(57)【要約】【課題】  ガラス転移温度が低く、かつ、ガラスモールド作製工程において結晶が析出しにくい高屈折率高分散な光学ガラスを得ることは困難であった。【解決手段】  ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦２５ｃａｔ％（ＲＥはＬａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ、Ｙ、ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの元素で置換したものを表わす。）、２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％、１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％、５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％を満たすことを特徴とする光学ガラス。【選択図】  図２
2020132471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、
１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦２５ｃａｔ％（ＲＥはＬａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ、Ｙ、ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの元素で置換したものを表わす。）、
２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％、
１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％、
５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％
を満たすことを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋、Ｎｂ５＋、Ｚｎ２＋、Ｔａ５＋およびＴｉ４＋の含有量が９０ｃａｔ％以上である請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｓｉ４＋、Ｂ３＋、Ｐ５＋から選ばれる少なくとも１つの陽イオンの含有量が１００ｐｐｍ以下である請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ｄ線における屈折率が２．１９以上２．２４以下であり、ｄ線におけるアッベ数が１９以上２２以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０５℃以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦３０ｃａｔ％（ＲＥはＬａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ、Ｙ、ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの元素で置換したものを表わす。）、２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％、１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％、５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％を満たす原料粉を加熱溶融させ、溶融物を得る工程と、
前記溶融物をガスにより浮上させる工程と、
前記溶融物を浮上させた状態で、前記溶融物を冷却固化する工程と、
を備えることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項７】
光学素子を構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、
１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦２５ｃａｔ％（ＲＥはＬａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ、Ｙ、ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの元素で置換したものを表わす。）、
２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％、
１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％、
５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％、
０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項８】
筐体と、該筐体内に複数のレンズからなる光学系を備える光学機器であって、
前記レンズが請求項７に記載の光学素子であることを特徴とする光学機器。
【請求項９】
筐体と、該筐体内に複数のレンズからなる光学系と、該光学系を通過した光を受光する撮像素子と、を備える撮像装置であって、
