光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム
【課題】屈折率（ｎｄ）が所望の範囲内にありながら低いアッベ数（νｄ）を有し、低い温度で軟化し易く、且つ研磨加工を行い易く、さらに高透過率と良好な化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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
【解決手段】酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【解決手段】酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォームに関する。
【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】
このため、光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子や光学系の軽量化及び小型化を図ることが可能な、高い屈折率（ｎｄ）を有し、低いアッベ数（νｄ）を有する高屈折率高分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率高分散ガラスとしては、例えば屈折率（ｎｄ）が１．８以上であり、２０前後のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラスとして、特許文献１及び２に代表されるようなテルライトガラスが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８０９７１号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうしたガラスを用いて光学素子を作製する場合には、ガラスを加熱軟化して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形品を研削研磨する方法や、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を加熱軟化して、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。
【０００６】
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）が高く、これらのガラスは加熱しても軟化し難かった。このため、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すると、プリフォーム材を加熱軟化する温度を高める必要があるため、プレス成形に用いた金型とプリフォーム材とが融着を起こしたり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。
【０００７】
一方、特許文献２で開示されたガラスは、本発明者が作製したところ、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）は低いものの、摩耗度（Ａａ）が高いガラスであった。このため、特許文献２で開示されたガラスは、いずれも表面に傷が形成され易く研磨加工を行い難いものであり、プレス成形性と研磨加工性とを両立させることが困難であった。
【０００８】
さらに、近年においては、一眼カメラ用交換レンズとしても使用できるよう、高屈折率ガラス特有の透過率の低下及び化学的耐久性欠如を補い、耐水性、耐候性にも優れた光学ガラスが求められている。
【０００９】
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）が所望の範囲内にありながら低いアッベ数（νｄ）を有し、低い温度で軟化し易く、且つ研磨加工を行い易く、さらに高透過率と良好な化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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】
【００１０】
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、ＴｅＯ２成分とＰ２Ｏ５及びＢ２Ｏ３成分との含有率を所定の範囲内に調整し、ガラスの高屈折率化が図られながらも、上記ニーズにかなう光学ガラスを見出し、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。
【００１１】
（１） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【００１２】
（２） 分光透過率で７０％を示す波長（λ７０）が５００ｎｍ以下である（１）の光学ガラス。
【００１３】
（３） （１）又は（２）の光学ガラスを、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスの４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む光学ガラスの製造方法。
【００１４】
（４） （１）又は（２）の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＴＧ曲線の０．１％質量減少温度が４２０℃以上であることを特徴とする前記製造方法。
【００１５】
（５） （１）又は（２）の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＤＴＡ曲線において７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことを特徴とする前記製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高屈折率（ｎｄ）と低いアッベ数（νｄ）を有し、低い温度で軟化し易く、且つ研磨加工を行い易く、さらに高透過率と良好な化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光学ガラスを製造するためのＴｅＯ２原料にかかるＴＧ−ＤＴＡ曲線である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の光学ガラスは、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上であり、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下である。ＴｅＯ２成分、Ｐ２Ｏ５成分、Ｂ２Ｏ３成分を併用し、それらの含有量の関係を所定の範囲とすることによって、ガラスの高屈折率化、高分散化が図られながらも、良好な摩耗度、透過率、化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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ができる。
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。
【００１９】
［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。
【００２０】
＜必須成分、任意成分について＞
ＴｅＯ２成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの分散を高めつつ、ガラスの屈折率を高める成分である。特に、ＴｅＯ２成分の含有率を２０．０％以上にすることで、ガラスの分散及び屈折率が高められるため、所望のアッベ数（νｄ）及び屈折率を得ることができる。一方、ＴｅＯ２成分の含有率を７０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くしてガラス形成時の耐失透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ＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは２５．０％を下限とし、最も好ましくは３０．０％より多くする。また、このＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは７０．０％未満とし、より好ましくは６５．０％、最も好ましくは６０．０％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。
【００２１】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの耐失透性を高めてガラスの均質化を図る成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を４０．０％以下にすることで、所望の屈折率を得易くし、ガラスの液相温度を高めて耐失透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Ｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは３０．０％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。
【００２２】
Ｐ２Ｏ５成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、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２５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２５．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００２３】
本発明の光学ガラスにおいては、Ｂ２Ｏ３成分及びＰ２Ｏ５成分の合計含有量に対するＴｅＯ２成分の含有量の比を、所定の範囲とすることにより、高屈折率化を図りつつ透過率を向上させることができる。当該組成比が小さすぎると屈折率を維持しにくい不利益があり、大きすぎると耐摩耗性を低下させる不利益がある。
したがって、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢ２Ｏ３成分及びＰ２Ｏ５成分の合計含有量に対するＴｅＯ２成分の含有量の比の下限は、好ましくは１.０、より好ましくは１．２、最も好ましくは１．４とする。
【００２４】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２２．０％、最も好ましくは２０．０％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。
【００２５】
Ｌａ２Ｏ３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、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えつつ、良好な耐失透性を維持し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Ｌａ２Ｏ３成分の含有率は、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。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。
【００２６】
本発明においては、Ｂ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量を所定の範囲の値にすることにより、耐摩耗性を向上させることができる。両成分の合計量が小さすぎると十分な耐摩耗性を得られない不利益があり、大きすぎると耐失透性が維持できない不利益がある。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、最も好ましくは５０．０％を上限とし、好ましくは０％を超え、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とする。
