(57)【要約】【課題】高屈折率低分散ガラスでありながら、優れたガラス安定性を有する光学ガラスを提供すること。【解決手段】Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、カチオン％表示で、Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、Ｌａ3+を１０〜５０％（Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２２〜５５％含み、Ｔｉ4+含有量は２２％以下であり、 [Ｓｉ4／（Ｓｉ4＋Ｂ3+）]が０．４０以下、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量が６５％以上、［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１２以下、［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、 [（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、アッベ数νｄが２３〜３５の範囲、かつ屈折率ｎｄがｎｄ≧２．２０５−（０．００６２×νｄ）を満たす酸化物ガラスである光学ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、
カチオン％表示で、
Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で１５〜３０．４０％、
Ｌａ3+を１５〜３５％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で６０％以下）、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２３〜４５％（但し、Ｔｉ4+を２２％超）、
含み、
Ｙ3+の含有量は１５％以下であり、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＧｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量のカチオン比［（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．０２以上、
Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、
Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、
であり、
アッベ数νｄが１８以上３５未満の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（２）式を満たす酸化物ガラスである光学ガラス。
ｎｄ≧２．５４０−（０．０２×νｄ）         ・・・  （２）
【請求項２】
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量に対するＮｂ5+およびＴａ5+の合計含有量のカチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）]が０．４１以下である請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｎｂ5+の含有量は２０カチオン％以下である請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｎｂ5+の含有量に対するＮｂ5+およびＴａ5+の合計含有量のカチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]が７以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+およびＢａ2+の合計含有量は０〜１０％の範囲である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
Ｗ6+の含有量は０〜１０カチオン％の範囲である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率低分散特性を有する光学ガラス、この光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブおよび光学素子ブランク、ならびに光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高屈折率低分散ガラスからなるレンズは、超低分散ガラスからなるレンズと組み合わせることにより色収差を補正しつつ光学系のコンパクト化を可能にするため、撮像光学系やプロジェクタなどの投射光学系を構成する光学素子として非常に重要な位置を占めている。
特許文献１には、撮像光学系や投射光学系用の光学素子材料ではないが、屈折率が１．９０〜２．１０、アッベ数νｄが２２〜３５の高屈折率低分散ガラスが開示されている。
一方、特許文献２には、屈折率が１．９０以上、アッベ数が２５以上の光学ガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−３３２２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１３１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学ガラスの光学特性に関し、横軸にアッベ数νｄ（左方から右方へ行くにつれてアッベ数νｄが減少）、縦軸に屈折率ｎｄ（下方から上方にいくにつれて屈折率ｎｄが増加）をとった光学特性図と呼ばれているグラフに、従来の光学ガラスについて、ガラスの組成を変えたときの光学特性の変化をプロットすると、光学特性図の左下から右上へと向かう帯状の範囲内にプロットが分布する。光学特性図の左下から右上へと向かう帯状の範囲から左上の光学特性を得ようと、組成を変化させると、ガラス安定性が低下し、ガラスが失透したり、ガラス化しなくなる傾向がある。
一方、用途の面から、光学特性図における左上の範囲の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを示す高屈折率低分散光学ガラスは、光学系の高機能化、コンパクト化に有効な光学素子のガラス材料となり得る。
しかし一般に、特許文献１、２に記載されている組成のような従来の高屈折率低分散ガラスでは、アッベ数νｄの減少に伴い、より高い屈折率のガラスを得ることができる。一方、これら従来の高屈折率低分散ガラスでは、アッベ数νｄを維持しつつ屈折率を高めると、ガラス安定性が低下し、ガラス化しなくなる傾向がある。
したがって、ガラス安定性を維持しつつ、光学特性図の左上の範囲の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを示す光学ガラスを提供することは非常に意義深い。
【０００５】
本発明の一態様は、高屈折率低分散ガラスでありながら、優れたガラス安定性を有する光学ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ガラス組成の調整により、高屈折率低分散ガラスでありながら安定性が高い光学ガラスが得られることを見出した。
【０００７】
本発明の一態様は、
Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、
カチオン％表示で、
Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、
Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２２〜５５％、
含み、但し、Ｔｉ4+含有量は２２％以下であり、
Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量に対するＳｉ4+の含有量のカチオン比[Ｓｉ4／（Ｓｉ4＋Ｂ3+）]が０．４０以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量が６５％以上、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１２以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、
Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、
Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、
であり、
アッベ数νｄが２３〜３５の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（１）式を満たす酸化物ガラスである光学ガラス
に関する。
ｎｄ≧２．２０５−（０．００６２×νｄ）         ・・・  （１）
【０００８】
本発明の他の態様は、
Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、
カチオン％表示で、
Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、
Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２３〜７０％（但し、Ｔｉ4+を２２％超）、
含み、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１４以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、
Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、
Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、
であり、
アッベ数νｄが１８以上３５未満の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（２）式を満たす酸化物ガラスである光学ガラス
に関する。
ｎｄ≧２．５４０−（０．０２×νｄ）         ・・・  （２）
【０００９】
本発明の更なる態様は、上述の態様の光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブに関する。
【００１０】
本発明の更なる態様は、上述の態様の光学ガラスからなる光学素子ブランクに関する。
【００１１】
本発明の更なる態様は、上述の態様の光学ガラスからなる光学素子に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、高屈折率低分散ガラスでありながら、優れたガラス安定性を有する光学ガラスを提供することができる。更には上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブ、光学素子ブランクおよび光学素子を提供することができる。
上記光学素子ならびに上記プレス成形用ガラスゴブや光学素子ブランクから作製される光学素子、例えばレンズによれば、高屈折率高分散ガラス製レンズと組合せることによりコンパクトな色収差補正用の光学系を提供することもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［光学ガラスI］
本発明の光学ガラスの一態様（以下、「光学ガラスI」という。）は、Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、カチオン％表示で、Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２２〜５５％含み、但し、Ｔｉ4+含有量は２２％以下であり、
Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量に対するＳｉ4+の含有量のカチオン比[Ｓｉ4／（Ｓｉ4＋Ｂ3+）]が０．４０以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量が６５％以上、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１２以下、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、
Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、
であり、アッベ数νｄが２３〜３５の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（１）式を満たす酸化物ガラスである光学ガラスである。
ｎｄ≧２．２０５−（０．００６２×νｄ）         ・・・  （１）
本発明の光学ガラスの他の態様（光学ガラスII）については、後述する。
以下、光学ガラスIについて、更に詳細に説明する。
【００１４】
以下に、上記組成範囲の限定理由について説明するが、特記しない限り、各成分の含有量、合計含有量はカチオン％にて表示する。
【００１５】
Ｓｉ4+およびＢ3+は、網目形成成分であり、ガラス安定性を維持する働きのある成分である。Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量が５％未満ではガラス安定性が悪化し、液相温度が上昇し、前記合計含有量が５５％を超えると所望の屈折率を実現ことが困難になる。したがって、Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量は５〜５５％とする。Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量の好ましい上限は５０％、より好ましい上限は４５％、さらに好ましい上限は４０％、一層好ましい上限は３５％、より一層好ましい上限は３０％であり、Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量の好ましい下限は１０％、より好ましい下限は１３％、さらに好ましい下限は１５％、一層好ましい下限は１８％、より一層好ましい下限は２０％である。
