JPWO2010119557A1 - 光学ガラス - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、Ｂｉ２Ｏ３を含有する光学ガラスにおいて、極めて大きい部分分散比［θｇ，Ｆ］を維持しつつ、アッベ数［νｄ］が特徴的な値を有する光学ガラスを提供することである。光学ガラスは、ＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分を含有し、酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を４０〜９０％含有し、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上、アッベ数［νｄ］が２７以下であり、部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９を満たす。

Description

本発明は極めて大きな部分分散比［θｇ，Ｆ］を有するビスマス系光学ガラスに関し、さらに詳しくは部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上、かつ、アッベ数［νｄ］が２７以下かつ、部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９の値を満たす光学ガラスに関するものである。

光学機器のレンズ系は、通常、異なる光学的性質を持つ複数のガラスレンズを組み合わせて設計されている。近年、多様化する光学機器のレンズ系の設計の自由度をさらに広げるため、従来用いられなかった光学特性を有する光学ガラスが、球面及び非球面レンズ等として用いられるようになった。特に、光学設計を行うに当たり、収差を小さくする目的に沿って、屈折率や分散傾向の異なるものが開発されている。その中で、特に特異な部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスは、収差の補正に顕著な効果を奏し、光学設計の自由度を広げる為、種々のガラスが開発されている。

短波長域の部分分散性を表す部分分散比［θｇ，Ｆ］の式（１）に示す。
θｇ，Ｆ＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）・・・・・・（１）

一般に光学ガラスは短波長域の部分分散性を表す部分分散比θ_ｇ，Ｆとアッベ数νｄとの間に、およそ直線的な反比例の関係があるが、この関係から著しく外れているガラスは異常分散ガラスと言われている。この反比例関係を表す直線は、部分分散比［θｇ，Ｆ］を縦軸に、アッベ数［νｄ］を横軸に採用した直交座標上で、ＮＳＬ７とＰＢＭ２のθｇ，Ｆ、νｄをプロットした２点を結ぶ直線で表され、ノーマルラインと呼ばれている（図１参照）。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎に異なるが、各メーカー共に同等の傾きと切片を持っている（ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数［νｄ］は３６．３，部分分散比［θｇ，Ｆ］は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数［νｄ］は６０．５、部分分散比［θｇ，Ｆ］は０．５４３６である。）。また、異常分散性については、ノーマルラインから縦軸方向にどれだけ離れているかが指標とされている。これらの異常分散ガラスレンズを他のレンズと組み合わせて用いた場合、紫外から赤外への幅広い波長範囲において色収差を補正することが可能となる。

上述のような異常分散ガラスは、種々の文献において開示されている。

特許文献１から５には部分分散比［θｇ，Ｆ］の特異な値を有する光学ガラスが開示されている。特許文献１〜３にはＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_５系やＳｉＯ_２−ＺｒＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_５−Ｔａ_２Ｏ_５系の光学ガラスにおいて、アッベ数［νｄ］が２８〜５５の中分散領域について特異な小さい部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスが開示されている。特許文献４，５にはＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系やＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系のガラスが開示されており、アッベ数［νｄ］が３２〜５５の中分散領域について特異な大きい部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスが開示されている。これらの光学ガラスの中で最も部分分散比［θｇ，Ｆ］が大きいガラス系は、部分分散比が０．５９程度である特許文献５の光学ガラスであるが、この部分分散比は近年の光学設計上の要求を満たすには不十分であった。

特開平１０―１３００３３号公報 特開平１０―２６５２３８号公報 ＷＯ０１／０７２６５０号公報 特開２００３−３１３０４７号 特開平９−２０５３０号

本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、Ｂｉ_２Ｏ_３を含有する光学ガラスにおいて、極めて大きい部分分散比［θｇ，Ｆ］を有しつつ、特徴的な値のアッベ数［νｄ］を有する光学ガラスを提供する。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂｉ_２Ｏ_３を含有する光学ガラスの特定組成領域において、大きな部分分散比［θｇ，Ｆ］を有し、かつ、これまでにないアッベ数［νｄ］を有する光学ガラスが得られることを見出し、本発明を成すに至った。より具体的には以下のようなものを提供する。

（１） ＳｉＯ_２成分及び／又はＢ_２Ｏ_３成分を含有し、酸化物基準の質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を４０〜９０％含有し、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上、アッベ数［νｄ］が２７以下であり、
部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９を満たす光学ガラス。

