特許 7089933 光学ガラスおよび光学素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(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 20060101AFI20220616BHJP

   G02B 1/00 20060101ALI20220616BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

C03C3/068

G02B1/00

G02B3/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018084975

(22)【出願日】2018-04-26

(65)【公開番号】P2019189490

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-02-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】桑谷 俊伍

【審査官】須藤 英輝

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－１２１９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８８４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８８８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１９５５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１１６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６３１４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｃ １／００－１４／００

Ｇ０２Ｂ １／００－１／０８

Ｇ０２Ｂ ３／００－３／１４

Ｇ０２Ｂ ５／００－５／１３６

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈折率ｎｄが１．７９～１．８２であり、
アッベ数νｄが３９を超え４５以下であり、
Ｂ₂Ｏ₃の含有量が１５～３５質量％であり、
Ｌａ₂Ｏ₃の含有量が３５～４６質量％であり、
ＺｎＯの含有量が５～１７質量％であり、
ＺｒＯ₂の含有量が３～７．５質量％であり、
ＳｉＯ₂の含有量が０質量％を超え５質量％以下であり、
ＴｉＯ₂の含有量が０質量％を超え１２質量％以下であり、
Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が０質量％を超え５質量％以下であり、
Ｇｄ₂Ｏ₃の含有量が０～５質量％であり、
ＢａＯの含有量が０～３質量％であり、
Ｔａ₂Ｏ₅の含有量が０～２．５質量％であり、
Ｎｂ₂Ｏ₅およびＷＯ₃の合計含有量［Ｎｂ₂Ｏ₅＋ＷＯ₃］が０～６質量％であり、
ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃の合計含有量に対するＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃の合計含有量の質量比［（ＴｉＯ₂＋Ｎｂ₂Ｏ₅＋ＷＯ₃＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ₂Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］が１．７以上であって、
Ｆを含有するガラスを除く、光学ガラス。

【請求項2】

ＳｉＯ₂の含有量が０．５質量％以上である、請求項１に記載の光学ガラス。

【請求項3】

Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が０．２質量％以上である、請求項１または２記載の光学ガラス。

【請求項4】

Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が０．６質量％以上である、請求項１または２記載の光学ガラス。

【請求項5】

請求項１～４の何れか１項に記載の光学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、光学ガラスおよび光学素子に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＷＯ_３といった原料コストの高いガラス成分の使用量を低減させた光学ガラスが開示されている。しかし、特許文献１の実施例に開示された光学ガラスの中で、アッベ数νｄが３９～４５であって比重の開示された光学ガラスでは、Ｙ_２Ｏ_３といった比較的原料コストの高い成分が多く使用されている。また、開示されたアッベ数νｄが３９～４５の光学ガラスの中には、ＢａＯといった比重増大の要因となる成分が多量に使用されているものもある。そのため、所望の光学恒数を有しながら、比重が小さく、また原料コストの低減された光学ガラスが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－８８４８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

オートフォーカス方式の光学系に搭載する光学素子には、オートフォーカス機能を駆動する際の消費電力を低減するために軽量化が求められている。ガラスの比重を低減することができれば、レンズ等の光学素子の重量を減少できる。

【0005】

そこで、本発明は、所望の光学恒数を有し、比較的比重の小さい光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ガラスを構成する各種ガラス構成成分（以下、ガラス成分という）の含有比率を調整することにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【0007】

すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）アッベ数νｄが３９を超え４５以下であり、
Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１５～３５質量％であり、
Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が３５～５０質量％であり、
ＺｎＯの含有量が５～１７質量％であり、
ＺｒＯ_２の含有量が３～７．５質量％であり、
ＳｉＯ_２の含有量が０質量％を超え５質量％以下であり、
ＴｉＯ_２の含有量が０質量％を超え１２質量％以下であり、
Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０質量％を超え５質量％以下であり、
Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が０～５質量％であり、
ＢａＯの含有量が０～３質量％であり、
Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が０～２．５質量％であり、
Ｎｂ_２Ｏ_５およびＷＯ_３の合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］が０～６質量％である、光学ガラス。

