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特開2024-31949高屈折低分散光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子及び光学機器
(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】P2024031949
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】高屈折低分散光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子及び光学機器
(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 2023136059
(22)【出願日】2023-08-24
(31)【優先権主張番号】202211030923.2
(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
4G062BB05
4G062DA03
4G062DA04
4G062DB01
4G062DB02
4G062DB03
4G062DC04
4G062DD01
4G062DE01
4G062DE02
4G062DE03
4G062DF01
4G062EA01
4G062EA02
4G062EA03
4G062EA10
4G062EB01
4G062EB02
4G062EB03
4G062EC01
4G062EC02
4G062EC03
4G062ED01
4G062ED02
4G062ED03
4G062EE01
4G062EE02
4G062EE03
4G062EF01
4G062EF02
4G062EF03
4G062EG01
4G062EG02
4G062EG03
4G062FA01
4G062FB01
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4G062FC03
4G062FC04
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4G062FD02
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4G062FE01
4G062FE02
4G062FE03
4G062FF01
4G062FG01
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4G062FG03
4G062FH01
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4G062FJ04
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4G062GA01
4G062GA10
4G062GB01
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4G062HH20
4G062JJ01
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4G062KK01
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4G062MM02
4G062NN02
4G062NN03
4G062NN29
4G062NN34
(57)【要約】 （修正有）
【課題】優れた化学安定性と耐失透性を有する高屈折低分散光学ガラスを提供する。
【解決手段】重量％で示される以下の成分を含む、高屈折低分散光学ガラスを提供する。ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％。本発明の光学ガラスは、合理的な成分設計により、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、優れた化学安定性と耐失透性を有する。
【選択図】なし
【解決手段】重量％で示される以下の成分を含む、高屈折低分散光学ガラスを提供する。ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％。本発明の光学ガラスは、合理的な成分設計により、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、優れた化学安定性と耐失透性を有する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量％で示される以下の成分を含む、高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％。
【請求項2】
重量％で示される以下の成分をさらに含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：Ｔａ２Ｏ５：０～１０％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～１０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０～５％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＲＯ：０～８％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～８％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＺｎＯ：０～８％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＧｅＯ２：０～５％、及び／又は清澄剤：０～２％、
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
【請求項3】
重量％で示される以下の成分を含む、高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％、Ｔａ２Ｏ５：０～１０％、Ｇｄ２Ｏ３：０～１０％、Ｎｂ２Ｏ５：０～５％、ＴｉＯ２：０～５％、ＲＯ：０～８％、Ｒｎ２Ｏ：０～８％、ＷＯ３：０～５％、ＺｎＯ：０～８％、Ａｌ２Ｏ３：０～８％、Ｙｂ２Ｏ３：０～８％；ＧｅＯ２：０～５％、清澄剤：０～２％、
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
【請求項4】
以下の１）～９）のうちの一つ又は複数の条件を満たす、重量％で示される成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が１．５以下であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が０．８～８．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１５～１．５であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．３～２．０であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．８５以下であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．５以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．５以下である。
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が１．５以下であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が０．８～８．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１５～１．５であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．３～２．０であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．８５以下であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．５以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．５以下である。
【請求項5】
以下の１）～９）のうちの一つ又は複数の条件を満たす、重量％で示される成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．０５～１．０であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．０～６．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～１．０であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．４～１．８であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．７であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．０以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．０以下である。
