(57)【要約】【課題】（１）環境上好ましくない成分を含有しない、（２）低ガラス転移点を達成しやすい、（３）高屈折率かつ高分散である、（４）可視域または近紫外域において優れた透過率を達成しやすい、（５）プリフォームガラス成形時の耐失透性に優れる、といった要求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】屈折率が１．８５以上、アッベ数が３０以下、ガラス転移点が４５０℃以下であり、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ２Ｏ３  ４０〜９０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、ＴｅＯ２  ０．１％〜１９％を含有し、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯがそれぞれ１％未満であり、かつ、鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分、ＧｅＯ２を実質的に含有しない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】
屈折率が１．８５以上、アッベ数が３０以下、ガラス転移点が４５０℃以下であり、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ２Ｏ３  ４０〜９０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、ＴｅＯ２  ０．１％〜１９％を含有し、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯがそれぞれ１％未満であり、かつ、鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分、ＧｅＯ２を実質的に含有しないことを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
質量％で、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が０〜２．５％であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
質量比で、Ｂ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）が５．５以上であ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】
質量比で、Ｂｉ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３が８以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項５】
質量比で、（Ｂｉ２Ｏ３＋ＴｅＯ２）／Ｂ２Ｏ３が８以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項６】
質量％で、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項７】
質量％で、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５が０〜２０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項８】
質量％で、ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が０〜１５％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項９】
質量％で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯが２％以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１０】
質量％で、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０〜１０％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１１】
質量％で、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が９５％以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１２】
質量％で、Ｓｂ２Ｏ３を０〜１％含有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１３】
着色度λ７０が５００ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１４】
モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする光学素子。
【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、高屈折率かつ高分散であり、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズや、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ等に好適な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は、一般に以下のようにして作製される。
【０００３】
まず、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（液滴成形）、必要に応じて、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。または、溶融ガラスを急冷鋳造して、一旦ガラスインゴットを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。続いて、プリフォームガラスを加熱して軟化し、精密加工を施した金型によって加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写してレンズを作製する。このような成形方法は、一般にモールドプレス成形法（または精密プレス成形法）と呼ばれている。
