(57)【要約】【課題】屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、研磨加工を行い易い光学ガラスと、これを用いた光学素子及び光学機器を得る。【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢ２Ｏ３成分を２５．０〜４０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を２５．０〜４８．０％、Ｇｄ２Ｏ３成分を３．０〜３０．０％、及びＹ２Ｏ３成分を０．５〜３０．０％含有するものである。光学素子は、この光学ガラスを母材とするものである。この光学ガラスによれば、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率を上記範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められて分散性が抑えられるとともに、ガラスの磨耗度が高められ、ガラスの失透温度が抑えられる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢ２Ｏ３成分を２５．０〜４０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を２５．０〜４８．０％、Ｇｄ２Ｏ３成分を３．０〜３０．０％、及びＹ２Ｏ３成分を０．５〜３０．０％含有する光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＳｉＯ２成分  ０．５〜１５．０％及び
ＺｎＯ成分  ０．１〜１０．０％
の各成分をさらに含有する請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
酸化物換算組成の質量比（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）が１．７０〜３．００である請求項２記載の光学ガラス。
【請求項４】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＺｒＯ２成分を０〜１０．０％さらに含有する請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項５】
酸化物換算組成の質量比（ＺｎＯ＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）が０．２０以下である請求項４記載の光学ガラス。
【請求項６】
酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）が４０．０〜８０．０％である請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項７】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＴｉＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＭｇＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分  ０〜１．０％
の各成分をさらに含有する請求項１から６のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項８】
実質的にＧｅＯ２成分を含有しない請求項１から７のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項９】
実質的に鉛化合物及びヒ素化合物を含有しない請求項１から８のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１０】
１．７０以上１．８２以下の屈折率（ｎｄ）を有し、４５以上６０以下のアッベ数（νｄ）を有する請求項１から９のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラスを母材とする光学素子。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラスをリヒートプレス成形して作製する光学素子。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォームを精密プレス成形して作製する光学素子。
【請求項１４】
請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラスで作製された光学素子を備える光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、光学素子及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
【０００３】
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、１．７０以上１．８２以下の屈折率（ｎｄ）を有し、４５以上６０以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率低分散ガラスのうち、例えば屈折率（ｎｄ）が１．７２以上１．８３以下、アッベ数（νｄ）が４５以上５５以下であり、かつ鉛及びフッ素を用いない光学ガラスとして、特許文献１に代表されるようなガラス組成物が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２４９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした光学素子の製造方法としては、ガラス材料を再加熱して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形品を研削研磨する方法や、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を再加熱して、高精度な成形面を持つ金型で加圧成形する方法（精密プレス成形）が用いられている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示されたガラスは、磨耗度が小さいものが多かった。そのため、これらのガラスを用いて、リヒートプレス成形後のガラス成形品に対して研磨加工を行って光学素子を得るときや、ゴブ又はガラスブロックに対して研磨加工を行ってプリフォーム材を得るときには、ガラスの研磨加工に多くの時間が掛かっており、より研磨加工を行い易いガラスが求められていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、研磨加工を行い易い光学ガラスと、これを用いた光学素子及び光学機器を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められて分散性が抑えられるとともに、ガラスの磨耗度が高められ、ガラスの失透温度が抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢ２Ｏ３成分を２５．０〜４０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を２５．０〜４８．０％、Ｇｄ２Ｏ３成分を３．０〜３０．０％、及びＹ２Ｏ３成分を０．５〜３０．０％含有する光学ガラス。
【０００９】
（２）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＳｉＯ２成分  ０．５〜１５．０％及び
ＺｎＯ成分  ０．１〜１０．０％
の各成分をさらに含有する（１）記載の光学ガラス。
【００１０】
（３）  酸化物換算組成の質量比（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）が１．７０〜３．００である（２）記載の光学ガラス。
【００１１】
（４）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＺｒＯ２成分を０〜１０．０％さらに含有する（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１２】
（５）  酸化物換算組成の質量比（ＺｎＯ＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）が０．２０以下である（４）記載の光学ガラス。
【００１３】
（６）  酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）が４０．０〜８０．０％である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１４】
（７）  酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＴｉＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＭｇＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分  ０〜１．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１５】
（８）  実質的にＧｅＯ２成分を含有しない（１）から（７）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１６】
（９）  実質的に鉛化合物及びヒ素化合物を含有しない（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１７】
（１０）  １．７０以上１．８２以下の屈折率（ｎｄ）を有し、４５以上６０以下のアッベ数（νｄ）を有する（１）から（９）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１８】
（１１）  （１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラスを母材とする光学素子。
【００１９】
（１２）  （１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラスをリヒートプレス成形して作製する光学素子。
【００２０】
（１３）  （１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォームを精密プレス成形して作製する光学素子。
