JP7793309B2

JP7793309B2 - 光学ガラスの製造方法

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Publication number: JP7793309B2
Application number: JP2021121100A
Authority: JP
Inventors: 浄行桃野
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2026-01-05
Anticipated expiration: 2041-07-22
Also published as: JP2023016625A; CN115677211A

Description

本発明は、光学ガラスの製造方法に関する。

近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器や、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の画像再生（投影）機器等の各種光学機器の分野では、光学系で用いられるレンズやプリズム等の光学素子の枚数を削減し、光学系全体を軽量化及び小型化する要求が強まっている。

光学ガラスを製造する中で坩堝などによく用いられる白金は、融点が１７００℃超と高くガラスの熔解に適している反面、酸素と反応して劣化しやすいため、酸化された白金や白金イオンがガラス中に熔け出してしまう。ガラス中に熔け出した白金は可視光を吸収するため、最終製品である光学ガラスの着色を招く。

従って、白金の部材を用いて熔融しなければならない光学ガラスの製造においては、光学ガラス原料中の成分や熔融時のプロセスにおいて前記白金の熔出を防ぐような対策が試みられている。

特開２０１９－０１９０５０号公報特開２０２０－１６９１１６号公報

特許文献１では、熔解工程において水分量を高めることで白金由来の着色が低減されたガラスが得られることを見出している。
特許文献２では、ガラスを熔融する際にガラス原料中に還元剤を含有させることで、白金由来の着色が低減されたガラスが得られることを見出している。

しかし、白金を使用した部材で熔解しなければならない高融点の光学ガラス、例えばＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３系の光学ガラスにおいて、特に着色の原因と考えられるＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３などの遷移金属酸化物を含有する高屈折率低分散光学ガラスにおいては、水分量増加や還元剤を包含させるだけでは、その着色抑制効果が十分でなかった。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、着色の原因と考えられるＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３などの遷移金属酸化物を含有するＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３系高屈折率低分散光学ガラスにおいて、熔解過程で生じるガラスの着色を抑制することにある。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ_２Ｏ_３成分及びＬａ_２Ｏ_３成分を含む原料に、所定量のアルカリ金属酸化物を添加することによって、ガラスを熔解する過程においてガラスの着色を抑制できることを見出した。

具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１）
屈折率（ｎ_ｄ）が１．８５０００以上２．２００００以下であり、
λ_７０が４６０ｎｍ以下であり、
酸化物換算組成の質量％において
Ｂ_２Ｏ_３及びＳｉＯ_２成分の合計が１０～２５％
Ｌａ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３成分の合計が３０～６５％
ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３成分の合計が１０～３５％
Ｒｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）が０％超２．０％以下であり、
Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏの値が０％超である光学ガラス。

（２）ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量を１００％とした場合に、還元剤を外割で０．０１～２０．０％含有することを特徴とする（１）の光学ガラス。

（３）還元剤が硫黄及び／又は炭素或いはそれらの化合物であることを特徴とする（２）の光学ガラス。

（４）ＺｒＯ_２を２～１０％含有する（１）～（３）いずれか記載の光学ガラス。

（５）ガラス原料を熔融して光学ガラスを製造する方法であって、
前記ガラス原料は、
酸化物換算の質量％で、
Ｂ_２Ｏ_３及びＳｉＯ_２成分の合計が１０～２５％
Ｌａ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３成分の合計が３０～６５％
ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３成分の合計が１０～３５％
であり、
Ｒｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）を０％超２．０％以下であり、Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏの値が０％超であることを特徴とする、光学ガラスの製造方法。

（６）ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量を１００％とした場合に、還元剤を外割で０．０１～２０．０％加えることを特徴とする（５）の製造方法。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、Ｂ_２Ｏ_３成分及びＬａ_２Ｏ_３成分を主成分とする高屈折率低分散ガラスにおいて、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３成分などの着色原料を含むものであっても、少量のアルカリ金属酸化物であってＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ成分を含有させることで、ガラスの着色を抑制した光学ガラスを提供することである。

以下、本発明の光学ガラス及び光学ガラスの製造方法の実施形態について詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［ガラス成分］
本明細書中において各成分の含有量は特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。

Ｌａ_２Ｏ_３成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明のガラス中の必須成分である。特に、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有率を６５．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつアッベ数の大きなガラスを生産できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬａ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは６５．０％以下を上限とし、より好ましくは６２．０％以下、最も好ましくは５９．０％以下を上限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬａ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは３０．０％以上、好ましくは３５．０％以上、最も好ましくは４０．０％以上を下限とする。

Ｙ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を大きくする成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｙ_２Ｏ_３成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ所望の光学数を得ることが可能である。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＹ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、最も好ましくは１１．０％以下を上限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＹ_２Ｏ_３成分の含有率は０％でもガラスの作成は可能であるが、好ましくは０％超、より好ましくは３．０％以上、最も好ましくは５．０％超を下限とする。

