JP6028071B1

JP6028071B1 - 光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品

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Publication number: JP6028071B1
Application number: JP2015136321A
Authority: JP
Inventors: 宏一土谷; 利紀柚木
Original assignee: Sumita Optical Glass Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sumita Optical Glass Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2035-07-07
Also published as: EP3321237A1; JP2017019670A; CN107735375B; CN107735375A; EP3321237A4; TW201702202A; WO2017006505A1; TWI599551B; EP3321237B1

Abstract

【課題】高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスの提供。【解決手段】Ｂ２Ｏ３及びＬａＦ３を必須成分とし、Ｚｎ成分及び近赤外域に吸収を有する成分を含有させない上、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３の含有量の合計、並びにＬａＦ３、ＧｄＦ３及びＹＦ３の含有量の合計の適正化が図られた光学ガラスである。【選択図】図１

Description

本発明は、光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品に関する。

近年のカメラ等の光学製品の高画質化に伴い、高精度な光学系の要求が高まっている。この要求を達成するために必要なものの一つとして、中〜高屈折率で且つ低分散性のガラスを用いることが挙げられる。
また、近年、セキュリティーシステムの需要が増大しており、それに伴って監視カメラ用レンズの需要が高まっている。ここで、監視カメラ用レンズに用いられるガラスは、その用途上、近赤外領域での透過率が高いことが重要である。
かかる状況下、上述した優れた性質を有するガラスを量産化させるため、様々な検討がなされている。

例えば、特許文献１は、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２及びＦ⁻を必須成分とし、組成を所定の範囲内とすることにより、屈折率１．７０以上、及びアッベ数４８以上の光学ガラスが得られることを開示している。

また、特許文献２は、特定量のＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ及びＦを必須成分として含有し、実質的にＡｓ_２Ｏ_３を含まない光学ガラスが、高屈折率低分散性を有し、内部品質にも優れることを開示している。

更に、特許文献３は、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＬａＦ_３を必須成分とし、組成を所定の範囲内とすることにより、高屈折率低分散性（アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ（１．７００、５８．５）、Ｂ（１．７００、４７．５）、Ｃ（１．７６５、４７．５）の３点で囲まれた範囲内の屈折率及びアッベ数）を有する光学ガラスが得られることを開示している。

特開昭５９−１６９９５２号公報特開２００５−１７０７８２号公報特開平３−０１６９３２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された光学ガラスは、実際には、アッベ数の値がせいぜい５３程度であるため、少なくとも低分散性の点で、改善の余地があった。
また、特許文献２に開示された光学ガラスは、実際には、アッベ数の値がせいぜい５３程度である上、そのような比較的高いアッベ数は、近赤外領域に吸収を有するＹｂ_２Ｏ_３を含めることで達成されている。従って、特許文献２に開示されたガラスは、少なくとも、低分散性の点及び近赤外領域での透過率の点で、改善の余地があった。
更に、特許文献３に開示された光学ガラスは、アッベ数の値が比較的大きい（上記直交座標系においてＡ点に近傍する）場合には屈折率が不十分であり、また、アッベ数の値自体も、十分に大きなものであるとはいい難い。従って、特許文献３に開示された光学ガラスは、少なくとも屈折率及び分散性のバランスの点で、改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる光学ガラスを用いた、高性能なガラスプリフォーム及び光学部品を提供することを目的とする。

発明者は、鋭意研究を重ねた結果、Ｂ_２Ｏ_３及びＬａＦ_３を必須成分とし、Ｚｎ成分及び近赤外域に吸収を有する成分を含有させない上、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３の含有量の合計、並びにＬａＦ_３、ＧｄＦ_３及びＹＦ_３の含有量の合計の適正化を図ることにより、高屈折率低分散性で且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスが得られることを見出した。