前記レンズが請求項７に記載の光学素子であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像装置がカメラである請求項９に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯおよびＴａ２Ｏ５を必須成分とした光学ガラスおよびその製造方法に関する。また、その光学ガラスよりなる光学素子、その光学素子を用いた光学機器および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学機器の高機能化に伴い、光学機器に用いられるレンズ等の光学素子には高い光学特性が求められている。そのため、レンズに用いられる光学ガラスは、高屈折率高分散であることが求められている。
【０００３】
光学ガラスは、一般に、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５などのガラスの骨格をなす網目形成酸化物と、網目を切りその隙間に入る網目修飾酸化物と、中間酸化物と、を含有する。網目修飾酸化物としては、可視光域（波長３８０〜７３０ｎｍ）付近まで吸収端が存在するＮｂ２Ｏ５やＴｉＯ２が知られている。高屈折率高分散であるガラスを得ようとする場合、網目形成酸化物をＮｂ２Ｏ５やＴｉＯ２等で置換して、ガラス中における網目修飾酸化物および中間酸化物の割合を増加させることが知られている。例えば、特許文献１では、ＴｉＯ２―Ｌａ２Ｏ３―Ｔａ２Ｏ５系のガラスが開示されている。また、特許文献２ではＴｉＯ２―Ｌａ２Ｏ３―Ｎｂ２Ｏ５系のガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９９４０８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４７７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたガラスは、ＴｉＯ２―Ｌａ２Ｏ３―Ｔａ２Ｏ５を母材であり、高屈折率高分散にするためにＴｉＯ２が多く含有されている。網目修飾酸化物または中間酸化物として機能するＴｉＯ２が多く含有されると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇する。そのため、型を用いてガラスを成形するガラスモールド作製工程（ＧＭｏ工程）を高温で行わなければならない。高温にすると、ガラス中でＴｉＯ２の反応性が高まり、酸素等のガスが多く発生しやすくなるという課題があった。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたガラスは、ＴｉＯ２―Ｌａ２Ｏ３―Ｎｂ２Ｏ５を母材としている。この組成では、ガラスを安定に生成できる条件が狭いため、大きなガラスが作りにくい。また、ガラスモールド作製工程において結晶が析出しやすいという課題があった。
【０００７】
すなわち、ガラス転移温度が低く、かつ、ガラスモールド作製工程において結晶が析出しにくい高屈折率高分散である光学ガラスを得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学ガラスは、ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％として、１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦２５ｃａｔ％（ＲＥはＬａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ、Ｙ、ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの元素で置換したものを表わす。）、２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％、１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％、５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％、０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高屈折率高分散でありながら、ガラス転移温度が低く、かつ、ガラスモールド作製工程において結晶が析出しにくい光学ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置の一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の光学ガラスの製造方法に使用可能なガスジェット浮遊装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
（光学ガラス）
本発明の光学ガラスは、高屈折率高分散であり、かつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低いガラスである。また、本発明の光学ガラスは、希土類イオン（Ｌａ３＋，Ｇｄ３＋，Ｙ３＋，Ｌｕ３＋，Ｙｂ３＋）、Ｎｂ５＋、Ｚｎ２＋およびＴａ５＋の含有割合が高いガラスである。
【００１３】