【０００４】
モールドプレス成形法を採用する場合、金型の劣化を抑制しつつ、レンズを精密にモールドプレス成形するために、できるだけ低いガラス転移点（少なくとも６５０℃以下）を有するガラスが求められており、種々のガラスが提案されている。
【０００５】
また、プリフォームガラスを作製する際に失透が生じると、モールドプレスレンズとしての基本性能が損なわれることから、耐失透性に優れたガラスであることが重要である。さらに、近年の環境問題への意識の高まりから、ガラス成分に鉛等の有害な物質を使用しない光学ガラスが望まれている。なお、近年では、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズや撮影用レンズといった光学レンズには、コスト削減を目的として、レンズを薄くしたり、レンズの枚数を少なくしたりすることが検討されている。このように、レンズの薄肉化やレンズ枚数の低減を実現するために、高屈折率で高分散（アッベ数の小さい）のガラス材質が求められている。このような光学特性を有するガラスとして、ビスマスを主成分として含有する光学ガラスが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０１０３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１０６６２５号公報
【特許文献３】特開２００６−１５１７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、高屈折率の光学ガラスを作製しようとすると、高屈折率に寄与する成分に起因して着色が生じ、特に可視域または近紫外域の透過率が低下しやすいという問題がある。一方、着色を抑制する成分を添加するとアッベ数が大きくなる、すなわち低分散になる傾向がある。このように、高屈折率かつ高分散で、しかも可視光透過率に優れた光学ガラスを作製することは困難であるとされている。
【０００８】
そこで、本発明は、（１）環境上好ましくない成分を含有しない、（２）低ガラス転移点を達成しやすい、（３）高屈折率かつ高分散である、（４）可視域または近紫外域において優れた透過率を達成しやすい、（５）プリフォームガラス成形時の耐失透性に優れる、といった要求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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、屈折率が１．８５以上、アッベ数が３０以下、ガラス転移点が４５０℃以下であり、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ２Ｏ３  ４０〜９０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、ＴｅＯ２  ０．１％〜１９％を含有し、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯがそれぞれ１％未満であり、かつ、鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分、ＧｅＯ２を実質的に含有しないことを特徴とする光学ガラスに関する。
【００１０】
本発明の光学ガラスは、組成中にＢｉ２Ｏ３を多量に含有しており、かつ、ＴｅＯ２を必須成分として含有するため、低ガラス転移点を達成しやすい。そのため、低温でモールドプレス成形可能であり、ガラス成分の揮発物に起因する金型の劣化を抑制することができる。また、モールドプレス成形の際に、透明性を阻害する失透物が生じにくいという効果も奏する。
【００１１】
また、本発明の光学ガラスは、高屈折率かつ高分散の光学特性を達成しやすい。さらに、透過率を低下させやすいＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの各成分の含有量をそれぞれ１％未満に厳しく規制しており、また、同じく透過率を低下させやすいＧｅＯ２を実質的に含有しないため、可視域または近紫外域における透過率に優れる。よって、光学デバイスにおいて、光学レンズの薄肉化やレンズ枚数の低減が可能になり、部品コストの削減や性能の向上を図ることが可能になる。
【００１２】
さらに、本発明の光学ガラスは、有害成分である鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分を実質的に含有しないため、環境上好ましいガラスである。
【００１３】
なお、本発明において、「鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分、ＧｅＯ２を実質的に含有しない」とは、これらの成分を意図的にガラス中に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで完全に排除することを意味するものではない。客観的には、不純物を含めたこれらの成分の含有量が、質量％で、各々０．１％未満であることを意味する。
【００１４】
第二に、本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が０〜２．５％であることが好ましい。
【００１５】
ＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶融温度が高くなり、結果として、ビスマス成分が還元されて金属ビスマスが析出しやすくなり、透過率低下の原因となる。そこで、これらの成分の含有量を上記の通り規制することにより、溶融温度を低下させて、透過率に優れたガラスを製造することが可能となる。また、製造コストを低減することが可能となる。
【００１６】
