特許 7536674 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】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】ガラスおよび光学素子

(51)【国際特許分類】

   G02B 1/00 20060101AFI20240813BHJP

   C03C 3/16 20060101ALI20240813BHJP

   C03C 3/21 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

G02B1/00

C03C3/16

C03C3/21

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021016560

(22)【出願日】2021-02-04

(65)【公開番号】P2022119440

(43)【公開日】2022-08-17

【審査請求日】2023-10-13

(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・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 浩一

(72)【発明者】

【氏名】丹野 義剛

(72)【発明者】

【氏名】松本 奈緒美

【審査官】植野 孝郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２３０６４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２４７６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５４２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－３０１７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０６７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ １／００－ １／０８

Ｇ０２Ｂ ３／００－ ３／１４

Ｃ０３Ｃ ３／１６－ ３／２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｐ⁵⁺の含有量が２７～４３カチオン％であり、
Ｎｂイオンの含有量が１０～２１カチオン％であり、
Ｌｉ⁺の含有量が３５カチオン％以上であり、
ＮｂイオンおよびＬｉ⁺の合計含有量が４８～７０カチオン％であり、
Ｂｉイオンの含有量が０カチオン％を超え６カチオン％以下であり、
Ｂａ²⁺の含有量が５カチオン％以下であり、
Ｚｒ⁴⁺の含有量が２カチオン％以下であり、
ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量が４カチオン％以下であり、
Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量に対するＬｉ ⁺ の含有量のカチオン比［Ｌｉ⁺/（Ｌｉ⁺＋Ｎａ⁺＋Ｋ⁺）］が０．７以上であり、
Ｐ ⁵⁺ 、Ｂ ³⁺ およびＳｉ ⁴⁺ の合計含有量に対するＴｉイオン、Ｎｂイオン、ＷイオンおよびＢｉイオンの合計含有量のカチオン比［（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ）／（Ｐ ⁵⁺ ＋Ｂ ³⁺ ＋Ｓｉ ⁴⁺ ）］が０．７以下である、
酸化物ガラス。

【請求項2】

請求項１に記載の酸化物ガラスからなる光学素子。

【請求項3】

透光部と、波長３８０～１１００ｎｍの範囲の光の透過率が前記透光部より小さい遮光部とを一体に備え、
ガラス成分としてＰ⁵⁺、Ｎｂイオン、ＢｉイオンおよびＬｉ⁺を含み、
Ｌｉ ⁺ の含有量が３５カチオン％以上であり、
Ｐ ⁵⁺ の含有量が２７～４３カチオン％であり、
Ｐ ⁵⁺ 、Ｂ ³⁺ およびＳｉ ⁴⁺ の合計含有量に対するＴｉイオン、Ｎｂイオン、ＷイオンおよびＢｉイオンの合計含有量のカチオン比［（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ）／（Ｐ ⁵⁺ ＋Ｂ ³⁺ ＋Ｓｉ ⁴⁺ ）］が０．７以下であり、
ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量が４カチオン％以下である酸化物ガラスからなり、
上記酸化物ガラスが以下の（ｉ）および（ii）のうち１以上を満たす、光学素子。
（ｉ）ＮｂイオンおよびＬｉ⁺の合計含有量が５０カチオン％以上である。
（ii）Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量に対するＬｉ⁺の含有量のカチオン比［Ｌｉ⁺/（Ｌｉ⁺＋Ｎａ⁺＋Ｋ⁺）］が０．７以上である。

【請求項4】

比重が３．５以下である酸化物ガラスからなり、
厚さ１．０ｍｍに換算して波長３８０ｎｍにおける内部透過率が９６％以上である透光部と、波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤが０．５以上である遮光部とを一体に備え、
上記透光部および上記遮光部のガラス組成が同じである、請求項２または３に記載の光学素子。

【請求項5】

カバーガラスである、請求項２～４のいずれかに記載の光学素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスおよび光学素子に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を内蔵した撮像モジュールが、携帯電話や情報携帯端末機器等に使用されている。

【0003】

撮像素子において、受光部の前面には、遮光枠付きカバーガラスが配置される。このようなカバーガラスは、撮像素子の受光部に直接入射する光を透過する透光部（透明部）を有する。遮光枠は、カバーガラスの透光部を囲むように形成され、迷光など間接的に受光部に入射する光を遮る働きを有する。遮光枠は、通常、カバーガラスの表面に、透光部とは異なる材料で別途形成される。

【0004】

ここで、特許文献１には、光を遮る着色層と、光を透過する透光部とを備えるガラスが提案されている。特許文献１のガラスによれば、光を遮る着色層に遮光枠（遮光部）の機能を持たせることができる。そうすると、１つのガラスで、遮光部および透光部を一体として備えるカバーガラスを製造できる。

【0005】

特許文献１のガラスを用いてカバーガラスを製造するには、可視光、すなわち波長３８０～１１００ｎｍの範囲の光の透過率が、透光部においてより高く、かつ、遮光部においてより低いことが求められる。

【0006】

また、カバーガラスは、一般的に、大型のガラスシートを複数枚に分割する方法で工業的に生産される。ガラスシートの重量が大きくなると、生産過程でガラスが破損しやすくなり、またガラスが反りやすくなる。そのため、カバーガラスの生産においては、比重の小さいガラスシートが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】国際公開第２０２０／２３０６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できる低比重のガラス、および、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを備える低比重の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】

【0009】

本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）Ｐ^５＋の含有量が７～４３カチオン％であり、
Ｎｂイオンの含有量が１０～２１カチオン％であり、
Ｌｉ^＋の含有量が２０カチオン％以上であり、
ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量が４８～７０カチオン％であり、
Ｂｉイオンの含有量が０カチオン％を超え６カチオン％以下であり、
Ｂａ^２＋の含有量が５カチオン％以下であり、
Ｚｒ^４＋の含有量が２カチオン％以下であり、
ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量が５カチオン％以下であり、
Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］が０．５以上である、
酸化物ガラス。

【0010】

（２）上記（１）に記載のガラスからなる光学素子。

【0011】

（３）透光部と、可視光の透過率が前記透光部より小さい遮光部とを一体に備え、
ガラス成分としてＰ^５＋、Ｎｂイオン、ＢｉイオンおよびＬｉ^＋を含む酸化物ガラスからなり、
上記酸化物ガラスが以下の（ｉ）および（ii）のうち１以上を満たす、光学素子。
（ｉ）ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量が５０カチオン％以上である。
（ii）Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ^＋の含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］が０．５以上である。

【0012】

（４）比重が３．５以下であるガラスからなり、
厚さ１．０ｍｍに換算して波長３８０ｎｍにおける内部透過率が９６％以上である透光部と、波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤが０．５以上である遮光部とを一体に備え、
上記透光部および上記遮光部のガラス組成が同じである、光学素子。

【0013】

（５）カバーガラスである、（２）～（４）のいずれかに記載の光学素子。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できる低比重のガラス、および、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを備える低比重の光学素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施態様の一例を示す模式図である。

【図2】本発明の実施態様の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を、第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態に分けて説明する。第１～３実施形態では、カチオン％表示でのガラス組成に基づいて本発明を説明する。したがって、ガラス成分の含有量および合計含有量において、特記しない限り、「％」は「カチオン％」を意味する。

【0017】

カチオン％表示とは、全てのカチオン成分の含有量の合計を１００％としたときのモル百分率をいう。また、合計含有量とは、複数種のカチオン成分の含有量（含有量が０％である場合も含む）の合計量をいう。また、カチオン比とは、カチオン％表示において、カチオン成分同士の含有量（複数種のカチオン成分の合計含有量も含む）の割合（比）をいう。

【0018】

なお、アニオン％とは、全てのアニオン成分の含有量の合計を１００％としたときのモル百分率である。

【0019】

カチオン成分の価数（例えばＢ^３＋の価数は＋３、Ｓｉ^４＋の価数は＋４、Ｌａ^３＋の価数は＋３）は、慣習により定まった値であり、ガラス成分としてのＢ、Ｓｉ、Ｌａを酸化物基準で表記する際、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３と表記するのと同様である。したがって、ガラス組成を分析する際、カチオン成分の価数まで分析しなくてもよい。また、アニオン成分の価数（例えばＯ^２-の価数が－２）も慣習により定まった値であり、上記のように酸化物基準におけるガラス成分を、例えばＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３と表記するのと同様である。したがって、ガラス組成を分析する際、アニオン成分の価数まで分析しなくてもよい。

【0020】

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。

【0021】

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

【0022】

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、以下の式で表される。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）

