光学ガラス、ならびにプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法
【課題】着色が低減されたホウ酸ランタン系ガラスを提供すること。
【解決手段】酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
【解決手段】酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学素子用の材料として好適な光学ガラスに関するものである。
更に本発明は、上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子ならびにこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ、プリズム等の光学素子用の材料として使用される光学ガラスには、高い透明性を有すること、即ち着色が少ないことが求められる。
【０００３】
ガラスの着色低減に関し、例えば特許文献１には、ＴｉＯ2を含むホウ酸塩系の光学ガラスにおける着色を低減するために、Ｓｂ2Ｏ3および／またはＡｓ2Ｏ3を添加することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、ＴｉＯ2を含有するガラスにおける着色低減に関する技術が開示されている。これに対し、本発明者の検討により、ホウ酸ランタン系ガラスでは、ＴｉＯ2含有量を低減しＴｉＯ2を含まないガラスとしたときにもガラスの着色が発生することがあること、そしてこの着色は特許文献１に開示された技術では十分抑制できないことが判明した。
【０００６】
そこで本発明の目的は、着色が低減されたホウ酸ランタン系ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
特許文献１では、ガラスの着色機構について、ネットワーク形成成分が少なくＴｉＯ2を多量に含むホウ酸塩系ガラスでは、Ｔｉイオンによる発色機能が高められることがガラスの着色の原因であると記載されている。しかし本発明者の検討の結果、高屈折率低分散のホウ酸ランタン系ガラスでは、特許文献１に記載されている着色機構とは別に、Ｆｅに起因する波長３６０ｎｍ〜３７０ｎｍ近辺での光吸収が強まることによる着色機構が存在することが明らかとなった。即ち、ＴｉＯ2含有量を低減したとしても、特許文献１に記載の技術では、着色抑制が困難な組成系が存在するのである。
そこで本発明者は上記知見に基づき更に検討を重ねた結果、上記組成系における着色は所定量のＳｎＯ2を添加することにより低減できることを新たに見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
［１］酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
［２］酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む［１］に記載の光学ガラス。
［３］Ｆｅ2Ｏ3に換算して０．０５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下のＦｅを含む［１］または［２］に記載の光学ガラス。
［４］波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70は４００ｎｍ以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラス。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
［６］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
［７］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
［８］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
［９］［５］に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
［１０］［８］に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
［１１］［６］に記載の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１２］［１０］に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１３］［５］に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１４］［８］に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、着色が低減された高屈折率低分散のホウ酸ランタン系光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[光学ガラス]
本発明は、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスに関する。本発明の光学ガラスは、ＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％あり、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含むものである。
【００１１】
本発明において「酸化物換算のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、本発明において「外割」とは、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量を１００％とした場合の相対質量％をいうものとする。また、Ｆｅ2Ｏ3に換算したＦｅの含有量は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を含むガラス全質量に対する含有量をｐｐｍ単位で表示する。
【００１２】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスは、低分散性を維持しつつ屈折率を高めることができる。本発明者の検討によれば、上記組成系では、ＴｉＯ2を低減したとしても、Ｆｅに起因する波長３６０ｎｍ〜３７０ｎｍ近辺での光吸収が強まることによって着色が発生する。一方、特許文献１に記載の技術は、Ｔｉに起因する着色を抑制するものであるため、特許文献１に記載の技術によって上記Ｆｅに起因する着色を低減することは困難である。
【００１３】
これに対し本発明の光学ガラスは、Ｓｎ化合物を必須成分として含有することにより、上記着色を抑制することができる。その外割含有量は、ＳｎＯ2換算で０．０１〜３質量％の範囲である。上記含有量が０．０１質量％未満では、十分な着色抑制効果を得ることが困難となり、３質量％を超えると溶け残りが生じて均質なガラスを得ることができなくなる。上記含有量は、ガラスの均質化と着色低減を両立する観点から、好ましくは０．０１〜２質量％、より好ましくは０．０１〜１質量％の範囲である。
【００１４】
更に本発明の光学ガラスは、任意成分としてＳｂ化合物を含有する。その外割含有量は、Ｓｂ2Ｏ3換算で０〜０．１質量％の範囲である。上記含有量が０．１質量％を超えると、Ｓｎ化合物の添加による着色抑制効果を十分に得ることができない。また、熔融容器や熔融ガラスを流すパイプを構成する白金などの耐熱性金属あるいは耐熱性合金が侵蝕され、金属イオンとしてガラスに溶け込むことによりガラスの着色が強まったり、侵蝕物がガラス中に異物として混入して光の散乱源になるなどの問題を引き起こす。上記含有量は、好ましくは０〜０．０５質量％、より好ましくは０．０２質量％未満、さらに好ましくは０〜０．０１質量％、一層好ましくは０〜０．００５質量％、より一層好ましくは０〜０．００１質量％であり、Ｓｂ化合物を添加しないことがさらに好ましい。
【００１５】
本発明の光学ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含むガラスである。上記Ｆｅ量が２０ｐｐｍを超えると、Ｓｎ化合物の添加による着色抑制効果を得ることが困難となる。上記Ｆｅ量は、好ましくは１５ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは７ｐｐｍ以下である。なお、ガラス原料の不純物としてガラスに導入されるＦｅの量、および高純度原料を使用したとしても光学ガラスを大量生産する場合、不可避的に混入するＦｅの量は上記Ｆｅ量として、通常０．０５ｐｐｍ以上である。原料コストのアップを許容し、超高純度原料または高純度原料を使用してＦｅのガラスへの混入を抑制すると、上記Ｆｅ量は、通常０．０５ｐｐｍ以上かつ２ｐｐｍ未満となる。また、原料コストを抑えるため、汎用の光学ガラス原料を用いると、上記Ｆｅ量は、通常２ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下となり、この範囲でさらにＦｅの混入量を抑制すると、上記Ｆｅ量は、通常２ｐｐｍ以上７ｐｐｍ以下となる。本発明では、Ｓｎ化合物を所定量添加することにより、Ｆｅ不純物を実質的に含まない高純度ガラス原料のようにグレードがさほど高くない原料を使用しても着色が抑制されたガラスを得ることができる。このように本発明によれば原料の制限を受けにくいため、高品質な光学ガラスを安定して供給することができるとともに、原料コストを抑制することもできる。
また、ステンレスのように鉄を含む材料で作られた装置を用いてガラス原料を調合したり、原料を熔融装置に供給する場合、上記材料の摩耗によってＦｅが原料に混入することがある。本発明によれば、こうした場合でもガラスの着色を抑制し、均質な光学ガラスを提供することができる。また、ガラス製造装置にステンレスのような鉄を含む耐久性の高い材料を使用してもガラスの品質に悪影響を及ぼすおそれがなくなるため、装置の耐久性向上による生産性向上を図ることもできる。
更に本発明によれば、Ｓｎ化合物および任意に添加されるＳｂ化合物の清澄作用により、残留泡のない均質な光学ガラスを得ることができる。特に、Ｓｎ化合物はＳｂ化合物と比べてルツボの侵蝕性が少ないことから、Ｓｎ化合物を必須成分として着色を抑制しつつ十分な清澄効果が得られる量を添加してもルツボの侵蝕が促進されることもない。
【００１６】
次に、本発明の光学ガラスについて、更に詳細に説明する。なお、以下に記載の含有量は、特に断りのない限り、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する含有量を示すものとする。
【００１７】
前述のように、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスは、低分散性を維持しつつ屈折率を高めることができる。この組成系のガラスにおいて、Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワーク形成成分として機能し、その含有量が２質量％未満ではガラス安定性が低下し、ガラス製造中に失透するなどの不具合が生じ、５０質量％を超えると屈折率を高める成分であるＬａ2Ｏ3を導入しても光学ガラスとして有用な屈折率を得ることが困難となる。そのため、Ｂ2Ｏ3の含有量を２〜５０質量％とする。好ましい含有量については後述する。
【００１８】
Ｌａ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをする成分の中では、比較的分散を低く保つ成分であり、比較的多量に導入してもガラス安定性を損なわない成分である。Ｌａ2Ｏ3の含有量が１０質量％未満では光学ガラスとして有用な屈折率を得ることが困難となり、その含有量が６０質量％を超えるとガラス安定性が低下し、ガラス製造中に失透するなどの不具合が生じやすくなる。したがって、Ｌａ2Ｏ3の含有量は１０〜６０質量％とする。好ましい含有量については後述する。
【００１９】
上記含有量でＢ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3を含むガラスの熔解温度は、概ね１２００〜１５００℃の範囲となる。上記量のＳｎ化合物を添加したガラスの着色抑制効果と清澄効果は、上記熔解温度において特に優れたものとなる。
