(57)【要約】【課題】高屈折率及び低分散の光学特性を有し、且つ、失透をより低減して安定して得ることが可能な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供する。【解決手段】光学ガラスは、カチオン％（モル％）表示で、Ｐ５＋を１７．０％以上４２．０％以下、Ａｌ３＋を７．０％以上３０．０％以下、Ｍｇ２＋を０％超２２．０％以下、Ｃａ２＋を０％超２５．０％以下、Ｓｒ２＋を０％超３０．０％以下、Ｂａ２＋を０％超３５．０％以下含有し、アニオン％（モル％）表示で、Ｆ−の含有率が３７．０〜６４．０％、Ｏ２−の含有率が３６．０〜６３．０％であり、屈折率（ｎｄ）が１．４８以上１．５８以下であり、７０以上８８以下のアッベ数（νｄ）を有し、液相温度が８００℃以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン％（モル％）表示で、
Ｐ５＋を１７．０％以上４２．０％以下、
Ａｌ３＋を７．０％以上３０．０％以下、
Ｍｇ２＋を０％超２２．０％以下、
Ｃａ２＋を０％超２５．０％以下、
Ｓｒ２＋を０％超３０．０％以下、
Ｂａ２＋を０％超３５．０％以下
含有し、
アニオン％（モル％）表示で、
Ｆ−の含有率が３７．０〜６４．０％、
Ｏ２−の含有率が３６．０〜６３．０％
であり、
屈折率（ｎｄ）が１．４８以上１．５８以下であり、７０以上８８以下のアッベ数（νｄ）を有し、
液相温度が８００℃以下である、光学ガラス。
【請求項２】
Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋からなる群から選ばれる１種以上の合計含有率（Ｒ２＋：カチオン％）が３７．０〜６３．０％である請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
カチオン％（モル％）表示で、
Ｌａ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｇｄ３＋の含有率が０〜１２．０％、
Ｙ３＋の含有率が０〜１２．０％、
Ｙｂ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｌｕ３＋の含有率が０〜１０．０％
である請求項１又は２記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋からなる群から選択される１種以上の合計含有率（Ｌｎ３＋：カチオン％）が１３．０％以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項５】
カチオン％（モル％）表示で、
Ｌｉ＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｎａ＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｋ＋の含有率が０〜１０．０％
である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項６】
Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋からなる群から選択される１種以上の合計含有率（Ｒｎ＋：カチオン％）が１０．０％以下である請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項７】
カチオン％（モル％）表示で、
Ｓｉ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｂ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｚｎ２＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔｉ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｎｂ５＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｗ６＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｚｒ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔａ５＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｇｅ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｂｉ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔｅ４＋の含有率が０〜１０．０％
である請求項１から６のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、光学素子及びプリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
光学系を構成する光学素子の材料として、１．４８以上１．５８以下の屈折率（ｎｄ）と７０以上８８以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率低分散ガラスとしては、例えば特許文献１〜３に代表されるようなガラス組成物が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５５８８３号公報
【特許文献２】特開２０１１−３７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載されるようなフツリン酸塩系のガラスは、特にガラスを作製する際やガラスを加熱成形する際に、失透を生じる懸念があった。そのため、失透をより低減して安定して得ることが可能な、高屈折率低分散ガラスが望まれている。
【０００６】
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、高屈折率及び低分散の光学特性を有し、且つ、失透をより低減して安定して得ることが可能な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、カチオン成分として、Ｐ５＋、Ａｌ３＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋及びＢａ２＋をガラスに含有させ、且つ各成分の含有量を調整することによって、所望の屈折率及びアッベ数を有しながらも、液相温度の低い安定なガラスが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１）  カチオン％（モル％）表示で、
Ｐ５＋を１７．０％以上４２．０％以下、
