JP7250434B2 - 光学ガラス、光学素子、光学機器、光学ガラスの製造方法および光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｌａ_２Ｏ_３等の希土類と、Ｂ_２Ｏ_３と、Ｎｂ_２Ｏ_５と、ＴｉＯ_２を必須成分とした光学ガラス及びそれを成形して得られる光学素子およびそれらの製造方法に関する。

一般に、高屈折率高分散のガラスは、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５などに代表される網目形成酸化物と、高屈折率高分散を与えるＮｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２などの網目修飾酸化物または中間酸化物を含有させて作製する。ここで、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２は可視光付近まで吸収端が存在するので、高屈折率高分散を与える。高屈折率高分散ガラスを得ようとする場合、低屈折率低分散である網目形成酸化物をＮｂ_２Ｏ_５やＴｉＯ_２に置換して、相対的にＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５の割合を増加させ高屈折率高分散ガラスを作製する。このように網目形成酸化物割合が少なくなりＮｂ_２Ｏ_５のような網目修飾酸化物またはＴｉＯ_２のような中間酸化物が増えると、ガラスが不安定化し結晶が析出しやすくなる。また、ＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５は還元しやすく、その合計量が増えれば増えるほど型を用いてガラスを加熱成形しレンズとするガラスモールド作製工程で、型とガラス中の酸素が反応して気体が発生し、転写不良が生じやすくなる。転写不良の対策として、還元しやすいイオン量を低減すること、ガラスモールド作製工程の加熱成形温度を低下させて型とガラスの反応を抑制することが行われてきた。

特許文献１では、Ｂ_２Ｏ_３―Ｌａ_２Ｏ_３―Ｎｂ_２Ｏ_５系ガラスが開示されている。また、特許文献２ではＬａ_２Ｏ_３―ＴｉＯ_２－Ｔａ_２Ｏ_５系のガラスが開示されている。

特開２０１４－１９６２３６号公報 特開２０１６－１９９４０８号公報

特許文献１は、Ｂ_２Ｏ_３―Ｌａ_２Ｏ_３―Ｎｂ_２Ｏ_５を基本成分とする高屈折率低分散の光学ガラスを開示している。しかしながら、特許文献１に開示されている光学ガラスは、高屈折率でガラス転移点が低いガラスについては開示していない。特許文献１に記載された高屈折率の光学ガラスは、ガラス転移点が高いので、ガラスモールドでレンズ等を作製する場合に、加熱成形工程の温度が高くなり、型とガラスの反応が生じて転写不良が発生しやすいという課題がある。

特許文献２は、Ｌａ_２Ｏ_３―ＴｉＯ_２－Ｔａ_２Ｏ_５を基本成分とする高屈折高分散ガラスを開示している。しかしながら、特許文献２に開示されたガラスは、ガラス転移点が低いガラスについては開示していない。また、特許文献２に開示されたガラスは、還元され易いＴｉ^４＋を多く含有しているので、ガラスモールド作製工程では型とガラスが反応して気体が発生し、転写不良が発生しやすいという課題がある。

本発明はこのような背景技術に鑑みてなされたものであり、本発明の光学ガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３等の希土類と、Ｂ_２Ｏ_３と、Ｎｂ_２Ｏ_５と、ＴｉＯ_２を必須成分とした光学ガラスである。本発明の光学ガラスは、高屈折率でガラス転移点が低く、ガラスモールドのプリフォームに用いた場合に転写不良が少ない光学ガラスを提供することを目的とする。

本発明の光学ガラスは、ガラスを構成する陽イオンとして、カチオン％表示で、１０ｃａｔ％≦Ｂ^３＋≦５０ｃａｔ％、１５ｃａｔ％≦Ｌａ^３＋≦３５ｃａｔ％、２０ｃａｔ％≦Ｎｂ^５＋≦５０ｃａｔ％、１５ｃａｔ％≦Ｔｉ^４＋≦２５ｃａｔ％を満たす（ただし、Ｔｉ ^４＋ ＝２５ｃａｔ％のとき、１０ｃａｔ％≦Ｂ ^３＋ ≦３０ｃａｔ％、１５ｃａｔ％≦Ｌａ ^３＋ ≦２５ｃａｔ％、３０ｃａｔ％≦Ｎｂ ^５＋ ≦５０ｃａｔ％、を満たす）ことを特徴とする。

