JP4663166B2 - 光学ガラス、精密プレス成形用素材および光学部品 - Google Patents
光学ガラス、精密プレス成形用素材および光学部品 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用素材および光学部品に関する。さらに詳しくは、本発明は、屈伏点および液相温度が低い上、泡の残留、脈理、着色のない高品質の高屈折率、高分散特性を有する光学ガラス、この光学ガラスからなる精密プレス成形用素材、および上記光学ガラスまたは精密プレス成形用素材からなる高品質の光学部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屈折率［ｎd］が１．６〜１．８付近で、アッベ数［νd］が２５〜４０付近の光学恒数を有する光学ガラスとしては、特開昭５２−２５８１２号公報（以下、公報１という）に開示されているＳｉＯ2−Ｎｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2−Ｒ2Ｏ系のガラス、特開昭６２−８７４３２号公報（以下、公報２という）に開示されているＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2系のガラス、特開平６−１１５９６９号公報（以下、公報３という）に開示されているＳｉＯ2−ＴｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−Ｌｉ2Ｏ系のガラスが知られている。このうち、公報２のガラスは精密プレス用ガラスであり、屈伏点が５７０℃以下に抑えられている。また、公報３のガラスもガラス転移温度が概ね４６０〜５５０℃と比較的低融点のガラスになっている。
【０００３】
ところで、精密プレス成形用ガラスには、上述したように屈伏点が低いことだけでなく、プレス成形時あるいは溶融ガラスからプリフォームと呼ばれるプレス成形用素材を成形する際の高耐失透性が求められる。また脈理や泡の含有、着色なども光学ガラスとしての品質を低下させることになるので、脈理や泡を含まず、着色しないガラスにする必要がある。しかしながら、上記公報１〜３に開示されているガラスは、いずれも上記性質すべてを同時に満足させることができないという欠点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、屈伏点および液相温度が低い上、泡の残留、脈理、着色のない高品質の高屈折率、高分散特性を有する光学ガラス、この光学ガラスからなる精密プレス成形用素材、および上記光学ガラス又は精密プレス成形用素材からなる高品質の光学部品を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、実質的にリン酸塩を含まず、かつ特定のガラス組成を有する光学ガラスにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、
（１）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２０〜４５重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
（２）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、屈伏点が５９０℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
【０００７】
（３）光学ガラスの液相温度が１０００℃以下である上記（２）項に記載の精密プレス成形用素材、
（４）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ 2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ 2 Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ 2 Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ 2 １２〜３０重量％、Ｎｂ 2 Ｏ 5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ 2 Ｏ 3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、液相温度が１０００℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
（５）光学ガラスのアッベ数［νd］が２３〜３５である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材、
（６）光学ガラスの屈伏点［Ｔｓ］が５９０℃以下、液相温度［ＬＴ］が１０００℃以下である上記（１）項に記載の精密プレス成形用素材、
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られたことを特徴とする光学部品、および
（８）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形することを特徴とする光学部品の製造方法、
を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の光学ガラスには、光学ガラスＡおよび光学ガラスＢの２つの態様があり、これらの光学ガラスＡおよびＢは、必須成分としてＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5を、任意成分としてＣａＯとＢ2Ｏ3を含み、かつ実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであり、屈伏点［Ｔｓ］が通常５９０℃以下の精密プレス成形に適した光学ガラスであるとともに、液相温度［ＬＴ］が通常１０００℃以下と耐失透性に優れた光学ガラスである。また、光学ガラスＡは、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５であって、アッベ数［νd］が、一般に２３〜３５の範囲の光学恒数を有する高屈折率、高分散特性を示す光学ガラスであり、一方、光学ガラスＢは、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５であって、アッベ数［νd］が、一般に２３〜３５の範囲の光学恒数を有する高屈折率、高分散特性を示す光学ガラスである。
【０００９】
リン酸塩は揮発性を有し、ガラス溶解中に揮発することによって脈理を発生させ、光学ガラスとしての品質を低下させる原因となる。またリン酸塩を含有させると、本発明のガラスにおいて必須成分となっているＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5を還元し、ガラスが着色するという好ましくない事態を招来する。したがって、本発明ではリン酸塩を排除することによって、脈理や着色の問題を解決している。ここで実質的にリン酸塩を含まないとは、不純物レベルの含有を別にしてガラスがリン酸塩を含まないことを意味する。
【００１０】
次に、まず、光学ガラスＡの組成について説明する。
光学ガラスＡにおいては、上記必須成分の含有量は、ＳｉＯ2が２０〜４５重量％、Ｌｉ2Ｏが０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏが３〜１８重量％、ＴｉＯ2が１８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5が１〜４２重量％であり、任意成分の含有量は、ＣａＯが０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3が０〜４．５重量％である。
【００１１】
以下、上記含有量を限定した理由について説明する。
ＳｉＯ2は、本発明のガラス形成成分として必須であり、２０重量％未満であると液相温度［ＬＴ］が１０００℃よりも高くなり、耐失透性が低下してしまうので、２０重量％以上含有させる必要がある。また４５重量％を超えると溶融成形時の粘性が大きくなり、ガラスの成形が難しくなるので、４５重量％以下とする必要がある。特に屈折率［ｎd］１．６３以上の範囲の光学ガラスを得る場合、ＳｉＯ2の含有量が４５重量％を超えると溶融成形時の粘性が著しく高くなる。
【００１２】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得る上からは、ＳｉＯ2の量を３０〜４３重量％とすることが好ましく、３５〜４２重量％とすることがより好ましい。ＳｉＯ2の量を３０重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができ、４３重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８０℃以下とすることができることに加えて、溶融状態のガラスを成形する際、ガラスの粘性が過大となるのを防ぐこともできる。また、ＳｉＯ2の量を３５重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下とすることができ、４２重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５７０℃以下とすることができる。
【００１３】
Ｌｉ2Ｏは、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおいて必須成分であり、０．５重量％以上含有させることにより、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下にすることができる。また６重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
【００１４】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得る上からは、Ｌｉ2Ｏの量を０．５〜３重量％とすることが好ましい。上限を３重量％とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができる。
【００１５】
Ｎａ2Ｏも、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下に抑えるために、３重量％以上含有させる必要があり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために１８重量％以下とする必要がある。
【００１６】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得るうえからは、Ｎａ2Ｏの含有量を１０〜１８重量％とすることが好ましい。Ｎａ2Ｏを１０重量％以上含有させることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８０℃以下とすることができ、１８重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。さらに、屈伏点、液相温度を低くする上から、Ｎａ2Ｏの含有量を１１〜１６重量％とすることがより好ましい。Ｎａ2Ｏの含有量を１１重量％以上とすることで屈伏点を５７０℃以下にし、１６重量％以下とすることで液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００１７】
ＴｉＯ2は、高屈折、高分散特性を得るために、本発明のガラスにおける必須成分であり、１８重量％以上２５重量％未満とすることで屈折率［ｎd］を１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］を２３〜３５にすることができる。
ＴｉＯ2の含有量が１８重量％以上にすることにより屈折率［ｎd］を１．６３以上とすることができ、２５重量％未満とすることにより屈折率［ｎd］を１．７５以下、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができるとともに、着色を抑えることができる。屈折率、液相温度、着色度などを考慮すると、ＴｉＯ2の含有量は１８〜２４．５重量％とすることが好ましく、２０〜２４．５重量％とすることがさらに好ましい。
【００１８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折、高分散特性のガラスを得るための必須成分であり、１〜４２重量％とすることで、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］が２３〜３５の高屈折、高分散特性を得ることができる。Ｎｂ2Ｏ5の含有量が１重量％未満では、屈折率［ｎd］が１．６３より小さくなり、４２重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える。
【００１９】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得るうえから、Ｎｂ2Ｏ5の含有量を２〜１０重量％とすることが好ましい。Ｎｂ2Ｏ5の含有量を２重量％以上にすることで、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができ、１０重量％以下にすることで、屈折率［ｎd］を１．７５以下にすることができるとともに、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。より好ましい範囲は２〜７重量％である。Ｎｂ2Ｏ5の含有量を７重量％以下にすることで、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００２０】
次に任意成分ではあるが、本発明の目的である高品質の光学ガラスを得る上で、含有量を制限する必要がある成分について説明する。
Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2系ガラスに少量添加することにより液相温度を低下させることが可能な成分ではあるが、４．５重量％を超えると、加熱中のガラス、特に溶解中のガラスからの揮発が著しくなり、脈理が発生して品質低下を招いたり、光学恒数の変動を招いてしまう。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量は０〜４．５重量％とする必要がある。
【００２１】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスにおいて、脈理の発生や光学恒数の変動を抑える上で、Ｂ2Ｏ3の含有量を０〜４重量％にすることが好ましく、０〜２重量％にすることがさらに好ましい。
【００２２】
ＣａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下を可能にする任意成分である。特にＬｉ2Ｏを含有させるとガラスの液相温度が上昇するが、ＣａＯはこの液相温度上昇を抑える働きを有している。しかし、４重量％を超えて添加すると液相温度［ＬＴ］が１０００℃よりも高くなってしまい、耐失透性が低下してしまう。したがって、ＣａＯの含有量を０〜４重量％とする必要があり、０〜２重量％とすることが好ましい。２重量％以下とすることで液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。さらにＣａＯの含有量は、１重量％以下とすることがより好ましい。また、ガラスをプレス成形する際、成形型にガラスから発生する融着物が多くなって、成形品の外観不良が生じるのを抑える上から、ＣａＯの含有量を０．５重量％未満にすることが好ましく、ＣａＯを含有しないことがより好ましい。