【００２７】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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２５％以下にすることで、ガラスの膨張係数を低減してプレス成形時のレンズ面の正確な転写を容易にしつつ、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００２８】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００２９】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００３０】
Ｃｓ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であり、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％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００３１】
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、２５％以下であることが好ましい。この物質量和を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの着色を低減し、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％を上限とする。
【００３２】
ＺｎＯ成分は、ガラス形成時の耐失透性を高め、ガラスの着色を低減し、ガラスの溶解性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を４０％以下にすることで、ＺｎＯ成分の過剰な含有による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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％を上限とする。
【００３３】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散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４０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）及び液相温度の上昇が抑えられるため、良好な耐失透性を維持しつつ、良好なプレス特性を得ることができる。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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％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。
【００３４】
ＭｇＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３５】
ＣａＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３６】
ＳｒＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０％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。
【００３７】
ＢａＯ成分は、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３８】
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、２５％以下であることが好ましい。この物質量和を２５％以下にすることで、ガラスの摩耗度が低くなるため、ガラスへの研磨加工を行い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ＲＯ成分の含有率の物質量和は、好ましくは２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％を上限とする。
【００３９】
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％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。
【００４０】
ＧｅＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、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２０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００４１】
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２０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４２】
Ｇａ２Ｏ３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、Ｇａ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工し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Ｇａ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％を上限とし、最も好ましくは５％を上限とする。Ｇａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＧａ２Ｏ３、ＧａＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４３】
Ｉｎ２Ｏ３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、Ｉｎ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工し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Ｉｎ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。Ｉｎ２Ｏ３成分は、原料として例えばＩｎ２Ｏ３、ＩｎＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４４】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを溶融状態から冷却する過程における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４５】
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％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４６】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率及び分散を高め、ガラスの液相温度を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を３０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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３０％、より好ましくは２５％、最も好ましくは２０％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。
【００４７】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を上げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率を４０％以下にすることで、ガラスの液相温度及びガラス転移点（Ｔｇ）が低くなるため、ガラス形成時の耐失透性を高めつつ、プレス成形を行い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Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％を上限とする。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４８】
Ｇｄ２Ｏ３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、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００４９】
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの化学的耐久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、Ｙ２Ｏ３成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００５０】
Ｙｂ２Ｏ３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、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持し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Ｙｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００５１】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡を促進する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有率を１．０％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ２Ｏ３成分が溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．８％、最も好ましくは０．５％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５２】
ＣｅＯ２成分は、ガラスの清澄に効果のある成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣｅＯ２成分の含有率を１．０％以下にすることで、内部品質の良好な光学ガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＣｅＯ２成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．８％、最も好ましくは０．５％を上限とする。ＣｅＯ２成分は、原料として例えばＣｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５３】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分やＣｅＯ２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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
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、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＥｒ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に対して用いられ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。ここで、「実質的に含有しない」とは、不純物として混入される場合を除いて含有しないことである。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
