JP2014094876A - 光学ガラス、光学素子及びガラス成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い屈折率（ｎ_ｄ）及び低いアッベ数（ν_ｄ）を有しながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスと、これを用いた光学素子とガラス成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ₂＋Ｐ_２Ｏ₅を２１〜４０％、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＴｉＯ_２を合量で０％を超え６０％以下、屈折率が１．８０以上であるガラスにおいて、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４２０ｎｍ以下である。光学素子とガラス成形体の製造方法は、この光学ガラスを用いたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラス、光学素子及びガラス成形体の製造方法に関する。

近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。

光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、１．８０以上の高い屈折率（ｎ_ｄ）を有しながらも、より低いアッベ数（ν_ｄ）を有するガラスの需要が非常に高まっている。高い屈折率と低いアッベ数を有するガラスとしては、例えば屈折率（ｎ_ｄ）が１．８３以上であり、２６以下のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献１に代表されるようなガラスが知られている。その一方で、例えば屈折率（ｎ_ｄ）が１．５１〜１．６０であり、３２〜５５のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献２〜４に代表されるようなガラスが知られている。

特開２００８−２６６０２８号公報 特開平０５−２６２５３４号公報 特開平０６−０９２６７４号公報 特開平０６−０９２６７５号公報

しかしながら、特許文献１で開示されたガラスでは、可視光の短波長側の光に対する透過率が低いため、ガラスが黄色に着色している。そのため、特許文献１で開示されたガラスは、可視領域の光を透過させる用途には適さない。一方で、特許文献２〜４で開示されたガラスでは、可視光の短波長側の光に対する透過率は高いものの、屈折率が十分に高いとはいえず、且つアッベ数が十分に低いとはいえない。そのため、可視光の短波長側の光に対する高い透過率を有しながらも、より屈折率が高く且つアッベ数の低い光学ガラスが求められていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い屈折率（ｎ_ｄ）及び低いアッベ数（ν_ｄ）を有しながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスと、これを用いた光学素子とガラス成形体の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ_２成分又はＰ_２Ｏ₅成分に、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＴｉＯ_２成分の少なくとも一方を併用し、且つ、Ｆ成分の含有量を所定の範囲内にすることによって、高い屈折率や低いアッベ数が得られながらも、ガラスの着色が低減され、且つガラスの失透が低減されることをも見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ₂＋Ｐ_２Ｏ₅を２１〜４０％、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＴｉＯ_２を合量で０％を超え６０％以下、屈折率が１．８０以上であるガラスにおいて、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４２０ｎｍ以下である光学ガラス。

（２） 酸化物基準の質量に対する外割りの質量％で、Ｆ成分を０％超６％以下含有する（１）記載の光学ガラス。

（３） 質量％で、ＳｉＯ_２を２１〜３５％、Ｒ_２Ｏ成分を６〜２０％、ＭＯ成分を１１〜３０％含有する（１）又は（２）記載の光学ガラス（ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫからなる群より選択される１種以上であり、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選択される１種以上である）。

（４） ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つＰｔ²⁺の割合が８０％以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。

（５） （１）から（４）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。

（６） （１）から（４）のいずれか記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。

本発明によれば、高い屈折率（ｎ_ｄ）及び低いアッベ数（ν_ｄ）を有しながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスを得ることができ、ひいては、この光学ガラスを用いた光学素子及びガラス成形体の製造方法を提供できる。

本発明の光学ガラスは、酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ₂＋Ｐ_２Ｏ₅を２１〜４０％、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＴｉＯ_２を合量で０％を超え６０％以下、屈折率が１．８０以上であるガラスにおいて、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４２０ｎｍ以下である。ＳｉＯ_２成分及びＰ_２Ｏ₅成分のうち１種以上と、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＴｉＯ_２成分のうち１種以上を併用し、これらの含有量を所定の範囲内にする場合に、高い屈折率を有し、且つ着色が少なく内部透過率の高いガラスを得ることが可能になる。その中でも、１．８０以上の高い屈折率を有し、且つ厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４２０ｎｍ以下の光学ガラスによれば、光学素子のより一層の軽量化及び小型化を図ることが可能になり、且つ可視域の光についてのガラスの透明性が高められるため、光学素子として好適な光学ガラスを得ることができる。

