(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＳｉＯ２成分を３８．６６〜４６．０％、
ＴｉＯ２成分を２０．０〜３３．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分を１．０〜１２．０％、
ＢａＯ成分を４．１９〜８．８２％、
Ｎａ２Ｏ成分を２．０〜１２．０％、
Ｋ２Ｏ成分を１．０〜７．０％、
ＲＯ成分を５．０〜１６．０％（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）及び
Ｒｎ２Ｏ成分を７．０〜１５．０９％（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）含有し、
ＣａＯ  ０〜１０．０％
ＳｒＯ  ０〜１０．０％
ＭｇＯ  ０〜５．０％
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５．０％
ＺｒＯ２  ０〜９．０％
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％
Ｂ２Ｏ３  ０〜３．０％
Ａｌ２Ｏ３  ０〜４．０％
Ｌｎ２Ｏ３  ０〜５．０％（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群より選択される１種以上）
ＺｎＯ  ０〜５．０％
Ｔａ２Ｏ５  ０〜６．０％及び
ＷＯ３  ０〜６．０％
であり、
質量％比（Ｋ２Ｏ）／（Ｎａ２Ｏ）が、０．３５以上０．８０以下であり、
質量％比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／（ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＣａＯ）が、０．８０以上２．５０以下であり、
１．７以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有し、
粉末法による化学的耐久性（耐水性）がクラス２、又は１であり、かつ粉末法による化学的耐久性（耐酸性）がクラス２、又は１である光学ガラス。
【請求項２】
請求項１記載の光学ガラスを母材とするレンズ又はプリズム等の光学素子。
【請求項３】
請求項１記載の光学ガラスをリヒートプレス加工して作製するレンズ又はプリズム等の光学素子。
【請求項４】
請求項１記載の光学ガラスで作成した光学素子及び光学基板材料を備える、カメラ又はプロジェクタ等の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学機器のデジタル化や高精細化が進み、各種レンズ等の光学素子は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器とともに、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）機器に使用されており、これらにおいて高い性能が求められている。
【０００３】
このような光学素子を作製する光学ガラスの中でも、高屈折率高分散ガラスの需要が非常に高まっている。高屈折率高分散ガラスのうち、例えば屈折率（ｎｄ）が１．７以上、アッベ数（νｄ）が２０以上３０以下である光学ガラスとして、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。
【特許文献１】特開２００４−１５５６３号公報
【特許文献２】中国特許第１９１５８７５号明細書
【特許文献３】特開２００２−２４９３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学素子を作製する光学ガラスの性能としては、上述のような屈折率やアッベ数や着色度といった以前から光学ガラスに要求される光学的特性だけでなく、光学ガラスを用いて光学素子等を製造する際の加工性能が良いことや、光学ガラスの製造時や光学素子の加工時において環境負荷が小さいことが重要である。
【０００５】
このうち、光学ガラスを用いて光学素子等を製造する際の加工性能の一例としては、例えば化学的耐久性が挙げられる。耐水性及び耐酸性等の化学的耐久性の弱い光学ガラスを用いて光学素子等を製造すると、製造工程において用いられる水や酸等によって、光学ガラスにヤケが生じ易くなる。
【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、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながら、高い化学的耐久性を有する、光学ガラス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、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｉＯ２成分を所定の含有量で含有し、かつアルカリ金属成分及びアルカリ土類金属成分とのバランスを所定の条件とすることにより、ガラスの高い屈折率及び化学的耐久性を両立できることを見出し、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）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＳｉＯ２成分を２７．０〜４６．０％、ＴｉＯ２成分を２０．０〜３５．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を１．０〜１５．０％、ＲＯ成分を２．０〜２５．０％（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）、及びＲｎ２Ｏ成分を３．０〜３０．０％（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）含有する光学ガラス。
【０００９】
（２）  質量％比（Ｋ２Ｏ）／（Ｎａ２Ｏ）が、０．３５以上０．８０以下である（１）記載の光学ガラス。
【００１０】
（３）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＣａＯ  ０〜１５．０％及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１５．０％
の各成分をさらに含有する（１）又は（２）記載の光学ガラス。
【００１１】
（４）  質量％比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／（ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＣａＯ）が、０．８０以上２．５０以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１２】
（５）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＭｇＯ  ０〜５．０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５．０％及び／又は
ＺｒＯ２  ０〜９．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％及び／又は
Ｂ２Ｏ３  ０〜３．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３  ０〜４．０％及び／又は
Ｌｎ２Ｏ３  ０〜１０．０％（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群より選択される１種以上）及び／又は
ＺｎＯ  ０〜５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５  ０〜１０．０％及び／又は
ＷＯ３  ０〜１０．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１３】
（６）  １．７以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有する（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１４】
（７）  粉末法による化学的耐久性（耐水性）がクラス２、又は１であり、かつ粉末法による化学的耐久性（耐酸性）がクラス２、又は１である（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１５】
