JP6376337B2 - 光学ガラス - Google Patents

Description

本発明は光学ガラスに関するものである。詳細には、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズや、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ等に好適な光学ガラスに関する。

一般に、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズは以下のようにして作製される。

まず、所望の組成となるように調製された原料粉末を溶融する。次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して、液滴状ガラスを作製し（液滴成形）、必要に応じて、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。または、溶融ガラスを急冷鋳造して、一旦ガラスインゴットを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。続いて、プリフォームガラスを加熱して軟化し、精密加工を施した金型によって加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写してレンズを作製する。このような成形方法は、一般にモールドプレス成形法（または、精密プレス成形法）と呼ばれている。

モールドプレス成形法を採用する場合、金型の劣化を抑制しつつ、レンズを精密にモールドプレス成形するために、なるべく低い屈伏点あるいはガラス転移点を有するガラスが求められており、種々のガラスが提案されている。

一般に、屈伏点の低い光学ガラスを作製するためには、アルカリ成分等の、屈折率や、耐侯性または化学耐久性の低下の原因となる成分を多く含有させる必要がある。そこで、アルカリ成分等の含有量が少なくても、低ガラス転移点を達成することが可能なガラスとして、ビスマス系ガラスやリン酸塩系ガラスが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００７−１０６６２５号公報 特開２０１２−１９３０６５号公報

特許文献１には、４００℃前後の低ガラス転移点を有するＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラスが記載されているが、Ｂｉ_２Ｏ_３を多く含有するガラスは、黄色に着色しやすく高い光透過率が得られにくい。また、特許文献２には、３００℃以下の低い屈伏点を有するガラスとして、ＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスが記載されているが、このガラスは耐候性や化学耐久性に劣るという問題がある。

そこで、本発明は、低ガラス転移点を容易に達成することができ、耐侯性や化学耐久性にも優れ、かつ、可視域または近紫外域の光透過率に優れた光学ガラスを提供することを課題とする。

本発明の光学ガラスは、カチオン％で、Ｐ^５＋ ０．１％以上、及びＳｎ^２＋ １％以上を含有し、Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋ ７０．５％以上であり、アニオン％で、Ｏ^２− ３０〜９９．９％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ０．１〜７０％を含有することを特徴とする。

本発明の光学ガラスは、ガラス組成中に所定量のＳｎ^２＋を含有しているため、高屈折率特性を達成しやすく、かつ、耐侯性や化学耐久性にも優れている。さらに、モールドプレス成形時に、透明性を阻害する失透物が生じにくい。また、本発明の光学ガラスは、Ｓｎ^２＋の他に、Ｐ^５＋を必須成分として含有しているため、可視域または近紫外域の光透過率に優れている。さらに、Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋の含有量を上記の通り規制しているため、耐失透性や機械的強度に優れる。なお、本発明の光学ガラスは、ガラスを構成する陰イオンとして、Ｏ^２−及びＦ⁻を上記所定範囲で含有するため、屈伏点の低いガラスとなる。

本発明の光学ガラスは、カチオン％で、Ｓｎ^２＋ １０〜９０％、及びＰ^５＋ １０〜７０％を含有することが好ましい。

本発明の光学ガラスは、Ｉｎ^３＋を含有しないことが好ましい。Ｉｎ^３＋は失透傾向が強いため、Ｉｎ^３＋を含有しないことによりガラス成形時に失透が生じにくい。

本発明の光学ガラスは、Ｐｂ^４＋及びＡｓ^３＋を含有しないことが好ましい。Ｐｂ^４＋及びＡｓ^３＋は環境負荷物質であるため、これらの成分を含有させないことにより、環境上好ましいガラスとなる。

本発明の光学ガラスは、カチオン％で、Ｂ^３＋＋Ｚｎ^２＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋を０〜５０％含有することが好ましい。これにより、耐侯性や化学耐久性にも優れたガラスが得られやすくなる。

本発明の光学ガラスは、カチオン％で、Ｍｇ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｂａ^２＋を０〜１０％含有することが好ましい。これにより、耐侯性や化学耐久性にも優れたガラスが得られやすくなる。

