光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子
【課題】高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供する。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である。プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である。プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系を用いた機器の高集積化及び高機能化が急速に進められたことで、光学系に対する高精度化、軽量化及び小型化の要求がますます強まっている。この要求を実現するために、高屈折率高分散ガラスを用いて作製した非球面レンズを用いた光学設計が行われている。
【０００３】
非球面レンズ等の光学素子を研削や研磨法で作製する場合、光学素子の製造コストが高くなり生産効率も悪くなる。そのため、光学素子の作製は、ゴブ或いはガラスブロックを切断・研磨したプリフォーム材を加熱軟化させ、これを高精度な面を持つ金型で加圧成形させるモールドプレスによることが多い。
【０００４】
モールドプレスを行うことにより、研削及び研磨工程が省略されることで、光学素子を低コストで作製でき、且つ大量生産を実現できる。しかし、光学素子の低コスト化及び大量生産を実現するためには、モールドプレスに用いられる金型を繰り返し使用できることが重要である。金型を繰り返し使用するには、プリフォーム材を加熱軟化させる際の加熱温度をできるだけ低く設定することで、金型の表面酸化を抑える必要がある。
【０００５】
ここで、モールドプレス時の加熱温度と、ガラス転移点やガラスの屈伏点との間には相関性があり、ガラス転移点や屈伏点を低くすることで、モールドプレス時の加熱温度が低くなるため、金型の表面酸化の進行を抑えることができる。
【０００６】
さらに、光学素子を低コストで作製するには、モールドプレスを行う前のプリフォームの製造コストも低いことが望まれる。
【０００７】
プリフォームの製造方法としては、ガラス融液を滴下して冷却する方法が挙げられる。この方法を用いることで、プリフォームの量産性を高めることができ、プリフォームの製造コストを低くすることができる。さらに、この方法にて得られたプリフォームは、球形又は両凸のレンズ形状に近いため、特に球形や両凸のレンズを形成する場合におけるモールドプレスによる形状変化量を小さくでき、光学素子の量産性を高めることもできる。
【０００８】
このようなモールドプレスに用いられるガラスとして、特許文献１及び２にはＰ２Ｏ５を主成分としたガラスが開示されている。また、特許文献３にはＢｉ２Ｏ３を主成分としたガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−０９７２３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３３３６号公報
【特許文献３】特開２００９−０４０６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、高屈折率及び高分散のガラスは、ガラス成形酸化物の量が相対的に少ないため、溶解したガラス材料や加熱軟化したガラスの粘性が低くなる傾向にある。特に、ガラス転移点や屈伏点の低いガラスは、その傾向が強い。
【００１１】
そのため、溶解したガラス材料からなるガラス融液を滴下してプリフォームを作製する場合、滴下される融液が細長くなり、得られるプリフォームの形状も細長くなることで、球形等の所望の形状を得ることが困難である。
【００１２】
また、このようなガラスからなるプリフォームをモールドプレスに用いた場合、成形型の内部でガラスが必要以上に軟化されるため、所望の形状の光学素子を得ることが困難になり易い。
【００１３】
しかも、ガラスを成形する際、ガラス融液の加熱温度を液相温度（失透温度）よりも高温にしなければならない。例えば、プリフォームを作製する際にはガラス融液の温度を液相温度より高くしなければならない。ガラス融液の加熱温度を液相温度より低くした場合には、得られるプリフォームや光学素子が失透する。一方で、ガラス融液の加熱温度を液相温度より高くした場合には、プリフォームの成形が困難になる。
【００１４】
この点、特許文献１及び２のガラスは、プレス成形を行う際に結晶が析出し難いため、プリフォームや光学素子の成形は可能である。しかし、特許文献１及び２のガラスは、ガラス転移点や屈伏点が高いため、ガラスの金型への焼き付きや金型の表面酸化による早期消耗等の問題点があった。
【００１５】
また、特許文献３のガラスは、液相温度が高く、液相温度における粘性も低いため、ガラスを失透させずに成形することが困難である問題点があった。
【００１６】
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、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学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】
【００１７】
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、Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分を併用し、他の各成分の含有量を調整することによって、ガラス転移点や屈伏点が低くなり、且つガラスの液相温度における粘性が高め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。
【００１８】
（１） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である光学ガラス。
【００１９】
（２） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が０．１％以上である（１）記載の光学ガラス。
【００２０】
（３） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜６．０％
をさらに含有する（１）又は（２）記載の光学ガラス。
【００２１】
（４） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、ＳｉＯ２成分の含有量が２０．０％以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２２】
（５） 酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）が０．８０以下である（４）記載の光学ガラス。
【００２３】
（６） 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で
ＴｉＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜１３．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０％
である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２４】
（７） 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．１％以上である（６）記載の光学ガラス。
【００２５】
（８） 酸化物換算組成における質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．３０以上４．００以下である（６）又は（７）記載の光学ガラス。
【００２６】
（９） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＭｇＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０．０％
である（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２７】
（１０） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以上）の質量和が３０．０％以下である（９）記載の光学ガラス。
【００２８】
（１１） 酸化物換算組成における質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３が０．８２以下である（９）又は（１０）記載の光学ガラス。
【００２９】
（１２） 酸化物換算組成における質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１．９０以下である（９）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３０】
（１３） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％
である（１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３１】
（１４） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１５．０％以下である（１３）記載の光学ガラス。
【００３２】
（１５） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜３．０％
である（１）から（１４）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３３】
（１６） アッベ数（νｄ）が１５以上３０以下である（１）から（１５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３４】
（１７） 分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下である（１）から（１６）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３５】
（１８） 液相温度が９００℃以下である（１）から（１７）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３６】
（１９） （１）から（１８）いずれか１項の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
【００３７】
（２０） （１９）のプリフォームを研磨してなる光学素子。
【００３８】
（２１） （１９）のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【００３９】
（２２） （１）から（２１）いずれか１項の光学ガラスからなる光学素子。
【００４０】
（２３） （２０）から（２２）のいずれかに記載の光学素子を有する光学機器。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学ガラスを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である。Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分を併用し、他の各成分の含有量を調整することによって、ガラス転移点や屈伏点が低くなり、且つ、ガラスの液相温度が低くなり、且つガラスの粘性が高められることで、ガラスの液相温度における粘性が高められる。このため、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学ガラスを得ることができる。
【００４３】
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。
【００４４】
［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」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。
【００４５】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、アッベ数を低くする効果がある成分である。また、ガラス転移点や屈伏点を低くし、耐水性を向上する成分である。ここで、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を５０．０％以上にすることで、高屈折率及び高分散を有し、且つガラス転移点及び屈伏点の低いガラスを得ることができる。一方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を８０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くでき、且つガラスの着色を低減できる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５０．０％、より好ましくは５５．０％を下限とし、最も好ましくは６３．０％より多くする。一方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは８０．０％、より好ましくは７８．０％、最も好ましくは７５．０％を上限とする。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３を用いることができる。
【００４６】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度を下げて失透を低減する成分である。ここで、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を５．０％以上にすることで、耐失透性の高いガラスを得ることができる。しかしながら、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなる。また、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率が高くなり、アッベ数が低くなる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５．０％、より好ましくは９．３％を下限とし、最も好ましくは１１．０％より多くする。一方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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。Ｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４を用いることができる。
