(57)【要約】      （修正有）【課題】高屈折率高分散特性を有し、精密プレス成形に好適な光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、ならびに前記光学ガラスよりなる光学素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である精密プレス成形用の光学ガラス。この光学ガラスよりなる精密プレス成形用プリフォーム。流出する熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離して、前記重量の上記光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームを成形する方法。上記の光学ガラスよりなる光学素子。プレス成形用プリフォーム又は上記製造方法により作製されたプレス成形用プリフォームを加熱して精密プレス成形する光学素子の製造方法。【選択図】図１
2005154248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が4重量％超かつ15モル％以下、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
【請求項２】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O、B2O3、を、任意成分としてBaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
【請求項３】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、WO3の含有量が15重量％未満、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
【請求項４】
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Bi2O3 4重量％超、かつNb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42モル％以下）、B2O3  0〜15モル％、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項５】
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超。）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42モル％以下）、B2O3  0モル％超かつ15モル％以下、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項６】
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％（但し、15重量％未満。）、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超。）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42モル％以下）、B2O3  0〜15モル％、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項７】
屈折率(nd)が1.75〜2.0かつアッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の光学ガラスよりなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項９】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が4重量％超かつ15モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１０】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O、B2O3を、任意成分としてBaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１１】
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、WO3の含有量が15重量％未満、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１２】
流出する熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離して、前記重量の請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームを成形することを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項１３】
精密プレス成形品であって、請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスよりなる光学素子。
【請求項１４】
請求項８〜１１に記載の精密プレス成形用プリフォームまたは請求項１２に記載の製造方法により作製された精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形して得られる光学素子。
【請求項１５】
請求項８〜１１のいずれかに記載のプレス成形用プリフォーム又は請求項１２に記載の製造方法により作製されたプレス成形用プリフォームを加熱して精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１６】
プレス成形型に前記プリフォームを導入し、プレス成形型と前記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１５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１７】
プレス成形型と前記プリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形することを特徴とする請求項１５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、高屈折率、高分散、低転移温度の光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法、並びに前記光学ガラスよりなる光学素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高屈折率・高分散の光学ガラスを使用したレンズ、特に非球面レンズは、光学設計上非常に有効なため、このような光学素子を精密プレス成形によって作製しようとする試みがなされている。精密プレス成形においてプレス成形型の寿命を長くするにはプレス成形時の温度を低温化することが効果的である。そのため、従来の高屈折率・高分散の精密プレス成形用ガラスでは、酸化鉛を多量に含有させることにより低軟化性を付与していた。例えば、特許文献1(特開平1−308843号公報)にはPbOを30〜58重量％含有するガラスが開示されている。また、特許文献2(特開平7−247135公報)にはPbOを25〜54重量％含有するガラスが開示されている。しかし、通常、精密プレス成形は、プレス成形型、特に成形面の酸化を防ぐために不活性雰囲気或いは弱還元雰囲気のもとで行われており、ガラス成分中に酸化鉛が多量に含まれている前述のガラスなどを精密プレス成形した場合、ガラス表面にある酸化鉛が還元されガラス表面に金属鉛として析出してしまう。そして、それがプレス成形型に付着するなどしてプレス成形型の転写成形面の面精度が維持されないだけでなく、型に付着する金属鉛を取り除くメンテナンスが必要となり、量産化に適さない。また、多くの酸化鉛を含有する上記特許文献1及び2に開示されているガラスの熔解は環境上の問題も生じ得る。よって、前述の特許文献1及び2に開示されているガラスは、精密プレス成形用ガラスとして適当ではない。
【０００３】