本発明の光学ガラスは、屈折率が１．６以上、アッベ数が４０以下であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、部分分散比（θｇ、Ｆ）が０．６５以下であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）および部分分散比（θｇ、Ｆ）が、（θｇ、Ｆ）≦−０．００４７×（νｄ）＋０．７６の関係を満たすことが好ましい。光学デバイスにおいては、一般に、低分散かつ部分分散比が大きいガラスからなる光学レンズと、高分散かつ部分分散比の小さいガラスからなる光学レンズを組み合わせて使用することにより、色収差を補正している。本発明の光学ガラスは、アッベ数及び部分分散比が上記関係を満たすことにより、高分散かつ部分分散比の小さい光学特性を達成しやすくなり、色収差に優れた光学デバイスを容易に作製することができる。

本発明の光学ガラスは、屈伏点が３００℃以下であることが好ましい。当該構成によれば、低温でのモールドプレス成形が可能となり、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染、さらには、ガラスと金型との融着などの問題を抑制することができる。

本発明の光学ガラスは、ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が３級以上であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、着色度λ_７０が５００ｎｍ未満であることが好ましい。着色度λ_７０が上記範囲を満たすことにより、可視域または近紫外域における光透過率に優れ、各種光学レンズ等の光学素子に好適なガラスを得ることが可能となる。なお、本発明において「着色度λ_７０」とは、光透過率曲線において、光透過率が７０％になる最短波長をいう。

本発明の光学ガラスは、光学レンズ用であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、モールドプレス成形用であることが好ましい。

本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを用いたことを特徴とする。

本発明によれば、低ガラス転移点を容易に達成することができ、耐侯性や化学耐久性にも優れ、かつ、可視域または近紫外域の光透過率に優れた光学ガラスを提供することができる。

本発明の光学ガラスは、カチオン％で、Ｐ^５＋ ０．１％以上、及びＳｎ^２＋ １％以上を含有し、Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋ ７０．５％以上であり、アニオン％で、Ｏ^２− ３０〜９９．９％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ０．１〜７０％を含有することを特徴とする以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を説明する。なお、特に断りがない場合、以下の各成分の含有量に関する説明において、「％」は「カチオン％」または「アニオン％」を意味する。

Ｐ^５＋はガラス骨格の構成成分である。また、光透過率を高める効果を有し、特に紫外域付近の光透過率低下を抑制する効果が高い。特に、高屈折率のガラスの場合は、Ｐ^５＋による光透過率向上の効果が得られやすい。また、失透を抑制する効果や屈伏点を低下させる作用も有する。Ｐ^５＋の含有量は０．１％以上であり、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましく、２０％以上であることが特に好ましい。Ｐ^５＋の含有量が少なすぎると、前記効果が得られにくくなる。一方、Ｐ^５＋の含有量が多すぎると、Ｓｎ^２＋の含有量が相対的に少なくなって、屈折率が低下しやすくなるとともに、耐候性が低下しやすくなる。よって、Ｐ^５＋の含有量は７０％以下であることが好ましく、６５％以下であることがより好ましく、６０％以下であることがさらに好ましく、５５％以下であることが特に好ましく、５０％以下であることが最も好ましい。

Ｓｎ^２＋は高屈折率かつ高分散の光学特性を達成し、化学耐久性や耐候性を向上させるための必須成分である。また、部分分散比を低下させる効果や屈伏点を低下させる効果もある。Ｓｎ^２＋の含有量は１％以上であり、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、１５％以上であることがさらに好ましく、２０％以上であることが特に好ましく、２５％以上であることが最も好ましい。Ｓｎ^２＋の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Ｓｎ^２＋の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなったり、耐失透性が低下しやすくなる。よって、Ｓｎ^２＋の含有量は９０％以下であることが好ましく、８７．５％以下であることがより好ましく、８５％以下であることがさらに好ましく、８２．５％以下であることが特に好ましい。

Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋の含有量は７０．５％以上であり、７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、８５％以上であることがさらに好ましい。Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋の含有量が少なすぎると、耐失透性や機械的強度が低下しやすくなる。なお、上限は特に限定されず、Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋の含有量が１００％であってもよいが、他の成分を含有する場合は、９９．９％以下であることが好ましく、９９％以下であることがより好ましく、９５％以下であることがさらに好ましく、９０％以下であることが特に好ましい。

本発明の光学ガラスには、カチオン成分としてさらに以下の成分を含有させることができる。

Ｂ^３＋、Ｚｎ^２＋、Ｓｉ^４＋及びＡｌ^３＋はガラス骨格の構成成分であり、特に化学耐久性を向上させる効果が大きい。Ｂ^３＋＋Ｚｎ^２＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋の含有量は０〜５０％であることが好ましく、０〜３０％であることがより好ましく、０．１〜２５％であることがさらに好ましく、０．５〜２０％であることが特に好ましく、０．７５〜１５％であることが最も好ましい。Ｂ^３＋＋Ｚｎ^２＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋の含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。また、溶融温度の上昇に伴いＳｎ金属等が析出し、光透過率が低下しやすくなる。また、屈伏点が上昇しやすくなる。さらに、高屈折かつ高分散なガラスが得られにくくなる。なお、耐候性を向上させる観点からは、Ｂ^３＋＋Ｚｎ^２＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋を０．１％以上含有させることが好ましい。

なお、各成分の好ましい含有量範囲は以下の通りである。

Ｂ^３＋はガラス骨格を構成する成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特に、ガラス中のＰ^５＋等の成分が水中へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。Ｂ^３＋の含有量は０〜５０％であることが好ましく、０．１〜４５％であることがより好ましく、０．５〜４０％であることがさらに好ましい。Ｂ^３＋の含有量が多すぎると、屈折率や耐失透性が低下しやすくなる。また、光透過率が低下する傾向がある。

Ｚｎ^２＋は融剤として作用する成分である。また、耐候性を向上させ、研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へのガラス成分の溶出を抑制したり、高温多湿状態でのガラス表面の変質を抑制したりする効果がある。また、Ｚｎ^２＋はガラス化を安定にする効果もある。以上に鑑み、Ｚｎ^２＋の含有量は０〜４０％であることが好ましく、０．１〜３０％であることがより好ましく、０．２〜２０％であることがさらに好ましい。Ｚｎ^２＋の含有量が多すぎると、光透過率が低下したり、失透しやすくなる。

Ｓｉ^４＋もガラス骨格を構成する成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特に、ガラス中のＰ^５＋等の成分が水中へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。Ｓｉ^４＋の含有量は０〜２０％であることが好ましく、０．１〜１５％であることがより好ましい。Ｓｉ^４＋の含有量が多すぎると、屈折率が低下したり、屈伏点が高くなりやすい。また、未溶解による脈理や気泡がガラス中に残存し、光学レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。

Ａｌ^３＋は、Ｓｉ^４＋やＢ^３＋とともにガラス骨格を構成することが可能な成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特に、ガラス中のＰ^５＋等の成分が水中へ選択的に溶出することを抑制する効果が大きい。Ａｌ^３＋の含有量は０〜２０％であることが好ましく、０．１〜１５％であることがより好ましい。Ａｌ^３＋の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、光透過率が低下する傾向がある。さらに、溶融温度が高くなって、未溶解による脈理や気泡がガラス中に残存しやすくなる。その結果、光学レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。

Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋及びＢａ^２＋（アルカリ土類金属イオン）は融剤として作用する成分である。また、耐候性を向上させ、研磨洗浄水等の各種洗浄溶液中へのガラス成分の溶出を抑制したり、高温多湿状態でのガラス表面の変質を抑制したりする効果がある。また、ガラスの硬度を高める成分である。但し、これらの成分の含有量が多すぎると、液相温度が上昇（液相粘度が低下）して、溶融または成形工程中に失透物が析出しやすくなる傾向がある。その結果、量産化しにくくなる。なお、これらの成分は屈折率を大きく変動させないという特徴がある。以上に鑑み、Ｍｇ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｂａ^２＋の含有量は０〜１０％であることが好ましく、０〜７．５％であることがより好ましく、０．１〜５％であることがさらに好ましく、０．２〜１．５％であることが特に好ましい。

