(57)【要約】【課題】高屈折率ガラスでありながら、優れた熔融性を示す光学ガラスを提供すること。【解決手段】カチオン成分として、Ｐ５＋を１０〜４０カチオン％、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ６＋およびＢｉ３＋の合計含有量に対するＴｉ４＋およびＮｂ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））が１．３以下）、Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を合計で、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の１／３以下、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋およびＣｓ＋を合計で０％超含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン成分として、
Ｐ５＋を１０〜４０カチオン％、
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ６＋およびＢｉ３＋の合計含有量に対するＴｉ４＋およびＮｂ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））が１．３以下）、
Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を合計で、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の１／３以下、
Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋およびＣｓ＋を合計で０％超、
含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラス。
【請求項２】
アッベ数νｄが１８．０以下である請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを清澄し、清澄した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法において、
前記ガラス原料を、請求項１または２に記載の光学ガラスが得られるように調合することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記熔融を、白金、白金合金、金または金合金を用いて作製した熔融ガラス容器を用いて行う請求項３に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項６】
請求項１または２に記載の光学ガラスよりなる光学素子。
【請求項７】
請求項１もしくは２に記載の光学ガラスを加工することにより、または請求項３もしくは４に記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスを加工することにより、光学素子を得る光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率の光学ガラスおよびその製造方法、前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびに前記光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像光学系や投射光学系の高機能化、コンパクト化にとって、特許文献１に記載されている光学ガラスのように屈折率の高い光学ガラスからなる光学素子は有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な光学ガラスの製造工程では、石英製坩堝などの耐火物製熔融容器を用いて化合物原料（バッチ原料）を粗熔解してカレット原料を作製し、次にカレット原料を白金または金などの貴金属製熔融容器を用いて熔融、清澄、均質化し、得られた熔融ガラスを成形して光学ガラスを得る。熔融後に行われる清澄は、熔融ガラス中の泡を除くために行われる工程であり、熔融ガラスを昇温させて粘度を低下させ、ガラス中の泡切れを促進させる。
【０００５】
ガラスの屈折率を高めるために高屈折率成分の含有量を増加させていくと、ガラスの熔融性を改善する働きのあるリン酸成分、ホウ酸成分、アルカリ金属成分、２価金属成分などの含有量が相対的に低下する。その結果、ガラスの熔融性は悪化傾向を示す。そのため、従来の高屈折率ガラスでは、ガラス原料を完全に融液化するために、熔融温度を高くする、熔融時間を長くするなどの措置がとられていた。
【０００６】
上記の通り、清澄では熔融ガラスを昇温するため、清澄温度は熔融温度より高温になる。したがって、熔融温度を高くすると、それに伴い清澄温度も高くなる。従来の高屈折率ガラスでは、ガラスを泡切れに適した粘度にするため、清澄温度は、通常１１００℃超となり、１４００℃を超えることも珍しいことではない。しかし、熔融工程や清澄工程においてガラスの温度を高くすると、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋、Ｔｅ４＋などの高屈折率成分が還元されてガラスの着色（所謂、還元色）が増大したり、ガラス熔融容器を構成する白金、金などの金属材料がイオンとしてガラスに溶け込み、ガラスを着色させたりガラス中の異物を増加させる現象が発生してしまう。
【０００７】
かかる状況下、本発明は、高屈折率ガラスでありながら、優れた熔融性を示す光学ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
光学ガラスの一般的な製造工程では、カレット原料を熔解して融液化した後、融液の温度を上昇させて清澄を行い、清澄後に融液の温度を下げてからガラスを流出、成形する。カレット原料の作製における粗熔解は、バッチ原料が熔融する過程で激しい侵蝕性を示すことから、石英などの耐火物製の熔融器具を用いて行われる。しかし、カレット原料を熔解、清澄、均質化する工程では耐火物製容器を用いると耐火物がガラス中に溶け込み、均質な熔融ガラスを得ることが難しく、屈折率などの光学特性も変動してしまうため、白金、金などの貴金属製の容器を用いることが好ましい。このように貴金属製容器を用いて行う一連の工程のうち、ガラス融液の温度は清澄時が最も高い。清澄はガラス融液の気泡が浮上し融液から排出されやすいよう、熔融ガラスの粘度が１．０ｄＰａ・ｓ程度となる温度で行うことが好ましい。高屈折率ガラス、例えば屈折率ｎｄが２．０を超えるガラスは、上記理由から一般に熔融温度および清澄温度が高く、清澄温度が１４００℃を超えることも珍しいことではない。しかし、高温で熔融および清澄を行うと、前記したようにガラスを着色させたりガラス中の異物を増加させてしまう。
これに対し本発明者は鋭意検討を重ねた結果、Ｐ５＋含有の酸化物ガラス組成をベースとし、高屈折率化成分Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋、Ｔｅ４＋、ガラスの熔融性を改善する働きのある成分Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を所要の配分で含有させることにより、屈折率ｎｄを２．０を超える範囲、具体的には２．０２以上としつつ、清澄温度が例えば１１００℃以下になるような粘性特性を付与することができ、これにより熔融温度および清澄温度の上昇に起因するガラスの着色および異物の増加を抑制しつつ、泡切れ不良のない高屈折率ガラスを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］カチオン成分として、