【0023】

第１実施形態
第１実施形態に係る酸化物ガラスは、
Ｐ^５＋の含有量が７～４３％であり、
Ｎｂイオンの含有量が１０～２１％であり、
Ｌｉ^＋の含有量が２０％以上であり、
ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量が４８～７０％であり、
Ｂｉイオンの含有量が０％を超え６％以下であり、
Ｂａ^２＋の含有量が５％以下であり、
Ｚｒ^４＋の含有量が２％以下であり、
ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量が５％以下であり、
Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］が０．５以上である。

【0024】

第１実施形態に係るガラスは、酸化物ガラスであり、主に酸化物で形成される。本発明において、酸化物ガラスとは、アニオン成分としてＯ^２－を含み、さらにＯ^２－の含有量が８０アニオン％以上のガラスをいう。

【0025】

すなわち、第１実施形態に係る酸化物ガラスは、アニオン成分としてＯ^２－を含む。そして、第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｏ^２－の含有量の下限は、好ましくは９０アニオン％であり、さらには９５アニオン％、９７アニオン％、９８アニオン％の順により好ましい。また、Ｏ^２－の含有量の上限は、好ましくは１００アニオン％であり、さらには９９．５アニオン％、９９アニオン％の順に多い方がより好ましい。Ｏ^２－の含有量は１００アニオン％であってもよい。

【0026】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいては、Ｆ^－の含有量の下限は、好ましくは０アニオン％であり、さらには０．１アニオン％、０．２アニオン％、０．３アニオン％の順により好ましい。Ｆ^－の含有量は０アニオン％であってもよい。また、Ｆ^－の含有量の上限は、好ましくは５．０アニオン％であり、さらには３．０アニオン％、１．０アニオン％、０．５アニオン％の順により好ましい。

【0027】

第１実施形態に係る酸化物ガラスは、アニオン成分として、Ｆ^－およびＯ^２－以外の成分を含んでいてもよい。Ｆ^－およびＯ^２－以外のアニオン成分として、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、Ｉ^－を例示できる。しかし、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、Ｉ^－は、いずれもガラスの熔融中に揮発しやすい。これらの成分の揮発によって、ガラスの特性が変動する、ガラスの均質性が低下する、熔融設備の消耗が著しくなる等の問題が生じる。したがって、Ｃｌ^－の含有量は、好ましくは５．０アニオン％未満であり、さらには３．０アニオン％未満、１．０アニオン％未満、０．５アニオン％未満、０．３アニオン％未満の順により好ましい。また、Ｂｒ^－およびＩ^－の合計含有量は、好ましくは５．０アニオン％未満であり、さらには３．０アニオン％未満、１．０アニオン％未満、０．５アニオン％未満、０．１アニオン％未満、０アニオン％の順により好ましい。

【0028】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｐ^５＋の含有量は７～４３％である。Ｐ^５＋の含有量の下限は、好ましくは１０％であり、さらには１５％、２２％、２７％の順により好ましい。また、Ｐ^５＋の含有量の上限は、好ましくは４０％であり、さらには３７％、３４％、３２％の順により好ましい。

【0029】

Ｐ^５＋は、ガラスのネットワーク形成成分である。Ｐ^５＋の含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスが得られる。一方、Ｐ^５＋の含有量が多すぎると、化学的耐久性が悪化するおそれがあり、また熔融性が悪化するおそれもある。

【0030】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｎｂイオンの含有量は１０～２１％である。Ｎｂイオンの含有量の下限は、好ましくは１１％であり、さらには１２％、１４％、１６％の順により好ましい。また、Ｎｂイオンの含有量の上限は、好ましくは２０％であり、さらには１９．５％、１９％、１８％の順により好ましい。Ｎｂイオンは、Ｎｂ^５＋の他、価数の異なるＮｂイオンを含んでもよい。

【0031】

Ｎｂイオンは、高屈折率化に寄与し、ガラスの着色を増大する成分である。また、ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きを有する。Ｎｂイオンの含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスが得られる。一方、Ｎｂイオンの含有量が多すぎると、ガラスの耐失透性が悪化するおそれがあり、また透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0032】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｌｉ^＋の含有量は２０％以上である。Ｌｉ^＋の含有量の下限は、好ましくは２５％であり、さらには３０％、３５％、４０％の順により好ましい。また、Ｌｉ^＋の含有量の上限は、好ましくは６０％であり、さらには５５％、５０％、４７％の順により好ましい。

【0033】

Ｌｉ^＋の含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスが得られる。また、ガラスに化学強化を施すことが容易となる。一方、Ｌｉ^＋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。

【0034】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量は４８～７０％である。該合計含有量の下限は、好ましくは５０％であり、さらには５２％、５４％、５７％の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは７５％であり、さらには７０％、６６％、６３％の順により好ましい。

【0035】

ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスが得られる。一方、該合計含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0036】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｂｉイオンの含有量は０％を超え６％以下である。Ｂｉイオンの含有量の下限は、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。また、Ｂｉイオンの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、２％、１％の順により好ましい。Ｂｉイオンは、Ｂｉ^３＋の他、価数の異なるＢｉイオンを含んでもよい。

【0037】

Ｂｉイオンは、高屈折率化に寄与し、また、ガラスの着色を増大する働きを有する。Ｂｉイオンの含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスが得られる。一方、Ｂｉイオンの含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。また、Ｂｉイオンの含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0038】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｂａ^２＋の含有量は５％以下である。Ｂａ^２＋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、Ｂａ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｂａ^２＋の含有量は０％でもよい。

【0039】

Ｂａ^２＋はガラスの熱的安定性、熔融性を改善させる働きを有する。Ｂａ^２＋の含有量を上記範囲とすることで、低比重であるガラスが得られる。一方、Ｂａ^２＋の含有量が多すぎると、比重が大きくなるおそれがあり、また、耐失透性が悪化するおそれがある。さらに、ガラスの熱的安定性が低下するおそれもある。

【0040】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｚｒ^４＋の含有量は２％以下である。Ｚｒ^４＋の含有量の上限は、好ましくは１．５％であり、さらには１％、０．５％の順により好ましい。また、Ｚｒ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｚｒ^４＋の含有量は０％でもよい。

【0041】

Ｚｒ^４＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。Ｚｒ^４＋の含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスが得られる。一方、Ｚｒ^４＋の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性および熔融性が低下する傾向がある。

【0042】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量は５％以下である。該合計含有量の上限は、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、該合計含有量の下限は、好ましくは０％である。該合計含有量は０％でもよい。

【0043】

ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスが得られる。一方、該合計含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0044】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］は０．５以上である。該カチオン比の下限は、好ましくは０．７であり、さらには０．８、０．９、１の順により好ましい。該カチオン比は１でもよい。

【0045】

カチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］を上記範囲とすることで、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、低比重であるガラスが得られる。一方、該カチオン比が小さすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0046】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおける、上記以外のガラス成分の含有量および比率について、以下に非制限的な例を示す。

【0047】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｂ^３＋の含有量の上限は、好ましくは２０％であり、さらには１５％、１０％、８％の順により好ましい。また、Ｂ^３＋の含有量の下限は、好ましくは１％であり、さらには３％、５％、６％の順により好ましい。Ｂ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0048】

Ｂ^３＋は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熔融性を改善する働きを有する。一方、Ｂ^３＋の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向がある。そのため、Ｂ^３＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0049】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｐ^５＋の含有量に対するＢ^３＋の含有量のカチオン比［Ｂ^３＋／Ｐ^５＋］の上限は、好ましくは０．５であり、さらには０．４５、０．４、０．３５の順により好ましい。また、カチオン比［Ｂ^３＋／Ｐ^５＋］の下限は、好ましくは０である。カチオン比［Ｂ^３＋／Ｐ^５＋］は０であってもよい。

【0050】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｓｉ^４＋の含有量の上限は、好ましくは１０％であり、さらには７％、５％、３％、２％、１％の順により好ましい。また、Ｓｉ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０．１％であり、さらには０．２％、０．３％、０．４％、０．５％の順により好ましい。Ｓｉ^４＋の含有量は０％であってもよい。

【0051】

Ｓｉ^４＋は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性、耐候性を改善する働きを有する。一方、Ｓｉ^４＋の含有量が多すぎると、ガラスの熔融性が低下し、ガラス原料が熔け残る傾向がある。そのため、Ｓｉ^４＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0052】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ａｌ^３＋の含有量の上限は、好ましくは１０％であり、さらには７％、５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ａｌ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ａｌ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0053】