Ｌｉ^＋は、アルカリ金属酸化物のなかで最も軟化点を低下させる効果が大きい成分である。また、部分分散比を低下させる効果がある。さらに、Ｂ^３＋、Ｓｉ^４＋またはＡｌ^３＋と置換することにより、屈折率を向上させることができる。ただし、Ｌｉ^＋は分相性が強いため、その含有量が多すぎると、液相温度が上昇して失透物が析出しやすくなり、作業性が低下するおそれがある。また、Ｌｉ^＋は化学耐久性を低下させやすく、光透過率も低下させやすい。したがって、Ｌｉ^＋の含有量は好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜７．５％、さらに好ましくは０．１〜５％である。

Ｎａ^＋は、Ｌｉ^＋と同様に軟化点を低下させる効果を有する。また、Ｂ^３＋、Ｓｉ^４＋またはＡｌ^３＋と置換することにより、屈折率を向上させることができる。また、部分分散比を低下させる効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が大幅に低下したり、脈理の生成を助長したりする傾向がある。また、液相温度が上昇して、ガラス中に失透物が析出しやすくなる。したがって、Ｎａ^＋の含有量は好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜７．５％、さらに好ましくは０．１〜５％である。

Ｋ^＋も、Ｌｉ^＋と同様に軟化点を低下させる効果を有する。また、Ｂ^３＋、Ｓｉ^４＋またはＡｌ^３＋と置換することにより、屈折率を向上させることができる。また、部分分散比を低下させる効果もある。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が大幅に低下したり、耐候性が低下したりする傾向がある。また、液相温度が上昇して、ガラス中に失透物が析出しやすくなる。したがって、Ｋ_２Ｏの含有量は好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜７．５％、さらに好ましくは０．１〜５％である。

なお、Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋の含有量は、０〜１０％であることが好ましく、０〜７．５％であることがより好ましく、０．１〜５％であることがさらに好ましい。Ｌｉ^＋＋Ｎａ^＋＋Ｋ^＋の含有量が多すぎると、失透しやすくなり、化学耐久性も低下する傾向がある。また、所望の光学特性が得られにくくなる。さらに、光透過率が低下する傾向がある。

なお、アルカリ金属成分としてＣｓ^＋を含有させてもよい。Ｃｓ^＋は、軟化点を低下させる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が大幅に低下したり、耐候性が低下したりする傾向がある。また、液相温度が上昇して、ガラス中に失透物が析出しやすくなる。したがって、Ｃｓ^＋の含有量は好ましくは０〜１％、より好ましくは０〜０．５％、さらに好ましくは０％である。

Ｌａ^３＋及びＧｄ^３＋は、光透過率をほとんど低下させることなく、屈折率を向上させる成分である。ただし、その含有量が多すぎると耐失透性が低下すると同時に、高分散なガラスが得られにくくなる。したがって、これらの成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは１〜５％である。

Ｔａ^５＋、Ｗ^６＋及びＮｂ^５＋は、光透過率をほとんど低下させることなく、屈折率及び分散を高める効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。したがって、これらの成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは１〜５％である。

Ｔｉ^４＋は屈折率及び分散を高める効果がある成分である。また、Ｎｂ^５＋及びＷ^６＋に比べて、耐失透性の向上に有効な成分である。ただし、その含有量が多すぎると、光透過率が低下する傾向がある。特に、不純物としてＦｅ成分がガラス中に多く含まれる場合（例えば２０ｐｐｍ以上）に光透過率が顕著に低下する傾向がある。また、耐失透性が低下しやすくなる。したがって、Ｔｉ^４＋の含有量は好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは１〜５％以下である。

Ｙ^３＋、Ｙｂ^３＋及びＧｅ^４＋は、光透過率をほとんど低下させることなく、屈折率及び分散を高める効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。したがって、これらの成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜７．５％、さらに好ましくは１〜５％である。