なお、現在市販されている光学ガラスの中には、特許文献3(特開昭62−3103号公報)に開示されているような酸化鉛を含まずに軽量化した高屈折率高分散光学ガラスがある。しかし、これらのガラスは精密プレス成形用として使用した場合、精密プレス成形温度が650℃以上と高いため、精密プレス成形用型材の劣化が著しく、量産化は非常に困難であり実用的でない。また、ガラス自体も不安定であるため、精密プレス成形中にガラス中に結晶が析出しやすく、たとえ高温に耐える型材を使用したとしても、精密プレス成形品の歩留まりが非常に悪くなるという問題が生じてくる。即ち、精密プレス成形温度が高ければ高いほど型材の酸化や劣化の問題が生じ、成形面の面精度の保持が難しくなり、精密プレス成形による光学素子の量産化は困難である。よって、精密プレス成形用高屈折率・高分散光学ガラスには鉛を含まず、転移温度や屈伏点温度ができるだけ低いものが要求される。
【０００４】
例えば、特許文献4(特開平5−51233号公報)には重量％表示で、SiO2  10〜20％、GeO2  3〜15％、B2O3  0〜7％、かつSiO2、GeO2、及びB2O3の合計量が20〜27％、TiO2  19〜29％、Nb2O5  17〜29％、BaO  0〜7％、かつNb2O5、TiO2、及びBaOの合計量が44〜54％、Li2O  0〜3％、Na2O  7〜18％、K2O  0〜22％、Cs2O  0〜20％、かつLi2O、Na2O、K2O、及びCs2Oの合計量が24〜33％の組成で、屈伏点温度550℃以下、屈折率が1.76以上、アッべ数が26.5以下である高屈折率高分散光学ガラスが開示されている。このガラスは屈伏点温度の低温化の目的は達成しているものの、多量のTiO2の使用によるガラスの着色や、量産化に際してのガラスの熔融性及び安定性などに問題があった。また、必須成分のGeO2は非常に高価な成分であるため、光学ガラスレンズの低コスト化に不適である。さらに、特許文献4に記載のガラスは、液相温度が高く、軟化点付近での失透傾向も強いため、精密プレス成形用ガラスプリフォームの作成も困難であり、精密プレス用ガラスとしては適さない。
【特許文献１】特開平1−308843号公報
【特許文献２】特開平7−247135公報
【特許文献３】特開昭62−3103号公報
【特許文献４】特開平5−51233号公報
【０００５】
通常の精密プレス成形は、ガラスの屈伏点温度よりおよそ20〜60℃高い温度範囲で実施される。ガラスの屈伏点温度が600℃を超えると、プレス温度は620℃以上にとなるため、ガラスの表面に付着しているＯＨ基が型材と反応して分解してしまう。このような分解反応はプレス成形されたガラスレンズの表面に多数の泡を残してしまうため、精密プレス成形されたレンズの転写面に面精度が維持されなくなるばかりでなく、型材の表面に傷をつけてしまい、量産化に不適当であることが明白である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、高屈折率高分散特性を有し、精密プレス成形に好適な光学ガラス、前記ガラスよりなる精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、ならびに前記光学ガラスよりなる光学素子及びその製造方法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】
上記課題を解決するための手段は以下のとおりである。
（請求項１）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が4重量％超かつ15モル％以下、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
（請求項２）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O、B2O3、を、任意成分としてBaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
（請求項３）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、WO3の含有量が15重量％未満、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラス。
（請求項４）
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Bi2O3  4重量％超、かつNb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超。）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42モル％以下）、B2O3  0〜15モル％、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
（請求項５）
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超。）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42％以下）、B2O3  0モル％超かつ15モル％以下、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
（請求項６）
P2O5  16〜30モル％、Nb2O5  5〜25モル％、WO3  1〜40モル％（但し、１５重量％未満。）、TiO2  1〜10モル％、Bi2O3  0.5〜15モル％（但し、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45モル％）、Li2O  4〜25モル％（但し、3重量％超。）、Na2O  4〜25モル％、K2O  0〜15モル％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42モル％以下）、B2O3  0〜15モル％、BaO  0〜15モル％、ZnO  0〜12モル％、Sb2O3  0〜1モル％、As2O3  0〜1モル％を含有し、上記成分の合計量が98モル％以上であることを特徴とする光学ガラス。
（請求項７）
屈折率(nd)が1.75〜2.0かつアッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光学ガラス。
（請求項８）
請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスよりなる精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項９）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が４重量％超かつ15モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項１０）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O、B2O3、を、任意成分としてBaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項１１）
必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、ＷＯ3の含有量が15重量％未満、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Ｌｉ2Ｏの含有量が3重量％超かつ15重量％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなり、熔融状態の前記ガラスの塊を固化し、機械加工することなしに形成されたものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項１２）
流出する熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離して、前記重量の請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームを成形することを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
（請求項１３）
精密プレス成形品であって、請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスよりなる光学素子。
（請求項１４）
請求項８〜１１に記載の精密プレス成形用プリフォームまたは請求項１２に記載の製造方法により作製された精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形して得られる光学素子。
（請求項１５）
