(57)【要約】【課題】  高品質の光学素子を安定生産可能にする高屈折率低分散光学ガラスを提供する。【解決手段】  カチオン％表示で、Ｂ３＋       ２０〜５０％、Ｌａ３＋     ５〜３５％、Ｎｂ５＋     １〜３０％、Ｔａ５＋     ０．５〜１５％、Ｚｎ２＋     １１〜４０％、を必須成分として含み、Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量が２０〜５０％、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量が５〜３５％、カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））が１〜５、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、およびＷ６＋の合計含有量が１０〜３５％、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．７〜１、カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．５〜４、カチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．２〜３、Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋）が０．８〜１であり、屈折率ｎｄが１．８９以上、アッベ数νｄが２７〜３７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％表示で、
Ｂ３＋       ２０〜５０％、
Ｓｉ４＋     ０〜１０％
Ｌａ３＋     ５〜３５％、
Ｇｄ３＋     ０〜１０％、
Ｙ３＋       ０〜１０％、
Ｙｂ３＋     ０〜１０％、
Ｔｉ４＋     ０〜４％、
Ｎｂ５＋     １〜３０％、
Ｔａ５＋     ０．５〜１５％、
Ｗ６＋       ０〜５％、
Ｚｒ４＋     ０〜１０％、
Ｚｎ２＋     １１〜４０％、
Ｍｇ２＋     ０〜１０％、
Ｃａ２＋     ０〜１０％、
Ｓｒ２＋     ０〜１０％、
Ｂａ２＋     ０〜１０％、
Ｌｉ＋      ０〜１０％、
Ｎａ＋      ０〜１０％、
Ｋ＋        ０〜１０％、
Ｔｅ４＋        ０〜１０％、
Ｇｅ４＋     ０〜１０％、
Ｂｉ３＋     ０〜１０％、
Ａｌ３＋     ０〜１０％、
を含み、
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）が２０〜５０％、
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）が５〜３５％、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））が１〜５、
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋）が１０〜３５％、
カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．７〜１、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．５〜４、
カチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．２〜３、
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））が０．８〜１であり、
屈折率ｎｄが１．８９以上、アッベ数νｄが２７〜３７である光学ガラス。
【請求項２】
Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）が５〜３５カチオン％、Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｗ６＋）が０〜６カチオン％である請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
ガラス転移温度が６３０℃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】
液相温度が１２００℃以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
部分分散比Ｐg,Fの偏差△Ｐg,Fが０．００６以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項７】
請求項１〜５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８】
請求項６に記載の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形す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、屈折率ｎｄが１．８９以上、アッベ数νｄが２７〜３７である光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと光学素子、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高屈折率低分散光学ガラスは、各種レンズなどの光学素子材料として需要が高い。例えば、高屈折率高分散性のレンズとの組合せにより、コンパクトで高機能な色収差補正用の光学系を構成することができる。
さらに、高屈折率低分散性のレンズの光学機能面を非球面化することにより、各種光学系の一層の高機能化、コンパクト化を図ることができる。
【０００３】
非球面レンズなど、研削、研磨などの加工では非常に手間とコストがかかるガラス製光学素子を効率よく製造する方法として、精密プレス成形法が知られている。こうした精密プレス成形法に使用される高屈折率低分散光学ガラスが、特許文献１〜３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００８−０５０５９１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３７６４５号公報
【特許文献３】特開２００５−２４７６１３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１〜３に開示されている光学ガラスは、高屈折率低分散性を得るために、高屈折率付与成分の中でも低分散化に有利なＬａなどの希土類成分と、高屈折率化により有利なＴｉ、Ｗなどの成分を構成成分として導入している。
【０００６】
ところで、特許文献１〜３に開示されているガラスのように、希土類成分とＴｉ、Ｗなどの高屈折率付与成分を含むガラスを用いて精密プレス成形を行うと、プレス回数を重ねるに従って、プレス成形型の成形面にガラスが融着したり、成形した光学素子の表面にクモリが生じ、品質が低下したり、ガラスが破損するなどの問題がおこる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決し、高品質の光学素子を安定生産可能にする高屈折率低分散光学ガラスを提供することを第１の目的とし、前記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子と、前記光学素子の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、
（１）カチオン％表示で、
Ｂ３＋       ２０〜５０％、
Ｓｉ４＋     ０〜１０％
Ｌａ３＋     ５〜３５％、
Ｇｄ３＋     ０〜１０％、
Ｙ３＋       ０〜１０％、
Ｙｂ３＋     ０〜１０％、
Ｔｉ４＋     ０〜４％、
Ｎｂ５＋     １〜３０％、
Ｔａ５＋     ０．５〜１５％、
Ｗ６＋       ０〜５％、
Ｚｒ４＋     ０〜１０％、
Ｚｎ２＋      １１〜４０％、
Ｍｇ２＋      ０〜１０％、
Ｃａ２＋      ０〜１０％、
Ｓｒ２＋      ０〜１０％、
Ｂａ２＋      ０〜１０％、
Ｌｉ＋      ０〜１０％、
Ｎａ＋      ０〜１０％、
Ｋ＋        ０〜１０％、
Ｔｅ４＋        ０〜１０％、
Ｇｅ４＋     ０〜１０％、
Ｂｉ３＋     ０〜１０％、
Ａｌ３＋     ０〜１０％、
を含み、
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）が２０〜５０％、
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）が５〜３５％、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））が１〜５、
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋）が１０〜３５％、
カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．７〜１、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．５〜４、
カチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．２〜３、
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））が０．８〜１であり、
屈折率ｎｄが１．８９以上、アッベ数νｄが２７〜３７である光学ガラス、
（２）Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）が５〜３５カチオン％、Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｗ６＋）が０〜６カチオン％である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（３）ガラス転移温度が６３０℃以下である上記（１）または（２）項に記載の光学ガラス、
（４）液相温度が１２００℃以下である上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（５）部分分散比Ｐg,Fの偏差△Ｐg,Fが０．００６以下である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム、
（７）上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子、および
