JP6741558B2 - 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有する光学ガラスであり、特に、小さな線膨張係数（α）及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（Aｔ）の低減が図られた、光学ガラス、並びに、該光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び該プリフォームを用いた光学素子に関する。
現在、光学機器等のレンズを構成する光学ガラスは、その用途によって種々の光学恒数を有する。一般に、光学ガラスの光学恒数は、それらのガラスを構成する成分によって大まかに特定される。そのため、ガラス系ごとに精密プレス成形における課題は類似している。例えば、中屈折率（屈折率（nd）が1.58〜1.71程度）及び中分散（アッベ数（νd）が37〜52程度）の領域にある光学ガラスについては、SiO2-BaO-PbOを主成分としたガラス系で構成することができる。
また近年では、環境負荷物質であるPbOやAs2O3等をガラス成分から除去した組成系、例えば、SiO2-B2O3-BaO-TiO2（或いはNb2O5）を主成分とするガラス系によって構成されることもある。
また近年では、環境負荷物質であるPbOやAs2O3等をガラス成分から除去した組成系、例えば、SiO2-B2O3-BaO-TiO2（或いはNb2O5）を主成分とするガラス系によって構成されることもある。
例えば、特許文献１には、上述した中屈折率及び中分散の領域にある光学ガラスであり、屈折率（nd）が1.60〜1.69、アッベ数（νd）が35〜45、ガラス転移温度（Tg）が400〜500℃である、耐失透性に優れ、精密プレス成形に好適な、SiO2-B2O3-ZrO2-Nb2O5-Li2O-Na2O-K2O系の光学ガラスが開示されている。
また、特許文献２には、P2O5-ZnO-Nb2O5系のガラスであって、ガラス転移温度（Tg）が450℃以下と低く、化学耐久性に優れ、線膨張係数（α）の小さいガラス材料が開示されている。なお、特許文献２に開示されたガラス材料の光学恒数については開示されていない。
また、特許文献２には、P2O5-ZnO-Nb2O5系のガラスであって、ガラス転移温度（Tg）が450℃以下と低く、化学耐久性に優れ、線膨張係数（α）の小さいガラス材料が開示されている。なお、特許文献２に開示されたガラス材料の光学恒数については開示されていない。
しかしながら、特許文献１に開示された光学ガラスについては、SiO2-B2O3を主成分としたガラスであり、P2O5系ガラスと比べてガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）が高いことが知られており、ガラス転移温度（Tg）を低下させるために、アルカリ成分を相当量含有させていることから、ガラスの線膨張係数（α）が高くなり、十分な耐候性が得られないという問題があった。
また、特許文献２に開示されたガラス材料については、低いガラス転移温度（Tg）及び小さな線膨張係数（α）を得ることができるものの、組成中のZnOの含有量が少なく、P2O5含有量が多いことから、十分な耐候性が得られないという問題があった。
また、特許文献２に開示されたガラス材料については、低いガラス転移温度（Tg）及び小さな線膨張係数（α）を得ることができるものの、組成中のZnOの含有量が少なく、P2O5含有量が多いことから、十分な耐候性が得られないという問題があった。
また、レンズ面形状に加工された金型を用いて、光学ガラスプリフォームを屈伏点（At）以上の温度でプレス成形することでレンズを作製する精密プレス成形法は、研削研磨では量産化困難な非球面レンズや異形レンズの量産化技術として発展してきた。そして、この精密プレス成形法で用いられる金型は、セラミックスや超鋼材料が一般的に用いられるが、材料費や加工費の影響で高価なため、使用するためには一定の初期費用が必要となる。成形品の価格は、１つの金型あたりの成形数量に大きく依存するため、金型劣化の要因となるガラスの融着や揮発物の付着が起こり難いことが要求されている。
ここで、上記金型の劣化要因については、成形温度と密接に関係している。すなわち、成形温度を下げる事で金型の劣化要因が低減し金型寿命が改善されることになる。そのため現在、成形温度の低い精密プレス成形用光学ガラスへの要求が非常に高く、開発が盛んに行われている。
ここで、上記金型の劣化要因については、成形温度と密接に関係している。すなわち、成形温度を下げる事で金型の劣化要因が低減し金型寿命が改善されることになる。そのため現在、成形温度の低い精密プレス成形用光学ガラスへの要求が非常に高く、開発が盛んに行われている。
ただし、上述した光学ガラスの成形温度を下げるべく、光学ガラスのガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させた場合、線膨張係数（α）は増大する傾向を示すことから、上述した成形温度の低い光学ガラスを得ることは容易なことではなかった。
一般的に、金型の線膨張係数（α）は50〜80×10-7／℃程度であるが、光学ガラスと金型との線膨張係数差（Δα）が大きくなると、成形後のレンズの収縮量も大きくなり、目的とする光学設計値からの変位量が増大することとなる。この光学設計値とのズレによって、金型成形面形状の再加工による修正作業が必要になることがあり、この修正作業は、製造コスト高騰の要因となる。さらに、一般的にガラスの線膨張係数（α）が大きくなると、光学ガラスを成形した後にクラックが発生するおそれも増加する。
一般的に、金型の線膨張係数（α）は50〜80×10-7／℃程度であるが、光学ガラスと金型との線膨張係数差（Δα）が大きくなると、成形後のレンズの収縮量も大きくなり、目的とする光学設計値からの変位量が増大することとなる。この光学設計値とのズレによって、金型成形面形状の再加工による修正作業が必要になることがあり、この修正作業は、製造コスト高騰の要因となる。さらに、一般的にガラスの線膨張係数（α）が大きくなると、光学ガラスを成形した後にクラックが発生するおそれも増加する。
また、光学ガラスのガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させるためには、組成中にアルカリ酸化物等を含有させることが一般的であるが、アルカリ酸化物の含有量が多くなると耐候性の悪化を招くおそれがあった。
そのため、線膨張係数（α）の増大や、耐候性の低下を招くことなく、低いガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を実現できる技術の開発が望まれていた。
そのため、線膨張係数（α）の増大や、耐候性の低下を招くことなく、低いガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を実現できる技術の開発が望まれていた。
本発明は、上記現状に鑑み開発されたものであり、小さな線膨張係数（α）及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が図られた、中屈折率及び中分散領域の光学ガラス、並びに、該光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び該プリフォームを用いた光学素子を提供することを目的とする。
本発明者は、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスについて、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った。その結果、P2O5、ZnO及びNb2O5をガラス組成の必須成分とし、これらの含有量について適正化を行うことによって、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスが得られ、この光学ガラスについて、小さな線膨張係及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度及び屈伏点の低減が可能となることを見出した。
