JP4925562B2 - 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ならびにそれぞれの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として精密プレス成形に使用される光学ガラス、ガラス製精密プレス成形用プリフォームおよびガラス製光学素子ならびに前記光学ガラス、プリフォーム、光学素子それぞれの製造方法に関する。

近年、デジタルカメラなどの撮像光学系を構成するレンズの需要が高まっている。このような状況の中、短納期で大量のガラス製レンズを供給できるレンズ生産方法として精密プレス成形あるいはモールドオプティクス成形と呼ばれる方法が注目を浴びている。しかし、精密プレス成形用の光学ガラスには光学ガラス全般に対する要求特性に加え、低温軟化性が求められ、従来の光学ガラスとは明瞭に区分される独自の領域を形成している。
一方、撮像光学系における光学設計の面から、高屈折率高分散ガラスからなるレンズが必要とされており、このようなレンズを上記精密プレス成形によって供給するためのガラス材料に対する需要が高まっている。

このような光学ガラスとして、例えば特許文献１に開示されているガラスを示すことができる。
上記特許文献１に開示されている発明では、Ｐ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３、アルカリ金属酸化物などの成分を含むガラスを形成し、精密プレス成形に要求される低温軟化性を備えた高屈折率高分散ガラスを実現している。

精密プレス成形では、予め目的とする精密プレス成形品の重量に精密に合致する重量の光学ガラスから形成されるプレス成形に好適な形状（例えば、球など）のプリフォームと呼ばれる予備成形体を作り、この予備成形体を加熱し、プレス成形型でプレスする。
上記特許文献１に開示されている発明では、溶融ガラスを金型に鋳込み、得られたガラスから所定重量のガラス塊を切り出し、研磨法によってプリフォームを作製している。

しかしながら、このような方法は多くの手間、時間を要するとともにコストをアップさせ、上記プリフォームや光学素子の需要に応じることができにくいという問題がある。これに対し、必要量の溶融ガラスを作り流出管から流出させ、流出する溶融ガラスからプリフォーム１個分の溶融ガラス塊を分離し、その溶融ガラス塊が冷却、固化するまでの間にプリフォームに成形して、次々と多数のプリフォームを製造する熱間プリフォーム成形法ができれば、上記方法に比べて飛躍的に生産効率を改善することができる。さらに、上記溶融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形する浮上成形法を併用することによって、全表面がより滑らかで清浄なプリフォームを作ることができる。

このように熱間プリフォーム成形法や浮上成形法は優れた方法ではあるが、プリフォームを作るためのガラスには、さらに熱間プリフォーム成形性が要求される。つまり、ガラスが失透しない温度領域において、溶融ガラスを安定して流出できること、所定重量の溶融ガラス塊を切断刃を使用することなく分離できること、風圧を加えて浮上できることなどの諸条件を満たすことが求められる。

良好な熱間プリフォーム成形性をガラスに付与することができれば、プリフォームの熱間成形や浮上成形も可能になるばかりでなく、溶融ガラスからガラスを成形する際にも失透などによる歩留まり低下を避けることも可能になる。

特開２００３−１６０３５５号公報

本発明は、このような事情のもとで、高屈折率高分散特性など利用価値の高い光学特性を実現できるリン酸塩系の組成において、精密プレス成形性を維持しつつ高い安定性を有する光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム及び前記光学ガラスあるいはプリフォームを精密プレス成形して得られる光学素子を提供すること、ならびに前記光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子それぞれの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の組成とアッベ数を有するリン酸塩系光学ガラス、特定の透過率特性、光学恒数および液相温度を有するリン酸塩系光学ガラス、それらからなるプリフォームおよびこれらを成形してなる光学素子により、ならびにそれらの作製に特定の製造方法を採用することにより、前記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。

すなわち、本発明は、
（１） モル％表示にて、
Ｐ_２Ｏ_５ １７〜３５％、
ＳｉＯ_２ ０．５〜４％、
Ｂｉ_２Ｏ_３ １〜１５％、
Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏを合計で２８％以上４２％未満、
Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３を合計で２５〜４５％
（ただし、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が１２〜２３％、ＴｉＯ_２の含有量が２〜１０％）、
を含み、
Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が、モル比で１／２以上４／５未満であり、ＰｂＯを含まず、屈折率（ｎｄ）が１．８４以上、アッベ数（νｄ）が３０以下、屈伏点（Ｔｓ）が５１４℃以下、液相温度が９３０℃以下、液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする光学ガラス、
（２） 液相温度における粘度が４ｄＰａ・ｓ以上である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（３） 精密プレス成形に供するガラスである上記（１）または（２）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（４） 上記（３）項に記載の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プリフォーム、
（５） 全表面が溶融状態の前記ガラスが固化して形成されたものであるか、自由表面である上記（４）項に記載の精密プレス成形用プリフォーム、
（６） 溶融状態のガラスから一定重量の溶融ガラス塊を分離し、前記溶融ガラス塊が冷却、固化するまでの間に前記重量と等しい重量の上記（４）または（５）項に記載のプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法、
（７） 上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子、
（８） ガラス製のプリフォームを精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
上記（４）または（５）項に記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、および、
（９） ガラス製のプリフォームを精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
上記（６）項に記載の製造方法により作製した精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、
を提供するものである。

本発明によれば、高屈折率高分散特性など利用価値の高い光学特性を実現できるリン酸塩系で、精密プレス成形性を維持しつつ高い安定性を有する光学ガラスを提供することができる。
また、上記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび前記光学ガラスあるいはプリフォームを精密プレス成形して得られる光学素子を提供すること、ならびに前記光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子それぞれの製造方法を提供することもできる。

まず、本発明の光学ガラスについて説明する。
本発明の光学ガラスは精密プレス成形に供されるものである。精密プレス成形とは、モールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学的な機能を果たす面（以下、光学機能面と記す。）、例えば光を屈折させたり、反射したり（全反射や部分反射を含む。）、回折させたり、透過したりする面をプレス成形によって形成する方法である。この方法では、非球面レンズや微小レンズをレンズ面に機械加工を施さずに作製できるので、高い生産性のもとに精密形状の光学素子を量産することができる。なお、レンズ面の周囲を心取りなどの目的で機械加工することは、精密プレス成形の上記特徴を損なうものではない。

