JP2010037181A - ＴｅＯ２−Ｌａ２Ｏ３系光学ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】環境負荷物質であるＰｂＯや高価な原料であるＨｆＯ_２を使用することなく、しかも金型を劣化させにくく、モールドプレス成形に好適な低分散高屈折率の光学ガラスを提供する。
【解決手段】アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図１に示すＡ１点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ１点（νｄ＝２２、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ１点（νｄ＝１３、ｎｄ＝２．１）、及びＤ１点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．１）をＡ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有する光学ガラスであって、実質的にＰｂＯ及びＨｆＯを含まず、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２が４９％以下、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量が０〜２５％であり、且つ、Ｌａ_２Ｏ_３を必須成分として含有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は光学ガラスに関するものである。

ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等の用途では、アッベ数νｄが１３以上で屈折率ｎｄが１．９１を超える低分散高屈折率光学ガラスが求められている。

この種のレンズとしては非球面形状のレンズが広く用いられている。その作製方法は例えば以下のような方法が知られている。

まず、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して、液滴状ガラスを作製し（液滴成形）、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。または、溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスインゴットを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。続いて、プリフォームガラスを加熱して軟化し、高精度な成形表面を持つ金型によって加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写してレンズを作製する。

このような成形方法は一般にモールドプレス成形法と呼ばれており、大量生産に適した方法として近年広く採用されている。
特公平１−４４６５１号公報

高屈折率が容易に達成できるガラス組成系として、ＴｅＯ_２を多量に含むテルライト系ガラスが知られている。例えば特許文献１にはＴｅＯ_２を主成分とし、ＧｅＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、ＨｆＯ_２、ＰｂＯ等を任意成分として含有するテルライト系ガラスが開示されている。

ところがモールドプレス成形法では、金型が高温で軟化変形したガラスと一定時間接触しているため、金型自身が酸化したり、ガラスからの揮発物により汚染されたりすることがある。特にテルライト系ガラスをプレスする場合、金型表面にガラス成分が付着して、金型の寿命に大きな影響を与えやすい。従って、高屈折率のテルライト系ガラスは、モールドプレス成形による成形が不向きであり、大量生産し難いという不都合がある。なお特許文献１には、ＴｅＯ_２の含有量が比較的少なく、しかも高屈折率を達成しているガラスも開示されているが、そのような高屈折率を得るために同文献では環境負荷物質であるＰｂＯや、希少原料で非常に高価なＨｆＯ_２を含有させている。

また高屈折率と同時に、低分散であることが近年重要視されるようになってきている。つまり、レンズを低分散高屈折率化することによって、光学系において焦点距離を短縮でき、デジタルカメラのレンズユニットでは小型化が容易になり、またカメラ付き携帯電話機ではズーム機能搭載が容易になる等、光学機器の小型化、高機能化が可能となる。

本発明の目的は、環境負荷物質であるＰｂＯや高価な原料であるＨｆＯ_２を使用することなく、しかも金型を劣化させにくく、モールドプレス成形に好適な低分散高屈折率の光学ガラスを提供することである。

本発明者等は種々の実験を行った結果、金型の劣化を防止するにはＴｅＯ_２の含有量を制限すればよいこと、及びガラスを低分散化させるためにはＬａ_２Ｏ_３を添加すればよいことを見いだした。ところでＴｅＯ_２の含有量を制限したり、Ｌａ_２Ｏ_３を添加したりするとガラスが不安定になり易い。そこで本発明者等はさらに検討を重ね、この系のガラスに含まれることの多いＺｎＯやＮｂ_２Ｏ_３の含有量を制限することにより上記目的が達成可能であることを見いだした。

