特表 2022-503869 光学ガラス及びそれから作製されたガラス組立部材又は光学素子、及び光学機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-12

(54)【発明の名称】光学ガラス及びそれから作製されたガラス組立部材又は光学素子、及び光学機器

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/068 20060101AFI20220104BHJP

   G02B 1/00 20060101ALI20220104BHJP

【ＦＩ】

C03C3/068

G02B1/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021517469

(86)(22)【出願日】2019-08-22

(85)【翻訳文提出日】2021-05-26

(86)【国際出願番号】 CN2019101931

(87)【国際公開番号】W WO2020063208

(87)【国際公開日】2020-04-02

(31)【優先権主張番号】201811128215.6

(32)【優先日】2018-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511111585

【氏名又は名称】シーディージーエム グラス カンパニー リミテッド

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３５９， Ｓｅｃ．３， Ｃｈｅｎｇｌｏｎｇ Ａｖｅｎｕｅ， ＬｏｎｇＱｕａｎ ＹＩ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｃｈｅｎｇｄｕ， Ｓｉｃｈｕａｎ ６１０１００ ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クゥァン ブォ

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA04

4G062BB01

4G062CC10

4G062DA03

4G062DB01

4G062DC04

4G062DC05

4G062DD01

4G062DE01

4G062DE02

4G062DE03

4G062EA01

4G062EA02

4G062EA03

4G062EB01

4G062EB02

4G062EB03

4G062EC01

4G062EC02

4G062EC03

4G062ED01

4G062ED02

4G062ED03

4G062EE01

4G062EE02

4G062EE03

4G062EF01

4G062EF02

4G062EF03

4G062EG01

4G062EG02

4G062EG03

4G062FA01

4G062FB03

4G062FB04

4G062FC03

4G062FD01

4G062FE01

4G062FF01

4G062FG03

4G062FG04

4G062FH01

4G062FJ02

4G062FJ03

4G062FK04

4G062FK05

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

4G062GC01

4G062GD01

4G062GE01

4G062HH01

4G062HH03

4G062HH05

4G062HH07

4G062HH08

4G062HH09

4G062HH11

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK04

4G062KK05

4G062KK07

4G062MM02

4G062NN02

4G062NN34

(57)【要約】

光学ガラス、及びそれから作製されたガラス組立部材又は光学素子、及び光学機器。光学ガラスの組成は、ｍｏｌ％にしたがって、１～１０％のＳｉ^４＋と、２５～４０％のＢ^３＋と、２０～４０％のＬａ^３＋と、０～１５％のＧｄ^３＋と、０より大きいが１０％以下のＹ^３＋と、１～１０％のＺｒ^４＋と、１～１２％のＮｂ^５＋と、８～２５％のＴｉ^４＋と、０～１０％のＷ^６＋とを含有しており、（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４０である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｍｏｌ％で、１～１０％のＳｉ^４＋と２５～４０％のＢ^３＋と、２０～４０％のＬａ^３＋と、０～１５％のＧｄ^３＋と、０より大きいが１０％以下のＹ^３＋と、１～１０％のＺｒ^４＋と、１～１２％のＮｂ^５＋と、８～２５％のＴｉ^４＋と、０～１０％のＷ^６＋とを含有しており、（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４６であることを特徴とする光学ガラス。

【請求項2】

さらに、０～８％のＺｎ^２＋と、０～１０％のＲ^２＋と、０～１０％のＲ^＋とを含有しており、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、又はＭｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋の１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。

【請求項3】

ｍｏｌ％で、１～１０％のＳｉ^４＋と、２５～４０％のＢ^３＋と、２０～４０％のＬａ^３＋と、０～１５％のＧｄ^３＋と、０より大きいが１０％以下のＹ^３＋と、１～１０％のＺｒ^４＋と、１～１２％のＮｂ^５＋と、８～２５％のＴｉ^４＋と、０～８％のＺｎ^２＋と、０～１０％のＷ^６＋と、０～１０％のＲ^２＋と、０～１０％のＲ^＋とを含有しており、（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４６であり、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋の１つ以上であることを特徴とする光学ガラス。