［光学ガラス］
（ガラスＩ）
本発明の第一の光学ガラス（以下、ガラスＩという。）は、必須成分としてＰ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２およびＬｉ_２Ｏを、任意成分としてＮａ_２ＯおよびＫ_２Ｏを含み、Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が、モル比で１／３〜１であり、アッベ数（νｄ）が３０以下であることを特徴とする光学ガラスである。
ここで、Ｐ_２Ｏ_５はガラスの網目構造の形成物であり、ガラスに製造可能な安定性を持たせるための必須成分であり、前記光学恒数領域において良好な精密プレス成形性を備えるガラスを実現するために必要な重要な成分である。

アルカリ金属は、ガラスの溶融性を向上させ、ガラスの軟化温度を低下させる働きを有する有用な成分である。またアルカリ金属のうち特にＬｉは、他のアルカリ金属と比較してイオン半径が小さいことから、ガラス単位体積に含まれる元素を密に充填する効果が他のアルカリ金属よりも大きい。したがって本発明の目的物である高屈折率のガラスを得るにあたって、アルカリ金属成分に関してはＮａやＫよりもＬｉをより多く用いることで、ガラスに含まれる高屈折率成分をより密に充填することができ、屈折率をより高めることができる。

上記の理由から、ガラスの成分としてＬｉ_２Ｏを多く使用することにより、ガラスの溶融性や低温軟化特性を維持しながら高い屈折率を得ることが可能となるため、Ｌｉ_２Ｏは溶融や加工の容易な高屈折率光学ガラスを得るために極めて重要な成分である。ただし、Ｌｉ_２Ｏがあまりにも過剰になると、ガラスの液相粘性が低下したりガラスの熱安定性が低下したりしてガラス溶融性や加工性が逆に損なわれるため、Ｌｉ_２Ｏの含有量には好ましい上限がある。

このような理由から、Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、モル比で１／３〜１、好ましくは２／５以上９／１０未満、更に好ましくは１／２以上４／５未満とする。
同様に上記の理由から、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計量は２８モル％以上４２モル％未満が望ましく、３０モル％以上４０モル％未満が更に望ましい。
同様に上記の理由から、Ｌｉ_２Ｏは２重量％以上であることが更に望ましく、４重量％以上であることがいっそう望ましい。一方で、アルカリ成分のうちＬｉ_２Ｏ以外の成分として主に用いられるＮａ_２ＯとＫ_２Ｏの合計量は１０重量％未満であることが望ましく、９重量％未満であることが更に望ましく、８重量％未満であることがいっそう望ましい。

ＳｉＯ_２はガラスの網目構造の形成物であり、溶融状態などガラスの高温領域における粘性を熱間プリフォーム成形に好適な範囲にするとともに、ガラスの安定性、耐久性、透過率特性の改善に役立つ必須成分である。
ガラスＩは低温軟化性とともに、通常屈折率（ｎｄ）１．８０以上の高屈折率特性を有する。

（ガラスＩＩ）
本発明の第二の光学ガラス（以下、ガラスＩＩという。）は、必須成分としてＰ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２およびＬｉ_２Ｏを含み、厚さ１０．０±０．１ｍｍの互いに平行で平坦な光学研磨が施されたガラス試料の光学研磨面の一方に垂直に入射光を照射したとき、入射光強度に対するガラス試料を透過して他方の光学研磨面から出射する透過光強度の比（透過光強度／入射光強度）で表わされる透過率が７０％になる波長が５１０ｎｍ以下となる透過率特性を有し、屈折率（ｎｄ）が１．８０以上かつアッベ数（νｄ）が３０以下であって、液相温度が１０００℃未満であることを特徴とする光学ガラスである。なお、上記ガラス試料は溶融状態のガラスを冷却したものを加工したものであり、室温までガラスを冷却した後、再加熱していないものである。

ガラスＩＩは、可視領域において、波長を長くしていくにつれて透過率が増加し、高透過率を示す。例えば、厚さ１０．０±０．１ｍｍの互いに平行で平坦な光学研磨が施されたガラス試料の光学研磨面の一方に垂直に入射光を照射する。入射光の波長を波長２８０〜７００ｎｍの範囲で掃引しながら、入射光強度に対するガラス試料を透過して他方の光学研磨面から出射する透過光強度の比（透過光強度／入射光強度）で表わされる透過率（分光透過率という。）を測定したとき、前記分光透過率が８０％になる波長（λ８０という。）は６００ｎｍ以下であるものが好ましく、５８０ｎｍ以下であるものが更に好ましく、５６０ｎｍ以下であることがいっそう好ましい。また同様に前記分光透過率が７０％になる波長（λ７０という。）が５１０ｎｍ以下であり、４９０ｎｍ以下であることが好ましく、４７０ｎｍ以下であるものがより好ましい。さらに、前記分光透過率が５％になる波長（λ５という。）が４１０ｎｍ以下であるものが好ましく、４００ｎｍ以下であるものが更に好ましく、３９０ｎｍ以下であることがいっそう好ましい。波長２８０〜７００ｎｍにおいてλ８０よりも長波長領域では分光透過率が８０％超を示し、λ７０よりも長波長領域では分光透過率が７０％超を示し、λ５よりも長波長領域では５％超を示す。なお、ガラスの厚みが上記値と異なる場合は、周知の方法によってガラス試料の厚みをもとに分光透過率を換算することが可能である。また上記分光透過率はガラス表面における反射損失も加味したものである。
なお、ガラスＩＩとしてはガラスＩの特徴も備えたものが好ましい。

（ガラスＩおよびガラスＩＩの共通点）
次に、ガラスＩ、ＩＩの共通点について説明する。以下、ガラスＩ、ＩＩを一括して本発明のガラスと呼ぶことにする。
本発明のガラスにおいて屈折率（ｎｄ）に特に上限は定めないが、２以下を目安とすればよい。なお、より好ましい屈折率（ｎｄ）の範囲は、１．８２以上２以下、更に好ましい範囲は１．８４以上２以下である。またアッベ数（νｄ）特に下限は定めないが、１７以上を目安とすればよい。

次に本発明のガラスにおける各成分の好ましい含有量について説明する。以下、特記しない限り、含有量はモル％にて表示するものとする。
Ｐ_２Ｏ_５は、通常１０〜３５％、より好ましくは１５〜３０％、さらに好ましくは１７〜２８％導入する。Ｐ_２Ｏ_５は過剰導入により、ガラス転移温度や屈伏点の上昇、耐候性の悪化を招き、少なすぎるとガラスの失透傾向が強くなりガラスが不安定となる。