以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」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、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を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る。

＜必須成分、任意成分について＞
ＳｉＯ_２成分及びＰ_２Ｏ_５成分は、いずれも安定なガラス形成を促す成分である。
特に、ＳｉＯ_２成分及びＰ_２Ｏ_５成分を合計で２１％以上含有することで、耐失透性に優れたガラスを得られる。従って、質量和（ＳｉＯ_２＋Ｐ_２Ｏ_５）は、好ましくは２１％、より好ましくは２３％、さらに好ましくは２４％を下限とする。
一方で、質量和（ＳｉＯ_２＋Ｐ_２Ｏ_５）の上限を４０％にすることで、ガラスの屈折率が低下し難くなるため、所望の高い屈折率を得易くできる。従って、質量和（ＳｉＯ_２＋Ｐ_２Ｏ_５）は、好ましくは４０％、より好ましくは３５％、さらに好ましくは３０％を上限とする。

このうち、ＳｉＯ_２成分の含有量を１５％以上にすることで、耐失透性及び化学的耐久性に優れたガラスを得られる。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは１５％、より好ましくは１８％、より好ましくは２１％、さらに好ましくは２３％を下限とする。
一方で、ＳｉＯ_２成分の含有量を４０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、ガラスの溶融性を高められる。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは４０％、より好ましくは３５％、さらに好ましくは３０％を上限とする。
ＳｉＯ_２成分は、原料としてＳｉＯ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｐ_２Ｏ_５成分は、０％超含有することでガラスの安定性を高められる任意成分である。
一方で、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量を３０％以下にすることで、Ｐ_２Ｏ_５成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、さらに好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。
Ｐ_２Ｏ_５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ_３）_３、Ｃａ（ＰＯ_３）_２、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、ＢＰＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４等を用いることができる。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＴｉＯ_２成分は、いずれもガラスの屈折率を高め且つアッベ数を小さくする成分である。
特に、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＴｉＯ_２成分を合計で０％超含有することで、所望の高屈折率高分散（低アッベ数）のガラスを得られ、且つガラスの化学的耐久性を高められる。従って、質量和（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２）は、好ましくは０％超、より好ましくは１０％超、さらに好ましくは２０％超、さらに好ましくは２２％超、さらに好ましくは３２％超、さらに好ましくは３８％超、さらに好ましくは４１％超とする。
一方で、質量和（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２）の上限を６０％にすることで、ガラスの耐失透性を高められる。従って、質量和（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２）は、好ましくは６０％、より好ましくは５５％、さらに好ましくは５０％、さらに好ましくは４８％を上限とする。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高め且つアッベ数を小さくできる。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは５％超、さらに好ましくは８％超、さらに好ましくは１０％超、さらに好ましくは１３％超とする。
一方で、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量を４０％以下にすることで、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは４０％、より好ましくは３０％、さらに好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％を上限とする。
Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、原料としてＮｂ_２Ｏ_５等を用いることができる。

ＴｉＯ_２成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率、分散及び化学的耐久性を高められる任意成分である。従って、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１０％超、さらに好ましくは１５％超、さらに好ましくは２０％超、さらに好ましくは２３％超とする。
一方で、ＴｉＯ_２成分の含有量を６０％以下にすることで、ガラスの着色が低減されるため、ガラスの内部透過率を高められる。また、これによりガラスの失透を低減できる。従って、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは６０％、より好ましくは５０％、さらに好ましくは４０％、さらに好ましくは３０％を上限とする。
ＴｉＯ_２成分は、原料としてＴｉＯ_２等を用いることができる。