即ち、本発明の光学ガラスは、質量％で、
ＳｉＯ_２：０％以上８％以下、
Ｂ_２Ｏ_３：１５％以上３５％以下、
Ｌａ_２Ｏ_３：０％以上５０％以下、
Ｇｄ_２Ｏ_３：０％以上５０％以下、
Ｙ_２Ｏ_３：０％以上２０％以下、
ＬａＦ_３：１０％以上６０％以下、
ＧｄＦ_３：０％以上２０％以下、
ＹＦ_３：０％以上２０％以下、
Ｌｉ_２Ｏ：０％以上３％未満、
ＬｉＦ：０％以上５％以下、
ＮａＦ：０％以上３％以下、
ＢａＯ：０％以上５％以下、
ＭｇＦ_２：０％以上５％以下、
ＣａＦ_２：０％以上１０％以下、
ＳｒＦ_２：０％以上２５％以下、
ＢａＦ_２：０％以上３０％以下、
ＡｌＦ_３：０％以上５％以下、
Ｔａ_２Ｏ_５：０％以上５％以下、
ＺｒＯ_２：０％以上５％以下、
Ｎｂ_２Ｏ_５：０％以上３％以下、
の組成を有し、
Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３の合計の割合が１０％以上６２％以下であり、
ＬａＦ_３、ＧｄＦ_３及びＹＦ_３の合計の割合が１０％以上６０％以下であり、
質量％表示で、Ｌｉ^＋及びＮａ^＋の合計の割合が０％以上１．３５％以下であり、
Ｚｎ^２＋を含有せず、
近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない、
ことを特徴とする。かかる光学ガラスは、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い。

また、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ａで囲まれた領域内にあることが好ましい。かかる光学ガラスは、高い屈折率を有する上、分散性が非常に低いといえる。

本発明のガラスプリフォームは、本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。かかるガラスプリフォームは、高性能である。

本発明の光学部品は、本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。かかる光学部品は、高性能である。

本発明によれば、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、高性能なガラスプリフォーム及び光学部品を提供することができる。

本発明の一実施形態の光学ガラスが有するアッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）の範囲を示す図である。本発明の一実施形態の光学ガラス及び一比較例の光学ガラスの、光線透過率の測定結果を示す図である。

（光学ガラス）
以下、本発明の光学ガラスを具体的に説明する。

＜成分＞
まず、本発明において、光学ガラスの組成を上記の所定の範囲に限定した理由について説明する。なお、成分に関する「％」表示は、特に断らない限り、質量％を意味するものとする。

［ＳｉＯ_２］
ＳｉＯ_２は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの網目構造を形成する成分である。また、ＳｉＯ_２を少量だけ導入することにより、耐失透性を上げる効果がある。しかしながら、光学ガラスにおけるＳｉＯ_２の割合が８％を超えると、溶融温度が高くなり、溶融時に揮発することで品質の悪化を招く虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ_２の割合は、０％以上８％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ_２の割合は、７％以下であることが好ましく、６％以下であることがより好ましい。

［Ｂ_２Ｏ_３］
Ｂ_２Ｏ_３は、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの網目構造を形成する主成分である。また、Ｂ_２Ｏ_３は、光学ガラスの耐失透性の向上に有効である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢ_２Ｏ_３の割合が３５％を超えると、揮発により品質が悪化したり、フッ素と共存する場合に、ガラス製造時における屈折率の経時的な変化量が著しく大きくなったりするといった問題が生じる。一方、その割合が１５％未満であると、耐失透性が十分に向上しない。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢ_２Ｏ_３の割合は、１５％以上３５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢ_２Ｏ_３の割合は、１６％以上であることが好ましく、１６．５％以上であることがより好ましく、また、３０％以下であることが好ましく、２５％未満であることがより好ましい。

なお、本発明の光学ガラスは、ＳｉＯ_２及びＢ_２Ｏ_３の合計の割合が３２％以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２及びＢ_２Ｏ_３の合計の割合が３２％以下であることにより、高屈折率と低分散性のバランスをより高いレベルで取ることができ、要求に応えることができる。

