JP2021534063A

JP2021534063A - 光学ガラス、光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム又は光学素子及び光学機器

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Publication number: JP2021534063A
Application number: JP2021507811A
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Inventors: ウェイスン
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Current assignee: CHENGDU GUANG MING GUANG DIAN GLASS CO., LTD.
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Abstract

光学ガラス、光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム又は光学素子及び光学機器である。この光学ガラスは、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、５〜２５％のＢ２Ｏ３と、０．５〜１５％のＳｉＯ２と、１〜１５％のＺｒＯ２と、０〜１０％のＴｉＯ２と、０．５〜１０％のＴａ２Ｏ５と、合計５０〜７５％のＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３及びＹｂ２Ｏ３と、を含み、且つＮｂ２Ｏ５を含有せず、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の重量比Ｌａ２Ｏ３／Ｇｄ２Ｏ３は１．２８〜１．６２５である。光学ガラスの成分、含有量及び特定成分間の使用量比率を厳密に制御することにより、本発明の光学ガラスは優れた特性を有する。

Description

本発明は光学ガラスの技術分野に関し、具体的には、光学ガラス、光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム又は光学素子及び光学機器に関する。

現在、デジタルカメラ、撮像装置、投影装置などの発展に伴い、光学素子への要求が高まっており、従って、より高性能な光学ガラスの開発・製造が求められている。このうち、高屈折率低分散光学ガラスからなるレンズと、高屈折率高分散光学ガラスからなるレンズとを組み合わせると、色収差を補正し、光学系を小型化することができ、特に屈折率ｎｄが１．８７より大きく、アッベ数ｖｄが３８．０より大きい高屈折率低分散光学ガラスに対して、市場の要求が日増しに高まっている。

上記光学特性指数を満たすための配合の基本系はＢ−Ｌａ−Ｚｒ−Ｔａであることがより良く、ガラスを形成しやすく、生産に役立つ。また、一般的に、高屈折低分散ガラスの配合系では、ガラスの屈折率を高めるように、比較的多くの希土類酸化物を導入する必要があるが、異なる配合系では、ランタン系酸化物を多く導入するほど、ガラス形成のしやすさに影響を与え、含有量が多くなると、ガラスが結晶化しやすくなり、結晶化上限温度が高くなり、量産プロセスの製造に困難をもたらす。

本発明は光学ガラス、光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム又は光学素子及び光学機器を提供することを目的とし、発明者の研究によると、Ｂ−Ｌａ−Ｚｒ−Ｔａの配合系におけるＬａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３及びＴａ_２Ｏ_５の含有量を制御することにより、従来技術における高屈折率低分散光学ガラスが失透しやすく、量産の困難性が高いという技術的問題を解決することができる。

上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、光学ガラスが提供される。この光学ガラスは、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３と、０．５〜１５％のＳｉＯ_２と、１〜１５％のＺｒＯ_２と、０〜１０％のＴｉＯ_２と、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５と、合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３と、を含み、且つＮｂ_２Ｏ_５を含有せず、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５である。

さらに、光学ガラスは、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＷＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏからなる群から選択される１種以上をさらに含み、且つ含有量として、ＺｎＯは０〜１５％で、ＢａＯは０〜１０％で、ＣａＯは０〜１０％で、ＳｒＯは０〜１０％で、ＭｇＯは０〜１０％で、ＷＯ_３は０〜１０％で、Ｓｂ_２Ｏ_３は０〜１％で、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは合計０〜１０％である。

さらに、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、光学ガラスは、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３と、０．５〜１５％のＳｉＯ_２と、１〜１５％のＺｒＯ_２と、０〜１０％のＴｉＯ_２と、０〜１５％のＺｎＯと、０〜１０％のＢａＯと、０〜１０％のＣａＯと、０〜１０％のＳｒＯと、０〜１０％のＭｇＯと、０〜１０％のＷＯ_３と、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５と、合計０〜１０％のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏと、０〜１％のＳｂ_２Ｏ_３と、合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３とからなり、ここで、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５である。

さらに、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、光学ガラスは８〜２２％のＢ_２Ｏ_３、３〜１０％のＳｉＯ_２、３〜１２％のＺｒＯ_２、０．５〜７％のＴｉＯ_２、及び／又は合計５５〜７０％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を含む。

