JP6879215B2 - 光学ガラス - Google Patents

Description

本発明は光学ガラスに関し、詳しくは屈折率が高くかつ強度の高い光学ガラスに関する。

従来、車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に、小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズが用いられている。このような、撮像ガラスレンズに対しては、より小型で広い範囲を撮影するために、高屈折率であることが求められる。
また、ウェアラブル機器などにも、画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面から、高屈折率であることが求められる。

また、自動車やロボットは、高速移動するあるいは過酷な環境で使用されることが想定されるため、車載用カメラ等に搭載される撮像ガラスレンズは、一般的なカメラの撮像レンズよりも、極めて高強度であることが必要とされる。例えば、車載用カメラは、自動車の走行に伴う衝撃や風圧、走行により跳ね上げられた砂塵による損傷や浸食等の生じないことが求められる。さらに、酸性雨や、洗車などの際に使用される洗剤やワックスなどの薬剤による表面劣化や変質の少ないことも重要である。

ウェアラブル機器の場合もユーザーが誤って落としたり、皮脂や砂ぼこり等の汚れを拭いたり、といったシーンが想定されるため、車載カメラ用レンズ同様に、搭載される導光板や回折格子付きガラス、メガネレンズには、高強度、耐擦傷性の高いガラスが求められる。

このような、車載用のガラスレンズに関しては、例えば、所定の耐酸性を有する車載カメラ用レンズガラス材を用いることで、屈折率および強度を高め、さらに、耐酸性や耐水性を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−２５６４４６号公報

しかしながら、上記した車載カメラレンズ用ガラス材を用いたガラスレンズでは、充分に高い屈折率が得られていない。一方、従来、高屈折率の組成にした場合、ガラスがもろくて割れやすくなるという課題があった。そのため、過酷な環境にも耐え得る高い強度を有する高屈折率の組成のガラスが求められるようになってきた。

本発明は、上述のような観点からなされたものであり、屈折率が高くかつ強度が高い光学ガラスを提供することを目的とする。

本発明は、表層部に強化層を有する光学ガラスであって、前記強化層の深さは前記光学ガラスの表面から１μｍ以上であり、前記光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．７３〜２．１０である光学ガラスを提供する。

本発明の光学ガラスは、ガラス内部において酸化物基準の質量％表示で、
Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏが５％以上、
Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが５％〜２０％、
Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）またはＮａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が０．２０以上
であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、ガラス内部において、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの関係が上記を満たし、さらに酸化物基準の質量％表示で、
Ｎｂ_２Ｏ_５： ２０％〜７５％、
ＳｉＯ_２： １０％〜５０％、
ＴｉＯ_２： ０％〜２０％、
ＺｒＯ_２： ０％〜２０％、
Ｌｉ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｎａ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｋ_２Ｏ： ０％〜１０％、
ＢａＯ： ０％〜２０％、
ＺｎＯ： ０％〜１５％、好ましくは０％〜１０％
Ｌｎ_２Ｏ_３： ０％〜５０％、
Ｌａ_２Ｏ_３： ０％〜５０％、
Ｙ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、
Ｐ_２Ｏ_５： ０％〜２０％、
Ｂ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、
を含有し、
前記光学ガラスは、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）が１００ｇｆ以上であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、ガラス内部において、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの関係が上記を満たし、さらに酸化物基準の質量％表示で、
Ｌａ_２Ｏ_３： １０％〜７０％、
Ｂ_２Ｏ_３： １０％〜４０％、
Ｎｂ_２Ｏ_５： ０％以上２０％未満、
ＳｉＯ_２： ０％〜３０％、
ＴｉＯ_２： ０％〜２０％、
ＺｒＯ_２： ０％〜２０％、
Ｌｉ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｎａ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｋ_２Ｏ： ０％〜１０％、
ＣａＯ： ０％〜２０％、
ＢａＯ： ０％〜２０％、
ＺｎＯ： ０％〜４０％、
Ｌｎ_２Ｏ_３： １０％〜７０％、
Ｐ_２Ｏ_５： ０％〜２０％、
を含有し、
前記光学ガラスは、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）が４０ｇｆ以上であることが好ましい。

本発明によれば、屈折率が高くかつ強度が高い光学ガラスを提供できる。本発明の光学ガラスは、例えば、車載用カメラの撮像レンズ等に用いた場合に、小型化に充分対応できる高い屈折率を有するとともに、過酷な使用環境にも充分耐えうる強度を有するものである。

以下、本発明の光学ガラスの実施形態について説明する。
本発明の光学ガラスは、表層部に厚みが１μｍ以上の強化層を有し、屈折率（ｎｄ）が１．７３〜２．１０である。表層部に厚みが１μｍ以上の強化層を有するとは、光学ガラス表面から深さ１μｍ以上の領域が強化層で構成されることをいう。本発明の光学ガラスにおいて強化層および強化層以外の部分（該強化層以外の部分は強化層の厚さ（後述するＤＯＬ）よりもガラス内部の部分をいう。本発明ではガラス内部ともいう）はガラスで構成される。

ここで、本発明の光学ガラスにおいて強化層の屈折率とガラス内部の屈折率とは厳密には異なるが、小数点以下第３位で数値が異なる程度であり、本発明において両者は実質的に同じとして扱う。したがって、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、１．７３〜２．１０の範囲にある。本発明の光学ガラスは屈折率がこのような高い範囲にあることで、撮像ガラスレンズに用いた場合等に、より小型で広い範囲を撮影することができる。屈折率（ｎｄ）は好ましくは、１．７５以上、より好ましくは１．８０以上である。また好ましくは２．０５以下、より好ましくは２．００以下、さらに好ましくは１．９０以下である。なお、本発明の光学ガラスにおいて屈折率（ｎｄ）が２．１０を超えるとガラスが着色したものとなりやすくなる点で問題である。

本発明の光学ガラスは、光学ガラスの前駆体となるガラスの表層部に所定の処理（強化処理ともいう）を施すことにより、光学ガラス前駆体の表面から１μｍ以上の所望の深さまでの領域に強化層を形成することで得られる。

前記所定の処理の具体的な処理例としては、化学強化（イオン交換）、物理強化（風冷強化など）、イオン注入等が挙げられる。本発明の光学ガラスにおいて、前記化学強化処理されている光学ガラスを化学強化光学ガラスともいい、前記物理強化されている光学ガラスを物理強化光学ガラスともいい、前記イオン注入されている光学ガラスをイオン注入光学ガラスともいう。本発明の光学ガラスは、前記強化層が化学強化であることが好ましい。本発明の光学ガラスは、強化層を有することで、強度が向上した光学ガラスである。

本発明の光学ガラスは、高屈折ガラスであり、強化層に圧縮応力が付与されていることにより、高強度、高硬度で、キズが付き難く、クラックが入り難い光学ガラスである。

本発明の光学ガラスは、強化層の厚みが１μｍ以上であれば充分な強度を有する。強化層の厚みは、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍ以上である。光学ガラスの屈折率変化を考慮すると、強化層の厚みは５００μｍ以下が好ましい。強化層の厚みは、より好ましくは３００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下、最も好ましくは１００μｍ以下である。