【請求項4】

全構成要素が次の６つの条件を１つ以上満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス、
１）（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４０であり、
２）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が３９～６５であり、
３）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が３６～６９であり、
４）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０２～０．４であり、
５）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が０．０６～２であり、
６）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が１．５～１５である。

【請求項5】

Ｓｉ^４＋が３～９％、及び／又はＢ^３＋が２６～３５％、及び／又はＬａ^３＋が２５～３５％、及び／又はＧｄ^３＋が０～１０％、及び／又はＹ^３＋が０．１～５％、及び／又はＺｒ^４＋が１～８％、及び／又はＮｂ^５＋が２～１０％、及び／又はＴｉ^４＋が１０～２０％、及び／又はＺｎ^２＋が０．１～５％、及び／又はＷ^６＋が０～５％、及び／又はＲ^２＋が０～５％、及び／又はＲ^＋が０～５％であり、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋の１つ以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。

【請求項6】

全構成要素が次の６つの条件を１つ以上満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス、
１）（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２８～３５であり、
２）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が４０～６０であり、
３）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が４０～６５であり、
４）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０５～０．３であり、
５）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が０．０８～１であり、
６）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が２～１０である。

【請求項7】

Ｓｉ^４＋が４～８％、及び／又はＢ^３＋が２７～３２％、及び／又はＬａ^３＋が２６～３３％、及び／又はＧｄ^３＋が１～８％、及び／又はＹ^３＋が０．３～３％、及び／又はＺｒ^４＋が２～６％、及び／又はＮｂ^５＋が３～８％、及び／又はＴｉ^４＋が１４～２０％、及び／又はＺｎ^２＋は１～４％であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。

【請求項8】

全構成要素が次の５つの条件を１つ以上満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス、
１）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が４２～５５であり、
２）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が４５～５８であり、
３）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０８～０．２１であり、
４）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が０．１～０．５２であり、
５）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が２．４２～８である。

【請求項9】

Ｗ^６＋及び／又はＲ^２＋及び／又はＲ^＋が含まれないことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。

【請求項10】

前記ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．９９～２．０１であり、アッベ数（ｖｄ）が２８～３１であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。

【請求項11】

前記ガラスの耐酸性（Ｄ_Ａ）が等級２以上、好ましくは等級１であり、前記ガラスの耐水性（Ｄ_Ｗ）が等級２以上、好ましくは１であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の前記光学ガラスから作製されることを特徴とするガラス組立部材。

【請求項13】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の前記光学ガラス又は請求項１２に記載の前記ガラス組立部材から作製されることを特徴とする光学素子。

【請求項14】

請求項１３に記載の前記光学素子を含有することを特徴とする光学機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスの技術分野、特に光学ガラス、それから作製されたガラス組立部材又は光学素子、及び光学機器に属する。

【背景技術】

【0002】

光学ガラスの化学的安定性とは、加工、保管、及び使用中に接触する様々な侵食媒体に対する光学部品の研磨面における耐食性のことである。光学ガラスの化学的安定性が低いと、光学部品の耐食性が低下し、光学部品に不規則な点状又は薄片状の黒い斑点が生成され、光学機器の性能及び機能が標準以下になり、光学機器の寿命に深刻な影響を及ぼす。従来技術では、ガラス中のアルカリ金属酸化物の含有量は、主にその化学的安定性を改善するために調整される。しかし、この方法で得られる光学ガラスは、屈折率が低く、製造コストが高いという問題を有する。

