(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、低い温度で軟化し易く、プレス成形を行い易い光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを提供する。【解決手段】この光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を５．０〜５０．０％、ＴｉＯ２成分を５．０〜４０．０％、ＺｎＯ成分を１．０〜４０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜２０．０％含有する。精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスを母材とする。【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物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を５．０〜５０．０％、ＴｉＯ２成分を５．０〜４０．０％、ＺｎＯ成分を１．０〜４０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜２０．０％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物質量に対して、モル％で
ＳｉＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜２０．０％
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】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
Ｐ２Ｏ５成分  ０〜５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％
の各成分をさらに含有する請求項１又は２のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項４】
酸化物換算組成の物質量比（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋ＧｅＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が６．０以上である請求項３記載の光学ガラス。
【請求項５】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ成分  ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項６】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏが０％を超え且つ２０．０％以下である請求項５記載の光学ガラス。
【請求項７】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＭｇＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜２０．０％
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】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯが１．０％〜２５．０％である請求項７記載の光学ガラス。
【請求項９】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＴｅＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分  ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分  ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分  ０〜２０．０％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８のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１０】
１．７５以上２．２０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、２１．０以上４０．０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】
ガラス転移点（Ｔｇ）が６２０℃以下である請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１２】
屈服点（Ａｔ）が６４０℃以下である請求項１から１１のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１３】
請求項１〜１２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１４】
請求項１〜１２のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形して作製する光学素子。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか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１６】
請求項１５記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形して作製する光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子に関する。
【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、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、１．７５以上２．２０以下の高い屈折率（ｎｄ）を有し、２１．０以上４０．０以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率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ガラスとしては、特許文献１に代表されるような、例えば屈折率（ｎｄ）が１．８、アッベ数（νｄ）が３５以下であるガラス組成物が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１３７６４５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、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加熱軟化して、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、ガラス転移点（Ｔｇ）が高いものが多く、これらのガラスの溶解性は低いものであった。また、特許文献１で開示されたガラスは、屈服点（Ａｔ）が高いものが多く、これらのガラスはプレス成形し難いものであった。それらの理由により、特許文献１のガラスからプリフォーム材を作製し、プリフォーム材を加熱軟化及びプレス成形して光学素子を作製しようとしても、プリフォーム材を加熱軟化してプレス成形する温度を高める必要があるため、作製した光学素子が着色したり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。
【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、低い温度で軟化し易く、プレス成形を行い易い光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得ることにある。
【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、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの高屈折率化が図られ、所望のアッベ数が得られるとともに、ガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり、屈服点（Ａｔ）が低くなることを見出し、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物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を５．０〜５０．０％、ＴｉＯ２成分を５．０〜４０．０％、ＺｎＯ成分を１．０〜４０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜２０．０％含有する光学ガラス。
【０００９】
（２）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＳｉＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する（１）記載の光学ガラス。
【００１０】
（３）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
Ｐ２Ｏ５成分  ０〜５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％
の各成分をさらに含有する（１）又は（２）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１１】
（４）  酸化物換算組成の物質量比（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋ＧｅＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が６．０以上である（３）記載の光学ガラス。
【００１２】
（５）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ成分  ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１３】
（６）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏが０％を超え且つ２０．０％以下である（５）記載の光学ガラス。
【００１４】
（７）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＭｇＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜２０．０％
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）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯが１．０％〜２５．０％である（７）記載の光学ガラス。
【００１６】