【００１６】
Ｓｉ4+は、上記の働きに加え、熔融ガラスの成形に適した粘性の維持および化学的耐久性の改善に効果的な必須成分である。以上の働きを効果的に得るためには、その含有量は１％以上であることが好ましい。一方、所望の屈折率を得つつ、液相温度やガラス転移温度の上昇を抑制するためには、Ｓｉ4+含有量は３０％以下であることが好ましい。また、所望のアッベ数の実現、ガラスの熔融性維持、耐失透性向上の観点からも、Ｓｉ4+含有量は３０％以下であることが好ましい。したがって、Ｓｉ4+の含有量は１〜３０％の範囲とすることが好ましい。Ｓｉ4+の含有量のより好ましい上限は２５％、さらに好ましい上限は２０％、一層好ましい上限は１８％、より一層好ましい上限は１５％、さらにより一層好ましい上限は１２％である。上記Ｓｉ4+含有の効果を良好に得る上から、Ｓｉ4+の含有量のより好ましい下限は２％であり、さらに好ましい下限は３％、一層好ましい下限は４％、より一層好ましい下限は５％、さらにより一層好ましい下限は６％である。
【００１７】
Ｂ3+は、上記の働きに加え、ガラスの熔融性維持、液相温度の低下および低分散化に有効な必須成分である。以上の働きを効果的に得るためには、その含有量は１％以上であることが好ましい。Ｂ3+含有量が１％以上であることは、ガラス安定性の観点からも、好ましい。一方、所望の屈折率を得つつ、化学的耐久性等を良好に維持する観点から、Ｂ3+含有量は５０％以下であることが好ましい。したがって、Ｂ3+の含有量は１〜５０％の範囲とすることが好ましい。Ｂ3+の含有量のより好ましい上限は４０％、さらに好ましい上限は３５％、一層好ましい上限は３０％、より一層好ましい上限は２５％、さらにより一層好ましい上限は２２％、特に一層好ましい上限は２０％であり、Ｂ3+の含有量のより好ましい下限は３％、さらに好ましい下限は５％、一層好ましい下限は７％、より一層好ましい下限は９％、さらにより一層好ましい下限は１１％である。
【００１８】
Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量に対するＳｉ4+の含有量のカチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]が０．４０を超えるとガラス安定性を維持しつつ、所望の光学特性を得ることが困難になるとともに、熔融性が低下し、ガラス原料が熔解しにくくなる。したがって、光学ガラスＩにおいて、カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]は、０．４０以下とする。上記の理由から、カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]の好ましい上限は０．３８、より好ましい上限は０．３６、さらに好ましい上限は０．３５、一層好ましい上限は０．３４、より一層好ましい上限は０．３２である。光学ガラスＩは、Ｓｉ4+およびＢ3+を必須成分として含むため、カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]の下限は０超である。ガラス安定性の改善と、熔融ガラスの粘度を成形に適した粘度にする上から、カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．１４、さらに好ましい下限は０．１７、一層好ましい下限は０．２０、より一層好ましい下限は０．２３である。
【００１９】
Ｌａ3+は、ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散化する働きに優れた必須成分であり、化学的耐久性を改善する働きもする成分である。Ｌａ3+の含有量が１０％未満では上記効果を得ることが困難になり、Ｌａ3+の含有量が５０％を超えると耐失透性が悪化し、液相温度が上昇する。したがって、Ｌａ3+の含有量は１０〜５０％とする。Ｌａ3+の含有量の好ましい上限は４５％、より好ましい上限は４０％、さらに好ましい上限は３５％、一層好ましい上限は３３％であり、Ｌａ3+の含有量の好ましい下限は１５％、より好ましい下限は１８％、さらに好ましい下限は２０％、一層好ましい下限は２２％、より一層好ましい下限は２４％である。
【００２０】
Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+は、Ｌａ3+と同様、高屈折率低分散化成分であり、化学的耐久性を改善する働きもする。Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量が７０％を超えるとガラス安定性が悪化し、液相温度が上昇する。したがって、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量は７０％以下とする。Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量の好ましい上限は６０％、より好ましい上限は５０％、さらに好ましい上限は４５％、一層好ましい上限は４０％、より一層好ましい上限は３８％である。所望の屈折率、アッベ数を実現する上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量の好ましい下限は１１％、より好ましい下限は１５％、さらに好ましい下限は２０％、一層好ましい下限は２３％、より一層好ましい下限は２５％、なお一層好ましい下限は２８％、特に好ましい下限は３０％である。
【００２１】
光学ガラスＩでは、ガラス安定性を維持し、液相温度の上昇を抑制しつつ高屈折率低分散化を図るため、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］を０．１２以下とする。カチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］の好ましい上限は０．１１、より好ましい上限は０．１０、さらに好ましい上限は０．０８、一層好ましい上限は０．０４、より一層好ましい上限は０．０２である。カチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］を０にすることもできる。
【００２２】
液相温度を低下させ、耐失透性を改善する上から、Ｇｄ3+の含有量の好ましい上限は２０％、より好ましい上限は１５％、さらに好ましい上限は１０％、一層好ましい上限は８％、より一層好ましい上限は６％である。Ｇｄ3+の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％、一層好ましい下限は３％である。なおＧｄ3+の含有量を０％にすることもできる。
【００２３】
Ｙ3+の含有量の好ましい上限は１５％、より好ましい上限は１０％、さらに好ましい上限は７％、一層好ましい上限は５％、より一層好ましい上限は３％、さらに一層好ましい上限は２％である。Ｙ3+の含有量の好ましい下限は０．１％である。なおＹ3+の含有量を０％にすることもできる。
【００２４】
Ｙｂ3+の含有量の好ましい上限は１０％、より好ましい上限は８％、さらに好ましい上限は６％、一層好ましい上限は４％、より一層好ましい上限は２％である。なおＹｂ3+の含有量を０％にすることもできる。Ｙｂ3+は、赤外領域に吸収を持つために、高精度のビデオカメラや監視カメラなど、近赤外領域の感光特性が求められる高感度の光学系への使用に適さない。Ｙｂ3+の含有量を低減したガラスは、上記用途には好適である。
【００２５】
ガラス安定性を良好に維持しつつ、高屈折率低分散化する上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＧｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量のカチオン比[（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]が０を超えることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましく、０．０６以上であることがさらに好ましく、０．１０以上であることが一層好ましく、０．１４以上であることがより一層好ましい。
一方、より一層のガラス安定性の向上の観点からは、カチオン比[（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]の好ましい上限は０．８０、より好ましい上限は０．５０、さらに好ましい上限は０．４０、一層好ましい上限は０．３０、より一層好ましい上限は０．２０である。
【００２６】
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+は、屈折率を高めるとともに耐失透性を改善し、液相温度の上昇を抑制し、化学的耐久性を改善する働きをする。Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量が２２％未満では前記効果を得ることが困難になり、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量が５５％を超えると耐失透性が悪化し、液相温度が上昇する。また、分散が高くなり、ガラスの着色が強まる。したがって、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量は２２〜５５％とする。Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量の好ましい上限は４５％、より好ましい上限は４０％、さらに好ましい上限は３５％、一層好ましい上限は３３％、より一層好ましい上限は３１％であり、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量の好ましい下限は２３％、より好ましい下限は２４％、さらに好ましい下限は２５％、一層好ましい下限は２６％、より一層好ましい下限は２７％である。
【００２７】
光学ガラスＩは、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量を上記範囲にした上で、Ｔｉ4+の含有量を２２％以下とし、かつＺｒ4+を必須成分とする。さらに、Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]を調整することにより、耐失透性を改善し、液相温度の上昇を抑えることができる。カチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２未満では、耐失透性が悪化し、液相温度が上昇する。そのため、光学ガラスＩにおいて、カチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]の範囲は２以上とする。カチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]の好ましい下限は３．０、より好ましい下限は３．５、さらに好ましい下限は４．０、一層好ましい下限は４．５、より一層好ましい下限は５．０である。また、耐失透性を一層改善する上から、カチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]の好ましい上限は５６、より好ましい上限は５０、さらに好ましい上限は４０、一層好ましい上限は３０、より一好ましい上限は２０、さらに好ましい上限は１０である。
【００２８】
ガラス安定性を維持しつつ、所望の光学特性を実現する上から、Ｔｉ4+の含有量の好ましい下限は１０％、より好ましい下限は１２％、さらに好ましい下限は１４％、一層好ましい下限は１６％、より一層好ましい下限は１８％であり、Ｔｉ4+の含有量の好ましい上限は２１．９％、より好ましい上限は２１．８％、さらに好ましい上限は２１．７％、一層好ましい上限は２１．６％、より一層好ましい上限は２１．５％である。
【００２９】
ガラス安定性を維持しつつ、所望の光学特性を実現する上から、Ｎｂ5+の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は２％、さらに好ましい下限は３％、一層好ましい下限は４％、より一層好ましい下限は５％であり、Ｎｂ5+の含有量の好ましい上限は３０％、より好ましい上限は２５％、さらに好ましい上限は２０％、一層好ましい上限は１５％、より一層好ましい上限は１０％、なお一層好ましい上限は８％である。
【００３０】
Ｔａ5+は、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+と比較して分散を高めずに屈折率を高め、ガラス安定性を高める働きをする。Ｔａ5+の含有量が１０％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下するため、Ｔａ5+の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｔａ5+は高価な成分であることを考慮すると、Ｔａ5+の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％である。Ｔａ5+を含まないことがなお一層好ましい。
【００３１】