【００２３】
なお、Ｌｉ2Ｏを必須成分とする本発明の光学ガラスでは、重量％表示で、ＣａＯの含有量からＬｉ2Ｏの含有量を引いた値が１重量％以下（形式的には負の値も取り得る）にすることが屈伏点［Ｔｓ］５９０℃以下および液相温度［ＬＴ］１０００℃以下の光学ガラスを得る上で好ましい。
【００２４】
ＺｒＯ2は、任意成分として適量添加することにより高屈折、高分散特性を維持しながら液相温度［ＬＴ］を下げる働きをする。液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために、その添加量は８重量％以下とすことが望ましい。
【００２５】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下の光学ガラスを得る上から、ＺｒＯ2の量を０〜３重量％にすることが好ましく、０〜２重量％とすることがより好ましい。
【００２６】
Ａｌ2Ｏ3も任意成分であり、適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。含有量を０〜６重量％とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えることができる。
【００２７】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ａｌ2Ｏ3の量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００２８】
ＭｇＯも任意成分として適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。ただし、４重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜４重量％とすることが好ましい。
【００２９】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＭｇＯの量を０〜３重量％とすることが好ましい。
【００３０】
ＺｎＯは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させ、化学的耐久性を向上させる上から適量添加することが好ましい。ただし、１５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜１５重量％とすることが好ましい。
【００３１】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度が９８０℃以下の光学ガラスを得る上からは、ＺｎＯの量を０〜１０重量％とすることが好ましく、１〜８重量％とすることがより好ましい。ＺｎＯの含有量をより好ましい範囲とすることで、屈伏点を５６０℃以下、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００３２】
Ｋ2Ｏは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させる上で適量添加することが望ましい。ただし、Ｋ2Ｏの量が１５重量％を超えると 屈折率［ｎd］が１．６３よりも小さくなる。
【００３３】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ｋ2Ｏの量を０〜１０重量％とすることが好ましく、２〜８重量％とすることがより好ましい。Ｋ2Ｏの含有量を、より好ましい範囲にすることによって、屈伏点を５７０℃以下、液相温度［ＬＴ］を９７０℃以下にすることができる。
【００３４】
ＢａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能な成分である。ＢａＯの量を０〜１５重量％未満とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＢａＯの量を０〜９重量％とすることが好ましく、０〜７重量％とすることがより好ましい。
【００３５】
ＧｅＯ2は、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能になる任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えてしまうおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＧｅＯ2の量を０〜１重量％とすることが好ましい。
【００３６】
Ｃｓ2Ｏは、適量添加により光学恒数の調整と屈伏点［Ｔｓ］の低下を可能にする任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、光学恒数の変動、脈理の発生が生じるおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５のガラスを得る上で、揮発をより抑えるためには、Ｃｓ2Ｏの量を０〜１重量％にすることが好ましい。
【００３７】
ＳｒＯは適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下を可能にする任意成分であり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下のガラスを得る上で、その量を０〜４重量％にすることが好ましい。さらに液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にするという点より、ＳｒＯの量を０〜２重量％にすることがより好ましい。
【００３８】
ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3はともに適量添加により光学恒数の調整を可能とする任意成分である。ただし、両成分とも２重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、また還元雰囲気でプレスする場合、Ｔｅ、Ｂｉに還元されて目的とする面精度を有する精密プレス成形品が得られないおそれがある。したがって、ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3の含有量はともに、０〜２重量％が好ましく、０〜１重量％がより好ましい。
【００３９】
Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5は、いずれも適量添加により光学恒数の調整を可能にする任意成分である。Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3の各成分とも５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える場合がある。Ｔａ2Ｏ5については５重量％以上になると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるおそれがある。したがって、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3の各成分の量は、０〜５重量％とすることが好ましい。また、Ｔａ2Ｏ5の量については、５重量％未満とすることが好ましい。さらに液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とする上で、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5の各成分の量を０〜２重量％とすることが好ましく、０〜１重量％とすることがより好ましい。０〜１重量％とすることによって液相温度［ＬＴ］を９７０℃以下にすることができる。
【００４０】
ＷＯ3は適量添加により光学恒数の調整を可能にする任意成分であり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にする上で０〜５重量％含有させることが好ましく、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にする上で、０〜３重量％とすることがより好ましい。
【００４１】
Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3は任意成分であり、適量添加で脱泡効果を示すが、いずれも２重量％を超えて含有させると、溶融中の揮発による光学恒数の変動や脈理の発生、プレス時の泡発生による外観不良が生じるおそれがある。したがって、いずれの成分とも、含有量を１重量％以下とすることが好ましく、０．１重量％以下とすることがより好ましい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3のいずれか一方を含まないことがより好ましく、両成分とも含まないことがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の光学ガラスＡは、上述したようにリン酸塩を含まないことを必須要件としているが、有害成分であり、環境上問題がある鉛も含まないことが好ましい。鉛は有害であるだけでなく、還元雰囲気下で精密プレスを行う場合、ＰｂＯが還元されＰｂ金属が表面に析出し、高精度の成形品が得られないという好ましくない事態を招来する。またプレス成形型とガラスの融着の原因にもなる。さらに、析出した鉛金属はガラス成形品の表面に曇りを生じさせ、光学製品としての使用を困難にしてしまう。
【００４３】
本発明の光学ガラスＡは、以上のような組成範囲を有し、かつ１．６３〜１．７５の範囲の屈折率［ｎd］を有するもので、好ましい組成範囲を以下に示す。（Ａ−１）ＳｉＯ2 ３０〜４３重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、ＧｅＯ2 ０〜１重量％およびＣｓ2Ｏ ０〜１重量％を含む光学ガラス。この中でより好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％の光学ガラス。
【００４４】
上記組成により屈伏点［Ｔｓ］が５８０℃以下、液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下、λ８０が４００ｎｍ以下の特性を得ることができる。なお、λ８０は、両面光学研磨された厚さ１０ｍｍのガラスにおいて、透過率８０％となる波長を示す。なお、この透過率は、光学研磨された両面における反射損失を含む外部透過率である。
【００４５】
上記（Ａ−１）のガラスにおいて、ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％およびＢａＯ ０〜７重量％を含む光学ガラスが好ましい。
【００４６】
（Ａ−２）ＳｉＯ2 ３０重量％を超え４３重量％以下、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、 Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、ＧｅＯ2 ０〜１重量％、Ｃｓ2Ｏ ０〜１ 重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、ＴｅＯ2 ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜２重量％、ＷＯ3０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％、さらに好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％である光学ガラス。
【００４７】
（Ａ−３）ＳｉＯ2 ３０重量％を超え４３重量％以下、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％、さらに好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００４８】
（Ａ−４）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜７重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００４９】
（Ａ−５）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜７重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００５０】
（Ａ−６）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％およびＢａＯ ０〜７重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００５１】
前記（Ａ−１）〜（Ａ−６）のいずれの光学ガラスにおいても、成形品への融着物発生によるプレス成形品の外観不良防止のため、ＣａＯの含有量を０．５重量％未満にすることが好ましく、ＣａＯを含まないことがより好ましい。
【００５２】
次に、光学ガラスＢの組成について説明する。
光学ガラスＢにおいては、前記必須成分の含有量は、ＳｉＯ2が２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏが０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏが３〜１８重量％、ＴｉＯ2が１２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5が１〜４２重量％であり、任意成分の含有量は、ＣａＯが０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3が０〜４．５重量％である。
【００５３】
ＳｉＯ2は、本発明のガラス形成成分として必須であり、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、ＳｉＯ2の量は２４〜３１重量％である。ＳｉＯ2の量を２４重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができ、３１重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８５℃以下とすることができる。
【００５４】
Ｌｉ2Ｏは、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおいて必須成分であり、０．５重量％以上含有させることにより、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下にすることができる。また６重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
【００５５】