【0003】

したがって、優れた化学的安定性、高い屈折率、及び低い製造コストを有する光学ガラスを提供することは、当業者によって緊急に解決されるべき問題となっている。

【発明の概要】

【0004】

本発明の第１の目的は、光学ガラスが化学的安定性に乏しく、屈折率が低く、製造コストが高いという従来技術における問題を解決する光学ガラスを提供することである。

【0005】

本発明の第２の目的は、光学ガラスから作製されたガラス組立部材を提供することである。

【0006】

本発明の第３の目的は、光学ガラスから作製された光学素子を提供することである。

【0007】

本発明の第４の目的は、光学素子を含有する光学機器を提供することである。

【0008】

目的を達成するための本発明の技術的解決策は以下の通りである。

【0009】

光学ガラスは、ｍｏｌ％で、１～１０％のＳｉ^４＋と２５～４０％のＢ^３＋と、２０～４０％のＬａ^３＋と、０～１５％のＧｄ^３＋と、０より大きいが１０％以下のＹ^３＋と、１～１０％のＺｒ^４＋と、１～１２％のＮｂ^５＋と、８～２５％のＴｉ^４＋と、０～１０％のＷ^６＋とを含有しており、（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４６である。

【0010】

０～８％のＺｎ^２＋と、０～１０％のＲ^２＋と、０～１０％のＲ^＋とを含有しており、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、及びＭｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、及びＫ^＋の１つ以上である。

【0011】

光学ガラスは、ｍｏｌ％で、１～１０％のＳｉ^４＋と、２５～４０％のＢ^３＋と、２０～４０％のＬａ^３＋と、０～１５％のＧｄ^３＋と、０より大きいが１０％以下のＹ^３＋と、１～１０％のＺｒ^４＋と、１～１２％のＮｂ^５＋と、８～２５％のＴｉ^４＋と、０～８％のＺｎ^２＋と、０～１０％のＷ^６＋と、０～１０％のＲ^２＋と、０～１０％のＲ^＋とを含有しており、（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４６であり、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、又はＭｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋の１つ以上である。

【0012】

さらに、全構成要素が次の６つの条件を１つ以上満たす。

【0013】

１）（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６～４０である。

【0014】

２）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が３９～６５である。

【0015】

３）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が３６～６９である。

【0016】

４）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０２～０．４である。

【0017】

５）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が０．０６～２である。

【0018】

６）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が１．５～１５である。

【0019】

さらに、Ｓｉ^４＋が３～９％、及び／又はＢ^３＋が２６～３５％、及び／又はＬａ^３＋が２５～３５％、及び／又はＧｄ^３＋が０～１０％、及び／又はＹ^３＋が０．１～５％、及び／又はＺｒ^４＋が１～８％、及び／又はＮｂ^５＋が２～１０％、及び／又はＴｉ^４＋が１０～２０％、及び／又はＺｎ^２＋が０．１～５％、及び／又はＷ^６＋が０～５％、及び／又はＲ^２＋が０～５％、及び／又はＲ^＋が０～５％であり、Ｒ^２＋がＢａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、及びＭｇ^２＋の１つ以上であり、Ｒ^＋がＬｉ^＋、Ｎａ^＋、及びＫ^＋の１つ以上である。

【0020】

さらに、全構成要素が次の６つの条件を１つ以上満たす。

【0021】

１）（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２８～３５である。

【0022】

２）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が４０～６０である。

【0023】

３）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が４０～６５である。

【0024】

４）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０５～０．３である。

【0025】

５）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が、０．０８～１である。

【0026】

６）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が２～１０である。

【0027】

さらに、Ｓｉ^４＋が４～８％、及び／又はＢ^３＋が２７～３２％、及び／又はＬａ^３＋が２６～３３％、及び／又はＧｄ^３＋が１～８％、及び／又はＹ^３＋が０．３～３％、及び／又はＺｒ^４＋が２～６％、及び／又はＮｂ^５＋が３～８％、及び／又はＴｉ^４＋が１４～２０％、及び／又はＺｎ^２＋は１～４％である。