（８）上記（６）項に記載の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、精密プレス成形などにより、高品質の光学素子を安定生産可能にする高屈折率低分散光学ガラスを提供すること、前記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子と、前記光学素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の光学ガラスにおける好ましい光学特性の範囲を光学恒数図により示したものである。  図中のＡで示された範囲は、光学特性範囲Ａにおける好ましい範囲、Ｂで示された範囲は、光学特性範囲Ｂにおける好ましい範囲、Ｃで示された範囲は光学特性範囲Ｃにおける好ましい範囲にそれぞれ相当する。
【００１１】
【図２】本発明の光学ガラスにおけるより好ましい光学特性の範囲を光学恒数図により示したものである。  図中のＡで示された範囲は、光学特性範囲Ａ内にあってより好ましい範囲、Ｂで示された範囲は、光学特性範囲Ｂ内にあってより好ましい範囲、Ｃで示された範囲は、光学特性範囲Ｃ内にあってより好ましい範囲にそれぞれ相当する。
【００１２】
【図３】本発明の光学ガラスにおけるさらに好ましい光学特性の範囲を光学恒数図により示したものである。  図中のＡで示された範囲は、光学特性範囲Ａ内にあってさらに好ましい範囲、Ｂで示された範囲は、光学特性範囲Ｂ内にあってさらに好ましい範囲、Ｃで示された範囲は、光学特性範囲Ｃ内にあってさらに好ましい範囲にそれぞれ相当する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、プレス成形の回数を重ねるに従い、プレス成形型の成形面にガラスが融着する、光学機能面を含むガラス表面にクモリが発生し、光学素子の品質が低下する、ガラスが破損するといった問題の発生メカニズムについて、検討を行った。
上記の問題は、次のような現象に起因すると推察される。
【００１４】
低分散性を維持しつつ、屈折率を高めるには、ガラス成分としてＬａなど希土類成分を導入する必要がある。しかし、希土類成分のみで高屈折率化を行うとガラスの熱的安定性が著しく低下し、ガラスの製造が困難になるため、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗなどの高屈折率付与成分も導入し、高屈折率化が図られている。
【００１５】
高屈折率付与成分の中でも、Ｔｉは、導入量当たりの屈折率増加量が大きく、高屈折率化に非常に有利である。また、Ｗは、高屈折率付与成分の中では、ガラス転移温度の上昇を抑える上で有利な成分である。したがって、これまで、ガラス成分として、ＴｉやＷの導入が積極的に行われてきた。
【００１６】
希土類成分はガラス転移温度や屈伏点を上昇させる作用がある。そのため、低分散性を維持しつつ高屈折率化を図ると、希土類成分を少量に抑えることができるガラスと比較し、ガラス転移温度が高くなる。
【００１７】
一方、Ｔｉ、Ｗは、精密プレス成形時のように高温で価数変化を起こしやすく、ガラス中のＴｉ、Ｗがプレス成形型と高温下で密着することによって、プレス成形型の成形面を構成する材料、例えば、炭素などとの間で酸化還元反応が起こりやすくなる。この反応はプレス成形温度が高いほど促進されるため、希土類成分の導入によってガラス転移温度が上昇したガラスの精密プレス成形では、こうした反応が助長され、結果として、上記問題が発生する。
【００１８】
プレス成形型とガラスの間の反応を抑えるには、Ｔｉ、Ｗといった成分の含有量を制限するとともに、ガラス転移温度の上昇を抑えることが重要である。同時に、ガラスの熱的安定性が損なわれることがないよう、配慮することが大切である。
【００１９】
このようにして完成に至った本発明の光学ガラスは、
カチオン％表示で、
Ｂ３＋       ２０〜５０％、
Ｓｉ４＋     ０〜１０％
Ｌａ３＋     ５〜３５％、
Ｇｄ３＋     ０〜１０％、
Ｙ３＋       ０〜１０％、
Ｙｂ３＋     ０〜１０％、
Ｔｉ４＋     ０〜４％、
Ｎｂ５＋     １〜３０％、
Ｔａ５＋     ０．５〜１５％、
Ｗ６＋       ０〜５％、
Ｚｒ４＋     ０〜１０％、
Ｚｎ２＋      １１〜４０％、
Ｍｇ２＋      ０〜１０％、
Ｃａ２＋      ０〜１０％、
Ｓｒ２＋      ０〜１０％、
Ｂａ２＋      ０〜１０％、
Ｌｉ＋      ０〜１０％、
Ｎａ＋      ０〜１０％、
Ｋ＋        ０〜１０％、
Ｔｅ４＋        ０〜１０％、
Ｇｅ４＋     ０〜１０％、
Ｂｉ３＋     ０〜１０％、
Ａｌ３＋     ０〜１０％、
を含み、
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）が２０〜５０％、
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）が５〜３５％、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））が１〜５、
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋）が１０〜３５％、
カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．７〜１、
カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．５〜４、
カチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．２〜３、
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））が０．８〜１であり、
屈折率ｎｄが１．８９以上、アッベ数νｄが２７〜３７である光学ガラスである。
【００２０】
以下、本発明の光学ガラスについて詳説する。以下、特記しない限り、各カチオン成分の含有量、合計含有量はカチオン％にて表示し、前記含有量の比はカチオン比にて表示するものとする。
【００２１】
Ｂ３＋は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性を維持する上で必須の成分であり、熔融性を改善する働きもある。Ｂ３＋の含有量が２０％未満であると上記効果を得ることが難しくなり、５０％を超えると屈折率が低下する。したがって、Ｂ３＋の含有量を２０〜５０％の範囲とする。
【００２２】
Ｓｉ４＋は、ガラスの熱的安定性を改善する働きをする成分であり、ガラス融液を成形する際、成形に適した粘性を得る上でも有効な成分である。しかし、Ｓｉ４＋の含有量が１０％を超えると、屈折率が低下し、ガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｓｉ４＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。
【００２３】
Ｂ３＋およびＳｉ４＋はともにネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性を維持する上から、Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）を２０％以上とする。しかし、Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量が５０％を超えると所要の光学特性を得ることが困難になることから、Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量を２０〜５０％の範囲とする。
Ｌａ３＋は、低分散性を維持しつつ屈折率を高める働きをする成分である。Ｌａ３＋の含有量が５％未満になると、上記効果を得ることが難しくなり、３５％を超えると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラス転移温度が上昇する傾向を示す。したがって、Ｌａ３＋の含有量を５〜３５％の範囲とする。
【００２４】
Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋は、いずれも低分散性を維持しつつ屈折率を高める働きをする成分である。Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋の含有量のいずれかが１０％を超えると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラス転移温度が上昇する傾向を示す。したがって、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋の各成分の含有量をいずれも０〜１０％の範囲とする。Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋の各成分の含有量の好ましい範囲はいずれの成分においても０〜６％、より好ましい範囲はいずれの成分においても０〜３％、さらに好ましい範囲はいずれの成分においても０〜２％、一層好ましい範囲はいずれの成分においても０〜１％であり、いずれの成分においても含有しないことがより一層好ましい。
【００２５】
なお、低分散性を維持しつつ、屈折率を高める上から、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）を５％以上とするが、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量が３５％を超えると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラス転移温度も上昇傾向を示すため、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量を５〜３５％の範囲とする。
【００２６】
さらに、カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））が１未満であるとガラスの熱的安定性が低下し、５を超えると所要の光学特性を維持することが困難になるため、カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））を１〜５の範囲とする。
【００２７】
Ｔｉ４＋は、屈折率を高める働きをする成分である。Ｔｉ４＋の含有量が４％を超えると、精密プレス成形性が低下するとともに、ガラスが着色する傾向を示す。したがって、Ｔｉ４＋の含有量を０〜４％の範囲とする。
【００２８】