本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを有することを特徴とする。

本発明の光学ガラスの製造方法は、無容器凝固法を用いる光学ガラスの製造方法であって、カチオン％表示で、上記の光学ガラスの組成を満たすガラス材料を浮上ガスで浮上させる工程と、前記浮上させたガラス材料を加熱溶解して溶融物を得る工程と、前記溶融物を浮上させた状態で冷却固化する工程と、を有することを特徴とする。

本発明の光学素子の製造方法は、上記の組成を有する光学ガラスのレンズプリフォームを準備する工程と、加熱した前記レンズプリフォームを、型部材を用いて加圧して成形する工程と、成形した前記レンズプリフォームを型部材から離型して光学素子を作製する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、高屈折率高分散であり、ガラス転移点が低く、ガラスモールドのプリフォームに用いた場合に転写不良が少ない光学ガラスを提供することができる。

本発明の光学レンズを製造するときに用いる成形機の概略図である。 実施例で用いたガスジェット浮遊装置を示す概略図である。 実施例および比較例のＴｉ^４＋＝５ｃａｔ％時のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図である。 実施例および比較例のＴｉ^４＋＝１０ｃａｔ％時のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図である。 実施例および比較例のＴｉ^４＋＝１５ｃａｔ％時のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図である。 実施例および比較例のＴｉ^４＋＝２０ｃａｔ％時のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図である。 実施例および比較例のＴｉ^４＋＝２５ｃａｔ％時のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

（光学ガラス）
本発明の光学ガラスは、カチオン成分として、Ｂ^３＋、Ｌａ^３＋等の希土類イオン、Ｎｂ^５＋、Ｔｉ^４＋イオンを含有するガラスである。本発明のガラスは、高屈折率高分散で、低ガラス転移点を有するガラスである。

本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合（カチオン％表示）で、Ｂ^３＋を１０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下含有する。Ｂ^３＋は光学塩基度Ｂ_ｉの値が０．０２８と小さく、酸素を放出しにくい。

光学塩基度Ｂは以下のようにして定義する。酸化物Ｍ_ｉＯのＭ_ｉ－Ｏ間の結合力は陽イオン－酸素イオン間引力Ａ_ｉとすると、下記式（１）のようになる。ここで、Ｚｉ＝Ｍｉイオンの価数、Ｚ_Ｏ２－＝酸素イオンの価数、ｒｉ＝Ｍｉイオンのイオン半径、ｒ_Ｏ２－＝酸素イオンのイオン半径である。

下記式（２）のＡｉの逆数（１／Ａｉ）を構成成分酸化物ＭｉＯの酸素供給能力とするＢｉとする。

このＢ_ｉをＣａＯ＝１、ＳｉＯ２＝０として規格化したものがＢである。

光学ガラスを高温に加熱して軟化させ、型（鋳型）に流し込んでプレス加工をして成形するガラスモールドでは、ガラス中の酸素イオンが型と反応し気体が発生することにより転写不良が生じる原因となる。本発明の光学ガラスは、Ｂ^３＋を１０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下含有するので、ガラスモールドで光学レンズを作製する場合に転写不良を抑制することができる。Ｂ^３＋が１０ｃａｔ％未満だと、ガラスが得られ難く、またガラスモールドでレンズを作製する場合に転写不良が生じ易い。また、Ｂ^３＋が５０ｃａｔ％より多いと、屈折率が低下し、高屈折率高分散ガラスが得られない。

本発明の光学ガラスは、Ｂ^３＋を２０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下含有することが好ましい。

本発明の光学ガラスは、Ｌａ^３＋を１５ｃａｔ％以上３５ｃａｔ％以下含有する。Ｌａ^３＋等の希土類イオン（Ｌａ^３＋、Ｙ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｌｕ^３＋、Ｙｂ^３＋）は網目形成成分と同様の働きをしていると考えられる。Ｌａ^３＋等の希土類イオンの含有量が１５ｃａｔ％未満だとガラスが得られ難い。Ｌａ^３＋等の希土類イオンの含有量が３５ｃａｔ％より多いと、低分散化し高分散ガラスが得られず、またガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりガラスモールドでレンズを作製する場合に高温を要する。ここで、Ｌａ^３＋は、Ｙ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｌｕ^３＋、Ｙｂ^３から選ばれる少なくとも１つ以上の希土類イオンと置換が可能である。Ｙ^３＋、Ｌｕ^３＋、Ｙｂ^３は０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下、Ｇｄ^３＋は０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下Ｌａ^３＋と置換することができる。Ｙ^３＋、Ｌｕ^３＋、Ｙｂ^３＋は１０ｃａｔ％、Ｇｄ^３＋は１５ｃａｔ％より多いと結晶化する。