Ａｌ^３＋は、ガラスの化学的耐久性、耐候性を改善する働きを有する。一方、Ａｌ^３＋の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラス転移温度Ｔｇが上昇して、熔融性が低下しやすい。そのため、Ａｌ^３＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0054】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｐ^５＋、Ｂ^３＋、Ｓｉ^４＋およびＡｌ^３＋の合計含有量［Ｐ^５＋＋Ｂ^３＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋］の下限は、好ましくは２９％であり、さらには３１％、３３％、３４％の順により好ましい。また、合計含有量［Ｐ^５＋＋Ｂ^３＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋］の上限は、好ましくは５０％であり、さらには４４％、４１％、３８％の順により好ましい。

【0055】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｔｉイオンの含有量は少ない方が好ましく、その上限は、好ましくは２．０％であり、さらには１．５％、１．０％、０．５％の順に小さい方がより好ましい。Ｔｉイオンの含有量は０％でもよい。ここで、Ｔｉイオンは、Ｔｉ^４＋、Ｔｉ^３＋の他、価数の異なるＴｉイオンを含んでもよい。

【0056】

Ｔｉイオンは、Ｎｂイオン、ＷイオンおよびＢｉイオンと同様に、高屈折率化に大きく寄与し、また、ガラスの着色を増大する働きを有する。一方、Ｔｉイオンの含有量が多すぎると、透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。また、ガラスの熔融性が低下し、ガラス原料が熔け残る傾向がある。そのため、Ｔｉイオンの含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0057】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｗイオンの含有量は少ない方が好ましく、その上限は、好ましくは１．５％であり、さらには１．０％、０．５％の順に小さい方がより好ましい。Ｗイオンの含有量は０％でもよい。Ｗイオンは、Ｗ^６＋の他、価数の異なるＷイオンを含んでもよい。

【0058】

Ｗイオンは、高屈折率化に寄与し、また、ガラスの着色を増大する働きを有する。Ｗイオンの含有量が多すぎると、透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。そのため、Ｗイオンの含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0059】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｔｉイオン、ＮｂイオンおよびＷイオンの合計含有量［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ］の下限は、好ましくは１０％であり、さらには１１％、１２％、１４％、１６％の順により好ましい。また、合計含有量［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ］の上限は、好ましくは２１％であり、さらには２０％、１９．５％、１９％、１８％の順により好ましい。

【0060】

第１実施形態に係る0ガラスにおいて、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、ＷイオンおよびＢｉイオンの合計含有量［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ］の上限は、好ましくは１１％であり、さらには１２％、１４％、１６％の順により好ましい。また、合計含有量［Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ］の下限は、好ましくは２１．５％であり、さらには２０．５％、２０％、１９％の順により好ましい。

【0061】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｐ^５＋、Ｂ^３＋およびＳｉ^４＋の合計含有量に対するＴｉイオン、Ｎｂイオン、ＷイオンおよびＢｉイオンの合計含有量のカチオン比［（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ）／（Ｐ^５＋＋Ｂ^３＋＋Ｓｉ^４＋）］の下限は、好ましくは０．３６であり、さらには０．３８、０．４、０．４２の順により好ましい。また、カチオン比［（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｂｉ）／（Ｐ^５＋＋Ｂ^３＋＋Ｓｉ^４＋）］の上限は、好ましくは０．８であり、さらには０．７５、０．７、０．６４の順により好ましい。

【0062】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｔａ^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。また、Ｔａ^５＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｔａ^５＋の含有量は０％であってもよい。

【0063】

Ｔａ^５＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。一方、Ｔａ^５＋の含有量が多すぎると、ガラスが低屈折率化し、また熔融性が低下する傾向がある。そのため、Ｔａ^５＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0064】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｎａ^＋の含有量の上限は、好ましくは７％であり、さらには５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ｎａ^＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｎａ^＋の含有量は０％であってもよい。

【0065】

ガラスがＮａ^＋を含有することで、ガラスに化学強化を施すことが容易となる。一方、Ｎａ^＋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。Ｎａ^＋の含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性を保持するためにＬｉ^＋の含有量を低減させる必要があり、結果として、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できないおそれがある。そのため、Ｎａ^＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0066】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｌｉ^＋およびＮａ^＋の合計含有量［Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋］の上限は、好ましくは６０％であり、さらには５５％、５０％、４７％の順により好ましい。また、合計含有量［Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋］の下限は、好ましくは２０％であり、さらには２５％、３０％、３５％、４０％の順により好ましい。

【0067】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｋ^＋の含有量の上限は、好ましくは７％であり、さらには５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ｋ^＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｋ^＋の含有量は０％であってもよい。

【0068】

Ｋ^＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。一方、Ｋ^＋の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下する傾向がある。Ｋ^＋の含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性を保持するためにＬｉ^＋の含有量を低減させる必要があり、結果として、可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できないおそれがある。したがって、Ｋ^＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0069】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｒｂ^＋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。また、Ｒｂ^＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｒｂ^＋の含有量は０％であってもよい。

【0070】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｃｓ^＋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。また、Ｃｓ^＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｃｓ^＋の含有量は０％であってもよい。

【0071】

Ｒｂ^＋およびＣｓ^＋は、ガラスの熔融性を改善する働きを有する。一方、これらの含有量が多すぎると、屈折率ｎｄが低下し、また熔解中にガラス成分の揮発が増加するおそれがある。そのため、Ｒｂ^＋およびＣｓ^＋の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。

【0072】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｍｇ^２＋の含有量の上限は、好ましくは１５％であり、さらには１０％、５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ｍｇ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｍｇ^２＋の含有量は０％であってもよい。

【0073】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｃａ^２＋の含有量の上限は、好ましくは１５％であり、さらには１０％、５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ｃａ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｃａ^２＋の含有量は０％であってもよい。

【0074】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｓｒ^２＋の含有量の上限は、好ましくは１５％であり、さらには１０％、５％、３％、１％の順により好ましい。また、Ｓｒ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｓｒ^２＋の含有量は０％であってもよい。

【0075】

Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、およびＳｒ^２＋は、いずれもガラスの熱的安定性、熔融性を改善させる働きを有する。一方、これらの含有量が多すぎると、高屈折率性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。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。

【0076】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋およびＢａ^２＋の合計含有量［Ｍｇ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｂａ^２＋］の上限は、好ましくは３０％であり、さらには２５％、２０％、１８％、１５％、１０％、５％の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは０％である。該合計含有量は０％であってもよい。

【0077】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｚｎ^２＋の含有量の上限は、好ましくは８％であり、さらには６％、４％、２％の順により好ましい。また、Ｚｎ^２＋の含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは１％であり、さらには０．８％、０．６％、０．４％、０％の順により好ましい。Ｚｎ^２＋の含有量は０％であってもよい。

【0078】

Ｚｎ^２＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。一方、Ｚｎ^２＋の含有量が多すぎると、熔融性が悪化するおそれがある。そのため、Ｚｎ^２＋の含有量は上記範囲であることが好ましい。

【0079】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｇａ^３＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｇａ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｇａ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0080】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｉｎ^３＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｉｎ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｉｎ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0081】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｓｃ^３＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｓｃ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｓｃ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0082】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｈｆ^４＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｈｆ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｈｆ^４＋の含有量は０％であってもよい。

【0083】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｌｕ^３＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｌｕ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｌｕ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0084】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｇｅ^４＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｇｅ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｇｅ^４＋の含有量は０％であってもよい。

【0085】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｌａ^３＋の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％の順により好ましい。また、Ｌａ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｌａ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0086】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｇｄ^３＋の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％の順により好ましい。また、Ｇｄ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｇｄ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0087】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｙ^３＋の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％の順により好ましい。また、Ｙ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｙ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0088】

第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、Ｙｂ^３＋の含有量の上限は、好ましくは３％であり、さらには２％、１％の順により好ましい。また、Ｙｂ^３＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｙｂ^３＋の含有量は０％であってもよい。

【0089】

第１実施形態に係る酸化物ガラスのカチオン成分は、主として上述の成分、すなわち、必須成分としてＰ^５＋、Ｎｂイオン、Ｌｉ^＋、Ｂｉイオン、任意成分として、Ｂａ^２＋、Ｚｒ^４＋、Ｂ^３＋、Ｓｉ^４＋、Ａｌ^３＋、Ｔｉイオン、Ｗイオン、Ｔａ^５＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃｓ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｇａ^３＋、Ｉｎ^３＋、Ｓｃ^３＋、Ｈｆ^４＋、Ｌｕ^３＋、Ｇｅ^４＋、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｙ^３＋およびＹｂ^３＋で構成されていることが好ましく、上述の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。

【0090】

本実施形態に係る酸化物ガラスは、基本的に上記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させることも可能である。