Ｆ成分は、０％超含有することで、上述のＴｉＯ_２成分に由来するＴｉイオン（Ｔｉ^４＋）や、後述の白金イオン（Ｐｔ^４＋）の還元が抑えられるため、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。また、Ｆ成分はガラスの安定性を高める効果を併せ持っている。従って、酸化物基準の質量に対する外割りでのＦ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１０％超、さらに好ましくは０．１３％超、さらに好ましくは０．２０％超とする。
一方で、Ｆ成分の含有量を６％以下にすることで、ガラスへの脈理の発生を低減でき、且つガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物基準の質量に対する外割りでのＦ成分の含有量は、好ましくは６％、より好ましくは４％、さらに好ましくは２％、さらに好ましくは１％を上限とする。
本発明の光学ガラスでは、Ｆ成分を０％超含有する場合であっても、６％以下の範囲内であれば、脈理の発生を低減でき、且つ、ガラスの安定性を高め、ガラスの着色を低減して内部透過率をより一層高めることが可能である点で好ましい。
Ｆ成分は、原料として例えばＺｒＦ_４、ＡｌＦ_３、ＮａＦ、ＣａＦ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＳｉＦ_６、ＬａＦ_３等を用いてガラス内に含有することができる。

本明細書におけるＦ成分の含有量は、ガラスを構成するカチオン成分全てが電荷の釣り合うだけの酸素と結合した酸化物でできていると仮定し、それら酸化物でできたガラス全体の質量を１００％として、Ｆ成分の質量を質量％で表したもの（酸化物基準の質量に対する外割り質量％）である。

Ｎａ_２Ｏ成分は、０％超含有することで、ガラスの溶融性及び耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｎａ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは３％超、さらに好ましくは６％超、さらに好ましくは８％超としてもよい。
一方で、Ｎａ_２Ｏ成分の含有量を２０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えるとともに、これら成分の過剰な含有によるガラスの失透を低減しつつ、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、Ｎａ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１３％を上限とする。
Ｎａ_２Ｏ成分は、原料としてＮａ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、ＮａＦ、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｌｉ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、Ｎａ_２Ｏ成分の代わりに用いられる成分であり、０％超含有することで、ガラスの溶融性及び耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｌｉ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の各々の含有量を２０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えるとともに、これら成分の過剰な含有によるガラスの失透を低減できる。従って、Ｌｉ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の各々の含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは１３％を上限とする。
Ｌｉ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、原料としてＬｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、ＬｉＦ、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＫＦ、ＫＨＦ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｒ_２Ｏ成分（式中、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の合計量は、６％以上２０％以下が好ましい。
特に、Ｒ_２Ｏ成分を６％以上含有することで、ガラスの溶融性及び耐失透性を高められる。従って、Ｒ_２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは６％、より好ましくは８％、さらに好ましくは１０％を下限とする。
一方で、Ｒ_２Ｏ成分の含有量を２０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つ耐失透性の高い安定なガラスを得られる。従って、Ｒ_２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは２０％、より好ましくは１８％、さらに好ましくは１６％、さらに好ましくは１４％を上限とする。

ＢａＯ成分は、０％超含有することで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスの溶融性を高めて均質なガラスを得る効果のある任意成分である。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは５％超、さらに好ましくは７％超、さらに好ましくは１０％超としてもよい。
一方で、ＢａＯ成分の含有量を３０％以下にすることで、ＢａＯ成分の過剰な含有による耐失透性や化学的耐久性の悪化を抑制できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは３０％、より好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％を上限とする。
ＢａＯ成分は、原料としてＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２等を用いることができる。

ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分は、ＢａＯ成分の代わりに用いられる成分であり、０％超含有することで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスの溶融性を高めて均質なガラスを得る効果のある任意成分である。
一方で、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量を１０％以下にすることで、屈折率の低下を抑え、且つ、これら成分の過剰な含有によるガラスの耐失透性の悪化を抑制できる。従って、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分は、原料としてＣａＣＯ_３、ＣａＦ_２、Ｓｒ（ＮＯ_３）_２、ＳｒＦ_２等を用いることができる。

ＺｎＯ成分は、ＢａＯ成分の代わりに用いられる成分であり、０％超含有することで、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
一方で、ＺｎＯ成分の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの溶融時の安定性を高められる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ_２等を用いることができる。