本発明の光学ガラスは、Ｎｂ^５＋を２０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下含有する。ガラス中でＮｂ^５＋は、一部ガラス網目形成成分として働き、特に高屈折率高分散を付与する働きをする。Ｎｂ^５＋が２０ｃａｔ％未満であると高屈折率ガラスが得られず、Ｎｂ^５＋が５０ｃａｔ％を超えると、ガラスが不安定化し結晶化（失透）してしまう。

本発明の光学ガラスは、Ｔｉ^４＋を１５ｃａｔ％以上２５ｃａｔ％以下含有する。Ｔｉ^４＋は高屈折率高分散を与える必須成分である。Ｔｉ^４＋が１５ｃａｔ％未満であるとガラスが不安定化し失透してしまう。２５ｃａｔ％より多いとガラス転移点が上昇し、ガラスに黄色味が帯びて透過率が低下する。

本発明の光学ガラスは、Ａｌ^３＋を０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有することができる。Ａｌ^３＋は溶融時の粘性をあげ失透防止の役割を果たす。しかしながら、Ａｌ^３＋が５ｃａｔ％より多いと屈折率が低下する。

本発明の光学ガラスは、Ｇａ^３＋を０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有することができる。Ｇａ^３＋はガラス化促進の効果を有するが、Ｇａ^３＋が５ｃａｔ％より多いと揮発しやすくなりガラスモールドで成形してレンズを作製した場合に転写不良が起こりやすくなる。

本発明の光学ガラスは、Ｚｎ^２＋を０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下含有することができる。Ｚｎ^２＋はガラス化範囲を広げ、ガラス転移点を下げる効果があり、屈折率低下を抑制する成分である。Ｚｎ^２＋が１０ｃａｔ％より多いとガラスが不安定化し結晶化（失透）し易くなる。また、Ｚｎ^２＋が１０ｃａｔ％より多いと溶融時の粘度が低くなり大きなガラス体を得られ難く、揮発しやすくなりガラスモールドで成形してレンズを作製した場合に転写不良が起こりやすくなる。

本発明の光学ガラスは、Ｔａ^５＋が０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有することができる。Ｔａ^５＋は、ガラス化を促進し、高屈折率効果を有する。Ｔａ^５＋が１５ｃａｔ％より多いと揮発しやすくなりガラスモールドで成形してレンズを作製した場合に転写不良が起こりやすくなる。

本発明の光学ガラスは、上記の成分の他に、高屈折率高分散で無色透明の特性を維持できる範囲で他の成分を含有しても良い。例えば、陽イオンとしてはＳｉ^４＋、Ｇｅ^４＋、Ｚｒ^４＋、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｂａ^２＋、陰イオンとしてはＦ^－、Ｓ^２－を含有することができる。

本発明の光学ガラスは、Ｐｂ^＋２ が０ｃａｔ％以上３ｃａｔ％以下であることが好ましく、０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下であることがより好ましく、０ｃａｔ％であることが更に好ましい。Ｐｂ^＋２ が３ｃａｔ％より多くなると、無容器凝固法で光学ガラスを作製する場合に、溶融時の粘性を低下させて、溶融時のガラスとノズルが付着しやすく大きな容量のガラスを得るのが困難となる。

本発明の光学ガラスは、Ｗ^６＋が０ｃａｔ％以上３ｃａｔ％以下であることが好ましく、０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下であることがより好ましく、０ｃａｔ％であることが更に好ましい。Ｗ^６＋は高屈折率高分散を与え、ガラス転移点を低下させる効果を有する。しかし、Ｗ^６＋が３ｃａｔ％より多くなると、Ｗ^６＋は還元され易いので、ガラスモールドで成形してレンズを作製した場合に成形型と反応しガスを発生して転写不良が起こり易くなる。