所望の光学特性を得つつ、ガラス安定性を改善する上から、Ｎｂ5+の含有量に対するＮｂ5+およびＴａ5+の合計含有量のカチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]が１以上であることが好ましい。カチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]が１１を超えるとガラスの比重が増加し、ガラスをレンズに用いる場合、オートフォーカス時の駆動消費電力が増大し、また、必須成分であるＮｂ5+と比べて高価なＴａ5+を多量に必要とするため、カチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]が１１以下であることが好ましい。カチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]の好ましい上限は９、より好ましい上限は７、さらに好ましい上限は５、一層好ましい上限は３であり、カチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／Ｎｂ5+]を１にすることもできる。
【００３２】
Ｗ6+は、屈折率を高め、液相温度を低下させ、耐失透性の改善に寄与する任意成分であるが、液相温度の上昇を抑え耐失透性を高めるとともに、ガラスの着色を抑制するうえでは、Ｗ6+の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｗ6+の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、Ｗ6+を含有しないことがなお一層好ましい。
【００３３】
ガラス安定性を維持しつつ、屈折率を高めるためには、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量に対するＷ6+の含有量のカチオン比［Ｗ6+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］を０．１０未満とすることが好ましい。ガラス安定性を維持しつつ、屈折率を高める上から、カチオン比［Ｗ6+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］の上限は、より好ましくは０．０９５以下であり、更に好ましくは０．０９０以下であり、一層好ましくは０．０７０以下であり、より一層好ましくは０．０５０以下であり、更により一層好ましくは０．０３０以下である。カチオン比［Ｗ6+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］の下限は０である。
【００３４】
ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散化する上から、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量に対するＮｂ5+およびＴａ5+の合計含有量のカチオン比［（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］を０．４１以下にすることが好ましい。一方、ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散化、部分分散比を低下させる上から、カチオン比［（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］を０．０５以上にすることが好ましい。カチオン比［（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］の好ましい上限は上記の通り０．４１であり、より好ましい上限は０．３９、さらに好ましい上限は０．３６、一層好ましい上限は０．３３、より一層好ましい上限は０．３０である。カチオン比［（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］のより好ましい下限は０．１０、さらに好ましい下限は０．１５、一層好ましい下限は０．２０、より一層好ましい下限は０．２５である。
【００３５】
高屈折率化成分の中でも、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+は低分散性を維持しつつ高屈折率化する働きはあり、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+は高屈折率高分散化成分である。ガラス安定性を良好に維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＴｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]は０．１０以上であることが好ましい。カチオン比[（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]のより好ましい下限は０．３０、さらに好ましい下限０．５０、一層好ましい下限０．６０、より一層好ましい下限０．７０である。
ガラス安定性を良好に維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、カチオン比[（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]は１．５０以下であることが好ましい。カチオン比[（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]のより好ましい上限は１．４０、さらに好ましい上限は１．３０、一層好ましい上限は１．２０、より一層好ましい上限は１．００である。
【００３６】
光学ガラスＩでは、ガラス安定性を維持しつつ、屈折率を高めるために、Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）を０．８５以上とする。カチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５未満であると、低分散性を維持しつつ屈折率を高めると、ガラス製造時に結晶が析出しやすくなる。
ガラス安定性を維持しつつ、屈折率を高める上から、カチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）の下限は、より好ましくは０．９０以上、更に好ましくは０．９５以上、一層好ましくは１．００以上である。カチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）の上限は、上述の態様の光学ガラスの組成範囲から自ずと定まるが、例えば、１０程度と考えればよい。
【００３７】
Ｚｒ4+は光学ガラスＩにおける必須成分であり、屈折率を高め、化学的耐久性を改善する働きをし、Ｔｉ4+との共存により耐失透性を改善し、液相温度上昇を抑制する働きをする。前記効果を得るために、Ｚｒ4+の含有量を１％以上にすることが好ましい。ガラス転移温度や液相温度の上昇、耐失透性の低下を抑制する観点からは、Ｚｒ4+の含有量の好ましい上限は１５％である。Ｚｒ4+の含有量の好ましい上限は１０％、より好ましい上限は８％、さらに好ましい上限は７％であり、Ｚｒ4+の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は２％、さらに好ましい下限は３％、一層好ましい下限は４％である。
【００３８】
Ｚｎ2+は、屈折率やガラス安定性を低下させるが、ガラスの熔融性、清澄性を改善する働きをする。Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+、Ｚｒ4+の酸化物はいずれも融点が極めて高く、これら成分を必須成分または任意成分として含む光学ガラスIにおいて、熔融性、清澄性の改善に有効なＺｎ2+を含有させることが好ましい。したがって、高屈折率を維持し、ガラス安定性を良好に維持する上から、Ｚｎ2+の含有量を１５％以下にすることが好ましく、１２％以下にすることがより好ましく、１０％以下にすることがさらに好ましく、８％以下にすることが一層好ましく、６％以下にすることがより一層好ましく、３％以下にすることがなお一層好ましい。また、ガラスの熔融性、清澄性を改善し、熔融温度の上昇抑制、それに伴うガラス着色の増大抑制の面から、Ｚｎ2+の含有量を０．１％以上にすることが好ましく、０．５％以上にすることがより好ましく、０．８％以上にすることがさらに好ましく、１．０％以上にすることが一層好ましい。なお、Ｚｎ2+の含有量を０％にすることもできる。
【００３９】
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+は屈折率を高めるが、熔融温度を高くする成分であり、これら成分の合計含有量と、屈折率を低下させるが、熔融性、清澄性を改善するＺｎ2+の含有量のカチオン比Ｚｎ2+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）を指標に熔融性、清澄性、屈折率等の光学特性を調整することができる。ガラスの熔融性、清澄性を改善する上から、カチオン比［Ｚｎ2+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］を０．０１以上にすることが好ましく、０．０２以上にすることがより好ましく、０．０３以上にすることがさらに好ましく、０．０４以上にすることが一層好ましい。また、屈折率を高める上から、カチオン比［Ｚｎ2+／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）］を０．６５以下にすることが好ましく、０．６０以下にすることがより好ましく、０．５０以下にすることがさらに好ましく、０．４０以下にすることが一層好ましく、０．３０以下にすることがより一層好ましく、０．２０以下にすることがなお一層好ましく、０．１０以下にすることが特に好ましい。
【００４０】
Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+は、熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きをする任意成分である。高屈折率化を実現しつつ、液相温度の上昇、ガラス安定性および化学的耐久性の低下を抑制する観点から、Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+の合計含有量は０〜１０％の範囲にすることが好ましい。Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+の合計含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、なお一層好ましい範囲は０〜１％であり、上記アルカリ金属成分を含まないことが特に一層好ましい。
【００４１】
Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+の各成分の含有量については、それぞれ好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、上記各アルカリ金属成分を含まないことがなお一層好ましい。
【００４２】
Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+は、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度Ｔｇを低下させる働きをする。また、硝酸塩、硫酸塩の形でガラスに導入することにより、脱泡効果を得ることもできる。
高屈折率低分散のガラスにおいて、上記アルカリ土類金属成分のうち、Ｂａ2+をＬａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対して多量に含有させると、ガラス安定性を維持しつつ、さらに高屈折率低分散化することが困難になる。例えば、熔融ガラスの成形は通常、底面および側壁を有し、側面の一方が開口する鋳型に熔融ガラスを鋳込み、鋳型の開口する側面から成形したガラスを連続的に引き出す（Ｅバー成形法と呼ぶ）ことにより行われる。しかし、Ｂａ2+をＬａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対して多量に含有させて高屈折率低分散化を図ると、この成形法ではガラスが失透しやすくなる。そのため、貫通孔を有する鋳型を用いて、貫通孔に熔融ガラスを鋳込み、熔融ガラスの単位体積あたりの鋳型との接触面積を増やし、ガラスの冷却速度を極めて速くすることで、失透を防止するという特殊な成形法を用いざるを得ない。貫通孔を有する鋳型を用いた成形法では、成形したガラスを下方に引き出すため、ガラスをそのままレア炉と呼ばれるトンネル型の連続アニール炉に通してアニールすることは困難である。
Ｂａ2の含有量とＬａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量の比を調整し、適正化することにより、一般的なＥバー成形法でも、失透を防止しつつ、均質な光学ガラスを成形することできる。そして、成形したガラスをそのままレア炉に通してアニールすることができるので、高い生産性の下にガラスを製造することができる。
このように、高屈折率低分散化によるガラス安定性の低下を防止するために、光学ガラスＩでは、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］を０．４０以下とする。カチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０を超えると、ガラスの失透傾向が増大し、Ｅ バー成形法によって高品質な光学ガラスを生産することが困難になる。カチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］の上限は上記の通り０．４０、好ましい上限は０．３０、より好ましい上限は０．２５、さらに好ましい上限は０．２０、一層好ましい上限は０．１０、より一層好ましい上限は０．０５である。カチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］は０でもよい。
