特開 2024-31898 光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子と光学機器

(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】P2024031898

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子と光学機器

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/068 20060101AFI20240229BHJP

   G02B 1/00 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

C03C3/068

G02B1/00

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023134877

(22)【出願日】2023-08-22

(31)【優先権主張番号】202211031632.5

(32)【優先日】2022-08-26

(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】孫 偉

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA04

4G062BB01

4G062DA03

4G062DA04

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4G062KK07

4G062KK08

4G062KK10

4G062MM02

4G062NN02

4G062NN30

4G062NN33

(57)【要約】

【課題】屈折率が１．９６以上、アッベ数が３４以下、密度が低い光学ガラスを提供すること。
【解決手段】本発明は光学ガラスを提供し、重量％で以下の成分を含む： ＳｉＯ_２：１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３：２～１８％、Ｌａ_２Ｏ_３：３５～６５％、Ｙ_２Ｏ_３：５～２５％、ＺｒＯ_２：２～１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５：１～１５％、ＴｉＯ_２：５～２０％、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄが１．９６以上である。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、密度が比較的低く、光学機器の軽量化の使用を満たすことができる。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ_２：１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３：２～１８％、Ｌａ_２Ｏ_３：３５～６５％、Ｙ_２Ｏ_３：５～２５％、ＺｒＯ_２：２～１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５：１～１５％、ＴｉＯ_２：５～２０％、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄは１．９６以上である。

【請求項2】

重量％で以下の成分をさらに含む、請求項１に記載の光学ガラス： Ｇｄ_２Ｏ_３：０～１０％、及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０～５％、及び／又はＲＯ：０～１０％、及び／又はＲｎ_２Ｏ：０～８％、及び／又はＷＯ_３：０～５％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０～８％、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３：０～１０％、及び／又はＧｅＯ_２：０～５％、及び／又は清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種である。

【請求項3】

重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ_２：１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３：２～１８％、Ｌａ_２Ｏ_３：３５～６５％、Ｙ_２Ｏ_３：５～２５％、ＺｒＯ_２：２～１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５：１～１５％、ＴｉＯ_２：５～２０％、Ｇｄ_２Ｏ_３：０～１０％、Ｔａ_２Ｏ_５：０～５％、ＲＯ：０～１０％、Ｒｎ_２Ｏ：０～８％、ＷＯ_３：０～５％；ＺｎＯ：０～１０％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～８％、Ｙｂ_２Ｏ_３：０～１０％、ＧｅＯ_２：０～５％、清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種であり、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄは１．９６以上である。

【請求項4】

重量％で成分を含み、以下の１０の状況の一種又は複数種を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス：
１） Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３は４５～７５％；
２） ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３は５～３０％；
３） （Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５は３．０～３０．０；
４） Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３は０．１～２．０；
５） Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２は０．３～３．０；
６） （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２は０．１～３．０；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下であり；
９） （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３は０．３～３．０；
１０） （ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２～３．５、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【請求項5】

重量％で成分を含み、以下の１０の状況の一種又は複数種を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス：
１） Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３は５０～７５％；
２） ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３は８～２５％；
３） （Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５は４．０～２５．０；
４） Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３は０．２～１．５；
５） Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２は０．４～２．０；
６） （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２は０．２～２．５；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下であり；
９） （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３は０．４～２．５；
１０） （ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．４～３．０、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【請求項6】

重量％で成分を含み、以下の１０の状況の一種又は複数種を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス：
１） Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３は５５～７０％；
２） ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３は１０～２０％；
３） （Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５は５．０～２０．０；
４） Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３は０．３～１．３；
５） Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２は０．５～１．５；
６） （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２は０．３～２．０；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．６以下であり；
９） （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３は０．５～２．０；
１０） （ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５～２．５、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【請求項7】

重量％で成分を含み、以下の８の状況の一種又は複数種を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス：
１） （Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５は５．５～１５．０；
２） Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３は０．３～１．０；
３） Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２は０．７～１．３；
４） （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２は０．４～１．５；
５） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２以下であり；
６） （ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．３以下であり；
７） （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３は０．７～１．５；
８） （ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．７～１．８、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【請求項8】

重量％で以下の成分を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス： ＳｉＯ_２：２～１０％、及び／又はＢ_２Ｏ_３：４～１２％、及び／又はＬａ_２Ｏ_３：４０～６０％、及び／又はＹ_２Ｏ_３：６～２０％、及び／又はＺｒＯ_２：３～１２％、及び／又はＮｂ_２Ｏ_５：３～１２％、及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０～３％、及び／又はＧｄ_２Ｏ_３：０～６％、及び／又はＴｉＯ_２：６～１８％、及び／又はＲＯ：０～５％、及び／又はＲｎ_２Ｏ：０～３％、及び／又はＷＯ_３：０～３％、及び／又はＺｎＯ：０～５％、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０～４％、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３：０～５％、及び／又はＧｅＯ_２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種である。

