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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024001857
(43)【公開日】2024-01-10
(54)【発明の名称】光学ガラスおよび光学素子
(51)【国際特許分類】
C03C 3/068 20060101AFI20231227BHJP
C03C 3/095 20060101ALI20231227BHJP
C03C 3/097 20060101ALI20231227BHJP
C03C 3/093 20060101ALI20231227BHJP
G02B 1/00 20060101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
C03C3/068
C03C3/095
C03C3/097
C03C3/093
G02B1/00
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023088604
(22)【出願日】2023-05-30
(31)【優先権主張番号】202210710063.0
(32)【優先日】2022-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】512264046
【氏名又は名称】成都光明光▲電▼股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＣＨＥＮＧＤＵ ＧＵＡＮＧ ＭＩＮＧ ＧＵＡＮＧ ＤＩＡＮ ＧＬＡＳＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３５９，Ｓｅｃ．３，Ｃｈｅｎｇｌｏｎｇ Ａｖｅｎｕｅ，Ｌｏｎｇ ｑｕａｎ ｙｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】毛 露路
(72)【発明者】
【氏名】匡 波
(72)【発明者】
【氏名】▲ハオ▼ 良振
(72)【発明者】
【氏名】王 友明
【テーマコード（参考）】
4G062
【Ｆターム（参考）】
4G062AA04
4G062BB01
4G062DA04
4G062DA05
4G062DB02
4G062DB03
4G062DC04
4G062DC05
4G062DD01
4G062DD02
4G062DD03
4G062DE02
4G062DE03
4G062DF01
4G062EA01
4G062EA10
4G062EB01
4G062EC01
4G062ED01
4G062ED02
4G062ED03
4G062ED04
4G062EE01
4G062EE02
4G062EE03
4G062EE04
4G062EF01
4G062EF02
4G062EF03
4G062EF04
4G062EG01
4G062EG02
4G062EG03
4G062EG04
4G062FA01
4G062FA10
4G062FB01
4G062FC01
4G062FC02
4G062FC03
4G062FD01
4G062FE01
4G062FE02
4G062FF01
4G062FG01
4G062FH01
4G062FJ01
4G062FJ02
4G062FJ03
4G062FJ04
4G062FK01
4G062FK02
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4G062FL01
4G062GA01
4G062GA10
4G062GB01
4G062GC01
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4G062GE01
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4G062HH01
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4G062HH20
4G062JJ01
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4G062JJ07
4G062JJ10
4G062KK01
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4G062KK05
4G062KK07
4G062KK10
4G062MM02
4G062NN03
4G062NN29
4G062NN34
(57)【要約】
【課題】内在品質が優れ、精密プレス加工に適する光学ガラスを提供すること。
【解決手段】本発明に係る光学ガラスは、重量％でＳｉＯ２：１７～４７％、Ｂ２Ｏ３：２０～５０％、Ａｌ２Ｏ３：０．５～８％、ＺｎＯ：０．５～８％、ＲＯ：６～４５％、Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．２～４．０、の成分を含み、ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である。合理的な成分設計により、本発明で得られた光学ガラスは、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、低い降伏点温度と優れた内在品質を有する。
【解決手段】本発明に係る光学ガラスは、重量％でＳｉＯ２：１７～４７％、Ｂ２Ｏ３：２０～５０％、Ａｌ２Ｏ３：０．５～８％、ＺｎＯ：０．５～８％、ＲＯ：６～４５％、Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．２～４．０、の成分を含み、ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である。合理的な成分設計により、本発明で得られた光学ガラスは、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、低い降伏点温度と優れた内在品質を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量％でＳｉＯ２：１７～４７％、Ｂ２Ｏ３：２０～５０％、Ａｌ２Ｏ３：０．５～８％、ＺｎＯ：０．５～８％、ＲＯ：６～４５％、Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）：０．２～４．０、の成分を含み、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
光学ガラス。
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
光学ガラス。
【請求項2】
重量％でＰ２Ｏ５：０～３％、及び／又はＺｒＯ２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％、の成分をさらに含み、
前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１に記載の光学ガラス。
前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項3】
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯとアルカリ土類金属酸化物を含む光学ガラスであって、
重量％でＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）：０．２～４．０、の成分をさらに含み、
前記光学ガラスの屈折率ｎｄは１．５７～１．６１、アッベ数νｄは５８～６４、気泡度はＡ級以上である
光学ガラス。
重量％でＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）：０．２～４．０、の成分をさらに含み、
前記光学ガラスの屈折率ｎｄは１．５７～１．６１、アッベ数νｄは５８～６４、気泡度はＡ級以上である
光学ガラス。
【請求項4】
重量％でＳｉＯ２：１７～４７％、及び／又はＢ２Ｏ３：２０～５０％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０．５～８％、及び／又はＺｎＯ：０．５～８％、及び／又はＲＯ：６～４５％、及び／又はＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満、及び／又はＰ２Ｏ５：０～３％、及び／又はＺｒＯ２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％、の成分を含み、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、
前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項３に記載の光学ガラス。
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、
前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項３に記載の光学ガラス。
【請求項5】
重量％で表される成分が、
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．５５～２．３；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．４；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．４～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．３～１．３；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．０５～０．９；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．３～３．０；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．１～１．５、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．５５～２．３；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．４；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．４～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．３～１．３；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．０５～０．９；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．３～３．０；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．１～１．５、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項6】
