JP2013014454A - 光学ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】（１）環境上好ましくない鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有しない、（２）低ガラス転移点を有する、（３）高屈折率かつ低分散である、（４）プリフォーム成形時の耐失透性に優れる、といった要求をすべて満足することが可能な光学ガラスを提供する。
【解決手段】ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜３０％、ＺｎＯ ３．１〜２５％、ＺｒＯ_２ ０〜５．４％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２５〜４１％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜３０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜１２％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０．１〜２０％、ＷＯ_３ ０〜１０％、ＴｉＯ_２ ０〜８％およびＬｉ_２Ｏ ０．１〜５％を含有し、かつ、鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率が１．８４６以上、アッベ数が３０〜４５、ガラス転移点が６５０℃以下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に関するものである。詳細には、高屈折率かつ低分散であり、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ等に好適な光学ガラスに関する。

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、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズは、一般に以下のようにして作製される。

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て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、精密加工を施した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いる。

モールドプレス成形法を採用する場合、金型の劣化を抑制しつつ、レンズを精密にモールドプレス成形するために、できるだけ低いガラス転移点（例えば６５０℃以下）を有するガラスが求められており、種々のガラスが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

プリフォームガラスを作製する際に失透が生じると、モールドプレスレンズとしての基本性能が得られないことから、耐失透性に優れたガラスであることが重要である。また、環境問題への意識の高まりから、ガラス成分に鉛等の有害な物質を使用しない光学ガラスが望まれている。さらに、近年では、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズや撮影用レンズといった光学レンズには、コスト削減を目的として、レンズを薄くしたり、レンズの枚数を少なくしたりすることが検討されており、これを実現するために高屈折率で低分散の（アッベ数の大きい）ガラス材質が求められている。

特開２００３−２６７７４８号公報 特開２００３−２４８８９７号公報 特開２００６−１６２９５号公報

一般に、高屈折率の光学ガラスを作製しようとすると、アッベ数が小さくなる、即ち、高分散になる傾向があり、高屈折率かつ低分散のガラスを作製することは難しいとされている。また、高屈折率かつ低分散のガラスを作製しようとすると、耐失透性が悪化する傾向にあることが知られている。

そこで、本発明は、（１）環境上好ましくない鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有しない、（２）低ガラス転移点を有する、（３）高屈折率かつ低分散である、（４）プリフォーム成形時の耐失透性に優れる、といった要求をすべて満足することが可能な光学ガラスを提供することを目的とする。

本発明は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜３０％、ＺｎＯ ３．１〜２５％、ＺｒＯ_２ ０〜５．４％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２５〜４１％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜３０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜１２％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０．１〜２０％、ＷＯ_３ ０〜１０％、ＴｉＯ_２ ０〜８％およびＬｉ_２Ｏ ０．１〜５％を含有し、かつ、鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率が１．８４６以上、アッベ数が３０〜４５、ガラス転移点が６５０℃以下であることを特徴とする光学ガラスに関する。

上記組成を有する光学ガラスにより、既述の課題を達成することが可能となる。具体的には、本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が低く、低温でプレス成形可能であるため、金型の劣化を抑制することができる。また、有害成分である鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有しないため、環境上好ましいガラスである。さらに、高屈折率かつ低分散の光学特性を有するため、レンズの薄肉化やレンズ枚数の削減が可能であり、光学デバイスの部品コストを低減することが可能になる。また、プリフォーム成形時に透明性を阻害する失透物が生じにくいため、モールドプレス用として好適である。

なお、本発明において、「鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有せず」とは、これらの成分を意図的にガラス中に添加してい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ことを意味するものではない。客観的には、不純物を含めたこれらの成分の含有量が、質量％で、各々０．１％未満であることを意味する。

第二に、本発明の光学ガラスは、ＺｒＯ_２＋Ｔａ_２Ｏ_５が０．１〜１７．４％であることが好ましい。

第三に、本発明の光学ガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｔａ_２Ｏ_５が２５〜５３％であることが好ましい。

第四に、本発明の光学ガラスは、Ｔａ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２が０．１〜２０％であることが好ましい。

第五に、本発明の光学ガラスは、Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３が０．１〜２２％であることが好ましい。

第六に、本発明の光学ガラスは、Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５が０．１〜２２％であることが好ましい。

第七に、本発明の光学ガラスは、Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２が０．１〜２５％であることが好ましい。