【００２０】
Ｂ2Ｏ3は、前述の機能とともにガラスの熔融性、流動粘性の温度低下に効果的な成分である。その含有量は、上記理由により２〜５０％とする。Ｂ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は１０〜４５％である。
【００２１】
ＳｉＯ2は、Ｂ2Ｏ3と同様、ガラスネットワーク形成機能を有する成分であり、耐失透性の改善に効果がある。しかし、ＳｉＯ2を３０％より多く含有させると、ガラスの熔解性が低下し、ガラス原料が溶け残ったり、溶け残りを防止するために熔解温度を高めることにより白金などの耐熱性金属ルツボが侵蝕されて白金異物がガラスに混入したり、白金がイオンとしてガラスに溶け込むことによりガラスの着色が著しくなることがあるため、ＳｉＯ2の含有量は０〜３０％とすることが好ましい。下限値は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．５％以上、更に好ましくは１％以上であり、上限値は、好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下、更に好ましくは１５％以下、より一層好ましくは１０％以下、なお一層好ましくは７％以下である。
【００２２】
Ｌａ2Ｏ3は、前述のとおり、高屈折率、低分散ガラスを得るための必須成分であり、上記理由から、その含有量は１０〜６０％とする。下限値は、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上、更に好ましくは２５％以上である。上限値は、好ましくは５５％以下、より好ましくは５０％以下、更に好ましくは４５％以下である。
【００２３】
ＴｉＯ2は、屈折率やアッベ数などの光学的特性を調整しつつ、化学的耐久性、耐失透性を向上させるための成分であるが、上記の通り着色の原因となるため、本発明の光学ガラスでは、その含有量を１％以下とする。ただしＦｅに起因する着色は、単にＴｉＯ2を低減するのみでは抑制することはできない。これに対し本発明では、所定量のＳｎＯ2を添加することにより、Ｆｅに起因する着色を抑制することができる。Ｓｎ化合物の添加による着色改善効果は、ＴｉＯ2の含有量が比較的少ないガラスのほうが顕著に現れる。こうした理由からＴｉＯ2の含有量の好ましい範囲は０〜０．５％、さらに好ましい範囲は０〜０．１％であり、ＴｉＯ2を含有しないガラスがなお一層好ましい。
【００２４】
ＷＯ3は少量の添加によって 耐失透性を良化させる成分であるが、ＷＯ3の含有量が４％よりも多くなるとガラスの短波長域の吸収が強まり着色を生じる傾向が強くなり、Ｓｎ化合物の添加によっても着色を改善することが困難となる。したがって本発明の光学ガラスでは、ＷＯ3の含有量は０〜４％とする。Ｓｎ化合物の添加による着色改善効果の点から、ＷＯ3の含有量は０〜３％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましく、０〜０．１％とすることが更に一層好ましく、ＷＯ3を含有しないガラスがなお一層好ましい。
【００２５】
Ｇｄ2Ｏ3は、Ｌａ2Ｏ3と同様の作用を発揮することができる成分でありＬａ2Ｏ3と置換し得る成分である。ただしその含有量が３０％ を超えると耐失透性が悪化し、安定生産可能なガラスが得られにくくなる。したがって、Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜３０％とすることが好ましく、０〜２５％の範囲とすることがより好ましい。
【００２６】
Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3もまた、Ｌａ2Ｏ3 との置換により０〜２０％を含有させることも可能である。しかし、これらの量を上回ると耐失透性が悪化し、安定生産可能なガラスが得られにくくなるため、含有量は上記範囲内とすることが好ましい。Ｙｂ2Ｏ3は特に赤外線吸収作用があるため、暗視カメラ用レンズなどの赤外光を透過することが望まれる場合などにおいて、その含有量を０〜５％の範囲とすることが好ましく、０〜２％の範囲とすることがより好ましく、０〜１％の範囲とすることがさらに好ましく、０〜０．５％の範囲とすることが一層好ましく、０〜０．１％の範囲とすることがより一層好ましく、含有しないことがなお一層好ましい。一般の撮像レンズなどにおいても、広い波長域にわたり高い透過率を示すガラスが望ましいことから、Ｙｂ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は上記のとおりである。
【００２７】
Ｔａ2Ｏ5は、高屈折率、低分散特性を付与するための成分であり、ガラスの低分散化に有用であるが、Ｔａ2Ｏ5の含有量が１９％を超えると熔融性が悪化する傾向がある。したがってＴａ2Ｏ5の含有量は０〜１９％が適当である。
【００２８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折率を付与するための成分であり、耐失透性を改善する効果も有する。Ｎｂ2Ｏ5の含有量は、０〜２０％（好ましくは０〜１５％、より好ましくは０〜１０％、更に好ましくは０〜７％、より一層好ましくは０〜５％）とすることが適当である。
【００２９】
ＺｒＯ2は、高屈折率をもたらす成分であり、少量の添加で耐失透性を改善する効果を有する。しかし、１５％を上回ると逆に耐失透性が低下し、熔解性も悪化する。したがって、ＺｒＯ2の含有量は０〜１５％とすることが好ましく、０〜１０％とすることがより好ましく、０〜７％とすることが更に好ましい。
【００３０】
ＺｎＯは、ガラスに高屈折率を付与するとともに、耐失透性の良化、粘性流動の温度を低下させる効果を有する成分である。しかし、その含有量が４０％を超えると耐失透性が低下して、ガラスを安定して製造しにくくなる。したがって、ＺｎＯの含有量は０〜４０％とすることが好ましく、０〜３５％とすることがより好ましく、０〜３０％とすることが更に好ましい。
【００３１】
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯはガラス原料として炭酸塩、硝酸塩を用いることにより脱泡を促進する効果があり、屈折率やアッベ数の調整効果も有するが、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの合計含有量が３０％を超えると耐失透性が低下して、安定生産可能な光学ガラスが得られにくくなる。したがって、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの合計含有量は０〜３０％とすることが好ましく、０〜２５％とすることがより好ましく、０〜２０％とすることが更に好ましく、０〜１５％とすることがより一層好ましく、０〜１０％とすることがなお一層好ましい。
【００３２】
以上説明したように、本発明の光学ガラスの好ましい態様としては、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む光学ガラスを挙げることができる。
【００３３】
次に、上記成分とともに本発明の光学ガラスに添加可能な任意成分について説明する。
【００３４】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは、ガラス転移温度の低下に効果的な成分である。特にＬｉ2Ｏ含有の効果が極めて高い。しかし、耐失透性の低下や屈折率が低下するため、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量は０〜１０％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましく、０〜０．１％とすることが更に一層好ましい。
【００３５】
Ａｌ2Ｏ3は、少量の添加で耐失透性を改善する作用を有する場合があるが、同時に屈折率が低下するため、その含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜２％とすることがさらに好ましく、０〜１％とすることが一層好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましい。
【００３６】
なお、Ｇａ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3もそれぞれ、例えば０〜１０％程度の範囲で含有させることはできるが、添加によって、耐失透性が悪化するおそれがあること、高価な原料であることから、Ｇａ2Ｏ3およびＩｎ2Ｏ3の合計含有量は０〜１％とすることが望ましく、０〜０．５％の範囲にすることがより望ましく、Ｇａ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3を導入しないことがさらに望ましい。
【００３７】
ＧｅＯ2は、ＳｉＯ2と同様の効果を有するが、ＧｅＯ2の含有量が３％を上回ると耐失透性が低下する傾向がある。したがってＧｅＯ2の含有量は０〜３％が適当であり、０〜２％の範囲とすることが好ましく、０〜１％の範囲とすることがさらに好ましい。上記組成系のガラスではＧｅＯ2を添加しない場合にも所望の特性、性質を得ることができるので、ＧｅＯ2は高価であるため導入しないことが一層好ましい。
【００３８】
Ｂｉ2Ｏ3は、少量の添加でガラス転移温度を低下させる効果を有するが、２０％を超えると耐失透性が低下し、また着色を生じる傾向がある。したがってＢｉ2Ｏ3の含有量を０〜２０％とすることが好ましく、０〜１５％とすることがより好ましく、０〜１０％とすることが更に好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがより一層好ましく、０〜０．５％とすることが更に一層好ましく、０〜０．１％とすることがなお一層好ましい。
【００３９】
なお、清澄剤として強力な作用を有するＡｓ2Ｏ3は毒性があるため、ガラスに添加しないことが望ましい。Ａｓ2Ｏ3は、Ｓｂ2Ｏ3よりも酸化力が強く、白金などの耐熱性金属を侵蝕し、侵蝕された白金粒子が異物としてガラス中に混入するなどの問題を引き起こす。さらに、Ａｓ2Ｏ3は毒性が強く環境への負荷が大きいため、本発明の光学ガラスとしては、Ａｓを添加しないこと、すなわち、Ａｓフリーガラスであることが好ましい。
【００４０】
その他、導入しないことが望ましいものとしては、鉛およびその化合物、ＵやＴｈなどの放射性物質などが挙げられる。また、ガラスの着色を低減するという観点から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖｅ、Ｎｉ、Ｃ ｏ などの着色原因となる物質の導入も避けるべきである。また、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｃｄの添加も避けるべきである。Ｌｕ2Ｏ3やＨｆＯ2も高価な成分であり、本発明において必須成分ではないから、コスト低減の観点からＬｕ2Ｏ3やＨｆＯ2を含有させないことが好ましい。本発明においてはＬｕ2Ｏ3やＨｆＯ2を用いなくても所望の光学ガラスを得ることができる。
【００４１】
本発明の光学ガラスは、前述のようにＦｅによる波長３６０ｎｍから３７０ｎｍ近辺での光吸収に起因する着色を抑制することができる。このように着色が抑制されたガラスであることは、波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70または８０％となる波長λ80を指標として評価することができる。本発明の光学ガラスは、例えば４００ｎｍ以下のλ70を示すことができ、更には３９５ｎｍ以下、３８０ｎｍ以下のλ70を示すこともできる。λ70の下限は特に限定されるものではないが、例えば３００ｎｍ程度である。また、λ80は４６０ｎｍ以下であることが好ましい。λ80の下限は特に限定されるものではないが、例えば３３０ｎｍ程度である。
【００４２】
本発明におけるλ70およびλ80は、後述の実施例に示す方法によって測定される値とする。なお、後述の実施例に示す方法によって測定されるλ5は、上記外部透過率が５％となる波長であり、光の透過量が少ない波長における数値であるため着色に与える影響は少ないが、着色をよりいっそう抑制する観点からはλ5は３６０ｎｍ以下であることが好ましい。λ5の下限は特に限定されるものではないが、例えば２３０ｎｍ程度である。
【００４３】