ＳｉＯ_２は０．５〜４％導入することが望ましく、０．５〜３％導入することがより望ましい。ＳｉＯ_２導入の効果は上記のとおりであるが、過剰の導入により、ＳｉＯ_２原料が完全に溶解せずガラス中に異物として残ってしまう。つまり、ガラス中に溶け残らない量であって、所定の光学恒数が得られる範囲であればよいが、その目安となるのが上記含有量である。
また、ＳｉＯ_２を導入することによって液相温度における粘度を高め、２〜２０ｄＰａ・ｓの範囲にすることができるので、熱間プリフォーム成形性を向上させることができる。

アルカリ金属酸化物としてＬｉ_２Ｏのみ、またはＬｉ_２ＯとともにＮａ_２Ｏおよび／またはＫ_２Ｏを用いることが好ましい。その場合、上記理由からアルカリ金属酸化物の合計量を所定量未満にすることは先に説明したとおりである。
アルカリ金属酸化物の合計量は上記制限内において、４０％未満にすることが望ましく、３８％以下とすることがより望ましく、６％以上であることが望ましく、１０％以上であることがさらに望ましく、１１％以上であることがより一層望ましい。
さらにＬｉ_２Ｏの好ましい量は２〜２５％、より好ましい量は４〜２０％、さらに好ましい量は５〜２０％、Ｎａ_２Ｏの好ましい量は４〜２５％、より好ましい量は５〜２０％、Ｋ_２Ｏの好ましい量は０〜１５％、より好ましい量は１〜８％である。また、重量％表示でＬｉ_２Ｏを２％以上導入することが精密プレス成形性を向上させる観点から望ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は任意成分であるが、ガラスの溶融性の向上やガラスの均質化に非常に有効な成分であると同時に、少量のＢ_２Ｏ_３の導入でガラス内部にあるＯＨの結合性を変え、精密プレス成形時にガラスの発泡防止に非常に有効な成分であるため、０〜１５％導入することが好ましく、１〜１２％導入することがより好ましい。

Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３は所望の光学恒数を付与しつつ、精密プレス成形用光学ガラスとして要求される諸条件を満たす上から、合計で２５〜４５モル％導入することが好ましい。
Ｎｂ_２Ｏ_５は、高屈折率高分散特性を付与する効果の高い重要な成分である。Ｎｂ_２Ｏ_５の導入量が多くなるとガラスの溶融性や安定性が低下すると共に、ガラス転移温度や屈伏点が上昇し、精密プレス成形時にガラスが発泡したり着色しやすくなったりする傾向がある。逆に導入量が少なくなるとＮｂ_２Ｏ_５による高屈折率高分散特性の付与効果が減少する。したがって、Ｎｂ_２Ｏ_５の導入量を５〜２５％とすることが好ましく、１０〜２５％とすることがより好ましく、１２〜２３％とすることがさらに好ましい。

ＷＯ_３も高屈折率高分散特性を付与する効果の高い重要な成分である。また、ガラス転移温度や屈伏点を低下させる効果がある。さらに精密プレス成形時にプリフォームとプレス成形型との濡れ性を抑制する効果があるため、精密プレス成形の際にガラスの離型性を向上させる働きをする。しかし、導入量が多くなると、本発明の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームが着色しやすくなり、ガラスの高温粘性も低くなるので、溶融ガラスを流出管から流出してプリフォームを成形するのが難しくなる。したがって、ＷＯ_３の導入量を０〜４０％とするのが好ましく、０％超かつ４０％以下とするのがより好ましく、０．１〜４０％とするのがさらに好ましく、２〜４０％とするのがより一層好ましく、２．５〜３０％とするのが特に好ましい。

ＴｉＯ_２もガラスの屈折率や分散性を高め、安定性を向上させる効果がある。しかし、その含有量が多くなると、ガラスの安定性や透過率特性が悪化し、ガラス転移温度や屈伏点、液相温度が急上昇し、精密プレス成形時にガラスが着色しやすくなる傾向がある。したがって、ＴｉＯ_２の導入量を０〜１０％とするのが好ましく、１〜１０％とするのがより好ましく、２〜８％とするのがさらに好ましい。

Ｂｉ_２Ｏ_３もガラスの屈折率や分散性を高め、安定性や耐候性を向上させる効果がある。しかし、Ｂｉ_２Ｏ_３が多くなるとプリフォームを製造する際にガラスが失透しやすくなるとともに、着色しやすくなる。したがって、Ｂｉ_２Ｏ_３の導入量を０〜１５％とするのが好ましく、０．１〜１５％とするのがより好ましく、０．５〜１２％とするのがさらに好ましく、１〜１２％とするのがより一層好ましい。

なお、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３は上記のように有用な成分であるが、その量が多くなるとガラスの溶融性を向上させるアルカリ金属酸化物やＢ_２Ｏ_３などの量が相対的に少なくなる。そのため、ガラスに高屈折率高分散特性を付与すると、ガラスの溶融性が低下する傾向が生じてしまう。ところでＳｉＯ_２は上記効果を有する成分ではあるが、アルカリ金属酸化物、Ｂ_２Ｏ_３の量が少ないリン酸塩系ガラスであって、特に高屈折率あるいは高分散を示す組成系においては、従来知られている調合ガラス原料を加熱、溶融する方法では極めて溶解が難しく、ＳｉＯ_２の導入は困難である。上記ガラスであってＢ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計量が２０重量％未満のもの、特に１７重量％未満、さらには１５重量％未満のものは、特性上優れたガラスであるが、溶融性の問題から実現が難しかった。しかし、後述する新規なガラス溶融法により、精密プレス成形用として極めて有用な本発明の光学ガラスが見出されたのである。このガラス溶融法については後ほど詳細に説明する。

次にその他の任意成分について説明する。
ＢａＯは、屈折率を高め、ガラスの安定性を向上させて液相温度を低下させる上で有用な成分である。しかし、過剰の導入によりガラスの安定性が低下し、ガラス転移温度や屈伏点が上昇するので、その導入量を０〜１５％とするのが好ましく、０〜１２％とするのがより好ましく、０．１〜１２％とするのがさらに好ましい。また、ＢａＯはＷＯ_３と共存させることにより、ＷＯ_３の導入量を多くしてもガラス安定性の低下を防ぎ、着色も抑える働きをする。したがって、ＷＯ_３を含む場合、ＢａＯも含むガラスが好ましい。
ＺｎＯは、屈折率や分散を高め、少量の導入でもガラス転移温度や屈伏点、液相温度を低下させる働きをする。しかし、過剰導入によりガラス安定性が低下し、液相温度も上昇してしまう。したがって、ＺｎＯは０〜１２％導入することが好ましく、１〜１０％導入することがより好ましく、２〜８％導入することがさらに好ましい。

