(57)【要約】  高屈折率なガラスであって、その強度を従来に比べてさらに向上させ、製品特性が良好な光学ガラスを提供する。屈折率（ｎｄ）が１．５５以上の光学ガラスであって、前記光学ガラスの仮想温度（Ｔｆ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上である光学ガラス、この光学ガラスを用いた光学部材およびウェアラブル機器。この光学ガラスのクラック発生荷重Ｌは３５０ｍＮ以上であることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率（ｎｄ）が１．５５以上の光学ガラスであって、
前記光学ガラスの仮想温度（Ｔｆ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
前記光学ガラスのクラック発生荷重Ｌが３５０ｍＮ以上である請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
前記光学ガラスのクラック発生荷重Ｌが、前記光学ガラスと同一組成であって、溶融後、０．１℃／分で徐冷して得られたガラスのクラック発生荷重Ｌ０よりも９８ｍＮ以上大きい請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
前記光学ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．７４超である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
前記光学ガラスの最大厚さが２ｍｍ以下の板状またはレンズ状である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
前記光学ガラスが、第１の主表面および第２の主表面とを有する主表面と、前記第１の主表面および前記第２の主表面とそれぞれ隣接するように形成された側面と、を備えており、前記主表面の少なくとも一方の算術平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下である請求項５の光学ガラス。
【請求項７】
前記光学ガラスが板状であり、かつ前記主表面の少なくとも一方の面積が８ｃｍ２以上である請求項６記載の光学ガラス。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする光学部材。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とするウェアラブル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、光学部材およびウェアラブル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに用いられるガラスとしては、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、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おり、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。【０００３】
車載用カメラやロボットは、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侵食等が生じないことが求められる。【０００４】
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、車載カメラ用のレンズと同様に、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、高強度のガラスが求められる。【０００５】
このような高屈折率の光学ガラスとしては、クラックイニシエーションロード（ＣＩＬ）や破壊靭性を良好なものとした光学ガラス（例えば、特許文献１参照）等が知られている。【０００６】
また、仮想温度を高めることで、強度を改善したガラス基板が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０９０６４５号
【特許文献２】特開２００７−３０２５５０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０８３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、主にガラス組成を考慮することによって強度を改善した光学ガラスが記載されている。また、特許文献２〜３は、情報記録媒体用であって屈折率が低く、光学ガラス用途ではない。【０００９】
一般に、光学ガラス用途とするためには、その特性を確保することから、ガラスを緻密に、かつ、歪みのないガラスとするため精密徐冷によって製造され、その光学ガラスの仮想温度はガラス転移温度よりも低いものとなっていた。【００１０】
本発明は、上述のような課題を解消するためになされ、高屈折率なガラスであって、その強度を従来に比べてさらに向上させ、製品特性が良好な光学ガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．５５以上の光学ガラスであって、前記光学ガラスの仮想温度（Ｔｆ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上であることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の光学部材およびウェアラブル機器は、本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学ガラスによれば、高屈折率で、かつ、強度の高い光学ガラスを提供できる。したがって、この光学ガラスを用いることで、光学部材およびウェアラブル機器は、落下等による破損を抑制した製品とできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】光学ガラス特性の測定にあたって、測定試料を説明するための図である。
【図２】光学ガラス特性の測定にあたって、測定試料を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の光学ガラス、光学部材およびウェアラブル機器の実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態である光学ガラスは、上記のように所定の屈折率（ｎｄ）を有し、かつ、当該光学ガラスの仮想温度（Ｔｆ）とガラス転移温度（Ｔｇ）とが所定の関係を満たしたものであり、これら各特性について順番に説明する。
【００１７】
本実施形態の光学ガラスは１．５５以上の高い屈折率（ｎｄ）を有する。屈折率（ｎｄ）が１．５５以上であるので、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして画像の広角化、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で好適である。また車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に用いられる小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズとしては、より小型で広い範囲を撮影するために好適である。この屈折率（ｎｄ）は好ましくは、１．６０以上であり、より好ましくは１．６５以上、さらに好ましくは１．６８以上であり、さらに好ましくは１．７２以上、さらに好ましくは１．７４以上、さらに好ましくは１．７６以上、さらに好ましくは１．７８以上、特に好ましくは１．８０以上である。
【００１８】
一方で屈折率（ｎｄ）が大きすぎるガラスは密度が高くなりやすく、また失透温度も高くなりやすい傾向があり、屈折率（ｎｄ）は好ましくは２．２０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、さらに好ましくは１．８６以下、さらに好ましくは１．８４以下、さらに好ましくは１．８２以下、さらに好ましくは１．８１以下、特に好ましくは１．８０以下である。
【００１９】