重量％で表される成分が、
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．７～２．０；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．３；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．５～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．４～１．２；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．６；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．５～２．０；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．１～１．０、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．７～２．０；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．３；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．５～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．４～１．２；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．６；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．５～２．０；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．１～１．０、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項7】
重量％で表される成分が、
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．８～１．８；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．２５；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．６５～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．５～１．０；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．４；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．６～１．６；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．２～０．８、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．８～１．８；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．２５；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．６５～０．９５；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．５～１．０；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．４；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．６～１．６；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．２～０．８、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項8】
重量％で表される成分が、
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は１．０～１．５；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．２；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．７～０．９；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．６～０．９；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．３５；
６） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．２５～０．６５、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は１．０～１．５；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３は０．０５～０．２；
３） ＢａＯ／ＲＯは０．７～０．９；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３は０．６～０．９；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯは０．１～０．３５；
６） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏは０．２５～０．６５、のうち１つ以上を満たし、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項9】
重量％でＳｉＯ２：２２～４０％、及び／又はＢ２Ｏ３：２２～３８％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：１～７％、及び／又はＺｎＯ：１～７％、及び／又はＲＯ：８～４０％、及び／又はＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：１～１２％、及び／又はＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１２％未満、及び／又はＰ２Ｏ５：０～１．５％、及び／又はＺｒＯ２：０～２％、及び／又は清澄剤：０～０．８％の成分を含み、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項10】
重量％でＳｉＯ２：２５～３８％、及び／又はＢ２Ｏ３：２３～３５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：１～６．５％、及び／又はＺｎＯ：１～６％、及び／又はＲＯ：１０～３５％、及び／又はＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：２～１０％、及び／又はＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：８％未満、及び／又はＺｒＯ２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％の成分を含み、
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項11】
重量％でＢａＯ：５～３０％、及び／又はＳｒＯ：０．５～１５％、及び／又はＣａＯ：０～１０％、及び／又はＭｇＯ：０～５％、及び／又はＬａ２Ｏ３：０．５～１０％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＬｉ２Ｏ：１～７％、及び／又はＮａ２Ｏ：０．１～７％、及び／又はＫ２Ｏ：０～５％の成分を含む
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項12】
重量％でＢａＯ：８～２５％、及び／又はＳｒＯ：０．５～１２％、及び／又はＣａＯ：０～８％、及び／又はＭｇＯ：０～３％、及び／又はＬａ２Ｏ３：１．５～８％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＬｉ２Ｏ：３～５．５％、及び／又はＮａ２Ｏ：０．５～５％、及び／又はＫ２Ｏ：０～１％の成分を含む
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項13】
重量％でＦ：０～５％の成分をさらに含む
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項14】
前記光学ガラスの屈折率ｎｄは１．５７～１．６１、アッベ数νｄは５８～６４である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項15】
前記光学ガラスの屈折率ｎｄは１．５７５～１．６０、アッベ数νｄは５９～６３である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項16】
前記光学ガラスのＮｄ一致性が±５０×１０－５以内、及び／又はＴｓ安定性が±５℃以内、及び／又は降伏点温度Ｔｓが６１０℃以下、及び／又は熱膨張係数α２０－３００℃が８５×１０－７以下、及び／又は耐酸安定性ＤＡが５類以上、及び／又は耐水安定性ＤＷが４類以上、及び／又は気泡度がＡ級以上、及び／又はストライプがＣ級以上、及び／又は１２００℃の高温粘度が２５ｄＰａＳ以下、及び／又は９００℃の高温粘度が３５ｄＰａＳ以上、及び／又は結晶上限温度が１１００℃以下、及び／又は熱可塑性耐結晶安定性がＢ級以上、及び／又は屈折率温度係数ｄｎ／ｄｔが６．０×１０－６／℃以下である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項17】
前記光学ガラスのＮｄ一致性が±３０×１０－５以内、及び／又はＴｓ安定性が±３℃以内、及び／又は降伏点温度Ｔｓが５９５℃以下、及び／又は熱膨張係数α２０－３００℃が８１×１０－７以下、及び／又は耐酸安定性ＤＡが４類以上、及び／又は耐水安定性ＤＷが３類以上、及び／又は気泡度がＡ００級、及び／又はストライプがＢ級以上、及び／又は１２００℃の高温粘度が２０ｄＰａＳ以下、及び／又は９００℃の高温粘度が５０ｄＰａＳ以上、及び／又は結晶上限温度が１０２０℃以下、及び／又は熱可塑性耐結晶安定性がＡ級、及び／又は屈折率温度係数ｄｎ／ｄｔが５．０×１０－６／℃以下である
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項18】
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム。
【請求項19】
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラスで製造される光学素子。