なお、溶融状態のガラスの成形性、特に熱間プリフォーム成形性、精密プレス成形性、光学特性の面から、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＢａＯ、ＺｎＯの合計含有量が９５％超であるガラスが好ましく、９８％超であるガラスがより好ましく、１００％であるガラスが特に好ましい。

この他に任意成分として、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｃｓ_２Ｏなども導入することはできるが、各成分とも５％未満、好ましくは２％未満の範囲とし、その合計量も５％未満、好ましくは２％未満とすることが望ましい。ＴｅＯ_２は多くとも９重量％以下に抑えるべきであり、２重量％以下にすることが好ましく、毒性を考慮すると１重量％以下にすることがより好ましく、排除することが特に好ましい。ＧｅＯ_２は２重量％以下に抑えるべきであり、高価な原料であるため１重量％以下にすることが望ましく、使用しないことがより望ましい。また、Ｔａ_２Ｏ_５もＧｅＯ_２ほどではないがコスト面から導入しないことが望ましい。

次に脱泡清澄作用を目的として添加する清澄剤について説明する。清澄剤は一般の光学ガラスに使用されるものであればよい。例えば、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３を例示することができる。Ｓｂ_２Ｏ_３の添加量は、ガラス成分の総計量に対し０〜１％とするのが好ましく、０〜０．９％とするのがより好ましい。Ａｓ_２Ｏ_３の添加量も、ガラス成分の総計量に対し０〜１％とするのが好ましく、０〜０．９％とするのがより好ましい。なお、Ｓｂ_２Ｏ_３とＡｓ_２Ｏ_３を併用する場合には両者の合計添加量を０〜１％とするのが好ましく、０〜０．９％とするのがより好ましい。上記清澄剤はガラスの脱泡、清澄効果、あるいは着色を低減する効果を得るために添加するものであって、多量の導入は精密プレス成形時にプレス成形型の成形面を酸化し、ダメージを与えるおそれがあるので添加量は上記程度にとどめる。また、毒性の面からＡｓ_２Ｏ_３は排除すべきである。したがって、清澄剤としてはＳｂ_２Ｏ_３を用いるのが望ましい。

なお、従来の低温軟化性の高屈折率ガラスではＰｂＯが導入されていたが、本発明のガラスからはＰｂＯを除外すべきである。その理由はＰｂＯが毒性を有するからであり、もう１つの理由は、プレス成形型の成形面の酸化によるダメージを防止するため非酸化性ガス雰囲気中で精密プレス成形を行うとＰｂＯが還元されてＰｂが析出し、上記成形面に付着したり、光学素子表面の汚れとなったりするなどの不都合を解消するためである。
また、着色を目的とする場合以外は、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖなどの着色剤となるものも排除すべきである。
さらに、所望の光学恒数を得る上から、Ｆ（フッ素）なども排除することが好ましい。

次に、本発明のガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ｔｓ）、液相温度（ＬＴ）、透過率特性について説明する。
本発明のガラスは、精密プレス成形性の面からガラス転移温度（Ｔｇ）が５４０℃以下であることが好ましく、５３０℃以下であることがより好ましく、５００℃以下であることがさらに好ましい。
同様に精密プレス成形性の面から、屈伏点（Ｔｓ）は５７０℃以下であることが好ましく、５５０℃以下であることがより好ましく、５４０℃以下であることがさらに好ましい。
また、溶融状態のガラスを失透させずに良好に成形するため、特に熱間プリフォーム成形を行う上から、液相温度（ＬＴ）が９７０℃未満であることが好ましく、９５０℃以下であることがより好ましく、９３０℃以下であることがさらに好ましい。
なお、本発明の光学ガラスは精密プレス成形用ガラスとして好適であるが、研磨加工によって光学素子を作る際に使用するガラス材料としても優れたものである。

このようなガラス組成によって、高屈折率高分散性を有するとともに、液相温度における粘度（以下、液相粘度という。）を２ｄＰａ・ｓ以上にしやすくなる。液相粘度を２ｄＰａ・ｓ以上にすることによって、ガラスが失透しない温度領域において、溶融ガラスを安定して流出でき、精密プレス成形用プリフォームの重量に相当する溶融ガラス塊を、切断刃を使用することなく分離でき、風圧を加えて溶融ガラス塊を浮上させながら成形することができる。なお、好ましい液相粘度は２〜２０ｄＰａ・ｓである。
また、ガラスの安定性もＳｉＯ_２の導入により改善するため、前記液相粘性とあわせ、ガラスの成形、特に精密プレス成形用プリフォームの熱間成形を良好に行うことができる。

なお、ガラスＩ、ガラスＩＩにおいて、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３の中から選ばれる１種以上の成分を必須成分とする光学ガラス、例えばＰ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５を含むもの（前記ガラス成分が共存することを意味する。以下、同様。）、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３を含むもの、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３を含むもの、さらに前記各光学ガラスにおいて任意成分としてＢ_２Ｏ_３を含むものなどが好ましい。Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３の各成分の役割は後述するが、これらの成分はいずれも高屈折率高分散性を付与する上で優れた成分である。

アルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ_２Ｏを必ず使用すればよく、Ｌｉ_２Ｏのみ、Ｌｉ_２ＯとＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２ＯとＫ_２Ｏ、Ｌｉ_２ＯとＮａ_２ＯとＫ_２Ｏを用いることが好ましい。Ｌｉ_２ＯはＮａ_２ＯやＫ_２Ｏと比較し、少量の導入によりガラス転移温度、屈伏点を低下する働きをするので、良好な精密プレス成形性を付与する上から必須成分とする。

［光学ガラスの製造方法］
次に光学ガラスの製造方法について説明する。本発明の光学ガラスの製造方法は、ガラス成分として、Ｐ_２Ｏ_５およびＳｉＯ_２を含む光学ガラスの製造方法において、ＳｉＯ_２を含む第一の原料を加熱、溶融して溶融物もしくは前記溶融物から得られるカレットを作製し、燐酸化合物を含む第二の原料、前記第二の原料を加熱、溶融して得られる溶融物、前記第二の原料の溶融物から得られるカレットのいずれかを、前記第一の原料の溶融物または前記第一の原料の溶融物から得られるカレット原料と混合、溶融して前記光学ガラスを溶融することを特徴とするものである。

