JP2012232885A

JP2012232885A - 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材、および光学素子とその製造方法

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Publication number: JP2012232885A
Application number: JP2012055305A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Negishi; 智明根岸
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: US8883664B2; JP5856509B2; US20120270719A1; CN102745900A

Abstract

【課題】高屈折率であるとともに優れた製造適性を有する光学ガラスを提供すること。
【解決手段】カチオン％表示で、Ｓｉ⁴⁺を０〜３０％、Ｂ³⁺を１５〜６０％、Ｌｉ⁺を０〜１０％、Ｎａ⁺を０〜１０％、Ｋ⁺を０〜１５％、Ｍｇ²⁺を０〜２０％、Ｃａ²⁺を０〜１５％、Ｓｒ²⁺を０〜２０％、Ｂａ²⁺を０〜２０％、Ｚｎ²⁺を１３〜４０％、Ｌａ³⁺を０〜１１％、Ｇｄ³⁺を０〜１０％、Ｙ³⁺を０〜６％、Ｙｂ³⁺を０〜６％、Ｚｒ⁴⁺を０〜５％、Ｔｉ⁴⁺を０〜１０％、Ｎｂ⁵⁺を２〜２０％、Ｔａ⁵⁺を０〜５％、Ｗ⁶⁺を０〜１０％、Ｔｅ⁴⁺を０〜５％、Ｇｅ⁴⁺を０〜５％、Ｂｉ³⁺を０〜５％、Ａｌ³⁺を０〜５％を含む、Ｐｂを含有しない酸化物ガラスであり、屈折率ｎｄが１．７５０〜１．８５０、アッベ数νdが２９．０〜４０．０、かつガラス転移温度が６３０℃未満であることを特徴とする光学ガラス。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラス、前記光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびに前記プレス成形用ガラス素材を用いる光学素子の製造方法に関する。

近年、撮像装置の高機能化、コンパクト化に伴い、高屈折率ガラス製レンズの需要が高まっている。このようなレンズ材料としては、特許文献１、２に開示されている光学ガラス等が知られている。

特開２００９−１２０４８５号公報特開２００６−２１９３６５号公報

しかし、本発明者の検討によれば、特許文献１、２に記載の光学ガラスをはじめとする従来の高屈折率ガラスは、ガラス転移温度が高いため精密プレス成形には適さない；アニール温度を高くしなければならないためアニール炉の消耗を助長する；液相温度が高く製造安定性に乏しい等の製造上の課題を有するものであった。

そこで本発明は、従来の課題を解決すべく、高屈折率であるとともに優れた製造適性を有する光学ガラス、前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびに前記プレス成形用ガラス素材を用いる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的は、下記手段により達成された。
[１]カチオン％表示で、
Ｓｉ⁴⁺ ０〜３０％、
Ｂ³⁺ １５〜６０％、
Ｌｉ⁺ ０〜１０％、
Ｎａ⁺ ０〜１０％、
Ｋ⁺ ０〜１５％、
Ｍｇ²⁺ ０〜２０％、
Ｃａ²⁺ ０〜１５％、
Ｓｒ²⁺ ０〜２０％、
Ｂａ²⁺ ０〜２０％、
Ｚｎ²⁺ １３〜４０％、
Ｌａ³⁺ ０〜１１％、
Ｇｄ³⁺ ０〜１０％、
Ｙ³⁺ ０〜６％、
Ｙｂ³⁺ ０〜６％、
Ｚｒ⁴⁺ ０〜５％、
Ｔｉ⁴⁺ ０〜７％、
Ｎｂ⁵⁺ ２〜２０％、
Ｔａ⁵⁺ ０〜５％、
Ｗ⁶⁺ ０〜１０％、
Ｔｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｇｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｂｉ³⁺ ０〜５％、
Ａｌ³⁺ ０〜５％、
を含み、
Ｓｉ⁴⁺およびＢ³⁺の合計含有量は３５〜６５％の範囲であり、かつ前記合計含有量に対するＢ³⁺の含有量の比（Ｂ³⁺／（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））は０．３〜１の範囲であり、
Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺およびＺｎ²⁺の合計含有量に対するＺｎ²⁺の含有量のカチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））は０．３０〜１の範囲であり、
Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量は１０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺の含有量のカチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））は０〜０．６０の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））は０〜０．７０の範囲、
であり、ただしＰｂを含有しない酸化物ガラスであり、屈折率ｎｄが１．７５０〜１．８５０、アッベ数νdが２９．０〜４０．０、かつガラス転移温度が６３０℃未満であることを特徴とする光学ガラス。
[２][１]に記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
[３][１]に記載の光学ガラスよりなる光学素子。
[４][２]に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造方法。

本発明によれば、高屈折率であり、ガラス転移温度が低く、優れた製造安定性を有する光学ガラス、および前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびに前記プレス成形用ガラス素材を用いる光学素子の製造方法を提供することができる。