【請求項20】
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラスを含む光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ガラスに関し、特に内在品質に優れた精密プレス加工に適した光学ガラス、及びそれから製造されたガラスプリフォーム、光学素子及び光学機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光学ガラスは、光学機器や機械系におけるレンズ、プリズム、ミラー、窓などの製造に用いるガラス材料である。現在、光学ガラスを光学素子として製造する主な方法は、精密プレス成形（直接プレス法と二次プレス法を含む）であり、精密プレス技術を用いて製造されたレンズは、研削と研磨を行う必要がないため、原材料の消費を減少させ、人的と物的コストを低減し、環境汚染を軽減することができる。したがって、この技術を利用して低コストで大量に光学素子を生産することができる。精密プレスとは、一定の温度、圧力で所定の製品形状を有する高精密金型でガラスプリフォームをプレス成形し、完成品の形状と光学機能を有するガラス製品を得ることである。精密プレス技術により、球面レンズ、非球面レンズ、プリズム、回折格子など、さまざまな光学ガラス製品を製造することができる。
【0003】
スマート運転、顔認識などの技術の急速な発展に伴い、屈折率が１．５７～１．６１、アッベ数が５８～６４の範囲内の光学非球面レンズの需要が急速に増加した。また、光学ガラスの内在品質はその応用にとって極めて重要であり、優れた光学ガラス製品は気泡度が低く、気泡さえ含まないことが要求されている。光学ガラス非球面精密プレス加工技術は低コストで非球面レンズを得ることができるため、屈折率が１．５７～１．６１、アッベ数が５８～６４、内在品質に優れ、精密プレス加工に適した光学ガラスの開発は光電業界の発展に重要な意義を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする技術的課題は、内在品質に優れ、精密プレス加工に適した光学ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は次のとおりである。
【0006】
（１） 重量％で以下を含む、光学ガラス：ＳｉＯ２：１７～４７％、Ｂ２Ｏ３：２０～５０％、Ａｌ２Ｏ３：０．５～８％、ＺｎＯ：０．５～８％、ＲＯ：６～４５％、Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：０．５～１５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満であり、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．２～４．０、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である。
【0007】
（２） 重量％で以下の成分をさらに含む、（１）に記載の光学ガラス：Ｐ２Ｏ５：０～３％、及び／又はＺｒＯ２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である。
【0008】
（３） ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯとアルカリ土類金属酸化物を含み、重量％で以下の成分をさらに含む、光学ガラス：０．５～１５％のＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３であり、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）は０．２～４．０であり、前記光学ガラスの屈折率ｎｄは１．５７～１．６１、アッベ数νｄは５８～６４、気泡度はＡ級以上である。
【0009】
（４） 重量％で以下の成分を含む、（３）に記載の光学ガラス：ＳｉＯ２：１７～４７％、及び／又はＢ２Ｏ３：２０～５０％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０．５～８％、及び／又はＺｎＯ：０．５～８％、及び／又はＲＯ：６～４５％、及び／又はＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１５％未満、及び／又はＰ２Ｏ５：０～３％、及び／又はＺｒＯ２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％であり、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は復数種である。
【0010】
（５） 重量％で以下の成分を含み、以下の７つの状況の１つ以上を満たす、（１）～（４）の一つに記載の光学ガラス：
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．５５～２．３、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．７～２．０、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．８～１．８、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が１．０～１．５である；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．４、好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．３、より好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．２５、さらに好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．２である；
３） ＢａＯ／ＲＯが０．４～０．９５、好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．５～０．９５、より好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．６５～０．９５、さらに好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．７～０．９である；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．３～１．３、好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．４～１．２、より好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．５～１．０、さらに好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．６～０．９である；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．０５～０．９、好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．６、より好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．４、さらに好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．３５である；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．３～３．０、好ましくはＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．５～２．０、より好ましくはＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．６～１．６である；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．１～１．５、好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．１～１．０、より好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．２～０．８、さらに好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．２５～０．６５である；
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である。
１） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．５５～２．３、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．７～２．０、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．８～１．８、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が１．０～１．５である；
２） （ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．４、好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．３、より好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．２５、さらに好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．２である；
３） ＢａＯ／ＲＯが０．４～０．９５、好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．５～０．９５、より好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．６５～０．９５、さらに好ましくはＢａＯ／ＲＯが０．７～０．９である；
４） ＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．３～１．３、好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．４～１．２、より好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．５～１．０、さらに好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３が０．６～０．９である；
