(57)【要約】【課題】高屈折率高分散で低ガラス転移点を有する光学ガラスを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光学ガラスは、Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋のいずれかの希土類イオン及びＷ６＋を含有する酸化物を含み、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、Ｗ６＋の含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、Ｎｂ５＋とＴｉ４＋の含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、アッベ数が１６以上２４以下であることを特徴とする。【選択図】図２
2018135252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋のいずれかの希土類イオン及びＷ６＋を含有する酸化物を含む光学ガラスであって、
前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、
Ｗ６＋の含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、
Ｎｂ５＋とＴｉ４＋の含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、
アッベ数が１６以上２４以下であることを特徴とする光学ガラス。 
【請求項２】
前記Ｗ６＋の含有量が１０ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
前記Ｎｂ５＋を２０ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ｄ線における屈折率が２．０７以上２．３１以下であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
さらに、下記の組成：
０ ｃａｔ％ ≦Ｂｉ３＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｅ４＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％≦Ｚｒ４＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｚｎ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｍｇ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｃａ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｂａ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｓｉ４＋≦５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｂ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｇｅ４＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ａｌ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｇａ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｉｎ３＋≦５ｃａｔ％、
を満たすことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
前記希土類イオンの含有量が、１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、
前記Ｗ６＋の含有量が５ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下であり、
前記Ｎｂ５＋、Ｔｉ４＋の含有量の合計が５６ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、
ｄ線における屈折率が２．２３以上２．３１以下、アッベ数が１６以上２０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項７】
前記光学ガラスは、厚み０．５ｍｍにおける分光透過率５％を示す波長が３８５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項８】
前記光学ガラスのガラス転移点が５７５℃以上７２９℃以下であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項９】
Ｌａ３＋及びＷ６＋を含有する酸化物を含む光学ガラスであって、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）及び（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）で囲まれた第１の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，４０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）及び（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）で囲まれた第２の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が、（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）及び（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）で囲まれた第３の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）及び（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）で囲まれた第４の領域としたときに、
２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で前記第１の領域のいずれかの組成と前記第２の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で前記第２の領域のいずれかの組成と前記第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成、又は２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で前記第３の領域のいずれかの組成と前記第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成のいずれかの組成を有することを特徴とすることを特徴とする光学ガラス。
【請求項１０】
光学ガラスを有する光学素子であって、
前記光学ガラスは、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学ガラスであることを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