Ｔｅ^４＋及びＢｉ^３＋は、光透過率を低下させやすい成分であり、特に酸素濃度の低い溶融条件では、黒化し、光透過率の低下が著しい。従って、Ｔｅ^４＋及びＢｉ^３＋の含有量はそれぞれ０〜１％であることが好ましく、含有しないことがより好ましい。

Ｚｒ^４＋は、化学耐久性や耐候性を向上させ、高屈折率かつ高分散な光学特性を得るための成分である。Ｚｒ^４＋の含有量は０〜５％であることが好ましく、０〜４％であることがより好ましく、０．１％〜３％であることがさらに好ましく、０．２〜２％であることが特に好ましい。Ｚｒ^４＋の含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなったり、溶融温度が上昇して光透過率が低下しやすくなる。

Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｔａ^５＋＋Ｗ^６＋＋Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｙ^３＋＋Ｙｂ^３＋＋Ｇｅ^４＋の含有量は０〜１０％であることが好ましく、０．１〜７．５％であることがより好ましく、０．２〜５％であることがさらに好ましく、０．３〜２．５％であることが最も好ましい。Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｔａ^５＋＋Ｗ^６＋＋Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｙ^３＋＋Ｙｂ^３＋＋Ｇｅ^４＋の含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなったり、溶融温度が上昇して光透過率が低下しやすくなる。なお、高屈折率かつ高分散であり、耐侯性に優れたガラスを得るためには、Ｌａ^３＋＋Ｇｄ^３＋＋Ｔａ^５＋＋Ｗ^６＋＋Ｎｂ^５＋＋Ｔｉ^４＋＋Ｙ^３＋＋Ｙｂ^３＋＋Ｇｅ^４＋を０．１％以上含有させることが好ましい。

Ｆｅ^３＋、Ｎｉ^２＋及びＣｏ^２＋は、光透過率を低下させる成分である。よって、これら成分の含有量は、それぞれ０．１％以下であることが好ましく、含有させないことがより好ましい。

また、Ｃｅ^４＋、Ｐｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＥｒ^３＋等の希土類成分も光透過率を低下させるおそれがあるため、これらの成分の含有量はそれぞれ０．１％未満であることが好ましく、含有させないことがより好ましい。

Ｉｎ^３＋は失透傾向が強いため、含有しないことが好ましい。

なお、環境上の理由から、本発明の光学ガラスは、Ｐｂ^４＋及びＡｓ^３＋を含有しないことが好ましい。

本発明の光学ガラスは、アニオンとして、Ｏ^２−以外にＦ⁻またはＣｌ⁻を含有する。Ｆ⁻及びＣｌ⁻は屈伏点を低下させる作用や光透過率を高める効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると、溶融時の揮発性が高くなり脈理が発生しやすくなる。また、失透しやすくなる。本発明の光学ガラスは、アニオン％で、Ｏ^２− ３０〜９９．９％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ０．１〜７０％を含有し、Ｏ^２− ３２．５〜９９％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ １〜６７．５％を含有することが好ましく、Ｏ^２− ３５〜９５％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ５〜６５％を含有することがより好ましく、Ｏ^２− ３７．５〜９２．５％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ２〜３０％を含有することがさらに好ましく、Ｏ^２− ４０〜９０％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ １０〜６０％を含有することが特に好ましい。なお、Ｆ⁻やＣｌ⁻を導入するための原料としては、ＳｎＦ_２やＳｎＣｌ_２の他、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｙ、Ｙｂ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａのフッ化物及び塩化物が挙げられる。

上記成分以外にも、Ｂｒ⁻等を含有させてもよい。

本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．６以上、より好ましくは１．６５以上、さらに好ましくは１．７以上、特に好ましくは１．７２以上である。なお、上限については特に限定されないが、屈折率が高すぎると、ガラスが不安定になる傾向があるため、好ましくは１．９５以下、より好ましくは１．９以下である。

本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は好ましくは４０以下、より好ましくは３５以下、さらに好ましくは３０以下、特に好ましくは２８以下、最も好ましくは２５以下である。アッベ数が低すぎると、ガラスが不安定になる傾向があるため、好ましくは１５以上、より好ましくは１６以上である。