［Ｌａ_２Ｏ_３］
Ｌａ_２Ｏ_３は、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬａ_２Ｏ_３の割合が５０％を超えると、耐失透性が悪化して、光学ガラスの工業化が困難になる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬａ_２Ｏ_３の割合は、０％以上５０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬａ_２Ｏ_３の割合は、４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。

［Ｇｄ_２Ｏ_３］
Ｇｄ_２Ｏ_３は、Ｌａ_２Ｏ_３と同様に、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＧｄ_２Ｏ_３の割合が５０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＧｄ_２Ｏ_３の割合は、０％以上５０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＧｄ_２Ｏ_３の割合は、４５％以下であることが好ましく、４３％以下であることがより好ましい。

［Ｙ_２Ｏ_３］
Ｙ_２Ｏ_３は、Ｌａ_２Ｏ_３やＧｄ_２Ｏ_３と同様に、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＹ_２Ｏ_３の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＹ_２Ｏ_３の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹ_２Ｏ_３の割合は、１７％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。また、原料混合物の溶融性を高め、溶融時間を短縮することで、作業性及び製造容易性を向上させる観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹ_２Ｏ_３の割合は、０．１％以上であることが好ましい。

ここで、本発明の光学ガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３の合計の割合が１０％以上６２％以下であることを要する。上記合計の割合が１０％未満であると、高い屈折率及び低分散性を達成することが困難となる。一方、上記合計の割合が６２％を超えると、耐失透性が悪化する。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３の合計の割合は、良好な屈折率及び分散性をより確実に達成する観点から、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましく、また、耐失透性の悪化をより抑制する観点から、６０％以下であることが好ましく、５９％以下であることがより好ましい。

［ＬａＦ_３］
ＬａＦ_３は、本発明の光学ガラスにおける必須成分である。ＬａＦ_３は、希土類成分（Ｌａ）を有するため、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効である。また、ＬａＦ_３は、フッ素を有するところ、フッ素は、酸素に比べ、屈折率を下げる傾向にあるものの、分散性をより低くすることができる。また、フッ素は、酸素に比べ、希土類成分を多く含有するガラスの耐失透性を保つ効果が飛躍的に高い。その結果として、ガラス質を形成するＳｉＯ_２及びＢ_２Ｏ_３等の酸化物の含有量を少なく抑えながらも、希土類成分の含有量を増やすことで耐失透性を向上させる効果が得られるため、ＬａＦ_３を用いることで、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造することができる。なお、上述の効果を得るためには、光学ガラスにおけるＬａＦ_３の割合は、１０％以上である必要があり、上述の効果をより確実に得るためには、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましい。一方、耐失透性に悪影響が生じないようにするため、光学ガラスにおけるＬａＦ_３の割合は、６０％以下である必要があり、５６％以下であることが好ましく、５４％以下であることがより好ましい。

［ＧｄＦ_３］
ＧｄＦ_３は、ＬａＦ_３と同様に、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＧｄＦ_３の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＧｄＦ_３の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＧｄＦ_３の割合は、１８％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。

［ＹＦ_３］
ＹＦ_３は、ＬａＦ_３やＧｄＦ_３と同様に、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＹＦ_３の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＹＦ_３の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹＦ_３の割合は、１８％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。

ここで、本発明の光学ガラスは、ＬａＦ_３、ＧｄＦ_３及びＹＦ_３の合計の割合が１０％以上６０％以下であることを要する。上記合計の割合が１０％未満であると、少なくともＬａＦ_３の割合も１０％未満であるため、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造することができない。一方、上記合計の割合が６０％を超えると、耐失透性に悪影響が生じる。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬａＦ_３、ＧｄＦ_３及びＹＦ_３の合計の割合は、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造する観点から、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましく、また、耐失透性の悪化をより抑制する観点から、５８％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましい。

［Ｌｉ_２Ｏ］
Ｌｉ_２Ｏは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させたりするのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬｉ_２Ｏの割合が３％以上であると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）、特には分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ_２Ｏの割合は、０％以上３％未満とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ_２Ｏの割合は、２．５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましい。