本発明の光学ガラスは、必須添加剤としてＳｎ化合物を添加し、任意添加剤としてＳｂ化合物を添加したガラス原料を熔融容器内で加熱、熔融することにより製造（以下、「製法１」という）することができる。ガラス原料、Ｓｎ化合物およびＳｂ化合物としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を適宜用いることが可能である。これらの原料および添加剤を所定の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを熔解・清澄・攪拌し、均質化することにより、泡や未熔解物を含まず均質な熔融ガラスを得ることができる。
【００４４】
製法１は、所謂、バッチ原料を調合し、熔融して光学ガラスを生産する方法、バッチダイレクトメルト法である。一方、本発明の光学ガラスは、原料を一旦、熔融、ガラス化してカレット原料とし、カレット原料を調合、熔融することにより製造（以下、「製法２」という）することもできる。より詳しくは、製法２は、粗熔解用ガラス原料とＳｎ化合物（および任意にＳｂ化合物）を熔融容器内で一緒に加熱、粗熔解し、得られた熔解物を急冷してカレット原料を作製し、このカレット原料を用いてガラスを熔融、清澄および均質化し、得られた熔融ガラスを成形することで、本発明の光学ガラスを製造する方法である。製法１、製法２のいずれにおいても、Ｓｎの量がＳｎＯ2に換算して外割で０．０１〜３質量％、Ｓｂの量がＳｂ2Ｏ3に換算して外割で０〜０．１質量％となるように、Ｓｎ化合物およびＳｂ化合物の添加量を調整することにより、上記組成系にＦｅが混入した光学ガラスにおける着色を低減することができる。
【００４５】
本発明の光学ガラスは、前述の量のＦｅを含むものである。Ｆｅ混入の態様としては、以下の態様を挙げることができる。本発明によれば、いずれの態様によりＦｅが混入したガラスであっても着色を抑制することができる。
（１）ガラス原料にＦｅ化合物を意図的に混合する。
（２）Ｆｅが混入したガラス原料を使用する。
（３）光学ガラス製造工程における装置からＦｅが混入する。
【００４６】
以下、上記（３）についてより詳細に説明する。
例えば、ガラス成分に対応する粉体状の複数種の化合物と添加剤としてＳｎ化合物（例えばＳｎＯ2）を秤量し、ステンレス製容器に入れて、ステンレス製の攪拌具を用いて十分混合することにより、調合原料を得ることができる。この調合原料を用いて熔融ガラスを調製し、流出する熔融ガラスを鋳型に流し込んで成形し、得られたガラス成形品をアニールすることにより光学ガラスを得ることができる。熔融ガラスの調製は、例えば以下のように行うことができる。まず調合原料を原料供給装置にセットし、次いで原料を適量ずつガラス熔融容器に投入し、加熱、熔融、清澄、均質化、流出する。原料の投入はガラス熔融容器内のガラスが概ね一定量に保たれるよう、連続的にもしくは間欠的に行うことができる。
上記工程では、例えば原料調合時に用いられるステンレス製容器、攪拌具の原料に接触する面は、僅かながら原料との摩擦によって削られ、ステンレスの微粉末が原料に混入することがある。ステンレス中には鉄が含まれており、こうして原料にＦｅが混入する。また、原料供給装置でも鉄またはステンレスなどの鉄を含む合金で作られた部分が削れ、原料に鉄が混入することがある。予めガラス原料または添加剤に不純物として含まれる鉄の量から算出されるガラス中の鉄不純物量より、実測したガラス中の鉄不純物量が多くなる場合があるが、その差はガラス製造中に上記理由によって原料に混入した鉄に起因すると考えられる。超高純度原料を使用しても上記のように原料に鉄が混入することがあるが、こうした場合でも、本発明によれば所定量のＳｎ化合物を原料に加えることによりガラスの着色を低減、抑制することができる。
上記の例では粉体状化合物を用いて原料を調合したが、粉体状化合物を用いる代わりにカレットを調合し、ガラスを熔融する場合も、Ｓｎ化合物の添加により同様の効果を得ることができる。
【００４７】
製法１、製法２のいずれにおいても、熔融ガラスを成形、徐冷することにより、本発明の光学ガラスを得ることができる。成形方法としては、鋳込み成形、棒材成形、プレス成形などの公知の技術が使用できる。成形されたガラスは、通常、予めガラスの転移点付近に加熱されたアニール炉に移し、室温まで徐冷される。得られたガラスは適宜、切断、研削、研磨が施される。必要に応じて、ガラスを切断し加熱プレスを行うこともできるし、精密なゴブを作製し、加熱し非球面レンズなどに精密プレス成形をすることもできる。本発明の光学ガラスの用途については後述する。
【００４８】
[プレス成形用ガラス素材およびその製造方法]
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記本発明の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材である。上記ガラス素材は、着色が抑制され、均質性が高いガラスからなるため、高品質な光学素子をプレス成形によって作製する際、非常に有用なものである。
【００４９】
本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、本発明の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するものである。本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法の第一の態様としては、光学ガラスを加工する下記態様を挙げることができる。
例えば、清澄、均質化した熔融ガラスを鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材とする。研磨によって表面を滑らかに仕上げたガラス素材は精密プレス成形用プリフォームとすることもできる。ガラス片をバレル研磨することにより、プレス成形後に成形品の表面を研削、研磨して光学素子とするための研磨用プレス成形品を作るためのガラス素材にすることもできる。
【００５０】
第二の態様としては、前記ガラス素材１個分の熔融ガラス塊を調製し、前記熔融ガラス塊に風圧を加え、浮上状態でプレス成形用ガラス素材に成形する態様を挙げることができる。第二の態様によれば、熔融ガラス塊を浮上状態で成形するため、自由表面からなる滑らかでシワのない表面を備えたガラス素材を作製することができる。こうしたプレス成形用ガラス素材は精密プレス成形用プリフォームに好適である。
精密プレス成形用プリフォームの場合、表面に炭素含有膜など精密プレス成形時に成形型成形面に沿ってガラスの延びをよくするコートを形成してもよい。
【００５１】
[光学素子ブランクおよびその製造方法]
本発明の光学素子ブランクは、上記本発明の光学ガラスからなる光学素子ブランクである。
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、前記光学素子の形状に研削、研磨しろを加えたガラス物品であり、表面を研削、研磨することにより光学素子に仕上げられる光学素子母材である。本発明の光学素子ブランクは、本発明の光学素子ブランクの製造方法によって製造することができるが、熔融ガラスをプレス成形型を用いてプレス成形することにより得ることもできる。この場合、プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形することが、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができるため好ましい。
【００５２】
本発明の光学素子ブランクの製造方法は、
（１）本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法；
（２）本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法、
の２つの態様を含む。
【００５３】
いずれの態様においても、ガラス素材の加熱、プレス成形はともに大気中で行うことができる。ガラス素材の表面に、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形すると、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができる。プレス成形して得られた光学素子ブランクを成形型から取り出し、アニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるように微調整することが好ましい。本発明において、所要量のＳｎ化合物（および任意にＳｂ化合物）の添加によって、ガラス加熱時の耐失透性が悪化することはないため、本発明の光学ガラスは上記光学素子ブランクの製造に好適である。
【００５４】
本発明の光学素子ブランクおよびその製造方法によれば、着色が低減され、残留泡を含まない光学的に均質な内部品質を有する光学素子ブランクを提供することができ、この光学素子ブランクを研削、研磨することにより、高品質な光学素子を得ることができる。
【００５５】
[光学素子およびその製造方法]
本発明の光学素子は、上記本発明の光学ガラスからなる光学素子である。本発明の光学素子は、着色が低減され、残留泡を含まない均質なガラスからなるため、撮像用光学素子や投影用光学素子、光通信用光学素子、光記録媒体へのデータ書き込みや光記録媒体からにデータ読み出しに使用する光ピックアップレンズ、その他の光学素子として好適である。
撮像用光学素子、投影用光学素子としては、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凹レンズ、球面両凸メニスカスレンズ、球面平凸レンズ、球面平凹レンズ、非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凹レンズ、非球面両凸メニスカスレンズ、非球面平凸レンズ、非球面平凹レンズ、プリズムなどを例示することができる。これらの光学素子は、一眼レフカメラの交換レンズ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話搭載の撮像レンズ、パソコン搭載の撮像レンズ、監視カメラの撮像レンズ、車載カメラの撮像レンズ、液晶プロジェクタ搭載の投影レンズやプリズムなどに好適である。
光通信用光学素子としては光ファイバー同士、あるいは光ファイバーと光部品のカップリングレンズなどを例示することができる。
その他光学素子としては、回折格子、フレネルレンズ、光フィルターなどを例示することができる。
これら光学素子の表面には、必要に応じて反射防止膜や部分反射膜、高反射膜、波長依存性を有する反射膜などをコートすることもできる。
【００５６】
本発明の光学素子の製造方法は、
（１）本発明の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（２）本発明の光学素子ブランクの製造方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（３）本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（４）本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法、
の４つの態様を含む。
【００５７】
態様（１）および（２）において、研削、研磨は公知の方法を適用すればよく、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させるなどすることにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。態様（１）および（２）は、各種球面レンズ、プリズムなどの光学素子を製造する方法として好適である。
【００５８】
態様（３）および（４）における精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。精密プレス成形には、公知の方法を用いればよく、プレス成形用ガラス素材として予めプリフォームを用意し、このプリフォームを加熱して精密プレス成形する。態様（３）および（４）では、ガラスを再度、加熱するため、ガラス素材を構成するガラスには優れた耐失透性が求められる。本発明によれば、所要量のＳｎ化合物およびＳｂ化合物の添加によってガラスの耐失透性が損なわれることはないので、本態様によって、失透のない光学素子を高生産性のもとに量産することができる。態様（３）および（４）は、各種非球面レンズ、光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズの製造に好適である。