Ｎｂ５＋は、屈折率を高める働きをするとともに、ガラス成分としてＬａ３＋と共存す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必須成分である。さらに、Ｎｂ５＋は、Ｔｉ４＋、Ｔａ５＋、Ｗ６＋といった屈折率を高める作用が大きい成分の中にあって、Ｔａ５＋とともに比較的、プレス成形型との酸化還元反応をおこしにくく、ガラスとプレス成形型との融着、ガラス表面のくもり、傷などの不具合をおこしにくい成分でもある。Ｎｂ５＋の含有量が１％未満であるとこうした効果を得ることが困難になり、３０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が上昇する傾向を示す。したがって、Ｎｂ５＋の含有量を１〜３０％の範囲とする。
【００２９】
Ｔａ５＋は、屈折率を高める働きをする成分であるとともに、Ｎｂ５＋と同様、Ｔｉ４＋やＷ６＋よりもプレス成形型との酸化還元反応を起こしにくい成分でもある。精密プレス成形性に優れた高屈折率ガラスを得る上から、Ｔａ５＋の含有量を０．５％以上とするが、Ｔａ５＋の含有量が１５％を超えるとガラスの熱的安定性が低下する傾向を示すため、Ｔａ５＋の含有量を０．５〜１５％の範囲とする。
【００３０】
Ｗ６＋は、屈折率を高め、ガラスの熱的安定性を改善し、液相温度を低下させる働きをする成分であるが、Ｗ６＋の含有量が５％を超えると精密プレス成形性が低下するとともに、ガラスが着色する傾向を示す。したがって、Ｗ６＋の含有量を０〜５％の範囲とする。
【００３１】
なお、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋）が１０％未満になるか、３５％超えると、所要の光学特性とガラスの熱的安定性を維持することが困難になる。したがって、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量を１０〜３５％の範囲とする。
【００３２】
前述のように、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋のうち、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋は、精密プレス成形性を悪化させにくい成分であることから、高屈折率化に伴う、精密プレス成形性の悪化を防ぐため、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））を０．７〜１の範囲に制限する。
【００３３】
さらに、Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）を５〜３５％の範囲、Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量（Ｔｉ４＋＋Ｗ６＋）を０〜６％の範囲とすることが、上記理由と同様の理由から、それぞれ好ましい。
【００３４】
さらに、ガラスの熱的安定性を維持しつつ、所要の光学特性を実現するため、カチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））を０．５〜４の範囲とし、カチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））を０．２〜３の範囲とする。
【００３５】
Ｚｒ４＋は、屈折率を高める働きをする成分である。Ｚｒ４＋の含有量が１０％を超えると、ガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が上昇する傾向を示す。したがって、Ｚｒ４＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。
【００３６】
Ｚｎ２＋は、高屈折率を維持しつつ、ガラス転移温度を低下させる働きをするとともに、熔融性を改善する働きをする成分である。Ｚｎ２＋の含有量が１１％未満であると上記効果を得ることが困難になり、４０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下する傾向を示す。したがって、Ｚｎ２＋の含有量を１１〜４０％の範囲とする。
【００３７】
Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋は、いずれも熔融性を改善する働きをするが、それぞれ含有量が１０％を超えると屈折率が低下し、ガラスの熱的安定性も低下する傾向を示す。したがって、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋の各成分の含有量をいずれも０〜１０％の範囲とする。Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋の各成分の含有量の好ましい範囲はいずれの成分においても０〜６％、より好ましい範囲はいずれの成分においても０〜３％、さらに好ましい範囲はいずれの成分においても０〜２％、一層好ましい範囲はいずれの成分においても０〜１％であり、いずれの成分においても含有しないことがより一層好ましい。
【００３８】
２価金属成分であるＺｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の中でも、Ｚｎ２＋は、高屈折率特性を維持しつつ、ガラス転移温度を低下させる働きに優れた成分であることから、Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））を０．８〜１の範囲とする。
【００３９】
Ｌｉ＋は、熔融性を改善し、ガラス転移温度を大幅に低下させる働きをするとともに、少量であればガラスの熱的安定性を改善する働きをする成分である。また、アルカリ金属成分の中で、高屈折率特性を維持する上で最も有利な成分である。しかし、Ｌｉ＋の含有量が１０％を超えると、屈折率が低下するとともに、ガラスの熱的安定性も低下傾向を示す。したがって、Ｌｉ＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。Ｌｉ＋の含有量の好ましい範囲は０〜６％、より好ましい範囲は０〜３％、さらに好ましい範囲は０〜２％、一層好ましい範囲は０〜１％であり、含有しないことがより一層好ましい。
【００４０】
Ｎａ＋、Ｋ＋は、いずれも熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きをするが、Ｎａ＋、Ｋ＋の各成分の含有量が１０％を超えると、屈折率が低下し、ガラスの熱的安定性も低下する傾向を示す。したがって、Ｎａ＋、Ｋ＋の各成分の含有量をいずれも０〜１０％の範囲とする。Ｎａ＋、Ｋ＋の各成分の含有量の好ましい範囲はいずれも０〜６％、より好ましい範囲はいずれも０〜３％、さらに好ましい範囲はいずれも０〜２％、一層好ましい範囲はいずれも０〜１％であり、いずれの成分においても含有しないことがより一層好ましい。
【００４１】
なお、Ｌｉ＋は、Ｎａ＋、Ｋ＋と比べ、高屈折率特性を維持しつつ、ガラス転移温度を低下させる働きに優れていることから、Ｌｉ＋の含有量を、Ｎａ＋、Ｋ＋の各成分の含有量よりも多くすることが好ましい。
【００４２】
Ｔｅ４＋は、屈折率を高めるとともに、ガラスの熱的安定性を高める働きをする成分であるが、Ｔｅ４＋の含有量が１０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下するため、Ｔｅ４＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。Ｔｅ４＋は環境負荷への配慮の観点から、その使用量を削減することが望まれる。こうした観点から、Ｔｅ４＋の含有量を０〜６％の範囲にすることが好ましく、０〜３％の範囲にすることがより好ましく、０〜２％の範囲にすることがさらに好ましく、０〜１％の範囲にすることが一層好ましく、含有させないことがより一層好ましい。
【００４３】
Ｇｅ４＋は、屈折率を高めるとともに、ガラスの熱的安定性を高める働きをする成分であるが、Ｇｅ４＋の含有量が１０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下する。したがって、Ｇｅ４＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。Ｇｅ４＋は、ガラス成分として使用される物質の中で、格段に高価な成分であり、製造コストの増大を抑える観点から、その使用量を少なくすることが望まれ、その含有量を０〜６％の範囲にすることが好ましく、０〜３％の範囲にすることがより好ましく、０〜２％の範囲にすることがさらに好ましく、０〜１％の範囲にすることが一層好ましく、含有させないことがより一層好ましい。
【００４４】
Ｂｉ３＋は、屈折率を高めるとともに、ガラスの熱的安定性を高める働きをする成分であるが、Ｂｉ３＋の含有量が１０％を超えると、ガラスの熱的安定性が低下するとともに、ガラスが着色する傾向を示す。したがって、Ｂｉ３＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい範囲は０〜６％、より好ましい範囲は０〜３％、さらに好ましい範囲は０〜１％、含有させないことが一層好ましい。
【００４５】
Ａｌ３＋は、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性を改善する働きをする成分であるが、Ａｌ３＋の含有量が１０％を超えると、屈折率が低下するとともに、ガラスの熱的安定性が低下する傾向を示す。したがって、Ａｌ３＋の含有量を０〜１０％の範囲とする。Ａｌ３＋の含有量の好ましい範囲は０〜６％、より好ましい範囲は０〜３％、さらに好ましい範囲は０〜１％、含有させないことが一層好ましい。
【００４６】
本発明の光学ガラスは、主要アニオン成分はＯ２−であって、基本的に酸化物ガラスである。Ｏ２−以外のアニオン成分としては、Ｆ−、Ｃｌ−などのハロゲン成分を少量導入することもできる。ただし、熔融ガラスの揮発性を抑え、成形をより容易にする点を重視する場合は、揮発性のあるＦ−成分の導入量を抑えること、すなわち、Ｆ−成分の導入しないことが望ましい。なお、ガラス成分ではなく、清澄剤として極少量のハロゲン、例えば、Ｆ、Ｃｌを添加してガラスを熔融することもできる。
【００４７】
清澄剤として、Ｓｂ２Ｏ３、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩などを少量添加してもよい。ただし、Ｓｂ２Ｏ３を添加する場合は、Ｓｂの酸化力が強いことから、プレス成形型の成形面との酸化還元反応を助長させないために、Ｓｂ２Ｏ３の外割り添加量を０〜１質量％の範囲とすることが好ましく、０〜０．５質量％の範囲とすることがより好ましい。
【００４８】