ＭＯ成分（式中、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以上）の含有量の合計（質量和）は、１１％以上３０％以下が好ましい。
特に、ＭＯ成分を１１％以上含有することで、ガラスの耐失透性が高められるため、安定なガラスを得ることができる。従って、ＭＯ成分の合計含有量は、好ましくは１１％、より好ましくは１３％、さらに好ましくは１４％を下限とする。
一方で、ＭＯ成分の含有量を３０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有によるガラスの失透を低減できる。従って、ＭＯ成分の合計含有量は、好ましくは３０％、より好ましくは２５％、さらに好ましくは２０％を上限とする。

ＺｒＯ_２成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高め、且つ化学的耐久性や耐失透性を高められる任意成分である。従って、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％、さらに好ましくは０．５％を下限としてもよい。
一方で、ＺｒＯ_２成分の含有量を１５％以下にすることで、ガラスの失透を低減でき、且つ、より均質なガラスを得易くできる。従って、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは１５％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
ＺｒＯ_２成分は、原料としてＺｒＯ_２、ＺｒＦ_４等を用いることができる。

Ａｌ_２Ｏ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性を高められる任意成分である。
一方で、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの溶融性の悪化や屈折率の低下を抑えられる。従って、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
Ａｌ_２Ｏ_３成分は、原料としてＡｌ_２Ｏ_３、Ａｌ（ＯＨ）_３、ＡｌＦ_３等を用いることができる。

ＷＯ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高めてアッベ数を低くし、ガラスの耐失透性及び溶解性を高められる任意成分である。
一方で、ＷＯ_３成分の含有量を２０％以下にすることで、ＷＯ_３成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。従って、ＷＯ_３成分の含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。
ＷＯ_３成分は、原料としてＷＯ_３等を用いることができる。

Ｔａ_２Ｏ_５成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高められ、且つガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量を１５％以下にすることで、希少鉱物資源であるＴａ_２Ｏ_５成分の使用量が減り、且つガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラスの生産コストを低減できる。また、これによりＴａ_２Ｏ_５成分の過剰な含有によるガラスの失透を低減できる。従って、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。
Ｔａ_２Ｏ_５成分は、原料としてＴａ_２Ｏ_５等を用いることができる。

ＷＯ_３成分及びＴａ_２Ｏ_５成分の合計量は、１５％以下にすることが好ましい。これにより、ガラスの着色による内部透過率の低下や失透を低減できる。従って、質量和（ＷＯ_３＋Ｔａ_２Ｏ_５）は、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％、さらに好ましくは２％を上限とする。

Ｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの耐失透性及び溶解性を高められる任意成分である。
一方で、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量を１０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えられる。従って、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
Ｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＨ_３ＢＯ_３、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ、ＢＰＯ_４等を用いることができる。

Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
一方で、Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分の各々の含有量を２０％以下にすることで、ガラスの失透を低減し、ガラスのアッベ数の上昇を抑え、且つガラスの材料コストを低減できる。従って、Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分の各々の含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。
Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＹ_２Ｏ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌａ（ＮＯ_３）_３・ＸＨ_２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３等を用いることができる。

ＧｅＯ_２成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率及び耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、ＧｅＯ_２成分の含有量を１０％以下にすることで、高価なＧｅＯ_２成分の使用量が低減されるため、ガラスの材料コストを低減できる。従って、ＧｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
ＧｅＯ_２成分は、原料としてＧｅＯ_２等を用いることができる。

ＭｇＯ成分は、０％超含有することで、ガラスの溶融性や化学的耐久性を高められる任意成分である。
一方で、ＭｇＯ成分の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えることができ、且つ失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
ＭｇＯ成分は、原料としてＭｇＯ、ＭｇＣＯ_３、ＭｇＦ_２等を用いることができる。

Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高めてアッベ数を低くでき、且つガラス転移点を低くできる任意成分である。
一方で、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。従って、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは５％、さらに好ましくは３％を上限とする。
Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、原料としてＢｉ_２Ｏ_３等を用いることができる。

