(57)【要約】【課題】  高強度の光に曝される環境下で使用しても結像特性影響を受けにくい、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である複屈折が生じにくいガラスを提供する。【解決手段】  ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含有させ、かつ構成成分の比率を調整することにより、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下を実現するガラスを得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準で、ＳｉＯ２を１．０〜３０．０質量％含有し、Ｂ２Ｏ３を３．０〜４５．０質量％含有し、Ｌａ２Ｏ３を１．０〜６０．０質量％含有し、ＢａＯを０〜６０．０質量％含有し、かつ、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計が３０．０〜６５．０質量％のガラスであって、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とするガラス。
【請求項２】
屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、アッベ数（νｄ）が４５〜６０の範囲の光学恒数を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表示で、
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｃｓ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
ＭｇＯ  ０〜５．０％、及び／又は
ＣａＯ  ０〜１５．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１５．０％、及び／又は
ＺｎＯ  ０〜１０．０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０．０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜１５．０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜２５．０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３  ０〜５．０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜５．０％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜２．０％、及び／又は
ＴｉＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
ＺｒＯ２  ０〜１０．０％、及び／又は
ＳｎＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
ＴｅＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
ＷＯ３  ０．０〜５．０％、及び／又は
を含み、かつ上記酸化物の質量に対する実際に含有されるＦ原子の質量を質量百分率で現したＦの合計量が、０〜３．０％であることを特徴とするガラス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表示で、
ＴｉＯ２  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
ＳｎＯ２  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｂｉ２Ｏ３  ０．０〜１．０％未満を含有し、
ＰｂＯなどの鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３などの砒素化合物及びフッ素化合物を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラスであって、質量％比  （ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が、０．８０以上２．０未満であり、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であり、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が１．５×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とするガラス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表記で
ＳｉＯ２  ３．０〜２７．０％未満
Ｂ２Ｏ３  ５．０〜４２．０％未満
Ｌａ２Ｏ３  １．０〜４２．０％未満
ＢａＯ  ０〜５５．０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
ＺｎＯ  ０〜６．０％未満、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜６．０％未満、及び／又は
ＺｒＯ２  ０〜７．０％未満、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１６．０％未満、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
Ｃｓ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
ＭｇＯ  ０〜２．０％、及び／又は
ＣａＯ  ０〜１３．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１３．０％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％、及び／又は
但し、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）が、０〜３．０％
の各成分を含有し、ＳｉＯ２を１９．０％以上含有する場合、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｎＯから選ばれる成分の一種類以上を０．１％〜３．０％未満含有することを特徴とするガラス。
【請求項７】
酸化物基準の質量％表記で、
ＳｉＯ２  ３．０〜１０．０％
Ｂ２Ｏ３  ３３．０〜４１．０％未満
Ｌａ２Ｏ３  ３５．０〜４２．０％未満
ＢａＯ  ０．５〜１０．０％、
ＣａＯ  ２．０〜１２．０％
ＺｎＯ  １．０〜６．０％未満
ＺｒＯ２  １．０〜６．０％未満
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．５％未満、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１０．０％、及び／又は