【実施例】
【００５９】
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。
【００６０】
１．光学ガラス成形体の実施例・比較例
【００６１】
ホウ酸、酸化物、炭酸塩などの化合物を用い、表１に記載されている実施例１〜２１の組成を有する光学ガラスおよび比較例１〜２２の組成を有する光学ガラスが得られるように前記化合物を秤量、混合し、ガラス原料を調合した。
なお、実施例１１および比較例６を除く実施例、比較例の光学ガラスを得るためのガラス原料は汎用の光学ガラス原料用化合物を用いて調合した。実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４では、ガラス原料に表１記載の量のＦｅ2Ｏ3を添加した。実施例１１および比較例６の光学ガラス原料は高純度の化合物を用いて調合した。すなわち、実施例１１および比較例６の光学ガラス原料は高純度原料とした。
次いで、これらガラス原料をガラス熔融槽に導入しながら加熱、熔融し、得られた熔融ガラスを熔融槽と連結パイプで連結した清澄槽に流し、清澄を行った後、清澄槽に連結パイプで連結した作業槽に流し、攪拌して均質化した後、作業槽の底部に取り付けた流出パイプから流出させて鋳型に鋳込み、成形した。上記熔融槽、清澄槽、作業槽、各連結パイプ、流出パイプは白金合金製とした。
また、ガラス原料の混合装置、ガラス原料の熔融槽への投入装置は、耐久性に優れるステンレス製装置を用い、ガラス原料による摩耗を抑制するようにしたため、装置からのＦｅ混入はないとみなすことができる。したがって、実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４以外の実施例および比較例については、ガラス原料中のＦｅ量を測定し、測定値から算出した光学ガラス中のＦｅ量（Ｆｅ2Ｏ3換算）を表１に示す。実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４については、添加したＦｅ2Ｏ3量および上記と同様にガラス原料中のＦｅ量から算出したＦｅ量（Ｆｅ2Ｏ3換算）を表１に示す。
また、上記ガラスの作製において、熔融槽内のガラスの熔融温度を１１００〜１４００℃、熔融時間を１〜５時間、清澄槽内のガラスの温度（清澄温度）を１２００〜１５００℃、清澄時間を１〜６時間、作業槽内におけるガラスの温度を１０００〜１３００℃、ガラスの流出温度を９００〜１３００℃とした。なお、上記ガラス製造装置は、熔融槽から清澄槽へ、清澄槽から作業槽へ熔融ガラスが連続的に流れるようになっている。そのため、上記熔融時間、清澄時間は、それぞれ熔融槽、清澄槽にガラスが滞在する平均時間である。
成形して得られた光学ガラスをガラス転移温度付近で保持した後、−３０℃／時の冷却スピードで徐冷した後、着色度λ80、λ70、λ5、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓを測定するための試料を採取し、前記各特性を測定した。測定結果を表１に示す。
なお、得られた光学ガラスには、結晶や残留泡は認められなかった。
【００６２】
以下に、上記各特性の測定方法を示す。
（１）着色度λ80、λ70、λ5
厚さ１０±０．１ｍｍで光学研磨された互いに平行な平面を有するガラス試料を作製し、このガラス試料に、上記平面に対して垂直な方向から強度Ｉinの光線を入射し、透過光線の強度Ｉoutを測定し、強度比Ｉout／Ｉinをガラスの外部透過率と呼ぶ。波長２００〜７００ｎｍの範囲において、外部透過率が８０％となる波長をλ80、外部透過率が７０％となる波長をλ70、外部透過率が５％となる波長をλ5とした。波長２００〜７００ｎｍの範囲において、λ80以上の波長域で８０％以上の外部透過率が得られ、λ70以上の波長域で７０％以上の外部透過率が得られ、λ５以上の波長域で５％以上の外部透過率が得られる。なお、屈折率が高い光学ガラスでは、ガラス試料の表面における光線の反射率が高くなり、外部透過率が８０％に達しない場合がある。こうした場合、λ80は測定できない、あるいは精度よく測定できないため、表１には示していない。
（２）屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ「光学ガラスの屈折率の測定方法」に従い測定した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ
熱機械分析装置を用いて、昇温速度４℃／分の条件下で測定した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
実施例１〜１１、比較例１〜６の光学ガラスの組成は、Ｓｎ添加量、Ｓｂ添加量、Ｆｅ混入量を除き、同じ組成である。表１より明らかなように、Ｆｅ2Ｏ3に換算したＦｅの量が一定の実施例と比較例の光学ガラスを比較すると、Ｓｎを添加した実施例の光学ガラスのほうが、Ｓｎを添加しない比較例の光学ガラスより、λ80およびλ70が小さな値となっている。ただしＳｂ添加の有無以外同じ組成である実施例２と実施例４とを対比すると、Ｓｂの添加によりＳｎ添加による着色抑制効果が低下する傾向が見られる。この傾向はＳｂ添加量が多くなるほど高まりＳｂ2Ｏ3換算のＳｂ添加量が０．１質量％を超えると、Ｓｎ添加による着色抑制効果を得ることが困難となるため、本発明では、Ｓｂを添加する場合には、その添加量をＳｂ2Ｏ3換算で０．１質量％以下とする。
同様に、表１中のＳｎ添加量、Ｆｅ混入量を除き、同じ組成であるその他の実施例と比較例との対比においても、Ｓｎを添加した実施例の光学ガラスのほうが、Ｓｎを添加しない比較例の光学ガラスより、λ80および／またはλ70が小さな値となり着色が抑制されていることが確認できる。
一方、比較例１４〜１６はＴｉＯ2含有量が１質量％超かつＷＯ3含有量が４質量％超であり、Ｓｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例１７〜１９はＴｉＯ2含有量が１質量％超でありＳｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例２０〜２２はＷＯ3含有量が４質量％超でありＳｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラスである。これら比較例では、Ｓｎ化合物の添加によるλ80ないしλ70の低下は確認されなかった。
以上の結果から、ＴｉＯ2含有量が１質量％以下かつＷＯ3含有量が４質量％以下である組成系において、Ｓｎを添加することによりＦｅに起因する着色を抑制する効果が得られることがわかる。
【００６５】
以上は、化合物を調合して得たガラス原料を熔融、成形し、直接、光学ガラスを作製する例であるが、化合物を調合して粗熔解用ガラス原料を用意し、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3を適宜添加したものを熔融容器内で加熱、粗熔解し、得られた熔融物を急冷してカレット原料を作製して複数種のカレット原料を作製し、目的とする光学特性を有する光学ガラスが得られるようにこれらカレット原料を調合し、調合したカレット原料を白金合金製のルツボ内に導入して、加熱、熔融、清澄および均質化、成形して表１に示す組成、特性を有する光学ガラスを得ることもできる。
【００６６】
２．プレス成形用ガラス素材の実施例
下記方法１−１または方法１−２により、上記各実施例の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子を作製した。
【００６７】
（方法１−１）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材を作製した。
【００６８】
（方法１−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材１個分の熔融ガラス塊を調製し、熔融ガラス塊に風圧を加え、浮上状態でプレス成形用ガラス素材に成形した。
【００６９】
３．光学素子ブランクの実施例
下記方法２−１または方法２−２により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子ブランクを作製した。
【００７０】
（方法２−１）
上記方法１−１または１−２により得られた各プレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。ガラス素材の加熱、プレス成形はともに大気中で行った。ガラス素材の表面には、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形した。プレス成形して得られた光学素子ブランクを成形型から取り出し、アニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるように微調整した。
【００７１】
（方法２−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスからなる均質化した熔融ガラスを、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形した。
【００７２】
４．光学素子の実施例
下記方法３−１〜方法３−３により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子を作製した。
【００７３】
（方法３−１）
上記方法２−１または２−２により得られた各光学素子ブランクを研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
【００７４】
（方法３−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して作製した表面が滑らかな精密プレス成形用プリフォーム、または表１に示す組成を有する光学ガラスからなる熔融ガラス塊を調製し、浮上させながら成形した精密プレス成形用プリフォームを加熱して、プレス成形型を用いて精密プレス成形し、非球面レンズやマイクロレンズなどの各種光学素子を作製した。
【００７５】
（方法３−３）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
【００７６】
上記いずれの光学素子ともＦｅ不純物を含むにもかかわらず、着色が低減され、しかも残留泡や失透の認められない高品質な光学ガラス製光学素子であることを確認した。
なお、各光学素子の表面には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光学ガラスは、各種光学素子の作製に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学素子用の材料として好適な光学ガラスに関するものである。
更に本発明は、上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子ならびにこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ、プリズム等の光学素子用の材料として使用される光学ガラスには、高い透明性を有すること、即ち着色が少ないことが求められる。
【０００３】
ガラスの着色低減に関し、例えば特許文献１には、ＴｉＯ2を含むホウ酸塩系の光学ガラスにおける着色を低減するために、Ｓｂ2Ｏ3および／またはＡｓ2Ｏ3を添加することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、ＴｉＯ2を含有するガラスにおける着色低減に関する技術が開示されている。これに対し、本発明者の検討により、ホウ酸ランタン系ガラスでは、ＴｉＯ2含有量を低減しＴｉＯ2を含まないガラスとしたときにもガラスの着色が発生することがあること、そしてこの着色は特許文献１に開示された技術では十分抑制できないことが判明した。
【０００６】
そこで本発明の目的は、着色が低減されたホウ酸ランタン系ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