Ａｌ３＋を７．０％以上３０．０％以下、
Ｍｇ２＋を０％超２２．０％以下、
Ｃａ２＋を０％超２５．０％以下、
Ｓｒ２＋を０％超３０．０％以下、
Ｂａ２＋を０％超３５．０％以下
含有し、
アニオン％（モル％）表示で、
Ｆ−の含有率が３７．０〜６４．０％、
Ｏ２−の含有率が３６．０〜６３．０％
であり、
屈折率（ｎｄ）が１．４８以上１．５８以下であり、７０以上８８以下のアッベ数（νｄ）を有し、
液相温度が８００℃以下である、光学ガラス。
【０００９】
（２）  Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋からなる群から選ばれる１種以上の合計含有率（Ｒ２＋：カチオン％）が３７．０〜６３．０％である（１）記載の光学ガラス。
【００１０】
（３）  カチオン％（モル％）表示で、
Ｌａ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｇｄ３＋の含有率が０〜１２．０％、
Ｙ３＋の含有率が０〜１２．０％、
Ｙｂ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｌｕ３＋の含有率が０〜１０．０％
である（１）又は（２）記載の光学ガラス。
【００１１】
（４）  Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋からなる群から選択される１種以上の合計含有率（Ｌｎ３＋：カチオン％）が１３．０％以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１２】
（５）  カチオン％（モル％）表示で、
Ｌｉ＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｎａ＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｋ＋の含有率が０〜１０．０％
である（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１３】
（６）  Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋からなる群から選択される１種以上の合計含有率（Ｒｎ＋：カチオン％）が１０．０％以下である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１４】
（７）  カチオン％（モル％）表示で、
Ｓｉ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｂ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｚｎ２＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔｉ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｎｂ５＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｗ６＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｚｒ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔａ５＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｇｅ４＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｂｉ３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｔｅ４＋の含有率が０〜１０．０％
である（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１５】
（８）  （１）から（７）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【００１６】
（９）  （１）から（７）のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密モールドプレス成形用のプリフォーム。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高屈折率及び低分散の光学特性を有し、且つ、失透し難く安定して得ることが可能な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の光学ガラスは、カチオン％（モル％）表示で、Ｐ５＋を１７．０％以上４２．０％以下、Ａｌ３＋を７．０％以上３０．０％以下、Ｍｇ２＋を０％超２２．０％以下、Ｃａ２＋を０％超２５．０％以下、Ｓｒ２＋を０％超３０．０％以下、Ｂａ２＋を０％超３５．０％以下含有し、アニオン％（モル％）表示で、Ｆ−の含有率が３７．０〜６４．０％、Ｏ２−の含有率が３６．０〜６３．０％であり、屈折率（ｎｄ）が１．４８以上１．５８以下であり、７０以上８８以下のアッベ数（νｄ）を有し、液相温度が８００℃以下である。カチオン成分として、Ｐ５＋、Ａｌ３＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋及びＢａ２＋をガラスに含有させ、且つ各成分の含有量を調整することによって、高屈折率及び低分散の光学特性を有し、且つ、液相温度の低い光学ガラスが得られるため、失透し難く安定して得ることが可能な光学ガラスを得ることができる。
【００１９】
以下、本発明の光学ガラス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。
【００２０】
＜ガラス成分＞
本発明の光学ガラスを構成する各成分について説明する。
本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全てモル比に基づくカチオン％又はアニオン％で表示されるものとする。ここで、「カチオン％」及び「アニオン％」（以下、「カチオン％（モル％）」及び「アニオン％（モル％）」と表記することがある）は、本発明の光学ガラスのガラス構成成分をカチオン成分及びアニオン成分に分離し、それぞれにおいて合計割合を１００モル％として、ガラス中に含有される各成分の含有率を表記した組成である。
なお、各成分のイオン価は便宜的に代表値を用いているに過ぎないため、他のイオン価のものと区別するものではない。光学ガラス中に存在する各成分のイオン価は、代表値以外である可能性がある。例えば、Ｐは、通常イオン価が５価の状態でガラス中に存在するので、本明細書中では「Ｐ５＋」と表しているが、他のイオン価の状態で存在する可能性がある。このように、厳密には他のイオン価の状態で存在するものであっても、本明細書では、各成分が代表値のイオン価でガラス中に存在するものとして扱う。
