JP2009203135A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有する光学ガラスと、これを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を得る。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を５５．０〜８５．０％、及びＧｅＯ_２成分を１．０〜３０．０％含有するものである。光学素子は、この光学ガラスを精密プレス成形してなるものである。この光学ガラスによれば、Ｂｉ_２Ｏ_３成分を加えることによって、ガラス転移点（Ｔｇ）が結晶化開始温度（Ｔｘ）に比べて大きく下がり、ガラスの熱的耐久性が高められる。また、Ｂｉ_２Ｏ_３成分及びＧｅＯ_２成分を併用することによって、ガラスの高屈折率化が図られる。さらに、Ｂｉ_２Ｏ_３と他成分との比率を所定の範囲内にすることによって、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）が大きくなる。
【選択図】なし

Description

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。

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。

こうした光学素子の製造方法としては、ゴブ又はガラスブロックを切断・研磨したプリフォーム材を加熱軟化して、加熱軟化したプリフォーム材を高精度な面を持つ金型で加圧成形する方法が用いられている。この方法を用いた場合には、ガラスを研削し研磨する工程が省略される利点がある。

光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、１．８５以上の屈折率（ｎ_ｄ）を有し、３０以下のアッベ数（ν_ｄ）、及び高い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。また、屈折率やアッベ数や着色度等の光学的特性だけでなく、光学ガラスの製造時や光学素子の加工時においてＰｂＯやＡｓ_２Ｏ_３を用いず、環境負荷を抑制することも重要になっている。このような高屈折率低分散ガラスのうち、例えば屈折率（ｎ_ｄ）が１．９１以上２．０５以下、アッベ数（ν_ｄ）が１９以上２５以下であり、かつＰｂＯ、Ｔｌ_２Ｏ、ＴｅＯ_２及びＡｓ_２Ｏ_３を用いない光学ガラスとして、特許文献１に代表されるようなガラス組成物が知られている。
特開２００７−１１９３４３号公報

しかしながら、特許文献１で開示されたガラスでは、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが８０℃に満たないものが多く、これらのガラスの熱的安定性は低いものであった。そのため、こ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成型して光学素子を作製しようとすると、加熱軟化したガラスの結晶化によって、作製した光学素子が失透したり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。

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（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有する光学ガラスと、これを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を得ることにある。

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、Ｂｉ_２Ｏ_３成分を加えることによって、ガラス転移点（Ｔｇ）が結晶化開始温度（Ｔｘ）に比べて大きく下がってガラスの熱的安定性が高められること、Ｂｉ_２Ｏ_３成分及びＧｅＯ_２成分を併用することによって、ガラスの高屈折率化が図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。

（１） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を５５．０〜８５．０％、及びＧｅＯ_２成分を１．０〜３０．０％含有する光学ガラス。

（２） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
ＳｉＯ_２成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する（１）記載の光学ガラス。

（３） 質量比（ＳｉＯ_２）／（Ｂ_２Ｏ_３）が１．２０未満であることを特徴とする（２）記載の光学ガラス。

（４） 質量比（ＧｅＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）が１．９５以下であることを特徴とする（２）又は（３）記載の光学ガラス。

（５） 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 ０〜８．０％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜８．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。

（６） 質量和ＲＯ＋ＺｎＯ（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）が０．１％以上であることを特徴とする（５）記載の光学ガラス。

（７） 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｃｓ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｒｂ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
ＺｒＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
ＴｉＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
ＷＯ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
ＴｅＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
ＣｅＯ_２成分 ０〜０．５％
の各成分をさらに含有する（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。

（８） １．８５以上の屈折率（ｎ_ｄ）を有し、３０以下のアッベ数（ν_ｄ）を有する（１）から（７）のいずれか記載の光学ガラス。

（９） ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが８０℃以上である（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。