（２） 酸化物基準の質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を６４〜９０％含有する（１）記載の光学ガラス。

（３） 酸化物基準の質量％で、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量に対するＲｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓからなる群より選ばれる１種以上）の含有量の比が、０．０１以上である（１）又は（２）の光学ガラス。

（４） 酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ_２ ０％〜２０％以下、及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３ ０％〜３０％以下、及び／又は
ただし、ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３ ０％超含有し、
Ｒｎ_２Ｏ ０％超２５％以下、及び／又は
ＲＯ ０％〜３５％以下、及び／又は
Ｂｉ_２Ｏ_３ ６４％〜９０％以下、
を含む（１）から（３）のいずれかの光学ガラス。
（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓからなる群より選ばれる１種以上、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎから選ばれる１種以上。）

（５） Ｋ_２Ｏ成分を、酸化物基準の質量％で、０％超含有する（１）から（４）のいずれかの光学ガラス。

（６） （１）から（５）のいずれかの光学ガラスからなる研磨加工用プリフォーム及び／または精密プレス成形用プリフォーム。

（７） （６）の研磨加工用プリフォームを研磨してなる光学素子。

（８） （６）の精密プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。

本発明の光学ガラスは、上記構成要件を採用することにより、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上かつ、アッベ数［νｄ］が２７以下かつ、レンズ系の設計上、極めて有用な異常分散性ガラスを提供できる。

縦軸が部分分散比［θｇ，Ｆ］であり、横軸がアッベ数［νｄ］である直交座標におけるノーマルラインを示す。

以下に、本発明の光学ガラスの具体的な実施態様について説明する。

［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。各成分は酸化物基準の質量％にて表現する。ここで「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属フッ化物等が熔融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成であり、上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦの合計量とは、本発明のガラス組成物中に存在しうるフッ素の含有率を、前記酸化物基準組成１００％を基準にして、Ｆ原子として計算した場合の質量％で表したものである。

＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ_２Ｏ_３成分は部分分散比［θｇ，Ｆ］を大きくし、低分散化に効果があり、さらには低Ｔｇ化、耐水性の向上等、本発明のガラスに欠かすことができない成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を欠如させやすく、少なすぎると、上記技術的効果が得られにくくなる。したがって、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは４０％、より好ましくは４５％、最も好ましくは６４％が下限であり、好ましくは９５％、より好ましくは９０％、最も好ましくは８５％が上限である。

ＳｉＯ_２成分は透過率の向上、ガラス安定性の向上、低分散化に効果がある任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると部分分散比［θｇ，Ｆ］を低下させやすく、溶融性も悪化させやすい。したがって、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％が上限である。

Ｂ_２Ｏ_３成分はガラス安定性を向上させ、部分分散比［θｇ，Ｆ］を高く維持する効果のある任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすく、かつ低分散化させやすくなる。したがって、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量については、好ましくは３０％、さらに好ましくは２３％、最も好ましくは１５％が上限である。

上記の通り、ＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３はそれぞれ任意成分ではあるが、両者のうち少なくとも一方は０％超含有されていることが好ましい。しかしながら、それらの含有量の和が大きすぎると、所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］、アッベ数［νｄ］を得にくくなる。したがって、Ｂ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２の含有量の和の下限は、好ましくは０を超え、さらに好ましくは０．５％、最も好ましくは１％である。また、Ｂ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２の含有量の和の上限は、好ましくは５０％、さらに好ましくは４５％、最も好ましくは３５％である。

Ｌｉ_２Ｏ成分はガラス安定性を向上させ、低Ｔｇ化に効果のある任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすく、機械的強度を低下させやすくなる。したがって、Ｌｉ_２Ｏ成分の含有量については、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％が上限である。

Ｎａ_２Ｏ成分は、その含有量を調整することで部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を調整することができる有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすく、化学的耐久性及び機械的強度を低下させやすくなる。したがって、Ｎａ_２Ｏ成分の含有量については、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％が上限である。また、Ｎａ_２Ｏ成分を含まなくとも本発明において所望の光学特性を有するガラスを製造することはできるが、上記部分分散比とアッベ数の調整を容易にするためには、好ましくは０％を超え、より好ましくは１％以上、最も好ましくは２％以上含有することが好ましい。