ＴｉＯ２  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜５．０％未満、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％
但し、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）が、０〜２．０％
但し、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計が３５．０〜５０．０％
の各成分を含有し、ＰｂＯなどの鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３などの砒素化合物及び弗素（Ｆ）イオンを含有せず、質量％比（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が、０．９０以上２．０未満であり、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であり、質量％比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が、１．０以下であり、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が１．３×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とする、屈折率（ｎｄ）１．６８〜１．７２、アッベ数（νｄ）５１〜５８であるガラス。
【請求項８】
請求項１〜７のガラスを母材とするレンズ・プリズム等の光学素子。
【請求項９】
請求項１〜８のガラスをリヒートプレス加工して作成するレンズ・プリズム等の光学素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のガラスで作成した光学素子および光学基板材料を使用するカメラ・プロジェクタなどの光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である複屈折が生じにくいガラス、及び、このガラスを利用して得られるレンズ、プリズムなどの光学素子に関し、特に、高強度の光に曝される環境下で使用され、高精度な結像特性が要求されるカメラやプロジェクタに代表される光学機器の投影レンズやプリズムに好適なガラス素材とそれらから作製される光学素子及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学機器のデジタル化や高精細化が進み、デジタルカメラやビデオカメラなど撮影機器とともに、プロジェクタやプロジェクションテレビなどの画像再生（投影）機器に使用される光学素子に高い性能が求められている。その性能とは、屈折率やアッベ数や着色度といった以前からガラス素材に要求される特性のみならず、実使用環境における特性変動が少ないことやガラス製造や光学素子の加工時において、環境負荷が小さいことが含まれつつある。
【０００３】
実使用環境において結像特性が変化することは、レンズやプリズムなどの光学素子は、光学機器において治具などで固定されており、使用環境の温度変化（筺体内部の温度変化、高温下で使用されるなど）によって、光学素子の熱膨張が生じ、固定治具との膨張係数が異なるために、光学素子に応力が生じ、その結果、光学素子に複屈折が生じて結像特性が変化してしまうものと推測される。
【０００４】
特に、高強度の光に曝される環境で用いられる場合は、使用環境の温度変化以外に、光吸収による光学素子自身の発熱を生じるため、熱応力による複屈折がさらに増加する恐れが高まる。
【０００５】
上記の通り、一定温度のもと（主として室温程度）で取得された屈折率やアッベ数などの光学恒数で設計した結像特性が、実使用環境において実現されない場合、光学設計時に使用環境を想定し、複雑な特性変動を予測して設計しなければならないという、不利益が生じる。
【０００６】
プロジェクタ搭載プリズム用光学ガラスやプロジェクタ搭載レンズ用光学ガラスとして、特許文献１及び２に開示されているが、記載されている実施例の屈折率（ｎｄ）は１．５２未満と低く、特にレンズとして用いる場合は、レンズ素材での光の屈折力が十分得られないため、レンズの肉厚を厚くしなければならず、装置全体が大きく重くなってしまう。
【０００７】
プリズムを作製する場合、ガラス単体で用いられることは少なく、各種の光学薄膜が施されるが、特に偏光分離膜を有するプリズムなどには、ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．６０より大きいものが適するなど、光学薄膜設計の面からも重要なパラメータとなる。
【０００８】
屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０であるガラスは、光学薄膜の設計自由度、及び、光学系全体の設計自由度を高めるために有用な領域であるため、古くから多くのガラス素材が市販されてきたが、実使用環境における結像特性の変動について考慮されておらず、市場要求を十分満たしているとは言えない。
【０００９】
光学ガラス製造や光学素子の加工時において、鉛（Ｐｂ）化合物や砒素（Ａｓ）化合物やなどの環境負荷が高い成分を含むと、大気や水質への汚染物質の拡散防止に特別な措置が必要となるなどの不利益が生じる。また、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）イッテルビウム（Ｙｂ）などの希少な鉱物資源を大量に使用することは、生産コストが高くなるだけでなく、資源回収のためのコストや労力が必要となってしまう。
【００１０】
環境負荷が高い成分をガラス組成に含まない屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である様々なガラス組成物が特許文献３〜６に開示されているが、実使用環境における結像特性の変動についての考慮は、成されていない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２９２３３９号公報
【特許文献２】特開２００５−３７６５１号公報
【特許文献３】特開２００６−９６６１０号公報
【特許文献４】特開２００３−２３８１９８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６１５０６号公報
【特許文献６】特開平０８−２５９２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような事情のもとで、高強度の光に曝される環境下で使用しても結像特性影響を受けにくい、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である複屈折が生じにくいガラスを環境負荷が高い成分及び希少な鉱物資源を大量に用いることなく提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、前記目標を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含有させ、かつ構成成分の比率を調整することにより、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下を実現するガラスを、環境負荷が高い成分及び希少鉱物資源を大量に使用することなく作製し、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明をなすに至った。その構成を以下に示す。