なお、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕはガラスが着色するため、添加しないことが望ましい。
また、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ａｓなど環境への悪影響が懸念される成分も導入しないことが望ましい。
【００４９】
Ｌｕ、Ｇａは本発明の目的を損なわない範囲で少量、導入することができるが、これらの成分は、非常に高価であり、使用しなくても本発明の目的を達成することができるので、コスト上昇を抑える上から、Ｌｕ、Ｇａをガラス中に導入しないことが望ましい。
【００５０】
上記組成範囲において、所要の光学特性を維持しつつ、ガラスの熱的安定性をより良好なものとし、ガラス転移温度を低下し、精密プレス成形性をより良好なものとする上から、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、Ｗ６＋、Ｚｒ４＋、Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を９５％以上にすることが好ましく、９８％以上にすることがより好ましく、９９％以上にすることがさらに好ましく、９９．５％以上にすることが一層好ましく、１００％にすることがより一層好ましい。
【００５１】
さらに、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、Ｗ６＋、Ｚｒ４＋、Ｚｎ２＋およびＬｉ＋の合計含有量を９５％以上にすることが好ましく、９８％以上にすることがより好ましく、９９％以上にすることがさらに好ましく、９９．５％以上にすることが一層好ましく、１００％にすることがより一層好ましい。
【００５２】
より好ましくは、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｙｂ３＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、Ｗ６＋、Ｚｒ４＋およびＺｎ２＋の合計含有量を９５％以上にすることが好ましく、９８％以上にすることがより好ましく、９９％以上にすることがさらに好ましく、９９．５％以上にすることが一層好ましく、１００％にすることがより一層好ましい。
【００５３】
［屈折率・分散］
本発明の光学ガラスの屈折率ｎｄは１．８９以上、アッベ数νｄは２７〜３７である。屈折率ｎｄが１．８９以上であることにより、本発明の光学ガラスを用いて撮像光学系やプロジェクターなどの投射光学系などの光学系をコンパクト化することができる。また、光学系のズーム比を大きくすることもできる。さらに、屈折率が高いため、所要の集光力を得るためのレンズの光学機能面の曲率の絶対値を小さくすることができる。光学機能面の曲率の絶対値を小さくすることができることにより、精密プレス成形に用いるプレス成形型の成形面の加工が容易になる。精密プレス成形時にガラスとプレス成形型の間に雰囲気ガスが閉じ込められ（一般にガストラップという。）、型への転写精度が低下するトラブルを低減することもできる。光学機能面を研削、研磨する場合も、加工が容易になる。また、光学機能面の曲率の絶対値を小さくできることにより、レンズの有効径を大きくすることもできる。
【００５４】
また、本発明の光学ガラスは、高屈折率ガラスでありながら、アッベ数νｄが２７以上であるため、高屈折率高分散ガラス製レンズとの組合せにより、良好な色収差補正が可能になるレンズ材料として有効である。
【００５５】
また、アッベ数νｄを２７以上とすることにより、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｗ６＋といった高屈折得率高分散付与成分の含有量を制限することができるので、間接的に、ガラスの精密プレス成形性を向上させることもできる。
【００５６】
一方、屈折率ｎｄを１．８９以上に保ちつつ、アッベ数νｄが３７を超えると、ガラスの熱的安定性が低下したり、ガラス転移温度が上昇する。ガラス転移温度が上昇すると、精密プレス成形時の温度を高く設定しなければならず、ガラスとプレス成形型の間の酸化還元反応が助長され、プレス成形型へのガラスの融着、ガラス表面のクモリなどの発生といったトラブルが起こりやすくなり、精密プレス成形性が低下する。
【００５７】
以上の理由から、本発明の光学ガラスの屈折率ｎｄを１．８９以上、アッベ数νｄを２７〜３７とする。
【００５８】
高屈折率低分散ガラスでは、低分散性を維持しつつ屈折率を高めると、ガラスの熱的安定性が低下したり、ガラス転移温度が上昇する傾向を示すが、高分散化を許容しつつ、高屈折率化を図ることにより、熱的安定性の低下、ガラス転移温度の上昇を軽減することができる。
【００５９】
したがって、熱的安定性を維持し、ガラス転移温度を低く維持する上から、本発明の光学ガラスの好ましい光学特性範囲は、屈折率の上限を規定するか、アッベ数に応じて屈折率の上限を規定（あるいは、屈折率に応じてアッベ数の上限を規定）することにより画定される。
【００６０】
本発明の光学ガラスのような高屈折率低分散ガラスの場合、前述の色収差補正機能を高めるには、高屈折率化と低低分散化を行うことが好ましい。こうした観点から、本発明の光学ガラスの好ましい光学特性範囲は、屈折率の下限を規定するか、アッベ数に応じて屈折率の下限を規定（あるいは、屈折率に応じてアッベ数の下限を規定）することにより画定される。
【００６１】
本発明の光学ガラスにおいて、好ましい光学特性範囲は、次の３つの範囲、すなわち、光学特性範囲Ａ〜Ｃに大別することができる。これら好ましい範囲は、屈折率、アッベ数、ガラスの熱的安定性、ガラス転移温度、色収差補正機能などの光学性能の観点から定めたものである。
【００６２】
光学ガラスの光学特性を表示する方法として、光学恒数図が広く用いられている。光学恒数図は、横軸にアッベ数νｄ、縦軸に屈折率ｎｄをとり、横軸は右方向がアッベ数の減少方向（高分散方向）、左方向がアッベ数の増加方向（低分散方向）であり、縦軸は上方向が高屈折率方向、下方向が低屈折率方向であって、横軸、縦軸のスケールともリニアスケールとする。特定の光学ガラスの光学特性は、光学恒数図上の１点として表示される。
【００６３】
図１〜図３は、本発明の光学ガラスにおける好ましい光学特性の範囲を光学恒数図上に示したものである。
【００６４】
［光学特性範囲Ａ］
光学特性範囲Ａは、屈折率ｎｄが１．８９以上であり、アッベ数νｄが２７以上かつ３１未満の範囲である。
図1に示す光学恒数図において、
座標（２７ , １．８９）の点をａ１、
座標（２７ , ２．００）の点をａ２、
座標（２９ , ２．００）の点をａ３、
座標（３０ , １．９７）の点をａ４、
座標（３１ , １．９５）の点をａ５、
座標（３１ , １．８９）の点をａ６、
としたとき、前記各点をａ１→ａ２→ａ３→ａ４→ａ５→ａ６→ａ１の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ａ５とａ６を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ａにおける好ましい範囲である。
【００６５】
図２に示す光学恒数図において、
座標（２８ , １．９３０）の点をａ７、
座標（２８ , １．９７０）の点をａ８、
座標（３０ , １．９７０）の点をａ９、
座標（３１ , １．９４０）の点をａ１０、
座標（３１ , １．９００）の点をａ１１、
座標（２９ , １．９００）の点をａ１２、
としたとき、前記各点をａ７→ａ８→ａ９→ａ１０→ａ１１→ａ１２→ａ７の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ａ１０とａ１１を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ａにおけるより好ましい範囲である。
【００６６】
図３に示す光学恒数図において、
座標（２８ , １．９５０）の点をａ１３、
座標（２８ , １．９７０）の点をａ１４、
座標（２９ , １．９７０）の点をａ１５、
座標（３１ , １．９３０）の点をａ１６、
座標（３１ , １．９１０）の点をａ１７、
座標（３０ , １．９１０）の点をａ１８、
としたとき、前記各点をａ１３→ａ１４→ａ１５→ａ１６→ａ１７→ａ１８→ａ１３の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ａ１６とａ１７を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ａにおけるさらに好ましい範囲である。
【００６７】
［光学特性範囲Ｂ］
光学特性範囲Ｂは、屈折率ｎｄが１．８９以上であって、アッベ数νｄが３１〜３３の範囲である。
図１に示す光学恒数図において、
座標（３１ , １．８９）の点をｂ１、
座標（３１ , １．９５）の点をｂ２、
座標（３３ , １．９３）の点をｂ３
座標（３３ , １．８９）の点をｂ４、
としたとき、前記各点をｂ１→ｂ２→ｂ３→ｂ４→ｂ１の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｂにおける好ましい範囲である。
【００６８】
図２に示す光学恒数図において、
座標（３１ , １．９００）の点をｂ５、
座標（３１ , １．９４０）の点をｂ６、
座標（３３ , １．９２０）の点をｂ７、
座標（３３ , １．８９０）の点をｂ８、
座標（３２ , １．８９０）の点をｂ９、
としたとき、前記各点をｂ５→ｂ６→ｂ７→ｂ８→ｂ９→ｂ５の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｂにおけるより好ましい範囲である。
【００６９】
図３に示す光学恒数図において、
座標（３１ , １．９１０）の点をｂ１０、
座標（３１ , １．９３０）の点をｂ１１、
座標（３３ , １．９１０）の点をｂ１２
座標（３３ , １．９００）の点をｂ１３、
座標（３２ , １．９００）の点をｂ１４、
としたとき、前記各点をｂ１０→ｂ１１→ｂ１２→ｂ１３→ｂ１４→ｂ１０の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｂにおけるさらに好ましい範囲である。
【００７０】
［光学特性範囲Ｃ］
光学特性範囲Ｃは、屈折率ｎｄが１．８９以上であって、アッベ数νｄが３３を超え３７以下の範囲である。
図1に示す光学恒数図において、
座標（３３ , １．８９）の点をｃ１、
座標（３３ , １．９３）の点をｃ２、
座標（３７ , １．８９）の点をｃ３、
としたとき、前記各点をｃ１→ｃ２→ｃ３→ｃ１の順に直線で結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ｃ１とｃ２を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｃにおける好ましい範囲である。