（１０） （１）から（９）のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。

（１１） （１）から（９）のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。

（１２） （１１）記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。

本発明によれば、Ｂｉ_２Ｏ_３成分を加えることによって、ガラス転移点（Ｔｇ）が結晶化開始温度（Ｔｘ）に比べて大きく下がり、ガラスの熱的耐久性が高められる。また、Ｂｉ_２Ｏ_３成分及びＧｅＯ_２成分を併用することによって、ガラスの高屈折率化が図られる。さらに、Ｂｉ_２Ｏ_３と他成分との比率を所定の範囲内にすることによって、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）が大きくなる。このため、屈折率、アッベ数、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有する光学ガラスと、これを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を得ることができる。

本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を５５．０〜８５．０％、及びＧｅＯ_２成分を１．０〜３０．０％含有する。Ｂｉ_２Ｏ_３成分を必須成分として上記含有率の範囲内で加えることで、ガラス転移点（Ｔｇ）が結晶化開始温度（Ｔｘ）に比べて大きく下がり、ガラス転移点と結晶化開始温度（Ｔｘ）の温度差が大きくなるため、ガラスの熱的安定性が向上する。それとともに、Ｂｉ_２Ｏ_３成分を加えることで、ガラスの高屈折率高分散化が図られる。また、ＧｅＯ_２成分を必須成分として上記含有率の範囲内でＢｉ_２Ｏ_３成分と併用することで、ガラスの更なる高屈折率高分散化が図られる。さらに、Ｂｉ_２Ｏ_３と他成分との比率を所定の範囲内にすることによって、高い部分分散比（θｇ，Ｆ）が得られる。このため、高い熱的安定性を有し、かつ１．８５以上の屈折率（ｎ_ｄ）と３０以下のアッベ数（ν_ｄ）と０．５９０以上の部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する光学ガラス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。

［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時にすべ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。

＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げるとともに、ガラスの高屈折率高分散化を図り、高い部分分散比（θｇ，Ｆ）を得ることに寄与し、ガラスの安定性を高める成分である。特に、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有率を５５．０％以上にすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）を結晶化開始温度（Ｔｘ）に比べて大きく下げ、ガラスの熱的安定性を高めることができる。一方、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有率を８５．０％以下にすることで、ガラスの熱的安定性を損ない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Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは５５．０％、より好ましくは５８．０％、最も好ましくは６０．０％を下限とし、好ましくは８５．０％、より好ましくは８３．０％、最も好ましくは８２．０％を上限とする。Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、原料として例えばＢｉ_２Ｏ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

ＧｅＯ_２成分は、ガラスの着色を改善し、ガラスの高屈折率高分散化を図る成分である。特に、ＧｅＯ_２成分の含有率を１．０％以上にすることで、ガラスの高屈折率高分散化を図ることができる。一方、ＧｅＯ_２成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの熱的安定性を損い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ＧｅＯ_２成分の含有率は、好ましくは１．０％、より好ましくは１．５％、最も好ましくは１．８％を下限とし、好ましくは３０．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。ＧｅＯ_２成分は、原料として例えばＧｅＯ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

ＳｉＯ_２成分は、ガラスの耐失透性及び粘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、ＳｉО_２成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率、分散、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の低下を抑制し、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１２．０％、最も好ましくは９．０％を上限とする。ＳｉＯ_２成分は、原料として例えばＳｉＯ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｂ_２Ｏ_３成分は、ガラスの耐失透性及び粘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、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率、分散、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の低下を抑制し、本発明が目的とする光学恒数を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１１．０％を上限とする。Ｂ_２Ｏ_３成分は、原料として例えばＨ_３ＢＯ_３、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ、ＢＰＯ_４等を用いてガラス内に含有することができる。

