JP7528313B2 - 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。
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や、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の画像再生（投影）機器等の各種光学機器の分野では、光学系で用いられるレンズやプリズム等の光学素子の枚数を削減し、光学系全体を軽量化及び小型化する要求が強まっている。
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学系全体の小型化を図ることが可能な、２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率低分散ガラスとして、特許文献１に代表されるようなガラス組成物が知られている。
しかし、２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラスとしては、比重が大きいものが知られるのみであった。そのような中で、光学素子や光学機器の軽量化の観点からも、このような屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）において、比重のより小さい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、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することが可能な光学ガラスを得ることにある。
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、ＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分及びＴｉＯ２成分を含有するガラスにおいて、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながらも、比重の小さいガラスが得られることを見出し、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。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
（１） 質量％で、
ＳｉＯ２成分を０％超１５．０％以下、
Ｂ２Ｏ３成分を０％超１７．０％以下、
Ｌａ２Ｏ３成分を３２．０～６２．０％、
ＴｉＯ２成分を６．０～３７．０％
含有し、
２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有し、
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．００≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係を満たす光学ガラス。
ＳｉＯ２成分を０％超１５．０％以下、
Ｂ２Ｏ３成分を０％超１７．０％以下、
Ｌａ２Ｏ３成分を３２．０～６２．０％、
ＴｉＯ２成分を６．０～３７．０％
含有し、
２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有し、
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．００≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係を満たす光学ガラス。
（２） 質量％で、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０～１８．０％、
Ｙ２Ｏ３成分 ０～１８．０％、
ＺｒＯ２成分 ０～１５．０％、
である請求項１に記載の光学ガラス。
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０～１８．０％、
Ｙ２Ｏ３成分 ０～１８．０％、
ＺｒＯ２成分 ０～１５．０％、
である請求項１に記載の光学ガラス。
（３） 質量％で、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０～１０．０％
Ｔａ２Ｏ５成分 ０～１０．０％、
ＷＯ３成分 ０～１０．０％未満、
ＺｎＯ成分 ０～１０．０％、
ＭｇＯ成分 ０～１０．０％、
ＣａＯ成分 ０～１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０～１０．０％、
ＢａＯ成分 ０～１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｎａ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０～１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０～１０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
ＴｅＯ２成分 ０～１０．０％、
ＳｎＯ２成分 ０～３．０％、
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０～１．０％
であり、
上記各元素の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としての含有量が０～１０．０質量％である請求項１又は２記載の光学ガラス。
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０～１０．０％
Ｔａ２Ｏ５成分 ０～１０．０％、
ＷＯ３成分 ０～１０．０％未満、
ＺｎＯ成分 ０～１０．０％、
ＭｇＯ成分 ０～１０．０％、
ＣａＯ成分 ０～１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０～１０．０％、
ＢａＯ成分 ０～１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｎａ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０～１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０～１０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０～１０．０％、
ＴｅＯ２成分 ０～１０．０％、
ＳｎＯ２成分 ０～３．０％、
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０～１．０％
であり、
上記各元素の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としての含有量が０～１０．０質量％である請求項１又は２記載の光学ガラス。
（４） 質量％で、
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以
上）の含有量の和が４０．０％以上６５．０％以下であり、
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以
上）の含有量の和が０～１０．０％であり、
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含
有量の和が０～１０．０％である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以
上）の含有量の和が４０．０％以上６５．０％以下であり、
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選択される１種以
上）の含有量の和が０～１０．０％であり、
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含
有量の和が０～１０．０％である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
（５） 質量比Ｙ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３）が０超０．５００
以下である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
以下である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
（６） 質量和ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５が１５．０％以上４５．０％以下である
請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
（７） 質量和ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が５．０％以上２０．０％以下である請求項１から
６のいずれか記載の光学ガラス。
６のいずれか記載の光学ガラス。
（８） 請求項１から７のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
（９） 請求項１から７のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
（１０） 請求項９に記載の光学素子を備える光学機器。
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することが可能な光学ガラスを得ることができる。
本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２成分を０％超１５．０％以下、Ｂ２Ｏ３成分を０％超１７．０％以下、Ｌａ２Ｏ３成分を３２．０～６２．０％、ＴｉＯ２成分を６．０～３７．０％含有し、２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有し、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．００≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係を満たす。本発明者は、ＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分をベースとし、これにＴｉＯ２成分を含有させた場合に、２．００以上の屈折率（ｎｄ）及び２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有しながらも、安定なガラスが得られ、また、比重の小さいガラスが得られることを見出した。従って、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することが可能な光学ガラスを得ることができる。
加えて、本発明の光学ガラスは、可視光についての透過率が高いことで可視光を透過させる用途に好適に使用できる。
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。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することができる。なお、説明が重複する箇所について、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。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の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」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。