即ち本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図１に示すＡ１点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ１点（νｄ＝２２、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ１点（νｄ＝１３、ｎｄ＝２．１）、及びＤ１点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．１）をＡ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有する光学ガラスであって、実質的にＰｂＯ及びＨｆＯを含まず、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２が４９％以下、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量が０〜２５％であり、且つ、Ｌａ_２Ｏ_３を必須成分として含有することを特徴とする。なお本発明において、「ＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス」とは、最も広義にはＴｅＯ_２及びＬａ_２Ｏ_３を必須成分として含有するガラスを意味する。また「実質的にＰｂＯ及びＨｆＯを含まず」とは、これらの成分を意図的にガラス中に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで完全に排除するということを意味するものではない。より客観的には、不純物を含めたこれらの成分の含有量が、各々０．０１ｍｏｌ％以下であるということを意味する。また本発明における「含有する」という用語に関し、「０〜」と規定された成分については、「０％」即ち、全く含まない場合もあり得ることを意味している。

本発明において、ＴｅＯ_２の含有量は１〜４９ｍｏｌ％であることが好ましい。

また本発明において、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は０．１〜４０ｍｏｌ％であることが好ましい。

また本発明においては、上記成分に加えてＷＯ_３、ＴｉＯ_２、及びＺｒＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

上記構成によれば、ＴｅＯ_２の含有量を制限したことによる屈折率の不足を補うことが容易になる。

また本発明において、ＷＯ_３の含有量が０．１〜４５ｍｏｌ％であることが好ましい。

上記構成によれば、ＴｅＯ_２の含有量を制限したことによる屈折率の不足を補うと同時に、より安定したガラスを得ることが容易になる。

また本発明においては、上記成分に加えてＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

上記構成によれば、より低分散のガラスを得ることが容易になる。

また本発明において、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が０〜２４ｍｏｌ％であることが好ましい。

上記構成によれば、より低分散で安定したガラスを得ることが容易になる。

また本発明においては、上記成分に加えてＴａ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２ １〜４９％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０．１〜４０％、ＺｎＯ ０〜２５％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜２５％、ＺｎＯ＋Ｎｂ_２Ｏ_３ ０〜２５％、ＷＯ_３ ０．１〜４５％、ＴｉＯ_２ ０〜１０％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２４％、ＳｉＯ_２ ０〜５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜９％、ＣａＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜５％、Ｋ_２Ｏ ０〜５％含有し、実質的にＰｂＯ及びＨｆＯを含まないことを特徴とする。ここで「ＺｎＯ＋Ｎｂ_２Ｏ_５」とは、ＺｎＯ及びＮｂ_２Ｏ_３から選ばれる１種以上の成分の合量を意味する。

また本発明において、アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図２に示すＡ２点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ２点（νｄ＝２８、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ２点（νｄ＝１６、ｎｄ＝２．０６）、及びＤ２点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．０６）をＡ２点、Ｂ２点、Ｃ２点、Ｄ２点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することが好ましい。

また本発明において、アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図３に示すＡ３点（νｄ＝３０、ｎｄ＝１．９４）、Ｂ３点（νｄ＝２６、ｎｄ＝１．９４）、Ｃ３点（νｄ＝１９、ｎｄ＝２．０４）、及びＤ３点（νｄ＝２７、ｎｄ＝２．０４）をＡ３点、Ｂ３点、Ｃ３点、Ｄ３点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することが好ましい。

また本発明において、転移点Ｔｇが６５０℃以下であることが好ましい。

本発明のモールドプレス成形用硝材は、上記ＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなることを特徴とする。

本発明の光学ガラスは、上記ＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなることを特徴とする。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ガラスを高屈折率化するＴｅＯ_２とガラスを低分散化させるＬａ_２Ｏ_３を必須成分として含む。このため、低分散高屈折率のガラスを設計することが可能である。

また本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、アッベ数νｄ及び屈折率ｎｄが図１に示す領域にあるために、光学機器を小型化、高機能化することが可能な光学レンズを作製することが可能である。