ＴｅＯ２成分 １０〜７０質量％及び
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜４０質量％、
並びに
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５質量％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜４０質量％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｂ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＭｇＯ成分 ０〜１５質量％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５質量％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜２０質量％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜２５質量％及び／又は
ＳｉＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜１０質量％及び／又は
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＴｉＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜５０質量％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜１質量％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜１質量％
【００５８】
［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５００〜１２００℃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。
【００５９】
[ＴｅＯ２原料]
本発明の光学ガラスの主成分となるＴｅＯ２原料については、市販されているものでも問題はない。しかし所定の原料を選択して使用することにより劇的に透過率を向上させることができる。
すなわち、基準資料として酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスを作成し、ＪＯＧＩＳ０２-２００３に準じた方法にて４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるようなＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む製造方法にて製造されることが好ましい。
【００６０】
具体的には、本発明者は、ＴｅＯ２原料につき、大気雰囲気において１０℃／ｍｉｎの昇温速度にてＴＧ測定を行った場合に、その質量が０．１％減少する温度が４２０℃以上である原料を選択的に使用することにより透過率の極めて良い光学ガラスを得られることを今般見出した。透過率とＴＧ測定結果との因果関係は必ずしも明確ではないが、これはＴｅＯ２中に混入されるＴｅ以外の元素に起因する不純物の量によるものでなく、ＴｅＯ２以外のＴｅ化合物の量によると推測ができる。
ここで「その質量が０．１％減少する温度」とはＴｅＯ２以外のＴｅ化合物が反応したことを意味する。
本発明においては、その質量が０．１％減少する温度が４２０℃以上であることが好ましく。４５０℃以上であることがより好ましく、４８０℃以上であることが最も好ましい。
【００６１】
さらに、本発明者は、ＴｅＯ２原料につき、大気雰囲気において１０℃／ｍｉｎの昇温速度にてＤＴＡ測定を行った場合に、７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さない原料を選択的に使用することにより透過率の極めて良い光学ガラスを得られることを今般見出した。透過率とＤＴＡ測定結果との因果関係は必ずしも明確ではないが、これはＴｅＯ２中に混入されるＴｅ以外の元素に起因する不純物の量によるものでなく、ＴｅＯ２以外のＴｅ化合物の量によるものと推測される。
本発明においては、７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことが好ましく、０．０７（μＶ／ｍｇ）以上に有さないことがより好ましく、０．０６（μＶ／ｍｇ）以上に有さないことが最も好ましい。
図１はＴｅＯ２原料のＴＧ（熱重量分析）−ＤＴＡ（示差熱分析）曲線である。図１において、横軸は温度（℃）、左縦軸はＴＧにおける重量減少率（％）、右縦軸はＤＴＡにおける熱容量（μＶ）である。図１のＴＧから、原料４及び５は２６０℃付近から重量減少が観察された。また、図１のＤＴＡから、原料４及び５は４５０℃付近をピークとしたブロードな発熱ピークが観察された。これはＴｅＯ２原料中にＴｅＯ２以外のＴｅ化合物が含まれていることを示唆する。なお、図１の原料１〜原料３は透過率の極めてよい光学ガラスを得られるＴｅＯ２原料であり、原料４及び原料５は光学ガラスの透過率を劣化させる原料である。
【００６２】
［物性］
本発明の光学ガラスは、所定の高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、高い分散を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７０、より好ましくは１．７５、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４０、より好ましくは３８、最も好ましくは３５を上限とする。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。なお、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）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アッベ数（νｄ）は、概ね１０以上、具体的には１２以上、さらに具体的には１４以上であることが多い。
【００６３】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ない必要がある。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５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４８０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４６０ｎｍ以下である。また、本発明の光学ガラスは、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す波長（λ５）が４５０ｎｍ以下であり、より好ましくは４３０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４１０ｎｍ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り、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスをレンズ等の光学素子の材料として用いることができる。
【００６４】
また、本発明の光学ガラスは、２００℃以上６００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が２００℃以上であることにより、特にガラスに対して研磨加工を行う場合、研磨加工によって発生する摩擦熱による悪影響を低減することができる。一方で、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であることにより、より低い温度で軟化するため、低い温度でのプレス成形が可能になり、プレス成形に用いる金型の酸化を低減して金型の長寿命化を図ることができる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは２００℃、より好ましくは２２０℃、最も好ましくは２５０℃を下限とし、好ましくは６００℃、より好ましくは５８０℃、最も好ましくは５５０℃を上限とする。
【００６５】
また、本発明の光学ガラスは、所定の摩耗度を有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの摩耗度の測定方法」に準じた測定方法における摩耗度（Ａａ）は、２００以上８００以下の摩耗度を有することが好ましい。摩耗度を２００以上にすることで、研磨加工を行ったときにガラスが研磨され易くなるため、研磨加工の加工効率を高め、研磨加工を行い易くすることができる。一方で、摩耗度を８００以下にすることで、光学ガラスの必要以上の摩耗や傷が低減されるため、光学ガラスに対する研磨加工における取扱いを容易にして、研磨加工を行い易くすることができる。従って、本発明の光学ガラスの摩耗度は、好ましくは２００、より好ましくは２５０、最も好ましくは３００を下限とし、好ましくは８００、より好ましくは７５０、最も好ましくは７００を上限とする。
【００６６】
また、本発明の光学ガラスは、所定の化学的耐久性を有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０６−２００８」に準じた測定方法における粉末法耐水性（ＲＷ）は、１〜３級であることが好ましく、１〜２級であることがより好ましく、１級であることが最も好ましい。粉末法耐水性（ＲＷ）を１〜３級にすることで、研磨加工や、研磨加工品や精密プレス成形加工品の洗浄でガラス表面の荒れが生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。
同様に光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０６−２００８」に準じた測定方法における粉末法耐酸性（ＲＡ）は、１〜３級であることが好ましく、１〜２級であることがより好ましく、１級であることが最も好ましい。粉末法耐酸性（ＲＡ）を１〜３級にすることで、研磨加工や、研磨加工品や精密プレス成形加工品の洗浄でガラス表面の荒れが生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。
【００６７】
本発明の光学ガラスは、所定のヌープ硬さを有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０９−１９７５」に準じた測定方法におけるヌープ硬さは、２５０以上６００以下であることが好ましい。ヌープ硬さを２５０以上にすることで、ガラス表面に傷が生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。一方で、ヌープ硬さを６００以下にすることで、研磨加工を行ったときにガラスが研磨され易くなるため、研磨加工の加工効率を高め、研磨加工を行い易くすることができる。従って、本発明の光学ガラスのヌープ硬さは、好ましくは２５０、より好ましくは２７０、最も好ましくは３００を下限とし、好ましくは６００、より好ましくは５５０、最も好ましくは５００を上限とする。
【００６８】
［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、レンズやプリズム、ミラー等のように、ガラス内に可視光を透過させる光学素子の用途に用いられることが好ましい。これにより、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されるため、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに、光学素子や光学系の小型化を図りつつ、高精細で高精度な結像特性を実現できる。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】
【００６９】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、摩耗度（Ａａ）、ヌープ硬さ、粉末法耐水性、粉末法耐酸性、並びにＴＧ曲線における０．１％質量が減少した温度、ＤＴＡ曲線における７００℃以下の発熱ピーク値、並びに分光透過率が７０％及び５％を示す波長（λ７０、λ５）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。