本発明の光学ガラスは、Ｂｉ^３＋、Ｐｂ^＋２ 、Ｔｅ^２＋が各々０ｃａｔ％以上３ｃａｔ％以下であることが好ましく、０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下であることがより好ましく、０ｃａｔ％であることが更に好ましい。Ｂｉ^３＋、Ｐｂ^２＋、Ｔｅ^２＋は、高い高屈折率高分散効果を与えるが、可視光領域に吸収を持つため添加することでガラスが黄色みを帯び易い。Ｂｉ^３＋、Ｐｂ^２＋、Ｔｅ^２＋が各々０ｃａｔ％以上３ｃａｔ％より多いと、これらのイオンは還元され易いので、光学ガラス中に金属として析出し易くなる。また、ガラスモールドで成形してレンズを作製した場合に成形型と反応してガスを発生し転写不良が起こり易くなる。

本発明の光学ガラスは、Ｂ^３＋とＬａ^３＋とＹ^３＋とＧｄ^３＋とＬｕ^３＋、とＹｂ^３とＮｂ^５＋とＴｉ^４＋の合計量が８５ｃａｔ％以上１００ｃａｔ％以下であることが好ましく、９５ｃａｔ％以上１００ｃａｔ％以下であることがより好ましい。

本発明の光学レンズは、ｄ線における屈折率が２．０７以上２．３１以下、アッベ数が１８以上２５以下であることが好ましい。また、本発明の光学レンズは、ガラス転移点（Ｔｇ）が７５０℃以下であることが好ましく、７３０℃以下であることがより好ましく、７１０℃以下であることが更に好ましい。ガラス転移点（Ｔｇ）が高いとガラスをプレスするときの温度も上昇するため、ガラスとプレス型の反応が促進され、泡が発生し易くなる。

（光学素子）
本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを成形することによって得られる。本明細書において、光学素子とは、レンズ、プリズム、反射鏡（ミラー）、回折格子等の光学機器を構成する素子をいう。

（光学ガラスの製造方法）
本発明の光学ガラスの製造方法は、炭酸ガスレーザをガラス材料に照射して溶解させ、その溶融物をノズルから噴出されたガス流体（浮上ガス）により浮上させた後、冷却固化させる無容器凝固法である。ガス流体のガス種は用途に合わせて、空気、窒素、酸素、アルゴンなどに代表される不活性ガスを用いることができる。また、ガス流量は溶融物の浮上に合わせて２００～５０００ｍｌ／分とすることができる。

無容器凝固法とは、Ｐｔ合金（Ｐｔまたは白金合金、例えばＰｔ―Ａｕ，Ｐｔ―Ａｕ―Ｒｈなど）やＣ系（ＣやＳｉＣなど）等の容器を用いずに、材料を加熱溶解させた後、冷却固化させてガラスを得る方法である。

無容器凝固法の特徴は大きく２つある。１つ目は容器を用いることが無い為、溶融物と容器の界面で発生する不均一核生成が無く、深い冷却度を得ることができることである。２つ目は、容器を用いることが無い為、従来は容器そのものの融点（例えばＰｔならば１７６８℃）以上の高融点を有する試料も加熱溶解できることである。

無容器凝固法での主な工程は、ガラス材料を加熱溶解させる工程、そのガラス材料を加熱溶解させた溶融物を浮上させる工程、及び加熱源を切り冷却固化させる工程、である。

ガラス材料料を加熱溶解させる工程では、加熱源として炭酸ガスレーザに代表されるレーザ加熱源、高周波加熱源、マイクロ波加熱源、ハロゲンランプの集光によるイメージ炉などを用いることができる。

溶融物を浮上させる工程では、磁気浮遊，静電浮遊，音波浮遊，ガスジェット浮遊（ガス浮上）やそれぞれの組み合わせ（例えば音波浮遊とガスジェット浮遊など），微小重力下（例えば落下や宇宙空間など）を用いることができる。これらの中では、簡便な装置の構成で浮上させることができるので、ガスジェット浮遊（ガス浮上）を用いることが好ましい。