また、本発明者は、上記光学ガラスを精密プレス成形用プリフォームに適用することによって、精密プレス成形用金型との線膨張係数（α）の差が小さく、成形温度の低減が可能であり、優れた耐候性を有することができることを見出した。
さらに、本発明者は、上記精密プレス成形用プリフォームを光学素子に用いることによって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形した後のクラック発生についても抑制でき、耐候性にも優れた光学素子を得ることができることを見出した。
また、本発明者は、上記光学ガラスを精密プレス成形用プリフォームに適用することによって、精密プレス成形用金型との線膨張係数（α）の差が小さく、成形温度の低減が可能であり、優れた耐候性を有することができることを見出した。
さらに、本発明者は、上記精密プレス成形用プリフォームを光学素子に用いることによって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形した後のクラック発生についても抑制でき、耐候性にも優れた光学素子を得ることができることを見出した。
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）本発明の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：29〜48％、ZnO：44〜66％及びNb2O5：1〜7％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が46〜70％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が360〜510℃、屈伏点（At）が400〜550℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃、屈折率（nd）が1.58〜1.71、アッベ数（νd）が37〜52の範囲であることを特徴とする。
上記構成によって、小さな線膨張係数（α）及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が図られた、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスを得ることができる。
（２）また、本発明の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が30〜48％である組成を有することを特徴とする。
（３）さらに、本発明の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜9％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、MgO：0〜13％、CaO：0〜10％、SrO：0〜6％、BaO：0〜4％、Bi2O3：0〜3％、TiO2：0〜7％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜6％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することを特徴とする。
（１）本発明の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：29〜48％、ZnO：44〜66％及びNb2O5：1〜7％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が46〜70％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が360〜510℃、屈伏点（At）が400〜550℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃、屈折率（nd）が1.58〜1.71、アッベ数（νd）が37〜52の範囲であることを特徴とする。
上記構成によって、小さな線膨張係数（α）及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が図られた、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスを得ることができる。
（２）また、本発明の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が30〜48％である組成を有することを特徴とする。
（３）さらに、本発明の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜9％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、MgO：0〜13％、CaO：0〜10％、SrO：0〜6％、BaO：0〜4％、Bi2O3：0〜3％、TiO2：0〜7％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜6％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することを特徴とする。
また、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：31〜42％、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が46〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が360〜490℃、屈伏点（At）が400〜520℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃、屈折率（nd）が1.59〜1.66、アッベ数（νd）が42〜52の範囲であることが好ましい。
さらに、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：31％以上40％未満、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜490℃、屈伏点（At）が430〜520℃、線膨張係数（α）が50〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.59〜1.66、アッベ数（νd）が42〜52の範囲であることがより好ましい。
さらにまた、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：31％以上40％未満、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜490℃、屈伏点（At）が430〜520℃、線膨張係数（α）が50〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.60〜1.66、アッベ数（νd）が42〜51の範囲であることが特に好ましい。
そしてまた、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：35％以上40％未満、ZnO：44〜60％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜62％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜470℃、屈伏点（At）が430〜500℃、線膨張係数（α）が55〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.60〜1.64、アッベ数（νd）が42〜51の範囲であることが最も好ましい。