（８）  （１）〜（７）のいずれか記載の光学ガラスを母材とするレンズ又はプリズム等の光学素子。
【００１６】
（９）  （１）〜（７）のいずれか記載の光学ガラスをリヒートプレス加工して作製するレンズ又はプリズム等の光学素子。
【００１７】
（１０）  （１）〜（７）のいずれか記載の光学ガラスで作成した光学素子及び光学基板材料を備える、カメラ又はプロジェクタ等の光学機器。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、Ｎｂ２Ｏ５成分及びＴｉＯ２成分を必須成分として所定の含有率の範囲で含有することにより、ガラスの屈折率が高められるとともに、ＳｉＯ２成分によってガラスの化学的耐久性が高められ、アルカリ金属成分、及びアルカリ土類金属成分によってガラスのアッベ数等が調整される。このため、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながら、所望の化学的耐久性を有する、光学ガラス及び光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の光学ガラスにおいて、各成分の組成範囲を前記のとおり限定した理由を説明する。なお、本明細書中においては、特に断らない限り、各成分の含有率は質量％にて表されるものとする。
【００２０】
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＳｉＯ２成分を２７．０〜４６．０％、ＴｉＯ２成分を２０．０〜３５．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を１．０〜１５．０％、ＲＯ成分を２．０〜２５．０％（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）、及びＲｎ２Ｏ成分を３．０〜３０．０％（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）含有する。Ｎｂ２Ｏ５成分及びＴｉＯ２成分を必須成分として上記含有率の範囲内で加えることで、鉛化合物によらなくともガラスの屈折率が高められる。また、ＳｉＯ２成分を必須成分として上記含有率の範囲内で加えることで、ガラスの化学的耐久性が高められる。さらに、アルカリ金属成分（Ｒｎ２Ｏ成分）及びアルカリ土類金属成分（ＲＯ成分）を必須成分として上記含有率の範囲内で加えることで、ガラスのアッベ数等が調整される。このため、屈折率（ｎｄ）を１．７以上に高め、アッベ数（νｄ）を２０以上３０以下の範囲内におきつつ、光学ガラスの化学的耐久性をより高めることができる。
【００２１】
＜必須成分、任意成分について＞
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、光学ガラスとして好ましくない失透（結晶物の発生）を低減する成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を２７．０％以上にすることで、所望のガラスの化学的耐久性を達成することができる。また、ＳｉＯ２成分の含有率を４６．０％以下にすることで、所望の屈折率を得ることができるとともに、ガラスの溶融性を良好に保つことができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｉＯ２成分の含有率は、好ましくは２７．０％、より好ましくは２７．２％、最も好ましくは２７．４％を下限とし、好ましくは４６．０％、より好ましくは４５．０％、最も好ましくは４４．５％を上限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２２】
ＴｉＯ２成分は、屈折率を高めるとともに化学的耐久性（耐酸性）を高める成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を２０．０％以上にすることで、所望のガラスの屈折率、アッベ数等を達成することができる。また、ＴｉＯ２成分の含有率を３５．０％以下にすることで、ガラスの着色を低減することができるとともに、特に可視短波長（５００ｎｍ以下）の光線透過率を悪化し難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ＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは２１．０％、最も好ましくは２２．０％を下限とし、好ましくは３５．０％、より好ましくは３３．０％、最も好ましくは３２．０％を上限とする。ＴｉＯ２成分は、原料として例えばＴｉＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２３】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、屈折率を高めるとともに、ガラスを安定化する成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を１．０％以上にすることで、所望のガラスの特性を達成することができる。また、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数を所望の値に調整し易くすることができる。それとともに、ガラス製造時における溶解温度の上昇が抑制されるため、生産コストを低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは１．３％、最も好ましくは１．５％を下限とし、好ましくは１５．０％、より好ましくは１３．０％、最も好ましくは１２．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２４】
ＲＯ（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）成分は、ガラスの屈折率と光弾性定数を調整する成分である。特に、ＲＯ成分の含有率を２．０％以上にすることで、所望のガラスの特性を達成することができる。また、ＲＯ成分の含有率を２５．０％以下にすることで、所望の屈折率を得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分の含有率の合計は、好ましくは２．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは７．０％を下限とし、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１６．０％を上限とする。これらＲＯ成分は、炭酸塩（ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３）、硝酸塩（Ｓｒ（ＮＯ３）２、Ｂａ（ＮＯ３）２）、弗化物（ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２）等を用いてガラス内に含有することができるが、炭酸塩及び／又は硝酸塩及び／又は弗化物の形態でガラス内に含有することが好ましい。
【００２５】
このうち、ＭｇＯ成分は、ガラスの光学恒数を維持する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を５．０％以下にすることで、ガラスを安定化して冷却中における結晶の発生を低減することができる。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５．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。
【００２６】
また、ＣａＯ成分は、ガラスのアッベ数を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難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ＣａＯ成分の含有率は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
【００２７】
また、ＳｒＯ成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を１５．０％以下にすることで、所望の光学恒数を実現し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ＳｒＯ成分の含有率は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