Ｋ_２Ｏ成分は、その含有量を調整することで部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を調整できる有用な任意成分である。アルカリ金属の中でも特にその効果は顕著である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすく、化学的耐久性及び機械的強度を著しく低下させやすくなる。したがって、Ｋ_２Ｏ成分の含有量については、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％が上限である。また、Ｋ_２Ｏ成分を含まなくとも本発明において所望の光学特性を有するガラスは製造することができるが、上記部分分散比とアッベ数の調整を容易にするためには、好ましくは０％を超え、より好ましくは１％以上、最も好ましくは２％以上含有することが好ましい。

Ｒｂ_２Ｏ成分は、その含有量を調整することで部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を調整するために有用な任意成分である。しかしながら、Ｒｂ_２Ｏ成分は産出量が少なく、光学ガラスの原料には不向きであり、過剰に含有すると他のアルカリ金属成分と同じ様に化学的耐久性、機械的強度を低下させやすくなる。したがって、Ｒｂ_２Ｏ成分の含有量については、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％が上限である。

Ｃｓ_２Ｏ成分は、その含有量を調整することで部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を調整するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると他のアルカリ金属成分と同じ様に化学的耐久性、機械的強度を低下させやすくなる。したがって、Ｒｂ_２Ｏ成分の含有量については、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％が上限である。

上記の様にＲｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる１種または２種以上）は、本発明のガラスの特徴である部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を所望の値に調整するために有用な成分である。しかしながら、それらの含有量が多すぎると、かえって所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］、アッベ数［νｄ］を実現しにくくなり、ガラス安定性を著しく損なう。したがって、Ｒｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる１種以上）の下限は、好ましくは０を超え、さらに好ましくは０．５％、最も好ましくは１％である。また、Ｒｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる１種以上）の含有量の上限は、好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％、最も好ましくは１５％である。

Ｒｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる１種または２種以上）とＢｉ_２Ｏ_３成分の含有量との関係は、本発明の特徴である部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］の特異性を発揮するために重要な要素である。特にＲｎ_２Ｏ成分とＢｉ_２Ｏ_３成分の比を所定の範囲内とすることにより、前記特異性を発揮しやすくなることを今般見出した。Ｒｎ_２Ｏ_３成分／Ｂｉ_２Ｏ_３成分の値は、好ましくは０．０１、より好ましくは０．０２９、最も好ましくは０．０５８が下限である。また、Ｒｎ_２Ｏ_３成分／Ｂｉ_２Ｏ_３成分の上限は、好ましくは０．５、より好ましくは０．２、最も好ましくは０．１６である。

Ｙ_２Ｏ_３成分はガラスの分散を調整するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｙ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ｌａ_２Ｏ_３成分はガラスを低分散化さるために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ｇｄ_２Ｏ_３成分はガラスの分散を調整するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｇｄ_２Ｏ_３成分の含有量については、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％が上限である。

Ｙｂ_２Ｏ_３成分はガラスの分散を調整するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｙｂ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ａｌ_２Ｏ_３成分はガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上させるために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると溶融性を低下させやすくなる。したがって、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ｔａ_２Ｏ_５成分はガラス安定性向上に有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすく、さらにコストを大幅に上昇させる。したがって、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分はガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］を向上させることに有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

ＷＯ_３成分はガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］を向上させ、低Ｔｇ化に有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、ＷＯ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

ＴｉＯ_２成分はガラスを高分散化させることに有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、ＴｉＯ_２成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

ＺｒＯ_２成分はガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上させることに有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、ＺｒＯ_２成分の含有量については、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％が上限である。

ＺｎＯ成分はガラスの耐失透性を向上させるのに有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数［νｄ］を得にくくなる。したがって、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％が上限である。また、ＺｎＯ成分を含有しなくとも、本発明において所望の光学特性を有する光学ガラスを作製することはできるが、上記部分分散比とアッベ数の調整を容易にするためには、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．５％以上、最も好ましくは１％以上である。

ＭｇＯ成分はガラスの低分散化のために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を大幅に低下させやすく、再加熱処理により失透しやすくなる。したがって、ＭｇＯ成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

ＣａＯ成分はガラスの低分散化と耐失透性向上に有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると耐失透性を大幅に低下させやすくなる。したがって、ＣａＯ成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

ＳｒＯ成分は耐失透性向上のために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると耐失透性を大幅に低下させやすく、さらには所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］、アッベ数［νｄ］を得ることが難しくなる。したがって、ＳｒＯ成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

ＢａＯ成分は耐失透性向上のために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］、アッベ数［νｄ］を得ることが難しくなる。したがって、ＢａＯ成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