【００７１】
図２に示す光学恒数図において、
座標（３３ , １．８９０）の点をｃ４、
座標（３３ , １．９２６）の点をｃ５、
座標（３６ , １．８９６）の点をｃ６、
座標（３６ , １．８９０）の点をｃ７、
としたとき、前記各点をｃ４→ｃ５→ｃ６→ｃ７→ｃ４の順に結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ｃ４とｃ５を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｃにおけるより好ましい範囲である。
【００７２】
図３に示す光学恒数図において、
座標（３３ , １．９００）の点をｃ８、
座標（３３ , １．９２２）の点をｃ９、
座標（３５ , １．９０２）の点をｃ１０、
座標（３５ , １．９００）の点をｃ１１、
としたとき、前記各点をｃ８→ｃ９→ｃ１０→ｃ１１→ｃ８の順に結んだときに囲まれる領域と前記直線（但し、ｃ８とｃ９を結ぶ直線を除く。）をあわせた範囲が、光学特性範囲Ｃにおけるさらに好ましい範囲である。
【００７３】
図１、図２および図３の光学恒数図上に示した光学特性の範囲は、表１（光学特性範囲Ａ）、表２（光学特性範囲Ｂ）および表３（光学特性範囲Ｃ）に示す式を選択して図示したものである。表１、表２および表３に示す屈折率ｎｄの上、下限およびアッベ数νｄの上、下限を示す各レベル数を適宜選択することにより、任意の組み合わせの光学恒数図を作成することができる。
【００７４】
【表１】
2011093781.tif 000002
【００７５】
【表２】
2011093781.tif 000003
【００７６】
【表３】
2011093781.tif 000004
【００７７】
次に、光学特性範囲Ａ〜Ｃのそれぞれの範囲における本発明の好ましいガラス組成範囲について説明する。
【００７８】
［光学特性範囲Ａにおける好ましいガラス組成］
本発明の光学ガラスの組成範囲において、光学特性範囲Ａを備えるものとして好ましい組成範囲を以下に示す。
Ｂ３＋の含有量は２２〜４８％の範囲が好ましく、２４〜４６％の範囲より好ましく、２６〜４４％の範囲がさらに好ましく、２８〜４２％の範囲が一層好ましい。
Ｓｉ４＋の含有量は、１〜８％の範囲が好ましく、１〜７％の範囲がより好ましく、１〜６％の範囲が一層好ましい。
Ｌａ３＋の含有量は、６〜３０％の範囲が好ましく、８〜２６％の範囲がより好ましく、１０〜２３％の範囲がさらに好ましく、１２〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋の含有量は、０〜３．５％の範囲が好ましく、０〜３％の範囲がより好ましく、０．５〜２．５％の範囲がさらに好ましい。
Ｎｂ５＋の含有量は５〜３０％の範囲が好ましく、７〜２９の範囲がより好ましく、８〜２６％の範囲がさらに好ましく、９〜２３％が一層好ましい。
Ｔａ５＋の含有量は１〜１３％の範囲が好ましく、２〜１０％の範囲がより好ましく、２〜８％の範囲がさらに好ましく、２〜５％の範囲が一層好ましい。
Ｗ６＋の含有量は、０〜４％の範囲が好ましく、０〜３．５％がより好ましく、０〜３％がさらに好ましい。
Ｚｒ４＋の含有量は、１〜８％の範囲が好ましく、１〜５％の範囲がより好ましく、１〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｚｎ２＋の含有量は、１２〜３８％の範囲が好ましく、１３〜３５％の範囲がより好ましく、１４〜３０％の範囲がさらに好ましく、１５〜２５％の範囲が一層好ましい。
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量は、２４〜４３％の範囲が好ましく、２６〜４３％の範囲がより好ましく、２８〜４３％の範囲がさらに好ましく、３０〜４３％の範囲が一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量は、８〜２４％の範囲が好ましく、１０〜２２％の範囲がより好ましく、１２〜２０％の範囲がさらに好ましく、１４〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）/（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））は、１．２５〜３．５０の範囲が好ましく、１．５０〜２．８０の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量は、１２〜３４％の範囲が好ましく、１４〜３２％の範囲がより好ましく、１６〜３０％の範囲がさらに好ましく、１８〜２８％の範囲が一層好ましい。
Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量は、１２〜３４％の範囲が好ましく、１３〜３１％の範囲がより好ましく、１３〜２８％の範囲がさらに好ましく、１５〜２５％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量は、０〜５％の範囲が好ましく、０〜４％の範囲がより好ましく、１〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＮｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．７５〜１．００の範囲が好ましく、０．８０〜１．００の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量のカチオン比（（Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．８０〜３．００の範囲が好ましく、１．３０〜２．５０の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＬａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量のカチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．３０〜１．３０の範囲が好ましく、０．４０〜０．９０の範囲がより好ましい。
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））は、０．９０〜１．００の範囲が好ましく、１．００がより好ましい。
【００７９】
［光学特性範囲Ｂにおける好ましいガラス組成］
本発明の光学ガラスの組成範囲において、光学特性範囲Ｂを備えるものとして好ましい組成範囲を以下に示す。
Ｂ３＋の含有量は、３０〜４８％の範囲が好ましく、３２〜４８％の範囲がより好ましく、３４〜４６％の範囲がさらに好ましく、３６〜４４％の範囲が一層好ましい。
Ｓｉ４＋の含有量は、０〜８％の範囲が好ましく、１〜７％の範囲がより好ましく、２〜６％の範囲がさらに好ましい。
Ｌａ３＋の含有量は６〜３０％の範囲が好ましく、９〜２６％の範囲がより好ましく、１１〜２３％の範囲がさらに好ましく、１３〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋の含有量は、０〜３．５％の範囲が好ましく、０〜３％の範囲がより好ましく、０．５〜２．５％の範囲がさらに好ましい。
Ｎｂ５＋の含有量は、５〜２０％の範囲が好ましく、５〜１８％の範囲がより好ましく、５〜１６％の範囲がさらに好ましく、７〜１４％の範囲が一層好ましい。
Ｔａ５＋の含有量は、１〜１３％の範囲が好ましく、２〜１０％の範囲がより好ましく、２〜８％の範囲がさらに好ましく、２〜５％の範囲が一層好ましい。
Ｗ６＋の含有量は、０〜４％の範囲が好ましく、０〜３．５％の範囲がより好ましく、０〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｚｒ４＋の含有量は、１〜８％の範囲が好ましく、１〜５％の範囲がより好ましく、１〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｚｎ２＋の含有量は１２〜３８％の範囲が好ましく、１３〜３５％の範囲がより好ましく、１４〜３０％の範囲がさらに好ましく、１５〜２５％の範囲が一層好ましい。
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量は、３４〜４９％の範囲が好ましく、３６〜４９％の範囲がより好ましく、３８〜４７％の範囲がさらに好ましく、４０〜４５％が一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量は、８〜２４％の範囲が好ましく、１０〜２２％の範囲がより好ましく、１２〜２０％の範囲がさらに好ましく、１４〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）/（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））は、１．５０〜４．００の範囲が好ましく、２．００〜３．５０の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量は、１０〜２６％の範囲が好ましく、１２〜２４％の範囲がより好ましく、１４〜２２％の範囲がさらに好ましく、１６〜２０％の範囲が一層好ましい。
Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量は、８〜２４％の範囲が好ましく、１０〜２２％の範囲がより好ましく、１２〜２０％の範囲がさらに好ましく、１３〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量は、０〜５％の範囲が好ましく、０〜４％の範囲がより好ましく、１〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＮｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．７５〜１．００の範囲が好ましく、０．８０〜１．００の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、１．００〜３．５０の範囲が好ましく、２．００〜３．００の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＬａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量のカチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．５０〜１．５０の範囲が好ましく、０．７０〜１．１５の範囲がより好ましい。