さらに、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：31％以上40％未満、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜490℃、屈伏点（At）が430〜520℃、線膨張係数（α）が50〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.59〜1.66、アッベ数（νd）が42〜52の範囲であることがより好ましい。
さらにまた、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：31％以上40％未満、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜490℃、屈伏点（At）が430〜520℃、線膨張係数（α）が50〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.60〜1.66、アッベ数（νd）が42〜51の範囲であることが特に好ましい。
そしてまた、前記（１）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、P2O5：35％以上40％未満、ZnO：44〜60％及びNb2O5：1〜6％を含み、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜62％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜470℃、屈伏点（At）が430〜500℃、線膨張係数（α）が55〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.60〜1.64、アッベ数（νd）が42〜51の範囲であることが最も好ましい。
また、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が30〜46％である組成を有することが好ましい。
さらに、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が33％以上46％未満である組成を有することがより好ましい。
さらにまた、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：4％未満をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が33％以上44％未満である組成を有することが特に好ましい。
そしてまた、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3： 4％未満をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が38％以上44％未満である組成を有することが最も好ましい。
さらに、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が33％以上46％未満である組成を有することがより好ましい。
さらにまた、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3：4％未満をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が33％以上44％未満である組成を有することが特に好ましい。
そしてまた、前記（２）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Al2O3： 4％未満をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が38％以上44％未満である組成を有することが最も好ましい。
また、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、MgO：0〜13％、CaO：0〜10％、BaO：0〜4％、Bi2O3：0〜3％、TiO2：0〜7％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜6％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することが好ましい。
さらに、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、CaO：0〜4％、BaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することがより好ましい。
さらにまた、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、CaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することが特に好ましい。
そしてまた、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Li2O：0〜8％、CaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有すことが最も好ましい。
さらに、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、CaO：0〜4％、BaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することがより好ましい。
さらにまた、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、CaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することが特に好ましい。
そしてまた、前記（３）に記載の光学ガラスは、モル％表示で、Li2O：0〜8％、CaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有すことが最も好ましい。
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上述した本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。
上記構成によって、精密プレス成形用金型との線膨張係数（α）の差が小さく、成形温度の低減が可能であり、優れた耐候性を有する精密プレス成形用プリフォームを得ることができる。
上記構成によって、精密プレス成形用金型との線膨張係数（α）の差が小さく、成形温度の低減が可能であり、優れた耐候性を有する精密プレス成形用プリフォームを得ることができる。
本発明の光学素子は、上述した本発明の精密プレス成形用プリフォームを用いたことを特徴とする。
上記構成によって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形した後のクラック発生についても抑制でき、耐候性にも優れた光学素子を得ることができる。
上記構成によって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形した後のクラック発生についても抑制でき、耐候性にも優れた光学素子を得ることができる。
本発明によれば、小さな線膨張係数（α）及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が図られた、中屈折率及び中分散領域の光学ガラス、並びに、該光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び該プリフォームを用いた光学素子を提供できる。
以下、本発明の光学ガラスの一例について、具体的に説明する。
なお、各成分の含有量を示す「％」については、特に断りのない限り、全て「モル％」のことである。
＜光学ガラス＞