なお、本発明の光学ガラスにおいて強化層の厚みは、圧縮応力層深さ（ＤＯＬ；Depth of layer）として、例えば、表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所社製）で測定できる。

本発明の光学ガラスは、表層部に厚みが１μｍ以上の強化層を有することで高い強度を有する。本発明の光学ガラスにおける強度の指標として、具体的には、光学ガラス表面のキズつき難さ（スクラッチ耐性）が挙げられる。本発明の光学ガラスにおいては、スクラッチ試験で測定されるスクラッチ耐性が２００ｇｆ以上、さらに３００ｇｆ以上であることが好ましく、５００ｇｆ以上がより好ましく、１０００ｇｆ以上がさらに好ましく、２０００ｇｆ以上が特に好ましい。スクラッチ耐性が上記範囲にあれば、光学ガラス表面の傷耐性が極めて向上し、光学ガラスの強度が向上する。

スクラッチ耐性の値は、例えば、以下の方法で求められる。厚さ１ｍｍのガラス板を鏡面仕上げし強化処理を行なったサンプルについて、ヌープ圧子を取りつけたスクラッチ試験機（例えば、新東科学株式会社製、トライボギア２２特型）を用い、サンプル表面にヌープ圧子を接触させ所定の荷重をかけて、スクラッチ速度１０ｍｍ/ｓｅｃでヌープ圧子の長辺の方向に動かすスクラッチ試験を行う。チッピングが発生した荷重をスクラッチ耐性とする。チッピングの発生の有無の確認は、サンプル表面を２００倍の顕微鏡で観察し、チッピングの発生の有無を確認する。

さらに、本発明の光学ガラスにおける強度の指標として、ビッカース圧子を用いて圧痕を形成した際のクラックの発生率が５０％となるビッカース圧子の荷重（該荷重を、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）という。）を用いることができる。

ＣＩＬはクラック耐性の指標であり、ＣＩＬが大きいほどクラックの生じにくいことを示す。本発明の光学ガラスのＣＩＬは、ガラスの組成にもよるが、４０ｇｆ以上が好ましく、６０ｇｆ以上がより好ましく、１００ｇｆ以上がさらに好ましい。

ＣＩＬの値は、例えば、以下の方法で求められる。両面を鏡面研磨した後に強化処理をした、厚さ２ｍｍの板状の光学ガラスの表面に、ビッカース硬度試験機にて、ビッカース圧子を１５秒間押し込んだ後にビッカース圧子をはずし、ビッカース圧子をはずした後の１５秒後に圧痕付近を観測する。１００ｇｆ、２００ｇｆ、３００ｇｆ、５００ｇｆ、１０００ｇｆ、２０００ｇｆのビッカース圧子の押し込み荷重に対して発生したクラック本数の平均値を荷重ごとに算出する。荷重とクラック本数との関係を、シグモイド関数を用いて回帰計算し、回帰計算結果から、クラック本数が２本となる荷重をガラスのＣＩＬ（ｇｆ）とすることができる。圧痕の４隅の全てから合計４本のクラックが発生する場合を発生率１００％とする。

また、本発明の光学ガラスにおいて強化層の圧縮応力（ＣＳ；Compressive stress）を光学ガラスの強度の指標とすることができる。圧縮応力は複屈折を利用して測定することができ、例えば、表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所社製）で測定される。強化層の圧縮応力は好ましくは５０ＭＰａ以上、より好ましくは１００ＭＰａ以上、さらに好ましくは１５０ＭＰａ以上である。

本発明の光学ガラスは日本光学硝子工業会規格による「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）」（ＪＯＧＩＳ０６−２００８）に準拠して測定される耐水性（ＲＷ）が等級３以上であり、耐酸性（ＲＡ）が等級３以上であることが好ましい。なお、本発明の光学ガラスにおいては強化層のＲＷ、ＲＡとガラス内部のＲＷ、ＲＡとは厳密には異なるが、本発明においては等級が異なるほどの大きな差はないものとして、本発明において両者は実質的に同じとして扱う。

ＲＷは、具体的には、次のように測定される。直径が４２０〜６００μｍのガラス粉末について、１００℃の純水８０ｍＬ中に１時間浸漬したときの質量減少割合（％）を測定する。質量減少割合に応じて、所定の等級が付される。等級は数値の小さい方がＲＷの良好であることを示す。本発明の光学ガラスはＲＷが等級２以上であることがより好ましく、等級１が特に好ましい。

ＲＡは、具体的には、次のように測定される。直径が４２０〜６００μｍのガラス粉末について、１００℃の０．０１規定の硝酸水溶液８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定する。質量減少割合に応じて、所定の等級が付される。等級は数値の小さい方がＲＡの良好であることを示す。本発明の光学ガラスはＲＡが等級２以上であることがより好ましく、等級１が特に好ましい。

本発明の光学ガラスは、厚さ１ｍｍのガラス板として作製されたときの、波長３６０ｎｍにおける光の透過率（Ｔ_３６０）が５０％以上であることが好ましい。Ｔ_３６０は、５５％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。Ｔ_３６０は、例えば、厚さ１ｍｍのガラス板について、分光光度計を用いて測定することができる。なお、本発明の光学ガラスにおいては、強化層のＴ_３６０とガラス内部のＴ_３６０は、ほぼ同じであり、同じものとして扱う。

本発明の光学ガラスの形状は特に制限されない。用途に応じて、板状、円筒状、球面状等の形状が適宜選択される。光学ガラスの形状が板形状の場合、平板でも曲げ加工を施した曲板でもよい。

本発明の光学ガラスにおいてガラスは、比重が４．０ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。なお、本発明の光学ガラスにおいては、強化層の比重とガラス内部の比重とは、小数点以下第１位ではほぼ同等であり、同じものとして扱う。これにより、光学ガラスとした場合にクラックが発生しにくい。そのため、クラックを起点とする割れの生じにくい高強度の光学ガラスが得られる。比重は、３．７ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、３．５ｇ／ｃｍ^３以下であることがより好ましい。

本発明の光学ガラスにおいてガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が５２０℃以上６００℃以下、失透温度が１３００℃以下であるのが好ましい。本発明の光学ガラスにおいては強化層のＴｇ並びに失透温度並びにＴ_３６０と、ガラス内部のＴｇ並びに失透温度並びにＴ_３６０とは、ほぼ同等であり、同じものとして扱う。ガラスが、６００℃以下の低いＴｇを有することで、例えば、ガラスレンズを製造効率の高い精密プレス成形（以下、単に「プレス成形」という。）によって生産する際の成形性が良好である。また、Ｔｇは低すぎると強化層を有する光学ガラスにおいて圧縮応力の緩和が起きやすいため５２０℃以上であることが好ましい。ガラスのＴｇは、好ましくは５４０〜５９０℃である。Ｔｇは、例えば熱膨張法により測定することができる。