【００１４】
（構成１）
酸化物基準で、ＳｉＯ２を１．０〜３０．０質量％含有し、Ｂ２Ｏ３を３．０〜４５．０質量％含有し、Ｌａ２Ｏ３を１．０〜６０．０質量％含有し、ＢａＯを０〜６０．０質量％含有し、かつ、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計が３０．０〜６５．０質量％のガラスであって、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とするガラス。
（構成２）
屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、アッベ数（νｄ）が４５〜６０の範囲の光学恒数を有することを特徴とする構成１に記載のガラス。
（構成３）
構成１又は２に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表示で、
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
Ｃｓ２Ｏ  ０〜５．０％、及び／又は
ＭｇＯ  ０〜５．０％、及び／又は
ＣａＯ  ０〜１５．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１５．０％、及び／又は
ＺｎＯ  ０〜１０．０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０．０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜１５．０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜２５．０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３  ０〜５．０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜５．０％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜２．０％、及び／又は
ＴｉＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
ＺｒＯ２  ０〜１０．０％、及び／又は
ＳｎＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
ＴｅＯ２  ０〜３．０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５  ０〜５．０％、及び／又は
ＷＯ３  ０．０〜５．０％、及び／又は
を含み、かつ上記酸化物の質量に対する実際に含有されるＦ原子の質量を質量百分率で現したＦの合計量が、０〜３．０％であることを特徴とするガラス。
（構成４）
構成１〜３のいずれか一項に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表示で、
ＴｉＯ２  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
ＳｎＯ２  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜１．０％未満、及び／又は
Ｂｉ２Ｏ３  ０．０〜１．０％未満を含有し、
ＰｂＯなどの鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３などの砒素化合物を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
（構成５）
構成１〜４のいずれか一項に記載のガラスであって、質量％比  （ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が、０．８０以上２．０未満であり、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であり、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が１．５×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とするガラス。
（構成６）
構成１〜５のいずれか一項に記載のガラスであって、酸化物基準の質量％表記で
ＳｉＯ２  ３．０〜２７．０％未満
Ｂ２Ｏ３  ５．０〜４２．０％未満
Ｌａ２Ｏ３  １．０〜４２．０％未満
ＢａＯ  ０〜５５．０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
ＺｎＯ  ０〜６．０％未満、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜６．０％未満、及び／又は
ＺｒＯ２  ０〜７．０％未満、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜１６．０％未満、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
Ｃｓ２Ｏ  ０〜３．０％、及び／又は
ＭｇＯ  ０〜２．０％、及び／又は
ＣａＯ  ０〜１３．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１３．０％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％、及び／又は
但し、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）が、０〜３．０％
の各成分を含有し、ＳｉＯ２を１９．０％以上含有する場合、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｎＯから選ばれる成分の一種類以上を０．１％〜３．０％未満含有することを特徴とするガラス。
（構成７）
酸化物基準の質量％表記で、
ＳｉＯ２  ３．０〜１０．０％
Ｂ２Ｏ３  ３３．０〜４１．０％未満
Ｌａ２Ｏ３  ３５．０〜４２．０％未満
ＢａＯ  ０．５〜１０．０％、
ＣａＯ  ２．０〜１２．０％
ＺｎＯ  １．０〜６．０％未満
ＺｒＯ２  １．０〜６．０％未満
Ａｌ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．５％未満、及び／又は
Ｎａ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ  ０〜２．０％、及び／又は
ＳｒＯ  ０〜１０．０％、及び／又は
ＴｉＯ２  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３  ０．０〜５．０％未満、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３  ０〜５．０％未満、及び／又は
