(57)【要約】【課題】所望の高透過率及び高分散（低いアッベ数）を有する光学ガラス及び光学素子を提供する。【解決手段】酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で、Ｐ２Ｏ５成分を１０％以上４５％以下、ＴｉＯ２成分を３％以上３０％以下、及びＳｎＯ２成分を０％を超えて含有し、屈折率が１．７５以上、アッベ数が１５以上３５以下である。この光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１％以上５０％以下含有することが好ましい。【選択図】図２
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【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、Ｐ２Ｏ５成分を１０％以上４５％以下、ＴｉＯ２成分を３％以上３０％以下、及びＳｎＯ２成分を０％を超えて含有し、屈折率が１．７５以上、アッベ数が１５以上３５以下である光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１％以上５０％以下含有する請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で、
ＢａＯ成分を０〜３０％、
Ｂ２Ｏ３成分を０〜２０％、
Ｔａ２Ｏ５成分を０〜２０％、
Ｌｉ２Ｏ成分を０〜１０％、
Ｎａ２Ｏ成分を０〜２０％、
Ｋ２Ｏ成分を０〜２０％、
ＣａＯ成分を０〜２０％、
ＳｒＯ成分を０〜２０％、
ＺｎＯ成分を０〜２０％、
ＳｉＯ２成分を０〜１０％、
ＺｒＯ２成分を０〜１０％、
Ｌａ２Ｏ３成分を０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３成分を０〜１０％、
ＴｅＯ２成分を０〜１０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分を０〜１０％、
Ｉｎ２Ｏ３成分を０〜１０％、
ＧｅＯ２成分を０〜１０％、及び
ＷＯ３成分を０〜１０％
含有する請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＳｂ２Ｏ３成分を０．１１％未満含有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。
【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、及びガラス成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系を使用する機器のデジタル化及び高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラ及びビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
【０００３】
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、高い屈折率（ｎｄ）と低いアッベ数（νｄ）を有する高屈折率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ガラスとしては、例えば、特許文献１に記載の光学ガラスは１２以上３４以下のアッベ数を有し、特許文献２に記載の光学ガラスは２１以下のアッベ数を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８３７０１号公報
【特許文献２】特許第４０６５８５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の光学ガラスは、アッベ数は低いものの、黄色又は橙色に着色しており、可視光に対する透明性が十分低くなっていなかった。そのため、これらの光学ガラスは、所望の高分散を有していても、可視領域の波長の光を透過させる用途には適さない。
【０００６】
また、従来の光学ガラスにおいては、Ｓｂ２Ｏ３を用いて透過性を向上させるものがあった。しかし、Ｓｂ２Ｏ３は環境上の規制が厳しくなっている面があり、また、Ｓｂ２Ｏ３を含む光学ガラスを用いて、プレス成形の手段によってガラス成形体を製造する場合、金型の形状を転写したガラス成形体の表面に凹凸及び曇りが発生し易い。表面に凹凸又は曇りが発生したガラス成形体は、近年高まっている光学設計上の要求を満たすには不十分なものである。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、Ｓｂ２Ｏ３を少量しか含有せず或いは全く含まなくとも、所望の高透過率及び高分散（低いアッベ数）を有する光学ガラス、光学素子、及びガラス成形体の製造方法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】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、所定量のＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｎＯ２成分を所定のバランスを保ちつつ含有することで、Ｓｂ２Ｏ３成分をほとんど含まなくとも可視光に対する透過率を高めることができ、分散が高められ、且つガラス成形体の表面への凹凸及び曇りが低減されうることを見出し、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。
【０００９】
（１）酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で、Ｐ２Ｏ５成分を１０％以上４５％以下、ＴｉＯ２成分を３％以上３０％以下、及びＳｎＯ２成分を０％を超えて含有し、屈折率が１．７５以上、アッベ数が１５以上３５以下である光学ガラス。
【００１０】
（２）酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１％以上５０％以下含有する（１）に記載の光学ガラス。
【００１１】
（３）酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で、
ＢａＯ成分を０〜３０％、
Ｂ２Ｏ３成分を０〜２０％、
Ｔａ２Ｏ５成分を０〜２０％、
Ｌｉ２Ｏ成分を０〜１０％、
Ｎａ２Ｏ成分を０〜２０％、
Ｋ２Ｏ成分を０〜２０％、
ＣａＯ成分を０〜２０％、
ＳｒＯ成分を０〜２０％、
ＺｎＯ成分を０〜２０％、
ＳｉＯ２成分を０〜１０％、
ＺｒＯ２成分を０〜１０％、
Ｌａ２Ｏ３成分を０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３成分を０〜１０％、
ＴｅＯ２成分を０〜１０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分を０〜１０％、
Ｉｎ２Ｏ３成分を０〜１０％、
ＧｅＯ２成分を０〜１０％、及び
ＷＯ３成分を０〜１０％
含有する（１）又は（２）に記載の光学ガラス。
【００１２】
（４）酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＳｂ２Ｏ３成分を０．１１％未満含有する（１）から（３）のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【００１３】
（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【００１４】
（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所定量のＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｎＯ２成分を所定のバランスを保ちつつ含有することで、Ｓｂ２Ｏ３を少量しか含有せず或いは全く含まなくとも、所望の高透過率及び高分散を有しつつ、表面の凹凸及び曇りを低減できる光学ガラス、光学素子、及びガラス成形体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アニール処理前における実施例１と比較例１の光学ガラスの透過率特性を示すグラフである。
【図２】アニール処理後における実施例１と比較例１の光学ガラスの透過率特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、Ｐ２Ｏ５成分を１０％以上４５％以下、ＴｉＯ２成分を３％以上３０％以下、及びＳｎＯ２成分を０％を超えて含有し、屈折率が１．７５以上、アッベ数が１５以上３５以下である。光学ガラスが所定量のＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｎＯ２成分を含有することにより、可視光に対する透過率の低下が抑えられ、分散が高められ、表面の凹凸及び曇りを低減できる。