（９）  酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＴｅＯ２成分  ０〜１０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分  ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜２０．０％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分  ０〜１０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分  ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分  ０〜２０．０％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（８）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１７】
（１０）  １．７５以上２．２０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、２１．０以上４０．０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）  ガラス転移点（Ｔｇ）が６２０℃以下である（１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラス。
【００１９】
（１２）  屈服点（Ａｔ）が６４０℃以下である（１）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２０】
（１３）  （１）〜（１２）のいずれか記載の光学ガラスを母材とする光学素子。
【００２１】
（１４）  （１）〜（１２）のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形して作製する光学素子。
【００２２】
（１５）  （１）〜（１２）のいずれか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。
【００２３】
（１６）  （１５）記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形して作製する光学素子。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、Ｂ２Ｏ３成分、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの高屈折率化が図られ、所望のアッベ数が得られるとともに、ガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり、屈服点（Ａｔ）が低くなり、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが大きくなる。このため、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、低い温度で軟化し易く、プレス成形を行い易く、且つ熱的安定性が高い光学ガラスと、これを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を５．０〜５０．０％、ＴｉＯ２成分を５．０〜４０．０％、ＺｎＯ成分を１．０〜４０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜２０．０％含有する。Ｂ２Ｏ３成分、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分を併用し、Ｂ２Ｏ３成分、ＴｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、及びＬａ２Ｏ３成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの高屈折率化が図られ、所望のアッベ数が得られるとともに、ガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり、屈服点（Ａｔ）が低くなり、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが大きくなる。このため、低い温度で軟化し易く、プレス成形を行い易く、熱的安定性が高く、且つ１．７５以上２．２０以下の屈折率（ｎｄ）と２１．０以上４０．０以下のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラスを得ることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
［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物質量に対するモル％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物質量を１００モル％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。
【００２８】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの網目を構成する成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を５．０％以上にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。一方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を５０．０％以下にすることで、所望の屈折率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物質量に対するＢ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは１０．０％を下限とし、好ましくは５０．０％、より好ましくは４７．０％、最も好ましくは４５．０％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。
【００２９】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率を高める成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を５．０％以上にすることで、ガラスの所望の屈折率を得易くすることができる。一方で、ＴｉＯ２成分の含有率を４０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高め、ガラスの着色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物質量に対するＴｉＯ２成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは１０．０％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。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。
【００３０】
ＺｎＯ成分は、ガラスの屈折率を高め、さらにガラス転移点（Ｔｇ）を低くする成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を１．０％以上にすることで、ガラスの屈折率及びガラス転移点（Ｔｇ）を所望の範囲内に維持し易くすることができる。一方で、ＺｎＯ成分の含有率を４０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＺｎＯ成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは４．０％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。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。
【００３１】
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を低くする成分である。特に、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を５．０％以上にすることで、所望の高屈折率低分散特性を得易くすることができる。一方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＬａ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは１０．０％を下限とし、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００３２】
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促す成分であり、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１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの屈服点を上昇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物質量に対するＳｉＯ２成分の含有率は、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。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。
【００３３】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率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、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高め、ガラスの液相温度を上昇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物質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００３４】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの網目を構成する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｐ２Ｏ５成分の含有率を５．０％以下にすることで、失透傾向を低減してガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。Ｐ２Ｏ５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３５】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの安定性と屈折率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、ＧｅＯ２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ことができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＧｅＯ２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＧｅＯ２成分は、原料として例えばＧｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３６】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの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、Ａｌ２Ｏ３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、所望の屈折率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物質量に対するＡｌ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％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】