【００２１】
（１４）  （１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラスで作製された光学素子を備える光学機器。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率を上記範囲内に抑えることによって、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、研磨加工を行い易く、失透し難い光学ガラスと、これを用いた光学素子及び光学機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢ２Ｏ３成分を２５．０〜４０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を２５．０〜４８．０％、Ｇｄ２Ｏ３成分を３．０〜３０．０％、及びＹ２Ｏ３成分を０．５〜３０．０％含有する。Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分を加えることによって、ガラスの屈折率が高められて分散性が抑えられる。また、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率を上記範囲内に抑えることによって、Ｂ２Ｏ３成分によって形成されるガラスの網目構造が減少し、ガラスの磨耗度が高まり、ガラスの失透温度が抑えられることが推測される。このため、屈折率（ｎｄ）が１．７０以上１．８２以下の範囲内にあり、アッベ数（νｄ）が４５以上６０以下の範囲内にありながら、５０以上の高い磨耗度、及び、１１５０℃以下の低い失透温度を有する光学ガラスを得ることができる。
【００２４】
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００２５】
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
【００２６】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラス内部で網目構造を形成し、安定なガラス形成を促す成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を２５．０％以上にすることで、ガラスを失透し難くし、安定なガラスを得易くすることができる。一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を４０．０％以下にすることで、所望の屈折率及び分散性を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは３０．０％を下限とし、好ましくは４０．０％、より好ましくは３７．０％、最も好ましくは３５．０％を上限とする。Ｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２７】
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めて分散を小さくする成分である。特に、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を２５．０％以上にすることで、所望の屈折率及び分散性を得易くすることができる。一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を４８．０％以下にすることで、ガラスの分相を抑制し、ガラスを作製する際にガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬａ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは３０．０％を下限とし、好ましくは４８．０％、より好ましくは４５．０％、最も好ましくは４２．０％を上限とする。Ｌａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２８】
Ｇｄ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めて分散を小さくする成分である。特に、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有率を３．０％以上にすることで、所望の屈折率及び分散性を得易くすることができる。一方、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの分相を抑制し、ガラスを作製する際にガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＧｄ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは３．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは１５．０％を下限とし、好ましくは３０．０％、より好ましくは２７．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。Ｇｄ２Ｏ３成分は、原料として例えばＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００２９】
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めて分散を小さくする成分である。特に、Ｙ２Ｏ３成分の含有率を０．５％以上にすることで、所望の屈折率及び分散性を得易くし、ガラスを失透し難くすることができる。一方、Ｙ２Ｏ３成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減し、ガラスを作製する際にガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＹ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは０．５％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは３．０％を下限とし、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、最も好ましくは２０．０％を上限とする。Ｙ２Ｏ３成分は、原料として例えばＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３０】
本発明の光学ガラスでは、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率の質量和が、４０．０％以上８０．０％以下であることが好ましい。この質量和を４０．０％以上にすることで、所望の光学性能を得易くすることができる。また、この質量和を８０．０％以下にすることで、ガラスを作製する際のガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、及びＹ２Ｏ３成分の含有率の質量和は、好ましくは４０．０％、より好ましくは４５．０％、最も好ましくは５０．０％を下限とし、好ましくは８０．０％、より好ましくは７５．０％、最も好ましくは７０．０％を上限とする。
【００３１】
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、光学ガラスとして好ましくないガラスを作製する際の失透（結晶物の発生）を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を０．５％以上にすることで、ガラスの耐失透性を高めることができる。一方、ＳｉＯ２成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ＳｉＯ２成分を溶融ガラス中に溶解し易くし、高温での溶解を回避することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｉＯ２成分の含有率は、好ましくは０．５％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは１．５％を下限とし、好ましくは１５．０％、より好ましくは１２．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３２】
ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性を改善して安定なガラスを形成し易くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を０．１％以上にすることで、ガラスの溶融性を改善する効果を十分に得ることができる。一方、ＺｎＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分散性の上昇を抑制することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｎＯ成分の含有率は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．３％、最も好ましくは０．５％を下限とし、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３３】
本発明の光学ガラスでは、質量和（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）に対する質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）の質量比が、１．７０以上３．００以下であることが好ましい。この質量比を１．７０以上にすることで、高屈折率及び低分散性を実現するＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３の各成分の割合が、フォーマーとなるＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３の各成分に相対して大きくなるため、所望の高屈折率及び低分散性を有するガラスを得易くすることができる。また、この質量比を３．００以下にすることで、ガラスが硬くなり難くなるため、ガラスの磨耗度をより高めることができる。従って、この質量比は、好ましくは１．７０、より好ましくは１．７２、最も好ましくは１．７４を下限とし、好ましくは３．００、より好ましくは２．５０、最も好ましくは２．００を上限とする。