本発明の光学ガラスは、P2O5、ZnO及びNb2O5を含む組成を有する。
なお、各成分の含有量を示す「％」については、特に断りのない限り、全て「モル％」のことである。
＜光学ガラス＞
本発明の光学ガラスは、P2O5、ZnO及びNb2O5を含む組成を有する。
（P2O5）
本発明の光学ガラスは、組成中にP2O5を29〜48％含む。ここで、P2O5はガラス形成成分であり、耐失透安定性、熱特性及び耐候性に係わる重要な成分である。P2O5の含有量は29〜48％であることを要するが、P2O5の含有量が29％未満の場合には、耐失透安定性が損なわれ量産化が困難になり、一方、P2O5の含有量が48％を超えると、耐候性が著しく悪化する。同様の理由から、前記P2O5の含有量は、31〜42％であることが好ましく、31％以上40％未満であることがより好ましく、35％以上40％未満であることが特に好ましい。
本発明の光学ガラスは、組成中にP2O5を29〜48％含む。ここで、P2O5はガラス形成成分であり、耐失透安定性、熱特性及び耐候性に係わる重要な成分である。P2O5の含有量は29〜48％であることを要するが、P2O5の含有量が29％未満の場合には、耐失透安定性が損なわれ量産化が困難になり、一方、P2O5の含有量が48％を超えると、耐候性が著しく悪化する。同様の理由から、前記P2O5の含有量は、31〜42％であることが好ましく、31％以上40％未満であることがより好ましく、35％以上40％未満であることが特に好ましい。
（ZnO）
本発明の光学ガラスは、組成中にZnOを44〜66％含む。ZnOは主に溶解性を改善するための成分であり、後述する光学ガラスの屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の適正化を図るために必要となる重要な成分である。さらに、ガラス転移温度（Tｇ）及び屈伏点（At）を低下させる点や、線膨張係数（α）を小さくする点でも重要な成分である。
ZnO の含有量は44〜66％であることを要するが、ZnO の含有量が44％よりも少ない場合には、上述した効果が十分に発揮できないおそれがある。一方、前記ZnO の含有量が66％を超えると、相対的なガラス形成酸化物の含有量減少の影響もあり、ガラスの耐失透安定性が損なわれる。同様の理由から、前記ZnOの含有量は、44〜61％であることが好ましく、44〜60％であることがより好ましい。
本発明の光学ガラスは、組成中にZnOを44〜66％含む。ZnOは主に溶解性を改善するための成分であり、後述する光学ガラスの屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の適正化を図るために必要となる重要な成分である。さらに、ガラス転移温度（Tｇ）及び屈伏点（At）を低下させる点や、線膨張係数（α）を小さくする点でも重要な成分である。
ZnO の含有量は44〜66％であることを要するが、ZnO の含有量が44％よりも少ない場合には、上述した効果が十分に発揮できないおそれがある。一方、前記ZnO の含有量が66％を超えると、相対的なガラス形成酸化物の含有量減少の影響もあり、ガラスの耐失透安定性が損なわれる。同様の理由から、前記ZnOの含有量は、44〜61％であることが好ましく、44〜60％であることがより好ましい。
（Nb2O5）
本発明の光学ガラスは、組成中にNb2O5を1〜7％含む。Nb2O5は主にガラスの耐失透安定性に効果を示し、線膨張係数（α）を低下させる効果も有する。また、上述したZnOと同様に、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整にも効果的な成分である。
Nb2O5の含有量は1〜7％であることを要するが、前記Nb2O5の含有量が1％よりも少ない場合には、上記効果が十分に得られないおそれがある。一方、前記Nb2O5の含有量が7％を超えるとガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）が本発明の範囲から逸脱してしまうおそれがある。同様の理由から、前記Nb2O5の含有量は、1〜6％であることが好ましい。
本発明の光学ガラスは、組成中にNb2O5を1〜7％含む。Nb2O5は主にガラスの耐失透安定性に効果を示し、線膨張係数（α）を低下させる効果も有する。また、上述したZnOと同様に、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整にも効果的な成分である。
Nb2O5の含有量は1〜7％であることを要するが、前記Nb2O5の含有量が1％よりも少ない場合には、上記効果が十分に得られないおそれがある。一方、前記Nb2O5の含有量が7％を超えるとガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）が本発明の範囲から逸脱してしまうおそれがある。同様の理由から、前記Nb2O5の含有量は、1〜6％であることが好ましい。
（ZnO＋Nb2O5）
本発明の光学ガラスでは、組成におけるZnO及びNb2O5の合計含有量が46〜70％であることを要する。屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲に調整し、さらに、ガラス転移温度（Tｇ）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）を確実に低減させることができるからである。前記合計含有量が46％未満の場合、上述した屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整ができず、ガラス転移温度（Tｇ）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）の低減が困難になるからであり、一方、前記合計含有量が70％を超えると、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整が困難になるからである。
本発明の光学ガラスでは、組成におけるZnO及びNb2O5の合計含有量が46〜70％であることを要する。屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲に調整し、さらに、ガラス転移温度（Tｇ）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）を確実に低減させることができるからである。前記合計含有量が46％未満の場合、上述した屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整ができず、ガラス転移温度（Tｇ）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）の低減が困難になるからであり、一方、前記合計含有量が70％を超えると、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）の調整が困難になるからである。
（Al2O3）
本発明の光学ガラスにおいて、Al2O3は任意成分であり、本発明では、主に耐候性を改善するための成分として使用されている。その含有量が6％を超えると、本発明の目的である低いガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）が得られなくなるおそれがある。同様の理由から、Al2O3の含有量の上限は、4％未満であることが好ましい。
本発明の光学ガラスにおいて、Al2O3は任意成分であり、本発明では、主に耐候性を改善するための成分として使用されている。その含有量が6％を超えると、本発明の目的である低いガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）が得られなくなるおそれがある。同様の理由から、Al2O3の含有量の上限は、4％未満であることが好ましい。
（P2O5＋Al2O3）