本発明の光学ガラスは、ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％（カチオン％表示）としたときに、１５ｃａｔ％≦ＲＥ３＋≦２５ｃａｔ％を満たす。ここでＲＥとは、Ｌａのみ、もしくは、ＬａをＧｄ，Ｙ，ＬｕおよびＹｂから選ばれる少なくとも１つの希土類元素で置換したものを表す。
【００１４】
Ｌａ３＋はガラス中で網目形成成分と同様の役割を担う。Ｌａ３＋を含んだ希土類イオンの含有量が１５ｃａｔ％未満だとガラスが得られ難く、２５ｃａｔ％より多いとガラス転移温度が上昇するため、成形する際に高温を要する。Ｌａ３＋はＧｄ３＋，Ｙ３＋，Ｌｕ３＋およびＹｂ３＋から選ばれる少なくとも１つの希土類イオンと置換することが可能である。Ｙ３＋，Ｌｕ３＋およびＹｂ３＋は１０ｃａｔ％以下の範囲でＬａ３＋を置換することができる。Ｇｄ３＋は１５ｃａｔ％以下の範囲でＬａ３＋を置換することができる。これらの範囲であれば、網目形成成分の役割を発揮できる。
【００１５】
本発明の光学ガラスは、２０ｃａｔ％≦Ｎｂ５＋≦５０ｃａｔ％を満たす。Ｎｂ５＋はガラス中で、その一部が網目形成成分の役割を担い、高屈折率高分散を付与する。Ｎｂ５＋の含有量が２０ｃａｔ％未満であると、屈折率が高くならない。５０ｃａｔ％を超えると、ガラスが結晶化し、失透してしまう。
【００１６】
本発明の光学ガラスは、１０ｃａｔ％≦Ｚｎ２＋≦３０ｃａｔ％を満たす。Ｚｎ２＋はガラス転移温度を下げる効果がある。また、屈折率の低下を抑制する。Ｚｎ２＋の含有量が１０ｃａｔ％未満であるとガラス化せず、３０ｃａｔ％を超えるとガラス溶融時に揮発が多くなる。また、ＲＥ３＋が２５ｃａｔ％以下、Ｎｂ５＋が５０ｃａｔ％以下、かつ、Ｔａ５＋が２０ｃａｔ％以下であるときに、Ｚｎ２＋の含有量が３０ｃａｔ％を超えると、ＧＭｏ工程の温度条件で失透してしまう。ここでＧＭｏ工程の温度条件とは、例えば、ガラス転移温度より５０℃高い温度（Ｔｇ＋５０℃の温度）で５分間保持する条件である。
【００１７】
本発明の光学ガラスは、５ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦２０ｃａｔ％を満たす。Ｔａ５＋は、大きなガラスを安定に作製するために必要なイオンであり、特にこの範囲において、Ｔａ５＋はガラス転移温度を顕著に低減させる効果がある。また、この範囲においては屈折率の低下を抑制する。Ｔａ５＋の含有量が５ｃａｔ％より少ないと、上述したＴｇ＋５０℃の温度を５分間保持する条件で失透してしまう。Ｔａ５＋の含有量が２０ｃａｔ％を超えると、ガラス転移温度が増加してしまう。また、ガラス溶融時に揮発が多く発生し、屈折率が安定したガラスを得ることが難しくなる。
【００１８】
本発明の光学ガラスは、０ｃａｔ％≦Ｔｉ４＋≦２０ｃａｔ％を満たす。Ｔｉ４＋は高屈折率高分散を付与する効果があり、この範囲においては特に、高屈折率にできる。しかし、Ｔｉ４＋の含有量が２０ｃａｔ％より多いと結晶化し、失透してしまう。
【００１９】
本発明の光学ガラスは、０ｃａｔ％≦Ａｌ３＋≦５ｃａｔ％を満たす。Ａｌ３＋はガラス溶融時の粘性をあげ失透を防止し易くする。しかし、Ａｌ３＋の含有量が５ｃａｔ％より多いと結晶化し、失透してしまう。
【００２０】
本発明の光学ガラスは、０ｃａｔ％≦Ｃａ２＋≦５ｃａｔ％を満たす。Ｃａ２＋はガラス転移温度を低減させる効果がある。また、ガラス化を促進する効果がある。しかし、Ｃａ２＋の含有量が５ｃａｔ％より多いと結晶化が促進されてしまう。
【００２１】
本発明の光学ガラスに含有されるＲＥ３＋、Ｎｂ５＋、Ｚｎ２＋，Ｔａ５＋およびＴｉ４＋の合計の含有量は、ガラスを構成する陽イオンの和を１００ｃａｔ％としたときに、９０ｃａｔ％以上であることが好ましい。結晶化せずにガラスが得られやすいためである。より好ましくは９５ｃａｔ％であり、さらに好ましくは１００ｃａｔ％である。
【００２２】
本発明の光学ガラスは、Ｓｉ４＋，Ｂ３＋およびＰ５＋から選ばれる少なくとも１つの陽イオンの含有量が１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これらの陽イオンは、本発明の光学ガラスの必須成分であるＲＥ３＋、Ｎｂ５＋、Ｚｎ２＋およびＴａ５＋の原料粉に含まれる不可避不純物である。Ｓｉ４＋，Ｂ３＋およびＰ５＋は網目形成成分として機能するため、ガラスとして安定する。しかし、それぞれの陽イオンの含有量が１００ｐｐｍを超えると、ｄ線における屈折率（ｎｄ）が低下するとともにｄ線におけるアッベ数（νｄ）が高くなってしまう。すなわち、低屈折率低分散になってしまう。
【００２３】
本発明の光学ガラスは、高屈折率高分散かつガラス転移温度が低く、無色透明の特性を維持できる量であれば、上述した陽イオン以外のイオンを含有することができる。含有可能なイオンは例えば、Ｚｒ４＋，Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｍｇ２＋，Ｓｒ２＋，Ｂａ２＋，Ｆ−およびＳ２−である。
【００２４】
一方で、本発明の光学ガラスは、以下に示すイオンは含有しないことが望ましい。
【００２５】
Ｗ６＋は高屈折率高分散を与え、ガラス転移点を低下させる効果を有する。しかし、還元しやすいため、ＧＭｏ工程時に成形型と反応し、ガスが発生しやすくなる。そのため、レンズとして不良が発生しやすくなるため、含有しないことが望ましい。
【００２６】
