(57)【要約】      （修正有）【課題】  屈折率（Ｎｄ）１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）３１．０〜３９．０、ガラス転移点（Ｔｇ）５００℃以下であり、中屈折率高分散性で、有害成分を含まない精密プレス成形用光学ガラスの提供。【解決手段】  ＳｉＯ2 ４２．０〜５７．０重量％（以下、％と略記）、Ｂ2 Ｏ3 ０〜８．０％、ＮａＦ  ０〜１０．０％、ＫＦ  １０．０〜３０．０％、但しＮａＦ＋ＫＦとして１８．０〜３０．０％、ＡｌＦ3 １．０〜１０．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜５．０％、Ｎｂ2 Ｏ5 ０〜１０．０％、ＴｉＯ2 １５．０％を超え２８．０％以下、ＺｒＯ2 ０〜８．０％、ＳｒＦ2 ０〜５．０％、ＢａＦ2 ０〜８．０％の組成からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）が３１．０〜３９．０、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下である中屈折率高分散性の精密プレス成形用光学ガラス。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ2 ４２．０〜５７．０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜８．０重量％、ＮａＦ  ０〜１０．０重量％、ＫＦ  １０．０〜３０．０重量％、但しＮａＦ＋ＫＦとして１８．０〜３０．０重量％、ＡｌＦ3 １．０〜１０．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜５．０重量％、Ｎｂ2 Ｏ5 ０〜１０．０重量％、ＴｉＯ2 １５．０重量％を超え２８．０重量％以下、ＺｒＯ2 ０〜８．０重量％、ＳｒＦ2 ０〜５．０重量％、ＢａＦ2 ０〜８．０重量％の組成からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）が３１．０〜３９．０、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下である中屈折率高分散性の精密プレス成形用光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境上問題となる有害成分である酸化鉛（ＰｂＯ）や酸化テルル（ＴｅＯ2 ）等を含まないＳｉＯ2 −ＫＦ−ＡｌＦ3 −ＴｉＯ2 系で、屈折率（Ｎｄ）が１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）が３１．０〜３９．０、且つガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下という中屈折率高分散性の光学恒数を有する精密プレス成形用光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学レンズ系に使用される非球面レンズや微小な光学レンズは、高精度の金型を用いたプレス成形技術によって、研磨することなく製造されることが多くなっている。しかし、プレス成形に適する金型の材質には、加工性、耐久性、量産性等の点から様々な制限がある。これはプレス成形用ガラスの物性にも制限があることを意味しており、その最も重要な物性はガラス転移点（Ｔｇ）である。例えば、５５０℃を超えるガラス転移点を有するガラスをプレス成形するということは、成形温度が６００℃を超えることになり、金型寿命に大きな影響を与え、レンズの量産性を低下させることになる。このことから、ガラス転移点のできるだけ低いプレス成形性の優れた光学ガラスの開発が要望されている。
【０００３】
屈折率が１．５６〜１．６２、アッベ数３１．０〜３９．０という本発明と同等の光学恒数を有するガラスとして、ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−Ｒ2 Ｏ（以下、Ｒはアルカリ金属を意味する）が広く知られている。これはＰｂＯを含むため環境上非常に問題である。また、特許文献１には、精密プレス成形用ガラスとしてＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｎｂ2 Ｏ5 −Ｒ2 Ｏ−Ｆ系ガラスが開示されているが、本発明に比べＴｇが約２０〜１００℃程度高い（後記する本発明の実施例と比較例を参照）。前述したが、精密プレス成形用金型の長寿命化にはＴｇが大きく影響し、少しでも低いＴｇを有するガラスの開発が要望されている。
さらにまた、特許文献２にはＳｉＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −Ｒ2 Ｏ−Ｆ系ガラスが、特許文献３にはＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −Ｒ2 Ｏ系ガラスが開示されているが、いずれも本発明とは組成の請求範囲が異なっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−４８５３８号公報
【特許文献２】特開平５−２６２５３４公報