特許文献１では、ガラスの着色機構について、ネットワーク形成成分が少なくＴｉＯ2を多量に含むホウ酸塩系ガラスでは、Ｔｉイオンによる発色機能が高められることがガラスの着色の原因であると記載されている。しかし本発明者の検討の結果、高屈折率低分散のホウ酸ランタン系ガラスでは、特許文献１に記載されている着色機構とは別に、Ｆｅに起因する波長３６０ｎｍ〜３７０ｎｍ近辺での光吸収が強まることによる着色機構が存在することが明らかとなった。即ち、ＴｉＯ2含有量を低減したとしても、特許文献１に記載の技術では、着色抑制が困難な組成系が存在するのである。
そこで本発明者は上記知見に基づき更に検討を重ねた結果、上記組成系における着色は所定量のＳｎＯ2を添加することにより低減できることを新たに見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
［１］酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
［２］酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む［１］に記載の光学ガラス。
［３］Ｆｅ2Ｏ3に換算して０．０５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下のＦｅを含む［１］または［２］に記載の光学ガラス。
［４］波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70は４００ｎｍ以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラス。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
［６］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
［７］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
［８］［１］〜［４］のいずれかに記載の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
［９］［５］に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
［１０］［８］に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
［１１］［６］に記載の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１２］［１０］に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１３］［５］に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
［１４］［８］に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、着色が低減された高屈折率低分散のホウ酸ランタン系光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[光学ガラス]
本発明は、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスに関する。本発明の光学ガラスは、ＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％あり、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含むものである。
【００１１】
本発明において「酸化物換算のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、本発明において「外割」とは、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量を１００％とした場合の相対質量％をいうものとする。また、Ｆｅ2Ｏ3に換算したＦｅの含有量は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を含むガラス全質量に対する含有量をｐｐｍ単位で表示する。
【００１２】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスは、低分散性を維持しつつ屈折率を高めることができる。本発明者の検討によれば、上記組成系では、ＴｉＯ2を低減したとしても、Ｆｅに起因する波長３６０ｎｍ〜３７０ｎｍ近辺での光吸収が強まることによって着色が発生する。一方、特許文献１に記載の技術は、Ｔｉに起因する着色を抑制するものであるため、特許文献１に記載の技術によって上記Ｆｅに起因する着色を低減することは困難である。
【００１３】
これに対し本発明の光学ガラスは、Ｓｎ化合物を必須成分として含有することにより、上記着色を抑制することができる。その外割含有量は、ＳｎＯ2換算で０．０１〜３質量％の範囲である。上記含有量が０．０１質量％未満では、十分な着色抑制効果を得ることが困難となり、３質量％を超えると溶け残りが生じて均質なガラスを得ることができなくなる。上記含有量は、ガラスの均質化と着色低減を両立する観点から、好ましくは０．０１〜２質量％、より好ましくは０．０１〜１質量％の範囲である。
【００１４】
更に本発明の光学ガラスは、任意成分としてＳｂ化合物を含有する。その外割含有量は、Ｓｂ2Ｏ3換算で０〜０．１質量％の範囲である。上記含有量が０．１質量％を超えると、Ｓｎ化合物の添加による着色抑制効果を十分に得ることができない。また、熔融容器や熔融ガラスを流すパイプを構成する白金などの耐熱性金属あるいは耐熱性合金が侵蝕され、金属イオンとしてガラスに溶け込むことによりガラスの着色が強まったり、侵蝕物がガラス中に異物として混入して光の散乱源になるなどの問題を引き起こす。上記含有量は、好ましくは０〜０．０５質量％、より好ましくは０．０２質量％未満、さらに好ましくは０〜０．０１質量％、一層好ましくは０〜０．００５質量％、より一層好ましくは０〜０．００１質量％であり、Ｓｂ化合物を添加しないことがさらに好ましい。
【００１５】
本発明の光学ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含むガラスである。上記Ｆｅ量が２０ｐｐｍを超えると、Ｓｎ化合物の添加による着色抑制効果を得ることが困難となる。上記Ｆｅ量は、好ましくは１５ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは７ｐｐｍ以下である。なお、ガラス原料の不純物としてガラスに導入されるＦｅの量、および高純度原料を使用したとしても光学ガラスを大量生産する場合、不可避的に混入するＦｅの量は上記Ｆｅ量として、通常０．０５ｐｐｍ以上である。原料コストのアップを許容し、超高純度原料または高純度原料を使用してＦｅのガラスへの混入を抑制すると、上記Ｆｅ量は、通常０．０５ｐｐｍ以上かつ２ｐｐｍ未満となる。また、原料コストを抑えるため、汎用の光学ガラス原料を用いると、上記Ｆｅ量は、通常２ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下となり、この範囲でさらにＦｅの混入量を抑制すると、上記Ｆｅ量は、通常２ｐｐｍ以上７ｐｐｍ以下となる。本発明では、Ｓｎ化合物を所定量添加することにより、Ｆｅ不純物を実質的に含まない高純度ガラス原料のようにグレードがさほど高くない原料を使用しても着色が抑制されたガラスを得ることができる。このように本発明によれば原料の制限を受けにくいため、高品質な光学ガラスを安定して供給することができるとともに、原料コストを抑制することもできる。
また、ステンレスのように鉄を含む材料で作られた装置を用いてガラス原料を調合したり、原料を熔融装置に供給する場合、上記材料の摩耗によってＦｅが原料に混入することがある。本発明によれば、こうした場合でもガラスの着色を抑制し、均質な光学ガラスを提供することができる。また、ガラス製造装置にステンレスのような鉄を含む耐久性の高い材料を使用してもガラスの品質に悪影響を及ぼすおそれがなくなるため、装置の耐久性向上による生産性向上を図ることもできる。
更に本発明によれば、Ｓｎ化合物および任意に添加されるＳｂ化合物の清澄作用により、残留泡のない均質な光学ガラスを得ることができる。特に、Ｓｎ化合物はＳｂ化合物と比べてルツボの侵蝕性が少ないことから、Ｓｎ化合物を必須成分として着色を抑制しつつ十分な清澄効果が得られる量を添加してもルツボの侵蝕が促進されることもない。
【００１６】
次に、本発明の光学ガラスについて、更に詳細に説明する。なお、以下に記載の含有量は、特に断りのない限り、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する含有量を示すものとする。
【００１７】
前述のように、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含む光学ガラスは、低分散性を維持しつつ屈折率を高めることができる。この組成系のガラスにおいて、Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワーク形成成分として機能し、その含有量が２質量％未満ではガラス安定性が低下し、ガラス製造中に失透するなどの不具合が生じ、５０質量％を超えると屈折率を高める成分であるＬａ2Ｏ3を導入しても光学ガラスとして有用な屈折率を得ることが困難となる。そのため、Ｂ2Ｏ3の含有量を２〜５０質量％とする。好ましい含有量については後述する。
【００１８】
Ｌａ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをする成分の中では、比較的分散を低く保つ成分であり、比較的多量に導入してもガラス安定性を損なわない成分である。Ｌａ2Ｏ3の含有量が１０質量％未満では光学ガラスとして有用な屈折率を得ることが困難となり、その含有量が６０質量％を超えるとガラス安定性が低下し、ガラス製造中に失透するなどの不具合が生じやすくなる。したがって、Ｌａ2Ｏ3の含有量は１０〜６０質量％とする。好ましい含有量については後述する。
【００１９】
上記含有量でＢ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3を含むガラスの熔解温度は、概ね１２００〜１５００℃の範囲となる。上記量のＳｎ化合物を添加したガラスの着色抑制効果と清澄効果は、上記熔解温度において特に優れたものとなる。
【００２０】
Ｂ2Ｏ3は、前述の機能とともにガラスの熔融性、流動粘性の温度低下に効果的な成分である。その含有量は、上記理由により２〜５０％とする。Ｂ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は１０〜４５％である。
【００２１】
ＳｉＯ2は、Ｂ2Ｏ3と同様、ガラスネットワーク形成機能を有する成分であり、耐失透性の改善に効果がある。しかし、ＳｉＯ2を３０％より多く含有させると、ガラスの熔解性が低下し、ガラス原料が溶け残ったり、溶け残りを防止するために熔解温度を高めることにより白金などの耐熱性金属ルツボが侵蝕されて白金異物がガラスに混入したり、白金がイオンとしてガラスに溶け込むことによりガラスの着色が著しくなることがあるため、ＳｉＯ2の含有量は０〜３０％とすることが好ましい。下限値は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．５％以上、更に好ましくは１％以上であり、上限値は、好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下、更に好ましくは１５％以下、より一層好ましくは１０％以下、なお一層好ましくは７％以下である。
【００２２】
Ｌａ2Ｏ3は、前述のとおり、高屈折率、低分散ガラスを得るための必須成分であり、上記理由から、その含有量は１０〜６０％とする。下限値は、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上、更に好ましくは２５％以上である。上限値は、好ましくは５５％以下、より好ましくは５０％以下、更に好ましくは４５％以下である。
【００２３】