また、本実施形態の光学ガラスは、その仮想温度（Ｔｆ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上である。このような関係を満たすようにすることで、ガラスの構造をより疎なものとし、光学ガラスに何らかの衝撃が加わってもガラスの構造が緻密化することでその衝撃を吸収しやすくなる。その結果、製品としたときに、落下等による破損を抑制できる（強度が向上した）光学ガラスが得られる。
Ｔｆ−Ｔｇ≧０の光学ガラスは、仮想温度に関係する（Ｔｇ＋１００℃）から（Ｔｇ−１５０℃）付近までの温度域での冷却速度を２℃／分以上とすればよい。好ましくは、５℃／分以上、より好ましくは１０℃／分以上、さらに好ましくは２０℃／分以上、さらに好ましくは５０℃／分以上、さらに好ましくは７５℃／分以上、特に好ましくは１００℃／分以上である。特に上限は決める必要はないが、例えば、５００℃／分以下とすればよい。この冷却速度を調整することで光学ガラスの仮想温度を調整できる。
【００２０】
なお、従来の光学ガラスは、その製造過程において、精密徐冷により徐冷し、固化して製品とするため、そのＴｆは低くなり、Ｔｇよりも低くなることが一般的であった。本実施形態においては、そのＴｆについて検討したところ、これをＴｇ以上とすること、すなわち、光学ガラスのＴｆとＴｇとの差（Ｔｆ−Ｔｇ）を０℃以上とすることで、光学ガラス自体の強度を向上でき、落下等による破損を抑制できることを見出した。この差（Ｔｆ−Ｔｇ）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く、２０℃以上がさらに好ましく、２５℃以上がさらに好ましく、３０℃以上がさらに好ましく、４０℃以上がさらに好ましく、５０℃以上が特に好ましい。強度向上の効果を得るために、この差（Ｔｆ−Ｔｇ）の上限を敢えて設定する必要はないが、この差（Ｔｆ−Ｔｇ）が１００℃以下であればガラスの冷却速度を低く抑えられ、ガラスの反りや板厚偏差が改善する。このガラスの反りや板厚偏差の改善も必要になる場合、この差（Ｔｆ−Ｔｇ）は７０℃以下が好ましく、５０℃以下がより好ましく、４０℃以下がさらに好ましく、３０℃以下が特に好ましい。
【００２１】
ガラスは、高温では粘性が低く液体状であり、このときのガラスの構造は粗の状態であり、冷却していくとガラスの構造は密になりながら固化する。このガラスの構造変化は、ガラスがその温度において最も安定な状態に移ろうとすることにより起こる。ところが、ガラスの冷却速度が大きいと、ガラスの構造が、その温度に対応する密な構造になる前に固化してしまい、高温側の状態でガラスの構造が固定されてしまう。この固化したガラスの構造に相当する温度を仮想温度という。すなわち、Ｔｆは、全く同一組成のガラスであっても、その製造過程における熱処理によって異なる。このように、その熱処理に応じてガラスの構造が異なり、その物理的性質も異なることとなる。
【００２２】
このＴｆは、熱量測定方法や熱収縮の測定など公知の測定方法により求めることができる。本明細書において、実際に行ったＴｆの測定方法は実施例で詳細に説明する。
【００２３】
また、この光学ガラスのＴｇは、例えば、熱膨張法等の公知の方法によって求めることができる。
【００２４】
そして、本実施形態の光学ガラスのＴｇは、８００℃以下が好ましい。本実施形態の光学ガラスを、上記した範囲のＴｇとすると、プレス成型およびリドロー成形における成形性が良好である。このＴｇは、より好ましくは７６０℃以下であり、さらに好ましくは７２０℃以下、さらにより好ましくは６８０℃以下、特に好ましくは６４０℃以下である。
【００２５】
また、本実施形態の光学ガラスのＴｇは、５００℃以上が好ましい。本実施形態の光学ガラスを、上記した範囲のＴｇとすると、Ｔｇ付近の冷却速度を速くしやすく仮想温度を高くすることが容易になる。このＴｇは、より好ましくは５２０℃以上であり、さらに好ましくは５４０℃以上、さらにより好ましくは５６０℃以上、特に好ましくは５８０℃以上である。
【００２６】
さらに、本実施形態の光学ガラスは、上記の特性を満たすことで強度を向上させる観点から、以下の特性を有していることが好ましい。
【００２７】
本実施形態の光学ガラスのヤング率（Ｅ）は、６０ＧＰａ以上が好ましい。このような特性を有すると、薄いガラス板としてウェアラブル機器に用いた際や、レンズとして車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどに用いられた場合に、たわみが少ないという利点がある。
【００２８】
ガラスのたわみ量を少なくする観点で、このＥは、より好ましくは７０ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは８０ＧＰａ以上、よりさらに好ましくは８５ＧＰａ以上、特に好ましくは９０ＧＰａ以上である。また、本実施形態の光学ガラスのヤング率（Ｅ）は、１４０ＧＰａ以下であれば、高い仮想温度を得るために速い冷却速度で冷却した場合に割れにくくなる。ガラスを割れにくくするという観点では、このＥは、より好ましくは１２０ＧＰａ以下であり、さらに好ましくは１００ＧＰａ以下、よりさらに好ましくは９５ＧＰａ以下、特に好ましくは９０ＧＰａ以下である。
【００２９】
また、本実施形態の光学ガラスの５０〜３５０℃における熱膨張係数（α）は、５０（×１０−７／Ｋ）以上が好ましい。本実施形態の光学ガラスは、上記した範囲のαとすると、周辺部材との膨張マッチングが良好である。このαは、より好ましくは６０（×１０−７／Ｋ）以上であり、さらに好ましくは７０（×１０−７／Ｋ）以上であり、さらにより好ましくは８０（×１０−７／Ｋ）以上であり、特に好ましくは９０（×１０−７／Ｋ）以上である。
【００３０】
また、本実施形態の光学ガラスのαは、１５０（×１０−７／Ｋ）以下が好ましい。本実施形態の光学ガラスは、上記した範囲のαとすると、冷却時の割れが起こりにくくなるため冷却速度を上昇できる。その結果、光学ガラスのＴｆとＴｇとの差（Ｔｆ−Ｔｇ）を０℃以上とする、すなわちガラスのＴｆをＴｇに比して高くすることが可能になり、ガラスの構造をより疎なものとし、光学ガラスに何らかの衝撃が加わってもガラスの構造が緻密化することでその衝撃を吸収しやすくなる。その結果、光学ガラス自体の強度を向上し、落下等による破損を抑制できる。このαは、より好ましくは１２０（×１０−７／Ｋ）以上であり、さらに好ましくは１１０（×１０−７／Ｋ）以下であり、さらにより好ましくは１００（×１０−７／Ｋ）以下であり、特に好ましくは９５（×１０−７／Ｋ）以下である。
【００３１】
本実施形態の光学ガラスは、最大厚さが２．０ｍｍ以下であれば、冷却速度を速くしやすく仮想温度を高くすることが容易になる。この厚さは、より好ましくは１．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下であり、よりさらに好ましくは０．８ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．６ｍｍ以下である。冷却速度を早くし仮想温度を高くするためには、厚さの下限を敢えて設定する必要はないが、最大厚さが０．０１ｍｍ以上であれば、光学ガラスの自重によるたわみを抑えられる。この厚さは、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上であり、よりさらに好ましくは０．５ｍｍ以上、特に好ましくは０．７ｍｍ以上である。
【００３２】
本実施形態の光学ガラスはガラス板の形状であることが好ましく、ガラス板である場合においては、その一の主表面の面積は、８ｃｍ２以上が好ましい。この面積が８ｃｍ２以上であれば、多数の光学素子を配置でき生産性が向上する。この面積はより好ましくは３０ｃｍ２以上であり、さらに好ましくは１７０ｃｍ２以上であり、よりさらに好ましくは３００ｃｍ２以上であり、特に好ましくは１０００ｃｍ２以上である。一方で面積が６５００ｃｍ２以下であればガラス板の取り扱いが容易になり、ガラス板の取り扱い時や加工時の破損を抑制できる。この面積はより好ましくは４５００ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは４０００ｃｍ２以下であり、よりさらに好ましくは３０００ｃｍ２以下であり、特に好ましくは２０００ｃｍ２以下である。
【００３３】