【００４７】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度における粘性を高める成分である。ここで、Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）のうち少なくともいずれかを含有することで、液相温度において高い粘性を得ることができる。一方で、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスのアッベ数が高くなり、且つガラスの液相温度が上昇する。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０．１％、より好ましくは０．２％、さらに好ましくは１．０％、最も好ましくは３．６％を下限とする。一方で、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％を上限とし、最も好ましくは１２．０％未満とする。
【００４８】
このうち、Ｌａ２Ｏ３成分及びＧｄ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、Ｙ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは６．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。なお、Ｌｎ２Ｏ３成分のうちＹ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度を高める作用が強いため、液相温度における粘性をより高くする観点では、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量を低減することがより好ましく、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分を含有しないことがさらに好ましい。Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙ２Ｏ３、ＹＦ３、Ｙｂ２Ｏ３を用いることができる。
【００４９】
ＳｉＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、且つ液相温度における粘性を高める成分であり、且つ、ガラスの可視光透過率を高める効果のある成分である。しかしながら、ＳｉＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率が低下し易い。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とし、最も好ましくは６．０％未満とする。なお、ＳｉＯ２成分は含有しなくてもよいが、液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．７％を下限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６を用いることができる。
【００５０】
本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３成分の含有量に対するＳｉＯ２成分の含有量の比率が０．８０以下であることが好ましい。これにより、より液相温度の低いガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは０．８０、より好ましくは０．５０、を上限とし、最も好ましくは０．２０未満とする。なお、（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は０であってもよいが、より液相温度が低く可視光透過率の高いガラスを得る観点では、質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは０．０１、より好ましくは０．０３、最も好ましくは０．０５を下限とする。
【００５１】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、且つ液相温度における粘性を高める成分である。しかし、その含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなり、且つガラスが着色する。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは３．０％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。
【００５２】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、液相温度における粘性を高め、且つガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上する成分である。しかし、ＺｒＯ２成分の含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなり、ガラス転移点や屈伏点も高くなる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１３．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。なお、ＺｒＯ２成分は含有しなくてもよいが、耐失透性を高め、且つ液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１．０％を下限とする。ＺｒＯ２成分は、原料として例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４を用いることができる。
【００５３】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの液相温度における粘性を高め、且つガラスのアッベ数を小さくする成分である。しかし、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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。なお、Ｎｂ２Ｏ５成分は含有しなくてもよいが、アッベ数を小さくし、且つ液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５を用いることができる。
【００５４】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの液相温度における粘性を高める成分である。しかし、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなり、且つガラスの原料コストが大幅に上昇する。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５を用いることができる。
【００５５】
ＷＯ３成分は、ガラスの液相温度における粘性を高め、且つガラス転移点や屈伏点を下げる成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなり、且つガラスが着色する。従って、ＷＯ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３を用いることができる。
【００５６】
本発明の光学ガラスは、ＴｉＯ２成分、ＺｒＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、Ｔａ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分の質量和が０．１％以上であることが好ましい。これにより、ガラスのアッベ数を低くでき、且つガラスの液相温度を下げることができる。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分とこれらの成分を併用することで、より液相温度における粘性の高いガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成における質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは３．０％を下限とする。一方で、これらの成分の過剰な含有による液相温度の上昇や、ガラス転移点や屈伏点の上昇を低減できる観点では、この質量和は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１２．０％を上限とする。
【００５７】
また、本発明の光学ガラスは、質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）に対するＬｎ２Ｏ３成分の含有量の比率が０．３０以上４．００以下であることが好ましい。この比率を０．３０以上４．００以下の範囲内にすることで、液相温度における粘性をより高め、ガラスの着色を抑制することができる。従って、酸化物換算組成での質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは０．３０、より好ましくは０．４０、最も好ましくは０．５０を下限とする。一方で、この質量比は、好ましくは４．００、より好ましくは３．００、最も好ましくは２．００を上限とする。
【００５８】
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、適度に含有することでガラスの液相温度を下げる成分である。しかし、これらの成分の含有量が多すぎると、かえって液相温度が高くなる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは８．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。また、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＢａＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料として例えばＭｇＯ、ＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２を用いることができる。
【００５９】
ＺｎＯ成分は、ガラスの液相温度を低くし且つ着色を低減する成分であり、本発明の光学ガラスの任意成分である。しかし、ＺｎＯ成分の含有量が多すぎると、アッベ数（νｄ）が高くなり、液相温度が上昇する。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％、最も好ましくは７．０％を上限とする。なお、ＺｎＯ成分は含有しなくてもよいが、ＺｎＯ成分を含有することで耐失透性を高め、着色を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは２．３％、最も好ましくは３．０％を下限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２を用いることができる。
【００６０】
本発明の光学ガラスでは、ＲＯ成分（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎから選ばれる１種以上）の合計含有量が３０．０％以下であることが好ましい。これにより、これら成分の過剰な含有による液相温度の上昇を抑えることができる。従って、ＲＯ成分の合計含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。
【００６１】
本発明の光学ガラスでは、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和に対する、ＲＯ成分の質量和の比率が０．８２以下であることが好ましい。これにより、屈折率の低下を抑制しながらもガラスの液相温度の上昇を抑えることができる。従って、酸化物基準での質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３は、好ましくは０．８２、より好ましくは０．７５、最も好ましくは０．７０を上限とする。
【００６２】
また、本発明の光学ガラスでは、質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）に対する、ＲＯ成分の質量和の比率が１．９０以下であることが好ましい。これにより、高屈折率を維持しながらもガラスの液相温度における粘性を高めることができる。従って、酸化物基準での質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．５０、最も好ましくは１．００を上限とする。
【００６３】
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を調整し、ガラス転移点や屈伏点を低くする成分である。しかし、これらの成分を含有すると液相温度における粘性が大きく低下する。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。また、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％を上限とし、さらに好ましくは５．０％未満とする。特に液相温度における粘性の高いガラスを得る観点では、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．４％未満、最も好ましくは０．１％未満とする。Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６を用いることができる。
【００６４】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの透過率を向上する成分である。しかしながら、Ｐ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラス材料が溶解し難くなり、液相温度が上昇する。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量の上限は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは４．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。Ｐ２Ｏ５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、Ｎａ（ＰＯ３）、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４を用いることができる。
