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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】P2024055765
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】リン酸塩ガラス、光学ガラス、及び光学素子
(51)【国際特許分類】
C03C 3/21 20060101AFI20240411BHJP
G02B 1/00 20060101ALI20240411BHJP
【ＦＩ】
C03C3/21
G02B1/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023130041
(22)【出願日】2023-08-09
(31)【優先権主張番号】P 2022161891
(32)【優先日】2022-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000128784
【氏名又は名称】株式会社オハラ
(74)【代理人】
【識別番号】100137589
【弁理士】
【氏名又は名称】右田 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100160864
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 政治
(74)【代理人】
【識別番号】100158698
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 基樹
(72)【発明者】
【氏名】岩▲崎▼ 菜那
【テーマコード（参考）】
4G062
【Ｆターム（参考）】
4G062AA04
4G062BB09
4G062DA01
4G062DB01
4G062DC01
4G062DD04
4G062DD05
4G062DE01
4G062DF01
4G062EA02
4G062EB01
4G062EC01
4G062ED01
4G062EE01
4G062EF01
4G062EG01
4G062EG02
4G062EG03
4G062EG04
4G062FA01
4G062FB02
4G062FB03
4G062FB04
4G062FC01
4G062FD01
4G062FE01
4G062FF01
4G062FG04
4G062FG05
4G062FG06
4G062FH01
4G062FJ01
4G062FK01
4G062FL01
4G062GA01
4G062GA10
4G062GB01
4G062GB02
4G062GB03
4G062GC01
4G062GD01
4G062GE01
4G062HH01
4G062HH03
4G062HH05
4G062HH08
4G062HH09
4G062HH11
4G062HH13
4G062HH15
4G062HH17
4G062JJ01
4G062JJ03
4G062JJ05
4G062JJ07
4G062JJ10
4G062KK01
4G062KK04
4G062KK05
4G062KK07
4G062MM02
4G062NN02
4G062NN29
4G062NN33
(57)【要約】
【課題】熱処理前の透過率が良好であり、生産性が高く、短波長を含む広い可視域の透過率に優れた高屈折率領域のリン酸塩ガラス及び光学ガラスと、これを用いた光学素子を提供する。
【解決手段】屈折率（ｎｄ）が１．９００００以上であり、分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、酸化物基準の質量％で、Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、含有し、質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、である、リン酸塩ガラス。
【選択図】なし
【解決手段】屈折率（ｎｄ）が１．９００００以上であり、分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、酸化物基準の質量％で、Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、含有し、質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、である、リン酸塩ガラス。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
屈折率（ｎｄ）が１．９００００以上であり、
分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、
酸化物基準の質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、
含有し、
質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、
である、リン酸塩ガラス。
分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、
酸化物基準の質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、
含有し、
質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、
である、リン酸塩ガラス。
【請求項2】
質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯが３０．０以下、
である請求項１に記載のリン酸塩ガラス。
である請求項１に記載のリン酸塩ガラス。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項4】
請求項３に記載のガラスからなる光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リン酸塩ガラス、光学ガラス、及び光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
光学系のレンズは、高輝度が求められる光学系は、光源の負担を低減するため、短波長側の透過率が良いことが求められる。使用される光学機器によって求められるものは変化するが、様々なジャンルのニーズを満たすガラスが望ましい。また、光学機器全体の重さを低減する観点から、レンズの軽量化は重要である。
【0003】
また、リン酸塩ガラスは白金と合金化し易いことが知られており、リン酸塩ガラスを熔解する場合は、まず原料を石英坩堝による粗熔解し、その後白金坩堝による熔解を行う製造方法がある。
特に、ＴｉＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分などの高屈折率成分は白金由来の着色、いわゆる還元色を引き起こしやすい成分である。
そのため、リン酸塩ガラス中に高屈折率成分を多量に含む場合はガラスを作製したあとに、還元色を低減させるための熱処理工程を行うことがある。
特に、ＴｉＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分などの高屈折率成分は白金由来の着色、いわゆる還元色を引き起こしやすい成分である。
そのため、リン酸塩ガラス中に高屈折率成分を多量に含む場合はガラスを作製したあとに、還元色を低減させるための熱処理工程を行うことがある。
【0004】
さらに、還元色が強いリン酸塩ガラスは、ガラス内部がほとんど透過しない状態であるため、熱処理工程後でなければガラスの内部の失透、フシ等の確認ができないという問題があった。
【0005】
特許文献１には、高分散成分にＬｉ２Ｏ成分を含有することによって、熱処理時間を短縮できることに着目したリン酸塩光学ガラスに関する発明が記載されているが、短波長側の透過率が十分であるとは言えず、レンズの軽量化の面でも十分であるとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２０－１９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、熱処理前の透過率が良好でありながら、生産性が高く、短波長を含む広い可視域の透過率に優れたリン酸塩ガラス及び光学ガラスと、これを用いた光学素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ガラス成分の比率を調整することによって、熱処理前の透過率が良好でありながら、生産性が高く、短波長を含む広い可視域の透過率に優れた高屈折率領域のリン酸塩ガラスを得られることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0009】
（１） 屈折率（ｎｄ）が１．９００００以上であり、
分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、
酸化物基準の質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、