【請求項9】

重量％で以下の成分を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス： ＳｉＯ_２：４～９％、及び／又はＢ_２Ｏ_３：５～１０％、及び／又はＬａ_２Ｏ_３：４２～５５％、及び／又はＹ_２Ｏ_３：８～１５％、及び／又はＺｒＯ_２：４～１０％、及び／又はＮｂ_２Ｏ_５：５～１０％、及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０～１％、及び／又はＧｄ_２Ｏ_３：０～４％、及び／又はＴｉＯ_２：８～１５％、及び／又はＲＯ：０～２％、及び／又はＲｎ_２Ｏ：０～２％、及び／又はＷＯ_３：０～２％、及び／又はＺｎＯ：０～２％、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０～２％、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３：０～２％、及び／又はＧｅＯ_２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種である。

【請求項10】

重量％でＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９２％以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項11】

重量％でＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９６％以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項12】

前記成分がＴａ_２Ｏ_５を含まない、及び／又はＷＯ_３を含まない、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３を含まない、及び／又はＲＯを含まない、及び／又はＲｎ_２Ｏを含まない、及び／又はＺｎＯを含まない、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３を含まない、及び／又はＧｅＯ_２を含まない、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項13】

前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄが１．９８以上、アッベ数ｖ_ｄが２３～３４である、請求項１～３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ｎ_ｄは１．９９～２．０２、アッベ数ν_ｄは２７～３１である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項15】

前記光学ガラスの密度ρが５．２０ｇ／ｃｍ^３以下、及び／又は熱膨張係数α_{－３０／７０℃}が８５×１０^－７／Ｋ 以下、及び／又は耐水安定性Ｄ_Ｗが２類以上、及び／又は耐酸安定性Ｄ_Ａが２類以上、及び／又は耐候性ＣＲが２類以上、及び／又はヌープ硬度Ｈ_Ｋが６７０×１０^７Ｐａ以上、及び／又はヤング率Ｅが１１５００×１０^７Ｐａ～１５５００×１０^７Ｐａ、及び／又は気泡度がＡ級以上、及び／又は摩耗度Ｆ_Ａが８０～１２５である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項16】

前記光学ガラスの密度ρが５．００ｇ／ｃｍ^３以下、及び／又は熱膨張係数α_{－３０／７０℃}が７５×１０^－７／Ｋ 以下、及び／又は耐水安定性Ｄ_Ｗが１類、及び／又は耐酸安定性Ｄ_Ａが１類、及び／又は耐候性ＣＲが１類、及び／又はヌープ硬度Ｈ_Ｋが６９０×１０^７Ｐａ以上、及び／又はヤング率Ｅが１３０００×１０^７Ｐａ～１４０００×１０^７Ｐａ、及び／又は気泡度がＡ_００級、及び／又は摩耗度Ｆ_Ａが９０～１０５である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。

【請求項17】

請求項１～３のいずれ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18】

請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いて製造される、光学素子。

【請求項19】

請求項１～３のいずれ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、特に屈折率が１．９６以上、アッベ数が３４以下の光学ガラス、及びそれからなる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】

近年、光学機器のデジタル化や画像、動画の高精細化が急速に発展している。特に画像や動画の高精細化は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、プロジェクタなどの光学機器で際立っている。同時に、これらの光学機器に含まれる光学システムにおいて、レンズやプリズムなどの光学素子の数を減らすことにより、軽量化、小型化を図っている。

【0003】

同じ曲率半径下で、屈折率が高いガラスほど得られる結像視野が大きくなり、光学機器における光学素子の数を減らすのに有利であり、光学機器の小型化の発展に伴い、高屈折率のガラス需要が高まりつつある。光学機器の軽量化の目的を達成するためには、光学システムにおける光学素子の数を減らすほか、光学ガラスの密度を下げることも重要な手段である。ＣＮ１０１７３４８５５Ａは屈折率が１．９５を超え、２．２０以下、分散係数が１５～２５である高屈折率光学ガラスを開示しており、その密度は高く、光学機器の軽量化をさらに実現するのに不利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】中国特許出願公開第１７３４８５５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする技術的課題は、屈折率が１．９６以上、アッベ数が３４以下、密度が低い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】