【００６５】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの耐失透性を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、ＧｅＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなり、且ガラス原料コストが大幅に上がる。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。また、ＧｅＯ２成分は高価な成分であるため、ガラスの材料コストを低減する観点で、ＧｅＯ２成分の含有量を、好ましくは３．０％未満、より好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満にしてもよい。ＧｅＯ２成分は、原料として例えばＧｅＯ２を用いることができる。
【００６６】
ＴｅＯ２成分はガラスの液相温度を下げ、且つガラス融液の脱泡及び清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とする。特に耐失透性の高いガラスを得る観点では、ＴｅＯ２成分の含有量を２．９％以下にしてもよい。一方で、ＴｅＯ２成分は含有しなくてもよいが、ＴｅＯ２成分を含有することで、液相温度が低く泡の少ないガラスを得ることができる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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％を下限とする。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２を用いることができる。
【００６７】
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３成分やＧａ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５．０％を上限とし、より好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。特に、Ａｌ２Ｏ３成分はガラスの液相温度における粘性を大きく下げる成分であるため、液相温度における粘性を高める観点では、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．８％未満、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３を用いることができる。
【００６８】
ＳｎＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性を高める成分である。しかし、その含有量が多すぎると、熔融性が悪化し、ガラスの着色が強くなる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ＳｎＯ２成分は、原料として例えばＳｎＯ２、ＳｎＯを用いることができる。
【００６９】
ＣｅＯ２成分は、ガラスの清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスが着色する。従って、ＣｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。ＣｅＯ２成分は、原料として例えばＣｅＯ２を用いることができる。
【００７０】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスの着色が強くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは０．１％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏを用いることができる。
【００７１】
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や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【００７２】
＜含有させるべきでない成分について＞
本発明においては、他の成分を本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、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂを除くＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＬｕ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においても、ガラスが着色して可視域の特定の波長に吸収を生じる。従って、本発明の光学ガラスは、上記成分を実質的に含まないことが好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除いて、人為的に含有させないことを意味する。
【００７３】
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。
【００７４】
本発明の光学ガラスとして好ましく用いられるガラスは、その組成が酸化物基準の質量％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、酸化物基準で概ね以下の値をとる。
Ｂｉ２Ｏ３成分 ２０．０〜４０．０モル％及び
Ｂ２Ｏ３成分 １５．０〜６０．０モル％
並びに
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜１３．０モル％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１３．０モル％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜４．０モル％、及び／又は
ＳｉＯ２成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
ＴｉＯ２成分 ０〜４０．０モル％、及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜２５．０モル％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１２．０モル％、及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０モル％、及び／又は
ＭｇＯ成分 ０〜２５．０モル％、及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜４０．０モル％、及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜３５．０モル％、及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜５０．０モル％、及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜４５．０モル％、及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜３５．０モル％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜３０．０モル％、及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜３０．０モル％、及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０モル％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０モル％、及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜４．０モル％、及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜２．０モル％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜２．０モル％
【００７５】
［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金坩堝に入れて７５０〜１０００℃の温度範囲で２〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８５０〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
【００７６】
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、液相温度において高い粘性を有する。より具体的には、本発明の光学ガラスの液相温度における粘性は、好ましくは０．２５Ｐａ・ｓ、より好ましくは０．４Ｐａ・ｓ、最も好ましくは０．６Ｐａ・ｓを下限とする。これにより、ガラスを液相温度に加熱しても粘性の大きなガラス融液が得られるため、プリフォームの失透や脈理を低減しつつ、ガラス融液から所望の形状のプリフォームに成形し易い均一な光学ガラスを得ることができる。また、これによりガラスを加熱軟化してもガラスの粘性が損なわれ難くなるため、プリフォームから光学素子等への成形を行い易く、表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を作製し易い光学ガラスを得ることができる。なお、本発明の光学ガラスの液相温度における粘性の上限は特に限定されないが、概ね２．０Ｐａ・ｓ以下、より具体的には１．８Ｐａ・ｓ以下、さらに具体的には１．５Ｐａ・ｓ以下であることが多い。
【００７７】
また、本発明の光学ガラスは、液相温度（失透温度）が低いことが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは９００℃、より好ましくは８８０℃、最も好ましくは８６０℃を上限とする。これにより、より低い温度でガラス融液を流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、ガラス融液からプリフォームを形成したときの耐失透性を高めることができる。また、液相温度が低くなることでガラス融液の粘性の基準となる温度が低くなるため、液相温度における粘性を高めることもできる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね５００℃以上、具体的には５５０℃以上、さらに具体的には６００℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて９５０℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して１２時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を表す。ここで所定の温度とは、８６０℃〜６５０℃まで１０℃刻みで設定した温度を表す。
【００７８】
また、本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高分散（低アッベ数）を有することが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．９５、最も好ましくは１．９７を下限とする。ここで、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の上限は特に限定されないが、概ね２．３０以下、より具体的には２．２０以下、さらに具体的には２．１０以下であることが多い。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは２８、最も好ましくは２５を上限とする。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限は特に限定されないが、概ね１５以上、より具体的には１６以上、さらに具体的には１７以上であることが多い。これらにより、光学設計の自由度が広がり、さら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。また、光学系における素子の点数を削減できるため、光学系全体の小型化を図ることができる。
【００７９】
また、本発明の光学ガラスは、低いガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは５６０℃、より好ましくは５２０℃、最も好ましくは５００℃を上限とする。これにより、ガラスがより低い温度で軟化するため、より低い温度でガラスをプレス成形し易くできる。そのため、プレス成形に用いる金型の酸化による消耗を低減して金型の長寿命化を図ることもできる。なお、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）の下限は特に限定されないが、本発明によって得られるガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、概ね１００℃以上、具体的には１５０℃以上、さらに具体的には２００℃以上であることが多い。
【００８０】
また、本発明の光学ガラスは、低い屈伏点（Ａｔ）を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの屈伏点（Ａｔ）は、好ましくは６００℃、より好ましくは５６０℃、最も好ましくは５２０℃を上限とする。屈伏点（Ａｔ）は、ガラス転移点（Ｔｇ）と同様にガラスの軟化性を示す指標の一つであり、プレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈伏点（Ａｔ）が６００℃以下のガラスを用いることにより、より低い温度でのプレス成形が可能になるため、よりプレス成形を行い易くすることができる。なお、本発明の光学ガラスの屈伏点（Ａｔ）の下限は特に限定されないが、本発明によって得られるガラスの屈伏点（Ａｔ）は、概ね１５０℃以上、具体的には２００℃以上、さらに具体的には２５０℃以上であることが多い。