本発明の光学ガラスでは、ＳｉＯ_２成分又はＢ_２Ｏ_３成分を単独でガラス中に用いてもガラスの耐失透性を高められるが、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有率に対するＳｉＯ_２成分の含有率の質量比が、１．２０未満であることが好ましい。この質量比を１．２０未満にすることで、ガラスの熱的安定性を高める効果が高いＢ_２Ｏ_３成分の含有率が相対的に高まるため、ガラスの熱的安定性を高めることができる。Ｂ_２Ｏ_３成分の含有率に対するＳｉＯ_２成分の含有率の質量比は、好ましくは１．２０未満とし、より好ましくは１．１７、最も好ましくは１．１５を上限とする。

また、本発明の光学ガラスでは、ＳｉＯ_２成分及びＢ_２Ｏ_３成分の含有率の質量和に対するＧｅＯ_２成分の含有率の質量比が、１．９５以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２成分、Ｂ_２Ｏ_３成分及びＧｅＯ_２成分は、いずれもガラスネットワークを形成するガラスフォーマーであるが、本願発明者は、ＳｉＯ_２成分及びＢ_２Ｏ_３成分がＧｅＯ_２成分よりもガラスの熱的安定性を高められることを見出した。特に、ＳｉＯ_２成分及びＢ_２Ｏ_３成分の含有率の質量和に対するＧｅＯ_２成分の含有率の質量比を１．９５以下にすることで、ガラスの熱的安定性をさらに高めることができる。従って、ＳｉＯ_２成分及びＢ_２Ｏ_３成分の含有率の質量和に対するＧｅＯ_２成分の含有率の質量比は、好ましくは１．９５、より好ましくは１．９０、最も好ましくは１．８７を上限とする。

ＭｇＯ成分は、ガラスを低分散化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分の含有率を８．０％以下にすることで、ガラスを再加熱したときの失透の発生を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＭｇＯ成分の含有率は、好ましくは８．０％、より好ましくは６．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＭｇＯ成分は、原料として例えばＭｇＣＯ_３、ＭｇＦ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

ＣａＯ成分は、ガラスの屈折率と部分分散比（θｇ，Ｆ）を高く保ちつつ、ガラスを低分散化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＣａＯ成分の含有率を８．０％以下にすることで、ガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＣａＯ成分の含有率は、好ましくは８．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＣＯ_３、ＣａＦ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

ＳｒＯ成分は、ガラスの失透性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｒＯ成分の含有率を８．０％以下にすることで、本発明が目的とする屈折率及びアッベ数を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＳｒＯ成分の含有率は、好ましくは８．０％、より好ましくは６．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒ（ＮＯ_３）_２、ＳｒＦ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

ＢａＯ成分は、ガラスの失透性及び着色を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を８．０％以下にすることで、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＢａＯ成分の含有率は、好ましくは８．０％、より好ましくは６．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＢａＦ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

ＺｎＯ成分は、ガラスの化学的耐久性及び耐失透性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を８．０％以下にすることで、ガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｎＯ成分の含有率は、好ましくは８．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

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）とＺｎＯ成分との質量和が、０．１％以上であることが好ましい。この質量和を０．１％以上にすることで、ガラスの溶融性及び耐失透性を向上するとともに、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、ＲＯ成分とＺｎＯ成分との質量和は、好ましくは０．１％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは３．０％を下限とする。