前記光学素子が、レンズ、プリズム、又はミラーのいずれかであることを特徴とする、請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１２】
光学素子を有する光学機器であって、
前記光学素子が請求項１０又は１１に記載の光学素子である光学機器。
【請求項１３】
前記光学機器は、カメラであって、
前記光学素子は、請求項１１に記載のレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の希土類イオンを含有する光学ガラス、それを用いた光学素子、及びその光学素子を用いた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高屈折率高分散ガラスとして、チタン系酸化物ガラス、ビスマス系酸化物ガラス、テルル系酸化物ガラスが知られている。上記のガラスではチタンイオン、ビスマスイオン、テルルイオンの順に可視光に近い吸収を有し、高分散を与える。しかしながら高分散化するほど可視光の吸収が起こり、透過率５％を示す波長（ｎｍ）λ５が長波長になり、ガラスが黄色みを帯びてくる。このため、高屈折率高分散でλ５をより短波長にするためにチタン系酸化物ガラスがよく用いられる。
【０００３】
特許文献１では、チタン系酸化物ガラスが開示されている。また、特許文献２ではＬａ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２の３成分、又は、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２の４成分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】国際公開第１０／０７１２０２号公報
【特許文献２】特開２００８−０６９０４７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に記載されたガラスは、ＳｉＯ２を必須成分としている為に屈折率が低下し、低分散となるために高屈折率高分散のガラスが得にくい。またＳｉＯ２の揮発により組成変動が起きやすいという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたガラスはチタン系酸化物ガラスであるが、ガラス転移点が高いため、金型を用いてガラスを軟化させてレンズとするガラスモールドレンズでは、成形温度を高くしなければならず、モールド耐久性に劣るという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、高屈折率高分散で低ガラス転移点を有する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】
本発明の光学ガラスは、Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋のいずれかの希土類イオン及びＷ６＋を含有する酸化物を含む光学ガラスであって、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、Ｗ６＋の含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、Ｎｂ５＋とＴｉ４＋の含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、アッベ数が１６以上２４以下であることを特徴とする。
また、上記の組成を有する光学ガラスを成形した光学素子及びこの光学素子を用いた光学機器に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高屈折率高分散でガラス転移点が低いガラスを得ることができる。特に、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄが２．０７以上２．３１以下、アッベ数νｄが１６以上２４以下である透明なガラス球体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスジェット浮遊装置を示す概念図である。
【図２】Ｌａイオンを３０ｃａｔ％としたときのＷＯ３−ＮｂＯ５／２−ＴｉＯ２三相図である。
【図３】Ｌａイオンを２７ｃａｔ％としたときのＷＯ３−ＮｂＯ５／２−ＴｉＯ２三相図である。
【図４】Ｌａイオンを２４ｃａｔ％としたときのＷＯ３−ＮｂＯ５／２−ＴｉＯ２三相図である。
【図５】Ｌａイオンを２２ｃａｔ％としたときのＷＯ３−ＮｂＯ５／２−ＴｉＯ２三相図である。
【図６】Ｌａイオンを２０ｃａｔ％としたときのＷＯ３−ＮｂＯ５／２−ＴｉＯ２三相図である。
【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。
（光学ガラス）
本発明の光学ガラスは、陽イオンとして、特定の希土類イオン（Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋イオン）、Ｗ６＋イオン、Ｎｂ５＋イオン及びＴｉ４＋イオンの合計量を高い割合で含有するガラスであり、高屈折率且つ透明である。なお、以降、それぞれのイオンを、単にＬａイオン、Ｙイオン、Ｇｄイオン、Ｌｕイオン、Ｙｂイオン、Ｗイオン、Ｎｂイオン及びＴｉイオンと称する場合がある。上記以外のイオンについても同様である。
【００１２】
本発明の光学ガラスの第一の態様は、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂのいずれかの希土類イオン及びＷイオンを含有する酸化物を含む光学ガラスであって、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、Ｗイオンの含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、ＮｂイオンとＴｉイオンの含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、アッベ数が１６以上２４以下である。上記いずれかの希土類イオンの含有量が１９ｃａｔ％未満だとガラスが得られ難く、３０ｃａｔ％より大きいと高分散ガラスが得られない。
【００１３】
希土類イオンのうち、Ｌａイオンはガラスの網目構造を形成するための成分であり、ＬａイオンはＹ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂイオンから選ばれる少なくとも１つ以上のイオンと部分的に置換が可能である。Ｙイオンは０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下、Ｌｕイオンは０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下、Ｙｂイオンは０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下で置換させることができる。またＧｄイオンは０ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下置換させることができ、ＧｄイオンのみＬａイオンと０ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下で全量置換させることが可能である。
【００１４】
Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂイオンを上記範囲で含有することで、結晶化開始温度（Ｔｘ）とガラス転移点（Ｔｇ）との温度差ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ＝ΔＴｘ）を大きくすることができる。ΔＴｘが大きいガラスの方が、ガラス化してから結晶化するまでの温度範囲が大きいため扱いやすいという効果を奏する。上記含有量の範囲未満であるとその効果が得られず、上記含有量の範囲より多くなるとガラスが結晶化する。
【００１５】
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｗイオンを４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下含有する。本発明のガラスは、Ｗイオンを５ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下含有することが好ましい。Ｗイオンはガラス化範囲を広げ、ガラス転移点を下げる効果がある成分である。Ｗイオンの含有量が４ｃａｔ％未満であると、ガラス転移点を下げる効果が小さくなる。７０ｃａｔ％より多いとガラスが不安定化し結晶化（失透）し易くなる。また溶融時の粘度が低くなり大きなガラス体を得られない。さらに、金型を用いて加熱し成形するガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。
【００１６】
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｎｂイオンを０ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下含有することができる。ガラス中でＮｂイオンは、一部ガラス網目形成成分として働き、特に高屈折率を付与する働きをする。Ｎｂイオンが６５ｃａｔ％を超えると、ガラスが不安定化し結晶化（失透）する。
【００１７】
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｔｉイオンを０ｃａｔ％以上６０ｃａｔ％以下含有することができる。６０ｃａｔ％より多いとガラス転移点が上昇する。また、λ５が長波長になりガラスが黄色味を帯びるため好ましくない。
【００１８】
本発明のガラスはガラスを構成する陽イオンとして、ＮｂイオンとＴｉイオンの合計の割合が、ガラス中の陽イオン全体に対して、０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下含有する。５６ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下が好ましい。これらのイオンの合計割合が７５ｃａｔ％より多いと、ガラスが不安定化し結晶化するので好ましくない。
【００１９】
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対して、特定の希土類イオン―Ｗイオン−Ｔｉイオン、特定の希土類イオン―Ｗイオン−Ｎｂイオンの３成分系の合計量が８５ｃａｔ％以上が好ましく、より好ましくは１００ｃａｔ％である。さらに、特定の希土類イオン―Ｗ−Ｎｂ−Ｔｉの４成分系の合計量が８５ｃａｔ％以上で、その合計量が１００％であることが最も好ましい。上記範囲であれば、従来のガラスの網目構造と比較し、Ｔｉ−Ｏ結合やＮｂ−Ｏ結合が５．５〜５．７高配位数で稜共有を有した網目構造を示し、さらにＷ−Ｏが４配位することで、高屈折率で低ガラス転移点のガラスを得ることができる。
【００２０】
本発明のガラスは、任意成分として以下に述べる、Ｂｉイオン、Ｔｅイオン、Ｔａイオン、Ｚｒイオン、Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオン、Ｓｉイオン、Ｂイオン、Ｇｅイオン、Ａｌイオン、Ｇａイオン又はＩｎイオンを含有することができる。以下の任意成分の割合は、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合である。なお、出来上がったガラスに含まれるそれぞれの陽イオンの割合はＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分析等により測定することができる。
【００２１】
本発明のガラスはＢｉ３＋イオン、Ｔｅ４＋イオンを０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下含有することができる。Ｂｉイオン、Ｔｅイオンは高分散を与える成分であるが、Ｂｉイオン、Ｔｅイオンが１０ｃａｔ％より多いとガラスが黄色く着色し、λ５が悪化してしまう。また、溶融粘度が低くなり大きなガラス球も得られず、揮発も増加して均質なガラスが得られない。
【００２２】
本発明のガラスはＴａ５＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有することができる。ＴａイオンはΔＴｘを大きくする効果と高分散化に効果があるが、Ｔａイオンの増加に伴いガラス転移点が上昇し、１５ｃａｔ％より多いとガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。
【００２３】
本発明のガラスはＺｒ４＋イオンを０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％含有させることができる。ＺｒイオンはΔＴｘを大きくする効果と高分散化に効果があるが、Ｚｒイオンの増加に伴いガラス転移点が上昇し、１０ｃａｔ％より多いとガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。また、結晶核として働き、１０ｃａｔ％より多いとガラスが失透してしまう。Ｚｒイオンの増加に伴い、ガラス転移点が上昇するため添加しないことがより好ましい。
【００２４】
本発明のガラスはＺｎ２＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｂａ２＋イオンを、それぞれ０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％含有させることができる。Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオンを含有させることで、λ５の数値を小さくする（良化）させることができる。一方でアッベ数を大きく（低分散化）させる効果も有する。よって、１５ｃａｔ％以上含有させるとアッベ数が大きくなり低分散化してしまい、所望の高分散ガラスを得られない。また、Ｃａイオン、Ｂａイオンは含有量に比例しガラス転移点が上昇する。
【００２５】
ただし、Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオンの４イオンのうち、Ｚｎイオンの低分散化効果が小さく、ガラス転移点Ｔｇを低下させる為、金型を用いて加熱し、成形するガラスモールドレンズ用としては最も適したイオンである。また、Ｂａイオンは劇物に相当する為、含有させないことがより好ましい。さらに、Ｍｇイオンは屈折率を低下させる為、含有量は１０ｃａｔ％以下が好ましい。
【００２６】