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、Ｌｉ2Ｏの量を１〜５重量％とすることが好ましい。下限を１重量％とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８５℃以下とすることができ、上限を５重量％とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができる。
【００５６】
Ｎａ2Ｏも、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下に抑えるために、３重量％以上含有させる必要があり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために１８重量％以下とする必要がある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、Ｎａ2Ｏの含有量を３〜１３重量％とすることが好ましい。
【００５７】
ＴｉＯ2は、高屈折、高分散特性を得るために、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、ＴｉＯ2の含有量は１２〜３０重量％である。１２重量％以上にすることにより、屈折率［ｎd］を１．７５以上にすることができ、３０重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。
【００５８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折、高分散特性のガラスを得るための必須成分であり、１〜４２重量％とすることで、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、アッベ数［νd］が２３〜３５の高屈折、高分散特性を得ることができる。Ｎｂ2Ｏ5の含有量が１重量％未満では、屈折率［ｎd］が１．７５より小さくなり、４２重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える。
【００５９】
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得るうえから、Ｎｂ2Ｏ5の含有量を１０〜４１重量％とすることが好ましい。１０重量％以上にすることにより、屈折率［ｎd］が十分に１．７５以上になり、４１重量％以下にすることで液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。
【００６０】
次に任意成分ではあるが、本発明の目的である高品質の光学ガラスを得る上で、含有量を制限する必要がある成分について説明する。
【００６１】
Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2系ガラスに少量添加することにより液相温度を低下させることが可能な成分ではあるが、４．５重量％を超えると、加熱中のガラス、特に溶解中のガラスからの揮発が著しくなり、脈理が発生して品質低下を招いたり、光学恒数の変動を招いてしまう。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量は０〜４．５重量％とする必要がある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスでは、脈理の発生や光学恒数の変動を抑える上でＢ2Ｏ3の含有量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００６２】
ＺｒＯ2は、任意成分として適量添加することにより高屈折、高分散特性を維持しながら液相温度［ＬＴ］を下げる働きをする。液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために、その添加量は８重量％以下とすることが望ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下の光学ガラスを得る上から、ＺｒＯ2の量を０〜６重量％とすることが好ましい。
【００６３】
Ａｌ2Ｏ3も任意成分であり、適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。含有量を０〜６重量％とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えることができる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ａｌ2Ｏ3の量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００６４】
ＭｇＯも任意成分として適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。ただし、４重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜４重量％とすることが好ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＭｇＯの量を０〜１重量％とすることが好ましい。
【００６５】
ＺｎＯは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させ、化学的耐久性を向上させる上から適量添加することが好ましい。ただし、１５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜１５重量％とすることが好ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＺｎＯの量を０〜５重量％とすることが好ましく、０〜２重量％とすることがより好ましい。
【００６６】
Ｋ2Ｏは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させる上で適量添加することが望ましい。ただし、Ｋ2Ｏの量が１５重量％を超えると 屈折率［ｎd］が１．７５よりも小さくなる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、Ｋ2Ｏの量を０〜１２重量％とすることが好ましい。
【００６７】
ＢａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能な成分である。ＢａＯの量を０〜１５重量％未満とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＢａＯの量を０〜１１重量％未満とすることが好ましい。
【００６８】
ＧｅＯ2は、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能になる任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えてしまうおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＧｅＯ2の量を０〜２重量％とすることが好ましい。
【００６９】
Ｃｓ2Ｏは、適量添加により光学恒数の調整と屈伏点［Ｔｓ］の低下を可能にする任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、光学恒数の変動、脈理の発生が生じるおそれがある。屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５のガラスを得る上で、揮発をより抑えるためには、Ｃｓ2Ｏの量を０〜１重量％にすることが好ましい。
【００７０】
また、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3 、 Ａｓ2Ｏ3、、Ｓｂ2Ｏ3および鉛に関しては、前述の光学ガラスＡにおいて、説明したとおりである。
【００７１】
本発明の光学ガラスＢは、以上のような組成範囲を有し、かつ１．７５〜１．８５の範囲の屈折率［ｎd］を有するもので、好ましい組成範囲を以下に示す。
【００７２】
（Ｂ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、ＢａＯ ０〜１１重量％未満、ＧｅＯ2 ０〜２重量％およびＣｓ2Ｏ ０〜１重量％を含む光学ガラス、特に、この組成範囲内にあって、ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％およびＺｎＯ ０〜２重量％を含む光学ガラス。
【００７３】
上記組成によって液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下に抑えることができる。
【００７４】
（Ｂ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、Ｃｓ2Ｏ ０〜１重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜４重量％、ＢａＯ ０〜１１重量％未満、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、ＴｅＯ2 ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3０〜２重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２ 重量％、Ｙｂ2Ｏ3０〜２重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜２重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７５】
（Ｂ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ０〜１１重量％未満、ＣａＯ ０〜２重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７６】
さらに、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の範囲にあって、低屈伏点、低液相温度のガラスとしてより好ましい第１のグループは、以下の光学ガラスである。
【００７７】
（Ｂ−ａ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７８】
（Ｂ−ａ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７９】
（Ｂ−ａ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％およびＣａＯ ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８０】
次に第２のグループは以下の光学ガラスである。
（Ｂ−ｂ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８１】
（Ｂ−ｂ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８２】
（Ｂ−ｂ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％およびＷＯ3 ０〜３重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８３】
以上の第２のグループの光学ガラスは、液相温度を９７０℃以下とする上で好ましいものである。また（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）、（Ｂ−ａ−１）〜（Ｂ−ａ−３）、（Ｂ−ｂ−１）〜（Ｂ−ｂ−３）の各ガラスにおいて、成形型への融着物発生によるプレス成形品の外観不良防止の上から、ＣａＯの量を０〜０．５重量％未満とするのが好ましく、ＣａＯを含まないことがより好ましい。
【００８４】
また、本発明の光学ガラスＡ、Ｂの液相温度［ＬＴ］は、通常１０００℃以下であるが、好ましくは９９０℃以下、より好ましくは９８０℃以下、さらに好ましくは９６０℃以下とすることが望ましい。一方、屈伏点［Ｔｓ］は、通常５９０℃以下であるが、好ましくは５８５℃以下、より好ましくは５８０℃以下、さらに好ましくは５７０℃以下とすることが望ましい。
このような本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、常法により調合され、溶解、清澄、撹拌、均一化することにより製造することができる。
【００８５】
本発明はまた、前述の本発明の光学ガラスＡ、Ｂからなる精密プレス成形用素材、該光学ガラスからなる光学部品および上記精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られた光学部品をも提供するものである。
【００８６】
なお、本発明の精密プレス成形用素材は、上記本発明の光学ガラスＡ、Ｂよりなることを特徴とするものである。ここで精密プレス成形とは、プレス成形によって最終製品形状のガラス成形品を得ることができるプレス成形を意味し、精密プレス成形用素材とは、精密プレス成形時に使用される被成形ガラス素材を意味する。
【００８７】
撹拌、均一化された溶融状態のガラスから直接、光学部品を作る場合は、攪拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより、プレス成形型の下型成形面上に供給し、この下型に対向する上型と下型とにより、このガラスを加圧成形する（ダイレクトプレスという。）。得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。また、均一化された溶融ガラスを一旦、冷却し、所望形状に冷間加工したものを再加熱し、成形型によって加圧成形することもでき、この場合も得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。さらに、ガラスを研削、研磨して光学部品を製造することもできる。
【００８８】
しかし、本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、通常液相温度が１０００℃以下と耐失透性に優れ、屈伏点が５９０℃以下と比較的低温域の加熱でプレス成形可能な特性を有しているため、プレス成形後の研削、研磨を不要とし、プレス成形によって最終形状を得る精密プレス成形に極めて好適に用いることができる。さらに、泡の残留、着色、脈理などが認められない高品質な光学ガラスを得ることもできる。
【００８９】
精密プレス成形の１例としては、まず、攪拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型（一般にはプレス成形型とは異なる。）で受け、球状等のプリフォームと呼ばれる精密プレス成形用素材を作製し、このプリフォームを再加熱して、上型下型で加圧成形する。この際、成形品の形状等に鑑み、適宜、胴型を併せて使用することもできる。一般には、溶融ガラスを受ける成形型内にガスを流し、ガスの圧力によって流下したガラスを浮上させた状態で回転させ、球状に成形する。このような方法では、ガラスの温度が比較的高い状態に長く滞在することになるので、液相温度が１０００℃を超える光学ガラスでは、表面が失透してしまう。プリフォームを精密プレス成形すれば、研削、研磨が不要な最終製品の形状と同じ成形品が得られる。したがって、失透したプリフォーム表面は、研削、研磨工程がないので最終製品に残ることになり、光学特性を悪化させることになる。本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、液相温度が、通常１０００℃以下と低く、上記のような方法でプリフォームを熱間成形しても表面が結晶化しない。