【００８１】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ないことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下であり、より好ましくは４７０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４５０ｎｍ以下である。また、分光透過率５％を示す波長（λ５）が４６０ｎｍ以下であり、より好ましくは４４０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４２０ｎｍ以下である。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍に位置するようになることで、可視光線に対するガラスの透明性が高められるため、光学ガラスをレンズ等の可視光を透過する光学素子に好ましく用いることができる。
【００８２】
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば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、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的にはデジタルカメラやプロジェクタ等に用いることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
【実施例】
【００８３】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）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）、屈伏点（Ａｔ）、液相温度、液相温度における粘性、及び分光透過率が５％及び７０％を示す波長（λ５及びλ７０）の結果を表１〜表７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。
【００８４】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）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、水酸化物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定し、表１〜表１０に示した各実施例及び比較例の組成で、ガラス重量が４００ｇになるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で７５０℃〜１０００℃の温度範囲で２〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８５０〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製した。
【００８５】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００８６】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの液相温度は、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて９５０℃で完全に熔融状態にし、８６０℃〜６５０℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して１２時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を求めた。
【００８７】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの液相温度における粘性は、球引上げ式粘度計（有限会社オプト企業社製 型番ＢＶＭ−１３ＬＨ）を用いて粘度（粘性）η（Ｐａ・ｓ）を求めた。
【００８８】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）及び屈伏点（Ａｔ）は、横型膨張測定器を用いた測定を行うことで求めた。ここで、測定を行う際のサンプルはφ４．８ｍｍ、長さ５０〜５５ｍｍのものを使用し、昇温速度を４℃/ｍｉｎとした。
【００８９】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの可視光に対する透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ５及びλ７０（透過率５％時及び７０％時の波長）を求めた。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
【００９３】
【表４】
【００９４】
【表５】
【００９５】
【表６】
【００９６】
【表７】
【００９７】
表１〜表７に表されるように、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）の光学ガラスは、いずれも液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上、より詳細には０．６Ｐａ・ｓ以上であり、所望の範囲内であった。一方の比較例（Ｎｏ．Ｃ）は、液相温度が０．２５Ｐａ・ｓを下回っていた。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、液相温度における粘性が高いことが明らかになった。
【００９８】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも液相温度が９００℃以下、より詳細には８４０℃以下であり、所望の範囲内であった。一方の比較例（Ｎｏ．Ｃ）は、液相温度が９００℃を上回っており、比較例（Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂ）は、失透したため液相温度は９００℃より高いものと推察される。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスに比べて低い液相温度を有することが明らかになった。
【００９９】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ７０（透過率７０％時の波長）がいずれも４９０ｎｍ以下、より詳細には４７０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４６０ｎｍ以下、より詳細には４１０ｎｍ以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、着色し難いことが明らかになった。
【０１００】
また、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５６０℃以下、より詳細には４８０℃以下であり、所望の範囲内であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が低いことが明らかになった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈伏点（Ａｔ）が６００℃以下、より詳細には５１０℃以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０１】
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１．９０以上、より詳細には１．９９以上であり、所望の範囲内であった。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３０以下、より詳細には２２以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０２】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にあり、且つ低いガラス転移点及び屈伏点を有しながらも、液相温度が低く、液相温度における粘性が高く、且つ、着色が少ないことが明らかになった。このことから、本発明の実施例の光学ガラスは、高屈折率及び高分散の特性を有しがらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減でき、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得られることが推察される。
【０１０３】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、研磨加工用プリフォームを形成し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てレンズ及びプリズムの形状に加工した。いずれの場合も、所望のレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【０１０４】
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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系を用いた機器の高集積化及び高機能化が急速に進められたことで、光学系に対する高精度化、軽量化及び小型化の要求がますます強まっている。この要求を実現するために、高屈折率高分散ガラスを用いて作製した非球面レンズを用いた光学設計が行われている。
【０００３】
非球面レンズ等の光学素子を研削や研磨法で作製する場合、光学素子の製造コストが高くなり生産効率も悪くなる。そのため、光学素子の作製は、ゴブ或いはガラスブロックを切断・研磨したプリフォーム材を加熱軟化させ、これを高精度な面を持つ金型で加圧成形させるモールドプレスによることが多い。
【０００４】
モールドプレスを行うことにより、研削及び研磨工程が省略されることで、光学素子を低コストで作製でき、且つ大量生産を実現できる。しかし、光学素子の低コスト化及び大量生産を実現するためには、モールドプレスに用いられる金型を繰り返し使用できることが重要である。金型を繰り返し使用するには、プリフォーム材を加熱軟化させる際の加熱温度をできるだけ低く設定することで、金型の表面酸化を抑える必要がある。
【０００５】
ここで、モールドプレス時の加熱温度と、ガラス転移点やガラスの屈伏点との間には相関性があり、ガラス転移点や屈伏点を低くすることで、モールドプレス時の加熱温度が低くなるため、金型の表面酸化の進行を抑えることができる。
【０００６】
さらに、光学素子を低コストで作製するには、モールドプレスを行う前のプリフォームの製造コストも低いことが望まれる。
【０００７】
プリフォームの製造方法としては、ガラス融液を滴下して冷却する方法が挙げられる。この方法を用いることで、プリフォームの量産性を高めることができ、プリフォームの製造コストを低くすることができる。さらに、この方法にて得られたプリフォームは、球形又は両凸のレンズ形状に近いため、特に球形や両凸のレンズを形成する場合におけるモールドプレスによる形状変化量を小さくでき、光学素子の量産性を高めることもできる。
【０００８】
このようなモールドプレスに用いられるガラスとして、特許文献１及び２にはＰ２Ｏ５を主成分としたガラスが開示されている。また、特許文献３にはＢｉ２Ｏ３を主成分としたガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−０９７２３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３３３６号公報
【特許文献３】特開２００９−０４０６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、高屈折率及び高分散のガラスは、ガラス成形酸化物の量が相対的に少ないため、溶解したガラス材料や加熱軟化したガラスの粘性が低くなる傾向にある。特に、ガラス転移点や屈伏点の低いガラスは、その傾向が強い。
【００１１】
そのため、溶解したガラス材料からなるガラス融液を滴下してプリフォームを作製する場合、滴下される融液が細長くなり、得られるプリフォームの形状も細長くなることで、球形等の所望の形状を得ることが困難である。
【００１２】
また、このようなガラスからなるプリフォームをモールドプレスに用いた場合、成形型の内部でガラスが必要以上に軟化されるため、所望の形状の光学素子を得ることが困難になり易い。
【００１３】
しかも、ガラスを成形する際、ガラス融液の加熱温度を液相温度（失透温度）よりも高温にしなければならない。例えば、プリフォームを作製する際にはガラス融液の温度を液相温度より高くしなければならない。ガラス融液の加熱温度を液相温度より低くした場合には、得られるプリフォームや光学素子が失透する。一方で、ガラス融液の加熱温度を液相温度より高くした場合には、プリフォームの成形が困難になる。
【００１４】
この点、特許文献１及び２のガラスは、プレス成形を行う際に結晶が析出し難いため、プリフォームや光学素子の成形は可能である。しかし、特許文献１及び２のガラスは、ガラス転移点や屈伏点が高いため、ガラスの金型への焼き付きや金型の表面酸化による早期消耗等の問題点があった。
【００１５】
また、特許文献３のガラスは、液相温度が高く、液相温度における粘性も低いため、ガラスを失透させずに成形することが困難である問題点があった。
【００１６】
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、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学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】
【００１７】
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、Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分を併用し、他の各成分の含有量を調整することによって、ガラス転移点や屈伏点が低くなり、且つガラスの液相温度における粘性が高め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。
【００１８】
（１） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である光学ガラス。
【００１９】
（２） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が０．１％以上である（１）記載の光学ガラス。
【００２０】
（３） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜６．０％
をさらに含有する（１）又は（２）記載の光学ガラス。
【００２１】