Ｐ５＋を１０〜４０カチオン％、
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ６＋およびＢｉ３＋の合計含有量に対するＴｉ４＋およびＮｂ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））が１．３以下）、
Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を合計で、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の１／３以下、
Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋およびＣｓ＋を合計で０％超、
含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラス。
［２］アッベ数νｄが１８．０以下である［１］に記載の光学ガラス。
［３］ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを清澄し、清澄した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法において、
前記ガラス原料を、［１］または［２］に記載の光学ガラスが得られるように調合することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
［４］前記熔融を、白金、白金合金、金または金合金を用いて作製した熔融ガラス容器を用いて行う［３］に記載の光学ガラスの製造方法。
［５］［１］または［２］に記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
［６］［１］または［２］に記載の光学ガラスよりなる光学素子。
［７］［１］もしくは［２］に記載の光学ガラスを加工することにより、または［３］もしくは［４］に記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスを加工することにより、光学素子を得る光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光学ガラスの高屈折率化と熔融性の改善を両立することができる。したがって、屈折率ｎｄが２．０２以上でありながら、熔融温度の上昇が抑制された光学ガラスの提供が可能となる。優れた熔融性を有する光学ガラスによれば、ガラス熔融温度を過剰に高くしたり、熔融時間を過剰に長くしなくても均質がガラスを得ることができるので、熔融容器を構成する貴金属などの材料が熔融ガラスに溶け込むことによるガラスの着色や、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋などの高屈折率付与成分が熔融中に還元されることによる着色の増大を抑制することができる。
さらに本発明によれば、上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子、例えば撮像光学系、投射光学系などの光学系のコンパクト化、高機能化に適した光学素子、およびそれらの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
光学ガラス
本発明の光学ガラスは、カチオン成分として、Ｐ５＋を１０〜４０カチオン％、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ６＋およびＢｉ３＋の合計含有量に対するＴｉ４＋およびＮｂ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））が１．３以下）、Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を合計で、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の１／３以下、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋およびＣｓ＋を合計で０％超含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラスである。
本発明の光学ガラスは、屈折率ｎｄが２．０２以上と屈折率が極めて高いガラスでありながら、優れたガラス熔融性を示すことができる。そのため、熔融温度を過剰に高くする必要がなく、白金、金などのガラス熔融容器材料の侵蝕を軽減することができ、これら金属材料の溶け込みによるガラスの着色を軽減することができる。また、清澄温度を過剰に高くしなくても泡切れが良好なため、均質性の高い光学ガラスを得ることもできる。
【００１２】
［ガラス組成］
以下、本発明の光学ガラスのガラス組成について詳説する。
本発明の光学ガラスは酸化物ガラスであり、Ｏ２−がアニオンの主成分である。Ｏ２−の含有量は９０〜１００アニオン％を目安として考えればよい。Ｏ２−の含有量が上記範囲内であれば、他のアニオン成分としてＦ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、Ｎ３−、ＮＯ３−、またはＳＯ４２−などを含有させてもよい。その場合、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、Ｓ２−、Ｓｅ２−、Ｎ３−、ＮＯ３−、およびＳＯ４２−の合計含有量は、例えば、０〜１０アニオン％とすることができる。Ｏ２−の含有量を１００アニオン％としてもよい。
【００１３】
次にカチオン成分について説明する。以下、特記しない限り、カチオン成分の含有量、合計含有量は、カチオン％表示とする。
【００１４】
Ｐ５＋は、ガラスネットワーク形成成分であり、本発明の光学ガラスにおいては必須成分である。ガラスの熱的安定性改善に効果があり、液相温度を低下させるとともにガラスが泡切れに適した粘度（好ましくは粘度が１．０ｄＰａ・ｓ程度）を示す温度の上昇を抑制する働きをする成分でもある。Ｐ５＋の含有量が１０％未満であると、前記効果を得ることが困難となり、Ｐ５＋の含有量が４０％を越えると屈折率が低下し、ガラスの結晶化傾向が増大する傾向を示すため、Ｐ５＋の含有量を１０〜４０％とする。Ｐ５＋の含有量の好ましい下限は１２％であり、さらに１４％、１６％、１８％、２０％、２２％、２４％、２６％の順に下限値が大きくなるほど一層好ましい。一方、Ｐ５＋の含有量の好ましい上限は３８％であり、さらに３５％、３３％、３１％、３０％、２９％、２８％の順に上限値が小さくなるほど一層好ましい。
【００１５】
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋、Ｔｅ４＋は、いずれも屈折率を高める働きがあり、屈折率ｎｄを２．０２以上にするために、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量を５０％以上とする。より屈折率の高いガラスを得る上から、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の好ましい下限は５５％であり、以下、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％の順により大きい値ほど下限値としてより一層好ましい。Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量が過剰になるとガラスの熱的安定性が低下するため、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の上限を７５％とすることが好ましい。以下、７２％、７０％、６８％、６６％の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。