また、本実施形態の光学ガラスの一の主表面の表面粗さＲａは、２ｎｍ以下が好ましい。この範囲のＲａとすると、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性が得られる。このＲａは、より好ましくは１．７ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１．４ｎｍ以下、さらにより好ましくは１．２ｎｍ以下、特に好ましくは１．０ｎｍ以下である。ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１年）で定義された算術平均粗さである。本明細書では、１０μｍ×１０μｍの異なる３つのエリアを、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した結果を平均した値である。
【００３４】
本実施形態の光学ガラスは、ガラス板の断面における屈折率の最大値と最小値との差（Δｎ）は５．０×１０−５以下が好ましい。
本明細書において、ガラス板の断面とは、ガラス板の一の主表面から他の主表面までの板厚方向に切断して露出した断面を指し、後述するΔｎの測定における、成形体から所定の大きさで切り出したサンプルを、さらに研磨して得られる測定試料の研磨された側面を指す。
【００３５】
Δｎの測定は公知の方法、例えば、透過型二光束干渉顕微鏡を用いて、以下の手順で測定できる。
【００３６】
〔Δｎの測定方法〕
＜測定試料の準備＞
光学ガラスを板状の成形体として得て、この成形体から、幅３０ｍｍ、奥行１０ｍｍのサンプル（板厚はそのまま）を、成形体とサンプルの重心（Ｇ１）位置が一致し、かつ成形体の長辺方向がサンプルの幅方向と平行となるように切り出す（図１参照）。切り出したサンプルを図２に示したが、その幅方向に伸びる２つの側面をそれぞれＡ面、Ｂ面とする。
【００３７】
次に、研削砥石としてダイヤモンドホイールを使用してサンプルのＡ面及びＢ面を研削する。この研削は、表１に示すように、Ａ面及びＢ面の研削量、ダイヤモンドホイールのメッシュサイズを変更しながら、１段階から４段階まで順番に４段階で行う。
【００３８】
続いて、ダイヤモンドスラリーを用いて研削後のサンプルのＡ面、Ｂ面を鏡面研磨し、測定試料を得る。このときの研磨量は１０μｍ以上であり、ダイヤモンドスラリーは、例えば、メッシュサイズ＃１４０００の単結晶ダイヤモンドを０．１質量％含有するスラリーを用いる。
【００３９】
本発明の一実施態様におけるガラス板の断面は、上記手順に従って得られた測定試料のＡ面またはＢ面に対応する。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
＜Δｎの測定＞
Δｎの測定には、透過型二光束干渉顕微鏡を用いる。後述する実施例では、（株）溝尻光学工業所製透過型二光束干渉顕微鏡（ＴＤシリーズ）を使用し、測定波長は５４６ｎｍ（光源：キセノンランプ、単色フィルター：５４６ｎｍ）を用い、空間分解能は９．１μｍ×９．１μｍ（ＣＣＤカメラ４画素分）で、測定試料の板厚方向のΔｎを以下のように測定した。
【００４２】
微小な屈折率差を測定する際には、測定精度を悪化させるおそれのある要因を除外する必要がある。たとえば、装置周辺の温度変動の抑制、振動の防止、外光（例えば照明）の遮断を行うことが必要である。
【００４３】
また、使用する対物レンズによって、測定精度が異なる場合や、測定面内で精度の分布をもつ場合がある。そのため、光路上に何もない状態で位相差分布（平面傾き補正）を測定し、測定面内の最大値と最小値の差が１／１００λ以下（５ｎｍ以下）となるように平面傾き補正を行う。
【００４４】
そして、奥行方向が光路となるように測定試料を置き、上述の条件(平面傾き補正)で位相差分布を測定する。測定試料の奥行（Ａ面からＢ面までの長さ）はマイクロメータで測定し、位相差分布から屈折率分布（＝位相差分布／奥行）を算出する。この奥行は、Ａ面の重心（Ｇ２）での長さとした。
鏡面研磨されたＡ面においてＡ面の重心（Ｇ２）を通り主表面に垂直な線（板厚方向）に沿って屈折率分布を算出し、その最大値と最小値の差をΔｎとする。
【００４５】
上記Δｎが５．０×１０−５以下であると、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる導光板として使用した際に画像の鮮明化、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で好適である。この屈折率の最大値と最小値の差は、より好ましくは３．０×１０−５以下である。さらに好ましくは２．０×１０−５以下、さらに好ましくは１．０×１０−５以下、特に好ましくは０．５×１０−５以下である。
【００４６】
また、上記のように得られた測定試料の断面においては、次のように屈折率指標値Ｎを算出することができる。すなわち、この測定試料の断面において、下記式（１）を用いて屈折率指標値Ｎが算出でき、算出される屈折率指標値Ｎの最大値（Ｎｍａｘ）と最小値（Ｎｍｉｎ）の差が５．０×１０−３以下であることが好ましい。なお、この屈折率指標値Ｎは、式（１）に示しているように、その組成（含有酸化物の濃度）に依存するものである。
【００４７】
Ｎ＝ＡＳｉ×ＣＳｉ＋ＡＡｌ×ＣＡｌ＋ＡＰｔ×ＣＰｔ＋ＡＺｒ×ＣＺｒ      …（１）
（ただし、式中、ＣＳｉ：ＳｉＯ２の濃度（モル％）、ＣＡｌ：Ａｌ２Ｏ３の濃度（モル％）、ＣＰｔ：ＰｔＯ２の濃度（モル％）、ＣＺｒ：ＺｒＯ２の濃度（モル％）、ＡＳｉ＝１．４、ＡＡｌ＝１．４、ＡＰｔ＝５．０、ＡＺｒ＝２．０、である。）
【００４８】
この屈折率指標値Ｎは、上記Δｎを測定するために得た測定試料のＡ面において、Ａ面の重心（Ｇ２）を通り主表面に垂直な線（板厚方向）に沿って、板厚方向に等分した区画ごとに、上記位相差分布の光路と同様の方向に電子線を照射し、数値を測定（図２参照）し、得られる値である。なお、区画の数は最小２０であり、分解能を上げるために任意に増やすことができる。また、ＣＳｉ、ＣＡｌ、ＣＰｔおよびＣＺｒは、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により元素ごとに測定した値を、各酸化物のモル％濃度に換算した数値である。また、ＡＳｉ、ＡＡｌ、ＡＰｔおよびＡＺｒは、それぞれ各酸化物の屈折率指標値Ｎを算出するための補正値である。
【００４９】
Ｎの最大値と最小値の差が５．０×１０−３以下であると、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる導光板として使用した際に画像の鮮明化、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で好適である。この屈折率の最大値と最小値の差は、好ましくは３．０×１０−３以下である。より好ましくは２．０×１０−３以下、さらに好ましくは１．０×１０−３以下、特に好ましくは５．０×１０−４以下である。
【００５０】
また、本実施形態の光学ガラスは、クラック発生荷重Ｌが３５０ｍＮ以上であることが好ましい。ここで、本実施形態におけるクラック発生荷重は次の方法によって得ることができる。
【００５１】
湿度３０％、温度２５℃に保持された恒温恒湿槽内において、荷重１０、２５、５０、１００、２００ｇに設定したビッカース圧子をガラス表面（光学研磨面）に１５秒間打ち込み、その１５秒後に圧痕の４隅から発生するクラックの数をカウント（１つの圧痕につき最大４とする）する。これを各荷重にて２０回繰り返し（すなわち、圧子を２０回打ち込み）、総クラック数を計数した後、総クラック発生数／８０にてクラック発生率を求める。得られたクラック発生率を荷重に対してプロットし，シグモイド関数を最小二乗法によりフィッティングした際のクラック発生率が５０％となる荷重をクラック発生荷重Ｌとする。
【００５２】
そして、本実施形態の光学ガラスは、そのクラック発生荷重Ｌが、上記光学ガラスと同一組成であって、溶融後、精密徐冷して得られたガラスのクラック発生荷重Ｌ０と比較したときの差（Ｌ−Ｌ０）が、９８ｍＮ以上が好ましく、１５０ｍＮ以上がより好ましく、２００ｍＮ以上がさらに好ましく、２５０ｍＮ以上がさらに好ましく、３００ｍＮ以上が特に好ましい。
【００５３】
ここで、クラック発生荷重Ｌ０は、上記光学ガラスと同一組成であって、溶融後、精密徐冷して得られたガラスに対し、上記クラック発生荷重Ｌの算出と同様の試験を行って得られる値である。
なお、ここで精密徐冷は、光学ガラスをボックス型電気炉に入れてＴｇ＋３０℃（ガラス転移温度よりも３０℃高い温度）まで昇温し、一時間保持後、プログラム制御により０．１℃／分の冷却速度でＴｇ−１５０℃（ガラス転移温度よりも１５０℃低い温度）まで冷却し、その後は自然放冷するものとする。
【００５４】
［ガラス成分］