本発明においては、Ｌａ_２Ｏ_３成分及びＹ_２Ｏ_３成分の合計量は、ガラスの耐失透性を高めつつ所望の光学定数を得るために好ましくは６５．０％以下を上限とし、より好ましくは６２．０％以下、最も好ましくは６０．０％以下を上限とする。他方、本発明において所望の高屈折率、低分散特性を得るために好ましくは３０．０％以上、より好ましくは３５．０％以上、より好ましくは４０．０％以上、最も好ましくは４５．０％以上を下限とする。

Ｇｄ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を大きくする成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｇｄ_２Ｏ_３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ所望の光学数を得ることが可能である。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＧｄ_２Ｏ_３成分含有率は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

Ｂ_２Ｏ_３成分は、安定なガラスの形成を促すことで耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有率を２５．０％以下にすることで、Ｂ_２Ｏ_３成分による屈折率の低下が抑えられるため、高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１５．０％以下を上限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１．０％以上、より好ましくは３．０％以上、最も好ましくは５．０％以上を下限とする。

ＳｉＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの着色を低減することで短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促すことでガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ_２成分の含有率を１５％以下にすることで、ＳｉＯ_２成分による屈折率の低下が抑えられるため、高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、最も好ましくは９．０％以下を上限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、最も好ましくは２．０％以上を下限とする。

本発明においては、Ｂ_２Ｏ_３成分及びＳｉＯ_２成分の合計量は、本発明において所望の高屈折率、低分散特性を得るために好ましくは２５．０％以下を上限とし、より好ましくは２３．０％以下、最も好ましくは２０．０％以下を上限とする。他方、本発明において耐失透性を高め安定的に製造可能とするために好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１１．０％以上、最も好ましくは１２．０％以上を下限とする。

ＴｉＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの化学的耐久性を高める成分であり、本発明のガラスの任意成分である。特に、ＴｉＯ_２成分を含むことで、高屈折率を得ることができ、且つ所望のアッベ数に調整することができる。一方、ＴｉＯ_２成分の含有率を３０．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を抑制し、かつ透過率の劣化を抑えることができる。ガラスのアッベ数を特に高めることができる観点からも、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは０％超、より好ましくは３．０％以上、最も好ましくは６．０％以上を下限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２０．０％以下、最も好ましくは１５．０％以下を上限とする。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高める成分であり、一方、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高め、耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮｂ_２Ｏ_５成分の含有率は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１３．０％以下、最も好ましくは１１．０％以下を上限とする。

ＷＯ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を上げる成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＷＯ_３成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めるとともに、短波長の可視光に対するガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＷＯ_３成分の含有率は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、最も好ましくは５．０％以下を上限とする。

本発明においては、ＴｉＯ_２成分、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３成分の合計量は、屈折率（ｎ_ｄ）を高めながら高屈折率化成分由来の還元色を低減するために、３５．０％以下を上限とし、より好ましくは２８．０％以下、最も好ましくは２５．０％以下を上限とする。他方、本発明において所望の高屈折率特性を得るために好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１２．０％以上、最も好ましくは１５．０％以上を下限とする。

ＺｒＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。一方で、ＺｒＯ_２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＺｒＯ_２成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｒＯ_２成分の含有率は、好ましくは１０．０％以下を上限とし、より好ましくは９．０％以下、最も好ましくは８．０％以下を上限とする。一方、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｒＯ_２成分の含有率は、好ましくは２．０％以上、より好ましくは３．０％以上、最も好ましくは４．０％以上を下限とする。

Ｌｉ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔解温度を下げる成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｌｉ_２Ｏ成分の含有率を２．０％以下にすることで、高屈折率を得易くすることができ、且つガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｉ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．９％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。

Ｎａ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔解温度を下げる成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｎａ_２Ｏ成分の含有率を２．０％以下にすることで、高屈折率を得易くすることができ、且つガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮａ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．９％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。

Ｋ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔解温度を下げる成分であり、またガラス溶融時の着色を抑える効果を奏する本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｋ_２Ｏ成分の含有率を２．０％以下にすることで、高屈折率を得易くすることができ、且つガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＫ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．９％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。

Ｒｂ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔解温度を下げる成分であり、またガラス溶融時の着色を抑える効果を奏する本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｒｂ_２Ｏ成分の含有率を２．０％以下にすることで、高屈折率を得易くすることができ、且つガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｂ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．９％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。

Ｃｓ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔解温度を下げる成分であり、またガラス溶融時の着色を抑える効果を奏する本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ｃｓ_２Ｏ成分の含有率を２．０％以下にすることで、高屈折率を得易くすることができ、且つガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＣｓ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．９％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。