【００２１】
［カチオン成分について］
Ｐ５＋は、ガラス形成成分であり、ガラスの液相温度を低くして失透を低減し、屈折率を高める性質を有する。そのため、Ｐ５＋の含有率は、好ましくは１７．０％以上、より好ましくは２０．０％超、さらに好ましくは２３．０％超、さらに好ましくは２６．０％超、さらに好ましくは２８．０％以上とする。
他方で、Ｐ５＋の含有率を４２．０％以下の範囲内に低減することで、アッベ数を高めることができる。そのため、Ｐ５＋の含有率は、好ましくは４２．０％を上限とし、より好ましくは３９．０％未満、さらに好ましくは３６．０％未満、さらに好ましくは３３．０％未満とする。
【００２２】
Ａｌ３＋は、ガラスの液相温度を低くして失透を低減し、アッベ数を高め、磨耗度を低くする性質を有する。そのため、Ａｌ３＋の含有率は、好ましくは７．０％以上、より好ましくは１０．０％超、さらに好ましくは１３．０％超、さらに好ましくは１５．０％超とする。
他方で、Ａｌ３＋の含有率を３０．０％以下の範囲内に低減することで、屈折率を高めることができる。そのため、Ａｌ３＋の含有率は、好ましくは３０．０％を上限とし、より好ましくは２７．０％未満、さらに好ましくは２５．０％未満、さらに好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２１．０％未満とする。
【００２３】
Ｍｇ２＋は、ガラスの液相温度を低くして失透を低減し、摩耗度を低くする性質を有する。そのため、Ｍｇ２＋の含有率の下限は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超、さらに好ましくは５．７％以上とする。
他方で、Ｍｇ２＋の含有率を２２．０％以下の範囲内に低減することで、過剰な含有による失透を低減し、所望の高い屈折率を得易くすることができる。そのため、Ｍｇ２＋の含有率は、好ましくは２２．０％を上限とし、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１７．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満とする。
【００２４】
Ｃａ２＋は、ガラスの液相温度を低くして失透を低減し、屈折率の低下を抑制し、磨耗度を低くする性質を有する。そのため、Ｃａ２＋の含有率の下限を、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超とする。
他方で、Ｃａ２＋の含有率を２５．０％以下の範囲内に低減することで、過剰な含有による失透を低減し、所望の高い屈折率を得易くすることができる。そのため、Ｃａ２＋の含有率は、好ましくは２５．０％を上限とし、より好ましくは２２．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１７．０％未満とする。
【００２５】
Ｓｒ２＋は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を低くして失透を低減し、屈折率の低下を抑制する性質を有する。そのため、Ｓｒ２＋の含有率は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超とする。
他方で、Ｓｒ２＋の含有率を３０．０％以下の範囲内に低減することで、過剰な含有による失透を低減し、所望の高い屈折率を得易くすることができる。そのため、Ｓｒ２＋の含有率は、好ましくは３０．０％を上限とし、より好ましくは２７．０％未満、さらに好ましくは２４．０％未満、さらに好ましくは２１．０％未満とする。
【００２６】
Ｂａ２＋は、ガラスの耐失透性を高め、低い分散性を維持し、屈折率を高める性質を有する。そのため、Ｂａ２＋の含有率は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超、さらに好ましくは８．０％超とする。
他方で、Ｂａ２＋の含有率を３５．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの耐失透性を高め、比重を小さくすることができる。そのため、Ｂａ２＋の含有率は、好ましくは３５．０％を上限とし、より好ましくは３２．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満、さらに好ましくは２７．０％未満、さらに好ましくは２５．０％未満とする。
【００２７】
Ｒ２＋は、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋からなる群から選ばれる１種以上である。また、Ｒ２＋の合計含有率は、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋からなる群から選ばれる１種以上の合計である。
ここで、Ｒ２＋の合計含有率を３７．０〜６３．０％の範囲内にすることで、より液相温度が低く、耐失透性の高いガラスを得ることができる。
そのため、Ｒ２＋の合計含有率の下限は、好ましくは３７．０％以上、より好ましくは４０．０％超、さらに好ましくは４３．０％超、さらに好ましくは４６．０％超とする。また、Ｒ２＋の合計含有率の上限は、好ましくは６３．０％以下、より好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５７．０％未満、さらに好ましくは５４．０％未満とする。
【００２８】
本発明の光学ガラスは、Ａｌ３＋含有率（カチオン％）に対するＲ２＋の合計含有率（カチオン％）の比（Ｒ２＋／Ａｌ３＋）が１．５０以上６．００以下であることが好ましい。
特に、この比（Ｒ２＋／Ａｌ３＋）を１．５０以上にすることで、ガラスの屈折率を高めることできる。そのため、この（Ｒ２＋／Ａｌ３＋）比は、好ましくは１．５０、より好ましくは１．８０、さらに好ましくは２．１０、さらに好ましくは２．４０を下限とする。
他方で、この比（Ｒ２＋／Ａｌ３＋）を６．００以下にすることで、必要以上の屈折率の上昇を抑えるとともに、アッベ数を大きくすることができる。そのため、この（Ｒ２＋／Ａｌ３＋）比は、好ましくは６．００、より好ましくは５．４０、さらに好ましくは４．８０、さらに好ましくは４．２０、さらに好ましくは３．７０、さらに好ましくは３．３０を上限とする。
【００２９】
また、本発明の光学ガラスは、Ａｌ３＋含有率（カチオン％）に対するＢａ２＋含有率（カチオン％）の比（Ｂａ２＋／Ａｌ３＋）が２．５０以下であることが好ましい。この比（Ｂａ２＋／Ａｌ３＋）を小さくすることで、屈折率の必要以上の上昇を抑えることができる。そのため、この（Ｂａ２＋／Ａｌ３＋）比は、好ましくは２．５０、より好ましくは２．００、さらに好ましくは１．８０、さらに好ましくは１．５０、さらに好ましくは１．３０を上限とする。