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．０５～１．０であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．０～６．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～１．０であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．４～１．８であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．７であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．０以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．０以下である。
【請求項6】
以下の１）～９）のうちの一つ又は複数の条件を満たす、重量％で示される成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．８であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～５．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．８であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．５～１．５であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１～０．６であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．５以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．８以下である。
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．８であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～５．０であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．８であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．５～１．５であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１～０．６であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．５以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．８以下である。
【請求項7】
以下の１）～９）のうちの一つ又は複数の条件を満たす、重量％で示される成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が６０～７０％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．４以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．６であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～３．５であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２５～０．６５であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．６～１．２であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１５～０．５であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．０以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．５以下である。
１）Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が６０～７０％であり；
２）（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．４以下であり；
３）（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．６であり；
４）（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～３．５であり；
５）ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２５～０．６５であり；
６）Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．６～１．２であり；
７）Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１５～０．５であり；
８）（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．０以下であり；
９）（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．５以下である。
【請求項8】
重量％で示される以下の成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：４～１５％、及び／又はＢ２Ｏ３：１２～２２％、及び／又はＬａ２Ｏ３：４０～６０％、及び／又はＹ２Ｏ３：６～２５％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０～３％、及び／又はＴａ２Ｏ５：２～８％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～３％、及び／又はＲＯ：０～３％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～３％、及び／又はＷＯ３：０～３％、及び／又はＺｎＯ：０～４％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～４％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＧｅＯ２：０～３％、及び／又は清澄剤：０～１％、
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２の一種又は複数種である。
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２の一種又は複数種である。
【請求項9】
重量％で示される以下の成分を含む、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：５～１２％、及び／又はＢ２Ｏ３：１４～２０％、及び／又はＬａ２Ｏ３：４２～５５％、及び／又はＹ２Ｏ３：１１～２２％、及び／又はＺｒＯ２：４～１０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０～２％、及び／又はＴａ２Ｏ５：３～６％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＴｉＯ２：０～２％、及び／又はＲＯ：０～２％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～２％、及び／又はＷＯ３：０～２％、及び／又はＺｎＯ：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＧｅＯ２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％、
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種であり、前記清澄剤は、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２のうちの一種又は複数種である。
【請求項10】
前記成分が、ＷＯ３を含まない、及び／又はＴｉＯ２を含まない、及び／又はＲＯを含まない、及び／又はＲｎ２Ｏを含まない、及び／又はＺｎＯを含まない、及び／又はＡｌ２Ｏ３を含まない、及び／又はＧｅＯ２を含まない、
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
ただし、前記ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうちの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのうちの一種又は複数種である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項11】