【００９０】
図１は、精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。この図１に示す装置は、支持棒９上に設けた支持台１０上に、上型１、下型２及び案内型３からなる成形型を載置したものを、外周にヒーター１２を巻き付けた石英管１１中に設けたものである。本発明の高屈折率・高分散光学ガラスからなる被成形ガラスプリフォーム４は、例えば、直径２〜２０ｍｍ程度の球状物や楕円形球状物であることができる。球状物や楕円形球状物の大きさは、最終製品の大きさを考慮して適宜に決定される。
【００９１】
被成形ガラスプリフォーム４を下型２及び上型１の間に設置した後、ヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱する。成形型内の温度は、下型２の内部に挿入された熱電対１４によりコントロールされる。加熱温度は被成形ガラスプリフォーム４の粘度が精密プレスに適した、例えば約１０7〜１０8Ｐａ・ｓ程度になる温度とする。所定の温度となった後に、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラスプリフォーム４をプレスする。プレスの圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜に決定できる。例えば、圧力は５〜１５ＭＰａ程度の範囲、時間は１０〜３００秒とすることができる。プレスの後、ガラスの転移温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷し、成形型から成形物を取り出すことで、本発明の光学部品を得ることができる。
【００９２】
また、ダイレクトプレスの場合であっても、液相温度が１０００℃以下と低いので、ガラスを結晶化させずに、流出パイプから溶融ガラスを流下させる温度条件、プレスの温度条件を選択する際の許容範囲を広くとれるというメリットがある。
【００９３】
上記各成形方法において、上型、下型、あるいは必要に応じて胴型の形状を適宜選択し、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学部品を成形することができる。
【００９４】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００９５】
なお、光学ガラスの物性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率［ｎd］およびアッベ数［νd］
徐冷降温速度を−３０℃／ｈにして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）屈伏点温度［Ｔｓ］
熱膨張測定機を用い、昇温速度８℃／分の条件で測定した。
（３）液相温度［ＬＴ］
４００〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分間保持し、倍率１００倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、液相温度を測定した。また、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際、同時に目視により観察した。
（４）λ８０
両面を光学研磨した厚さ１０ｍｍのガラスの透過率を測定し、光学研磨された両面における反射損失を含む外部透過率が８０％となる波長をλ８０とした。
【００９６】
実施例１〜１２（本発明の光学ガラスＡ）
表１および表２に示すガラス組成に従って、常法により、実施例１〜１２の光学ガラスＡを調製した。すなわち、原料としては、燐酸塩系の化合物は用いず、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１２００℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例１〜１２の光学ガラスを得た。得られた光学ガラスの性能を表１および表２に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
表１および表２から明らかなように、実施例１〜１２のガラスは本発明の光学ガラスＡに属し、これらのガラスは、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］が２３〜３５の範囲にあり、屈伏点［Ｔｓ］は５９０℃以下であった。また、液相温度［ＬＴ］はすべて１０００℃以下、λ８０は４００ｎｍ以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物、失透、泡の残留、脈理、着色は認められなかった。
この結果からも分かるように各実施例のガラスとも、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【０１００】
実施例１３〜４５（本発明の光学ガラスＢ）
表３〜表７に示すガラス組成に従って、常法により、実施例１３〜４５の光学ガラスＢを調製した。すなわち、原料としては、燐酸塩系の化合物は用いず、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１２００℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例１３〜４５の光学ガラスを得た。得られた光学ガラスの性能を表３〜表７に示す。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
【表７】
【０１０６】
表３〜表７から明らかなように、実施例１３〜４５のガラスは本発明の光学ガラスＢに属し、これらのガラスは、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、アッベ数［νd］が２３〜３５の範囲にあり、屈伏点［Ｔｓ］は５９０℃以下であった。また、液相温度［ＬＴ］はすべて１０００℃以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物、失透、泡の残留、脈理、着色は認められなかった。
この結果からも分かるように各実施例のガラスとも、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【０１０７】
実施例４６
実施例１〜４５の各ガラスを、上述のようにに溶融状態で流出パイプより流出させて成形型で受け、直径２〜２０ｍｍの球状物に成形してプリフォーム（精密プレス成形用素材）を得た。このプリフォームを図１に示された上型１及び下型２の間に配置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。成形型内の温度を、被成形ガラス塊の粘度が約１０7〜１０8Ｐａ・ｓとなる温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラス塊をプレスした。プレスの圧力は８ＭＰａ、プレス時間は３０秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出した。得られた非球面レンズは、極めて精度の高いレンズであった。
【０１０８】
プレス成形の対象としては、非球面レンズに限られず、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学部品全般にわたり適用することができる。
【０１０９】
比較例１〜９
実施例１〜４５と同様にして、表８〜表９に示すガラス組成の比較例１〜９の光学ガラスを得た。
なお、従来の技術として引用した公報１の実施例１、２、８を比較例１、２、３とし、公報２の実施例１、２、４を比較例４、５、６とし、公報３の実施例１、２、８を比較例７、８、９として、得られた光学ガラスの性能を表８および表９に示した。
【０１１０】
【表８】
【０１１１】
【表９】
【０１１２】
比較例１〜３は、少なくとも１成分が本発明の組成範囲より逸脱している（例えば、比較例１のガラスはＮｂ2Ｏ5を４２重量％より多く含み、Ｎａ2Ｏを１８重量％よりも多く含んでいる。）。そのため、液相温度［ＬＴ］が高くなり、耐失透性が低下してしまう。また、化学的耐久性が悪化する問題も発生する。このように、比較例１〜３のガラスは精密プレス用光学ガラスとしては不適当なものである。
【０１１３】
比較例４〜６のガラスは、Ｂ2Ｏ3を５重量％以上添加することにより、５７０℃以下の屈伏点［Ｔｓ］、１０００℃以下の液相温度［ＬＴ］という特性を得ている。しかしながら、Ｂ2Ｏ3 ５重量％以上を含んでいるので、ガラス溶融中の揮発が激しく、顕著な脈理が見られ、高品質な光学ガラスが得られない。また、光学恒数の変動が著しく、同時に溶融されたガラスでも、光学恒数を一定に保つことが困難であった。また比較例５は、有害成分であるＰｂＯを多く含み、環境上の問題も有している。ＰｂＯは有害であるだけでなく、還元雰囲気で精密プレスを行おうとするとＰｂＯが還元されＰｂ金属が表面に発生し、高精度のレンズ面が得られない問題やプレス型と融着する問題も生じる。
【０１１４】
比較例７〜９は、Ｎｂ2Ｏ5を含まず、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の量が本発明の範囲外であり、液相温度［ＬＴ］が１０００℃を越えたり、ＴｉＯ2の過剰添加によりガラスが着色してしまうという問題が生じた。ＳｉＯ2が過剰になることによって、溶融時の粘性が高まり、泡切れが悪く、得られたガラス中に多数の泡が認められた。また成形時の粘性も全般に高くなるため１ｇ以下の重量の小さいプリフォ−ム（精密プレス成形用素材）を得ることが困難であった。
このように、各比較例とも屈伏点、液相温度のいずれかが高くなるか、脈理、着色、泡の残留などが認められ、高品質かつ精密プレス成形用の光学ガラスを得ることができなかった。
【０１１５】
比較例１０〜１３
本件出願の優先権主張の基礎出願である特願２０００−２１４７５８号の出願日の後に公開された特開２０００−２４７６７６号公報の実施例１〜３および８に記載のガラスの組成および物性を表１０に示す。
【０１１６】
【表１０】
【０１１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、屈伏点および液相温度がともに低く、泡の残留、脈理、着色が認められない光学ガラスを得ることができる。したがって、このガラスを用いることにより、比較的低温の精密プレス成形が可能になり、プレス時のプレス成形型とガラスの融着を防止することができる。さらに液相温度が低いので、耐失透性に優れ、溶融ガラスより精密プレス成形用素材を成形する際や、プレス成形のための加熱などにおいてもガラスの結晶化を防止することができる。さらに、ガラス溶解時に発生する泡がガラス中に残留せず、脈理や着色も認められない高品質な光学ガラスを得ることができる。
【０１１８】
また、本発明の精密プレス成形用素材は、上記光学ガラスからなり、耐失透性に優れ、泡の残留、脈理、着色が認められず、比較的低温での精密プレス成形が可能なので、プレス成形型との融着を防止できるとともに、高品質な精密プレス成形品を得ることができる。
さらに、本発明によれば、泡の残留、結晶化による表面の曇り、脈理、着色などが認められない、高品質の光学製品、特に精密プレス成形された光学部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 上型
２ 下型
３ 案内型
４ 被成形ガラスプリフォーム
１０ 支持台
１１ 石英管
１３ 押し棒
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用素材および光学部品に関する。さらに詳しくは、本発明は、屈伏点および液相温度が低い上、泡の残留、脈理、着色のない高品質の高屈折率、高分散特性を有する光学ガラス、この光学ガラスからなる精密プレス成形用素材、および上記光学ガラスまたは精密プレス成形用素材からなる高品質の光学部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屈折率［ｎd］が１．６〜１．８付近で、アッベ数［νd］が２５〜４０付近の光学恒数を有する光学ガラスとしては、特開昭５２−２５８１２号公報（以下、公報１という）に開示されているＳｉＯ2−Ｎｂ2Ｏ5−ＴｉＯ2−Ｒ2Ｏ系のガラス、特開昭６２−８７４３２号公報（以下、公報２という）に開示されているＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2系のガラス、特開平６−１１５９６９号公報（以下、公報３という）に開示されているＳｉＯ2−ＴｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−Ｌｉ2Ｏ系のガラスが知られている。このうち、公報２のガラスは精密プレス用ガラスであり、屈伏点が５７０℃以下に抑えられている。また、公報３のガラスもガラス転移温度が概ね４６０〜５５０℃と比較的低融点のガラスになっている。
【０００３】
ところで、精密プレス成形用ガラスには、上述したように屈伏点が低いことだけでなく、プレス成形時あるいは溶融ガラスからプリフォームと呼ばれるプレス成形用素材を成形する際の高耐失透性が求められる。また脈理や泡の含有、着色なども光学ガラスとしての品質を低下させることになるので、脈理や泡を含まず、着色しないガラスにする必要がある。しかしながら、上記公報１〜３に開示されているガラスは、いずれも上記性質すべてを同時に満足させることができないという欠点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、屈伏点および液相温度が低い上、泡の残留、脈理、着色のない高品質の高屈折率、高分散特性を有する光学ガラス、この光学ガラスからなる精密プレス成形用素材、および上記光学ガラス又は精密プレス成形用素材からなる高品質の光学部品を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、実質的にリン酸塩を含まず、かつ特定のガラス組成を有する光学ガラスにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、
（１）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２０〜４５重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
（２）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、屈伏点が５９０℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
【０００７】
（３）光学ガラスの液相温度が１０００℃以下である上記（２）項に記載の精密プレス成形用素材、