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。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の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」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＞
ＳｉＯ２成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、ＳｉＯ２成分を０％超含有することで、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分でもある。また、熔融ガラスの粘度を高め、ガラスの着色を低減することができる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは４．０％超とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは６．５％未満、さらに好ましくは５．０％未満とする。
ＳｉＯ２成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、ＳｉＯ２成分を０％超含有することで、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分でもある。また、熔融ガラスの粘度を高め、ガラスの着色を低減することができる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは４．０％超とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは６．５％未満、さらに好ましくは５．０％未満とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分を０％超含有することで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高め、且つガラスのアッベ数を高めることができる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは４．０％超、さらに好ましくは４．５％超、さらに好ましくは５．０％超とする。
一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１７．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１７．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは７．０％以下とする。
一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１７．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１７．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは７．０％以下とする。
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を高める必須成分である。また、希土類の中では比較的安価なため、ガラスの材料コストを低減することができる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３２．０％以上、より好ましくは３５．０％超、さらに好ましくは３８．０％超、さらに好ましくは４０．０％超、さらに好ましくは４３．０％超とする。
一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を６２．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減できる。また、ガラス原料の熔解性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは６２．０％以下、より好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５８．０％未満、さらに好ましくは５５．０％未満、さらに好ましくは５３．０％未満、さらに好ましくは５１．０％未満とする。
一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を６２．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減できる。また、ガラス原料の熔解性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは６２．０％以下、より好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５８．０％未満、さらに好ましくは５５．０％未満、さらに好ましくは５３．０％未満、さらに好ましくは５１．０％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで安定性を高められ、また、ガラスの比重を小さくでき、ガラスの材料コストを低減できる必須成分である。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは６．０％以上、より好ましくは１０．０％超、さらに好ましくは１３．０％超、さらに好ましくは１５．０％超とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を３７．０％以下にすることで、ＴｉＯ２成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３７．０％以下、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３３．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満、さらに好ましくは２７．０％以下、さらに好ましくは２５．０％以下とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を３７．０％以下にすることで、ＴｉＯ２成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３７．０％以下、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３３．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満、さらに好ましくは２７．０％以下、さらに好ましくは２５．０％以下とする。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで耐失透性を高められる任意成分である。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超、さらに好ましくは６．０％超、さらに好ましくは８．０％以上としてもよい。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を１８．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、Ｎｂ２Ｏ５成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を１８．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、Ｎｂ２Ｏ５成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、ガラスの材料コストを抑えられ、且つ、ガラスの比重を低減できる任意成分である。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは４．０％超、さらに好ましくは４．８％以上としてもよい。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１８．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは９．０％未満とする。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１８．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは９．０％未満とする。
ＺｒＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。従って、ＺｒＯ２成分の含有量を、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．５％超、さらに好ましくは５．０％超、さらに好ましくは６．２％以上としてもよい。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満とする。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満とする。
Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分及びＬｕ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分及びＬｕ２Ｏ３成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇し、且つ、ガラスの比重が増大する。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
しかしながら、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分及びＬｕ２Ｏ３成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇し、且つ、ガラスの比重が増大する。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。また、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ｔａ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。また、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ｔａ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
ＷＯ３成分は、０％超含有する場合に、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、ガラス転移点を低くでき、且つ耐失透性を高められる任意成分である。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．３％超、さらに好ましくは０．５％超としてもよい。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、ＷＯ３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、ＷＯ３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの安定性を高められ、着色を低減できる任意成分である。また、ガラス転移点を低くでき、化学的耐久性を改善できる成分でもある。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を１０．０％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、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を１０．０％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、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。