シリカ原料と燐酸化合物を同時に加熱、溶融しようとすると実用レベルの加熱温度では溶融が困難である。溶融を促進するためにさらに加熱温度を上げると、白金ルツボが侵蝕されてルツボの寿命が短くなるだけでなく、ガラスに白金が溶け込みガラスが着色してしまう。また、白金ルツボがダメージを受けないように還元性雰囲気中で溶融を行うとＮｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３などの高屈折率付与成分が還元してガラスが着色してしまう。このような問題を解消するため、ＳｉＯ_２原料と燐酸化合物を別々に溶融した後、両者を加熱、混合して目的のガラスを得るための均質な溶融ガラスを作る。

本発明において、使用するガラス原料を次のように分類する。
グループ１は必須成分であるＳｉＯ_２を導入するための原料であり、その例としてＳｉＯ_２を示すことができる。
グループ２はグループ１の原料と加熱、溶融することにより均一なガラスを形成しやすいものであり、Ｂ_２Ｏ_３、Ｈ_３ＢＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５などを例示できる。
グループ３はグループ１と混合して溶融温度を低下させやすい成分であるが、それだけではガラス化するとは限らないものも含まれる。グループ３にはＢ_２Ｏ_３、Ｈ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯなどが含まれる。

グループ４はグループ２にもグループ３にも属するものである。
グループ５はＰ_２Ｏ_５をガラス成分として導入する原料であり、燐酸化合物である。グループ５に属する原料は、グループ１と均質なガラスを形成しにくく、両者を混合しても溶融温度の低下が見られない。グループ５にはＨ_３ＰＯ_４、ＢＰＯ_４、Ａｌ（ＰＯ_３）_３、ＬｉＰＯ_３、ＮａＰＯ_３、Ｎａ_３ＰＯ_４、Ｎａ_５Ｐ_３Ｏ_１０、ＫＰＯ_３、Ｍｇ（ＰＯ_３）_２、Ｃａ（ＰＯ_３）_２、Ｓｒ（ＰＯ_３）_２、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、Ｚｎ（ＰＯ_３）_２などが含まれる。
その他に、グループ２に含まれるがグループ３に含まれない原料（グループ６。例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５など。）、グループ３に含まれるがグループ２に含まれない原料（グループ７。例えばＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、ＺｎＯなど。）がある。

本発明の第１の方法では、グループ１とグループ４の原料を加熱、溶融して、溶融物を作る。次に、グループ５を含む原料を上記溶融物に加えてＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５を含む溶融ガラスを作り、成形、冷却して光学ガラスを得る。
第２の方法では、グループ１とグループ４の原料を加熱、溶融して、溶融ガラスを作り、この溶融ガラスを冷却してカレットを作る。次に、前記カレットとグループ５を含む原料を加熱、溶融してＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５を含む溶融ガラスを作り、成形、冷却して光学ガラスを得る。
第３の方法では、グループ１とグループ４の原料を加熱、溶融して、溶融ガラスを作り、この溶融ガラスを冷却してカレットを作る。次に、グループ５を含む原料を加熱、溶融して溶融ガラスを作り、この溶融ガラスを冷却してカレットを作る。上記２つのカレットを含む原料を加熱、溶融し、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５を含む溶融ガラスを作り、成形、冷却して光学ガラスを得る。
第４の方法では、グループ５を含む原料を加熱、溶融して溶融ガラスを作り、この溶融ガラスを冷却してカレットを作る。グループ１とグループ４の原料を加熱、溶融して作られた溶融物に上記カレットを加えて加熱、溶融し、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５を含む溶融ガラスを作り、成形、冷却して光学ガラスを得る。
第５の方法では、グループ１とグループ４の原料を加熱、溶融して、溶融物を作る。また、グループ５を含む原料を加熱、溶融して、溶融物を作る。上記溶融物を混合、加熱してＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５を含む溶融ガラスを作り、成形、冷却して光学ガラスを得る。

グループ１とグループ４を加熱、溶融する際には、グループ６またはグループ７を加えてもよい。また、グループ５を加熱、溶融する際には、グループ２または３、あるいはグループ４を合わせてもよい。

上記の方法は、アルカリ金属酸化物の総量とＢ_２Ｏ_３の量の合計量が２０重量％未満であるガラスへの適用が好ましく、１７重量％未満であるガラスへの適用がより好ましく、１５重量％未満であるガラスへの適用がさらに好ましい。アルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏまたはこれらの組合せが用いられるが、このようなガラスはアルカリ金属酸化物やＢ_２Ｏ_３などの溶融性を向上させる成分が少ないので、実用レベルの加熱温度でＳｉＯ_２原料を完全に溶解することが困難であり、均質な光学ガラスを得ようとすると上記問題により品質が著しく低下してしまう。しかし、上記方法を適用することにより、高品質な光学ガラスを製造することができる。

また、上記方法はＮｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３を合計で２５〜４５モル％含むガラスの製造に好適である。骨格形成成分であるＰ_２Ｏ_５の量はガラスの安定性を維持する上から下限があり、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３が占める割合も多くなると、アルカリ金属酸化物やＢ_２Ｏ_３などの溶融性を向上させる成分が少なくなる。そのため溶融性が低下するが、このようなガラスでも上記方法を用いることによりＳｉＯ_２を導入しつつ、高品質な光学ガラスを製造することができる。

また、上記方法はアッベ数（νｄ）が３０以下のガラスの製造に好適である。前記高分散特性を付与するには、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３などの高分散性付与成分の量を多くする必要がある。またＰ_２Ｏ_５の量もガラスの安定性を維持する上から下限があるため、アルカリ金属酸化物やＢ_２Ｏ_３などの溶融性を向上させる成分が少なくなる。上記方法によれば、アッベ数（νｄ）が３０以下のＰ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２を含有する溶融性が低いガラスでも高品質な光学ガラスを製造することができる。

また、上記方法は屈折率（ｎｄ）が１．７０以上、より好ましくは１．８２以上のガラスの製造にも好適である。Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３などの高分散性付与成分は、同時に高屈折率付与成分でもあるので、高分散ガラスの場合と同様、溶融性が低下する傾向があるが、上記方法によれば、屈折率（ｎｄ）が１．７０以上のＰ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２を含有する溶融性が低いガラスでも高品質な光学ガラスを製造することができる。