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））は、０．９０〜１．００の範囲が好ましく、１．００がより好ましい。
【００８０】
［光学特性範囲Ｃにおける好ましいガラス組成］
本発明の光学ガラスの組成範囲において、光学特性範囲Ｃを備えるものとして好ましい組成範囲を以下に示す。
Ｂ３＋の含有量は、３０〜４８％の範囲が好ましく、３２〜４８％の範囲がより好ましく、３４〜４８％の範囲がさらに好ましく、３６〜４６％の範囲が一層好ましい。
Ｓｉ４＋の含有量は、０〜８％の範囲が好ましく、１〜７％の範囲がより好ましく、１〜６％の範囲がさらに好ましい。
Ｌａ３＋の含有量は６〜３０％の範囲が好ましく、９〜２７％の範囲がより好ましく、１１〜２５％の範囲がさらに好ましく、１３〜２３％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋の含有量は、０〜３．５％の範囲が好ましく、０〜３％の範囲がより好ましく、０〜２．５％の範囲がさらに好ましい。
Ｎｂ５＋の含有量は１〜２０％の範囲が好ましく、２〜１７％の範囲がより好ましく、２〜１５％の範囲がさらに好ましく、２〜１３％の範囲が一層好ましい。
Ｔａ５＋の含有量は、１〜１３％の範囲が好ましく、２〜１１％の範囲がより好ましく、２〜９％の範囲がさらに好ましく、３〜８％の範囲が一層好ましい。
Ｗ６＋の含有量は、０〜４％の範囲が好ましく、０〜３．５％の範囲がより好ましく、０〜３％の範囲がさらに好ましい。
Ｚｒ４＋の含有量は、１〜８％の範囲が好ましく、１〜５％の範囲がより好ましく、１〜４％の範囲がさらに好ましい。
Ｚｎ２＋の含有量は、１２〜３８％の範囲が好ましく、１３〜３５％の範囲がより好ましく、１４〜３０％の範囲がさらに好ましく、１５〜２５％の範囲が一層好ましい。
Ｂ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量は、３５〜４９％の範囲が好ましく、３７〜４９％の範囲がより好ましく、３９〜４９％の範囲が一層好ましく、４１〜４７％の範囲がより一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量は、１３〜２９％の範囲が好ましく、１３〜２７％の範囲がより好ましく、１４〜２５％の範囲がさらに好ましく、１５〜２３％の範囲が一層好ましい。
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）/（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋））は、１．５０〜４．００の範囲が好ましく、１．７０〜３．００の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量は、１０〜２４％の範囲が好ましく、１１〜２２％の範囲がより好ましく、１１〜２０％の範囲がさらに好ましく、１３〜１８％の範囲が一層好ましい。
Ｎｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量は、６〜２３％の範囲が好ましく、６〜２１％の範囲がより好ましく、６〜１９％の範囲がさらに好ましく、８〜１７％の範囲が一層好ましい。
Ｔｉ４＋およびＷ６＋の合計含有量は、０〜５％の範囲が好ましく、０〜４％の範囲がより好ましく、１〜４％の範囲がさらに好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＮｂ５＋およびＴａ５＋の合計含有量のカチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．７０〜０．９９の範囲が好ましく、０．７０〜０．９５の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＢ３＋およびＳｉ４＋、の合計含有量のカチオン比（（Ｂ３＋＋Ｓｉ４＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、１．００〜３．５０の範囲が好ましく、２．００〜３．２０の範囲がより好ましい。
Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋およびＷ６＋の合計含有量に対するＬａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量のカチオン比（（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は、０．５０〜１．８０の範囲が好ましく、０．７０〜１．６０の範囲がより好ましい。
Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋およびＢａ２＋の合計含有量に対するＺｎ２＋の含有量のカチオン比（Ｚｎ２＋/（Ｚｎ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋＋Ｂａ２＋））は、０．９０〜１．００の範囲が好ましく、１．００がより好ましい。
【００８１】
［ガラス転移温度］
高屈折率低分散化に伴うガラス転移温度の上昇を抑えることは、プレス成形温度の上昇を抑え、プレス成形型とガラスの間の化学反応を助長させない上から、非常に重要である。
【００８２】
本発明の光学ガラスにおける好ましい態様は、ガラス転移温度が６３０℃以下の光学ガラスであり、プレス成形型と化学反応しやすい成分の含有量が制限されていることと、ガラス転移温度が低いことにより、優れた精密プレス成形性を示す。
【００８３】
上記観点から、本発明におけるガラス転移温度の好ましい範囲は、６２０℃以下、より好ましい範囲は、６１０℃以下、さらに好ましい範囲は、６０５℃以下である。
【００８４】
同様に、本発明における屈伏点の好ましい範囲は、６８０℃以下、より好ましい範囲は、６７０℃以下、さらに好ましい範囲は、６６０℃以下、一層好ましい範囲は６５０℃である。
【００８５】
［液相温度］
本発明の光学ガラスは、熱的安定性に優れ、例えば、液相温度を１２００℃以下にすることができる。そのため、ガラス原料の熔解を１３００℃以下で行うことができ、熔解を行うルツボのガラスによる侵蝕を抑えることができる。その結果、ルツボを構成する白金などの物質が、侵蝕によってガラス中に混入し異物となったり、イオンとして溶け込んでガラスの着色を引き起こすなどの問題を回避することができる。
【００８６】
さらに液相温度を１２００℃以下にすることにより、熔融ガラスの温度を低くして揮発性を抑え、揮発による脈理発生、光学特性の変動を低減、抑制することもできる。熔融ガラスの温度を低下できることは、流出、成形時のガラスの粘性が成形に適した範囲にできるというメリットもある。
本発明において、液相温度の好ましい範囲は１１５０℃以下、より好ましい範囲は１１００℃以下である。
【００８７】
液相温度が上記のように低いことは、熔融ガラスを流出するとともに、流出するガラスから、所要量の熔融ガラス塊を分離し、ガラス塊が固化する過程で精密プレス成形用プリフォームに成形する方法を行う上で、非常に有利である。なお、上記プリフォームの成形法については、後述する。
【００８８】
［部分分散特性］
撮像光学系、投射光学系などで、高次の色収差補正を行うには、低分散ガラス製レンズと高分散ガラス製レンズの組合せが有効である。低分散ガラスとしては、部分分散比が小さいもののほうが、高次の色収差補正にはより効果的である。本発明の光学ガラスは、高屈折率低分散ガラスとしては部分分散比が小さく、Ｐg,Fの値は０．５７〜０．６２である。Ｐg,Fは、ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを用いて、
Ｐg,F＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎｃ）
と表される。
【００８９】
部分分散比Ｐg,F−アッベ数νｄ図において、正常部分分散ガラスの基準となるノーマルライン上の部分分散比をＰg,F（０）と表すと、Ｐg,Fはアッベ数νｄを用いて、
Ｐg,F（０）＝０．６４８３−（０．００１８×ｎｄ）
△Ｐg,Fは、上記ノーマルラインからの部分分散比Ｐg,Fの差であり、次式で表される。
【００９０】
△Ｐg,F＝Pg,F−Ｐg,F（０）
＝Pg,F＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
本発明の光学ガラスにおける好ましい態様は、偏差△Ｐg,Fが０．００７以下であり、高次の色収差補正用の光学素子材料として好適である。本発明における△Ｐg,Fの好ましい範囲は０．００６以下、より好ましい範囲は０．００３以下、さらに好ましい範囲は０．００２以下、一層好ましい範囲は０以下である。
【００９１】
［着色］
本発明の光学ガラスは、着色が極めて少なく、可視域の広い範囲にわたり、高い光透過性を示す。光学ガラスの着色の度合いは、着色度λ７０、λ５などによって表される。着色度は、平行な一対の光学研磨された平面を備え、平面間の距離（厚み）が１０ｍｍ±０．１ｍｍのガラスに、上記平面に対して垂直方向から測定光を入射し、ガラスを透過した光の強度Ｉoutを入射光強度Iinで割った外部透過率（ガラス表面における反射損失も含まれる。）が、２８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域で７０％となる波長をλ７０、前記波長域で外部透過率が５％となる波長をλ５とする。
【００９２】
本発明において、λ７０の好ましい範囲は４７０ｎｍ以下、より好ましい範囲は４５０ｎｍ、さらに好ましい範囲は４３０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４１０ｎｍ以下である。また、λ５の好ましい範囲は３７０ｎｍ以下、より好ましい範囲は３６５ｎｍ、さらに好ましい範囲は３６０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は３５５ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は３５０ｎｍ以下である。
【００９３】
［光学ガラスの製造］
本発明の光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。
【００９４】
［精密プレス成形用プリフォーム］
次に本発明の精密プレス成形用プリフォームについて説明する。
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とするものである。