含有し、
質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、
である、リン酸塩ガラス。
分光透過率（λ５）が４００ｎｍ以下であり、
酸化物基準の質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分を０％超１．０％未満、
含有し、
質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が１０．０％以下、
である、リン酸塩ガラス。
【0010】
（２） 質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯが３０．０以下、
である（１）に記載のリン酸塩ガラス。
である（１）に記載のリン酸塩ガラス。
【0011】
（３） （１）又は（２）に記載の光学ガラス。
【0012】
（４） （３）に記載のガラスからなる光学素子。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、広い可視域の透過率に優れ、熱処理前の透過率が良好でありながら、生産性が高く、短波長を含む広い可視域の透過率に優れた高屈折率領域のリン酸塩ガラス及び光学ガラスと、これを用いた光学素子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明のガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【0015】
本発明においては、熱処理後の透過率については透過率、可視域の透過率、分光透過率などと表現することがある。
【0016】
［ガラス成分］
本発明のガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
本発明のガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
【0017】
本発明のリン酸塩ガラスとは、網目形成酸化物として知られているＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分、Ｐ２Ｏ５成分の中で、Ｐ２Ｏ５成分を最も多く含有したガラスとしている。
【0018】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分であり、リヒートプレス成型性を良好にする成分である。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１５．０％以上、より好ましくは１６．０％以上、さらに好ましくは１８．０％以上、さらに好ましくは２０．０％以上を下限とする。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、所望の屈折率、アッベ数を得ることが出来る。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％以下とし、より好ましくは３５．０％以下、最も好ましくは３０．０％以下を上限とする。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、所望の屈折率、アッベ数を得ることが出来る。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％以下とし、より好ましくは３５．０％以下、最も好ましくは３０．０％以下を上限とする。
【0019】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、屈折率を高め、アッベ数を低くする成分である。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは２５．０％以上、より好ましくは２８．０％以上、さらに好ましくは３０．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を６０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減でき、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは６０．０％以下、より好ましくは５８．０％以下、さらに好ましくは５５．０％以下、さらに好ましくは５３．０％以下、さらに好ましくは５０．０％以下を上限とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を６０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減でき、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは６０．０％以下、より好ましくは５８．０％以下、さらに好ましくは５５．０％以下、さらに好ましくは５３．０％以下、さらに好ましくは５０．０％以下を上限とする。
【0020】
ＴｉＯ２成分は、屈折率を高め、アッベ数を低くできる成分である。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．５％以上、さらに好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは５．０％以上を下限とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を３０．０％以下とすることで短波長側の透過率悪化を抑制することが出来る。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下を上限とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を３０．０％以下とすることで短波長側の透過率悪化を抑制することが出来る。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下を上限とする。
【0021】
ＢａＯ成分は、白金の溶け込みを抑えることが可能な成分である。さらに、ＢａＯ成分は、他のアルカリ土類金属と異なり、Ｐ２Ｏ５成分と相性がよく、リヒートプレス成形性を良好にする成分である。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上を下限とする。
他方で、ＢａＯ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１６．０％以下を上限とする。
他方で、ＢａＯ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１６．０％以下を上限とする。
【0022】
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分は、白金の溶け込みを抑えつつ、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる成分である。
他方で、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量を５．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、かつこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
他方で、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量を５．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、かつこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0023】
ＺｎＯ成分の含有量を５．０％未満にすることで、屈折率の低下を抑えられ、かつ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは５．０％未満、より好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％以下を上限としてもよい。
【0024】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラス原料の熔解温度を下げつつ、高屈折化成分由来の着色を低減させ、かつ高屈折化成分由来の着色を低減するための熱処理前の透過率を向上することができる成分である。従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．０１％以上、さらに好ましくは０．０３％以上、さらに好ましくは０．０５％以上を下限とする。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下を上限とする。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下を上限とする。