本発明において、ヤング率はガラス内部のヤング率をいう。ヤング率は、好ましくは８５ＧＰａ以上、より好ましくは９０ＧＰａ以上、さらに好ましくは９５ＧＰａ以上、よりさらに好ましくは１００ＧＰａ以上である。

また、本発明の光学ガラスにおいてガラスの失透温度が１３００℃以下であれば、プレス成形時におけるガラスの失透を充分に抑制でき、プレス成形性が良好である。ガラスの失透温度は、好ましくは１２５０℃以下、さらに好ましくは１２００℃以下、特に好ましくは１１００℃以下である。ここで、失透温度とは、加熱、溶融したガラスを自然放冷により冷却する際に、ガラス表面および内部に長辺または長径で１μｍ以上の結晶が認められない温度の最大値である。

本発明の光学ガラスとしては、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２系ガラス（特には、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２−ＺｒＯ_２系ガラス等）、Ｌａ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＢａＯ−ＳｉＯ_２系ガラス等が挙げられる。なお、本明細書において、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２系ガラスとは、Ｎｂ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２を必須成分とするガラスをいう。他の「…系ガラス」の表記についても同様の意味を有する。

化学強化を行う観点から、ガラス内部は、アルカリ金属成分としてＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏを、酸化物基準の質量％表示で、以下の要件（ｉ）、（ii）、（iii）の全てを満たすように含有することが好ましい。
（ｉ）Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏが５％以上である。
（ii）Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが５％〜２０％である。
（iii）Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）またはＮａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が０．２０以上である。

以下、各要件について説明する。
（要件（ｉ））
一般にガラスにおけるイオン交換処理は、イオン半径の小さいアルカリイオンがイオン半径の大きいアルカリイオンに交換される処理である。アルカリイオンは、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋の順にイオン半径が大きく、イオン交換処理においては、Ｌｉ^＋がＮａ^＋またはＫ^＋に交換されるか、Ｎａ^＋がＫ^＋に交換される。イオン交換処理を可能とするために、ガラス内部はＬｉ_２ＯまたはＮａ_２Ｏを含有し、その合計含有量（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ）は５％以上である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏは７％以上が好ましく、１０％以上がより好ましい。また、失透およびＴｇの低下による化学強化ガラスにおける応力緩和を抑制する観点から、ガラス内部におけるＬｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏは３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、さらに好ましくは２０％以下である。

（要件（ii））
ガラス内部において、アルカリ金属成分の合計含有量（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は５％〜２０％である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏを５％以上とすることで、Ｔｇを低くすることができる。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが２０％を超えると粘度が低くなり易くプレス成形性が低下する。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが５％未満では、粘度が低くなり易く、プレス成形性が低下する。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏは、６％以上が好ましく、７％以上がより好ましく、８％以上がさらに好ましい。また、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏは、１７％以下が好ましく、１４％以下がより好ましい。

（要件（iii））
ガラス内部において、要件（iii）は、Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が０．２０以上（以下、要件（iii−１）ともいう。）、またはＮａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が０．２０以上（以下、要件（iii−２）ともいう。）である。要件（iii−１）および要件（iii−２）のいずれか一方を満たせばよく、両方を満たしてもよい。

アルカリ金属成分のうちＬｉ_２ＯおよびＮａ_２Ｏはガラスの強度を向上させる成分であり含有量を多くすることが望まれる成分である。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多いと失透し易くなるため、Ｌｉ_２Ｏとともに失透抑制効果の高いＫ_２Ｏを所定の割合で含有させて、Ｌｉ_２Ｏの増加による失透を抑制し、これにより、高い強度を確保するために要件（iii−１）を規定した。また、Ｎａ_２Ｏの含有量が多いとイオン交換速度が不十分になるため、Ｎａ_２Ｏとともにイオン交換特性向上効果の高いＫ_２Ｏを所定の割合で含有させて、Ｎａ_２Ｏの増加によるイオン交換不足を抑制し、これにより、高い強度を確保するために要件（iii−２）を規定した。

要件（ｉ）、（ii）および要件（iii−１）を満たせば、化学強化後のクラック耐性、スクラッチ耐性が向上し、機械的特性が良好なガラスとなる。Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、０．３０以上が好ましく、０．４０以上がより好ましく、０．５０以上が最も好ましい。一方、Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が大きすぎると、粘度が低くなり易く、プレス成形性が低下する。Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、１．０以下が好ましく、０．９以下がより好ましく、０．８以下がよりさらに好ましく、０．７以下が特に好ましく、０．６以下が最も好ましい。

要件（ｉ）、（ii）および要件（iii−２）を満たせば、化学強化後のクラック耐性、スクラッチ耐性が向上し、機械的特性が良好なガラスとなる。Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、０．３０以上が好ましく、０．４０以上がより好ましく、０．５０以上が最も好ましい。一方、Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が大きすぎると、イオン交換速度が低下する。Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、１．０以下が好ましく、０．９以下がより好ましく、０．８以下がよりさらに好ましい。

イオン交換処理を可能とするためにアルカリ金属成分の含有量が上記要件（ｉ）、（ii）、（iii）を全て満足するとともに、高い屈折率を確保するために、本発明の光学ガラスは、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２系ガラスまたはＬａ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスであることが好ましい。

本発明の光学ガラスがＮｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２系ガラスである場合、ガラス内部の組成として、具体的には、アルカリ金属成分の含有量が上記要件（ｉ）、（ii）、（iii）を全て満足し、酸化物基準の質量％表示で、
Ｎｂ_２Ｏ_５： ２０％〜７５％、
ＳｉＯ_２： １０％〜５０％、
ＴｉＯ_２： ０％〜２０％、
ＺｒＯ_２： ０％〜２０％、
Ｌｉ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｎａ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｋ_２Ｏ： ０％〜１０％、
ＢａＯ： ０％〜２０％、
ＺｎＯ： ０％〜１５％、好ましくは０％〜１０％
Ｌｎ_２Ｏ_３： ０〜５０％、
Ｌａ_２Ｏ_３： ０％〜５０％、
Ｙ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、
Ｐ_２Ｏ_５： ０％〜２０％、
Ｂ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、
を含有する組成（該組成のガラスを以下、「第１のガラス」という。）が挙げられる。

本発明の光学ガラスがＬａ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスである場合、ガラス内部の組成として、具体的には、アルカリ金属成分の含有量が上記要件（ｉ）、（ii）、（iii）を全て満足し、酸化物基準の質量％表示で、
Ｌａ_２Ｏ_３： １０％〜７０％、
Ｂ_２Ｏ_３： １０％〜４０％、
Ｎｂ_２Ｏ_５： ０％以上２０％未満、
ＳｉＯ_２： ０％〜３０％、
ＴｉＯ_２： ０％〜２０％、
ＺｒＯ_２： ０％〜２０％、
Ｌｉ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｎａ_２Ｏ： ０％〜２０％、
Ｋ_２Ｏ： ０％〜１０％、
ＣａＯ： ０％〜２０％、
ＢａＯ： ０％〜２０％、
ＺｎＯ： ０％〜４０％、
Ｌｎ_２Ｏ_３： １０〜７０％、
Ｐ_２Ｏ_５： ０％〜２０％、
を含有する組成（該組成のガラスを以下、「第２のガラス」という。）が挙げられる。