【0006】

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。

【0007】

重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ_２：１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３：２～１８％、Ｌａ_２Ｏ_３：３５～６５％、Ｙ_２Ｏ_３：５～２５％、ＺｒＯ_２：２～１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５：１～１５％、ＴｉＯ_２：５～２０％、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄが１．９６以上である。

【0008】

さらに、重量％で以下の成分をさらに含む、前記光学ガラス： Ｇｄ_２Ｏ_３：０～１０％、及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０～５％、及び／又はＲＯ：０～１０％、及び／又はＲｎ_２Ｏ：０～８％、及び／又はＷＯ_３：０～５％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０～８％、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３：０～１０％、及び／又はＧｅＯ_２：０～５％、及び／又は清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種である。

【0009】

重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ_２：１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３：２～１８％、Ｌａ_２Ｏ_３：３５～６５％、Ｙ_２Ｏ_３：５～２５％、ＺｒＯ_２：２～１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５：１～１５％、ＴｉＯ_２：５～２０％、Ｇｄ_２Ｏ_３：０～１０％、Ｔａ_２Ｏ_５：０～５％、ＲＯ：０～１０％、Ｒｎ_２Ｏ：０～８％、ＷＯ_３：０～５％、ＺｎＯ：０～１０％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～８％、Ｙｂ_２Ｏ_３：０～１０％、ＧｅＯ_２：０～５％、清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種であり、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄが１．９６以上である。

【0010】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が４５～７５％、好ましくはＬａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が５０～７５％、より好ましくはＬａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が５５～７０％である。

【0011】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が５～３０％、好ましくはＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が８～２５％、より好ましくはＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が１０～２０％である。

【0012】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が３．０～３０．０、好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が４．０～２５．０、より好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が５．０～２０．０、さらに好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が５．５～１５．０である。

【0013】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．１～２．０、好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．２～１．５、より好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～１．３、さらに好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～１．０である。

【0014】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．３～３．０、好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．４～２．０、より好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．５～１．５、さらに好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．７～１．３である。

【0015】

さらに、重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．１～３．０、好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．２～２．５、より好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．３～２．０、さらに好ましくは （Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．４～１．５である。

【0016】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下、好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下、より好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２以下、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【0017】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下、好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下、より好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．６以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．３以下、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。

【0018】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～３．０、好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．４～２．５、より好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５～２．０、さらに好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．７～１．５である。

【0019】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２～３．５、好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．４～３．０、より好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５～２．５、さらに好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．７～１．８である。

【0020】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ_２：２～１０％、好ましくはＳｉＯ_２：４～９％、及び／又はＢ_２Ｏ_３：４～１２％、好ましくはＢ_２Ｏ_３：５～１０％、及び／又はＬａ_２Ｏ_３：４０～６０％、好ましくはＬａ_２Ｏ_３：４２～５５％、及び／又はＹ_２Ｏ_３：６～２０％、好ましくはＹ_２Ｏ_３：８～１８％、より好ましくはＹ_２Ｏ_３：８～１５％、及び／又はＺｒＯ_２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ_２：４～１０％、及び／又はＮｂ_２Ｏ_５：３～１２％、好ましくはＮｂ_２Ｏ_５：５～１０％、及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０～３％、好ましくはＴａ_２Ｏ_５：０～１％、及び／又はＧｄ_２Ｏ_３：０～６％、好ましくはＧｄ_２Ｏ_３：０～４％、及び／又はＴｉＯ_２：６～１８％、好ましくはＴｉＯ_２：８～１５％、及び／又はＲＯ：０～５％、好ましくはＲＯ：０～２％、及び／又はＲｎ_２Ｏ：０～３％、好ましくはＲｎ_２Ｏ：０～２％、及び／又はＷＯ_３：０～３％、好ましくはＷＯ_３：０～２％、及び／又はＺｎＯ：０～５％、好ましくはＺｎＯ：０～２％、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０～４％、好ましくはＡｌ_２Ｏ_３：０～２％、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３：０～５％、好ましくはＹｂ_２Ｏ_３：０～２％、及び／又はＧｅＯ_２：０～３％、好ましくはＧｅＯ_２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～１％、好ましくは清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種である。

【0021】

さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９０％以上、好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９２％以上、より好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９４％以上、さらに好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９６％以上である。