【００４３】
液相温度の上昇を防ぐとともに、耐失透性、屈折率および化学的耐久性の低下を抑制する観点からは、カチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］を上記範囲としつつ、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+およびＢａ2+の合計含有量は０〜１０％とすることが好ましい。Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+およびＢａ2+の合計含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、さらに一層好ましい範囲は０〜１％であり、上記アルカリ土類金属成分を含まないことがなお一層好ましい。
【００４４】
Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+の各成分の含有量については、それぞれ好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、上記各アルカリ土類金属成分を含まないことがなお一層好ましい。
【００４５】
Ｇｅ4+は、網目形成成分であり、屈折率を高める働きもするため、ガラス安定性を維持しつつ屈折率を高めることができる成分であるが、他の成分と比較して格段に高価な成分であり、その含有量を控えることが望まれる成分である。光学ガラスIでは、上記のように組成を定めているので、Ｇｅ4+の含有量を、例えば１０％以下に抑えても、所望の光学特性の実現と優れたガラス安定性の実現を両立することができる。したがって、Ｇｅ4+の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｇｅ4+の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、なお一層好ましい範囲は０〜１％である。Ｇｅ4+を含まないこと、すなわちＧｅフリーガラスであることが特に好ましい。
【００４６】
Ｂｉ3+は、屈折率を高めるとともにガラス安定性も高める働きをするが、その量が１０％を超えると可視域における光線透過率が低下する。したがって、Ｂｉ3+の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｂｉ3+の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、なお一層好ましい範囲は０〜１％であり、Ｂｉ3+を含まないことが特に好ましい。
【００４７】
上記成分のうち、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+は高屈折率化成分であり、所望の屈折率、分散を得るために、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量を６５％以上とする。光学ガラスＩでは、ガラス安定性を維持するため、網目形成成分であるＳｉ4+およびＢ3+を合計で５％以上含有させるため、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量は自ずと９５％以下となる。所望の光学特性を得る上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量の好ましい下限は６６％、より好ましい下限は６７％、さらに好ましい下限は６８％、一層好ましい下限は６９％、より一層好ましい下限は７０％である。
ガラス安定性を良好に維持する上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量の好ましい上限は９０％、より好ましい上限は８５％、さらに好ましい上限は８０％、一層好ましい上限は７５％、より一層好ましい上限は７３％である。
【００４８】
Ａｌ3+は、少量であればガラス安定性および化学的耐久性を改善する働きをするが、その量が１０％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する傾向を示す。したがって、Ａｌ3+の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ａｌ3+の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、なお一層好ましい範囲は０〜１％であり、Ａｌ3+を含まないことが特に好ましい。
【００４９】
なお、光学ガラスIとして、高屈折率低分散性を有し、優れたガラス安定性を備える光学ガラスを提供する上から、上記カチオン成分以外の任意のカチオン成分の含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜４％とすることがより好ましく、０〜３％とすることがさらに好ましく、０〜２．５％とすることが一層好ましく、０〜２％とすることがより一層好ましく、０〜１．５％とすることがさらに一層好ましく、０〜１．０％とすることがなお一層好ましく、０〜０．５％とすることが特に好ましい。上記カチオン成分以外の任意のカチオン成分の含有量を０％としてもよい。
【００５０】
Ｓｂは、清澄剤として添加可能であり、少量の添加でＦｅなどの不純物混入による光線透過率の低下を抑える働きもするが、酸化物に換算し、Ｓｂ2Ｏ3として外割りで１質量％を超えて添加するとガラスが着色したり、その強力な酸化作用によって成形型の成形面劣化を助長してしまう。したがって、Ｓｂ2Ｏ3に換算してＳｂの添加量は、外割りで０〜１質量％が好ましく、より好ましくは０〜０．５質量％、さらに好ましくは０〜０．１質量％である。
【００５１】
Ｓｎも清澄剤として添加可能であるが、ＳｎＯ2に換算して外割りで１質量％を超えて添加するとガラスが着色したり、酸化作用によって成形型の成形面劣化を助長してしまう。したがって、ＳｎＯ2に換算してＳｎの添加量は、外割りで０〜１質量％が好ましく、より好ましくは０〜０．５質量％である。
【００５２】
上記の他に、Ｃｅ酸化物、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、フッ化物を清澄剤として少量、添加することもできる。
【００５３】
光学ガラスIは、高屈折率低分散の光学特性を実現しつつガラス安定性を維持することができるため、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃといった成分を含有させなくてよい。Ｌｕ、Ｈｆ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃも高価な成分なので、Ｌｕ3+、Ｈｆ4+、Ｇａ3+、Ｉｎ3+、Ｓｃ3+の含有量をそれぞれ０〜１％に抑えることが好ましく、それぞれ０〜０．５％に抑えることがより好ましく、Ｌｕ3+を導入しないこと、Ｈｆ4+を導入しないこと、Ｇａ3+を導入しないこと、Ｉｎ3+を導入しないこと、Ｓｃ3+を導入しないことがそれぞれ特に好ましい。
また、環境影響に配慮し、Ａｓ、Ｐｂ、Ｕ、Ｔｈ、Ｔｅ、Ｃｄも導入しないことが好ましい。
さらに、ガラスの優れた光線透過性を活かす上から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｄ、Ｔｂなどの着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
したがって、光学ガラスＩは、上述のＰｂ等を実質的に含まないことが好ましい。なおここで、「実質的に含まない」とは、ガラス成分として積極的に導入しないことを意味するものであり、不純物として意図せず混入することは許容されるものとする。
【００５４】
光学ガラスIは酸化物ガラスであり、主要アニオン成分はＯ2-である。前述のように清澄剤としてＣｌ-、Ｆ-を少量添加することも可能であるが、高屈折率低分散性を有し、優れたガラス安定性を備える光学ガラスを提供する上から、Ｏ2-の含有量を９８アニオン％以上とすることが好ましく、９９アニオン％以上にすることがより好ましく、９９．５アニオン％以上にすることがより好ましく、１００アニオン％にすることが一層好ましい。
【００５５】
（屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ）
光学ガラスIのアッベ数νｄは２３〜３５の範囲である。低分散性を活かして色収差補正に好適な光学素子材料を提供する場合、アッベ数νｄが大きいほうが有利である。こうした観点から、アッベ数νｄの下限は、好ましくは２４.０、より好ましくは２４．５、さらに好ましくは２５．０、一層好ましくは２５．５、より一層好ましくは２６．０である。
一方、アッベ数νｄの上限を緩和することはガラス安定性を維持、向上させる上で有利に働く。こうした観点からアッベ数νｄの上限は、好ましくは３２.００、より好ましくは３１．００以下、さらに好ましくは３０．００以下、一層好ましくは２９．００以下、より一層好ましくは２８．００以下である。
【００５６】
光学ガラスIについて、屈折率ｎｄはアッベ数νｄとの関係で定める。低分散性を維持しつつ屈折率を高めることにより、撮像光学系、投射光学系などの光学系をコンパクト化、高機能化することができる。光学ガラスIは、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄは下記（１）式を満たす。（１）式を満たすガラスは、従来の高屈折率低分散ガラスと比べ、同じアッベ数νｄにおいて屈折率が高いガラス、即ち、先に説明した光学特性図の左上の範囲のガラスであり、有用性の高いガラスである。
ｎｄ≧２．２０５−（０．００６２×νｄ）            ・・・（１）
屈折率ｎｄの上限は、光学ガラスIの組成範囲から自ずと定まるため、特に限定されるものではない。ガラス安定性を維持する上からは、屈折率ｎｄを２．２０以下とすることが好ましく、２．１５以下とすることがより好ましく、２．１０以下とすることがさらに好ましく、２．０９以下とすることが一層好ましい。
【００５７】
光学素子および上記光学素子を組み込んだ光学系の高機能化、コンパクト化の面から、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄが上記範囲内であって、さらに下記（１−１）式を満たすことが好ましく、下記（１−２）式を満たすことがより好ましく、下記（１−３）式を満たすことがさらに好ましく、下記（１−４）式を満たすことが一層好ましく、下記（１−５）式を満たすことがより一層好ましい。
ｎｄ≧２．２０７−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−１）
ｎｄ≧２．２０９−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−２）
ｎｄ≧２．２１１−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−３）
ｎｄ≧２．２１３−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−４）
ｎｄ≧２．２１５−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−５）
【００５８】
より一層の高屈折率化がなされた光学ガラスは、撮像光学系、投射光学系などの光学系のコンパクト化、高機能化に適した光学素子の材料に好適である。また、同じ焦点距離をもつレンズを作製する場合においても、レンズの光学機能面の曲率の絶対値を小さくする（カーブを緩くする）ことができるため、レンズの成形、加工の面でも有利である。一方、光学ガラスをより一層の高屈折率化により、ガラスの熱的安定性が低下したり、着色が増加する、すなわち可視短波長域における光線透過率が減少する傾向を示す。したがって、ガラスの熱的安定性を良好に維持したり、着色の増加を抑制する上からは、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄが下記（１−６）式を満たすことが好ましく、下記（１−７）式を満たすことがより好ましく、下記（１−８）式を満たすことがさらに好ましく、下記（１−９）式を満たすことが一層好ましく、下記（１−１０）式を満たすことがより一層好ましい。
ｎｄ≦２．３２０−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−６）
ｎｄ≦２．３００−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−７）
ｎｄ≦２．２８０−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−８）
ｎｄ≦２．２６０−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−９）
ｎｄ≦２．２４０−（０．００６２×νｄ）              ・・・  （１−１０）
光学ガラスIにおいて、所望の光学特性とは、アッベ数νｄが２３〜３５の範囲であって、かつ屈折率ｎｄとアッベ数νｄとが上記（１）式を満たす範囲の光学特性を指し、所望の光学特性の中で好ましい光学特性というときは、上記屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの好ましい範囲のうち、任意の範囲を指す。
【００５９】
（液相温度）
高屈折率ガラスは、多量の高屈折率化成分（例えばＬａ3+（Ｌａ2Ｏ3）、Ｇｄ3+（Ｇｄ2Ｏ3）、Ｙ3+（Ｙ2Ｏ3）、Ｙｂ3+（Ｙｂ2Ｏ3）、Ｔｉ4+（ＴｉＯ2）、Ｎｂ5+（Ｎｂ2Ｏ5）、Ｔａ5+（Ｔａ2Ｏ5）、Ｗ6+（ＷＯ6）、Ｚｒ4+（ＺｒＯ2））を含有するが、これらの成分はいずれも単独での融点が極めて高い。そして、高屈折率化成分の総量が多いと、アルカリ金属成分、アルカリ土類金属成分などの熔融温度を低下させる働きのある成分の総量が相対的に減少し、熔融性、耐失透性が低下するため、均質なガラスを得るためには熔融温度を高めなければならない。