【0008】

（２）上記（１）に記載の光学ガラスからなる光学素子。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、所望の光学恒数を有し、比較的比重の小さい光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明および本明細書において、光学ガラスのガラス組成は、特記しない限り、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいい、各ガラス成分の表記は慣習にならい、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などを記載する。ガラス成分の含有量および合計含有量は、特記しない限り質量基準であり、「％」は「質量％」を意味する。

【0011】

ガラス成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）等の方法で定量することができる。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が０％とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容する。

【0012】

また、本明細書では、屈折率は、特記しない限り、ヘリウムのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄをいう。

【0013】

アッベ数νｄは、分散に関する性質を表す値として用いられるものであり、下式で表される。ここで、ｎＦは青色水素のＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）における屈折率、ｎＣは赤色水素のＣ線（６５６．２７ｎｍ）における屈折率である。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）

【0014】

本実施形態に係る光学ガラスは、
アッベ数νｄが３９を超え４５以下であり、
Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１５～３５％であり、
Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が３５～５０％であり、
ＺｎＯの含有量が５～１７％であり、
ＺｒＯ_２の含有量が３～７．５％であり、
ＳｉＯ_２の含有量が０％を超え５％以下であり、
ＴｉＯ_２の含有量が０％を超え１２％以下であり、
Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０％を超え５％以下であり、
Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が０～５％であり、
ＢａＯの含有量が０～３％であり、
Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が０～２．５％であり、
Ｎｂ_２Ｏ_５およびＷＯ_３の合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］が０～６％であることを特徴とする。

【0015】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は１５～３５％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは３３％であり、さらには３１％、３０％、２９％の順により好ましい。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは１７％であり、さらには１９％、２０％、２１％の順により好ましい。
Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、屈折率ｎｄが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。

【0016】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は３５～５０％である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは４９％であり、さらには４８％、４７％、４６％の順により好ましい。また、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは３６％であり、さらには３７％、３８％、３９％の順により好ましい。
Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、比重が増大するおそれがある。また、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、屈折率ｎｄが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。

【0017】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＺｎＯの含有量は５～１７％である。ＺｎＯの含有量の上限は、好ましくは１６．５％であり、さらには１６％、１５．５％、１５％の順により好ましい。また、ＺｎＯの含有量の下限は、好ましくは７％であり、さらには８％、９％、１０％の順により好ましい。
ＺｎＯの含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。また、ＺｎＯの含有量が少なすぎると、ガラスの熔融時に、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。

【0018】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＺｒＯ_２の含有量は３～７．５％である。ＺｒＯ_２の含有量の上限は、好ましくは７％であり、さらには６．８％、６．６％、６．５％の順により好ましい。また、ＺｒＯ_２の含有量の下限は、好ましくは３．５％であり、さらには４％、４．３％、４．５％の順により好ましい。
ＺｒＯ_２の含有量が多すぎると、比重が増大するおそれがある。

【0019】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｉＯ_２の含有量は０％を超え５％以下である。ＳｉＯ_２の含有量の上限は、好ましくは４．７％であり、さらには４．４％、４．２％、４％の順により好ましい。また、ＳｉＯ_２の含有量の下限は、好ましくは０．５％であり、さらには１％、１．３％、１．５％の順により好ましい。
ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、屈折率ｎｄが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。また、ガラスの熔融時に、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。ＳｉＯ_２の含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。

【0020】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ_２の含有量は０％を超え１２％以下である。ＴｉＯ_２の含有量の上限は、好ましくは１１％であり、さらには１０％、９％、８％の順により好ましい。また、ＴｉＯ_２の含有量の下限は、好ましくは１％であり、さらには２％、３％、４％の順により好ましい。
ＴｉＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスが着色して透過率が低下するおそれがある。また、ＴｉＯ_２の含有量が少なすぎると、屈折率ｎｄが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。さらに、ＴｉＯ_２の含有量が少ない場合には、所望の光学恒数を有する光学ガラスを得るために、Ｎｂ_２Ｏ_５またはＷＯ_３といった他の高屈折率成分の含有量を増やす必要があり、結果として原料コストが増大するおそれがある。