第八に、本発明の光学ガラスは、（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／（Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５）が１．５以下であることが好ましい。

第九に、本発明の光学ガラスは、（Ｌａ_２Ｏ_５＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）が２以上であることが好ましい。

第十に、本発明の光学ガラスは、ＺｎＯ＋ＺｒＯ_２が３．５〜１８％であることが好ましい。

第十一に、本発明の光学ガラスは、モールドプレス成形用であることが好ましい。

以下に、本発明の光学ガラスにおいて、各成分の含有量を上記のように規制した理由を説明する。なお、特に断りがない場合、以下の各成分の含有量の説明において「％」は「質量％」を意味する。

ＳｉＯ_２はガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。また、アッベ数を高める効果がある。ＳｉＯ_２の含有量は０〜１０％、０．５〜８％、１〜７％、特に１．５〜６％であることが好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、屈折率が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。

Ｂ_２Ｏ_３はガラス骨格を構成する成分であり、アッベ数を最も高める成分でもある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は５〜３０％、７．５〜２５％、特に８．５〜２０％であることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、屈折率が小さくなるとともに耐候性が低下する傾向がある。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、低分散特性が得られにくくなる。また、ガラスが不安定になって耐失透性が低下したり、着色度が低下する傾向がある。

ＺｎＯは屈折率やアッベ数を大きく変化させることなく、ガラス粘度を低下させる成分である。よって、ＺｎＯを含有することにより、ガラス転移点を低減することができ、さらに、モールドプレス成形時に金型と融着しにくいガラスを得ることができる。また、アルカリ土類金属成分（ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ）に比べ失透傾向が強くないため、多量に含有させても均質なガラスを得ることができる。ＺｎＯの含有量は３．１〜２５％、３．５〜２３％、４〜２０％、５〜１７．５％、特に５．５〜１５％であることが好ましい。ＺｎＯの含有量が多すぎると、耐候性が低下する傾向がある。一方、ＺｎＯの含有量が少なすぎると、低ガラス転移点を達成しにくくなる。また、モールドプレス成形時に金型と融着しやすくなる。

ＺｒＯ_２はアッベ数をほとんど低下させずに屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、その含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇してモールドプレス成形性が低下するとともに、ＺｒＯ_２とＬａ_２Ｏ_３またはＺｒＯ_２とＧｄ_２Ｏ_３やＴａ_２Ｏ_５を主成分とする失透物が析出しやすくなる。したがって、ＺｒＯ_２の含有量は０〜５．４％、０．１〜５％、特に０．５〜４．５％であることが好ましい。

Ｌａ_２Ｏ_３はアッベ数をほとんど低下させずに屈折率を高める効果がある成分である。Ｌａ_２Ｏ_３は、屈折率を高める効果のある他の成分であるＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５に比べ失透傾向が強くないため、多量に含有させても均質なガラスを得ることができる。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は２５〜４１％、２７．５〜４０．５％、３０〜４０．５％、３１〜４０．５％、３２〜４０．５％、特に３２．５〜４０．５％であることが好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、所望の屈折率が得られにくい。一方、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラス成形時にＢ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物が生成しやすくなる。

Ｇｄ_２Ｏ_３は屈折率を高める成分である。また、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を向上させる効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分である。その一方で、多量に含有すると、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５で形成される失透物が表面に析出（表面失透）しやすくなり、液相温度が上昇する傾向がある。また、分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。さらに、アッベ数が低下しやすくなる。ただし、Ｇｄ_２Ｏ_３はＴａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２等に比べると、アッベ数の低下割合は低いと言える。以上に鑑み、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は０〜３０％、２〜２５％、特に４〜２０％であることが好ましい。

Ｔａ_２Ｏ_５は屈折率、化学的耐久性、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を高める効果がある。また、アッベ数の低下に対して屈折率の上昇が大きい成分であり、高屈折率かつ低分散の光学特性を得るために有効な成分である。Ｔａ_２Ｏ_５の含有量は０〜１２％、０．５〜１１％、１〜１０％、特に２〜９．５％であることが好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が多すぎると、アッベ数が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。また、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５およびＢ_２Ｏ_３で形成される失透物が析出し、液相温度が上昇しやすくなる。さらに、原料バッチコストも高くなるため、経済的観点からも好ましくない。