第三に、本発明の光学ガラスは、質量比で、Ｂ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）が５．５以上であることが好ましい。
【００１７】
当該構成により、高屈折率かつ高分散であり、ガラス転移点が低く、しかも透過率に優れたガラスが得られやすくなる。
【００１８】
第四に、本発明の光学ガラスは、質量比で、Ｂｉ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３が８以下であることが好ましい。
【００１９】
当該構成により、透過率に優れたガラスが得られやすくなる。また、溶融温度を下げて、製造コストを低減することが可能となる。
【００２０】
第五に、本発明の光学ガラスは、質量比で、（Ｂｉ２Ｏ３＋ＴｅＯ２）／Ｂ２Ｏ３が８以下であることが好ましい。
【００２１】
当該構成により、透過率に優れたガラスが得られやすくなる。また、溶融温度を下げて、製造コストを低減することが可能となる。
【００２２】
第六に、本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２が９０％以上であることが好ましい。
【００２３】
当該構成により、高屈折率かつ高分散であり、ガラス転移点が低く、しかも透過率に優れたガラスが得られやすくなる。
【００２４】
第七に、本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５が０〜２０％であることが好ましい。
【００２５】
当該構成により、透過率が高く、耐失透性に優れたガラスが得られやすくなる。
【００２６】
第八に、本発明の光学ガラスは、質量％で、ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が０〜１５％であることが好ましい。
【００２７】
ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める成分であるが、透過率を低下しやすい成分である。したがって、これらの成分を上記範囲に制限することにより、透過率の高いガラスが得られやすくなる。
【００２８】
第九に、本発明の光学ガラスは、質量％で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯが２％以下であることが好ましい。
【００２９】
当該構成により、透過率に優れたガラスが得られやすくなる。
【００３０】
第十に、本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０〜１０％であることが好ましい。
【００３１】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは低ガラス転移点を達成しやすくする成分である。しかし、これらの成分を添加すると、黄色に着色しやすくなり、透過率低下の原因になる。よって、これらの成分の含有量を上記範囲に制限することにより、透過率の高いガラスが得られやすくなる。
【００３２】
なお、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを添加した場合に着色する原因は、以下のように考えられている。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは融剤として働き、ガラスネットワークを切断する。その結果、ガラス中における非架橋酸素が増加する。ビスマスを多く含有するガラスにおいて、非架橋酸素は近紫外域に吸収を示すため、近紫外域および可視域の透過率が低下しやすくなる。
【００３３】
第十一に、本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が９５％以上であることが好ましい。
【００３４】
当該構成により、高屈折率かつ高分散であり、ガラス転移点が低く、しかも透過率に優れたガラスが得られやすくなる。
【００３５】
第十二に、本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｓｂ２Ｏ３を０〜１％含有することが好ましい。
【００３６】
第十三に、本発明の光学ガラスは、着色度λ７０が５００ｎｍ未満であることが好ましい。
【００３７】
本発明において「着色度λ７０」とは、透過率曲線において透過率が７０％になる波長をいう。着色度λ７０が小さいほど、可視域および近紫外域において高い透過率を有することを意味する。
【００３８】
第十四に、本発明の光学ガラスは、モールドプレス成形用であることが好ましい。
【００３９】
第十五に、本発明は、前記いずれかの光学ガラスを用いたことを特徴とする光学素子に関する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例であるＮｏ．４０の試料について、プレス性評価を行った際の金型の様子を示す写真である。
【図２】本発明の比較例であるＮｏ．３４の試料について、プレス性評価を行った際の金型の様子を示す写真である。
【図３】本発明の比較例であるＮｏ．６０の試料について、プレス性評価を行った際の金型の様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の光学ガラスにおける各成分の含有量を上記のように限定した理由を説明する。なお、特に断りがない場合、以下の説明において「％」は「質量％」を意味する。
【００４２】
Ｂｉ２Ｏ３は高屈折率かつ高分散、低ガラス転移点、化学耐久性等の各特性を実現させる必須成分である。また、屈折率を向上させる成分のなかでも耐失透性が低下しにくく、液相温度の上昇（液相粘度の低下）を抑制する効果もある。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は４０〜９０％、５０〜８９％、６０〜８８％、７０〜８７％、特に７１〜８６％であることが好ましい。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、高屈折率かつ高分散の光学特性を達成しにくくなり、低ガラス転移点化も困難になる傾向がある。一方、Ｂｉ２Ｏ３は揮発性が高いため、その含有量が多すぎると、モールドプレス成形時に金型が劣化しやすくなったり、ガラスが金型に融着しやすくなる。また、化学耐久性が低下したり、透過率が低下しやすくなる。さらに、失透しやすくなる。