５） （Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．０５～０．９、好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．６、より好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．４、さらに好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯが０．１～０．３５である；
６） ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．３～３．０、好ましくはＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．５～２．０、より好ましくはＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が０．６～１．６である；
７） （Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．１～１．５、好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．１～１．０、より好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．２～０．８、さらに好ましくは（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏが０．２５～０．６５である；
前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量である。
【0011】
（６） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス：ＳｉＯ２：２２～４０％、好ましくはＳｉＯ２：２５～３８％、及び／又はＢ２Ｏ３：２２～３８％、好ましくはＢ２Ｏ３：２３～３５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：１～７％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：１～６．５％、及び／又はＺｎＯ：１～７％、好ましくはＺｎＯ：１～６％、及び／又はＲＯ：８～４０％、好ましくはＲＯ：１０～３５％、及び／又はＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：１～１２％、好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３：２～１０％、及び／又はＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１２％未満、好ましくはＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１０％未満、より好ましくはＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：８％未満、及び／又はＰ２Ｏ５：０～１．５％、及び／又はＺｒＯ２：０～２％、好ましくはＺｒＯ２：０～１％、及び／又は澄清剤：０～０．８％、好ましくは澄清剤：０～０．５％であり、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、澄清剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６の一種又は複数種である。
【0012】
（７） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス：ＢａＯ：５～３０％、好ましくはＢａＯ：６～２８％、より好ましくはＢａＯ：８～２５％、及び／又はＳｒＯ：０．５～１５％、好ましくはＳｒＯ：０．５～１３％、より好ましくはＳｒＯ：０．５～１２％、及び／又はＣａＯ：０～１０％、好ましくはＣａＯ：０～９％、より好ましくはＣａＯ：０～８％、及び／又はＭｇＯ：０～５％、好ましくはＭｇＯ：０～３％、及び／又はＬａ２Ｏ３：０．５～１０％、好ましくはＬａ２Ｏ３：１～９％、より好ましくはＬａ２Ｏ３：１．５～８％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～８％、好ましくはＹ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＹ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～５％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＬｉ２Ｏ：１～７％、好ましくはＬｉ２Ｏ：２～６．５％、より好ましくはＬｉ２Ｏ：３～５．５％、及び／又はＮａ２Ｏ：０．１～７％、好ましくはＮａ２Ｏ：０．１～６％、より好ましくはＮａ２Ｏ：０．５～５％、及び／又はＫ２Ｏ：０～５％、好ましくはＫ２Ｏ：０～２％、より好ましくはＫ２Ｏ：０～１％である。
【0013】
（８） 重量％で以下の成分をさらに含む、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス：Ｆ：０～１０％、好ましくはＦ：０～５％、より好ましくはＦ：０～３％である。
【0014】
（９） その成分がＰ２Ｏ５を含まない、及び／又はＭｇＯを含まない、及び／又はＧｄ２Ｏ３を含まない、及び／又はＦを含まない、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス。
【0015】
（１０） 屈折率ｎｄが１．５７～１．６１、好ましくは１．５７５～１．６０５、より好ましくは１．５７５～１．６０、アッベ数νｄが５８～６４、好ましくは５８．５～６３．５、より好ましくは５９～６３である、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス。
【0016】
（１１） Ｎｄ一致性が±５０×１０－５以内、好ましくはＮｄ一致性が±３０×１０－５以内、及び／又はＴｓ安定性が±５℃以内、好ましくはＴｓ安定性が±３℃以内である、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス。
【0017】
（１２） 降伏点温度Ｔｓが６１０℃以下、好ましくは６００℃以下、より好ましくは５９５℃以下、及び／又は熱膨張係数α２０－３００℃が８５×１０－７以下、好ましくは８３×１０－７以下、より好ましくは８１×１０－７以下、及び／又は耐酸安定性ＤＡが５類以上、好ましくは４類以上、及び／又は耐水安定性ＤＷが４類以上、好ましくは３類以上、及び／又は気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ０級以上、より好ましくはＡ００級以上、及び／又はストライプＣ級以上、好ましくはＢ級以上、及び／又は１２００℃の高温粘度が２５ｄＰａＳ以下、好ましくは２３ｄＰａＳ以下、より好ましくは２０ｄＰａＳ以下、及び／又は９００℃の高温粘度が３５ｄＰａＳ以上、好ましくは４０ｄＰａＳ以上、より好ましくは５０ｄＰａＳ以上、及び／又は結晶上限温度が１１００℃以下、好ましくは１０５０℃以下、より好ましくは１０２０℃以下、及び／又は熱可塑性耐結晶安定性がＢ級以上、好ましくはＡ級、及び／又は屈折率温度係数ｄｎ／ｄｔが６．０×１０－６／℃以下、好ましくは５．５×１０－６／℃以下、より好ましくは５．０×１０－６／℃以下である、（１）～（４）のいずれか一つに記載の光学ガラス。
【0018】
（１３） （１）～（１２）のいずれか一つに記載の光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム。
【0019】
（１４） （１）～（１２）の一つに記載の光学ガラス又は（１３）に記載のガラスプリフォームで製造される光学素子。
【0020】
（１５） （１）～（１２）の一つに記載の光学ガラスを含み、及び／又は（１４）に記載の光学素子を含む光学機器。
【発明の効果】
【0021】
本発明の有益な効果は、以下のとおりである。合理的な成分設計により、本発明により得られる光学ガラスは、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、低い降伏点温度と優れた内在品質を有する。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明にかかる光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で適宜変形して実施することが可能である。さらに、適宜省略はあるものの、記載を繰り返すことによって本発明の主旨が限定されるものではない。以下では、本発明の光学ガラスを単にガラスと称することもある。
【0023】
［光学ガラス］
以下に、本発明の光学ガラスの成分の範囲について説明する。本説明書において、各成分の含有量および合計含有量は、特に指定のない限り、重量パーセント（ｗｔ％）で表すものとする。すなわち、各成分の含有量、合計含有量は、酸化組成物に換算するガラス物質の総重量に対する重量パーセントで表すことである。ここでいう「酸化物組成物に換算した」とは、本発明の光学ガラスの組成物の原料として用いた酸化物、錯塩、水酸化物等が溶融時に分解して酸化物に変換された場合の酸化物物質の総重量を１００％とした場合のことである。
以下に、本発明の光学ガラスの成分の範囲について説明する。本説明書において、各成分の含有量および合計含有量は、特に指定のない限り、重量パーセント（ｗｔ％）で表すものとする。すなわち、各成分の含有量、合計含有量は、酸化組成物に換算するガラス物質の総重量に対する重量パーセントで表すことである。ここでいう「酸化物組成物に換算した」とは、本発明の光学ガラスの組成物の原料として用いた酸化物、錯塩、水酸化物等が溶融時に分解して酸化物に変換された場合の酸化物物質の総重量を１００％とした場合のことである。
【0024】
具体的には、本明細書に記載されている数値範囲には、上限値および下限値が含まれ、「以上」および「以下」には端点値、ならびに範囲に含まれるすべての整数および分数が含まれ、範囲が限定されている場合に記載されている具体的な値に限定されるものではない。本明細書で「及び／又は」と呼ばれるものは包括的であり、例えば「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、またはＡとＢの両方を意味する。
【0025】
＜必須成分とオプション成分＞
ＳｉＯ２は本発明のガラスの必要な成分であり、その含有量が４７％を超える場合、ガラスの屈折率とアッベ数が設計要件より低くなる。一方、ガラスの溶融温度が急速に上昇し、溶融難度が増大し、特に大量のアルカリ金属酸化物成分を含む場合、ガラスの溶融炉に対する浸食能力が急速に上昇し、炉体の耐用年数を低下させると同時に、Ｎｄ一致性、Ｔｓ安定性の制御難度が増大し、ガラス中の気泡、介在物含有量上昇のリスクがあり、品質要件を満たさなくなる場合がある。ＳｉＯ２の含有量が１７％未満の場合、ガラスの化学安定性が急速に低下し、耐水性が設計要件を満たせず、非球面プリフォームを研磨加工する際に表面に霧状の欠陥が発生しやすく、非球面プリフォーム良品率が低下する。従って、ＳｉＯ２の含有量が１７～４７％、好ましくは２２～４０％、より好ましくは２５～３８％である。