さらに、上記方法はＳｉＯ_２を０．５モル％以上含むガラスの製造にも好適である。燐酸化合物と相性が悪いＳｉＯ_２の量が０．５モル％以上になると溶融性の低下がより著しくなるが、上記方法によれば均質かつ高品質な光学ガラスを製造することができる。上記方法においてもＳｉＯ_２の量は４モル％以下に抑えることが高屈折率、高分散特性を有し、均質なガラスを得る上から好ましい。０．５〜４モル％程度のＳｉＯ_２の導入はガラスの安定性向上、液相粘性の改善、着色度の改善などの面でもより効果的である。
さらに、上記方法は本発明の光学ガラスの製造に好適である。
なお、上記ガラスの製造方法は、特記した以外の点については公知の溶融技術を適宜使用すればよい。

［精密プレス成形用プリフォーム］
次に、本発明の精密プレス成形用プリフォーム（以下、プリフォームという。）について説明する。プリフォームとは、精密プレス成形前に精密プレス成形に適する形状に予備成形されたガラス成形体であり、精密プレス成形品の重量と同じ重量をもち、表面が滑らかで傷などの欠陥がないものである。精密プレス成形ではプリフォームの表面がそのまま光学素子の光学機能面に成形される可能性が高く、内部品質のみならず、表面の品質も高いものが要求される。

（プリフォームＩ）
本発明の第一のプリフォーム（以下、プリフォームＩという。）は、上記本発明のガラスからなるものである。したがって、プリフォームＩは本発明のガラスが備える諸特性を有する。
プリフォームＩとして、全表面が溶融状態の前記ガラスが固化して形成されているものが好ましい。また、全表面が自由表面からなることが好ましい。自由表面とは溶融状態のガラスが冷却する過程で、固体と接して前記固体の表面が転写されることなく形成された表面のことである。このようなプリフォームの全表面は滑らかで、微細な研磨痕もないので、精密プレス成形によって良好な面を有する光学素子を高い生産性のもとに作製できる。

（プリフォームＩＩ）
本発明の第二のプリフォーム（以下、プリフォームＩＩという。）は、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２およびアルカリ金属酸化物を必須成分として含み、ＳｉＯ_２の含有量が０．５〜４モル％、屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、アッベ数（νｄ）が３０以下の光学ガラスからなり、全表面が溶融状態の前記ガラスが固化して形成されたものであることを特徴とするプリフォームである。

（プリフォームＩＩＩ）
本発明の第三のプリフォーム（以下、プリフォームＩＩＩという。）は、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２およびアルカリ金属酸化物を必須成分として含み、ＳｉＯ_２の含有量が０．５〜４モル％、屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、アッベ数（νｄ）が３０以下の光学ガラスからなり、全表面が自由表面からなることを特徴とするプリフォームである。
プリフォームＩＩおよびプリフォームＩＩＩにおいて、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２、アルカリ金属酸化物を導入することにより得られる効果、ＳｉＯ_２の含有量の限定理由は、本発明のガラスで説明したとおりであり、それらの作用、効果によって前記全表面を有し、失透や脈理のない均質かつ高品質のプリフォームが提供される。さらに、前記全表面を備えることにより、精密プレス成形によって良好な面を有し、高分散性を有するガラスからなる光学素子を高い生産性のもとに作製できる。

（プリフォームＩＩとＩＩＩの共通点）
次にプリフォームＩＩとＩＩＩの共通点について説明する。これらのプリフォームは、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３を合計で２５〜４５モル％含むガラスからなること、また、屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、好ましくは１．８２以上、より好ましくは１．８４以上のガラスからなることが好ましい。
さらに、任意成分としてＢ_２Ｏ_３を含み、アルカリ金属酸化物の合計量とＢ_２Ｏ_３の量を合計した量が２０重量％未満であることが好ましく、１７重量％未満であることがより好ましく、１５重量％未満であることがさらに好ましい。
また、前記アルカリ酸化物がＬｉ_２Ｏを含むことが望ましく、（１）Ｌｉ_２Ｏ、（２）Ｌｉ_２ＯおよびＮａ_２Ｏ、（３）Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの各組合せが好ましい。前記ガラスとしてはさらにＢａＯ、ＺｎＯなどを含み得る。Ｌｉ_２Ｏの導入量としては２重量％以上とするのが望ましい。
また本発明のガラスにおける理由と同じ理由により、ＷＯ_３を０モル％超導入することが望ましい。
各成分の含有量や合計量は、上記本発明のガラスにおける範囲と同様にすることが好ましく、清澄剤とその添加量や排除すべき成分についても上記本発明のガラスと同様にすることが好ましい。

本発明のプリフォームとして特に好ましいものは、プリフォームＩかつプリフォームＩＩであるもの、プリフォームＩかつプリフォームＩＩＩであるもの、プリフォームＩ〜ＩＩＩのいずれにも該当するものである。

（プリフォームＩ〜ＩＩＩの共通点）
次にプリフォームＩ〜ＩＩＩに共通する点について説明する。以下、プリフォームＩ〜ＩＩＩを一括してプリフォームと呼ぶことにする。
プリフォームの形状は、精密プレス成形の際、プリフォームをなるべく等方的に押し広げることができること、精密プレス成形品の主用途である光学素子で特に需要が高いレンズの形状の主なものが、回転対称軸を有していることを考慮し、球または１つの回転対称軸を有する形状が好ましい。１つの回転対称軸を有する形状として好ましいものは次のとおりである。

前記対称軸を含む断面において、プリフォームの輪郭線上の点とプリフォームの重心を結ぶ直線と、前記輪郭線上の点において輪郭線に接する接線を考える。そして前記直線と接線のなす角θが以下のように変化するものが好ましい形状である。すなわち、回転対称軸と輪郭線との交点においてθは９０°であり、輪郭線上の点をこの交点から移動するにつれてθは単調増加した後、単調減少に移り、再び９０°になった後も単調減少する。それから単調増加に移り、回転対称軸と輪郭線との交点の他方において９０°に戻る。この場合、プリフォームは回転体なので、θは上記挙動と同じ挙動を示しながらスタート地点の交点で再び９０°になる。なお、θを上記θの補角にとる場合は、単調増加と単調減少が入れ替わる挙動を示す。

このような形状によって、精密プレス成形時にプリフォームとプレス成形型の間に雰囲気ガスが閉じ込められ、成形不良となるガストラップの危険を低減することができる。なお、このようなガストラップの危険をさらに低減するには、プリフォーム表面の曲率がプレス成形型成形面の曲率よりも大きくなるように成形すればよい。

