JP2015209353A - 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】
光学素子の薄型化や軽量化が可能となる、高い屈折率（ｎｄ）１．５以上であり、かつ、高いアッベ数（νｄ）７０以上とを有する光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供する。
【解決手段】
光学ガラスは、カチオン成分としてＰ^５＋、Ａｌ^３＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋を含有し、アニオン成分としてＯ^２−及びＦ⁻を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０以上である。プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラス、光学素子及び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や軽量化の要求は、ますます強まっている。

特に、光学素子の薄型化や軽量化が可能となる、高い屈折率（ｎｄ）と高いアッベ数（νｄ）を有するガラスの需要が高まっている。このような高屈折率低分散ガラスとしては、例えばアッベ数が７０以上の低分散性を有する光学ガラスとして、特許文献１〜５に代表されるようなガラスが知られている。

特開２００５−２４７６５８号公報 特開２０１０−０５９０１９号公報 特開２０１１−１１６６４９号公報 特開２０１１−１２６７８２号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載の光学ガラスは、有している屈折率が低い。そのため、高屈折率高アッベ数の光学ガラスの開発が望まれている。

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、所望の高い屈折率及び高いアッベ数を有している光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、本発明を完成させた。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） カチオン成分としてＰ^５＋、Ａｌ^３＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋を含有し、アニオン成分としてＯ^２−及びＦ⁻を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０以上である光学ガラス。

（２） カチオン％（モル％）表示で、
Ｐ^５＋を２０．０〜５０．０％、
Ａｌ^３＋を１５．０〜４０．０％、
Ｓｒ^２＋を５．０〜３０．０％及び
Ｂａ^２＋を１０．０〜５０．０％
含有する（１）記載の光学ガラス。

（３） カチオン％（モル％）表示で、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋含有率の合計量（カチオン％）Ａｌ^３＋＋Ｂａ^２＋が３０．０％以上６０．０％以下である（１）又は（２）記載の光学ガラス。

（４） カチオン％（モル％）表示で、Ｐ^５＋、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋含有率の合計量（カチオン％）Ｐ^５＋＋Ａｌ^３＋＋Ｂａ^２＋が５０．０％以上９５．０％以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。

（５） カチオン％（モル％）表示で、Ｂａ^２＋含有率及びＭｇ^２＋含有率の比Ｂａ^２＋／Ｍｇ^２＋が１．０以上４０．０以下である（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。

（６） カチオン％（モル％）表示で、
Ｍｇ^２＋を０〜２０．０％、
Ｃａ^２＋を０〜２０．０％、
含有する（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。

（７） カチオン％（モル％）表示で、Ｂａ^２＋含有率及びＡｌ^３＋含有率とＭｇ^２＋含有量の比(Ｂａ^２＋＋Ａｌ^３＋)／Ｍｇ^２＋が３．０以上７０．０以下である（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。

（８） カチオン％（モル％）表示で、
Ｌａ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｇｄ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｙ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｙｂ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
Ｌｕ^３＋の含有率が０〜１０．０％
含有する（１）から（７）のいずれか記載の光学ガラス。

（９） カチオン％（モル％）表示で、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｙ^３＋及びＹｂ^３＋の合計含有率（Ｌｎ^３＋：カチオン％）が２０．０％以下である（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。

（１０） アニオン％（モル％）表示で、
Ｏ^２−を３０．０〜７０．０％
Ｆ⁻を３０．０〜７０．０％
含有する（１）から（９）のいずれか記載の光学ガラス。

（１１） ７０以上のアッベ数（νｄ）を有する（１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラス。

（１２） 比重が４．５０以下である（１）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。

（１３） （１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。

（１４） （１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム

（１５） （１４）記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。

本発明によれば、所望の高い屈折率及びアッベ数を有している光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供することができる。

本発明の光学ガラスは、カチオン成分としてＰ^５＋、Ａｌ^３＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋を含有し、アニオン成分としてＯ^２−及びＦ⁻を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０以上である。カチオン成分及びアニオン成分として上述の成分を含有し、且つ、上記の成分や他の成分の含有量を調整することで、高いアッベ数を保ちながらも、ガラスの高屈折率化を得ることができる。