【0021】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は０％を超え５％以下である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは４．５％であり、さらには４％、３．５％、３％の順により好ましい。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは０．２％であり、さらには０．４％、０．５％、０．６％の順により好ましい。
Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、屈折率ｎｄが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。Ａｌ_２Ｏ_３を含むことで耐酸性を改善することができる。

【0022】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は０～５％である。Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは４％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。また、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は少ない方が好ましく、その含有量は０％であってもよい。
Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、比重が増大し、また原料コストが増大するおそれがある。

【0023】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＢａＯの含有量は０～３％である。ＢａＯの含有量の上限は、好ましくは２．５％であり、さらには２％、１．５％、１％の順により好ましい。ＢａＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＢａＯの含有量は０％であってもよい。
ＢａＯの含有量が多すぎると、比重が増大するおそれがある。

【0024】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量は０～２．５％である。Ｔａ_２Ｏ_５の含有量の上限は、好ましくは２％であり、さらには１．５％、１％、０．５％の順により好ましい。また、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量は少ない方が好ましく、その含有量は０％であってもよい。
Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が多すぎると、原料コストが増大するおそれがある。

【0025】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＷＯ_３の合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］は０～６％である。合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３．５％、３％の順により好ましい。また、合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］は少ない方が好ましく、０％であってもよい。
合計含有量［Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３］が多すぎると、比重が増大し、原料コストが増大するおそれがある。

【0026】

本実施形態に係る光学ガラスにおける上記以外のガラス成分の含有量および比率について、以下に詳述する。

【0027】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｉＯ_２およびＢ_２Ｏ_３の合計含有量［ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３］の上限は、好ましくは４０％であり、さらには３８％、３６％、３５％の順により好ましい。また、合計含有量［ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３］の含有量の下限は、好ましくは１５％であり、さらには２０％、２３％、２５％の順により好ましい。合計含有量［ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３］を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性が改善され、また所望の光学恒数を得ることができる。

【0028】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｐ_２Ｏ_５の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。Ｐ_２Ｏ_５の含有量は０％であってもよい。Ｐ_２Ｏ_５の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を保持できる。

【0029】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量の上限は、好ましくは６％であり、さらには５％、４％、３％の順により好ましい。また、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは０％である。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は０％であってもよい。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの着色を低減できる、また、比重の増大を抑制し、原料コストの増大を抑制できる。

【0030】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＷＯ_３の含有量の上限は、好ましくは６％であり、さらには５％、４％、３％の順により好ましい。ＷＯ_３の含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは０％である。ＷＯ₃の含有量は０％であってもよい。ＷＯ_３の含有量の上限を上記範囲とすることで、ガラスの着色を低減できる、また、比重の増大を抑制し、原料コストの増大を抑制できる。

【0031】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ_２の含有量に対するＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＷＯ_３の合計含有量の質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／ＴｉＯ_２］の下限は、好ましくは１である。また、質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／ＴｉＯ_２］の含有量の上限は、好ましくは３であり、さらには２．５、２．２、２の順により好ましい。質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／ＴｉＯ_２］を上記範囲とすることで、原料コストの増大を抑制し、所望の光学恒数を実現できる。

【0032】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３．５％、３％の順により好ましい。また、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量は０％であってもよい。Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善し、また比重を低減できる。

【0033】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃の合計含有量に対するＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ₂、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃の合計含有量の質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］の上限は、好ましくは０．６５であり、さらには０．６０、０．５５、０．５０の順により好ましい。また、質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］の下限は、好ましくは０．２０であり、さらには０．２５、０．３０、０．３５の順により好ましい。質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］を上記範囲とすることで比重の増大を抑えつつ所望の光学恒数を得ることがより容易になる。