【0022】

さらに、前記成分がＴａ_２Ｏ_５を含まない、及び／又はＷＯ_３を含まない、及び／又はＹｂ_２Ｏ_３を含まない、及び／又はＲＯを含まない、及び／又はＲｎ_２Ｏを含まない、及び／又はＺｎＯを含まない、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３を含まない、及び／又はＧｅＯ_２を含まない、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ一種又は複数種であり、Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ一種又は複数種である、前記光学ガラス。

【0023】

さらに、前記光学ガラスの屈折率ｎ_ｄが１．９７以上、好ましくは１．９８以上、より好ましくは１．９９以上、さらに好ましくは１．９９～２．０２、アッベ数ｖ_ｄが２３～３４、好ましくは２５～３３、より好ましくは２６～３２、さらに好ましくは２７～３１である。

【0024】

さらに、前記光学ガラスの密度ρが５．２０ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは５．１０ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５．００ｇ／ｃｍ^３以下、及び／又は熱膨張係数α_{－３０／７０℃}が８５×１０^－７／Ｋ以下、好ましくは８０×１０^－７／Ｋ以下、より好ましくは７５×１０^－７／Ｋ以下、及び／又は耐水安定性Ｄ_Ｗは２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐酸安定性Ｄ_Ａが２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐候性ＣＲが２類以上、好ましくは１類、及び／又はヌープ硬度Ｈ_Ｋが６７０×１０^７Ｐａ以上、好ましくは６８０×１０^７Ｐａ以上、より好ましくは６９０×１０^７Ｐａ以上、及び／又はヤング率Ｅが１１５００×１０^７Ｐａ～１５５００×１０^７Ｐａ、好ましくは１２０００×１０^７Ｐａ～１５０００×１０^７Ｐａ、より好ましくは１２５００×１０^７Ｐａ～１４５００×１０^７Ｐａ、さらに好ましくは１３０００×１０^７Ｐａ～１４０００×１０^７Ｐａ、及び／又は気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ_０級以上、より好ましくはＡ_００級、及び／又は摩耗度Ｆ_Ａが８０～１２５、好ましくは８５～１１５、より好ましくは９０～１０５である。

【0025】

上記の光学ガラスで製造される、ガラスプリフォーム。

【0026】

上記の光学ガラス、又は上記のガラスプリフォームで製造される、光学素子。

【0027】

上記の光学ガラス、及び／又は上記の光学素子を含む、光学機器。

【発明の効果】

【0028】

本発明の有益な効果は、以下の通りである。合理的な成分設計により、本発明により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、密度が比較的低く、光学機器の軽量化を満たすことができる。

【発明を実施するための形態】

【0029】

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く、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。

【0030】

［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。

【0031】

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。

【0032】

＜必須成分とオプション成分＞
Ｂ_２Ｏ_３はガラスネットワーク形成成分であり、ガラスの溶融性と耐失透性を高め、ガラス転移温度と密度を低下させることができる、本発明は上記の効果を得るために２％以上のＢ_２Ｏ_３を添加しており、好ましくは４％以上のＢ_２Ｏ_３を含有し、より好ましくは５％以上のＢ_２Ｏ_３を含有するが、その含有量が１８％を超えると、ガラスの安定性が低下し、屈折率が低下し、本発明の高屈折率を実現することが困難となる。したがって、本発明においては、Ｂ_２Ｏ_３の含有量上限値は１８％、好ましくは１２％、より好ましくは１０％である。

【0033】

ＳｉＯ_２もネットワーク形成成分であり、ガラスの熱膨張係数を調整し、ガラスの耐失透性と化学安定性を高め、ガラスの熱安定性と高温粘度を改善することができるが、その含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性能が悪化する傾向があり、転移温度が上昇する。したがって、本発明においては、ＳｉＯ_２の含有量が１～１５％、好ましくは２～１０％、より好ましくは４～９％である。

【0034】

いくつかの実施形態において、ＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３の合計含有量ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３を５～３０％以内に制御することにより、ガラスのガラス形成安定性を維持すると同時に、ガラスの摩耗度と耐候性を最適化し、ガラスの耐失透性の低下を防止することができる。したがって、好ましくはＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が５～３０％、より好ましくはＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が８～２５％、さらに好ましくはＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３が１０～２０％である。

【0035】

Ｌａ_２Ｏ_３はガラスの屈折率を高める有効な成分であり、ガラスの化学安定性と耐失透性に対する改善効果が顕著であるが、その含有量が３５％未満である場合は、所望の光学定数を達成することが困難であり、その含有量が６５％を超えると、ガラスの失透傾向が逆に増大し、熱安定性が悪くなる。したがって、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が３５～６５％、好ましくは４０～６０％、より好ましくは４２～５５％である。