ＳｉＯ２は本発明のガラスの必要な成分であり、その含有量が４７％を超える場合、ガラスの屈折率とアッベ数が設計要件より低くなる。一方、ガラスの溶融温度が急速に上昇し、溶融難度が増大し、特に大量のアルカリ金属酸化物成分を含む場合、ガラスの溶融炉に対する浸食能力が急速に上昇し、炉体の耐用年数を低下させると同時に、Ｎｄ一致性、Ｔｓ安定性の制御難度が増大し、ガラス中の気泡、介在物含有量上昇のリスクがあり、品質要件を満たさなくなる場合がある。ＳｉＯ２の含有量が１７％未満の場合、ガラスの化学安定性が急速に低下し、耐水性が設計要件を満たせず、非球面プリフォームを研磨加工する際に表面に霧状の欠陥が発生しやすく、非球面プリフォーム良品率が低下する。従って、ＳｉＯ２の含有量が１７～４７％、好ましくは２２～４０％、より好ましくは２５～３８％である。
【0026】
Ｂ２Ｏ３はガラスの屈折率とアッベ数を向上させ、ガラスのＴｓを低下させることができる。適量のＢ２Ｏ３を添加することにより、ＳｉＯ２と同時にガラスネットワークを構成すると、ガラスネットワークの強度をさらに向上させ、ガラスの化学的安定性、特にガラスの耐酸性がさらに向上させることができる。Ｂ２Ｏ３の含有量が５０％を超える場合、Ｂ２Ｏ３によりガラスネットワークが緩くなり、耐水性が急速に低下する。生産中、Ｂ２Ｏ３は通常ホウ酸の形で導入され、発明者らの大量の研究を重ねた結果、高含有量のホウ酸は溶解時に溶融炉への浸食を加速することを見出した、一方、溶解において、過剰なホウ酸は揮発を激化させ、ガラス成分が大幅に変化し、Ｎｄ一致性とＴｓ安定性が急速に低下する。さらに、ホウ酸は溶解中にＨ２Ｏに分解され、Ｈ２Ｏは通常気泡の形で高温ガラス液に存在し、過剰なホウ酸は次の清澄化工程に大きな挑戦をもたらす。Ｂ２Ｏ３の含有量が２０％未満である場合、ガラスのアッベ数とＴｓがなかなか設計要件を満たすことができない。従って、Ｂ２Ｏ３の含有量が２０～５０％、好ましくは２２～３８％、より好ましくは２３～３５％である。
【0027】
発明者らの研究を重ねた結果、本発明のガラス系では、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２の値が２．３より大きい場合、ガラス液は成形温度で液体から固体へ冷却する時間が大幅に増加し、成形時に表面が先に冷却硬化したが、中間部の温度は依然として高く、表面と中間部硬化の時間上の違いが非常に大きく、ガラス内部にストライプを形成しやすく、厚い製品は特に深刻であることを見出した。本発明のガラス系は通常、成形温度が９００～１０００℃であり、この温度範囲内でその粘度が３５ｄＰａｓ未満である場合、ガラスは上記の問題を発生しやすく、ストライプが要件を満たさないことである。従って、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２の値が２．３以下、より好ましくは２．０以下、さらに好ましくは１．８以下、よりさらに好ましくは１．５以下である。Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２の値が０．５５未満である場合、ガラスのＴｓが急速に上昇し、設計目標を達成することが困難であると同時に、ガラスの１２００℃の高温粘度が設計目標を達成することが困難である。いくつかの実施形態では、ガラスの１２００℃の高温粘度が大きすぎると、ガラス内部の気泡を排除するのは非常に困難であり、気泡を効果的に排除するために温度を上昇させる必要があるが、１２００℃以上のガラス液の炉体への浸食能力が急速に上昇する。従って、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２の値が０．５５以上、より好ましくは０．７以上、さらに好ましくは０．８以上、よりさらに好ましくは１．０以上である。
【0028】
適量のＡｌ２Ｏ３はガラスネットワークを補強し、ガラスの化学的安定性を高め、ガラスの高温粘度を高めることができる。しかし、本発明のガラスにおいて、８％超のＡｌ２Ｏ３を添加すると、ガラス中のネットワーク構造が急速に緩く、特にＢ２Ｏ３含有量が比較的高い場合、非球面プリフォームを製造する研磨工程で、素子表面に腐食点が発生しやすく、良品率が急速に低下する。また、Ａｌ２Ｏ３は分散が大きいため、過剰に含有するとアッベ数が設計要件より低くなる場合がある。その含有量が０．５％未満である場合、ガラス原料の溶融工程で炉体に対する腐食性が急激に上昇し、同時に化学安定性、特に耐水性が急速に低下する。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０．５～８％、好ましくは１～７％、より好ましくは１～６．５％に限定される。
【0029】
ガラスにＺｒＯ２を添加することで、炉体に対するガラス液の浸食能力を下げ、溶解炉の耐用年数を延長し、ガラスの耐結晶性を高めることができる。ＺｒＯ２の含有量が３％を超える場合、ガラスに不溶物が現れやすくなり、ガラスの内在品質が低下し、ガラスの耐結晶性が急速に低下する。したがって、ＺｒＯ２の含有量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【0030】
いくつかの実施形態では、ＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３を混合して使用すると、Ｂ２Ｏ３の構造状態に大きな影響を与え、特にアルカリ土類金属酸化物の含有量が高い場合は、ガラス熱可塑性耐結晶安定性に影響を与える。（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が０．０５未満である場合、熱可塑性耐結晶安定性を高めることは顕著ではなく、（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が０．４より大きい場合、ガラスの熱可塑性耐結晶安定性がかえって急速に低下する。従って、好ましくは（ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が０．０５～０．４、より好ましくは０．０５～０．３、さらに好ましくは０．０５～０．２５、よりさらに好ましくは０．０５～０．２である。
【0031】
適量のＺｎＯはガラスの屈折率と化学安定性を著しく向上させ、ガラスの熱膨張係数とＴｓを低下させることができ、その含有量が０．５％未満である場合、上記の効果が顕著ではない。ＺｎＯの含有量が８％を超え、特にＢ２Ｏ３含有量が比較的高い場合、ガラスのアッベ数が設計要件を満たしにくくなり、ガラスの気泡排除能力が低下する。従って、ＺｎＯの含有量が０．５～８％、好ましくは１～７％、より好ましくは１～６％である。
【0032】
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯはアルカリ土類金属酸化物であり、適量のアルカリ土類金属酸化物はガラスの屈折率を高め、ガラスの耐結晶安定性を強化することができるが、その合計含有量ＲＯが４５％を超える場合、ガラスの耐結晶安定性が急速に低下し、ガラスが乳化さえ発生する。したがって、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量ＲＯは６～４５％、好ましくは８～４０％、より好ましくは１０～３５％である。
【0033】
発明者らは大量の実験研究を重ねた結果、ガラスの耐結晶安定性を向上させる能力から見ると、ＢａＯ＞ＳｒＯ＞ＣａＯ＞ＭｇＯであることを見出した。したがって、本発明のガラスはＢａＯを用いてガラスの屈折率と耐結晶安定性を向上させることが好ましいが、その含有量が３０％を超える場合、ガラスの耐水性が急速に低下し、ガラスの溶融に気泡の堆積が発生しやすく、解消しにくく、生産プロセスの安定性に深刻な影響を与え、さらにガラスのＮｄ一致性とＴｓ安定性に影響を与えてしまうことである。ＢａＯの含有量が５％未満である場合、ガラスの屈折率が設計要件を満たしにくくなり、ガラスの耐結晶安定性が急速に低下する。従って、ＢａＯの含有量が５～３０％、好ましくは６～２８％、より好ましくは８～２５％である。
【0034】
ＳｒＯはガラスの中でＢａＯと相乗効果を形成し、ガラスの耐結晶安定性をより効果的に向上させるとともに、ガラスの屈折率を高めることにも有利であるが、ＳｒＯの含有量が０．５％未満である場合、上述の効果が顕著ではなく、その含有量が１５％を超える場合、耐結晶の相乗効果が弱まり、ガラスのコストが急速に上昇する。従って、ＳｒＯの含有量が０．５～１５％、好ましくは０．５～１３％、より好ましくは０．５～１２％である。
【0035】
ＣａＯはガラスの耐結晶安定性を向上させ、ガラスの屈折率を高め、ガラスの高温粘度を急速に下げ、気泡排除を比較的容易にすることができる、特にＢａＯの相対含有量が低い場合、効果が比較的顕著である。ＣａＯの含有量が１０％を超える場合、ガラスの耐結晶安定性が急速に低下し、アッベ数が設計要件より低くなる。従って、ＣａＯの含有量が０～１０％、好ましくは０～９％、より好ましくは０～８％である。
【0036】
ＭｇＯはガラスの安定性を高めることができるが、その含有量が５％を超える場合、ガラスの耐結晶性がかえって急速に低下し、アッベ数が設計要件より低くなる。従って、ＭｇＯの含有量が５％以下、好ましくは３％以下に限定され、より好ましくはＭｇＯを含まないことである。
【0037】
いくつかの実施形態では、本発明のガラスのアルカリ土類金属酸化物は主にＢａＯを用い、ＢａＯ／ＲＯの値が好ましくは０．４～０．９５、より好ましくは０．５～０．９５、さらに好ましくは０．６５～０．９５、よりさらに好ましくは０．７～０．９である場合、アルカリ土類金属酸化物間の相乗作用によるガラスの結晶上限温度の低下が最も顕著である。
【0038】
いくつかの実施形態では、アルカリ土類金属酸化物によって提供される自由酸素はＢ２Ｏ３ネットワークを強化し、その緻密性を増強し、さらにガラスの耐水性と耐候性を向上させることができるが、ＲＯ／Ｂ２Ｏ３の値が０．３未満である場合、上述の効果が顕著ではなく、熱膨張係数が増加する。ＲＯ／Ｂ２Ｏ３の値が１．３を超える場合、過剰なアルカリ土類金属成分がかえってガラスネットワークを破壊し、ガラスの耐水性と耐候性が急速に低下する。従って、好ましくはＲＯ／Ｂ２Ｏ３の値が０．３～１．３、より好ましくは０．４～１．２、さらに好ましくは０．５～１．０、よりさらに好ましくは０．６～０．９である。
【0039】
Ｌａ２Ｏ３はガラスの屈折率を高め、ガラスの高温粘度を低下することができるが、その含有量が０．５％未満である場合、上記の効果が顕著ではない。Ｌａ２Ｏ３の含有量が１０％を超える場合、ガラスの耐酸性が急速に低下し、ガラスの熱可塑性耐結晶性が急速に低下し、ガラスのＴｓが上昇する。従って、Ｌａ２Ｏ３の含有量が０．５～１０％、好ましくは１～９％、より好ましくは１．５～８％である。
【0040】