【００４３】
Ｂ２Ｏ３はガラス骨格を構成する成分である。また、透過率を高める成分であり、紫外域付近の透過率低下を抑制し、吸収端を低波長側にシフトさせることができる。特に、高屈折率のガラスの場合は、Ｂ２Ｏ３の添加による透過率を高める効果が得られやすい。また、失透を抑制する効果も有する。さらに、化学耐久性を向上させる効果や、モールドプレス成形時における金型の劣化やガラスの金型への融着を抑制する効果を有する。Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜３０％、２〜２９．５％、４〜２９％、特に６〜２８％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３はアッベ数を上昇させやすい成分であるため、その含有量が多すぎると、高分散特性が得られにくくなる。また、高屈折率特性を達成しにくくなる。さらに、低ガラス転移点化が困難になる傾向がある。
【００４４】
着色度に優れたガラスを得るためには、Ｂｉ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の含有量の比を調整することが好ましい。具体的には、質量比で、Ｂｉ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３が８以下、７．５以下、特に７以下であることが好ましい。当該比率が大きすぎると、着色度に優れたガラスが得られにくくなる。また、ＢｉおよびＢを主成分とする失透物が析出しやすくなる。
【００４５】
ＴｅＯ２は、Ｂｉ２Ｏ３と同様に高屈折率かつ高分散、低ガラス転移点、化学耐久性等の各特性を実現させる必須成分である。また、屈折率を向上させる成分のなかでも耐失透性が低下しにくく、液相温度の上昇を抑制する効果もある。ＴｅＯ２の含有量は０．１〜１９％、０．１〜１５％、０．１〜１０％、特に０．５〜５％であることが好ましい。ＴｅＯ２はＢｉ２Ｏ３と同様に揮発性が高いため、その含有量が多すぎると、モールドプレス成形時に金型が劣化しやすくなったり、ガラスが金型に融着しやすくなる。また、化学耐久性が低下したり、透過率が低下しやすくなる。なお、Ｂｉ２Ｏ３をＴｅＯ２に置換することで、ＢｉおよびＢを主成分とする失透物の析出を抑制したり、化学耐久性を向上させることが可能となる。
【００４６】
着色度に優れたガラスを得るためには、Ｂｉ２Ｏ３＋ＴｅＯ２とＢ２Ｏ３の含有量の比を調整することが好ましい。具体的には、質量比で、（Ｂｉ２Ｏ３＋ＴｅＯ２）／Ｂ２Ｏ３が８以下、７．５以下、特に７以下であることが好ましい。当該比率が大きすぎると、着色度に優れたガラスが得られにくくなる。また、ＢｉおよびＢを主成分とする失透物が析出しやすくなる。
【００４７】
また、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２を９０％以上、９３％以上、９５％以上、特に９７．５％以上と多くすることにより、高屈折率かつ高分散で、ガラス転移点が低く、しかも透過率に優れ、さらにモールドプレス成形時における金型の劣化や金型への融着が発生しにくいガラスが得られやすくなる。
【００４８】
なお、本発明において、Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２を８％以上、９％以上、１０％以上、特に１２％以上と多くすることにより、高屈折率かつ高分散で、ガラス転移点が低く、しかも透過率に優れ、さらにモールドプレス成形時における金型の劣化や金型への融着が発生しにくいガラスが得られやすくなる。
【００４９】
また、Ｂｉ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２）が７．５以下、５以下、特に４．５以下であることが好ましい。Ｂｉ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２）が上記範囲を満たすことにより、透過率に優れ、さらにモールドプレス成形時における金型の劣化や金型への融着が発生しにくいガラスが得られやすくなる。
【００５０】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯは、屈折率を大きく低下させたりアッベ数を大きく上昇させることなく、融剤として作用する成分である。これらの成分を添加することにより、粘度を低下させて低ガラス転移点化を図り、金型と融着しにくいガラスを得ることができる。しかし、これらの成分の含有量が多すぎると、液相温度が上昇して溶融、成形工程中に失透物が析出しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる。その結果、ガラスを量産化しにくくなる。また、耐候性が低下し、研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へのガラス成分の溶出量が増大したり、高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著になったりする。さらに、アルカリ金属酸化物と同様、融剤として働くことによりガラス中に非架橋酸素が増加し、当該非架橋酸素が原因となって透過率が低下しやすくなる。またモールドプレス成形時に、かえってガラスが金型に融着しやすくなる。よって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの含有量は、それぞれ１％未満、特に０．５％以下であることが好ましく、特に実質的に含有しない（具体的には、それぞれ０．１％未満）ことが最も好ましい。ただし、これらの成分による融剤としての効果を積極的に得るためには、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの少なくとも１種を０．１％以上含有しても構わない。
【００５１】