上記精密プレス成形用プリフォーム（以下、プリフォームという）は、精密プレス成形に供されるガラス塊を意味し、精密プレス成形品の質量に相当するガラス成形体である。
以下、プリフォームについて詳説する。
【００９５】
プリフォームは、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。
【００９６】
精密プレス成形時にガラスとプレス成形型成形面との反応、融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面に離型膜を被覆することが好ましい。離型膜の種類としては、
貴金属（白金、白金合金）
酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙの酸化物など）
窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの酸化物など）
炭素含有膜
があげられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。
【００９７】
プリフォームは、ガラス原料を加熱、熔融して熔融ガラスを作製し、前記熔融ガラスを成形する工程を経て作製される。
【００９８】
プリフォームの第1の作製例は、熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、当該熔融ガラス塊と等しい質量を有するプリフォームを成形する方法である。例えば、ガラス原料を熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出する。小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する。中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。あるいは、ガラス塊を、軟化状態にある間にプリフォーム成形型上でプレスし、精密プレス成形によって得ようとする光学素子の形状に近似する形状を有し、表面が滑らかなプリフォームに成形することもできる。
【００９９】
キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを製造するためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが用いられる。
【０１００】
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。
【０１０１】
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ２ガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。
【０１０２】
プリフォームより製造される精密プレス成形品（例えば、光学素子）は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。
【０１０３】
プリフォームの第２の作製例は均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断または割断して、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームとする。このようにして作製したプリフォームの表面にも炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。
【０１０４】
［光学素子］
次に本発明の光学素子について説明する。本発明の光学素子は、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。具体的には、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、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、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。
【０１０５】
本発明の光学素子は、高屈折率低分散性を有するガラスにあって△Ｐg,Fが小さい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、高次の色収差補正を行うことができる。また、本発明の光学素子は屈折率が高いガラスからなるので、撮像光学系、投射光学系などに使用することで光学系をコンパクト化することができる。
【０１０６】
［光学素子の製造方法］
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子の製造方法は、上記した本発明の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を備えることを特徴とする。
【０１０７】
プレス成形型ならびにプリフォームの加熱およびプレス工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化されずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うことが好ましい。
【０１０８】
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いるが、成形面には、プレス成形時、ガラスに対する滑り性を改善するための膜を形成してもよい。このような膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。精密プレス成形では、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が１０５〜１０９ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写する。
【０１０９】
また、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で１０４〜１０８ｄＰａ・ｓに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。
【０１１０】
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。
【０１１１】
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。
【０１１２】
上記の光学素子の製造方法は以下の２つの方法に大別できる。第1の方法は、プレス成形型にプリフォームを導入し、該成形型とガラス素材を一緒に加熱するの光学素子の製造方法であり、面精度、偏心精度など成形精度の向上を重視した場合、推奨される方法である。第2の方法は、プリフォームを加熱し、予熱したプレス成形型に導入して精密プレス成形する光学素子の製造方法であり、生産性向上を重視した場合に推奨される方法である。
【０１１３】
なお、本発明の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックを切断または割断してガラス片を作り、さらに研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１５】
（実施例１）
表４−１〜４−９に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、表４−１〜４−９に示す光学ガラスＮｏ．１〜５１を得た。
【０１１６】
得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの諸特性を表５−１〜５−８に示す。
表６−１〜６−８は、光学ガラスＮｏ．１〜５１の各ガラスについて、酸化物換算したときの組成を質量％表示したものである。
【０１１７】
【表４−１】
2011093781.tif 000005
【０１１８】
【表４−２】
2011093781.tif 000006
【０１１９】
【表４−３】
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【０１２０】
【表４−４】
2011093781.tif 000008
【０１２１】
【表４−５】
2011093781.tif 000009
【０１２２】
【表４−６】
2011093781.tif 000010
【０１２３】
【表４−７】
2011093781.tif 000011
【０１２４】
【表４−８】
2011093781.tif 000012
【０１２５】
【表４−９】
2011093781.tif 000013
【０１２６】
【表５−１】
2011093781.tif 000014
【０１２７】
【表５−２】
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【０１２８】
【表５−３】
2011093781.tif 000016
【０１２９】
【表５−４】
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【０１３０】
【表５−５】
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【０１３１】
【表５−６】
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【０１３２】
【表５−７】
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【０１３３】
【表５−８】
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【０１３４】
【表６−１】
2011093781.tif 000022
【０１３５】
【表６−２】
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【０１３６】
【表６−３】
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【０１３７】
【表６−４】
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【０１３８】
【表６−５】
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【０１３９】
【表６−６】
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【０１４０】
【表６−７】
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【０１４１】
【表６−８】
2011093781.tif 000029
なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎcおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎc、アッベ数νｄを測定した。
（２）液相温度ＬＴ
ガラス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。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ
株式会社リガク製の熱機械分析装置を用い、昇温速度を４℃／分にして測定した。
（４）部分分散比Ｐg,F
屈折率ｎｇ、ｎF、ｎcから算出した。
（５）部分分散比のノーマルラインからの差ΔＰg,F
部分分散比Ｐg,Fおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐg,F（０）から算出した。
（６）比重
アルキメデス法を用いて測定した。
（７）λ７０、λ５
分光光度計を用いて、分光透過率を測定して求めた。
（８）精密プレス成形性
ガラスからプリフォームを多数個作製し、ＳｉＣ製のプレス成形型を繰り返し用いて、非酸化性雰囲気中で、精密プレス成形を連続して行い、プレス成形型とガラスの融着に起因する思われるガラスの破損が起こるまでのプレス可能回数の平均を求めた。
【０１４２】
上記方法のかわりに、炭素含有率が５０原子％以上の材料で構成される試験盤上にガラスを置き、試験盤ごとガラスの粘度が１０５〜１０９ｄＰａ・ｓになる温度まで加熱、保持した後、室温まで冷却し、試験盤とガラスの融着の有無を調べることにより、精密プレス成形性を簡易的に知ることができる。
【０１４３】
例えば、表４−２に記載のＮｏ．８の光学ガラスからなるプリフォームを多数個作製し、ＳｉＣ製のプレス成形型を繰り返し用いて、非酸化性雰囲気中で、精密プレス成形を連続して行った場合のプレス可能回数の平均は２００回と、極めて安定した精密プレス成形が可能であることがわかった。同じガラスからなる試料を試験盤上に置き、１０５〜１０９ｄＰａ・ｓになる温度まで加熱、保持した後、室温まで冷却したところ、試験盤とガラスの融着は認められなかった。上記Ｎｏ．８の光学ガラスにおけるカチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））は０．８６である。
【０１４４】
一方、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０．５８のガラス（ガラスＡという。）を用いて、精密プレス成形を繰り返し行ったところ、プレス可能回数の平均は６０回であった。さらに、試験盤を用いて上記方法と同様の方法で試験盤とガラスの融着の有無を調べたところ、融着が認められた。
【０１４５】
このように、試験盤との融着がおこるガラスは、精密プレス成形におけるプレス可能回数が１００回を大幅に下回るが、試験盤との融着がおこらないガラスは、プレス可能回数が飛躍的に改善し、優れた精密プレス成形性を備えることがわかる。
【０１４６】
次に、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が精密プレス成形性の良否に与える影響を調べるため、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０のガラス（ガラスＩという。）、０．６０のガラス（ガラスIIという。）、０．８１のガラス（ガラスIIIという。）を試験盤の上に置き、加熱、保持した後、室温まで冷却し、融着の有無を調べたところ、ガラスＩ、ガラスIIでは融着が認められたが、ガラスIIIでは融着が認められなかった。
【０１４７】
このように、カチオン比（（Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋）/（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋＋Ｔａ５＋＋Ｗ６＋））が０〜０．６０のガラスでは試験盤との融着がおこり、プレス可能回数も低いが、前記カチオン比が０．７０以上になると試験盤との融着が認められなくなり、プレス可能回数も飛躍的に改善する。
なお、表４−１〜４−９に示す各光学ガラスとも、試験盤を用いた試験で融着の認められない、精密プレス成形性の優れたガラスである。
【０１４８】
（実施例２）
実施例１で作製した各光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、白金製のノズルから熔融ガラス滴を滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。
【０１４９】
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。得られたプリフォームは光学的に均質な高品質のものであった。
【０１５０】
なお、プリフォーム成形型上のガラス塊をプレスして、精密プレス成形によって作製しようとしている光学素子の形状に近似する形状のプリフォームを成形することもできる。こうした方法により得られるプリフォームの表面は滑らかな面となっている。
（実施例３）
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。得られたプリフォームは光学的に均質な高品質のものであった。
【０１５１】
（実施例４）
実施例２、３で作製したプリフォームの表面に必要に応じてコーティングを施し、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。なお、精密プレス成形の各条件は前述の範囲で調整した。
【０１５２】
このようにして作製した各種レンズを観察したところ、レンズ表面に傷、クモリ、破損は全く認められなかった。
【０１５３】
こうしたプロセスを繰り返し行い、各種レンズの量産テストを行ったが、ガラスとプレス成形型の融着などの不具合は発生せず、表面および内部ともに高品質のレンズを高精度に生産することができた。このようにして得たレンズの表面には反射防止膜をコートしてもよい。
【０１５４】
次いで、上記プリフォームと同様のものを加熱、軟化し、別途、予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。なお、精密プレス成形の各条件は前述の範囲で調整した。
【０１５５】
このようにして作製した各種レンズを観察したところ、分相による白濁等は認められず、レンズ表面に傷、クモリ、破損は全く認められなかった。
【０１５６】
こうしたプロセスを繰り返し行い、各種レンズの量産テストを行ったが、ガラスとプレス成形型の融着などの不具合は発生せず、表面および内部ともに高品質のレンズを高精度に生産することができた。このようにして得たレンズの表面には反射防止膜をコートしてもよい。
【０１５７】
プレス成形型の成形面の形状を適宜、変更し、プリズム、マイクロレンズ、レンズアレイなどの各種光学素子を作製することもできる。
【０１５８】
（実施例５）
実施例４で作製した各レンズを用いて、各レンズを内蔵する一眼レフカメラ用の交換レンズ各種を作製した。
【０１５９】
さらに実施例４で作製した各レンズを用いて、コンパクトデジタルカメラの光学系各種を作製し、モジュール化した。さらにこれら光学系にＣＣＤあるいはＣＭＯＳなどのイメージセンサーを取り付けモジュール化した。
【０１６０】
このように実施例４において作製した各種レンズを用いることにより、高機能、コンパクトな光学系、交換レンズ、レンズモジュール、撮像装置を得ることができる。実施例４で作製したレンズと高屈折率高分散光学ガラス製のレンズとを組み合わせることにより、高次の色収差補正がなされる各種光学系とこの光学系を備える撮像装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明の光学ガラスは、高屈折率低分散特性、優れた精密プレス成形性を有し、ガラス転移温度が低く、精密プレス成形に好適な光学ガラスである。また、高次の色収差補正に好適な光学ガラスであて、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子を作製するのに好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月17日(2010.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
精密プレス成形時にガラスとプレス成形型成形面との反応、融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面に離型膜を被覆することが好ましい。離型膜の種類としては、
貴金属（白金、白金合金）
酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙの酸化物など）
窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの窒化物など）
炭素含有膜
があげられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
【表６−８】
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なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎcおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎc、アッベ数νｄを測定した。
（２）液相温度ＬＴ
ガラス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。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ
株式会社リガク製の熱機械分析装置を用い、昇温速度を４℃／分にして測定した。
（４）部分分散比Ｐg,F
屈折率ｎｇ、ｎF、ｎcから算出した。
（５）部分分散比のノーマルラインからの差ΔＰg,F
部分分散比Ｐg,Fおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐg,F（０）から算出した。
（６）比重
アルキメデス法を用いて測定した。
（７）λ７０、λ５
分光光度計を用いて、分光透過率を測定して求めた。
（８）精密プレス成形性
ガラスからプリフォームを多数個作製し、ＳｉＣ製のプレス成形型を繰り返し用いて、非酸化性雰囲気中で、精密プレス成形を連続して行い、プレス成形型とガラスの融着に起因する思われるガラスの破損が起こるまでのプレス可能回数の平均を求めた。