次に、本実施形態の光学ガラスが含有し得る各成分の組成範囲の一実施形態について詳細に説明する。本明細書において、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のガラス母組成の全質量に対する質量％で示す。ここでガラス母組成は、Ｓｂ２Ｏ３およびＳｎＯ２を除いた成分である。
【００５５】
本実施形態の光学ガラスにおける高屈折率かつ光透過率が良好であって、さらに溶解性が高いという特性を満たす母組成としては、例えば、酸化物基準の質量％表示で、ガラス形成成分として、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５からなる群から選ばれる少なくとも１種を５〜８０質量％、修飾酸化物としてＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）からなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物を合計で５〜７０質量％、中間酸化物としてＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５からなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物を合計で０〜５０質量％、を含有する組成が挙げられる。
【００５６】
このような光学ガラスの組成としては、具体的には、（１）Ｌａ−Ｂ系、（２）ＳｉＯ２系、（３）Ｐ２Ｏ５系の光学ガラスが挙げられる。なお、ガラス組成における含有量の説明で、単に「％」「ｐｐｍ」との表記は、特に説明をしている場合を除き「質量％」「質量ｐｐｍ」を意味する。
【００５７】
（１）Ｌａ−Ｂ系としては、例えば、母組成の合計を１００％としたとき、Ｌａ２Ｏ３を５〜７０％、Ｂ２Ｏ３を５〜７０％含有するガラスが例示できる。
【００５８】
Ｌａ２Ｏ３成分を５％以上含有することで、所望の高屈折率にでき、且つ分散を小さく（アッベ数を大きく）できる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは１５％、さらに好ましくは２０％、さらに好ましくは３０％を下限とする。
【００５９】
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を７０％以下にすることで、ガラスの溶融性の低下を抑えられ、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは６０％、より好ましくは５０％、さらに好ましくは４０％、さらに好ましくは３０％を上限とする。
【００６０】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス形成成分であり、Ｂ２Ｏ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、５〜７０％が好ましい。
【００６１】
Ｂ２Ｏ３成分を５％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つガラスの分散を小さくできる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０％、より好ましくは２０％、さらに好ましくは３５％を下限とする。
【００６２】
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を７０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、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６０％、より好ましくは５０％、さらに好ましくは４０％、さらに好ましくは３０％を上限とする。
【００６３】
ＭｇＯは任意成分である。ＭｇＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％が好ましい。ＭｇＯ成分を含有することで、ガラスの機械的強度を向上できる。ＭｇＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは８％以上である。ＭｇＯの含有量が２０％以下であれば失透温度を低くし、好ましい製造特性が得られる。ＭｇＯの含有量は、より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは３％以下である。
【００６４】
ＣａＯは任意成分である。ＣａＯの含有量は、母組成の合計１００％としたとき、０〜３０％が好ましい。ＣａＯ成分を含有することで、ガラスの化学的耐久性を向上できる。ＣａＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。ＣａＯの含有量が３０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＣａＯの含有量は、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは５％以下である。
【００６５】
ＳｒＯは任意成分である。ＳｒＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％が好ましい。ＳｒＯ成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。ＳｒＯの含有量が３０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは５％以下である。
【００６６】
ＢａＯは任意成分である。ＢａＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜４０％が好ましい。ＢａＯ成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。ＢａＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。ＢａＯの含有量が４０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＢａＯの含有量は、より好ましくは３０％以下であり、さらに好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００６７】
ＺｎＯは任意成分である。ＺｎＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％が好ましい。ＺｎＯ成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。ＺｎＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。ＺｎＯの含有量が３０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＺｎＯの含有量は、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは５％以下である。
【００６８】
Ｌｉ２Ｏは任意成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜１５％が好ましい。Ｌｉ２Ｏを含有させると、強度（Ｋｃ）およびクラック耐性（ＣＩＬ）を向上できる。Ｌｉ２Ｏの含有量は、より好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、特に好ましくは５％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が１５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Ｌｉ２Ｏの含有量は好ましくは１０％以下であり、より好ましくは７％以下であり、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下である。
【００６９】
Ｎａ２Ｏは任意成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％である。Ｎａ２Ｏの含有量が２０％以下であれば良好なクラック耐性が得られる。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは７％以下であり、特に好ましくは５％以下である。本実施形態の光学ガラスがＮａ２Ｏを含有する場合、失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られ、その含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上である。