本発明の光学ガラスでは、物質量和（ＳｉＯ２＋ＧｅＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）に対する物質量和（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）の物質量比が、６．０以上であることが好ましい。この物質量比を６．０以上にすることで、ガラスの網目を構成する酸化物のうちガラス転移点（Ｔｇ）を低くする酸化物の含有量が相対的に多くなるため、ガラスの安定性を維持しつつガラス転移点（Ｔｇ）を低くすることができる。従って、酸化物換算組成におけるこの物質量比は、好ましくは６．０、より好ましくは６．５、最も好ましくは６．８を下限とする。
【００３８】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）を低くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＬｉ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００３９】
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２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＮａ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４０】
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２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＫ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４１】
Ｃｓ２Ｏ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、Ｃｓ２Ｏ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＣｓ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｃｓ２Ｏ成分は、原料として例えばＣｓ２ＣＯ３、ＣｓＮＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４２】
本発明の光学ガラスでは、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）の含有率の物質量和が、０％を超え且つ２０．０％以下であることが好ましい。Ｒｎ２Ｏ成分を含有することで、ガラスの溶融性を改善することができる。また、この物質量和を２０．０％未満にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＲｎ２Ｏ成分の含有率の物質量和は、好ましくは０％を超え、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とし、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。
【００４３】
ＭｇＯ成分は、ガラスの溶融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２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＭｇＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４４】
ＣａＯ成分は、ガラスの溶融性を高め、ガラスの屈折率及び分散を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＣａＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４５】
ＳｒＯ成分は、ガラスの溶融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２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＳｒＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４６】
ＢａＯ成分は、ガラスの屈折率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２０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢａＯ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００４７】
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）の含有率の物質量和が、１．０％以上２５．０％以下であることが好ましい。特に、ＲＯ成分を１．０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高めることができる。一方で、この物質量和を２５．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＲＯ成分の含有率の物質量和は、好ましくは１．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは４．０％を下限とし、好ましくは２５．０％、より好ましくは２２．０％、最も好ましくは２０．０％を上限とする。
【００４８】
ＴｅＯ２成分は、ガラス転移点を低くし、ガラスの屈折率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、ＴｅＯ２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの熱膨張係数を小さくし、白金製の部材との合金化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物質量に対するＴｅＯ２成分の含有率は、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。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４９】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率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、ＺｒＯ２成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高め、ガラスの液相温度を上昇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物質量に対するＺｒＯ２成分の含有率は、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。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。
【００５０】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率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、Ｔａ２Ｏ５成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスを安定化することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００５１】
ＷＯ３成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げ、ガラスの安定性を向上し、ガラスの屈折率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、ＷＯ３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの分相傾向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物質量に対するＷＯ３成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００５２】
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を低くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｙ２Ｏ３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＹ２Ｏ３成分の含有率は、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。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。
【００５３】
Ｇｄ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を低くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有率を１５．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＧｄ２Ｏ３成分の含有率は、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。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。
【００５４】
Ｙｂ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を低くする成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＹｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｙｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＹｂ２Ｏ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５５】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡を促進して清澄なガラスを得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、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０．９％、最も好ましくは０．８％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。