重量％で、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２及びＴａ２Ｏ５の合計含有量が、８８％以上である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項12】
重量％で、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２及びＴａ２Ｏ５の合計含有量が、９５％以上である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項13】
前記高屈折低分散光学ガラスの屈折率ｎｄが１．７８～１．８６であり、アッベ数ｖｄが４２～５０である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項14】
前記高屈折低分散光学ガラスの屈折率ｎｄが１．８０～１．８３であり、アッベ数ｖｄが４５～４７．５である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項15】
前記高屈折低分散光学ガラスの密度ρが５．１０ｇ／ｃｍ３以下であり、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃が８５×１０－７／Ｋ以下であり、及び／又は耐水安定性ＤＷが２類以上であり、及び／又はλ８０が４１０ｎｍ以下であり、及び／又はλ５が３２５ｎｍ以下であり、及び／又は耐候性ＣＲが２類以上であり、及び／又はヌープ硬度ＨＫが６８０×１０７Ｐａ以上であり、及び／又はヤング率Ｅが１０５００×１０７Ｐａ～１４０００×１０７Ｐａであり、及び／又は摩耗度ＦＡが１００～１５０であり、及び／又は気泡度がＡ級以上である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項16】
前記高屈折低分散光学ガラスの密度ρが４．９０ｇ／ｃｍ３以下であり、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃が７０×１０－７／Ｋ以下であり、及び／又は耐水安定性ＤＷが１類であり、及び／又はλ８０が３９５ｎｍ以下であり、及び／又はλ５が３１０ｎｍ以下であり、及び／又は耐候性ＣＲが１類であり、及び／又はヌープ硬度ＨＫが７１０×１０７Ｐａ以上であり、及び／又はヤング率Ｅが１１５００×１０７Ｐａ～１３０００×１０７Ｐａであり、及び／又は摩耗度ＦＡが１１５～１３５であり、及び／又は気泡度がＡ００級である、請求項１に記載の高屈折低分散光学ガラス。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか一項に記載の高屈折低分散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１～１６のいずれか一項に記載の高屈折低分散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１～１６のいずれか一項に記載の高屈折低分散光学ガラスを含む、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、特に高屈折低分散光学ガラス、及びそれから製造され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】
高屈折低分散光学ガラスからなるレンズは超低分散ガラスからなるレンズなどと組み合わせて接合レンズを作製することができ、色収差を補正し、光学システムをコンパクト化することができる。したがって、高屈折低分散光学ガラスは、撮像光学システム、投影機などの投影光学システムを構成する光学素子として非常に重要な位置を占めている。
【0003】
屈折率が１．７８～１．８６、アッベ数が４２～５０である光学ガラスは、高屈折低分散光学ガラスに属し、近年、車載、監視セキュリティなどの分野で幅広く利用されている。光学ガラスは加工中に大量の腐食媒体に接触するので、その耐酸性、耐水性が低ければ、光学ガラスの結像品質に影響を与える。一方、特許文献１は、１７～３５％のＺｎＯを含み、ガラスの耐失透性を向上させる必要がある屈折率が１．８０～１．８４であり、アッベ数が４０．０～４５．０である光学ガラスを開示している。
【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１０１０４１５５２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、優れた化学安定性と耐失透性を有する高屈折低分散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、高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％。
【0008】
さらに、重量％で以下の成分をさらに含む、前記高屈折低分散光学ガラス：Ｔａ２Ｏ５：０～１０％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～１０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０～５％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＲＯ：０～８％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～８％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＺｎＯ：０～８％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＧｅＯ２：０～５％、及び／又は清澄剤：０～２％、ただし、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
【0009】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：３～２０％、Ｂ２Ｏ３：１０～２５％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～３０％、ＺｒＯ２：２～１５％、Ｔａ２Ｏ５：０～１０％、Ｇｄ２Ｏ３：０～１０％、Ｎｂ２Ｏ５：０～５％、ＴｉＯ２：０～５％、ＲＯ：０～８％、Ｒｎ２Ｏ：０～８％、ＷＯ３：０～５％、ＺｎＯ：０～８％、Ａｌ２Ｏ３：０～８％、Ｙｂ２Ｏ３：０～８％、ＧｅＯ２：０～５％、清澄剤：０～２％、ただし、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
【0010】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％、好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％、より好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％、さらに好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が６０～７０％である。
【0011】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下、より好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下、さらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．４以下である。
【0012】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が１．５以下、好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．０５～１．０、より好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．８、さらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．６である。
【0013】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が０．８～８．０、好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．０～６．０、より好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～５．０、さらに好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～３．５である。