【００１８】
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が、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できる。なお、説明が重複する箇所については、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。
【００１９】
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。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、全て酸化物換算組成のガラス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」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、複合塩及び金属弗化物等が溶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。
【００２０】
＜含有量を抑えるべき成分について＞
まず、本発明の光学ガラスにおいて含有量を抑えるべき成分について説明する。
【００２１】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、短波長の可視光に対するガラスの透過率を高める成分であるとともに、ガラスを溶融する際に脱泡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。ここで、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を０．１１％未満にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡が生じ難くなるため、Ｓｂ２Ｏ３成分を溶解設備（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成分の含有量は、０．１１％未満、好ましくは０％とする。特に、Ｓｂ２Ｏ３成分を少量含有した場合でも、Ｓｂ２Ｏ３成分が溶融ガラスから揮発して金型に不純物として付着するため、ガラス成形体の表面に凹凸及び曇りが発生する原因となる。そこで、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を０．１１％未満にすることで、不純物の主成分となっていたＳｂ成分がガラスから除去されることにより、金型に付着する不純物が低減されるため、ガラス成形体の表面に形成される凹凸及び曇りを低減できる。特に本発明は、Ｓｂ成分を実質的に含有しないガラスを用いることが最も好ましい。プレス成形温度を高める場合には、金型への不純物の形成が顕著になるため、Ｓｂ成分を実質的に含まないことによる効果が顕著になる。
【００２２】
なお、本明細書におけるＳｂ２Ｏ３成分の含有量は、ガラスに含まれるカチオン成分の全てと、それらカチオン成分の電荷に釣り合うだけの酸素と、が結合した酸化物によって本発明の光学ガラスが形成されていると仮定した上で、それら酸化物でできたガラスの全体の質量を１００％として、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を質量％で表したもの（酸化物基準の質量に対する外割り質量％）である。
【００２３】
＜必須成分、任意成分について＞
次に、本発明の光学ガラスとして好ましく用いられる、ガラスの必須成分及び任意成分について説明する。
【００２４】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分であり、且つガラスの溶解温度を下げる成分であり、本発明の光学ガラスの必須成分である。特に、Ｐ２Ｏ５成分の含有率を１０％以上にすることで、耐失透性が向上し、失透に対して安定性の高いガラスが得られる。一方、Ｐ２Ｏ５成分の含有率を４５％以下にすることで、高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Ｐ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは２５％を下限とし、好ましくは４５％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３５％を上限とする。Ｐ２Ｏ５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いてガラス内に含有できる。
【００２５】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率及び分散を高め、且つガラスの化学的耐久性を高める成分であり、本発明の光学ガラスの必須成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を３％以上にすることで、高屈折率を得ることができ、且つ所望の高分散を得ることができる。一方、ＴｉＯ２成分の含有率を３０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで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ＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは３％下限とする。ガラスの分散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ＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは３％、より好ましくは５％、最も好ましくは１０％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ＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは３０％、より好ましくは２５％、最も好ましくは２０％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できる。
【００２６】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分であり、本発明の光学ガラスの任意成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を１％以上にすることで、高屈折率を得ることができ、且つ所望の高分散を得ることができる。一方、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を５０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで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Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１％、より好ましくは５％、最も好ましくは１０％を下限とし、好ましくは５０％、より好ましくは４９％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できる。
【００２７】
ＳｎＯ２成分は、脱泡剤として溶融ガラスを清澄すると共にガラス着色の原因となる上述のチタンイオン及びニオブイオンの還元を防ぐ効果を有するので、本発明の光学ガラスの必須成分である。特に、ＳｎＯ２成分の含有量を０％を超え１０％以下にすることで、上述の効果が顕著で、しかもガラスの失透を生じ難くすることができる。また、ＳｎＯ２成分と溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化が低減されるため、溶解設備の長寿命化を図ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは０％、より好ましくは３％、最も好ましくは０．０５％をそれぞれ下限とし、１０％を上限とする。ＳｎＯ２成分は、原料として例えばＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２８】