【0025】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラス原料の熔融性を高められ、透過率を良好にできる成分である。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは１．５％以上、さらに好ましくは２．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量を１５．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減でき、リヒートプレス時の失透を抑制できる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下を上限とする。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量を１５．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減でき、リヒートプレス時の失透を抑制できる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下を上限とする。
【0026】
Ｋ２Ｏ成分は、熔融性を高め、透過率を良好にできる成分である。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％超を下限としてもよい。
他方で、Ｋ２Ｏ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を維持し、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下を上限とする。
他方で、Ｋ２Ｏ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を維持し、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下を上限とする。
【0027】
ＳｉＯ２成分は、ガラス形成酸化物成分である。また、熔融ガラスの粘度を良好にし、化学的耐久性を高められる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．３％以上を下限とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。
【0028】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラス形成酸化物として用いられる成分である。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．３％以上を下限とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を５．０％以下にすることで、リヒートプレス時の失透性の悪化を低減でき、かつ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を５．０％以下にすることで、リヒートプレス時の失透性の悪化を低減でき、かつ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
【0029】
ＷＯ３成分は、屈折率及び耐失透性を高め、アッベ数を低くする成分である。
特に、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、リヒートプレス成形性の悪化や、短波長側の透過率の低下を抑えられる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
特に、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、リヒートプレス成形性の悪化や、短波長側の透過率の低下を抑えられる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
【0030】
Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を５．０％以下にすることで、耐失透性を高められ、短波長側の透過率の低下を抑えられる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0031】
Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラス原料の熔融性を高められ、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0032】
ＺｒＯ２成分は、屈折率及び可視光透過率を高め、且つ耐失透性を高める成分である。ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0033】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、屈折率及び可視光透過率を高め、且つ化学的耐久性を高める成分である。
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、アッベ数の上昇を抑えられ、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、アッベ数の上昇を抑えられ、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0034】
ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【0035】
ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【0036】
Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。
【0037】
Ｇａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【0038】
ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下、さらに好ましくは０．２％以下、さらに好ましくは０．１％以下を上限とする。
【0039】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、熔解したガラスの脱泡を促進できる成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量が多いと、可視光透過率も低下し易くなり、さらに熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化が起こり易くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０５％以下を上限とする。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量が多いと、可視光透過率も低下し易くなり、さらに熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化が起こり易くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０５％以下を上限とする。
【0040】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｎＯ２成分やＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【0041】
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、０％超とする場合に、低温熔融性を向上させる効果がある。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上、さらに好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは４．０％以上を下限とする。
他方で、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、耐失透性の悪化を抑制するために、２０．０％以下が好ましい。
従って、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１３．０％以下を上限とする。
他方で、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、耐失透性の悪化を抑制するために、２０．０％以下が好ましい。
従って、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１３．０％以下を上限とする。
【0042】
ＲＯ成分の合計含有量（式中、ＲはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯのいずれか１種以上）は、屈折率の低下を抑えることができ、かつこれらの成分の過剰な含有による失透を低減するため、２５．０％以下が好ましい。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１６．０％以下を上限とする。