また本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ＴｅＯ_２の含有量を制限することによって、ガラス成分が金型に付着し難いという効果がある。このため、金型の寿命が飛躍的に伸び、例えばモールドプレスを５０００回以上連続して行うことができる。従ってモールドプレス成形法を用いて大量生産することが可能である。

また本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量を２５％以下に制限していることから、ＴｅＯ_２の含有量を制限し、またＬａ_２Ｏ_３を多量に含有させても安定なガラスが得られる。従って低分散化が容易である。

また本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、実質的にＰｂＯ及びＨｆＯを含まないため、環境上好ましく、しかも安価である。

それゆえ本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といった光学レンズ用硝材として好適である。

また本発明のモールドプレス用硝材は、上記ＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなるため、金型の劣化を起こしにくい。それゆえモールドプレス成形用硝材として好適である。

また本発明の光学レンズは、上記ＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなるため、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といった光学レンズとして好適に使用できる。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２が４９％以下、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量が０〜２５％であり、且つ、Ｌａ_２Ｏ_３を必須成分として含有する。またＰｂＯ及びＨｆＯ_２を含まないものである。この範囲であれば、図１に示す光学定数を得ることが可能である。

上記成分のうち、ＴｅＯ_２及びＮｂ_２Ｏ_５はガラスの屈折率を高める効果がある。またＺｎＯはガラスを熱的に安定化させる効果がある。さらにＬａ_２Ｏ_３は屈折率をあまり低下させることなく、ガラスの分散を効果的に低下させる働きがある。

低分散高屈折率のガラスを得る観点から、テルライト系ガラスにＬａ_２Ｏ_３をできる限り多く含有させることが好ましい。ところがＴｅＯ_２、ＺｎＯ（及びＮｂ_２Ｏ_５）を主たる構成成分とするガラス（ＴｅＯ_２―ＺｎＯの骨格）に多量のＬａ_２Ｏ_３を導入すれば、Ｌａ_２Ｏ_３が骨格に入れず、ガラスの成分バランスが崩れて失透したり、ガラス化が困難になったりする傾向が現れる。この対策としては、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の含有量を制限して、ＴｅＯ_２―Ｌａ_２Ｏ_３の骨格が形成されるようにすることが有効である。そこで本発明では、Ｌａ_２Ｏ_３をできる限り多く含有させることができるように、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量の上限を規定している。これによってガラスを効果的に低分散化することが可能になる。またＬａ_２Ｏ_３に加えて、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等もガラスを低分散化する成分であり、必要に応じて適宜添加することができる。

なお高屈折率化の観点からはＴｅＯ_２が多いほど好ましいが、この成分が多すぎると、金型の寿命を短くしてしまう。従って、ＴｅＯ_２の上限は上記のように制限される。ＴｅＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５の含有量を制限すれば高屈折率化が難しくなる場合があるが、屈折率の不足は、その他の成分、例えばＷＯ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２等を適宜添加することにより補うことができる。

ガラスの安定性の観点からは、ＴｅＯ_２の含有量が多い程良い。つまりＴｅＯ_２の含有量を制限するとガラス化範囲が狭くなって不安定になる傾向がある。しかし本発明ではＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量を制限していることからガラスの安定性を保つことができる。またＷＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３等を添加すれば、ガラスをより安定化することが可能になる。