Ｎｂ_２Ｏ_５は屈折率を高める効果が大きい成分である。また、Ｔａ_２Ｏ_５を多量に含むガラス組成の場合、耐失透性（Ｌａ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５およびＢ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を改善する働きがある。さらに、アッベ数の低下に対して屈折率の上昇の大きい成分であり、高屈折率および低分散の光学特性を得るために有効な成分である。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は０．１〜２０％、０．５〜１５％、特に１〜１０％であることが好ましい。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が多すぎると、Ｎｂ_２Ｏ_５を主成分とする失透物が表面に析出（表面失透）しやすくなる。一方、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。

ＷＯ_３は屈折率を高める効果を有する。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を向上する効果もある。さらに、Ｔａ_２Ｏ_５やＮｂ_２Ｏ_５に比べ失透傾向が強くないため、多量に含有させても均質なガラスを得ることができる。また、アッベ数の低下に対して屈折率の上昇の大きい成分であり、高屈折率かつ低分散の光学特性を得るために有効な成分である。ＷＯ_３の含有量は０〜１０％、１〜９．５％、２〜９％、特に２．５〜８％であることが好ましい。ＷＯ_３の含有量が多すぎると、アッベ数が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。また、透過率曲線における吸収端が長波長側にシフトし、短波長領域（例えば３９０〜４４０ｎｍ）の透過率が低下しやすくなる。よって、短波長用レンズとしての使用に支障をきたす可能性がある。

ＴｉＯ_２は屈折率を高める成分である。また、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を向上する効果もある。ただし、ＴｉＯ_２の含有量が多すぎると、アッベ数が低下する傾向がある。また、ＴｉＯ_２は紫外域での吸収が大きく、透過率曲線における吸収端を長波長側にシフトさせ、短波長領域の透過率を低下させるため、短波長用レンズとしての使用に支障をきたす可能性がある。以上に鑑み、ＴｉＯ_２の含有量は０〜８％、０〜５％、特に０．１〜２．５％であることが好ましい。

Ｌｉ_２Ｏはアルカリ金属酸化物のなかで最も軟化点を低下させる効果が大きい。しかし、分相性が強いため、その含有量が多すぎるとＢ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３を主成分とする失透物が析出しやすくなり、液相温度が高くなって作業性が低下するおそれがある。また、モールドプレス成形時に発生する揮発物が増加したり、金型と融着しやすくなる。したがって、Ｌｉ_２Ｏの含有量は０．１〜５％、０．２〜３％、特に０．５〜２％であることが好ましい。

鉛成分（例えばＰｂＯ）、ヒ素成分（例えばＡｓ_２Ｏ_３）およびフッ素成分（例えばＦ_２）は、環境上の理由から実質的なガラスへの導入は避けるべきである。よって、本発明ではこれらの成分は実質的に含有しない。

本発明の光学ガラスにおいて、高屈折率で耐失透性を向上する効果を得るためには、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２のうち２種または３種の合量や割合を適切に調整することが好ましい。以下に具体的に説明する。

ＺｒＯ_２＋Ｔａ_２Ｏ_５は０．１〜１７．４％、１〜１７％、特に２〜１６％であることが好ましい。ＺｒＯ_２＋Ｔａ_２Ｏ_５が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性を達成しにくくなる。

Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｔａ_２Ｏ_５は２５〜５３％、２７〜５１％、特に２９〜５０％であることが好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｔａ_２Ｏ_５が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性を達成しにくくなる。

Ｔａ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２は０．１〜２０％、１〜１７．５％、特に２〜１５％であることが好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２が多すぎると、低分散特性が得られにくくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性や良好な耐失透性が得られにくくなる。

Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３は０．１〜２２％、１〜１７．５％、特に２〜１５％であることが好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３が多すぎると、低分散特性が得られにくくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性や良好な耐失透性が得られにくくなる。

Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５は０．１〜２２％、１〜１７．５％、特に２〜１５％であることが好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５が多すぎると、低分散特性が得られにくくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性や良好な耐失透性が得られにくくなる。

Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２は０．１〜２５％、１〜２０％、特に２〜１８％であることが好ましい。Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２が多すぎると、低分散特性が得られにくくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性や良好な耐失透性が得られにくくなる。

（ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／（Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５）は１．５以下、特に１．４以下であることが好ましい。当該比率が大きすぎると、低分散特性や耐失透性が得られにくくなる。また、紫外域での吸収が大きくなり、透過率曲線における吸収端が長波長側にシフトして短波長領域の透過率が低下しやすくなる。