（４） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、ＳｉＯ２成分の含有量が２０．０％以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２２】
（５） 酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）が０．８０以下である（４）記載の光学ガラス。
【００２３】
（６） 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で
ＴｉＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜１３．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０％
である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２４】
（７） 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．１％以上である（６）記載の光学ガラス。
【００２５】
（８） 酸化物換算組成における質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．３０以上４．００以下である（６）又は（７）記載の光学ガラス。
【００２６】
（９） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＭｇＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０．０％
である（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。
【００２７】
（１０） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以上）の質量和が３０．０％以下である（９）記載の光学ガラス。
【００２８】
（１１） 酸化物換算組成における質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３が０．８２以下である（９）又は（１０）記載の光学ガラス。
【００２９】
（１２） 酸化物換算組成における質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１．９０以下である（９）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３０】
（１３） 酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％
である（１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３１】
（１４） 酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１５．０％以下である（１３）記載の光学ガラス。
【００３２】
（１５） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜３．０％
である（１）から（１４）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３３】
（１６） アッベ数（νｄ）が１５以上３０以下である（１）から（１５）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３４】
（１７） 分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下である（１）から（１６）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３５】
（１８） 液相温度が９００℃以下である（１）から（１７）のいずれか記載の光学ガラス。
【００３６】
（１９） （１）から（１８）いずれか１項の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
【００３７】
（２０） （１９）のプリフォームを研磨してなる光学素子。
【００３８】
（２１） （１９）のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【００３９】
（２２） （１）から（２１）いずれか１項の光学ガラスからなる光学素子。
【００４０】
（２３） （２０）から（２２）のいずれかに記載の光学素子を有する光学機器。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学ガラスを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である。Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分を併用し、他の各成分の含有量を調整することによって、ガラス転移点や屈伏点が低くなり、且つ、ガラスの液相温度が低くなり、且つガラスの粘性が高められることで、ガラスの液相温度における粘性が高められる。このため、高屈折率及び高分散の特性を得ながらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減し、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得ることが可能な光学ガラスを得ることができる。
【００４３】
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。
【００４４】
［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」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。
【００４５】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、アッベ数を低くする効果がある成分である。また、ガラス転移点や屈伏点を低くし、耐水性を向上する成分である。ここで、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を５０．０％以上にすることで、高屈折率及び高分散を有し、且つガラス転移点及び屈伏点の低いガラスを得ることができる。一方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を８０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くでき、且つガラスの着色を低減できる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５０．０％、より好ましくは５５．０％を下限とし、最も好ましくは６３．０％より多くする。一方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは８０．０％、より好ましくは７８．０％、最も好ましくは７５．０％を上限とする。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３を用いることができる。
【００４６】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度を下げて失透を低減する成分である。ここで、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を５．０％以上にすることで、耐失透性の高いガラスを得ることができる。しかしながら、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなる。また、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率が高くなり、アッベ数が低くなる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５．０％、より好ましくは９．３％を下限とし、最も好ましくは１１．０％より多くする。一方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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。Ｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４を用いることができる。
【００４７】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度における粘性を高める成分である。ここで、Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）のうち少なくともいずれかを含有することで、液相温度において高い粘性を得ることができる。一方で、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスのアッベ数が高くなり、且つガラスの液相温度が上昇する。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０．１％、より好ましくは０．２％、さらに好ましくは１．０％、最も好ましくは３．６％を下限とする。一方で、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％を上限とし、最も好ましくは１２．０％未満とする。
【００４８】
このうち、Ｌａ２Ｏ３成分及びＧｄ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、Ｙ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは６．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。なお、Ｌｎ２Ｏ３成分のうちＹ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの液相温度を高める作用が強いため、液相温度における粘性をより高くする観点では、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量を低減することがより好ましく、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分を含有しないことがさらに好ましい。Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙ２Ｏ３、ＹＦ３、Ｙｂ２Ｏ３を用いることができる。
【００４９】
ＳｉＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、且つ液相温度における粘性を高める成分であり、且つ、ガラスの可視光透過率を高める効果のある成分である。しかしながら、ＳｉＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率が低下し易い。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とし、最も好ましくは６．０％未満とする。なお、ＳｉＯ２成分は含有しなくてもよいが、液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．７％を下限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６を用いることができる。
【００５０】
本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３成分の含有量に対するＳｉＯ２成分の含有量の比率が０．８０以下であることが好ましい。これにより、より液相温度の低いガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは０．８０、より好ましくは０．５０、を上限とし、最も好ましくは０．２０未満とする。なお、（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は０であってもよいが、より液相温度が低く可視光透過率の高いガラスを得る観点では、質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは０．０１、より好ましくは０．０３、最も好ましくは０．０５を下限とする。
【００５１】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、且つ液相温度における粘性を高める成分である。しかし、その含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなり、且つガラスが着色する。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは３．０％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。
【００５２】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの液相温度を下げ、液相温度における粘性を高め、且つガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上する成分である。しかし、ＺｒＯ２成分の含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなり、ガラス転移点や屈伏点も高くなる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１３．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。なお、ＺｒＯ２成分は含有しなくてもよいが、耐失透性を高め、且つ液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１．０％を下限とする。ＺｒＯ２成分は、原料として例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４を用いることができる。
【００５３】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの液相温度における粘性を高め、且つガラスのアッベ数を小さくする成分である。しかし、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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。なお、Ｎｂ２Ｏ５成分は含有しなくてもよいが、アッベ数を小さくし、且つ液相温度において高い粘性を得易くできる観点では、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５を用いることができる。
【００５４】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの液相温度における粘性を高める成分である。しかし、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなり、且つガラスの原料コストが大幅に上昇する。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５を用いることができる。
【００５５】
ＷＯ３成分は、ガラスの液相温度における粘性を高め、且つガラス転移点や屈伏点を下げる成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスの液相温度やガラス転移点が高くなり、且つガラスが着色する。従って、ＷＯ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３を用いることができる。
【００５６】
本発明の光学ガラスは、ＴｉＯ２成分、ＺｒＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、Ｔａ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分の質量和が０．１％以上であることが好ましい。これにより、ガラスのアッベ数を低くでき、且つガラスの液相温度を下げることができる。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分とこれらの成分を併用することで、より液相温度における粘性の高いガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成における質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは３．０％を下限とする。一方で、これらの成分の過剰な含有による液相温度の上昇や、ガラス転移点や屈伏点の上昇を低減できる観点では、この質量和は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１２．０％を上限とする。
【００５７】
また、本発明の光学ガラスは、質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）に対するＬｎ２Ｏ３成分の含有量の比率が０．３０以上４．００以下であることが好ましい。この比率を０．３０以上４．００以下の範囲内にすることで、液相温度における粘性をより高め、ガラスの着色を抑制することができる。従って、酸化物換算組成での質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは０．３０、より好ましくは０．４０、最も好ましくは０．５０を下限とする。一方で、この質量比は、好ましくは４．００、より好ましくは３．００、最も好ましくは２．００を上限とする。
【００５８】
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、適度に含有することでガラスの液相温度を下げる成分である。しかし、これらの成分の含有量が多すぎると、かえって液相温度が高くなる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは８．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。また、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＢａＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料として例えばＭｇＯ、ＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２を用いることができる。
【００５９】
ＺｎＯ成分は、ガラスの液相温度を低くし且つ着色を低減する成分であり、本発明の光学ガラスの任意成分である。しかし、ＺｎＯ成分の含有量が多すぎると、アッベ数（νｄ）が高くなり、液相温度が上昇する。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％、最も好ましくは７．０％を上限とする。なお、ＺｎＯ成分は含有しなくてもよいが、ＺｎＯ成分を含有することで耐失透性を高め、着色を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは２．３％、最も好ましくは３．０％を下限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２を用いることができる。
【００６０】
本発明の光学ガラスでは、ＲＯ成分（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎから選ばれる１種以上）の合計含有量が３０．０％以下であることが好ましい。これにより、これら成分の過剰な含有による液相温度の上昇を抑えることができる。従って、ＲＯ成分の合計含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。
【００６１】
本発明の光学ガラスでは、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和に対する、ＲＯ成分の質量和の比率が０．８２以下であることが好ましい。これにより、屈折率の低下を抑制しながらもガラスの液相温度の上昇を抑えることができる。従って、酸化物基準での質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３は、好ましくは０．８２、より好ましくは０．７５、最も好ましくは０．７０を上限とする。
【００６２】
また、本発明の光学ガラスでは、質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）に対する、ＲＯ成分の質量和の比率が１．９０以下であることが好ましい。これにより、高屈折率を維持しながらもガラスの液相温度における粘性を高めることができる。従って、酸化物基準での質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．５０、最も好ましくは１．００を上限とする。
【００６３】
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を調整し、ガラス転移点や屈伏点を低くする成分である。しかし、これらの成分を含有すると液相温度における粘性が大きく低下する。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。また、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％を上限とし、さらに好ましくは５．０％未満とする。特に液相温度における粘性の高いガラスを得る観点では、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．４％未満、最も好ましくは０．１％未満とする。Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６を用いることができる。
【００６４】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの透過率を向上する成分である。しかしながら、Ｐ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラス材料が溶解し難くなり、液相温度が上昇する。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量の上限は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは４．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。Ｐ２Ｏ５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、Ｎａ（ＰＯ３）、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４を用いることができる。
【００６５】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの耐失透性を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、ＧｅＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなり、且ガラス原料コストが大幅に上がる。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。また、ＧｅＯ２成分は高価な成分であるため、ガラスの材料コストを低減する観点で、ＧｅＯ２成分の含有量を、好ましくは３．０％未満、より好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満にしてもよい。ＧｅＯ２成分は、原料として例えばＧｅＯ２を用いることができる。
【００６６】
ＴｅＯ２成分はガラスの液相温度を下げ、且つガラス融液の脱泡及び清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、かえってガラスの液相温度が高くなる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とする。特に耐失透性の高いガラスを得る観点では、ＴｅＯ２成分の含有量を２．９％以下にしてもよい。一方で、ＴｅＯ２成分は含有しなくてもよいが、ＴｅＯ２成分を含有することで、液相温度が低く泡の少ないガラスを得ることができる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、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％を下限とする。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２を用いることができる。
【００６７】
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３成分やＧａ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは５．０％を上限とし、より好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。特に、Ａｌ２Ｏ３成分はガラスの液相温度における粘性を大きく下げる成分であるため、液相温度における粘性を高める観点では、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１．０％未満、より好ましくは０．８％未満、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３を用いることができる。
【００６８】
ＳｎＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性を高める成分である。しかし、その含有量が多すぎると、熔融性が悪化し、ガラスの着色が強くなる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ＳｎＯ２成分は、原料として例えばＳｎＯ２、ＳｎＯを用いることができる。
【００６９】
ＣｅＯ２成分は、ガラスの清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスが着色する。従って、ＣｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。ＣｅＯ２成分は、原料として例えばＣｅＯ２を用いることができる。
【００７０】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの清澄を促す成分である。しかし、その含有量が多すぎると、ガラスの着色が強くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは０．１％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏを用いることができる。
【００７１】
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や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【００７２】
＜含有させるべきでない成分について＞
本発明においては、他の成分を本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、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂを除くＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＬｕ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においても、ガラスが着色して可視域の特定の波長に吸収を生じる。従って、本発明の光学ガラスは、上記成分を実質的に含まないことが好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除いて、人為的に含有させないことを意味する。
【００７３】
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。
【００７４】
本発明の光学ガラスとして好ましく用いられるガラスは、その組成が酸化物基準の質量％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、酸化物基準で概ね以下の値をとる。
Ｂｉ２Ｏ３成分 ２０．０〜４０．０モル％及び
Ｂ２Ｏ３成分 １５．０〜６０．０モル％
並びに