これらの光学特性を満たすことにより色分散が少なくなるため、高機能で小型の光学デバイス用の光学レンズとして好適となる。

なお、本発明の光学ガラスは、部分分散比（θｇ、Ｆ）が０．０６５以下であることが好ましい。部分分散比が、当該関係を満たすことにより、高分散かつ低部分分散比の光学特性を達成しやすくなり、色収差の補正用レンズとして好適である。

なお、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び部分分散比（θｇ、Ｆ）が、（θｇ、Ｆ）≦−０．００４７×νｄ＋０．７６の関係を満たすことが好ましい。アッベ数及び部分分散比が、当該関係を満たすことにより、高分散かつ低部分分散比の光学特性を達成しやすくなり、色収差の補正用レンズとして好適となる。

本発明の光学ガラスは、屈伏点が３００℃以下であることが好ましく、２８０℃以下であることがより好ましく、２６０℃以下であることがさらに好ましく、２５０℃以下であることが特に好ましい。屈伏点が高すぎると、低温でのモールドプレス成形が困難となり、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染、さらには、ガラスと金型との融着などの問題が発生しやすくなる。

本発明の光学ガラスは、２０〜１００℃における熱膨張係数が８０×１０^−７〜２００×１０^−７／℃であることが好ましく、１００×１０^−７〜１９０×１０^−７／℃であることがより好ましく、１２０×１０^−７〜１８０×１０^−７／℃であることがさらに好ましい。熱膨張係数が小さすぎると、モールドプレス成形時において、プレス成形型からのガラスの離型性が低下しやすくなる。一方、熱膨張係数が大きすぎると、プレス成形時にガラスが破損しやすくなる。

本発明の光学ガラスは、ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が３級以上であることが好ましい。耐水性が当該範囲にあれば、研磨加工後の洗浄や高温高湿下の使用により表面劣化が生じにくくなる。

本発明の光学ガラスは、着色度λ_７０が５００ｎｍ未満であることが好ましく、４７０ｎｍ以下であることがより好ましく、４６０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。着色度λ_７０が大きすぎると、可視域または近紫外域における光透過率に劣り、各種光学レンズ等に使用することが困難となる傾向がある。

次に、本発明の光学ガラス、及び本発明の光学ガラスを用い、モールドプレス成形法にて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等の光学素子を製造する方法を説明する。

まず、所望の組成になるように原料を調合した後、溶融炉中で溶融を行う。原料としては、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ハロゲン化合物（フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、アスタチン化物）等を使用することができる。ここで、一次溶融によりカレットを作製後、当該カレットを用いて二次溶融を行なうことにより、屈折率の調整や組成の均質化を図ることができる。組成が均質化されることにより、光透過率の高いガラスを得ることができる。なお、二次溶融の際、屈折率の高いカレットと屈折率の低いカレットを用いることにより、屈折率の精密制御が可能となる。溶融雰囲気は不活性雰囲気または還元性雰囲気とすることが好ましい。例えば、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で溶融することで、均質なガラスが得られやすくなる。ガラス溶融用容器としては、白金や金等の金属、耐火物、石英ガラス、グラッシーカーボン等が使用できる。特に金製容器は、Ｓｎ^２＋との合金反応が起こりにくいため好ましい。なお、金属製容器としては、ＺｒＯ_２等の酸化物を分散させた強化材を使用することが好ましい。

次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し、成形しながら冷却する（液滴成形）ことにより、本発明の光学ガラスからなるプリフォームガラスを得る。または、溶融ガラスを急冷鋳造して、一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。

液滴成形に用いるノズルの材質としては、ガラス溶融用容器と同様のものを用いることができる。なお、ノズルに対するガラスのぬれ性が高いと、成形脈理が発生しやすくなる。金製ノズルは、ガラスのぬれ性が低く、成形脈理の発生を抑制できるため好ましい。