（Ｌａ_２Ｏ_５＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）は２以上、特に２．１以上であることが好ましい。当該比率が小さすぎると、低分散特性を達成しにくくなる。

ＺｎＯ＋ＺｒＯ_２は３．５〜１８％、４〜１６％、特に４．５〜１５％であることが好ましい。ＺｎＯ＋ＺｒＯ_２が多すぎると、耐失透性を向上する効果が得られにくくなり、一方、少なすぎると、高屈折率特性が得られにくくなる。

本発明の光学ガラスは、上記成分に加えて高屈折率成分であるＹ_２Ｏ_３およびＹｂ_２Ｏ_３を含有することができる。

Ｙ_２Ｏ_３およびＹｂ_２Ｏ_３は、アッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。Ｙ_２Ｏ_３およびＹｂ_２Ｏ_３の含有量は各々０〜１０％であることが好ましく、各々０〜８％であることがより好ましい。Ｙ_２Ｏ_３またはＹｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる傾向がある。また、ガラス中に脈理が発生しやすくなる。

上記成分以外にも、本発明の特性を損なわない範囲で種々の成分を含有することが可能である。このような成分としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏおよび清澄剤等が挙げられる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ＳｉＯ_２やＢ_２Ｏ_３とともにガラス骨格を構成することが可能な成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中の成分が水へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は１０％以下、特に５％以下であることが好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、溶融性が低下して脈理や泡がガラス中に残存しやすくなり、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。

ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯといったアルカリ土類金属酸化物は融剤として作用するとともに、アッベ数をほとんど低下させずに屈折率を高める効果がある。ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの含有量が多すぎると、プリフォームガラスの溶融または成形工程中にＢ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３を主成分とする失透物が析出しやすくなり、液相温度が上がって作業範囲が狭くなりやすい。その結果、量産化しにくくなる。さらに、耐候性が低下して、研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へガラス成分の溶出が増加したり、高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著になる傾向がある。よって、ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯは合量で２０％以下であることが好ましい。

なお、アルカリ土類金属酸化物の各成分の好ましい含有量は以下の通りである。

ＣａＯの含有量は０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。

ＢａＯの含有量は０〜２０％、特に０〜５％であることが好ましい。

ＳｒＯの含有量は０〜２０％、０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。

なお、ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯ以外にも、屈折率を高めるためにＲＯ成分としてＭｇＯを含有してもよい。ＭｇＯの含有量は０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。ＭｇＯの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。

Ｎａ_２ＯはＬｉ_２Ｏ同様に軟化点を低下させる効果を有する。しかしながら、その含有量が多すぎると、溶融時にＢ_２Ｏ_３とＮａ_２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。また、Ｂ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３を主成分とする失透物が析出しやすく、液相温度が高くなりやすい。さらに、モールドプレス成形時に発生する揮発物が増加したり、金型と融着しやすくなる。したがって、Ｎａ_２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。

Ｋ_２ＯもＬｉ_２Ｏ同様に軟化点を低下させる効果を有する。しかしながら、その含有量が多すぎると、耐候性が低下する傾向がある。また、Ｂ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３を主成分とする失透物が析出しやすく、液相温度が高くなりやすい。さらに、モールドプレス成形時に発生する揮発物が増加したり、金型と融着しやすくなる。したがって、Ｋ_２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。

清澄剤としては、例えばＳｂ_２Ｏ_３やＳｎＯ_２が挙げられる。特にＳｂ_２Ｏ_３は、不純物として混入しやすいＦｅによる着色を消色する効果がある。清澄剤の含有量は０〜１％、０〜０．１％、特に０〜０．０５％であることが好ましい。清澄剤の含有量が多すぎると、ガラスが過度に着色するおそれがある。

本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．８４６以上、１．８５以上、１．８６以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、本発明のガラス組成系では、現実的には１．９２以下である。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は３０〜４５、３２〜４２、特に３４〜４０であることが好ましい。これらの光学特性を満たすことにより、色分散が少なく、高機能で小型の光学素子用の光学レンズとして好適となる。

本発明の光学ガラスのガラス転移点は６５０℃以下、６４０℃以下、特に６３０℃以下であることが好ましい。ガラス軟化点が高すぎると、モールドプレス成形温度が高くなって、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染、さらにはガラスと金型との融着等の問題が生じやすくなる。