Ａｌ_２Ｏ_３成分は、ガラスの化学的耐久性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの溶融性を良くするとともに、ガラスの失透を低減し、ガラス屈伏点を上昇し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＡｌ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ａｌ_２Ｏ_３成分は、原料として例えばＡｌ_２Ｏ_３、Ａｌ（ＯＨ）_３、ＡｌＦ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｐ_２Ｏ_５成分は、ガラスの着色を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分相を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＰ_２Ｏ_５成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｐ_２Ｏ_５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ_３）_３、Ｃａ（ＰＯ_３）_２、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、ＢＰＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｌｉ_２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善するとともに、ガラスを再加熱したとき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、Ｌｉ_２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率、分散、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の低下を抑制し、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＬｉ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｌｉ_２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、ＬｉＦ等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｎａ_２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善するとともに、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎａ_２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮａ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｎａ_２Ｏ成分は、原料として例えばＮａ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、ＮａＦ、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｋ_２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善するとともに、ガラスの屈折率、アッベ数、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｋ_２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＫ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｋ_２Ｏ成分は、原料として例えばＫ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＫＦ、ＫＨＦ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｃｓ_２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善するとともに、ガラスの屈折率、アッベ数、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｃｓ_２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＣｓ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｃｓ_２Ｏ成分は、原料として例えばＣｓ_２ＣＯ_３、ＣｓＮＯ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｒｂ_２Ｏ成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）の低下を促進するとともに、ガラスの屈折率、アッベ数、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）を調整する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｒｂ_２Ｏ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くして、本発明が目的とする屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＲｂ_２Ｏ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｒｂ_２Ｏ成分は、原料として例えばＲｂ_２ＣＯ_３、ＲｂＮＯ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

ＺｒＯ_２成分は、ガラスの化学的耐久性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｒＯ_２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＺｒＯ_２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｒＯ_２成分は、原料として例えばＺｒＯ_２、ＺｒＦ_４等を用いてガラス内に含有することができる。

ＴｉＯ_２成分は、ガラスの高屈折率高分散化を図り、高い部分分散比（θｇ，Ｆ）を得ることに寄与する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＴｉＯ_２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの失透性を増加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ＴｉＯ_２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＴｉＯ_２成分は、原料として例えばＴｉＯ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、ガラスの高屈折率高分散化を図り、高い部分分散比（θｇ，Ｆ）を得ることに寄与する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの溶融性を悪化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＮｂ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、原料として例えばＮｂ_２Ｏ_５等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｔａ_２Ｏ_５成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）を高め、ガラスの化学的耐久性を改善する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分相を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴａ_２Ｏ_５成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｔａ_２Ｏ_５成分は、原料として例えばＴａ_２Ｏ_５等を用いてガラス内に含有することができる。

ＷＯ_３成分は、ガラスの高屈折率高分散化を図り、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）を高めることに寄与し、ガラスの屈伏点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、ＷＯ_３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラスの分相を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＷＯ_３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＷＯ_３成分は、原料として例えばＷＯ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

ＴｅＯ_２成分は、ガラス熔融時の清澄作用を促進し、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）を高めることに寄与する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＴｅＯ_２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、着色が少なく内部透過率が高いガラスを得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するＴｅＯ_２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＴｅＯ_２成分は、原料として例えばＴｅＯ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及びＹｂ_２Ｏ_３の各成分は、ガラスの化学的耐久性を向上し、部分分散比（θｇ，Ｆ）を高めることに寄与する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及びＹｂ_２Ｏ_３の各成分の含有率をそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの分散を高めるとともに、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質量に対するＬａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及びＹｂ_２Ｏ_３の各成分の含有率は、それぞれ好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは０．１％を上限とする。Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及びＹｂ_２Ｏ_３の各成分は、原料として例えばＬａ_２Ｏ_３、Ｌａ（ＮＯ_３）_３・ＸＨ_２Ｏ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＦ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、溶融ガラスを脱泡する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有率を１０．０％以下にすることで、ガラス熔融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ_２Ｏ_３成分が熔解設備（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Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、原料として例えばＳｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｈ_２Ｓｂ_２Ｏ_７・５Ｈ_２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。

ＣｅＯ_２成分は、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）を高めることに寄与し、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、ＣｅＯ_２成分の含有率を１０．０％以下にすることで、部分分散比（θｇ，Ｆ）が大きく、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質量に対するＣｅＯ_２成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＣｅＯ_２成分は、原料として例えばＣｅＯ_２等を用いてガラス内に含有することができる。

＜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。

他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することがで
きる。ただし、Ｔｉを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