さらに、Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．３〜１．６である。

さらに、Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．４〜１．５である。

さらに、前記光学ガラスのＹ_２Ｏ_３の含有量は０．１−８％である。

さらに、前記光学ガラスのＷＯ_３の含有量は０．１〜５％であり、さらに、光学ガラスの結晶化上限温度は１３５０℃未満で、好ましくは１３００℃未満である。

さらに、光学ガラスの屈折率はｎｄ＞１．８７で、好ましくはｎｄ＞１．８８であり、アッベ数はｖｄ＞３８．０で、好ましくはｖｄ＞３９．０である。

さらに、光学ガラスの耐水性Ｄｗは３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級であり、耐酸性Ｄ_Ａは３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級である。

さらに、光学ガラスの脈理はＣ級以上で、好ましくはＢ級以上で、より好ましくはＡ級であり、泡の程度はＡ級以上で、好ましくはＡ_０級以上で、より好ましくはＡ_００級である。

本発明の別の態様によれば、ガラスプリフォーム又は光学素子が提供される。このガラスプリフォーム又は光学素子は上記いずれかの光学ガラスで製造される。

本発明のさらに別の態様によれば、上記いずれかの光学素子である光学素子を含む光学機器が提供される。

本発明の技術的解決手段を用いれば、光学ガラスの成分、含有量及び特定成分間の使用量比率を厳密に制御することにより、本発明の光学ガラスは、耐失透性を有し且つ性能が優れている高屈折低分散光学ガラスを得ることができ、また、本発明の光学ガラスは量産しやすい。

なお、矛盾しない場合、本願における実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。以下、実施例と結び付けて本発明を詳細に説明する。

本明細書において、特に断りのない限り、各成分の含有量は、すべて酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対する質量％で表す。ここで、「酸化物に換算した組成」とは、本発明のガラス構成成分である原料を溶融時にすべて酸化物に分解し転化すると仮定した場合に、この生成された酸化物の全質量を１００質量％としてガラス中に含有される各成分を表す時の組成である。

以下、各成分が光学ガラスにおいて果たす基本的な作用を説明するが、成分間の特定の含有量の配合比率による相乗作用又は予想もしない効果を不適切に限定するものではない。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの骨格を形成する成分であり、本発明においては、ガラスの溶融性、耐失透性を向上させ、ガラスの分散を低下させる働きを有する。しかし、その導入量が２５％を超えると、ガラスの安定性が低下し、且つ屈折率が低下し、その導入量が５％未満であると、ガラスの溶融性が低下し、本発明に必要な光学定数に達することができない。したがって、本発明のＢ_２Ｏ_３の含有量は５〜２５％であり、好ましくはＢ_２Ｏ_３の含有量は８〜２２％である。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、屈折率及び分散性を高める成分であり、ガラスの耐結晶性及び化学的安定性を向上させる働きも有するが、高価のため、ガラスの製造コストの上昇を招く。したがって、本発明は、Ｎｂ_２Ｏ_５を含有しないことが好ましい。

ＳｉＯ_２は、ガラスの骨格を構成する成分であり、耐失透性を向上させ、作業温度範囲を増大させる働きを有し、また、ガラスの化学的安定性を向上させ、ガラスの熱安定性を改善するなどの働きを有する。その含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性が低下し、且つ本発明に必要な屈折率を得ることができない。本発明において、ＳｉＯ_２の含有量は０．５〜１５％で、好ましくはＳｉＯ_２の含有量は３〜１０％である。

ＺｒＯ_２は屈折率と安定性を高める成分である。中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性及び化学的安定性を向上させる働きも有する。ＺｒＯ_２の含有量が１％未満であると、上記の所期の効果を得ることができず、ＺｒＯ_２の含有量が１５％を超えると、失透傾向が強くなり、ガラス化が困難となる傾向がある。本発明において、ＺｒＯ_２の含有量は１〜１５％であり、好ましくはＺｒＯ_２の含有量は３〜１２％である。

ＴｉＯ_２もガラスの屈折率を高める働きを有し、且つガラスのネットワークの形成に関与することができ、適量導入すると、ガラスをより安定させる。しかし、過剰に含有させると、ガラスの分散が著しく増加するとともに、ガラスの可視光領域における短波長部分の透過率が低下し、ガラスが着色する傾向が増加する。本発明において、ＴｉＯ_２の含有量は０〜１０％で、好ましくは０．５〜７％である。