他方で、ＲＯ成分の合計含有量は白金の溶け込みを抑制する観点から、０％超とすることが好ましい。従って、ＲＯ成分の合計含有量は好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上を下限とする。
他方で、ＲＯ成分の合計含有量は白金の溶け込みを抑制する観点から、０％超とすることが好ましい。従って、ＲＯ成分の合計含有量は好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上を下限とする。
【0043】
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）は、１０．０％以下にすることで、アッベ数の上昇を抑えられ、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量の和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0044】
ＢａＯ成分の合計含有量に対するＬｉ２Ｏ成分を１００倍した質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯは３０．００以下とすることによって、熱処理前のガラスの透過率を向上することができる。従って、質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯは好ましくは３０．００以下、より好ましくは２５．００以下、さらに好ましくは２０．００以下を上限する。
他方で、質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯは、リヒートプレス成型性を良好にし、かつ白金の溶け込みを抑える為、０超とすることが好ましい。従って、質量比Ｌｉ２Ｏ×１０／ＢａＯは好ましくは０超え、より好ましくは０．０００１以上、さらに好ましくは０．０００５以上を下限とする。
他方で、質量比Ｌｉ２Ｏ×１００／ＢａＯは、リヒートプレス成型性を良好にし、かつ白金の溶け込みを抑える為、０超とすることが好ましい。従って、質量比Ｌｉ２Ｏ×１０／ＢａＯは好ましくは０超え、より好ましくは０．０００１以上、さらに好ましくは０．０００５以上を下限とする。
【0045】
ＷＯ３成分及びＢｉ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分は、屈折率を高める効果があるが、レンズの軽量化の観点から含有量を減らしたい成分である。従って、質量和ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは４．５％以下、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．５％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．５％以下、さらに好ましくは２．０％以下を上限とする。
【0046】
ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分の合計含有量に対するＮｂ２Ｏ５成分の質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、０超とすることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５成分は、同様に高屈折率高分散成分であるＴｉＯ２成分、ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分に比べたときに短波長側の透過率を最も良好にする成分である。従って、質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、好ましくは０超、より好ましくは０．０５以上、さらに好ましくは０．１０以上、さらに好ましくは０．２０以上、さらに好ましくは０．３０以上、さらに好ましくは０．４０以上、さらに好ましくは０．５０以上、より好ましくは０．５３以上、さらに好ましくは０．５５以上、さらに好ましくは０．５８以上を下限とする。
他方で、質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、１．００以下とすることでガラスの安定性を維持することができる。従って、質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、好ましくは１．００以下、より好ましくは０．９５以下、さらに好ましくは０．９０以下を上限とする
他方で、質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、１．００以下とすることでガラスの安定性を維持することができる。従って、質量比Ｎｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）は、好ましくは１．００以下、より好ましくは０．９５以下、さらに好ましくは０．９０以下を上限とする
【0047】
ＢａＯ成分及びＫ２Ｏ成分の合計含有量に対するＴｉＯ２成分の含有量の質量比ＴｉＯ２／（ＢａＯ＋Ｋ２Ｏ）は０．１５以上５．０以下とすることが好ましい。質量比ＴｉＯ２／（ＢａＯ＋Ｋ２Ｏ）を０．１５以上５．０以下にすることによって、可視域の透過率を良好にすることが可能になる。従って、質量比ＴｉＯ２／（ＢａＯ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは０．１５以上、より好ましくは０．１８以上、さらに好ましくは０．２０以上、さらに好ましくは０．２２以上を下限とする。他方で、質量比ＴｉＯ２／（ＢａＯ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは５．００以下、より好ましくは４．８０以下、さらに好ましくは４．５０以下を上限とする。
【0048】
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明のガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
次に、本発明のガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
【0049】
上述されていない他の成分を、本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｃｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じることで、本願発明の可視光透過率を高める効果を減殺する性質があるため、特に可視領域の波長を透過させるガラスでは、実質的に含まないことが好ましい。
【0050】
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。
【0051】
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、使用した場合には、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要になる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。
【0052】
［製造方法］
本発明のガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗熔融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１０００～１３５０℃の温度範囲で１～１０時間熔融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１２５０℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。そして、得られたガラスについては、組成に応じて５５０℃～７００℃の範囲で１～５０時間熱処理を行ってもよい。
本発明のガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗熔融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１０００～１３５０℃の温度範囲で１～１０時間熔融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１２５０℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。そして、得られたガラスについては、組成に応じて５５０℃～７００℃の範囲で１～５０時間熱処理を行ってもよい。
【0053】
［物性］