さらに、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３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。したがって、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。

本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
Ｂｉ_２Ｏ_３成分 １８〜４５ｍｏｌ％及び
ＧｅＯ_２成分 ２〜４０ｍｏｌ％、
並びに
ＳｉＯ_２成分 ０〜４５ｍｏｌ％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３成分 ０〜４５ｍｏｌ％及び／又は
ＭｇＯ成分 ０〜３０ｍｏｌ％及び／又は
ＣａＯ成分 ０〜２５ｍｏｌ％及び／又は
ＳｒＯ成分 ０〜２０ｍｏｌ％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜２０ｍｏｌ％及び／又は
Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜５ｍｏｌ％及び／又は
Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜２０ｍｏｌ％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜２０ｍｏｌ％
Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１５ｍｏｌ％及び／又は
Ｃｓ_２Ｏ成分 ０〜７ｍｏｌ％及び／又は
Ｒｂ_２Ｏ成分 ０〜７ｍｏｌ％及び／又は
ＺｒＯ_２成分 ０〜１５ｍｏｌ％及び／又は
ＴｉＯ_２成分 ０〜２０ｍｏｌ％及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０〜７ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５成分 ０〜５ｍｏｌ％及び／又は
ＷＯ_３成分 ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
ＴｅＯ_２成分 ０〜１２ｍｏｌ％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０〜５ｍｏｌ％
Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜１０ｍｏｌ％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜５ｍｏｌ％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜５ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜７ｍｏｌ％及び／又は
ＣｅＯ_２成分 ０〜１ｍｏｌ％

［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８５０〜１２５０℃の温度範囲で１〜１０時間溶融し、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。

［物性］
本発明の光学ガラスは、できるだけ高い屈折率（ｎ_ｄ）を有するとともに、適度な分散性を有し、高い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは１．８５、より好ましくは１．９０、最も好ましくは２．００を下限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは２７、最も好ましくは２４を上限とする。また、本発明の光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、好ましくは０．５９０、より好ましくは０．５９５、最も好ましくは０．６０を下限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。

ここで、部分分散比（θｇ，Ｆ）は、以下のように求められる数値である。すなわち、部分分散比（θｇ，Ｆ）は、徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて、Ｃライン（波長６５６．２７ｎｍ）における屈折率（ｎ_Ｃ）、Ｆライン（波長４８６．１３ｎｍ）における屈折率（ｎ_Ｆ）、及びｇライン（波長４３５．８４ｎｍ）における屈折率（ｎ_ｇ）の測定値から、θｇ，Ｆ＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）の式を用いて算出して求められる数値である。

また、本発明の光学ガラスは、できるだけ高い熱的安定性を有する必要がある。特に、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴは、好ましくは８０℃、より好ましくは１００℃、最も好ましくは１５０℃を下限とする。これにより、本発明の光学ガラスを精密プレス成形用プリフォーム等のプリフォーム材を作製し、これを加熱軟化して光学素子を作製しても、ガラスの結晶化による失透をはじめとした、光学素子の光学特性への影響を低減することができる。

［プリフォーム及び光学素子］
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、レンズ等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラ等の光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。

本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）及び比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）の組成、及び、これらのガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、結晶化開始温度（Ｔｘ）、ガラス転移点及び結晶化開始温度の差（ΔＴ）、並びに透過率７０％時の波長（λ_７０）及び透過率５％時の波長（λ_５）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。

本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）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９５０〜１０５０℃で２〜３時間溶解した後、８００〜９００℃に下げて、さらに１時間くらい保温し、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。

ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。

また、ΔＴは、示差熱測定装置（ネッチゲレテバウ社製 ＳＴＡ ４０９ ＣＤ）を用いて測定したガラス転移点（Ｔｇ）と、結晶化開始温度（Ｔｘ）の差より求めた。このときのサンプル粒度は４２５〜６００μｍとし、昇温速度は１０℃／ｍｉｎとした。