【特許文献３】特開平６−１１５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、屈折率（Ｎｄ）が１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）が３１．０〜３９．０の範囲という中屈折率高分散性の光学恒数を有し、且つガラス転移温度（Ｔｇ）が５００℃以下で量産性に優れた精密プレス成形用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】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特許文献３発明では用いていないＦ（フッ素）を導入し、また特許文献１、２発明でのＴｉＯ2 の量（０〜１５重量％）よりも多く、１５重量％を超え２８．０重量％以下とした特定組成範囲のＳｉＯ2 −ＫＦ−ＡｌＦ3 −ＴｉＯ2 系ガラスが所期の目的を達成することを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明は、ＳｉＯ2 ４２．０〜５７．０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜８．０重量％、ＮａＦ  ０〜１０．０重量％、ＫＦ  １０．０〜３０．０重量％、但しＮａＦ＋ＫＦとして１８．０〜３０．０重量％、ＡｌＦ3 １．０〜１０．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜５．０重量％、Ｎｂ2 Ｏ5 ０〜１０．０重量％、ＴｉＯ2 １５．０重量％を超え２８．０重量％以下、ＺｒＯ2 ０〜８．０重量％、ＳｒＦ2 ０〜５．０重量％、ＢａＦ2 ０〜８．０重量％の組成からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．５６〜１．６２、アッベ数（νｄ）が３１．０〜３９．０、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下である中屈折率高分散性の精密プレス成形用光学ガラスを提供するものである。
【０００８】
上記の精密プレス成形用光学ガラスの好ましい範囲の組成は次のとおりである。
ＳｉＯ2 ４３．５〜５６．０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜６重量％、ＮａＦ  ０〜８．０重量％、ＫＦ  １２．０〜２９．０重量％、但しＮａＦ＋ＫＦとして１９．０〜２９．０重量％、ＡｌＦ3 １．５〜９．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜４．０重量％、Ｎｂ2 Ｏ5 ０〜８．０重量％、ＴｉＯ2 １５．０重量％を超え２７．０重量、ＺｒＯ2 ０〜７．０重量％、ＳｒＦ2 ０〜４．０重量％、ＢａＦ2 ０〜７．０重量％。
また、Ｆの元素量の合計の好ましい範囲は１０．０重量％を超え１４．０重量％以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＴｉＯ2 を多量に用い、Ｆ化合物を特定組成範囲で含有させることにより、中屈折率で高分散になり、ガラス転移温度が低いので金型寿命への影響が小さく、プレス成形用レンズや複雑な形状の微小光学素子のプレス成形による製造に有用な精密プレス成形用光学ガラス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】
【００１０】
本発明の光学ガラスの各成分を上記のように限定した理由は次のとおりである。
ＳｉＯ2 は本発明の必須成分であり、ガラスの網目構造を構成する成分である。４２．０重量％未満ではガラスができ難く、化学的耐久性が悪くなる。また、５７．０重量％を超えるとＴｇを５００℃以下に保つことが困難になる。好ましくは４３．５〜５６．０重量％である。
【００１１】
Ｂ2 Ｏ3 は本発明の任意成分であり、ＳｉＯ2 同様ガラスの網目構造を構成する成分である。ＳｉＯ2 の一部をＢ2 Ｏ3 に置換することにより、Ｔｇを下げることができ、またガラスの溶融性を高める。８．０重量％を超えると、ガラスの化学的耐久性、耐侯性が悪くなる。好ましくは６．０重量％以下である。
【００１２】
ＫＦは本発明の必須成分であり、フッ素（Ｆ）の供給源である。また、屈折率、Ｔｇを低下させるための重要な成分である。所期の光学恒数、Ｔｇを得るためには１０．０重量％以上必要であり、３０重量％を超えるとガラス化が難しくなる。好ましくは１２．０〜２９．０重量％である。
また、ＫＦの一部、１０．０重量％までを、好ましくは８．０重量％までをＮａＦに置き換えることもできる。ＮａＦとＫＦの合計量で１８．０重量％以上含有させる必要があり、３０．０重量％を超えるとガラス化し難くなる。好ましくは１９．０〜２９．０重量％である。
【００１３】
その他のＦ供給源として、本発明はＡｌＦ3 を必須成分とする。目的とする光学恒数を得るためにＡｌＦ3 が１．０重量％以上である必要があり、１０．０重量％を超えると着色が増大し、また、ガラス化し難くなる。好ましくは１．５〜９．０重量％である。
【００１４】