溶融物を浮上させた状態で冷却固化する工程では、溶融物から結晶が発生しない冷却速度で冷却固化させることで透明なガラス球を得ることができる。

（光学レンズの製造方法）
本発明の光学レンズの製造方法では、上記の光学ガラスのレンズプリフォームを準備する。準備したレンズプリフォームを、上型と下型とを有する型部材を有する図１に示す成形機を用いて加圧して成形する。次に、成形した前記レンズプリフォームを型部材から離型して光学レンズを作製する。

図１は、本発明の光学レンズの製造方法に用いる成形機の概略図である。図１を用いて光学レンズの製造方法について説明する。成形機５０には、チャンバー５１、成形用型１０を有している。さらに、成形されるレンズプリフォーム５２が成形用型１０に投入される。成型機５０は、ヒーター５３、上型をプレスするための軸５４、上型をプレスする際に軸位置を決定する胴型５５、下型を支え圧力を加える支持台５６を有している。

チャンバー５１の内部は窒素置換され、その後、ヒーター５３により所望の温度までレンズプリフォーム５２、成形用型１０、胴型５５が加熱される。その後、軸５４と支持台５６用いて上下の成形用型１０で硝子プリフォーム５２をプレス成形する。

成形型１０の上型と下型の型部材は、レンズプリフォームと接触する表面に離型膜を有していることが好ましい。離型膜は、金属系の膜やアモルファスカーボン膜を用いることができる。耐食性に優れているのでアモルファスカーボン膜を用いることが好ましい。

以下に、実施例を用いて本発明を説明する。

出来上がったガラスはＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分析により測定した。

実施例１～５７では、ガラス中の陽イオンの組成が表１に示すように、ガラス原料として、Ｂ_２Ｏ_３（Ｈ_３ＢＯ_３）Ｌａ_２Ｏ_３（ＬａＦ_３，Ｌａ_２Ｓ_３）、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２（ＴｉＳ_２）、ＺｎＯの合計が１０ｇとなるよう秤量した。

その後メノウ乳鉢を用いて１５分間ガラス合成の原料が均一になるよう混合した。この混合物中の水分を除く為に、６００℃で７時間電気炉中にて焼成した。焼成粉末を加圧ゴム型に充填させた後、冷間等方圧加圧法にて２０ｋＮで１分間保持した。出来上がった棒状粉末（圧粉体）を、１２００℃で７時間焼成を行ない、焼結体１を得た。この焼結体１を図２に示すガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットし、５００ｍｌ／分の酸素ガス４をノズル穴から流しながら、炭酸ガスレーザ５を上部から照射し加熱した。ここで酸素ガス４は乾燥空気でも窒素でも試料２を浮上させることができれば種類は問わない。またガス量は焼結体１の大きさに合わせて０．５～６Ｌ／分の間で適宜調節することが可能である。ガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットした焼結体１を加熱し、完全に融液となり酸素ガスによる浮上を確認した後、レーザ出力を遮断して急速に冷却して透明な球体試料２の光学ガラスを得た。

図１に示す上型、下型を有する成形型１０およびそれらを同一軸上で収納する胴型５５からなる成形機５０を用いて球形試料２をガラス素材として導入して光学素子の連続成形を行った。上型はプレス軸５４に連結しており、プレス軸５４の上下移動により下型に設置したガラス素材をプレス成形することができる。また胴型内にはヒーター５３が内蔵されており、上下型の温度を制御することができる。型材料として炭化タングステンを主成分とする超硬合金を選択した。上型の成形面は凸形状に加工し、下型の成形面は凹形状に加工し、凸メニスカス形状の光学素子を成形した。上型、下型の成形面にはカーボン膜を形成した。プレス軸の移動により上型を十分引き上げた状態でヒーター５３により成形用型１０の加熱を行い、上下型の温度がＴｇ＋５０℃以下でプレスを行い、ガラスモールドレンズを得た。

比較例１～４２では、ガラス中の陽イオンの組成が表２及び表３に示すように、ガラス原料として、Ｂ_２Ｏ_３（Ｈ_３ＢＯ_３）Ｌａ_２Ｏ_３（ＬａＦ_３，Ｌａ_２Ｓ_３）、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２（ＴｉＳ_２）、ＺｎＯの合計が１０ｇとなるよう秤量した。比較例１～４２は、ガラス原料の組成が異なる以外は、実施例と同様にして、光学ガラスおよびガラスモールドレンズを作製した。