【００３４】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを作製する際の耐失透性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分散性の上昇を抑えるとともに、ガラスの製造時における高温での溶解を回避し、ガラス製造時のエネルギー損失を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｒＯ２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｒＯ２成分は、原料として例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３５】
本発明の光学ガラスでは、質量和（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）に対する質量和（ＺｎＯ＋ＺｒＯ２）の質量比が０．２０以下であることが好ましい。この質量比を０．２０以下にすることで、屈折率を低下し易いアルカリ金属成分及びアルカリ土類金属成分によらなくともガラスの安定性が高められるため、所望のガラスの高屈折率を得つつ、溶融ガラスからガラスを作製する際にガラスを失透し難くすることができる。従って、この質量比は、好ましくは０．２０、より好ましくは０．１８、最も好ましくは０．１５を上限とする。
【００３６】
Ａｌ２Ｏ３成分は、光学ガラスの粘性を高めて安定なガラスを形成し易くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ａｌ２Ｏ３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分散性の上昇を抑制することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＡｌ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３７】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの分散を大きくして、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、所望の低分散性を得易くし、特に可視短波長（５００ｎｍ以下）における透過率を悪化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３８】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの分散を大きくして、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、所望の低分散性を得易くし、ガラスへの着色を低減し、特に可視短波長（５００ｎｍ以下）における透過率を悪化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＴｉＯ２成分は、原料として例えばＴｉＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３９】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、ガラスの安定性を高めて失透等を生じ難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｉ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４０】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎａ２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、ガラスの安定性を高めて失透等を生じ難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮａ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｎａ２Ｏ成分は、原料として例えばＮａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４１】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｋ２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、ガラスの安定性を高めて失透等を生じ難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＫ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｋ２Ｏ成分は、原料として例えばＫ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４２】
ＭｇＯ成分は、ガラスの溶融性を改善して耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＭｇＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＭｇＯ成分は、原料として例えばＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４３】
ＣａＯ成分は、ガラスの溶融性を改善して耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＣａＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＣＯ３、ＣａＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４４】
ＳｒＯ成分は、ガラスの溶融性を改善して耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｒＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４５】
ＢａＯ成分は、ガラスの溶融性を改善して耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢａＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４６】
本発明の光学ガラスでは、ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有率の質量和が、１０．０％以下であることが好ましい。これにより、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分の含有率の質量和は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を下限とする。
【００４７】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを安定化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｔａ２Ｏ５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減するとともに、高温での溶解を回避してガラス製造時のエネルギー損失を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４８】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率を高めて分散を大きくして、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＷＯ３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、特に可視短波長（５００ｎｍ以下）における透過率を悪化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＷＯ３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４９】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、溶融ガラスを脱泡する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有率を１．０％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ２Ｏ３成分が溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．８％、最も好ましくは０．５％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５０】
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
【００５１】
本発明の光学ガラスには、他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、ＧｅＯ２成分はガラスの分散性を高めてしまうため、実質的に含まないことが好ましい。
【００５２】
また、Ｔｉを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
【００５３】
さらに、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等のヒ素化合物、並びに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、Ｓｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。
【００５４】
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
Ｂ２Ｏ３成分  ５０．０〜７５．０ｍｏｌ％及び
Ｌａ２Ｏ３成分  １０．０〜２０．０ｍｏｌ％及び
Ｇｄ２Ｏ３成分  １．０〜１０．０ｍｏｌ％及び
Ｙ２Ｏ３成分  ０．３〜１５．０ｍｏｌ％、
並びに
ＳｉＯ２成分  １．０〜３０．０ｍｏｌ％及び／又は
ＺｎＯ成分  ０．１〜１５．０ｍｏｌ％及び／又は
