(57)【要約】【課題】（１）高屈折率特性を達成しやすい、（２）プリフォーム成形時の耐失透性に優れる、（３）化学的耐久性に優れる、（４）高透過率を達成しやすい、（５）高硬度を達成しやすい、といった特性をすべて満足することが可能な光学ガラスを提供する。【解決手段】質量％で、ＳｉＯ２  １〜１２％、Ｂ２Ｏ３  １〜１４％、ＺｎＯ  ２．３〜１５％、ＳｉＯ２＋ＺｎＯ  ３．３〜２５％、ＺｒＯ２  ２〜９％、Ｌａ２Ｏ３  ２５〜５５％、Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５  ０〜５％、ＷＯ３  ０〜１０％、及び、ＴｉＯ２  ０．１〜２０％を含有し、かつ、Ｙ２Ｏ３、ＧｅＯ２、鉛成分、ヒ素成分及びフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９７５以上、アッベ数が２２〜３２であることを特徴とする光学ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ２  １〜１２％、Ｂ２Ｏ３  １〜１４％、ＺｎＯ  ２．３〜１５％、ＳｉＯ２＋ＺｎＯ  ３．３〜２５％、ＺｒＯ２  ２〜９％、Ｌａ２Ｏ３  ２５〜５５％、Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５  ０〜５％、ＷＯ３  ０〜１０％、及び、ＴｉＯ２  ０．１〜２０％を含有し、かつ、Ｙ２Ｏ３、ＧｅＯ２、鉛成分、ヒ素成分及びフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９７５以上、アッベ数が２２〜３２であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
質量％で、Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５  ０〜１５％を含有す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】
質量％で、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０〜３％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の比Ｓｉ４＋／Ｂ３＋が０．６以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の合量Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋が２５〜４２％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＺｎ２＋の各含有量（カチオン％）の合量Ｓｉ４＋＋Ｚｎ２＋が２．５〜４０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項７】
波長１３１０ｎｍにおける屈折率が１．９５以上、波長１５５０ｎｍにおける屈折率が１．９４５以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項８】
ガラス転移点が６３０℃以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項９】
波長１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおける厚さ１０ｍｍでの内部透過率が９８％以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項１０】
３０〜３００℃における熱膨張係数が７０〜９５×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項１１】
厚さ１０ｍｍにおいて、着色度λ７０が６００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学ガラスに関するものである。詳細には、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ、プロジェクタ用レンズ等に好適な高屈折率を有する光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズやプロジェクタ用レンズは、低分散ガラスからなるレンズと高分散ガラスからなるレンズの組み合わせにより構成される。当該構成により、色収差を補正することが可能となる。また、各レンズを高屈折率化することにより、装置の小型化を図ることができる。
【０００３】
特許文献１及び２には、上記のようなレンズに使用可能な高屈折率の光学ガラスが開示されている。具体的には、特許文献１には、屈折率ｎｄが１．８５〜２．０５、アッベ数が２５〜４３であるＣｄＯ−ＴｂＯ２フリーの高屈折性光学ガラスが開示されている。また、特許文献２には、屈折率ｎｄが１．８５以上、アッベ数が１０〜３０の範囲の光学定数を有する光学ガラスであって、精密モールドプレス成形に適した光学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】特開昭５８−２６０４９号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、高屈折率の光学ガラスは、ガラス骨格形成成分であるＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５等が少なく、高屈折率成分を多く含む組成を有する。このように、高屈折率ガラスはガラス骨格形成成分が相対的に少ないため、ガラス安定性が低く、製造過程で失透しやすい。また、比較的脆いため加工性に劣り、化学的耐久性も低い。さらに、着色しやすい高屈折率成分が多く含まれているため、透過率が低いといった問題もある。
【０００６】
以上に鑑み、本発明は、（１）高屈折率特性を達成しやすい、（２）プリフォーム成形時の耐失透性に優れる、（３）化学的耐久性に優れる、（４）高透過率を達成しやすい、（５）高硬度を達成しやすい、といった特性をすべて満足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】
【０００７】
本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  １〜１２％、Ｂ２Ｏ３  １〜１４％、ＺｎＯ  ２．３〜１５％、ＳｉＯ２＋ＺｎＯ  ３．３〜２５％、ＺｒＯ２  ２〜９％、Ｌａ２Ｏ３  ２５〜５５％、Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５  ０〜５％、ＷＯ３  ０〜１０％、及び、ＴｉＯ２  ０．１〜２０％を含有し、かつ、Ｙ２Ｏ３、ＧｅＯ２、鉛成分、ヒ素成分及びフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９７５以上、アッベ数が２２〜３２であることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、「実質的に含有しない」とは、該当する成分を意図的にガラス中に含有させないことを意味し、不可避的不純物まで完全に排除するものではない。客観的には、不純物を含めた各成分の含有量が、質量％で、０．１％未満であることを意味する。
【０００９】
本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５  ０〜１５％を含有することが好ましい。
【００１０】
本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０〜３％を含有することが好ましい。
【００１１】
本発明の光学ガラスは、ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の比Ｓｉ４＋／Ｂ３＋が０．６以上であることが好ましい。
【００１２】
本発明の光学ガラスは、ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の合量Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋が２５〜４２％であることが好ましい。
【００１３】
本発明の光学ガラスは、ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＺｎ２＋の各含有量（カチオン％）の合量Ｓｉ４＋＋Ｚｎ２＋が２．５〜４０％であることが好ましい。
【００１４】
本発明の光学ガラスは、波長１３１０ｎｍにおける屈折率が１．９５以上、波長１５５０ｎｍにおける屈折率が１．９４５以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が６３０℃以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の光学ガラスは、波長１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍの厚さ１０ｍｍにおける内部透過率が９８％以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明の光学ガラスは、３０〜３００℃における熱膨張係数が７０〜９５×１０−７／℃であることが好ましい。
【００１８】
本発明の光学ガラスは、厚さ１０ｍｍにおいて、着色度λ７０が６００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
本発明において、「着色度λ７０」は、透過率曲線において、透過率が７０％となる最短波長をいう。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、（１）高屈折率特性を達成しやすい、（２）プリフォーム成形時の耐失透性に優れる、（３）化学的耐久性に優れる、（４）高透過率を達成しやすい、（５）高硬度を達成しやすい、といった特性をすべて満足することが可能な光学ガラスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  １〜１２％、Ｂ２Ｏ３  １〜１４％、ＺｎＯ  ２．３〜１５％、ＳｉＯ２＋ＺｎＯ  ３．３〜２５％、ＺｒＯ２  ２〜９％、Ｌａ２Ｏ３  ２５〜５５％、Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５  ０〜５％、ＷＯ３  ０〜１０％、及び、ＴｉＯ２  ０．１〜２０％を含有し、かつ、Ｙ２Ｏ３、ＧｅＯ２、鉛成分、ヒ素成分及びフッ素成分を実質的に含有しない。以下に、各成分の含有量をこのように規制した理由を説明する。
【００２２】
ＳｉＯ２はガラス骨格を形成する成分であり、失透を抑制するとともに、化学的耐久性を向上させる効果や、硬度を高める効果がある。また、着色を抑制する効果がある。ＳｉＯ２の含有量は１〜１２％であり、好ましくは１．５〜１１％、より好ましくは２〜１０％、さらに好ましくは２．５〜９％である。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。また、熱膨張係数が不当に高くなりやすい。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向がある。
【００２３】
Ｂ２Ｏ３はガラス骨格を形成する成分であり、失透を抑制するとともに、化学的耐久性を向上させる効果や、硬度を高める効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１〜１４％であり、好ましくは１〜１２％であり、より好ましくは２〜１１％、さらに好ましくは３〜１０％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、ガラスが不安定になって耐失透性が低下したり、透過率が低下しやすくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下するとともに、化学的耐久性が低下する傾向がある。
【００２４】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性を得るためには、ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３の合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは５〜２４％、より好ましくは１０〜２２％である。ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、失透が生じやすくなるとともに化学的耐久性が低下しやすくなる。一方、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向がある。
【００２５】
ＺｎＯは中間酸化物としてガラスの骨格を形成し、液相温度を低下させる成分である。また、粘度を低下させる効果がある。ＺｎＯはＳｉＯ２やＢ２Ｏ３に比べ、屈折率を低下させにくいが、その含有量が多すぎると、高屈折率特性が得られにくく、また化学的耐久性が低下する傾向がある。従って、ＺｎＯの含有量は２．３〜１５％であり、好ましくは３．１〜１４．５％、より好ましくは３．５〜１４％、さらに好ましくは４〜１３％、特に好ましくは４〜１２％である。
【００２６】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性を得るため、ＳｉＯ２及びＺｎＯの合量が規制される。具体的には、ＳｉＯ２＋ＺｎＯの含有量は３．３〜２５％であり、好ましくは５〜２４％、より好ましくは７．５〜２２％である。ＳｉＯ２＋ＺｎＯの含有量が少なすぎると、失透が生じやすくなる。一方、ＳｉＯ２＋ＺｎＯの含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向がある。
【００２７】
ＺｒＯ２は屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、化学的耐久性を向上させる効果もある。ＺｒＯ２の含有量は２〜９％であり、好ましくは２．５〜８％、より好ましくは３〜７％、さらに好ましくは４〜６．５％である。ＺｒＯ２の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくい。一方、ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
【００２８】
Ｌａ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。Ｌａ２Ｏ３は、同じく屈折率を高める効果のあるＺｒＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びＮｂ２Ｏ５に比べ失透傾向が強くないため、比較的多量に含有させても均質なガラスが得られやすい。また、高屈折で低分散な光学特性が得られやすい。Ｌａ２Ｏ３の含有量は２５〜５５％であり、好ましくは２７．５〜５４．５％、より好ましくは３０〜５４％、さらに好ましくは３５〜５３．５％、特に好ましくは３７．５〜５３％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、所望の高屈折率特性や低分散特性が得られにくくなる。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
【００２９】
Ｇｄ２Ｏ３は高屈折率や低分散の光学特性を得るための成分である。また、Ｌａ２Ｏ３と併用することで耐失透性を向上させる効果があり、作業温度範囲を拡大することができる。ただし、多量に含有させると、分相や失透する傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。また、液相温度が上昇する傾向がある。以上に鑑み、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜１２％であり、好ましくは０．１〜１１％、より好ましくは０．５〜１０％、さらに好ましくは１〜９％である。
【００３０】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０〜１０％であり、好ましくは０．５〜９．５％、より好ましくは１〜９％である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、失透物がガラス表面に析出（表面失透）しやすくなる。
【００３１】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高める成分である。また、化学的耐久性を高める効果がある。Ｔａ２Ｏ５は、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＴｉＯ２等の高屈折率成分に比べると、紫外域〜可視域の透過率を低下させにくい。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜５％であり、好ましくは０．１〜４．５％、より好ましくは０．５〜４％、さらに好ましくは１〜３．５％である。Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、分相や失透が生じやすくなる。また、原料バッチコストが高くなるため、経済的観点からも好ましくない。
【００３２】
なお、Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜１５％、より好ましくは０．１〜１３％である。Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。一方、Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、高屈折率特性が得られにくくなる。
【００３３】
ＷＯ３は屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。ＷＯ３はＴａ２Ｏ５やＮｂ２Ｏ３に比べ失透傾向が強くないため、多く含有させても均質なガラスが得られやすい。ＷＯ３の含有量は０〜１０％であり、好ましくは０．５〜７．５％、より好ましくは１〜５％、さらに好ましくは１〜２．５％である。ＷＯ３の含有量が多すぎると、短波長領域の可視光透過率が低下しやすくなる。
【００３４】
ＴｉＯ２は屈折率を高める成分である。また、耐失透性を向上させる効果や、紫外光による変色（ソラリゼーション）を抑制する効果もある。ＴｉＯ２の含有量は０．１〜２０％であり、好ましくは１〜１７．５％、より好ましくは３〜１５％である。ＴｉＯ２の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、短波長領域の透過率が低下して、短波長用レンズとしての使用に支障をきたすおそれがある。
【００３５】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性を得るためには、ＴｉＯ２に対するＮｂ２Ｏ５の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２（質量比）は、好ましくは０〜１であり、より好ましくは０．１〜０．９、さらに好ましくは０．２〜０．８である。
【００３６】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性、さらには所望の熱膨張係数を得るためには、ＳｉＯ２に対するＬａ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３の合量の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＳｉＯ２（質量比）は、好ましくは５０以下、より好ましくは３０以下、さらに好ましくは２０以下、特に好ましくは１５以下、最も好ましくは１０以下である。
【００３７】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性を得るためには、Ｂ２Ｏ３に対するＬａ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３の合量の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３（質量比）は、好ましくは２〜５０、より好ましくは５〜４０、さらに好ましくは７．５〜４０、特に好ましくは１０〜３５、最も好ましくは１２．５〜３０である。（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３が小さすぎると、高屈折率特性が得られにくくなり、一方、大きすぎると、失透しやすくなる。
【００３８】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、Ｌａ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３の合量に対するＺｎＯの比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）（質量比）は、０．０２〜０．９、好ましくは０．０４〜０．８、さらに好ましくは０．６〜０．７、特に好ましくは０．０８〜０．６、最も好ましくは１〜０．５である。ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が大きすぎると、高屈折率特性が得られにくくなる。一方、ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）が小さすぎると、失透が生じやすくなる。
【００３９】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性を得るためには、ＳｉＯ２に対するＴｉＯ２の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２（質量比）は、好ましくは１００以下、より好ましくは６０以下、さらに好ましくは４０以下、特に好ましくは２０以下、最も好ましくは１０以下である。ＴｉＯ２／ＳｉＯ２が大きすぎると、失透が生じやすくなるとともに化学的耐久性が低下しやすくなる。また、熱膨張係数が高くなりやすくなる。なお、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２が低すぎると、高屈折率特性が得られにくくなるため、０．１以上、さらには０．５以上、特に１以上であることが好ましい。
【００４０】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性を得るためには、ＳｉＯ２に対するＮｂ２Ｏ５の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２（質量比）は、好ましくは１５０以下、より好ましくは１００以下、さらに好ましくは５０以下、特に好ましくは２５以下、最も好ましくは１０以下である。Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２が大きすぎると、失透が生じやすくなるとともに化学的耐久性が低下しやすくなる。また、熱膨張係数が高くなりやすくなる。一方、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２が低すぎると、高屈折率特性が得られにくくなるため、０．１以上、さらには０．５以上であることが好ましい。
【００４１】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ＺｎＯに対するＳｉＯ２の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＳｉＯ２／ＺｎＯ（質量比）は、０．２〜５、好ましくは０．３〜４．５、さらに好ましくは０．４〜４、特に好ましくは０．５〜３．５以下、最も好ましくは０．６〜３である。ＳｉＯ２／ＺｎＯが大きすぎると、高屈折率特性が得られにくくなる。一方、ＳｉＯ２／ＺｎＯが小さすぎると、化学的耐久性が低下しやすくなったり、熱膨張係数が高くなりやすい。
【００４２】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、Ｎｂ２Ｏ５に対するＺｎＯの比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＺｎＯ／Ｎｂ２Ｏ５（質量比）は、好ましくは０．４〜３０、より好ましくは０．５〜２５、さらに好ましくは０．７〜２０、特に好ましくは１〜１７．５、最も好ましくは１．５〜１５である。ＺｎＯ／Ｎｂ２Ｏ５が大きすぎると、高屈折率特性が得られにくくなる。一方、ＺｎＯ／Ｎｂ２Ｏ５が小さすぎると、失透が生じやすくなる。
【００４３】
Ｙ２Ｏ３は失透傾向が強く、作業温度範囲を狭める傾向がある。また、脈理が発生させやすい。そのため、本発明の光学ガラスはＹ２Ｏ３を実質的に含有しない。
【００４４】
ＧｅＯ２は屈折率を高める効果があるが、透過率を低下させやすい。また高価な原料であるため、バッチコストが高くなる傾向がある。よって、本発明の光学ガラスはＧｅＯ２を実質的に含有しない。
【００４５】
鉛成分（例えばＰｂＯ）、ヒ素成分（例えばＡｓ２Ｏ３）及びフッ素成分（例えばＦ２）は、環境上の理由から、ガラスへの実質的な導入は避けるべきである。よって、本発明の光学ガラスはこれらの成分を実質的に含有しない。
【００４６】
本発明の光学ガラスには、上記成分以外に以下の成分を含有させることができる。
【００４７】
Ｌｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物（Ｒ’２Ｏ）のなかで、最も軟化点を低下させる効果が大きい成分である。また、ＴｉＯ２を多く含むガラスにおいて透過率の低下を抑制する効果がある。なお、Ｌｉ２Ｏは屈折率を比較的低下させにくい成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３％、より好ましくは０．１〜２．７５％、さらに好ましくは０．３〜２．５％である。Ｌｉ２Ｏは分相性が強いため、その含有量が多すぎると、液相温度が高くなり、失透物が析出しやすくなる。結果として、作業性が低下する傾向がある。
【００４８】
Ｎａ２ＯはＬｉ２Ｏと同様に軟化点を低下させる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が低下しやすく、溶融時にはＢ２Ｏ３とＮａ２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。また、液相温度が高くなりやすい。従って、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３％、より好ましくは０．１〜２．７５％、さらに好ましくは０．３〜２．５％である。
【００４９】
Ｋ２Ｏも、Ｌｉ２Ｏと同様に軟化点を低下させる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が低下しやすくなる。Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３％、より好ましくは０．１〜２．７５％、さらに好ましくは０．３〜２．５％である。Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下しやすくなる。また、液相温度が高くなりやすい。
【００５０】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性、高透過率特性、及び、優れた耐失透性を得るためには、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３％、より好ましくは０．１〜２．７５％、さらに好ましくは０．３〜２．５％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、液相温度が高くなり、失透物が析出しやすくなる。結果として、作業性が低下する傾向がある。また、屈折率が低下しやすくなる。
【００５１】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性、高透過率特性、及び、優れた耐失透性を得るためには、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＴａ２Ｏ５の合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは０．３〜５％である。
【００５２】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性及び所望の熱膨張係数を得るためには、Ｌｉ２Ｏに対するＳｉＯ２の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ（質量比）は、好ましくは５〜１５０、より好ましくは１０〜１４０、さらに好ましくは２０〜１３５、特に好ましくは３０〜１３０である。
【００５３】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性及び所望の熱膨張係数を得るためには、Ｌｉ２Ｏに対するＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３の合量の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｌｉ２Ｏ（質量比）は、好ましくは５〜１５０、より好ましくは１０〜１４０、さらに好ましくは２０〜１３５、特に好ましくは３０〜１３０である。
【００５４】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性及び透過率特性を得るためには、Ｌｉ２Ｏに対するＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５の合量の比率を適切に調整することが好ましい。具体的には、（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｌｉ２Ｏ（質量比）は、好ましくは５〜１５０、より好ましくは１０〜１４０、さらに好ましくは２０〜１３５、特に好ましくは３０〜１３０である。
【００５５】
本発明の光学ガラスにおいて、優れた耐失透性及び透過率特性を得るためには、Ｌｉ２Ｏ及びＴａ２Ｏ５の合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｌｉ２Ｏ＋Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは０．５〜５％、特に好ましくは１〜３％である。
【００５６】
Ｙｂ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。また、分相を抑制する効果がある。Ｙｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜８％である。Ｙｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる傾向がある。また、脈理が発生しやすくなる。
【００５７】
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３とともにガラス骨格を形成することが可能な成分である。また、化学的耐久性を向上させる効果があり、特にガラス中の成分が水へ選択的に溶出することを抑制する効果が高い。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、溶融性が低下して脈理や泡がガラス中に残存しやすくなり、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなるおそれがある。
【００５８】
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯといったアルカリ土類金属酸化物（ＲＯ）は融剤として作用する成分である。ただし、ＲＯの含有量が多すぎると、溶融または成形工程中に失透物が析出しやすくなり、液相温度が上昇して作業温度範囲が狭くなりやすい。その結果、量産化しにくくなる傾向がある。また、ＲＯの含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下しやすくなり、ガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が増大したり、高温多湿環境下でガラス表面が顕著に変質する傾向がある。よって、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、合量で５％以下であることが好ましい。
【００５９】
なお、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのそれぞれの含有量の好ましい範囲は、０〜５％、さらには０．１〜１％である。
【００６０】
なお、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ以外にも、屈折率を高めるために、ＭｇＯを含有させてもよい。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０〜５％、より好ましくは０．１〜１％である。ＭｇＯの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
【００６１】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性、優れた耐失透性及び硬度、所望の熱膨張係数を得るためには、ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の比Ｓｉ４＋／Ｂ３＋を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋は、好ましくは０．６以上、より好ましくは０．７以上、さらに好ましくは０．８以上、特に好ましくは０．９以上、最も好ましくは１以上である。なお、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋が大きすぎると、液相温度が上昇しやすくなるため、上限は好ましくは１０以下、より好ましくは９以下である。
【００６２】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率かつ優れた耐失透性を得るためには、ガラス中に含まれるＳｉ４＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の合量Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋の含有量は、好ましくは２５〜４２％、より好ましくは２７〜４０％である。Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋の含有量が少なすぎると、失透が生じやすくなるとともに化学的耐久性が低下しやすくなる。一方、Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋の含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向がある。
【００６３】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ガラス中に含まれるＳｉ４＋とＺｎ２＋の各含有量（カチオン％）の合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋は、好ましくは２．５〜４０、より好ましくは５〜３５、さらに好ましくは５〜３０である。Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋の含有量が少なすぎると、失透が生じやすくなる。一方、Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋の含有量が多すぎると、高屈折率特性が得られにくい。
【００６４】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ガラス中に含まれるＴｉ４＋及びＮｂ５＋の合量に対するＳｉ４＋の含有量（カチオン％）の比を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｓｉ４＋／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）は、好ましくは１．５以下、より好ましくは１以下である。なお、優れた耐失透性、化学的耐久性及び硬度、所望の熱膨張係数を得るためには、Ｓｉ４＋／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）は、０．１以上であることが好ましい。
【００６５】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性、優れた耐失透性、化学的耐久性及び硬度、所望の熱膨張係数を得るためには、ガラス中に含まれるＴｉ４＋及びＮｂ５＋の合量に対するＳｉ４＋及びＢ３＋の合量（カチオン％）の比を適切に調整することが好ましい。具体的には、（Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）は、好ましくは０．５〜２．５、より好ましくは０．７５〜２．１である。（Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）が小さすぎると、失透が生じやすくなるとともに化学的耐久性が低下しやすくなる。また、熱膨張係数が高くなったり、硬度が低下しやすくなる。一方、（Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋）／（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）が大きすぎると、高屈折率特性が得られにくい。
【００６６】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ガラス中に含まれるＺｎ２＋及びＢ３＋の各含有量（カチオン％）の比Ｚｎ２＋／Ｂ３＋を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｚｎ２＋／Ｂ３＋は、好ましくは０．２〜３、より好ましくは０．３〜２．５、さらに好ましくは０．４〜２である。Ｚｎ２＋／Ｂ３＋が小さすぎると、高屈折率特性が得られにくい。一方、Ｚｎ２＋／Ｂ３＋が大きすぎると、失透が生じやすくなったり、化学的耐久性が低下しやすくなる。
【００６７】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ガラス中に含まれるＳｉ４＋、Ｂ３＋及びＺｎ２＋の合量（カチオン％）を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｓｉ４＋Ｂ３＋＋Ｚｎ２＋は、２５〜６０％、好ましくは３０〜５５％、より好ましくは３０〜５２．５％である。一方、Ｓｉ４＋Ｂ３＋＋Ｚｎ２＋が少なすぎると、失透が生じやすくなる。Ｓｉ４＋Ｂ３＋＋Ｚｎ２＋が多すぎると、高屈折率特性が得られにくい。
【００６８】
本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率特性を得るためには、ガラス中に含まれるＢ３＋の含有量に対するＳｉ４とＺｎ２＋の合量（カチオン％）の比を適切に調整することが好ましい。具体的には、（Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋）／Ｂ３＋は、好ましくは０．５〜５、より好ましくは０．７〜４、さらに好ましくは０．９〜３である。（Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋）／Ｂ３＋が小さすぎると、高屈折率特性が得られにくい。一方、（Ｓｉ４＋Ｚｎ２＋）／Ｂ３＋が大きすぎると、失透が生じやすくなる。
【００６９】
なお、清澄剤として、例えばＳｂ２Ｏ３やＳｎＯ２を含有させることができる。Ｓｂ２Ｏ３は、不純物として混入するＦｅ成分の着色を抑制する効果がある。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜１％、より好ましくは０．０１〜０．１％である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、可視域透過率が低下する傾向がある。
【００７０】
なお、不純物であるＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＣｏＯの混入は極力抑制することが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＣｏＯの含有量は、それぞれ好ましくは１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍである。Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯまたはＣｏＯの含有量が多すぎると、着色が強くなり、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなるおそれがある。
【００７１】
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．９７５以上であり、好ましくは１．９９５以上、より好ましくは２以上である。屈折率の上限は特に限定されないが、高すぎると失透が生じやすくなるため、好ましくは２．２以下、より好ましくは２．１以下である。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は２２〜３２であり、好ましくは２３〜３１、より好ましくは２４〜３０である。本発明の光学ガラスは、上記光学特性を満たすことにより色分散が補正しやすくなる。その結果、高機能で小型の光学デバイス用の光学レンズとして好適となる。
【００７２】
また、本発明の光学ガラスの波長１３１０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．９５以上、より好ましくは１．９６以上である。本発明の光学ガラスの波長１５５０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．９４５以上、より好ましくは１．９５以上である。
【００７３】
本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは６３０℃以上、より好ましくは６４０℃以上、さらに好ましくは６５０℃以上である。このようにガラス転移点が高いガラスは、熱膨張係数が低くなりやすく、硬度が高くなりやすい。
【００７４】
本発明の光学ガラスの３０〜３００℃における熱膨張係数は、好ましくは７０〜９５×１０−７／℃、より好ましくは７２．５〜９２．５×１０−７／℃、さらに好ましくは７５〜９０×１０−７／℃である。例えば、本発明の光学ガラスからなるレンズは、ガラスや樹脂からなる接着剤を用いて金属部品（アルミナ等）に接合して使用される。この際、レンズと金属部品の熱膨張係数の差が大きいと、接着部分の剥離やレンズの割れが発生するおそれがある。本発明の光学ガラスの熱膨張係数が上記範囲内であれば、そのような問題が発生しにくくなる。
【００７５】
本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは１３００℃以下、より好ましくは１２８０℃以下である。液相温度が当該範囲を満たすことにより、１００．６ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を達成しやすく、例えば液滴成形を行った場合でも失透が生じにくくなる。
【００７６】
本発明の光学ガラスの着色度λ７０は、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５５０ｎｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは４８０ｎｍ以下である。着色度λ７０が大きすぎると、可視域または近紫外域における透過率に劣り、各種光学レンズ等に使用することが困難となる傾向がある。
【００７７】
着色度λ７０を上記範囲に調整するためには、着色成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ等の不純物の混入を抑制する、あるいは、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＴｉＯ２等の透過率を低下させる成分の含有量を適宜調整することが効果的である。
【００７８】
本発明の光学ガラスの１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおける内部透過率は、好ましくは９８％以上、より好ましくは９８．５％以上、さらに好ましくは９９％以上である。１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおける内部透過率が低すぎると、赤外波長域で使用するレンズとしての使用が困難になる傾向がある。
【００７９】
本発明の光学ガラスのヌープ硬度（Ｈｋ＝１００）は、好ましくは５５０以上、より好ましくは６００以上、さらに好ましくは６５０以上である。ヌープ硬度が低すぎると、研磨加工性に劣ったり、表面にキズやカケが生じやすくなる。
【００８０】
本発明の光学ガラスの化学的耐久性は、ＪＯＧＩＳに準拠した粉末法により評価した場合、耐酸性で２級以上、耐水性で１級であることが好ましい。
【００８１】
次に、本発明の光学ガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。
【００８２】
まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉中で溶融する。次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して液滴状ガラスを作製し、プリフォームガラスを得る。得られたプリフォームガラスに研磨加工を施すことにより、所望の形状を有する光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８４】
表１〜３は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜２４）及び比較例（Ｎｏ．２５〜２８）を示す。
【００８５】
【表１】
2015074572.tif 000002
【００８６】
【表２】
2015074572.tif 000003
【００８７】
【表３】
2015074572.tif 000004
【００８８】
各試料は次のようにして作製した。
【００８９】
まず、表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１２５０〜１４５０℃で２時間溶融した。溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、さらにアニール後、各測定に適した試料を作製した。
【００９０】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、液相温度（ＴＬ）、着色度λ７０、熱膨張係数、ヌープ硬度、耐酸性及び耐水性、内部透過率（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）を測定した。結果を表１〜３に示す。
【００９１】
なお、上記各特性は以下のようにして測定した。
【００９２】
屈折率はヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）及びＬＤ光源（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）に対する測定値で示した。
【００９３】
アッベ数は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、同じく水素ランプのＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］の式から算出した。
【００９４】
ガラス転移点及び熱膨張係数（測定温度範囲：３０〜３００℃）はディラトメーターを用いて測定した。
【００９５】
液相温度は、電気炉で１３５０℃−０．５時間の条件で試料を再溶融後、温度勾配を設けた電気炉内で１６時間保持した後、電気炉から取り出して大気中で放冷し、光学顕微鏡で失透物の析出位置（温度）を求めることで測定した。
【００９６】
着色度λ７０は次のようにして測定した。分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ−３１００）を用いて、光学研磨された厚さ１０ｍｍ±０．１ｍｍの試料について、２００〜８００ｎｍの波長域での透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、透過率曲線を作製した。透過率曲線において、透過率７０％を示す最短波長を着色度λ７０とした。
【００９７】
ヌープ硬度は、温度２５℃、湿度５０％において、マツザワ精機製ＭＸＴ５０を用いて測定を行なった。具体的には、ガラス試料表面に荷重１００ｇの圧子を１５秒押圧し、圧痕の対角線の長さに基づき、ヌープ硬度の算出を行った。
【００９８】
耐酸性及び耐水性は、ＪＯＧＩＳに準拠した粉末法により測定を行った。
【００９９】
内部透過率は、まず分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ−３１００）を用いて、光学研磨された厚さ５ｍｍ±０．１ｍｍ及び１０ｍｍ±０．１ｍｍの各試料について、表面反射損失を含む透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、得られた測定値から波長１３１０ｎｍ及び１５００ｎｍにおける内部透過率を算出した。
【０１００】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜２４の各試料は、屈折率ｎｄが１．９８５〜２．０５５、アッベ数νｄが２６．１〜２９．３という所望の光学定数を有していた。また、ガラス転移点が６６０℃以上、液相温度が１２００℃以下、着色度λ７０が４６０ｎｍ以下、熱膨張係数が７２〜７５×１０−７／℃、ヌープ硬度が６９０以上、耐酸性、耐水性ともに１級、波長１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍにおける内部透過率がそれぞれ９９．６％以上であった。
【０１０１】
一方、比較例であるＮｏ．２５及び２６の試料は、ガラス転移点が４５０℃以下と低く、熱膨張係数が１００×１０−７／℃以上と高く、ヌープ硬度が３７０以下と低かった。またＮｏ．２５の試料は耐酸性が４級、Ｎｏ．２６の試料は耐酸性が５級、耐水性が２級と化学的耐久性に劣っていた。Ｎｏ．２７及び２８の試料は、屈折率ｎｄが１．９５１以下と低かった。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の光学ガラスは、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ、プロジェクタ用レンズ、光通信用レンズ等に好適である。