Ｙ２Ｏ３  ０〜１．０％未満、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３  ０〜１．０％
但し、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）が、０〜２．０％
但し、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計が３５．０〜５０．０％
の各成分を含有し、ＰｂＯなどの鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３などの砒素化合物及び弗素（Ｆ）イオンを含有せず、質量％比（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が、０．９０以上２．０未満であり、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であり、質量％比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が、１．０以下であり、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が１．３×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とする、屈折率（ｎｄ）１．６８〜１．７２、アッベ数（νｄ）５１〜５８であるガラス。
（構成８）
構成１〜７のガラスを母材とするレンズ・プリズム等の光学素子。
（構成９）
構成１〜８のガラスをリヒートプレス加工して作成するレンズ・プリズム等の光学素子。
（構成１０）
構成１〜９のガラスで作成した光学素子および光学基板材料を使用するカメラ・プロジェクタなどの光学機器。
【発明の効果】
【００１５】
前記各構成を採用することにより、高強度の光に曝される環境下で使用しても結像特性影響を受けにくい、所定の光学恒数を有し、複屈折が生じにくいガラスを環境負荷が高い成分及び希少な鉱物資源を大量に用いることなく提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の複屈折が生じにくいガラスについて説明する。
前記構成１の光学ガラスは、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とし、このα×β×（１−τ）という指標は、高強度の光に曝される使用環境下における結像特性の変化量を示す。より具体的に説明すると、平均熱膨張係数αが大きいほど、使用環境の温度変化に対して光学素子の膨張率（体積変化）が大きいことを意味するため、治具などで固定されている光学素子には、大きな熱応力が発生することを意味する。また、光弾性定数βが大きいほど、生じた熱応力によって生じる複屈折が大きいことを意味する。また、（１−τ）が大きいほど、高強度の光に曝された場合に、光吸収が大きく、吸収された光エネルギーの一部は熱に変換されるので、ガラス自体が発熱し、冶具で固定されている光学素子に大きな熱応力を生じさせる。すなわち、α×β×（１−τ）がより小さいほど、高強度の光に曝される使用環境において、結像特性の変化が少ないことを示唆し、レンズ、プリズム等の光学用途としては、当該計算値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることが好ましく、１．５×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることがより好ましく、１．３×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることがより好ましい。
【００１７】
ガラスの計算式α×β×（１−τ）の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下を実現するために、構成１では、酸化物基準で、ＳｉＯ２を１．０〜３０．０質量％含有し、Ｂ２Ｏ３を３．０〜４５．０質量％含有し、Ｌａ２Ｏ３を１．０〜６０．０質量％含有し、ＢａＯを０〜６０．０質量％含有し、かつ、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計が３０．０〜６５．０質量％であることを特徴とする。
個々の成分について説明すると、ＳｉＯ２成分は安定なガラス形成を促し、光学ガラスとして好ましくない失透（結晶物の発生）や脈理（ガラス内部の不均一性）を抑制する効果があるが、過剰に含有させると屈折率（ｎｄ）が小さくなり、光弾性定数βが著しく増大し、所望の特性を得にくくなるため、その上限は、３０．０質量％未満であり、より好ましくは２７．０質量％未満、最も好ましくは１０．０質量％以下の量で含有し、好ましくは１．０質量％、より好ましくは２．０質量％、最も好ましくは３．０質量％を下限とする。ＳｉＯ２成分は、任意の原料形態で含有させることができるが、酸化物（ＳｉＯ２）、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６、の形態で導入することが好ましい。
Ｂ２Ｏ３成分は、ＳｉＯ２成分と同様に安定なガラス形成を促し、小さな平均線熱膨張係数を実現するために、不可欠な成分である。しかしその量が少なすぎると安定なガラスが得にくくなり、その量が多すぎると屈折率（ｎｄ）が小さくなり、光弾性定数βが著しく増大し、所望の特性を得にくくなる。好ましくは４５．０質量％、より好ましくは４２．０質量％未満、最も好ましくは４１．０質量％未満を上限とし、好ましくは３．０質量％、より好ましくは５．０質量％、最も好ましくは３３．０質量％を下限とする。Ｂ２Ｏ３成分は、Ｈ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４などの原料形態で含有させることができるが、Ｈ３ＢＯ３の形態で導入することが好ましい。
Ｌａ２Ｏ３成分は、光弾性定数βを小さくする効果が高いガラス修飾成分で有り、屈折率を高め、適切なアッベ数を実現する効果（特にガラスに低分散特性を与える効果）を持ち合わせ、かつ、高い内部透過率を実現するために、不可欠な成分である。所望の計算式の値を実現するためには、少なくとも、１．０質量％を含有することが必要であり、一方、その量が多すぎると、相対的に、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３の含有量が少なくなり、ガラスが不安定化し失透などが生じやすくなる。好ましくは、６０．０質量％、より好ましくは、５０．０質量％、最も好ましくは、４２．０質量％未満を上限とし、好ましくは、１．０質量％、より好ましくは、３．０質量％、最も好ましくは、３５．０質量％を下限とする。Ｌａ２Ｏ３成分は任意の原料形態で含有させることができるが、好ましくは、酸化物（Ｌａ２Ｏ３）、硝酸塩及び硝酸塩水和物（Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数））の形態で導入することが好ましい。