Ｔａ_２Ｏ_５は、ガラスの屈折率、耐失透性を高める成分であり、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量を０．５〜１０％にすると、ガラスのコストを低減することに加え、ガラスの結晶化上限温度を効果的に低下させ、ガラスを安定的に製造し、且つ所期の光学定数に達することができる。したがって、本発明のＴａ_２Ｏ_５の含有量は０．５〜１０％で、好ましくは３〜８％である。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３は、いずれもガラスの屈折率を高める主成分であり、屈折率を高めることができるが、分散を著しく増大させることはない。本願において、一定量の上記希土類酸化物を添加すると、結晶化上限温度を低下させ、ガラスの耐失透性を向上させ、化学的安定性を改善することができ、溶融過程でガラスの泡が生じにくいなどの作用のため、上記技術的効果を実現し、発明の目的を達成するように、本発明の高屈折低分散ガラスの配合系におけるＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３の合計含有量は５０％以上、且つ７５％以下とし、範囲は好ましくは５５〜７０％とし、より好ましくは６０〜６７％である。しかし、一般的に、ランタン系酸化物を多く導入するほど、ガラス形成性に影響を与え、含有量が多くなると、ガラスが結晶化しやすくなり、結晶化上限温度が高くなり、量産プロセスの製造に困難をもたらし、そのため、一般的に高屈折低分散性のランタン系酸化物の含有量が６０％以下であればこそ、ガラスが結晶化しにくいことを保証することができる。本発明の高屈折低分散ガラスでは、ランタン系酸化物Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３との重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３が１．２８〜１．６２５である様に成分及び含有量を制御することにより、ランタン系酸化物の含有量が６０％以下である場合や、６０％を超える場合にも、ガラスの結晶化上限温度が上昇しないことを保証することができる。結晶化上限温度は１３５０℃未満で、好ましくは１３００℃未満で、より好ましくは１２８０℃未満であると、成分のガラス形成性が良好で、溶融過程でガラスの泡が生じにくいことを確保することができ、さらに、良好な光学性能及び成形性能などを保証することができる。好ましくは、Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．３〜１．６で、より好ましくは、Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．４〜１．５である。

ＺｎＯはガラスの屈折率及び分散を調整することができ、適量のＺｎＯはガラスの安定性や溶融性を改善し、プレス成形性を改善する働きを有するが、その含有量が高すぎると、屈折率が低下し、本発明の要件を満たさないとともに、ガラスの耐失透性が低下し、結晶化上限温度が上昇する。したがって、本発明のＺｎＯの含有量は０〜１５％で、好ましくは０〜１０％で、より好ましくは０〜５％である。

ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＭｇＯのようなアルカリ土類金属の酸化物は、ガラスの化学的安定性を低下させ結晶化上限温度を上昇させることができるが、それぞれの含有量が１０％を超えると、ガラスの耐失透性が低下するため、本発明において、ＢａＯは０〜１０％で、ＣａＯの含有量は０〜１０％で、ＳｒＯの含有量は０〜１０％で、ＭｇＯの含有量は０〜１０％である。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、分相を抑制し、ガラスの安定性を向上させる成分である。その含有量が１０％を超えると、化学的安定性が著しく低下するか、又は屈折率が低下する傾向があり、好ましくはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合計含有量は０〜１０％である。

本発明の代表的な実施形態によれば、光学ガラスが提供される。この光学ガラスは、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３と、０．５〜１５％のＳｉＯ_２と、１〜１５％のＺｒＯ_２と、０〜１０％のＴｉＯ_２と、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５と、合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３と、を含み、且つＮｂ_２Ｏ_５を含有せず、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５である。

本発明の技術的解決手段を用いれば、光学ガラスの成分、含有量及び特定成分間の使用量比率を厳密に制御することにより、本発明の光学ガラスは、優れた耐失透性及び光学性能を有し、量産しやすい。

本発明の代表的な実施形態によれば、光学ガラスは、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＷＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏからなる群から選択される１種以上をさらに含み、且つ含有量として、ＺｎＯは０〜１５％で、ＢａＯは０〜１０％で、ＣａＯは０〜１０％で、ＳｒＯは０〜１０％で、ＭｇＯは０〜１０％、ＷＯ_３は０〜１０％で、Ｓｂ_２Ｏ_３は０〜１％で、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは合計０〜１０％である。