請求項８〜１１のいずれかに記載のプレス成形用プリフォーム又は請求項１２に記載の製造方法により作製されたプレス成形用プリフォームを加熱して精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
（請求項１６）
プレス成形型に前記プリフォームを導入し、プレス成形型と前記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１５に記載の光学素子の製造方法。
（請求項１７）
プレス成形型と前記プリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形することを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高屈折率・高分散特性、低温軟化性、優れた耐失透性を兼ね備える光学ガラスを提供することができる。
また、上記光学ガラスよりなり、安定した精密プレス成形を可能にするプレス成形用プリフォーム及びその製造方法を提供することもできる。
さらに、上記プリフォームを加熱し、精密プレス成形することにより高屈折率・高分散特性を有する光学ガラスよりなる非球面レンズ等の光学素子、並びに前記光学素子を生産性よく製造することができる光学素子の製造方法を提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［光学ガラス及びその製造方法］
本発明者らは、上記の目的を達成するため、種々の実験を基に検討した結果、P2O5−Nb2O5−TiO2−Li2O−Na2O系ガラスにBi2O3とWO3を導入することにより、転移温度（Ｔｇ）を530℃以下、屈伏点温度（Ｔｓ）を560℃以下に抑えるとともに、屈折率（nd）が1.7５以上と高く、アッべ数（νd）が30以下と小さく、かつ安定性や量産性に優れた高屈折率・高分散の精密プレス成形用光学ガラスを開発し、本発明を完成した。本発明の光学ガラスには第1の態様（以下、ガラス(1) という。）と第2の態様（以下、ガラス(2) という。）がある。そして、ガラス（１）には、ガラス（１−１）〜（１−３）［請求項１〜３に対応］という３つの態様があり、ガラス（２）には、ガラス（２−１）〜（２−３）［請求項４〜６に対応］という３つの態様がある。
【００１０】
（ガラス(1)）
ガラス(1)は、必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であることを特徴とする精密プレス成形用の光学ガラスである。
ガラス（１−１）は、ガラス（１）であって、Bi2O3の含有量が４重量％超かつ15モル％以下、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下のガラスであり、Ｂｉ2Ｏ3を比較的多く導入することにより、ガラスの安定性、耐候性をより高めたものである。
ガラス（１−２）は、ガラス（１）であって、必須成分としてＢ2Ｏ3を含むとともに、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下のガラスであり、Ｂ2Ｏ3を導入することにより、熔融性を高めるとともに後述するように精密プレス成形時のガラスの発泡をより効果的に抑えることができる。
ガラス（１−３）は、ガラス（１）であって、ＷＯ3の含有量が15重量％未満、Li2Oの含有量が3重量％超かつ15重量％以下のガラスであり、ＷＯ3の量を比較的少なくすることにより、熔融ガラスから直接、プリフォームを成形しやすくするとともに、精密プレス成形時のガラスの発泡をより効果的に抑えることができる。
【００１１】
ガラス(1)において、高屈折率高分散特性を付与しつつ、耐候性、安定性を維持あるいは高める上で、ガラス（１−２）およびガラス（１−３）においては、Ｂｉ2Ｏ3の含有量を0.5〜15モル％にすることが好ましい。また、ガラス（１−１）〜（１−３）のいずれにおいてもＢｉ2Ｏ3の含有量が２モル％超かつ１５モル％以下であることが好ましい。
【００１２】
ガラス(1)において、P2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを必須成分とするのは、安定性、低軟化性、高屈折率高分散特性を付与するためである。
ガラス(1)において、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有するのは、熔融性及び品質の向上、低軟化性と高屈折率高分散特性の付与、プレス成形時のガラスの発泡防止のためである。但し、前述のように、ガラス（１−２）においては、Ｂ2Ｏ3を必須成分として含む。
【００１３】
Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量は25〜45モル％であるが、45モル％を超えると高屈折率高分散特性は得られるもの熔解したガラスが着色し易くなり、失透安定性も悪化する。一方、25モル％未満になると、所要の光学特性を得にくくなる。
Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下であることで、所要の光学恒数及び耐候性を得つつ、精密プレス成形に好適な低軟化性を向上することができる。
前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であることで、上記の諸性質を向上することができる。
【００１４】
本発明のガラス(1)は、高屈折率高分散特性を有する物であるが、屈折率(nd)1.75〜2.0が、本発明の目的とする高屈折率であり、アッべ数（νd）18〜30が、本発明の目的とする高分散特性である。
【００１５】
（ガラス(2)）
ガラス(2)は、モル％表示で、P2O5  16〜30％、Nb2O5  5〜25％、WO3  1〜40％、TiO2  1〜10％、Bi2O3  0.5〜15％（但し、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  25〜45％）、Li2O  4〜25％、Na2O  4〜25％、K2O  0〜15％（但し、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量42％未満）、B2O3  0〜15％、BaO  0〜15％、ZnO  0〜12％、Sb2O3  0〜1％、As2O3  0〜1％を含有し、上記成分の合計量が98％以上であることを特徴とする光学ガラスである。
【００１６】
ガラス（２−１）は、ガラス（２）であって、Bi2O3の含有量が４重量％超かつ15モル％以下、Li2Oの含有量が4〜25モル％（但し、３重量％超）のガラスであり、Ｂｉ2Ｏ3を比較的多く導入することにより、ガラスの安定性、耐候性をより高めたものである。
【００１７】
ガラス（２−２）は、ガラス（２）であって、必須成分としてＢ2Ｏ3を含む(Ｂ2Ｏ3の含有量は0モル%超である)もとともに、Li2Oの含有量が4〜25モル％（但し、3重量％超）のガラスであり、Ｂ2Ｏ3を導入することにより、熔融性を高めるとともに後述するように精密プレス成形時のガラスの発泡をより効果的に抑えることができる。
【００１８】
ガラス（２−３）は、ガラス（２）であって、ＷＯ3の含有量が15重量％未満、Li2Oの含有量が4〜25モル％（但し、3重量％超）のガラスであり、ＷＯ3の量を比較的少なくすることにより、精密プレス成形時のガラスの発泡をより効果的に抑えることができる。
【００１９】
ガラス(２)において、高屈折率高分散特性を付与しつつ、耐候性、安定性を維持あるいは高める上で、ガラス（２−２）およびガラス（２−３）において、Ｂｉ2Ｏ3の含有量を0.5〜15モル％にすることが好ましい。また、ガラス（２−１）〜（２−３）のいずれにおいてもＢｉ2Ｏ3の含有量が2モル％超かつ15モル％以下であることが好ましい。
本発明のガラス(2)においても、高屈折率高分散特性を有する物であることが好ましく、高屈折率とは、例えば、屈折率(nd)1.75〜2.0であり、高分散特性とは、アッべ数（νd）18〜30である。
【００２０】
次にガラス(2)における各成分の働きについて説明する。なおガラス(1)における各成分の働きも同様である。以下、各成分の含有量及び合計量は特記しない限りモル％表示とする。
【００２１】
P2O5は、ガラスの網目構造の形成物であり、ガラスに製造可能な安定性を持たせるための必須成分である。しかし、P2O5の含有量は30モル％を超えると、ガラスの転移温度や屈伏点温度の上昇、屈折率の低下及びアッべ数の増加を招くのに対し、16モル％未満では、ガラスの失透傾向が強くなりガラスが不安定となるので、P2O5の含有量は16〜30モル％の範囲とする。好ましくは17〜28モル％の範囲である。