以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りが無い場合、以下の「％」は「ｍｏｌ％」を意味する。

ＴｅＯ_２は本発明のガラスにおいて必須成分である。ＴｅＯ_２はガラスの骨格を形成する成分であり、ＴｅＯ_２が多いほどガラスが安定化する傾向がある。ＴｅＯ_２はガラスを高屈折率化させるのに有効な成分であり、またガラス転移点Ｔｇを下げる成分でもある。ＴｅＯ_２を主成分として含有するガラス（テルライト系ガラス）は、Ｌａ_２Ｏ_３を多量に含有させることができれば、ＰｂＯ及びＨｆＯ_２を含有させなくても、高屈折率低分散の光学定数を得ることが可能になる。ＴｅＯ_２の含有量は少なくとも１％以上であることが好ましいが、より高屈折率化を達成するためには、５％以上、１０％以上、１２％以上、１５％以上、特に２０％以上含有させることが望ましい。ＴｅＯ_２の含有量を増加させることによりガラスの屈折率ｎｄを１．９１以上にすることが容易になる。また容易にガラス化できる。ただしテルライト系ガラスにおいては、ＴｅＯ_２の含有量が多すぎると、プレスした時の金型劣化が激しくなる傾向がある。さらにＴｅＯ_２の含有量が多すぎると、分散が高くなる傾向がある。ＴｅＯ_２を含有できる量はこの観点から制限される。具体的にはＴｅＯ_２の含有量は４９％以下であり、好ましくは４８％以下、さらに好ましくは４５％以下、特に３９％以下、３０％以下である。このような事情から、ＴｅＯ_２の好ましい範囲は１〜４９％、５〜４８％、１０〜４８％、１０〜４５％、１０〜４０％、１０〜３９％、特に１２〜３０％である。

Ｌａ_２Ｏ_３は本発明において、ガラスの骨格を形成する成分であり、高屈折率を維持しつつ低分散化を達成するための必須成分である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は少なくとも０．１％以上であることが好ましいが、より低分散化を達成するためには１％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上、特に１８％以上含有することが望ましい。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量を増加させることにより、ガラスのアッベ数νｄを１３以上にすることが容易になる。ただしＬａ_２Ｏ_３の含有量増加に伴い、ガラスが不安定になる。それゆえＬａ_２Ｏ_３の上限は４０％以下、３５％以下、特に３０％以下であることが好ましい。このような事情から、Ｌａ_２Ｏ_３の好ましい範囲は１〜４０％、５〜３５％、１０〜３５％、１５〜３５％、特に１８〜３０％である。

ＺｎＯはガラスを熱的に安定化させ、また低分散化する成分である。またＮｂ_２Ｏ_５は屈折率を顕著に高める成分である。しかしテルライト系ガラスにおいて、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量が多すぎるとＬａ_２Ｏ_３の含有量が制限され、所望の光学定数を有するガラスを得ることが困難になる。即ち、ＺｎＯやＮｂ_２Ｏ_５を多量に含むテルライト系ガラスにおいて、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量を増加させていくと、ガラス化範囲が狭くなってガラスの安定性が損なわれ、ガラスが容易に失透したり、或いはガラス化が困難になったりする。このような理由からＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量は２５％以下に制限される。これらの成分の合量を２５％以下に調整しておけば、上記問題を抑制しつつＬａ_２Ｏ_３を必要量（最大で４０％）含有させることが可能になる。ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量の好ましい範囲は０〜２５％、より好ましい範囲は０〜２１％、さらに好ましい範囲は０〜１４％、特に好ましい範囲は０〜５％である。なおＺｎＯの含有量を制限することによる熱的安定性の低下は、例えばＷＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３等の添加で補うことが可能である。またＮｂ_２Ｏ_３の含有量を制限することによる屈折率の低下は、ＴｅＯ_２の増量や、その他の成分、例えばＷＯ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２等の添加で補うことが可能である。従って、ＺｎＯやＮｂ_２Ｏ_５の役割をその他の成分で補えるのであれば、ＺｎＯやＮｂ_２Ｏ_５は含有させない方がよい。

なおＺｎＯは、多量に含有するとガラス化を顕著に妨げたり、屈折率を低下させたりする。従ってＺｎＯの含有量は０〜２５％、０〜１５％、０〜１０％、０〜９％、特に０〜４％であることが好ましい。

またＮｂ_２Ｏ_５は、多量に含有するとガラス化を顕著に妨げたり、ガラスの透過率を低下させたりする。従ってＮｂ_２Ｏ_５の含有量は０〜２５％、０〜８％、０〜６％、特に０〜４％であることが好ましい。