以下、本発明の光学ガラスについて説明する。本発明は、以下の態様に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所について説明を省略する場合があるが、説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について説明する。
本明細書中において、各成分の含有量は特に断りがない場合は、全てモル比に基づくカチオン％又はアニオン％で表示されるものとする。ここで、「カチオン％」及び「アニオン％」（以下、「カチオン％（モル％）」及び「アニオン％（モル％）」と表記することがある）は、本発明の光学ガラスのガラス構成成分をカチオン成分及びアニオン成分に分離し、それぞれにおいて合計割合を１００モル％として、ガラス中に含有される各成分の含有量を表記した組成である。
なお、各成分のイオン価は便宜的に代表値を用いているに過ぎないため、他のイオン価のものと区別するものではない。光学ガラス中に存在する各成分のイオン価は、代表値以外である可能性がある。例えば、Ｐは、通常イオン価が５価の状態でガラス中に存在するので、本明細書中では「Ｐ^５＋」と表しているが、他のイオン価の状態で存在する可能性がある。このように、厳密には他のイオン価の状態で存在するものであっても、本明細書では、各成分が代表値のイオン価でガラス中に存在するものとして扱う。

[カチオン成分について]
Ｐ^５＋はガラス形成成分であり、特に２０．０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められる必須成分である。そのため、Ｐ^５＋の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは２２．０％、さらに好ましくは２５．０％、さらに好ましくは３０．０％を下限とする。
一方で、Ｐ^５＋の含有量を５０．０％以下にすることで、Ｐ^５＋による屈折率やアッベ数の低下を抑えられ、且つ化学的耐久性の低下を抑えられる。従って、Ｐ^５＋の含有量は、好ましくは５０．０％、さらに好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４０．０％を上限とする。
Ｐ^５＋は、原料としてＡｌ（ＰＯ_３）_３、Ｃａ（ＰＯ_３）_２、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、Ｚｎ（ＰＯ_３）_２、ＢＰＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４等を用いることができる。

Ａｌ^３＋は、１０．０％以上含有することで、ガラスの微細構造の骨格形成に寄与することで耐失透性を高められ、磨耗度を低くする必須成分である。従って、Ａｌ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１３．０％、さらに好ましくは１５．０％を下限とする。
一方で、Ａｌ^３＋の含有量を４０．０％以下にすることで、Ａｌ^３＋による屈折率やアッベ数の低下や、ガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ａｌ^３＋の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３０．０％、さらに好ましくは２５．０％を上限とする。
Ａｌ^３＋は、原料としてＡｌ（ＰＯ_３）_３、ＡｌＦ_３、Ａｌ_２Ｏ_３等を用いることができる。

Ｓｒ^２＋は、５．０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高め、且つ屈折率の低下を抑制する必須成分である。なお、Ｓｒ^２＋の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは７．５％、さらに好ましくは１０．０％を下限とする。
一方で、Ｓｒ^２＋の含有量を３０．０％以下にすることで、Ｓｒ^２＋の過剰な含有によるガラスの失透や屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｓｒ^２＋の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２４．０％以下、さらに好ましくは２１．０％以下とする。
Ｓｒ^２＋は、原料としてＳｒ（ＮＯ_３）_２、ＳｒＦ_２等を用いることができる。

Ｂａ^２＋は、１０．０％以上含有することで、ガラス転移点及び屈伏点を下げ、耐失透性を高め、アッベ数を高め、且つ屈折率を高める必須成分である。従って、Ｂａ^２＋の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１７．５％、さらに好ましくは２０．０％を下限とする。
一方で、Ｂａ^２＋の含有量を５０．０％以下にすることで、Ｂａ^２＋の過剰な含有によるガラスの耐失透性の低下を抑えられる。従って、Ｂａ^２＋の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４０．０％、さらに好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３２．５％を上限とする
Ｂａ^２＋は、原料としてＢａ（ＰＯ_３）_２、ＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＢａＦ_２等を用いることができる。