【0091】

例えば、本実施形態に係る酸化物ガラスは、さらに、ガラスに近赤外光吸収特性を付与するために、ガラス成分として適量の銅（Ｃｕ）を含有してもよい。その他にも、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｒ，Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｃｅ等を含有してもよい。これらは、ガラスの着色を増大させ、蛍光の発生源となり得る。

【0092】

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。

【0093】

＜その他の成分組成＞
Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｂｅ、Ｓｅは、いずれも毒性を有する。そのため、本実施形態の酸化物ガラスはこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。

【0094】

Ｕ、Ｔｈ、Ｒａはいずれも放射性元素である。そのため、本実施形態の酸化物ガラスはこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。

【0095】

Ｓｂ^３＋、Ｓｎ^４＋、およびＣｅ^４＋は清澄剤として機能する、任意に添加可能なガラス成分である。このうち、Ｓｂ^３＋は、清澄効果の大きな清澄剤である。

【0096】

Ｓｂ^３＋の含有量は、Ｓｂ_２Ｏ_３に換算し、外割りの質量％表示とする。ここで外割り表示とはＳｂ^３＋、Ｓｎ^４＋、およびＣｅ^４＋以外のカチオン成分の含有比率をＳｂ_２Ｏ_３と同様、酸化物に換算し、Ｓｂ^３＋、Ｓｎ^４＋、およびＣｅ^４＋以外の全てのカチオン成分の含有比率の合計が１００質量％になるようにしたときのＳｂ_２Ｏ_３の含有量を質量％で表示することである。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは２質量％未満、より好ましくは１質量％未満、さらに好ましくは０．５質量％未満、一層好ましくは０．２質量％未満、０．１質量％未満、０．０５質量％未満である。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量を上記範囲とすることによりガラスの清澄性を改善できる。

【0097】

Ｓｎ^４＋およびＣｅ^４＋の各含有量も、酸化物換算し外割り表示とする。すなわち、Ｓｂ^３＋、Ｓｎ^４＋、およびＣｅ^４＋以外のカチオン成分の含有比率を酸化物に換算し、Ｓｂ^３＋、Ｓｎ^４＋、およびＣｅ^４＋以外の全てのカチオン成分の含有比率の合計が１００質量％になるようにしたときのＳｎＯ_２の含有量、ＣｅＯ_２の含有量を質量％で表示する。ＳｎＯ_２およびＣｅＯ_２の各含有量は、それぞれ好ましくは２質量％未満、より好ましくは１質量％未満、さらに好ましくは０．５質量％未満、一層好ましくは０．１質量％未満である。ＳｎＯ_２およびＣｅＯ_２の各含有量は０質量％であってもよい。ＳｎＯ_２およびＣｅＯ_２の各含有量をそれぞれ上記範囲とすることによりガラスの清澄性を改善できる。

【0098】

＜ガラス特性＞
（屈折率ｎｄ）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、屈折率ｎｄの下限は、好ましくは１．６８であり、１．７０、１．７２、または１．７３とすることもできる。屈折率ｎｄの上限は、特に限定されないが、通常１．７８であり、好ましくは１．７６である。

【0099】

（アッベ数νｄ）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、アッベ数νｄの下限は、好ましくは２４であり、２５、２６、２８、または２９とすることもできる。アッベ数νｄの上限は、特に限定されないが、通常３５であり、好ましくは３２である。

【0100】

（ガラス転移温度Ｔｇ）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、ガラス転移温度Ｔｇの上限は、好ましくは５３０℃であり、さらには５００℃、４８０℃、４６０℃の順により好ましい。また、ガラス転移温度Ｔｇの下限は、特に限定されないが、通常４００℃であり、好ましくは４４０℃である。

【0101】

（屈伏点Ｔｓ）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、屈伏点Ｔｓの上限は、好ましくは６００℃であり、さらには５７０℃、５５０℃、５３０℃の順により好ましい。また、屈伏点Ｔｓの下限は、特に限定されないが、通常４００℃であり、好ましくは４６０℃である。

【0102】

（比重）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、比重は、好ましくは３．５以下であり、さらには３．４以下、３．３以下、３．２以下の順により好ましい。

【0103】

（内部透過率）
第１実施形態に係る酸化物ガラスにおいて、厚さ１．０ｍｍに換算した波長３８０ｎｍにおける内部透過率は、好ましくは９６％以上であり、さらには９６．５％以上、９７％以上、９８％以上の順により好ましい。また、波長３８０～１１００ｎｍの範囲における光の内部透過率の最小値は、厚さ１．０ｍｍに換算して、好ましくは９７％以上であり、さらには、９８％以上、９９％以上、９９．５％以上の順により好ましい。

【0104】

本実施形態では、厚さ２．０ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０．０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料を用いて、ＪＯＧＩＳ１７（光学ガラスの内部透過率の測定方法）に準じて分光透過率を測定し、それを厚さ１．０ｍｍに換算した値を、内部透過率とする。

【0105】

＜ガラスの製造＞
第１実施形態に係る酸化物ガラスは、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、バッチ原料を熔融容器中に入れて熔融、清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷してガラスを得る。あるいは、バッチ原料を熔融容器中に入れて粗熔解（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。さらにカレットを熔融容器中に入れて加熱、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、徐冷してガラスを得ることもできる。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。

【0106】

さらに、本実施形態に係る酸化物ガラスの製造工程には、熔融ガラス中の水分量を高める工程が含まれてもよい。熔融ガラス中の水分量を高める工程としては、熔融雰囲気に水蒸気を付加する工程、熔融物内に水蒸気を含むガスをバブリングする工程が挙げられる。その中でも、熔融雰囲気に水蒸気を付加する工程を含むことが好ましい。熔融ガラス中の水分量を高める工程を含むことで、ガラスのβＯＨ値を高めることができる。βＯＨ値を高めることで、より透明性の高いガラスが得られる。

【0107】

作製したガラスに、後述する方法により遮光部を形成できる。

【0108】

本実施形態に係る酸化物ガラスは光学素子として使用することができる。光学素子として使用する観点からは、本実施形態に係る酸化物ガラスが光学ガラスであることが好ましい。ただし、本実施形態に係る酸化物ガラスは、遮光部の装飾性を活かして、装飾品、小型電子機器の外装等として使用できるから、光学ガラスに限定されるものではない。

【0109】

＜光学素子等の製造＞
本実施形態に係る酸化物ガラスからなる光学素子は、公知の製造方法に従って作製すればよい。例えば、熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、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。

【0110】

作成した光学素子に、後述する方法により遮光部を形成できる。また、光学素子を作製する途中の段階で遮光部を形成してもよい。

【0111】

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。

【0112】

本発明の一態様によれば、上記酸化物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、上記酸化物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。

【0113】

また、光学素子の一例として、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーのようなイメージセンサーの受光面に斜入射する光を遮光するための光学素子が挙げられる。具体的には、イメージセンサーの受光面に斜入射光を遮断するカバーガラスが挙げられる。

【0114】

さらに、本発明の一態様によれば、後述する遮光部の装飾性を活かして、装飾品、小型電子機器の外装等としても使用できる。

【0115】

＜遮光部の形成＞
第１実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子には、任意形状の遮光部を形成できる。遮光部とは、ガラス自体が着色された部分であり、好ましくはガラス表面から内に向かって層状に形成される。そして、遮光部では、着色により可視光の透過率が低減する。また、遮光部の形成されない部分、すなわち、着色されていない非着色部が透光部となる。すなわち、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、着色されていない透光部と、可視光の透過率が透光部より小さい遮光部とを、一体として備えることができ、後述するようにこのようなガラスをカバーガラスの機能を有する光学素子として用いることができる。

【0116】

遮光部は、ガラス表面に任意形状の金属膜を形成する工程、および、還元雰囲気で熱処理をする工程により形成できる。

【0117】

金属膜を構成する金属としては、雰囲気中の水素イオンを吸蔵し、さらに水素イオンおよび電子の授受によりガラスに含まれるガラス成分を還元する働きを有する金属が好ましい。ガラス成分の中でも遷移金属を還元する働きを有する金属がより好ましい。具体的には、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＰｔ－Ｐｄ合金など前記金属を含む合金が挙げられる。

【0118】

遮光部の形成には、上記のような金属膜を構成する金属を含む金属ペーストを用いてもよい。また、ガラス表面に金属膜を形成する方法としては、ガラス表面に金属膜が密着できれば特に制限されず、例えば、蒸着、スパッタリング、メッキ、スクリーン印刷、または塗布等が挙げられる。