以上の組成を有するＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ＰｂＯ及びＨｆＯ_２を使用しなくても、ＴｅＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５の割合を適切に調節することにより、或いはその他の成分を適宜添加することにより、図１に示すＡ１点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ１点（νｄ＝２２、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ１点（νｄ＝１３、ｎｄ＝２．１）、及びＤ１点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．１）をＡ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の光学定数を達成することが可能である。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、上記成分に加えてさらにＷＯ_３、ＴｉＯ_２、及びＺｒＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含有することができる。これらの成分は、屈折率を高める効果がある。以下、各成分について説明する。

ＷＯ_３は屈折率を高めるとともに、安定したガラスを得るために添加可能な成分である。またガラスの骨格形成成分であり、ＴｅＯ_２―Ｌａ_２Ｏ_３−ＷＯ_３の骨格を形成する。上記効果を得るには０．１％以上、１％以上、３％以上、５％以上、１０％以上、特に２０％以上含有することが好ましい。しかし含有量の増加に伴い、熱的に不安定になる傾向がある。それゆえＷＯ_３の上限は、４５％以下、４０％以下であることが好ましい。このような事情から、ＷＯ_３の好ましい範囲は０．１〜４５％、１〜４５％、３〜４０％、５〜４０％、１０〜４０％、１５〜４０％、特に２０〜４０％である。

ＴｉＯ_２は屈折率を顕著に高める成分である。ただし多量に含有するとガラス化を顕著に妨げたり、ガラスの透過率を低下させたりするため、含有量は制限される。ＴｉＯ_２の好ましい範囲は０〜１０％、特に０〜５％である。

ＺｒＯ_２は屈折率を高める成分である。ただし多量に含有するとガラス化を顕著に妨げるため、含有量は制限される。ＺｒＯ_２の好ましい範囲は０〜１０％、特に０〜５％である。

なおＴｅＯ_２が２０％以下の場合、ＷＯ_３とＴｉＯ_２とＺｒＯ_２の合量を２５％超とすれば、１．９１を超える屈折率を得ることが容易になる。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、上記成分に加えてさらにＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、及びＡｌ_２Ｏ_３から選ばれる少なくとも１種を含有することができる。これらの成分は、分散を低下させる効果がある。以下、各成分について説明する。

Ｂ_２Ｏ_３は分散を低下させる成分であるとともに、ガラスを安定化させる成分である。上記効果を得るには２％以上、特に１０％以上含有することが好ましい。しかしＢ_２Ｏ_３の含有量の増加に伴ってガラスの屈折率が低下し、屈折率ｎｄ１．９１以上を維持することが困難になる。それゆえＢ_２Ｏ_３の上限は２４％以下に制限することが好ましい。このような事情から、Ｂ_２Ｏ_３の好ましい範囲は０〜２４％、２〜２４％、特に１０〜２４％である。

ＳｉＯ_２は分散を低下させる成分である。ただしＳｉＯ_２の含有量の増加に伴い、ガラスが熱的に不安定になるため多く含有させることはできない。ＳｉＯ_２の好ましい範囲は０〜５％、より好ましくは０〜３％、特に０〜２％である。

Ａｌ_２Ｏ_３は分散を低下させる成分である。しかしＡｌ_２Ｏ_３の含有量の増加に伴ってガラスが熱的に不安定になるため多く含有させることはできない。Ａｌ_２Ｏ_３の好ましい範囲は０〜５％、より好ましくは０〜３％、特に０〜２％である。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、上記成分に加えてさらにＴａ_２Ｏ_５、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含有することができる。これらの成分は、屈折率の微調整に利用することができる。以下、各成分について説明する。

Ｔａ_２Ｏ_５は屈折率の微調整に含有させることができるが、多く含有させるとガラス化が顕著に悪化する。Ｔａ_２Ｏ_５の好ましい範囲は０〜５％である。

ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏは屈折率の微調整のために添加することができる。しかし、いずれの成分も少量の添加で屈折率が大きく低下するため、多く含有させることは好ましくない。これらの成分の好ましい範囲はそれぞれ０〜５％、好ましくはそれぞれ０〜３％である。