【0014】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１５～１．５、好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～１．０、より好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．８、さらに好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２５～０．６５である。
【0015】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．３～２．０、好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．４～１．８、より好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．５～１．５、さらに好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．６～１．２である。
【0016】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．８５以下、好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．７、より好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１～０．６、さらに好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１５～０．５である。
【0017】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．５以下、好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．０以下、より好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．５以下、さらに好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．０以下である。
【0018】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．５以下、好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．０以下、より好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．８以下、さらに好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．５以下である。
【0019】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２：４～１５％、好ましくはＳｉＯ２：５～１２％、及び／又はＢ２Ｏ３：１２～２２％、好ましくはＢ２Ｏ３：１４～２０％、及び／又はＬａ２Ｏ３：４０～６０％、好ましくはＬａ２Ｏ３：４２～５５％、及び／又はＹ２Ｏ３：６～２５％、好ましくはＹ２Ｏ３：８～２２％、より好ましくはＹ２Ｏ３：１１～２２％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ２：４～１０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０～３％、好ましくはＮｂ２Ｏ５：０～２％、及び／又はＴａ２Ｏ５：２～８％、好ましくはＴａ２Ｏ５：３～６％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～８％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＴｉＯ２：０～３％、好ましくはＴｉＯ２：０～２％、及び／又はＲＯ：０～３％、好ましくはＲＯ：０～２％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～３％、好ましくはＲｎ２Ｏ：０～２％、及び／又はＷＯ３：０～３％、好ましくはＷＯ３：０～２％、及び／又はＺｎＯ：０～４％、好ましくはＺｎＯ：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～４％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～５％、好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＧｅＯ２：０～３％、好ましくはＧｅＯ２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～１％、好ましくは清澄剤：０～０．５％、ただし、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
【0020】
さらに、前記成分が、ＷＯ３を含まない、及び／又はＴｉＯ２を含まない、及び／又はＲＯを含まない、及び／又はＲｎ２Ｏを含まない、及び／又はＺｎＯを含まない、及び／又はＡｌ２Ｏ３を含まない、及び／又はＧｅＯ２を含まない、ただし、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、前記Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種である、前記高屈折低分散光学ガラス。
【0021】
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記高屈折低分散光学ガラス：ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が８６％以上、好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が８８％以上、より好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が９０％以上、さらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が９５％以上である。
【0022】
さらに、前記高屈折低分散光学ガラスの屈折率ｎｄが１．７８～１．８６、好ましくは１．７９～１．８４、より好ましくは１．８０～１．８３、アッベ数ｖｄが４２～５０、好ましくは４４～４８、より好ましくは４５～４７．５である。
【0023】
さらに、前記高屈折低分散光学ガラスの密度ρが５．１０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは５．００ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは４．９０ｇ／ｃｍ３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、さらに好ましくは７０×１０－７／Ｋ以下、及び／又は耐水安定性ＤＷが２類以上、好ましくは１類、及び／又はλ８０が４１０ｎｍ以下、好ましくはλ８０が４００ｎｍ以下、より好ましくはλ８０が３９５ｎｍ以下、及び／又はλ５が３２５ｎｍ以下、好ましくはλ５が３１５ｎｍ以下、より好ましくはλ５が３１０ｎｍ以下、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ＨＫが６８０×１０７Ｐａ以上、好ましくは６９０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは７００×１０７Ｐａ以上、さらに好ましくは７１０×１０７Ｐａ以上、及び／又はヤング率Ｅが１０５００×１０７Ｐａ～１４０００×１０７Ｐａ、好ましくは１１０００×１０７Ｐａ～１３５００×１０７Ｐａ、より好ましくは１１５００×１０７Ｐａ～１３０００×１０７Ｐａ、及び／又は摩耗度ＦＡが１００～１５０、好ましくは１０５～１４５、より好ましくは１１０～１４０、さらに好ましくは１１５～１３５、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級である。
【0024】
上記高屈折低分散光学ガラスで製造される、ガラスプリフォーム。
【0025】
上記高屈折低分散光学ガラスか、上記のガラスプリフォームで製造される、光学素子。
【0026】
上記高屈折低分散光学ガラスを含み、及び／又は上記の光学素子を含む、光学機器。
【発明の効果】
【0027】
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る光学ガラスは、所望の屈折率とアッベ数を有するとともに、優れた化学安定性と耐失透性を有する。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明に係る高屈折低分散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、本発明の高屈折低分散光学ガラスを単に光学ガラス又はガラスと称することもある。
【0029】
［高屈折低分散光学ガラス］