【００５６】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【００５７】
＜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。
【００５８】
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、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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物質量に対するモル％で表されているため直接的に質量％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質量％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  ３．０〜３０．０質量％及び
ＴｉＯ２成分  ３．０〜３０．０質量％及び
ＺｎＯ成分  ０．７〜３０．０質量％及び
Ｌａ２Ｏ３成分  １５．０〜５５．０質量％
並びに
ＳｉＯ２成分  ０〜７．０質量％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分  ０〜４５．０質量％及び／又は
Ｐ２Ｏ５成分  ０〜５．０質量％及び／又は
ＧｅＯ２成分  ０〜１０．０質量％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分  ０〜１０．０質量％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分  ０〜７．０質量％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分  ０〜１５．０質量％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分  ０〜２０．０質量％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ成分  ０〜５０．０質量％及び／又は
ＭｇＯ成分  ０〜８．０質量％及び／又は
ＣａＯ成分  ０〜１０．０質量％及び／又は
ＳｒＯ成分  ０〜２０．０質量％及び／又は
ＢａＯ成分  ０〜３０．０質量％及び／又は
ＴｅＯ２成分  ０〜１５．０質量％及び／又は
ＺｒＯ２成分  ０〜１７．０質量％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分  ０〜５０．０質量％及び／又は
ＷＯ３成分  ０〜４５．０質量％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分  ０〜２０．０質量％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分  ０〜５０．０質量％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分  ０〜５０．０質量％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分  ０〜３．０質量％
【００６１】
［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７００〜１２００℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
【００６２】
［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、適度な分散性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１．７５、より好ましくは１．７８、最も好ましくは１．８０を下限とし、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１８、最も好ましくは２．１５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２１．０、より好ましくは２２．０、最も好ましくは２３．０を下限とし、好ましくは４０．０、より好ましくは３９．０、最も好ましくは３８．０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。
【００６３】
また、本発明の光学ガラスは、できるだけ低い温度で軟化する必要がある。特に、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは６２０℃、より好ましくは６００℃、最も好ましくは５８０℃を上限とする。これにより、本発明の光学ガラスを精密プレス成形用プリフォーム等のプリフォーム材を作製し、これを加熱軟化して光学素子を作製しても、低い温度でガラスを軟化することができる。
【００６４】
また、本発明の光学ガラスは、できるだけプレス成形を行い易い必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈服点（Ａｔ）は、好ましくは６４０℃、より好ましくは６３０℃、最も好ましくは６２０℃を上限とする。屈服点（Ａｔ）は、ガラス転移点（Ｔｇ）と同様にガラスの低温軟化性を示す指標の一つであるが、よりプレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈服点（Ａｔ）が低いガラスでは、プレス成形温度をより低くすることができ、こうしたガラスは容易にプレス成形を行うことができる。
【００６５】
また、本発明の光学ガラスは、高い熱的安定性を有する。特に、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴは、好ましくは１５０℃、より好ましくは１５３℃、最も好ましくは１５５℃を下限とする。これにより、ガラスの熱的安定性を高めることができるため、本発明の光学ガラスを用いて精密プレス成形用プリフォーム等のプリフォーム材を作製し、これを加熱軟化及び成型して光学素子を作製しても、加熱軟化したガラスの結晶化による光学素子の失透をはじめとした、光学素子の光学特性への影響を低減することができる。
【００６６】
［プリフォーム及び光学素子］
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精密プレス成形等の手段を用いて、レンズ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。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。
【実施例】
【００６７】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）及び参考例（Ｎｏ．１）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、結晶化開始温度（Ｔｘ）、屈服点（Ａｔ）、並びにガラス転移点及び結晶化開始温度の差（ΔＴ）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。
【００６８】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び参考例（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に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で７００〜１２００℃の温度範囲で溶融し、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。
【００６９】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（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。
【００７０】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）及び屈服点（Ａｔ）は、示差熱測定装置（ネッチゲレテバウ社製  ＳＴＡ  ４０９  ＣＤ）を用いて測定した。このときのサンプル粒度は４２５〜６００μｍとし、昇温速度は１０℃／ｍｉｎとした。さらに、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスのΔＴを、この方法で求めたガラス転移点（Ｔｇ）と、結晶化開始温度（Ｔｘ）と、の差より求めた。
【００７１】
【表１】
2009286674.tif 000002
【００７２】
表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）が６２０℃以下、より詳細には５８０℃以下であった。特に、実施例（Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が５６０℃以下であり、参考例（Ｎｏ．１）に比べて低いガラス転移点（Ｔｇ）を有しており、低い温度で軟化し易いことが明らかになった。
【００７３】
また、表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈服点（Ａｔ）が６４０℃以下、より詳細には６１５℃以下であった。一方で、参考例のガラスは、屈服点（Ａｔ）が６１５℃より高かった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、参考例のガラスに比べてプレス成形を行い易いことが明らかになった。
【００７４】
また、表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが１５０℃以上、より詳細には１５７℃以上であった。一方で、参考例のガラスは、ΔＴが１５７℃未満であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、参考例のガラスに比べて熱的安定性が高いことが明らかになった。
【００７５】
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１．７５以上、より詳細には１．８０以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．２０以下、より詳細には２．１５以下であり、所望の範囲内であった。
【００７６】
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２１．０以上、より詳細には２３．０以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は４０以下、より詳細には３８．０以下であり、所望の範囲内であった。
【００７７】
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、低い温度で軟化し易く、プレス成形を行い易く、且つ高い熱的安定性を有することが明らかになった。
【００７８】
さらに、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ところ、安定に様々なレンズ形状に加工することができた。
【００７９】
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。