Ｂｉ３＋，Ｐｂ２＋およびＴｅ４＋は高屈折率高分散の効果を与えるが、可視光領域に電子遷移の吸収する領域がある。そのため、これらのイオンの少なくとも１つを含有すると、ガラスが黄色みを帯びる。また還元し易いため、ＧＭｏ工程時に成形型と反応し、ガスが発生したり、これらのイオンが金属として析出したりするため、含有しないことが望ましい。
【００２７】
本発明の光学ガラスは、高屈折率かつ高分散である。具体的には、ｄ線における屈折率（ｎｄ）が２．１７以上２．２５以下であり、ｄ線におけるアッベ数（νｄ）が１８以上２３以下であることが好ましい。より好ましくは屈折率が２．１９以上２．２４以下、アッベ数が１９以上２２以下である。
【００２８】
本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７２０℃以下であることが好ましい。Ｔｇが高いとガラスを成形する際の温度が高くなるため、ガラスと成形型と反応が促進され、気泡が発生し易くなるためである。より好ましくは７１０℃であり、さらに好ましくは７０５℃以下である。
【００２９】
（光学ガラスの製造方法）
本発明の光学ガラスの製造方法を以下に記載する。
【００３０】
本発明の光学ガラスを構成する原料粉として、例えば、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５を必須成分として用い、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯを任意成分として用いることができる。
【００３１】
また、本発明の光学ガラスを構成する原料粉としては、上記の酸化物に限られず、上述したイオンを含有する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、硫化物、フッ化物などの公知材料から選択することができる。
【００３２】
本発明の光学ガラスは、無容器凝固法により製造することができる。無容器凝固法とは、Ｐｔ合金（Ｐｔまたは白金合金、例えばＰｔ―Ａｕ，Ｐｔ―Ａｕ―Ｒｈなど）やＣ系（ＣやＳｉＣなど）等の容器を用いずに、材料を加熱溶融させた後、冷却固化させてガラスを得る方法である。
【００３３】
無容器凝固法には２つの特徴がある。１つは容器を用いることが無い為、溶融物と容器の界面で不均一核生成が発生せず、深い冷却度を得ることができることである。もう１つは容器を用いることが無い為、容器そのものの融点（例えばＰｔならば１７６８℃）以上の融点を有する試料も加熱溶融できることである。
【００３４】
無容器凝固法の主な工程は、ガラス原料粉を加熱溶融させる工程と、その溶融物を浮上させる工程、および加熱源を切り冷却固化させる工程である。
【００３５】
ガラス原料粉を加熱溶融させる工程では、予めガラス原料粉を焼結した焼結体を用いることができる。加熱源としては、例えば、炭酸ガスレーザに代表されるレーザ加熱源、高周波加熱源、マイクロ波加熱源、ハロゲンランプの集光によるイメージ炉を用いることができる。
【００３６】
溶融物を浮上させる工程では、例えば、磁気浮遊、静電浮遊、音波浮遊、ガスジェット浮遊やそれぞれの組み合わせ（例えば音波浮遊とガスジェット浮遊など）、微小重力下（例えば落下や宇宙空間など）を用いることができる。中でも、装置構成が簡便であるため、ガス流体をノズルから噴出させるガスジェット浮遊が好ましい。ガス流体のガス種としては、用途に合わせて空気、窒素、酸素、アルゴンなどに代表される不活性ガス等を用いることができる。ガス流量は例えば、溶融物の浮上に合わせて２００〜５０００ｍｌ／分の速度で流出させる。
【００３７】
溶融物を浮上させた状態で、溶融物を冷却する工程では、溶融物から結晶が生成しない冷却速度で冷却固化させることで、球状の透明なガラスを得ることができる。
【００３８】
（光学素子）
本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを成形することによって得られる。本明細書において、光学素子とは、レンズ、プリズム、反射鏡、回折格子等の光学機器において光学系を構成する素子のことをいう。
【００３９】
（撮像装置）
図１は、本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である、一眼レフデジタルカメラの構成を示している。図１において、カメラ本体６０２と光学機器であるレンズ鏡筒６０１とが結合されているが、レンズ鏡筒６０１はカメラ本体６０２に対して着脱可能ないわゆる交換レンズである。
【００４０】
被写体からの光は、レンズ鏡筒６０１の筐体６２０内の撮影光学系の光軸上に配置された複数のレンズ６０３、６０５などからなる光学系を通過し、撮像素子に受光される。本発明の光学素子は例えば、レンズ６０３、６０５に用いることができる。
【００４１】
ここで、レンズ６０５は内筒６０４によって支持されて、フォーカシングやズーミングのためにレンズ鏡筒６０１の外筒に対して可動支持されている。
【００４２】
撮影前の観察期間では、被写体からの光は、カメラ本体の筐体６２１内の主ミラー６０７により反射され、プリズム６１１を透過後、ファインダレンズ６１２を通して撮影者に撮影画像が映し出される。主ミラー６０７は例えばハーフミラーとなっており、主ミラーを透過した光はサブミラー６０８によりＡＦ（オートフォーカス）ユニット６１３の方向に反射され、例えばこの反射光は測距に使用される。また、主ミラー６０７は主ミラーホルダ６４０に接着などによって装着、支持されている。不図示の駆動機構を介して、撮影時には主ミラー６０７とサブミラー６０８を光路外に移動させ、シャッタ６０９を開き、撮像素子６１０にレンズ鏡筒６０１から入射した撮影光像を結像させる。また、絞り６０６は、開口面積を変更することにより撮影時の明るさや焦点深度を変更できるよう構成される。