以下に、本発明の高屈折低分散光学ガラスの各構成要素（成分）の範囲について説明する。本明細書において、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、酸化物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、本発明の高屈折低分散光学ガラスの各構成要素（成分）の範囲について説明する。本明細書において、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、酸化物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。
【0030】
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。
【0031】
＜必須成分とオプション成分＞
ＳｉＯ２は光学ガラスの骨格であり、ガラスネットワーク生成体として、ガラスの化学安定性を維持し、ガラスの耐失透性を高める役割を果たす。本発明では、上記の効果を得るために３％以上のＳｉＯ２を添加しており、好ましくはＳｉＯ２の含有量が４％以上、より好ましくはＳｉＯ２の含有量が５％以上である。ＳｉＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスの溶融性が低下し、転移温度が上昇する。したがって、ＳｉＯ２の含有量上限値は２０％、好ましくは１５％、より好ましくは１２％である。
ＳｉＯ２は光学ガラスの骨格であり、ガラスネットワーク生成体として、ガラスの化学安定性を維持し、ガラスの耐失透性を高める役割を果たす。本発明では、上記の効果を得るために３％以上のＳｉＯ２を添加しており、好ましくはＳｉＯ２の含有量が４％以上、より好ましくはＳｉＯ２の含有量が５％以上である。ＳｉＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスの溶融性が低下し、転移温度が上昇する。したがって、ＳｉＯ２の含有量上限値は２０％、好ましくは１５％、より好ましくは１２％である。
【0032】
Ｂ２Ｏ３はガラスネットワーク構造を形成する成分であり、本発明では１０％以上のＢ２Ｏ３を添加することにより、ガラス形成の安定性を維持し、ガラスの溶融性及び耐失透性を向上させる。したがって、好ましくはＢ２Ｏ３の含有量が１２％以上、より好ましくはＢ２Ｏ３の含有量が１４％以上である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が２５％を超えると、ガラスの化学安定性が低下し、屈折率が低下する。従って、本発明においては、Ｂ２Ｏ３の含有量上限値は２５％、好ましくは２２％、より好ましくは２０％である。
【0033】
Ｌａ２Ｏ３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、熱安定性が低くなる。従って、Ｌａ２Ｏ３の含有量は３５～６５％、好ましくは４０～６０％、より好ましくは４２～５５％である。
【0034】
Ｙ２Ｏ３は低分散性を維持すると同時に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Ｙ２Ｏ３を添加している。しかし、その含有量が３０％を超えると、ガラスの化学安定性と耐候性が悪くなる。従って、本発明におけるＹ２Ｏ３の含有量は５～３０％、好ましくは６～２５％、より好ましくは８～２２％，、さらに好ましくは１１～２２％である。
【0035】
Ｇｄ２Ｏ３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、ガラスの耐失透性が低くなり、摩耗度が高くなる。したがって、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０～１０％であり、好ましくは０～８％、より好ましくは０～５％、さらに好ましくは０～３％である。
【0036】
いくつかの実施形態において、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計含有量：Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３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Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％、より好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％、さらに好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％、よりさらに好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が６０～７０％である。
【0037】
Ｙｂ２Ｏ３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、Ｙｂ２Ｏ３の含有量は０～８％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～３％、さらに好ましくはＹｂ２Ｏ３を含まないことである。
【0038】
ＺｒＯ２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、ＺｒＯ２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。従って、本発明においては、ＺｒＯ２の含有量は２～１５％、好ましくは３～１２％、より好ましくは４～１０％である。
【0039】
ＴｉＯ２はガラスの屈折率を高めることができるが、含有量が高すぎると分散係数が大幅に低下し、結晶化傾向が増加し、ガラスの着色が明らかになる。従って、ＴｉＯ２の含有量は０～５％、好ましくは０～３％、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ＴｉＯ２を含まないことである。
【0040】
Ｔａ２Ｏ５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、密度が増大し、光学定数を所望の範囲に制御することが困難になる。一方、他の成分と比較して、Ｔａ２Ｏ５は非常に高価であり、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Ｔａ２Ｏ５の含有量は０～１０％、好ましくは２～８％、より好ましくは３～６％に限定される。
【0041】
いくつかの実施形態において、Ｔａ２Ｏ５の含有量とＢ２Ｏ３の含有量との比：Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３を０．８５以下に制御することにより、ガラスの化学安定性と耐失透性を向上させることができる。したがって、好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．８５以下である。さらに、Ｔａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３を０．０５～０．７の範囲に制御することにより、ガラスの耐候性と摩耗度をさらに最適化することもできる。したがって、より好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．０５～０．７、さらに好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１～０．６、よりさらに好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｂ２Ｏ３が０．１５～０．５である。
【0042】
いくつかの実施形態において、Ｇｄ２Ｏ３とＴａ２Ｏ５の合計含有量：Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５とＹ２Ｏ３の含有量との比：（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３を１．５以下に制御することにより、ガラスが適切な摩耗度を獲得するのに有利となり、ガラスの化学安定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（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が１．５以下である。さらに、（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３を０．０５～１．０以内に制御することにより、ガラスの密度とヤング率をさらに最適化することができる。したがって、より好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．０５～１．０、さらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．８、よりさらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／Ｙ２Ｏ３が０．１～０．６である。
【0043】