［光学ガラス］
本発明の光学ガラスは、カチオン％表示で、
Ｓｉ⁴⁺ ０〜３０％、
Ｂ³⁺ １５〜６０％、
Ｌｉ⁺ ０〜１０％、
Ｎａ⁺ ０〜１０％、
Ｋ⁺ ０〜１５％、
Ｍｇ²⁺ ０〜２０％、
Ｃａ²⁺ ０〜１５％、
Ｓｒ²⁺ ０〜２０％、
Ｂａ²⁺ ０〜２０％、
Ｚｎ²⁺ １３〜４０％、
Ｌａ³⁺ ０〜１１％、
Ｇｄ³⁺ ０〜１０％、
Ｙ³⁺ ０〜６％、
Ｙｂ³⁺ ０〜６％、
Ｚｒ⁴⁺ ０〜５％、
Ｔｉ⁴⁺ ０〜７％、
Ｎｂ⁵⁺ ２〜２０％、
Ｔａ⁵⁺ ０〜５％、
Ｗ⁶⁺ ０〜１０％、
Ｔｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｇｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｂｉ³⁺ ０〜５％、
Ａｌ³⁺ ０〜５％、
を含み、
Ｓｉ⁴⁺およびＢ³⁺の合計含有量は３５〜６５％の範囲であり、かつ前記合計含有量に対するＢ³⁺の含有量の比（Ｂ³⁺／（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））は０．３〜１の範囲であり、
Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺およびＺｎ²⁺の合計含有量に対するＺｎ²⁺の含有量のカチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））は０．３０〜１の範囲であり、
Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量は１０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺の含有量のカチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））は０〜０．６０の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））は０〜０．７０の範囲、
であり、ただしＰｂを含有しない酸化物ガラスであり、屈折率ｎｄが１．７５０〜１．８５０、アッベ数νdが２９〜４０、かつガラス転移温度が６３０℃未満であることを特徴とする光学ガラス
である。
以下、本発明の光学ガラスについて、更に詳細に説明する。以下において、特記しない限り「％」とは、「カチオン％」を意味するものとする。

ガラス組成
本発明の光学ガラスは酸化物ガラスであり、主要アニオン成分はＯ^2-である。Ｏ^2-の含有量は９５アニオン％以上であることが好ましく、９８アニオン％以上であることがより好ましく、９９アニオン％以上であることがさらに好ましく、１００アニオン％であることが特に好ましい。

次にカチオン成分について説明する。

Ｓｉ⁴⁺は、ガラスの粘性を上昇させ、ガラスの安定性を向上させる働きがあり、ガラス成形性を向上させる働きをする。ただし３０％を超えて導入すると、屈折率は低下し、ガラス転移温度は上昇し、精密プレス成形性および熔解性が悪化する。したがって、Ｓｉ⁴⁺の含有量は０〜３０％とする。
Ｓｉ⁴⁺の含有量の好ましい上限は２０％、より好ましい上限は１５％、さらに好ましい上限は１０％、一層好ましい上限は９％、より一層好ましい上限は８％である。Ｓｉ⁴⁺の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は２．０％、さらに好ましい下限は３％、一層好ましい下限は４％、より一層好ましい下限は５％である。

Ｂ³⁺は、ガラスの安定性を向上させるとともに液相温度も低下させる働きがあり、ガラス成形性を向上させる働きのある成分である。ただしＢ³⁺の含有量が１５％未満であると、屈折率は上昇するがガラスの安定性は低下し、液相温度が上昇するため製造安定性は低下する。また６０％を超えて導入すると、屈折率が低下する。したがって、Ｂ³⁺の含有量は１５〜６０％とする。
Ｂ³⁺の含有量の好ましい上限は５５％、より好ましい上限は５０％、さらに好ましい上限は４８％、一層好ましい上限は４７％、より一層好ましい上限は４５％であり、Ｂ³⁺の含有量の好ましい下限は２０％、より好ましい下限は２５％、さらに好ましい下限は３０％、一層好ましい下限は３５％、より一層好ましい下限は３８％である。

Ｓｉ⁴⁺、Ｂ³⁺はともにガラスの網目形成成分であり、Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量が３５％未満では、屈折率は上昇するがアッベ数の減少、ガラスの安定性低下、液相温度の上昇が起こる。一方、Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量が６５％を超えると屈折率は低下しアッベ数は増加する。そのため、Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量は３５〜６５％とする。
Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量の好ましい上限は６０％、より好ましい上限は５８％、さらに好ましい上限は５６％、一層好ましい上限は５４％、より一層好ましい上限は５３％である。Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量の好ましい下限は３８％、より好ましい下限は４０％、さらに好ましい下限は４２％、一層好ましい下限は４４％、より一層好ましい下限は４６％である。

Ｓｉ⁴⁺とＢ³⁺の合計含有量については上記の通りであるが、該合計含有量に対するＢ³⁺の含有量のカチオン比（Ｂ³⁺/（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））が０．３未満では屈折率は低下し液相温度は上昇するため、カチオン比（Ｂ³⁺/（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））は０．３〜１とする。
ガラスの安定性を改善する上から、カチオン比（Ｂ³⁺/（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））の上限は０．９９とすることが好ましく、０．９７とすることがより好ましく、０．９５とすることがさらに好ましく、０．９３とすることが一層好ましく、０．９０とすることがより一層好ましい。カチオン比（Ｂ³⁺/（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））の好ましい下限は０．４０、より好ましい下限は０．５０、さらに好ましい下限は０．６０、一層好ましい下限は０．７０、より一層好ましい下限は０．８０である。

Ｌｉ⁺は、ガラス転移温度を低下させる効果が大きく、熔解性を改善させる効果もある成分である。ただしＬｉ⁺の含有量を１０％より多くすると、屈折率、ガラス安定性とも低下する。したがって、Ｌｉ⁺の含有量は０〜１０％とする。Ｌｉ⁺の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％である。

Ｎａ⁺もガラス転移温度を低下させる効果が大きく、熔解性を改善させる効果もある成分である。ただしＮａ⁺の含有量を１０％より多くすると、屈折率、ガラス安定性とも低下する。したがって、Ｎａ⁺の含有量は０〜１０％とする。Ｎａ⁺の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％である。

Ｋ⁺もガラス転移温度を低下させる効果が大きく、熔解性を改善させる効果もある成分である。ただしＫ⁺の含有量を１５％より多くすると、屈折率、ガラス安定性とも低下する。したがって、Ｋ⁺の含有量は０〜１５％とする。Ｋ⁺の含有量の好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、より一層好ましい範囲は０〜４％、さらに一層好ましい範囲は０〜２％である。

Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の含有量については上記の通りであるが、Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量が２０％を超えると屈折率、ガラス安定性とも低下する。したがって、Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量は０〜２０％とする。Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量の好ましい上限は１５％、より好ましい上限は１０％、さらに好ましい上限は６％、一層好ましい上限は４％、より一層好ましい上限は２％である。Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量の好ましい下限は０．１％、より好ましい下限は０．５％、さらに好ましい下限は１．０％である。

Ｍｇ²⁺は、熔融性を改善させる働きがあり、比重を低下させる効果もある成分である。ただしＭｇ²⁺の含有量が２０％を超えると、アッベ数が大きくなり、ガラスの安定性が低下、液相温度が上昇する。したがって、Ｍｇ²⁺の含有量は０〜２０％とする。Ｍｇ²⁺の含有量の好ましい範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０〜１０％、さらに好ましい範囲は０〜８％、一層好ましい範囲は０〜６％であり、Ｍｇ²⁺を含有しないことがより一層好ましい。

Ｃａ²⁺は熔融性を改善させる働きがあり、ガラスを低比重にする効果もある成分である。ただしＣａ²⁺の含有量が１５％を超えると、アッベ数が大きくなり、ガラスの安定性が低下、液相温度が上昇する。したがって、Ｃａ²⁺の含有量を０〜１５％とする。Ｃａ²⁺の含有量の好ましい上限は１２％、より好ましい上限は１０％、さらに好ましい上限は８％、一層好ましい上限は６％、より一層好ましい上限は４％である。Ｃａ²⁺の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％である。

Ｓｒ²⁺は、熔融性を改善させる働きがあり、ガラスの安定性を向上させる効果もある成分である。ただしＳｒ²⁺の含有量が２０％を超えるとアッベ数は大きくなり、ガラスの安定性は低下する。したがって、Ｓｒ²⁺の含有量は０〜２０％とする。Ｓｒ²⁺の含有量の好ましい範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０〜１０％、さらに好ましい範囲は０〜８％、一層好ましい範囲は０〜６％であり、Ｓｒ²⁺を含有しないことがより一層好ましい。

Ｂａ²⁺は、熔融性を改善させたり、ガラスの安定性を向上させる働きがある成分である。ただしＢａ²⁺の含有量が２０％を超えると、アッベ数は大きくなり、ガラスの安定性は低下し、比重は増加する。したがって、Ｂａ²⁺の含有量を０〜２０％とする。Ｂａ²⁺の含有量の好ましい上限は１５％、より好ましい上限は１０％、さらに好ましい上限は８％、一層好ましい上限は６％、さらに一層好ましい上限は５％である。Ｂａ²⁺の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％、一層好ましい下限は３％である。

Ｚｎ²⁺は、高屈折率を維持しつつ、ガラス転移温度を低下させる働きをするとともに、熔融性を改善する成分である。ただしＺｎ²⁺の含有量が１３％未満では、ガラス転移温度が上昇する。また、屈折率が低下しアッベ数が大きくなるため、屈折率を高め、アッベ数を小さくする働きのあるＴｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺、Ｗ⁶⁺を多量に含有させる必要が生じる。Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺、Ｗ⁶⁺は屈折率を高める成分であるが、後述する部分分散特性の指標であるΔＰｇ，Ｆ値を大きくしたり、精密プレス成形性を悪化させる成分でもある。したがって、Ｚｎ含有量が１３％未満であると、間接的にΔＰｇ，Ｆ値が大きくなり、精密プレス成形性も悪化する。他方、Ｚｎ²⁺の含有量が４０％を超えるとガラスの安定性が悪化する。したがって、Ｚｎ²⁺の含有量は１３〜４０％とする。Ｚｎ²⁺の含有量の好ましい上限は３５％、より好ましい上限は３０％、さらに好ましい上限は２８％、一層好ましい上限は２５％、より一層好ましい上限は２３％である。Ｚｎ²⁺の含有量の好ましい下限は１４％、より好ましい上限は１５％、さらに好ましい上限は１６％、一層好ましい上限は１８％である。

Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺およびＺｎ²⁺の含有量については上記の通りであるが、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺およびＺｎ²⁺の合計含有量に対するＺｎ²⁺の含有量のカチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））が０．３０未満では、アッベ数は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇する。したがって、カチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））は０．３０〜１とする。カチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））の好ましい上限は０．９８、より好ましい上限は０．９５、さらに好ましい上限は０．９０、一層好ましい上限は０．８５、より一層好ましい上限は０．８０である。ガラスの安定性を改善させ、液相温度を低下させる上から、カチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））の好ましい下限は０．４０、より好ましい下限は０．５０、さらに好ましい下限は０．６０、一層好ましい下限は０．６５、より一層好ましい下限は０．７０である。

Ｌａ³⁺は、ガラスの安定性を向上させ、ΔＰｇ，Ｆ値を大きくせずに屈折率を高める成分である。ただしＬａ³⁺の含有量が１１％を超えると、屈折率およびアッベ数は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度、比重、およびガラス転移温度は上昇する。したがって、Ｌａ³⁺の含有量は０〜１１％とする。Ｌａ³⁺好ましい上限は１０％、より好ましい上限は９％、さらに好ましい上限は８％、さらに一層好ましい上限は７％、なお一層好ましい上限は６％である。Ｌａ³⁺の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％、一層好ましい下限は３％である。

Ｇｄ³⁺は、ΔＰｇ，Ｆ値を大きくせずに屈折率を高める成分である。ただしＧｄ³⁺の含有量が１０％を超えると、屈折率およびアッベ数は増加し、ガラスの安定性は低下、液相温度、比重、およびガラス転移温度は上昇する。したがって、Ｇｄ³⁺の含有量は０〜１０％とする。Ｇｄ³⁺の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％であり、Ｇｄ³⁺を含有しないことがより一層好ましい。

Ｙ³⁺は、ΔＰｇ，Ｆ値を大きくせずに屈折率を高める成分である。ただしＹ³⁺の含有量が６％を超えると、屈折率およびアッベ数は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度、比重、およびガラス転移温度は上昇する。したがって、Ｙ³⁺の含有量は０〜６％とする。Ｙ³⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ｙ³⁺を含有しないことがさらに好ましい。

Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の含有量については上記の通りであるが、所要の屈折率およびアッベ数を実現し、ガラスの安定性を維持し、液相温度の上昇、比重の増加、ガラス転移温度の上昇を抑制する上から、Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量は０〜２０％とする。Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量の好ましい上限は１２％、より好ましい上限は１０％、さらに好ましい上限は９％、一層好ましい上限は８％、より一層好ましい上限は７％、さらに一層好ましい上限は６％であり、Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％、一層好ましい下限は３％である。

Ｙｂ³⁺は、ΔＰｇ，Ｆ値を大きくせずに屈折率を高める成分である。ただしＹｂ³⁺の含有量が６％を超えると、屈折率およびアッベ数は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度、比重、およびガラス転移温度は上昇する。したがって、Ｙｂ³⁺の含有量は０〜６％とする。Ｙｂ³⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ｙｂ³⁺を含有しないことがさらに好ましい。

Ｚｒ⁴⁺は、屈折率を高める働きをする成分である。ただしＺｒ⁴⁺の含有量が５％を超えるとガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇する。したがって、Ｚｒ⁴⁺の含有量は０〜５％とする。Ｚｒ⁴⁺の好ましい上限は４％、より好ましい上限は３％、さらに好ましい上限は２％、一層好ましい上限は１％である。Ｚｒ⁴⁺の含有量の好ましい下限は０．５％である。

Ｔｉ⁴⁺は、屈折率を高めアッベ数を小さくする成分である。ただしＴｉ⁴⁺の含有量が７％を超えると、屈折率は増加し、アッベ数は減少し、ΔＰｇ，Ｆ値は増加し、ガラスの安定性は低下し、精密プレス成形性は悪化する。また、ガラスの着色も生じる。したがって、Ｔｉ⁴⁺の含有量は０〜７％とする。Ｔｉ⁴⁺の好ましい上限は６％、より好ましい上限は５％、さらに好ましい上限は４％である。Ｔｉ⁴⁺の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％である。

Ｎｂ⁵⁺は、屈折率を高めアッベ数を小さくする働きをする成分であり、Ｔｉ⁴⁺やＷ⁶⁺よりもΔＰｇ，Ｆ値を小さくする効果がある。ただしＮｂ⁵⁺の含有量が２％未満では、所要の光学特性を満たすことが困難となり、ΔＰｇ，Ｆ値は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇する。他方、Ｎｂ⁵⁺の含有量が２０％を超えると、屈折率は増加し、アッベ数は減少し、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇する。したがって、Ｎｂ⁵⁺の含有量は２〜２０％とする。Ｎｂ⁵⁺の好ましい上限は１８％、より好ましい上限は１６％、さらに好ましい上限は１４％、一層好ましい上限は１３％、より一層好ましい上限は１２％である。Ｎｂ⁵⁺の含有量の好ましい下限は４％、より好ましい下限は５％、さらに好ましい下限は６％、一層好ましい下限は８％、より一層好ましい下限は９％、さらに一層好ましい下限は１０％である。

Ｔａ⁵⁺は、屈折率を高める成分であり、同じく屈折率を高める成分であるＴｉ⁴⁺やＮｂ⁵⁺、Ｗ⁶⁺よりも低分散性を示す。また、Ｔｉ⁴⁺やＷ⁶⁺よりもΔＰｇ，Ｆ値を小さくする効果がある。ただしＴａ⁵⁺の含有量が５％を超えると、屈折率は増加し、ガラスの安定性は低下し、液相温度および比重は上昇する。したがって、Ｔａ⁵⁺の含有量は０〜５％とする。Ｔａ⁵⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ｔａ⁵⁺を含有させないことがさらに好ましい。

Ｗ⁶⁺は、屈折率を高めアッベ数を小さくする成分である。ただしＷ⁶⁺の含有量が１０％を超えると、屈折率、ΔＰｇ，Ｆ値、および比重は増加し、アッベ数は減少し、ガラスの安定性は低下し、精密プレス成形性は悪化する。また、ガラスの着色も生じる。したがって、Ｗ⁶⁺の含有量は０〜１０％とする。Ｗ⁶⁺の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜３％であり、Ｗ⁶⁺を含有させないことがより一層好ましい。

上記の通り、Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺は、屈折率を高め、アッベ数を小さくする成分である。ただしＴｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量が１０％未満では所要の光学特性を満たすガラスを作ることが困難となり、前記合計含有量が２０％を超えると、屈折率は増加し、アッベ数は減少し、ΔＰｇ，Ｆ値は大きくなり、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇する。また、ガラスの着色も生じる。したがって、Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量は１０〜２０％とする。Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量の好ましい上限は１９％、より好ましい上限は１８％、さらに好ましい上限は１７％、一層好ましい上限は１６％、より一層好ましい上限は１５％である。Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量の好ましい下限は１１％、より好ましい下限は１２％である。

Ｔｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺の含有量のカチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））が０．６０を超えると、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇し、ΔＰｇ，Ｆ値は大きくなり、精密プレス成形性は低下する。したがって、カチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））は０〜０．６０とする。カチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））の好ましい上限は０．５５、より好ましい上限は０．５１、さらに好ましい上限は０．４５、一層好ましい上限は０．４０、より一層好ましい上限は０．３０、さらに一層好ましい上限は０．２０以下である。ガラスの安定性を維持し、液相温度の上昇を抑える上から、カチオン比Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺）の好ましい下限は０．０２、より好ましい下限は０．０５、さらに好ましい下限は０．０８、一層好ましい下限は０．１０、より一層好ましい下限は０．１２である。

Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））が０．７０を超えると、ΔＰｇ，Ｆ値が大きくなるとともに、ガラスの安定性は低下し、液相温度は上昇し、ガラスが着色し、精密プレス成形性は低下する。したがって、カチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））は０〜０．７０とする。カチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））の好ましい上限は０．６０、より好ましい上限は０．５０、さらに好ましい上限は０．４０、一層好ましい上限は０．３０、より一層好ましい上限は０．２０である。また、ガラスの安定性を維持し、液相温度の上昇を抑える上から、カチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））の好ましい下限は０．０２、より好ましい下限は０．０５、さらに好ましい下限は０．０８、一層好ましい下限は０．１０、より一層好ましい下限は０．１２である。

Ｔｅ⁴⁺は、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を高める働きをする成分であるが、Ｔｅ⁴⁺の含有量が５％を超えるとガラスの安定性が低下する。したがって、Ｔｅ⁴⁺の含有量は０〜５％とする。Ｔｅ⁴⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％である。Ｔｅ⁴⁺は環境負荷への配慮の観点から、その使用量を削減することが望まれるため、Ｔｅ⁴⁺を含有しないことがさらに好ましい。

Ｇｅ⁴⁺は、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を高める働きをする成分であるが、その含有量が５％を超えるとガラスの安定性が低下する。したがって、Ｇｅ⁴⁺の含有量は０〜５％とする。Ｇｅ⁴⁺は、ガラス成分として使用される物質の中で、格段に高価な成分であるため、製造コストの増大を抑える観点から、その使用量を少なくすることが望まれる。したがって、Ｇｅ⁴⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ｇｅ⁴⁺を含有させないことがさらに好ましい。

Ｂｉ³⁺は、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を高める働きをする成分であるが、その含有量が５％を超えると、ガラスの安定性が低下するとともに、ガラスが着色する傾向を示す。また、精密プレス成形性も悪化する。したがって、Ｂｉ³⁺の含有量は０〜５％とする。Ｂｉ³⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ｂｉ³⁺を含有させないことがさらに好ましい。

Ａｌ³⁺は、ガラスの安定性、化学的耐久性を改善する働きをする成分であるが、５％を超えて含有させると、屈折率が低下するとともに、ガラスの安定性が低下する傾向を示す。したがって、Ａｌ³⁺の含有量は０〜５％とする。Ａｌ³⁺の含有量の好ましい範囲は０〜４％、より好ましい範囲は０〜３％であり、Ａｌ³⁺を含有させないことがさらに好ましい。

本発明の光学ガラスには、上記成分とともに清澄剤としてＳｂ、Ｓｎなどを添加してもよい。その場合、Ｓｂ、Ｓｎの添加量はＳｂ₂Ｏ₃に換算して外割りで０〜１質量％とすることが好ましく、より好ましくは０〜０．５質量％、Ｓｎの添加量はＳｎＯ₂に換算して外割りで０〜１質量％とすることが好ましく、より好ましくは０〜０．５質量％である。

本発明のガラスは光学ガラスであり、着色の少ないことが望まれる。したがって、ガラスを着色するＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒを含まないことが好ましい。また、環境への負荷を軽減する上からＰｂを含まないものとする。環境への負荷をより軽減する上から、Ｃｄ、Ｔｈ、Ｕ、Ｔｌ、Ｓｅ、Ａｓも含まないことが好ましい。

Ｇａ³⁺、Ｌｕ³⁺、Ｉｎ³⁺、Ｈｆ⁴⁺は少量であれば含有しても構わないが、これら成分による有意義な効果が得られることはなく、いずれも高価な成分であることから、それぞれの含有量を０〜２％の範囲とすることが好ましく、０〜１％の範囲とすることがより好ましく、０％以上０．５％未満の範囲とすることがさらに好ましく、０％以上０．１％未満の範囲とすることが一層好ましく、ガラスの生産コストを抑える上から含有させないことがより一層好ましい。
なお、本発明において含有しない、あるいは含有させないとは、ガラス成分として添加しないことを意味するものであり、不純物など不可避的にガラスに混入するレベルのものまでを排除するものではない。

屈折率、アッベ数
本発明の光学ガラスの屈折率ｎｄは１．７５０〜１．８５０である。屈折率ｎｄが１．７５０以上であることにより、本発明の光学ガラスを用いて高機能かつコンパクトな光学系を構成する光学素子を提供することができる。ただし高屈折率ガラスでは、屈折率を高めると液相温度やガラス転移温度が上昇傾向を示し製造適性が低下する。そのため、本発明では屈折率ｎｄの上限を１．８５０とし、ガラスの製造安定性、成形性を維持する。屈折率ｎｄを１．８５０以下とすることは比重の増加を抑える上からも有効である。

屈折率ｎｄの上限は、１．８４０であることが好ましく、１．８３０であることがより好ましく、１．８２５であることがさらに好ましく、１．８２０であることが一層好ましく、１．８１５であることがより一層好ましく、１．８１０であることがさらに一層好ましい。
屈折率ｎｄの下限は、１．７６０であることが好ましく、１．７７０であることがより好ましく、１．７８０であることがさらに好ましく、１．７９０であることが一層好ましく、１．７９５であることがより一層好ましく、１．８００であることがさらに一層好ましい。

本発明の光学ガラスは、上記範囲の屈折率とともに２９．０〜４０．０の範囲のアッベ数νｄを有する。アッベ数νｄが上記範囲であることで、多種の光学ガラスからなる光学素子と組合せることで良好な色収差補正機能を得ることができる。

アッベ数νｄの上限は、３８．０であることが好ましく、３７．０であることがより好ましく、３６．０であることがさらに好ましく、３５．０であることが一層好ましく、３４．５であることがより一層好ましく、３４．０であることがさらに一層好ましい。
アッベ数νｄの下限は、３０．０であることが好ましく、３１．０であることがより好ましく、３１．５であることがさらに好ましく、３２．０であることが一層好ましく、３２．５であることがより一層好ましく、３３．０であることがさらに一層好ましい。