【0036】

Ｙ_２Ｏ_３はガラスの屈折率と耐失透性を高め、ガラスのヤング率を調整することができ、本発明は上記の効果を得るために５％以上のＹ_２Ｏ_３を添加しており、その含有量が２５％を超えると、ガラスの化学安定性と耐候性が悪くなる。したがって、本発明においては、Ｙ_２Ｏ_３の含有量が５～２５％、好ましくは６～２０％、より好ましくは８～１８％，さらに好ましくは８～１５％である。

【0037】

いくつかの実施形態において、ＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３の合計含有量ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３とＹ_２Ｏ_３の含有量との比（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３を０．２～３．５以内に制御することにより、ガラスの気泡度を高め、ガラス熱膨張係数の増加を防止するのに有利である。したがって、好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２～３．５、より好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．４～３．０である。さらに、（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３を０．５～２．５以内に制御することにより、ガラスの硬度と耐候性をさらに高めることができる。したがって、さらに好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５～２．５、よりさらに好ましくは（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．７～１．８である。

【0038】

Ｇｄ_２Ｏ_３はガラスの屈折率と化学安定性を高めることができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの耐失透性と摩耗度が悪くなる。したがって、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が０～１０％、好ましくは０～６％、より好ましくは０～４％である。

【0039】

いくつかの実施形態において、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の合計含有量Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３を４５～７５％以内に制御することにより、ガラスは所望の屈折率及びアッベ数を得やすくなり、ガラスの耐失透性と耐候性を最適化することができる。したがって、好ましくはＬａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が４５～７５％、より好ましくはＬａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が５０～７５％、さらに好ましくはＬａ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３が５５～７０％である。

【0040】

Ｙｂ_２Ｏ_３もガラスに高屈折性、低分散性を付与する成分であり、その含有量が８％を超えると、ガラスの耐結晶性が低下する。したがって、Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％、さらに好ましくはＹｂ_２Ｏ_３を含まないことである。

【0041】

ＺｒＯ_２は光学ガラスの粘度、硬度、屈折率と化学安定性を高めることができ、ガラスの熱膨張係数を下げることもできるが、ＺｒＯ_２の含有量が高すぎると、ガラスの耐失透性が低下し、溶融難度が増加し、溶融温度が上昇し、ガラス内部に介在物が発生し、光透過率が低下する。したがって、本発明においては、ＺｒＯ_２の含有量が２～１５％、好ましくは３～１２％、より好ましくは４～１０％である。

【0042】

ＴｉＯ_２は高屈折高分散成分であり、ガラスに添加することでガラスの屈折率と分散を顕著に向上させることができる、発明者らの研究によると、ＴｉＯ_２を適量に添加することでガラスの安定性を増加させることができるが、ＴｉＯ_２の含有量が高すぎると、ガラスの透過率が著しく低下し、ガラスの化学安定性も悪化する傾向がある。したがって、本発明においては、ＴｉＯ_２の含有量が５～２０％、好ましくは６～１８％、より好ましくは８～１５％である。

【0043】

いくつかの実施形態において、Ｙ_２Ｏ_３の含有量とＴｉＯ_２の含有量との比Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２を０．３～３．０以内に制御することにより、ガラスの耐候性を高め、摩耗度を最適化することができる。したがって、好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．３～３．０、より好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．４～２．０である。さらに、Ｙ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２を０．５～１．５以内に制御することにより、ガラスの化学安定性及び気泡度をさらに高めることができる。したがって、さらに好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．５～１．５、よりさらに好ましくはＹ_２Ｏ_３／ＴｉＯ_２が０．７～１．３である。

【0044】

Ｎｂ_２Ｏ_５は高屈折高分散成分であり、ガラスの屈折率と耐失透性を高め、ガラスの熱膨張係数を低下することができ、本発明は上記の効果を得るために１％以上のＮｂ_２Ｏ_５を添加しており、好ましくはＮｂ_２Ｏ_５の含有量下限値が３％、より好ましくは下限値が５％である。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が１５％を超えると、ガラスの熱安定性及び耐候性が低下し、光透過率が低下するので、本発明におけるＮｂ_２Ｏ_５の含有量上限値が１５％、好ましくは１２％、より好ましくは１０％である。