他方で、（Ｂａ２＋／Ａｌ３＋）比の下限は、好ましくは０超、より好ましくは０．２０超、さらに好ましくは０．４０超としてもよい。
【００３０】
また、本発明の光学ガラスは、Ｍｇ２＋含有率（カチオン％）に対するＢａ２＋含有率（カチオン％）の比（Ｂａ２＋／Ｍｇ２＋）が５．００以下であることが好ましい。これにより、液相温度が低く耐失透性の高いガラスを得ることができる。そのため、この（Ｂａ２＋／Ｍｇ２＋）比は、好ましくは５．００、より好ましくは４．５０、さらに好ましくは４．００、さらに好ましくは３．８０、さらに好ましくは３．５０、さらに好ましくは３．２０、さらに好ましくは３．００を上限とする。
なお、（Ｂａ２＋／Ｍｇ２＋）比の下限は、好ましくは０超、より好ましくは０．５０超、さらに好ましくは０．７０超、さらに好ましくは０．９０超としてもよい。
【００３１】
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋は、少なくともいずれかを０％超含有する場合に、低い分散性（高いアッベ数）を維持し、屈折率を高め、さらに耐失透性を高める性質を有する任意成分である。特に、Ｇｄ３＋及びＹ３＋の一方又は両方の含有率は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、さらに好ましくは１．０％超としてもよい。
他方で、Ｌａ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋のうち少なくともいずれかの含有率を１０．０％以下の範囲内に低減し、またはＧｄ３＋及びＹ３＋の一方又は両方の含有率を１２．０％以下の範囲内に低減することで、これらの成分の過剰な含有による失透を低減することができる。そのため、Ｌａ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋の含有率は、それぞれ好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。また、Ｇｄ３＋及びＹ３＋の一方又は両方の含有率は、好ましくは１２．０％を上限とし、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．５％未満とする。
【００３２】
Ｌｎ３＋は、Ｙ３＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋からなる群から選択される１種以上である。また、Ｌｎ３＋の合計含有率は、Ｙ３＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙｂ３＋及びＬｕ３＋からなる群から選択される１種以上の合計である。
ここで、Ｌｎ３＋の合計含有率を１３．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスを失透し難くすることができる。そのため、Ｌｎ３＋の合計含有率は、好ましくは１３．０％を上限とし、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満とする。
他方で、Ｌｎ３＋の合計含有率の下限は、屈折率及びアッベ数をより高める観点から、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、さらに好ましくは１．０％超としてもよい。
【００３３】
Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋は、少なくともいずれかを０％超含有する場合に、ガラス形成時の耐失透性を維持しつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げる性質を有する任意成分である。
他方で、Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋のうち、少なくともいずれかの含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの磨耗度を低減し、化学的耐久性を高めることができる。そのため、Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋の含有率は、各々、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．３％以下とする。また、Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋のうち、少なくともいずれかを含有しなくてもよい。
【００３４】
Ｒｎ＋は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋からなる群から選択される１種以上である。また、Ｒｎ＋の合計含有率は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋及びＫ＋からなる群から選択される１種以上の合計である。
ここで、Ｒｎ＋の合計含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの磨耗度を低減し、化学的耐久性を高めることができる。そのため、Ｒｎ＋の合計含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．３％以下とする。
【００３５】
Ｓｉ４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高め、屈折率を高め、磨耗度を低下させる性質を有する任意成分である。
他方で、Ｓｉ４＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、Ｓｉ４＋の過剰含有によるガラスの失透を低減することができる。そのため、Ｓｉ４＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とし、最も好ましくは含有しない。
【００３６】
Ｂ３＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高め、屈折率を高め、磨耗度を低下させる性質を有する任意成分である。
他方で、Ｂ３＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。そのため、Ｂ３＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とし、最も好ましくは含有しない。
【００３７】
本発明の光学ガラスは、Ｐ５＋、Ｓｉ４＋及びＢ３＋の含有率の合計（カチオン％）が１７．０％以上４２．０％以下であることが好ましい。