ＴｉＯ2は、屈折率やアッベ数などの光学的特性を調整しつつ、化学的耐久性、耐失透性を向上させるための成分であるが、上記の通り着色の原因となるため、本発明の光学ガラスでは、その含有量を１％以下とする。ただしＦｅに起因する着色は、単にＴｉＯ2を低減するのみでは抑制することはできない。これに対し本発明では、所定量のＳｎＯ2を添加することにより、Ｆｅに起因する着色を抑制することができる。Ｓｎ化合物の添加による着色改善効果は、ＴｉＯ2の含有量が比較的少ないガラスのほうが顕著に現れる。こうした理由からＴｉＯ2の含有量の好ましい範囲は０〜０．５％、さらに好ましい範囲は０〜０．１％であり、ＴｉＯ2を含有しないガラスがなお一層好ましい。
【００２４】
ＷＯ3は少量の添加によって 耐失透性を良化させる成分であるが、ＷＯ3の含有量が４％よりも多くなるとガラスの短波長域の吸収が強まり着色を生じる傾向が強くなり、Ｓｎ化合物の添加によっても着色を改善することが困難となる。したがって本発明の光学ガラスでは、ＷＯ3の含有量は０〜４％とする。Ｓｎ化合物の添加による着色改善効果の点から、ＷＯ3の含有量は０〜３％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましく、０〜０．１％とすることが更に一層好ましく、ＷＯ3を含有しないガラスがなお一層好ましい。
【００２５】
Ｇｄ2Ｏ3は、Ｌａ2Ｏ3と同様の作用を発揮することができる成分でありＬａ2Ｏ3と置換し得る成分である。ただしその含有量が３０％ を超えると耐失透性が悪化し、安定生産可能なガラスが得られにくくなる。したがって、Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜３０％とすることが好ましく、０〜２５％の範囲とすることがより好ましい。
【００２６】
Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3もまた、Ｌａ2Ｏ3 との置換により０〜２０％を含有させることも可能である。しかし、これらの量を上回ると耐失透性が悪化し、安定生産可能なガラスが得られにくくなるため、含有量は上記範囲内とすることが好ましい。Ｙｂ2Ｏ3は特に赤外線吸収作用があるため、暗視カメラ用レンズなどの赤外光を透過することが望まれる場合などにおいて、その含有量を０〜５％の範囲とすることが好ましく、０〜２％の範囲とすることがより好ましく、０〜１％の範囲とすることがさらに好ましく、０〜０．５％の範囲とすることが一層好ましく、０〜０．１％の範囲とすることがより一層好ましく、含有しないことがなお一層好ましい。一般の撮像レンズなどにおいても、広い波長域にわたり高い透過率を示すガラスが望ましいことから、Ｙｂ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は上記のとおりである。
【００２７】
Ｔａ2Ｏ5は、高屈折率、低分散特性を付与するための成分であり、ガラスの低分散化に有用であるが、Ｔａ2Ｏ5の含有量が１９％を超えると熔融性が悪化する傾向がある。したがってＴａ2Ｏ5の含有量は０〜１９％が適当である。
【００２８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折率を付与するための成分であり、耐失透性を改善する効果も有する。Ｎｂ2Ｏ5の含有量は、０〜２０％（好ましくは０〜１５％、より好ましくは０〜１０％、更に好ましくは０〜７％、より一層好ましくは０〜５％）とすることが適当である。
【００２９】
ＺｒＯ2は、高屈折率をもたらす成分であり、少量の添加で耐失透性を改善する効果を有する。しかし、１５％を上回ると逆に耐失透性が低下し、熔解性も悪化する。したがって、ＺｒＯ2の含有量は０〜１５％とすることが好ましく、０〜１０％とすることがより好ましく、０〜７％とすることが更に好ましい。
【００３０】
ＺｎＯは、ガラスに高屈折率を付与するとともに、耐失透性の良化、粘性流動の温度を低下させる効果を有する成分である。しかし、その含有量が４０％を超えると耐失透性が低下して、ガラスを安定して製造しにくくなる。したがって、ＺｎＯの含有量は０〜４０％とすることが好ましく、０〜３５％とすることがより好ましく、０〜３０％とすることが更に好ましい。
【００３１】
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯはガラス原料として炭酸塩、硝酸塩を用いることにより脱泡を促進する効果があり、屈折率やアッベ数の調整効果も有するが、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの合計含有量が３０％を超えると耐失透性が低下して、安定生産可能な光学ガラスが得られにくくなる。したがって、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの合計含有量は０〜３０％とすることが好ましく、０〜２５％とすることがより好ましく、０〜２０％とすることが更に好ましく、０〜１５％とすることがより一層好ましく、０〜１０％とすることがなお一層好ましい。
【００３２】
以上説明したように、本発明の光学ガラスの好ましい態様としては、酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む光学ガラスを挙げることができる。
【００３３】
次に、上記成分とともに本発明の光学ガラスに添加可能な任意成分について説明する。
【００３４】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは、ガラス転移温度の低下に効果的な成分である。特にＬｉ2Ｏ含有の効果が極めて高い。しかし、耐失透性の低下や屈折率が低下するため、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量は０〜１０％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましく、０〜０．１％とすることが更に一層好ましい。
【００３５】
Ａｌ2Ｏ3は、少量の添加で耐失透性を改善する作用を有する場合があるが、同時に屈折率が低下するため、その含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜２％とすることがさらに好ましく、０〜１％とすることが一層好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましい。
【００３６】
なお、Ｇａ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3もそれぞれ、例えば０〜１０％程度の範囲で含有させることはできるが、添加によって、耐失透性が悪化するおそれがあること、高価な原料であることから、Ｇａ2Ｏ3およびＩｎ2Ｏ3の合計含有量は０〜１％とすることが望ましく、０〜０．５％の範囲にすることがより望ましく、Ｇａ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3を導入しないことがさらに望ましい。
【００３７】
ＧｅＯ2は、ＳｉＯ2と同様の効果を有するが、ＧｅＯ2の含有量が３％を上回ると耐失透性が低下する傾向がある。したがってＧｅＯ2の含有量は０〜３％が適当であり、０〜２％の範囲とすることが好ましく、０〜１％の範囲とすることがさらに好ましい。上記組成系のガラスではＧｅＯ2を添加しない場合にも所望の特性、性質を得ることができるので、ＧｅＯ2は高価であるため導入しないことが一層好ましい。
【００３８】
Ｂｉ2Ｏ3は、少量の添加でガラス転移温度を低下させる効果を有するが、２０％を超えると耐失透性が低下し、また着色を生じる傾向がある。したがってＢｉ2Ｏ3の含有量を０〜２０％とすることが好ましく、０〜１５％とすることがより好ましく、０〜１０％とすることが更に好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがより一層好ましく、０〜０．５％とすることが更に一層好ましく、０〜０．１％とすることがなお一層好ましい。
【００３９】
なお、清澄剤として強力な作用を有するＡｓ2Ｏ3は毒性があるため、ガラスに添加しないことが望ましい。Ａｓ2Ｏ3は、Ｓｂ2Ｏ3よりも酸化力が強く、白金などの耐熱性金属を侵蝕し、侵蝕された白金粒子が異物としてガラス中に混入するなどの問題を引き起こす。さらに、Ａｓ2Ｏ3は毒性が強く環境への負荷が大きいため、本発明の光学ガラスとしては、Ａｓを添加しないこと、すなわち、Ａｓフリーガラスであることが好ましい。
【００４０】
その他、導入しないことが望ましいものとしては、鉛およびその化合物、ＵやＴｈなどの放射性物質などが挙げられる。また、ガラスの着色を低減するという観点から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖｅ、Ｎｉ、Ｃ ｏ などの着色原因となる物質の導入も避けるべきである。また、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｃｄの添加も避けるべきである。Ｌｕ2Ｏ3やＨｆＯ2も高価な成分であり、本発明において必須成分ではないから、コスト低減の観点からＬｕ2Ｏ3やＨｆＯ2を含有させないことが好ましい。本発明においてはＬｕ2Ｏ3やＨｆＯ2を用いなくても所望の光学ガラスを得ることができる。
【００４１】
本発明の光学ガラスは、前述のようにＦｅによる波長３６０ｎｍから３７０ｎｍ近辺での光吸収に起因する着色を抑制することができる。このように着色が抑制されたガラスであることは、波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70または８０％となる波長λ80を指標として評価することができる。本発明の光学ガラスは、例えば４００ｎｍ以下のλ70を示すことができ、更には３９５ｎｍ以下、３８０ｎｍ以下のλ70を示すこともできる。λ70の下限は特に限定されるものではないが、例えば３００ｎｍ程度である。また、λ80は４６０ｎｍ以下であることが好ましい。λ80の下限は特に限定されるものではないが、例えば３３０ｎｍ程度である。
【００４２】
本発明におけるλ70およびλ80は、後述の実施例に示す方法によって測定される値とする。なお、後述の実施例に示す方法によって測定されるλ5は、上記外部透過率が５％となる波長であり、光の透過量が少ない波長における数値であるため着色に与える影響は少ないが、着色をよりいっそう抑制する観点からはλ5は３６０ｎｍ以下であることが好ましい。λ5の下限は特に限定されるものではないが、例えば２３０ｎｍ程度である。
【００４３】
本発明の光学ガラスは、必須添加剤としてＳｎ化合物を添加し、任意添加剤としてＳｂ化合物を添加したガラス原料を熔融容器内で加熱、熔融することにより製造（以下、「製法１」という）することができる。ガラス原料、Ｓｎ化合物およびＳｂ化合物としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を適宜用いることが可能である。これらの原料および添加剤を所定の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを熔解・清澄・攪拌し、均質化することにより、泡や未熔解物を含まず均質な熔融ガラスを得ることができる。
【００４４】
製法１は、所謂、バッチ原料を調合し、熔融して光学ガラスを生産する方法、バッチダイレクトメルト法である。一方、本発明の光学ガラスは、原料を一旦、熔融、ガラス化してカレット原料とし、カレット原料を調合、熔融することにより製造（以下、「製法２」という）することもできる。より詳しくは、製法２は、粗熔解用ガラス原料とＳｎ化合物（および任意にＳｂ化合物）を熔融容器内で一緒に加熱、粗熔解し、得られた熔解物を急冷してカレット原料を作製し、このカレット原料を用いてガラスを熔融、清澄および均質化し、得られた熔融ガラスを成形することで、本発明の光学ガラスを製造する方法である。製法１、製法２のいずれにおいても、Ｓｎの量がＳｎＯ2に換算して外割で０．０１〜３質量％、Ｓｂの量がＳｂ2Ｏ3に換算して外割で０〜０．１質量％となるように、Ｓｎ化合物およびＳｂ化合物の添加量を調整することにより、上記組成系にＦｅが混入した光学ガラスにおける着色を低減することができる。
【００４５】
本発明の光学ガラスは、前述の量のＦｅを含むものである。Ｆｅ混入の態様としては、以下の態様を挙げることができる。本発明によれば、いずれの態様によりＦｅが混入したガラスであっても着色を抑制することができる。
（１）ガラス原料にＦｅ化合物を意図的に混合する。