【００７０】
Ｋ２Ｏは任意成分である。Ｋ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％である。Ｋ２Ｏの含有量が２０％以下であれば良好なクラック耐性が得られる。Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは７％以下である。本実施形態の光学ガラスがＫ２Ｏを含有する場合、失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。その含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上である。
【００７１】
また、本実施形態の光学ガラスにおいては、任意成分としてアルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有できる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２％以上であれば、ガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が低くなり易く、溶解温度が低くなり着色を抑えられる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、好ましくは４％以上であり、より好ましくは６％以上であり、さらに好ましくは８％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。また、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量を２０％以下にすることで失透温度を下げ好ましい製造特性が得られる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは８％以下であり、特に好ましくは６％以下である。
【００７２】
本実施形態の光学ガラスにおいて、アルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）のなかでも、Ｌｉ２Ｏは、ガラスの強度を向上させる成分であるが、その量が多いとＴ２が低くなり易く失透し易くなる。そこで、本実施形態の光学ガラスでは、酸化物基準の質量％による比の値で、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は０．４５以下が好ましい。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を０．４５以下とすることで、Ｔ２が高くなりやすく、失透し難くなりガラスの易成形性が向上する。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、より好ましくは０．４以下であり、さらに好ましくは０．３５以下であり、特に好ましくは０．３以下である。
【００７３】
Ｃｓ２Ｏは任意成分である。Ｃｓ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％である。Ｃｓ２Ｏの含有量が０％超であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。本実施形態の光学ガラスがＣｓ２Ｏを含有する場合、その含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上である。一方、Ｃｓ２Ｏの含有量が２０％以下であれば良好なクラック耐性が得られる。Ｃｓ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは７％以下である。
【００７４】
Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）は任意成分である。Ｌｎ２Ｏ３の合量としての含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。Ｌｎ２Ｏ３を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ｌｎ２Ｏ３の合量としての含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００７５】
また、Ｌｎ２Ｏ３の含有量が５５％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。そのため、合量としての含有量は、好ましくは５５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００７６】
Ａｌ２Ｏ３は任意成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％以下である。Ａｌ２Ｏ３を含有させると、ガラスの強度を高めるとともにガラスの安定性を向上できる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは８％以上である。
【００７７】
また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１５％以下であり、よりＡｌ２Ｏ３の含有量１０％以下であり、さらにＡｌ２Ｏ３の含有量８％以下であり、特にＡｌ２Ｏ３の含有量５％以下である。
【００７８】
ＴｉＯ２は任意成分である。ＴｉＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＴｉＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を高めるとともにガラスの安定性を向上できる。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００７９】
また、ＴｉＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは３５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００８０】
ＺｒＯ２は任意成分である。ＺｒＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＺｒＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を高めるとともに化学耐久性を向上できる。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００８１】
また、ＺｒＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００８２】
ＷＯ３は任意成分である。ＷＯ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＷＯ３を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。ＷＯ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。
【００８３】
また、ＷＯ３の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。ＷＯ３の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００８４】
Ｂｉ２Ｏ３は任意成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。Ｂｉ２Ｏ３を含有させる、ガラスの屈折率を向上できる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。
【００８５】
また、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００８６】
ＴｅＯ２は任意成分である。ＴｅＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％である。ＴｅＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。ＴｅＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００８７】