本発明の光学ガラスの着色度λ_７０は４５０ｎｍ未満、４４０ｎｍ以下、４３０ｎｍ以下、特に４２０ｎｍ以下であることが好ましい。着色度λ_７０が大きすぎると、可視域または近紫外域における透過率に劣り、各種光学レンズ等に使用することが困難となる。なお、「着色度λ_７０」とは、透過率曲線において透過率が７０％となる波長をいう。

着色度λ_７０を上記範囲に調整するためには、着色成分であるＦｅ、Ｎｉ、ＣｒおよびＣｕ等の不純物の混入を抑制する、あるいは、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３およびＴｉＯ_２等の透過率を低下させる成分の含有量を少なくすることが効果的である。

次に、本発明の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、ガラス溶融炉中で溶融する。次に、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、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を投入し、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。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１〜３は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜３０）を、また、表４は比較例（Ｎｏ．３１〜３３）をそれぞれ示している。

各試料は次のようにして作製した。

まず、表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１３００〜１４５０℃で３時間溶融した。溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、アニール後、各測定に適した試料を作製した。

得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、液相温度（ＴＬ）および表面失透温度を測定した。また、金型融着性を評価した。それらの結果を表１〜４に示す。

なお、屈折率（ｎｄ）はヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。

アッベ数（νｄ）は、上記したｄ線の屈折率と水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、同じく水素ランプのＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］式から算出した。

ガラス転移点（Ｔｇ）は、熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ ｍｅｔｅｒ）にて測定される値によって評価した。

液相温度は、電気炉内で１３５０℃−０．５時間の条件で各試料を再溶融後、温度勾配を有する電気炉内で１６時間保持した後、電気炉から取り出して空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透物の析出位置（温度）を求めることで測定した。ここで、液相温度が１２００℃以下であれば、１０^０．５ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を達成しやすく、液滴成形を行った場合であっても失透が生じにくくなる。

着色度は、厚さ１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨されたガラス試料について、分光光度計を用いて２００〜８００ｎｍの波長域での透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、透過率７０％を示す波長により評価した。

表１〜４から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜３０のガラスは、屈折率が１．８４６１以上およびアッベ数が３６．７〜４０．５と所望の光学特性を満たしていた。また、ガラス転移点が６２０℃以下と低く、モールドプレス成形に好適であることがわかる。さらに、液相温度が１１４５℃以下と低いため、例えば液滴成形を行った場合であっても、失透しにくいと考えられる。

一方、試料Ｎｏ．３１のガラスは屈折率が１．８３７０と低く、試料Ｎｏ．３２のガラスはアッベ数が２８．７と低くなり所望の光学特性を満たしていなかった。また、試料Ｎｏ．３３のガラスはガラス転移点が６９７℃と高く、モールドプレス成形に適していなかった。

本発明のモールドプレス用光学ガラスは、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、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ等に好適である。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。

Claims (11)

1. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜３０％、ＺｎＯ ３．１〜２５％、ＺｒＯ_２ ０〜５．４％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２５〜４１％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜３０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜１２％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０．１〜２０％、ＷＯ_３ ０〜１０％、ＴｉＯ_２ ０〜８％およびＬｉ_２Ｏ ０．１〜５％を含有し、かつ、鉛成分、ヒ素成分およびフッ素成分を実質的に含有せず、屈折率が１．８４６以上、アッベ数が３０〜４５、ガラス転移点が６５０℃以下であることを特徴とする光学ガラス。
2. ＺｒＯ_２＋Ｔａ_２Ｏ_５が０．１〜１７．４％であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス
3. Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｔａ_２Ｏ_５が２５〜５３％であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
4. Ｔａ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２が０．１〜２０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ガラス。
5. Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３が０．１〜２２％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学ガラス。
6. Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５が０．１〜２２％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ガラス。
7. Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２が０．１〜２５％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学ガラス。
8. （ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）／（Ｔａ_２Ｏ_５＋Ｎｂ_２Ｏ_５）が１．５以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラス。
9. （Ｌａ_２Ｏ_５＋Ｇｄ_２Ｏ_３）／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２）が２以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学ガラス。
10. ＺｎＯ＋ＺｒＯ_２が３．５〜１８％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学ガラス
11. モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学ガラス。