【００２８】
また、ＢａＯ成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を２５．０％以下にすることで、所望の光学恒数を実現し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ＢａＯ成分の含有率は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。
【００２９】
Ｒｎ２Ｏ（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）成分は、ガラスの溶融性を向上する成分である。特に、Ｒｎ２Ｏ成分の含有率を３．０％以上にすることで、所望のガラスの特性を達成することができる。また、Ｒｎ２Ｏ成分の含有率を３０．０％以下にすることで、所望の屈折率を得ることができるとともに、ガラスへの失透を発生し難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Ｒｎ２Ｏ成分の含有率の合計は、好ましくは３．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは７．０％を下限とし、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、最も好ましくは２０．０％を上限とする。これらＲｎ２Ｏ成分は、炭酸塩（Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３）、硝酸塩（ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＣｓＮＯ３）、弗化物（ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＫＨＦ２）、複合塩（Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６）等を用いてガラス内に含有することができるが、炭酸塩及び／又は硝酸塩の形態でガラス内に含有することが好ましい。
【００３０】
このうち、Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有率を５．０％以下にすることで、高屈折率を実現し易くするとともに、ガラスのリヒート（再加熱）工程における乳白化や結晶析出を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｉ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。
【００３１】
また、Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎａ２Ｏ成分の含有率を１８．０％以下にすることで、ガラスの屈折率が高くても所望のアッベ数を実現することができるとともに、化学的耐久性が悪化し難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Ｎａ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１８．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１２．０％を上限とする。本発明において、Ｎａ２Ｏ成分は含有しなくとも所望の物性を有する光学ガラスは製造することはできるが、上記効果を奏し易くするためには、好ましくは２．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは６．０％を下限とする。
【００３２】
また、Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を調整しつつ屈折率やアッベ数を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｋ２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率が高くても所望のアッベ数を実現することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＫ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは７．０％を上限とする。本発明において、Ｋ２Ｏ成分は含有しなくとも所望の物性を有する光学ガラスは製造することはできるが、上記効果を奏し易くするためには、好ましくは１．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは３．０％を下限とする。
【００３３】
本発明の光学ガラスは、Ｋ２Ｏ成分の含有率に対するＮａ２Ｏ成分の含有率の質量％比が、０．３５以上０．８０以下であることが好ましい。この質量％比を０．３５以上にすることで、所望の光学特性を維持しつつ、光学ガラスの化学的耐久性を高めることができる。また、この質量％比を０．８０以下にすることで、ガラスへの失透を発生し難くすることができる。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有率に対するＮａ２Ｏの含有率の質量％比は、好ましくは０．３５、より好ましくは０．３８、最も好ましくは０．３９を下限とし、好ましくは０．８０、より好ましくは０．７０、最も好ましくは０．６０を上限とする。
【００３４】
また、本発明の光学ガラスは、ＢａＯ、ＳｒＯ、及びＣａＯの各成分の含有率の質量和に対する、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各成分の含有率の質量和の比が、０．９４以上２．５０以下であることが好ましい。これらの成分はいずれもガラスの屈折率を向上する成分であるが、ＢａＯ、ＳｒＯ、及びＣａＯの各成分の含有率の質量和に対する、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各成分の含有率の質量和の比を０．８０以上にすることで、ガラスの溶融性を高めることができる。また、これらの質量和の比を２．５０以下にすることで、ガラスの結合を強めて化学的耐久性を向上することができる。従って、ＢａＯ、ＳｒＯ、及びＣａＯの各成分の含有率の質量和に対する、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各成分の含有率の質量和の比は、好ましくは０．８０、より好ましくは０．８２、最も好ましくは０．８３を下限とし、好ましくは２．５０、より好ましくは２．３０、最も好ましくは２．１０を上限とする。
【００３５】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを溶融状態から冷却する過程で失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有率を９．０％以下にすることで、ガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラス製造時におけるエネルギー損失を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｒＯ２成分の含有率は、好ましくは９．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。なお、ＺｒＯ２成分を添加しなくても、ガラスに失透が発生しない場合は、含有しなくとも差し支えない。ＺｒＯ２成分は、原料として例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３６】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡を促進する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有率を１．０％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ２Ｏ３成分が溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難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Ｓｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．９％、最も好ましくは０．８％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３７】