以下に、第１のガラスおよび第２のガラスにについて説明する。なお、本発明の光学ガラスは、上記した特性を有する限り、第１のガラスおよび第２のガラスの組成に限定されない。また、第１のガラスおよび第２のガラスにおいて、「実質的に含有しない」とは、不可避不純物を除き含有しないことを意味する。不可避不純物の含有量は、本発明において０．１％以下である。

＜第１のガラス＞
以下、第１のガラスにおける組成について説明する。
Ｎｂ_２Ｏ_５は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの分散を大きくする成分である。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有割合は、２０％以上７５％以下である。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有割合が２０％以上であることで、高い屈折率を得ることができる。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有割合は、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、４５％以上がさらに好ましい。また、Ｎｂ_２Ｏ_５は、多すぎると失透し易くなる。そのため、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有割合は、７０％以下が好ましく、６５％以下がより好ましく、６０％以下がさらに好ましい。

ＳｉＯ_２は、ガラス形成成分であり、ガラスに高い強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上させる成分である。ＳｉＯ_２の含有割合は、１０％以上５０％以下である。ＳｉＯ_２の含有割合が１０％以上であることで、クラック耐性を向上させることができる。一方、ＳｉＯ_２の含有割合が５０％以下であることで、高い屈折率を得ることができる。ＳｉＯ_２の含有割合は、２０％以上が好ましく、２５％以上がより好ましく、２８％以上がさらに好ましい。ＳｉＯ_２の含有割合は、４５％以下が好ましく、４０％以下がより好ましく、３５％以下がさらに好ましい。

ＴｉＯ_２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を大きくする成分である。また、第１のガラスはＴｉＯ_２を含有することでクラック耐性を向上できる。一方、ＴｉＯ_２は多すぎると着色しやすく、また、透過率が低下するため、その含有割合は、２０％以下である。第１のガラスがＴｉＯ_２を含有する場合、その含有割合は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、１．５％以上がさらに好ましい。また、ＴｉＯ_２の含有割合は、６％以下が好ましく、５．５％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。

ＺｒＯ_２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの化学的耐久性を高める成分である。第１のガラスは、ＺｒＯ_２を含有することで、クラック耐性を向上させることができる。一方、ＺｒＯ_２が多すぎると、失透しやすくなるため、含有割合は、２０％以下である。第１のガラスがＺｒＯ_２を含有する場合、その含有割合は、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。ＺｒＯ_２の含有割合は、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。

Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの強度を向上させるとともに、低いＴｇを確保し、ガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有割合は２０％以下である。Ｌｉ_２Ｏを含有することで、クラック耐性（ＣＩＬ）を向上させることができる。一方、Ｌｉ_２Ｏは、多すぎると失透し易くなる。Ｌｉ_２Ｏの含有割合は、２％以上が好ましく、３％以上がより好ましく、４％以上がさらに好ましい。また、Ｌｉ_２Ｏの含有割合は、１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。

Ｎａ_２Ｏは、失透を抑制し、Ｔｇを低くする成分である。Ｎａ_２Ｏの含有割合は２０％以下である。Ｎａ_２Ｏは、多すぎると、強度およびクラック耐性が低下し易い。Ｎａ_２Ｏの含有割合は、１．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、２．５％以上がさらに好ましい。また、Ｎａ_２Ｏの含有割合は、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、７％以下がさらに好ましい。

Ｋ_２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、失透を抑制する成分である。Ｋ_２Ｏの含有割合は１０％以下である。Ｋ_２Ｏは、多すぎると、強度およびクラック耐性が低下し易い。Ｋ_２Ｏの含有割合は、０．３％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。また、Ｋ_２Ｏの含有割合は、７％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。

第１のガラスにおける、アルカリ金属成分（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）の含有割合の関係は上記のとおりである。第１のガラスにおいて、強度を高める観点から、アルカリ金属成分の含有量は、Ｌｉ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏ＞Ｋ_２Ｏであることが好ましい。また、同様に強度を高める観点から、Ｌｉ^＋／Ｎａ^＋は質量比で１．２以上であることが好ましい。

ＺｎＯは、任意成分であり、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分である。一方、ＺｎＯの量が多いと失透し易くなるため、その含有割合は１５％以下である。ＺｎＯの含有割合は、１３％以下、さらに１０％以下、さらに８％以下が好ましく、６％以下、さらに５％以下がより好ましく、４％以下、さらに３％以下、さらに１％以下が特に好ましい。ＺｎＯは、実質的に含有されないことが最も好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５は、任意成分である。Ｐ_２Ｏ_５は、Ｔｇを低くする成分であり、アッベ数を調整するための成分であるが、Ｐ_２Ｏ_５の量が多いとクラック耐性が低下し易い。そのため、Ｐ_２Ｏ_５の含有割合は、２０％以下である。Ｐ_２Ｏ_５は、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。Ｐ_２Ｏ_５は、実質的に含有されないことが最も好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ｂ_２Ｏ_３は、Ｔｇを低くし、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分であるが、Ｂ_２Ｏ_３の量が多いと屈折率が低下し易い。そのため、Ｂ_２Ｏ_３の含有割合は２０％以下である。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合は、５％以下が好ましく、４％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。Ｂ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが最も好ましい。

Ｌａ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ｌａ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を向上させる成分であるが、Ｌａ_２Ｏ_３の量が多すぎると機械的特性が低下する。そのため、Ｌａ_２Ｏ_３が含有される場合には、その含有割合は５０％以下である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが最も好ましい。

ＢａＯは、任意成分である。ＢａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＢａＯの量が多いと、クラック耐性が低下し易い。そのため、ＢａＯが含有される場合には、その含有割合は２０％以下である。ＢａＯの含有割合は、４％以下が好ましく、２％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。ＢａＯは、実質的に含有されないことが最も好ましい。

ＣａＯは、任意成分である。ＣａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＣａＯの量が多いと、クラック耐性が低下し易い。そのため、ＣａＯが含有される場合には、その含有割合は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。ＣａＯは、実質的に含有されないことが最も好ましい。

Ｙ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ｙ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を向上させ、また、強度およびクラック耐性を向上させる成分である。一方、Ｙ_２Ｏ_３の量が多いとガラスの分散が低下し、また失透し易くなる。そのため、Ｙ_２Ｏ_３が含有される場合には、その含有割合は２０％以下である。Ｙ_２Ｏ_３の含有割合は、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。

Ｇｄ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ｇｄ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を向上させ、また、強度およびクラック耐性を向上させる成分である。一方、Ｇｄ_２Ｏ_３の量が多いとガラスの分散が低下し、また失透し易くなる。そのため、Ｇｄ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが好ましい。