ＢａＯ成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を３０％以下にすることで、高屈折率及び高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３０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１２％を上限とする。ここで、特に分散の大きい（アッベ数の小さい）ガラスが得られる点では、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１２％以下であることが好ましい。ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いてガラス内に含有できる。
【００２９】
Ｂ２Ｏ３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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を２０％以下にすることで、Ｂ２Ｏ３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Ｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。ここで、短波長の可視光に対する透過率が特に高められる点では、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を５％以下とすることが好ましい。特に、短波長の可視光に対する透過率に着目する場合、Ｂ２Ｏ３成分の含有率は、５％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できる。
【００３０】
Ｔａ２Ｏ５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、Ｔａ２Ｏ５成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスを失透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Ｔａ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％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できる。
【００３１】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性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、Ｌｉ２Ｏ成分の含有率を１０％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Ｌｉ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは３％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ等を用いてガラス内に含有できる。
【００３２】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性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、Ｎａ２Ｏ成分の含有率を２０％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Ｎａ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。なお、Ｎａ２Ｏ成分は含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Ｎａ２Ｏ成分を含有することで、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができるＮａ２Ｏ成分は、原料として例えばＮａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有できる。
【００３３】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性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、Ｋ２Ｏ成分の含有率を２０％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Ｋ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。Ｋ２Ｏ成分は、原料として例えばＫ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有できる。
【００３４】
ＣａＯ成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を２０％以下にすることで、高屈折率及び高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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＣＯ３、ＣａＦ２等を用いてガラス内に含有できる。
【００３５】
ＳｒＯ成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を２０％以下にすることで、高屈折率及び高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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２等を用いてガラス内に含有できる。
【００３６】
ＺｎＯ成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を２０％以下にすることで、高屈折率及び高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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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できる。
【００３７】
ＳｉＯ２成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を１０％以下にすることで、ＳｉＯ２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ＳｉＯ２成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。特に、短波長の可視光に対する透過率に着目する場合、ＳｉＯ２成分の含有率は、好ましくは２％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できる。
【００３８】
ＺｒＯ２成分は、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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有率を１０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の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ＺｒＯ２成分の含有率は、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは８％、最も好ましくは５％を上限とする。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できる。
【００３９】
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を１０％以下にすることで、ガラスの分散を大きくすることができ、且つガラスの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Ｌａ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは８％、最も好ましくは５％を上限とする。Ｌａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いてガラス内に含有できる。
【００４０】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を向上しつつ、ガラス溶融時の粘度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、Ａｌ２Ｏ３成分の含有率を１０％以下にすることで、ガラスの溶融性を高めつつ、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Ａｌ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％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できる。