【0028】

さらに、全構成要素が次の５つの条件を１つ以上満たす。

【0029】

１）（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が４２～５５である。

【0030】

２）（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋が４５～５８である。

【0031】

３）Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）が０．０８～０．２１である。

【0032】

４）（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）が０．１～０．５２である。

【0033】

５）Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）が２．４２～８である。

【0034】

さらに、Ｗ^６＋及び／又はＲ^２＋及び／又はＲ^＋が含まれない。

【0035】

さらに、前記ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．９９～２．０１であり、アッベ数（ｖｄ）が２８～３１である。

【0036】

さらに、前記ガラスの耐酸性（Ｄ_Ａ）が等級２以上、好ましくは等級１であり、前記ガラスの耐水性（Ｄ_Ｗ）が等級２以上、好ましくは１である。

【0037】

ガラス組立部材は、前記光学ガラスから作製される。

【0038】

光学素子は、前記光学ガラス又は前記ガラス組立部材から作製される。

【0039】

光学機器は、前記光学素子を含有する。

【0040】

従来技術と比較して、本発明は以下の有益な効果を有する。

【0041】

本発明は、科学的設計、合理的な形成、優れた化学的安定性、高い屈折率、及び低い生産コストの利点を有する。

【0042】

本発明によれば、優れた化学的安定性、屈折率１．９９～２．０１、及びアッベ数２８～３１を有する光学ガラスは、アルカリ金属の含有量を少なくするか、又はアルカリ金属を含有しない状態で、様々な構成要素及び（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋の比を最適化し、それによって光学ガラスの化学的安定性及び屈折率の高い要件を満たすことで得られる。

【発明を実施するための形態】

【0043】

明細書において、全構成要素の含有量が具体的に記載されていない場合、陽イオンである構成要素の含有量は全陽イオンの合計モル数に占める陽イオンの百分率で表され、陰イオンの構成要素の含有量は全陰イオンの合計モル数に占める陰イオンの百分率で表される。また、以下の明細書において、所定値より下又は上で言及する場合、その所定値が含まれる。

【0044】

各構成要素のイオン価は、他のイオン価との違いがなく、便宜上の標準値であることに注意する必要がある。光学ガラスに存在する全構成要素のイオン価は、標準値に加えて他の可能性を有する。例えば、Ｓｉは４のイオン価の形態でガラス中に存在し、したがって本明細書の代表例としては「Ｓｉ^４＋」を有するが、Ｓｉは他のイオン価の状態の可能性も有しており、本発明の保護範囲に入る。

【0045】

本発明のＢ^３＋酸化物は、ガラスネットワーク形成成分であり、ガラスを形成するために必要な成分であり、安定性及び溶融性を維持し、液相線温度を低下させ、ガラスの低分散を実現させる効果を有する。本発明において、Ｂ^３＋含有量が２５％より低い場合、ガラスの結晶化安定性は低い。Ｂ^３＋含有量が４０％より高いと、ガラスの液相線温度が上昇し、化学的安定性が低下する。したがって、本発明におけるその含有量の範囲は２５～４０％、好ましくは２６～３５％、さらに好ましくは２７～３２％であると定義される。

【0046】

本発明におけるＳｉ^４＋酸化物は、ガラスネットワーク形成成分であり、ガラスの耐結晶化性能及び高温粘度を改善するためにほぼ導入され得る。その含有量が１０％を超えると、ガラスの転化温度が上昇して、ガラスの溶融性が低下し、ガラスの化学的安定性が悪化する傾向がある。したがって、本発明におけるその含有量の範囲は１～１０％、好ましくは３～９％、さらに好ましくは４～８％であると定義される。

【0047】

本発明の希土類イオン酸化物は、酸化物を修飾するネットワークとして、主にガラスのネットワーク空隙に充填されるため、ガラス構造がよりコンパクトになる。本発明の希土類イオンは、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、及びＹ^３＋を含有する。