【実施例】
【００４３】
以下に、実施例を用いて本発明を説明する。実施例における光学ガラスの評価方法は以下の手順で行った。
【００４４】
［評価方法］
（組成）
製造した光学ガラスの組成は、ＩＣＰ発光分析装置（スペクトロ社、ＣＩＲＯＳ−１２０ＥＯＰ）を用いて、誘導プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により測定した。
【００４５】
（ガラス化判定）
製造した透明な球体試料は、光学顕微鏡（１００倍）にて観察を行い、結晶の有無を判定した。結晶が観察されなかったものはＡ、結晶が観察されたものはＢとした。
【００４６】
（ガラス転移温度及びΔＴｘの測定）
製造した透明な球体試料をメノウ乳鉢で粉砕して、外径５ｍｍ、高さ２．５ｍｍの白金製パンに詰めた後、リガク製ＤＳＣ８２７０示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて１０℃／分の昇温速度で１２００℃まで加熱し、ガラス転移温度（Ｔｇ）の検出を行った。また、結晶開始温度Ｔｘとガラス転移点Ｔｇとの差ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ＝ΔＴｘ）を求めた。
【００４７】
（屈折率測定）
屈折率とアッベ数は、得られた試料を研磨することにより、互いに直交する２面を作製し、精密屈折計（島津製作所製ＫＰＲ−２０００）を用いて測定した。試料が小さい場合は、得られた透明な球体試料を半球状に研磨した後エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ．Ｃｏ．Ｉｎｃ製Ｍ−２０００Ｆ）にて測定した。
【００４８】
（加熱試験）
加熱試験は外径４〜６．５ｍｍの碁石状ガラス塊を、ガラス転移温度より５０℃高い温度に設定した大気雰囲気下の電気炉内に入れた。また、碁石状ガラス塊は、電気炉内では酸化アルミニウム製の板の上に配置した。前記温度で５分間保持した後、電気炉より取り出し放冷した。冷却後の試料を光学顕微鏡（１００倍）にて観察を行い結晶の有無を判定した。
【００４９】
［光学ガラス・光学素子の製造］
ガラス中の陽イオンの組成が表１、表２に示す組成となるよう、また、合計が１０ｇとなるようにガラス原料粉を秤量した。ガラス原料粉としては、Ａｌ２Ｏ３（Ａｌ（ＯＨ）３）、Ｌａ２Ｏ３（ＬａＦ３，Ｌａ２Ｓ３）、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２およびＣａＣＯ３を用いた。実施例１〜２３の組成を表１に、比較例１〜２２の組成を表２にそれぞれまとめた。
【００５０】
その後、原料粉が均一になるよう、メノウ乳鉢を用いて１５分間混合した。得られた混合物中の水分を除く為に、電気炉にて、６００℃、７時間の条件で焼成した。焼成された粉末を加圧ゴム型に充填させ、冷間等方圧加圧法にて２０ｋＮで１分間保持することにより棒状粉末（圧粉体）を得た。得られた棒状粉末を、電気炉にて、１２００℃、７時間の条件で焼成を行い、焼結体１を得た。ただし、混合物中の水分を特段気にする必要が無い場合は、粉末をプレスするだけで圧粉体を得てもよい。
【００５１】
この焼結体１を、図２に示すガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットし、５００ｍｌ／分の流量で酸素ガス４をノズル穴から流しながら、炭酸ガスのレーザ光５を上部から照射し加熱した。ここで酸素ガス４は、試料２を浮上させることができれば乾燥空気でも窒素でも構わない。また、ガス量は焼結体１の大きさに合わせて０．５〜６Ｌ／分の間で適宜調節することが可能である。
【００５２】
ガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットした焼結体１を加熱し、完全に融液状態ととなり酸素ガスによる浮上を確認した後、レーザ出力を遮断して急速に冷却して、本発明の光学ガラスである透明な球体試料を得た。
【００５３】
続いて、上型、下型およびそれらを同一軸上で収納する胴型からなる成形用型に得られた球形試料を導入して光学素子の成形を行った。上型はプレス軸に連結しており、プレス軸の上下移動により下型に設置したガラス素材をプレス成形することができる。また胴型内にはヒーターが内蔵されており、上下型の温度を制御することができる。
【００５４】
型の素材として炭化タングステンを主成分とする超硬合金を選択した。上型の成形面は凸形状に加工し、下型の成形面は凹形状に加工し、凸メニスカス形状の光学素子を成形した。上型、下型の成形面にはカーボン膜を形成した。ここで成形面に形成する膜はカーボン膜に限らず貴金属系の膜を用いてもよい。
【００５５】
プレス軸の移動により上型を十分引き上げた状態でヒーターにより成形用型の加熱を行い、上下型の温度がＴｇ＋５０℃以下の温度でプレス成形を行い、ガラスモールドレンズを得た。
【００５６】