本発明のガラスはＳｉ４＋イオンを０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有させることができる。少量の含有でガラス転移点Ｔｇを低下させる効果があるが、５ｃａｔ％より多く含有させると結晶化してしまう。一方、Ｓｉイオンはガラス作製中の加熱でＳｉイオンが揮発してしまうので、Ｓｉイオンを含有させないことがより好ましい。
【００２７】
本発明のガラスはＢ３＋イオンおよびＧｅ４＋イオンを、それぞれ０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。ＢイオンとＧｅイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させ、上記範囲内であればΔ５６Ｔｘを大きく変化させない。また、含有による屈折率の低下と低分散化効果も小さい。しかしながら１５ｃａｔ％以上含有させると失透してしまう。
【００２８】
本発明のガラスはＡｌ３＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ａｌイオンはガラスを低分散化させる効果が大きく、λ５も良化させる。しかしながらガラス転移点Ｔｇを上昇させる効果を有する。１５ｃａｔ％より多く含有させるとアッベ数が２４を超え、低分散化される。また結晶化してしまう。
【００２９】
本発明のガラスはＧａ３＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ｇａイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させる効果とΔＴｘを大きくする効果に関し、Ｚｎイオンに次いで有用なイオンであるが、Ｚｎイオンに比べ高価である。
【００３０】
本発明のガラスはＩｎ３＋イオンを０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ｉｎイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させる効果とΔＴｘを大きくする効果を有するが、５ｃａｔ％より多く含有するとガラスが失透してしまう。
【００３１】
本発明のガラスはｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄが２．０７以上２．３１以下、より好ましくは２．２３以上２．３１以下の高屈折率を有する。
【００３２】
また、本発明のガラスは１６以上２４以下、より好ましくは１６以上２０以下のアッベ数を有する。
【００３３】
本発明の光学ガラスの第二の態様は、Ｌａ３＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋及びＷ６＋を含有する酸化物を含み、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する含有量（ｃａｔ％）が、
前記Ｌａ３＋が２７〜３０ｃａｔ％、及び、前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７０〜７３ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦７０ｃａｔ％、
を満たすことを特徴とする。
【００３４】
また、上記第二の態様において、前記Ｌａ３＋が３０ｃａｔ％、及び前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７０ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦７０ｃａｔ％、
を満たし、
さらに、前記Ｔｉ４＋が２０〜５０ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が２０〜５０ｃａｔ％である場合を除くことを特徴とする。
【００３５】
さらに、上記第二の態様において、前記Ｌａ３＋が２７ｃａｔ％、及び前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７３ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
３ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦５３ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦６０ｃａｔ％、
を満たし、
さらに、前記Ｔｉ４＋が３ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が２０〜３０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が４０〜５０ｃａｔ％である場合と、前記Ｔｉ４＋が２３〜４３ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が１０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が２０〜４０ｃａｔ％である場合とを除くことを特徴とする。
【００３６】
本発明のガラスの原料は、ガラス作製条件に応じて上記の陽イオンを含有する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などの公知材料から選択することができる。
【００３７】
（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（ミラー）、回折格子等の光学機器を構成する素子をいう。
【００３８】
（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、炭酸ガスレーザを試料に照射して溶解させ、その溶融物をノズルから噴出されたガス流体により浮上させた後、冷却固化させる無容器凝固法である。ガス流体のガス種は用途に合わせて、空気、窒素、酸素、アルゴンなどに代表される不活性ガスを用いることができる。また、ガス流量は溶融物の浮上に合わせて２００〜５０００ml／分とすることができる。
【００３９】
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、材料を加熱溶解させた後、冷却固化させてガラスを得る方法である。
【００４０】
無容器凝固法の特徴は大きく２つある。１つ目は容器を用いることが無い為、溶融物と容器の界面で発生する不均一核生成が無く、深い冷却度を得ることができることである。２つ目は、容器を用いることが無い為、従来は容器そのものの融点（例えばＰｔならば１７６８℃）以上の高融点を有する試料も加熱溶解できることである。
【００４１】
無容器凝固法での主な工程は、試料を加熱溶解させる工程、その試料を加熱溶解させた溶融物を浮上させる工程、及び加熱源を切り冷却固化させる３つである。
【００４２】
試料を加熱溶解させる工程では、加熱源として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などを用いることができる。
【００４３】
溶融物を浮上させる工程では、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。
【００４４】
溶融物を浮上させた状態で冷却固化する工程では、溶融物から結晶が発生しない冷却速度で冷却固化させることで透明なガラス球を得ることができる。
【００４５】
[実施例]
以下に、実施例を用いて本発明を説明する。