［ＬｉＦ］
ＬｉＦは、Ｌｉ_２Ｏと同等の効果を有する上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬｉＦの割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、４．８％以下であることが好ましく、４．６％以下であることがより好ましい。

［ＮａＦ］
ＮａＦも、Ｌｉ_２Ｏと同等の効果を有する上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＮａＦの割合が３％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＮａＦの割合は、０％以上３％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、２％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。

［ＢａＯ］
ＢａＯは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性や屈折率を調整するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢａＯの割合が５％を超えると、十分に高い屈折率を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢａＯの割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢａＯの割合は、４．５％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましい。

［ＭｇＦ_２］
ＭｇＦ_２は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＭｇＦ_２の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＭｇＦ_２の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＭｇＦ_２の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。

［ＣａＦ_２］
ＣａＦ_２も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＣａＦ_２の割合が１０％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＣａＦ_２の割合は、０％以上１０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＣａＦ_２の割合は、８％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましい。

［ＳｒＦ_２］
ＳｒＦ_２も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＳｒＦ_２の割合が２５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＳｒＦ_２の割合は、０％以上２５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＳｒＦ_２の割合は、２３％以下であることが好ましく、２１％以下であることがより好ましい。

［ＢａＦ_２］
ＢａＦ_２も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢａＦ_２の割合が３０％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢａＦ_２の割合は、０％以上３０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢａＦ_２の割合は、２７％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。

［ＡｌＦ_３］
ＡｌＦ_３は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、フッ素の供給源にもなる。しかしながら、光学ガラスにおけるＡｌＦ_３の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＡｌＦ_３の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＡｌＦ_３の割合は、４％以下であることが好ましく、２．５％以下であることがより好ましい。

［Ｔａ_２Ｏ_５］
Ｔａ_２Ｏ_５は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、化学的耐久性を向上させるとともに、ある程度の低分散性を保ちつつ屈折率を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＴａ_２Ｏ_５の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を達成することが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＴａ_２Ｏ_５の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＴａ_２Ｏ_５の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。

［ＺｒＯ_２］
ＺｒＯ_２は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、Ｔａ_２Ｏ_５と同様、化学的耐久性を向上させるとともに、ある程度の低分散性を保ちつつ屈折率を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＺｒＯ_２の割合が５％を超えると、溶融時に融け残りが生じて、所望の性質を有する光学ガラスとならない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＺｒＯ_２の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＺｒＯ_２の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。

［Ｎｂ_２Ｏ_５］
Ｎｂ_２Ｏ_５は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、屈折率を大きく高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＮｂ_２Ｏ_５の割合が３％を超えると、高分散化するため、所望の低分散性のガラスを得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＮｂ_２Ｏ_５の割合は、０％以上３％以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＮｂ_２Ｏ_５の割合は、２％以下であることが好ましく、１．５％以下であることがより好ましい。

［Ｌｉ^＋及びＮａ^＋の合計］
そして、本発明の光学ガラスは、質量％表示で、Ｌｉ^＋及びＮａ^＋の合計の割合が０％以上１．３５％以下であることを要する。ここで、本明細書において、カチオンの割合は、ガラス全体に対する当該カチオンの質量比として表されるものである。上記合計の割合が１．３５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を達成することが困難となる。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ^＋及びＮａ^＋の合計の割合は、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）をより確実に得る観点から、１．３％以下であることが好ましく、１．２５％以下であることがより好ましい。
ここで、Ｌｉ^＋は、原料としてＬｉ_２Ｏ、ＬｉＦ等を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。また、Ｎａ^＋は、Ｎａ_２Ｏ、ＮａＦ等を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。