熔融温度が高くなるとガラス融液の侵蝕性が強まり、熔融容器が侵蝕され、容器を構成する材料、例えば白金、白金合金などがガラス融液に溶け込んでガラスを着色させたり、白金異物になったりする。また、熔融温度が高いとＢ3+などの揮発しやすい成分が揮発して、ガラス組成が経時的に変化し、光学特性が変動するという問題も起こる。
このような問題を解決するには、熔融温度の上昇を抑えればよい。熔融温度範囲は均質なガラス融液が得られる温度域と考えればよく、その温度域の下限は概ね液相温度の上昇・下降に連動して変化すると考えてよい。したがって、液相温度の上昇を抑えることができれば熔融温度の上昇も抑制することができる。
また液相温度の上昇を抑えることができれば、ガラス成形時の失透防止に有効であり、ガラスの粘性も成形に適した範囲に調整することができ、高品質のガラス成形体を作製しやすくなる。
【００６０】
前述のように、屈折率の増減も液相温度の上昇・下降も、高屈折率化成分量の増減に連動するため、熔融性、耐失透性の評価は、屈折率と液相温度を考慮した指標を用いて行うことが妥当である。光学ガラスIでは、液相温度をＬＴ［℃］としたとき、屈折率ｎｄのガラスについて上記指標をＬＴ／（ｎｄ−１）と定義する。分母はガラスの屈折率から真空の屈折率１を引いた値であり、正味の屈折率増減量を反映する。ＬＴ／（ｎｄ−１）が低いほど、高屈折率ガラスとしては熔融性、耐失透性の優れたガラスであることを意味する。
光学ガラスIの好ましい態様は、所要の光学特性を維持しつつ液相温度の上昇を抑えるように各成分量がバランスよく定められているので、下記（３）式を満たすことができる。
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２５０℃                        ・・・  （３）
【００６１】
熔融性、耐失透性がより改善されたガラスを得る上から、下記（３−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（３−２）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（３−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（３−４）式を満たす光学ガラスが一層好ましく、下記（３−５）式を満たす光学ガラスがより一層好ましく、下記（３−６）式を満たす光学ガラスがさらに一層好ましい。
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２３０℃                        ・・・  （３―１）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２２０℃                        ・・・  （３―２）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２１０℃                        ・・・  （３―３）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２０５℃                        ・・・  （３−４）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１２００℃                        ・・・  （３―５）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≦１１９０℃                        ・・・  （３−６）
【００６２】
一方、ＬＴ／（ｎｄ−１）を低くしていくと、所要の光学特性を維持することが困難になる傾向を示すため、ＬＴ／（ｎｄ−１）を過剰に下げないことが好ましい。このような観点から、下記（３−７）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（３−８）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（３−９）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（３−１０）式を満たす光学ガラスが一層好ましく、下記（３−１１）式を満たす光学ガラスがより一層好ましく、下記（３−１２）式を満たす光学ガラスがなお一層好ましい。
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１０５０℃                        ・・・  （３−７）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１０７０℃                        ・・・  （３−８）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１０８０℃                        ・・・  （３−９）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１０９０℃                        ・・・  （３−１０）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１１１０℃                        ・・・  （３−１１）
ＬＴ／（ｎｄ−１）≧１１２０℃                        ・・・  （３−１２）
【００６３】
（部分分散特性）
光学ガラスIは、アッベ数νｄを固定したとき、部分分散比が小さいガラスであることが好ましい。そのような光学ガラスからなるレンズなどの光学素子は、高次の色収差補正に好適である。
ここで、部分分散比Ｐｇ，Ｆは、ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを用いて、（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎｃ）と表される。
高次の色収差補正に好適な光学ガラスを提供する上から、光学ガラスIとしては、部分分散比Ｐｇ，Ｆとアッベ数νｄとが下記（４−１）式の関係を満たすものが好ましく、下記（４−２）式の関係を満たすものがより好ましく、下記（４−３）式の関係を満たすものがさらに好ましい。
Ｐｇ，Ｆ≦−０．００５×νｄ＋０．７５０              ・・・  （４−１）
Ｐｇ，Ｆ≦−０．００５×νｄ＋０．７４５              ・・・  （４−２）
Ｐｇ，Ｆ≦−０．００５×νｄ＋０．７４３              ・・・  （４−３）
【００６４】
なお、部分分散比Ｐｇ，Ｆ−アッベ数νｄ図において、正常部分分散ガラスの基準となるノーマルライン上の部分分散比をＰｇ，Ｆ（０）と表すと、Ｐｇ，Ｆ（０）はアッベ数νｄを用いて次式で表される。
Ｐｇ，Ｆ（０）＝０．６４８３−（０．００１８×νｄ）
ΔＰｇ，Ｆは、上記ノーマルラインからの部分分散比Ｐｇ，Ｆの偏差であり、次式で表される。
ΔＰｇ，Ｆ＝Ｐｇ，Ｆ−Ｐｇ，Ｆ（０）
＝Ｐｇ，Ｆ＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
上述の態様の光学ガラスにおける好ましい態様は、偏差ΔＰｇ，Ｆが０．０３０以下であり、高次の色収差補正用の光学素子材料として好適である。ΔＰｇ，Ｆのより好ましい範囲は０．０２５以下、さらに好ましい範囲は０．０２０以下、一層好ましい範囲は０．０１５以下、より一層好ましい範囲は０．００１以下である。偏差ΔＰｇ，Ｆの下限は、より好ましくは０．００００以上、さらに好ましくは０．００１以上、一層好ましくは０．００３以上、より一層好ましくは０．００５以上である。
【００６５】
（比重）
上述の態様の光学ガラスは高屈折率ガラスであるが、一般にガラスは高屈折率化すると比重が増加傾向を示す。しかし比重の増加は光学素子の重量増加を招くため好ましくない。これに対し上述の態様の光学ガラスは、上記ガラス組成を有することにより、高屈折率ガラスでありながら比重を５．６０以下にすることができる。比重の好ましい上限は５．５０、さらに好ましい上限は５．４０、一層好ましい上限は５．３０である。ただし、比重を過剰に減少させるとガラスの安定性が低下し、液相温度が上昇する傾向を示すため、比重は４．５０以上とすることが好ましい。比重のより好ましい下限は４．７０、さらに好ましい下限は４．９０、一層好ましい下限は５．００、より一層好ましい下限は５．１０である。
【００６６】
（透過率特性）
次に、光学ガラスIの光線透過性について説明する。
光学ガラスIは、可視域の広い波長域にわたり高い光線透過率を示すことができる。光学ガラスIの好ましい態様では、λ７０が６８０ｎｍ以下の着色度を示す。λ７０のより好ましい範囲は６６０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は６５０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は６００ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は５６０ｎｍ以下、さらに一層好ましい範囲は５３０ｎｍ以下である。λ７０の下限は特に限定されるものではないが、３８０ｎｍをλ７０の下限の目安として考えればよい。
ここでλ７０とは、波長２８０〜７００ｎｍの範囲において光線透過率が７０％になる波長のことである。ここで、光線透過率とは、１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な面を有するガラス試料を用い、前記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、前記試料に入射する光の強度をＩｉｎ、前記試料を透過した光の強度をＩｏｕｔとしたときのＩｏｕｔ／Ｉｉｎのことである。分光透過率には、試料表面における光の反射損失も含まれる。また、上記研磨は測定波長域の波長に対し、表面粗さが十分小さい状態に平滑化されていることを意味する。光学ガラスIは、λ７０よりも長波長側の可視域では、光線透過率が７０％を超えることが好ましい。
【００６７】
λ５は、λ７０について前記した方法で測定される光線透過率が５％となる波長であり、λ５の好ましい範囲は４５０ｎｍ以下、より好ましい範囲は４３０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は４１０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４００ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は３９０ｎｍ以下、さらに一層好ましい範囲は３８０ｎｍ以下である。λ５の下限は特に限定されるものではないが、３００ｎｍをλ５の下限の目安として考えればよい。
【００６８】
上記分光透過率は、前述のように波長２８０〜７００ｎｍの範囲で測定されるが、通常、λ５から波長を長くしていくと光線透過率が増加し、λ７０に達すると波長７００ｎｍまで７０％以上の高透過率を保つ。
【００６９】
（ガラス転移温度）
光学ガラスIは、研磨により平滑な光学機能面を形成するために好適なガラスである。研磨などの冷間加工の適性、すなわち冷間加工性は間接的ながらガラス転移温度と関連がある。ガラス転移温度が低いガラスは冷間加工性よりも精密プレス成形に好適であるのに対し、ガラス転移温度が高いガラスは精密プレス成形よりも冷間加工に好適であって、冷間加工性に優れる。したがって、光学ガラスIにおいてもガラス転移温度を過剰に低くしないことが好ましく、６５０℃以上にすることが好ましく、６８０℃以上にすることがより好ましく、７００℃以上にすることがさらに好ましく、７１０℃以上にすることが一層好ましく、７３０℃以上にすることがより一層好ましく、７４０℃以上にすることがさらに一層好ましい。
ただし、ガラス転移温度が高すぎるとガラスを再加熱、軟化して成形する際の加熱温度が高くなり、成形に使用する金型の劣化が著しくなったり、アニール温度も高温になり、アニール炉の劣化、消耗も著しくなる。したがって、ガラス転移温度は８５０℃以下とすることが好ましく、８００℃以下にすることがより好ましく、７８０℃以下にすることがさらに好ましく、７６０℃以下であることが一層好ましい。
【００７０】
［光学ガラスII］
次に本発明の他の態様の光学ガラスである光学ガラスIIについて説明する。
光学ガラスIIは、Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、
カチオン％表示で、
Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、
Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２３〜７０％（但し、Ｔｉ4+を２２％超）、
含み、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１４以下、
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、
Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、
Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、
であり、