【００２２】
Nb2O5も本発明の必須成分であり、PbOを使用せずにガラスに高屈折率・高分散などの特性を付与するために欠かせない、非常に重要な働きをする成分である。しかし、その導入量が25モル％を超えると、ガラスの転移温度や屈伏点温度が高くなり、安定性も悪化し、高温熔解性も悪くなる一方、ガラスが精密プレス成形時に発泡や着色しやすくなるという欠点がある。一方、その導入量が5モル％未満になると、ガラスの屈折率が低下し、分散も小さくなるので、Nb2O5の含有量は５〜２５モル％の範囲で適当である。好ましくは10〜25モル％、より好ましくは12〜23モル％の範囲である。
【００２３】
WO3も本発明の必須成分であり、PbOを使用することなしに低融点で、しかも高屈折率高分散特性をガラスに与えることのできる、有効な成分である。WO3はアルカリ金属酸化物と同様にガラスの転移温度や屈伏点温度を下げる働きを示し、また、屈折率を上げる効果がある。つまり、WO3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（あるいは、低ガラス転移温度を維持しつつ、屈折率を高める）ためには欠かすことのできない成分である。また少量の導入によりガラスの液相温度（失透温度）を著しく低下させる効果を有することから、熔融ガラスの流出温度を低下でき、作業粘性を高めることが可能となる結果、脈理のない均質な光学ガラスを得やすくする効果をもたらす。よって、本発明のように、光学ガラスの中でも高屈折率・高分散ガラスに属し、多量の高屈折率成分を含有する光学ガラス材料を得るにあたって、WO3の導入をあまりにも少なくすることは、熔融状態のガラスを成形する際の製造プロセスにおいて上記効果を得にくくなってしまう。しかし、タングステンの化合物を含む材料は、W5+（５価）とW6+（６価）のように複数のイオン価を持ち、さらに大気中においても比較的容易に、一方のイオン価がもう一方のイオン価に変動するという特徴をもつ。このため、ガラスの精密プレス成形におけるガラス材料の到達温度、すなわち４００℃から８００℃の間の温度領域においては、WO3の導入量を増加させるほど、ガラスとプレス成形型との間で電荷移動に伴なうガラス融着や型汚れが起こってプレス成形型表面の平滑性が失われ、結果として精密プレス成形された光学素子の光学機能面（例えば、レンズの光学面）に傷が残るなどして光学機能面の平滑性が損なわれやすくなる。よって、本発明のように、光学ガラスの中でも高屈折率・高分散ガラスに属し、多量の高屈折率成分を含有する精密プレス成形用ガラス材料を安定的に量産するにあたって、WO3の導入量をあまりにも多くすることは好ましくない。以上のことからWO3はこのガラス中で最も導入量の設定に気を配る必要のある重要な成分の一つである。その結果、導入されるに好ましい下限と好ましい上限が存在する。具体的には、１〜４０モル％の範囲が好ましく、２〜４０モル％の範囲がより好ましく、２．５〜３０モル％の範囲がさらに好ましく、２．５〜２０モル％の範囲がより一層好ましく、２．５〜１５モル％の範囲がなお一層好ましく、２．５〜１０モル％の範囲が特に好ましい。但し、ガラス（１−３）およびガラス（２−３）においては、ＷＯ3を１５重量％未満とする。ガラス（１−１）、ガラス（１−２）、ガラス（２−１）およびガラス（２−２）においても重量％表示によるＷＯ3の好ましい導入量として１５重量％未満を目安にすることができる。また、ガラス（１−１）〜（２−３）のいずれにおいても、重量％表示による好ましいＷＯ3の導入量として１４．５重量％以下、さらに好ましい導入量として１４重量％以下、より一層好ましい導入量として１２重量％以下、なお一層好ましい導入量として１０重量％以下を目安にすることができる。また重量％表示による好ましい下限については、１重量％以上が好ましく、２重量％以上がより好ましい。さらに、十分なWO3導入効果を得る上から、カチオン比におけるNb���W、TiおよびBiの合計量に対するWの割合（W／（ Nb＋W＋Ti＋Bi））を0.035以上にすることが好ましく、0.04以上にすることがより好ましく、0.045以上にすることがさらに好ましく、0.05以上にすることがより一層好ましい。W／（ Nb＋W＋Ti＋Bi）の上限は０．２を目安と考えればよく、０．１７以下が好ましく、０．１５以下がより好ましく、０．１２以下がさらに好ましく、０．１０以下がより一層好ましい。
【００２４】
TiO2も本発明の必須成分でガラスの屈折率や分散性を高め、耐候性、失透安定性を向上させる効果がある。また少量の導入によりガラスの液相温度（失透温度）を著しく低下させる効果を有することから、熔融ガラスの流出温度を低下でき、作業粘性を高めることができる結果、脈理のない均質な光学ガラスを得やすくする効果をもたらす。よって、本発明のように、光学ガラスの中でも高屈折率・高分散ガラスに属し、多量の高屈折率成分を含有する光学ガラス材料を得るにあたって、TiO2の導入量をあまりにも少なくすることは、熔融状態のガラスを成形する際の製造プロセスにおいて上記効果を得にくくなってしまう。このような問題を解消するため、ガラス中にTiO2を欠かすことができない。しかし、その含有量が1モル％未満ではガラスの屈折率や分散が低下し、ガラスの安定性も悪化する恐れがある。一方、10モル％を超えると、ガラスの失透安定性が急激に悪化し、屈伏点温度も液相温度も急上昇するので、その導入量は1〜10モル％の範囲に制限される。好ましくは2〜8モル％の範囲である。
【００２５】
Bi2O3も本発明の必須成分であり、ガラスに高い屈折率や高い分散性を持たせ、また、ガラスの安定性を高める上で有効な成分である。Bi2O3は少量の導入によりガラスの液相温度（失透温度）を著しく低下させる効果を有することから、熔融ガラスの流出温度を低下でき、作業粘性を高めることができる結果、脈理のない均質な光学ガラスを得やすくする効果をもたらす。よって、本発明のように、光学ガラスの中でも高屈折率・高分散ガラスに属し、多量の高屈折率成分を含有する光学ガラス材料を得るにあたって、Bi2O3の導入量をあまりにも少なくすることは、熔融状態のガラスを成形する際の製造プロセスにおいて上記効果を得にくくなってしまう。このような問題を解消するため、ガラス中にBi2O3を欠かすことができない。また、Bi2O3には、以下のような特長がある。流出パイプ、例えば白金合金製のパイプから長期にわたり熔融ガラスを流出するとパイプの表面が荒れて微細な凹凸が生じ、ガラスの流れを乱すことがある。流出するガラスから精密プレス成形用プリフォームを成形する場合、ガラスの流れに乱れが生じると脈理が発生して不良品になってしまう。Bi2O3を含有するガラスを長期にわたり流出してもパイプ表面はいつまでも滑らかで光沢を失わない。また、上記のような凹凸があるパイプでもBi2O3含有ガラスを流出することにより、パイプ表面の金属光沢が回復する効果もある。このような効果を利用することによって、脈理発生防止し、高品質な精密プレス成形用プリフォームを高い生産性のもとに製造することができる。また、Bi2O3を含有するガラスは流出パイプの外周に濡れ上がりにくいという性質も有する。濡れ上がったガラスが変質し、その変質したガラスが流出した熔融ガラスに取り込まれ、プリフォームの品質を低下させるが、Bi2O3の導入によりガラスの濡れ上がりを低減することができ、プリフォームの品質低下を防止することができる。また、パイプからガラスを滴下してプリフォームを成形する場合、ガラスの濡れ上がりによってプリフォームの重量精度が低下することがあるが、Bi2O3を含むガラスでは濡れ上がりが低減されるので、重量精度の高いプリフォームを成形することもできる。このような理由により、Bi2O3は欠かすことのできない成分であり、重量％表示で４％超、モル％表示で０．５％以上導入する。しかし、その導入量が15モル％を超えると、熔融ガラスを流出する白金合金製パイプへのダメージが大きくなり過ぎ、また着色しやすくなる。一方、その導入量が0.5モル％未満では屈折率が低下し、分散も小さくなるので、Bi2O3の含有量は0.5〜15モル％の範囲で適当である。好ましくは1〜15モル％、より好ましくは2モル％超かつ15モル％以下、さらに好ましくは2モル％超かつ10モル％以下の範囲である。但し、ガラス（１−１）および（２−１）においては、耐候性や安定性をより一層高めるため、Ｂｉ2Ｏ3を４重量％超導入する。ガラス（１−２）、（１−３）、（２−１）および（２−３）においても重量％表示による好ましいＢｉ2Ｏ3の導入量は４重量％超を目安にすることができる。さらに、ガラス（１−１）〜（２−３）のいずれにおいても重量％表示によるＢｉ2Ｏ3の導入量は４．５重量％以上、さらに好ましい導入量は5重量％以上を目安にすることができる。