本発明の光学ガラスは、Ｐ^５＋含有率及びＡｌ^３＋含有率の合計量（カチオン％）が４０．０％以上６０．０％以下であることが好ましい。
特に、この合計量を４０．０％以上にすることで、耐失透性が高められる。従って、Ｐ^５＋及びＡｌ^３＋の合計量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４７．０％を下限とする。
一方で、この合計量を６０．０％以下にすることで、屈折率やアッベ数の低下を抑えられる。従って、Ｐ^５＋及びＡｌ^３＋の合計量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５８．０％、さらに好ましくは５５.０％を上限とする。

Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、３０．０％以上６０．０％以下が好ましい。
特に、この合計量を３０．０％以上にすることで、屈折率を高められ、且つ耐失透性が高められる。従って、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３８．０％、さらに好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４５．０％を下限とする。
一方で、この合計量を６０．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数の低下を抑えられ、耐失透性を高められる。従って、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５７．０％、さらに好ましくは５５．０％を上限とする。

Ｐ^５＋、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、５０．０％以上９５．０％以下が好ましい。
特に、この合計量を５０．０％以上にすることで、屈折率を高められ、耐失透性が高められる。従って、Ｐ^５＋、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは６０．０％、さらに好ましくは６５．０％を下限とする。
一方で、この合計量を９５．０％以下にすることで、耐失透性が高められる。従って、Ｐ^５＋、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは９５．０％、より好ましくは９０．０％、さらに好ましくは８７．５％、さらに好ましくは８５．０％を上限とする。

Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋の合計量は、３０．０％以上６０．０％以下が好ましい。
特に、この合計量を３０．０％以上にすることで、屈折率を高められ、且つ耐失透性が高められる。従って、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは４０．０％を下限とする。
一方で、この合計量を６０．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数の低下を抑えられ、耐失透性を高められる。従って、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋の合計量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％を上限とする。

Ｍｇ^２＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｍｇ^２＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｍｇ^２＋の含有量を２０．０％以下にすることで、Ｍｇ^２＋の過剰な含有によるガラスの失透や屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｍｇ^２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１７．０％以下、さらに好ましくは１５．０％以下とする。なお、Ｍｇ^２＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下としてもよい。
Ｍｇ^２＋は、原料としてＭｇＯ、ＭｇＦ_２等を用いることができる。

Ｃａ^２＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｃａ^２＋の含有量を２０．０％以下にすることで、Ｃａ^２＋の過剰な含有によるガラスの耐失透性や屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｃａ^２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下とする。なお、Ｃａ^２＋の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下としてもよい。
Ｃａ^２＋は、原料としてＣａ（ＰＯ_３）_２、ＣａＣＯ_３、ＣａＦ_２等を用いることができる。

本発明の光学ガラスは、Ｂａ^２＋の含有量に対するＭｇ^２＋の含有量の比率が１．０以上４０．０以下であることが好ましい。これにより、ガラスの屈折率を高められ、耐失透性が高められる。従って、カチオン比（Ｂａ^２＋／Ｍｇ^２＋）は、好ましくは１．０、より好ましくは２．０、さらに好ましくは３．０を下限とする。
一方で、この比率は、好ましくは４０．０、より好ましくは３５．０、さらに好ましくは３２．０を上限とする。

Ｂａ^２＋とＡｌ^３＋の合計量とＭｇ^２＋含有量の比は、３．０以上７０．０以下が好ましい。これにより、ガラスの屈折率を高められ、耐失透性が高められる。従って、従って、カチオン比 (Ｂａ^２＋＋Ａｌ^３＋)／Ｍｇ^２＋は、好ましくは３．０、より好ましくは４．０、さらに好ましくは５．０、さらに好ましくは６．０を下限とする。
一方で、この比率は、好ましくは７０．０、より好ましくは６５．０、さらに好ましくは６０．０を上限とする。

アルカリ土類金属は、Ｓｒ^２＋、Ｂａ^２＋、Ｍｇ^２＋およびＣａ^２＋、からなる群から選ばれる１種以上を意味する。また、Ｓｒ^２＋、Ｂａ^２＋、Ｍｇ^２＋およびＣａ^２＋からなる群から選ばれる１種以上をＲ^２＋と表す場合がある。
また、Ｒ^２＋の合計含有量とは、これら４つのイオンのうち１種以上の合計含有量（例えばＳｒ^２＋＋Ｂａ^２＋＋Ｍｇ^２＋＋Ｃａ^２＋）を意味するものとする。