（２）Ｆｅが混入したガラス原料を使用する。
（３）光学ガラス製造工程における装置からＦｅが混入する。
【００４６】
以下、上記（３）についてより詳細に説明する。
例えば、ガラス成分に対応する粉体状の複数種の化合物と添加剤としてＳｎ化合物（例えばＳｎＯ2）を秤量し、ステンレス製容器に入れて、ステンレス製の攪拌具を用いて十分混合することにより、調合原料を得ることができる。この調合原料を用いて熔融ガラスを調製し、流出する熔融ガラスを鋳型に流し込んで成形し、得られたガラス成形品をアニールすることにより光学ガラスを得ることができる。熔融ガラスの調製は、例えば以下のように行うことができる。まず調合原料を原料供給装置にセットし、次いで原料を適量ずつガラス熔融容器に投入し、加熱、熔融、清澄、均質化、流出する。原料の投入はガラス熔融容器内のガラスが概ね一定量に保たれるよう、連続的にもしくは間欠的に行うことができる。
上記工程では、例えば原料調合時に用いられるステンレス製容器、攪拌具の原料に接触する面は、僅かながら原料との摩擦によって削られ、ステンレスの微粉末が原料に混入することがある。ステンレス中には鉄が含まれており、こうして原料にＦｅが混入する。また、原料供給装置でも鉄またはステンレスなどの鉄を含む合金で作られた部分が削れ、原料に鉄が混入することがある。予めガラス原料または添加剤に不純物として含まれる鉄の量から算出されるガラス中の鉄不純物量より、実測したガラス中の鉄不純物量が多くなる場合があるが、その差はガラス製造中に上記理由によって原料に混入した鉄に起因すると考えられる。超高純度原料を使用しても上記のように原料に鉄が混入することがあるが、こうした場合でも、本発明によれば所定量のＳｎ化合物を原料に加えることによりガラスの着色を低減、抑制することができる。
上記の例では粉体状化合物を用いて原料を調合したが、粉体状化合物を用いる代わりにカレットを調合し、ガラスを熔融する場合も、Ｓｎ化合物の添加により同様の効果を得ることができる。
【００４７】
製法１、製法２のいずれにおいても、熔融ガラスを成形、徐冷することにより、本発明の光学ガラスを得ることができる。成形方法としては、鋳込み成形、棒材成形、プレス成形などの公知の技術が使用できる。成形されたガラスは、通常、予めガラスの転移点付近に加熱されたアニール炉に移し、室温まで徐冷される。得られたガラスは適宜、切断、研削、研磨が施される。必要に応じて、ガラスを切断し加熱プレスを行うこともできるし、精密なゴブを作製し、加熱し非球面レンズなどに精密プレス成形をすることもできる。本発明の光学ガラスの用途については後述する。
【００４８】
[プレス成形用ガラス素材およびその製造方法]
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記本発明の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材である。上記ガラス素材は、着色が抑制され、均質性が高いガラスからなるため、高品質な光学素子をプレス成形によって作製する際、非常に有用なものである。
【００４９】
本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、本発明の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するものである。本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法の第一の態様としては、光学ガラスを加工する下記態様を挙げることができる。
例えば、清澄、均質化した熔融ガラスを鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材とする。研磨によって表面を滑らかに仕上げたガラス素材は精密プレス成形用プリフォームとすることもできる。ガラス片をバレル研磨することにより、プレス成形後に成形品の表面を研削、研磨して光学素子とするための研磨用プレス成形品を作るためのガラス素材にすることもできる。
【００５０】
第二の態様としては、前記ガラス素材１個分の熔融ガラス塊を調製し、前記熔融ガラス塊に風圧を加え、浮上状態でプレス成形用ガラス素材に成形する態様を挙げることができる。第二の態様によれば、熔融ガラス塊を浮上状態で成形するため、自由表面からなる滑らかでシワのない表面を備えたガラス素材を作製することができる。こうしたプレス成形用ガラス素材は精密プレス成形用プリフォームに好適である。
精密プレス成形用プリフォームの場合、表面に炭素含有膜など精密プレス成形時に成形型成形面に沿ってガラスの延びをよくするコートを形成してもよい。
【００５１】
[光学素子ブランクおよびその製造方法]
本発明の光学素子ブランクは、上記本発明の光学ガラスからなる光学素子ブランクである。
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、前記光学素子の形状に研削、研磨しろを加えたガラス物品であり、表面を研削、研磨することにより光学素子に仕上げられる光学素子母材である。本発明の光学素子ブランクは、本発明の光学素子ブランクの製造方法によって製造することができるが、熔融ガラスをプレス成形型を用いてプレス成形することにより得ることもできる。この場合、プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形することが、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができるため好ましい。
【００５２】
本発明の光学素子ブランクの製造方法は、
（１）本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法；
（２）本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法、
の２つの態様を含む。
【００５３】
いずれの態様においても、ガラス素材の加熱、プレス成形はともに大気中で行うことができる。ガラス素材の表面に、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形すると、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができる。プレス成形して得られた光学素子ブランクを成形型から取り出し、アニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるように微調整することが好ましい。本発明において、所要量のＳｎ化合物（および任意にＳｂ化合物）の添加によって、ガラス加熱時の耐失透性が悪化することはないため、本発明の光学ガラスは上記光学素子ブランクの製造に好適である。
【００５４】
本発明の光学素子ブランクおよびその製造方法によれば、着色が低減され、残留泡を含まない光学的に均質な内部品質を有する光学素子ブランクを提供することができ、この光学素子ブランクを研削、研磨することにより、高品質な光学素子を得ることができる。
【００５５】
[光学素子およびその製造方法]
本発明の光学素子は、上記本発明の光学ガラスからなる光学素子である。本発明の光学素子は、着色が低減され、残留泡を含まない均質なガラスからなるため、撮像用光学素子や投影用光学素子、光通信用光学素子、光記録媒体へのデータ書き込みや光記録媒体からにデータ読み出しに使用する光ピックアップレンズ、その他の光学素子として好適である。
撮像用光学素子、投影用光学素子としては、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凹レンズ、球面両凸メニスカスレンズ、球面平凸レンズ、球面平凹レンズ、非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凹レンズ、非球面両凸メニスカスレンズ、非球面平凸レンズ、非球面平凹レンズ、プリズムなどを例示することができる。これらの光学素子は、一眼レフカメラの交換レンズ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話搭載の撮像レンズ、パソコン搭載の撮像レンズ、監視カメラの撮像レンズ、車載カメラの撮像レンズ、液晶プロジェクタ搭載の投影レンズやプリズムなどに好適である。
光通信用光学素子としては光ファイバー同士、あるいは光ファイバーと光部品のカップリングレンズなどを例示することができる。
その他光学素子としては、回折格子、フレネルレンズ、光フィルターなどを例示することができる。
これら光学素子の表面には、必要に応じて反射防止膜や部分反射膜、高反射膜、波長依存性を有する反射膜などをコートすることもできる。
【００５６】
本発明の光学素子の製造方法は、
（１）本発明の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（２）本発明の光学素子ブランクの製造方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（３）本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法；
（４）本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法、
の４つの態様を含む。
【００５７】
態様（１）および（２）において、研削、研磨は公知の方法を適用すればよく、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させるなどすることにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。態様（１）および（２）は、各種球面レンズ、プリズムなどの光学素子を製造する方法として好適である。
【００５８】
態様（３）および（４）における精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。精密プレス成形には、公知の方法を用いればよく、プレス成形用ガラス素材として予めプリフォームを用意し、このプリフォームを加熱して精密プレス成形する。態様（３）および（４）では、ガラスを再度、加熱するため、ガラス素材を構成するガラスには優れた耐失透性が求められる。本発明によれば、所要量のＳｎ化合物およびＳｂ化合物の添加によってガラスの耐失透性が損なわれることはないので、本態様によって、失透のない光学素子を高生産性のもとに量産することができる。態様（３）および（４）は、各種非球面レンズ、光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズの製造に好適である。
【実施例】
【００５９】
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。
【００６０】
１．光学ガラス成形体の実施例・比較例
【００６１】
ホウ酸、酸化物、炭酸塩などの化合物を用い、表１に記載されている実施例１〜２１の組成を有する光学ガラスおよび比較例１〜２２の組成を有する光学ガラスが得られるように前記化合物を秤量、混合し、ガラス原料を調合した。
なお、実施例１１および比較例６を除く実施例、比較例の光学ガラスを得るためのガラス原料は汎用の光学ガラス原料用化合物を用いて調合した。実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４では、ガラス原料に表１記載の量のＦｅ2Ｏ3を添加した。実施例１１および比較例６の光学ガラス原料は高純度の化合物を用いて調合した。すなわち、実施例１１および比較例６の光学ガラス原料は高純度原料とした。
次いで、これらガラス原料をガラス熔融槽に導入しながら加熱、熔融し、得られた熔融ガラスを熔融槽と連結パイプで連結した清澄槽に流し、清澄を行った後、清澄槽に連結パイプで連結した作業槽に流し、攪拌して均質化した後、作業槽の底部に取り付けた流出パイプから流出させて鋳型に鋳込み、成形した。上記熔融槽、清澄槽、作業槽、各連結パイプ、流出パイプは白金合金製とした。
また、ガラス原料の混合装置、ガラス原料の熔融槽への投入装置は、耐久性に優れるステンレス製装置を用い、ガラス原料による摩耗を抑制するようにしたため、装置からのＦｅ混入はないとみなすことができる。したがって、実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４以外の実施例および比較例については、ガラス原料中のＦｅ量を測定し、測定値から算出した光学ガラス中のＦｅ量（Ｆｅ2Ｏ3換算）を表１に示す。実施例５〜７、９、１０および比較例２〜４については、添加したＦｅ2Ｏ3量および上記と同様にガラス原料中のＦｅ量から算出したＦｅ量（Ｆｅ2Ｏ3換算）を表１に示す。