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜１３．０モル％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１３．０モル％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜４．０モル％、及び／又は
ＳｉＯ２成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
ＴｉＯ２成分 ０〜４０．０モル％、及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜２５．０モル％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１２．０モル％、及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０モル％、及び／又は
ＭｇＯ成分 ０〜２５．０モル％、及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜４０．０モル％、及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜３５．０モル％、及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜５０．０モル％、及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜６０．０モル％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜４５．０モル％、及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜３５．０モル％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜３０．０モル％、及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜３０．０モル％、及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０モル％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１０．０モル％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０モル％、及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜４．０モル％、及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜２．０モル％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜２．０モル％
【００７５】
［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金坩堝に入れて７５０〜１０００℃の温度範囲で２〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８５０〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
【００７６】
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、液相温度において高い粘性を有する。より具体的には、本発明の光学ガラスの液相温度における粘性は、好ましくは０．２５Ｐａ・ｓ、より好ましくは０．４Ｐａ・ｓ、最も好ましくは０．６Ｐａ・ｓを下限とする。これにより、ガラスを液相温度に加熱しても粘性の大きなガラス融液が得られるため、プリフォームの失透や脈理を低減しつつ、ガラス融液から所望の形状のプリフォームに成形し易い均一な光学ガラスを得ることができる。また、これによりガラスを加熱軟化してもガラスの粘性が損なわれ難くなるため、プリフォームから光学素子等への成形を行い易く、表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を作製し易い光学ガラスを得ることができる。なお、本発明の光学ガラスの液相温度における粘性の上限は特に限定されないが、概ね２．０Ｐａ・ｓ以下、より具体的には１．８Ｐａ・ｓ以下、さらに具体的には１．５Ｐａ・ｓ以下であることが多い。
【００７７】
また、本発明の光学ガラスは、液相温度（失透温度）が低いことが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは９００℃、より好ましくは８８０℃、最も好ましくは８６０℃を上限とする。これにより、より低い温度でガラス融液を流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、ガラス融液からプリフォームを形成したときの耐失透性を高めることができる。また、液相温度が低くなることでガラス融液の粘性の基準となる温度が低くなるため、液相温度における粘性を高めることもできる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね５００℃以上、具体的には５５０℃以上、さらに具体的には６００℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて９５０℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して１２時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を表す。ここで所定の温度とは、８６０℃〜６５０℃まで１０℃刻みで設定した温度を表す。
【００７８】
また、本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高分散（低アッベ数）を有することが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．９５、最も好ましくは１．９７を下限とする。ここで、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の上限は特に限定されないが、概ね２．３０以下、より具体的には２．２０以下、さらに具体的には２．１０以下であることが多い。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは２８、最も好ましくは２５を上限とする。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限は特に限定されないが、概ね１５以上、より具体的には１６以上、さらに具体的には１７以上であることが多い。これらにより、光学設計の自由度が広がり、さら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。また、光学系における素子の点数を削減できるため、光学系全体の小型化を図ることができる。
【００７９】
また、本発明の光学ガラスは、低いガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは５６０℃、より好ましくは５２０℃、最も好ましくは５００℃を上限とする。これにより、ガラスがより低い温度で軟化するため、より低い温度でガラスをプレス成形し易くできる。そのため、プレス成形に用いる金型の酸化による消耗を低減して金型の長寿命化を図ることもできる。なお、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）の下限は特に限定されないが、本発明によって得られるガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、概ね１００℃以上、具体的には１５０℃以上、さらに具体的には２００℃以上であることが多い。
【００８０】
また、本発明の光学ガラスは、低い屈伏点（Ａｔ）を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの屈伏点（Ａｔ）は、好ましくは６００℃、より好ましくは５６０℃、最も好ましくは５２０℃を上限とする。屈伏点（Ａｔ）は、ガラス転移点（Ｔｇ）と同様にガラスの軟化性を示す指標の一つであり、プレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈伏点（Ａｔ）が６００℃以下のガラスを用いることにより、より低い温度でのプレス成形が可能になるため、よりプレス成形を行い易くすることができる。なお、本発明の光学ガラスの屈伏点（Ａｔ）の下限は特に限定されないが、本発明によって得られるガラスの屈伏点（Ａｔ）は、概ね１５０℃以上、具体的には２００℃以上、さらに具体的には２５０℃以上であることが多い。
【００８１】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ないことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下であり、より好ましくは４７０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４５０ｎｍ以下である。また、分光透過率５％を示す波長（λ５）が４６０ｎｍ以下であり、より好ましくは４４０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４２０ｎｍ以下である。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍に位置するようになることで、可視光線に対するガラスの透明性が高められるため、光学ガラスをレンズ等の可視光を透過する光学素子に好ましく用いることができる。
【００８２】
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば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、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的にはデジタルカメラやプロジェクタ等に用いることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
【実施例】
【００８３】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）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）、屈伏点（Ａｔ）、液相温度、液相温度における粘性、及び分光透過率が５％及び７０％を示す波長（λ５及びλ７０）の結果を表１〜表７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。
【００８４】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）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、水酸化物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定し、表１〜表１０に示した各実施例及び比較例の組成で、ガラス重量が４００ｇになるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で７５０℃〜１０００℃の温度範囲で２〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８５０〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製した。
【００８５】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００８６】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの液相温度は、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて９５０℃で完全に熔融状態にし、８６０℃〜６５０℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して１２時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を求めた。
【００８７】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの液相温度における粘性は、球引上げ式粘度計（有限会社オプト企業社製 型番ＢＶＭ−１３ＬＨ）を用いて粘度（粘性）η（Ｐａ・ｓ）を求めた。
【００８８】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）及び屈伏点（Ａｔ）は、横型膨張測定器を用いた測定を行うことで求めた。ここで、測定を行う際のサンプルはφ４．８ｍｍ、長さ５０〜５５ｍｍのものを使用し、昇温速度を４℃/ｍｉｎとした。
【００８９】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）及び比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの可視光に対する透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ５及びλ７０（透過率５％時及び７０％時の波長）を求めた。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
【００９３】
【表４】
【００９４】
【表５】
【００９５】
【表６】
【００９６】
【表７】
【００９７】
表１〜表７に表されるように、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４０）の光学ガラスは、いずれも液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上、より詳細には０．６Ｐａ・ｓ以上であり、所望の範囲内であった。一方の比較例（Ｎｏ．Ｃ）は、液相温度が０．２５Ｐａ・ｓを下回っていた。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、液相温度における粘性が高いことが明らかになった。