ここで、Ｐ５＋、Ｓｉ４＋及びＢ３＋の含有率の合計を１７．０％以上にすることで、ガラスの屈折率を高めることができる。そのため、これらの含有率の和（Ｐ５＋＋Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）は、好ましくは１７．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは２３．０％、さらに好ましくは２６．０％を下限とする。
また、Ｐ５＋、Ｓｉ４＋及びＢ３＋の含有率の合計を４２．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数を高めることができる。そのため、これらの含有率の和（Ｐ５＋＋Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）は、好ましくは４２．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは３７．０％、さらに好ましくは３３．０％を上限とする。
【００３８】
Ｚｎ２＋は、０％超含有する場合に、ガラスの線膨張係数を小さくし、ガラス転移点を低くし、ガラスの耐失透性や耐酸性を高める性質を有する。
他方で、Ｚｎ２＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、所望の低いアッベ数を得易くすることができる。そのため、Ｚｎ２＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とし、最も好ましくは含有しない。
【００３９】
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５及びＷ６＋は、少なくともいずれかを０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高める性質を有する任意成分である。加えて、Ｎｂ５＋は化学的耐久性を高める性質を有し、Ｗ６＋はガラス転移点を低くする性質を有する成分でもある。
他方で、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５及びＷ６＋の少なくともいずれかの含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、所望の高いアッベ数を得易くすることができる。加えて、Ｔｉ４＋及びＷ６＋の含有率をこれらの範囲内に低減させることで、ガラスの着色を低減することができる。従って、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５及びＷ６＋の含有率は、各々、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
【００４０】
Ｚｒ４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高める性質を有する任意成分である。
他方で、Ｚｒ４＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラス中の成分の揮発による脈理を低減することができる。そのため、Ｚｒ４＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
【００４１】
Ｔａ５＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高める性質を有する任意成分である。
他方で、Ｔａ５＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの失透を低減することができる。そのため、Ｔａ５＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
【００４２】
Ｇｅ４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、耐失透性を高める性質を有する任意成分である。
他方で、Ｇｅ４＋の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの材料コストを低減することができる。そのため、Ｇｅ４＋の含有率は、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
【００４３】
Ｂｉ３＋及びＴｅ４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、ガラス転移点を低くする性質を有する任意成分である。
他方で、Ｂｉ３＋及びＴｅ４の少なくとも一方の含有率を１０．０％以下の範囲内に低減することで、ガラスの着色や失透を低減することができる。そのため、Ｂｉ３＋及びＴｅ４の含有率は、各々、好ましくは１０．０％を上限とし、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
【００４４】
［アニオン成分について］
Ｆ−は、ガラスの異常分散性及びアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、ガラスを失透し難くする性質を有する。そのため、Ｆ−の含有率は、好ましくは３７．０％以上、より好ましくは４０．０％超、さらに好ましくは４３．０％超、さらに好ましくは４６．０％超とする。
他方で、Ｆ−は、含有率が多いと、ガラスのアッベ数を過剰に高め、屈折率を低下させ、液相温度を低下させ、磨耗度を低下させる性質を有する。そのため、Ｆ−の含有率は、好ましくは６４．０％以下、より好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５７．０％未満、さらに好ましくは５３．０％未満とする。
【００４５】
Ｏ２−は、ガラスの失透を抑制し、磨耗度の上昇を抑制する性質を有する。そのため、Ｏ２−の含有率は、好ましくは３６．０％以上、より好ましくは４０．０％超、さらに好ましくは４３．０％超、さらに好ましくは４７．０％超とする。
他方で、他のアニオン成分による効果を得易くするため、Ｏ２−の含有率は、好ましくは６３．０％以下、より好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５７．０％未満、さらに好ましくは５４．０％未満とする。
【００４６】
また、ガラスの失透を抑制する観点から、Ｏ２−の含有率とＦ−の含有率の合計は、好ましくは９８．０％、より好ましくは９９．０％を下限とし、さらに好ましくは１００％とする。すなわち、Ｏ２−とＦ−以外のアニオン成分、例えばＣｌ−やＢｒ−、Ｉ−からなる群から選択される１種以上の含有量の合計は、好ましくは２．０％、より好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは０％とする。