他方で、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量をそれぞれ１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に屈折率の高いガラスを得る観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
他方で、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量をそれぞれ１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に屈折率の高いガラスを得る観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。そのため、これらのうちＬｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上としてもよい。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分のそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分のそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分として作用することができ、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＧｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、ＧｅＯ２成分を含有しなくてもよい。
しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、ＧｅＯ２成分を含有しなくてもよい。
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＴｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
他方で、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＳｎＯ２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を３．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を３．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３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、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。
Ｆ成分は、０％超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の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としての合計量が１０．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の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としての合計量が１０．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、４０．０％以上６５．０％以下が好ましい。
特に、この和を４０．０％以上にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは４０．０％以上、より好ましくは４５．０％超、さらに好ましくは４７．０％以上、さらに好ましくは５０．０％超とする。
他方で、この和を６５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減できる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは６５．０％以下、より好ましくは６２．０％未満、さらに好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５８．０％未満とする。
特に、この和を４０．０％以上にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは４０．０％以上、より好ましくは４５．０％超、さらに好ましくは４７．０％以上、さらに好ましくは５０．０％超とする。
他方で、この和を６５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減できる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは６５．０％以下、より好ましくは６２．０％未満、さらに好ましくは６０．０％未満、さらに好ましくは５８．０％未満とする。
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、１０．０％以下が好ましい。これにより、屈折率の低下を抑えられ、また、ガラスの安定性を高められる。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、１０．０％以下が好ましい。これにより、溶融ガラスの粘性の低下を抑えられ、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
他方で、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和の下限値は、０％超としてもよく、０．１％以上としてもよい。
他方で、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和の下限値は、０％超としてもよく、０．１％以上としてもよい。
Ｙ２Ｏ３成分の含有量に対する、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量の比率（質量比）は、０超０．５０以下が好ましい。
特に、この質量比を０超にすることで、ガラスの比重を小さくすることができる。従って、質量比Ｙ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３）は、好ましくは０超、より好ましくは０．０１０超、さらに好ましくは０．０３０超、さらに好ましくは０．０７０超、さらに好ましくは０．０９５以上、さらに好ましくは０．１１４以上とする。
他方で、この質量比は、所望の屈折率及びアッベ数を得易くする観点から、好ましくは０．５００、より好ましくは０．４００、さらに好ましくは０．３００、さらに好ましくは０．２０３を上限としてもよい。
特に、この質量比を０超にすることで、ガラスの比重を小さくすることができる。従って、質量比Ｙ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３）は、好ましくは０超、より好ましくは０．０１０超、さらに好ましくは０．０３０超、さらに好ましくは０．０７０超、さらに好ましくは０．０９５以上、さらに好ましくは０．１１４以上とする。
他方で、この質量比は、所望の屈折率及びアッベ数を得易くする観点から、好ましくは０．５００、より好ましくは０．４００、さらに好ましくは０．３００、さらに好ましくは０．２０３を上限としてもよい。
ＴｉＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分の含有量の和（質量和）は、１５．０％以上４５．０％以下が好ましい。
特に、この和を１５．０％以上にすることで、屈折率が高まり、且つガラスの安定性が高まるため、高屈折率低分散の光学ガラスを得易くできる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１５．０％以上、より好ましくは２０．０％超、さらに好ましくは２３．０％超、さらに好ましくは２５．０％超とする。
一方で、この和を４５．０％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アッベ数の低下や、ガラスの着色や失透を低減できる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％未満、さらに好ましくは３６．０％未満、さらに好ましくは３５．０％未満とする。
特に、この和を１５．０％以上にすることで、屈折率が高まり、且つガラスの安定性が高まるため、高屈折率低分散の光学ガラスを得易くできる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１５．０％以上、より好ましくは２０．０％超、さらに好ましくは２３．０％超、さらに好ましくは２５．０％超とする。
一方で、この和を４５．０％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アッベ数の低下や、ガラスの着色や失透を低減できる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％未満、さらに好ましくは３６．０％未満、さらに好ましくは３５．０％未満とする。
Ｂ２Ｏ３成分及びＳｉＯ２成分の含有量の和（質量和）は、５．０％以上２０．０％以下が好ましい。
特に、この和を５．０％以上にすることで、ガラスのネットワーク構造が形成されるため、安定なガラスを形成することができる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１０．０％超とする。
他方で、この和を２０．０％以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による屈折率の低下を抑えられる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１４．５％未満、さらに好ましくは１２．５％未満とする。
特に、この和を５．０％以上にすることで、ガラスのネットワーク構造が形成されるため、安定なガラスを形成することができる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１０．０％超とする。
他方で、この和を２０．０％以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による屈折率の低下を抑えられる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１４．５％未満、さらに好ましくは１２．５％未満とする。
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分の含有量の和に対する、ＴｉＯ２成分、ＷＯ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分の含有量の和の比率（質量比）は、１．００以上５．００以下が好ましい。
特に、この質量比を０．５０以上にすることで、ガラスの屈折率を高められる。従って、質量比（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは１．００以上、より好ましくは１．３０超、さらに好ましくは１．６０超、さらに好ましくは１．８０超、さらに好ましくは２．００超、さらに好ましくは２．２５以上、さらに好ましくは２．３０以上とする。
他方で、この質量比を５．００以下にすることで、ガラスの安定性を高められ、アッベ数の低下を抑えられる。従って、質量比（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは５．００以下、より好ましくは４．００以下、さらに好ましくは３．５０以下、さらに好ましくは３．３０以下とする。