【００２６】
なお、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量は45モル％を超えると、高屈折率高分散の特性が得られるものの、熔解したガラスが着色し、失透安定性も悪化するの。その合計量が25モル％より少なくなると、所期の目的とする屈折率及び分散などの光学特性が得られなくなるので、Nb2O5、WO3、TiO2、及びBi2O3の合計量は25〜45モル％の範囲とする。好ましくは27〜42モル％の範囲である。
【００２７】
Li2O、Na2O、及びK2Oなどのアルカリ金属酸化物は、いずれもガラスの耐失透性を良くし、屈伏点温度や液相温度を低下させ、ガラスの高温熔融性をよくするために導入された成分である。そのため、Li2Oを3重量％超かつ15重量％以下、好ましくは3重量％超かつ15重量％未満、より好ましくは3.1〜14.5重量％導入する。モル％表示によるLi2O、Ｎａ2Ｏの好ましい導入量はLi2Oが2モル％以上、より好ましくは4モル％以上であり、Na2Oが4モル％以上である。なお、Li2O、Na2O及びK2Oの合計導入量は２５モル％以上とすることが好ましく、３０モル％以上とすることがより好ましく、３２モル％以上とすることがさらに好ましい。しかし、Li2OとNa2Oをそれぞれ25モル％以上、K2Oを15モル％以上導入するとガラスの安定性が悪くなるばかりでなく、目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなる。また、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量を42モル％以上導入してもガラスの安定性が悪くなるばかりでなく、目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなる。したがって、Li2Oの導入量をより好ましくは4〜25モル％とし、Na2Oの導入量を4〜25モル％、K2Oの導入量を０〜15モル％とし、さらにLi2O、Na2O及びK2Oの合計導入量を42モル％以下、好ましくは42モル％未満とする。Li2Oを4〜25モル％、Na2Oを5〜20モル％、K2Oを1〜15モル％、それぞれ導入することが好ましい。Li2O、Na2O及びK2Oの合計導入量のより好ましい範囲は38モル％以下である。Li2Oを5〜20モル％、K2Oを1〜8モル％導入することがさらに好ましい。
上記アルカリ金属酸化物において、ガラス転移温度や屈伏点温度を低下する上でも、屈折率を高める上でも最も効果的なものはLi2Oであり、本発明ではLi2Oを積極的に導入する。Na2OもLi2Oほどではないが、上述の効果を得るために必要な成分であるため、アルカリ金属酸化物中、Li2Oとともに必須成分として位置付けられる。ただし、Li2Oの量が増加するにつれて、ガラスの粘性が低下する傾向にあるため、熔融ガラスの成形が困難になる。この問題を解決するには、先に述べたようなWO3、TiO2あるいはBi2O3のように、過剰導入するとガラスの精密プレス成形での成形型とガラスの融着、あるいは白金合金へのダメージから精密プレス成形用ガラスの特性を損ねてしまうような成分を敢えて少量ずつ導入することにより、ガラスの液相温度低下すなわち作業温度の低下による作業粘性の増加をもたらすことができる。これらの結果、アルカリ金属酸化物のうち特にLi2OやNa2O、および液相温度を低下する効果をもたらす高屈折率成分、すなわちWO3、TiO2、Bi2O3が本発明の精密プレス成形用ガラスにとって必須の成分となる。なお、上記Li2O導入効果を高めるために、ガラス中のアルカリ金属酸化物に占めるLi2Oの割合、すなわちLi2O／（Li2O+Na2O＋K2O）については、０．４以上にすることが好ましく、０．４５以上にすることがより好ましく、０．５０以上にすることがさらに好ましく、０．５５以上にすることがより一層好ましい。
【００２８】
なお、Ｋ2ＯはTiO2と共存することにより、ガラスの着色を抑える働きをするため、ガラス（１−１）〜（１−３）及び（２−１）〜（２−３）のいずれにおいても必須成分とするのが好ましく、１モル％以上導入することがより好ましく、上記のように１〜１５モル％導入することがさらに好ましく、１〜8モル％導入することがより一層好ましい。
【００２９】
B2O3は、ガラスの熔融性の向上やガラスの均質化に非常に有効な成分であると同時に、少量のB2O3の導入でガラス内部にあるＯＨの結合性を変え、プレス時にガラスを発泡させない非常に有効な成分である。しかし、B2O3は１5モル％より多く導入すると、高屈折率を保つために多量のNb2O5を導入しなければならず、ガラスが非常に不安定となる。そのため、Ｂ2Ｏ3の導入量は０〜15モル％とする。好ましくは1〜15モル％、より好ましくは１〜12モル％の範囲である。但し、上記熔融性、発泡の防止効果をより高めるため、ガラス（１−２）および（２−２）においてはＢ2Ｏ3を必須成分として導入する。さらに、ガラス（１−１）〜（２−３）のいずれにおいても、Ｂ2Ｏ3を1〜15モル％導入することが好ましい。
【００３０】
BaOはガラスの屈折率を高め、失透安定性を向上させ、液相温度を低下させるために有効な成分である。特に多量のWO3を導入する場合、BaOの導入でガラスの着色を押さえ、失透安定性を高める効果が大きい。しかし、BaOの導入が15モル％を超えると、ガラスが不安定となるばかりでなく、転移温度、屈伏点温度も高くなるので、BaOの導入量は０〜15モル％に制限される。より好ましくは０〜12モル％、さらに好ましくは０モル％超１２モル％以下である。
【００３１】
ZnOはガラスの屈折率や分散を高めるために導入される成分で、少量のZnOの導入で転移温度や屈伏点温度、または液相温度を低める効果もある。しかし、多量に導入すると、ガラスの失透安定性が著しく悪化し、液相温度も逆に高くなる恐れがある。したがって、ZnO導入量は0〜12モル％の範囲とする。好ましくは1〜10モル％、さらに好ましくは2〜8モル％の範囲である。
【００３２】
Sb2O3とAs2O3はガラスの清澄剤として有効である。しかし、いずれも1モル％超えて添加すると、精密プレス成形時にガラスが発泡しやすくなるので、その導入量は1モル％以下に限定される。しかし、As2O3は毒性を有するため、環境への影響に配慮すると、導入しないことが望ましい。さらに、SiO2、La2O3、Y2O3、Gd2O3、ZrO2、Ta2O5、GeO2、CaO、MgO、及びCs2Oなどの成分も本発明の目的を損なわない程度であれば合計量で２モル％までの導入は可能である。ただし、GeO2は高価であるため、コスト面を重視する場合は導入しないことが好ましい。Ta2O5も高価であるため、コスト面を重視する場合は導入しないことが好ましい。PbO、CdOは環境影響上導入しないことが望ましい。
【００３３】
ガラス(2)は、上記成分の合計量が98モル％以上である。上記成分の合計量が98モル％未満では、本発明の目的である、高屈折率高分散特性、低軟化性、高安定性などの諸性質が得られない恐れが有る。また、上記成分の合計量は、好ましくは、99モル％以上である。なお、上記成分からAs2O3を除いたものの合計量を上記各範囲にすることが望ましい。
【００３４】
以下、特に好ましい組成範囲を示す。
（好ましい組成範囲１）
P2O5  17〜28モル％、Nb2O5  10〜25モル％、WO3  2〜40モル％、TiO2  2〜8モル％、Bi2O3  1〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  27〜42モル％、Li2O  4〜25モル％、Na2O  5〜20モル％、K2O  1〜15モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量  38モル％以下、B2O3  1〜12モル％、BaO  ０〜12モル％、ZnO  1〜10モル％、Sb2O3  ０〜１モル％、As2O3  ０〜１モル％であり、前記成分の合計量が98モル％以上のガラス(2)。より好ましくはAs2O3は０モル％である。
【００３５】
（好ましい組成範囲２）