ここで、Ｒ^２＋の合計含有量は、３０．０％以上７０．０％以下が好ましい。
特に、Ｒ^２＋を３０．０％以上含有することで、より耐失透性の高いガラスを得ることができる。従って、Ｒ^２＋の合計含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４２．０％を下限とする。
一方で、Ｒ^２＋の含有量を７０．０％以下にすることで、Ｒ^２＋の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｒ^２＋の合計含有量は、好ましくは７０．０％、より好ましくは６０．０％、さらに好ましくは５５．０％を上限とする。

Ｌａ^３＋は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｌａ^３＋の含有量は、好ましくは０超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｌａ^３＋の含有量を１０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コスト、比重を低減できる。また、これによりガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ｌａ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｌａ^３＋は、原料としてＬａ_２Ｏ_３、ＬａＦ_３等を用いることができる。

Ｇｄ^３＋は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｇｄ^３＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｇｄ^３＋の含有量を１０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コスト、比重を低減できる。また、これによりガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ｇｄ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｇｄ^３＋は、原料としてＧｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３等を用いることができる。

Ｙ^３＋は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｙ^３＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｙ^３＋の含有量を１０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コスト、比重を低減できる。また、これによりガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ｙ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｙ^３＋は、原料としてＹ_２Ｏ_３、ＹＦ_３等を用いることができる。

Ｙｂ^３＋は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｙｂ^３＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｙｂ^３＋の含有量を１０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コスト、比重を低減できる。また、これによりガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ｙｂ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは２．５％以下、さらに好ましくは１．０％以下とする。
Ｙｂ^３＋は、原料としてＹｂ_２Ｏ_３、ＹｂＦ_３等を用いることができる。

Ｌｕ^３＋は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｌｕ^３＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｌｕ^３＋の含有量を１０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コスト、比重を低減できる。また、これによりガラス転移点や屈伏点の上昇を抑えられる。従って、Ｌｕ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｌｕ^３＋は、原料としてＬｕ_２Ｏ_３、ＬｕＦ_３等を用いることができる。

Ｌｎ^３＋は、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｙ^３＋、Ｙｂ^３＋及びＬｕ^３＋からなる群から選ばれる少なくとも１つを意味する。また、Ｌｎ^３＋の合計含有量は、これらの５つのイオンの合計含有量（Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｙ^３＋＋Ｙｂ^３＋Ｌｕ^３＋）を表す場合がある。
Ｌｎ^３＋の合計含有量を、０％超にすることで、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高めることができる。従って、Ｌｎ^３＋の合計含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方、Ｌｎ^３＋の合計含有量を２０．０％以下にすることで、Ｌｎ^３＋の過剰な含有による失透を低減でき、且つガラスの材料コストおよび比重を低減できる。従って、Ｌｎ^３＋の合計含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは７．５％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。

Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋及びＫ^＋は、０％超含有する場合に、ガラス形成時の耐失透性を高く維持しつつ、ガラス転移点を下げられる任意成分である。
一方で、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋及びＫ^＋のうち１種以上の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の低下や、化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｎａ^＋びＫ^＋の各々の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下とする。
Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋及びＫ^＋は、原料としてＬｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、ＬｉＦ、Ｎａ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、ＮａＦ、Ｎａ_２ＳｉＦ_６、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＫＦ、ＫＨＦ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

本発明においてＲｎ^＋は、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋及びＫ^＋からなる群から選ばれる少なくとも１つを意味する。また、Ｒｎ^＋の合計含有量は、これらの３つのイオンの合計含有量（Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋）を表す場合がある。
特に、Ｒｎ^＋の合計含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下や、化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｒｎ^＋の合計含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下とする。

Ｓｉ^４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高め、屈折率を高め、磨耗度を低下できる任意成分である。
一方で、Ｓｉ^４＋の含有量を１０．０％以下にすることで、Ｓｉ^４＋の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｓｉ^４＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｓｉ^４＋は、原料としてＳｉＯ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｂ^３＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率と耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｂ^３＋の含有量を１５．０％以下にすることで、化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ^３＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｂ^３＋は、原料としてＨ_３ＢＯ_３、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７、ＢＰＯ_４等を用いることができる。