【0048】

本発明のＬａ^３＋は、ガラスの化学的安定性、機械的強度、及び屈折率を改善し、ガラスの部分分散比を低下させることができる。しかし、その含有量が４０％を超えると、ガラスの耐結晶化性能が明らかに低下する。その含有量が２０％より小さい場合、ガラスの化学的安定性が低下する。したがって、本発明におけるその含有量の範囲は２０～４０％、好ましくは２５～３５％、さらに好ましくは２６～３３％であると定義される。

【0049】

本発明のＧｄ^３＋はガラスの屈折率を改善することができ、耐結晶化性能及び化学的安定性を改善する効果を有する。しかしながら、その原料の価格は高く、又、その含有量が１５％より高いと、ガラスの耐失透性が減少し、ガラスの密度が上昇する。本発明におけるＧｄ^３＋含有量は０～１５％、好ましくは０～１０％、さらに好ましくは１～８％であると定義される。

【0050】

本発明のＹ^３＋はガラスの溶融性を改善することができ、ガラスの耐結晶化性能及び化学的安定性を改善することができる。その含有量が１０％より高いと、ガラスの化学的安定性及び耐結晶化性能が減少する。したがって、本発明におけるＹ^３＋含有量の範囲の上限は１０％、好ましくは８％、さらに好ましくは５％、より好ましくは３％、よりさらに好ましくは１％である。Ｙ^３＋含有量の下限は、好ましくは０より大きく、さらに好ましくは０．１％、より好ましくは０．３％、よりさらに好ましくは０．５％である。

【0051】

多大な研究の後、発明者は、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、及びＹ^３＋が共存すると、ガラスの耐結晶化性能及び化学的安定性を改善する効果があることを発見した。特に、（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋の値が３９～６５、好ましくは４０～６０であるとき、ガラスは優れた化学的安定性を有する。（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋）／Ｙ^３＋が４２～５５の場合、ガラスの耐酸性及び耐水性は等級２以上、好ましくは等級１に到達し得る。

【0052】

研究所見によると、本発明者はＳｉ^４＋＋Ｂ^３＋の合計量とＹ^３＋との間に比例関係があると、優れた耐結晶化性能を有するガラスを得るのに有益であることを見出した。特に、（Ｓｉ^４＋＋Ｂ^３＋）／Ｙ^３＋の値が３６から６９の範囲である場合、ガラスは必要な光学特性を獲得し、優れた耐結晶化性能を有する。その範囲は好ましくは４０～６５、さらに好ましくは４５～５８であり、製造及びプレス中に結晶化が容易に起こらないようにすることができる。

【0053】

本発明によれば、Ｓｉ^４＋と希土類イオンの合計量との間に比例関係がある場合、耐結晶化性能が良好なガラスが得られることを発見した。Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）の値が０．４より大きいと、その耐結晶化性能が低下する。その値が０．０２より小さいと化学的安定性が悪化する。したがって、Ｓｉ^４＋／（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋）の比の範囲は０．０２～０．４、好ましくは０．０５～０．３、さらに好ましくは０．０８～０．２１と定義される。

【0054】

本発明によれば、Ｚｎ^２＋は、ガラスの溶融性、化学的安定性及び耐結晶化性能を改善し、ガラスの転化温度を低下させる効果を有する。本発明によれば、Ｚｎ^２＋含有量が８％より高いと、その結晶化特性が低下し、分散が増化し、屈折率の要件を満たすことができない。本発明によれば、Ｚｎ^２＋含有量の範囲は０～８％、好ましくは０．１～５％、さらに好ましくは１～４％であると定義される。

【0055】

本発明によれば、Ｚｒ^４＋はガラスの化学的安定性を改善することができる。Ｚｒ^４＋の含有量が１～１０％の場合、ガラスは適切な屈折率及び熱膨張係数と、優れた化学的安定性及び耐結晶化性能とを有する。その含有量が１０％より高いと、ガラスの液相線温度が上昇し、ガラス透過率が低下する。その含有量が１％より小さいと、耐結晶化性能が低下し、屈折率の要件を満たすことができない。本発明によれば、Ｚｎ^２＋含有量の範囲は１～１０％、好ましくは１～８％、さらに好ましくは２～６％であると定義される。