【0045】

いくつかの実施形態において、Ｌａ_２Ｏ_３とＴｉＯ_２の合計含有量Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５の含有量との比（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５を３．０～３０．０以内に制御することにより、ガラスの化学安定性を高め、ガラスの摩耗度を最適化することができる。したがって、好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が３．０～３０．０、より好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が４．０～２５．０である。さらに、（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５を５．０～２０．０以内に制御することにより、ガラスの熱膨張係数をさらに低減し、ガラスの硬度を高めることができる。したがって、さらに好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が５．０～２０．０、よりさらに好ましくは（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｎｂ_２Ｏ_５が５．５～１５．０である。

【0046】

いくつかの実施形態において、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量とＹ_２Ｏ_３の含有量との比Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３を０．１～２．０以内に制御することにより、ガラスのヤング率を高めるとともに、ガラス硬度の低下を防止することができる。したがって、好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．１～２．０、より好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．２～１．５である。さらに、Ｎｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３を０．３～１．３以内に制御することにより、ガラスの気泡度と摩耗度をさらに最適化することができる。したがって、さらに好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～１．３、よりさらに好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～１．０である。

【0047】

アルカリ土類金属酸化物ＲＯ（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種）はガラスの光学定数を調整し、ガラスの化学安定性を最適化することができるが、その含有量が高いとガラスの耐失透性が低下する。したがって、ＲＯの含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％に限定される。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＲＯを含まないことである。

【0048】

いくつかの実施形態において、ＲＯとＧｄ_２Ｏ_３の合計含有量ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３とＹ_２Ｏ_３の含有量との比（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３を１．０以下に制御することにより、ガラスの密度を低下させ、ガラスの化学安定性を高め、ガラスのヤング率と気泡度を最適化するのに有利である。したがって、好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下、より好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．６以下、よりさらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／Ｙ_２Ｏ_３が０．３以下である。

【0049】

アルカリ性金属酸化物Ｒｎ_２Ｏ（Ｒｎ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの一種又は複数種）は、ガラスの転移温度を下げ、ガラスの光学定数と高温粘度を調整し、ガラスの溶融性を改善することができるが、その含有量が高いと、ガラスの耐失透性と化学安定性が低下する。したがって、本発明においては、Ｒｎ_２Ｏの含有量が０～８％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＲｎ_２Ｏを含まないことである。

【0050】

ＷＯ_３はガラスの屈折率と機械的強度を高めることができるが、ＷＯ_３の含有量が５％を超えると、ガラスの熱安定性が低下し、耐失透性が低下する。したがって、ＷＯ_３の含有量上限値は５％、好ましくは３％、より好ましくは２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＷＯ_３を含まないことである。

【0051】

いくつかの実施形態において、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３の合計含有量Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３とＴｉＯ_２の含有量との比（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２を０．１～３．０以内に制御することにより、ガラスの光透過率を向上させると同時に、密度の上昇を防止することができる。したがって、好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．１～３．０、より好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．２～２．５である。さらに、（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２を０．３～２．０以内に制御することにより、ガラスの熱膨張係数をさらに下げ、ヤング率を高めることができる。したがって、さらに好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．３～２．０、よりさらに好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／ＴｉＯ_２が０．４～１．５である。

【0052】

いくつかの実施形態において、ＷＯ_３とＴｉＯ_２の合計含有量ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２とＹ_２Ｏ_３の含有量との比（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３を０．３～３．０以内に制御することにより、ガラスの化学安定性の向上、摩耗度とヤング率の最適化に有利である。したがって、好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．３～３．０、より好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．４～２．５、さらに好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５～２．０、よりさらに好ましくは（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／Ｙ_２Ｏ_３が０．７～１．５である。

【0053】

ＺｎＯはガラスの屈折率と分散を調整し、ガラスの高温粘度と転移温度を下げることができる。ＺｎＯの含有量が高すぎると、ガラス成形の難度が増加し、耐結晶性が悪くなる。したがって、ＺｎＯの含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＺｎＯを含まないことである。

【0054】

いくつかの実施形態において、ＲＯとＺｎＯの合計含有量ＲＯ＋ＺｎＯとＹ_２Ｏ_３の含有量との比（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３を１．０以下に制御することにより、ガラスの耐候性を高め、摩耗度を最適化し、ガラスの気泡度と熱膨張係数の低下を防止することができる。したがって、好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が１．０以下、より好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．８以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．５以下、よりさらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ_２Ｏ_３が０．２以下である。

【0055】

Ｔａ_２Ｏ_５は屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高めることができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの熱安定性が低下し、密度が増大する。また、Ｔａ_２Ｏ_５は他の成分に比べて非常に高価であり、実用性かつコストの観点から、使用量をできるだけ減らす必要がある。したがって、本発明におけるＴａ_２Ｏ_５の含有量が０～５％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～１％に限定される。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＴａ_２Ｏ_５を含まないことである。