ＴｅＯ_２成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高め、且つガラス転移点を低くできる任意成分である。
一方で、ＴｅＯ_２成分の含有量を２０％以下にすることで、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。また、高価なＴｅＯ_２成分の使用を低減することで、より材料コストの安いガラスを得られる。従って、ＴｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは５％を上限とする。
ＴｅＯ_２成分は、原料としてＴｅＯ_２等を用いることができる。

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有することで、ガラスの脱泡を促進し、ガラスを清澄できる任意成分である。
一方で、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量を３％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Ｓｂ_２Ｏ_３成分が溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難くできる。従って、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３％、より好ましくは２％、さらに好ましくは１％、さらに好ましくは０．５％を上限とする。但し、光学ガラスの環境上の影響を重視する場合には、Ｓｂ_２Ｏ_３成分を含有しなくてもよい。
Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＳｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｈ_２Ｓｂ_２Ｏ_７・５Ｈ_２Ｏ等を用いることができる。

なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ_２Ｏ_３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。

＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。

他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加できる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕ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でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。

さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。

本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表されているため直接的にモル％の記載に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中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
ＳｉＯ_２成分 ２０〜６０モル％
Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜２０モル％
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０％超〜１５モル％
ＴｉＯ_２成分 ０％超〜６０モル％
Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜３０モル％
Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜４０モル％
Ｋ_２Ｏ成分 ０〜２０モル％
ＢａＯ成分 ０〜２０モル％
ＣａＯ成分 ０〜１２モル％
ＳｒＯ成分 ０〜１０モル％
ＺｎＯ成分 ０〜１０モル％
ＺｒＯ_２成分 ０〜１０モル％
Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜８モル％
ＷＯ_３成分 ０〜７モル％
Ｔａ_２Ｏ_５成分 ０〜３モル％
Ｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１２モル％
Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜７モル％
Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０〜５モル％
Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜５モル％
Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜５モル％
ＧｅＯ_２成分 ０〜５モル％
ＭｇＯ成分 ０〜２０モル％
Ｂｉ_２Ｏ_３成分 ０〜２モル％
ＴｅＯ_２成分 ０〜７モル％
Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１モル％
上記各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての合計量 ０％超〜２５モル％

［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝又は白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１２００〜１３００℃の温度範囲で３〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１１００〜１２００℃の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。

＜物性＞
本発明の光学ガラスは、高い屈折率及び高い分散（低いアッベ数）を有することが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは１．８０を下限とし、より好ましくは１．８１超、さらに好ましくは１．８２超とする。一方、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）の上限は特に限定されないが、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１０、さらに好ましくは２．００であってもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは２６、より好ましくは２５．５、さらに好ましくは２５を上限とする。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）の下限は特に限定されないが、好ましくは１５、より好ましくは１８、さらに好ましくは２０であってもよい。これらにより、光学設計の自由度が広がり、さらに素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。

また、本発明の光学ガラスは、着色が少なく内部透過率が高いことが好ましい。特に、ガラスの内部透過率で表した場合、本発明の光学ガラスの厚み１０ｍｍのサンプルにおける分光透過率７０％を示す波長（λ_７０）は、好ましくは４２０ｎｍ、より好ましくは４１８ｎｍ、さらに好ましくは４１５ｎｍを上限とする。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍に位置するようになり、特に可視域の短波長側の光に対するガラスの透過率（透明性）が高められるため、この光学ガラスをレンズ等の光学素子の材料として好ましく用いることができる。

また、本発明の光学ガラスは、ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つ、ガラスに含まれる全白金成分のうちＰｔ^２＋の割合が８０％以下であることが好ましい。本発明の光学ガラスは、特に白金坩堝で溶解した場合に、坩堝に含まれる白金がガラス融液と反応することで、Ｐｔ^２＋等の白金イオンがガラスの中に混入することが多いが、Ｐｔの含有量やＰｔ^２＋の割合を上述の範囲内に抑えることにより、ガラスの可視域透過率の低下が抑えられるため、光学素子の材料として好ましい光学ガラスを得ることができる。特に、本願発明では、ガラス原料にフッ化物を用いることで、Ｐｔ^２＋のＰｔ^４＋への酸化が進められるため、Ｐｔの含有量が少なく、且つＰｔ^２＋の割合が少ないガラスを得ることができる。このことが、本発明の光学ガラスにおいて高い可視域透過率が得られる一因であると推察される。
なお、光学ガラスに含まれるＰｔの含有量は、粉砕したガラス試料をＨＦ、ＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３、ＨＣｌ等からなる混酸を用いて分解し、これを加熱蒸発して乾固させることで得られた塩に硝酸を加えたものに対して、ＩＣＰ質量分析装置を用いて分析することで測定できる。
また、Ｐｔ^２＋の割合は、ガラス試料に対して高エネルギー照射し、ＥＸＡＦＳ（広域Ｘ線吸収微細構造）を用いた分析により測定できる。