本発明の光学ガラスでは、組成におけるP2O5及びAl2O3の合計含有量が30〜48％である。前記合計含有量が30％を下回る場合には、耐失透安定性が損なわれ、量産化が困難になる恐れがあり、一方、前記合計含有量が48％を超えると、耐候性が悪化するおそれがある。同様の理由から、P2O5及びAl2O3の合計含有量は、33〜46％であることが好ましく、33％以上46％未満であることがより好ましく、33％以上44％未満であることがさらに好ましく、38％以上44％未満であることが最も好ましい。
本発明の光学ガラスでは、組成におけるP2O5及びAl2O3の合計含有量が30〜48％である。前記合計含有量が30％を下回る場合には、耐失透安定性が損なわれ、量産化が困難になる恐れがあり、一方、前記合計含有量が48％を超えると、耐候性が悪化するおそれがある。同様の理由から、P2O5及びAl2O3の合計含有量は、33〜46％であることが好ましく、33％以上46％未満であることがより好ましく、33％以上44％未満であることがさらに好ましく、38％以上44％未満であることが最も好ましい。
さらに、本発明の光学ガラスの組成は、必要に応じて、B2O3：0〜9％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、MgO：0〜13％、CaO：0〜10％、SrO：0〜6％、BaO：0〜4％、Bi2O3：0〜3％、TiO2：0〜7％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜6％、ZrO2：0〜1％のうちの、一種又は複数種を含有することができる。
（B2O3）
本発明の光学ガラスにおいて、B2O3は任意成分であり、上述したP2O5同様、耐失透安定性を改善する成分であるが、熱特性を上昇させ耐候性を悪化させる成分でもある。そのため、本願の目的から逸脱しない範囲で、耐失透安定性改善の目的のために最大9％まで含むことができる。9%を超えると熱特性が上昇し耐候性を悪化させるため、本願の目的から逸脱してしまうおそれがある。耐候性を悪化させない観点からは、前記B2O3の含有量を5%以下とすることが好ましい。
本発明の光学ガラスにおいて、B2O3は任意成分であり、上述したP2O5同様、耐失透安定性を改善する成分であるが、熱特性を上昇させ耐候性を悪化させる成分でもある。そのため、本願の目的から逸脱しない範囲で、耐失透安定性改善の目的のために最大9％まで含むことができる。9%を超えると熱特性が上昇し耐候性を悪化させるため、本願の目的から逸脱してしまうおそれがある。耐候性を悪化させない観点からは、前記B2O3の含有量を5%以下とすることが好ましい。
（Li2O）
本発明の光学ガラスにおいて、Li2Oは任意成分であり、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果の大きな成分である。Li2Oの含有量は0〜8％である。8％を超えると、耐候性を悪化させ、線膨張係数（α）も大きくなるおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、Li2Oは任意成分であり、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果の大きな成分である。Li2Oの含有量は0〜8％である。8％を超えると、耐候性を悪化させ、線膨張係数（α）も大きくなるおそれがある。
（Na2O）
本発明の光学ガラスにおいて、Na2Oは任意成分であり、上述したLi2Oと同様に、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果を奏するが、その効果はLi2Oよりは小さい。Na2Oの含有量は2％以下であるが、その含有量が2％を超えると、耐候性が低下し、線膨張係数（α）が大きくなるおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、Na2Oは任意成分であり、上述したLi2Oと同様に、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果を奏するが、その効果はLi2Oよりは小さい。Na2Oの含有量は2％以下であるが、その含有量が2％を超えると、耐候性が低下し、線膨張係数（α）が大きくなるおそれがある。
（K2O）
本発明の光学ガラスにおいて、K2Oは任意成分であり、上述したLi2O 及びNa2Oと同様に、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果を奏するが、その効果はLi2O及びNa2Oに比べて小さい。K2Oの含有量は1％以下であるが、その含有量が1％を超えると、耐候性が低下し、線膨張係数（α）が大きくなるおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、K2Oは任意成分であり、上述したLi2O 及びNa2Oと同様に、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）を低下させる効果を奏するが、その効果はLi2O及びNa2Oに比べて小さい。K2Oの含有量は1％以下であるが、その含有量が1％を超えると、耐候性が低下し、線膨張係数（α）が大きくなるおそれがある。
（MgO）
本発明の光学ガラスにおいて、MgOは任意成分であり、ガラスの溶解性を改善する効果を奏する成分である。MgOの含有量は13％以下であるが、上限の13％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、MgOは任意成分であり、ガラスの溶解性を改善する効果を奏する成分である。MgOの含有量は13％以下であるが、上限の13％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
（CaO）
本発明の光学ガラスにおいて、CaOは任意成分であり、上述したMgOと同様に、ガラスの溶解性を改善する効果を奏する成分である。CaOの含有量は10％以下であるが、上限の10％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。同様の理由から、CaOの含有量は、4％以下であることが好ましい。
本発明の光学ガラスにおいて、CaOは任意成分であり、上述したMgOと同様に、ガラスの溶解性を改善する効果を奏する成分である。CaOの含有量は10％以下であるが、上限の10％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。同様の理由から、CaOの含有量は、4％以下であることが好ましい。
（SrO）
本発明の光学ガラスにおいて、SrOは任意成分であり、上述したMgO及びCaOと同様に、ガラスの溶解性を改善する成分である。SrOの含有量は6％以下であるが、上限の6％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、SrOは任意成分であり、上述したMgO及びCaOと同様に、ガラスの溶解性を改善する成分である。SrOの含有量は6％以下であるが、上限の6％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
（BaO）
本発明の光学ガラスにおいて、BaOは任意成分であり、上述したMgO、CaO及びSrOと同様に、ガラスの溶解性を改善する成分である。BaOの含有量は4％以下であるが、上限の4％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、BaOは任意成分であり、上述したMgO、CaO及びSrOと同様に、ガラスの溶解性を改善する成分である。BaOの含有量は4％以下であるが、上限の4％を超えて含有した場合には、本発明の光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。
（Bi2O3）