【００４１】
ＴｅＯ２成分は、屈折率を高め、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。しかしながら、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４２】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及び分散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、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率を１０％以下にすることで、ガラスの安定性が高められるため、耐失透性の低下を抑えることができ、且つ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Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。
【００４３】
Ｉｎ２Ｏ３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、Ｉｎ２Ｏ３成分の含有率を１０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工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物質量に対するＩｎ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。Ｉｎ２Ｏ３成分は、原料として例えばＩｎ２Ｏ３、ＩｎＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４４】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの屈折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、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＧｅＯ２成分の含有率を１０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＧｅＯ２成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。ＧｅＯ２成分は、原料として例えばＧｅＯ２等を用いてガラス内に含有できる。
【００４５】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散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、ＷＯ３成分の含有率を１０％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ＷＯ３成分の含有率は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、最も好ましくは２％を上限とする。
【００４６】
また、本発明の光学ガラスでは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で、
Ｐ２Ｏ５成分を２５〜４５％、
Ｎｂ２Ｏ５成分を１〜５０％、
ＢａＯ成分を０〜１２％、
Ｂ２Ｏ３成分を０〜５％、
ＴｉＯ２成分を３〜３０％、
Ｔａ２Ｏ５成分を０〜５％、
Ｌｉ２Ｏ成分を０〜３％、
Ｎａ２Ｏ成分を０〜１０％、
Ｋ２Ｏ成分を０〜２％、
ＣａＯ成分を０〜１０％、
ＳｒＯ成分を０〜１０％、
ＺｎＯ成分を０〜１０％、
ＳｉＯ２成分を０〜２％、
ＺｒＯ２成分を０〜１０％、
Ｌａ２Ｏ３成分を０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３成分を０〜２％、
ＴｅＯ２成分を０〜２％、
Ｂｉ２Ｏ３成分を０〜２％、
Ｉｎ２Ｏ３成分を０〜２％、
ＧｅＯ２成分を０〜２％、
ＷＯ３成分を０〜２％、
ＳｎＯ２成分を０．０５〜１０％、及び
Ｓｂ２Ｏ３成分を０〜０．１１％未満
含有することが好ましい。
これにより、光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）が低くなるため、プレス成形における成形温度を下げることができ、且つプレス成形を行った後におけるガラス表面の凹凸及び曇りをより一層低減できる。ここで特に、所定量のＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｎＯ２成分を所定のバランスを保ちつつ含有することによって、Ｓｂ２Ｏ３を少量しか含有せず或いは全く含まなくとも、所望の高透過率及び高分散（低いアッベ数）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。
【００４７】
＜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。
【００４８】
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、必要に応じて添加できる。
【００４９】
ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ及びＬｕ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。
【００５０】
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及び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、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、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、及び廃棄できる。
【００５１】
［光学ガラスの物性］
本発明の光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、所定の分散を有する。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７５を下限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは１５を下限とし、好ましくは３５を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に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。
【００５２】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ない必要がある。特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）が５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４８０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４７０ｎｍ以下である。これにより、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスをレンズ等の光学素子の材料として用いることができる。
【００５３】
図１は、アニール処理前（ＰＡ前）における実施例１と比較例１の光学ガラス（厚み１０ｍｍ）の透過率特性を示すグラフである。図２は、アニール処理後（ＰＡ後）における実施例１と比較例１の光学ガラスの透過率特性を示すグラフである。図１、図２においては、実施例１を太線で、比較例１を細線で示している。
ここで、アニールは、５８０℃で２４時間処理を行った。
【００５４】
図１と図２から、所定量のＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２成分、及びＳｎＯ２成分を所定のバランスを保ちつつ含有している実施例１に対して、ＳｎＯ２成分を含有していない比較例１は、アニール処理の前後に関わらず、透過率が低くなっている。
さらに、実施例１においては、アニール処理を施すことによって、全般的に透過率が高くなっているとともに、λ７０が大幅に小さくなっているのに対して、比較例１はアニールしても透過率の変化が小さく、λ７０もあまり変化していない。