特に、この質量比を０．５０以上にすることで、ガラスの屈折率を高められる。従って、質量比（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは１．００以上、より好ましくは１．３０超、さらに好ましくは１．６０超、さらに好ましくは１．８０超、さらに好ましくは２．００超、さらに好ましくは２．２５以上、さらに好ましくは２．３０以上とする。
他方で、この質量比を５．００以下にすることで、ガラスの安定性を高められ、アッベ数の低下を抑えられる。従って、質量比（ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは５．００以下、より好ましくは４．００以下、さらに好ましくは３．５０以下、さらに好ましくは３．３０以下とする。
＜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。
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、添加することができる。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Ａｓ２Ｏ３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。
［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に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
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に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、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、高屈折率及び高アッベ数（低分散）を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．００、より好ましくは２．０１、さらに好ましくは２．０３、さらに好ましくは２．０４を下限とする。この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１５、さらに好ましくは２．１０を上限としてもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２０、より好ましくは２１、さらに好ましくは２２を下限とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは２９、さらに好ましくは２８を上限とする。
このような高屈折率を有することで、光学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、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ（色収差）を小さくできる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高アッベ数（低分散）を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．００、より好ましくは２．０１、さらに好ましくは２．０３、さらに好ましくは２．０４を下限とする。この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１５、さらに好ましくは２．１０を上限としてもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２０、より好ましくは２１、さらに好ましくは２２を下限とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは２９、さらに好ましくは２８を上限とする。
このような高屈折率を有することで、光学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、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ（色収差）を小さくできる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
ここで、本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧５．００の関係式を満たす。屈折率（ｎｄ）が２．００以上であり且つ低分散を有するガラスとしては、従来、比重が大きいものが知られるのみであった。これに対し、本発明では、上記関係式を満たしており、それにより屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）に相対して小さな比重ρを有する光学ガラスによることで、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することができる。より具体的には、本発明の光学ガラスにおける屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係は、好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧５．００の関係式を満たし、より好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧５．３０の関係式を満たし、より好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧５．５０の関係式を満たし、さらに好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧５．８０の関係式を満たし、さらに好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧６．００の関係式を満たし、さらに好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≧６．０６の関係式を満たす。
他方で、（ｎｄ×２＋νｄ）／ρの上限については、好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係式を満たし、より好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦６．５０の関係式を満たし、さらに好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦６．２０の関係式を満たす。このようなガラスにすることで、より安定なガラスにすることができる。
他方で、（ｎｄ×２＋νｄ）／ρの上限については、好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係式を満たし、より好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦６．５０の関係式を満たし、さらに好ましくは（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦６．２０の関係式を満たす。このようなガラスにすることで、より安定なガラスにすることができる。
また、本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、（－０．０１νｄ＋２．２５）≦ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．４０）の関係を満たすことが好ましい。本発明で特定される組成のガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）がこの関係を満たすことで、より安定なガラスを得られる。
従って、本発明の光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．２５）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．２８）の関係を満たすことがより好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．３０）の関係を満たすことがさらに好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．３１）の関係を満たすことがさらに好ましい。
一方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．４０）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．３７）の関係を満たすことがより好ましく、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．３５）の関係を満たすことがさらに好ましい。
従って、本発明の光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．２５）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．２８）の関係を満たすことがより好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．３０）の関係を満たすことがさらに好ましく、ｎｄ≧（－０．０１νｄ＋２．３１）の関係を満たすことがさらに好ましい。
一方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．４０）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．３７）の関係を満たすことがより好ましく、ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．３５）の関係を満たすことがさらに好ましい。
本発明の光学ガラスの比重は、光学素子や光学機器の軽量化に寄与する観点から、好ましくは５．５０、より好ましくは５．３０、好ましくは５．２０を上限とする。他方で、本発明の光学ガラスの比重は、概ね３．００以上、より詳細には３．５０以上、さらに詳細には４．００以上であることが多い。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
本発明の光学ガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは１３５０℃、より好ましくは１３２０℃、さらに好ましくは１３００℃、さらに好ましくは１２５０℃を上限とする。これにより、熔解後のガラスをより低い温度で流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減でき、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね８００℃以上、具体的には８５０℃以上、さらに具体的には９００℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に５ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて１４００℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して１時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を表す。ここで降温する際の所定の温度は、１３５０℃～８００℃の間の１０℃刻みの温度である。
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４２０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ、さらに好ましくは３９０ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