【0034】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。Ｌｉ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｌｉ_２Ｏの含有量は０％であってもよい。

【0035】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎａ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。Ｎａ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｎａ_２Ｏの含有量は０％であってもよい。

【0036】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｋ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。Ｋ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｋ_２Ｏの含有量は０％であってもよい。

【0037】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計含有量［Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ］の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％、２％の順により好ましい。合計含有量［Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ］の含有量の下限は、好ましくは０％である。合計含有量［Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ］は０％であってもよい。

【0038】

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏは、液相温度を下げ、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの各含有量およびそれらの合計含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。

【0039】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｃｓ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、１％、０．５％の順により好ましい。Ｃｓ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｃｓ_２Ｏは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Ｃｓ_２Ｏの各含有量は、上記範囲であることが好ましい。

【0040】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＭｇＯの含有量の上限は、好ましくは１０％であり、さらには７％、４％、２％の順により好ましい。また、ＭｇＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＭｇＯの含有量は０％であってもよい。

【0041】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＣａＯの含有量の上限は、好ましくは１０％であり、さらには８％、６％、５％の順により好ましい。また、ＣａＯの含有量の下限は、好ましくは０．２％であり、さらには０．３％、０．４％、０．５％の順により好ましい。ＣａＯの含有量は０％であってもよい。

【0042】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｒＯの含有量の上限は、好ましくは１０％であり、さらには７％、４％、２％の順により好ましい。また、ＳｒＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＳｒＯの含有量は０％であってもよい。

【0043】

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは、いずれもガラスの熱的安定性および耐失透性を改善させる働きを有するガラス成分である。しかし、これらガラス成分の含有量が多くなると、比重が増加し、高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。そのため、これらガラス成分の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。

【0044】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］の上限は、好ましくは１０％であり、さらには８％、６％、５％の順により好ましい。また、合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］の下限は、好ましくは０％である。合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］は０％であってもよい。
合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］を上記範囲とすることで、高分散化を妨げることなく化学的耐久性および熱的安定性を維持できる。

【0045】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｙ_２Ｏ_３の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３．５％、３％の順により好ましい。また、Ｙ_２Ｏ_３の含有量は少ない方が好ましく、その含有量は０％であってもよい。
Ｙ_２Ｏ_３の含有量が多くなり過ぎるとガラスの熱的安定性が低下し、製造中にガラスが失透しやすくなる。したがって、ガラスの熱的安定性の低下を抑制する観点から、Ｙ_２Ｏ_３の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0046】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃の合計含有量に対するＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ₂、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃の合計含有量の質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］の上限は、好ましくは２．３であり、さらには２．２、２．１、２．０の順により好ましい。また、質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］の下限は、好ましくは１．５であり、さらには１．６、１．７、１．８の順により好ましい。質量比［（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＺｒＯ₂＋Ｔａ_２Ｏ₅＋Ｂｉ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃）／（ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃）］を上記範囲とすることで比重の増大を抑えつつ所望の光学恒数を得ることがより容易になる。

【0047】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｓｃ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは２％以下である。また、Ｓｃ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは０％である。

【0048】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＨｆＯ_２の含有量は、好ましくは２％以下である。また、ＨｆＯ_２の含有量の下限は、好ましくは０％であり、さらには０．０５％、０．１％の順により好ましい。

【0049】

Ｓｃ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、高価な成分である。そのため、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２の各含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0050】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｕ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは２％以下である。また、Ｌｕ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｌｕ_２Ｏ_３は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、分子量が大きいことから、ガラスの比重を増加させるガラス成分でもある。そのため、Ｌｕ_２Ｏ_３の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0051】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＧｅＯ_２の含有量は、好ましくは２％以下である。また、ＧｅＯ_２の含有量の下限は、好ましくは０％である。
ＧｅＯ_２は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、一般的に使用されるガラス成分の中で、突出して高価な成分である。したがって、ガラスの製造コストを低減する観点から、ＧｅＯ_２の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0052】