ＺｒＯ２成分  ０〜１０．０ｍｏｌ％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１５．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜５．０ｍｏｌ％及び／又は
ＴｉＯ２成分  ０〜１５．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜３０．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜２０．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜１５．０ｍｏｌ％及び／又は
ＭｇＯ成分  ０〜３０．０ｍｏｌ％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜２５．０ｍｏｌ％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜１５．０ｍｏｌ％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜１０．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜３．０ｍｏｌ％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜５．０ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分  ０〜０．５ｍｏｌ％
【００５５】
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１３００〜１３５０℃の温度範囲で３〜４時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１２００℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
【００５６】
［物性］
本発明の光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、低い分散性（高いアッベ数）を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７０、より好ましくは１．７２、最も好ましくは１．７４を下限とし、好ましくは１．８２、より好ましくは１．８０、最も好ましくは１．７８を上限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは４５、より好ましくは４８、最も好ましくは５０を下限とし、好ましくは６０、より好ましくは５７、最も好ましくは５５を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。
【００５７】
また、本発明の光学ガラスは、高い磨耗度を有する必要がある。特に、光学ガラスの磨耗度は、好ましくは５０、より好ましくは５５、最も好ましくは６０を下限とする。これにより、光学ガラスが磨耗され易くなるため、光学ガラスに対する研磨加工を行い易くすることができる。
【００５８】
また、本発明の光学ガラスは、ガラス作製時の失透性が小さいことが好ましい。これにより、失透による光学素子の光学特性への影響を低減することができる。より具体的には、本発明の光学ガラスの失透温度は、好ましくは１１５０℃、より好ましくは１１３０℃、最も好ましくは１１２０℃を上限とする。これにより、ガラス作製時の成形温度が抑えられ、装置にかかる熱の負担が小さくなるため、光学ガラスの製造において低コスト化及び低環境負荷化を図ることができる。なお、本明細書中における「失透温度」とは、ガラスの成形工程における下限温度を表す指標であり、一定時間保温した時に析出する結晶の有無によって測定される指標である。
【００５９】
［光学素子及び光学機器］
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスからリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
【実施例】
【００６０】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）及び比較例（Ｎｏ．１）の組成、及び、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、磨耗度、失透温度、及びガラス作製時の失透性の結果を表１に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。
【００６１】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１）のガラスは、いずれ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、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表１に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１３００〜１３５０℃の温度範囲で３〜４時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１１５０℃以下に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。
【００６２】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１）のガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。
【００６３】
また、磨耗度は「ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの磨耗度の測定方法」に準じて測定した。すなわち、３０×３０×１０ｍｍの大きさのガラス角板の試料を水平に毎分６０回転する鋳鉄製平面皿（２５０ｍｍφ）の中心から８０ｍｍの定位置に乗せ、９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重を垂直にかけながら、水２０ｍＬに＃８００（平均粒径２０μｍ）のラップ材（アルミナ質Ａ砥粒）を１０ｇ添加した研磨液を５分間一様に供給して摩擦させ、ラップ前後の試料質量を測定して、磨耗質量を求めた。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料の磨耗質量を求め、
磨耗度＝｛（試料の磨耗質量／比重）／（標準試料の磨耗質量／比重）｝×１００
により計算した。
【００６４】
また、失透温度は、バルク状のガラスを粉砕することにより直径１〜２ｍｍ程度の試料を得て、１２００℃〜９５０℃の温度勾配のある管状炉にて３０分間保持し、急冷後の試料を１００倍の顕微鏡にて観察した。このとき、結晶が観察された最も高い温度を失透温度とした。
【００６５】
また、ガラス作製時の失透性は、段落［００６１］に記載の手法により作製されたガラスの表面を顕微鏡で観察した結果、失透が認められないガラス試料を○印、表面にのみ失透が認められたガラス試料を△印、内部にも失透が認められたガラス試料を×印で示した。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも磨耗度が５０以上、より詳細には６０以上であった。一方で、比較例のガラスは、いずれも磨耗度が６０未満であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて磨耗度が高く、研磨加工を行い易いことが明らかになった。
【００６８】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも失透温度が１１５０℃以下、より詳細には１１２０℃以下であり、いずれも上述のガラス作製時に失透性の試験において失透が認められなかった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて失透温度が低く、ガラス作製時に失透が生じ難いことが明らかになった。
【００６９】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７０以上、より詳細には１．７２以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は１．８２以下、より詳細には１．８０以下であり、所望の範囲内であった。特に、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．７８以下であって比較例（Ｎｏ．１）に比べて低い屈折率（ｎｄ）を有することが明らかになった。
【００７０】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が４５以上、より詳細には４８以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は６０以下、より詳細には５７以下であり、所望の範囲内であった。特に、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）が５０以上であって比較例（Ｎｏ．１）に比べて高いアッベ数（νｄ）を有することが明らかになった。
【００７１】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、研磨加工を行い易く、ガラス作製時に失透が生じ難いことが明らかになった。
【００７２】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、リヒートプレス成形を行った後で研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。また、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、精密プレス成形用プリフォームを形成し、精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形加工した。いずれの場合も、加熱軟化後のガラスには乳白化及び失透等の問題は生じず、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【００７３】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。