本発明の代表的な実施形態によれば、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、光学ガラスは、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３、０．５〜１５％のＳｉＯ_２、１〜１５％のＺｒＯ_２、０〜１０％のＴｉＯ_２、０〜１５％のＺｎＯ、０〜１０％のＢａＯ、０〜１０％のＣａＯ、０〜１０％のＳｒＯ、０〜１０％のＭｇＯ、０〜１０％のＷＯ_３、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５、合計０〜１０％のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ、０〜１％のＳｂ_２Ｏ_３、及び／又は合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３からなり、ここで、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５である。光学ガラスの成分、含有量及び特定成分間の使用量比率を厳密に制御することにより、本発明の光学ガラスは優れた耐失透性及び優れた光学性能を有し、量産しやすい。

好ましくは、本発明の代表的な実施形態によれば、酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、光学ガラスは、８〜２２％のＢ_２Ｏ_３、３〜１０％のＳｉＯ_２、３〜１２％のＺｒＯ_２、０．５〜７％のＴｉＯ_２、並びに合計５５〜７０％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を含み、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５である。本発明において、Ｙ_２Ｏ_３は、ガラスの溶融性、耐失透性を改善することができるとともに、ガラスの結晶化上限温度を低下させることができるが、その含有量が一定量を超えると、ガラスの安定性、耐失透性が低下する。したがって、Ｙ_２Ｏ_３の含有量は０〜１０％で、好ましくは、含有量は０．１〜８％である。

ＷＯ_３は屈折率を高める働きを有するが、ＷＯ_３の含有量が１０％を超えると、失透傾向が強くなり、ガラス化が困難になる傾向があり、分散が顕著に高まるとともに、ガラスの可視光領域における短波長側の透過率が低下し、着色の傾向が大きくなるため、本発明において、ＷＯ_３の含有量は０〜１０％で、好ましくは、含有量は０．１〜５％である。

本発明は、Ｙ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３など、屈折率を高める成分の相乗作用により、Ｔａ_２Ｏ_５の導入量を制御し、適量のＹ_２Ｏ_３、ＷＯ_３を導入し、本発明に必要な光学定数を得るとともに、ガラスの溶融性能を向上させ、泡の級を改善し、Ａ級以上にする。

Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２成分を少量添加することにより、ガラスの清澄効果を高めることができるが、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が１％を超えると、ガラスは清澄性能が低下する傾向があるとともに、その強い酸化作用が成形金型の劣化を促進する。従って、本発明において、Ｓｂ_２Ｏ_３の添加量は、好ましくは０〜１％、より好ましくは０〜０．５％である。ＳｎＯ_２は清澄剤として添加されてもよいが、その含有量が１％を超えると、ガラスが着色され、又は、ガラスを加熱し、軟化してプレス成形などの再成形を行う時、Ｓｎが結晶核生成の起点となり、失透する傾向が生じる。したがって、本発明のＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１％で、より好ましくは０〜０．５％であり、さらに好ましくは添加しない。ＣｅＯ_２は作用及び添加量比率がＳｎＯ_２と一致し、その含有量は、好ましくは０〜１％で、より好ましくは０〜０．５％であり、さらに好ましくは添加しない。

本発明の光学ガラスの性能に影響を与えず、一定量のＰ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＧｅＯ_２、Ｌｕ_２Ｏ_３及びＦなどの成分を適宜導入することができる。

本発明の光学ガラスは、高屈折率低分散ガラスであり、高屈折率低分散ガラスで製造されるレンズは、よく高屈折率高分散ガラスで製造されるレンズと組み合わせて、色収差補正に用いられ、また、光学ガラスをレンズとして使用する場合に、屈折率を高めるほどレンズを薄型化することが可能であり、光学機器の小型化に役立ち、本発明の光学ガラスの屈折率はｎｄ＞１．８７で、好ましくはｎｄ＞１．８８であり、アッベ数はｖｄ＞３８．０で、好ましくはｖｄ＞３９．０である。

ガラスの結晶化上限温度は、温度勾配炉法を用いてガラスの結晶化性能を測定し、ガラスを１８０＊１０＊１０ｍｍのサンプルに作製し、側面を研磨し、温度勾配（５℃／ｃｍ）を持つ炉内に入れて１４００℃に昇温し、４時間保温した後に、取り出して室温まで自然に冷却し、顕微鏡でガラスの結晶化状況を観察し、ガラスにおける結晶の出現に対応する最高温度をガラスの結晶化上限温度とする。ガラスの結晶化上限温度が低いほど、ガラスは高温時の安定性が高くなり、生産のプロセスパフォーマンスが良好になる。ガラスは高温時の安定性が高くなり、生産のプロセスパフォーマンスが良好になる。本発明の代表的な実施形態によれば、好ましくは、光学ガラスの結晶化上限温度は１３５０℃未満で、好ましくは１３００℃未満で、より好ましくは１２８０℃未満である。