いくつかの実施形態において、Ｂ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量：Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２の含有量との比：（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２を０．８～８．０以内に制御することにより、ガラスの硬度を高め、ガラスの耐候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（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が０．８～８．０、より好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．０～６．０である。さらに、（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２を１．５～５．０以内に制御することにより、ガラスの気泡度と熱膨張係数をさらに最適化することもできる。したがって、さらに好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～５．０、よりさらに好ましくは（Ｂ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／ＳｉＯ２が１．５～３．５である。
【0044】
Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を高め、ガラスの化学安定性と耐失透性を改善することができるが、その含有量が大きすぎると、ガラスの分散が上昇し、目的とする光学定数のガラスを得ることが困難になるとともに、ガラスのコストと密度が増加し、可視光領域における短波透過率が低下するので、本発明におけるＮｂ２Ｏ５の含有量は５％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下である。
【0045】
いくつかの実施形態において、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３とＮｂ２Ｏ５との合計含有量：Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５との比：ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．１５～１．５以内に制御することにより、ガラスの硬度と光透過率を高めることができる。したがって、好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１５～１．５、より好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～１．０である。さらに、ＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．２～０．８以内に制御することにより、ガラスの熱膨張係数とヤング率をさらに最適化することもできる。したがって、さらに好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．８、よりさらに好ましくはＳｉＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２５～０．６５である。
【0046】
いくつかの実施形態において、Ｙ２Ｏ３の含有量とＢ２Ｏ３とＮｂ２Ｏ５の合計含有量：Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５との比：Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．３～２．０以内に制御することにより、ガラスの化学安定性を高め、ガラスの密度増加を防止し、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Ｙ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．３～２．０、より好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．４～１．８、さらに好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．５～１．５、よりさらに好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）は０．６～１．２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。従って、ＲＯの含有量は０～８％、好ましくは０～３％、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】
アルカリ性金属酸化物Ｒｎ２Ｏ（Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ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。従って、本発明においては、Ｒｎ２Ｏの含有量は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Ｒｎ２Ｏを含まないことである。
【0049】
ＷＯ３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、ＷＯ３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、ＷＯ３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ＷＯ３を含まないことである。
【0050】
いくつかの実施形態において、ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５の合計含有量：ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５の含有量との比：（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５を１．５以下に制御することにより、ガラス熱膨張係数を低減するとともに、光透過率の低下を防止することができる。したがって、好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．５以下、より好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が１．０以下である。さらに、（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５を０．８以下に制御することにより、ガラスの気泡度をさらに最適化することもできる。したがって、さらに好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．８以下、よりさらに好ましくは（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｔａ２Ｏ５が０．５以下である。
【0051】
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、耐結晶性が低くなる。従って、ＺｎＯの含有量は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ＺｎＯを含まないことである。
【0052】
いくつかの実施形態において、Ｇｄ２Ｏ３とＺｎＯの合計含有量：Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯとＹ２Ｏ３の含有量との比：（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３を１．０以下に制御することにより、ガラスの熱膨張係数を低減し、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（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、より好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下である。さらに、（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３を０．６以下に制御することにより、ガラスは適切なヤング率を得やすく、ガラス硬度の低下を防止することができる。したがって、さらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下、よりさらに好ましくは（Ｇｄ２Ｏ３＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．４以下である。
【0053】
Ａｌ２Ｏ３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低くなる。従って、本発明においては、Ａｌ２Ｏ３の含有量は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Ａｌ２Ｏ３を含まないことである。
【0054】