【００１６】
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋のうち、ガラス融液の粘度が１．０ｄＰａ・ｓを示す温度を低くする上で有利な作用が得られる成分は、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋である。したがって、本発明では、ガラス融液の粘度が１．０ｄＰａ・ｓを示す温度の上昇を抑制するために、Ｗ６＋およびＢｉ３＋の合計含有量に対するＴｉ４＋およびＮｂ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））を１．３以下とする。カチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））が１．３を超えると、ガラス熔融時の着色増大の抑制に有効な温度域、例えば、１１００℃以下の温度域よりも清澄温度が高くなる。清澄温度の上昇を抑え、ガラスの着色増大を抑制する上から、カチオン比（（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／（Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋））を１．２以下の範囲にすることが好ましい。以下、１．１５、１．１０、１．０５、１．００、０．９０の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。
【００１７】
前述のように、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋、Ｔｅ４＋は、熔融性への影響に差異があるものの、それぞれが共存することによって、ある成分がガラス化しても、残りの成分が熔解せずガラス中に残存する、または全ての成分をガラス化させようとすると他の成分がガラスの着色を悪化させるなど、全般的にガラスの熔融性を悪化させる傾向がある。
一方、Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋は、ガラスの熔融性を改善する働きがある。
本発明では、高屈折率特性を維持するため、Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量の上限を、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量との比により規定する。すなわち、Ｂ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量を、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量の１／３以下とする。その上で、熔融性改善に有効なＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋およびＣｓ＋を合計で０％超含有させる。このようにすることで、屈折率ｎｄが２．０２以上であり、熔融性に優れた光学ガラスを得ることができる。
なお、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋、Ｂｉ３＋およびＴｅ４＋の合計含有量に対するＢ３＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋＋Ｒｂ＋＋Ｃｓ＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋＋Ｚｎ２＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｗ６＋＋Ｂｉ３＋＋Ｔｅ４＋））の好ましい上限は３／１０、より好ましい上限は１／４、さらに好ましい上限は９／４０であり、好ましい下限は１／５、より好ましい下限は１／６、さらに好ましい下限は３／２０、４／３０である。
【００１８】
Ｔｉ４＋は、ガラスを高屈折率高分散化する働きのある成分であり、Ｂｉ３＋およびＮｂ５＋と共存することにより、ガラスの熱的安定性を維持する働きのある任意成分である。従って、含有量が０％であることもできる。また、ガラスの化学的耐久性を高め、ガラスの機械的強度を高める働きをする。Ｔｉ４＋の含有量が１５％を超えると熱的安定性が低下し、結晶化傾向が増大するとともに、熔融性が悪化し、液相温度が著しく上昇する。また、分光透過率特性における吸収端が長波長化し、ガラスが褐色に着色する傾向を示す。したがって、Ｔｉ４＋の含有量を０〜１５％とすることが好ましい。Ｔｉ４＋の含有量のより好ましい上限は１４％、さらに好ましい上限は１３％、一層好ましい上限は１２％、より一層好ましい上限は１１％、さらに一層好ましい上限は１０％である。Ｔｉ４＋の含有量のより好ましい下限は２％、さらに好ましい下限は３％、一層好ましい下限は４％、より一層好ましい下限は５％、さらに一層好ましい下限は６％、７％、８％、である。
【００１９】
Ｎｂ５＋は、ガラスを高屈折率高分散化する働きのある成分であり、Ｂｉ３＋およびＴｉ４＋と共存することにより、ガラスの熱的安定性を維持する働きのある任意成分である。また、ガラスの化学的耐久性を高め、ガラスの機械的強度を高める働きをする。熱的安定性を維持しつつ所望の高屈折率高分散特性を得る上から、Ｎｂ５＋の含有量が１０％以上であるとことが好ましく、１２％以上であるとことがより好ましく、１３％以上、１４％以上、１５％以上、であることがさらに好ましい。一方、Ｎｂ５＋の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が著しく上昇するとともに分光透過率特性における吸収端がやや長波長化する傾向を示す。しがって、Ｎｂ５＋の含有量を２４％以下とすることが好ましい。以下、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。
【００２０】
Ｗ６＋は、ガラスを高屈折率高分散化し、ガラスの化学的耐久性、機械的強度を高める働きをする働きのある任意成分である。従って、含有量が０％であることもできる。Ｗ６＋の含有量が多くなりすぎるとガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が上昇傾向を示すとともに、ガラスが青灰色を呈し、分光透過率特性における吸収端も長波長化する。したがって、Ｗ６＋の含有量を１９％以下とすることが好ましい。Ｗ６＋の含有量のより好ましい上限は１８％である。以下、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。
【００２１】
Ｂｉ３＋は、高屈折率高分散化成分であり、適量を含有させることによりガラスの熱的安定性を改善する働きをする。Ｂｉ３＋の含有量が多すぎると熱的安定性が低下するとともに、液相温度が上昇するとともに、ガラスが褐色に着色し、分光透過率特性における吸収端が長波長化する。したがって、Ｂｉ３＋の含有量を３３％以下とすることが好ましい。以下、３２％、３１％、３０％、２９％、２８％の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい下限は１６％であり、以下、１７％、１８％、１９％、２０％の順により大きい値ほど下限値としてより一層好ましい。