【００７０】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスは、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５００〜１２００℃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。
【００７１】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）については、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として、アニール条件は徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００７２】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）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１０〜５００μｍとし、サンプル質量は２００ｍｇ、昇温速度は１０℃／ｍｉｎとした。
【００７３】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの摩耗度は、「ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの摩耗度の測定方法」に準じて測定した。すなわち、３０×３０×１０ｍｍの大きさのガラス角板の試料を水平に毎分６０回転する鋳鉄製平面皿（２５０ｍｍφ）の中心から８０ｍｍの定位置に乗せ、９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重を垂直にかけながら、水２０ｍＬに＃８００（平均粒径２０μｍ）のラップ材（アルミナ質Ａ砥粒）を１０ｇ添加した研磨液を５分間一様に供給して摩擦させ、ラップ前後の試料質量を測定して、摩耗質量を求めた。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料の摩耗質量を求め、
摩耗度＝｛（試料の摩耗質量／比重）／（標準試料の摩耗質量／比重）｝×１００
により計算した。
【００７４】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２−２００３に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの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の波長の光に対する分光透過率を測定し、λ７０（透過率７０％時の波長）とλ５（透過率５％時の波長）を求めた。
【００７５】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのヌープ硬さについては、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０９−１９７５に準じて測定した。すなわち、ヌープ圧子（対稜角が１７２°３０′と１３０°のダイヤモンド四角錘圧子）を用いて、研磨面又はこれに準ずる面に四角錘のくぼみをつけたときの荷重を、永久くぼみの長い方の対角線の長さから求めたくぼみの投射面積で割ることで求めた。
【００７６】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのＴＧ−ＤＴＡ曲線は、示差熱測定装置（ネッチゲレテバウ社製 ＳＴＡ ４０９ ＣＤ）を用いて、昇温速度を１０℃／ｍｉｎとして測定した。
【００７７】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのＦｅ成分及びＣｒ成分の含有量は、実施例及び比較例の組成を有するガラスを粉末状にし、酸処理することにより得られた溶液について、ＩＣＰ発光分析装置(セイコーインスツルメンツ社製 Ｖｉｓｔａ-ＰＲＯ)を用いて測定した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が２５以下、より詳細には２４以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、所望の低いアッベ数（νｄ）を有することが明らかになった。
【００８０】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７０以上、より詳細には１．９２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２．０８以下であり、所望の範囲内であった。
【００８１】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ７０（透過率７０％時の波長）が５００ｎｍ以下、より詳細には４３７ｎｍ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４５０ｎｍ以下、より詳細には３９７ｎｍ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く、可視光に対する透明性が所望の範囲内にあることが明らかになった。
【００８２】
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２００℃以上、より詳細には３３０℃以上であるとともに、このガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下、より詳細には４１３℃以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは低いガラス転移点（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。
【００８３】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも摩耗度が２００以上、より詳細には３５６以上であるとともに、この摩耗度が８００以下、より詳細には５７２以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、摩耗度が低く、ガラス研磨時における加工性が良好なことが明らかになった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、摩耗度が８２３以上であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、摩耗度が良好であることが明らかになった。
【００８４】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも粉末法耐水性が１〜３級、より詳細には１級であるとともに、粉末法耐酸性が１〜３級、より詳細には１〜２級であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、化学的耐久性に優れており、研磨加工性や洗浄性が良好であることがわかった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、粉末法耐水性が１〜２級であり、粉末法耐酸性が４級あった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、粉末法耐水性及び粉末法耐酸性が良好であることが明らかになった。
【００８５】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもヌープ硬さが２５０以上、より詳細には３２０以上であるとともに、このヌープ硬さが６００以下、より詳細には４２０以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、所望のヌープ硬さを有しており、研磨加工性や洗浄性が良好であることがわかった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、ヌープ硬さが２３０であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、ヌープ硬さが良好であることが明らかになった。
【００８６】
次に図１における原料１〜５について、他成分とともにガラスとした場合の透過率を測定した。
すなわち、酸化物換算組成のモル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスを、前記実施例１〜５と同様の方法により作成し、ガラスの分光透過率を測定した。λ７０（透過率７０％時の波長）と波長４５０ｎｍの光の透過率を表２に示す。
【００８７】
【表２】
【００８８】
また、本発明の実施例の光学ガラス及び比較例のガラスは、いずれもガラス中に含まれるＦｅ成分及びＣｒ成分が１ｐｐｍ以下であることがわかった。このため、本発明の実施例の光学ガラス及び比較例のガラスの透過率は、Ｆｅ成分及びＣｒ成分の影響を受けていないことが明らかになった。
【００８９】
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、様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【００９０】
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、光学素子及び精密プレス成形用プリフォームに関する。
【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】
このため、光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子や光学系の軽量化及び小型化を図ることが可能な、高い屈折率（ｎｄ）を有し、低いアッベ数（νｄ）を有する高屈折率高分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率高分散ガラスとしては、例えば屈折率（ｎｄ）が１．８以上であり、２０前後のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラスとして、特許文献１及び２に代表されるようなテルライトガラスが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８０９７１号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうしたガラスを用いて光学素子を作製する場合には、ガラスを加熱軟化して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形品を研削研磨する方法や、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を加熱軟化して、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。
【０００６】
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）が高く、これらのガラスは加熱しても軟化し難かった。このため、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すると、プリフォーム材を加熱軟化する温度を高める必要があるため、プレス成形に用いた金型とプリフォーム材とが融着を起こしたり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。
【０００７】
一方、特許文献２で開示されたガラスは、本発明者が作製したところ、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）は低いものの、摩耗度（Ａａ）が高いガラスであった。このため、特許文献２で開示されたガラスは、いずれも表面に傷が形成され易く研磨加工を行い難いものであり、プレス成形性と研磨加工性とを両立させることが困難であった。
【０００８】
さらに、近年においては、一眼カメラ用交換レンズとしても使用できるよう、高屈折率ガラス特有の透過率の低下及び化学的耐久性欠如を補い、耐水性、耐候性にも優れた光学ガラスが求められている。