（４）実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ 2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ 2 Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ 2 Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ 2 １２〜３０重量％、Ｎｂ 2 Ｏ 5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ 2 Ｏ 3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、液相温度が１０００℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材、
（５）光学ガラスのアッベ数［νd］が２３〜３５である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材、
（６）光学ガラスの屈伏点［Ｔｓ］が５９０℃以下、液相温度［ＬＴ］が１０００℃以下である上記（１）項に記載の精密プレス成形用素材、
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られたことを特徴とする光学部品、および
（８）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形することを特徴とする光学部品の製造方法、
を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の光学ガラスには、光学ガラスＡおよび光学ガラスＢの２つの態様があり、これらの光学ガラスＡおよびＢは、必須成分としてＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5を、任意成分としてＣａＯとＢ2Ｏ3を含み、かつ実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであり、屈伏点［Ｔｓ］が通常５９０℃以下の精密プレス成形に適した光学ガラスであるとともに、液相温度［ＬＴ］が通常１０００℃以下と耐失透性に優れた光学ガラスである。また、光学ガラスＡは、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５であって、アッベ数［νd］が、一般に２３〜３５の範囲の光学恒数を有する高屈折率、高分散特性を示す光学ガラスであり、一方、光学ガラスＢは、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５であって、アッベ数［νd］が、一般に２３〜３５の範囲の光学恒数を有する高屈折率、高分散特性を示す光学ガラスである。
【０００９】
リン酸塩は揮発性を有し、ガラス溶解中に揮発することによって脈理を発生させ、光学ガラスとしての品質を低下させる原因となる。またリン酸塩を含有させると、本発明のガラスにおいて必須成分となっているＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5を還元し、ガラスが着色するという好ましくない事態を招来する。したがって、本発明ではリン酸塩を排除することによって、脈理や着色の問題を解決している。ここで実質的にリン酸塩を含まないとは、不純物レベルの含有を別にしてガラスがリン酸塩を含まないことを意味する。
【００１０】
次に、まず、光学ガラスＡの組成について説明する。
光学ガラスＡにおいては、上記必須成分の含有量は、ＳｉＯ2が２０〜４５重量％、Ｌｉ2Ｏが０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏが３〜１８重量％、ＴｉＯ2が１８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5が１〜４２重量％であり、任意成分の含有量は、ＣａＯが０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3が０〜４．５重量％である。
【００１１】
以下、上記含有量を限定した理由について説明する。
ＳｉＯ2は、本発明のガラス形成成分として必須であり、２０重量％未満であると液相温度［ＬＴ］が１０００℃よりも高くなり、耐失透性が低下してしまうので、２０重量％以上含有させる必要がある。また４５重量％を超えると溶融成形時の粘性が大きくなり、ガラスの成形が難しくなるので、４５重量％以下とする必要がある。特に屈折率［ｎd］１．６３以上の範囲の光学ガラスを得る場合、ＳｉＯ2の含有量が４５重量％を超えると溶融成形時の粘性が著しく高くなる。
【００１２】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得る上からは、ＳｉＯ2の量を３０〜４３重量％とすることが好ましく、３５〜４２重量％とすることがより好ましい。ＳｉＯ2の量を３０重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができ、４３重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８０℃以下とすることができることに加えて、溶融状態のガラスを成形する際、ガラスの粘性が過大となるのを防ぐこともできる。また、ＳｉＯ2の量を３５重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下とすることができ、４２重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５７０℃以下とすることができる。
【００１３】
Ｌｉ2Ｏは、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおいて必須成分であり、０．５重量％以上含有させることにより、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下にすることができる。また６重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
【００１４】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得る上からは、Ｌｉ2Ｏの量を０．５〜３重量％とすることが好ましい。上限を３重量％とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができる。
【００１５】
Ｎａ2Ｏも、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下に抑えるために、３重量％以上含有させる必要があり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために１８重量％以下とする必要がある。
【００１６】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得るうえからは、Ｎａ2Ｏの含有量を１０〜１８重量％とすることが好ましい。Ｎａ2Ｏを１０重量％以上含有させることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８０℃以下とすることができ、１８重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。さらに、屈伏点、液相温度を低くする上から、Ｎａ2Ｏの含有量を１１〜１６重量％とすることがより好ましい。Ｎａ2Ｏの含有量を１１重量％以上とすることで屈伏点を５７０℃以下にし、１６重量％以下とすることで液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００１７】
ＴｉＯ2は、高屈折、高分散特性を得るために、本発明のガラスにおける必須成分であり、１８重量％以上２５重量％未満とすることで屈折率［ｎd］を１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］を２３〜３５にすることができる。
ＴｉＯ2の含有量が１８重量％以上にすることにより屈折率［ｎd］を１．６３以上とすることができ、２５重量％未満とすることにより屈折率［ｎd］を１．７５以下、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができるとともに、着色を抑えることができる。屈折率、液相温度、着色度などを考慮すると、ＴｉＯ2の含有量は１８〜２４．５重量％とすることが好ましく、２０〜２４．５重量％とすることがさらに好ましい。
【００１８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折、高分散特性のガラスを得るための必須成分であり、１〜４２重量％とすることで、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］が２３〜３５の高屈折、高分散特性を得ることができる。Ｎｂ2Ｏ5の含有量が１重量％未満では、屈折率［ｎd］が１．６３より小さくなり、４２重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える。
【００１９】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスを得るうえから、Ｎｂ2Ｏ5の含有量を２〜１０重量％とすることが好ましい。Ｎｂ2Ｏ5の含有量を２重量％以上にすることで、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができ、１０重量％以下にすることで、屈折率［ｎd］を１．７５以下にすることができるとともに、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。より好ましい範囲は２〜７重量％である。Ｎｂ2Ｏ5の含有量を７重量％以下にすることで、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００２０】
次に任意成分ではあるが、本発明の目的である高品質の光学ガラスを得る上で、含有量を制限する必要がある成分について説明する。
Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2系ガラスに少量添加することにより液相温度を低下させることが可能な成分ではあるが、４．５重量％を超えると、加熱中のガラス、特に溶解中のガラスからの揮発が著しくなり、脈理が発生して品質低下を招いたり、光学恒数の変動を招いてしまう。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量は０〜４．５重量％とする必要がある。
【００２１】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５の光学ガラスにおいて、脈理の発生や光学恒数の変動を抑える上で、Ｂ2Ｏ3の含有量を０〜４重量％にすることが好ましく、０〜２重量％にすることがさらに好ましい。
【００２２】
ＣａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下を可能にする任意成分である。特にＬｉ2Ｏを含有させるとガラスの液相温度が上昇するが、ＣａＯはこの液相温度上昇を抑える働きを有している。しかし、４重量％を超えて添加すると液相温度［ＬＴ］が１０００℃よりも高くなってしまい、耐失透性が低下してしまう。したがって、ＣａＯの含有量を０〜４重量％とする必要があり、０〜２重量％とすることが好ましい。２重量％以下とすることで液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。さらにＣａＯの含有量は、１重量％以下とすることがより好ましい。また、ガラスをプレス成形する際、成形型にガラスから発生する融着物が多くなって、成形品の外観不良が生じるのを抑える上から、ＣａＯの含有量を０．５重量％未満にすることが好ましく、ＣａＯを含有しないことがより好ましい。
【００２３】
なお、Ｌｉ2Ｏを必須成分とする本発明の光学ガラスでは、重量％表示で、ＣａＯの含有量からＬｉ2Ｏの含有量を引いた値が１重量％以下（形式的には負の値も取り得る）にすることが屈伏点［Ｔｓ］５９０℃以下および液相温度［ＬＴ］１０００℃以下の光学ガラスを得る上で好ましい。
【００２４】
ＺｒＯ2は、任意成分として適量添加することにより高屈折、高分散特性を維持しながら液相温度［ＬＴ］を下げる働きをする。液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために、その添加量は８重量％以下とすことが望ましい。
【００２５】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下の光学ガラスを得る上から、ＺｒＯ2の量を０〜３重量％にすることが好ましく、０〜２重量％とすることがより好ましい。
【００２６】
Ａｌ2Ｏ3も任意成分であり、適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。含有量を０〜６重量％とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えることができる。
【００２７】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ａｌ2Ｏ3の量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００２８】
ＭｇＯも任意成分として適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。ただし、４重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜４重量％とすることが好ましい。
【００２９】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＭｇＯの量を０〜３重量％とすることが好ましい。
【００３０】
ＺｎＯは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させ、化学的耐久性を向上させる上から適量添加することが好ましい。ただし、１５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜１５重量％とすることが好ましい。
【００３１】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度が９８０℃以下の光学ガラスを得る上からは、ＺｎＯの量を０〜１０重量％とすることが好ましく、１〜８重量％とすることがより好ましい。ＺｎＯの含有量をより好ましい範囲とすることで、屈伏点を５６０℃以下、液相温度［ＬＴ］を９６０℃以下にすることができる。
【００３２】
Ｋ2Ｏは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させる上で適量添加することが望ましい。ただし、Ｋ2Ｏの量が１５重量％を超えると 屈折率［ｎd］が１．６３よりも小さくなる。