Ｂ２Ｏ３成分は、安定なガラス形成を促す効果を有する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を３．０％以下にすることで、所望の屈折率を得ることができるとともに、ガラスの化学的耐久性の低下を抑制することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは３．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。Ｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いてガラス内に含有することができるが、Ｈ３ＢＯ３を用いてガラス内に含有することが好ましい。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を高め、溶融ガラスの耐失透性を向上するのに有効な成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＡｌ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは４．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３９】
Ｌｎ２Ｏ３成分（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群より選択される１種以上）は、高屈折率を実現し、化学的耐久性（耐水性）を向上する成分である。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有率を５．０％以下にすることで、化学的耐久性（耐酸性）を悪化し難くし、ガラスの分散の低下を抑制し、所望の光学恒数及び化学的耐久性を得易くすることができる。また、Ｌｎ２Ｏ３成分は希少鉱物資源であるため、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有率を５．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
【００４０】
ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性を向上し、屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を５．０％以下にすることで、ガラスが安定化し易くなる。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５．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４１】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを安定化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｔａ２Ｏ５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、希少鉱物資源であるＴａ２Ｏ５成分の使用量が減るとともに、ガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラスの生産コストを低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４２】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散を調整し、ガラスの耐失透性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＷＯ３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの着色を低減し、特に可視−短波長領域（５００ｎｍ未満）におけるガラスの透過率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ＷＯ３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４３】
＜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。
【００４４】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの屈折率及び溶融ガラスの粘性を調整する成分であるが、希少鉱物資源であって高価な成分である。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＧｅＯ２成分の含有率は、好ましくは０．１％を上限とし、より好ましくは含有しない。
【００４５】
Ｇａ２Ｏ３及びＢｉ２Ｏ３の各成分は、ガラスの屈折率を調整する成分であるが、希少鉱物資源であるため材料コストが上昇する原因となる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するこれらの成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【００４６】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの溶融性を向上する成分であるが、ガラスの耐失透性が悪化しやすくなり、失透の無い光学ガラスが得にくくなる性質がある。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【００４７】
ＴｅＯ２成分は、ガラス溶融時の清澄作用を促進する成分であるが、ガラスへの着色が顕著になって透過率が悪化しやすくなる性質がある。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは３．０％、より好ましくは１．５％を上限とし、最も好ましくは含有しない。
【００４８】
Ｔｉを除く、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。
【００４９】
さらに、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等のヒ素化合物、並びに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、Ｓｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。
【００５０】
なお、本明細書中において「酸化物換算組成」とは、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、金属弗化物等が溶融時にすべ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。
【００５１】
また、本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
ＳｉＯ２成分  ３６〜５５ｍｏｌ％、
ＴｉＯ２成分  ２０〜３５ｍｏｌ％、
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０．５〜５．０ｍｏｌ％、
ＲＯ成分  ２〜２０ｍｏｌ％、及び
Ｒｎ２Ｏ成分  ３〜３０ｍｏｌ％、
並びに
ＣａＯ成分  ０〜２０ｍｏｌ％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜１５ｍｏｌ％及び／又は
ＺｒＯ２成分  ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分  ０〜０．３ｍｏｌ％及び／又は
Ｂ２Ｏ３成分  ０〜４ｍｏｌ％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｌｎ２Ｏ３成分  ０〜３ｍｏｌ％（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群より選択される１種以上）及び／又は
ＭｇＯ成分  ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
ＺｎＯ成分  ０〜５ｍｏｌ％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜５ｍｏｌ％
【００５２】