本発明の光学ガラスにおいて、Bi2O3は任意成分であり、ガラスの溶解性を改善する成分である。Bi2O3の含有量は3％以下であるが、上限の3％を超えると、目的とする光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。そのため、Bi2O3の含有量は、2％以下であることが好ましい。
本発明の光学ガラスにおいて、Bi2O3は任意成分であり、ガラスの溶解性を改善する成分である。Bi2O3の含有量は3％以下であるが、上限の3％を超えると、目的とする光学恒数から逸脱してしまうおそれがある。そのため、Bi2O3の含有量は、2％以下であることが好ましい。
（TiO2）
本発明の光学ガラスにおいて、TiO2は任意成分であり、主に屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲に調整する目的で使用される。TiO2の含有量は7％以下であるが、上限の7％を超えると耐失透安定性が悪化するおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、TiO2は任意成分であり、主に屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲に調整する目的で使用される。TiO2の含有量は7％以下であるが、上限の7％を超えると耐失透安定性が悪化するおそれがある。
（Y2O3）
本発明の光学ガラスにおいて、Y2O3は、任意成分であり、主に耐候性に効果がある成分である。Y2O3の含有量は1％以下であるが、上限の1％を超えると、熔解性が悪化するおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、Y2O3は、任意成分であり、主に耐候性に効果がある成分である。Y2O3の含有量は1％以下であるが、上限の1％を超えると、熔解性が悪化するおそれがある。
（SiO2）
本発明の光学ガラスにおいて、SiO2は、任意成分であり、ガラスの耐失透安定性向上に効果的な成分である。SiO2の含有量は4％以下であるが、上限の4％を超えると熔解性が悪化するおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、SiO2は、任意成分であり、ガラスの耐失透安定性向上に効果的な成分である。SiO2の含有量は4％以下であるが、上限の4％を超えると熔解性が悪化するおそれがある。
（WO3）
本発明の光学ガラスにおいて、WO3は、任意成分であり、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲へ調整する効果がある成分である。WO3の含有量は6％以下であるが、上限の6％を超えると耐失等安定性が悪化するおそれがある。そのため、WO3の含有量は、好ましくは、1％以下である。
本発明の光学ガラスにおいて、WO3は、任意成分であり、屈折率（nd）及びアッベ数（νd）を適正範囲へ調整する効果がある成分である。WO3の含有量は6％以下であるが、上限の6％を超えると耐失等安定性が悪化するおそれがある。そのため、WO3の含有量は、好ましくは、1％以下である。
（ZrO2）
本発明の光学ガラスにおいて、ZrO2は、任意成分であり、耐候性を向上させる成分である。ZrO2の含有量は1％以下であるが、上限の1％を超えると溶解性が悪化するおそれがある。
本発明の光学ガラスにおいて、ZrO2は、任意成分であり、耐候性を向上させる成分である。ZrO2の含有量は1％以下であるが、上限の1％を超えると溶解性が悪化するおそれがある。
そして、本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度（Tg）が360〜510℃、屈伏点（At）が400〜550℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃、屈折率（nd）が1.58〜1.71、アッベ数（νd）が37〜52の範囲である。
（屈折率（nd）、アッベ数（νd））
本発明の光学ガラスは、屈折率（nd）が1.58〜1.71、アッベ数（νd）が37〜52である。これらの光学恒数を有することで、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスとすることができる。
また、前記屈折率（nd）については、中屈折率の光学ガラスを得る観点からは、1.59〜1.66であることが好ましく、1.60〜1.66であることがより好ましく、1.60〜1.64であることが特に好ましい。
さらに、前記アッベ数（νd）については、中分散領域の光学ガラスを得る観点からは、42〜52であることが好ましく、42〜51であることがより好ましい。
本発明の光学ガラスは、屈折率（nd）が1.58〜1.71、アッベ数（νd）が37〜52である。これらの光学恒数を有することで、中屈折率及び中分散領域の光学ガラスとすることができる。
また、前記屈折率（nd）については、中屈折率の光学ガラスを得る観点からは、1.59〜1.66であることが好ましく、1.60〜1.66であることがより好ましく、1.60〜1.64であることが特に好ましい。
さらに、前記アッベ数（νd）については、中分散領域の光学ガラスを得る観点からは、42〜52であることが好ましく、42〜51であることがより好ましい。
（ガラス転移温度（Tg）、屈伏点（At）、線膨張係数（α））
本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度（Tg）が360〜510℃、屈伏点（At）が400〜550℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃である。これらのパラメータが上記範囲となることで、小さな線膨張係数（α）を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が可能となる。
ここで、前記ガラス転移温度（Tg）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の成形温度をより下げることができる点から、360〜490℃であることが好ましく、400〜490℃であることがより好ましく、400〜470℃であることが特に好ましい。
また、前記屈伏点（At）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の成形温度をより下げることができる点から、400〜520℃であることが好ましく、430〜520℃であることがより好ましく、430〜500℃であることが特に好ましい。
さらに、前記線膨張係数（α）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の金型との膨張率差をより小さくできる点から、50〜80×10-7／℃であることが好ましく、55〜80×10-7／℃であることがより好ましい。
本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度（Tg）が360〜510℃、屈伏点（At）が400〜550℃、線膨張係数（α）が50〜90×10-7／℃である。これらのパラメータが上記範囲となることで、小さな線膨張係数（α）を有しつつ、ガラス転移温度（Tg）及び屈伏点（At）の低減が可能となる。
ここで、前記ガラス転移温度（Tg）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の成形温度をより下げることができる点から、360〜490℃であることが好ましく、400〜490℃であることがより好ましく、400〜470℃であることが特に好ましい。
また、前記屈伏点（At）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の成形温度をより下げることができる点から、400〜520℃であることが好ましく、430〜520℃であることがより好ましく、430〜500℃であることが特に好ましい。