P2O5  17〜28モル％、Nb2O5  12〜23モル％、WO3  2.5〜30モル％、TiO2  2〜8モル％、Bi2O3  ２モル％超かつ15モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  27〜42モル％、Li2O  5〜20モル％、Na2O  5〜20モル％、K2O  1〜8モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量  38モル％以下、B2O3  1〜12モル％、BaO  ０〜12モル％、ZnO  2〜8モル％、Sb2O3  ０〜１モル％、As2O3  ０〜１モル％であり、前記成分の合計量が98モル％以上のガラス(2)。より好ましくはAs2O3は０モル％である。
【００３６】
（好ましい組成範囲３）
P2O5  17〜28モル％、Nb2O5  12〜23モル％、WO3  2.5〜30モル％、TiO2  2〜8モル％、Bi2O3  2モル％超かつ10モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  27〜42モル％、Li2O  5〜20モル％、Na2O  5〜20モル％、K2O  1〜8モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量  38モル％以下、B2O3  1〜12モル％、BaO  ０〜12モル％、ZnO  2〜8モル％、Sb2O3  ０〜１モル％、As2O3  ０〜１モル％であり、前記成分の合計量が98モル％以上のガラス(2)。より好ましくはAs2O3は０モル％である。
【００３７】
（好ましい組成範囲４）
P2O5  17〜28モル％、Nb2O5  12〜23モル％、WO3  2.5〜30モル％、TiO2  2〜8モル％、Bi2O3  2モル％超かつ10モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量  27〜42モル％、Li2O  5〜20モル％、Na2O  5〜20モル％、K2O  1〜8モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計量  38モル％以下、B2O3  1〜12モル％、BaO    ０モル％超１２モル％以下、ZnO  2〜8モル％、Sb2O3  ０〜１モル％、As2O3  ０〜１モル％であり、前記成分の合計量が98モル％以上のガラス(2)。より好ましくはAs2O3は０モル％である。好ましい組成範囲１〜４の各範囲において、WO3については2.5〜15モル％の範囲がより好ましく、2.5〜10モル％の範囲がさらに好ましく、2.5〜9モル％の範囲がより一層好ましく、2.5〜８モル％の範囲がなお一層好ましい。好ましい組成範囲１〜４の各範囲において、Li2O、Na2OおよびK2Oの合計量については２５〜３８モル％の範囲がより好ましく、３０〜３８モル％の範囲がさらに好ましく、３２〜３８モル％の範囲がより一層好ましい。
【００３８】
なお、上記好ましい組成範囲はいずれも、ガラス（２）の各態様であるガラス（２−１）〜（２−３）の組成範囲内に限定される。上記好ましい組成範囲のいずれにおいても、前記成分の合計量が99モル％以上であることが望ましく、100モル％であることがさらに望ましく、As2O3を含まないことが好ましい。
【００３９】
ガラス(1)及びガラス(2)において、ガラス転移温度（Ｔｇ）が530℃以下又は屈伏点温度（Ｔｓ）が560℃以下のものが精密プレス成形用の光学ガラスとして好ましい。より好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）が500℃以下かつ屈伏点温度（Ｔｓ）が530℃以下のものである。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、480℃未満であることが、さらに好ましく、475℃以下であることが、なお一層好ましい。
【００４０】
熔融ガラスから、ガラスが塑性変形可能な状態にある間にプレス成形用プリフォームを成形する上でガラスの安定性は重要である。上記プリフォームの成形を良好に行う上からガラス(1)及びガラス(2)において液相温度が970℃以下であることが好ましい。
【００４１】
（ガラス(1)及びガラス(2)の製造方法）
ガラス(1)及びガラス(2)の原料としては、P2O5についてはH3PO4、メタリン酸塩、五酸化二燐など、B2O3についてはH3BO3、B2O3などを用い、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、酸化物などを適宜に用いることが可能である。これらの原料を所定の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを1000〜1250℃に加熱した熔解炉に投入し、熔解・清澄・攪拌し、均質化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、本発明の低融点、高屈折率・高分散光学ガラスを得ることができる。
【００４２】
ガラス(1)は、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30であり、ガラス(2)は、屈折率(nd)が1.75〜2.0かつアッべ数（νd）が18〜30であるものが好ましい。屈折率(nd)及びアッべ数（νd）が上記範囲にあるガラス(1)を得るには、例えば、Bi2O3を2〜15モル％の範囲とし、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3の合計量を25〜45モル％の範囲とし、目標の光学恒数になるように、各成分の量を調整すれば良い。屈折率(nd)及びアッべ数（νd）が上記範囲にあるガラス(2)を得るには、前記各成分の含有量を上記範囲内で適宜調整すれば良い。なお、ガラス(1)およびガラス(2)は屈折率が高いにもかかわらず、精密プレス成形に適した低温軟化性を有し、熔融状態のガラス塊から直接プリフォームを成形できる優れた安定性も備えていることから、屈折率(nd)が1.80よりも高い範囲でより効果的であり、１.83よりも高い範囲でさらに効果的である。
【００４３】
さらに本発明では、上記ガラス(1)または(2)からなる精密プレス成形用プリフォームを包含する。精密プレス成形用プリフォームとは、プレス成形品に等しい重量のガラス製成形体であり、その製造方法については、後述する精密プレス成形用プリフォームの製法と同様である。
【００４４】
［精密プレス成形用プリフォームとその製法］
次に、本発明の精密プレス成形用プリフォーム[請求項9〜11]およびその製造方法について説明する。精密プレス成形用プリフォームは、プレス成形品に等しい重量のガラス製成形体である。プリフォームはプレス成形品の形状に応じて適当な形状に成形されているが、その形状として、球状、回転楕円体状などを例示することができる。プリフォームは、プレス成形可能な粘度になるよう、加熱してプレス成形に供される。
【００４５】
上記回転楕円体形状も含め、プリフォームの形状としては回転対称軸を一つ備えるものが好ましい。このような回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものがある。また、前記断面におけるプリフォームの輪郭線上の任意の点と回転対称軸上にあるプリフォームの重心を結ぶ線と、前記輪郭線上の点において輪郭線に接する接線とのなす角の一方の角の角度をθとしたとき、前記点が回転対称軸上から出発して輪郭線上を移動するときに、θが90°から単調増加し、続いて単調減少した後、単調増加して輪郭線が回転対称軸と交わる他方の点において９０°になる形状が好ましい。
【００４６】
本発明の精密プレス成形用プリフォームは以下の通りである。
本発明の精密プレス成形用プリフォームの第一の態様は、必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が4重量％超かつ15モル％以下、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が４２モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなるものである。上記Bi2O3の量は4.5重量％以上であることが好ましく、5重量％以上であることがより好ましい。
【００４７】
第二の態様は、必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O、B2O3、を、任意成分としてBaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなるものである。上記B2O3の量は１〜15モル％であることが好ましく、1〜12モル％であることがより好ましい。
【００４８】