光学ガラス素子は、製造及び使用の過程において、その研磨面が水、酸など様々な浸食媒体の作用に抵抗する能力が光学ガラスの化学的安定性と呼ばれ、それは、主にガラスの化学成分によって決定される。本発明の光学ガラスの耐水性Ｄｗ（粉末法）は３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級である。耐酸性Ｄ_Ａ（粉末法）は３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級である。

脈理の程度とは、点光源とレンズで構成される脈理検査装置を用い、脈理が最も見えるような方向から、標準試料と比較検査を行い、それぞれがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ級の４級に分けられ、Ａ級は、所定の検出条件で、目に見える脈理がないものであり、Ｂ級は、所定の検出条件で、薄くて分散した脈理があるものであり、Ｃ級は、所定の検出条件で、平行な脈理がわずかにあるものであり、Ｄ級は、所定の検出条件で、粗い脈理があるものである。従来の技術において、このような製品は、Ｔａ_２Ｏ_５のような貴金属の酸化物を用いない条件で、耐結晶性が低いため、２０ｍｍ以上の厚さの製品を製造すれば、結晶脈理が発生しやすい。一方、厚い仕様の製品は大口径（６０ｍｍより大きい）レンズの製造に必要な仕様である。現在、光学技術の発展により、大口径レンズに対するニーズがますます多くなり、さらに製造メーカが厚さ２０ｍｍ以上のブランク製品を提供することを要求している。

光学ガラスの泡品質は、ＧＢ／Ｔ７９６２．８−２０１０に規定される測定方法に従って測定する。泡の程度とは、ガラス中の許容される泡の含有量の級であり、泡はガラス製品の外観品質に影響を与えるだけでなく、さらに、ガラスの光学性能、透明度、機械的強度などに影響を与え、ガラスに多くの悪影響を与えるため、ガラスの泡の程度を制御することは非常に重要であり、本発明は希土類酸化物Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３との合計含有量、又はＬａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の含有量比率の関係を制御することにより、さらに、ガラスの泡の程度がＡ級以上で、好ましくはＡ_０級以上で、より好ましくはＡ_００級であることを実現することができる。

本発明の別の態様によれば、ガラスプリフォーム又は光学素子が提供される。このガラスプリフォーム又は光学素子は上記いずれかの光学ガラスで製造される。本発明の光学プリフォームは、高屈折率低分散の特性を有し、本発明の光学素子は、高屈折率低分散の特性を有し、光学性能に優れた各種のレンズ、プリズムなどの光学素子を提供することができる。レンズの例としては、レンズ面が球面又は非球面である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、各種のレンズが挙げられる。このようなレンズは、高屈折率高分散ガラスで製造されるレンズと組み合わせることにより、色収差を補正することができ、色収差補正用のレンズとして好適である。また、光学系のコンパクト化にも有効なレンズである。また、プリズムにとって言えば、屈折率が高いため、撮像光学系に組み込まれることにより、光路を曲げ、必要な方向に向くことで、コンパクトで広角な光学系を実現することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、上記いずれかの光学素子である光学素子を含む光学機器が提供される。本発明の光学機器はデジタルカメラ、ビデオカメラなどであってもよい。

以下、実施例と結び付けて本発明の有益な効果をさらに説明する。

実施例
光学ガラスの実施例
表１〜表６に示す組成を有するガラスを得るために、原料として炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物、硼酸などを用い、光学ガラスの成分に対応する原料を、比率で各原料を秤量して、十分に混合して調合原料とし、この調合原料を白金製坩堝内に入れ、１２００〜１４５０℃に加熱し、溶融、撹拌、清澄をして、均質な溶融ガラスを形成し、この溶融ガラスを適度に降温した後、予熱した金型に入れ、６５０〜７００℃で２〜４時間保持した後、徐冷し、光学ガラスを得る。また、各ガラスの特性を以下に示す方法により測定し、測定結果を表１〜表６に示す。