【０００９】
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）が所望の範囲内にありながら低いアッベ数（νｄ）を有し、低い温度で軟化し易く、且つ研磨加工を行い易く、さらに高透過率と良好な化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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】
【００１０】
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、ＴｅＯ２成分とＰ２Ｏ５及びＢ２Ｏ３成分との含有率を所定の範囲内に調整し、ガラスの高屈折率化が図られながらも、上記ニーズにかなう光学ガラスを見出し、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。
【００１１】
（１） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【００１２】
（２） 分光透過率で７０％を示す波長（λ７０）が５００ｎｍ以下である（１）の光学ガラス。
【００１３】
（３） （１）又は（２）の光学ガラスを、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスの４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む光学ガラスの製造方法。
【００１４】
（４） （１）又は（２）の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＴＧ曲線の０．１％質量減少温度が４２０℃以上であることを特徴とする前記製造方法。
【００１５】
（５） （１）又は（２）の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＤＴＡ曲線において７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことを特徴とする前記製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高屈折率（ｎｄ）と低いアッベ数（νｄ）を有し、低い温度で軟化し易く、且つ研磨加工を行い易く、さらに高透過率と良好な化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光学ガラスを製造するためのＴｅＯ２原料にかかるＴＧ−ＤＴＡ曲線である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の光学ガラスは、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上であり、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下である。ＴｅＯ２成分、Ｐ２Ｏ５成分、Ｂ２Ｏ３成分を併用し、それらの含有量の関係を所定の範囲とすることによって、ガラスの高屈折率化、高分散化が図られながらも、良好な摩耗度、透過率、化学的耐久性を兼ね備える光学ガラスと、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ができる。
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。
【００１９】
［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。
【００２０】
＜必須成分、任意成分について＞
ＴｅＯ２成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの分散を高めつつ、ガラスの屈折率を高める成分である。特に、ＴｅＯ２成分の含有率を２０．０％以上にすることで、ガラスの分散及び屈折率が高められるため、所望のアッベ数（νｄ）及び屈折率を得ることができる。一方、ＴｅＯ２成分の含有率を７０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くしてガラス形成時の耐失透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ＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは２５．０％を下限とし、最も好ましくは３０．０％より多くする。また、このＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは７０．０％未満とし、より好ましくは６５．０％、最も好ましくは６０．０％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。
【００２１】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの耐失透性を高めてガラスの均質化を図る成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有率を４０．０％以下にすることで、所望の屈折率を得易くし、ガラスの液相温度を高めて耐失透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Ｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは３０．０％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。
【００２２】
Ｐ２Ｏ５成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、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２５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２５．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１５．０％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。
【００２３】
本発明の光学ガラスにおいては、Ｂ２Ｏ３成分及びＰ２Ｏ５成分の合計含有量に対するＴｅＯ２成分の含有量の比を、所定の範囲とすることにより、高屈折率化を図りつつ透過率を向上させることができる。当該組成比が小さすぎると屈折率を維持しにくい不利益があり、大きすぎると耐摩耗性を低下させる不利益がある。
したがって、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢ２Ｏ３成分及びＰ２Ｏ５成分の合計含有量に対するＴｅＯ２成分の含有量の比の下限は、好ましくは１.０、より好ましくは１．２、最も好ましくは１．４とする。
【００２４】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２２．０％、最も好ましくは２０．０％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。
【００２５】
Ｌａ２Ｏ３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、Ｌａ２Ｏ３成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えつつ、良好な耐失透性を維持し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Ｌａ２Ｏ３成分の含有率は、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。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。
【００２６】
本発明においては、Ｂ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量を所定の範囲の値にすることにより、耐摩耗性を向上させることができる。両成分の合計量が小さすぎると十分な耐摩耗性を得られない不利益があり、大きすぎると耐失透性が維持できない不利益がある。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、最も好ましくは５０．０％を上限とし、好ましくは０％を超え、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とする。
【００２７】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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２５％以下にすることで、ガラスの膨張係数を低減してプレス成形時のレンズ面の正確な転写を容易にしつつ、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００２８】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００２９】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であり、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％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００３０】
Ｃｓ２Ｏ成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であり、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％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの化学的耐久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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００３１】
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、２５％以下であることが好ましい。この物質量和を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラスの着色を低減し、ガラスの化学的耐久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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％を上限とする。
【００３２】
ＺｎＯ成分は、ガラス形成時の耐失透性を高め、ガラスの着色を低減し、ガラスの溶解性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を４０％以下にすることで、ＺｎＯ成分の過剰な含有による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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％を上限とする。
【００３３】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散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４０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）及び液相温度の上昇が抑えられるため、良好な耐失透性を維持しつつ、良好なプレス特性を得ることができる。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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％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。