Ｌｎ_２Ｏ_３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群より選択される１種以上である。）は、ガラスの屈折率を向上させる。一方、Ｌｎ_２Ｏ_３の量が多くなると、ガラスの分散が低下し、また失透し易くなる。そのため、Ｌｎ_２Ｏ_３は、合計で５０％以下であり、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、７％以下、さらに５％以下、さらに３％以下が好ましく、１％以下が特に好ましく、実質的に含有されないことが最も好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ａｌ_２Ｏ_３は、化学的耐久性を向上させる成分であるが、Ａｌ_２Ｏ_３が多くなると、ガラスが失透し易くなる。そのため、Ａｌ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが好ましい。

ＷＯ_３は、任意成分である。ＷＯ_３は、少量含有されることでガラスの失透が抑制されるが、ＷＯ_３の量が多すぎると、かえってガラスが失透し易くなる。そのため、ＷＯ_３は、１０％以下が好ましく、７％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、３％以下がよりさらに好ましく、１％以下がさらに好ましく、実質的に含有されないことが好ましい。

Ｂｉ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ｂｉ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を上げ、Ｔｇを低くし、ガラスの失透を低減する成分である。一方、Ｂｉ_２Ｏ_３の量が多くなると、ガラスが着色し易くなる。そのため、Ｂｉ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが好ましい。

ＭｇＯは、任意成分である。ＭｇＯは、ガラスの溶融性を向上させ、失透を抑制し、ガラスのアッベ数や屈折率等の光学恒数を調整する成分である。一方、ＭｇＯの量が多くなると、かえって失透を促進してしまう。そのため、ＭｇＯは、実質的に含有されないことが好ましい。

ＳｒＯは、任意成分である。ＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させ、失透を抑制し、ガラスの光学恒数を調整する成分である。一方、ＳｒＯの量が多くなると、かえって失透を促進してしまう。そのため、ＳｒＯは、実質的に含有されないことが好ましい。

Ａｓ_２Ｏ_３は、有害な化学物質であるため、近年使用を控える傾向にあり、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、不可避な混入を除き、実質的に含有されないことが好ましい。

さらに第１のガラスには、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２のうちの少なくとも一種が含有されることが好ましい。これらは必須の成分ではないが、屈折率特性の調整、溶融性の向上、着色の抑制、透過率の向上、清澄、化学的耐久性の向上などの目的で添加することができる。これらの成分を含有させる場合、含有割合は合計で、１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。

さらに第１のガラスには、Ｆが含有されることが好ましい。Ｆは必須ではないが、溶解性の向上、透過率の向上、清澄性向上などの目的で添加することができる。Ｆを含有させる場合、含有割合は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

第１のガラスにおいては、アルカリ金属成分の合計含有量（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が多いと、Ｔｇが低くなるが、屈折率が低下し易い。そこで、屈折率を向上させる成分であるＮｂ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３およびＢａＯのうち、強度の向上に寄与するＮｂ_２Ｏ_５を、Ｌａ_２Ｏ_３およびＢａＯの合計に対して所定の量以上含有させることでＴｇを低くしつつ、屈折率をより高くすることができる。そのため、Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ）は３０％以上であることが好ましい。一方、Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ）は、多くなりすぎると、比重が大きくなるため、７５％以下であることが好ましい。比重を小さくし、高屈折率を得る点から、Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ）は、４０％以上であることがより好ましく、４５％以上であることがさらに好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。

第１のガラスにおいては、酸化物基準の質量％による値で、（Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ））×Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が２０以上であることが好ましい。上記したように（Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ））は、高屈折率かつ高強度を得るための指標であり、（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、Ｔｇを下げるための指標である。（Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ））×Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が２０以上であれば、高屈折率かつ高強度であり、Ｔｇのより低い光学ガラスを得ることができる。（Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ））×Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、２５以上であることがより好ましく、３０以上であることがさらに好ましい。

第１のガラスである場合、ＣＩＬは後述する化学強化処理条件１〜４のいずれかにおいて、１００ｇｆ以上であり、１５０ｇｆ以上が好ましく、２００ｇｆ以上がより好ましい。

＜第２のガラス＞
以下、第２のガラスにおける組成について説明する。
Ｌａ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を向上させる必須成分であるが、Ｌａ_２Ｏ_３の量が多すぎると機械的特性が低下する。Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合は１０％以上７０％以下である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合を１０％以上とすることで高い屈折率およびアッベ数を得ることができる。Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合は、２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上がさらに好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合は、６０％以下が好ましく、５５％以下がより好ましく、４５％以下がさらに好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、Ｔｇを低くし、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる必須成分であるが、Ｂ_２Ｏ_３の量が多いと屈折率が低下し易い。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合は１０％以上４０％以下である。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合は１３％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合は、３５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２５％以下がさらに好ましい。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの分散を大きくする成分である。Ｎｂ_２Ｏ_５は、多すぎると失透し易くなるため、その含有割合は２０％未満である。第２のガラスがＮｂ_２Ｏ_５を含有する場合、その含有割合は、０．１％以上が好ましく、０．２％以上がより好ましい。また、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有割合は、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。

ＳｉＯ_２は、任意成分であり、ガラスに高い強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上させる成分である。ＳｉＯ_２は多すぎると屈折率の低下を招くため、その含有割合は３０％以下である。第２のガラスがＳｉＯ_２を含有する場合、その含有割合は、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましい。ＳｉＯ_２の含有割合は、２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましい。

ＴｉＯ_２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を大きくする成分である。また、第２のガラスはＴｉＯ_２を含有することでクラック耐性を向上できる。一方、ＴｉＯ_２は多すぎると着色しやすく、また、透過率が低下するため、その含有割合は、２０％以下である。第２のガラスがＴｉＯ_２を含有する場合、その含有割合は、０．１％以上が好ましく、０．２％以上がより好ましく、０．３％以上がさらに好ましい。また、ＴｉＯ_２の含有割合は、１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。

ＺｒＯ_２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの化学的耐久性を高める成分である。第２のガラスは、ＺｒＯ_２を含有することで、クラック耐性を向上させることができる。一方、ＺｒＯ_２が多すぎると、失透しやすくなるため、含有割合は、２０％以下である。第２のガラスがＺｒＯ_２を含有する場合、その含有割合は、０．１％以上が好ましく、０．２％以上がより好ましく、０．３％以上がさらに好ましい。ＺｒＯ_２の含有割合は、１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５は、任意成分である。Ｐ_２Ｏ_５は、Ｔｇを低くする成分であり、アッベ数を調整するための成分であるが、Ｐ_２Ｏ_５の量が多いとクラック耐性が低下し易い。そのため、Ｐ_２Ｏ_５の含有割合は、２０％以下である。第２のガラスがＰ_２Ｏ_５を含有する場合、その含有割合は、０．２％以上が好ましく、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましい。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合は、１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましく、１０％以下、さらに５％以下、さらに３％以下、１％以下がさらに好ましい。

第２のガラスはアルカリ金属成分（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）を含有する。第２のガラスにおける、アルカリ金属成分（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）の含有割合およびその関係は上記第１のガラスの場合と、好ましい態様を含めて同様にできる。