また、ＴｅＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。ＴｅＯ２の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００８８】
Ｔａ２Ｏ５は任意成分である。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％である。Ｔａ２Ｏ５を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００８９】
また、Ｔａ２Ｏ５の含有量が３０％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００９０】
Ｎｂ２Ｏ５は任意成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。Ｎｂ２Ｏ５を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、好ましくは５％以上であり、より好ましくは１０％以上であり、さらに好ましくは１５％以上であり、特に好ましくは３０％以上である。
【００９１】
また、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が５５％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、好ましくは３５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００９２】
（２）ＳｉＯ２系としては、例えば、ＳｉＯ２を１０〜７０％含有し、高屈折率成分としてＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）からなる群から選ばれる少なくとも１種を１％以上含有するガラスが例示できる。
【００９３】
ＳｉＯ２は、ガラス形成成分である。ＳｉＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、１０〜７０％である。ＳｉＯ２の含有量が１０％以上で、ガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２を好ましい範囲にし、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できる。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは１５％以上であり、より好ましくは２０％以上であり、さらに好ましくは２５％以上である。一方、ＳｉＯ２の含有量が７０％以下で、高い屈折率を得るための成分を含有できる。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６０％以下であり、より好ましくは５０％以下であり、さらに好ましくは４０％以下である。
【００９４】
Ｎｂ２Ｏ５は、任意成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、５％以上とすることでガラスの屈折率を高めるとともに、アッベ数（ｖｄ）を小さくできる。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、より好ましくは１５％以上であり、さらに好ましくは２５％以上であり、特に好ましくは３０％以上である。
【００９５】
また、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が７０％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、好ましくは６０％以下であり、より好ましくは５５％以下であり、さらに好ましくは５０％以下である。
【００９６】
Ｔａ２Ｏ５は任意成分である。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％である。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、１％以上とすることで屈折率を向上できる。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【００９７】
また、Ｔａ２Ｏ５の含有量が３０％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ｔａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【００９８】
また、本実施形態の光学ガラスにおいては、任意成分としてアルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有できる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜２０％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２％以上であれば、Ｔ２が低くなり易く、溶解温度が低くなり着色を抑えられる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは４％以上であり、より好ましくは６％以上であり、さらに好ましくは８％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。また、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量を２０％以下にすることで失透温度を下げ、好ましい製造特性が得られる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは８％以下であり、特に好ましくは６％以下である。
【００９９】
本実施形態の光学ガラスにおいて、アルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）のなかでも、Ｌｉ２Ｏは、ガラスの強度を向上させる成分であるが、その量が多いとＴ２が低くなり易く失透し易くなる。そこで、本実施形態の光学ガラスでは、酸化物基準の質量％による比の値で、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は０．４５以下が好ましい。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を０．４５以下とすることで、Ｔ２が高くなりやすく、失透し難くなりガラスの易成形性が向上する。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、より好ましくは０．４以下であり、さらに好ましくは０．３５以下であり、特に好ましくは０．３以下である。
【０１００】
Ｌｉ２Ｏは任意成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜１５％が好ましい。Ｌｉ２Ｏを含有させると、強度（Ｋｃ）およびクラック耐性（ＣＩＬ）を向上できる。Ｌｉ２Ｏの含有量は、より好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、特に好ましくは５％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が１５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは７％以下であり、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下である。
【０１０１】
ＳｒＯは任意成分である。ＳｒＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％が好ましい。ＳｒＯ成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上させることができる。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。この含有量が３０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは５％以下である。
【０１０２】