【００４７】
本発明の光学ガラスは、Ｐ５＋含有率（カチオン％）に対するＦ−含有率（アニオン％）の比（Ｆ−／Ｐ５＋）が、１．００以上であることが好ましい。この比（Ｆ−／Ｐ５＋）を大きくすることで、ガラスのアッベ数を高めることができる。そのため、この（Ｆ−／Ｐ５＋）比は、好ましくは１．００、より好ましくは１．２０、さらに好ましくは１．４０を下限としてもよい。
他方で、（Ｆ−／Ｐ５＋）比の上限は、ガラスの液相温度を高めて失透を低減する観点から、好ましくは３．００以下、より好ましくは２．５０未満、さらに好ましくは２．２０未満、さらに好ましくは２．０５以下、さらに好ましくは１．９５以下としてもよい。
【００４８】
本発明の光学ガラスは、Ｂａ２＋の含有率（カチオン％）とＦ−の含有率（アニオン％）の合計（Ｂａ２＋＋Ｆ−）が、８７．０％以下であることが好ましい。これにより、ガラスの液相温度を高めて失透を低減することができる。そのため、Ｂａ２＋の含有率とＦ−の含有率の和（Ｂａ２＋＋Ｆ−）は、好ましくは８７．０％、より好ましくは８５．０％、さらに好ましくは８２．０％、さらに好ましくは８０．０％、さらに好ましくは７７．７％を上限とする。
なお、Ｂａ２＋の含有率とＦ−の含有率の和（Ｂａ２＋＋Ｆ−）の下限は、好ましくは３７．０％超、より好ましくは４５．０％超、さらに好ましくは５０．０％超、さらに好ましくは５５．０％超、さらに好ましくは５８．０％超としてもよい。
【００４９】
［その他の成分について］
本発明の光学ガラスには、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、添加できる。
【００５０】
［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。
【００５１】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ及びＭｏ等の遷移金属のカチオンは、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。
【００５２】
Ｐｂ、Ａｓ、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅのカチオンは、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。また、Ｓ（硫黄）のカチオンも、有害な化学物質（ＳＯｘ等）を生成しうる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらのうち１種以上の含有量を、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．５％未満とし、最も好ましくは、これらのうち１種以上を実質的に含有しない。
【００５３】
なお、本明細書における「実質的に含有しない」とは、好ましくは含有量を０．１％未満にすることであり、より好ましくは不可避不純物として含まれるものを除いて含有しないことである。
【００５４】
ＳｂやＣｅのカチオンは、脱泡剤として有用ではあるが、環境に不利益を及ぼす成分として、近年光学ガラスに含めないようにする傾向がある。そのため、本発明の光学ガラスでは、このような点からＳｂやＣｅも実質的に含有しないことが好ましい。
【００５５】
［製造方法］
本発明の光学ガラスの製造方法は特に限定されない。例えば、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝又は白金坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて９００〜１２００℃の温度範囲で２〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、８５０℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより製造することができる。
【００５６】
［物性］
本発明の光学ガラスは、失透をより低減して安定して得ることが可能である。特に、本発明の光学ガラスにおける液相温度は、好ましくは８００℃を上限とし、より好ましくは７８０℃、７６０℃、７４０℃、７２０℃、７００℃及び６８０℃のいずれかを上限とする。これにより、ガラスを得る際や、得られたガラスを加熱成形する際に、ガラスが失透し難くなるため、所望の光学特性を有する透明な光学ガラスを安定して得ることができる。
本発明における液相温度は、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に２５ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れてアルミナ製のフタをして、９５０℃で完全に熔融状態にし、９００℃〜６００℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して４時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときの、結晶が認められない一番低い温度とした。
なお、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は、特に限定されず、熔融状態にしたガラス試料を６００℃まで降温しても結晶が認められないもの（すなわち、液相温度が６００℃以下のもの）を、本発明の光学ガラスに含めてもよい。また、６２０℃又は６５０℃を液相温度の下限としてもよい。
【００５７】
本発明の光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、低い分散性（高いアッベ数）を有する。
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．４８以上１．５８以下であることが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスは、屈折率の下限が、好ましくは１．４８、より好ましくは１．５０、さらに好ましくは１．５２である。他方で、本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）の上限が、好ましくは１．５８、より好ましくは１．５６、さらに好ましくは１．５４又はそれ未満である。
本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）が７０以上８８以下であることが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）の下限が、好ましくは７０、より好ましくは７３、さらに好ましくは７５である。他方で、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）の上限が、好ましくは８８、より好ましくは８５、さらに好ましくは８２、さらに好ましくは７９である。