さらに、前記線膨張係数（α）は、中屈折率及び中分散領域の光学恒数を有しつつ、精密プレス時の金型との膨張率差をより小さくできる点から、50〜80×10-7／℃であることが好ましく、55〜80×10-7／℃であることがより好ましい。
（光学ガラスの製造方法）
なお、本発明の光学ガラスの製造方法については、成分組成、光学恒数及び物性が、上記範囲を満足すれば、詳細な製造条件については限定されることはなく、従来の製造方法に従って行うことができる。
例えば、各成分の原料として、酸化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次に、これらの原料を例えば白金ルツボに投入して、電気炉にて1100〜1450℃等の温度で加熱して熔融させながら適時撹拌し、清澄、均質化した後、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪を取り除くことで、本発明の光学ガラスを製造することができる。
なお、ガラスの着色改善や脱泡のため、必要に応じて、ごく少量（0.5％以下）のSb2O3等の工業上周知である脱泡成分を加えることもできる。
なお、本発明の光学ガラスの製造方法については、成分組成、光学恒数及び物性が、上記範囲を満足すれば、詳細な製造条件については限定されることはなく、従来の製造方法に従って行うことができる。
例えば、各成分の原料として、酸化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次に、これらの原料を例えば白金ルツボに投入して、電気炉にて1100〜1450℃等の温度で加熱して熔融させながら適時撹拌し、清澄、均質化した後、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪を取り除くことで、本発明の光学ガラスを製造することができる。
なお、ガラスの着色改善や脱泡のため、必要に応じて、ごく少量（0.5％以下）のSb2O3等の工業上周知である脱泡成分を加えることもできる。
＜精密プレス成形用プリフォーム＞
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上述した本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。
精密プレス成形用プリフォームが、本発明の光学ガラスから構成されることによって、精密プレス時の金型との膨張率差を小さくできるとともに、成形温度を低減でき、優れた耐候性を有することができる。
なお、精密プレス成形用プリフォームとは、精密プレス成形法に用いられる鏡面状態を有するガラス予備成形体のことである。
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上述した本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。
精密プレス成形用プリフォームが、本発明の光学ガラスから構成されることによって、精密プレス時の金型との膨張率差を小さくできるとともに、成形温度を低減でき、優れた耐候性を有することができる。
なお、精密プレス成形用プリフォームとは、精密プレス成形法に用いられる鏡面状態を有するガラス予備成形体のことである。
ここで、精密プレス成形用プリフォームの作製方法には、大きく分けて２通りの方法で行うことができる。１つは、最終レンズ形状に近似のガラスブロックを作製し、光学鏡面に研磨する方法。もう１つは、熔融ガラスをノズルから滴下する事で直接成形用プリフォームを作製する方法である。
前者は、大径のレンズを製造する等の形状の制約がある場合に用いることができる。後者は、滴下プリフォームを作製可能な程度に耐失透安定性を有し、プリフォームの重量及び形状が適合した場合に用いることが可能であり、特に、滴下プリフォームの場合には、大量生産に適した方法である。本発明では、どちらの方法で製造された精密プレス成形用プリフォームであってもよい。
前者は、大径のレンズを製造する等の形状の制約がある場合に用いることができる。後者は、滴下プリフォームを作製可能な程度に耐失透安定性を有し、プリフォームの重量及び形状が適合した場合に用いることが可能であり、特に、滴下プリフォームの場合には、大量生産に適した方法である。本発明では、どちらの方法で製造された精密プレス成形用プリフォームであってもよい。
＜光学素子＞
本発明の光学素子は、上述した本発明の精密プレス成形用プリフォームを用いたことを特徴とする。
本発明の精密プレス成形用プリフォームを、種々の光学素子の製造に用いることによって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形後のクラック発生が抑制され、耐候性にも優れた光学素子を得ることができる。
本発明の光学素子は、上述した本発明の精密プレス成形用プリフォームを用いたことを特徴とする。
本発明の精密プレス成形用プリフォームを、種々の光学素子の製造に用いることによって、製造時に精密プレス成形用金型を劣化させることなく、成形後のクラック発生が抑制され、耐候性にも優れた光学素子を得ることができる。
ここで、本発明の光学素子の製造方法の一例について説明する。
本発明の光学素子は、本発明のプリフォームを用い、レンズ面形状に加工された金型によって精密プレス成形を行う。ここで、前記精密プレス成形工程については、例えば、昇温工程、成形工程、徐冷工程に分類される。
（ｉ）昇温工程は、金型にセットされたプリフォームをガラス転移温度（Tg）近傍まで加熱する工程である。
（ｉｉ）成形工程は、予熱された金型とプリフォームを屈伏点（At）以上の温度で加圧成形する工程である。
（ｉｉｉ）徐冷工程は、文字通り、成形された光学素子を徐冷する工程である。
本発明の光学素子は、本発明のプリフォームを用い、レンズ面形状に加工された金型によって精密プレス成形を行う。ここで、前記精密プレス成形工程については、例えば、昇温工程、成形工程、徐冷工程に分類される。
（ｉ）昇温工程は、金型にセットされたプリフォームをガラス転移温度（Tg）近傍まで加熱する工程である。
（ｉｉ）成形工程は、予熱された金型とプリフォームを屈伏点（At）以上の温度で加圧成形する工程である。
（ｉｉｉ）徐冷工程は、文字通り、成形された光学素子を徐冷する工程である。
なお、それぞれの工程では、金型及び離型膜等の性質上不活性ガス雰囲気が一般的である。成形するレンズの形状によっては、成形面へのエア溜まりを防ぐために成形室を減圧して成形することもできる。
また、成形時の条件については、例えば、成形時のガラスの粘度を、105〜109dPa・s程度、成形圧力を1〜20MPa程度、一連の成形に係る時間を5〜60min程度にすることができる。
本発明の光学ガラスを含んだ精密プレス成形用プリフォームを用いて光学素子を作製する場合には、成形温度と線膨張係数（α）が低いので、成形タクト時間を短縮することができる。これによって、生産性の向上と金型劣化リスクを低減することが可能となる。
また、成形時の条件については、例えば、成形時のガラスの粘度を、105〜109dPa・s程度、成形圧力を1〜20MPa程度、一連の成形に係る時間を5〜60min程度にすることができる。
本発明の光学ガラスを含んだ精密プレス成形用プリフォームを用いて光学素子を作製する場合には、成形温度と線膨張係数（α）が低いので、成形タクト時間を短縮することができる。これによって、生産性の向上と金型劣化リスクを低減することが可能となる。
なお、本発明の精密プレス成形用プリフォームを用いた精密プレス成形時には、精密プレス成形時にガラスと金型との反応性を低減し、成形面の劣化を抑制するために金型成形面に離型膜とよばれる0.1〜50μm程度の薄膜を施すこともできる。この種の離型膜としては、例えば貴金属膜、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜、酸化物膜、窒化物膜等があり、ガラス系や成形温度、金型材質等によって適宜選択使用されている。金型の長寿命化に果たす離型膜の役割は大きく、精密プレス成形に適したガラスの開発と並行してこの離型膜の開発も活発に行なわれている。