【００２２】
Ｔｅ４＋は、ガラスを高屈折率高分散化し、ガラスの熱的安定性を改善する働きがある。ガラスの熱的安定性を考慮するとＴｅ４＋の含有量を０〜４％とすることが好ましいが、環境への影響に配慮するとＴｅ４＋の含有量は少ないほうが好ましく、その含有範囲を０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。なおＴｅ４＋を含有させなくてもよい。
【００２３】
Ｌｉ＋は、熔融性を改善し、熔融温度を低下させ、ガラスが粘度１．０ｄＰａ・ｓを示す温度を低下させるために有効な成分であり、分光透過率特性における吸収端を短波長化するとともに、ガラス熔融中における上記高屈折率化成分の還元を抑制し、着色を抑制する働きをする。しかし、Ｌｉ＋の含有量が過剰になると屈折率が低下し、熱的安定性が低下する傾向を示すため、Ｌｉ＋の含有量を５％以下とすることが好ましい。Ｌｉ＋の含有量のより好ましい上限は４％、より好ましい上限は３％、さらに好ましい上限は２％、一層好ましい上限は１％である。Ｌｉ＋の含有量の好ましい下限は０％、より好ましい下限は０．１％である。なお、ガラスの安定性を重要視する場合は、Ｌｉ＋を含有させなくてもよい。
【００２４】
Ｎａ＋は、ガラスの熱的安定性を大きく損なうことなしに、熔融性を改善し、熔融温度を低下させ、分光透過率特性における吸収端を短波長化するとともに、ガラス熔融中における上記高屈折率化成分の還元を抑制し、着色を抑制する働きをする。また、液相温度を低下させる働きもする。しかし、Ｎａ＋の含有量が過剰になると屈折率が低下し、熱的安定性が低下する傾向を示す。高屈折率特性を維持しつつガラスの熔融性、熱的安定性を改善する上から、Ｎａ＋の含有量を０〜１５％とすることが好ましい。Ｎａ＋の含有量の上限については、１３％、１０％、８％、６％の順により小さい値ほど上限値としてより一層好ましい。Ｎａ＋は、イオン半径がＬｉ＋とＫ＋の間にあるため、屈折率を低下させる働きはＬｉ＋よりも大きく、Ｋ＋よりは小さい。Ｎａ＋の含有量の好ましい下限は０％、より好ましい下限は０．５％、さらに好ましい下限は１．０％、一層好ましい下限は１．５％、より一層好ましい下限は２．０％である。
【００２５】
Ｋ＋も熔融性を改善し、熔融温度を低下させる働きをする。また、分光透過率特性における吸収端を短波長化するとともに、ガラス熔融中における上記高屈折率化成分の還元を抑制し、着色を抑制する働きもする。さらに、Ｌｉ＋、Ｎａ＋と比べ熱的安定性を改善し、液相温度を低下させる働きもする。しかし、Ｋ＋の含有量が過剰になると屈折率が低下し、熱的安定性が低下する傾向を示すため、Ｋ＋の含有量を０〜１５％とすることが好ましい。Ｋ＋の含有量のより好ましい上限は１３％、さらに好ましい上限は１０％であり、より一層好ましい上限は８％、さらには６％である。
【００２６】
Ｒｂ＋も熔融性を改善する働きがあり、任意成分としてガラスに導入することができる。しかし、他のアルカリ金属成分と比較し高価であることから、Ｒｂ＋の含有量を０〜２％とすることが好ましく、０〜１％とすることがより好ましく、０〜０．５％とすることがさらに好ましい。
Ｃｓ＋は少量の導入によりガラスが安定化するため、任意成分としてガラスに導入することができる。しかし、他のアルカリ金属成分と比較し高価であることから、Ｃｓ＋の含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜２％、０〜１％とすることがさらに好ましい。
なおＲｂ＋、Ｃｓ＋は、含有させなくてもよい。
【００２７】
熔融性を改善し、白金、金などの侵蝕を抑制する上から、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を０％超とすることが好ましく、０．２％以上とすることがより好ましく、０．５％以上とすることがさらに好ましく、１．０％以上とすることが一層好ましく、１．５％以上とすることがより一層好ましく、２．０％以上とすることがさらに一層好ましく、２．５％以上とすることがなお一層好ましい。また、上記アルカリ金属成分の導入は、高屈折率化成分の還元によるガラスの着色を抑制する上からも好ましい。
高屈折率特性、ガラスの熱的安定性を維持する上から、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を１５％以下にすることが好ましく、１２％以下にすることがより好ましく、１０％以下にすることがさらに好ましく、８％以下にすることが一層好ましく、６％以下にすることがより一層好ましく、５％以下にすることがさらに一層好ましく、４％以下にすることがなお一層好ましい。
【００２８】
Ｂ３＋は、適量の導入によりガラスの熱的安定性、熔融性を改善し、粘性を高め、液相温度を低下させる働きをする。しかし、Ｂ３＋の粘性を高める効果によってガラスが清澄可能な温度が上昇し、その結果製造されるガラスの着色度が悪化する傾向にある。また含有量が過剰になると屈折率が低下し、ガラスの再加熱に伴う熱的安定性が低下、液相温度が上昇、高屈折率化成分の還元によるガラスの着色を促進する傾向を示すため、本発明においてＢ３＋はできるだけ含有量を少なくすべき成分である。すなわちＢ３＋の含有量を０〜８％とすることが好ましい。Ｂ３＋の含有量のより好ましい上限は６％、さらに好ましい上限は４％、一層好ましい上限は２％、より一層好ましい上限は１％である。Ｂ３＋の含有量の好ましい下限は０％以上であり、清澄粘性を低下させる観点からはＢ３＋を含まないことが好ましい。
【００２９】
Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋は、いずれもガラスの熔融性を高める働きがある。しかし、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｚｎ２＋は、これら成分の含有量を多くすると屈折率が低下傾向を示すため、Ｍｇ２＋の含有量を０〜４％の範囲にすることが好ましく、０〜２％の範囲にすることがより好ましく、０〜１％の範囲にすることがさらに好ましく、Ｃａ２＋の含有量を０〜４％の範囲にすることが好ましく、０〜２％の範囲にすることがより好ましく、０〜１％の範囲にすることがさらに好ましく、Ｓｒ２＋の含有量を０〜４％の範囲にすることが好ましく、０〜２％の範囲にすることがより好ましく、０〜１％の範囲にすることがさらに好ましく、Ｚｎ２＋の含有量を０〜４％の範囲にすることが好ましく、０〜２％の範囲にすることがより好ましく、０〜１％の範囲にすることがさらに好ましい。
なお、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｚｎ２＋を含有させなくてもよい。
【００３０】
Ｂａ２＋はガラスの熱的安定性を改善し、熔融性を改善し、分光透過率特性における吸収端を短波長化し、高屈折率化成分の還元によるガラスの着色を抑制する働きをする。しかし、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｚｎ２＋ほどではないが、高屈折率特性維持の観点からは、その含有量が過剰ではないことが望ましい。この点から、Ｂａ２＋の含有量を０〜１０％の範囲にすることが好ましい。Ｂａ２＋の含有量の上限はより好ましくは８％、さらに好ましくは７％、より一層好ましくは６％、さらに一層好ましくは５％である。Ｂａ２＋の含有量のより好ましい下限は０％、さらに好ましい下限は１％、一層好ましい下限は２％、より一層好ましい下限は３％、さらに一層好ましい下限は４％である。なお光学特性の観点からはＢａ２＋を含有させなくてもよい。
【００３１】