いくつかの実施形態において、Ａｌ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計含有量：Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３とＺｒＯ２の含有量との比：（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２を２．５以下に制御することにより、ガラスは適切な摩耗度とヤング率を得やすく、光透過率の低下を防止することができる。したがって、好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．５以下、より好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が２．０以下、さらに好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．５以下、よりさらに好ましくは（Ａｌ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＺｒＯ２が１．０以下である。
【0055】
ＧｅＯ２はガラスの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。一方、ＧｅＯ２は他の成分に比べて非常に高価であり、実用性と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ＧｅＯ２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ＧｅＯ２を含まないことである。
【0056】
本発明では、清澄剤として０～２％のＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２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る。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。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が２％を超えると、ガラスの清澄性能が低下する傾向があるとともに、その強い酸化作用によりガラスの溶融に用いる白金又は白金合金容器の腐食及び成形金型の劣化が加速するので、本発明におけるＳｂ２Ｏ３の含有量は０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％である。ＳｎＯとＳｎＯ２も清澄剤として使うことができるが、その含有量が２％を超えると、ガラス着色傾向が増加したり、ガラスを加熱、軟化してプレス成形などで再成形するとき、Ｓｎが結晶核生成の起点となり、失透したりする傾向がある。したがって、本発明におけるＳｎＯ２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％であり、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％である。ＣｅＯ２の作用及び含有量はＳｎＯ２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ＣｅＯ２を含まないことである。
【0057】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスが低い熱膨張係数と密度、高い硬度、及び適切な摩耗度とヤング率を得るためには、好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が８６％以上、より好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が８８％以上、さらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が９０％以上、よりさらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５の合計含有量が９５％以上である。
【0058】
＜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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
以下、本発明の高屈折低分散光学ガラスの性能を説明する。
【0063】
＜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／Ｔ ７９６２．１－２０１０ に規定された方法に従って試験されている。
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、ＧＢ／Ｔ ７９６２．１－２０１０ に規定された方法に従って試験されている。
【0064】
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（ｎｄ）の下限値は１．７８、好ましくは下限値が１．７９、より好ましくは下限値が１．８０である。
【0065】
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（ｎｄ）の上限値は１．８６、好ましくは上限値が１．８４、より好ましくは上限値が１．８３である。
【0066】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限値は４２、好ましくは下限値が４４、より好ましくは下限値が４５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アッベ数（νｄ）の上限値は５０、好ましくは上限値が４８、より好ましくは上限値が４７．５である。
【0068】
＜密度＞
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法に従って試験されている。
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法に従って試験されている。
【0069】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの密度（ρ）は５．１０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは５．００ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは４．９０ｇ／ｃｍ３以下である。
【0070】
＜熱膨脹係数＞
光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は、『ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法に従って－３０～７０℃のデータを測定する。
光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は、『ＧＢ／Ｔ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法に従って－３０～７０℃のデータを測定する。
【0071】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は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、さらに好ましくは７０×１０－７／Ｋ以下である。
【0072】
＜耐水安定性＞
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）はＧＢ／Ｔ １７１２９に規定された方法で試験されている。
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）はＧＢ／Ｔ １７１２９に規定された方法で試験されている。
【0073】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）は２類以上、好ましくは１類である。
【0074】
＜着色度＞
本発明のガラスの短波透過スペクトル特性は着色度（λ８０とλ５）で示している。λ８０とは、ガラス透過率が８０％に達したときに対応する波長を指す。λ８０の測定では、互いに平行で光学研磨された２つの相対平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラスを用い、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域における分光透過率を測定し、透過率８０％の波長を示すことである。分光透過率又は透過率とは、ガラスの前記表面に垂直に強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラスを透過して強度Ｉｏｕｔの光を１つの平面から出射する場合にＩｏｕｔ／Ｉｉｎで表される量であり、ガラスの前記表面における表面反射損失の透過率も含まれる。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失が大きくなる。したがって、高屈折率ガラスでは、λ８０の値が小さいほど、ガラス自体の着色が極めて少なく、光透過率が高いことである。