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

このようにして作製されるガラス成形体は、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、レンズやプリズム等の光学素子の用途に用いることが好ましい。これにより、光学素子が設けられる光学系の透過光における、色収差による色のにじみが低減される。そのため、この光学素子をカメラに用いた場合は撮影対象物をより正確に表現でき、この光学素子をプロジェクタに用いた場合は所望の映像をより高精彩に投影できる。

本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１）及び比較例（Ｎｏ．Ａ）の組成、並びに、屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び分光透過率が７０％を示す波長（λ_７０）を表１〜表２に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。

本発明の実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定し、表に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、電気炉で１２５０℃で３〜１０時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１１５０℃に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。

実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）及びアッベ数（ν_ｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。

実施例及び比較例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ_５（透過率５％時の波長）及びλ_７０（透過率７０％時の波長）を求めた。

本発明の実施例の光学ガラスは、λ_７０（透過率７０％時の波長）がいずれも４２０ｎｍ以下、より詳細には４１５ｎｍ以下であった。一方、本発明の比較例のガラスは、λ_７０が４２０ｎｍを超えていた。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスよりも可視光に対する透過率が高く、着色が少ないことが明らかになった。

本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎ_ｄ）が１．８０以上、より詳細には１．８３以上であるとともに、この屈折率（ｎ_ｄ）は２．２０以下であり、所望の範囲内であった。

また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（ν_ｄ）が２６以下、より詳細には２５以下であるとともに、このアッベ数（ν_ｄ）は１５以上であり、所望の範囲内であった。

従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎ_ｄ）及びアッベ数（ν_ｄ）が所望の範囲内にありながら、可視光に対する透過率が高いことが明らかになった。

さらに、本発明の実施例の光学ガラスについて、粉砕したガラス試料をＨＦ、ＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３、ＨＣｌ等からなる混酸を用いて分解し、これを加熱蒸発して乾固させることで得られた塩に硝酸を加えたものに対して、ＩＣＰ質量分析装置を用いて分析することでＰｔ含有量を測定した。その結果、いずれの実施例においても、ガラス質量に対するＰｔの含有量が６ｐｐｍ以下であることが確認された。
また、本発明の実施例の光学ガラスについて、ガラス試料に対して高エネルギー照射し、ＥＸＡＦＳ（広域Ｘ線吸収微細構造）を用いた分析を行うことで、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合を測定した。その結果、いずれの実施例においても、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合は８０％以下であることが確認された。
これらのことから、本発明の光学ガラスのＰｔ含有量が少なく、且つ、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合が低いことが、本発明の光学ガラスで可視光に対する透過率が高い一因であることが推察される。

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

Claims (6)

1. 酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ₂＋Ｐ_２Ｏ₅を２１〜４０％、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＴｉＯ_２を合量で０％を超え６０％以下、屈折率が１．８０以上であるガラスにおいて、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４２０ｎｍ以下である光学ガラス。
2. 酸化物基準の質量に対する外割りの質量％で、Ｆ成分を０％超６％以下含有する請求項１記載の光学ガラス。
3. 質量％で、ＳｉＯ_２を２１〜３５％、Ｒ_２Ｏ成分を６〜２０％、ＭＯ成分を１１〜３０％含有する請求項１又は２記載の光学ガラス（ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫからなる群より選択される１種以上であり、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選択される１種以上である）。
4. ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つＰｔ²⁺の割合が８０％以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
5. 請求項１から４のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
6. 請求項１から４のいずれか記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。