Ｓｉ４＋は屈折率を低下させる成分である。また、過剰な導入はガラスの液相温度の上昇あるいはガラスの分相を招くため、Ｓｉ４＋の含有量は０〜４％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。Ｓｉ４＋の導入方法は通常の酸化物原料によるものが主であるが、ＳｉＯ２を主成分とする材質で作られた坩堝（石英製坩堝）から混入させることもできる。
【００３２】
Ａｌ３＋は屈折率を低下させ、かつガラスの液相温度を上昇させる働きをするため、Ａｌ３＋の含有量は０〜３％の範囲とすることが好ましく、０〜１％の範囲とすることがより好ましい。なお、Ａｌ３＋を含有させなくてもよい。
【００３３】
２．０２を超える屈折率ｎｄを維持しつつ、ガラスの熔融性、熱的安定性を維持する上から、Ｐ５＋、Ｂｉ３＋、Ｎｂ５＋、Ｔｉ４＋、Ｗ６＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＢａ２＋の合計含有量を９０〜１００％とすることが好ましく、９５〜１００％とすることがより好ましく、９８〜１００％とすることがさらに好ましく、９９〜１００％とすることが一層好ましい。前記合計含有量を１００％としてもよい。
【００３４】
本発明の光学ガラスには清澄剤を添加することもできる。清澄剤の中で好ましいものはＳｂ２Ｏ３である。Ｓｂ２Ｏ３を用いる場合は、質量比によるＳｂ２Ｏ３の外割り添加量を０〜１００００ｐｐｍの範囲とすることが好ましい。尚、質量比による外割り添加量とは、ガラス成分の質量を基準とした割合で示す添加量である。Ｓｂ２Ｏ３は清澄効果があることに加え、ガラス熔融中、前述の高屈折率化成分を酸化状態にするとともに、この酸化状態を安定化する働きをする。しかし、外割り添加量が１００００ｐｐｍを超えるとＳｂ自体の光吸収により、ガラスが着色する傾向を示す。ガラスの透過率特性を改善するという観点から、Ｓｂ２Ｏ３の外割り添加量の好ましい上限は５０００ｐｐｍ、より好ましい上限は２０００ｐｐｍ、さらに好ましい上限は１１００ｐｐｍ、一層好ましい上限は９００ｐｐｍ、より一層好ましい上限は６００ｐｐｍ、さらに一層好ましい上限は４００ｐｐｍであり、好ましい下限は０ｐｐｍ、より好ましい下限は５０ｐｐｍ、さらに好ましい下限は１００ｐｐｍ、一層好ましい下限は１５０ｐｐｍ、より一層好ましい下限は２００ｐｐｍである。なお、Ｓｂは添加剤であるため、本発明では、ガラス成分とは異なり酸化物換算した値で添加量を示す。
【００３５】
本発明の光学ガラスにおいて、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｓｅのカチオンはいずれも環境への負荷を配慮し、含有、添加しないことが望ましい。また、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒのカチオンはいずれもガラスを着色したり、紫外光の照射により蛍光を発生するため、含有、添加しないことが望ましい。ただし、上記の含有、添加しないとは、ガラス原料やガラス熔融工程に由来する不純物としての混入までも排除するものではない。
Ｇａ３＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋、Ｌｕ３＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋、Ｈｆ４＋は、少量であれば含有しても構わないが、これら成分により有意義な効果が得られることはなく、いずれも高価な成分であることから、それぞれの含有量を０〜２％の範囲とすることが好ましく、０〜１％の範囲とすることがより好ましく、０％以上０．５％未満とすることがさらに好ましく、０％以上０．１％未満とすることが一層好ましく、ガラスの製造コストを抑える上から含有させないことが望ましい。
【００３６】
［屈折率、アッベ数］
次に、本発明の光学ガラスのガラス特性について詳述する。
本発明の光学ガラスの屈折率ｎｄは２．０２以上である。このように高屈折率が極めて高い光学ガラスは、高ズーム比、広角、コンパクトな光学系を構成するための光学素子の材料として好適である。屈折率ｎｄの上限は、上記ガラス組成の範囲から自ずと定まるが、３．０を目安とすることができる。
なお、光学系の高機能化、コンパクト化により有効な光学素子に用いられる光学ガラスを提供するという観点から、屈折率ｎｄの好ましい下限は２．０３、より好ましい下限は２．０５、さらに好ましい下限は２．０７である。
ガラスの熔融性、熱的安定性を維持する上から、屈折率ｎｄの好ましい上限は２．３、より好ましい上限は２．２、さらに好ましい上限は２．１８、一層好ましい上限は２．１６である。
【００３７】
低分散ガラス製の光学素子との組合せにより色収差補正を行う上から、アッベ数νｄの好ましい上限は１８．０、より好ましい上限は１７．８、さらに好ましい上限は１７．６、一層好ましい上限は１７．４、より一層好ましい上限は１７．２、さらに一層好ましい上限は１７．１である。
アッベ数νｄの下限は、上記ガラス組成の範囲から自ずと定まるが、ガラスの熔融性、熱的安定性を維持する上から、アッベ数νｄの好ましい下限は１４、より好ましい下限は１５、さらに好ましい下限は１６である。
【００３８】
色収差補正に好適なガラスを得る上から、好ましい屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの範囲は下記（１）式を満たす範囲であり、より好ましい範囲は下記（２）式を満たす範囲であり、さらに好ましい範囲は下記（３）式を満たす範囲であり、一層好ましい範囲は下記（４）式を満たす範囲であり、より一層好ましい範囲は下記（５）式を満たす範囲である。
νｄ＜３９．００−１０×ｎｄ                                  ・・・・・  （１）
νｄ＜３８．８０−１０×ｎｄ                                  ・・・・・  （２）
νｄ＜３８．６０−１０×ｎｄ                                  ・・・・・  （３）
νｄ＜３８．４０−１０×ｎｄ                                  ・・・・・  （４）
νｄ＜３８．２０−１０×ｎｄ                                  ・・・・・  （５）
【００３９】
［粘性特性］
本発明の光学ガラスの好ましい態様において、ガラス融液状態において粘度が１．０ｄＰａ・ｓを示す温度が１１００℃以下となる。ガラス製造時、熔融ガラスの清澄温度は、粘度が１．０ｄＰａ・ｓを示す温度が目安となる。そして、清澄温度はガラス熔融中においてガラスの温度が最も高くなる温度であることから、上記温度が１１００℃以下であると、ガラス熔融工程を１１００℃以下で行うことが可能になる。その結果、熔融ガラスの侵蝕性が軽減されて白金、金などの金属製熔融容器がガラスによって侵蝕されにくくなり、白金イオン、金イオンなどの溶け込みによるガラスの着色増大や、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉなどの高屈折率成分の還元による着色増大を抑制することができる。こうして、泡切れが十分になされ光学的に均質な、着色の少ない光学ガラスを得ることができる。
また、清澄温度の上昇を抑制することにより、熔融ガラスからの揮発を抑制し、揮発による組成変化、光学特性の変動を抑制することもできる。
ガラス融液状態において粘度が１．０ｄＰａ・ｓを示す温度の好ましい範囲は１０８０℃以下、より好ましい範囲は１０６０℃以下、好ましい範囲は１０５０以下，さらに好ましい範囲は１０４０℃以下、一層好ましい範囲は１０３０℃以下、より一層好ましい範囲は１０２０℃以下である。１．０ｄＰａ・ｓを示す温度の下限はガラスの組成範囲から自ずと定まるが、８００℃を下限の目安と考えればよい。