ＢａＯは任意成分である。ＢａＯの含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５０％が好ましい。ＢａＯ成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上させることができる。より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。この含有量が５０％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＢａＯの含有量は、より好ましくは３５％以下であり、さらに好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１０３】
ＴｉＯ２は任意成分である。ＴｉＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＴｉＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を向上させ、ガラスの安定性を向上できる。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【０１０４】
また、ＴｉＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは３５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１０５】
ＺｒＯ２は任意成分である。ＺｒＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＺｒＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を向上させ、化学耐久性を向上できる。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【０１０６】
また、ＺｒＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１０７】
ＷＯ３は任意成分である。ＷＯ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。ＷＯ３を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。ＷＯ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。
【０１０８】
また、ＷＯ３の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。ＷＯ３の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１０９】
Ｂｉ２Ｏ３は任意成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜５５％である。Ｂｉ２Ｏ３を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。
【０１１０】
また、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が５５％以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３５％以下であり、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１１１】
ＴｅＯ２は任意成分である。ＴｅＯ２の含有量は、母組成の合計を１００％としたとき、０〜３０％である。ＴｅＯ２を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。ＴｅＯ２の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは１０％以上であり、特に好ましくは１５％以上である。
【０１１２】
また、ＴｅＯ２の含有量が５５％以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。ＴｅＯ２の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは１５％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。
【０１１３】
Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選ばれる１種以上である。）を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。Ｌｎ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１％以上であり、より好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは１０％以上である。一方、Ｌｎ２Ｏ３の含有量が、母組成の合計を１００％としたとき、５５％以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Ｌｎ２Ｏ３の含有量は、合計で、好ましくは３５％以下であり、さらに好ましくは２０％以下であり、特に好ましくは１５％以下である。
【０１１４】
（３）Ｐ２Ｏ５系としては、例えば、Ｐ２Ｏ５を１０〜７０質量％含有し、高屈折率成分としてＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）からなる群から選ばれる少なくとも１種を１％以上含有するガラスが例示できる。
【０１１５】
Ｐ２Ｏ５はガラスを構成するガラス形成成分であり、ガラスに製造可能な安定性を持たせ、ガラス転移温度と液相温度を小さくする作用が大きい。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が、母組成の合計を１００％としたとき、１０％未満であると十分な効果が得られない。Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上、特に好ましくは４０％以上である。また、Ｐ２Ｏ５の含有量が７０％以下であれば、良好な化学的耐久性が得られる。Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは６５％以下、より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５５％以下、特に好ましくは５０％以下である。
【０１１６】
なお、高屈折率成分については、上記（２）ＳｉＯ２系と同一であるため、説明は省略する。
【０１１７】
さらに本実施形態の光学ガラスには、Ｓｂ２Ｏ３およびＳｎＯ２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できる。これらの成分を含有させる場合、それらの含有量は、合計で、好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０．５％以下である。
【０１１８】
［光学ガラスおよびガラス成形体の製造方法］
本実施形態の光学ガラスは、例えば以下のように製造される。
すなわち、まず、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。得られた原料混合物を、連続溶解炉に投入し、バーナーにより加熱して原料混合物を溶解し、脱泡、撹拌などにより均質化した後、連続溶解炉から流出させ、冷却し、固化させて本実施形態の光学ガラスが得られる。
【０１１９】
この冷却に際して、本実施形態では、光学ガラスのＴｆとＴｇとの差（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上となるように条件を設定する。このような関係を満たすようにするには、Ｔｆを高くするように製造条件を調整すればよく、例えば、仮想温度に関係する（Ｔｇ＋１００℃）から（Ｔｇ−１５０℃）付近までの温度域の冷却速度を速くすればよい。冷却速度は、２℃／分以上が好ましい。
【０１２０】