ガラス転移温度
本発明の光学ガラスのガラス転移温度は６３０℃未満である。ガラス転移温度が６３０℃未満である本発明の光学ガラスによれば、プレス成形時のガラスの温度およびプレス成形型の温度の上昇を抑えることで、良好なプレス成形性を得ることができる。

本発明の光学ガラスは、必須成分としてＮｂ⁵⁺を、任意成分としてＴｉ⁴⁺、Ｔａ⁵⁺およ、Ｗ⁶⁺を含む。これらの成分は、プレス成形時、プレス成形型の成形面と反応し、プレス成形品の表面の品質を低下させたり、成形面の劣化を助長する。こうした現象は、特に、精密プレス成形では回避すべきである。上記反応はプレス成形時のガラスとプレス成形型の温度に大きく影響を受けるため、プレス成形温度を低下させることにより抑制することができる。したがって、ガラス転移温度が６３０℃未満であることでプレス成形型の温度上昇を抑制可能な本発明の光学ガラスは、精密プレス成形に好適である。また、ガラス転移温度が６３０℃未満である本発明の光学ガラスによれば、アニール温度も低くすることができ、アニール炉の劣化、消耗を抑えることもできる。

本発明の光学ガラスのガラス転移温度の好ましい上限は６１０℃、より好ましい上限は６００℃、さらに好ましい上限は５９０℃、一層好ましい上限は５８０℃、より一層好ましい上限は５７０℃である。また、ガラス転移温度を過剰に低下させると、屈折率が低下したり、ガラスの安定性が悪化傾向を示すため、ガラス転移温度は５００℃以上であることが好ましく、５２０℃以上であることがより好ましく、５３０℃以上であることがさらに好ましく、５４０℃以上であることが一層好ましく、５５０℃以上であることがより一層好ましい。

部分分散性
撮像光学系、投射光学系などで、高次の色収差補正を行うには、本発明の光学ガラスからなるレンズと分散の低いガラスからなるレンズの組合せが効果的である。しかし、低分散側のガラスは部分分散比が大きいものが多いため、より高次の色収差を補正する場合、低分散ガラス製レンズと組合せる本発明の光学ガラスには、部分分散比が小さいことが求められる。
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを用いて、（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎｃ）と表される。
本発明の光学ガラスにおいて、高次の色収差補正に適したガラスを提供する上から部分分散比Ｐｇ，Ｆは０．６００以下であることが好ましい。Ｐｇ，Ｆは、０．５９８以下であることがより好ましく、０．５９６以下であることがさらに好ましく、０．５９４以下であることが一層好ましく、０．５９２以下であることがより一層好ましく、０．５９０以下であることがさらに一層好ましい。
ただし、部分分散比Ｐｇ，Ｆを過剰に減少させると、他の特性が好ましい範囲から逸脱する傾向を示す。そのため、部分分散比Ｐｇ，Ｆは０．５７０以上とすることが好ましい。部分分散比Ｐｇ，Ｆのより好ましい下限は０．５７５、さらに好ましい下限は０．５８０、一層好ましい下限は０．５８２、より一層好ましい下限は０．５８４、さらに一層好ましい下限は０．５８６である。

なお、部分分散比Ｐｇ，Ｆ−アッベ数νｄ図において、正常部分分散ガラスの基準となるノーマルライン上の部分分散比をＰｇ，Ｆ（０）と表すと、Ｐｇ，Ｆ（０）はアッベ数νｄを用いて次式で表される。
Ｐｇ，Ｆ（０）＝０．６４８３−（０．００１８×νｄ）
ΔＰｇ，Ｆは、上記ノーマルラインからの部分分散比Ｐｇ，Ｆの偏差であり、次式で表される。
ΔＰｇ，Ｆ＝Ｐｇ，Ｆ−Ｐｇ，Ｆ（０）
＝Ｐｇ，Ｆ＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
本発明の光学ガラスにおける好ましい態様は、偏差ΔＰｇ，Ｆが０．０２以下であり、高次の色収差補正用の光学素子材料として好適である。本発明におけるΔＰｇ，Ｆの好ましい範囲は０．０１５以下、より好ましい範囲は０．０１以下、さらに好ましい範囲は０．００８以下、一層好ましい範囲は０．００６以下、より一層好ましい範囲は０．００５以下である。

比重
本発明の光学ガラスは、１．７５０〜１．８５０の範囲の屈折率ｎｄを有する高屈折率ガラスであるが、一般にガラスは高屈折率化すると比重が増加傾向を示す。しかし比重の増加は光学素子の重量増加を招くため好ましくない。これに対し本発明の光学ガラスは、上記ガラス組成を有することにより、高屈折率ガラスでありながら比重を４．５以下にすることができる。本発明の光学ガラスにおいて、比重の好ましい上限は４．４、より好ましい上限は４．３、さらに好ましい上限は４．２、一層好ましい上限は４．１である。一方、比重を過剰に減少させるとガラスの安定性が低下し、液相温度が上昇する傾向を示すため、比重は３．５以上であることが好ましく、３．６以上であることがより好ましく、３．７以上であることがさらに好ましく、３．８以上であることが一層好ましく、３．９以上であることがより一層好ましい。

液相温度
本発明の光学ガラスは、上記ガラス組成を有することで、１１００℃未満の液相温度を示すことができる。これにより、熔解温度やガラス融液の流出温度の上昇の抑制が可能となるため、高屈折率化とともに、高い均質性と着色の抑制を両立することができる。
本発明において、液相温度は１０９０℃以下であることが好ましく、１０７０℃以下であることがより好ましく、１０５０℃以下であることがさらに好ましく、１０４０℃以下であることが一層好ましく、１０３０℃以下であることがより一層好ましい。
他方、液相温度を過剰に低下させると、所要の屈折率、アッベ数を得ることが困難になる。また、部分分散比Ｐｇ，Ｆ値が上昇する。したがって、液相温度は、９５０℃以上とすることが好ましく、９７０℃以上とすることがより好ましく、９８０℃以上とすることがさらに好ましく、９９０℃以上とすることが一層好ましく、１０００℃以上とすることがより一層好ましい。