［Ｆ⁻］
また、本発明の光学ガラスは、質量％表示で、Ｆ⁻の割合が９％以下であることが好ましい。ここで、本明細書において、アニオンの割合は、ガラス全体に対する当該アニオンの質量比として表されるものである。上記割合が９％以下であることにより、低分散性を保持しつつより高い屈折率を有することができる。
ここで、Ｆ⁻は、原料としてＬａＦ_３、ＧｄＦ_３、ＹＦ_３、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＢａＦ_２、ＡｌＦ_３等のフッ化物を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。

［Ｚｎ^２＋］
なお、本発明の光学ガラスは、カチオン表示で、Ｚｎ^２＋を含有しない。言い換えれば、本発明の光学ガラスは、Ｚｎで構成される成分を含有しない。光学ガラスが、上述した組成を有するにもかかわらずＺｎ^２＋を含有する場合には、低分散性が十分に良好なものとならないためである。更に、光学ガラスがＺｎ^２＋を含有すると、短波長、例えば３００〜４００ｎｍでの光線透過率が悪化する虞がある。
ここで、Ｚｎ^２＋は、通常、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ_２等の成分を用いることにより、光学ガラス内に含有し得る。よって、本発明の光学ガラスは、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ_２等の成分を用いることなく得られる。

［近赤外域に吸収をもつ成分］
更に、本発明の光学ガラスは、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない。光学ガラスが近赤外域に吸収をもつ成分を含有すると、近赤外領域での透過率が低下して、所望の性質を有する光学ガラスとならないためである。
ここで、近赤外域に吸収をもつ成分として、具体的には、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ等が挙げられる。なお、Ｙｂ_２Ｏ_３は、可視域に吸収をもたない。

［その他の成分］
本発明の光学ガラスは、本発明の目的から外れない限り、屈折率及びアッベ数の調整、溶融性の改善、耐失透性の向上などのために、上述した成分以外の成分、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＫＦ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、ＧｅＯ_２等を含有してもよい。

＜アッベ数及び屈折率＞
そして、上述した組成を有する本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ａで囲まれた領域内にあることが好ましい。アッベ数及び屈折率が上記領域内にある光学ガラスは、高い屈折率を有する上、分散性が非常に低いといえる。なお、通常は、上述した成分に関する必須要件を満たすとともに、ＳｉＯ_２及びＢ_２Ｏ_３の合計の割合を３２％以下とすることにより、光学ガラスのアッベ数及び屈折率を上記領域内とすることが可能である。
更に、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、上記直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｅ点（５５．８，１．７２４）、Ｆ点（５８．０，１．７２０）を順次直線で結んだ線分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｅ、Ｅ−Ｆ、Ｆ−Ａで囲まれた領域内にあることがより好ましい。アッベ数及び屈折率が上記領域内にある光学ガラスは、高屈折率と低分散性とが、極めて高いレベルでバランスしているといえる。なお、光学ガラスのアッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）を上記領域内とする方法としては、例えば、上述した成分に関する必須要件を満たすとともに、ＳｉＯ_２及びＢ_２Ｏ_３の合計の割合を３２％以下とし、且つ、Ｆ ⁻の割合を９％以下とすることが挙げられる。

＜近赤外領域での透過率＞
また、本発明の光学ガラスは、監視カメラ用レンズ等の製造に用いる観点から、近赤外領域での透過率が高いことが好ましい。具体的には、本発明の光学ガラスは、厚み５ｍｍにおける波長８００〜１１００ｎｍでの光線透過率が、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。なお、通常は、上述した成分に関する必須要件を満たすことにより、光学ガラスの光線透過率を上記領域内とすることが可能である。

＜製造方法＞
本発明の光学ガラスは、上述した成分に関する要件を満足すればよく、その製造方法については、特に限定されることなく、従来の製造方法に従えばよい。
例えば、各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩及び硝酸塩などを用意し、これらを所定の割合となるように秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない耐熱容器、例えば白金坩堝に投入して、電気炉にて１０００〜１２００℃に加熱して溶融しながら適時撹拌し、清澄、均質化する。そして、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷することで、本発明の光学ガラスを製造することができる。なお、ガラスの着色改善や脱泡のため、ごく少量（例えば、０．１％以下）のＳｂ_２Ｏ_３など、工業的に周知である脱泡成分を原料に加えることができる。