［評価方法］
（ガラス化判定）
球体の試料２は、その後光学顕微鏡（１００倍）にて観察を行い結晶の有無を判定した。表１及び表２には、表１には直径３ｍｍの球体の試料を顕微鏡で観察した時に結晶が観察されなかったものには○を表記している。

（ガラス転移点及びΔＴｘの測定）
球体の試料２をメノウ乳鉢で粉砕して、外径５ｍｍ高さ２．５ｍｍの白金製パンに詰めた後、リガク製ＤＳＣ８２７０示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて１０℃／分の昇温速度で１２００℃まで加熱し、ガラス転移点（Ｔｇ）の検出を行った。結晶開始温度Ｔｘとガラス転移点Ｔｇとの差ΔＴｘ（Ｔｘ－Ｔｇ＝ΔＴｘ）を求めた。

（屈折率測定）
屈折率とアッベ数は、互いに直交する２面を研磨により作製し、島津製作所製ＫＰＲ－２０００を用いて測定した。サンプルが小さい場合は透明な球体試料を半球状に研磨した後エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ．Ｃｏ．，Ｉｎｃ製Ｍ－２０００Ｆ）にて測定した。

（評価結果）
実施例１～５７で得られた透明な球体試料の結果を表１及び表２に示す。また比較例１～４２を表３及び表４に示す。

表１及び表２で、Ｂ^３＋が１０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下、Ｌａ^３＋等の希土類イオンの合計が１５ｃａｔ％以上３５ｃａｔ％以下、Ｎｂ^５＋が２０ｃａｔ％以上５０ｃａｔ％以下、Ｔｉ^４＋が１５ｃａｔ％以上２５ｃａｔ％以下の組成の光学ガラスを作製した。実施例１～５７の光学ガラスは、光学顕微鏡観察で結晶が観察されず、示差走査型熱量計での測定においてガラス転移点が確認され、透明な球体試料を得ることができた。また、実施例１～５７の光学ガラスは、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率はすべて２．０７以上２．３１以下であった。またアッベ数（νｄ）はすべて２５以下であった。プレス後のガラスモールドレンズはいずれも割れ、欠け、曇りなどの外観不良はなかった。

図３～図７に、実施例および比較例で、Ｔｉ^４＋が５ｃａｔ％（図３）、１０ｃａｔ％（図４）、１５ｃａｔ％（図５）、２０ｃａｔ％（図６）、２５ｃａｔ％（図７）のＢ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３－Ｎｂ_２Ｏ_５の三相図を示す。

表３及び表４に示すように、比較例１～１４、１８～２８、３３～４２は、特許請求の範囲で規定するガラスの組成を満たさずガラスが得られなかった。比較例１５～１７、２９～３２は、Ｔｉ^４＋の組成が少なく特許請求の範囲を満たさず、ガラスは得られるがその量が少ないためにｎｄ２．０７以上の高屈折率ガラスが得られなかった。

例えばカメラ、デジタルカメラ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズとして使用することができる。

１ 焼結体
２ 試料
３ ノズル
４ 酸素ガス
５ 炭酸ガスレーザ
１０ 成形用型
５０ 成形機

Claims (16)