得られた実施例１〜２３の光学ガラスおよび光学素子の評価結果を表１に示す。また、比較例１〜２２の光学ガラスおよび光学素子の評価結果を表２に示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
実施例１〜２３の光学ガラスはいずれも、透明な球体試料を得ることができた。また、実施例１〜２３の光学ガラスはいずれも、光学顕微鏡観察で結晶が観察されなかった。また、実施例１〜２３の光学ガラスはいずれも、示差走査型熱量計での測定においてガラス転移が確認され、そのガラス転移温度はいずれも７０５℃未満であった。なお、実施例８はΦ６．５のガラス試料を７２０℃（Ｔｇ＋５０℃）で加熱試験を行ったが、加熱試験後においても結晶が確認されなかった。
【００５９】
実施例１〜２３の光学ガラスはいずれも、ＲＥ３＋の合計が１５ｃａｔ％以上２５ｃａｔ％以下、Ｎｂ５＋が２０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下、Ｚｎ２＋が１０ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下、Ｔａ５＋が５ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下を満たす組成であった。また、Ｔｉ４＋が２０ｃａｔ％以下、Ａｌ３＋が５ｃａｔ％以下、Ｃａ２＋が５ｃａｔ％以下である組成であった。
【００６０】
また、実施例１〜２３の光学ガラスはいずれもｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率が２．１９以上であり、アッベ数（νｄ）は２２以下であった。また、プレス後のガラスモールドレンズはいずれも割れ、欠け、曇りなどの外観不良はなかった。
【００６１】
【表２】
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【００６２】
比較例１〜３、５〜８はＡｌ３＋の含有量が５ｃａｔ％より多かったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。なお、比較例１〜３、５〜８はＴａ５＋を含有していなかった。
【００６３】
比較例４、９〜１１はＣａ２＋の含有量が５ｃａｔ％より多かったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。なお、比較例４、９〜１１はＴａ５＋を含有していなかった。
【００６４】
比較例１２、１３はＴａ５＋を含有していなかった。そのため、透明なガラス体は得られたが、Φ６．５のガラス試料をそれぞれ７１２℃、７２７℃で５分間電気炉に入れ、取り出し放置して、光学顕微鏡（１００倍）で観察したところ結晶が確認された。
【００６５】
比較例１４、１５はＴａ５＋の含有量が２０ｃａｔ％より多かった。そのため、透明なガラス体は得られたが、ガラス転移温度が高温７０５℃より高かった。比較例１４、１５は、レンズに成形する際に高温を要し、気泡が入りやすかった。
【００６６】
比較例１６はＬａ３＋の含有量が２５ｃａｔ％より多かった。そのため、透明なガラス体は得られたが、ガラス転移転が７０５℃より高かった。そのため、レンズに成形する際に高温を要し、気泡が入りやすかった。
【００６７】
比較例１７はＬａ３＋の含有量が１５ｃａｔ％より少なかったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。
【００６８】
比較例１８はＺｎ２＋の含有量が３０ｃａｔ％より多かった。そのため、透明なガラス体は得られたが、ガラス作製中の揮発が著しかった。またΦ６．５のガラス試料を７１７℃で５分間電気炉に入れ、取り出し放置して、光学顕微鏡（１００倍）で観察したところ結晶が確認された。
【００６９】
比較例１９はＬａ３＋の含有量が１５ｃａｔ％より少なく、かつ、Ｚｎ２＋の含有量が１０ｃａｔ％より少なかったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。
【００７０】
比較例２０はＬａ３＋の含有量が１５ｃａｔ％より少なく、かつ、Ｎｂ５＋の含有量が５０ｃａｔ％より多かったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。
【００７１】
比較例２１はＬａ３＋の含有量が２５ｃａｔ％より多く、かつ、Ｎｂ５＋の含有量が２０ｃａｔ％より少なかったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。
【００７２】
比較例２２はＴｉ４＋の含有量が２０ｃａｔ％より多かったために、結晶化してしまい、失透してしまった。すなわち、ガラスが得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
例えばカメラ、デジタルカメラ、監視カメラなどのレンズ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズとして使用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  焼結体
２  試料
３  ノズル
４  酸素ガス
５  炭酸ガスレーザ
６００  カメラ
６０３、６０５  レンズ
【図１】
2020132471.tif 000005
【図２】
2020132471.tif 000006