また、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）の光学ガラス及び比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）のガラスについて、厚み１０ｍｍで分光透過率７０％を示す波長（λ_７０）と５％を示す波長（λ_５）でガラスの透明性を評価した。ここで、分光透過率の測定は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて行った。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨したガラスについて、ＪＩＳＺ８７２２に準じて２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定した。

表１に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが８０℃以上、より詳細には１５０℃以上であった。一方で、比較例のガラスは、いずれもΔＴが１５０℃未満であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて熱的安定性が高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、いずれも屈折率（ｎ_ｄ）が１．８５以上、より詳細には１．９０以上であり、所望の範囲内であった。特に、実施例（Ｎｏ．１〜３及びＮｏ．５）の光学ガラスは、屈折率（ｎ_ｄ）が２．００以上であり、比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）に比べて高い屈折率（ｎ_ｄ）を有する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、いずれもアッベ数（ν_ｄ）が３０以下、より詳細には２５以下の範囲内であり、所望の範囲内であった。特に、実施例（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３及びＮｏ．５）の光学ガラスは、アッベ数（ν_ｄ）が２０以下であり、比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）に比べて低いアッベ数（ν_ｄ）を有する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、いずれも部分分散比（θｇ，Ｆ）が０．６０以上であり、より詳細には０．６２以上であり、所望の範囲内であった。また、これらの部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．７０以下であり、より詳細には０．６８以下であった。特に、実施例（Ｎｏ．１〜３及びＮｏ．５）の光学ガラスは、部分分散比（θｇ，Ｆ）が０．６４以上であり、比較例（Ｎｏ．１及びＮｏ．２）に比べて部分分散比（θｇ，Ｆ）の高いことが明らかになった。

従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び部分分散比（θｇ，Ｆ）が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有することが明らかになった。

さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて精密プレス成形用プリフォームを形成し、精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形加工したところ、安定に様々なレンズ形状に加工することができた。

なお、本発明の実施例の光学ガラスは、分光透過率７０％を示す波長が５５０ｎｍ以下で、分光透過率５％を示す波長が４５０ｎｍ以下であり、可視域での透明性が高いものであった。

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。

Claims (12)

1. 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を５５．０〜８５．０％、及びＧｅＯ_２成分を１．０〜３０．０％含有する光学ガラス。
2. 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
   ＳｉＯ_２成分 ０〜２０．０％及び／又は
   Ｂ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％
   の各成分をさらに含有する請求項１記載の光学ガラス。
3. 質量比（ＳｉＯ_２）／（Ｂ_２Ｏ_３）が１．２０未満であることを特徴とする請求項２記載の光学ガラス。
4. 質量比（ＧｅＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）が１．９５以下であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学ガラス。
5. 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 ０〜８．０％及び／又は
   ＳｒＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
   ＢａＯ成分 ０〜８．０％及び／又は
   ＺｎＯ成分 ０〜８．０％
   の各成分をさらに含有する請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
6. 質量和ＲＯ＋ＺｎＯ（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）が０．１％以上であることを特徴とする請求項５記載の光学ガラス。
7. 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量％で
   Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｃｓ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｒｂ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％及び／又は
   ＺｒＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
   ＴｉＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｔａ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％及び／又は
   ＷＯ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   ＴｅＯ_２成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％及び／又は
   ＣｅＯ_２成分 ０〜０．５％
   の各成分をさらに含有する請求項１から６のいずれか記載の光学ガラス。
8. １．８５以上の屈折率（ｎ_ｄ）を有し、３０以下のアッベ数（ν_ｄ）を有する請求項１から７のいずれか記載の光学ガラス。
9. ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化開始温度（Ｔｘ）との差ΔＴが８０℃以上である請求項１から８のいずれか記載の光学ガラス。
10. 請求項１から９のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。
11. 請求項１から９のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
12. 請求項１１記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。