【0119】

還元雰囲気は、還元力を有するガスを含んでいればよい。還元力を有するガスとしては、例えば水素が挙げられる。よって、還元雰囲気として水素含有ガスを用いることが好ましく、水素を含有するフォーミングガスを用いてもよい。フォーミングガスとは、水素と窒素とからなる混合ガスであり、通常、水素を３～５体積％程度含む。

【0120】

熱処理では、ガラス転移温度Ｔｇより２００℃低い温度（Ｔｇ－２００）以上、軟化点温度以下で加熱する。熱処理時間は、目的とする着色の程度、遮光部の範囲、遮光部の厚み等によって適宜調整できる。

【0121】

熱処理後、金属膜をガラス表面から剥離する。剥離する方法としては、特に制限されないが、研磨や、酸性の液体で溶解して除去する方法等が挙げられる。

【0122】

還元雰囲気における熱処理によって、金属膜と接触しているガラス表面から内部にわたって、遮光部が形成される。

【0123】

上記方法により遮光部が形成されるメカニズムは、特に限定されないが、以下にように考えられる。
本実施形態において形成される遮光部の着色は、ガラス成分に起因する還元色と考えられ、特に遷移金属に起因する還元色であると考えられる。通常、ガラス成形体を、水素を３～５体積％程度の低濃度で含む雰囲気中で熱処理しても、ガラスはほとんど還元色を呈しない。しかし、上記金属膜は、雰囲気中の水素イオンを吸蔵するため、ガラスの金属膜と接触する部分は、金属膜と接触していない部分と比べて、水素イオンが多く供給され、その結果、還元反応が速く進行する。そのため、ガラスの金属膜と接触する部分は濃く着色する。金属膜による水素イオンの吸蔵量は大きく、金属膜の吸蔵により雰囲気中の水素濃度が低下するほどである。このこともあって、金属膜と接触していない部分は還元反応が進行しにくい。

【0124】

すなわち、遮光部の着色は、上述のとおりガラス成分に起因する還元色であることが好ましく、遷移金属に起因する還元色であることがより好ましい。遷移金属としては、例えばＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉが挙げられる。

【0125】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子において、上述のとおり遮光部はガラス自体が着色された部分であるから、透光部と遮光部とはガラス組成が同じである。ただし、透光部と遮光部とでは、ガラス成分（カチオン）の価数が異なる場合がある。また、本発明において「ガラス組成が同じ」とは、組成分析結果が誤差範囲で一致することをいう。

【0126】

ここで、着色の要因となるガラス成分の還元反応は、金属膜と接触する部分からあらゆる方向に進行する。すなわち、遮光部は、ガラスの断面から観察すると、金属膜と接触するガラス表面から厚さ方向に形成され、ガラスの表面から観察すると、金属膜と接触する部分から放射状に形成される。

【0127】

上記方法によれば、より濃く着色された遮光部を形成できる。したがって、遮光部の厚みが小さくても、透過率は十分に低減できる。遮光部の厚みが小さい場合、ガラスの表面から観察される、金属膜と接触していた部分から放射状に形成される遮光部の範囲も小さくなる。つまり、本実施形態によれば、遮光部の形成条件を調整することで、ガラス表面から観察した場合に、金属膜と略同形状の遮光部を形成できる。

【0128】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子において、遮光部における可視光（波長３８０～１１００ｎｍの範囲の光）の外部透過率の最大値は、厚さ１．０ｍｍに換算して、好ましくは２０％以下であり、さらには、１５％以下、８％以下、５％以下の順により好ましい。

【0129】

外部透過率とは、ガラスに入射する入射光強度Ｉ_０に対するガラスを透過した透過光強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ_０）を百分率で表した値であり、すなわち、ガラスの表面における表面反射も考慮した透過率である。外部透過率は、分光光度計を用いて、透過スペクトルを測定することにより得られる。本実施形態では、厚さ１．０ｍｍに換算した値を外部透過率とする。

【0130】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子において、遮光部の波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤは、好ましくは０．５以上であり、さらには０．８以上、１．０以上、１．３以上の順により好ましい。

【0131】

光学密度ＯＤ（optical density）は、下記式で示すように、入射光強度Ｉ_０と透過光強度Ｉの比の常用対数に負号（マイナス）を付けた数値として表される。
ＯＤ＝－ｌｏｇ_１０（Ｉ／Ｉ_ｏ）

【0132】

第１実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子において、遮光部のＯＤは大きい一方で、透光部のＯＤは小さい。ＯＤの測定において、測定光が遮光部と透光部との両方を通過する場合、透光部のＯＤは十分小さいので、遮光部のＯＤが支配的となる。

【0133】

また、向かい合う２つの面を有する酸化物ガラスおよび光学素子において、同じ厚みおよび同じ着色の程度を有する遮光部をその両面に設ける場合のＯＤは、同じ遮光部を片面のみに設ける場合の約２倍となる。

【0134】

さらに、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、可視域から近赤外域にかけての波長域において、波長の増加とともにＯＤは減少する。そのため、遮光部において、たとえば波長７８０ｎｍにおけるＯＤは、波長１１００ｎｍにおけるＯＤよりも大きくなる。

【0135】

したがって、遮光したい波長領域がある場合には、その波長領域における長波長側の波長でのＯＤが高くなるように設計する。可視光のみを遮光するガラスを設計する場合は、可視光領域の長波長側（例えば、７８０ｎｍ）においてＯＤが高くなるように設定すればよい。また、可視域から近赤外域を遮光するガラスを設計する場合には、近赤外域の波長（例えば波長１１００ｎｍ）においてＯＤが高くなるように設定すればよい。ＯＤは、遮光部の厚さや遮光部における着色の程度を調整することにより制御できる。

【0136】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、１以上の面において、その全面に遮光部を有してもよく、または、任意形状にパターニングした遮光部を有してもよい。パターニングする場合には、例えば、模様、文字、数字、図形、絵柄、識別コードなどの形状でもよく、直線や曲線で描かれる形状でもよい。上述の方法により、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、遮光部と着色されていない透光部とのコントラストが明瞭であり、任意形状にパターニングされた遮光部を形成することが可能である。

【0137】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、片面または両面に任意形状の遮光部を有してもよい。片面または両面の全面に遮光部を有してもよく、任意形状にパターニングされた遮光部を有してもよい。ガラスの厚さは特に制限されないが、ガラスの両面に遮光部を形成する場合、ガラスの厚さが小さいと、一方の面に形成した遮光部と他方の面に形成した遮光部とが厚さ方向で重なり合うことがある。この場合、遮光部は、ガラスの厚さ方向に貫通するように形成されることもある。

【0138】

また、厚さの小さいガラスでは、遮光部の形成により、反りなどの変形が生じることがある。この原因は特に限定されないが、遮光部を形成することでガラス内に何らかの応力が生じることに起因すると考えられる。ガラスの片面のみに遮光部を設けて反りが生じる場合には、ガラスの両面に遮光部を設けて、ガラス内に生じる応力を相殺できることもある。遮光部の形状は特に限定されない。遮光部の形成に起因する反りや変形は、ガラスの厚さが１ｍｍ以下である場合に生じやすい。

【0139】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、第１主面および第２主面に遮光部を有し、平面視において、第１主面の遮光部を、第２主面の遮光部と重ならないように形成してもよい。このように遮光部を設けることで、遮光部の形成により生じるガラスの反りや変形を低減できる。例えば、図１のように、第１主面および第２主面とで、異なる位置に遮光部を設けることで、ガラスの反りや変形を低減できる場合がある。

【0140】

または、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、第１主面および第２主面に遮光部を有し、平面視において、第１主面の遮光部の一部または全部が、第２主面の遮光部の一部または全部と重なるように形成されていてもよい。これにより、ガラスの反りや変形を低減できる。例えば、図２のように、板状のガラスにおいて、ガラスの第１主面および第２主面で、同じ形状の遮光部を平面視において同じ位置に形成できる。この場合、第１主面および第２主面に形成したそれぞれの遮光部において、着色の程度が小さくても、平面視では、第１主面の遮光部と第２主面の遮光部とが重なって見えるため、濃く着色しているように見える。着色の程度が小さい場合には、反りや変形の程度も小さくなる。そして、着色の程度が小さくてよい場合には、前述した還元雰囲気での熱処理時間を短縮できる。還元雰囲気での熱処理時間が短縮されると、遮光部以外の透光部（非着色部）における透過率を高いまま維持できる。その結果、平面視において遮光部と透光部とのコントラストをより明瞭にすることができる。

【0141】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、平面視において中央部が透光部（非着色部）で、その透光部を取り囲むように遮光部が設けられてもよい。このようなガラスは、カバーガラスの機能を有する光学素子として用いることができる。