【００３３】
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ｋ2Ｏの量を０〜１０重量％とすることが好ましく、２〜８重量％とすることがより好ましい。Ｋ2Ｏの含有量を、より好ましい範囲にすることによって、屈伏点を５７０℃以下、液相温度［ＬＴ］を９７０℃以下にすることができる。
【００３４】
ＢａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能な成分である。ＢａＯの量を０〜１５重量％未満とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＢａＯの量を０〜９重量％とすることが好ましく、０〜７重量％とすることがより好ましい。
【００３５】
ＧｅＯ2は、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能になる任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えてしまうおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＧｅＯ2の量を０〜１重量％とすることが好ましい。
【００３６】
Ｃｓ2Ｏは、適量添加により光学恒数の調整と屈伏点［Ｔｓ］の低下を可能にする任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、光学恒数の変動、脈理の発生が生じるおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５のガラスを得る上で、揮発をより抑えるためには、Ｃｓ2Ｏの量を０〜１重量％にすることが好ましい。
【００３７】
ＳｒＯは適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下を可能にする任意成分であり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下のガラスを得る上で、その量を０〜４重量％にすることが好ましい。さらに液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にするという点より、ＳｒＯの量を０〜２重量％にすることがより好ましい。
【００３８】
ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3はともに適量添加により光学恒数の調整を可能とする任意成分である。ただし、両成分とも２重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、また還元雰囲気でプレスする場合、Ｔｅ、Ｂｉに還元されて目的とする面精度を有する精密プレス成形品が得られないおそれがある。したがって、ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3の含有量はともに、０〜２重量％が好ましく、０〜１重量％がより好ましい。
【００３９】
Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5は、いずれも適量添加により光学恒数の調整を可能にする任意成分である。Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3の各成分とも５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える場合がある。Ｔａ2Ｏ5については５重量％以上になると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるおそれがある。したがって、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3の各成分の量は、０〜５重量％とすることが好ましい。また、Ｔａ2Ｏ5の量については、５重量％未満とすることが好ましい。さらに液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とする上で、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5の各成分の量を０〜２重量％とすることが好ましく、０〜１重量％とすることがより好ましい。０〜１重量％とすることによって液相温度［ＬＴ］を９７０℃以下にすることができる。
【００４０】
ＷＯ3は適量添加により光学恒数の調整を可能にする任意成分であり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にする上で０〜５重量％含有させることが好ましく、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にする上で、０〜３重量％とすることがより好ましい。
【００４１】
Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3は任意成分であり、適量添加で脱泡効果を示すが、いずれも２重量％を超えて含有させると、溶融中の揮発による光学恒数の変動や脈理の発生、プレス時の泡発生による外観不良が生じるおそれがある。したがって、いずれの成分とも、含有量を１重量％以下とすることが好ましく、０．１重量％以下とすることがより好ましい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3のいずれか一方を含まないことがより好ましく、両成分とも含まないことがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の光学ガラスＡは、上述したようにリン酸塩を含まないことを必須要件としているが、有害成分であり、環境上問題がある鉛も含まないことが好ましい。鉛は有害であるだけでなく、還元雰囲気下で精密プレスを行う場合、ＰｂＯが還元されＰｂ金属が表面に析出し、高精度の成形品が得られないという好ましくない事態を招来する。またプレス成形型とガラスの融着の原因にもなる。さらに、析出した鉛金属はガラス成形品の表面に曇りを生じさせ、光学製品としての使用を困難にしてしまう。
【００４３】
本発明の光学ガラスＡは、以上のような組成範囲を有し、かつ１．６３〜１．７５の範囲の屈折率［ｎd］を有するもので、好ましい組成範囲を以下に示す。（Ａ−１）ＳｉＯ2 ３０〜４３重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、ＧｅＯ2 ０〜１重量％およびＣｓ2Ｏ ０〜１重量％を含む光学ガラス。この中でより好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％の光学ガラス。
【００４４】
上記組成により屈伏点［Ｔｓ］が５８０℃以下、液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下、λ８０が４００ｎｍ以下の特性を得ることができる。なお、λ８０は、両面光学研磨された厚さ１０ｍｍのガラスにおいて、透過率８０％となる波長を示す。なお、この透過率は、光学研磨された両面における反射損失を含む外部透過率である。
【００４５】
上記（Ａ−１）のガラスにおいて、ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％およびＢａＯ ０〜７重量％を含む光学ガラスが好ましい。
【００４６】
（Ａ−２）ＳｉＯ2 ３０重量％を超え４３重量％以下、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、 Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、ＧｅＯ2 ０〜１重量％、Ｃｓ2Ｏ ０〜１ 重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、ＴｅＯ2 ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜２重量％、ＷＯ3０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％、さらに好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％である光学ガラス。
【００４７】
（Ａ−３）ＳｉＯ2 ３０重量％を超え４３重量％以下、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １０〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜１０重量％、ＺｒＯ2 ０〜３重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ ０〜１０重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１０重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜９重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 １８〜２４．５重量％、さらに好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００４８】
（Ａ−４）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜７重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００４９】
（Ａ−５）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜７重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００５０】
（Ａ−６）ＳｉＯ2 ３５〜４２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜３重量％、Ｎａ2Ｏ １１〜１６重量％、ＴｉＯ2 ２０重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜３重量％、ＺｎＯ １〜８重量％、Ｋ2Ｏ ２〜８重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％およびＢａＯ ０〜７重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、より好ましくは、ＴｉＯ2 ２０〜２４．５重量％の光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００５１】
前記（Ａ−１）〜（Ａ−６）のいずれの光学ガラスにおいても、成形品への融着物発生によるプレス成形品の外観不良防止のため、ＣａＯの含有量を０．５重量％未満にすることが好ましく、ＣａＯを含まないことがより好ましい。
【００５２】
次に、光学ガラスＢの組成について説明する。
光学ガラスＢにおいては、前記必須成分の含有量は、ＳｉＯ2が２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏが０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏが３〜１８重量％、ＴｉＯ2が１２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5が１〜４２重量％であり、任意成分の含有量は、ＣａＯが０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3が０〜４．５重量％である。
【００５３】
ＳｉＯ2は、本発明のガラス形成成分として必須であり、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、ＳｉＯ2の量は２４〜３１重量％である。ＳｉＯ2の量を２４重量％以上とすることにより、液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができ、３１重量％以下とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８５℃以下とすることができる。
【００５４】
Ｌｉ2Ｏは、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおいて必須成分であり、０．５重量％以上含有させることにより、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下にすることができる。また６重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
【００５５】
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、Ｌｉ2Ｏの量を１〜５重量％とすることが好ましい。下限を１重量％とすることにより屈伏点［Ｔｓ］を５８５℃以下とすることができ、上限を５重量％とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下とすることができる。
【００５６】
Ｎａ2Ｏも、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐため、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈伏点［Ｔｓ］を５９０℃以下に抑えるために、３重量％以上含有させる必要があり、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために１８重量％以下とする必要がある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、Ｎａ2Ｏの含有量を３〜１３重量％とすることが好ましい。
【００５７】
ＴｉＯ2は、高屈折、高分散特性を得るために、本発明のガラスにおける必須成分であり、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得る上からは、ＴｉＯ2の含有量は１２〜３０重量％である。１２重量％以上にすることにより、屈折率［ｎd］を１．７５以上にすることができ、３０重量％以下とすることにより液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。
【００５８】
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折、高分散特性のガラスを得るための必須成分であり、１〜４２重量％とすることで、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、アッベ数［νd］が２３〜３５の高屈折、高分散特性を得ることができる。Ｎｂ2Ｏ5の含有量が１重量％未満では、屈折率［ｎd］が１．７５より小さくなり、４２重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超える。
【００５９】