第三の態様は、必須成分としてP2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2Oを、任意成分としてB2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3を含有し、ＷＯ3の含有量が１５重量％未満、Bi2O3の含有量が0.5〜15モル％、Nb2O5、WO3、TiO2及びBi2O3の合計量が25〜45モル％、Li2O、Na2O及びK2Oの合計含有量が42モル％以下、前記必須成分と任意成分の合計量が98モル％以上であり、屈折率(nd)が1.75〜2.0、アッべ数（νd）が18〜30である光学ガラスからなるものである。上記WO3の含有量は14.5重量％以下であることが好ましく、14重量％以下であることがより好ましい。
【００４９】
上記第一の態様〜第三の態様のいずれにおいても、前記ガラスのＬｉ2Ｏ含有量が3重量％超であることが好ましく、Ｌｉ2Ｏ含有量の上限は好ましくは15重量％である。さらに、上記第一の態様の組成範囲と第二の態様の組成範囲とが重複する組成範囲を有するガラスからなるプリフォーム、第二の態様の組成範囲と第三の態様の組成範囲とが重複する組成範囲を有するガラスからなるプリフォーム、第三の態様の組成範囲と第一の態様の組成範囲とが重複する組成範囲を有するガラスからなるプリフォーム、第一の態様の組成範囲と第二の態様の組成範囲と第三の態様の組成範囲とが重複する組成範囲を有するガラスからなるプリフォームが、それぞれより一層好ましい態様である。
なお、本発明のプリフォームにおける組成限定の理由ならびに好ましい組成範囲、好ましい各特性の範囲は、上記ガラス（１）及び（２）の場合と同様である。
【００５０】
上記各プリフォームには、必要に応じて離型膜などの薄膜を表面に備えていてもよい。離型膜としては炭素含有膜、自己組織化膜などを例示することができる。上記プリフォームは、所要の光学恒数を有する光学素子のプレス成形が可能である。
【００５１】
また、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記組成のガラスの塊を熔融状態のガラスから成形し、それを固化して形成するが、固化後、機械加工することなしに形成されたものである。即ち、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、例えば、流出する熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離し、冷却し、固化して、所定重量の上記光学ガラスよりなるプリフォームを成形することにより製造することができる。
【００５２】
前記方法によれば、切断、研削、研磨などの機械加工が不要という利点がある。機械加工が施されたプリフォームでは、機械加工前にアニールを行うことによって破損しない程度にまでガラスの歪を低減しておかなければならない。しかし、上記プリフォームの製造方法によれば、破損防止用アニールは不要である。また表面が滑らかなプリフォームを成形することもできる。
【００５３】
さらに、上記プリフォームの製造方法において、滑らかなで清浄な表面を付与するという観点から、プリフォームは風圧が加えられた浮上状態で成形することが好ましい。また、全表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたプリフォーム、表面が自由表面からなるプリフォームすなわち全表面が自由表面であるプリフォームが好ましい。さらに、シアマークと呼ばれる切断痕のないものが望ましい。シアマークは、流出する熔融ガラスを切断刃によって切断する時に発生する。シアマークが精密プレス成形品に成形された段階でも残留すると、その部分は欠陥となってしまう。そのため、プリフォームの段階からシアマークを排除しておくことが好ましい。切断刃を用いず、シアマークが生じない熔融ガラスの分離方法としては、流出パイプから熔融ガラスを滴下する方法、あるいは流出パイプから流出する熔融ガラス流の先端部を支持し、所定重量の熔融ガラス塊を分離できるタイミングで上記支持を取り除く方法（降下切断法という。）などがある。降下切断法では、熔融ガラス流の先端部側と流出パイプ側の間に生じたくびれ部でガラスを分離し、所定重量の熔融ガラス塊を得ることができる。続いて、得られた熔融ガラス塊が軟化状態にある間にプレス成形に供するために適した形状に成形することでプリフォームが得られる。
【００５４】
上記プリフォームの製造方法では、プリフォーム１個分の熔融ガラス塊を分離し、このガラス塊が軟化点以上の高温状態にある間にプリフォームに成形するが、熔融ガラスを鋳型に流し込んで上記光学ガラスからなるガラス成形体を成形し、このガラス成形体に機械加工を加えて所望重量のプリフォームとしてもよい。なお機械加工を加える前にガラスが破損しないよう、ガラスをアニールすることにより十分除歪処理を行うことが好ましい。
【００５５】
［光学素子とその製法］
本発明の光学素子は、上記光学ガラスからなるものであり、上記プリフォームを加熱し、精密プレス成形して作製することができる。
【００５６】
本発明によれば、光学素子を構成するガラスが光学ガラスであるので、前記ガラスの各特性(屈折率(nd)及びアッべ数（νd）)を備えており、所要の光学恒数を有する光学素子を提供することができる。
【００５７】
本発明の光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどを例示することができる。上記光学素子としては、プリフォームを加熱、軟化し精密プレス成形して得られたものであることが望ましい。
なお、この光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
【００５８】
次に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、上記光学ガラスからなるプレス成形用プリフォーム又は上記製造方法により作製されたプレス成形用プリフォームを加熱して精密プレス成形することを特徴とする。
精密プレス成形法はモールドオプティクス成形法とも呼ばれ、既に当該発明の属する技術分野においてはよく知られたものである。
【００５９】
光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法はプレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。
【００６０】
したがって、本発明の方法は、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子の製造に好適であり、特に非球面レンズを高生産性のもとに製造する際に最適である。
【００６１】
本発明の光学素子の製造方法によれば、上記光学特性を有する光学素子を作製できるとともに、プリフォームを構成するガラスの転移温度（Ｔｇ）が低く、ガラスのプレス成形としては比較的低い温度でプレスが可能になるので、プレス成形型の成形面への負担が軽減され、成形型の寿命を延ばすことができる。またプリフォームを構成するガラスが高い安定性を有するので、再加熱、プレス工程においてもガラスの失透を効果的に防止することができる。さらに、ガラス熔解から最終製品を得る一連の工程を高生産性のもとに行うことができる。
【００６２】
精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料、ステンレス鋼などの型材の成形面に離型膜を設けたものを使用することができるが、炭化珪素製のプレス成形型が好ましい。離型膜としては炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができるが、耐久性、コストの面などから炭素含有膜が好ましい。
【００６３】
高屈折率付与成分を含有する燐酸塩ガラスでは、精密プレス成形時にガラスとプレス成形型表面の離型膜、特に炭素含有膜とが反応し、精密プレス成形品表面に傷や泡が発生しやすい。しかし、上記プリフォームを使用することにより、上記傷や泡の発生を低減、防止することができる。プレス成形型は上型及び下型を備え、必要に応じて胴型も備える。
【００６４】
精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため成形時の雰囲気を非酸化性ガスにすることが望ましい。非酸化性ガスとしては窒素、窒素と水素の混合ガスなどが好ましい。
【００６５】
次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。
（精密プレス成形法１）