【００９８】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも液相温度が９００℃以下、より詳細には８４０℃以下であり、所望の範囲内であった。一方の比較例（Ｎｏ．Ｃ）は、液相温度が９００℃を上回っており、比較例（Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂ）は、失透したため液相温度は９００℃より高いものと推察される。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスに比べて低い液相温度を有することが明らかになった。
【００９９】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ７０（透過率７０％時の波長）がいずれも４９０ｎｍ以下、より詳細には４７０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４６０ｎｍ以下、より詳細には４１０ｎｍ以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、着色し難いことが明らかになった。
【０１００】
また、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５６０℃以下、より詳細には４８０℃以下であり、所望の範囲内であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が低いことが明らかになった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈伏点（Ａｔ）が６００℃以下、より詳細には５１０℃以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０１】
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１．９０以上、より詳細には１．９９以上であり、所望の範囲内であった。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３０以下、より詳細には２２以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０２】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にあり、且つ低いガラス転移点及び屈伏点を有しながらも、液相温度が低く、液相温度における粘性が高く、且つ、着色が少ないことが明らかになった。このことから、本発明の実施例の光学ガラスは、高屈折率及び高分散の特性を有しがらも、モールドプレス成形時における金型の消耗を低減でき、且つ表面の曲面が滑らかで均一な光学素子を得られることが推察される。
【０１０３】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、研磨加工用プリフォームを形成し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てレンズ及びプリズムの形状に加工した。いずれの場合も、所望のレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【０１０４】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が０．１％以上である請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜６．０％
をさらに含有する請求項１又は２記載の光学ガラス。
【請求項４】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、ＳｉＯ２成分の含有量が２０．０％以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項５】
酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）が０．８０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％で
ＴｉＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜１３．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０％
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する質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．１％以上である請求項６記載の光学ガラス。
【請求項８】
酸化物換算組成における質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．３０以上４．００以下である請求項６又は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質量に対して、質量％で
ＭｇＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０．０％
である請求項１から８のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１０】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以上）の質量和が３０．０％以下である請求項９記載の光学ガラス。
【請求項１１】
酸化物換算組成における質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３が０．８２以下である請求項９又は１０記載の光学ガラス。
【請求項１２】
酸化物換算組成における質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１．９０以下である請求項９から１１のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１３】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％
である請求項１から１２のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１４】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１５．０％以下である請求項１３記載の光学ガラス。
【請求項１５】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜３．０％
である請求項１から１４のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１６】
アッベ数（νｄ）が１５以上３０以下である請求項１から１５のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１７】
分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下である請求項１から１６のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１８】
液相温度が９００℃以下である請求項１から１７のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１９】
請求項１から１８いずれか１項の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
【請求項２０】
請求項１９のプリフォームを研磨してなる光学素子。
【請求項２１】
請求項１９のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【請求項２２】
請求項１から２１いずれか１項の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項２３】
請求項２０から２２のいずれかに記載の光学素子を有する光学機器。
【請求項１】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、Ｂｉ２Ｏ３成分を５０．０〜８０．０％及びＢ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％含有し、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上であり、液相温度における粘性が０．２５Ｐａ・ｓ以上である光学ガラス。
【請求項２】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が０．１％以上である請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜６．０％
をさらに含有する請求項１又は２記載の光学ガラス。
【請求項４】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、ＳｉＯ２成分の含有量が２０．０％以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項５】
酸化物換算組成における質量比（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）が０．８０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％で
ＴｉＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜１３．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜１５．０％
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する質量和（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．１％以上である請求項６記載の光学ガラス。
【請求項８】
酸化物換算組成における質量比Ｌｎ２Ｏ３／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．３０以上４．００以下である請求項６又は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質量に対して、質量％で
ＭｇＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０．０％
である請求項１から８のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１０】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以上）の質量和が３０．０％以下である請求項９記載の光学ガラス。
【請求項１１】
酸化物換算組成における質量比ＲＯ／Ｌｎ２Ｏ３が０．８２以下である請求項９又は１０記載の光学ガラス。
【請求項１２】
酸化物換算組成における質量比ＲＯ／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１．９０以下である請求項９から１１のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１３】
酸化物換算組成の全質量に対する質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１５．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％
である請求項１から１２のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１４】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１５．０％以下である請求項１３記載の光学ガラス。
【請求項１５】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１５．０％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
ＴｅＯ２成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜５．０％及び／又は
ＳｎＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜３．０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜３．０％
である請求項１から１４のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１６】
アッベ数（νｄ）が１５以上３０以下である請求項１から１５のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１７】
分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４９０ｎｍ以下である請求項１から１６のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１８】
液相温度が９００℃以下である請求項１から１７のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項１９】
請求項１から１８いずれか１項の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
【請求項２０】
請求項１９のプリフォームを研磨してなる光学素子。
【請求項２１】
請求項１９のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【請求項２２】
請求項１から２１いずれか１項の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項２３】
請求項２０から２２のいずれかに記載の光学素子を有する光学機器。
【公開番号】特開２０１２−２２４４９６（Ｐ２０１２−２２４４９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２５３８（Ｐ２０１１−９２５３８）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
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