【0056】

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの化学安定性を改善することができるが、その含有量が８％を超えると、ガラスの溶融性と光透過率が悪くなる。したがって、本発明においては、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０～８％、好ましくは０～４％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＡｌ_２Ｏ_３を含まないことである。

【0057】

ＧｅＯ_２は屈折率と耐失透性を高めることができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの化学安定性が低下する。また、ＧｅＯ_２は他の成分に比べて非常に高価であり、実用性かつコストの観点から使用量をできるだけ減らす必要がある。したがって、本発明におけるＧｅＯ_２の含有量が０～５％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～１％に限定され、さらに好ましくはＧｅＯ_２を含まないことである。

【0058】

本発明では、清澄剤として０～２％のＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の一種又は複数種を添加することにより、ガラスの清澄効果を高め、ガラスの気泡度を向上させることができ、好ましくは清澄剤の含有量が０～１％、より好ましくは清澄剤の含有量が０～０．５％である。本発明の光学ガラスの成分の種類及び含有量の設計が合理的であり、その気泡度が優れているため、いくつかの実施形態において、好ましくは清澄剤を含まないことである。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が２％を超えると、ガラスの清澄性が低下する傾向があり、さらにその強い酸化作用は溶融ガラスの白金又は白金合金容器の腐食及び成形金型の劣化を加速するので、本発明におけるＳｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｂ_２Ｏ_３を含まないことである。ＳｎＯとＳｎＯ_２は清澄剤としても使うことができるが、その含有量が２％を超えると、ガラスの着色傾向が増加し、又はガラスを加熱、軟化してプレス成形などで再成形するとＳｎが結晶核生成の起点となり、失透する傾向がある。したがって、本発明におけるＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｎＯ_２的を含まないことである。ＳｎＯの含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｎＯを含まないことである。ＣｅＯ_２の作用及び含有量はＳｎＯ_２と一致し、その含有量は好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＣｅＯ_２を含まないことである。

【0059】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの低い熱膨張係数と密度、比較的高い光透過率と気泡度、および適切な摩耗度とヤング率を得るために、好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９０％以上、より好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９２％以上、さらに好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９４％以上、よりさらに好ましくはＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２の合計含有量が９６％以上である。

【0060】

＜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。

【0061】

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。

【0062】

環境に配慮するため、本発明の光学ガラスは、Ａｓ_２Ｏ_３及びＰｂＯを含まないことが好ましい。

【0063】

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。

【0064】

以下では、本発明の光学ガラスの特性について説明する。

【0065】

＜屈折率とアッべ数＞
光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）とアッべ数（ν_ｄ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１－２０１０』に規定された方法にしたがって試験されている。

【0066】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）の下限値が１．９６、好ましくは下限値が１．９７、より好ましくは下限値が１．９８、さらに好ましくは下限値が１．９９である。

【0067】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）の上限値が２．１０、好ましくは上限値が２．０５、より好ましくは上限値が２．０２である。

【0068】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのアッべ数（ν_ｄ）の下限値が２３、好ましくは下限値が２５、より好ましくは下限値が２６、さらに好ましくは下限値が２７である。

【0069】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのアッべ数（ν_ｄ）の上限値が３４、好ましくは上限値が３３、より好ましくは上限値が３２、さらに好ましくは上限値が３１である。

【0070】

＜密度＞
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法にしたがって試験されている。

【0071】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの密度（ρ）は５．２０ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは５．１０ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５．００ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0072】

＜熱膨脹係数＞
光学ガラスの熱膨張係数（α_{－３０／７０℃}）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法にしたがって－３０～７０℃のデータを測定する。

【0073】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの熱膨張係数（α_{－３０／７０℃}）が８５×１０^－７／Ｋ以下、好ましくは８０×１０^－７／Ｋ以下、より好ましくは７５×１０^－７／Ｋ以下である。

【0074】

＜耐水安定性＞
光学ガラスの耐水安定性（Ｄ_Ｗ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。

【0075】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐水安定性（Ｄ_Ｗ）は２類以上、好ましくは１類である。

【0076】

＜耐酸安定性＞
光学ガラスの耐酸安定性（Ｄ_Ａ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。

【0077】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐酸安定性（Ｄ_Ａ）は２類以上、好ましくは１類である。