また本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、上記成分以外にもさらに種々の成分を添加することが可能である。例えばＧｅＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５等を添加できる。

ＧｅＯ_２はガラス安定化や屈折率を上げる効果を得る目的で添加することができる。しかし稀少原料であるため、ＧｅＯ_２を含有することは原料コストの高騰に繋がる。それゆえ使用するとしても、その含有量は少ない方が好ましく、０〜３％、０〜１％、特に０．００１％以下であることが好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５はガラス転移点Ｔｇの調整や粘度特性の調整目的で添加することができる。しかしガラスの耐候性が低下したり、失透したりするため、多量に含有することは好ましくない。それゆえ使用するとしても、その含有量は少ない方が好ましく、０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。

なおＥｒはガラスの着色原因になるため、含有することは好ましくない。仮に含有しても、Ｅｒ_２Ｏ_３換算含有量で０．００１％以下であることが望ましい。また、Ｔｌ_２Ｏは環境負荷物質であるため、含有することは好ましくない。仮に含有しても０．００１％以下であることが好ましい。

以上の組成を有するＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、図１に示すＡ１点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ１点（νｄ＝２２、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ１点（νｄ＝１３、ｎｄ＝２．１）、及びＤ１点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．１）をＡ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の光学定数を容易に達成することができる。

また上記組成を有するＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、６５０℃以下のガラス転移点Ｔｇ、１０５０℃以下の液相温度ＴＬを有していることが量産性の面から好ましい。

また上記組成を有するＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、波長５００ｎｍにおける分光透過率が１０ｍｍの肉厚で７４．０％以上であることが好ましい。より好ましくは７５．０％以上である。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図２に示すＡ２点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ２点（νｄ＝２８、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ２点（νｄ＝１６、ｎｄ＝２．０６）、及びＤ２点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．０６）をＡ２点、Ｂ２点、Ｃ２点、Ｄ２点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することが好ましい。

また上記光学定数に加えて、６３０℃以下のガラス転移点Ｔｇ、１０４０℃以下の液相温度ＴＬを有していることが量産性の面から好ましい。

このような条件を備えたガラスは、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２ １０〜４８％、Ｌａ_２Ｏ_３ ５〜３５％、ＺｎＯ ０〜２５％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜１５％、ＺｎＯ＋Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜２５％、ＷＯ_３ ５〜４０％、ＴｉＯ_２ ０〜８％、ＺｒＯ_２ ０〜５％、Ｂ_２Ｏ_３ ２〜２４％、ＳｉＯ_２ ０〜５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜２％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜５％、Ｋ_２Ｏ ０〜５％含有し、実質的にＰｂＯ、Ｔｌ_２Ｏ及びＨｆＯを含まない組成範囲内であれば容易に得ることができる。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図３に示すＡ３点（νｄ＝３０、ｎｄ＝１．９４）、Ｂ３点（νｄ＝２６、ｎｄ＝１．９４）、Ｃ３点（νｄ＝１９、ｎｄ＝２．０４）、及びＤ３点（νｄ＝２７、ｎｄ＝２．０４）をＡ３点、Ｂ３点、Ｃ３点、Ｄ３点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することが特に好ましい。

また上記光学定数に加えて、６３０℃以下のガラス転移点Ｔｇ、１０２０℃以下の液相温度ＴＬを有していることが量産性の面から特に好ましい。

このような条件を備えたガラスは、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２ １０〜４０％、Ｌａ_２Ｏ_３ １０〜３５％、ＺｎＯ ０〜１５％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜１５％、ＺｎＯ＋Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜２１％、ＷＯ_３ ５〜４０％、ＴｉＯ_２ ０〜６％、ＺｒＯ_２ ０〜３％、Ｂ_２Ｏ_３ １０〜１９％、ＳｉＯ_２ ０〜５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜５％、ＣａＯ ０〜３％、ＢａＯ ０〜３％、ＳｒＯ ０〜３％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ０〜３％、Ｋ_２Ｏ ０〜３％含有し、実質的にＰｂＯ、Ｔｌ_２Ｏ及びＨｆＯを含まない組成範囲内であれば容易に得ることができる。