この方法は、プレス成形型にプレス成形用プリフォームを導入し、プレス成形型と前記プリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである（精密プレス成形法１とういう）。
精密プレス成形法１において、プレス成形型と前記プリフォームの温度をともに、プリフォームを構成するガラスが１０6〜１０12dPa・secの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
【００６６】
また前記ガラスが１０12dPa・sec以上、より好ましくは１０14dPa・sec以上、さらに好ましくは１０16dPa・sec以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
【００６７】
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
（精密プレス成形法２）
この方法は、プレス成形型とプレス成形用プリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形するというものである（精密プレス成形法２という）。
【００６８】
この方法によれば、前記プリフォームをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
【００６９】
なおプレス成形型の予熱温度をプリフォームの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、前記型の消耗を低減することができる。
【００７０】
精密プレス成形法２において、前記プリフォームを構成するガラスが１０9dPa・sec以下、より好ましくは１０9dPa・secの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。
また、前記プリフォームを浮上しながら予熱することが好ましく、さらに前記プリフォームを構成するガラスが１０5.5〜１０9dPa・sec、より好ましくは１０5.5dPa・sec以上１０9dPa・sec未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
またプレス開始と同時又はプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
なおプレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温させるが、前記ガラスが１０9〜１０12dPa・secの粘度を示す温度を目安にすればよい。
【００７１】
この方法において、プレス成形後、前記ガラスの粘度が１０12dPa・sec以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。成形品がレンズなどの光学素子の場合には、必要に応じて表面に光学薄膜をコートしてもよい。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
（実施例１〜４０）
表1に各実施例のモル％表示によるガラスの組成、屈折率(nd)、アッべ数(νd)、転移温度(Tg)、屈伏点温度(Ts)、及び液相温度(L.T.)、比重を示す。いずれのガラスとも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、及び硝酸塩を使用し、ガラス化した後に表１に示す組成となるように前記原料を秤量し、十分混合した後、白金坩堝に投入して電気炉で1000〜1250℃の温度範囲で熔融し、攪拌して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型に鋳込む。鋳込んだガラスを転移温度まで冷却してから直ちにアニール炉に入れ、室温まで徐冷して各光学ガラスを得た。
【００７３】
得られた光学ガラスについて、屈折率(nd)、アッべ数(νd)、転移温度(Tg)、屈伏点温度(Ts)、液相温度(L.T.)を、以下のようにして測定した。結果を表2〜3に示す。なお、表4は上記表1に示す各ガラスの組成を重量％に換算して表示したもの、表5は上記表1に示す各ガラス中の陽イオンの比率を百分率で表示したものである。
（１）屈折率（nｄ）及びアッべ数（νd）
徐冷降温速度を−30℃／時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）及び屈伏点温度（Ts）
理学電機株式会社の熱機械分析装置により昇温速度を4℃／分にして測定した。
（３）液相温度（L.T.）
白金ルツボにガラス試料約５０ｇを入れ、約１１００〜１２００℃にて約１５〜６０分溶融し、ガラス転移温度以下に冷却した後、再加熱してそれぞれ８８０℃、８９０℃、９００℃、９１０℃、９２０℃、９３０℃、９４０℃、９５０℃にて２時間保温したものを冷却して結晶析出の有無を顕微鏡により観察し、結晶の認められない最低温度を液相温度（Ｌ．Ｔ．）とした。
（４）比重
アルキメデス法を用いて算出した。
【００７４】
【表１】
2005154248.tif 000003
【００７５】
【表２】
2005154248.tif 000004
【００７６】
【表３】
2005154248.tif 000005
【００７７】
【表４】
2005154248.tif 000006
【００７８】
【表５】
2005154248.tif 000007
【００７９】
（実施例４１）
次に実施例１〜４０に相当する清澄、均質化した熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定流量で流出し、滴下又は降下切断法にて目的とするプリフォームの重量の熔融ガラス塊を分離し、熔融ガラス塊をガス噴出口を底部に有する受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上しながらプレス成形用プリフォームを成形した。熔融ガラスの分離間隔を調整、設定することにより直径2〜30ｍｍの球状プリフォームを得る。プリフォームの重量は設定値に精密に一致しており、いずれも表面が滑らかなものであった。
【００８０】
（実施例４２）
実施例４１で得られたプリフォームを、図１に示すプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。具体的にはプリフォームをプレス成形型を構成する下型2及び上型１の間に設置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。プレス成形型内部の温度を成形されるガラスが１０8〜１０10dPa・secの粘度を示す温度に設定し、同温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を押して成形型内にセットされたプリフォームをプレスした。プレスの圧力は8MPa、プレス時間は30秒とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、プレス成形されたガラス成形品を下型２及び上型１と接触させたままの状態で前記ガラスの粘度が１０12dPa・sec以上になる温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷してガラス成形品を成形型から取り出し非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。
【００８１】
精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。
【００８２】
（実施例４３）
実施例４１で得られたプリフォームを、浮上しながらプリフォームを構成するガラスの粘度が１０8dPa・secになる温度に予熱する。一方で上型、下型、胴型を備えるプレス成形型を加熱し、前記ガラスが１０9〜１０12dPa・secの粘度を示す温度にし、予熱したプリフォームをプレス成形型のキャビティ内に導入して精密プレス成形する。プレスの圧力は１０MPａとした。プレス開始とともにガラスとプレス成形型の冷却を開始し、成形されたガラスの粘度が１０12dPa・sec以上となるまで冷却した後、成形品を離型して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。
【００８３】
精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】非球面レンズを精密プレス成形するためのプレス装置の概略図。
【図１】
2005154248.tif 000008