ＣａＯは、任意成分である。ＣａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＣａＯの量が多いと、クラック耐性が低下し易い。そのため、ＣａＯの含有割合は２０％以下である。第２のガラスがＣａＯを含有する場合、その含有割合は、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。ＣａＯの含有割合は、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。クラック耐性を特に考慮する場合は、さらに３％以下、さらに１％以下が好ましい。

ＢａＯは、任意成分である。ＢａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＢａＯの量が多いと、クラック耐性が低下し易い。そのため、ＢａＯの含有割合は２０％以下である。第２のガラスがＢａＯを含有する場合、その含有割合は、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。ＢａＯの含有割合は、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。クラック耐性を特に考慮する場合は、さらに３％以下、さらに１％以下が好ましい。

ＺｎＯは、任意成分であり、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分である。一方、ＺｎＯの量が多いと失透し易くなるため、その含有割合は４０％以下である。第２のガラスがＺｎＯを含有する場合、その含有割合は、５％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１５％以上がさらに好ましい。ＢａＯの含有割合は、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。失透特性を特に考慮する場合は、さらに１０％以下、さらに５％以下、さらに３％以下、さらに１％以下が好ましい。

第２のガラスは、第１のガラスと同様にＹ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３を任意成分として含有してよい。第２のガラスにおいて、Ｌｎ_２Ｏ_３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群より選択される１種以上である。）は、ガラスの屈折率を向上させる必須成分である。一方、Ｌｎ_２Ｏ_３の量が多くなると、ガラスの分散が低下し、また失透し易くなる。Ｌｎ_２Ｏ_３の含有割合は上記Ｌａ_２Ｏ_３の含有割合と好ましい態様を含めて同様にできる。

第２のガラスにおいては、Ｌｎ_２Ｏ_３に対するアルカリ金属成分の合計含有量の割合を示す、（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ｌｎ_２Ｏ_３が０．２以上であることが好ましい。該割合が０．２以上であることで十分なイオン交換特性を得ることが可能である。（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ｌｎ_２Ｏ_３は０．３以上がより好ましい。また、十分な高さの歪点を得る観点から（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ｌｎ_２Ｏ_３は１．０以下が好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３は、任意成分である。Ａｌ_２Ｏ_３は、化学的耐久性を向上させる成分であるが、Ａｌ_２Ｏ_３が多くなると、ガラスが失透し易くなる。そのため、Ａｌ_２Ｏ_３は、実質的に含有されないことが好ましい。

Ａｓ_２Ｏ_３は、有害な化学物質であるため、近年使用を控える傾向にあり、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、不可避な混入を除き、実質的に含有されないことが好ましい。

第２のガラスは、上記成分以外にＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｒＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｆ等の成分を、第１のガラスと同様に含有してもよい。これら成分の含有割合は好ましい態様を含めて第１のガラスと同様にできる。

第２のガラスである場合、ＣＩＬは後述する化学強化処理条件１〜４のいずれかにおいて、４０ｇｆ以上であり、５０ｇｆ以上が好ましく、６０ｇｆ以上がより好ましい。

本発明の光学ガラスは、例えば以下の工程Ａ及び工程Ｂを含む方法により製造できる。

工程Ａ（光学ガラス前駆体の作製工程）
光学ガラス前駆体は、例えば、得られるガラスの組成が酸化物基準の質量％表示で上記の組成となるようにガラス原料を準備し、通常の方法により、該ガラス原料を溶融し冷却することで得られる。なお、通常、溶融後、所望の形状に成形して冷却が行われる。さらに、冷却時には異なる形状としたものをさらに成形加工して所望の形状としてもよい。成形方法は、光学ガラス前駆体の用途、形状等により適宜選択される。

例えば、レンズ等の光学部材を作製する場合には、上記所定のガラス組成となるように原料を秤量し、均一に混合する。作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝またはアルミナ坩堝に投入して粗溶融する。その後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝またはイリジウム坩堝に入れて１２００〜１４００℃の温度範囲で２〜１０時間溶融し、脱泡、撹拌などにより均質化して泡切れ等を行った後、金型に鋳込んで徐冷することにより、光学ガラス前駆体や、さらに成形加工がされて光学ガラス前駆体とされるプリフォームが作製される。

上記で作製されたプリフォームに対しては、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、光学ガラス前駆体を作製することができる。すなわち、上記ガラス原料の溶融、冷却により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光学ガラス前駆体を作製したり、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光学ガラス前駆体を作製したりすることができる。なお、光学ガラス前駆体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。

工程Ｂ（光学ガラス前駆体表層部を処理して厚み１μｍ以上の強化層を形成する工程）
上記で作製した光学ガラス前駆体の表層部の処理の種類としては、上記のとおり、化学強化（イオン交換）、物理強化（風冷強化など）、イオン注入等が挙げられる。以下に、本発明において好ましい処理であるイオン交換処理、すなわち化学強化処理の例を説明する。

化学強化処理は、従来公知の方法によって行うことができる。具体的には、光学ガラス前駆体中のアルカリ金属イオンに比べて大きなイオン半径を有するアルカリ金属イオンを含むアルカリ金属塩の融液に、浸漬などによって光学ガラス前駆体を接触させる。これにより、光学ガラス前駆体の表層部のみで小さなイオン半径の金属イオンが大きなイオン半径の金属イオンと置換され、表層部に圧縮応力が付与された本発明の光学ガラスが得られる。

（混合溶融塩）
化学強化処理に用いるアルカリ金属塩の融液としては、例えば、以下に説明する組成の混合溶融塩を用いることができる。なお、特に断らない限り各成分の含有量は混合溶融塩全量に対する質量百分率で表示する。

（１）硝酸リチウム
硝酸リチウムは、６％超では、光学ガラス前駆体中のＮａやＫがＬｉとの交換を促進され、強化されにくくなるおそれがある。また、光学ガラス前駆体の表層部が圧縮層ではなく引張り層になり、光学ガラス前駆体よりも強度が小さくなるおそれがある。そのため、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下である。

（２）硝酸ナトリウム
硝酸ナトリウムは、Ｌｉを含有している光学ガラス前駆体、例えば、上記ガラスからなる光学ガラス前駆体を化学強化する場合は、混合溶融塩中でのＮａ^＋が光学ガラス前駆体中のＬｉとイオン交換されることにより主たる強化が発現されるための成分であり、必須である。混合溶融塩における硝酸ナトリウムの含有量は２８％以上が好ましく、３０％以上がより好ましい。Ｌｉを含有しない光学ガラス前駆体の化学強化を行う場合は、多く入りすぎていると、圧縮応力が十分にならない。そのため、３０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下である。

（３）硝酸カリウム
硝酸カリウムは、混合溶融塩中でのＫ^＋がガラス中のＬｉやＮａとイオン交換される速度が前記ＬｉとＮａのイオン交換に比べ遅いため、主たる強化イオンではないが、凝固点降下により、混合溶融塩の融点を下げ、かつ硝酸リチウムのように、含有量を多くしすぎると強化されにくくなるということがないため必須である。混合溶融塩における硝酸カリウムの含有量は１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。Ｌｉが含有されている光学ガラス前駆体を化学強化する場合は、９０％以下、もしくは８０％以下が好ましい。