1. ガラスを構成する陽イオンとして、カチオン％表示で、
   １０ｃａｔ％≦Ｂ^３＋≦５０ｃａｔ％、
   １５ｃａｔ％≦Ｌａ^３＋≦３５ｃａｔ％、
   ２０ｃａｔ％≦Ｎｂ^５＋≦５０ｃａｔ％、
   １５ｃａｔ％≦Ｔｉ^４＋≦２５ｃａｔ％
   を満たす（ただし、Ｔｉ ^４＋ ＝２５ｃａｔ％のとき、
   １０ｃａｔ％≦Ｂ ^３＋ ≦３０ｃａｔ％、
   １５ｃａｔ％≦Ｌａ ^３＋ ≦２５ｃａｔ％、
   ３０ｃａｔ％≦Ｎｂ ^５＋ ≦５０ｃａｔ％、を満たす）ことを特徴とする光学ガラス。
2. ０ｃａｔ％≦Ａｌ^３＋≦５ｃａｔ％、
   ０ｃａｔ％≦Ｇａ^３＋≦５ｃａｔ％、
   ０ｃａｔ％≦Ｚｎ^２＋≦１０ｃａｔ％、
   ０ｃａｔ％≦Ｔａ^５＋≦１５ｃａｔ％
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
3. ８５ｃａｔ％≦（Ｂ^３＋とＬａ^３＋とＮｂ^５＋とＴｉ^４＋の合計量）≦１００ｃａｔ％
   を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
4. ０ｃａｔ％≦Ｐｂ^＋２ ≦３ｃａｔ％
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
5. ｄ線における屈折率が２．０７以上２．３１以下、アッベ数が１８以上２５以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
6. ガラス転移点（Ｔｇ）が７１０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
7. ２０ｃａｔ％≦Ｂ^３＋≦５０ｃａｔ％
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学ガラスを有する光学素子。
9. 無容器凝固法を用いる光学ガラスの製造方法であって、カチオン％表示で、
   １０ｃａｔ％≦Ｂ^３＋≦５０ｃａｔ％、
   １５ｃａｔ％≦Ｌａ^３＋≦３５ｃａｔ％、
   ２０ｃａｔ％≦Ｎｂ^５＋≦５０ｃａｔ％、
   １５ｃａｔ％≦Ｔｉ^４＋≦２５ｃａｔ％
   を満たす（ただし、Ｔｉ ^４＋ ＝２５ｃａｔ％のとき、１０ｃａｔ％≦Ｂ ^３＋ ≦３０ｃａｔ％、１５ｃａｔ％≦Ｌａ ^３＋ ≦２５ｃａｔ％、３０ｃａｔ％≦Ｎｂ ^５＋ ≦５０ｃａｔ％を満たす）ガラス材料を浮上ガスで浮上させる工程と、前記浮上させたガラス材料を加熱溶解して溶融物を得る工程と、前記溶融物を浮上させた状態で冷却固化する工程と、を有することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
10. 前記ガラス材料が
    ０ｃａｔ％≦Ａｌ^３＋≦５ｃａｔ％、
    ０ｃａｔ％≦Ｇａ^３＋≦５ｃａｔ％、
    ０ｃａｔ％≦Ｚｎ^２＋≦１０ｃａｔ％、
    ０ｃａｔ％≦Ｔａ^５＋≦１５ｃａｔ％
    を満たすことを特徴とする請求項９に記載の光学ガラスの製造方法。
11. 前記ガラス材料が
    ８５ｃａｔ％≦（Ｂ^３＋とＬａ^３＋とＮｂ^５＋とＴｉ^４＋の合計量）≦１００ｃａｔ％
    を満たすことを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学ガラスの製造方法。
12. 前記ガラス材料が、
    ０ｃａｔ％≦Ｐｂ^＋２ ≦３ｃａｔ％
    を満たすことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の光学ガラスの製造方法。
13. ガラスを構成する陽イオンとして、カチオン％表示で、
    １０ｃａｔ％≦Ｂ^３＋≦５０ｃａｔ％、
    １５ｃａｔ％≦Ｌａ^３＋≦３５ｃａｔ％、
    ２０ｃａｔ％≦Ｎｂ^５＋≦５０ｃａｔ％、
    １５ｃａｔ％≦Ｔｉ^４＋≦２５ｃａｔ％
    を満たす（ただし、Ｔｉ ^４＋ ＝２５ｃａｔ％のとき、１０ｃａｔ％≦Ｂ ^３＋ ≦３０ｃａｔ％、１５ｃａｔ％≦Ｌａ ^３＋ ≦２５ｃａｔ％、３０ｃａｔ％≦Ｎｂ ^５＋ ≦５０ｃａｔ％、を満たす）光学ガラスのレンズプリフォームを準備する工程と、
    加熱した前記レンズプリフォームを、型部材を用いて加圧して成形する工程と、
    成形した前記レンズプリフォームを前記型部材から離型して光学素子を作製する工程と、
    を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
14. 前記型部材は、前記レンズプリフォームと接触する表面に離型膜を有することを特徴とする請求項１３に記載の光学素子の製造方法。
15. 前記離型膜は、アモルファスカーボン膜であることを特徴とする請求項１４に記載の光学素子の製造方法。
16. 請求項８に記載の光学素子を有する光学機器。

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