Ｙ２Ｏ３はガラスに添加することで屈折率と耐熱衝撃性を高めることができるが、その含有量が８％を超える場合、ガラスの化学安定性が急速に低下する。したがって、Ｙ２Ｏ３の含有量は、８％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下に限定される。
【0041】
Ｇｄ２Ｏ３はガラスの屈折率、耐水性と耐候性を高めることができるが、その含有量が５％を超える場合、ガラスのコストが急速に上昇し、耐結晶性が急速に低下する。従って、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が５％以下、好ましくは３％以下に限定され、より好ましくはＧｄ２Ｏ３を含まないことである。
【0042】
本発明のガラスは高温溶液から固体状態まで冷却する時間が一般的な光学ガラスより長く、その後さらに２回の高温成形が必要であるため、過剰なＬａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３を添加するとガラスの熱可塑性耐結晶性が急速に低下し、熱可塑性加工時に結晶を発生し、さらに乳化し、耐酸性の急速な低下を引き起こす。したがって、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３の合計含有量Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３は好ましくは０．５～１５％、より好ましくは１～１２％、さらに好ましくは２～１０％である。
【0043】
いくつかの実施形態では、適量のＬａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３とＲＯはガラスの屈折率とアッベ数を高めることができ、さらに重要なことに、ＲＯを大量に含むことによるガラス耐水性の低下問題を低減すると同時に、耐酸性を設計範囲内に制御し、ガラスの高温粘度を低下させ、さらにガラスの溶解温度を低下させることに有利であり、（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯの値が０．０５未満である場合、上記の効果が顕著ではない。（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯの値が０．９を超える場合、炉体に対するガラス液の浸食性が上昇し、ガラスの安定性が急速に低下し、Ｔｓが上昇し、設計要件を満たしにくくなる。従って、好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＲＯの値が０．０５～０．９、より好ましくは０．１～０．６、さらに好ましくは０．１～０．４、よりさらに好ましくは０．１～０．３５である。
【0044】
いくつかの実施形態では、ガラスにＬａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３などの成分が存在する場合、ガラスの安定性が低下し、冷却時に微細な気泡が発生しやすくなり、製品の廃棄を引き起こす場合がある。発明者らが大量の実験研究を重ねた結果、ＺｎＯがＬａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３と共存し、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）の値が０．２～４．０の範囲内である場合、ガラスの安定性及び気泡度の低下を防止できることを見出した。従って、好ましくはＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）の値が０．２～４．０、より好ましくは０．３～３．０、さらに好ましくは０．５～２．０、よりさらに好ましくは０．６～１．６である。
【0045】
アルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど）は本発明のガラスの主要な成分の１つであり、その含有量と相対含有量はガラスのＴｓ、屈折率、アッベ数、熱膨張係数、化学安定性と耐結晶性などの重要な指標に大きな影響を与える。
【0046】
単一アルカリ金属酸化物の作用から見ると、Ｌｉ２ＯはガラスのＴｓを下げる能力が最も強く、その含有量が１％未満である場合、ガラスのＴｓが設計要件より高く、ガラスの化学安定性が急速に低下し、ガラスの高温粘度が急速に上昇する。Ｌｉ２Ｏの含有量が７％を超える場合、炉体に対するガラス液の浸食性が急速に増強するだけでなく、溶融中に白金製品を浸食し、ガラスに白金介在物が発生すると同時に、ガラスのＮｄ一致性とＴｓ安定性の制御難易度が比較的高くなる。従って、Ｌｉ２Ｏの含有量が１～７％、好ましくは２～６．５％、より好ましくは３～５．５％である。
【0047】
適量のＮａ２Ｏはガラスの溶融性能を改善し、ガラスのＴｓを低下させ、ガラスの高温粘度を低下させることができるが、その含有量が０．１％未満である場合、上記の効果が顕著ではない。Ｎａ２Ｏの含有量が７％を超える場合、炉体に対するガラスの浸食性が上昇し、ガラスの化学安定性が低下すると同時に、熱膨張係数が急速に上昇する。従って、Ｎａ２Ｏの含有量が０．１～７％、好ましくは０．１～６％、より好ましくは０．５～５％である。
【0048】
Ｋ２Ｏの含有量が５％を超える場合、ガラスネットワーク構造の破壊が激しく、ガラスの耐水性と耐候性が設計要件を満たしにくくなる。したがって、Ｋ２Ｏの含有量は、５％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下に限定される。
【0049】
発明者らが研究を重ねた結果、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの３種類のアルカリ金属酸化物が混合して存在する場合、複雑な相乗効果が発生し、炉体への浸食性、高温粘度、及び屈折率温度係数にさらに影響を与えることを見出した。非球面レンズを使用することで、レンズの使用数を大幅に削減しながら、高精細なイメージングを実現することができる。ただし、温度差が比較的大きい環境で使用するレンズ（車載、安全レンズなど）については、ガラスの屈折率温度係数が大きすぎ、レンズ数が少ない場合、レンズの「温度ドリフト」は極めて制御しにくくなり、異なる温度で結像品質が異なる深刻な問題が発生する。本発明者らは、いくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの値が好ましくは１５％未満、より好ましくは１２％未満、さらに好ましくは１０％未満、よりさらに好ましくは８％未満である場合、炉体に対するガラス液の浸食性が低下し、Ｔｓ安定性が設計要件を満たし、ガラスの屈折率温度係数が設計要件を超えないことを見出した。
【0050】
いくつかの実施形態では、（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｌｉ２Ｏの値が好ましくは０．１～１．５、より好ましくは０．１～１．０、さらに好ましくは０．２～０．８、よりさらに好ましくは０．２５～０．６５である場合、炉体に対するガラス液の浸食性が低下し、Ｔｓ安定性が設計要件を満たし、ガラスの屈折率温度係数が設計要件を超えない。さらに重要なことに、上記３種類のアルカリ金属酸化物が上記範囲内にあれば、より低い熱膨張係数を実現することもでき、これは非球面プレス加工におけるレンズの破裂を減少させることに非常に重要であり、非球面プレス加工の自由度と安定性を大幅に向上させる。
【0051】
Ｐ２Ｏ５はガラスの屈折率と分散を調整することができるが、本発明のガラス系において、その含有量が３％を超える場合、ガラスの耐結晶性が急速に低下し、ガラスの溶融生産、ブランク二次プレス加工、非球面精密プレス加工などの重要な工程に壊滅的な影響を与えるため、その含有量が３％以下、好ましくは１．５％以下に限定され、より好ましくはＰ２Ｏ５を含まないことである。
【0052】
適量のＦ（フッ素）はガラスのＴｓを顕著に低下させ、ガラスのアッベ数を上昇させ、ガラス中のアルカリ金属酸化物の使用を減少させることができる。その含有量が１０％を超える場合、Ｆは高温溶融中で極めて揮発しやすく、その単位含有量は屈折率、アッベ数に対する影響が特に大きいため、溶融過程でＮｄ一致性、Ｔｓ安定性が極めて制御しにくくなり、後続の非球面プレス加工に壊滅的な影響を与えてしまうことである。したがって、Ｆの含有量は、１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下に限定される。成分設計がＴｓの設計要件を満たすことができれば、さらに好ましくはＦを含まないことである。
【0053】
Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６などは清澄剤として使用でき、ガラスの気泡度を高めるのに有利であり、単独または組み合わせて存在する場合は１％以下、好ましくは０．８％以下、より好ましくは０．５％以下である。
【0054】
成分設計によってガラスの溶融性を最適化し、ガラスの気泡度を向上させるほか、類似の高粘度ケイ酸塩ガラスは通常、酸化物成分を硝酸塩で導入することでガラスの溶融性と気泡度を最適化する。硝酸塩は溶融過程で窒素元素のほとんどがＮＯＸガスとして大気中に排出され、窒素酸化物は人体の健康に極めて大きな損害を与え、長期吸入は肺癌を引き起こすリスクがある。したがって、発明者らは、ガラスの溶融性能を保証しながら、窒素酸化物の排出を低減するための研究に取り組んでいる。本発明者らが大量の実験研究を重ねた結果、硝酸塩をＫＮＯ３及びＢａ（ＮＯ３）２などの方式で導入し、上述の清澄剤（Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６など）と混合して使用する場合、ガラスの気泡度が品質要件を満たし、窒素酸化物の排出量をより低いレベルに低減できることを発見した。換算により、ガラス原料におけるＮ（窒素）元素含有量（理論ガラスを１００ Ｋｇ溶融する場合のＮ元素導入量／１００Ｋｇガラス重量×１００％）は２．０％未満、好ましくは１．５％未満、より好ましくは１．０％未満である。
【0055】
＜含まれるべきでない成分＞
本発明のガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の遷移金属の酸化物は、単独又は複合的に少量に含まれる場合でも、ガラスが着色され、可視光領域における特定の波長が吸収され、本発明の可視光透過効果を弱めるので、特に可視光領域の波長透過率を要求する光学ガラスは、実際には含まないことが好ましい。
本発明のガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の遷移金属の酸化物は、単独又は複合的に少量に含まれる場合でも、ガラスが着色され、可視光領域における特定の波長が吸収され、本発明の可視光透過効果を弱めるので、特に可視光領域の波長透過率を要求する光学ガラスは、実際には含まないことが好ましい。
【0056】
Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ及びＳｅの酸化物は、近年、有害な化学物質として使用を制御する傾向にあり、ガラスの製造工程だけでなく、加工工程及び完成品の処置に至るまで、環境保護への取り組みが必要である。そのため、環境への影響を重視する場合は、不可避な混入以外は、それらを含まないことが好ましい。これにより、光学ガラスは実際に環境を汚染する物質を含まなくなる。したがって、本発明の光学ガラスは、特殊な環境措置を講じなくても、製造、加工及び廃棄が可能である。環境に配慮するため、本発明の光学ガラスは、Ａｓ２Ｏ３及びＰｂＯを含まないことが好ましい。
【0057】
本明細書に記載されている「加えない」、「含まない」、「０％」という用語は、この成分を本発明のガラスの原料として意図的に添加しなかったことを意味する。しかし、ガラスを製造するための原料及び／又は設備として、意図的に添加されていない不純物や成分が、最終的なガラス中に少量または微量に存在することがあり、それらも本発明の特許の対象となる。
【0058】
以下では、本発明の光学ガラスの性能について説明する。
＜屈折率とアッべ数＞
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０に規定された方法に従って試験されている。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．５７～１．６１、好ましくは屈折率（ｎｄ）が１．５７５～１．６０５、より好ましくは屈折率（ｎｄ）が１．５７５～１．６０である。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）が５８～６４、好ましくはアッベ数（νｄ）が５８．５～６３．５、より好ましくはアッベ数（νｄ）が５９～６３である。
＜屈折率とアッべ数＞
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０に規定された方法に従って試験されている。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．５７～１．６１、好ましくは屈折率（ｎｄ）が１．５７５～１．６０５、より好ましくは屈折率（ｎｄ）が１．５７５～１．６０である。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）が５８～６４、好ましくはアッベ数（νｄ）が５８．５～６３．５、より好ましくはアッベ数（νｄ）が５９～６３である。
【0059】
＜Ｎｄ一致性＞
生産時に２４時間ごとにガラスサンプルを計５個抽出し、アニールした後、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０に規定された方法で屈折率（Ｎｄ）を測定し、標準値との差はＮｄ一致性とする。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのＮｄ一致性が±５０×１０－５以内、好ましくはＮｄ一致性が±３０×１０－５以内である。
生産時に２４時間ごとにガラスサンプルを計５個抽出し、アニールした後、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０に規定された方法で屈折率（Ｎｄ）を測定し、標準値との差はＮｄ一致性とする。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのＮｄ一致性が±５０×１０－５以内、好ましくはＮｄ一致性が±３０×１０－５以内である。
【0060】
＜降伏点温度＞
光学ガラスの降伏点温度（Ｔｓ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従って測定される。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの降伏点温度（Ｔｓ）が６１０℃以下、好ましくは降伏点温度（Ｔｓ）が６００℃以下、より好ましくは降伏点温度（Ｔｓ）が５９５℃以下である。
光学ガラスの降伏点温度（Ｔｓ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従って測定される。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの降伏点温度（Ｔｓ）が６１０℃以下、好ましくは降伏点温度（Ｔｓ）が６００℃以下、より好ましくは降伏点温度（Ｔｓ）が５９５℃以下である。
【0061】
＜Ｔｓ安定性＞
生産時に２４時間ごとにガラスサンプルを計５個抽出し、アニールした後、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従ってＴｓを測定し、標準値との差はＴｓ安定性とする。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのＴｓ安定性が±５℃以内、好ましくはＴｓ安定性が±３℃以内である。
生産時に２４時間ごとにガラスサンプルを計５個抽出し、アニールした後、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従ってＴｓを測定し、標準値との差はＴｓ安定性とする。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのＴｓ安定性が±５℃以内、好ましくはＴｓ安定性が±３℃以内である。
【0062】
＜熱膨脹係数＞
光学ガラスの熱膨張係数（α２０－３００℃）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従って２０～３００℃で測定したデータである。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの熱膨張係数（α２０－３００℃）が８５×１０－７以下、好ましくは熱膨張係数（α２０－３００℃）が８３×１０－７以下、より好ましくは（α２０－３００℃）が８１×１０－７以下である。
光学ガラスの熱膨張係数（α２０－３００℃）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０に規定された方法に従って２０～３００℃で測定したデータである。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの熱膨張係数（α２０－３００℃）が８５×１０－７以下、好ましくは熱膨張係数（α２０－３００℃）が８３×１０－７以下、より好ましくは（α２０－３００℃）が８１×１０－７以下である。
【0063】
＜耐酸安定性＞
光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９に規定された方法で試験されている。本明細書では、耐酸安定性を耐酸性と呼ぶことがある。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）が５類以上、好ましくは耐酸安定性（ＤＡ）が４類以上である。
光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９に規定された方法で試験されている。本明細書では、耐酸安定性を耐酸性と呼ぶことがある。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）が５類以上、好ましくは耐酸安定性（ＤＡ）が４類以上である。
【0064】
＜耐水安定性＞
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９に規定された方法で試験されている。本明細書では、耐水安定性を耐水性と呼ぶことがある。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）が４類以上、好ましくは耐水安定性（ＤＷ）が３類以上である。
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９に規定された方法で試験されている。本明細書では、耐水安定性を耐水性と呼ぶことがある。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）が４類以上、好ましくは耐水安定性（ＤＷ）が３類以上である。
【0065】
＜気泡度＞
光学ガラスの気泡度は、ＧＢ／Ｔ７９６２．８－２０１０に規定された方法に従って試験されている。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ０級以上、より好ましくはＡ００級である。
光学ガラスの気泡度は、ＧＢ／Ｔ７９６２．８－２０１０に規定された方法に従って試験されている。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ０級以上、より好ましくはＡ００級である。
【0066】
＜ストライプ＞
光学ガラスのストライプは、点光源とレンズで構成されたストライプメーターを用いて、標準試料を最もストライプが見えやすい方向から比較し確認する。グレードは４段階に分けられる。具体的には表１を参照する。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのストライプはＣ級以上、好ましくはＢ級以上である。
光学ガラスのストライプは、点光源とレンズで構成されたストライプメーターを用いて、標準試料を最もストライプが見えやすい方向から比較し確認する。グレードは４段階に分けられる。具体的には表１を参照する。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのストライプはＣ級以上、好ましくはＢ級以上である。
【表1】
【0067】
＜高温粘度＞
光学ガラスの高温粘度は次の方法に従って試験される：ＴＨＥＴＡ Ｒｈｅｏｔｒｏｎｉｃ ＩＩ高温粘度計を用いて回転法で試験し、数値単位はｄＰａＳ（ポアズ）であり、その数値が小さいほど粘度が小さいことを示す。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの１２００℃の高温粘度が２５ｄＰａＳ以下、好ましくは１２００℃の高温粘度が２３ｄＰａＳ以下、より好ましくは１２００℃の高温粘度が２０ｄＰａＳ以下である。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの９００℃の高温粘度が３５ｄＰａＳ以上、好ましくは９００℃の高温粘度が４０ｄＰａＳ以上、より好ましくは９００℃の高温粘度が５０ｄＰａＳ以上である。
光学ガラスの高温粘度は次の方法に従って試験される：ＴＨＥＴＡ Ｒｈｅｏｔｒｏｎｉｃ ＩＩ高温粘度計を用いて回転法で試験し、数値単位はｄＰａＳ（ポアズ）であり、その数値が小さいほど粘度が小さいことを示す。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの１２００℃の高温粘度が２５ｄＰａＳ以下、好ましくは１２００℃の高温粘度が２３ｄＰａＳ以下、より好ましくは１２００℃の高温粘度が２０ｄＰａＳ以下である。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの９００℃の高温粘度が３５ｄＰａＳ以上、好ましくは９００℃の高温粘度が４０ｄＰａＳ以上、より好ましくは９００℃の高温粘度が５０ｄＰａＳ以上である。