離型膜は、通常一般に行なわれている蒸着法やスパッタリング法等によって成膜される。
離型膜は、通常一般に行なわれている蒸着法やスパッタリング法等によって成膜される。
本発明の精密プレス成形用プリフォームを用いることによって、例えば、単レンズ、レンズアレイ、シリンドリカルレンズ、トロイダルレンズ、異形レンズ等の形状が製造可能である。また、成形品の歪が光学素子の性能に大きく影響を与える場合には、成形面の面精度を劣化させることなく、徐歪する事も可能である。これは通常の屈折率調整目的で行ってもよい。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例、比較例のサンプル）
光学ガラスの原料として、酸化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を使用し、表１〜３に示す組成を有する光学ガラスの材料を調製した。サンプルの質量が100gとなるように前記原料を秤量し、十分混合した後白金ルツボに投入し、電気炉にて1100〜1450℃で1〜3時間熔解した。溶解中適宜撹拌により均質化を図り、清澄した後適当な温度に予熱した金型内に鋳込み徐冷して歪を取り除くことで、各実施例及び比較例の光学ガラスブロックのサンプルを得た。
なお、比較例１のサンプルは、特許文献１の実施例２に該当するものであり、比較例２のサンプルは、特許文献２の実施例１６に該当するものである。
光学ガラスの原料として、酸化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を使用し、表１〜３に示す組成を有する光学ガラスの材料を調製した。サンプルの質量が100gとなるように前記原料を秤量し、十分混合した後白金ルツボに投入し、電気炉にて1100〜1450℃で1〜3時間熔解した。溶解中適宜撹拌により均質化を図り、清澄した後適当な温度に予熱した金型内に鋳込み徐冷して歪を取り除くことで、各実施例及び比較例の光学ガラスブロックのサンプルを得た。
なお、比較例１のサンプルは、特許文献１の実施例２に該当するものであり、比較例２のサンプルは、特許文献２の実施例１６に該当するものである。
（評価）
得られた各光学ガラスブロックのサンプルについて、屈折率（nd）、アッベ数（νd）、ガラス転移温度（Tg）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）の測定を行い、耐候性について評価を行った。
得られた各光学ガラスブロックのサンプルについて、屈折率（nd）、アッベ数（νd）、ガラス転移温度（Tg）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）の測定を行い、耐候性について評価を行った。
（１）屈折率（nd）、アッベ数（νd）、ガラス転移温度（Tg）、屈伏点（At）及び線膨張係数（α）
これらのパラメータの測定については、それぞれ、日本光学硝子工業会規格に準じ、「JOGIS01−2003光学ガラスの屈折率の測定方法」及び「JOGIS08−2003光学ガラスの熱膨張の測定方法」に記載された方法に従って行った。測定結果を表１〜３に示す。
これらのパラメータの測定については、それぞれ、日本光学硝子工業会規格に準じ、「JOGIS01−2003光学ガラスの屈折率の測定方法」及び「JOGIS08−2003光学ガラスの熱膨張の測定方法」に記載された方法に従って行った。測定結果を表１〜３に示す。
（２）耐候性評価
耐候性評価は、各サンプルのガラスブロックを、15mm×15mm×5mmに加工し、15mm×15mm面について両面光学鏡面となるように研磨したものをサンプルとして用いた。
試験については、ESPEC（SH-221）製の恒温恒湿機を用い、85℃、85％の条件下で、24時間の暴露を行った後の、表面のヤケについて目視にて評価した。評価は、以下基準にて行い、評価結果を表１〜３に示す。
◎：ヤケが認められないもの。
○：鏡面に何らかのブツ状の変化が認められるもの。
×：鏡面が白濁しているもの。
耐候性評価は、各サンプルのガラスブロックを、15mm×15mm×5mmに加工し、15mm×15mm面について両面光学鏡面となるように研磨したものをサンプルとして用いた。
試験については、ESPEC（SH-221）製の恒温恒湿機を用い、85℃、85％の条件下で、24時間の暴露を行った後の、表面のヤケについて目視にて評価した。評価は、以下基準にて行い、評価結果を表１〜３に示す。
◎：ヤケが認められないもの。
○：鏡面に何らかのブツ状の変化が認められるもの。
×：鏡面が白濁しているもの。
（評価結果）
表１〜３の結果から、本発明の範囲内である各実施例の光学ガラスのサンプルは、本願目的の中屈折率中分散領域の光学恒数を有し、十分低い熱特性と十分小さい線膨張係数（α）を合わせて有し、さらに実用的な耐候性をも備えていることがわかった。
一方、比較例１及び２のサンプルは、光学恒数及び熱特性については一部実施例と同程度であるものの、線膨張係数（α）の大きさや、耐候性の点で実施例の各サンプルに比べて劣る結果を示し、許文献１及び２では、本願発明と同等の効果を示すことができないことがわかった。
表１〜３の結果から、本発明の範囲内である各実施例の光学ガラスのサンプルは、本願目的の中屈折率中分散領域の光学恒数を有し、十分低い熱特性と十分小さい線膨張係数（α）を合わせて有し、さらに実用的な耐候性をも備えていることがわかった。
一方、比較例１及び２のサンプルは、光学恒数及び熱特性については一部実施例と同程度であるものの、線膨張係数（α）の大きさや、耐候性の点で実施例の各サンプルに比べて劣る結果を示し、許文献１及び２では、本願発明と同等の効果を示すことができないことがわかった。
本発明によれば、小さな線膨張係及び優れた耐候性を有しつつ、ガラス転移温度及び屈伏点の低減が図られた、中屈折率及び中分散領域の光学ガラス、並びに、該光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び該プリフォームを用いた光学素子を提供が可能となる。
Claims (5)
- モル％表示で、P2O5：31％以上40％未満、ZnO：44〜61％及びNb2O5：1〜6％を含み、Sb 2 O 3 を含まず、且つ、ZnO及びNb2O5の合計含有量が47〜66％である組成を有し、ガラス転移温度（Tg）が400〜490℃、屈伏点（At）が430〜520℃、線膨張係数（α）が50〜80×10-7／℃、屈折率（nd）が1.59〜1.66、アッベ数（νd）が42〜52の範囲であることを特徴とする、光学ガラス。
- モル％表示で、Al2O3：0〜6％をさらに含み、且つ、P2O5及びAl2O3の合計含有量が33％以上46％未満である組成を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学ガラス。
- モル％表示で、B2O3：0〜5％、Li2O：0〜8％、Na2O：0〜2％、K2O：0〜1％、CaO：0〜4％、BaO：0〜4％、Y2O3：0〜1％、SiO2：0〜4％、WO3：0〜1％、ZrO2：0〜1％をさらに含む組成を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする、精密プレス成形用プリフォーム。
- 請求項４項に記載の精密プレス成形用プリフォームを用いたことを特徴とする、光学素子。
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| JP2016214578A JP6741558B2 (ja) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子 |
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