ＢａＦ2 、ＳｒＦ2 などアルカリ土類フッ化物もＦ供給源として含有することができる。ＢａＦ2 が８．０重量％を超えるとガラス化し難くなる。また、ＳｒＦ2 が５．０重量％を超えるとガラス化し難くなる。好ましくは前者が７．０重量％以下、後者が４．０重量％以下である。
本発明において、Ｆの元素量は合計で１０．０重量％を超え１４．０重量％以下であることが好ましい。
【００１５】
Ａｌ2 Ｏ3 は本発明の任意成分であり、屈折率を下げ、耐候性を向上させる成分である。ただし、５．０重量％を超えると、Ｔｇを５００℃以下に保つことが困難になる。好ましくは４．０重量％以下である。
【００１６】
Ｎｂ2 Ｏ5 は本発明の任意成分であり、高分散化させる成分である。しかし、１０．０重量％を超えると高屈折率になるため好ましくない。好ましくは８．０重量％以下である。
【００１７】
ＴｉＯ2 は本発明の必須成分であり、屈折率を比較的上げることなく、高分散化させ得る成分である。また、ＴｉＯ2 は一般的に耐候性を向上する。１５．０重量％以下では本発明の目的とするアッベ数が得難く、２８．０重量％を超えると溶融が困難になり、また、着色が増大する。好ましくは１５．０重量％を超え２７．０重量％以下である。
【００１８】
ＺｒＯ2 は本発明の任意成分であり、耐候性を上げる成分である。８．０重量％を超えるとＴｇを５００℃以下に保つことが困難になる。好ましくは７．０重量％以下である。      
【００１９】
本発明は上記以外のガラス成分として、基本的な光学恒数に影響を及ぼさない範囲で、ガラス製造上一般的に用いられる化合物を添加物として含有しても差し支えない。例えば、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂなどの金属酸化物、ハロゲン化合物を含有することができる。Ｓｒ、Ｂａのフッ化物の含有量については上記のとおり各々５．０重量％以下、８．０重量％以下とする。
【００２０】
本発明の光学ガラスは、各成分の原料として各々に相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物等を用い、ガラス化した後に目的とするガラス組成の割合となるように秤量し、充分混合してガラス調合原料として白金製坩堝に投入し、１０００℃〜１４００℃で溶融し、白金製攪拌棒にて適時攪拌して清澄、均質化してから適当な温度で予熱した金型内に鋳込んだ後、徐冷して製造することができる。なお、脱泡剤として少量のＳｂ2 Ｏ3 を加えてもよい。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔実施例１〜１３〕
本発明の光学ガラスの実施例１〜１３の成分組成（重量％）、及びその光学恒数（ｎｄ、νｄ）と転移温度（Ｔｇ）を表１に示した。転移温度（Ｔｇ）は熱膨張測定器を用いて、毎分５℃で昇温した結果を示した。また本実施例の光学ガラスは表１にある各実施例の組成割合となるようにガラス原料を所定の重量に調合し、十分混合した後に白金製坩堝に投入して１０００〜１４００℃で溶融し、適時攪拌して均質化を図り、その融液を金型に鋳込んだ後、徐冷し得られたものである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
〔比較例１及び２〕
表２に特許文献１発明の実施例３，実施例５のガラスについて、組成、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、転移温度（Ｔｇ）を、特許文献１の記載に従って記したものである（比較例１及び２）。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
表１、表２を比較すると、比較例１及び２のガラスは転移温度（Ｔｇ）が５４５℃、５２０℃と５００℃を超えている。これに対し本発明の実施例１〜１３のガラスはＴｇが４２６〜４９９℃と５００℃以下で、比較例より２０〜１２０℃程低いことがわかる。また、本発明ガラスはＴｉＯ2 を多量に含有させ、Ｆ化合物を特定の組成範囲とすることにより、屈折率が１．５６７０３（実施例９）〜１．６１０５４（実施例１３）で、アッベ数は３２．２（実施例１３）〜３７．６（実施例１０）と中屈折率高分散性という所期の光学恒数を得ていることがわかる。
【００２６】
図１は上記の実施例１〜１３で得られた本発明ガラスの光学恒数について、アッベ数をｘ軸、屈折率をｙ軸としてプロットしたグラフである。
本発明ガラスの特に好ましい実施形態によるガラスは、その光学恒数が、図１において下記の式で示される４本の直線 I〜IV                                                        ｙ＝１．５６                    ・・・直線 I      
ｙ＝−０．０２ｘ＋２．３４      ・・・直線 II     
ｙ＝１．６２                    ・・・直線 III    
ｙ＝−０．０１５ｘ＋２．０８５  ・・・直線 IV     
で囲まれる領域Ａの範囲内にあることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１〜１３で得られた各光学ガラスの屈折率とアッベ数の範囲（領域Ａ）を説明するグラフ図である。
【図１】
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