【００４０】
［液相温度］
液相温度はガラスの高屈折率高分散化に伴い上昇傾向を示す。液相温度が上昇すると、ガラス製造時の失透を防止するために、熔融温度、成形温度を上昇させることとなる。本発明の光学ガラスの液相温度の好ましい範囲は１１００℃以下の範囲である。液相温度を前記範囲にすることで、熔融温度、成形温度の過度な上昇を抑制することができる。ガラス製造時、熔融容器材料である白金や金がガラスに溶け込んでガラスが着色したり、白金や金が異物として混入しガラスの品質を低下することを防止する上から、液相温度を上記範囲にすることが好ましい。液相温度のより好ましい上限は１０５０℃、さらに好ましい上限は１０００℃、一層好ましい上限は９８０℃、より一層好ましい上限は９６０℃、さらに一層好ましい上限は９５０℃、なお一層好ましい上限は９４０℃、特に好ましい上限は９３０℃、最も好ましい上限は９２０℃である。
なお、液相温度の下限は、高融点の高屈折率成分を多く含有する観点から８００℃以上、より好ましくは８５０℃以上を目安として考えることができる。
なお液相温度におけるガラスの粘度は１．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１．５ｄＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、２．０ｄＰａ・ｓ以上であることがさらに好ましく、２．５ｄＰａ・ｓ以上であることがより一層好ましく、３．０ｄＰａ・ｓ以上であることがさらに一層好ましく、３．５ｄＰａ・ｓ以上がなお一層好ましい。
液相温度におけるガラスの粘度の上限に特に制限はないが、ガラスの光学特性などの改善を図る上から、１００ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましく、３０ｄＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、２０ｄＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。
【００４１】
［着色度］
一般に、光学ガラスの分光透過率特性において、どこまで短波長の光を透過するかを示す指標として、外部透過率７０％を示す波長であるλ７０、外部透過率５％を示す波長であるλ５といった特定波長による指標が用いられている。
λ７０とは、波長２８０〜７００ｎｍの範囲において光線透過率が７０％になる波長のことである。ここで、光線透過率とは、１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な面を有するガラス試料を用い、前記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、前記試料に入射する光の強度をＩｉｎ、前記試料を透過した光の強度をＩｏｕｔとしたときのＩｏｕｔ／Ｉｉｎのことである。分光透過率には、試料表面における光の反射損失も含まれる。また、上記研磨は測定波長域の波長に対し、表面粗さが十分小さい状態に平滑化されていることを意味する。λ５は、λ７０について前記した方法で測定される光線透過率が５％となる波長である。
前述の通り従来の高屈折率ガラスは熔融、清澄において着色しやすい傾向があるが、本発明の光学ガラスの好ましい態様では、屈折率ｎｄが２．０２以上でありながら、５５０ｎｍ以下のλ７０を実現することができる。λ７０のより好ましい範囲は５２０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は５００ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４９０ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は４８０ｎｍ以下、さらに一層好ましい範囲は４７０ｎｍ以下、なお一層好ましい範囲は４６０ｎｍ以下である。λ７０の下限は特に限定されるものではないが、３８０ｎｍをλ７０の下限の目安として考えればよい。
λ５の好ましい範囲は４５０ｎｍ以下、より好ましい範囲は４３０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は４１０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４００ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は３９５ｎｍ以下、さらに一層好ましい範囲は３９０ｎｍ以下である。λ５の下限は特に限定されるものではないが、３００ｎｍをλ５の下限の目安として考えればよい。
本発明によれば、着色が少ないというだけでなく、白金や金など熔融容器を構成する金属材料のイオン化による混入や金属粒子としての混入が極めて少ない光学ガラスの提供が可能である。
【００４２】
［比重］
本発明において、比重は−３０℃／時の徐冷速度で得られたガラスの比重により定義される。本発明の光学ガラスの比重の好ましい上限は６．５、より好ましい上限は５．９、さらに好ましい上限は５．８、一層好ましい上限は５．７、より一層好ましい上限は５．６５である。好ましい下限には特に制限はないが、比重を過剰に低くすると、屈折率の低下などの現象が発生するおそれがあるため、比重の好ましい下限は３．０、より好ましい下限は４．０、さらに好ましい下限は４．５、一層好ましい下限は４．８、より一層好ましい下限は５．０である。
【００４３】
光学ガラスの製造方法
本発明の光学ガラスの製造方法は、ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを清澄し、清澄した熔融ガラスを成形することを含み、前記ガラス原料を、前記した本発明の光学ガラスが得られるように調合する。
以下、本発明の光学ガラスの製造方法の具体的貸与について説明するが、本発明は下記態様に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、所要の組成を有するガラスとなるように各成分に対応する化合物原料を秤量し、十分混合して調合原料とし、調合原料を坩堝に入れて１０５０〜１２５０℃で攪拌しながら０．５〜３時間熔融を行った後、ガラス融液を所定の容器に流し出し、冷却、粉砕して、カレットを得る。
次に、得られたカレットを白金、白金合金、金、金合金などの貴金属製の坩堝に投入し、液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋８０℃、好ましくは液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋５０℃に加熱し、攪拌して、熔融した。次いでガラスが１．０ｄＰａ・ｓを示す温度±５０℃、好ましくはガラスが１．０ｄＰａ・ｓを示す温度±２０℃で０．５〜３時間かけて熔融ガラスを清澄する。清澄後、ガラスの温度を清澄温度から液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋８０℃、好ましくは液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋５０℃、より好ましくは液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋４０℃、さらに好ましくは液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋３０℃に降温した後、坩堝底部に接続したパイプから熔融ガラスを流出させ、または鋳型に鋳込んで成形し、光学ガラスを得ることができる。なお、金製の貴金属製坩堝を使う際の設定温度は金の融点より低い１０５０℃以下とする。