【0142】

カバーガラスとは、特許文献（特開２０１５－１７９７８８号公報）に開示されているように固体撮像素子の前面に配置される光学素子であって、特に、固体撮像素子を収納するパッケージの前面に取り付けられ、固体撮像素子を保護すると共に透光窓として使用される。近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を内蔵した撮像モジュールが携帯電話や情報携帯端末機器等に使用されている。このような撮像モジュールは、固体撮像素子を収容するセラミックや樹脂製の枡形のパッケージと、パッケージの周縁部に紫外線硬化型接着剤で固着され、固体撮像素子を封止するカバーガラスとを備えている。

【0143】

上述のように、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、透光部および遮光部を一体として備えることができる。本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子をカバーガラスとして用いる場合には、遮光部により、カバーガラスの側面等で反射した光に起因するフレアやゴースト等の発生を抑制できる。

【0144】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、ガラスの表面から内部にわたって遮光部を形成できるから、遮光部と透光部とでガラス組成は同じであり、接合することなしに遮光部と透光部とを１つのガラスに併せ持つことができる。また、本実施形態において、遮光部は十分な遮光性を有することができ、透光部は十分な透光性を有することができる。さらに、本実施形態では、任意形状の遮光部を形成でき、遮光部と透光部とのコントラストを明瞭にすることができるから、高い精度で遮光部の形状を制御できる。そして、本実施形態に係るガラスでは、遮光部と透光部とで屈折率がほぼ同じであるから、カバーガラスとして用いる場合には、遮光部と透光部との界面反射を抑え、迷光を効果的に抑制できる。

【0145】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、平面視において中央部が透光部で、その透光部を取り囲むように遮光部が設けられ、さらにガラスの縁部が透光部であってもよい。遮光部は、片面または両面に形成できる。このようなガラスも、カバーガラスの機能を有する光学素子として用いることができる。そして、カバーガラスとして用いる場合には、遮光部により、カバーガラスの側面等で反射した光に起因するフレアやゴースト等の発生を抑制できる。具体的には、図２に示すように遮光部を有するガラスが挙げられる。

【0146】

透光部は、遮光部と比べて十分に光を透過する。したがって、透光部から光を透過させて、紫外線硬化型接着剤などの光硬化性樹脂を重合、硬化することが可能である。すなわち、光硬化性樹脂を使用する部位を透光部とすることで、光硬化性樹脂による接着が可能となる。ガラスの縁部を透光部とする場合には、この縁部から光を透過できる。そのため、このようなガラスをカバーガラスとして使用する場合には、縁部から光を透過してガラス自体またはその他の撮像素子を光硬化性樹脂などで固定できる。

【0147】

ここで、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子では、前述したとおり還元雰囲気での熱処理により金属膜と接触するガラス表面を選択的に着色できるが、金属膜と接触していないガラス表面も僅かに着色することがある。しかし、還元雰囲気での熱処理時間を短縮にすることにより、着色を抑えたい部位、例えば透光部としたい部分における着色を低減することができる。例えば、図２のように、板状のガラスにおいて、ガラスの第１主面および第２主面に遮光部を形成する場合、熱処理時間を半分にすることにより第１主面および第２主面の遮光部のそれぞれのＯＤ（optical density）もおよそ半分になるが、ガラスの第１主面および第２主面に同形状かつ平面視における同じ位置に遮光部を形成することにより、第１主面の遮光部のＯＤと第２主面の遮光部のＯＤとの合計を遮光部のＯＤとすることができる。また、透光部においては、還元雰囲気での熱処理時間を半分にすることで、熱処理による着色は半減し十分に低減される。その結果、遮光部は十分な遮光性を確保し、透光部は十分な透光性を確保できる。なお、透光部における透光性の確保と遮光部の十分な遮光性の確保とを両立できる範囲内であれば、第１主面の遮光部と第２主面の遮光部とは厳密に同形状でなくてもよいし、２つの遮光部の平面視における位置は厳密に同じでなくてもよい。

【0148】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、側面に任意形状の遮光部を有してもよい。本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、側面において、その全面に遮光部を有してもよく、任意形状にパターニングされた遮光部を有してもよい。したがって、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子をカバーガラスとして用いる場合には、側面に任意形状の遮光部を設けることで、固体撮像素子周辺のリードフレーム等の側面からの迷光を抑制することができる。

【0149】

上述のとおり、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、第１主面および第２主面に遮光部を有することで、カバーガラスとして用いる場合には、カバーガラスの正面からの迷光を防止できる。さらに、本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、板状であって、第１主面、第２主面、および側面に任意形状の遮光部を有してもよい。このようなガラスをカバーガラスとして用いることで、正面および側面で発生する迷光を抑制できる。

【0150】

本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子において、板状である場合には、ガラスの厚さは特に制限されないが、１ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下でもよい。本実施形態に係る酸化物ガラスおよび光学素子は、上記範囲の厚さを有する板状であって、遮光部を上述のとおり適宜配置することで、カバーガラスの機能を有する光学素子として用いることができる。

【0151】

なお、ガラス断面における遮光部の厚みは特に制限されないが、好ましくは１～３００μｍであり、より好ましくは２０～２００μｍで、更に好ましくは３０～１５０μｍである。

【0152】

第２実施形態
第２実施形態に係る光学素子は、
透光部と、可視光の透過率が前記透光部より小さい遮光部とを一体に備え、
ガラス成分としてＰ^５＋、Ｎｂイオン、ＢｉイオンおよびＬｉ^＋を含む酸化物ガラスからなり、
上記酸化物ガラスが以下の（ｉ）および（ii）のうち１以上を満たす。
（ｉ）ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量が５０％以上である。
（ii）Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ^＋の含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］が０．５以上である。

【0153】

第２実施形態に係る光学素子は、透光部と、可視光の透過率が透光部より小さい遮光部とを一体に備える。可視光とは、波長３８０～１１００ｎｍの範囲の光である。すなわち、透光部では、波長３８０～１１００ｎｍの範囲における光の内部透過率の最小値が、厚さ１．０ｍｍに換算して、好ましくは９６％以上であり、さらには、９６．５％以上、９７％以上、９８％以上の順により好ましい。遮光部では、波長３８０～１１００ｎｍの範囲における光の外部透過率の最大値が、厚さ１．０ｍｍに換算して、好ましくは２０％以下であり、さらには、１５％以下、８％以下、５％以下の順により好ましい。

【0154】

なお、本実施形態では、厚さ２．０ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０．０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料を用いて、ＪＯＧＩＳ１７（光学ガラスの内部透過率の測定方法）に準じて波長３８０～１１００ｎｍの範囲での分光透過率を測定し、それを厚さ１．０ｍｍに換算した値を内部透過率とする。

【0155】

また、外部透過率とは、ガラスに入射する入射光強度Ｉ_０に対するガラスを透過した透過光強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ_０）を百分率で表した値であり、すなわち、ガラスの表面における表面反射も考慮した透過率である。外部透過率は、分光光度計を用いて、透過スペクトルを測定することにより得られる。本実施形態では、厚さ１．０ｍｍに換算した値を外部透過率とする。

【0156】

また、第２実施形態に係る光学素子は、透光部と遮光部とを一体に備える。具体的には、遮光部とは、ガラス自体が着色された部分であり、好ましくはガラス表面から内に向かって層状に形成される。そして、遮光部の形成されない部分、すなわち、着色されていない非着色部が透光部となる。上述のとおり遮光部はガラス自体が着色された部分であるから、透光部と遮光部とはガラス組成が同じである。ただし、透光部と遮光部とでは、ガラス成分（カチオン）の価数が異なる場合がある。また、本発明において「ガラス組成が同じ」とは、組成分析結果が誤差範囲で一致することをいう。遮光部の形成方法は、第１実施形態と同様とすることができる。また、遮光部の形状、および上記以外の特性も、第１実施形態と同様とすることができる。

【0157】

第２実施形態に係る光学素子は、ガラス成分としてＰ^５＋、Ｎｂイオン、ＢｉイオンおよびＬｉ^＋を含む酸化物ガラスからなる。本発明において、酸化物ガラスとは、アニオン成分としてＯ^２－を含み、さらにＯ^２－の含有量が８０アニオン％以上のガラスをいう。

【0158】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＰ^５＋の含有量の下限は、好ましくは７％であり、さらには１０％、１５％、２２％、２７％の順により好ましい。また、Ｐ^５＋の含有量の上限は、好ましくは４３％であり、さらには４０％、３７％、３４％、３２％の順により好ましい。

【0159】

Ｐ^５＋は、ガラスのネットワーク形成成分である。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｐ^５＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｐ^５＋の含有量が多すぎると、化学的耐久性が悪化するおそれがあり、また熔融性が悪化するおそれもある。