重量については、４０ｍｇ〜１０ｇであるものが好ましい。上記重量の範囲とすることにより、溶融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形することができる。その結果、全表面が溶融状態のガラスが固化して形成された面であったり、自由表面であったりするプリフォームを生産性よく提供することができる。次に、形状別に好ましい重量範囲について説明しておく。球状プリフォームの場合は４０〜７００ｍｇ、さらに好ましくは１００〜４００ｍｇ、１つの回転対称軸を有するプリフォームの場合は３００ｍｇ〜１０ｇの範囲である。
また、設定重量に対する重量精度は、±２％以内であることが望ましく、±１％以内であることがより望ましく、±０．８％以内であることがさらに好ましい。
プリフォームを形成するガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ｔｓ）、液相温度（ＬＴ）、透過率特性については、本発明のガラスと同様とすることが好ましい。

［精密プレス成形用プリフォームの製造方法］
次に本発明のプリフォームの製造方法について説明する。
第１のプリフォームの製造方法（以下、プリフォームの製法Ｉという。）は、上記本発明の光学ガラスの製造方法により作製された溶融状態の光学ガラスから一定重量の溶融ガラス塊を分離し、前記溶融ガラス塊が冷却、固化するまでの間に前記重量と等しい重量のプリフォームに成形することを特徴とするものである。

第２のプリフォームの製造方法（以下、プリフォームの製法ＩＩという。）は、溶融状態のガラスから一定重量の溶融ガラス塊を分離し、前記溶融ガラス塊が冷却、固化するまでの間に前記重量と等しい重量の上記プリフォームＩ〜ＩＩＩのいずれかに成形することを特徴とするものである。
上記プリフォームの製法ＩおよびＩＩにおいて、前記溶融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながら成形することが好ましい。

なお、溶融状態のガラスから一定重量の溶融ガラス塊を分離する方法としては、以下の方法を例示することができる。第１の方法は、流出パイプから一定の流速で流出する溶融ガラス流を滴下する方法である。この方法では溶融ガラスが上記パイプの先端に留まろうとする力よりもガラスに働く重量が大きくなったときに所定重量のガラス滴がパイプ先端から落下する。流出するガラスは一定の周期で滴下して一定の重量の溶融ガラス塊が次々と得られる。さらにこの方法では、流出パイプ先端に出現した溶融ガラスに下向きの一定風圧を加えることにより、風圧を加えないときよりも、より軽量のガラス滴を滴下することもできる。

第２の方法は、流出パイプから一定の流速で流出する溶融ガラス流の先端を支持して、溶融ガラス流の先端とパイプ側の間に表面張力によってくびれ部を形成し、所定のタイミングで前記支持を取り除くことにより、上記くびれ部から先端側の溶融ガラス塊を分離するものである。この方法によれば、第１の方法よりも重量の大きな溶融ガラス塊を分離することができる。
このようにして切断刃を使用せずに分離されたガラス塊を浮上して成形したプリフォームは、切断痕がない滑らかな表面を有し、精密プレス成形用のプリフォームとして好適である。

なお、プリフォームの表面には、精密プレス成形時にプリフォーム表面とプレス成形型の成形面との間の潤滑性を良好にし、プレス成形後の離型性を向上させるため、離型膜を設けることもできる。前記離型膜としては炭素含有膜、例えば蒸着炭素膜やＣＶＤにより形成される炭素膜などがある。これら離型膜はプリフォームのプレス成形型に接する面あるいは全面に設けることが好ましい。

［光学素子］
次に本発明の光学素子について説明する。
本発明の第１の光学素子（以下、光学素子Ｉという。）は、精密プレス成形品であって、上記ガラスＩ〜ＩＩのいずれかからなることを特徴とするものである。
第２の光学素子（以下、光学素子ＩＩという。）は、プリフォームＩ〜ＩＩＩのいずれか、またはプリフォームの製法Ｉまたはプリフォームの製法ＩＩによって作製されたプリフォームを精密プレス成形して得られる光学素子である。

このような光学素子としては、非球面レンズ、球面レンズ、マイクロレンズなどの各種レンズ、レンズアレイ、回折格子、回折格子付きレンズ、プリズム、表面にレンズ機能が付与されたプリズム、フィルターなどを例示することができるが、これらに限定されるものではない。さらに各種レンズの形状には、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、シリンドリカルレンズなどの諸形状があり、機能としては撮像光学系用レンズ、光ピックアップレンズ、コリメータレンズ、光通信用レンズなどをあげることができるが、これらに限定されるものではない。
このような各種光学素子には必要に応じ、反射防止膜、部分反射膜、反射膜、波長依存性反射膜、波長依存性光吸収膜などの光学多層膜を表面に形成してもよい。

［光学素子の製造方法］
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
第１の光学素子の製造方法（以下、光学素子の製法Ｉという。）は、精密プレス成形用プリフォームを加熱し、精密プレス成形してガラスＩ〜ＩＩのいずれかからなる光学素子を作製することを特徴とするものである。
第２の光学素子の製造方法（以下、光学素子の製法ＩＩという。）は、プリフォームＩ〜ＩＩＩのいずれか、またはプリフォームの製法Ｉによって作製されたプリフォームを加熱、精密プレス成形する工程を備える光学素子の製造方法である。
光学素子の製法ＩおよびＩＩのいずれの製法においても、プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型をともに加熱する方法（以下、方法Ａという。）、加熱したプリフォームをプレス成形型に導入し、精密プレス成形する方法（以下、方法Ｂという。）のいずれかを適用することができる。

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、この例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜１３
（１）表１〜３に示す組成のガラスが得られるように各原料を秤量し、シリカ原料を含む混合原料と、燐酸化合物を含む混合原料を用意した。シリカ原料と混合した原料（原料１とする。）は、Ｈ_３ＢＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＢａＣＯ_３とし、これら原料によってＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、ＢａＯをガラス成分として導入する。一方、燐酸化合物を含む混合原料（原料２とする。）は、Ｚｎ（ＰＯ_３）_２、ＬｉＰＯ_３、ＮａＰＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３を混合したものとした。

最初に原料１を白金ルツボに入れて電気炉で１０５０〜１２００℃にて１０〜６０分、大気中で加熱、溶融、攪拌して溶融物を得た。次に、上記溶融物に原料２を加えて攪拌し、大気中で１０５０〜１１５０℃にて１．５〜２．５時間、加熱、溶融し、清澄、攪拌して均質な溶融ガラスを得た。なおガラスの溶解には石英ルツボを使用してもよい。
次に上記溶融ガラスを４０×７０×１５ｍｍのカーボン製金型に鋳込み、ガラス転移温度まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、転移温度付近で１時間アニールし、アニール炉内で室温まで徐冷して各光学ガラスを得た。得られた各ガラスを顕微鏡によって拡大観察したところ、結晶の析出や原料の溶け残りは認められなかった。