上記温度条件、ならびに各工程に要する時間は適宜、調整可能である。
また、光学特性が異なる複数種のカレットを上述の方法で作製し、これらカレットを所要の光学特性が得られるように調合して熔融、清澄、成形し、光学ガラスを作製することもできる。
【００４５】
プレス成形用ガラス素材
本発明のプレス成形用ガラス素材（以下、ガラス素材という）は、前記した本発明の光学ガラスからなる。本発明のガラス素材を得るためには、例えば、まず本発明の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、熔融し、成形する。このようにして作製したガラス成形体を加工し、プレス成形品１個分の量に相当するガラス素材を作製する。このような方法以外でも熔融ガラスからプレス成形用ガラス素材を作る公知の方法を適用することができる。
【００４６】
光学素子、光学素子の製造方法
本発明の光学素子は、前記した本発明の光学ガラスからなる。
本発明の光学素子の製造方法は、前記した本発明の光学ガラスを加工することにより、または前記した本発明の光学ガラスの製造方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスを加工することにより、光学素子を得る。
光学素子の具体例としては、非球面レンズ、球面レンズ、または平凹レンズ、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、回折格子付きレンズなどの各種レンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。
本発明の光学素子は超高屈折率特性を有する光学ガラスからなるので、他のガラスからなる光学素子と組合せることにより、良好な色収差補正を行うことができる。また、撮像光学系を高ズーム比化、広角化、コンパクト化する上でも有効である。さらに、超高屈折率特性を備えながら、組成調整により比重増大を抑制することができるため、光学素子の軽量化が可能となり、振動に対する焦点位置のズレ防止にも有効である。
さらに、分光透過率特性における吸収端が短波長化されたガラスの使用により、可視短波長域の画像情報の欠落を防止することができ、デジタル式撮像装置の色再現性改善にも有効である。
本発明の光学素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラなど各種カメラの撮像光学系、ＤＶＤ、ＣＤなどの光記録媒体へのデータ書き込み、読み出し用の光線を導く光学素子、例えば、光ピックアップレンズやコリメータレンズなどにも好適である。また、光通信用の光学素子としても好適である。
【００４７】
光学素子を得るための加工は、精密プレス成形、研削、研磨、等の公知の方法により行うことができる。例えば、本発明の光学ガラスを成形して得られた成形体の表面を研磨する方法、本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱しプレス成形して光学素子ブランクを製造し、この光学素子ブランクを研削および研磨する方法、本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱し精密プレス成形して光学素子とする方法など、公知の方法により、光学素子を製造することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明をさらに説明する。ただし本発明は、実施例に示す態様に限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
表１に示すＮｏ．１〜１４の組成を有するガラスとなるように各成分に対応する化合物原料を秤量し、十分混合して調合原料とした。なお、表１に示すガラス組成は、カチオン％表示の値が基準である。なお、Ｎｏ．１〜１４の組成を有する酸化物ガラスのアニオン成分は、全量、Ｏ２−である。
次に調合原料を石英製坩堝に入れて１１００℃〜１２００℃で攪拌しながら０．５〜１．５時間熔解を行った後、急冷、粉砕して、カレットを得た。
次に、得られたカレットを白金製または金製の貴金属製坩堝に投入し、液相温度ＬＴ＋２０℃〜ＬＴ＋８０℃に加熱し、攪拌して、熔融した。次いで、ガラスが１．０ｄＰａ・ｓを示す温度±５０℃、好ましくはガラスが１．０ｄＰａ・ｓを示す温度±２０℃で０．５〜３時間かけて熔融ガラスを清澄した。清澄後、ガラスの温度を清澄温度から液相温度ＬＴ〜ＬＴ＋６０℃に降温した後、坩堝底部に接続したパイプから熔融ガラスを流出させ、または鋳型に鋳込んでガラスブロックに成形した。なお、金製の貴金属製坩堝を使う際の設定温度は金の融点より低い１０５０℃以下とした。
得られた各ガラスブロックに光線を入射させ、ガラス中の前記光線の光路を横から観察したところ、ガラス中に結晶などの異物は認められず、均質性の高い、高品質の光学ガラスが得られたことが確認された。
【００５０】
得られた光学ガラスＮｏ．１〜１４について、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、液相温度、粘度１．０ｄＰａ・ｓを示す温度、ガラス転移温度、比重、λ７０、λ５を、以下のようにして測定した。
（１）屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ−０１に基づいて測定した。測定結果を表１に示す。
（２）液相温度ＬＴおよび粘度１．０ｄＰａ・ｓを示す温度
ガラス試料を所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。粘度ＪＩＳ規格  Ｚ８８０３、共軸二重円筒形回転粘度計による粘度測定方法により粘度を測定し、粘度１．０ｄＰａ・ｓを示す温度を求めた。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
ガラス転移温度は示差走査型熱量計ＤＳＣ３３００ＳＡを用いて固体状態のガラスを昇温したときの吸熱カーブから測定した。この測定方法により測定されるＴｇは日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ−０８に基づいて測定したＴｇと対応関係を示す。測定結果を表１に示す。
（４）比重
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ−０５に基づいて測定した。測定結果を表１に示す。
（５）λ７０、λ５
λ７０、λ５は次のようにして測定した。厚さ１０ｍｍの互いに平行かつ光学研磨された平面を有するガラス試料を用い、波長２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域における分光透過率を測定する。分光透過率は、光学研磨された一方の平面に垂直に強度Ａの光線を入射し、他方の平面から出射する光線の強度Ｂを測定し、Ｂ／Ａによって算出される。したがって、分光透過率には試料表面における光線の反射損失も含まれる。分光透過率が７０％になる波長がλ７０であり、分光透過率が５％になる波長がλ５である。測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2014009112.tif 000002
2014009112.tif 000003
【００５２】
（実施例２）