また、上記ガラスの作製において、熔融槽内のガラスの熔融温度を１１００〜１４００℃、熔融時間を１〜５時間、清澄槽内のガラスの温度（清澄温度）を１２００〜１５００℃、清澄時間を１〜６時間、作業槽内におけるガラスの温度を１０００〜１３００℃、ガラスの流出温度を９００〜１３００℃とした。なお、上記ガラス製造装置は、熔融槽から清澄槽へ、清澄槽から作業槽へ熔融ガラスが連続的に流れるようになっている。そのため、上記熔融時間、清澄時間は、それぞれ熔融槽、清澄槽にガラスが滞在する平均時間である。
成形して得られた光学ガラスをガラス転移温度付近で保持した後、−３０℃／時の冷却スピードで徐冷した後、着色度λ80、λ70、λ5、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓを測定するための試料を採取し、前記各特性を測定した。測定結果を表１に示す。
なお、得られた光学ガラスには、結晶や残留泡は認められなかった。
【００６２】
以下に、上記各特性の測定方法を示す。
（１）着色度λ80、λ70、λ5
厚さ１０±０．１ｍｍで光学研磨された互いに平行な平面を有するガラス試料を作製し、このガラス試料に、上記平面に対して垂直な方向から強度Ｉinの光線を入射し、透過光線の強度Ｉoutを測定し、強度比Ｉout／Ｉinをガラスの外部透過率と呼ぶ。波長２００〜７００ｎｍの範囲において、外部透過率が８０％となる波長をλ80、外部透過率が７０％となる波長をλ70、外部透過率が５％となる波長をλ5とした。波長２００〜７００ｎｍの範囲において、λ80以上の波長域で８０％以上の外部透過率が得られ、λ70以上の波長域で７０％以上の外部透過率が得られ、λ５以上の波長域で５％以上の外部透過率が得られる。なお、屈折率が高い光学ガラスでは、ガラス試料の表面における光線の反射率が高くなり、外部透過率が８０％に達しない場合がある。こうした場合、λ80は測定できない、あるいは精度よく測定できないため、表１には示していない。
（２）屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ「光学ガラスの屈折率の測定方法」に従い測定した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ
熱機械分析装置を用いて、昇温速度４℃／分の条件下で測定した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
実施例１〜１１、比較例１〜６の光学ガラスの組成は、Ｓｎ添加量、Ｓｂ添加量、Ｆｅ混入量を除き、同じ組成である。表１より明らかなように、Ｆｅ2Ｏ3に換算したＦｅの量が一定の実施例と比較例の光学ガラスを比較すると、Ｓｎを添加した実施例の光学ガラスのほうが、Ｓｎを添加しない比較例の光学ガラスより、λ80およびλ70が小さな値となっている。ただしＳｂ添加の有無以外同じ組成である実施例２と実施例４とを対比すると、Ｓｂの添加によりＳｎ添加による着色抑制効果が低下する傾向が見られる。この傾向はＳｂ添加量が多くなるほど高まりＳｂ2Ｏ3換算のＳｂ添加量が０．１質量％を超えると、Ｓｎ添加による着色抑制効果を得ることが困難となるため、本発明では、Ｓｂを添加する場合には、その添加量をＳｂ2Ｏ3換算で０．１質量％以下とする。
同様に、表１中のＳｎ添加量、Ｆｅ混入量を除き、同じ組成であるその他の実施例と比較例との対比においても、Ｓｎを添加した実施例の光学ガラスのほうが、Ｓｎを添加しない比較例の光学ガラスより、λ80および／またはλ70が小さな値となり着色が抑制されていることが確認できる。
一方、比較例１４〜１６はＴｉＯ2含有量が１質量％超かつＷＯ3含有量が４質量％超であり、Ｓｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例１７〜１９はＴｉＯ2含有量が１質量％超でありＳｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例２０〜２２はＷＯ3含有量が４質量％超でありＳｎ添加量、Ｓｂ添加量を除き同じ組成の光学ガラスである。これら比較例では、Ｓｎ化合物の添加によるλ80ないしλ70の低下は確認されなかった。
以上の結果から、ＴｉＯ2含有量が１質量％以下かつＷＯ3含有量が４質量％以下である組成系において、Ｓｎを添加することによりＦｅに起因する着色を抑制する効果が得られることがわかる。
【００６５】
以上は、化合物を調合して得たガラス原料を熔融、成形し、直接、光学ガラスを作製する例であるが、化合物を調合して粗熔解用ガラス原料を用意し、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3を適宜添加したものを熔融容器内で加熱、粗熔解し、得られた熔融物を急冷してカレット原料を作製して複数種のカレット原料を作製し、目的とする光学特性を有する光学ガラスが得られるようにこれらカレット原料を調合し、調合したカレット原料を白金合金製のルツボ内に導入して、加熱、熔融、清澄および均質化、成形して表１に示す組成、特性を有する光学ガラスを得ることもできる。
【００６６】
２．プレス成形用ガラス素材の実施例
下記方法１−１または方法１−２により、上記各実施例の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子を作製した。
【００６７】
（方法１−１）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材を作製した。
【００６８】
（方法１−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材１個分の熔融ガラス塊を調製し、熔融ガラス塊に風圧を加え、浮上状態でプレス成形用ガラス素材に成形した。
【００６９】
３．光学素子ブランクの実施例
下記方法２−１または方法２−２により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子ブランクを作製した。
【００７０】
（方法２−１）
上記方法１−１または１−２により得られた各プレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。ガラス素材の加熱、プレス成形はともに大気中で行った。ガラス素材の表面には、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形した。プレス成形して得られた光学素子ブランクを成形型から取り出し、アニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるように微調整した。
【００７１】
（方法２−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスからなる均質化した熔融ガラスを、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形した。
【００７２】
４．光学素子の実施例
下記方法３−１〜方法３−３により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子を作製した。
【００７３】
（方法３−１）
上記方法２−１または２−２により得られた各光学素子ブランクを研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
【００７４】
（方法３−２）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して作製した表面が滑らかな精密プレス成形用プリフォーム、または表１に示す組成を有する光学ガラスからなる熔融ガラス塊を調製し、浮上させながら成形した精密プレス成形用プリフォームを加熱して、プレス成形型を用いて精密プレス成形し、非球面レンズやマイクロレンズなどの各種光学素子を作製した。
【００７５】
（方法３−３）
表１に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
【００７６】
上記いずれの光学素子ともＦｅ不純物を含むにもかかわらず、着色が低減され、しかも残留泡や失透の認められない高品質な光学ガラス製光学素子であることを確認した。
なお、各光学素子の表面には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光学ガラスは、各種光学素子の作製に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｆｅ2Ｏ3に換算して０．０５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下のＦｅを含む請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70は４００ｎｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
【請求項１１】
請求項６に記載の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項５に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対して、２〜５０質量％のＢ2Ｏ3および１０〜６０質量％のＬａ2Ｏ3を含み、かつＴｉＯ2含有量が０〜１質量％でありＷＯ3含有量が０〜４質量％である光学ガラスであって、Ｆｅ2Ｏ3に換算して０ｐｐｍ超２０ｐｐｍ以下のＦｅを含み、かつ外割でＳｎＯ2を０．０１〜３質量％およびＳｂ2Ｏ3を０〜０．１質量％含む光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算のガラス組成において、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｂ2Ｏ3を除くガラス質量に対する質量％表示で、
Ｂ2Ｏ3 ２〜５０％、
ＳｉＯ2 ０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １０〜６０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１９％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜１％、
ＷＯ3 ０〜４％、
ＺｒＯ2 ０〜１５％、
ＺｎＯ ０〜４０％、
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯを合計で０〜３０％、
を含む請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｆｅ2Ｏ3に換算して０．０５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下のＦｅを含む請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
波長２００〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１０ｎｍにおける外部透過率が７０％となる波長λ70は４００ｎｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
【請求項１１】
請求項６に記載の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項５に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−２４８０５７（Ｐ２０１０−２４８０５７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３９６４３（Ｐ２０１０−３９６４３）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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