さらに、上記条件を満たせば、この光学ガラスは、溶融したガラスをフロート法、ロールアウト法といった公知の成型方法によって板状に成形することでガラス板とできる。また、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、ガラス成形体を作製できる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のレンズプリフォームを作製し、このレンズ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、例えば研磨加工を行って作製したレンズ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。
【０１２１】
また、溶融方法についても、上記連続溶融法が適しているが、それ以外にも、従来公知の方法により光学ガラスとしてもよい。例えば、原料を混合して得た混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融し、その後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝、強化白金坩堝又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して光学ガラスにもできる。
【０１２２】
このようにして作製されるガラス板やガラス成形体のような光学部材は、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、（１）ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに使われる導光体、フィルターやレンズ等、（２）車載用カメラ、ロボット用視覚センサーに使われるレンズやカバーガラス等に好適に用いられる。車載用カメラのような過酷な環境に曝される用途であっても好適に用いられる。また、有機ＥＬ用ガラス基板，ウエハーレベルレンズアレイ用基板、レンズユニット用基板、エッチング法によるレンズ形成基板、光導波路といった用途にも好適に用いられる。
【０１２３】
以上説明した本実施形態の光学ガラスは高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好であり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、の光学ガラスとして好適である。
【実施例】
【０１２４】
Ｓｉ−Ｎｂ系のガラスを酸化物等の原料を用いて溶融し、ブロック状に成形した光学ガラスを得た。この光学ガラスを粉砕し、カレット原料とした。このカレット原料から例１〜例７のサンプルのための必要量を秤量し、それぞれ白金容器内に入れて、約１４００℃で約５時間溶融、清澄、撹拌後、カーボン枠内に流しだし、表２中の保持温度（Ｔｋ）および保持時間で保持した。その後、表２中の冷却速度で、保持温度から常温（約２５℃）まで冷却することで例１〜例７の板状の成形体とした。この板状成形体から厚さが０．５ｍｍ、幅３０ｍｍ、奥行１０ｍｍのサンプルを作成した。例１〜例４は実施例、例５〜例７は比較例である。【０１２５】
［特性］
上記で得られた各サンプルについて、仮想温度（Ｔｆ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、熱膨張係数（α）、屈折率（ｎｄ）、クラック発生荷重、精密徐冷のクラック発生荷重、屈折率の最小値と最大値の差、屈折率指標値Ｎの最小値と最大値の差、を次のように測定した。得られた結果を表２に併せて示した。なお、空欄は未測定の特性である。【０１２６】
仮想温度（Ｔｆ）：上記各例におけるサンプルと同一組成、同一形状の試験片を複数個作成し、赤外集光加熱炉に入れて、ガラスの構造が短時間で緩和する温度（例えば、ガラス転移温度＋１００℃以上）まで昇温、維持し、その後、上記加熱温度よりも低い温度であって、所定の保持温度（Ｔｋ）まで冷却し、このＴｋで１時間程度保持した後、室温まで急冷した（例えば、１００℃／分程度の冷却速度）。
上記試験についてＴｋを異なる複数の温度（例えば、（Ｔｇ＋６０℃）、（Ｔｇ＋３０℃）、（Ｔｇ））で行い、そのとき得られるそれぞれのガラスの屈折率を測定した。さらに、各試験片をＴｋで２時間程度保持してから、上記と同様の冷却速度で急冷し、屈折率の変化がないことを確認した（ＴｆがＴｋであることを確認した）。そして、屈折率の変化がないことを確認できたら、上記得られた各試験片のＴｆと屈折率との関係から検量線を作成した。屈折率の変化が見られた場合、屈折率が変化しなくなるまでＴｋでの保持時間を延長した。
次に、上記で得られた各例のサンプルについて、屈折率の測定を行い、上記で作成した検量線を用いてＴｆを求めた。【０１２７】
ガラス転移温度（Ｔｇ）：示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定した値であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０３−３（２００１年）により求めた。【０１２８】
熱膨張係数（α）：示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて３０〜３５０℃の範囲における線熱膨張係数測定し、ＪＩＳ  Ｒ３１０２（１９９５年）により３０〜３５０℃の範囲における平均線熱膨張係数を求めた。【０１２９】
屈折率（ｎｄ）：各例で得られた成形体のガラスを一辺が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。【０１３０】
クラック発生荷重：湿度３０％、温度２５℃に保持された恒温恒湿槽内において、荷重１０、２５、５０、１００、２００ｇに設定したビッカース圧子をガラス表面（光学研磨面）に１５秒間打ち込み、その１５秒後に圧痕の４隅から発生するクラックの数をカウント（１つの圧痕につき最大４とする）した。これを各荷重にて２０回繰り返し（すなわち、圧子を２０回打ち込み）、総クラック数を計数した後、総クラック発生数／８０にてクラック発生率を求めた。得られたクラック発生を荷重に対してプロットし，シグモイド関数を最小二乗法によりフィッティングした際のクラック発生率が５０％となる荷重をクラック発生荷重とした。【０１３１】
精密徐冷のクラック発生荷重：サンプルとして、各例と同一組成の原料に対して、溶融後、精密徐冷して得られたガラスを用いた以外は、上記と同一の方法によりクラック発生荷重を求めた。【０１３２】
なお、ここで精密徐冷は、光学ガラスをボックス型電気炉に入れてＴｇ＋３０℃（ガラス転移温度よりも３０℃高い温度）まで昇温し、一時間保持後、プログラム制御により０．１℃／分の冷却速度でＴｇ−１５０℃（ガラス転移温度よりも１５０℃低い温度）まで冷却し、その後は自然放冷して行った。【０１３３】
屈折率の最小値と最大値の差（Δｎ）：上記詳細な説明で記載したように板状の成形体からサンプルを切り出し、側面を研磨して測定試料を作成した。測定試料Ａ面における屈折率分布を算出し、最小値と最大値の差を求めた。【０１３４】
屈折率指標値Ｎの最小値と最大値の差：前記測定試料のＡ面において、Ａ面の重心を通り主表面に垂直な方向に沿って、等分した区画ごとに数値を測定し、上記式（１）を用いて屈折率指標値Ｎを算出した。得られた各区画の屈折率指標値Ｎにおいて最小値と最大値の差を求めた。【０１３５】
【表２】
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【０１３６】
上記各実施例（例１〜例４）の光学ガラスは、いずれも、屈折率（ｎｄ）が１．５５以上と高屈折率である。また、これら光学ガラスは、（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以上であり、強度を向上させられたものである。そのため、ウェアラブル機器や車載用カメラやロボット用視覚に用いられる光学ガラスに好適である。
一方、比較例である例５〜例７の光学ガラスは（Ｔｆ−Ｔｇ）が０℃以下のため、強度が低い。
上記カレット原料を用いて、例１と同じ条件で板状成形体を作成し、厚さ０．５ｍｍ、幅４０ｍｍ、奥行２５ｍｍのサンプルを作成し、クラック発生荷重を測定したところ、８５０ｍＮとなり、３５０ｍＮを超える値となった。【０１３７】
以上より、本実施例の光学ガラスは、高屈折率であるとともに、強度を向上させたものであり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、等の光学ガラスとして好適である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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