アッベ数νｄが１８以上３５未満の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（２）式を満たす酸化物ガラスである。
ｎｄ≧２．５４０−（０．０２×νｄ）         ・・・  （２）
【００７１】
光学ガラスIIは、光学ガラスIと同様、ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散特性を有するガラスであるが、光学ガラスIよりもＴｉ4+の含有量が多い。光学ガラスIは、Ｔｉ4+の含有量を２２％以下とし、可視域における分光透過率を高くし、高次の色収差補正に有利となるよう、部分分散比を低く抑えている。また、アッベ数νｄがおおよそ２４．２８以上の範囲において、屈折率の下限は、光学ガラスIの屈折率の下限よりも高くなっている。
一方、光学ガラスIIは、Ｔｉ4+の含有量を２２％超とし、アッベ数νｄが光学ガラスIよりも広い範囲において、高屈折率低分散特性を示す。
以下、光学ガラスIIの組成、特性について、光学ガラスIと異なるところについて説明する。したがって、以下に記載のない組成、特性についての説明は、光学ガラスIの組成、特性と同様である。
【００７２】
Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+は、屈折率を高めるとともに耐失透性を改善し、液相温度の上昇を抑制し、化学的耐久性を改善する働きをする。Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量が２３％未満では前記効果を得ることが困難になり、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量が７０％を超えると耐失透性が悪化し、液相温度が上昇する。また、分散が高くなり、ガラスの着色が強まる。したがって、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量は２３〜７０％とする。Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量の好ましい上限は６０％、より好ましい上限は５５％、さらに好ましい上限は５０％、一層好ましい上限は４５％、より一層好ましい上限は４０％であり、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量の好ましい下限は２４％、より好ましい下限は２５％、さらに好ましい下限は２６％、一層好ましい下限は２７％、より一層好ましい下限は２８％である。
光学ガラスＩＩでは、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量を上記範囲にした上で、Ｔｉ4+の含有量を２２％より多くすることにより、耐失透性を改善することができる。また液相温度上昇を抑制する上からも効果的である。
Ｔｉ4+の含有量の好ましい下限は２２．５％、より好ましい下限は２３％、さらに好ましい下限は２４％であり、Ｔｉ4+の含有量の好ましい上限は６０％、より好ましい上限は５０％、さらに好ましい上限は４５％、一層好ましい上限は４０％、より一層好ましい上限は３５％、なお一層好ましい上限は３０％である。
【００７３】
Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比[Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]は、ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散化するために、０．１４以下とする。上記理由により、カチオン比[Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]の好ましい上限は０．１３、より好ましい上限は０．１２、さらに好ましい上限は０．１１である。Ｌａ、Ｇｄ、ＹおよびＹｂのうち、原子量が最も小さい元素はＹである。したがって、ガラスの比重を小さくする上から、カチオン比[Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]の好ましい下限は０．０１、より好ましい下限は０．０２、さらに好ましい下限は０．０３、一層好ましい下限は０．０４、より一層好ましい下限は０．０５である。光学ガラスIIはオートフォーカス機能搭載のカメラ用レンズの材料としても好適であるが、ガラスの比重を小さくすることによりオートフォーカス時の消費電力を低減することができる。
ガラスの比重を小さくするという観点から、カチオン比[Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]を０．１４以下としつつ、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比[Ｙ3+／（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]を０．６０超とすることが好ましい。上記理由により、 カチオン比[Ｙ3+／（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]のより好ましい下限は０．６１、さらに好ましい下限は０．６２、一層好ましい下限は０．６３、より一層好ましい下限は０．６４である。
ガラス安定性を良好に維持しつつ高屈折率低分散化する上から、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量は１．０％以上とすることが好ましい。Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+はいずれもＬａ3+と共存させることにより液相温度を低下させ、耐失透性を大幅に改善する働きをする。この働きを良好に得るためには、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量は１．５％以上にすることがより好ましく、２．０％以上にすることがさらに好ましく、２．５％以上にすることが一層好ましく、３．０％以上にすることがより一層好ましく、３．５％以上にすることがさらに一層好ましい。Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量の好ましい上限は３５％、より好ましい上限は３０％、さらに好ましい上限は２５％、一層好ましい上限は２０％、より一層好ましい上限は１５％、さらに一層好ましい上限は１０％、なお一層好ましい上限は７％である。
【００７４】
光学ガラスIと同様の理由により、カチオン比[（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]にも好ましい下限が存在する。カチオン比[（Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]の好ましい下限は０超、より好ましい下限は０．０２、さらに好ましい下限は０．０３、一層好ましい下限は０．０４、より一層好ましい下限は０．０５である。
【００７５】
光学ガラスIと同様の理由により、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量にも好ましい範囲が存在する。Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量の好ましい下限は６０％、より好ましい下限は６４％、さらに好ましい下限は６５％、一層好ましい下限は６６％、より一層好ましい下限は６７％である。Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量の好ましい上限は９０％、より好ましい上限は８５％、さらに好ましい上限は８０％、一層好ましい上限は７５％である。
【００７６】
光学ガラスIと同様の理由により、カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]にも好ましい範囲が存在する。カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．１３、さらに好ましい下限は０．１６、一層好ましい下限は０．１９、より一層好ましい下限は０．２２である。カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]にも好ましい範囲が存在する。カチオン比[Ｓｉ4+／（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）]の好ましい上限は０．８０、より好ましい上限は０．６０、さらに好ましい上限は０．５０、一層好ましい上限は０．４０、より一層好ましい上限は０．３５である。
【００７７】
ガラス安定性を良好に維持しつつ、高屈折率低分散化する上から、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＳｉ4+およびＢ3+の合計含有量のカチオン比[（Ｓｉ4+＋Ｂ3+）／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）]の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．２０、さらに好ましい下限は０．３０、一層好ましい下限は０．４０、より一層好ましい下限は０．５０、さらに一層好ましい下限は０．６０であり、好ましい上限は１．０５、より好ましい上限は１．０、さらに好ましい上限は０．９５、一層好ましい上限は０．９０、より一層好ましい上限は０．８５、さらに一層好ましい下限は０．８３である。
【００７８】
ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散特性を付与する上から、Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ６＋）／Ｚｒ4+]は２以上である。上記理由により、カチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]の好ましい下限は３、より好ましい下限は３．５、さらに好ましい下限は４、一層好ましい下限は４．５、より一層好ましい下限は５であり、好ましい上限は７２、より好ましい上限は５０、さらに好ましい上限は４０、一層好ましい上限は３０、より一層好ましい上限は２０、さらに一層好ましい上限は１０である。
【００７９】
Ｔｉ4+の含有量が２２％以下、アッベ数νｄが２３〜３５の範囲である光学ガラスIに比べ、光学ガラスIIはＴｉ4+を２２％超含み、アッベ数νｄの下限が１８であり、アッベ数νｄが小さい範囲においても優れたガラス安定性および高屈折率特性を示す。
光学ガラスIIにおいて、アッベ数νｄが３５を超えるとガラス安定性を良好に維持することが困難になる。一方、光学ガラスIIはＴｉ4+を比較的多く含むため、アッベ数νｄの下限は、１８である。
【００８０】
（屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ）
色収差補正に好適な光学素子材料を提供する上から、アッベ数νｄの好ましい下限は１９、より好ましい下限は２０、さらに好ましい下限は２１、一層好ましい下限は２２、より一層好ましい下限は２３である。一方、ガラス安定性を良好に維持する上から、アッベ数νｄの好ましい上限は３２、より好ましい上限は３０、さらに好ましい上限は２９、一層好ましい上限は２８、より一層好ましい上限は２７である。
比較的広い範囲でアッベ数νｄを調整することができる光学ガラスIIでは、光学系のコンパクト化、高機能化に好適なガラス材料を提供する上から、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄは下記（２）式を満たす。（２）式を満たすガラスも、従来の高屈折率低分散ガラスと比べ、同じアッベ数νｄにおいて屈折率が高いガラス、即ち、先に説明した光学特性図の左上の範囲のガラスであり、有用性の高いガラスである。
ｎｄ≧２．５４０−（０．０２×νｄ）               ・・・  （２）
さらに、上記の理由により、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄが下記（２−１）式を満たすことが好ましく、下記（２−２）式を満たすことがより好ましく、下記（２−３）式を満たすことがさらに好ましく、下記（２−４）式を満たすことが一層好ましい。
ｎｄ≧２．５４３−（０．０２×νｄ）               ・・・  （２−１）
ｎｄ≧２．５４６−（０．０２×νｄ）               ・・・  （２−２）
ｎｄ≧２．５４９−（０．０２×νｄ）               ・・・  （２−３）
ｎｄ≧２．５５０−（０．０２×νｄ）               ・・・  （２−４）
屈折率ｎｄの上限は、光学ガラスIIの組成範囲から自ずと定まるため、特に限定されるものではない。ガラス安定性を維持する上からは、屈折率ｎｄを２．４０以下とすることが好ましく、２．３０以下とすることがより好ましく、２．２０以下とすることが好ましく、２．１５以下とすることがより好ましく、２．１０以下とすることがさらに好ましく、２．０９以下とすることが一層好ましい。
【００８１】
（部分分散特性）
光学ガラスIIにおける部分分散比Ｐｇ，Ｆの好ましい上限、下限、ΔＰｇ，Ｆの好ましい上限は、光学ガラスIと同じである。一方、光学ガラスIIにおけるΔＰｇ，Ｆの好ましい下限は−０．００１、より好ましい下限は０．０００、さらに好ましい下限は０．００３、一層好ましい下限は０．００３である。
【００８２】
（比重）
光学素子の軽量化のため、光学ガラスIIの比重の好ましい範囲は５．５０以下、より好ましい範囲は５．４０以下、さらに好ましい範囲は５．３０以下、一層好ましい範囲は５．２０以下である。ただし、比重を過剰に減少させるとガラスの安定性が低下し、液相温度が上昇する傾向を示すため、比重は４．５０以上とすることが好ましい。比重のより好ましい下限は４．６０、さらに好ましい下限は４．７０、一層好ましい下限は４．８０、より一層好ましい下限は４．９０である。