【0068】
＜耐結晶性＞
非球面精密プレス加工に応用されるガラスについては、高温成形、高温二次プレス加工、高温精密プレス加工など、３段階の高温加工が必要であるため、ガラスの耐結晶安定性が非常に重要である。耐結晶安定性が２種類に分けられる、１つはガラス液が液体から固体状態に冷却する過程における耐結晶性であり、結晶上限温度で代表し、高温二次プレス加工、高温精密プレス加工における耐結晶性は、熱可塑性耐結晶試験で代表することができる。本明細書で記載されている耐結晶性（又はガラスの安定性）は、一般に、上記の２種類の耐結晶性を指す。
非球面精密プレス加工に応用されるガラスについては、高温成形、高温二次プレス加工、高温精密プレス加工など、３段階の高温加工が必要であるため、ガラスの耐結晶安定性が非常に重要である。耐結晶安定性が２種類に分けられる、１つはガラス液が液体から固体状態に冷却する過程における耐結晶性であり、結晶上限温度で代表し、高温二次プレス加工、高温精密プレス加工における耐結晶性は、熱可塑性耐結晶試験で代表することができる。本明細書で記載されている耐結晶性（又はガラスの安定性）は、一般に、上記の２種類の耐結晶性を指す。
【0069】
耐結晶安定性は２種類に分けられる、１つはガラス液が高温（１０００～１２００℃）液体から固体状態に冷却する過程における耐結晶性であり、結晶上限温度で代表し、高温二次プレス加工、高温精密プレス加工における耐結晶性は、熱可塑性耐結晶試験で代表することができる。
【0070】
結晶上限温度の試験方法は以下の通りである：温度勾配炉法を用いてガラスの結晶性能を測定し、１８０×１０×１０ｍｍのガラス試料を側面研磨し、勾配温度（１０℃／ｃｍ）炉に入れて最高温度範囲が１４００℃まで昇温し、４時間保温した後、取り出して室温まで自然冷却し、顕微鏡でガラスの結晶状況を観察し、ガラスの失透が発生する最高温度は、すなわちガラスの結晶上限温度とする。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの結晶上限温度が１１００℃以下、好ましくは１０５０℃以下、より好ましくは１０２０℃以下である。
【0071】
熱可塑性耐結晶安定性試験方法は以下の通りである：２０×２０×１０ｍｍに加工された試料を両面研磨し、試料をＴｓ＋２００℃の結晶析出炉に入れて３０分間保温し、取り出して冷却した後、２つの大きい表面を研磨し、表２に基づいてガラスの耐結晶性能を判断し、Ａ級が最も良く、Ｅ級が最も悪い。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの熱可塑性耐結晶安定性がＢ級以上、好ましくはＡ級であり、耐結晶性が優れる。
【表2】
【0072】
＜屈折率温度係数＞
ガラスの屈折率温度係数（ｄｎ／ｄｔ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．４－２０１０で規定された方法に従って、４０～６０℃の範囲内の光学ガラスの屈折率温度係数（ｄライン ｄｎ／ｄｔ ｒｅｌａｔｉｖｅ（１０－６／℃））を測定する。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの屈折率温度係数（ｄｎ／ｄｔ）は６．０×１０－６／℃以下、好ましくは５．５×１０－６／℃以下、より好ましくは５．０×１０－６／℃以下である。
ガラスの屈折率温度係数（ｄｎ／ｄｔ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．４－２０１０で規定された方法に従って、４０～６０℃の範囲内の光学ガラスの屈折率温度係数（ｄライン ｄｎ／ｄｔ ｒｅｌａｔｉｖｅ（１０－６／℃））を測定する。いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの屈折率温度係数（ｄｎ／ｄｔ）は６．０×１０－６／℃以下、好ましくは５．５×１０－６／℃以下、より好ましくは５．０×１０－６／℃以下である。
【0073】
［製造方法］
本発明の光学ガラスの製造方法は以下のとおりである：本発明のガラスは、酸化物、水酸化物、フッ化物、様々な塩類（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、メタリン酸塩）、ホウ酸等を含むがこれらに限定されない従来の原料、従来の工程で製造され、常法により配合した後、調製した炉材を１４００～１５５０℃の溶解炉（白金、金又は白金合金のるつぼなど）に投入して溶融する。その後、清澄化、均一化して、気泡や未溶解物のない均質な溶融ガラスを得るとともに、この溶融ガラスを金型に入れて鋳造し、焼きなましを行う。当業者であれば、実際の必要に応じて、原料、製法およびプロセスパラメータを適宜選択することができる。
本発明の光学ガラスの製造方法は以下のとおりである：本発明のガラスは、酸化物、水酸化物、フッ化物、様々な塩類（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、メタリン酸塩）、ホウ酸等を含むがこれらに限定されない従来の原料、従来の工程で製造され、常法により配合した後、調製した炉材を１４００～１５５０℃の溶解炉（白金、金又は白金合金のるつぼなど）に投入して溶融する。その後、清澄化、均一化して、気泡や未溶解物のない均質な溶融ガラスを得るとともに、この溶融ガラスを金型に入れて鋳造し、焼きなましを行う。当業者であれば、実際の必要に応じて、原料、製法およびプロセスパラメータを適宜選択することができる。
【0074】
［ガラスプリフォーム及び光学素子］
直接滴下成形や研磨加工、又は熱プレス成形などのプレス成形加工方法を用いて、作成された光学ガラスでガラスプリフォームを製造することができる。すなわち、直接精密滴下成形により溶融光学ガラスを精密なガラスプリフォームに製造するか、研削や研磨などの機械加工によりガラスプリフォームを製造するか、光学ガラスを使用してプレス成形用のプリフォームブランクを作製し、このプリフォームブランクを熱プレス加工して研磨し、ガラスプリフォームを作製することができる。なお、光学プリフォームの製造手段は上記手段に限定されないことを説明されたい。
直接滴下成形や研磨加工、又は熱プレス成形などのプレス成形加工方法を用いて、作成された光学ガラスでガラスプリフォームを製造することができる。すなわち、直接精密滴下成形により溶融光学ガラスを精密なガラスプリフォームに製造するか、研削や研磨などの機械加工によりガラスプリフォームを製造するか、光学ガラスを使用してプレス成形用のプリフォームブランクを作製し、このプリフォームブランクを熱プレス加工して研磨し、ガラスプリフォームを作製することができる。なお、光学プリフォームの製造手段は上記手段に限定されないことを説明されたい。
【0075】
上記のように、本発明の光学ガラスは、各種光学素子及び光学設計に有用であり、特に本発明の光学ガラスからブランクを形成し、このブランクを用いて熱プレス成形、精密プレス成形等を行い、レンズ、プリズム等の光学素子を作製することが好ましい。
【0076】
本発明の光学プリフォーム及び光学素子は、いずれも上記本発明の光学ガラスから形成されている。本発明の光学プリフォームは、光学ガラスが備えている優れた特性を有し、本発明の光学素子は、光学ガラスが備えている優れた特性を有し、光学的価値の高いさまざまなレンズ、プリズム等の光学素子を提供することができる。
【0077】
レンズの例としては、レンズ表面が球面または非球面の凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズが挙げられる。本発明に記載のレンズは、自動車ランプのレンズをさらに含む。
【0078】
［光学機器］
本発明の光学ガラスによる光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置（ランプを含む）及び監視装置等を含むがこれらに限定されない光学機器の製造に使用することができる。
本発明の光学ガラスによる光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置（ランプを含む）及び監視装置等を含むがこれらに限定されない光学機器の製造に使用することができる。
【実施例0079】
＜光学ガラス実施例＞
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
【0080】
本実施例は、上記した光学ガラスの製造方法を用いて、表３～表５に示す組成を有する光学ガラスを得るものである。また、各ガラスの特性を本発明に記載の試験方法により測定し、その結果を表３～表５に表した。
【表3】
【0081】
【表4】
【0082】
【表5】
【0083】
＜ガラスプリフォーム実施例＞
光学ガラスの実施例１～２０で得られたガラスを、研磨加工や熱プレス成形、精密プレス成形などのプレス成形手段を用いて、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズ、プリズムなどのプリフォームを作製する。
光学ガラスの実施例１～２０で得られたガラスを、研磨加工や熱プレス成形、精密プレス成形などのプレス成形手段を用いて、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズ、プリズムなどのプリフォームを作製する。
【0084】
＜光学素子実施例＞
上記光学プリフォームの実施例で得られたプリフォームを焼き戻しし、屈折率などの光学特性が所望の値に達するように、ガラス内部のひずみを低減しながら屈折率を微調整する。
上記光学プリフォームの実施例で得られたプリフォームを焼き戻しし、屈折率などの光学特性が所望の値に達するように、ガラス内部のひずみを低減しながら屈折率を微調整する。
【0085】
次に、各プリフォームを研削し、研磨し、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズ、プリズムを作製する。得られた光学素子の表面には反射防止膜を塗布することもできる。
【0086】
＜光学機器実施例＞
上記光学素子の実施例で製造された光学素子は、光学設計により、１つまたは複数の光学素子を用いて光学部品または光学コンポーネントを形成することにより、撮像装置、センサ、顕微鏡、医薬技術、デジタル投影、通信、光学通信技術／情報伝送、自動車分野における光学／照明、フォトリソグラフィ技術、エキシマレーザ、ウエハ、コンピュータチップ及びこのような回路及びチップを含む集積回路及び電子デバイス、又は車載分野の撮像設備と装置に用いることができる。
上記光学素子の実施例で製造された光学素子は、光学設計により、１つまたは複数の光学素子を用いて光学部品または光学コンポーネントを形成することにより、撮像装置、センサ、顕微鏡、医薬技術、デジタル投影、通信、光学通信技術／情報伝送、自動車分野における光学／照明、フォトリソグラフィ技術、エキシマレーザ、ウエハ、コンピュータチップ及びこのような回路及びチップを含む集積回路及び電子デバイス、又は車載分野の撮像設備と装置に用いることができる。