得られた光学ガラスについて、屈折率（ｎｄ）、アッべ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ｔｓ）、液相温度（ＬＴ）、液相粘性、λ８０、λ７０、λ５、比重を組成とともに表１〜表３に示す。なお、上記各特性は以下のようにして測定した。
（ａ）屈折率（ｎｄ）及びアッべ数（νｄ）
徐冷降温速度を−３０℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
（ｂ）ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ｔｓ）
理学電機株式会社の熱機械分析装置により昇温速度を４℃／分にして測定した。
（ｃ）液相温度（Ｌ．Ｔ．）
白金ルツボにガラス試料約５０ｇを入れ、約１１００〜１２００℃にて約１５〜６０分溶融後、それぞれ８８０℃、８９０℃、９００℃、９１０℃にて２時間保温したものを冷却して結晶析出の有無を顕微鏡により観察し、結晶の認められない最低温度を液相温度（Ｌ．Ｔ．）とした。
（ｄ）液相粘性
“ＪＩＳ Ｚ ８８０３−１９９１ 「液体の粘度−測定方法」８．単一円筒形回転粘度計による粘度測定”に基づき、回転円筒法によってガラスの液相温度における粘性を測定した。
（ｅ）比重
アルキメデス法による。

（２）次に清澄、均質化した上記溶融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定流量で流出し、滴下又は降下切断法にて目的とするプリフォームの重量の溶融ガラス塊を分離し、溶融ガラス塊をガス噴出口が底部に施された受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上回転しながらプレス成形用プリフォームを成形した。溶融ガラスの分離間隔を調整、設定することにより直径２〜３０ｍｍの球状プリフォームを得る。プリフォームの重量は設定値に精密に一致しており、いずれも表面が滑らかなものであった。なお、プリフォームの形状は球に限らず、扁平な球形状などに成形することもできる。
（３）上記のようにして得たプリフォームを、図１に示すプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。具体的にはプリフォーム４をプレス成形型を構成する下型２及び上型１の間に設置した後、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。プレス成形型内部の温度を成形されるガラスが１０⁸〜１０¹⁰ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に設定し、同温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を押して成形型内にセットされたプリフォーム４をプレスした。プレスの圧力は８ＭＰａ、プレス時間は３０秒とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、プレス成形されたガラス成形品を下型２および上型１と接触させたままの状態で前記ガラスの粘度が１０¹²ｄＰａ・ｓ以上になる温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷してガラス成形品を成形型から取り出し非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。なお、プレス成形型にはＳｉＣからなる型の成形面に炭素含有離型膜を設けたものを使用した。図１において、符号３は案内型、９は支持棒、１０は支持台、１４は熱伝対である。
精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。

次に同様のプリフォームを別の方法で精密プレス成形した。この方法では、浮上しながらプリフォームを構成するガラスの粘度が１０^８ｄＰａ・ｓになる温度にプリフォームを予熱する。一方でＳｉＣからなり成形面に炭素含有膜が設けられている上型、下型、胴型を備えるプレス成形型を加熱し、前記ガラスが１０^９〜１０^１２ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にし、予熱したプリフォームをプレス成形型のキャビティ内に導入して精密プレス成形する。プレスの圧力は１０ＭＰａとした。プレス開始とともにガラスとプレス成形型の冷却を開始し、成形されたガラスの粘度が１０^１２ｄＰａ・ｓ以上となるまで冷却した後、成形品を離型して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。
精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。
このようにして、高品質のガラス製光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。

比較例１、２
表４に示す組成のガラスが得られるように、各原料を用い、以下のようにして光学ガラスを作製した。
原料１と原料２を混合して、実施例１〜１３のガラスと同様の条件で加熱、溶融を試みた。しかし、比較例１および２では均質化せず、光学ガラスが得られなかった。

本発明の光学ガラスは、高屈折率高分散特性など、利用価値の高い光学特性を有するリン酸塩系で、精密プレス成形性を維持しつつ高い安定性を有している。該光学ガラスからなる本発明の光学素子は、例えば非球面レンズ、球面レンズ、マイクロレンズなどの各種レンズ、レンズアレイ、回折格子、回折格子付きレンズ、プリズム、表面にレンズ機能が付与されたプリズム、フィルターなどとして用いられる。

実施例で使用した精密プレス成形装置の１例の概略断面図である。

符号の説明

１ 上型
２ 下型
３ 案内型（胴型）
４ プリフォーム
９ 支持棒
１０ 支持台
１１ 石英管
１２ ヒーター
１３ 押し棒
１４ 熱伝対

Claims (9)

1. モル％表示にて、
   Ｐ_２Ｏ_５ １７〜３５％、
   ＳｉＯ_２ ０．５〜４％、
   Ｂｉ_２Ｏ_３ １〜１５％、
   Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏを合計で２８％以上４２％未満、
   Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２およびＢｉ_２Ｏ_３を合計で２５〜４５％
   （ただし、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が１２〜２３％、ＴｉＯ_２の含有量が２〜１０％）、
   を含み、
   Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が、モル比で１／２以上４／５未満であり、ＰｂＯを含まず、屈折率（ｎｄ）が１．８４以上、アッベ数（νｄ）が３０以下、屈伏点（Ｔｓ）が５１４℃以下、液相温度が９３０℃以下、液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする光学ガラス。
2. 液相温度における粘度が４ｄＰａ・ｓ以上である請求項１に記載の光学ガラス。
3. 精密プレス成形に供するガラスである請求項１または２のいずれか１項に記載の光学ガラス。
4. 請求項３に記載の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プリフォーム。
5. 全表面が溶融状態の前記ガラスが固化して形成されたものであるか、自由表面である請求項４に記載の精密プレス成形用プリフォーム。
6. 溶融状態のガラスから一定重量の溶融ガラス塊を分離し、前記溶融ガラス塊が冷却、固化するまでの間に前記重量と等しい重量の請求項４または５に記載のプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子。
8. ガラス製のプリフォームを精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
   請求項４または５に記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
9. ガラス製のプリフォームを精密プレス成形する光学素子の製造方法において、
   請求項６に記載の製造方法により作製した精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
   

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