【００８３】
（透過率特性）
光学ガラスIIの光線透過性は、光学ガラスIの特性と同様であるが、λ５の好ましい範囲は４５０ｎｍ以下、より好ましい範囲は４３０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は４１０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４００ｎｍ以下、より一層好ましい範囲は３９０ｎｍ以下、さらに一層好ましい範囲は３８０ｎｍ以下である。λ５の下限は特に限定されるものではないが、３００ｎｍをλ５の下限の目安として考えればよい。
【００８４】
（ガラス転移温度）
光学ガラスIIのガラス転移温度も光学ガラスIのガラス転移温度と同様の理由により、好ましい下限、好ましい上限が存在する。光学ガラスIIのガラス転移温度の好ましい下限は６５０℃、より好ましい下限は６７０℃、さらに好ましい下限は６８０℃、一層好ましい下限は６９０℃、より一層好ましい下限は７００℃、さらに一層好ましい下限は７１０℃、なお一層好ましい下限は７２０℃である。一方、ガラス転移温度の好ましい上限は８５０℃、より好ましい上限は８００℃、さらに好ましい上限は７８０℃、一層好ましい上限は７６０℃、より一層好ましい上限は７５０℃、さらに一層好ましい上限は７４０℃である。
光学ガラスIIのその他の組成、特性については、光学ガラスIと同様である。
【００８５】
［光学ガラスの製造方法］
次に本発明の一態様にかかる光学ガラスの製造方法について説明する。
本発明の一態様にかかる光学ガラスの製造方法は、ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法において、前記ガラス原料を前述の本発明の光学ガラスが得られるように調合すること、および、前記熔融を白金製または白金合金製のガラス熔融容器を用いて行うものである。
【００８６】
例えば、粉体状の化合物原料またはカレット原料を目的のガラス組成に対応して秤量、調合し、白金製または白金合金製の熔融容器内に供給した後、これを加熱することで熔融する。上記原料を十分に熔融してガラス化した後、この熔融ガラスの温度を上昇させて清澄を行う。清澄した熔融ガラスを攪拌器による攪拌によって均質化し、ガラス流出パイプに連続供給、流出し、急冷、固化してガラス成形体を得る。
なお、光学ガラスの熔融温度は１２００〜１５００℃の範囲にすることが、均質、低着色かつ光学特性を含む諸特性の安定したガラスを得る上から望ましい。
【００８７】
［プレス成形用ガラスコブ］
本発明の一態様にかかるプレス成形用ガラスゴブは上述の態様の光学ガラスからなる。ゴブの形状は、目的とするプレス成形品の形状に応じてプレス成形しやすい形状にする。また、ゴブの質量もプレス成形品に合わせて設定する。本発明の一態様によれば、安定性に優れたガラスを使用することができるので、再加熱、軟化してプレス成形してもガラスが失透しにくく、高品質の成形品を安定して生産することができる。
【００８８】
プレス成形用ガラスゴブの製造例は以下のとおりである。
第１の製造例においては、流出パイプの下方に水平に配置した鋳型にパイプから流出する熔融ガラスを連続的に鋳込み、一定の厚みを有する板状に成形する。成形されたガラスは鋳型側面に設けた開口部から水平方向へと連続して引き出される。板状ガラス成形体の引き出しはベルトコンベアによって行う。ベルトコンベアの引き出し速度を一定にしてガラス成形体の板厚が一定になるように引き出すことにより、所定の厚み、板幅のガラス成形体を得ることができる。ガラス成形体はベルトコンベアによりアニール炉内へと搬送され、徐冷される。徐冷したガラス成形体を板厚方向に切断あるいは割断し、研磨加工を施したり、バレル研磨を施してプレス成形用ガラスゴブにする。
【００８９】
第２の製造例においては、上記鋳型の代わりに円筒状の鋳型内に熔融ガラスを鋳込んで円柱状のガラス成形体を成形する。鋳型内で成形されたガラス成形体は鋳型底部の開口部から一定の速度で鉛直下方に引き出される。引き出し速度は鋳型内での熔融ガラス液位が一定になるように行えばよい。ガラス成形体を徐冷した後、切断もしくは割断して、研磨加工またはバレル研磨を施してプレス成形用ガラスゴブとする。
【００９０】
第３の製造例においては、流出パイプの下方に円形のターンテーブルの円周上に複数個の成形型を等間隔に配置した成形機を設置し、ターンテーブルをインデックス回転し、成形型の停留位置の一つを成形型に熔融ガラスを供給する位置（キャスト位置という）として熔融ガラスを供給し、供給した熔融ガラスをガラス成形体に成形した後、キャスト位置とは異なる所定の成形型の停留位置（テイクアウト位置）からガラス成形体を取り出す。テイクアウト位置をどの停留位置にするかは、ターンテーブルの回転速度、ガラスの冷却速度などを考慮して定めればよい。キャスト位置における成形型への熔融ガラスの供給は、流出パイプのガラス流出口から熔融ガラスを滴下し、ガラス滴を上記成形型で受ける方法、キャスト位置に停留する成形型をガラス流出口に近づけて流出する熔融ガラス流の下端部を支持し、ガラス流の途中にくびれを作り、所定のタイミングで成形型を鉛直方向に急降下することによりくびれより下の熔融ガラスを分離して成形型上に受ける方法、流出する熔融ガラス流を切断刃で切断し、分離した熔融ガラス塊をキャスト位置に停留する成形型で受ける方法などにより行うことができる。
成形型上でのガラスの成形は公知の方法を用いればよい。中でも成形型から上向きにガスを噴出してガラス塊に上向きの風圧を加え、ガラスを浮上させながら成形すると、ガラス成形体の表面にシワができたり、成形型との接触によってガラス成形体にカン割れが発生することを防止することができる。
【００９１】
ガラス成形体の形状は、成形型形状の選択や上記ガスの噴出の仕方により、球状、回転楕円体状、回転対象軸を１つ有し、該回転対象軸の軸方向を向いた２つの面が共に外側に凸状である形状等にすることができる。これらの形状はレンズなどの光学素子または光学素子ブランクをプレス成形するためのガラスゴブに好適である。このようにして得られたガラス成形体はそのまま、または表面を研磨もしくはバレル研磨してプレス成形用ガラスゴブにすることができる。
【００９２】
［光学素子ブランクとその製造方法］
次に本発明の一態様にかかる光学素子ブランクとその製造方法について説明する。
本発明の一態様にかかる光学素子ブランクは、上述の態様の光学ガラスからなる。本発明の一態様にかかる光学素子ブランクは、上述の態様の光学ガラスが供える諸性質を有する光学素子を作製するためのガラス母材として好適である。
なお、光学素子ブランクは、目的とする光学素子の形状に、研削および研磨により除去する加工しろを加えた光学素子の形状に近似する形状を有するガラス成形体である。
【００９３】
本発明の一態様にかかる光学素子ブランクの製造方法の第一の態様は、研削および研磨により光学素子に仕上げられる光学素子ブランクの製造方法において、上述の態様のプレス成形用ガラスゴブを加熱により軟化してプレス成形する。この方法は、再加熱プレス成形法とも呼ばれる。
【００９４】
本発明の一態様にかかる光学素子ブランクの製造方法の第二の態様は、研削および研磨により光学素子に仕上げられる光学素子ブランクの製造方法において、ガラス原料を加熱により熔融し、得られた熔融ガラスをプレス成形することにより、上述の態様の光学素子ブランクを作製する。この方法はダイレクトプレス成形法とも呼ばれる。
【００９５】
上記第一の態様では、目的とする光学素子の表面形状を反転した形状に近似する形状の成形面を有するプレス成形型を用意する。プレス成形型は上型、下型そして必要に応じて胴型を含む型部品によって構成される。
次にプレス成形用ガラスゴブを加熱により軟化してから予熱された下型に導入し、下型と対向する上型とでプレスし、光学素子ブランクに成形する。このとき、プレス成形時のガラスと成形型の融着を防ぐため、プレス成形用ガラスゴブの表面に予め窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布してもよい。
次に光学素子ブランクを離型してプレス成形型から取り出し、アニール処理する。このアニール処理によってガラス内部の歪を低減し、屈折率などの光学特性が所望の値になるようにする。
ガラスゴブの加熱条件、プレス成形条件、プレス成形型に使用する材料などは公知のものを適用すればよい。以上の工程は大気中で行うことができる。
【００９６】
第二の態様では、上型、下型、必要に応じて胴型を含む型部品によりプレス成形型を構成する。前述のように光学素子ブランクの表面形状を反転した形状にプレス成形型の成形面を加工する。
下型成形面上に適宜、窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、前述の光学ガラスの製造方法にしたがい熔融した熔融ガラスを下型成形面上に流出し、下型上の熔融ガラス量が所望の量になったところで熔融ガラス流をシアと呼ばれる切断刃で切断する。こうして下型上に熔融ガラス塊を得た後、上方に上型が待機する位置に熔融ガラス塊ごと下型を移動し、上型と下型とでガラスをプレスし、光学素子ブランクに成形する。
次に光学素子ブランクを離型してプレス成形型から取り出し、アニール処理する。このアニール処理によってガラス内部の歪を低減し、屈折率などの光学特性が所望の値になるようにする。
ガラスゴブの加熱条件、プレス成形条件、プレス成形型に使用する材料などは公知のものを適用すればよい。以上の工程は大気中で行うことができる。
【００９７】
［光学素子とその製造方法］
次に本発明の一態様にかかる光学素子について説明する。
本発明の一態様にかかる光学素子は、上述の態様の光学ガラスからなる。本発明の一態様にかかる光学素子は、上述の態様の光学ガラスが供える諸性質を有するため、光学系の高機能化、コンパクト化に有効である。本発明の光学素子としては、各種レンズ、プリズムなどを例示することができる。さらにレンズの例としては、レンズ面が球面または非球面である、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの各種レンズを示すことができる。
こうしたレンズは、低分散ガラス製のレンズと組み合わせることにより色収差を補正することができ、色収差補正用のレンズとして好適である。また、光学系のコンパクト化にも有効なレンズである。
また、プリズムについては、屈折率が高いので撮像光学系に組み込むことにより、光路を曲げて所望の方向に向けることによりコンパクトで広い画角の光学系を実現することもできる。
なお本発明の一態様にかかる光学素子の光学機能面には、反射防止膜などの光線透過率を制御する膜を設けることもできる。
【００９８】
次に本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法について説明する。
本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法は、上述の態様の方法で作製した光学素子ブランクを加工することを特徴とする。本発明の一態様では、光学素子ブランクを構成する光学ガラスとして加工性に優れたものを使用することができるので、加工方法としては、公知の方法を適用することができる。
【実施例】
【００９９】
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、実施例に示す態様に何等限定されるものではない。以下に記載する実施例を参考に、前述の各ガラス成分の含有量の調整法を適用することにより、本発明の各種態様にかかる光学ガラスを得ることができる。
【０１００】
（光学ガラスの作製例）
まず、表１に示す組成（カチオン％表示）を有する酸化物ガラスＮｏ．１〜１５および表２に示す酸化物ガラスＮｏ．１６〜７０が得られるように、原料として硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸などを用い、各原料粉末を秤量して十分混合し、調合原料とし、この調合原料を白金製坩堝または白金合金製坩堝に入れて１３００〜１５００℃で加熱、熔融し、清澄、撹拌して均質な熔融ガラスした。
この熔融ガラスを予熱した鋳型に流し込んで急冷し、ガラス転移温度近傍の温度で２時間保持した後、徐冷して酸化物ガラスＮｏ．１〜７０の各光学ガラスを得た。Ｎｏ．１〜７０のガラスには、白金インクルージョンなどの異物の混入は認められなかった。
酸化物ガラスＮｏ．１〜７０のアニオン成分は全量、Ｏ2-である。
なお、酸化物ガラスＮｏ．１〜１５は光学ガラスIに相当し、酸化物ガラスＮｏ．１６〜７０は光学ガラスIIに相当する。
【０１０１】
ガラス特性の測定
各ガラスの特性は、以下に示す方法で測定した。測定結果を表１、２に示す。
（１）屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
１時間あたり３０℃の降温速度で冷却した光学ガラスについて測定した。
（２）部分分散比Ｐｇ，Ｆ、部分分散比のノーマルラインからの差ΔＰｇ，Ｆ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、１時間あたり３０℃の降温速度で冷却した光学ガラスについて屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを測定し、これらの値から算出した。
部分分散比のノーマルラインからの差ΔＰｇ，Ｆは、部分分散比Ｐｇ，Ｆおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐｇ，Ｆ（０）から算出した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ）を用いて、昇温速度１０℃／分の条件下で測定した。
（４）液相温度