また、アニール後のλ７０の値を比較すると、比較例１が約６９５ｎｍであるのに対して実施例１は約４５０ｎｍであり、ガラスの透明性が顕著に向上することが明らかになった。
【００５５】
［ガラス成形体の製造方法］
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に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１０００〜１２５０℃の温度範囲で溶融し、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。
【００５６】
このように作製した光学ガラスから光学素子を作成する手段は、リヒートプレスした後に研削及び研磨する方法、或いはプリフォームを作成してモールドプレスを行う方法を用いることができる。
【００５７】
特に、モールドプレスを行う場合、本発明の光学ガラスからなるプリフォームを、例えば上型、下型、スリーブ型を含む型部品により構成される金型で加熱することで軟化して、プレス成形を行う。ここで、金型の母材の材質、及び、金型の成形面に形成する保護膜の材質は、特に限定されず、公知の材質を用いることができる。その中でも、金型の母材の材質は、タングステンカーバイト（ＷＣ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）或いはステンレス合金等の公知の金型材料であることが好ましく、保護膜の材質は最表面層がＰｔ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｒｅ及びＣからなる元素群から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含む材質であることが好ましい。金型の母材をこのような材料から作製することで、金型の母材が変形し難くなるため、金型の長寿命化を図ることができる。ただし、加工の容易性から、金型の母材にステンレス合金等の金属を使用してもよい。また、保護膜を最表面層がＰｔ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｒｅ及びＣからなる元素群から選ばれる少なくとも１種類以上の元素から作製することで、軟化したガラスと保護膜との反応が抑えられるため、保護膜への不純物の付着をより低減できる。また、プリフォームの軟化は、金型内での加熱によるものに限定されない。
【００５８】
プレス成形は、例えば以下の手順で行われる。スリーブ型の貫通孔内に挿入した下型の成形面の中心にプリフォームを配置した後、スリーブ型の貫通孔内に上型を挿入する。このとき、下型の成形面と上型の成形面とが対向するようにする。次に、プリフォームと金型とを一緒に加熱し、プリフォームを構成するガラスが軟化したところで、上型及び下型でプリフォームを加圧することでプレスを行う。これにより、プリフォームは型閉めした上型、下型、及びスリーブ型により囲まれたキャビティの内部に押し広げられるため、ガラスをキャビティの内部に充填することができる。すなわち、キャビティの内面の形状をガラスに転写することができる。
【００５９】
ここで、金型は、型閉めした状態における上型、下型及びスリーブ型の各成形面の相対的な位置、並びに、成形面の法線のなす角度を、キャビティが所定の形状になるように精密に形成する。また、金型によるプレスが終了するまで、上型及び下型の向きが互いに対向し、且つ上型及び下型の中心軸が一致するように正確に維持する。これらにより、光学機能面及び位置決め基準面が互いに高い精度の位置関係及び角度で形成された、ガラス成形体を作製できる。
【００６０】
［光学素子の作製］
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に対してプレス成形を行って、レンズ、プリズム及びミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、得られる光学素子を、カメラ及びプロジェクタ等のような、可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、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。
【実施例】
【００６１】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）及び比較例（Ｎｏ．１）の組成（質量％）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、及び、分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）の結果を表１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】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１）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、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、石英坩堝又は白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１０００〜１２５０℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化してから金型に鋳込み、試験片を作製した。
【００６３】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）及び比較例（Ｎｏ．１）のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は５８０℃で２４時間として、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００６４】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）及び比較例（Ｎｏ．１）のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２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、ガラスバルク材を、対面を平行に研磨した厚さ１０±０．１ｍｍの試料とし、アニール後すみやかにＪＯＧＩＳ０２−１９７５に規定される方法で光線透過率（分光透過率）λ７０（透過率７０％時の波長）を求めた。
【００６５】
【表１】
2014034472.tif 000003
【００６６】
表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、アニール処理後においては、いずれもλ７０（透過率７０％時の波長）が５００ｎｍ以下、より詳細には４７０ｎｍ以下であった。一方で、比較例のガラスは、λ７０が５００ｎｍ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。
【００６７】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が１０以上、より詳細には１５以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は２０以下であり、所望の範囲内であった。一方で、比較例のガラスも、アッベ数（νｄ）は１５以上２０以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例と同等の低いアッベ数（νｄ）が得られることが明らかになった。
【００６８】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７５以上、より詳細には１．９０以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．００以下であり、所望の範囲内であった。実施例１〜３に記載されたガラスは、屈折率が１．９０以上であり、比較例のガラスよりも屈折率が高かった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、所定の屈折率（ｎｄ）の範囲内にあることが明らかになった。
【００６９】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、所望の高透過率及び高分散を有しながらも、表面の凹凸及び曇りを低減できることが明らかになった。
【００７０】
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。
【図１】
2014034472.tif 000004
【図２】
2014034472.tif 000005