なお、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯは２％以下、１％以下、特に０．５％以下であることが好ましく、特に実質的に含有しない（具体的には、０．１％未満）ことが最も好ましい。
【００５２】
ＳｉＯ２は、Ｂ２Ｏ３とともにガラス骨格を構成することが可能な成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中のＢ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物等の成分が研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。ＳｉＯ２の含有量は０〜２．５％、特に０．１〜２％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、溶融性が低下し、溶融温度が高くなる傾向がある。結果として、酸化ビスマス成分の還元により金属ビスマスが析出して透過率が低下したり、未溶解による脈理や泡がガラス中に残存してレンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。
【００５３】
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３とともにガラス骨格を構成することが可能な成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中のＢ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物等の成分が研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜２．５％、特に０．１〜２％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、溶融温度が高くなって、透過率が低下したり、未溶解による脈理や泡がガラス中に残存してレンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。
【００５４】
なお、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３は０〜２．５％、０〜２％、０〜１．５％、０〜１％、特に０．１〜０．５％であることが好ましい。ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が多すぎると、溶融温度が高くなり、透過率が低下の原因となる。
【００５５】
また、透過率の高いガラスを得るためには、Ｂ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）は５．５以上、７以上、特に１０以上であることが好ましい。
【００５６】
上記成分以外に、軟化点を低下させる成分として、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を添加することができる。
【００５７】
Ｌｉ２Ｏはアルカリ金属酸化物のなかで最も軟化点を低下させる効果が大きい。また、他のアルカリ金属酸化物と比較して液相温度の上昇が少ない成分である。また、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３と置換することにより、アッベ数を低下させることができる。しかし、Ｌｉ２Ｏは分相性が強いため、その含有量が多すぎると、液相温度が上昇して失透物が析出しやすくなり、作業性が低下するおそれがある。また、Ｌｉ２Ｏは化学耐久性を低下させやすく、着色により透過率も低下させやすい。さらに、Ｌｉ２Ｏは屈折率を低下させる成分であるため、多量に含有すると高屈折率特性を達成しにくくなる。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が多すぎると、モールドプレス成形時にガラスが金型に融着しやすくなる。したがって、Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜５％、０〜３％、特に０．１〜１．５％であることが好ましい。
【００５８】
Ｎａ２ＯはＬｉ２Ｏと同様に軟化点を低下させる効果を有する。また、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３と置換することにより、アッベ数を低下させることができる。しかし、その含有量が多すぎると、屈折率が大幅に低下したり、ガラス溶融時にＢ２Ｏ３とＮａ２Ｏを主成分とする揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向がある。また、液相温度が上昇して、ガラス中に失透物が析出しやすくなる。さらに、モールドプレス成形時にガラスが金型に融着しやすくなる。したがって、Ｎａ２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％であることが好ましい。
【００５９】
Ｋ２ＯもＬｉ２Ｏと同様に軟化点を低下させる効果を有する。また、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３と置換することにより、アッベ数を低下させることができる。しかし、その含有量が多くなりすぎると、屈折率が大幅に低下したり、耐候性が低下する傾向がある。また、液相温度が上昇して、ガラス中に失透物が析出しやすくなる。さらに、モールドプレス成形時にガラスが金型に融着しやすくなる。したがって、Ｋ２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％であることが好ましい。
【００６０】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは０〜１０％、０．１〜５％、特に０．５〜５％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが多すぎると、ＢｉおよびＢを主成分とする失透物が析出しやすくなったり、化学耐久性が低下しやすくなる。また、所望の光学特性が得られにくくなる。さらに、着色して透過率が低下しやすくなったり、モールドプレス成形時にガラスが金型に融着しやすくなる。