本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは２％以下である。また、Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、ガラスの比重が増大し、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。したがって、Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0053】

本実施形態に係る光学ガラスは、主として上述のガラス成分、すなわち、必須成分として、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３、さらに任意成分として、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＢａＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｐ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｌｕ_２Ｏ_３、ＧｅＯ_２およびＹｂ_２Ｏ_３で構成されていることが好ましく、上述のガラス成分の合計含有量は、９５％よりも多くすることが好ましく、９８％よりも多くすることがより好ましく、９９％よりも多くすることがさらに好ましく、９９．５％よりも多くすることが一層好ましい。

【0054】

なお、本実施形態に係る光学ガラスは、基本的に上記ガラス成分により構成されることが好ましいが、本発明の作用効果を妨げない範囲において、その他の成分を含有することも可能である。また、本発明において、不可避的不純物の含有を排除するものではない。

【0055】

（その他の成分）
上記成分の他に、上記光学ガラスは、清澄剤としてＳｂ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２等を少量含有することもできる。清澄剤の総量（外割添加量）は０％以上、１％未満とすることが好ましく、０％以上０．５％以下とすることがより好ましい。

【0056】

外割添加量とは、清澄剤を除く全ガラス成分の合計含有量を１００％としたときの清澄剤の添加量を重量百分率で表したものである。

【0057】

Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｔｈ等は、環境負荷が懸念される成分である。そのため、それぞれＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ_２の含有量は、いずれも０～０．１％であることが好ましく、０～０．０５％であることがより好ましく、０～０．０１％であることが一層好ましく、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ_２を実質的に含まないことが特に好ましい。

【0058】

Ａｓ_２Ｏ_３の含有量は、０～０．１％であることが好ましく、０～０．０５％であることがより好ましく、０～０．０１％であることが一層好ましく、Ａｓ_２Ｏ_３を実質的に含まないことが特に好ましい。

【0059】

更に、上記光学ガラスは、可視領域の広い範囲にわたり高い透過率が得られる。こうした特長を活かすには、着色性の元素を含まないことが好ましい。着色性の元素としては、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｖ等を例示することができる。いずれの元素とも、１００質量ｐｐｍ未満であることが好ましく、０～８０質量ｐｐｍであることがより好ましく、０～５０質量ｐｐｍ以下であることが更に好ましく、実質的に含まれないことが特に好ましい。

【0060】

また、Ｇａ、Ｔｅ、Ｔｂ等は、導入が不要な成分であり、高価な成分でもある。そのため、質量％表示によるＧａ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＴｂＯ_２の含有量の範囲は、いずれも、それぞれ０～０．１％であることが好ましく、０～０．０５％であることがより好ましく、０～０．０１％であることが更に好ましく、０～０．００５％であることが一層好ましく、０～０．００１％であることがより一層好ましく、実質的に含まれないことが特に好ましい。

【0061】

（ガラス特性）
＜アッベ数νｄ＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νｄは３９を超え４５以下である。アッベ数νｄは、３９．５～４３、または４０～４２とすることもできる。相対的にアッベ数νｄを低くする成分は、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ₃である。相対的にアッベ数νｄを高くする成分は、ＳｉＯ₂、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯである。これらの成分の含有量を適宜調整することでアッベ数νｄを制御できる。

【0062】

＜屈折率ｎｄ＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ｎｄは好ましくは１．７７～１．８４である。屈折率ｎｄは、１．７８～１．８３、または１．７９～１．８２とすることもできる。相対的に屈折率ｎｄを上げる成分は、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３である。相対的に屈折率ｎｄを下げる成分は、ＳｉＯ₂、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏである。これらの成分の含有量を適宜調整することで屈折率ｎｄを制御できる。