Ｇｅ^４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｇｅ^４＋の含有量を１０．０％以下にすることで、高価なＧｅ^４＋の含有量が減少することで、ガラスの材料コストを低減できる。そのため、Ｇｅ^４＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｇｅ^４＋は、原料としてＧｅＯ_２等を用いることができる。

Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋及びＷ^６＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。加えて、Ｎｂ^５＋は、０％超含有する場合に化学的耐久性を高められる成分でもある。また、Ｗ^６＋は、０％超含有する場合にガラス転移点を低くできる成分でもある。
一方で、Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋及びＷ^６＋の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、アッベ数の低下を抑えられ、且つガラスの着色による可視光透過率の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋及びＷ^６＋の各々の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋及びＷ^６＋は、原料としてＮｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３等を用いることができる。

Ｚｒ^４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
一方で、Ｚｒ^４＋の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラス中の成分の揮発によるガラスの脈理を抑えられる。従って、Ｚｒ^４＋の含有量は好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｚｒ^４＋は、原料としてＺｒＯ_２、ＺｒＦ_４等を用いることができる。

Ｔａ^５＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
一方で、Ｔａ^５＋の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの失透を低減できる。従って、Ｔａ^５＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｔａ^５＋は、原料としてＴａ_２Ｏ_５等を用いることができる。

Ｚｎ^２＋は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｚｎ^２＋の含有量は３０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｚｎ^２＋の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
Ｚｎ^２＋は、原料としてＺｎ（ＰＯ_３）_２、ＺｎＯ、ＺｎＦ_２等を用いることができる。

Ｂｉ^３＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
一方で、Ｂｉ^３＋の含有量は１０．０％以下にすることで、ガラスの失透や、着色による可視光透過率の低下を抑えられる。従って、Ｂｉ^３＋の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下とする。
Ｂｉ^３＋は、原料としてＢｉ_２Ｏ_３等を用いることができる。

Ｔｅ^４＋は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、着色を抑えることができる任意成分である。
一方で、Ｔｅ^４＋の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの失透や、着色による可視光透過率の低下を抑えられる。従って、Ｔｅ^４＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下とする。
Ｔｅ^４＋は、原料としてＴｅＯ_２等を用いることができる。

[アニオン成分について]
本発明の光学ガラスはＯ^２−を含有する。Ｏ^２−の含有量は、例えば３０．０％〜７０．０％にすることが好ましい。
特に、Ｏ^２−を３０．０％以上含有することで、ガラスの失透や、磨耗度の上昇を抑制できる。従って、Ｏ^２−の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４５．０％、さらに好ましくは５０．０％を下限とする。
一方で、Ｏ^２−の含有量を７０．０％以下にすることで、他のアニオン成分による効果を得易くできる。従って、Ｏ^２−の含有量は、好ましくは７０．０％、より好ましくは６７．０％、さらに好ましくは６５．０％、さらに好ましくは６０．０％、さらに好ましくは５５．０％を上限とする。
Ｏ^２−は、原料としてＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＢａＯ等の各種カチオン成分の酸化物や、Ａｌ（ＰＯ）_３、Ｍｇ（ＰＯ）_２、Ｂａ（ＰＯ）_２等の各種カチオン成分の燐酸塩等を用いることができる。

本発明の光学ガラスはＦ⁻を含有する。Ｆ⁻の含有量は、例えば３０．０％〜７０．０％にすることが好ましい。
特に、Ｆ⁻を３０．０％以上含有することで、ガラスの異常分散性やアッベ数を高め、且つガラスの耐失透性を高められる。従って、Ｆ⁻の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４２．５％とする。
一方で、Ｆ⁻の含有量を７０．０％以下にすることで、ガラスの磨耗度の低下を抑えられる。従って、Ｆ⁻の含有量は、好ましくは７０．０％、より好ましくは６０．０％、さらに好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％を上限とする。
また、ガラスの失透を抑制する観点から、Ｏ^２−の含有量とＦ⁻の含有量の合計は、好ましくは９８．０％、より好ましくは９９．０％を下限とし、さらに好ましくは１００％とする。
Ｆ⁻は、原料としてＡｌＦ_３、ＭｇＦ_２、ＢａＦ_２等の各種カチオン成分のフッ化物を用いることができる。