ＲＯ成分（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎから選ばれる１種又は２種以上）は、耐失透性や分散、機械的強度等あらゆる物性を調整するために有用な成分である。しかし、その合計含有量が大きすぎると所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］、アッベ数［νｄ］を得ることが難しくなる。ＲＯ成分の上限は好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％である。一方、ＲＯ成分を含有しなくとも本発明において所望の光学特性を実現することは可能であるが、耐失透性向上のためには、ＲＯ成分の含有量の下限は、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１％である。

ＧｅＯ_２成分はガラスの耐失透性を向上させるために有用な任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると溶融性を低下させやすくなる。したがって、ＧｅＯ_２成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

Ｐ_２Ｏ_５成分はガラスの透過率を向上させるために有用な任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると溶融性を低下させやすくなる。したがって、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

ＴｅＯ_２成分はガラスの清澄を促す効果があり、任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると耐失透性を低下させやすくなる。したがって、ＴｅＯ_２成分の含有量の上限は、好ましくは２０％、さらに好ましくは１５％、最も好ましくは１０％である。

Ｓｂ_２Ｏ_３成分はガラスの清澄を促す効果があり、任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると耐失透性を低下させる。したがって、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは３％、さらに好ましくは２％、最も好ましくは１％である。

ＣｅＯ_２成分はガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］を大きくする効果のある、任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると透過率を大幅に低下させやすくなる。したがって、ＣｅＯ_２成分の含有量の上限は、好ましくは３％、さらに好ましくは２％、最も好ましくは１％である。

Ｔｌ_２Ｏ_３成分はガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］やアッベ数［νｄ］を調整する効果のある任意に添加し得る成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると透過率を大幅に低下させやすくなる。したがって、Ｔｌ_２Ｏ_３成分の含有量の上限は、好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、最も好ましくは３％である。

Ｆは、ガラスの低分散化、溶融性向上に効果のある成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると耐失透性を大幅に低下させやすくなる。したがって、上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦの合計量の上限が、前記酸化物基準組成１００質量％基準でＦ原子として計算した場合の質量％で表した場合に、１０％であることが好ましく、５％であることがより好ましく、１％であることが最も好ましい。さらに好ましくは、Ｆが含まれない。

＜含有させるべきでない成分について＞
本発明においては、他の成分を本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、Ｔｉを除く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においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる。したがって、可視領域の波長を使用する光学ガラスは、上記成分を実質的に含まないことが好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。

Ｔｈ成分は高屈折率化又はガラスとしての安定性向上を目的として、Ｃｄ及びＴｌ成分は低Ｔｇ化を目的として含有することができる。しかし、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｏｓの各成分は、近年有害な化学物質成分として使用を控える傾向にあるため、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。したがって、環境上の影響を重視する場合には、本発明のガラスはＴｈ成分を実質的に含まない方が好ましい。

鉛成分は、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、コストが高くなり、本発明のガラスに鉛成分を含有させるべきでない。

Ａｓ_２Ｏ_３成分は、ガラスを溶融する際、泡切れ（脱法性）を良くするために使用されている成分であるが、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、本発明のガラスにＡｓ_２Ｏ_３を含有させることが好ましくない。

本発明のガラス組成物の組成は、質量％で表されるため、直接的にｍｏｌ％で表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物のｍｏｌ％表示による組成は、酸化物換算基準で概ね以下の値をとる。
Ｂｉ_２Ｏ_３ ２０％以上及び／又は
ＳｉＯ_２ ０〜１５％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜３０％及び／又は
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜１５％及び／又は
ＴｉＯ_２ ０〜１５及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜１５％及び／又は
ＷＯ_３ ０〜１５％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜１５％及び／又は
ＺｒＯ_２ ０〜１５％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１５％及び／又は
ＭｇＯ ０〜１５％及び／又は
ＣａＯ ０〜１５％及び／又は
ＳｒＯ ０〜１５％及び／又は
ＢａＯ ０〜２０％及び／又は
Ｌｉ_２Ｏ ０〜２５％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ ０〜２５％及び／又は
Ｋ_２Ｏ ０〜２５％及び／又は
Ｒｂ２Ｏ ０〜２５％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ ０〜２５％及び／又は
Ｙ_２Ｏ_３ ０〜１５％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜１５％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜１５％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％及び／又は
Ｐ_２Ｏ_５ ０〜１５％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３ ０〜３％及び／又は
ＧｅＯ_２ ０〜２０％及び／又は
ＣｅＯ_２ ０〜１０％及び／又は
ＴｅＯ_２ ０〜１０％及び／又は
Ｆ ０〜１０％及び／又は