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスを得るうえから、Ｎｂ2Ｏ5の含有量を１０〜４１重量％とすることが好ましい。１０重量％以上にすることにより、屈折率［ｎd］が十分に１．７５以上になり、４１重量％以下にすることで液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下にすることができる。
【００６０】
次に任意成分ではあるが、本発明の目的である高品質の光学ガラスを得る上で、含有量を制限する必要がある成分について説明する。
【００６１】
Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2系ガラスに少量添加することにより液相温度を低下させることが可能な成分ではあるが、４．５重量％を超えると、加熱中のガラス、特に溶解中のガラスからの揮発が著しくなり、脈理が発生して品質低下を招いたり、光学恒数の変動を招いてしまう。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量は０〜４．５重量％とする必要がある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の光学ガラスでは、脈理の発生や光学恒数の変動を抑える上でＢ2Ｏ3の含有量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００６２】
ＺｒＯ2は、任意成分として適量添加することにより高屈折、高分散特性を維持しながら液相温度［ＬＴ］を下げる働きをする。液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えるために、その添加量は８重量％以下とすることが望ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下の光学ガラスを得る上から、ＺｒＯ2の量を０〜６重量％とすることが好ましい。
【００６３】
Ａｌ2Ｏ3も任意成分であり、適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。含有量を０〜６重量％とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下に抑えることができる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、Ａｌ2Ｏ3の量を０〜４重量％とすることが好ましい。
【００６４】
ＭｇＯも任意成分として適量添加することにより光学恒数の調整と化学的耐久性の向上を図ることができる。ただし、４重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜４重量％とすることが好ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上から、ＭｇＯの量を０〜１重量％とすることが好ましい。
【００６５】
ＺｎＯは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させ、化学的耐久性を向上させる上から適量添加することが好ましい。ただし、１５重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えるので、０〜１５重量％とすることが好ましい。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＺｎＯの量を０〜５重量％とすることが好ましく、０〜２重量％とすることがより好ましい。
【００６６】
Ｋ2Ｏは任意成分ではあるが、屈伏点を低下させる上で適量添加することが望ましい。ただし、Ｋ2Ｏの量が１５重量％を超えると 屈折率［ｎd］が１．７５よりも小さくなる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、Ｋ2Ｏの量を０〜１２重量％とすることが好ましい。
【００６７】
ＢａＯは、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能な成分である。ＢａＯの量を０〜１５重量％未満とすることにより、液相温度［ＬＴ］を１０００℃以下にすることができる。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＢａＯの量を０〜１１重量％未満とすることが好ましい。
【００６８】
ＧｅＯ2は、適量添加により光学恒数の調整と液相温度の低下が可能になる任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると液相温度［ＬＴ］が１０００℃を超えてしまうおそれがある。
屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５で、かつ液相温度［ＬＴ］が９８０℃以下のガラスを得る上からは、ＧｅＯ2の量を０〜２重量％とすることが好ましい。
【００６９】
Ｃｓ2Ｏは、適量添加により光学恒数の調整と屈伏点［Ｔｓ］の低下を可能にする任意成分であり、０〜３重量％含有させることが好ましい。３重量％を超えると溶融中の揮発が著しくなり、光学恒数の変動、脈理の発生が生じるおそれがある。屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５のガラスを得る上で、揮発をより抑えるためには、Ｃｓ2Ｏの量を０〜１重量％にすることが好ましい。
【００７０】
また、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＴｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3 、 Ａｓ2Ｏ3、、Ｓｂ2Ｏ3および鉛に関しては、前述の光学ガラスＡにおいて、説明したとおりである。
【００７１】
本発明の光学ガラスＢは、以上のような組成範囲を有し、かつ１．７５〜１．８５の範囲の屈折率［ｎd］を有するもので、好ましい組成範囲を以下に示す。
【００７２】
（Ｂ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、ＢａＯ ０〜１１重量％未満、ＧｅＯ2 ０〜２重量％およびＣｓ2Ｏ ０〜１重量％を含む光学ガラス、特に、この組成範囲内にあって、ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％およびＺｎＯ ０〜２重量％を含む光学ガラス。
【００７３】
上記組成によって液相温度［ＬＴ］を９８０℃以下に抑えることができる。
【００７４】
（Ｂ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、Ｃｓ2Ｏ ０〜１重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、Ｂ2Ｏ3０〜４重量％、ＢａＯ ０〜１１重量％未満、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜２重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％、ＴｅＯ2 ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3０〜２重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜２重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２ 重量％、Ｙｂ2Ｏ3０〜２重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜２重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ｂｉ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７５】
（Ｂ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１３重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜４１重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜５重量％、Ｋ2Ｏ ０〜１２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ０〜１１重量％未満、ＣａＯ ０〜２重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７６】
さらに、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５の範囲にあって、低屈伏点、低液相温度のガラスとしてより好ましい第１のグループは、以下の光学ガラスである。
【００７７】
（Ｂ−ａ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７８】
（Ｂ−ａ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００７９】
（Ｂ−ａ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ １〜３重量％、Ｎａ2Ｏ ７〜１２重量％、ＴｉＯ2 ２４〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １０〜２０重量％、Ｋ2Ｏ ２〜７重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２重量％、ＢａＯ ０〜１０重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％およびＣａＯ ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８０】
次に第２のグループは以下の光学ガラスである。
（Ｂ−ｂ−１）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＳｒＯ ０〜１重量％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１重量％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８１】
（Ｂ−ｂ−２）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％、ＷＯ3 ０〜３重量％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１重量％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＯを含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８２】
（Ｂ−ｂ−３）ＳｉＯ2 ２４〜３１重量％、Ｌｉ2Ｏ ２〜５重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１０重量％、ＴｉＯ2 １２〜２０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 ３０〜４１重量％、Ｋ2Ｏ ４〜１２重量％、ＺｒＯ2 ０〜６重量％、ＺｎＯ ０〜２重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４重量％、ＢａＯ ０〜３重量％、ＧｅＯ2 ０〜２重量％、ＣａＯ ０〜１重量％およびＷＯ3 ０〜３重量％を含み、上記の各成分の合計含有量が９９．５重量％以上であり、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｐ2Ｏ5を含まない光学ガラス、特に、上記各成分の合計含有量が１００重量％の光学ガラス。
【００８３】
以上の第２のグループの光学ガラスは、液相温度を９７０℃以下とする上で好ましいものである。また（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）、（Ｂ−ａ−１）〜（Ｂ−ａ−３）、（Ｂ−ｂ−１）〜（Ｂ−ｂ−３）の各ガラスにおいて、成形型への融着物発生によるプレス成形品の外観不良防止の上から、ＣａＯの量を０〜０．５重量％未満とするのが好ましく、ＣａＯを含まないことがより好ましい。
【００８４】
また、本発明の光学ガラスＡ、Ｂの液相温度［ＬＴ］は、通常１０００℃以下であるが、好ましくは９９０℃以下、より好ましくは９８０℃以下、さらに好ましくは９６０℃以下とすることが望ましい。一方、屈伏点［Ｔｓ］は、通常５９０℃以下であるが、好ましくは５８５℃以下、より好ましくは５８０℃以下、さらに好ましくは５７０℃以下とすることが望ましい。
このような本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、常法により調合され、溶解、清澄、撹拌、均一化することにより製造することができる。
【００８５】
本発明はまた、前述の本発明の光学ガラスＡ、Ｂからなる精密プレス成形用素材、該光学ガラスからなる光学部品および上記精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られた光学部品をも提供するものである。
【００８６】
なお、本発明の精密プレス成形用素材は、上記本発明の光学ガラスＡ、Ｂよりなることを特徴とするものである。ここで精密プレス成形とは、プレス成形によって最終製品形状のガラス成形品を得ることができるプレス成形を意味し、精密プレス成形用素材とは、精密プレス成形時に使用される被成形ガラス素材を意味する。
【００８７】
撹拌、均一化された溶融状態のガラスから直接、光学部品を作る場合は、攪拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより、プレス成形型の下型成形面上に供給し、この下型に対向する上型と下型とにより、このガラスを加圧成形する（ダイレクトプレスという。）。得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。また、均一化された溶融ガラスを一旦、冷却し、所望形状に冷間加工したものを再加熱し、成形型によって加圧成形することもでき、この場合も得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学部品となる。さらに、ガラスを研削、研磨して光学部品を製造することもできる。
【００８８】
しかし、本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、通常液相温度が１０００℃以下と耐失透性に優れ、屈伏点が５９０℃以下と比較的低温域の加熱でプレス成形可能な特性を有しているため、プレス成形後の研削、研磨を不要とし、プレス成形によって最終形状を得る精密プレス成形に極めて好適に用いることができる。さらに、泡の残留、着色、脈理などが認められない高品質な光学ガラスを得ることもできる。
【００８９】