【００６１】
本発明の光学ガラスは、上記成分以外にも以下の成分を含有することができる。
【００６２】
Ｌａ２Ｏ３は、透過率をほとんど低下させることなく屈折率を高めることが可能な成分であり、同時に化学耐久性を向上させる効果も有する。Ｌａ２Ｏ３の含有量は０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、耐失透性が低下すると同時に、高分散なガラスが得られにくくなる。
【００６３】
Ｇｄ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３と同様に、透過率をほとんど低下させることなく屈折率を高めることが可能な成分であり、同時に化学耐久性を向上させる効果も有する。Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多すぎると、耐失透性が低下すると同時に、高分散なガラスが得られにくくなる。
【００６４】
Ｔａ２Ｏ５は、透過率をほとんど低下させることなく屈折率および分散を高める効果がある。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜２０％、０〜１５％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。
【００６５】
Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５は０〜２０％、０〜１０％、０〜７．５％、０〜５％、特に０．１〜２．５％であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５が多すぎると、ガラスが着色しやすくなったり、失透しやすくなる。なお、これらの成分は、希少価値が高く高価な原料（レアメタル）であるため、コストを低減する観点からは、実質的に含有しない（具体的には、０．１％未満）ことが好ましい。
【００６６】
ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分であると同時に、分散を高める効果もあり、化学耐久性を向上させる効果も有する。また、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５と比較して、失透を抑制する働きが大きい。
【００６７】
ＴｉＯ２の含有量は０〜１０％、０〜５％、特に０．１〜５％であることが好ましい。ＴｉＯ２はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５に比べ透過率を低下させる割合が小さいため、ＴｉＯ２を積極的に添加することで、比較的高い透過率を維持しつつ、高屈折率および高分散の光学特性が得られやすくなる。また、ＴｉＯ２は、上記３成分のなかでは耐失透性の向上に最も有効な成分である。さらに、ＴｉＯ２を含有することで紫外線による劣化を抑制することができる。しかし、その含有量が多すぎると透過率が低下する傾向がある。特に、不純物としてＦｅ成分がガラス中に多く含まれる場合（例えば２０ｐｐｍ以上）に透過率が顕著に低下する傾向がある。
【００６８】
ＷＯ３の含有量は０〜１０％、０〜５％、０〜２％、特に０．１〜１％であることが好ましい。ＷＯ３は上記３成分のなかで最も透過率を低下させやすい成分であるため、透過率の高いガラスを得る場合は、その含有量はなるべく少なくしたほうがよい。
【００６９】
Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０〜１０％、０〜５％、特に０．１〜５％であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、Ｎｂ２Ｏ５を主成分とする失透物がガラス表面に析出（表面失透）したり、ガラスが不均質となり脈理が発生しやすくなる。また、透過率が低下する傾向がある。
【００７０】
ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５は０〜１５％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が多すぎると、透過率が顕著に低下しやすくなる。
【００７１】
なお、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５を９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、９９％以上、特に９９．５％以上と多くすることにより、高屈折率および高分散の特性を達成しやすくなる。
【００７２】
また、本発明の光学ガラスは、上記成分以外にも種々の成分を、本発明の特性を損なわない範囲で添加することが可能である。このような成分として、例えばＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、清澄剤などが挙げられる。
【００７３】
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、耐失透性を改善（Ｂ２Ｏ３およびＬａ２Ｏ３で形成される失透物の抑制）したり、化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、ＺｒＯ２の含有量が多くなるとガラス転移点が上昇し、モールドプレス成形性が低下すると同時に、ＺｒＯ２を主成分とする失透物が析出しやすくなる。また、アッベ数が大きくなって、高分散なガラスが得られにくくなる傾向がある。したがって、ＺｒＯ２の含有量は０〜１０％、０〜７．５％、特に０．１〜５％であることが好ましい。
【００７４】
Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３は屈折率を高め、分散を低下させる成分である。また、分相を抑制する効果がある。Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３と置換することにより耐失透性を改善することができる。Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３の含有量は各々０〜１０％、特に０〜８％であることが好ましい。Ｙ２Ｏ３または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、ガラス中に脈理が発生しやすくなる。
【００７５】
Ｐ２Ｏ５は、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３とともにガラス骨格を構成することが可能な成分である。また、透過率を高める成分であり、紫外域付近の透過率低下を抑制し、吸収端を低波長側にシフトさせることができる。特に、高屈折率のガラスの場合は、Ｐ２Ｏ５の添加による透過率を高める効果が得られやすい。また、失透を抑制する効果やモールドプレス成形時に金型が劣化しやすくなったり、ガラスが金型に融着しやすくなることを抑制できる効果を有する。Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜５％、０．１〜４％、０．１〜３％、特に０．１〜２．５％であることが好ましい。Ｐ２Ｏ５はアッベ数を上昇させやすい成分であるため、その含有量が多すぎると、高分散特性が得られにくくなったり、化学耐久性が低下する傾向がある。また、高屈折率特性を達成しにくくなったり、低ガラス転移点化が困難になる傾向がある。
【００７６】
清澄剤としては、例えばＳｂ２Ｏ３が挙げられる。Ｓｂ２Ｏ３は低温で溶融するガラスの清澄に有効であり、不純物であるＦｅ成分等による着色を抑制することができる。ただし、その添加量が多くなりすぎると、当該清澄剤からなるブツが発生しやすくなる。したがって、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０〜１％、特に０．００１〜０．１％であることが好ましい。清澄剤としては、その他にＳｎＯ２等を使用することができる。
【００７７】
ＧｅＯ２は、高屈折率かつ高分散の光学特性を得るための成分であるが、透過率が低下しやすい。また、高価な原料であるため、多量に使用すると原料コストが高くなる傾向がある。したがって、本発明の光学ガラスはＧｅＯ２を実質的に含有しない。
【００７８】
鉛成分（ＰｂＯ等）、ヒ素成分（Ａｓ２Ｏ３等）およびフッ素成分（Ｆ２等）は、環境上の理由から、実質的なガラスへの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は実質的に含有しない。
【００７９】
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．８５以上、１．９以上、特に１．９５以上であることが好ましい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は３０以下、２５以下、特に２０以下であることが好ましい。これらの光学特性を満たすことにより、レンズの薄肉化やレンズ枚数の低減を実現でき、高機能で小型の光学デバイス用光学レンズとして好適となる。
【００８０】
本発明の光学ガラスは、着色度λ７０が５００ｎｍ未満、４８０ｎｍ以下、特に４６０ｎｍ以下であることが好ましい。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特性に劣り、各種光学レンズ等の光学素子に使用することが困難となる。
【００８１】
着色度λ７０を上記範囲に調整するためには、既述の通り、Ｂｉ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３の比を調整したり、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＴｉＯ２等の透過率を低下させる成分の含有量を制限することが効果的である。また、後述するように、溶融を酸化雰囲気下で行って、着色の原因となる金属ビスマスの析出を抑制することも好ましい。なお、不純物として白金が混入すると透過率が低下する傾向があるため、溶融炉の材質としては極力、白金を含有しないものが好ましい。例えば、溶融炉としては金を主成分として含有する材質を採用することが好ましい。なお、バッチ原料として粒径の小さいものや、一旦ガラス化したものを使用することにより、溶解性を向上させ、未溶解不純物の混入を抑制することができる。
【００８２】
本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が４５０℃以下、４２５℃以下、特に４２０℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が高すぎると、低温でのモールドプレス成形が困難となり、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染、ガラスと金型との融着などの問題が発生しやすくなる。
【００８３】
次に、本発明の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の光学ガラスを製造する方法を説明する。
【００８４】
まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、溶融炉中で溶融を行う。酸化ビスマスは溶融時に他の成分を酸化したり、自身が還元されて金属ビスマスとなり、透過率低下の原因となりやすい。したがって、酸化雰囲気で溶融することが好ましい。酸化雰囲気を実現するためには、酸化剤として働く硝酸原料、炭酸原料、水和物等を多く含む原料、具体的には硝酸ビスマス、硝酸ランタン、硝酸バリウム、硝酸ソーダ等を多く使用することが好ましい。また、溶融時に酸素を多く含むガスをガラス中に導入することで、より酸化方向の溶融雰囲気を達成することができる。
【００８５】
なお、高温で溶融すると、酸化ビスマスがより還元されやすく、金属ビスマスが析出しやすくなるため、溶融温度はなるべく低いほうが好ましい。具体的には、溶融温度は１２００℃以下、１１００℃以下、特に１０００℃以下が好ましい。特に、溶融炉として金を主成分として含有する材質を使用する場合、その融点が低いため（純金で約１０６０℃）、溶融温度もそれに応じて低くする必要がある。溶融温度の下限は特に限定されないが、ガラス原料を十分に溶融してガラス化するために、７００℃以上、特に８００℃以上であることが好ましい。