続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスを投入し、軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をプリフォームガラスに転写させる。加圧成形時の雰囲気は、金型の酸化を抑制するため、窒素雰囲気等の不活性雰囲気が好ましい。このようにして、光ピックアップレンズや撮影用レンズ等の光学素子（光学レンズ）を得ることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１〜４は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜３１）及び比較例（Ｎｏ．３２〜３４）を示している。

各試料は次のようにして調製した。まず、表に示す各組成になるように原料を調合し、窒素雰囲気中にて金製容器を用いて７００〜１０００℃で１時間溶融した。予熱した金属板上に溶融ガラスを流し出し、アニール後、各測定に適した試料を作製した。

得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、熱膨張係数、屈伏点（Ｔｆ）、着色度λ_７０を測定した。また、耐酸性及び耐水性について評価した。結果を表１〜４に示す。

屈折率は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。

アッベ数は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）及びＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）の式から算出した。

部分分散比は、水素ランプのＣ線における屈折率ｎＣ、Ｆ線における屈折率ｎＦ及びｇ線（波長４３５．８３５ｎｍ）における屈折率ｎｇを測定し、部分分散比（θｇ、Ｆ）＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）の式により算出した。

熱膨張係数は、熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ ｍｅｔｅｒ）を用いて２０〜１００℃の温度範囲で測定した。

屈伏点は、熱膨張測定装置を用いて測定した。

着色度λ_７０は、厚さ１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨された試料について、分光光度計を用いて、２００〜８００ｎｍの波長域での光透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、光透過率７０％を示す最短波長により評価した。

耐水性及び耐酸性は、ＪＯＧＩＳに定める粉末法に基づき測定した。

実施例であるＮｏ．１〜３１の試料は、所望の光学特性、熱膨張係数、屈伏点、着色度λ_７０を有しつつ、耐酸性及び耐水性にも優れていた。一方、比較例であるＮｏ．３２の試料は、屈折率が１．６４１と低く、屈伏点が３２０℃と高かった。また、比較例であるＮｏ．３３の試料は、熱膨張係数が７０×１０^−７／℃と低く、屈伏点が６４０℃と高かった。さらに、比較例であるＮｏ．３４の試料は、屈伏点が３５０℃と高かった。

本発明の光学ガラスは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズや、ビデオカメラ、一般のカメラの撮影用レンズ等に使用されるモールドプレス成形用硝材として好適である。また、モールドプレス成形以外の成形方法で製造される光通信用等の硝材にも使用することができる。その他、本発明の光学ガラスを蛍光体粉末と複合化することにより、紫外光や可視光の波長を変化させるための波長変換部材として使用することも可能である。

Claims (13)

1. カチオン％で、Ｐ^５＋ ０．１％以上、Ｓｎ^２＋ １％以上、及びＺｎ ^２＋ ０〜０．８％を含有し、Ｐ^５＋＋Ｓｎ^２＋ ７０．５％以上であり、アニオン％で、Ｏ^２− ５０．４〜９９．９％、及びＦ⁻＋Ｃｌ⁻ ０．１〜４９．６％を含有し、Ｉｎ^３＋及びＰｂ^４＋を含有せず、光学レンズ用であることを特徴とする光学ガラス。
2. カチオン％で、Ｓｎ^２＋ １０〜９０％、及びＰ^５＋ １０〜７０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
3. Ａｓ^３＋を含有しない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. カチオン％で、Ｂ^３＋＋Ｚｎ^２＋＋Ｓｉ^４＋＋Ａｌ^３＋を０〜５０％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
5. カチオン％で、Ｍｇ^２＋＋Ｃａ^２＋＋Ｓｒ^２＋＋Ｂａ^２＋を０〜１０％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
6. 屈折率が１．６以上、アッベ数が４０以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
7. 部分分散比（θｇ、Ｆ）が０．６５以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
8. アッベ数（νｄ）および部分分散比（θｇ、Ｆ）が、（θｇ、Ｆ）≦−０．００４７×（νｄ）＋０．７６の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
9. 屈伏点が３００℃以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラス。
10. ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が３級以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学ガラス。
11. 着色度λ_７０が５００ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学ガラス。
12. モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学ガラス。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする光学素子。