特に、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４２０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ、さらに好ましくは３９０ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、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することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、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、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形され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することができる。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。
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、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することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、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、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形され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することができる。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、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。
本発明の実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１３）及び比較例（Ｎｏ．Ａ）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、液相温度、分光透過率が５％を示す波長（λ５）及び比重の結果を表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、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原料を選定し、表に示した各実施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、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。
実施例のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（νｄ）は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）］の式から算出した。
実施例及び比較例のガラスの比重ρは、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。また、測定された比重ρの値と、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）の値から、（ｎｄ×２＋νｄ）／ρの値を求めた。
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ＪＯＧＩＳ０２－２００３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、λ５（透過率５％時の波長）を求めた。
実施例及び比較例のガラスの液相温度は、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に５ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて１４００℃で完全に熔融状態にし、１３５０℃～８００℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して１時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を求めた。
表に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が２．００以上、より詳細には２．０４以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．２０以下、より詳細には２．１０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（νｄ）が２０以上、より詳細には２２以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は３０以下、より詳細には２８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、いずれも比重が５．５０以下、より詳細には５．２０以下であった。
そして、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．００≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係を満たしており、より詳細には屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．４０≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦６．２０の関係の関係を満たしていた。他方で、比較例の光学ガラスは、（ｎｄ×２＋νｄ）／ρが１０．１５であり、所望とする範囲よりも大きな値であり、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）に相対し比重ρが大きいものであった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、（－０．０１νｄ＋２．２５）≦ｎｄ≦（－０．０１νｄ＋２．４０）の関係を満たしており、より詳細には（－０．０２νｄ＋２．３０）≦ｎｄ≦（－０．０２νｄ＋２．３３）の関係を満たしていた。なお、本願の実施例のガラスについての屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）の関係は、図１に示されるようになった。
また、本発明の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。このことは、本発明の光学ガラスの液相温度が１３５０℃以下、より詳細には１３００℃以下であることからも推察される。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４２０ｎｍ、より詳細には３９０ｎｍ以下であり、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（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）に相対して比重が小さいことが明らかになった。そのため、本発明の実施例の光学ガラスは、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することが推察される。
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
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 (9)
- 質量％で、
ＳｉＯ2成分を０％超１５．０％以下、
Ｂ2Ｏ3成分を０％超１７．０％以下、
Ｌａ2Ｏ3成分を３２．０％以上６０．０％未満、
ＴｉＯ2成分を１３．０％超３７．０％以下、
Ｙ2Ｏ3成分を４．８％以上
含有し、
Ｇｄ2Ｏ3成分が４．０％未満であり、
ＷＯ3成分が０．７５％以下であり、
Ｌｎ 2 Ｏ 3 成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の含有量の和が４０．０％以上６５．０％以下であり、
Ａｓ2Ｏ3成分を実質的に含有せず、
質量比Ｙ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）が０．０７超０．１８２以下であり、
２．００以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２０以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有し、
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）、比重ρの関係が、５．００≦（ｎｄ×２＋νｄ）／ρ≦７．００の関係を満たす光学ガラス。 - 質量％で、
Ｎｂ2Ｏ5成分 ０～１８．０％、
ＺｒＯ2成分 ０～１５．０％
である請求項１に記載の光学ガラス。 - 質量％で、
Ｙｂ2Ｏ3成分 ０～１０．０％、
Ｔａ2Ｏ5成分 ０～１０．０％、
ＭｇＯ成分 ０～１０．０％、
ＣａＯ成分 ０～１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０～１０．０％、
ＢａＯ成分 ０～１０．０％、
Ｌｉ2Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｎａ2Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｋ2Ｏ成分 ０～１０．０％、
Ｐ2Ｏ5成分 ０～１０．０％、
ＧｅＯ2成分 ０～１０．０％、
Ａｌ2Ｏ3成分 ０～１０．０％、
Ｇａ2Ｏ3成分 ０～１０．０％、
Ｂｉ2Ｏ3成分 ０～１０．０％、
ＴｅＯ2成分 ０～１０．０％、
ＳｎＯ2成分 ０～３．０％、
Ｓｂ2Ｏ3成分 ０～１．０％であり、
上記各元素の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としての含有量が０～１０．０質量％である請求項１又は２記載の光学ガラス。 - 質量％で、
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和が０～１０．０％であり、
Ｒｎ2Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和が０～１０．０％である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。 - 質量和ＴｉＯ2＋ＷＯ3＋Ｎｂ2Ｏ5が１５．０％以上４５．０％以下である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
- 質量和ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3が５．０％以上２０．０％以下である請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項１から６のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
- 請求項１から６のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項８に記載の光学素子を備える光学機器。
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