精密プレス成形の１例としては、まず、攪拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型（一般にはプレス成形型とは異なる。）で受け、球状等のプリフォームと呼ばれる精密プレス成形用素材を作製し、このプリフォームを再加熱して、上型下型で加圧成形する。この際、成形品の形状等に鑑み、適宜、胴型を併せて使用することもできる。一般には、溶融ガラスを受ける成形型内にガスを流し、ガスの圧力によって流下したガラスを浮上させた状態で回転させ、球状に成形する。このような方法では、ガラスの温度が比較的高い状態に長く滞在することになるので、液相温度が１０００℃を超える光学ガラスでは、表面が失透してしまう。プリフォームを精密プレス成形すれば、研削、研磨が不要な最終製品の形状と同じ成形品が得られる。したがって、失透したプリフォーム表面は、研削、研磨工程がないので最終製品に残ることになり、光学特性を悪化させることになる。本発明の光学ガラスＡ、Ｂは、液相温度が、通常１０００℃以下と低く、上記のような方法でプリフォームを熱間成形しても表面が結晶化しない。
【００９０】
図１は、精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。この図１に示す装置は、支持棒９上に設けた支持台１０上に、上型１、下型２及び案内型３からなる成形型を載置したものを、外周にヒーター１２を巻き付けた石英管１１中に設けたものである。本発明の高屈折率・高分散光学ガラスからなる被成形ガラスプリフォーム４は、例えば、直径２〜２０ｍｍ程度の球状物や楕円形球状物であることができる。球状物や楕円形球状物の大きさは、最終製品の大きさを考慮して適宜に決定される。
【００９１】
被成形ガラスプリフォーム４を下型２及び上型１の間に設置した後、ヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱する。成形型内の温度は、下型２の内部に挿入された熱電対１４によりコントロールされる。加熱温度は被成形ガラスプリフォーム４の粘度が精密プレスに適した、例えば約１０7〜１０8Ｐａ・ｓ程度になる温度とする。所定の温度となった後に、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラスプリフォーム４をプレスする。プレスの圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜に決定できる。例えば、圧力は５〜１５ＭＰａ程度の範囲、時間は１０〜３００秒とすることができる。プレスの後、ガラスの転移温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷し、成形型から成形物を取り出すことで、本発明の光学部品を得ることができる。
【００９２】
また、ダイレクトプレスの場合であっても、液相温度が１０００℃以下と低いので、ガラスを結晶化させずに、流出パイプから溶融ガラスを流下させる温度条件、プレスの温度条件を選択する際の許容範囲を広くとれるというメリットがある。
【００９３】
上記各成形方法において、上型、下型、あるいは必要に応じて胴型の形状を適宜選択し、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学部品を成形することができる。
【００９４】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００９５】
なお、光学ガラスの物性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率［ｎd］およびアッベ数［νd］
徐冷降温速度を−３０℃／ｈにして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）屈伏点温度［Ｔｓ］
熱膨張測定機を用い、昇温速度８℃／分の条件で測定した。
（３）液相温度［ＬＴ］
４００〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分間保持し、倍率１００倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、液相温度を測定した。また、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際、同時に目視により観察した。
（４）λ８０
両面を光学研磨した厚さ１０ｍｍのガラスの透過率を測定し、光学研磨された両面における反射損失を含む外部透過率が８０％となる波長をλ８０とした。
【００９６】
実施例１〜１２（本発明の光学ガラスＡ）
表１および表２に示すガラス組成に従って、常法により、実施例１〜１２の光学ガラスＡを調製した。すなわち、原料としては、燐酸塩系の化合物は用いず、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１２００℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例１〜１２の光学ガラスを得た。得られた光学ガラスの性能を表１および表２に示す。
【００９７】
【表１】
【表２】
表１および表２から明らかなように、実施例１〜１２のガラスは本発明の光学ガラスＡに属し、これらのガラスは、屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５、アッベ数［νd］が２３〜３５の範囲にあり、屈伏点［Ｔｓ］は５９０℃以下であった。また、液相温度［ＬＴ］はすべて１０００℃以下、λ８０は４００ｎｍ以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物、失透、泡の残留、脈理、着色は認められなかった。
この結果からも分かるように各実施例のガラスとも、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【０１００】
実施例１３〜４５（本発明の光学ガラスＢ）
表３〜表７に示すガラス組成に従って、常法により、実施例１３〜４５の光学ガラスＢを調製した。すなわち、原料としては、燐酸塩系の化合物は用いず、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１２００℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例１３〜４５の光学ガラスを得た。得られた光学ガラスの性能を表３〜表７に示す。
【０１０１】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
表３〜表７から明らかなように、実施例１３〜４５のガラスは本発明の光学ガラスＢに属し、これらのガラスは、屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、アッベ数［νd］が２３〜３５の範囲にあり、屈伏点［Ｔｓ］は５９０℃以下であった。また、液相温度［ＬＴ］はすべて１０００℃以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物、失透、泡の残留、脈理、着色は認められなかった。
この結果からも分かるように各実施例のガラスとも、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【０１０７】
実施例４６
実施例１〜４５の各ガラスを、上述のようにに溶融状態で流出パイプより流出させて成形型で受け、直径２〜２０ｍｍの球状物に成形してプリフォーム（精密プレス成形用素材）を得た。このプリフォームを図１に示された上型１及び下型２の間に配置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。成形型内の温度を、被成形ガラス塊の粘度が約１０7〜１０8Ｐａ・ｓとなる温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラス塊をプレスした。プレスの圧力は８ＭＰａ、プレス時間は３０秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出した。得られた非球面レンズは、極めて精度の高いレンズであった。
【０１０８】
プレス成形の対象としては、非球面レンズに限られず、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学部品全般にわたり適用することができる。
【０１０９】
比較例１〜９
実施例１〜４５と同様にして、表８〜表９に示すガラス組成の比較例１〜９の光学ガラスを得た。
なお、従来の技術として引用した公報１の実施例１、２、８を比較例１、２、３とし、公報２の実施例１、２、４を比較例４、５、６とし、公報３の実施例１、２、８を比較例７、８、９として、得られた光学ガラスの性能を表８および表９に示した。
【０１１０】
【表８】
【表９】
比較例１〜３は、少なくとも１成分が本発明の組成範囲より逸脱している（例えば、比較例１のガラスはＮｂ2Ｏ5を４２重量％より多く含み、Ｎａ2Ｏを１８重量％よりも多く含んでいる。）。そのため、液相温度［ＬＴ］が高くなり、耐失透性が低下してしまう。また、化学的耐久性が悪化する問題も発生する。このように、比較例１〜３のガラスは精密プレス用光学ガラスとしては不適当なものである。
【０１１３】
比較例４〜６のガラスは、Ｂ2Ｏ3を５重量％以上添加することにより、５７０℃以下の屈伏点［Ｔｓ］、１０００℃以下の液相温度［ＬＴ］という特性を得ている。しかしながら、Ｂ2Ｏ3 ５重量％以上を含んでいるので、ガラス溶融中の揮発が激しく、顕著な脈理が見られ、高品質な光学ガラスが得られない。また、光学恒数の変動が著しく、同時に溶融されたガラスでも、光学恒数を一定に保つことが困難であった。また比較例５は、有害成分であるＰｂＯを多く含み、環境上の問題も有している。ＰｂＯは有害であるだけでなく、還元雰囲気で精密プレスを行おうとするとＰｂＯが還元されＰｂ金属が表面に発生し、高精度のレンズ面が得られない問題やプレス型と融着する問題も生じる。
【０１１４】
比較例７〜９は、Ｎｂ2Ｏ5を含まず、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の量が本発明の範囲外であり、液相温度［ＬＴ］が１０００℃を越えたり、ＴｉＯ2の過剰添加によりガラスが着色してしまうという問題が生じた。ＳｉＯ2が過剰になることによって、溶融時の粘性が高まり、泡切れが悪く、得られたガラス中に多数の泡が認められた。また成形時の粘性も全般に高くなるため１ｇ以下の重量の小さいプリフォ−ム（精密プレス成形用素材）を得ることが困難であった。
このように、各比較例とも屈伏点、液相温度のいずれかが高くなるか、脈理、着色、泡の残留などが認められ、高品質かつ精密プレス成形用の光学ガラスを得ることができなかった。
【０１１５】
比較例１０〜１３
本件出願の優先権主張の基礎出願である特願２０００−２１４７５８号の出願日の後に公開された特開２０００−２４７６７６号公報の実施例１〜３および８に記載のガラスの組成および物性を表１０に示す。
【０１１６】
【表１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、屈伏点および液相温度がともに低く、泡の残留、脈理、着色が認められない光学ガラスを得ることができる。したがって、このガラスを用いることにより、比較的低温の精密プレス成形が可能になり、プレス時のプレス成形型とガラスの融着を防止することができる。さらに液相温度が低いので、耐失透性に優れ、溶融ガラスより精密プレス成形用素材を成形する際や、プレス成形のための加熱などにおいてもガラスの結晶化を防止することができる。さらに、ガラス溶解時に発生する泡がガラス中に残留せず、脈理や着色も認められない高品質な光学ガラスを得ることができる。
【０１１８】
また、本発明の精密プレス成形用素材は、上記光学ガラスからなり、耐失透性に優れ、泡の残留、脈理、着色が認められず、比較的低温での精密プレス成形が可能なので、プレス成形型との融着を防止できるとともに、高品質な精密プレス成形品を得ることができる。
さらに、本発明によれば、泡の残留、結晶化による表面の曇り、脈理、着色などが認められない、高品質の光学製品、特に精密プレス成形された光学部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 上型
２ 下型
３ 案内型
４ 被成形ガラスプリフォーム
１０ 支持台
１１ 石英管
１３ 押し棒
Claims (8)
- 実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２０〜４５重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １８重量％以上２５重量％未満、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．６３〜１．７５である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材。
- 実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ2Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ2Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ2 １２〜３０重量％、Ｎｂ2Ｏ5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ2Ｏ3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、屈伏点が５９０℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材。
- 光学ガラスの液相温度が１０００℃以下である請求項２に記載の精密プレス成形用素材。
- 実質的にリン酸塩を含まない光学ガラスであって、ＳｉＯ 2 ２４〜３２重量％、Ｌｉ 2 Ｏ ０．５〜６重量％、Ｎａ 2 Ｏ ３〜１８重量％、ＴｉＯ 2 １２〜３０重量％、Ｎｂ 2 Ｏ 5 １〜４２重量％、ＣａＯ ０〜４重量％、Ｂ 2 Ｏ 3 ０〜４．５重量％、ＭｇＯ ０〜１重量％、ＢａＯ ０重量％以上１１重量％未満、ＧｅＯ ２ ０〜３重量％、Ｃｓ ２ Ｏ ０〜３重量％、ＳｒＯ ０〜２重量％を含み、鉛を含まず、かつ屈折率［ｎd］が１．７５〜１．８５、液相温度が１０００℃以下である光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用素材。
- 光学ガラスのアッベ数［νd］が２３〜３５である請求項１〜４のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材。
- 光学ガラスの屈伏点［Ｔｓ］が５９０℃以下、液相温度［ＬＴ］が１０００℃以下である請求項１に記載の精密プレス成形用素材。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形して得られたことを特徴とする光学部品。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の精密プレス成形用素材を精密プレス成形することを特徴とする光学部品の製造方法。
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