【0056】

多大な研究の後、本発明者は、Ｓｉ^４＋及びＺｒ^４＋の合計量と、Ｌａ^３＋との間に比例的な関係があると、明らかにガラスの化学的安定性を改善できることを発見した。Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）の値が１．５より低い場合、ガラスの化学的安定性が悪化する。その値が１５を超えると、耐結晶化性能が低下し、屈折率の要件を満たすことができない。本発明によれば、Ｌａ^３＋／（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）の値は２～１０が好ましく、さらに好ましくは２．４２～８である。

【0057】

本発明によれば、Ｎｂ^５＋はガラスの屈折率を改善させ、分散性を増加させ、また、ガラスの化学的安定性を増加させる効果を有する。その含有量が１２％より高いと、ガラスの可視領域の短波の透過率が低下し、ガラスが明らかに着色される。その含有量が１％より小さいと屈折率の要件が満たされず、化学的安定性が低下する。本発明によれば、Ｎｂ^５＋の含有量の範囲は１～１２％、好ましくは２～１０％、さらに好ましくは３～８％であると定義される。

【0058】

本発明によれば、Ｔｉ^４＋はガラスネットワークの形成に関与し、ガラスの屈折率及び化学的安定性を改善する効果がある。本発明によれば、Ｔｉ^４＋の含有量が８～２５％の場合、ガラスは良好な化学的安定性を有し、屈折率を改善することができる。その含有量が２５％より高いと、ガラスの可視領域における短波の透過率が低下して、ガラスが明らかに着色され、その含有量が８％より小さいと屈折率の要件を満たすことができず、化学的安定性が低下する。本発明によれば、Ｔｉ^４＋含有量の範囲は８～２５％、好ましくは１０～２０％、さらに好ましくは１４～２０％であると定義される。

【0059】

多大な研究の後、本発明者は、Ｓｉ^４＋及びＺｒ^４＋の合計量とＮｂ^５＋及びＴｉ^４＋の合計量との間に比例関係があると、ガラスの形成安定性及びガラスの耐結晶化性能に影響を与えることを発見した。さらなる研究によれば、（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）の比の範囲が０．０６～２、（Ｓｉ^４＋＋Ｚｒ^４＋）／（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋）の比が好ましくは０．０８～１、さらに好ましくは０．１～０．５２であるとき、ガラスの形成安定性及び耐結晶化性能が優れていることを発見した。

【0060】

本発明によれば、Ｗ^６＋はガラスの屈折率を改善する効果を有する。しかし、その含有量が１０％より高いと、ガラスの化学的安定性、透過率、及び耐結晶化性能のすべてが悪化する。したがって、その含有範囲は０～１０％、好ましくは０～５％、さらに好ましくはそれは含まれない。

【0061】

多大な研究によれば、本発明者は、Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋、及びＷ^６＋の合計量とＹ^３＋との間に比例関係があるとき、ガラスが優れた耐結晶化性能を有することを発見した。（Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｗ^６＋）／Ｙ^３＋が２６より小さいと、耐結晶化性能が低下する。その値が４６より大きいと、その化学的安定性が低下する。したがって、その比の範囲は２６～４６、好ましくは２６～４０、さらに好ましくは２８～３５であると定義される。

【0062】

本発明によれば、Ｌｉ^＋はガラスの溶融性を高め、転化温度を低下させることができる。その含有量が１０％より高いと、ガラスの屈折率が設計要件に到達することができないので、その上限は１０％に制御される。