本発明の態様によると、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６５以上、かつアッベ数［νｄ］が２５以下、かつ部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９の式を満たす範囲の光学性能を持つ光学ガラスを得ることができ、光学設計における自由度が大幅に広がる。部分分散比［θｇ，Ｆ］の好ましい範囲は０．６３以上であり、より好ましくは０．６４以上であり、最も好ましくは０．６５以上である。なお、この範囲を下回ると、光学性能が光学設計上特徴的であるとは言い難い。アッベ数［νｄ］の好ましい範囲は２７以下であり、より好ましくは２６以下であり、最も好ましくは２５以下である。

また、各アッベ数［νｄ］での部分分散比［θｇ，Ｆ］は、好ましくは［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９、より好ましくは［θｇ，Ｆ］ ≧−０．００９７［νｄ］ ＋ ０．８４０１、最も好ましくは［θｇ，Ｆ］ ≧０．０００４２７×［νｄ］^２ − ０．０２４２５８×［νｄ］＋０．９６８３２０を満たす。

本発明の光学ガラスは、精密プレス成形をされることで、典型的にはレンズ、プリズム、ミラー用途に使用することができる。前述のとおり本発明の光学ガラスはプレス成形用のプリフォームとして使用することができ、或いは溶融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。プリフォームとして使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。プリフォームの製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４号公報に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９号公報に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような溶融ガラスから直接プリフォームを製造することもでき、またストリップ材を研削研磨等の冷間加工して製造してもよい。

以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。

表１〜１６に示す実施例及び比較例の組成で、ガラス重量が４００ｇになるように原料を秤量し、均一に混合した。石英坩堝、又は、金坩堝を用いて７５０℃〜９５０℃で２〜３時間溶解した後、８００〜６５０℃程度に下げて、１時間程度保温してから金型に鋳込み、ガラスを作製した。得られたガラス特性を表１〜１６に示す。

屈折率［ｎｄ］、アッベ数［νｄ］、部分分散比［θｇ，Ｆ］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、アニールは、徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて行った。

本発明の実施例のガラスは部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上であり、アッベ数［νｄ］が２７以下である特徴的な光学定数を有した光学ガラスであった。比較例のガラスは屈折率［ｎｄ］が高いものもあるが、部分分散比［θｇ，Ｆ］におけるアッベ数［νｄ］の値は一般的な高屈折率ガラスのそれの域を脱していない。すなわち、比較例の光学ガラスは部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９を満たさず、本発明で求められるような異常分散性を有するものではなく、光学設計上、優位とはいえなかった。

Claims (8)

1. ＳｉＯ_２成分及び／又はＢ_２Ｏ_３成分を含有し、酸化物基準の質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を４０〜９０％含有し、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上、アッベ数［νｄ］が２７以下であり、
   部分分散比［θｇ，Ｆ］＞−０．０１０８×［νｄ］＋０．８５２９を満たす光学ガラス。
2. 酸化物基準の質量％でＢｉ_２Ｏ_３成分を６４〜９０％含有する請求項１記載の光学ガラス。
3. 酸化物基準の質量％で、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量に対するＲｎ_２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓからなる群より選ばれる１種以上）の含有量の比が、０．０１以上である請求項１又は２記載の光学ガラス。
4. 酸化物基準の質量％で、
   ＳｉＯ_２ ０％〜２０％以下、及び／又は
   Ｂ_２Ｏ_３ ０％〜３０％以下、及び／又は
   ただし、ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３ ０％超、
   Ｒｎ_２Ｏ ０％超２５％以下、及び／又は
   ＲＯ ０％〜３５％以下、及び／又は
   Ｂｉ_２Ｏ_３ ６４％〜９０％以下、
   を含む請求項１から３のいずれかに記載の光学ガラス。
   （ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓからなる群より選ばれる１種以上、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎから選ばれる１種以上。）
5. Ｋ_２Ｏ成分を、酸化物基準の質量％で、０％超含有する請求項１から４いずれかに記載の光学ガラス。
6. 請求項１から５いずれかに記載の光学ガラスからなる研磨加工用プリフォーム及び／または精密プレス成形用プリフォーム。
7. 請求項６記載の研磨加工用プリフォームを研磨してなる光学素子。
8. 請求項６記載の精密プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。

Images