このような高屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ（色収差）を小さくできる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
【００５８】
［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モールドプレス成形等の加熱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モールド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。
【００５９】
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モールド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、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。
【００６０】
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的には車載用光学機器やプロジェクタやコピー機等の、高温になり易い機器に用いることができる。
【実施例】
【００６１】
本発明の光学ガラスである実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３１）及び比較例（Ｎｏ．Ａ）のガラスの組成（カチオン％表示又はアニオン％表示のモル％で示す）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、液相温度の結果を表１〜表４に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。
【００６２】
各実施例及び比較例では、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の弗燐酸塩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、白金坩堝に投入して坩堝に蓋をし、電気炉を用いて９５０℃で２時間にわたり加熱して、原料を溶解するとともに攪拌均質化して泡切れ等を行い、その後、７００℃以下に温度を下げてから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。得られたガラスについて、ＩＣＰ発光分光分析法により元素分析を行い、ガラス組成のうちカチオン成分の組成（カチオン％）を求めた。他方で、アニオン成分の組成については、Ｆ−の含有量をイオンクロマトグラフ法で、Ｏ２−の含有量を赤外線吸収法でそれぞれ測定し、これらの合計に対するＦ−及びＯ２−の含有量（アニオン％）を求めた。得られたガラスの組成（分析組成）は、表に示すとおりであった。
【００６３】
実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ７０７１−２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて測定した。ここで、屈折率（ｎｄ）は、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（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線に対する屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。
【００６４】
実施例及び比較例のガラスの液相温度としては、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に２５ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れてアルミナ製のフタをして、９５０℃で完全に熔融状態にし、９００℃〜６００℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して４時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときの、結晶が認められない一番低い温度を求めた。
【００６５】
【表１】
2020111497.tif 000002
【００６６】
【表２】
2020111497.tif 000003
【００６７】
【表３】
2020111497.tif 000004
【００６８】
【表４】
2020111497.tif 000005
【００６９】
表に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも液相温度が８００℃以下であり、所望の範囲内であった。他方で、比較例の光学ガラスは、液相温度が８００℃を超えていた。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスと比べて液相温度が低いことが明らかになった。
【００７０】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率が１．４８以上、より詳細には１．５２以上であり、所望の範囲内であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数が７０以上、より詳細には７５以上であり、所望の範囲内であった。
【００７１】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にあり、液相温度が低いことが明らかになった。このことから、本発明の実施例の光学ガラスは、失透し難くより安定して得ることが可能であることが推察される。
【００７２】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、研磨加工用プリフォームを形成した後で研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。また、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、精密モールドプレス成形用のプリフォームを形成し、このプリフォームを精密モールドプレス成形加工してレンズ及びプリズムの形状に加工した。いずれの場合も、様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【００７３】
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。