本発明においては、Ｒｎ_２Ｏ（ＲｎはＬｉ成分、Ｎａ成分、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓ成分からなる群より選択される１種以上）の合計量は、本発明において所望の着色度を得るために２．０％以下を上限とし、より好ましくは１．０％以下、最も好ましくは０．８％以下を上限とする。他方、本発明において所望の高屈折率特性を得るために好ましくは０％を超え、より好ましくは０．０２％以上、最も好ましくは０．０４％以上を下限とする。

本発明においては、Ｒｎ_２Ｏ（ＲｎはＬｉ成分、Ｎａ成分、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓ成分からなる群より選択される１種以上）の合計量に対するＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、及びＣｓ_２Ｏ成分の比（Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏ）／Ｒｎ_２Ｏの比の値が０．００５～１．０であることが好ましい。Ｒｎ_２Ｏ成分において特にＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ及びＣｓ_２Ｏがガラス溶融時の着色を抑える効果が大きいため、（Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏ）／Ｒｎ_２Ｏの比の値は、好ましくは０．００５以上、より好ましくは０．０１以上、最も好ましくは０．０５以上となる。
本発明においては、アルカリ金属酸化物の中でも、特にＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ及びＣｓ_２Ｏ成分からなる群より選択される１種以上の合計量が０％超であることが好ましい。Ｋ_２Ｏ、Ｒｎ_２Ｏ及びＣｓ_２Ｏの合計量は、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．０１％以上、最も好ましくは０．０２％以上を下限とし、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．５％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

Ａｌ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上しつつ、ガラス熔融時の粘度を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの熔融性を高めつつ、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＡｌ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とする。

ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げ、且つガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を１５．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｎＯ成分の含有率は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、最も好ましくは９．０％以下を上限とする。

ＭｇＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める任意成分であり、且つ、可視光に対する透過率を低下し難くする成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＭｇＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とする。

ＣａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができ、且つガラスの耐失透性及び化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＣａＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、最も好ましくは１０．０％以下を上限とする。

ＳｒＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができ、且つガラスの耐失透性及び化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｒＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とする。

ＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高める成分であり、且つ、可視光に対する透過率を低下し難くする成分であり、本発明のガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができ、且つ耐失透性及び化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢａＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、最も好ましくは１０．０％以下を上限とする。

Ｔａ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる成分である。しかし高額であるためコストを下げるために、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

Ｐ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合にガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる成分である。Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

ＧｅＯ_２成分は、０％超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる成分である。ＧｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

Ｇａ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合にガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる成分である。Ｇａ_２Ｏ_３成分の含有量は、５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる成分である。Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

ＴｅＯ_２成分は、０％超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる成分である。ＴｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

ＳｎＯ_２成分は、０％超含有する場合に熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる成分である。ＳｎＯ_２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

Ｆ成分は、０％超含有する場合にガラスの熔融性を高めることができる成分であるが、一方で含有量が多いとＦ成分の揮発による失透を招いてしまう。Ｆ成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に熔融ガラスを脱泡できる成分である。
他方で、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下を上限とする。

本発明の光学ガラスは、還元剤を添加してガラス中への白金混入を抑え、透過率を向上させることができる。ガラス原料に還元剤を添加して白金由来の着色を低減させることができる。使用できる還元剤は特に限定されるものではないが、還元剤としては、例えば、カーボン、Ｓ等の単元素、スクロース等の有機化合物、また、硫酸アンモニウム等の熱分解時に還元性ガスを発生させる原料が挙げられる。
還元剤の添加量は、ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量を１００％とした場合に、還元剤を外割で０．０１～２０．０％含有することを特徴とする。
ここで「ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量」とは、還元剤以外のガラス原料が全て酸化物になった場合の総重量を１００％とした場合に,添加される還元剤の全質量を％表示したものである。
還元剤の添加量は好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上、最も好ましくは０．０３％以上であり、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、最も好ましくは１０．０以下である。

本発明においては、還元剤として硫黄又は硫黄化合物、炭素又は炭素化合物を使用することが好ましい。
この場合、還元剤が硫黄化合物又は炭素化合物である場合には、添加量は当該化合物中の炭素又は硫黄元素の部分の質量に換算して、前記好ましい添加量にて添加する。

本発明において、以下の成分を合計して９５．０％以上、９７．０％以上、９８．０％以上の順に含有していることが好ましい。
Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分、Ｙｂ_２Ｏ_３成分、ＳｉＯ_２成分、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ａｌ_２Ｏ_３成分、ＴｉＯ_２成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分、ＺｎＯ成分、ＺｒＯ_２成分、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分、ＢａＯ成分、Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分、Ｋ_２Ｏ成分、Ｔａ_２Ｏ_５成分。

＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない
成分について説明する。

他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｎｄ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。

さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。

［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。

［物性］
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎ_ｄ）は、１．８５０００以上が好ましい。本発明のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは１．８５０００以上、より好ましくは１．８６０００以上、さらに好ましくは１．８８０００以上を下限とする。この屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは２．２００００以下、より好ましくは２．１００００以下、さらに好ましくは２．０５０００以下を上限としてもよい。また、本発明のガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは２０．００以上、より好ましくは２３．００以上、さらに好ましくは２５．００以上を下限とする。このアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは４５．００以下、より好ましくは４０．００以下、さらに好ましくは３７．００以下を上限とする。

本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
本発明のガラスの厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す最も短い波長（λ_７０）は、好ましくは４６０ｎｍ以下、より好ましくは４５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４３０ｎｍ以下を上限とする。

［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。

このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。

本発明のガラスの実施例及び比較例の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、分光透過率が７０％及び５％を示す波長（λ_７０、λ_５）の結果を表に示す。以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。

本発明の実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して、均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。

実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、ＪＩＳＢ７０７１－２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（ν_ｄ）は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｆ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｃ）の値を用いて、アッベ数（ν_ｄ）＝[（ｎ_ｄ－１）／（ｎ_Ｆ－ｎ_Ｃ）]の式から算出した。そして、求められた屈折率（ｎ_ｄ）及びアッベ数（ν_ｄ）の値から、関係式ｎ_ｄ＝－ａ×ν_ｄ＋ｂにおける、傾きａが０．０１のときの切片ｂを求めた。

実施例及び比較例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２－２００３に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００～８００ｎｍの分光透過率を測定し、光線透過率（分光透過率）、λ_７０（透過率７０％時の波長）及びλ_５（透過率７０％時の波長）を求めた。

本発明の実施例の本発明のガラスは、いずれもλ_７０（透過率７０％時の波長）が４５０ｎｍ以下であった。より詳細には、本発明の実施例の本発明のガラスは、いずれもλ_７０（透過率７０％時の波長）が４３０ｎｍ以下だった。一方で、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ及びＣｓ_２Ｏのいずれも含有しない比較例１～３のガラスは、λ_７０が４６０ｎｍより大きかった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて着色し難いことが明らかになった。

従って、本発明の実施例の光学ガラスは、所定量のＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ及びＣｓ_２Ｏを包含するアルカリ金属化合物を添加することによって、ガラスを熔解する過程の着色を抑制できることが明らかになった。

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

Claims

屈折率（ｎ_ｄ）が１．８８０００以上２．２００００以下であり、λ₇₀が４３０ｎｍ以下であり、
酸化物換算組成の質量％で、
Ｂ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂成分の合計が１２．０～２０．０％、
Ｌａ₂Ｏ₃及びＹ₂Ｏ₃成分の合計が３０～６５％、
ＴｉＯ₂成分が１３．３６％以上であり且つＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅及びＷＯ₃成分の合計が２２．１１～３５％、
Ｐ₂Ｏ₅成分が５．０％以下
であり、
Ｒｂ₂Ｏ成分が０％超又はＣｓ₂Ｏ成分が０％超であり且つＲｎ₂Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）の合計量が０％超０．０５％以下、あるいは、Ｋ₂Ｏ成分が０％超であり且つＲｎ₂Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）の合計量が０％超０．０５％以下である、
光学ガラス。
ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量を１００％とした場合に、還元剤を外割で０．０１～２０．０％含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
還元剤が硫黄及び／又は炭素或いはそれらの化合物であることを特徴とする請求項２に記載の光学ガラス。
ＺｒＯ₂成分を２～１０％含有する請求項１～３のいずれかに記載の光学ガラス。
ガラス原料を熔融してλ ₇₀ が４３０ｎｍ以下の光学ガラスを製造する方法であって、
前記ガラス原料は、
酸化物換算の質量％で、
Ｂ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂成分の合計が１２．０～２０．０％、
Ｌａ₂Ｏ₃及びＹ₂Ｏ₃成分の合計が３０～６５％、
ＴｉＯ₂成分が１３．３６％以上であり且つＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅及びＷＯ₃成分の合計が２２．１１～３５％、
Ｐ₂Ｏ₅成分が５．０％以下
であり、
Ｒｂ₂Ｏ成分が０％超又はＣｓ₂Ｏ成分が０％超であり且つＲｎ₂Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）の合計量が０％超０．０５％以下、あるいは、Ｋ₂Ｏ成分が０％超であり且つＲｎ₂Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）の合計量が０％超０．０５％以下であることを特徴とする、
光学ガラスの製造方法。
ガラス原料から酸化物換算したガラス全質量を１００％とした場合に、還元剤を外割で０．０１～２０．０％加えることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。