実施例１〜１５８では、ガラス中の陽イオンの組成が、表１に示す各試料の割合になるように、ガラス原料として、Ｌａ２Ｏ３（ＬａＦ３，Ｌａ２Ｓ３）、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２（ＴｉＳ２）の合計が１０ｇとなるよう秤量した。なお、表中、希土類合計とあるのは原料中の希土類イオンの合計という意味である。
【００４６】
比較例１〜１５１では、ガラス中の陽イオンの組成が、表２に示す各試料の割合になるように、ガラス原料として、Ｌａ２Ｏ３（ＬａＦ３，Ｌａ２Ｓ３）、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２（ＴｉＳ２）、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ（ＣａＣＯ３）、ＢａＯ、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３（Ｈ３ＢＯ３）、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３の合計が１０ｇとなるよう秤量した。
【００４７】
その後メノウ乳鉢を用いて１５分間ガラス原料が均一になるよう混合した。この混合物中の水分を除く為に、６００℃で７時間電気炉中にて焼成した。焼成粉末を加圧ゴム型に充填させた後、冷間等方圧加圧法にて２０ｋＮで１分間保持した。出来上がった棒状粉末（圧粉体）を、１２００℃で７時間焼成を行ない、焼結体を得た（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、粉末を簡易プレスし圧粉体としてもよい）。
【００４８】
この焼結体１を試料２として、図１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／分の酸素ガス４をノズル穴から流しながら、炭酸ガスレーザ５を上部から照射し加熱した。酸素ガス４は乾燥空気でも窒素でも、試料２を浮上させることができれば種類は問わない。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。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球体試料２を得た。
【００４９】
［評価方法］
（ガラス化判定）
球体試料２は、その後光学顕微鏡（１００倍）にて観察を行い結晶の有無を判定した。表１及び表２には、得られた球体試料の直径が２ｍｍ（２φ）と３ｍｍ（３φ）の場合に分けて、光学顕微鏡で観察した時に結晶が観察されなかったものには○、若干結晶が観察されるものの光学ガラスとして問題ないと思われるものには△、結晶が観察されたものには×を表記している。なお、球体試料の直径が２ｍｍの場合には、本発明の効果は十分発揮されるが、直径３ｍｍの場合には、適用用途が広がるためより効果が発揮される。
【００５０】
（ガラス転移点及びΔＴｘの測定）
球体試料２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、ガラス転移点（Ｔｇ）の検出を行った。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。
【００５１】
（屈折率測定）
屈折率とアッベ数は、互いに直交する２面を研磨により作製し、島津製作所製ＫＰＲ−２０００を用いて測定した。サンプルが小さい場合は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。
【００５２】
（透過率測定）
表面反射を含む分光透過率測定は、試料を厚み０．５ｍｍの二平面鏡面研磨し、島津製作所製分光透過率装置（ＵＶ−３１００ＰＣ）で測定した。この時の分光透過率５％を示す波長（ｎｍ）をλ５として表記した。
【００５３】
（評価結果）
得られた球体試料の実施例１〜１５８の結果を表１に示す。また比較例１〜１５１で得られた試料について同様の評価を行った結果を表２に示す。
【００５４】
表１に示すように、希土類イオンの合計が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下、Ｗイオンが４．８８ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下、ＮｂイオンとＴｉイオンの合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下の場合に、光学顕微鏡観察で結晶が観察されず、示差走査型熱量計での測定においてガラス転移点が確認され、透明なガラス球体試料を得ることができた。なお、直径３ｍｍ（３φ）の場合には結晶が観察された試料もあるが、直径２ｍｍ（２φ）の場合にはすべての試料について結晶が観察されなかった。
【００５５】
ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率はすべて２．０７以上であった。またアッベ数（νｄ）はすべて２４以下であった。
【００５６】
表２に示すように、ＷＯ３を含有しない比較例１〜３６のうち、比較例１０〜１３、１８〜１９、２４、２８、３３〜３６においては、結晶が観察されたため光学ガラスとして使用できないものがあった。また、希土類イオンの含有量が２７ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下の比較例１〜９はガラス転移点が７０５℃より高く、また、希土類イオンの含有量が２０ｃａｔ％以上２７ｃａｔ％未満の比較例１０〜３６はガラス転移点が６９０℃より高かった。これらは表１に示したＷイオンを含有している実施例よりガラス転移点が高く、ガラスモールドを得難いものであった。また、比較例３７〜１５１では、結晶が観察されため光学ガラスを得ることができなかった。
【００５７】
ＷＯ３−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５の系について、Ｌａ２Ｏ３を３０ｃａｔ％含む実施例及び比較例の結果を三相図にプロットしたものを図２に、Ｌａ２Ｏ３を２７ｃａｔ％含む場合を図３に、Ｌａ２Ｏ３を２４ｃａｔ％含む場合を図４に、Ｌａ２Ｏ３を２２ｃａｔ％含む場合を図５に、Ｌａ２Ｏ３を２０ｃａｔ％含む場合を図６にそれぞれ示す。各図中、丸の中に実施例または比較例の番号を記載した。
【００５８】
図２は比較例１〜８及び比較例３７〜４０が、図３は比較例９及び比較例４１〜４６が、図４は比較例１０〜１８、比較例４７〜５９及び比較例６０〜６４が、図５は比較例１９〜２３及び比較例６５〜７０が、図６は比較例３３〜３６及び比較例７１〜９０が、それぞれ結晶化し、光学ガラスが得られず、他の系では光学ガラスが得られたことを示している。
【００５９】
本発明の第三の実施態様について説明する。
図２において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例２（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例３（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例９（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、実施例１０（３０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、実施例２０（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、実施例２（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）で囲まれた第１の領域でガラス化する。