【0160】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＮｂイオンの含有量の下限は、好ましくは１０％であり、さらには１１％、１２％、１４％、１６％の順により好ましい。また、Ｎｂイオンの含有量の上限は、好ましくは２１％であり、さらには２０％、１９．５％、１９％、１８％の順により好ましい。Ｎｂイオンは、Ｎｂ^５＋の他、価数の異なるＮｂイオンを含んでもよい。

【0161】

Ｎｂイオンは、高屈折率化に寄与し、ガラスの着色を増大する成分である。また、ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、Ｎｂイオンの含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｎｂイオンの含有量が多すぎると、ガラスの耐失透性が悪化するおそれがあり、また透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0162】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＢｉイオンの含有量は、好ましくは０％を超え、その下限は、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。また、Ｂｉイオンの含有量の上限は、好ましくは６％であり、さらには５％、４％、２％、１％の順により好ましい。Ｂｉイオンは、Ｂｉ^３＋の他、価数の異なるＢｉイオンを含んでもよい。

【0163】

Ｂｉイオンは、高屈折率化に寄与し、また、ガラスの着色を増大する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、Ｂｉイオンの含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｂｉイオンの含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。また、Ｂｉイオンの含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0164】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＬｉ^＋の含有量の下限は、好ましくは２０％であり、さらには２５％、３０％、３５％、４０％の順により好ましい。また、Ｌｉ^＋の含有量の上限は、好ましくは６０％であり、さらには５５％、５０％、４７％の順により好ましい。

【0165】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｌｉ^＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。また、ガラスに化学強化を施すことが容易となる。一方、Ｌｉ^＋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。

【0166】

また、第２実施形態において、上記酸化物ガラスは以下の（ｉ）および（ii）のうち１以上を満たす。
（ｉ）ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量が５０％以上である。
（ii）Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ^＋の含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］が０．５以上である。

【0167】

（ｉ） 第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量の下限は、好ましくは５０％であり、さらには５２％、５４％、５７％の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは７５％であり、さらには７０％、６６％、６３％の順により好ましい。

【0168】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、該合計含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0169】

（ii） 第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＬｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ^＋の含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］の下限は、好ましくは０．５であり、さらには０．７、０．８、０．９、１の順により好ましい。該カチオン比は１でもよい。

【0170】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、低比重であるガラスを得る観点から、カチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］を上記範囲とすることが好ましい。一方、該カチオン比が小さすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0171】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＢａ^２＋の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％、２％、１％の順により好ましい。また、Ｂａ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｂａ^２＋の含有量は０％でもよい。

【0172】

Ｂａ^２＋はガラスの熱的安定性、熔融性を改善させる働きを有する。低比重であるガラスを得る観点から、Ｂａ^２＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｂａ^２＋の含有量が多すぎると、比重が大きくなるおそれがあり、また、耐失透性が悪化するおそれがある。さらに、ガラスの熱的安定性が低下するおそれもある。

【0173】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＺｒ^４＋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、Ｚｒ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｚｒ^４＋の含有量は０％でもよい。

【0174】

Ｚｒ^４＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｚｒ^４＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｚｒ^４＋の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性および熔融性が低下する傾向がある。

【0175】

第２実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％、２％、１％の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは０％である。該合計含有量は０％でもよい。

【0176】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、該合計含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0177】

第２実施形態において、上記酸化物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は、第１実施形態と同様とすることができる。また、第２実施形態において、上記酸化物ガラスは、第１実施形態に係る酸化物ガラスと同様に製造でき、同様のガラス特性を有する。さらに、第２実施形態に係る光学素子は、第１実施形態と同様に製造できる。

【0178】

第３実施形態
第３実施形態に係る光学素子は、
比重が３．５以下であるガラスからなり、
厚さ１．０ｍｍに換算して波長３８０ｎｍにおける内部透過率が９６％以上である透光部と、波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤが０．５以上である遮光部とを一体に備え、
上記透光部および上記遮光部のガラス組成が同じである。

【0179】

第３実施形態に係る光学素子は、比重が３．５以下であるガラスからなる。該ガラスの比重は、好ましくは３．４以下であり、さらには３．３以下、３．２以下の順により好ましい。

【0180】

光学素子が、上記範囲の比重を有するガラスからなることで、光学素子の生産過程でガラスの破損を防止し、またガラスの反りを抑制できる。一方、ガラスの比重が大きすぎると、光学素子の生産過程でガラスが破損しやすくなり、またガラスに反り生じるおそれがある。

【0181】

第３実施形態に係る光学素子は、厚さ１．０ｍｍに換算して波長３８０ｎｍにおける内部透過率が９６％以上である透光部と、波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤが０．５以上である遮光部とを一体に備える。

【0182】

第３実施形態に係る光学素子は、透光部と遮光部とを一体に備える。具体的には、遮光部とは、ガラス自体が着色された部分であり、好ましくはガラス表面から内に向かって層状に形成される。そして、遮光部の形成されない部分、すなわち、着色されていない非着色部が透光部となる。

【0183】

第３実施形態に係る光学素子において、透光部の波長３８０ｎｍにおける内部透過率は、厚さ１．０ｍｍに換算して、９６％以上であり、好ましくは９６．５％以上であり、さらには９７％以上、９８％以上の順により好ましい。

【0184】

なお、本実施形態では、厚さ２．０ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０．０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料を用いて、ＪＯＧＩＳ１７（光学ガラスの内部透過率の測定方法）に準じて波長３８０ｎｍの範囲での分光透過率を測定し、それを厚さ１．０ｍｍに換算した値を内部透過率とする。

【0185】

第３実施形態に係る光学素子において、遮光部の波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤは０．５以上であり、好ましくは０．８以上であり、さらには１．０以上、１．３以上の順により好ましい。一方、透光部の波長１１００ｎｍにおける光学密度ＯＤは、好ましくは０．１５以下であり、より好ましくは０．１以下である。

【0186】

光学密度ＯＤ（optical density）は、下記式で示すように、入射光強度Ｉ_０と透過光強度Ｉの比の常用対数に負号（マイナス）を付けた数値として表される。
ＯＤ＝－ｌｏｇ_１０（Ｉ／Ｉ_ｏ）

【0187】

第３実施形態に係る光学素子において、遮光部のＯＤは大きい一方で、透光部のＯＤは小さい。ＯＤの測定において、測定光が遮光部と透光部との両方を通過する場合、透光部のＯＤは十分小さいので、遮光部のＯＤが支配的となる。

【0188】

また、向かい合う２つの面を有する光学素子において、同じ厚みおよび同じ着色の程度を有する遮光部をその両面に設ける場合のＯＤは、同じ遮光部を片面のみに設ける場合の約２倍となる。

【0189】

さらに、本実施形態に係る光学素子では、可視域から近赤外域にかけての波長域において、波長の増加とともにＯＤは減少する。そのため、遮光部おいて、たとえば波長７８０ｎｍにおけるＯＤは、波長１１００ｎｍにおけるＯＤよりも大きくなる。

【0190】

したがって、遮光したい波長領域がある場合には、その波長領域における長波長側の波長でのＯＤが高くなるように設計する。可視光のみを遮光するガラスを設計する場合は、可視光領域の長波長側（例えば、７８０ｎｍ）においてＯＤが高くなるように設定すればよい。また、可視域から近赤外域を遮光するガラスを設計する場合には、近赤外域の波長（例えば波長１１００ｎｍ）においてＯＤが高くなるように設定すればよい。ＯＤは、遮光部の厚さや遮光部における着色の程度を調整することにより制御できる。

【0191】

第３実施形態に係る光学素子において、上述のとおり遮光部はガラス自体が着色された部分であるから、透光部と遮光部とはガラス組成が同じである。ただし、透光部と遮光部とでは、ガラス成分（カチオン）の価数が異なる場合がある。また、本発明において「ガラス組成が同じ」とは、組成分析結果が誤差範囲で一致することをいう。

【0192】

遮光部の着色は、好ましくはガラス成分に起因する還元色であり、より好ましくは遷移金属に起因する還元色である。遷移金属としては、例えばＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉが挙げられる。

【0193】

第３実施形態に係る光学素子では、ガラスの一部に遮光部を形成できるから、遮光部と透光部とでガラス組成は同じであり、接合することなしに遮光部と透光部とを１つのガラスに併せ持つことができる。また、本実施形態において、遮光部は十分な遮光性を有しており、透光部は十分な透光性を有している。さらに、本実施形態では、任意形状の遮光部を形成でき、遮光部と透光部とのコントラストは明瞭であるから、高い精度で遮光部の形状を制御できる。そして、本実施形態に係るガラスでは、遮光部と透光部とで屈折率がほぼ同じであるから、カバーガラスとして用いる場合には、遮光部と透光部との界面反射を抑え、迷光を効果的に抑制できる。