［その他の成分について］
本発明の光学ガラスには、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。

上述されていない他の成分を、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、Ｃｅ、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ことで、本願発明の可視光透過率を高める効果を減殺する性質があるため、特に可視領域の波長を透過させる光学ガラスでは、実質的に含まないことが好ましい。

Ｐｂ、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ及びＳｅのカチオンは、近年有害な化学物質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、及び廃棄できる。

ＳｂやＣｅのカチオンは、脱泡剤として有用ではあるが、環境に不利益を及ぼす成分として、近年光学ガラスに含めないようにする傾向がある。そのため、本発明の光学ガラスは、このような点からＳｂやＣｅを含まないことが好ましい。

［製造方法］
本発明の光学ガラスの製造方法は特に限定されない。例えば、上記原料を各成分が所定の含有量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又は白金坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて９００〜１２５０℃の温度範囲で２〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、９００℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより製造することができる。

[物性]
本発明の光学ガラスは、高屈折率を有する。また、本発明の光学ガラスは、高アッベ数（低分散）を有することが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．５０、より好ましくは１．５１、さらに好ましくは１．５３を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは２．００、より好ましくは１．９０、さらに好ましくは１．８０であってもよい。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは７０、より好ましくは７２、さらに好ましくは７４を下限とする。このアッベ数の上限は、好ましくは９０、より好ましくは８５、さらに好ましくは８０であってもよい。
このような高屈折率を有することで、光学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。また、このような低分散を有することで、単レンズであっても光の波長による焦点のずれ（色収差）が小さくなる。また、屈折率及びアッベ数がこのような数値を取ることで、近年発表されている高屈折・高分散の光学特性を有する光学ガラスと組み合わせたときに、高パワーの光学設計を行うことが可能な光学ガラスを得ることができる。
従って、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、光学系の高精度化及び薄型化を図ることができるため、光学設計の自由度を広げることができる。
なお、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１−２００３に基づいて測定して得た値を意味するものとする。

本発明の光学ガラスは、ガラス作製時における耐失透性（明細書中では、単に「耐失透性」という場合がある。）が高いことが好ましい。これにより、ガラス作製時におけるガラスの結晶化等による透過率の低下が抑えられるため、この光学ガラスをレンズ等の可視光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。なお、ガラス作製時における耐失透性が高いことを示す尺度としては、例えば液相温度が低いことが挙げられる。

本発明の光学ガラスは、比重が小さいことが好ましい。
より具体的には、本発明の光学ガラスの比重は４．５０［ｇ／ｃｍ^３］以下である。これにより、光学素子やそれを用いた光学機器の質量が低減されるため、光学機器の軽量化に寄与できる。従って、本発明の光学ガラスの比重は、好ましくは４．５０、より好ましくは４．４０、好ましくは４．３０を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの比重は、概ね３．００以上、より詳細には３．５０以上、さらに詳細には４．００以上であることが多い。
光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定できる。

本発明の光学ガラスは、着色が少ないことが好ましい。
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８０％を示す波長（λ_８０）が４５０ｎｍ以下であり、より好ましくは４００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３７０３５０ｎｍ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（λ_５）が４００ｎｍ以下であり、より好ましくは３５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３３０３００ｎｍ以下である。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域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。
光学ガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定する。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の分光透過率を測定し、λ_８０（透過率８０％時の波長）及びλ_５（透過率５％時の波長）を求めることができる。

［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。

このようにして作製されるガラス成形体は、様々な光学素子及び光学設計に有用である。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、レンズやプリズム、ミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性等を実現しつつ、これら光学機器における光学系の軽量化を図ることができる。

本発明の光学ガラスである実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１）及び比較例（Ｎｏ．１）のガラスの組成（カチオン％表示又はアニオン％表示のモル％で示す）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、分光透過率が８０％及び５％を示す波長（λ_８０、λ_５）並びに比重を表１及び表２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。

実施例及び比較例の光学ガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の弗燐酸塩ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の溶融難易度に応じて電気炉で９００〜１２５０℃の温度範囲で２〜１０時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、９００℃以下に温度を下げてから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。