【００６０】
図３において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例２５（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、実施例３２（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，４０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、実施例３３（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例３７（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例３９（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、実施例２５（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）で囲まれた第２の領域でガラス化する。
【００６１】
図４において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例４０（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例４５（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例４２（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例４８（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例５２（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例５５（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、実施例５７（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％）、実施例４１（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例４０（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）で囲まれた第３の領域でガラス化する。
【００６２】
図５において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例５８（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例５９（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例６０（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、実施例５８（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）で囲まれた第４の領域でガラス化する。
【００６３】
これらの実験結果から、２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で、第１の領域のいずれかの組成と第２の領域のいずれかの領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成はガラス化すると考えられる。また、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で第２の領域のいずれかの組成と第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成はガラス化すると考えられる。また、２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で第３の領域のいずれかの組成と第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成はガラス化すると考えられる。
【００６４】
第三の実施態様のガラスは、下記のいずれかの組成を有する。２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で第１の領域のいずれかの組成と第２の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で第２の領域のいずれかの組成と第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成、又は２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で第３の領域のいずれかの組成と第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成、のいずれかの組成を有することを特徴とする。
【００６５】
第三の実施態様のガラスは、第一の実施態様のガラスに記載した組成および物性を満たすことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の光学ガラスは、成形して光学素子にすることができる。また、この光学素子を光学機器、例えばカメラ、デジタルカメラ、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。
【００６７】
【表１−１】
2018135252.tif 000003
【００６８】
【表１−２】
2018135252.tif 000004
【００６９】
【表１−３】
2018135252.tif 000005
【００７０】
【表１−４】
2018135252.tif 000006
【００７１】
【表１−５】
2018135252.tif 000007
【００７２】
【表１−６】
2018135252.tif 000008
【００７３】
【表１−７】
2018135252.tif 000009
【００７４】
【表１−８】
2018135252.tif 000010
【００７５】
【表１−９】
2018135252.tif 000011
【００７６】
【表２−１】
2018135252.tif 000012
【００７７】
【表２−２】
2018135252.tif 000013
【００７８】
【表２−３】
2018135252.tif 000014
【００７９】
【表２−４】
2018135252.tif 000015
【符号の説明】
【００８０】
１．焼結体
２．試料
３．ノズル
４．酸素ガス
５．炭酸ガスレーザ
【図１】
2018135252.tif 000016
【図２】
2018135252.tif 000017
【図３】
2018135252.tif 000018
【図４】
2018135252.tif 000019
【図５】
2018135252.tif 000020
【図６】
2018135252.tif 000021