【００３４】
ＭｇＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３５】
ＣａＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３６】
ＳｒＯ成分は、ガラスの可視域での透過率を高め、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０％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。
【００３７】
ＢａＯ成分は、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を２５％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、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２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％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。
【００３８】
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、２５％以下であることが好ましい。この物質量和を２５％以下にすることで、ガラスの摩耗度が低くなるため、ガラスへの研磨加工を行い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ＲＯ成分の含有率の物質量和は、好ましくは２５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％を上限とする。
【００３９】
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％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。
【００４０】
ＧｅＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、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２０％以下にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００４１】
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２０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４２】
Ｇａ２Ｏ３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、Ｇａ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工し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Ｇａ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％を上限とし、最も好ましくは５％を上限とする。Ｇａ２Ｏ３成分は、原料として例えばＧａ２Ｏ３、ＧａＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４３】
Ｉｎ２Ｏ３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、Ｉｎ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工し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Ｉｎ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。Ｉｎ２Ｏ３成分は、原料として例えばＩｎ２Ｏ３、ＩｎＦ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４４】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを溶融状態から冷却する過程における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４５】
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％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００４６】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率及び分散を高め、ガラスの液相温度を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＴｉＯ２成分の含有率を３０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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３０％、より好ましくは２５％、最も好ましくは２０％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。
【００４７】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を上げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率を４０％以下にすることで、ガラスの液相温度及びガラス転移点（Ｔｇ）が低くなるため、ガラス形成時の耐失透性を高めつつ、プレス成形を行い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Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％を上限とする。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４８】
Ｇｄ２Ｏ３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、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００４９】
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの化学的耐久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、Ｙ２Ｏ３成分の含有率を２０％以下にすることで、ガラスの耐失透性の低下を抑えつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を抑えることができる。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２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％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。
【００５０】
Ｙｂ２Ｏ３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、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有率を１５％以下にすることで、所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持し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Ｙｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％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。
【００５１】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡を促進する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有率を１．０％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ２Ｏ３成分が溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．８％、最も好ましくは０．５％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５２】
ＣｅＯ２成分は、ガラスの清澄に効果のある成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣｅＯ２成分の含有率を１．０％以下にすることで、内部品質の良好な光学ガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＣｅＯ２成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．８％、最も好ましくは０．５％を上限とする。ＣｅＯ２成分は、原料として例えばＣｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５３】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分やＣｅＯ２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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
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、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＥｒ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に対して用いられ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。ここで、「実質的に含有しない」とは、不純物として混入される場合を除いて含有しないことである。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
ＴｅＯ２成分 １０〜７０質量％及び
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜４０質量％、
並びに
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５質量％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ成分 ０〜２０質量％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜４０質量％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｂ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＭｇＯ成分 ０〜１５質量％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜１５質量％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜２０質量％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜２５質量％及び／又は
ＳｉＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＧｅＯ２成分 ０〜１０質量％及び／又は