実施例及び比較例のガラスの屈折率及びアッベ数は、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は、徐冷降下速度−２５℃／ｈｒのアニール条件で、徐冷炉で処理したものを用いた。

実施例及び比較例のガラスの可視光透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの可視光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の分光透過率を測定し、λ_５（透過率５％時の波長）及びλ_８０（透過率８０％時の波長）を求めた。

実施例及び比較例のガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。

表１及び表２に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率が１．５０以上、より詳細には１．５３以上であり、所望の範囲内であった。一方、比較例のガラスは、屈折率が１．４９９８５であり、１．５０以下であった。そのため、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、屈折率が高いことが明らかとなった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数が７０以上、より詳細には７４以上であるとともに、このアッベ数は９０以下、より詳細には８０以下であり、所望の範囲内であった。

また、実施例の光学ガラスは、いずれも比重が４．５０以下、より詳細には４．３０以下であり、所望の範囲内であった。

従って、実施例の光学ガラスは、アッベ数が所望の範囲内にありながらも、所望の高い屈折率を有してい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λ_８０（透過率８０％時の波長）が４５０ｎｍ以下、より詳細には３５０ｎｍ以下であり、所望の範囲内であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ_５（透過率５％時の波長）が４００ｎｍ以下、より詳細には３００ｎｍ以下であり、所望の範囲内であった。

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 (15)

1. カチオン成分としてＰ^５＋、Ａｌ^３＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋を含有し、アニオン成分としてＯ^２−及びＦ⁻を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０以上である光学ガラス。
2. カチオン％（モル％）表示で、
   Ｐ^５＋を２０．０〜５０．０％、
   Ａｌ^３＋を１５．０〜４０．０％、
   Ｓｒ^２＋を５．０〜３０．０％及び
   Ｂａ^２＋を１０．０〜５０．０％
   含有する請求項１記載の光学ガラス。
3. カチオン％（モル％）表示で、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋含有率の合計量（カチオン％）Ａｌ^３＋＋Ｂａ^２＋が３０．０％以上６０．０％以下である請求項１又は２記載の光学ガラス。
4. カチオン％（モル％）表示で、Ｐ^５＋、Ａｌ^３＋及びＢａ^２＋含有率の合計量（カチオン％）Ｐ^５＋＋Ａｌ^３＋＋Ｂａ^２＋が５０．０％以上９５．０％以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
5. カチオン％（モル％）表示で、Ｂａ^２＋含有率及びＭｇ^２＋含有率の比Ｂａ^２＋／Ｍｇ^２＋が１．０以上４０．０以下である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
6. カチオン％（モル％）表示で、
   Ｍｇ^２＋を０〜２０．０％、
   Ｃａ^２＋を０〜２０．０％、
   含有する請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
7. カチオン％（モル％）表示で、Ｂａ^２＋含有率及びＡｌ^３＋含有率とＭｇ^２＋含有量の比(Ｂａ^２＋＋Ａｌ^３＋)／Ｍｇ^２＋が３．０以上７０．０以下である請求項１から６のいずれか記載の光学ガラス。
8. カチオン％（モル％）表示で、
   Ｌａ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
   Ｇｄ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
   Ｙ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
   Ｙｂ^３＋の含有率が０〜１０．０％、
   Ｌｕ^３＋の含有率が０〜１０．０％
   含有する請求項１から７のいずれか記載の光学ガラス。
9. カチオン％（モル％）表示で、Ｌａ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｙ^３＋、Ｙｂ^３＋及びＬｕ^３＋の合計含有率（Ｌｎ^３＋：カチオン％）が２０．０％以下である請求項１から８のいずれか記載の光学ガラス。
10. アニオン％（モル％）表示で、
    Ｏ^２−を３０．０〜７０．０％
    Ｆ⁻を３０．０〜７０．０％
    含有する請求項１から９のいずれか記載の光学ガラス。
11. ７０以上のアッベ数（νｄ）を有する請求項１から１０のいずれか記載の光学ガラス。
12. 比重が４．５０以下である請求項１から１１のいずれか記載の光学ガラス。
13. 請求項１から１２のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
14. 請求項１から１２のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
15. 請求項１４記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。