【0078】

＜耐候性＞
光学ガラスの耐候性（ＣＲ）の試験方法は以下の通りである：試料を相対湿度９０％の飽和水蒸気環境の試験箱内に置き、４０～５０℃で１ｈごとに交互に循環し、１５サイクル循環する。試料放置前後の濁度変化量に基づいて耐候性カテゴリを区分し、耐候性カテゴリを表１に示す。

【表1】

【0079】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐候性（ＣＲ）は２類以上、好ましくは１類である。

【0080】

＜ヌープ硬度＞
光学ガラスのヌープ硬度（Ｈ_Ｋ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法にしたがって試験されている。

【0081】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヌープ硬度（Ｈ_Ｋ）が６７０×１０^７Ｐａ以上、好ましくは６８０×１０^７Ｐａ以上、より好ましくは６９０×１０^７Ｐａ以上である。

【0082】

＜ヤング率＞
ヤング率（Ｅ）は超音波を用いて縦波速度と横波速度を測定し、以下の式にしたがって計算される。

Ｇ＝Ｖ_Ｓ ^２ρ
ここで：Ｅはヤング率、Ｐａ；
Ｇはせん断係数、Ｐａ；
Ｖ_Ｔは横波速度、ｍ／ｓ；
Ｖ_Ｓは縦波速度、ｍ／ｓ；
ρはガラス密度、ｇ／ｃｍ^３である。

【0083】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヤング率（Ｅ）の下限値が１１５００×１０^７Ｐａ、好ましくは下限値が１２０００×１０^７Ｐａ、より好ましくは下限値が１２５００×１０^７Ｐａ 、さらに好ましくは下限値が１３０００×１０^７Ｐａである。

【0084】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヤング率（Ｅ）の上限値が１５５００×１０^７Ｐａ、好ましくは上限値が１５０００×１０^７Ｐａ、より好ましくは上限値が１４５００×１０^７Ｐａ、さらに好ましくは上限値が１４０００×１０^７Ｐａである。

【0085】

＜摩耗度＞
光学ガラスの摩耗度（Ｆ_Ａ）とは、全く同じ条件下で、試料の摩耗量と標準試料（Ｈ－Ｋ９ガラス）の摩耗量（体積）との比に１００を乗じて得られた数値であり、その式は以下の通りであり：
Ｆ_Ａ＝Ｖ／Ｖ_０×１００＝（Ｗ／ρ）／（Ｗ_０／ρ_０）×１００
ここで、Ｖは測定する試料の体積摩耗量；
Ｖ_０は標準試料の体積摩耗量；
Ｗは測定する試料の質量摩耗量；
Ｗ_０は標準試料の品質摩耗量；
ρは測定する試料の密度；
ρ_０は標準試料の密度。

【0086】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの摩耗度（Ｆ_Ａ）の下限値が８０、好ましくは下限値が８５、より好ましくは下限値が９０である。

【0087】

いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの摩耗度（Ｆ_Ａ）上限値が１２５、好ましくは上限値が１１５、より好ましくは上限値が１０５である。

【0088】

＜気泡度＞
光学ガラスの気泡度は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．８－２０１０』に規定された方法にしたがって試験されている。

【0089】

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Ａ_０級以上、より好ましくはＡ_００級である。

【0090】

［光学ガラスの製造方法］
本発明の光学ガラスの製造方法は以下の通りである：酸化物、水酸化物、錯塩（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩など）、ホウ酸などを含むがこれらに限定されない一般原料と従来の工程で製造され、常法により混合した後、調製した炉材を１２００～１４５０℃の溶融炉（白金又は白金合金坩堝）に投入して溶融する。その後、清澄、均一化して、気泡及び未溶解物質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、焼きなましをする。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。

【0091】

［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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

［光学機器］
本発明の光学ガラスにより形成される光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置及び監視装置などの光学機器を製造することができる。

【実施例0096】

＜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。

【0097】

本実施例は、上記光学ガラスの製造方法を用いて、表２～表４に示す成分を有する光学ガラスを得る。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２～表４に表した。

【表2】

【0098】

【表3】

【0099】

【表4】

【0100】

＜ガラスプリフォーム実施例＞
光学ガラスの実施例１～２４＃で得られたガラスは、研磨加工手段、又は再熱プレス成形、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、平凹レンズなどの様々なレンズ、プリズムなどのプリフォームを製造する。

【0101】

＜光学素子実施例＞
上記ガラスプリフォームの実施例で得られたこれらのプリフォームをアニールし、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応力を低下させながら屈折率を微調整する。

【0102】

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。

【0103】

＜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に用いることができる。