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜２０質量％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＺｒＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜３０質量％及び／又は
ＴｉＯ２成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜５０質量％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜３０質量％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜１質量％及び／又は
ＣｅＯ２成分 ０〜１質量％
【００５８】
［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５００〜１２００℃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。
【００５９】
[ＴｅＯ２原料]
本発明の光学ガラスの主成分となるＴｅＯ２原料については、市販されているものでも問題はない。しかし所定の原料を選択して使用することにより劇的に透過率を向上させることができる。
すなわち、基準資料として酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスを作成し、ＪＯＧＩＳ０２-２００３に準じた方法にて４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるようなＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む製造方法にて製造されることが好ましい。
【００６０】
具体的には、本発明者は、ＴｅＯ２原料につき、大気雰囲気において１０℃／ｍｉｎの昇温速度にてＴＧ測定を行った場合に、その質量が０．１％減少する温度が４２０℃以上である原料を選択的に使用することにより透過率の極めて良い光学ガラスを得られることを今般見出した。透過率とＴＧ測定結果との因果関係は必ずしも明確ではないが、これはＴｅＯ２中に混入されるＴｅ以外の元素に起因する不純物の量によるものでなく、ＴｅＯ２以外のＴｅ化合物の量によると推測ができる。
ここで「その質量が０．１％減少する温度」とはＴｅＯ２以外のＴｅ化合物が反応したことを意味する。
本発明においては、その質量が０．１％減少する温度が４２０℃以上であることが好ましく。４５０℃以上であることがより好ましく、４８０℃以上であることが最も好ましい。
【００６１】
さらに、本発明者は、ＴｅＯ２原料につき、大気雰囲気において１０℃／ｍｉｎの昇温速度にてＤＴＡ測定を行った場合に、７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さない原料を選択的に使用することにより透過率の極めて良い光学ガラスを得られることを今般見出した。透過率とＤＴＡ測定結果との因果関係は必ずしも明確ではないが、これはＴｅＯ２中に混入されるＴｅ以外の元素に起因する不純物の量によるものでなく、ＴｅＯ２以外のＴｅ化合物の量によるものと推測される。
本発明においては、７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことが好ましく、０．０７（μＶ／ｍｇ）以上に有さないことがより好ましく、０．０６（μＶ／ｍｇ）以上に有さないことが最も好ましい。
図１はＴｅＯ２原料のＴＧ（熱重量分析）−ＤＴＡ（示差熱分析）曲線である。図１において、横軸は温度（℃）、左縦軸はＴＧにおける重量減少率（％）、右縦軸はＤＴＡにおける熱容量（μＶ）である。図１のＴＧから、原料４及び５は２６０℃付近から重量減少が観察された。また、図１のＤＴＡから、原料４及び５は４５０℃付近をピークとしたブロードな発熱ピークが観察された。これはＴｅＯ２原料中にＴｅＯ２以外のＴｅ化合物が含まれていることを示唆する。なお、図１の原料１〜原料３は透過率の極めてよい光学ガラスを得られるＴｅＯ２原料であり、原料４及び原料５は光学ガラスの透過率を劣化させる原料である。
【００６２】
［物性］
本発明の光学ガラスは、所定の高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、高い分散を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７０、より好ましくは１．７５、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４０、より好ましくは３８、最も好ましくは３５を上限とする。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。なお、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）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アッベ数（νｄ）は、概ね１０以上、具体的には１２以上、さらに具体的には１４以上であることが多い。
【００６３】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ない必要がある。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５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４８０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４６０ｎｍ以下である。また、本発明の光学ガラスは、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す波長（λ５）が４５０ｎｍ以下であり、より好ましくは４３０ｎｍ以下であり、最も好ましくは４１０ｎｍ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り、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスをレンズ等の光学素子の材料として用いることができる。
【００６４】
また、本発明の光学ガラスは、２００℃以上６００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が２００℃以上であることにより、特にガラスに対して研磨加工を行う場合、研磨加工によって発生する摩擦熱による悪影響を低減することができる。一方で、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であることにより、より低い温度で軟化するため、低い温度でのプレス成形が可能になり、プレス成形に用いる金型の酸化を低減して金型の長寿命化を図ることができる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは２００℃、より好ましくは２２０℃、最も好ましくは２５０℃を下限とし、好ましくは６００℃、より好ましくは５８０℃、最も好ましくは５５０℃を上限とする。
【００６５】
また、本発明の光学ガラスは、所定の摩耗度を有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの摩耗度の測定方法」に準じた測定方法における摩耗度（Ａａ）は、２００以上８００以下の摩耗度を有することが好ましい。摩耗度を２００以上にすることで、研磨加工を行ったときにガラスが研磨され易くなるため、研磨加工の加工効率を高め、研磨加工を行い易くすることができる。一方で、摩耗度を８００以下にすることで、光学ガラスの必要以上の摩耗や傷が低減されるため、光学ガラスに対する研磨加工における取扱いを容易にして、研磨加工を行い易くすることができる。従って、本発明の光学ガラスの摩耗度は、好ましくは２００、より好ましくは２５０、最も好ましくは３００を下限とし、好ましくは８００、より好ましくは７５０、最も好ましくは７００を上限とする。
【００６６】
また、本発明の光学ガラスは、所定の化学的耐久性を有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０６−２００８」に準じた測定方法における粉末法耐水性（ＲＷ）は、１〜３級であることが好ましく、１〜２級であることがより好ましく、１級であることが最も好ましい。粉末法耐水性（ＲＷ）を１〜３級にすることで、研磨加工や、研磨加工品や精密プレス成形加工品の洗浄でガラス表面の荒れが生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。
同様に光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０６−２００８」に準じた測定方法における粉末法耐酸性（ＲＡ）は、１〜３級であることが好ましく、１〜２級であることがより好ましく、１級であることが最も好ましい。粉末法耐酸性（ＲＡ）を１〜３級にすることで、研磨加工や、研磨加工品や精密プレス成形加工品の洗浄でガラス表面の荒れが生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。
【００６７】
本発明の光学ガラスは、所定のヌープ硬さを有することが好ましい。特に、光学ガラスの「ＪＯＧＩＳ０９−１９７５」に準じた測定方法におけるヌープ硬さは、２５０以上６００以下であることが好ましい。ヌープ硬さを２５０以上にすることで、ガラス表面に傷が生じにくくなるため、光学ガラスに対する研磨加工や洗浄における取扱いを容易にして、研磨加工や洗浄を行い易くすることができる。一方で、ヌープ硬さを６００以下にすることで、研磨加工を行ったときにガラスが研磨され易くなるため、研磨加工の加工効率を高め、研磨加工を行い易くすることができる。従って、本発明の光学ガラスのヌープ硬さは、好ましくは２５０、より好ましくは２７０、最も好ましくは３００を下限とし、好ましくは６００、より好ましくは５５０、最も好ましくは５００を上限とする。
【００６８】
［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、レンズやプリズム、ミラー等のように、ガラス内に可視光を透過させる光学素子の用途に用いられることが好ましい。これにより、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されるため、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに、光学素子や光学系の小型化を図りつつ、高精細で高精度な結像特性を実現できる。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】
【００６９】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、摩耗度（Ａａ）、ヌープ硬さ、粉末法耐水性、粉末法耐酸性、並びにＴＧ曲線における０．１％質量が減少した温度、ＤＴＡ曲線における７００℃以下の発熱ピーク値、並びに分光透過率が７０％及び５％を示す波長（λ７０、λ５）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。
【００７０】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスは、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５００〜１２００℃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。
【００７１】
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）については、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として、アニール条件は徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００７２】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）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１０〜５００μｍとし、サンプル質量は２００ｍｇ、昇温速度は１０℃／ｍｉｎとした。