【００８６】
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。または、溶融ガラスを急冷鋳造して、一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。
【００８７】
続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスを投入して軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をプリフォームガラスに転写させる（モールドプレス成形）。このようにして光学ガラスを得ることができる。
【実施例】
【００８８】
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。
【００８９】
表１〜９は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜３２、３６〜５９）および比較例（Ｎｏ．３３〜３５、６０）を示している。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
【表２】
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【００９２】
【表３】
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【００９３】
【表４】
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【００９４】
【表５】
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【００９５】
【表６】
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【００９６】
【表７】
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【００９７】
【表８】
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【００９８】
【表９】
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【００９９】
各ガラス試料は次のようにして調製した。
【０１００】
まず、表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、金ルツボを用いて８００〜１０５０℃で１時間溶融した。溶融後、ガラス融液をカーボン板上に流し出し、さらにアニール後、各測定に適したガラス試料を作製した。
【０１０１】
得られたガラス試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、着色度λ７０を測定した。結果を表１〜９に示す。
【０１０２】
屈折率は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。
【０１０３】
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＝［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］式から算出した。
【０１０４】
ガラス転移点は、熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ  ｍｅｔｅｒ）にて測定される値によって評価した。
【０１０５】
着色度λ７０は、分光光度計を用いて、厚さ１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨されたガラス試料について、２００〜８００ｎｍの波長域での透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、透過率７０％を示す波長により評価した。
【０１０６】
さらに、実施例であるＮｏ．４０および比較例であるＮｏ．３４およびＮｏ．６０の試料についてプレス性評価を行った。このプレス性評価は、モールドプレス成形を想定した金型とガラスの融着を評価したものである。具体的には、研磨されたタングステンカーバイト（ＷＣ）板の間に、５ｍｍφ×５ｍｍtのサイズの端面鏡面研磨されたガラス試料を挟み込み、窒素雰囲気で熱処理を行いながら５０ＫＰａで１０分間加圧した後の金型へのガラスの融着状態を観察した。ここで、熱処理温度はガラス転移点＋４０℃とした。試験後の金型の写真を図１〜３（順にＮｏ．４０、Ｎｏ．３４およびＮｏ．６０に対応）に示す。
【０１０７】
表１〜９から明らかなように、実施例であるＮｏ．１〜３２、３６〜５９のガラスは、高屈折かつ高分散の光学特性、低ガラス転移点および低着色度の各特性を満たしていた。一方、比較例であるＮｏ．３３および３４のガラスは着色度に劣り、Ｎｏ．３５のガラスはガラス転移点が高かった。また、図１〜３から明らかなように、実施例であるＮｏ．４０の試料では、金型にガラスがほとんど融着していないのに対し、比較例であるＮｏ．３４およびＮｏ．６０の試料では、金型とガラスの接したほとんどの部分でガラスが融着していることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の光学ガラスは、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；光通信用レンズ等の光学素子に好適である。なお、モールドプレス成形以外の成形方法で製造される硝材として使用することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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