（ガラスプリフォーム）
本発明のガラスプリフォームは、本発明の光学ガラスを用いて得られるものである。ここで、ガラスプリフォームとは、モールドプレス成形に供されるガラス素材であって、プレス成形に先立って、好適な形状に予備成形されたガラス素材を指す。そして、本発明のガラスプリフォームは、高屈折率低分散性であり且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを用いて得られるため、高性能である。
かかるガラスプリフォームの形状としては、特に限定されない。また、ガラスプリフォームの製造方法としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）加熱、軟化、滴下工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、（２）切削、研磨工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、（３）加熱、軟化、滴下工程を経た後、更に切削、研磨工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、などが挙げられる。
また、本発明の光学ガラスを用いることで、例えば、周知の精密プレス成形法に用いられる予備成形されたガラス素材、即ちモールドプレス成形用ガラスプリフォームを好適に得ることができる。
なお、本発明のガラスプリフォームは、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、成分に関する必須要件、ひいては好ましいとされる要件を満たすことが好ましい。

（光学部品）
本発明の光学部品は、本発明の光学ガラスを用いて得られるものである。そして、本発明の光学部品は、高屈折率低分散性であり且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを用いて得られるため、高性能である。かかる光学部品としては、特に限定されないが、典型的なものとして、非球面レンズ、球面レンズ、平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズム、などが挙げられる。光学部品として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは、非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。
また、用途の観点からは、本発明の光学部品は、監視カメラ、車載カメラ等の撮像光学系を構成するレンズやプリズム、プロジェクタ等の投射光学系を構成するレンズやプリズム等とすることができる。そして、本発明の光学ガラスは、これらの中でも、監視カメラを構成するレンズやプリズムを製造するのに好適に用いることができる。
そして、本発明の光学部品は、例えば、本発明の光学ガラスから形成したストリップ材（板状の熱間成形品）、又は上述した本発明のガラスプリフォームに対して、研削研磨等の冷間加工や、モールドプレス成形を行うことで得ることができる。
なお、本発明の光学部品は、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、成分に関する必須要件、ひいては好ましいとされる要件を満たすことが好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１〜３に記載の組成比となるように、それぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩及び硝酸塩等を各成分の原料として、ガラス化した後に１００ｇとなるように秤量し、十分混合して、白金坩堝に投入し、電気炉にて１０００〜１２００℃に加熱して１〜２時間溶融しながら、適時撹拌して均質化を図った。次いで、清澄した溶融物を、予熱した金型内に鋳込み、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、実施例１〜４１及び比較例１〜３の光学ガラスをそれぞれ得た。

そして、それぞれの光学ガラスについて、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）の測定を行った。
また、実施例１３及び比較例１の光学ガラスについては、光線透過率の測定を行った。
更に、実施例１５及び１６については、白金坩堝を電気炉に投入して加熱を開始してから、坩堝内の原料混合物が完全溶融するまでに要した時間を、目視で確認しながら計測した。その結果、実施例１５では１０分であったのに対し、実施例１６では、１０分後には依然として一部の融け残りが見られ、完全溶融するまでに１５分を要した。

ここで、屈折率及びアッベ数の測定は、株式会社島津デバイス製「ＫＰＲ−２０００」を用いて行った。
また、光線透過率の測定は、３０ｍｍ×１３ｍｍ、厚み５ｍｍの両面が光学研磨された光学ガラスサンプルを用意し、株式会社日立ハイテクノロジーズ製「Ｕ−４１００」を用い、波長範囲を３００〜１２００ｎｍとして行った。
屈折率及びアッベ数の測定結果を表１〜３に示すとともに、当該結果を直交座標系にプロットしたものを図１に示す。また、光線透過率の測定結果を図２に示す。