次に、本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。

まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉で溶融する。

次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、プリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造して一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。

続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスに入れて軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。

なお本発明のガラスを成形する方法は、上記したモールドプレス成形法に限られるものではなく、公知の種々の方法で成形することができる。

以下、本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。

表１〜５は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１７）及び比較例（試料Ｎｏ．１８〜２２）を示している。

各試料は、以下のようにして作製した。

まず、表に記載の組成となるように調合したガラス原料を白金ルツボに入れ、試料Ｎｏ．１〜１７、２１及び２２は１０８０℃、試料Ｎｏ．１８は１４００℃、試料Ｎｏ．１９と２０は１０５０℃でそれぞれ２時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却固化した後、アニールを行って試料を作製した。このようにして得られた試料について、各種特性を評価した。結果を各表に示す。

なお屈折率ｎｄは、屈折率計（カルニュー製 ＫＰＲ−２００）を用いて、ヘリウムランプのｄ線（波長：５８７．６ｎｍ）における測定値で示した。

アッベ数νｄは、屈折率計（カルニュー製 ＫＰＲ−２００）を用いて、上記したｄ線、水素ランプのＦ線（波長：４８６．１ｎｍ）、および水素ランプのＣ線（波長：６５６．３ｎｍ）における屈折率をそれぞれ測定した値を、それぞれｎｄ、ｎＦ、ｎＣとした際の｛（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）｝の値とした。

液相温度ＴＬは、ガラス試料を３００〜５００μｍの粒径に粉砕し、これを白金ボート中に投入し、温度勾配炉で１２時間熱処理した後、これを取り出し、ガラス中の失透（結晶異物）の観察された温度を示した。

ガラス転移点Ｔｇは熱膨張曲線における低温度域の直線と高温度域の直線の交点より求めた。

プレス性は、次のようにして評価した。まず試料Ｎｏ．２、６、１６、１９或いは２０の組成となるようにガラス原料を調合し、白金坩堝を用いて１０５０〜１０８０℃で２時間溶融した後、ガラス融液をカーボン台上に流し出してアニールし、直径５ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状の試料に加工後、両端面にポリッシュ研磨仕上げを行った。次に、２ヘッド成型機（綱中製作所製）にて試料をプレスし、ガラスからの揮発が金型表面に付着するまでに要したプレス回数を計測した。なおプレス温度はガラスの軟化点、プレス圧は２０Ｋｇｆ、プレス時間は１分半の条件でプレスを行った。また金型にはＰｔ−Ｉｒの膜付けしたＷＣの板を使用した。

透過率は、肉厚が１０ｍｍになるように両面を鏡面研磨し、分光光度計にて波長５００ｎｍにおける試料の分光透過率を測定した。

表１〜４から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜１７は分散値νｄが１４．３〜２９．１であった。また屈折率ｎｄが１．９３７〜２．０９３であった。液相温度ＴＬは１０４０℃以下と良好であった。ガラス転移点Ｔｇは５０８〜６３０℃であり、十分モールドプレス成型が可能であることが確認できた。比較例である試料Ｎｏ．１８はＴｅＯ_２を含まず、屈折率ｎｄが１．９１を超えなかった。また、Ｎｏ．２、６、１６のガラスは５０００回以上プレス可能であったが、ＴｅＯ_２を５０ｍｏｌ％以上含有するＮｏ．１９とＮｏ．２０のガラスをプレス成形すると、ガラスからＴｅＯ_２が揮発して金型の高精度な成形表面を維持できず、１回のプレスで精密プレス成形用金型が使用出来なくなってしまった。Ｎｏ．２１とＮｏ．２２は、ＴｅＯ_２が４９％以下であり、かつ、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_５の合量が２５％を超えたためにガラス化が不安定になり、ガラス化しなかった。