本発明のガラスの短波透過スペクトル特性は着色度（λ８０とλ５）で示している。λ８０とは、ガラス透過率が８０％に達したときに対応する波長を指す。λ８０の測定では、互いに平行で光学研磨された２つの相対平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラスを用い、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域における分光透過率を測定し、透過率８０％の波長を示すことである。分光透過率又は透過率とは、ガラスの前記表面に垂直に強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラスを透過して強度Ｉｏｕｔの光を１つの平面から出射する場合にＩｏｕｔ／Ｉｉｎで表される量であり、ガラスの前記表面における表面反射損失の透過率も含まれる。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失が大きくなる。したがって、高屈折率ガラスでは、λ８０の値が小さいほど、ガラス自体の着色が極めて少なく、光透過率が高いことである。
【0075】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのλ８０は４１０ｎｍ以下、好ましくλ８０が４００ｎｍ以下、より好ましくはλ８０が３９５ｎｍ以下である。
【0076】
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのλ５は３２５ｎｍ以下、好ましくλ５が３１５ｎｍ以下、より好ましくはλ５が３１０ｎｍ以下である。
【0077】
＜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。
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。
【0078】
【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（ＨＫ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法に従って試験されている。
光学ガラスのヌープ硬度（ＨＫ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法に従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（ＨＫ）は６８０×１０７Ｐａ以上、好ましくは６９０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは７００×１０７Ｐａ以上、さらに好ましくは７１０×１０７Ｐａ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、以下の式に従って計算される。
Ｇ＝ＶＳ
２ρ
ここで：Ｅはヤング率、Ｐａ；
Ｇはせん断係数、Ｐａ；
ＶＴは横波速度、ｍ／ｓ；
ＶＳは縦波速度、ｍ／ｓ；
ρはガラス密度、ｇ／ｃｍ３である。
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、以下の式に従って計算される。
【数1】
ここで：Ｅはヤング率、Ｐａ；
Ｇはせん断係数、Ｐａ；
ＶＴは横波速度、ｍ／ｓ；
ＶＳは縦波速度、ｍ／ｓ；
ρはガラス密度、ｇ／ｃｍ３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）の下限値は１０５００×１０７Ｐａ、好ましくは下限値が１１０００×１０７Ｐａ、より好ましくは下限値が１１５００×１０７Ｐａである。
【0084】
いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスのヤング率（Ｅ）の上限値は１４０００×１０７Ｐａ、好ましくは上限値が１３５００×１０７Ｐａ、より好ましくは上限値が１３０００×１０７Ｐａである。
【0085】
＜摩耗度＞
光学ガラスの摩耗度（ＦＡ）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る：
ＦＡ＝Ｖ／Ｖ０×１００＝（Ｗ／ρ）／（Ｗ０／ρ０）×１００
ここで、Ｖ－測定する試料の体積摩耗量；
Ｖ０－標準試料の体積摩耗量；
Ｗ－測定する試料の質量摩耗量；
Ｗ０－標準試料の品質摩耗量；
ρ－測定する試料の密度；
ρ０－標準試料の密度。
光学ガラスの摩耗度（ＦＡ）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る：
ＦＡ＝Ｖ／Ｖ０×１００＝（Ｗ／ρ）／（Ｗ０／ρ０）×１００
ここで、Ｖ－測定する試料の体積摩耗量；
Ｖ０－標準試料の体積摩耗量；
Ｗ－測定する試料の質量摩耗量；
Ｗ０－標準試料の品質摩耗量；
ρ－測定する試料の密度；
ρ０－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（ＦＡ）下限値は１００、好ましくは下限値が１０５、より好ましくは下限値が１１０、さらに好ましくは下限値が１１５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（ＦＡ）上限値は１５０、好ましくは上限値が１４５、より好ましくは上限値が１４０、さらに好ましくは上限値が１３５である。
【0088】
＜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。
【0089】
［光学ガラスの製造方法］
本発明の高屈折低分散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。
本発明の高屈折低分散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。
【0090】
［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手段、又は熱プレス成形などのプレス成形手段を用いて作製された高屈折低分散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理解されたい。
直接滴下成形や研磨加工手段、又は熱プレス成形などのプレス成形手段を用いて作製された高屈折低分散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理解されたい。
【0091】
上記のように、本発明の高屈折低分散光学ガラスは様々な光学素子及び光学設計に有用であり、その中でも特に好ましくは、本発明の高屈折低分散光学ガラスでプリフォームを形成し、このプリフォームを用いて再熱プレス成形、精密プレス成形などを行ってレンズ、プリズムなどの光学素子を製造することである。
【0092】
本発明のガラスプリフォーム及び光学素子は、いずれも本発明の上記高屈折低分散光学ガラスから形成される。本発明のガラスプリフォームは高屈折低分散光学ガラスが有する優れた特性を有し、本発明の光学素子は、光学ガラスが有する優れた特性を有し、光学的価値の高い様々なレンズ、プリズム等の光学素子を提供することができる。
【0093】
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。
【0094】
［光学機器］
本発明の高屈折低分散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。
本発明の高屈折低分散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0095】
＜高屈折低分散光学ガラス実施例＞
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。
【0096】
本実施例は、上記光学ガラスの製造方法を用いて、表２－１～表４－２に示す成分を有する高屈折低分散光学ガラスを得た。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２－１～表４－２に表す。
【0097】
【表2】
【0098】
【表3】
【0099】
【表4】
【0100】
【表5】
【0101】
【表6】
【0102】
【表7】
【0103】
＜ガラスプリフォーム実施例＞
高屈折低分散光学ガラスの実施例１～２４＃で得られたガラスから、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。
高屈折低分散光学ガラスの実施例１～２４＃で得られたガラスから、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。
【0104】
＜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。
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。
【0105】
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。
【0106】
＜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。
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。