実施例１と同様にして光学ガラスＮｏ．１〜１４が得られるようにガラス原料を加熱、熔融、清澄、均質化し、得られた熔融ガラスを鋳型に流し込んで急冷し、ガラスブラックに成形した。次にガラスブロックをアニールした後、切断、研削してプレス成形用ガラス素材を作製した。
【００５３】
（実施例３）
実施例２において作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形型を用いて公知の方法によりプレス成形し、レンズブランク、プリズムブランクなどの光学素子ブランクを作製した。
得られた光学素子ブランクは精密アニールを施し所要の屈折率になるよう屈折率の精密調整を行った後、公知の研削、研磨法によりレンズやプリズムに仕上げた。
【００５４】
（実施例４）
実施例２において作製したプレス成形用ガラス素材の表面を研磨して精密プレス成形用のプレス成形用ガラス素材とし、このガラス素材を加熱し精密プレス成形して非球面レンズを得た。精密プレス成形は公知の方法で行った。
このようにして、各種レンズ、プリズムなどの光学素子を作製した。
【００５５】
実施例３、４で得られたレンズを用いて撮像光学系を構成したところ、色再現性のよい撮像装置を得ることができた。
また、得られたレンズを用いて携帯電話搭載の撮像ユニットや光ピックアップユニットを作製したところ、振動に対して焦点位置ズレの極めて少ないユニットを得ることができた。
本実施例の光学素子は、低分散ガラス製光学素子との組合せにより良好な色収差補正を可能にする。また、撮像装置をはじめ各種光学機器の高性能化、コンパクト化に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、色収差補正用の光学素子材料として好適な高い屈折率を有する光学ガラスを提供することができ、更には当該光学ガラスを用いてプレス成形用ガラス素材および光学素子を提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月24日(2013.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン成分として、
Ｐ5+を１０〜４０カチオン％、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+、Ｂｉ3+およびＴｅ4+を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+およびＮｂ5+の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+）／（Ｗ6+＋Ｂｉ3+））が１．３以下）、
Ｂ3+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+およびＺｎ2+を合計で、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+、Ｂｉ3+およびＴｅ4+の合計含有量の１／３以下、
Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+およびＣｓ+を合計で０％超、
含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラス。
【請求項２】
カチオン成分として、Ｔｅ4+を０〜４カチオン％含む請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
アッベ数νｄが１８．０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】
ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを清澄し、清澄した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法において、
前記ガラス原料を、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスが得られるように調合することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記熔融を、白金、白金合金、金または金合金を用いて作製した熔融ガラス容器を用いて行う請求項４に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスよりなる光学素子。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスを加工することにより、または請求項４もしくは５に記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスを加工することにより、光学素子を得る光学素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］カチオン成分として、
Ｐ5+を１０〜４０カチオン％、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+、Ｂｉ3+およびＴｅ4+を合計で５０カチオン％以上（但し、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+およびＮｂ5+の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+）／（Ｗ6+＋Ｂｉ3+））が１．３以下）、
Ｂ3+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+およびＺｎ2+を合計で、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+、Ｂｉ3+およびＴｅ4+の合計含有量の１／３以下、
Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+およびＣｓ+を合計で０％超、
含む酸化物ガラスであり、屈折率が２．０２以上である光学ガラス。
［２］カチオン成分として、Ｔｅ4+を０〜４カチオン％含む［１］に記載の光学ガラス。
［３］アッベ数νｄが１８．０以下である［１］または［２］に記載の光学ガラス。
［４］ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを清澄し、清澄した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法において、
前記ガラス原料を、［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラスが得られるように調合することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
［５］前記熔融を、白金、白金合金、金または金合金を用いて作製した熔融ガラス容器を用いて行う［４］に記載の光学ガラスの製造方法。
［６］［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
［７］［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラスよりなる光学素子。
［８］［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラスを加工することにより、または［４］もしくは［５］に記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスを加工することにより、光学素子を得る光学素子の製造方法。