【0194】

遮光部の形成方法は、第１実施形態と同様とすることができる。また、遮光部の形状、および上記以外の特性も、第１実施形態と同様とすることができる。

【0195】

第３実施形態に係る光学素子は、好ましくは、ガラス成分としてＰ^５＋、Ｎｂイオン、ＢｉイオンおよびＬｉ^＋を含む酸化物ガラスからなる。本発明において、酸化物ガラスとは、アニオン成分としてＯ^２－を含み、さらにＯ^２－の含有量が８０アニオン％以上のガラスをいう。

【0196】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＰ^５＋の含有量の下限は、好ましくは７％であり、さらには１０％、１５％、２２％、２７％の順により好ましい。また、Ｐ^５＋の含有量の上限は、好ましくは４３％であり、さらには４０％、３７％、３４％、３２％の順により好ましい。

【0197】

Ｐ^５＋は、ガラスのネットワーク形成成分である。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｐ^５＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｐ^５＋の含有量が多すぎると、化学的耐久性が悪化するおそれがあり、また熔融性が悪化するおそれもある。

【0198】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＮｂイオンの含有量の下限は、好ましくは１０％であり、さらには１１％、１２％、１４％、１６％の順により好ましい。また、Ｎｂイオンの含有量の上限は、好ましくは２１％であり、さらには２０％、１９．５％、１９％、１８％の順により好ましい。Ｎｂイオンは、Ｎｂ^５＋の他、価数の異なるＮｂイオンを含んでもよい。

【0199】

Ｎｂイオンは、高屈折率化に寄与し、ガラスの着色を増大する成分である。また、ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、Ｎｂイオンの含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｎｂイオンの含有量が多すぎると、ガラスの耐失透性が悪化するおそれがあり、また透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0200】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＬｉ^＋の含有量の下限は、好ましくは２０％であり、さらには２５％、３０％、３５％、４０％の順により好ましい。また、Ｌｉ^＋の含有量の上限は、好ましくは６０％であり、さらには５５％、５０％、４７％の順により好ましい。

【0201】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｌｉ^＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。また、ガラスに化学強化を施すことが容易となる。一方、Ｌｉ^＋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。

【0202】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量の下限は、好ましくは４８％であり、さらには５０％、５２％、５４％、５７％の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは７５％であり、さらには７０％、６６％、６３％の順により好ましい。

【0203】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、ＮｂイオンおよびＬｉ^＋の合計含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、該合計含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0204】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＢｉイオンの含有量は、好ましくは０％を超え、その下限は、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。また、Ｂｉイオンの含有量の上限は、好ましくは６％であり、さらには５％、４％、２％、１％の順により好ましい。Ｂｉイオンは、Ｂｉ^３＋の他、価数の異なるＢｉイオンを含んでもよい。

【0205】

Ｂｉイオンは、高屈折率化に寄与し、また、ガラスの着色を増大する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、Ｂｉイオンの含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｂｉイオンの含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。また、Ｂｉイオンの含有量が少なすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0206】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＢａ^２＋の含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％、２％、１％の順により好ましい。また、Ｂａ^２＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｂａ^２＋の含有量は０％でもよい。

【0207】

Ｂａ^２＋はガラスの熱的安定性、熔融性を改善させる働きを有する。低比重であるガラスを得る観点から、Ｂａ^２＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｂａ^２＋の含有量が多すぎると、比重が大きくなるおそれがあり、また、耐失透性が悪化するおそれがある。さらに、ガラスの熱的安定性が低下するおそれもある。

【0208】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＺｒ^４＋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、Ｚｒ^４＋の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｚｒ^４＋の含有量は０％でもよい。

【0209】

Ｚｒ^４＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、さらに低比重であるガラスを得る観点から、Ｚｒ^４＋の含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、Ｚｒ^４＋の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性および熔融性が低下する傾向がある。

【0210】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには４％、３％、２％、１％の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは０％である。該合計含有量は０％でもよい。

【0211】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成できるガラスを得る観点から、ＴｉイオンおよびＷイオンの合計含有量を上記範囲とすることが好ましい。一方、該合計含有量が多すぎると透光部における短波長域（波長３００～４５０ｎｍ）の光の透過率が悪化するおそれがある。

【0212】

第３実施形態において、上記酸化物ガラスにおけるＬｉ^＋、Ｎａ^＋およびＫ^＋の合計含有量に対するＬｉ^＋の含有量のカチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］の下限は、好ましくは０．５であり、さらには０．７、０．８、０．９、１の順により好ましい。該カチオン比は１でもよい。

【0213】

可視光に対して優れた遮光性を有する遮光部と優れた透過性を有する透光部とを形成でき、低比重であるガラスを得る観点から、カチオン比［Ｌｉ^＋/（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）］を上記範囲とすることが好ましい。一方、該カチオン比が小さすぎると、遮光部における遮光性が低下するおそれがある。

【0214】

第３実施形態において、上記酸化物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は、第１実施形態と同様とすることができる。また、第３実施形態において、上記酸化物ガラスは、第１実施形態に係る酸化物ガラスと同様に製造でき、同様のガラス特性を有する。さらに、第３実施形態に係る光学素子は、第１実施形態と同様に製造できる。

【実施例】

【0215】

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0216】

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。

【0217】

【表1】

【0218】

［ガラスの製造］
ガラスの構成成分に対応する酸化物、水酸化物、メタリン酸塩、炭酸塩、および硝酸塩を原材料として準備し、得られるガラスの組成が、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。得られた調合原料（バッチ原料）を、白金坩堝に投入し、１０００～１４５０℃で２～３時間加熱して熔融ガラスとした。熔融ガラスを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付近で１時間程度熱処理し、炉内で室温まで放冷した。縦４０ｍｍ、横６０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの大きさに加工し、４０ｍｍ×６０ｍｍとなる２つ面を精密研磨（光学研磨）して、ガラスサンプルを得た。

【0219】

［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。

【0220】

［光学特性の測定］
得られたガラスサンプルについて、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、比重、ガラス転移温度Ｔｇおよび屈伏点Ｔｓを測定した。結果を表１に示す。

【0221】

（i）屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
日本産業規格ＪＩＳＢ－７０７１－１に基づいて測定した。

【0222】

（ii）比重
比重は、アルキメデス法により測定した。

【0223】

（iii）ガラス転移温度Ｔｇおよび屈伏点Ｔｓ
ガラス転移温度Ｔｇおよび屈伏点Ｔｓは、ＭＡＣサイエンス社製の熱機械分析装置（ＴＭＡ４０００Ｓ）を使用し、昇温速度４℃／分にて測定した。
（iv）内部透過率
得られたガラスサンプルを、厚さ２．０ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０．０ｍｍ±０．１ｍｍに加工して、ＪＯＧＩＳ１７（光学ガラスの内部透過率の測定方法）に準じて波長３８０～１１００ｎｍの範囲の分光透過率を測定し、それを厚さ１．０ｍｍに換算した値を内部透過率とした。波長３８０ｎｍにおける内部透過率を表２に示す。

【0224】

［遮光部の形成］
得られたガラスサンプルを縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの大きさに加工し、２０ｍｍ×２０ｍｍとなる２つ面を精密研磨（光学研磨）した。光学研磨面の一方の面に、スパッタリングにより任意形状の金属膜（Ｐｔ－Ｐｄ膜）を成膜した（スパッタリング時の電流１５ｍＡ、成膜時間９００ｓｅｃ）。

【0225】

金属膜を形成したガラスサンプルを、還元雰囲気としてフォーミングガス（水素３体積％、窒素９７体積％）を０．２Ｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら、表２に示す処理温度で６時間熱処理した。なお、処理温度は、ガラス転移温度Ｔｇより１５～２０℃低い温度（［Ｔｇ－２０℃］～［Ｔｇ－１５℃］の範囲）に設定した。
金属膜を研磨により剥離した。平面視において成膜した金属膜と略同形状の遮光部を有するガラスサンプルを得た。

【0226】

［ＯＤの測定］
遮光部を有するガラスサンプルについて、遮光部の波長１１００ｎｍにおける入射光強度Ｉ_０および透過光強度Ｉを測定し、下記式によりＯＤ（光学密度）を算出した。結果を表２に示す。
ＯＤ＝－ｌｏｇ_１０（Ｉ／Ｉ_０）

【0227】

【表2】

【図1】

【図2】