光学ガラス前駆体の化学強化処理に用いる混合溶融塩は本質的に上記成分からなるが、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、たとえば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウムおよび硫酸バリウム等のアルカリ硫酸塩、アルカリ塩化塩、アルカリ土類硫酸塩、並びにアルカリ土類塩化塩などが挙げられる。

これらのその他の成分の混合溶融塩における含有量は合量で５％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。当該範囲内であれば、その他の成分は、溶融混合塩の溶解中における揮散を防ぐ効果がある。また、５％超では化学強化処理を行う際、強化が入りにくくなる。

光学ガラス前駆体の化学強化処理に用いる混合溶融塩の融点は３００℃以下であることが好ましく、２５０℃以下であることがより好ましい。混合溶融塩の融点が３００℃より大きいと、化学強化処理後に得られた光学ガラスを引き上げる際、付着した溶融塩が凝固して光学ガラスの表面に応力を発生させ、後述するガラスの平坦度、算術平均うねり（Ｗａ）、算術平均粗さ（Ｒａ）を大きくするおそれがある。また、強化の温度が高いと強化中にガラスが変形するリスクも高くなる。

（化学強化処理の条件）
化学強化処理は、光学ガラス前駆体を混合溶融塩に浸漬し、該光学ガラス前駆体の表層部に圧縮応力を付与して光学ガラスとする処理である。化学強化処理の処理条件は、得られる光学ガラスにおいて強化層の厚みが１μｍ以上となる条件であれば特に限定されず、従来公知の方法から適宜選択することができる。

（１）混合溶融塩の加熱温度および浸漬時間
混合溶融塩の加熱温度および光学ガラス前駆体を混合溶融塩に浸漬する時間は、長くなると光学ガラス前駆体が熱による粘弾性変形をしやすくなるため、短い方が好ましい。ＬｉとＮａが主たる交換種である場合は、好ましくは３時間以下、より好ましくは２時間以下、さらに好ましくは１時間以下、よりさらに好ましくは３０分以下がよい。ＮａとＫを交換する場合は、１０時間以下、より好ましくは８時間以下、さらに好ましくは６時間以下、よりさらに好ましくは４時間以下である。

また、混合溶融塩の加熱温度の上限は、光学ガラス前駆体を構成するガラスの（Ｔｇ−１００）℃未満であることが好ましい。（Ｔｇ−１００）℃よりも高いと、応力緩和により、イオン交換は生じても光学ガラス前駆体に十分な強化が入らずに、本発明の光学ガラスが得られないおそれがある。

（２）光学ガラス前駆体の予熱温度
光学ガラス前駆体を混合溶融塩に浸漬する前に、光学ガラス前駆体の温度が混合溶融塩の融点以上の温度となるように、光学ガラス前駆体を予熱しておくことが好ましい。これは、混合溶融塩に浸漬する際の光学ガラス前駆体の表面における溶融塩の凝固を防ぎ、イオン交換速度の低下や、圧縮応力が付与された表層部のガラス面内分布が不均一になることを抑制するためである。

光学ガラス前駆体の予熱温度は４００℃未満であることが好ましく、３５０℃以下がより好ましい。予熱温度が４００℃以上では、予熱時に受ける残留応力の影響や、光学ガラス前駆体を載置するサンプルホルダーとの接触箇所などにおけるガラス面内温度の不均一により、光学ガラス前駆体の形状が変化してしまうおそれがある。

（３）光学ガラスの冷却
光学ガラス前駆体を例えば混合溶融塩に浸漬することで、光学ガラス前駆体に圧縮応力が付与された強化層が形成された本発明の光学ガラスが得られる。光学ガラスは通常、混合溶融塩から引き上げられ徐冷される。

なお、上記において徐冷のかわりに、混合溶融塩から引き上げた光学ガラスを３０秒から２分待機させて、光学ガラスの温度が３００℃以下になった後に、光学ガラスを冷媒に接触させて急冷することが好ましい。光学ガラスの冷却速度は、１００℃／分以上が好ましい。また、４０００℃／分以下が好ましく、３０００℃／分以下がより好ましい。

光学ガラスの冷却速度が１００℃／分未満であると、冷却過程においても光学ガラス上に付着した溶融塩によって、その接触箇所のみイオン交換が進行し、圧縮応力が付与された強化層のガラス面内分布が不均一になるため、得られる光学ガラスの平坦度、算術平均うねり（Ｗａ）が大きくなるおそれがある。

また、光学ガラスの冷却速度が４０００℃／分超であると算術平均うねり（Ｗａ）、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなるおそれがある。また、待機を経ずに冷媒と接触させて急冷するとヒートショックにより光学ガラスが割れる可能性がある。さらに、算術平均うねり（Ｗａ）、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなるおそれがある。

上記化学強化処理方法においては、化学強化処理工程後に、光学ガラスを再研磨しないことが好ましい。上記化学強化処理方法によれば、化学強化処理工程後に光学ガラスを再研磨しなくても、光学ガラスの形状が十分に安定しているためである。

このようにして作製される光学ガラスは、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、車載用カメラに用いられる撮像レンズ等、過酷な環境に曝される用途に好適に用いられる。

以上説明した本発明の光学ガラスは、過酷な環境に曝される車載用カメラに用いられる撮像レンズ等に好適な、高屈折率かつ高強度な光学ガラスである。本発明によれば、さらには、耐クラック性に優れ、成形性の良好な光学ガラスを得ることができる。

表１〜６に示す化学組成（酸化物換算の質量％）となるように原料を秤量した。原料は、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、フッ化物、水酸化物、メタリン酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定して使用した。

秤量した原料を均一に混合し、内容積約３００ｍＬの白金坩堝内に入れて、約１４００℃で約２時間溶融、清澄、撹拌後、１４００℃で０．５時間保持し、およそ６５０℃に予熱した縦５０ｍｍ×横１００ｍｍの長方形のモールドに鋳込み後、約０．５℃／分で徐冷して縦５０ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み１５ｍｍのガラスを得た。

上記で得られたガラスを約２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ（厚み）の大きさに板材に加工し、２０ｍｍ×２０ｍｍの面を、ＣｅＯ₂を用いて鏡面研磨を行い光学ガラス前駆体とした。次に以下の化学強化処理を行った。すなわち、Ｎａ対Ｋの質量比が１：０の硝酸塩（以下、「条件１」と示す。）、１：１の硝酸塩（以下、「条件２」と示す。）、３：１の硝酸塩（以下、「条件３」と示す。）を４００℃に加熱し溶融した融液に、光学ガラス前駆体をそれぞれ３０分浸漬し、化学強化処理を行って光学ガラスを得た。また、ＫＮＯ_３溶融塩（以下、「条件４」と示す。）においても４２５℃の溶融塩中で光学ガラス前駆体を３時間の化学強化処理を行って光学ガラスを得た。得られた光学ガラスのサイズは、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ（厚み）であった。