表１〜３に示すように、本発明に従う実施例１〜４１の光学ガラスは、いずれも、高屈折率を有し且つ低分散性であることが分かる。具体的にいうと、これらの光学ガラスは、図１に示すように、アッベ数をｘ軸とし、屈折率をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ａで囲まれた領域内にあることが分かる。

これに対して、比較例１の光学ガラスは、低分散性に劣ることが少なくとも分かる。加えて、比較例１の光学ガラスは、図２に示されるように、３００〜４００ｎｍでの光線透過率が著しく悪化していることも分かる。これらは、ＺｎＯを含んでいること等に因るものと考えられる。
また、比較例２の光学ガラスは、高屈折率及び低分散性のバランスが良好ではないことが少なくとも分かる。これは、Ｌｉ_２Ｏを過剰に含んでいること等に因るものと考えられる。
更に、比較例３の光学ガラスは、低分散性に劣ることが少なくとも分かる。これは、ＺｎＯを含んでいること、ＬａＦ_３の含有量が不十分であること、ＬａＦ_３、ＧｄＦ_３及びＹＦ_３の合計の割合が不十分であること等に因るものと考えられる。

また、本発明に従う実施例１〜４１の光学ガラスは、いずれも、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しないため、近赤外領域での透過率が高いものと認めることができる。このことは、図２において、近赤外域に吸収をもつ成分であるＹｂ_２Ｏ_３を含有する比較例１の光学ガラスは、波長８００〜１１００ｎｍでの光線透過率が大きく落ち込んでいるのに対し、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない実施例１３の光学ガラスは、安定して光線透過率が８５％以上で維持されていることからも、明らかである。

なお、実施例１５と実施例１６とでは、Ｙ_２Ｏ_３を含有するか否かの点で相違しているところ、これらの原料混合物が完全溶融するまでの時間の比較から、Ｙ_２Ｏ_３を用いることにより、完全溶融が早まり、作業性及び製造容易性を向上させることができることが分かる。

本発明によれば、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、高性能なモールドプレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することができる。

Claims

質量％で、
ＳｉＯ₂：０％以上８％以下、
Ｂ₂Ｏ₃：１５％以上３５％以下、
Ｌａ₂Ｏ₃：０％以上５０％以下、
Ｇｄ₂Ｏ₃：０％以上５０％以下、
Ｙ₂Ｏ₃：０％以上２０％以下、
ＬａＦ₃：１０％以上６０％以下、
ＧｄＦ₃：０％以上２０％以下、
ＹＦ₃：０％以上２０％以下、
Ｌｉ₂Ｏ：０％以上３％未満、
ＬｉＦ：０％以上５％以下、
ＮａＦ：０％以上３％以下、
ＢａＯ：０％以上５％以下、
ＭｇＦ₂：０％以上５％以下、
ＣａＦ₂：０％以上１０％以下、
ＳｒＦ₂：０％以上２５％以下、
ＢａＦ₂：０％以上３０％以下、
ＡｌＦ₃：０％以上５％以下、
Ｔａ₂Ｏ₅：０％以上５％以下、
ＺｒＯ₂：０％以上５％以下、
Ｎｂ₂Ｏ₅：０％以上３％以下、
のみからなる組成を有し、
Ｌａ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃及びＹ₂Ｏ₃の合計の割合が１１％以上６２％以下であり、
ＬａＦ₃、ＧｄＦ₃及びＹＦ₃の合計の割合が１０％以上６０％以下であり、
質量％表示で、Ｌｉ⁺及びＮａ⁺の合計の割合が０％以上１．３５％以下であり、
Ｚｎ²⁺を含有せず、
近赤外域に吸収をもつ成分を含有せず、
アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ａで囲まれた領域内にある、
ことを特徴とする、光学ガラス。
請求項１に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする、ガラスプリフォーム。
請求項１に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする、光学部品。