本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といった光学レンズの硝材用ガラスとして好適である。特にモールドプレス成形を利用して作製される光学レンズの硝材用ガラスとして好適である。

またモールドプレス以外の成形方法で成形されるガラス硝材として使用することも可能である。

図１は、本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスが有する光学定数の範囲を示すグラフである。 図２は、本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスが有する好ましい光学定数の範囲を示すグラフである。本発明を実施することによって得られる好ましい光学定数の範囲を示す。 図３は、本発明のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスが有するより好ましい光学定数の範囲を示すグラフである。

Claims (14)

1. アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図１に示すＡ１点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ１点（νｄ＝２２、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ１点（νｄ＝１３、ｎｄ＝２．１）、及びＤ１点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．１）をＡ１点、Ｂ１点、Ｃ１点、Ｄ１点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有する光学ガラスであって、実質的にＰｂＯ、Ｔｌ_２Ｏ、及びＨｆＯを含まず、ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２が４９％以下、ＺｎＯとＮｂ_２Ｏ_３の合量が０〜２５％であり、且つ、Ｌａ_２Ｏ_３を必須成分として含有することを特徴とするＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
2. ＴｅＯ_２の含有量が１〜４９ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
3. Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が０．１〜４０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１又は２のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
4. さらに、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、及びＺｒＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
5. ＷＯ_３の含有量が０．１〜４５ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項４のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
6. さらに、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜５の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
7. Ｂ_２Ｏ_３の含有量が０〜２４ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項６のＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
8. さらにＴａ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏから選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜７の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
9. ｍｏｌ％で、ＴｅＯ_２ １〜４９％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０．１〜４０％、ＺｎＯ ０〜２５％、Ｎｂ_２Ｏ_３ ０〜２５％、ＺｎＯ＋Ｎｂ_２Ｏ_３ ０〜２５％、ＷＯ_３ ０．１〜４５％、ＴｉＯ_２ ０〜１０％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２４％、ＳｉＯ_２ ０〜５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜９％、ＣａＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜５％、Ｋ_２Ｏ ０〜５％含有し、実質的にＰｂＯ、Ｔｌ_２Ｏ、及びＨｆＯを含まないことを特徴とするＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
10. アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図２に示すＡ２点（νｄ＝３４、ｎｄ＝１．９１）、Ｂ２点（νｄ＝２８、ｎｄ＝１．９１）、Ｃ２点（νｄ＝１６、ｎｄ＝２．０６）、及びＤ２点（νｄ＝２６、ｎｄ＝２．０６）をＡ２点、Ｂ２点、Ｃ２点、Ｄ２点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することを特徴とする請求項１〜９の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
11. アッベ数νｄをｘ軸とし、屈折率ｎｄをｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図である図３に示すＡ３点（νｄ＝３０、ｎｄ＝１．９４）、Ｂ３点（νｄ＝２６、ｎｄ＝１．９４）、Ｃ３点（νｄ＝１９、ｎｄ＝２．０４）、及びＤ３点（νｄ＝２７、ｎｄ＝２．０４）をＡ３点、Ｂ３点、Ｃ３点、Ｄ３点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし境界線上を含む）の屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを有することを特徴とする請求項１〜１０の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
12. 転移点Ｔｇが６５０℃以下であることを特徴とする請求項１〜１１の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラス。
13. 請求項１〜１２の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなることを特徴とするモールドプレス成形用硝材。
14. 請求項１〜１２の何れかのＴｅＯ_２−Ｌａ_２Ｏ_３系光学ガラスからなることを特徴とする光学レンズ。