（１）結晶化上限温度
温度勾配炉法を用いてガラスの結晶化性能を測定し、ガラスを１８０＊１０＊１０ｍｍのサンプルに作製し、側面を研磨し、温度勾配（５℃／ｃｍ）を持つ炉内に入れて１４００℃に昇温し、４時間保温した後に、取り出して室温まで自然に冷却し、顕微鏡でガラスの結晶化状況を観察し、ガラスにおける結晶の出現に対応する最高温度をガラスの結晶化上限温度とする。

（２）屈折率ｎｄ及びアッベ数ｖｄ
屈折率と分散係数は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１−２０１０に規定された方法に従って測定する。

（３）化学的安定性はＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法に従って耐水性Ｄｗ及び耐酸性Ｄ_Ａを測定する。

（４）泡の程度
光学ガラスの泡品質は、ＧＢ／Ｔ７９６２．８−２０１０に規定された測定方法に従って測定する。

光学プリフォームの実施例
表１における実施例１で得られた光学ガラスを所定の大きさに切断し、そして表面に窒化ホウ素粉末からなる離型剤を均一に塗布し、続いて加熱して、軟化し、プレス成形を行い、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、各種のレンズ、プリズムのプリフォームを作製する。

光学素子の実施例
上記光学プリフォームの実施例で得られたプリフォームをアニールし、ガラス内部の歪みを低減するとともに、屈折率などの光学特性が所期の値になるように微調整する。

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、各種のレンズ、プリズムを作製する。得られた光学素子の表面には、反射防止膜を塗布してもよい。

以上は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は様々な変更及び変更が可能である。本発明の精神及び原則内で行われた任意の修正、同等の置換、改善などは、いずれも本発明の範囲内に含まれるべきである。

Claims

酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３と、０．５〜１５％のＳｉＯ_２と、１〜１５％のＺｒＯ_２と、０〜１０％のＴｉＯ_２と、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５と、合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３と、を含み、且つＮｂ_２Ｏ_５を含有せず、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５であることを特徴とする光学ガラス。
ＺｎＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＷＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏからなる群から選択される１種以上をさらに含み、且つ含有量として、ＺｎＯは０〜１５％で、ＢａＯは０〜１０％で、ＣａＯは０〜１０％で、ＳｒＯは０〜１０％で、ＭｇＯは０〜１０％で、ＷＯ_３は０〜１０％で、Ｓｂ_２Ｏ_３は０〜１％で、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは合計０〜１０％であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、５〜２５％のＢ_２Ｏ_３と、０．５〜１５％のＳｉＯ_２と、１〜１５％のＺｒＯ_２と、０〜１０％のＴｉＯ_２と、０〜１５％のＺｎＯと、０〜１０％のＢａＯと、０〜１０％のＣａＯと、０〜１０％のＳｒＯと、０〜１０％のＭｇＯと、０〜１０％のＷＯ_３と、０．５〜１０％のＴａ_２Ｏ_５と、合計０〜１０％のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏと、０〜１％のＳｂ_２Ｏ_３と、合計５０〜７５％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３とからなり、ここで、Ｌａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３の重量比Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．２８〜１．６２５であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
酸化物に換算した組成のガラスの全質量に対して、質量パーセントで、８〜２２％のＢ_２Ｏ_３、３〜１０％のＳｉＯ_２、３〜１２％のＺｒＯ_２、０．５〜７％のＴｉＯ_２、及び／又は合計５５〜７０％のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
前記Ｌａ_２Ｏ_３／Ｇｄ_２Ｏ_３は１．３〜１．６で、好ましくは１．４〜１．５であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
前記光学ガラスのＹ_２Ｏ_３の含有量は０〜１０％で、好ましくは０．１〜８％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
前記光学ガラスのＷＯ_３の含有量は０．１〜５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
結晶化上限温度は１３５０℃未満で、好ましくは１３００℃未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
屈折率はｎｄ＞１．８７で、好ましくはｎｄ＞１．８８であり、アッベ数はｖｄ＞３８．０で、好ましくはｖｄ＞３９．０であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
耐水性Ｄｗは３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級であり、耐酸性Ｄ_Ａは３級以上で、好ましくは２級以上で、より好ましくは１級であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
脈理はＣ級以上で、好ましくはＢ級以上で、より好ましくはＡ級であり、泡の程度はＡ級以上で、好ましくはＡ_０級以上で、より好ましくはＡ_００級であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学ガラスで製造されることを特徴とするガラスプリフォーム又は光学素子。
請求項１２に記載の光学素子を含むことを特徴とする光学機器。