［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率の範囲内になるように混合し、作製した混合物を白金、白金合金、又は石英からなる容器に入れて１２００〜１４００℃の温度範囲で３〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、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。
【００５３】
［物性］
本発明の光学ガラスは、できるだけ高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、適度な分散性を有する必要がある。特に、１．７以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有することが好ましい。これにより、素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量が得られるとともに、所望の色収差を得ることができる。
【００５４】
また、本発明の光学ガラスは、できるだけ高い化学的耐久性を有する必要がある。特に、ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に準じたガラスの粉末法による化学的耐久性（耐水性）がクラス２、又は１であり、かつ粉末法による化学的耐久性（耐酸性）がクラス２、又は１であることが好ましい。これにより、光学ガラスを加工して光学素子を作製する際に、水及び酸によるガラスのヤケが低減されるため、所望の光学的特性を有する光学素子をより確実に作製することができる。
【００５５】
ここで、「化学的耐久性」とは、水又は酸によるガラスの侵食に対する耐久性であり、水に対する耐久性及び酸に対する耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」ＪＯＧＩＳ０６−１９９９により測定することができる。また、「粉末法による化学的耐久性（耐水性）がクラス２、又は１である」とは、ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に準じて行った化学的耐久性（耐水性）が、測定前後の試料の質量の減量率で、０．１０質量％未満であることを意味する。なお、クラス１は、測定前後の試料の質量の減量率が、０．０５質量％未満であり、クラス２は、０．０５質量％以上０．１０質量％未満である。また、「粉末法による化学的耐久性（耐酸性）がクラス２、又は１である」とは、ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に準じて行った化学的耐久性（耐酸性）が、測定前後の試料の質量の減量率で、０．３５質量％未満であることを意味する。なお、クラス１は、測定前後の試料の質量の減量率が、０．２０質量％未満であり、クラス２は、０．２０質量％以上０．３５質量％未満である。
【００５６】
［光学素子及び光学機器］
そのため、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が、その中でも特に、本発明の光学ガラスを母材としてレンズ又は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、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及び投影特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。ここで、本発明の光学ガラスからレンズ又はプリズム等の光学素子を作製するには、切削加工の大部分を省略することが可能であるため、リヒートプレス加工を用いることが好ましい。
【実施例】
【００５７】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の組成、及び、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、及び化学的耐久性（耐水性及び耐酸性）の結果を表１及び表２に示す。このうち、実施例（Ｎｏ．１、４、６、９、１１〜１３）は、本発明の参考例である。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。
【００５８】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の光学ガラスは、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、水酸化物、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１及び表２に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の溶融難易度に応じて電気炉で１２００〜１４００℃の温度範囲で３〜４時間にわたり溶解し、攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型等に鋳込み、徐冷して得たものである。
【００５９】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈ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。
【００６０】
耐水性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に準じて測定した。すなわち、粒度４２５〜６００μｍに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを純水（ｐＨ６．５〜７．５）の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で６０分間処理した。処理後のガラス試料の減量率（質量％）を算出して、この減量率が０．０５未満の場合をクラス１、減量率が０．０５〜０．１０未満の場合をクラス２、減量率が０．１０〜０．２５未満の場合をクラス３、減量率が０．２５〜０．６０未満の場合をクラス４、減量率が０．６０〜１．１０未満の場合をクラス５、減量率が１．１０以上の場合をクラス６とした。このとき、クラスの数が小さいほど、ガラスの耐水性が優れていることを意味する。
【００６１】
耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に準じて測定した。すなわち、粒度４２５〜６００μｍに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを０．０１Ｎ硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で６０分間処理した。処理後のガラス試料の減量率（質量％）を算出して、この減量率（質量％）が０．２０未満の場合をクラス１、減量率が０．２０〜０．３６未満の場合をクラス２、減量率が０．３５〜０．６５未満の場合をクラス３、減量率が０．６５〜１．２０未満の場合をクラス４、減量率が１．２０〜２．２０未満の場合をクラス５、減量率が２．２０以上の場合をクラス６とした。このとき、クラスの数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。
【００６２】
【表１】
0005543078.tif 000002
【００６３】
【表２】
0005543078.tif 000003
【００６４】
表１及び表２に表されるように、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の光学ガラスは、いずれも屈折率が１．７以上であり、アッベ数（νｄ）が２０以上３０以下の範囲内であった。また、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の光学ガラスは、いずれも粉末法による化学的耐久性（耐水性）がクラス２、又は１であり、かつ粉末法による化学的耐久性（耐酸性）がクラス２、又は１であった。
【００６５】
また、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３）の光学ガラスを、冷間加工或いはリヒートプレス加工したところ、失透等の問題は生じず、安定に様々なレンズやプリズム形状に加工することができた。
【００６６】
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。