【００７３】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの摩耗度は、「ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの摩耗度の測定方法」に準じて測定した。すなわち、３０×３０×１０ｍｍの大きさのガラス角板の試料を水平に毎分６０回転する鋳鉄製平面皿（２５０ｍｍφ）の中心から８０ｍｍの定位置に乗せ、９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重を垂直にかけながら、水２０ｍＬに＃８００（平均粒径２０μｍ）のラップ材（アルミナ質Ａ砥粒）を１０ｇ添加した研磨液を５分間一様に供給して摩擦させ、ラップ前後の試料質量を測定して、摩耗質量を求めた。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料の摩耗質量を求め、
摩耗度＝｛（試料の摩耗質量／比重）／（標準試料の摩耗質量／比重）｝×１００
により計算した。
【００７４】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２−２００３に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの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の波長の光に対する分光透過率を測定し、λ７０（透過率７０％時の波長）とλ５（透過率５％時の波長）を求めた。
【００７５】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのヌープ硬さについては、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０９−１９７５に準じて測定した。すなわち、ヌープ圧子（対稜角が１７２°３０′と１３０°のダイヤモンド四角錘圧子）を用いて、研磨面又はこれに準ずる面に四角錘のくぼみをつけたときの荷重を、永久くぼみの長い方の対角線の長さから求めたくぼみの投射面積で割ることで求めた。
【００７６】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのＴＧ−ＤＴＡ曲線は、示差熱測定装置（ネッチゲレテバウ社製 ＳＴＡ ４０９ ＣＤ）を用いて、昇温速度を１０℃／ｍｉｎとして測定した。
【００７７】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）の光学ガラス、比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の組成のガラスのＦｅ成分及びＣｒ成分の含有量は、実施例及び比較例の組成を有するガラスを粉末状にし、酸処理することにより得られた溶液について、ＩＣＰ発光分析装置(セイコーインスツルメンツ社製 Ｖｉｓｔａ-ＰＲＯ)を用いて測定した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が２５以下、より詳細には２４以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、所望の低いアッベ数（νｄ）を有することが明らかになった。
【００８０】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７０以上、より詳細には１．９２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２．０８以下であり、所望の範囲内であった。
【００８１】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ７０（透過率７０％時の波長）が５００ｎｍ以下、より詳細には４３７ｎｍ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４５０ｎｍ以下、より詳細には３９７ｎｍ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く、可視光に対する透明性が所望の範囲内にあることが明らかになった。
【００８２】
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２００℃以上、より詳細には３３０℃以上であるとともに、このガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下、より詳細には４１３℃以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは低いガラス転移点（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。
【００８３】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも摩耗度が２００以上、より詳細には３５６以上であるとともに、この摩耗度が８００以下、より詳細には５７２以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、摩耗度が低く、ガラス研磨時における加工性が良好なことが明らかになった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、摩耗度が８２３以上であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、摩耗度が良好であることが明らかになった。
【００８４】
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも粉末法耐水性が１〜３級、より詳細には１級であるとともに、粉末法耐酸性が１〜３級、より詳細には１〜２級であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、化学的耐久性に優れており、研磨加工性や洗浄性が良好であることがわかった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、粉末法耐水性が１〜２級であり、粉末法耐酸性が４級あった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、粉末法耐水性及び粉末法耐酸性が良好であることが明らかになった。
【００８５】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもヌープ硬さが２５０以上、より詳細には３２０以上であるとともに、このヌープ硬さが６００以下、より詳細には４２０以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、所望のヌープ硬さを有しており、研磨加工性や洗浄性が良好であることがわかった。一方で、比較例３〜４の光学ガラスは、ヌープ硬さが２３０であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例３〜４のガラスに比べて、ヌープ硬さが良好であることが明らかになった。
【００８６】
次に図１における原料１〜５について、他成分とともにガラスとした場合の透過率を測定した。
すなわち、酸化物換算組成のモル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスを、前記実施例１〜５と同様の方法により作成し、ガラスの分光透過率を測定した。λ７０（透過率７０％時の波長）と波長４５０ｎｍの光の透過率を表２に示す。
【００８７】
【表２】
【００８８】
また、本発明の実施例の光学ガラス及び比較例のガラスは、いずれもガラス中に含まれるＦｅ成分及びＣｒ成分が１ｐｐｍ以下であることがわかった。このため、本発明の実施例の光学ガラス及び比較例のガラスの透過率は、Ｆｅ成分及びＣｒ成分の影響を受けていないことが明らかになった。
【００８９】
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、様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【００９０】
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】
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【請求項２】
分光透過率で７０％を示す波長（λ７０）が５００ｎｍ以下である請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学ガラスを、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスの４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＴＧ曲線の０．１％質量減少温度が４２０℃以上であることを特徴とする前記製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＤＴＡ曲線において７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことを特徴とする前記製造方法。
【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ＴｅＯ２成分を２０．０〜７０．０％、Ｐ２Ｏ５成分を０％〜２５．０％、Ｂ２Ｏ３成分を０％〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を０％〜２０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０％〜３０．０％含有し、ＴｅＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）が１．０以上、Ｂ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３が０％より多く６０％以下であり、摩耗度が２００以上８００以下、ヌープ硬度が２５０以上６５０以下、粉末法耐水性クラス（RW）が１以上３以下、粉末法耐酸性クラス（RA）が１以上３以下である光学ガラス。
【請求項２】
分光透過率で７０％を示す波長（λ７０）が５００ｎｍ以下である請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学ガラスを、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分が６５％、Ｂｉ２Ｏ３成分が５％、Ｌｉ２Ｏ成分が２０％、ＺｎＯ成分が１０％、Ａｌ２Ｏ３成分が０．２％からなる光学ガラスの４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上となるＴｅＯ２原料を用いて、溶融及び／又は成形する工程を含む光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＴＧ曲線の０．１％質量減少温度が４２０℃以上であることを特徴とする前記製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光学ガラスの製法であって、原料としてＴｅＯ２を使用し、前記原料として使用されるＴｅＯ２について、空気中での１０℃／ｍｉｎの昇温速度におけるＤＴＡ曲線において７００℃以下に０．０８（μＶ／ｍｇ）以上の高さの発熱ピークを有さないことを特徴とする前記製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２３０９７４（Ｐ２０１１−２３０９７４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５０００（Ｐ２０１０−１０５０００）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
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