【0063】

本発明によれば、Ｎａ^＋及びＫ^＋は両方ともガラス溶融性を改善する効果を有する。本発明によれば、Ｎａ^＋及びＫ^＋の含有量が１０％より大きいと、ガラス屈折率は要件に達することができない。したがって、Ｎａ^＋及びＫ^＋含有量はそれぞれ１０％以下と定義されている。

【0064】

本発明によれば、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、及びＫ^＋はアルカリ金属イオンであり、ガラスの光学データを調整し、ガラスの溶融効果を改善し、ガラスが低い転化温度を有するようにすることができる。Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋の合計量が１０％より小さい場合、ガラスは高い化学的安定性を有し、屈折率の要件を満たすことができる。その値が１０％を超えると、ガラスの耐結晶化性能が低下する。したがって、Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋の値は０～１０％、好ましくは０～５％と定義され、さらに好ましくはそれらは含まれない。

【0065】

本発明によれば、Ｂａ^２＋はガラスの屈折率を増加させ、ガラスの透過率を改善する効果を有する。その含有量が１０％より大きいと、ガラスの化学的安定性及び耐結晶化性能の両方が悪化する。したがって、その含有範囲は０～１０％、好ましくは０～５％、さらに好ましくはそれは含まれない。

【0066】

本発明によれば、Ｓｒ^２＋はガラスの屈折率及びアッベ数を効果的に調整することができる。また、その原料コストは高い。その含有量が１０％より大きいと、ガラスの化学的安定性及び耐結晶化性能は両方とも悪化する。したがって、その含有範囲は０～１０％、好ましくは０～５％、さらに好ましくはそれは含まれない。

【0067】

本発明によれば、Ｃａ^２＋はガラスのアッベ数及び比重を低下させることができる。しかし、その含有量が１０％より大きいと、ガラスの耐結晶化性能が低下する。したがって、その含有範囲は０～１０％、好ましくは０～５％、さらに好ましくはそれは含まれない。

【0068】

本発明によれば、Ｍｇ^２＋はガラスの化学的安定性を改善することができる。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスの屈折率が要件を満たさなくなり、結晶化特性及び化学的安定性が低下する。したがって、その含有範囲は０～１０％、好ましくは０～５％、さらに好ましくはそれは含まれない。

【0069】

本発明によれば、Ｂａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、及びＭｇ^２＋はアルカリ土類金属イオンであり、ガラスの屈折率を調整し、ガラスの高温粘度を低下させることができる。Ｂａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃａ^２＋、及びＭｇ^２＋の全体量、すなわち（Ｂａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｍｇ^２＋）の値が１０％より大きいと、ガラスの化学的安定性及び耐結晶化性能は明らかに悪化する。したがって、（Ｂａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｍｇ^２＋）の値は０～１０％、好ましくは０～５％であると定義され、さらに好ましくはそれらは含まれない。

【0070】

本発明によれば、主な陰イオンはＯ^２－である。本発明によって提供される光学ガラスの特性に影響を与えることなく、Ｆ^－及びＣｌ^－等の他の陰イオンがある程度含有されていてもよい。Ｏ^２－含有量は９５％以上、好ましくは９８％以上、さらに好ましくは１００％である。

【0071】

本発明によって提供される光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、１．９９から２．０１の範囲である。本発明によって提供されるガラスのアッベ数（ｖｄ）は、２８から３１の範囲であり、好ましくは２８から３０の範囲である。

【0072】

本発明によって提供されるガラスの耐結晶化性能の分析方法は、以下の工程を含む。試料ガラスを２０×２０×１０ｍｍの仕様に切断し、Ｔｇ＋２３０℃の温度でマッフル炉に入れて３０分間保温し、取り出した後、アニーリングのために保温綿に入れる、そして冷却後に表面結晶化を視覚的に観察する。

【0073】

本発明によれば、本発明によって提供されるガラスの化学的安定性は、耐水性Ｄ_Ｗ及び耐酸性Ｄ_Ａによって表される。本発明におけるガラスの耐水性（Ｄ_Ｗ）は等級２以上、好ましくは等級１である。耐酸性（Ｄ_Ａ）は等級２以上、好ましくは等級１である。