着色（λ７０、λ５）
本発明の光学ガラスは、上記ガラス組成を有することで着色を低減ないし抑制することができ、これにより可視光域の広い範囲にわたり高い光透過性を示すことができる。光学ガラスの着色の指標としては、波長２８０〜７００ｎｍの範囲において光線透過率が７０％になる波長λ７０、および同光線透過率が５％となる波長λ５を用いることができる。ここで、光線透過率とは、１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な面を有するガラス試料を用い、前記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、前記試料に入射する光の強度をＩｉｎ、前記試料を透過した光の強度をＩｏｕｔとしたときのＩｏｕｔ／Ｉｉｎのことである。分光透過率には、試料表面における光の反射損失も含まれる。また、上記研磨は測定波長域の波長に対し、表面粗さが十分小さい状態に平滑化されていることを意味する。λ７０については、本発明の光学ガラスは、４５０ｎｍ以下のλ７０を示すことができる。本発明の光学ガラスのλ７０は４４０ｎｍ以下であることが好ましく、４３０ｎｍ以下であることがより好ましく、４２０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、４１０ｎｍ以下であることが一層好ましく、４００ｎｍ以下であることがより一層好ましい。ただしλ７０が低くなりすぎると、所要の光学特性を満たすことが困難になったり、ガラスの安定性が低下、液相温度が上昇傾向を示す場合があるため、λ７０は３５０ｎｍ以上であることが好ましく、３６０ｎｍ以上であることがより好ましく、３７０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、３８０ｎｍ以上であることが一層好ましく、３９０ｎｍ以上であることがより一層好ましい。
また、本発明の光学ガラスのλ５の好ましい範囲は３７０ｎｍ以下、より好ましい範囲は３６５ｎｍ、さらに好ましい範囲は３６０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は３５５ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は３５０ｎｍ以下である。
このように本発明の光学ガラスは、高屈折率ガラスでありながら、優れた光線透過性を示し、撮像光学系、投射光学系を構成する光学素子の材料として好適なものである。

光学ガラスの製造方法
本発明の光学ガラスは、熔融法によって製造することができる。熔融法では、所望の組成および光学特性のガラスが得られるように、原料である酸化物、各種塩を秤量し、十分混合して調合原料とし、調合原料を加熱、熔融し、得られた熔融物を清澄、均質化した後、流出して均質な光学ガラスからなる成形体を得る。または、調合原料をルツボに投入して粗熔解して原料をガラス化し、カレット原料を作製する。さらに所望の光学特性の光学ガラスが得られるようにカレット原料を調合し、加熱、熔融し、得られた熔融物を清澄、均質化した後、流出して均質な光学ガラスからなる成形体を得てもよい。

［プレス成形用ガラス素材］
本発明のプレス成形用ガラス素材（以下、ガラス素材という）は、上記本発明の光学ガラスよりなる。
ガラス素材は、まず、本発明の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、溶融し、成形する。このようにして作製したガラス成形体を加工し、プレス成形品1個分の量に相当するガラス素材を作製することができる。
一例として、熔融ガラスを型に鋳込んで板状またはブロック状に成形し、アニールした後、機械加工、すなわち切断、研削、研磨を行ってガラス素材を得ることができる。
または、パイプから熔融ガラス流を流出し、プレス成形品１個分の量に相当する熔融ガラス塊を熔融ガラス流の先端から分離し、その熔融ガラス塊を成形型上でガラス素材に成形してもよい。この場合、成形型上で前記ガラス塊に風圧を加え浮上させた状態でガラス素材に成形してもよいし、成形型上の熔融ガラス塊をプレス成形した後、風圧を加え浮上させた状態で冷却しガラス素材を作製してもよい。

［光学素子とその製造方法］
本発明の光学素子は、上記本発明の光学ガラスよりなる。
本発明の光学素子の具体例としては、非球面レンズ、球面レンズ、または平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズなどの各種レンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。

本発明の光学素子は高屈折率と低部分分散比を両立することができるので、他のガラスからなる光学素子と組合せることにより、良好な色収差補正を行うことができる。また、本発明の光学ガラスは高屈折率と低比重の両立が可能であるため、本発明の光学ガラスによれば光学素子の軽量化が可能となる。本発明の光学素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラなど各種カメラの撮像光学系、ＤＶＤ、ＣＤなどの光記録媒体へのデータ書き込み、読み出し用の光線を導く光学素子、例えば、光ピックアップレンズやコリメータレンズなどにも好適である。また、光通信用の光学素子としても好適である。

本発明の光学素子の製造方法は、上記本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱し、精密プレス成形することにより光学素子を得るものである。ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。ガラス転移温度が低く、優れた精密プレス成形性を有する本発明の光学ガラスよりなるガラス素材を用いるので、公知の精密プレス成形法を適用し、高品質な光学素子を高い生産性のもと製造することができる。
なお、本発明の光学素子は、精密プレス成形法以外の方法、例えばガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形し、光学素子の形状に研削しろ、研磨しろを加えた形状を有する光学素子ブランクを得、当該光学素子ブランクを研削、研磨して作製してもよいし、本発明の光学ガラスからなるガラス成形体を研削、研磨して作製してもよい。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。

１．光学ガラスの作製
表１に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料として、それぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量し、十分混合して調合原料とし、これを白金坩堝内に入れ、１２００〜１３５０℃で１〜３時間、加熱、熔融、清澄、均質化した。得られた熔融ガラスをカーボン製の型に流し込み、ガラスの転移温度まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷し光学ガラスを得た。得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。このようにして得られた光学ガラスの特性を表１に示す。

なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎｃおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎｃ、アッベ数νｄを測定した。

（２）液相温度ＬＴ
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。

（３）ガラス転移温度Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ
株式会社リガク製の熱機械分析装置を用い、昇温速度を４℃／分にして測定した。

（４）部分分散比Ｐｇ，Ｆ
屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃから算出した。

（５）部分分散比のノーマルラインからの差ΔＰｇ，Ｆ
部分分散比Ｐｇ，Ｆおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐｇ，Ｆ（０）から算出した。

（６）比重
アルキメデス法を用いて測定した。

（７）λ７０、λ５
分光光度計を用いて、分光透過率を測定して求めた。

２．プレス成形用ガラス素材の作製（１）
上記１．で作製した各光学ガラスからなるガラス成形体を複数個のガラス片に切断し、各ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材を作製した。

３．プレス成形用ガラス素材の作製（２）
上記１．と同様に熔融ガラスを調製し、パイプから流出させ、流出する熔融ガラス流の先端を分離して熔融ガラス塊を得、この熔融ガラス塊を成形型上で風圧を加えて浮上させながら成形し、プレス成形用ガラス素材を作製した。このようにして表１に示す各種光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材を作製した。
なお、熔融ガラス塊を成形型上でプレス成形し、次いでプレス成形したガラスを浮上させながら冷却してガラス素材を作製してもよい。

４．光学素子の作製
上記２．、３．で作製したプレス成形用ガラス素材をプレス成形型内に導入し、ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱し、ガラス素材を軟化し、精密プレス成形して非球面レンズを作製した。
また、上記２．、３．で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化し、予め加熱したプレス成形型内に導入し、精密プレス成形して非球面レンズを作製した。
いずれの態様においても、精密プレス成形法により高品質な光学素子を得ることができた。

５．撮像装置および光学系の作製
上記４．で作製した各レンズを用いて、各レンズを内蔵する一眼レフカメラ用の交換レンズ各種を作製した。
さらに上記４．で作製した各レンズを用いて、コンパクトデジタルカメラの光学系各種を作製し、モジュール化した。さらにこれら光学系にＣＣＤあるいはＣＭＯＳなどのイメージセンサーを取り付けモジュール化した。

このように、上記４．において作製した各種レンズを用いることにより、高機能、コンパクトな光学系、交換レンズ、レンズモジュール、撮像装置を得ることができる。また、上記４．で作製したレンズと高屈折率高分散光学ガラス製のレンズとを組み合わせることにより、高次の色収差補正がなされる各種光学系とこの光学系を備える撮像装置を得ることができる。

本発明の光学ガラスは、高屈折率特性および優れた精密プレス成形性を有し、ガラス転移温度が低く、精密プレス成形に好適な光学ガラスである。また、高次の色収差補正に好適な光学ガラスであって、プレス成形用ガラス素材および光学素子を作製するために好適に用いられる。

Claims

カチオン％表示で、
Ｓｉ⁴⁺ ０〜３０％、
Ｂ³⁺ １５〜６０％、
Ｌｉ⁺ ０〜１０％、
Ｎａ⁺ ０〜１０％、
Ｋ⁺ ０〜１５％、
Ｍｇ²⁺ ０〜２０％、
Ｃａ²⁺ ０〜１５％、
Ｓｒ²⁺ ０〜２０％、
Ｂａ²⁺ ０〜２０％、
Ｚｎ²⁺ １３〜４０％、
Ｌａ³⁺ ０〜１１％、
Ｇｄ³⁺ ０〜１０％、
Ｙ³⁺ ０〜６％
Ｙｂ³⁺ ０〜６％、
Ｚｒ⁴⁺ ０〜５％、
Ｔｉ⁴⁺ ０〜７％、
Ｎｂ⁵⁺ ２〜２０％、
Ｔａ⁵⁺ ０〜５％、
Ｗ⁶⁺ ０〜１０％
Ｔｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｇｅ⁴⁺ ０〜５％、
Ｂｉ³⁺ ０〜５％、
Ａｌ³⁺ ０〜５％、
を含み、
Ｓｉ⁴⁺およびＢ³⁺の合計含有量は３５〜６５％の範囲であり、かつ前記合計含有量に対するＢ³⁺の含有量の比（Ｂ³⁺／（Ｓｉ⁴⁺＋Ｂ³⁺））は０．３〜１の範囲であり、
Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺およびＫ⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺およびＺｎ²⁺の合計含有量に対するＺｎ²⁺の含有量のカチオン比（Ｚｎ²⁺／（Ｍｇ²⁺＋Ｃａ²⁺＋Ｓｒ²⁺＋Ｂａ²⁺＋Ｚｎ²⁺））は０．３０〜１の範囲であり、
Ｌａ³⁺、Ｇｄ³⁺およびＹ³⁺の合計含有量は０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量は１０〜２０％の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺の含有量のカチオン比（Ｔｉ⁴⁺／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺））は０〜０．６０の範囲であり、
Ｔｉ⁴⁺、Ｎｂ⁵⁺、Ｔａ⁵⁺およびＷ⁶⁺の合計含有量に対するＴｉ⁴⁺およびＮｂ⁵⁺の合計含有量のカチオン比（（Ｔｉ⁴⁺＋Ｗ⁶⁺）／（Ｔｉ⁴⁺＋Ｎｂ⁵⁺＋Ｔａ⁵⁺＋Ｗ⁶⁺））は０〜０．７０の範囲、
であり、ただしＰｂを含有しない酸化物ガラスであり、屈折率ｎｄが１．７５０〜１．８５０、アッベ数νdが２９．０〜４０．０、かつガラス転移温度が６３０℃未満であることを特徴とする光学ガラス。
請求項１に記載の光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材。
請求項１に記載の光学ガラスよりなる光学素子。
請求項２に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造方法。