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。
（５）比重
アルキメデス法により測定した。
（６）λ７０、λ５
１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な面を有するガラス試料を用い、分光光度計により、前記研磨された面に対して垂直方向から強度Ｉｉｎの光を入射し、試料を透過した光の強度Ｉｏｕｔを測定し、光線透過率Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎを算出し、光線透過率が７０％になる波長をλ７０、光線透過率が５％になる波長をλ５とした。
【０１０２】
ガラス製造時に析出する結晶の数密度の測定
ガラスは、熔融ガラスを成形して得られる。ガラス安定性が低下すると、熔融ガラスを鋳型に流し込んで成形し、得られるガラス中に含まれる結晶粒の数が増加する。
したがって、ガラス安定性、特にガラス融液を成形するときの耐失透性は、一定の条件で熔融、成形したガラスに含まれる結晶の多少によって評価することができる。評価方法の一例を、以下に示す。
原料として硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸などを用い、各原料粉末を秤量して十分混合し、調合原料とし、この調合原料を容量が３００ｍｌの白金製坩堝に入れて１４００℃で２時間、加熱、熔融し、均質な熔融ガラスを２００ｇ作製する。この間、熔融ガラスを数回攪拌、振とうする。
２時間経過後、１３００〜１５００℃の炉から熔融ガラスが入った坩堝を取り出し、１５〜２０秒間、攪拌、振とうした後、カーボン製の鋳型（６０ｍｍ×４０ｍｍ×１０ｍｍ〜１５ｍｍ）に熔融ガラスを流し込み、徐冷炉内に入れて歪を除く。
得られたガラス内部を、光学顕微鏡（倍率１００倍）を用いて観察し、析出した結晶の数をカウントし、ガラス１ｋｇ当たりに含まれる結晶数を算出して、結晶の数密度（個／ｋｇ）とする。
上記方法により評価したＮｏ．１〜５９の各ガラスの結晶の数密度は、すべて、０個／ｋｇであった。
【０１０３】
（比較例）
比較のため、特許文献１の実施例Ｎｏ．３およびＮｏ．５の組成、特許文献２の実施例Ｎｏ．１６の組成について、再現実験を行った。カチオン％表示に換算した特許文献１の実施例Ｎｏ．３およびＮｏ．５の組成を表２に、特許文献２の実施例Ｎｏ．１６の組成を表１に示す。
さらに、カチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+を除き、光学ガラスIの要件を満たし、カチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+が０．８０４と光学ガラスIのカチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+よりも小さい組成について、原料を熔融してガラス化を試みた。この組成を組成Ａと呼ぶ。組成Ａを表１に示す。
さらに、カチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+を除き、光学ガラスIIの要件を満たし、カチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+が０．８０３と光学ガラスIIのカチオン比Ｔｉ4+／Ｂ3+よりも小さい組成について、原料を熔融してガラス化を試みた。この組成を組成Ｂと呼ぶ。組成Ｂを表２に示す。
特許文献１の実施例Ｎｏ．３およびＮｏ．５の組成、特許文献２の実施例Ｎｏ．１６の組成、組成Ａについては、熔融物が白濁し、ガラス化しなかった。
組成Ｂは、ガラス化したものの、上記ガラス製造時に析出する結晶の数密度の測定法により、ガラス中に析出した結晶の数密度を測定したところ、９９８個／ｋｇであった。
上述の評価方法により求められる結晶の数密度が１０００個／ｋｇ未満であること、より好ましくは５００個／ｋｇ未満であること、さらに好ましくは３００個／ｋｇ未満であること、一層好ましくは２００個／ｋｇ未満であること、より一層好ましくは１００個／ｋｇ未満であること、さらに一層好ましくは５０個／ｋｇ未満であること、なお一層好ましくは２０個／ｋｇ未満であること、さらになお一層好ましくは０個／ｋｇであること、を、より一層優れたガラス安定性を有する均質な光学ガラスであることの指標とすることができる。
【０１０４】
【表１】
2020073453.tif 000002
【０１０５】
【表２】
2020073453.tif 000003
2020073453.tif 000004
2020073453.tif 000005
【０１０６】
（プレス成形用ガラスゴブの作製例１）
次にＮｏ．１〜７０の各光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブを次のようにして作製した。
まず、上記各ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、白金製坩堝または白金合金製坩堝に投入し、加熱、熔融し、清澄、撹拌して均質な熔融ガラスを得た。次に、熔融ガラスを流出パイプから一定流量で流出し、流出パイプの下方に水平に配置した鋳型に鋳込み、一定の厚みを有するガラス板を成形した。成形されたガラス板を鋳型側面に設けた開口部から水平方向へと連続して引き出し、ベルトコンベアにてアニール炉内へと搬送し、徐冷した。
徐冷したガラス板を切断または割断してガラス片を作製し、これらガラス片をバレル研磨してプレス成形用ガラスゴブにした。
なお、流出パイプの下方に円筒状の鋳型を配置し、この鋳型内に熔融ガラスを鋳込んで円柱状ガラスに成形し、鋳型底部の開口部から一定の速度で鉛直下方に引き出した後、徐冷し、切断もしくは割断してガラス片を作り、これらガラス片をバレル研磨してプレス成形用ガラスゴブを得ることもできる。
【０１０７】
（プレス成形用ガラスゴブの作製例２）
プレス成形用ガラスゴブの作製例１と同様に熔融ガラスを流出パイプから流出し、成形型で流出する熔融ガラス下端を受けた後、成形型を急降下し、表面張力によって熔融ガラス流を切断し、成形型上に所望の量の熔融ガラス塊を得た。そして、成形型からガスを噴出してガラスに上向きの風圧を加え、浮上させながらガラス塊に成形し、成形型から取り出してアニールした。それからガラス塊をバレル研磨してプレス成形用ガラスゴブとした。
【０１０８】
（光学素子ブランクの作製例１）
プレス成形用ガラスゴブの作製例２で得た各プレス成形用ガラスゴブの全表面に窒化ホウ素粉末からなる離型剤を均一に塗布した後、上記ゴブを加熱により軟化してプレス成形し、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの各種レンズ、プリズムのブランクを作製した。
【０１０９】
（光学素子ブランクの作製例２）
プレス成形用ガラスゴブの作製例１と同様にして熔融ガラスを作製し、熔融ガラスを窒化ホウ素粉末の離型剤を均一に塗布した下型成形面に供給し、下型上の熔融ガラス量が所望量になったところで熔融ガラス流を切断刃で切断した。
こうして下型上に得た熔融ガラス塊を上型と下型でプレスし、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの各種レンズ、プリズムのブランクを作製した。
【０１１０】
（光学素子の作製例１）
光学素子ブランクの作製例１、２で作製した各ブランクをアニールした。アニールによってガラス内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるようにした。
次に各ブランクを研削および研磨して凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの各種レンズ、プリズムを作製した。得られた光学素子の表面には反射防止膜をコートしてもよい。
【０１１１】
（光学素子の作製例２）
プレス成形用ガラスゴブの作製例１と同様にしてガラス板および円柱状ガラスを作製し、得られたガラス成形体をアニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるようした。
次にこれらガラス成形体を切断、研削および研磨して凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの各種レンズ、プリズムのブランクを作製した。得られた光学素子の表面に反射防止膜をコートしてもよい。
【０１１２】
最後に、前述の各態様を総括する。
【０１１３】
一態様によれば、Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、カチオン％表示で、Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２２〜５５％、含み、但し、Ｔｉ4+含有量は２２％以下であり、Ｓｉ4+およびＢ3+の合計含有量に対するＳｉ4+の含有量のカチオン比[Ｓｉ4／（Ｓｉ4＋Ｂ3+）]が０．４０以下、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｚｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量が６５％以上、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１２以下、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、
Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、であり、アッベ数νｄが２３〜３５の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（１）式：
ｎｄ≧２．２０５−（０．００６２×νｄ）         ・・・  （１）
を満たす酸化物ガラスである光学ガラス、が提供される。
【０１１４】
上述の光学ガラスは、高屈折率低分散ガラスであり、従来の高屈折率低分散ガラスと比べ。同じアッベ数νｄにおいて、ガラス安定性を維持しつつ、より高い屈折率を実現することができる。
【０１１５】
ガラス安定性を維持しつつ、高屈折率低分散化する上から、上述の光学ガラスにおいて、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量に対するＮｂ5+およびＴａ5+の合計含有量のカチオン比[（Ｎｂ5+＋Ｔａ5+）／（Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）]は０．４１以下であることが好ましい。
【０１１６】
上述の光学ガラスは、Ｚｒ4+を１カチオン％以上含むことが好ましい。これにより、屈折率を高め、化学的耐久性を改善し、Ｔｉ4+との共存により耐失透性を改善し、液相温度上昇を抑制することができる。
【０１１７】
他の態様によれば、Ｓｉ4+、Ｂ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、およびＺｒ4+を必須成分とし、カチオン％表示で、Ｓｉ4+およびＢ3+を合計で５〜５５％、Ｌａ3+を１０〜５０％（但し、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+を合計で７０％以下）、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+を合計で２３〜７０％（但し、Ｔｉ4+を２２％超）、含み、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＹ3+の含有量のカチオン比［Ｙ3+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．１４以下、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｙ3+およびＹｂ3+の合計含有量に対するＢａ2+の含有量のカチオン比［Ｂａ2+／（Ｌａ3+＋Ｇｄ3+＋Ｙ3+＋Ｙｂ3+）］が０．４０以下、Ｚｒ4+の含有量に対するＺｒ4+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｔａ5+およびＷ6+の合計含有量のカチオン比[（Ｚｒ4+＋Ｔｉ4+＋Ｎｂ5+＋Ｔａ5+＋Ｗ6+）／Ｚｒ4+]が２以上、Ｂ3+の含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比（Ｔｉ4+／Ｂ3+）が０．８５以上、であり、アッベ数νｄが１８以上３５未満の範囲であり、かつ屈折率ｎｄが下記（２）式：
ｎｄ≧２．５４０−（０．０２×νｄ）         ・・・  （２）
を満たす酸化物ガラスである光学ガラスが提供される。
【０１１８】
上述の光学ガラスも、高屈折率低分散ガラスであり、従来の高屈折率低分散ガラスと比べ。同じアッベ数νｄにおいて、ガラス安定性を維持しつつ、より高い屈折率を実現することができる。
【０１１９】
更なる態様によれば、上述の各態様にかかる光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブ、光学素子ブランク、および光学素子が提供される。
【０１２０】
本発明の一態様によれば、安定供給が可能であり、かつ優れたガラス安定性を有する高屈折率低分散性を備える光学ガラスを提供することができる、更には当該光学ガラスを用いてプレス成形用ガラスゴブ、光学素子ブランクおよび光学素子を提供することができる。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製することができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、撮像光学系や投射光学系用の光学素子等の各種光学素子の製造分野において有用である。