本発明のガラスは、所望の屈折率を有することが好ましい。より具体的には、本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．９００００以上、より好ましくは１．９０３００以上、さらに好ましくは１．９０５００以上を下限とする。これにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。なお、本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）の上限は特に限定されないが、好ましくは２．０００００以下、より好ましくは１．９９０００以下、さらに好ましくは１．９８０００以下、さらに好ましくは１．９７０００以下、さらに好ましくは１．９６０００以下を上限としてもよい。
本発明のガラスは、所望の屈折率を有することが好ましい。より具体的には、本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．９００００以上、より好ましくは１．９０３００以上、さらに好ましくは１．９０５００以上を下限とする。これにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。なお、本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）の上限は特に限定されないが、好ましくは２．０００００以下、より好ましくは１．９９０００以下、さらに好ましくは１．９８０００以下、さらに好ましくは１．９７０００以下、さらに好ましくは１．９６０００以下を上限としてもよい。
【0054】
また、本発明のガラスは、所望の分散（アッベ数）を有する必要がある。特に、本発明のガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは１５．００以上、より好ましくは１６．００以上、さらに好ましくは１７．００以上を下限としてもよい。他方で、ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２５．００以下、より好ましくは２２．５０以下、さらに好ましくは２２．００以下を上限とする。これにより、本発明のガラスを光学素子に用いたときの光学設計の自由度を大幅に広げることができる。
【0055】
また、本発明のガラスは、熱処理前の着色が少ないことが好ましい。特に、本発明のガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（ＬＨλ７０）は、好ましくは１０６０ｎｍ以下、より好ましくは１０５０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０４０ｎｍ以下を上限とする。また、分光透過率５％を示す波長（ＬＨλ５）は、好ましくは４１０ｎｍ以下であり、より好ましくは４０８ｎｍ以下であり、さらに好ましくは４０５ｎｍ以下を上限とする。これにより、熱処理前に失透、フシ等のガラスの内部品質を確認することができるため、内部品質の悪いガラスを予め見つけることが可能であり、生産性を向上することができる。
【0056】
また、本発明のガラスは、着色が少ないことが好ましい。特に、本発明のガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）は、好ましくは４８０ｎｍ以下、より好ましくは４７０ｎｍ以下、さらに好ましくは４５０ｎｍ以下を上限とする。また、分光透過率５％を示す波長（λ５）は、好ましくは４００ｎｍ以下であり、より好ましくは３９８ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３９５ｎｍ以下を上限とする。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍に位置するようになり、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、このガラスをレンズ等の光学素子の材料として好ましく用いることができる。
【0057】
［光学素子］
本発明のガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明のガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、各種レンズやプリズム、ミラー、回折格子、回折格子用の基板等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視域の光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
本発明のガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明のガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、各種レンズやプリズム、ミラー、回折格子、回折格子用の基板等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視域の光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
【実施例0058】
本発明の実施例１～２４及び比較例１～２のガラスの組成、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、熱処理前の分光透過率が５％及び７０％を示す波長（ＬＨλ５、ＬＨλ７０）、熱処理後の分光透過率が５％及び７０％を示す波長（λ５、λ７0）を表１～４に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【0059】
実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１０００～１３００℃の温度範囲で１～３時間熔融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１２００℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込み徐冷してガラスを作製した。そして、得られたガラスについて、組成に応じて５５０℃～７００℃の範囲で１～３０時間熱処理を行った。
【0060】
実施例及び比較例のガラスの屈折率及びアッベ数、部分分散比（θｇ，Ｆ）は、ＪＩＳ Ｂ ７０７１－２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて測定した。ここで、屈折率（ｎｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線に対する屈折率（ｎｄ）と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を－２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。
【0061】
実施例及び比較例の熱処理前及び熱処理後のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格（ＪＯＧＩＳ０２－２０１９ 光学ガラスの着色度の測定方法）に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００～２５００ｎｍの分光透過率を測定し、λ７０（透過率７０％時の波長）とλ５（透過率５％時の波長）を求めた。
【0062】
【表1】
【0063】
【表2】
【0064】
【表3】
【0065】
【表4】
【0066】
また、実施例２、９、１０及び比較例１のガラスについて、再加熱試験の前後における失透及び乳白の有無を目視で確認した結果を、表５に示す。ここで、再加熱試験後の前後における失透及び乳白の確認は、１５ｍｍ×１５ｍｍ×３０ｍｍの試験片を、凹型耐火物上に載せて電気炉に入れて再加熱温度まで再加熱し、その温度で３０分保温した後、常温まで冷却して炉外に取り出し、内部で観察できるように対向する２面を厚さ１０ｍｍに研磨した後、研磨したガラス試料における失透及び乳白の有無を目視で観察することで行った。このとき、再加熱温度で失透及び乳白が生じなかったガラスは「〇」とし、失透又は乳白が生じたガラスは「×」とした。なお、再加熱温度は（Ｔｇ＋１００℃～１２０℃）の範囲を基準としている。
【0067】
【表5】
【0068】
本発明の実施例のリン酸塩ガラスは、（λ５）が４００ｎｍ以下であり、所望の範囲内であった。
【0069】
本発明の実施例のリン酸塩ガラスは、熱処理前の透過率が良好であり、所望の範囲内であった。
【0070】
また、本発明の実施例のリン酸塩ガラスは、いずれも再加熱試験の前後における失透がないため、リヒートプレス成形性が良好であった。リヒートプレス成形性の高いガラスはリヒートプレスによる失透が少ないため、歩留まりが高く、生産性が高いガラスである。
【0071】
以上のことから、本発明の実施例のリン酸塩ガラスは、屈折率が高く広い可視域の透過率に優れ、熱処理前の透過率が良好でありながら、生産性が高いことが明らかになった。
【0072】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。