【0074】

以下の段落は、実施形態と組み合わせて本発明をさらに描写する。本発明によって提供される方法は、以下の実施形態を含むが、これらに限定されない。

【0075】

実施例１
実施形態は、本発明によって提供される光学ガラスの製造方法を提供する。ガラスＮｏ．１～３３の各種光学ガラスは、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物、及びホウ酸を原料とし、光学ガラスの組成に応じてすべての原料を比例的に秤量し、均一に混合して混合された原料を取得し、混合された原料を白金るつぼに入れ、１，２５０～１，４５０℃に加熱し、清澄化して３～５時間攪拌して均一な溶融ガラスを得た後、溶融ガラスを予熱した型に流し込み、最後に２～４時間６００～７００℃で保つことによって得られる。

【0076】

実施例２
実施形態は、本発明によって提供される光学ガラスの特性を分析するための方法、特に以下を提供する。

【0077】

屈折率（ｎｄ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０で指定された方法にしたがって分析される。

【0078】

アッベ数（ｖｄ）は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１－２０１０で指定された方法にしたがって分析される。

【0079】

ガラスの耐結晶化性能の試験方法は、以下のステップを含む。サンプルガラスを２０×２０×１０ｍｍの仕様に切断し、Ｔｇ＋２３０℃の温度でマッフル炉に入れて、３０分間保温する。取り出した後、アニーリングのために保温綿に入れ、冷却後の表面結晶化を視覚的に観察する。「Ａ」は明らかな結晶化がないことを示し、「Ｂ」は明らかな結晶化があることを示す。

【0080】

耐水性（Ｄ_Ｗ）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９で指定された試験方法にしたがって分析される。

【0081】

耐酸性（Ｄ_Ａ）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９で指定される試験方法にしたがって分析される。

【0082】

実施例３
実施形態は、光学ガラスの組成及び特性を提供し、以下の表に詳細が示されている。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【0083】

実施例４
実施形態は、本発明によって提供される光学ガラスを使用してガラスの組立部材を作製する方法を提供する。表１～４の光学ガラスは所定のサイズにカットされ、窒化ホウ素粉末の剥離剤が表面に均一に塗布された後、加熱及び軟化されて、凹面メニスカスレンズ、凸面メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズ等の各種レンズ及びプリズム用の組立部材にプレス成型される。

【0084】

実施例５
実施形態は、本発明によって提供されるガラス組立部材を使用して光学素子を作製する方法を提供する。

【0085】

実施形態４の方法で作製された光学組立部材がアニールされて、ガラス内部の歪みが低減されながら微調整されることにより、屈折率等の光学特性が所望の値にされる。次に、各組立部材が研削及び研磨され、凹面メニスカスレンズ、凸面メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズ等の様々なレンズ及びプリズムを形成する。反射防止膜が得られた光学素子の表面にコーティングされていてもよい。

【0086】

実施例６
光学機器の実施形態

【0087】

光学部品又は光学部材は、光学設計によって、又は１つ以上の光学素子によって、光学素子の実施形態で得られた光学素子によって形成される。光学部品又は光学部材は、画像装置、センサー、顕微鏡、医療技術、デジタル投影、通信、光通信技術／情報伝達、自動車分野における光学／照明、フォトリソグラフィー、エキシマレーザー、ウェーハ、コンピュータチップ、集積回路、並びにそのような回路及びチップを含む電子機器に使用され得る。

【0088】

実施形態は、単に本発明の好ましい実施形態の１つに過ぎず、本発明の保護範囲を限定するために使用されるべきではない。しかしながら、本発明の主な設計思想及び精神に基づく実質的な意味をもたないすべての修正又は研磨は、それらが本発明の１つと一致する技術的問題を解決する場合には、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

【国際調査報告】