【0063】

＜ガラスの比重＞
本実施形態に係る光学ガラスの比重は、好ましくは４．５以下であり、さらには４．４以下、４．３３以下、４．３以下の順により好ましい。比重は小さいほど好ましく、下限は特に限定されないが、一般的には４．１程度である。相対的に比重を高くする成分は、ＢａＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５などである。相対的に比重を低くする成分は、ＳｉＯ₂、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏなどである。これらの成分の含有量を調整することで比重を制御できる。

【0064】

（光学ガラスの製造）
本実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解（ラフメルト）する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融（リメルト）して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。

【0065】

なお、ガラス中に所望のガラス成分を所望の含有量となるように導入することができれば、バッチ原料を調合するときに使用する化合物は特に限定されないが、このような化合物として、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、フッ化物、硫酸塩等が挙げられる。

【0066】

（光学素子等の製造）
本実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、上記光学ガラスの製造において、熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形（リヒートプレス）し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。

【0067】

作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。

【0068】

本発明の一態様によれば、上記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。光学素子の種類としては、球面レンズ、非球面レンズ等のレンズ、プリズム、回折格子等を例示することができる。レンズの形状としては、両凸レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等の諸形状を例示することができる。光学素子は、上記光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む方法により製造することができる。加工としては、切断、切削、粗研削、精研削、研磨等を例示することができる。こうした加工を行う際、上記ガラスを使用することにより、破損を軽減することができ、高品質の光学素子を安定して供給することができる。

【実施例】

【0069】

以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。

【0070】

（実施例１）
表１に示すガラス組成を有するガラスサンプルを以下の手順で作製し、各種評価を行った。

【0071】

［光学ガラスの製造］
まず、ガラスの構成成分に対応する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、および硫酸塩を原材料として準備し、得られる光学ガラスのガラス組成が、表１に示す各組成となるように上記原材料を秤量、調合して、原材料を十分に混合した。こうして得られた調合原料（バッチ原料）を、白金坩堝に投入し、１０５０℃～１４００℃で２～５時間加熱して熔融ガラスとし、攪拌して均質化を図り、清澄してから、熔融ガラスを適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ。鋳込んだガラスを、ガラス転移温度Ｔｇより１００℃低い温度（Ｔｇ－１００℃）～Ｔｇより３０℃高い温度（Ｔｇ＋３０℃）の間の任意の温度で３０～１２０分間熱処理し、炉内で室温まで放冷することにより、ガラスサンプルを得た。

【0072】

［ガラス成分組成の確認］
得られたガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）で各ガラス成分の含有量を測定し、表１に示す各組成のとおりであることを確認した。

【0073】

［光学特性の測定］
得られたガラスサンプルを、さらにガラス転移温度Ｔｇ付近で約３０分から約２時間アニール処理した後、炉内で降温速度－３０℃／時間で室温まで冷却してアニールサンプルを得た。得られたアニールサンプルについて、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦおよびｎＣ、アッベ数νｄ、比重を測定した。結果を表１に示す。
（ｉ）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎＣおよびアッベ数νｄ
上記アニールサンプルについて、ＪＩＳ規格 ＪＩＳ Ｂ ７０７１－１の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎＣを測定し、下記式に基づきアッベ数νｄを算出した。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）

【0074】

（ii）比重
比重は、アルキメデス法により測定した。

【0075】

【表1】

【0076】

（実施例２）
実施例１において作製した各光学ガラスを用いて、公知の方法により、レンズブランクを作製し、レンズブランクを研磨等の公知方法により加工して各種レンズを作製した。
作製した光学レンズは、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズである。
各種レンズは、他種の光学ガラスからなるレンズと組合せることにより、二次の色収差を良好に補正することができた。

【0077】

また、ガラスが低比重であるため、各レンズとも同等の光学特性、大きさを有するレンズよりも重量が小さく、各種撮像機器、特に省エネ可能という理由等によりオートフォーカス式の撮像機器用として好適である。同様にして、実施例１で作製した各種光学ガラスを用いてプリズムを作製した。

【0078】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0079】

例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製することができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。