［評価］
上記の光学ガラス前駆体を構成するガラスについて以下の方法で、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈折率（ｎｄ）、比重、ヤング率（Ｅ）、失透温度、耐水性（ＲＷ）、耐酸性（ＲＡ）および波長３６０ｎｍの光の透過率（Ｔ_３６０）を測定した。
また、上記光学ガラス前駆体を化学強化処理して得られた光学ガラスについて、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）、ＤＯＬおよびスクラッチ耐性を次のように測定した。

Ｔｇ：直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工したサンプルについて、熱機械分析装置（ブルカー・エイエックスエス社製、商品名：ＴＭＡ４０００ＳＡ）で熱膨張法により５℃／分の昇温速度で測定した。
ｎｄ：サンプルのガラスを一辺が３０ｍｍ、厚さが１０ｍｍの三角形状プリズムに加工し、屈折率計（Ｋａｌｎｅｗ社製、機器名：ＫＰＲ−２０００）により測定した。
比重：サンプルの質量と、圧力１０１．３２５ｋＰａ（標準気圧）のもとにおける、それと同体積の４℃の純水の質量との比をＳＧとして表示し、ＪＩＳ Ｚ８８０７（１９７６、液中で秤量する測定方法）に準じて測定した。

Ｅ：２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍのブロック状のサンプルについて、超音波精密板厚計（ＯＬＹＭＰＡＳ社製、ＭＯＤＥＬ ３８ＤＬ ＰＬＵＳ）を用いて測定を行った（単位：ＧＰａ）。

失透温度：白金皿にサンプル約５ｇを入れ、それぞれ１０００℃〜１４００℃まで１０℃刻みにて１時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、長辺または長径で１μｍ以上の結晶の認められない最高温度を失透温度とした。

ＲＷ：ＪＯＧＩＳ０６−２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定した。具体的には、光学ガラス前駆体をアルミナの乳鉢と乳棒により直径が４２０〜６００μｍのガラス粉末としたものについて、１００℃の純水８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定した。質量減少割合が０．０５（％）未満では等級１、０．０５以上０．１０（％）未満では等級２、０．１０以上０．２５（％）未満では等級３、０．２５以上０．６０（％）未満では等級４、０．６０以上１．１０（％）未満では等級５、１．１０（％）以上では等級６とした。

ＲＡ：ＪＯＧＩＳ０６−２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定した。具体的には、光学ガラス前駆体をアルミナの乳鉢と乳棒により直径が４２０〜６００μｍのガラス粉末としたものについて、１００℃の０．０１規定の硝酸水溶液８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定した。質量減少割合が０．２０（％）未満では等級１、０．２０以上０．３５（％）未満では等級２、０．３５以上０．６５（％）未満では等級３、０．６５以上１．２０（％）未満では等級４、１．２０以上２．２０（％）未満では等級５、２．２０（％）以上では等級６とした。

ＣＩＬ：上述した方法で測定した。
ＤＯＬ：光学ガラスにおける強化層の厚みであるＤＯＬ（μｍ）は、条件４にて化学強化を行い得られた光学ガラスについては表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所社製）を用いて測定した。また、条件１〜３で化学強化し得られた光学ガラスに関しては、幅方向に５００μｍの長さで切りだした測定サンプルについて、板厚の断面方向のリタデーションを用いて応力プロファイルをフォトニックラティス社製ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏを用いてＤＯＬ（μｍ）を測定した。

スクラッチ耐性：上述した方法で測定した。
Ｔ_３６０：１０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス板（強化層なし）について、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製 Ｕ−４１００）にて波長３６０ｎｍにおける光の透過率の測定を行った。

結果をガラスの組成とあわせて表１〜６に示す。表１〜６において、例１〜４８、５３〜５５は実施例、例４９〜５２は比較例である。表中の（）内の数値は計算値を示し、空欄は未測定を意味する。

上記各実施例の光学ガラスは、いずれも、屈折率（ｎｄ）が１．７３以上と高屈折率である。また、例１〜４６、５３〜５５の光学ガラスはスクラッチ耐性が２００ｇｆ以上の高い強度を有する。そのため、過酷な環境に曝される車載用カメラに用いられる撮像レンズ等に好適である。また、本発明の光学ガラスは強度を保ちながらデバイスやレンズの広角化、高輝度化、高コンストラスト化、導光特性向上、または回折格子の高さを低く設計し加工を容易にすることができるため、アクションカメラ、ウェアラブルデバイス、導光板、プロジェクター付メガネ、ホログラム付導光板、ホログラム付ガラス、導波路リフレクターアレイプロジェクター、回折格子付ガラス、仮想現実拡張現実表示装置、ＨＭＤデバイス、ゴーグル型ディスプレイ、メガネ型ディスプレイ、虚像表示装置などへの使用にも適している。

Claims (8)

1. 表層部に強化層を有する光学ガラスであって、
   前記強化層の深さは前記光学ガラスの表面から１μｍ以上であり、
   前記光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．７３〜２．１０であり、
   前記光学ガラスは、ガラス内部において酸化物基準の質量％表示で、
   Ｎｂ_２Ｏ_５： ３０％〜７５％、
   ＳｉＯ_２： １０％〜５０％、
   ＴｉＯ_２： ０％〜６％、
   ＺｒＯ_２： ０％〜２０％、
   Ｌｉ_２Ｏ： ０％〜２０％、
   Ｎａ_２Ｏ： ０％〜２０％、
   Ｋ_２Ｏ： ０％〜１０％、
   ＢａＯ： ０％〜２０％、
   ＺｎＯ： ０％〜１５％、
   Ｌｎ_２Ｏ_３： ０％〜５０％、
   Ｌａ_２Ｏ_３： ０％〜５０％、
   Ｙ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、
   Ｐ_２Ｏ_５： ０％〜２０％、及び
   Ｂ_２Ｏ_３： ０％〜２０％、を含有し、
   ＰｂＯを実質的に含有せず、
   Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏが５％以上、
   Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが５％〜２０％、及び
   Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）またはＮａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が０．２０以上、の関係を満たし、
   前記光学ガラスは、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）が１００ｇｆ以上である光学ガラス。
2. 前記ＺｎＯが０％〜１０％である請求項１に記載の光学ガラス。
3. 前記光学ガラスは、ガラス内部において、
   Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ）が３０％〜７５％
   である請求項１または２に記載の光学ガラス。
4. 前記光学ガラスは、ガラス内部において、
   （Ｎｂ_２Ｏ_５−（Ｌａ_２Ｏ_３＋ＢａＯ））×Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が２０以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
5. 前記光学ガラスは、スクラッチ耐性が２００ｇｆ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
6. 前記光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が５２０℃〜６００℃、失透温度が１３００℃以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
7. 前記強化層が化学強化処理により形成された、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
8. 日本光学硝子工業会規格によるＪＯＧＩＳ０６−２００８に準拠して測定される耐水性が等級３以上であり、耐酸性が等級３以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラス。