(57)【要約】【課題】屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下であり、良好な溶解性を有し、かつ比較的低い温度で精密プレス成形が可能な光学ガラスを提供する。【解決手段】    屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下である光学ガラスにおいて、重量％表示で、Ｂ２Ｏ３ １６〜２７％、ＳｉＯ２０％超かつ７．５％以下、Ｌａ２Ｏ３１０〜４５％、ＺｎＯ １０％超かつ３５％以下、ＷＯ３  ４〜２８％（ただし、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯが０．３７超）、Ｌｉ２Ｏ０％超かつ５％以下、ＴｉＯ２ ０〜６％、Ｎｂ２Ｏ５  ０〜８．５％、Ｔａ２Ｏ５０〜１０％、ＺｒＯ２ ０〜６％、を含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５６０℃以下であることを特徴とする光学ガラスである。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下である光学ガラスにおいて、
重量％表示で、
Ｂ２Ｏ３      １６〜２７％、
ＳｉＯ２      ０％超かつ７．５％以下、
Ｌａ２Ｏ３    １０〜４５％、
ＺｎＯ        １０％超かつ３５％以下、
ＷＯ３        ４〜２８％
（ただし、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯが０．３７超）、
Ｌｉ２Ｏ      ０％超かつ５％以下、
ＴｉＯ２      ０〜６％、
Ｎｂ２Ｏ５    ０〜８．５％、
Ｔａ２Ｏ５    ０〜１０％、
ＺｒＯ２      ０〜６％、
を含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５６０℃以下であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
精密プレス成形用のガラス素材に供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】
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材において、
請求項１または２に記載の光学ガラスからなることを特徴とするガラス母材。
【請求項４】
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材の製造方法において、
熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を加熱、プレス成形して請求項３に記載のガラス母材を作製することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【請求項５】
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材の製造方法において、
熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を研削および／または研磨して請求項３に記載のガラス母材を作製することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２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】
体積が１．３ｃｍ３以上である請求項６に記載の精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項８】
光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
請求項４または５に記載の方法により作製したガラス母材の表面を研磨加工を含む工程で平滑化してプリフォームを作製することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項９】
光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、前記ガラスが冷却する過程で請求項１または２に記載の光学ガラスからなるプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
ガラス製のプリフォームを加熱し、プレス成形型で精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
前記プリフォームを請求項８または９に記載の方法により作製することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１２】
プレス成形型にプリフォームを導入して、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形することを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
プレス成形型に加熱したプリフォームを導入して、精密プレス成形することを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
直径12mm以上のレンズを作製することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は比較的低温で精密プレス成形可能なＢ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系光学ガラスおよび前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームとその製法、ならびに前記ガラスからなる光学素子とその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非球面レンズのレンズ面など光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を精密に転写することにより、研削、研磨を施すことなく光学素子を高い生産性のもとに量産する方法としてガラスの精密プレス成形法（モールドオプティクス成形法とも言う。）が知られている。精密プレス成形用のガラス材料には、比較的低温で軟化する性質が求められている。アッベ数（νｄ）が４５以下の高屈折率特性を有する精密プレス成形用ガラス材料としては、特許文献１および２に開示されているＢ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系のガラスが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６２９３８号公報
【特許文献２】特開平６−３０５７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のＢ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系ガラスでは、十分高い屈折率と優れたガラス安定性を付与しようとすると、ガラス転移温度が上昇してプレス成形温度が高くなるという問題があった。プレス成形温度が高くても適切なプレス成形型と離形膜を組み合わせれば、十分高い生産性のもとに光学素子を製造することができるが、型の成型面の高精度な加工など上記プレス成形型の使用には高いレベルの技術が必要とされる。
また、近年は光学系に対する高精度化、軽量・小型化の要求から、精密プレス成形法で、従来に比べてさらに成形の難易度が高い複雑な面形状の光学素子や大きな形状の光学素子の製造が行なう必要が出てきた。
そのためには、上記離形膜の損傷をより一層抑制すると共に、使用可能なプレス成形型と離形膜の選択肢を広げるという観点からガラスの転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ｔｓ）をなるべく低くすることが望まれている。
さらには、精密プレス成形用光学ガラスとしては良好な熔解性も必要である。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下であり、良好な溶解性を有し、かつ比較的低い温度で精密プレス成形が可能な光学ガラスを提供することを第一の目的とする。
また、前記ガラスからなり精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材とその製法、ならびに前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームとその製法を提供することを第二の目的とする。
さらに、前記光学ガラスからなる光学素子およびその製法を提供することを第三の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するための手段として、
（請求項１）
屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下である光学ガラスにおいて、
重量％表示で、
Ｂ２Ｏ３      １６〜２７％、
ＳｉＯ２      ０％超かつ７．５％以下、
Ｌａ２Ｏ３    １０〜４５％、
ＺｎＯ        １０％超かつ３５％以下、
ＷＯ３        ４〜２８％
（ただし、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯが０．３７超）、
Ｌｉ２Ｏ      ０％超かつ５％以下、
ＴｉＯ２      ０〜６％、
Ｎｂ２Ｏ５    ０〜８．５％、
Ｔａ２Ｏ５    ０〜１０％、
ＺｒＯ２      ０〜６％、
を含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５６０℃以下であることを特徴とする光学ガラス。
（請求項２）
精密プレス成形用のガラス素材に供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）
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材において、
請求項１または２に記載の光学ガラスからなることを特徴とするガラス母材。
（請求項４）
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材の製造方法において、
熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を加熱、プレス成形して請求項３に記載のガラス母材を作製することを特徴とするガラス母材の製造方法。
（請求項５）
精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材の製造方法において、
熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を研削および／または研磨して請求項３に記載のガラス母材を作製することを特徴とするガラス母材の製造方法。
（請求項６）
請求項１または２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）  体積が１．３ｃｍ３以上である請求項６に記載の精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項８）
光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
請求項４または５に記載の方法により作製したガラス母材の表面を研磨加工を含む工程で平滑化してプリフォームを作製することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
（請求項９）
光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、前記ガラスが冷却する過程で請求項１または２に記載の光学ガラスからなるプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
（請求項１０）
請求項１または２に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子。
（請求項１１）
ガラス製のプリフォームを加熱し、プレス成形型で精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
前記プリフォームを請求項８または９に記載の方法により作製することを特徴とする光学素子の製造方法。
（請求項１２）
プレス成形型にプリフォームを導入して、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形することを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
（請求項１３）
プレス成形型に加熱したプリフォームを導入して、精密プレス成形することを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
（請求項１４）
直径12mm以上のレンズを作製することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下であり、比較的低い温度で精密プレス成形が可能な光学ガラスを提供することができる。
また、前記ガラスからなり精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材とその製法、ならびに前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームとその製法を提供することもできる。
さらに、前記光学ガラスからなる光学素子およびその製法を提供することができる。
その結果、上記光学特性を有するガラスからなる光学素子を、高い生産性のもとに量産することができるとともに、精密プレス成形に使用するプレス成形型に関する制限が緩和され、プレス成形型の寿命を延ばすこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［光学ガラス］
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．７２以上、アッベ数（νｄ）が４５以下である光学ガラスにおいて、重量％表示で、
Ｂ２Ｏ３      １６〜２７％、
ＳｉＯ２      ０％超かつ７．５％以下、
Ｌａ２Ｏ３    １０〜４５％、
ＺｎＯ        １０％超かつ３５％以下、
ＷＯ３        ４〜２８％
（ただし、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯが０．３７超）、
Ｌｉ２Ｏ      ０％超かつ５％以下、
ＴｉＯ２      ０〜６％、
Ｎｂ２Ｏ５    ０〜８．５％、
Ｔａ２Ｏ５    ０〜１０％、
ＺｒＯ２      ０〜６％、
を含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５６０℃以下であることを特徴とするものである。
以下、特記しない限り、ガラス成分の含有量を重量％にて表示する。
【０００９】
上記諸特性を満たす範囲において、
Ｎａ２Ｏ      ０〜５％、
Ｋ２Ｏ        ０〜５％、
ＭｇＯ       ０〜５％、
ＣａＯ       ０〜５％、
ＢａＯ       ０〜５％、
Ｙ２Ｏ３       ０〜１０％、
Ｇｄ２Ｏ３     ０〜１０％、
を任意成分として導入することができる。
【００１０】
上記成分においてガラス転移温度の低下に効果的な成分は、ＺｎＯ、ＷＯ３、Ｌｉ２Ｏであるが、中でもＷＯ３は屈折率を高める効果もあるため、ＷＯ３を積極的に導入することにより、高い屈折率を保ちながらガラス転移温度のより一層の低下を実現したのが本発明の光学ガラスである。さらに上記成分のバランスを調整することにより優れたガラス安定性も実現している。
【００１１】
以下、上記組成範囲の限定理由について詳細に説明する。
Ｂ２Ｏ３は必須成分であり、ガラスのネットワーク形成成分である。含有量が少な過ぎるとガラスの安定性が低下し、過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を１６〜２７％とする。好ましい範囲は１７〜２６％である。
【００１２】
ＳｉＯ２も必須成分であり、導入しないとガラス安定性が低下する。しかし、過剰の導入により屈折率が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇し、さらには熔解性が悪化してしまうため、その含有量を０％超かつ７．５％以下とする。好ましい範囲は１〜６％、より好ましい範囲は１〜５．５％である。
【００１３】
Ｌａ２Ｏ３は本発明の光学恒数を実現する上で必須の成分であるが、過剰の導入により液相温度が高くなり、成形が困難になるため、その含有量を１０〜４５％とする。好ましい範囲は１５〜４０％、より好ましい範囲は１７〜３８％である。
【００１４】
ＺｎＯはガラス転移温度を低下させる上から必須の成分であるが、過剰の導入によりガラス化するのが困難になるため、その含有量を１０％超かつ３５％以下とする。好ましい範囲は１１〜３５％、より好ましい範囲は１２〜３２％である。
【００１５】
ＷＯ３は必須成分であり、屈折率を高めるとともにガラス転移温度を低下させる働きを有するが、過剰の導入によりガラス耐失透性が悪化するとともにガラスの着色傾向が強まるため、その含有量を４〜２８％とする。好ましい範囲は１０％超かつ２５％以下、より好ましい範囲は１０．５〜２５％である。
ただし、屈折率を高め、ガラス転移温度を低下させるため、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯ（重量比）を０．３７超とする。前記割合の好ましい範囲は０．４以上である。
【００１６】
Ｌｉ２Ｏはガラス転移温度を低下させるための必須成分であるが、過剰の導入によりガラスの耐失透性が低下し、液相温度も上昇するため、その含有量を０％超かつ５％以下とする。好ましい範囲は０．５〜４％である。
【００１７】
以上が本発明の光学ガラスにおける必須成分である。次に任意成分について説明する。
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５は所望の光学恒数を得るための導入する任意成分である。しかし、過剰の導入によりガラス転移温度の低下が妨げられるため、ＴｉＯ２の含有量を０〜６％、Ｎｂ２Ｏ５の含有量を０〜８．５％とする。ＴｉＯ２の好ましい範囲は０．５〜４％、Ｎｂ２Ｏ５の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は１〜８％である。
【００１８】
Ｔａ２Ｏ５はガラスの安定性向上ならびに屈折率を高める上から導入可能な任意成分であるが、過剰の導入により液相温度が上昇する。また高価な原料であるため過剰の導入はコスト面からも好ましくない。したがって、その含有量を０〜１０％とする。好ましい範囲は１〜８％である。
【００１９】
ＺｒＯ２はガラスの安定性向上のため導入可能な任意成分であるが、過剰の導入によりガラス転移温度の低下が妨げられるため、その含有量を０〜６％とする。好ましい範囲は１〜５％である。
【００２０】
上記成分に加えて清澄剤を添加することができる。清澄剤として、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３など公知のものを合計量で０〜１％、好ましくは０〜０．５％外割りで添加することができる。しかし、Ａｓ２Ｏ３は環境影響上使用しないことが望ましいため、Ｓｂ２Ｏ３を使用することが望ましい。
上記目的を達成する上から、上記成分の合計量を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、１００％にすることがさらに好ましい。
【００２１】
さらに発明の目的を損なわない範囲で以下の成分を導入することもできる。
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはガラス転移温度を低下させるとともに光学恒数を調整する働きをするが、導入量を増加しても屈折率が低下し所望の光学的特性が得られなくなるとともに、ガラスの安定性が低下するため、それぞれ０〜５％の導入とする。
【００２２】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯは光学恒数の調整のために少量導入することができるが、過剰の導入によりガラス転移温度を低下させる成分の導入が制限されるため、それぞれの導入量を０〜５％とする。
Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３も光学恒数の調整のため、それぞれ０〜１０％導入することができる。
【００２３】
上記組成により、ガラス転移温度（Ｔｇ）を５６０℃以下にすることができ、プレス成形型に求められる耐熱性の制限を大幅に緩和することができる。なお、本発明の光学ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）の好ましい範囲は５５０℃以下である。ガラス転移温度の下限については特に制限はないが、４５０℃以上を目安にすればよい。
このようにガラス転移温度が低いので、上記ガラスは精密プレス成形用のガラス素材として好適である。
また本発明の屈折率（ｎｄ）の好ましい範囲は１．７２〜１．８６、アッベ数（νｄ）の好ましい範囲は３０〜４５である。
なお本発明の光学ガラスは常法により、ガラス原料を加熱、熔融、清澄、均質化して得られた熔融ガラスを成形することにより作製することができる。
【００２４】
［精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材とその製造方法］
本発明の精密プレス成形用プリフォームを作製するためのガラス母材は、上記光学ガラスからなることを特徴とする。ガラス母材は、表面を研磨加工を含む工程により平滑化して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。）にする。プリフォームには高い重量精度が求められるため、ガラス母材の重量精度も高く作ることが望ましい。
上記ガラス母材の製造方法は大別して２つの方法がある。第一の方法は、熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を加熱、プレス成形してガラス母材を作製する方法である。前記ガラス成形体の分割は、切断や割断などの方法を利用することができる。前記プレス成形はガラス片の表面に粉末状の離型剤を塗布し、大気中で行うことができる。
【００２５】
第二の方法は、熔融ガラスをパイプから流出してガラス成形体を成形し、前記ガラス成形体を分割して複数のガラス片を作製し、前記ガラス片を研削および／または研磨してガラス母材を作製する方法である。
これらの方法は、熔融ガラスから直接プリフォームを成形する方法（熱間成形法という。）と比べ、多数の工程が必要であり、加工屑が発生するという問題があるが、熱間成形法の場合よりも成形時のガラスの粘性、温度に関する制限が緩和される。そのため、ガラス転移温度のさらなる低下が可能になる。
【００２６】
なお、上記ガラス成形体は切断、割断、研削、研磨等の機械加工を行う前に残留歪を低減するためにアニールを行うことが望ましい。
［精密プレス成形用プリフォームとその製造方法］
本発明のプリフォームは、上記光学ガラスからなることを特徴とする。プリフォームの重量精度は目的の重量を基準にして重量公差が±２％以内であることが好ましく、±１％以内であることがより好ましい。プリフォームは光学的にも均質な内部品質を有するとともに、平滑で傷や変質などのない高い表面品質も有する。
【００２７】
このようなプリフォームの製造方法は大別して２つある。第一の方法は上記ガラス母材の表面を、研磨加工を含む工程で平滑化してプリフォームを作製するものであり、第二の方法は、熱間成形法と呼ばれるものであり、流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、前記ガラスが冷却する過程で光学ガラスからなるプリフォームに成形するものである。熱間成形法では、熔融ガラス塊の重量精度を高めることが重要であり、そのため、パイプから流出する熔融ガラスの流出速度を一定にし、一定の時間間隔（周期）で熔融ガラス塊を分離する。分離の方法としては、パイプの流出口からガラスを滴下する方法、流出する熔融ガラスの下端を支持体で受けて熔融ガラス流の途中にくびれを生じさせ、ガラスの表面張力によりくびれ部から下側のガラスを分離する方法などがある。この方法では、所定のタイミングで支持体を取り除いたり、支持力を弱めることにより、ガラスを分離することもできる。いずれも方法も切断刃を使用せずにガラスを分離するので、プリフォームに切断痕が生じるのを防止することができる。
【００２８】
分離した熔融ガラス塊は金型上で上向きの風圧を加えることにより浮上させながらプリフォームに成形する。ガラスの温度がガラス転移温度近傍またはそれよりも低温にまで低下した後、金型からプリフォームを取り出して徐冷する。このようにして熔融ガラスから直接プリフォームを生産することができる。
比較的大型の光学素子を精密プレス成形する場合、成形面の面積が大きいためにプレス時に加えなければならない力は大きくなる。上記プリフォームは転移温度が５６０℃以下と低いため、従来のプレス成形温度において従来のガラスよりも低い粘性を示す。したがって、プレス圧力を比較的低くしてもガラスが型キャビティー内に十分広がり高精度の光学素子を容易に得ることができる。
【００２９】
以上の観点から本発明のプリフォームは比較的大型の光学素子を成形するものとして適しており、その体積が１．３ｃｍ３以上であることが望ましい。本発明のプリフォームによれば、熔解性に優れた光学ガラスからプリフォームを作るため、大型で脈理のない光学的に均質なプリフォームを実現することができる。
【００３０】
体積が１．３ｃｍ３以上のプリフォームの製造には、上記第一、第二の２つの方法を適用すればよいが、生産性の面から熔融ガラスを流出して１個ずつプリフォームを作る第二の方法よりも第一の方法のほうが有利になり、特に体積が３．５ｃｍ３以上になると第二の方法によるプリフォームの製造が難しくなるため、第一の方法によりプリフォームを製造することが好ましくなる。
プリフォームの形状は目的とする光学素子を成形しやすい形状にすればよいが、レンズなどの回転体を成形する場合は、球状、回転対称軸を１本備えた回転体などの形状にすることが好ましい。
【００３１】
［光学素子とその製造方法］
本発明の光学素子は上記光学ガラスからなることを特徴とする。
また、本発明の光学素子の製造方法は、上記方法により作製したプリフォームを加熱し、プレス成形型で精密プレス成形することを特徴とする。
このような光学素子としては、球面レンズや非球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズなどの各種レンズ、回折格子、プリズムなどがある。また光学素子表面には必要に応じて反射防止膜などの多層膜を設けてもよい。
上記光学素子の製造方法には２つの態様がある。第一の態様はプレス成形型にプリフォームを導入して、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形するものであり、第二の態様はプレス成形型に加熱したプリフォームを導入して、精密プレス成形するものである。
いずれの方法においてもガラス転移温度が５６０℃以下の光学ガラス用プリフォームを使用するので、プレス成形温度を低く設定することができる。そのため、プレス成形型の寿命を延ばすことができるとともに、炭化タングステンなどの超硬材料からなる型材を使用したプレス成形型や、成形面に貴金属あるいは貴金属合金製の離型膜を有するプレス成形型を使用することもでき、使用するプレス成形型の制限が緩和される。
なお、プリフォームの加熱工程、精密プレス成形条件、精密プレス成形品の徐冷工程等については公知の方法、条件を適用すればよい。
本発明の光学素子は屈折率（ｎｄ）が１．７２以上の精密プレス成形性に優れたガラスからなるため直径が１２ｍｍ以上の中口径から大口径のレンズに好適である。
【実施例】
【００３２】
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。
（実施例１〜３１）
表１〜４に示すガラス組成になるように、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、例えば、ＳｉＯ2、Ｈ3ＢＯ3、Ｌａ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＣＯ3、ＺｒＯ2、Ｌｉ2ＣＯ3などを用いて２５０〜３００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金るつぼに入れ、１２００〜１２５０℃に保持した電気炉中において、熔解、清澄後攪拌し、均質化してから熔融ガラスを４０×７０×１５ｍｍのカーボン製の金型に流した。そして、ガラスの転移温度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時間アニールした後、炉内で室温まで放冷し表１に示したＮｏ．１〜３１の３１種類の光学ガラスを得、実施例１〜３１の光学ガラスとした。得られた各光学ガラス中には顕微鏡で観察できる結晶は析出していなかった。
また、各ガラスとも熔解性が優れているため、各ガラス中には原料のとけ残りや脈理などの欠陥も認められなかった。
【００３３】
なお、光学ガラスの特性は、以下に示す方法により測定した。その結果を表１〜４に示す。
（１）屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）
転移温度（Ｔｇ）−屈伏点（Ｔｓ）間の温度で保持した光学ガラスを、降温速度を−３０℃／時間にして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）転移温度（Ｔｇ）及び屈伏点（Ｔｓ）
理学電機株式会社の熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０により昇温速度を４℃／分として測定した。
【００３４】
（比較例１〜３）
本比較例１、２は特許文献１の実施例１９、２２に相当し、本比較例3は特許文献２の実施例に相当するものであり、得られた光学ガラスの特性を表４に示す。特許文献１に相当する比較例１、２のガラスは屈折率、アッベ数は本発明の実施例と同じ範囲にありながらも、ＺｎＯ含有量に対するＷＯ３含有量の割合ＷＯ３／ＺｎＯが０．３７以下であることから、表４に示すようにガラス転移温度が５６０℃を超えており、このガラスを素材として精密プレス成形によりレンズなどの光学製品を作製したところ、表面にくもり、白濁が発生し、光学製品としては不適当であった。
また特許文献２に相当する比較例３のガラスはＳｉＯ２含有量が多いため、本発明の実施例と同様に熔解したときに未熔解物がガラス中に残存しており、光学ガラスとしては不適当な品質であった。
【００３５】
【表１】
2005330154.tif 000002
【００３６】
【表２】
2005330154.tif 000003
【００３７】
【表３】
2005330154.tif 000004
【００３８】
【表４】
2005330154.tif 000005
（実施例３２）
次に清澄、均質化された熔融ガラスを白金合金製のパイプから底部が平坦で一方の側面が開口した鋳型に一定流量で流し込み、鋳型の開口部から平板状に成形されたガラスを一定の速度で引き出して実施例１の光学ガラスからなる一定の幅と厚みを備えたガラス板を製造した。
次に上記ガラス板をアニールし、所定の寸法に切断してカットピースと呼ばれる六面体のガラス片を複数個作製し、これらカットピースをバレル研磨して目的重量にしてから、大気中で加熱、軟化して金型を用いてプレス成形してプリフォーム用のガラス母材を得た。上記目的重量は、プリフォームの重量にガラス母材の研磨しろに相当するガラスの重量を加えたものとすればよい。また金型の成形面の形状は目的とするプリフォームの形状に近似する形状とすればよい。
【００３９】
次にガラス母材の全表面に研磨加工を施して実施例１の光学ガラスからなる精密プレス成形用のプリフォームを作製した。これらのプリフォームの体積は２．０ｃｍ３、重量公差は目的とする重量を基準として±１％以内であった。
実施例２〜３１の各ガラスについても、同様にして体積２．０ｃｍ３、目的とする重量を基準とした重量公差が±１％以内のプリフォームを作製した。
【００４０】
なお、プリフォーム表面には必要に応じて精密プレス成形時に成形型との融着を防止し、ガラスが型内に広がりやすくするための膜を形成することもできる。そのような膜としては炭素含有膜、自己組織化膜などを例示できる。炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが望ましい。
【００４１】
（実施例３３）
次に清澄、均質化した熔融ガラスを白金合金製パイプから一定流速で連続して流下し、プリフォーム成形型で熔融ガラス流の先端を受け、所定重量の熔融ガラス塊が前記先端から分離するタイミングで成形型を急降下し、熔融ガラス塊を分離した。分離したガラス塊を上記成形型上で浮上させながら実施例１の光学ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。得られたプリフォームの体積は２．０ｃｍ３、重量公差は±１％以内であった。
なお、上記各実施例では球状のプリフォームを成形したが、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状）のプリフォームを作製することもできる。
このようにして作製されたプリフォームの表面全体は熔融ガラスが固化することにより形成されたものであり、自由表面であった。また表面、内部に脈理、失透、割れ、泡などの欠陥は認められなかった。
実施例２〜３１の各ガラスについても、同様にして体積２．０ｃｍ３、目的とする重量を基準とした重量公差が±１％以内のプリフォームを作製した。
なお、プリフォーム表面には必要に応じて精密プレス成形時に成形型との融着を防止し、ガラスが型内に広がりやすくするための膜を形成することもできる。そのような膜としては炭素含有膜、自己組織化膜などを例示できる。炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが望ましい。
【００４２】
（実施例３４）
次に、実施例３２、３３で得られた各プリフォームを使用して光学素子を精密プレス成形した。
プリフォームを構成するガラスの粘度が１０９〜１０１１ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にまでプリフォームを成形面に白金合金膜が設けられたＷＣ製のプレス成形型とともに加熱し、窒素雰囲気中においてプレス成形型を用いてプリフォームを精密プレス成形した。得られた精密プレス成形品をアニールして直径１５ｍｍの非球面レンズを得た。得られたレンズの屈折率（ｎｄ）ならびにアッベ数（νｄ）は上記プリフォームを形成する光学ガラスにおける値と一致する。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせ込むため、光学素子のアニール条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。なお、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。
このような方法により、プレス成形型の形状、プリフォームの重量を適宜定め、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズなどの各種のレンズ、回折格子、プリズム、レンズ付きプリズム、ポリゴンミラーなどの光学素子を作製した。なお、非球面レンズ、球面レンズとしては、両凸形状、両凹形状、平凸形状、平凹形状、凸メニスカス形状、凹メニスカス形状のものを含む各種形状のレンズを作ることができる。
得られた光学素子の形状精度は十分高いものであり、内部および表面には欠陥が認められなかった。
なお、本実施例では白金合金離型膜を成形面に備えたＷＣ製プレス成形型を使用したが、炭素離型膜を成形面に備えたＳｉＣ製プレス成形型を用いても同様の成形が可能である。
【００４３】
（実施例３５）
次に、実施例３２、３３で得られた各プリフォームを用い、プリフォームを構成するガラスの粘度が１０９〜１０１１ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にまでプリフォームを予熱し、プリフォームの温度よりも低い温度に予熱された成形面に白金合金離型膜が設けられたＷＣ製のプレス成形型に予熱したプリフォームを導入して、窒素雰囲気中においてプレス成形型を用いてプリフォームを精密プレス成形した。なお、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。得られた精密プレス成形品をアニールして直径１５ｍｍの非球面レンズを得た。得られたレンズの屈折率（ｎｄ）ならびにアッベ数（νｄ）は上記プリフォームを形成する光学ガラスにおける値と一致する。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせ込むため、光学素子のアニール条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。
【００４４】
このような方法により、プレス成形型の形状、プリフォームの重量を適宜定め、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズなどの各種のレンズ、回折格子、プリズム、レンズ付きプリズム、ポリゴンミラーなどの光学素子を作製した。なお、非球面レンズ、球面レンズとしては、両凸形状、両凹形状、平凸形状、平凹形状、凸メニスカス形状、凹メニスカス形状のものを含む各種形状のレンズを作ることができる。得られた光学素子の形状精度は十分高いものであり、内部および表面には欠陥が認められなかった。
【００４５】
なお、本実施例では白金合金離型膜を成形面に備えたＷＣ製プレス成形型を使用したが、炭素離型膜を成形面に備えたＳｉＣ製プレス成形型を用いても同様の成形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、所望の屈折率とアッベ数を有するとともに、良好な熔解性を有し、かつ比較的に低い温度で精密プレス成形が可能な光学ガラスが得られ、該光学ガラスを用いることにより光学素子を高い生産性のもとに量産することができる。