ＢａＯ成分は、Ｌａ２Ｏ３成分と同様の効果が得られるため、０.０〜６０．０質量％の範囲で任意に、或いは、Ｌａ２Ｏ３成分と置換して含有させることが可能であるが、その量が多すぎると、ガラスの化学的耐久性が著しく悪化しやすくなるため、好ましくない。好ましくは、６０．０質量％、より好ましくは、５５．０質量％、最も好ましくは、１０．０質量％未満を上限とし、最も好ましくは、０．５％を下限とする。ＢａＯ成分は、様々な形態で導入させることができるが、炭酸塩（ＢａＣＯ３）及び／又は硝酸塩（Ｂａ（ＮＯ３）２）の形態で導入することが好ましい。
ここで、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）量は、所望の屈折率、アッベ数、光弾性定数、内部透過率を実現するために、好ましくは６５．０質量％、より好ましくは、６０．０質量％、最も好ましくは、５０．０質量％を上限とし、好ましくは、３０．０質量％、より好ましくは、３３．０質量％、最も好ましくは、３５．０質量％を下限とする。
【００１８】
前記構成２のガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、アッベ数（νｄ）が４５〜６０の範囲の光学恒数を有することを特徴としており、様々な光学素子及び光学設計に有用である。
【００１９】
前記構成３のガラスにおいて、記載の範囲の成分を含有させることにより、構成１及び２に記載の特性を安定に実現できる。個々の成分の限定理由について、説明する。
アルカリ金属酸化物成分（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ）は、ガラスの熔融性を向上させる効果が得られるため、任意に含有させることが可能であるが、大量に含有させると、平均熱膨張係数αが増大したり、屈折率が低くなり、ガラスが不安定化して失透発生などの好ましくない現象が生じやすくなるため、それぞれ、質量％表示で０．０〜５．０％の範囲とすることが好ましい。より好ましい上限値は、Ｌｉ２Ｏ成分は、２．０質量％、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ成分は３．０質量％である。平均熱膨張係数αを増大させる効果とガラスを不安定化させる効果は、イオン半径が小さいほど大きいため、最も好ましい上限は、Ｌｉ２Ｏ成分は、０．５質量％未満、Ｎａ２Ｏ成分は、２．０質量％以下、Ｋ２Ｏ成分は、２．０質量％である。Ｃｓ２Ｏ成分は、高価であるため、一切含有しないことが最も好ましい。アルカリ金属酸化物成分は、炭酸塩（Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３）、硝酸塩（ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＣｓＮＯ３）、弗化物（ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＫＨＦ２）、複合塩（Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６）など、様々な形態で導入させることが可能であるが、炭酸塩及び／又は硝酸塩で導入することが好ましい。
ＢａＯを除くアルカリ土類金属酸化物成分（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ）は、ガラスの屈折率と光弾性定数を調整する効果が得られるため、任意に含有させることが可能であるが、大量に含有させると、所望の光学恒数（特に屈折率）を実現できにくくなり、特にＭｇＯ成分は光弾性定数を著しく大きくさせやすいため、０．０〜５．０質量％、ＣａＯ及びＳｒＯ成分は、それぞれ０．０〜１５．０質量％の範囲とすることが好ましい。より好ましい上限値は、ＭｇＯ成分は２．０質量％、ＣａＯ及びＳｒＯ成分はそれぞれ１３．０質量％である。最も好ましい上限値は、ＭｇＯ成分は一切含有せず、ＣａＯ成分は、１２．０質量％以下、ＳｒＯ成分は、１０．０質量％以下である。なお、ＣａＯ成分は、低分散特性を実現しつつ、ガラス比重を小さくできるため、最も好ましくは、２．０質量％以上を含有する。これらのアルカリ土類金属酸化物成分は、炭酸塩（ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、）、硝酸塩（Ｓｒ（ＮＯ３）２）、弗化物（ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２）などの様々な形態で導入させることができるが、炭酸塩及び／又は硝酸塩及び／又は弗化物の形態で導入することが好ましい。
ＺｎＯ成分は、ガラスの熔融性を向上させる一方で、平均熱膨張係数αを小さくする効果が得られるため、０〜１０．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させると、可視領域の短波長側の透過率を悪化させ、光弾性定数βを著しく増大させる性質を持っているため、所望の特性を実現しにくくなる。より好ましくは７．０質量％、最も好ましくは、６．０質量％未満を上限とする。ガラスの熔融性を向上させる効果を十分得るためには、１．０質量％以上含有させることが、最も好ましい。ＺｎＯ成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（ＺｎＯ）及び／又は弗化物（ＺｎＦ２）の形態で導入することが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３成分は、光学ガラス及び光学素子の化学的耐久性を向上させ、熔融ガラスの耐失透性を向上させる効果が得られるため任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させると、屈折率が著しく低下し、光弾性定数が大きくなってしまう。したがって、好ましくは１０．０質量％、より好ましくは２．０質量％、最も好ましくは１．０質量％未満を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、水酸化物（Ａｌ（ＯＨ）３）、弗化物（ＡｌＦ３）の形態で導入することが好ましい。
Ｙ２Ｏ３成分は、屈折率及び分散を調整する効果を有する任意成分であるが、大量に含有させると失透性が悪化するばかりでなく、希少鉱物資源であるため、大量に含有させると製造コストが高くなってしまう。その上限値は、好ましくは１５．０質量％、より好ましくは６．０質量％未満、最も好ましくは１．０質量％である。Ｙ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｙ２Ｏ３）或いは弗化物（ＹＦ３）の形態で導入することが好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３成分は、Ｙ２Ｏ３成分と同様に、屈折率を高め分散を小さくする効果が得られ、光弾性定数を小さく維持する効果が得られる任意成分である。しかし、過剰に含有させると失透が発生しやすくなるばかりでなく、希少鉱物資源であるため、大量に含有させると製造コストが高くなってしまう。したがって、その上限値は、好ましくは２５．０質量％、より好ましくは１６．０質量％未満、最も好ましくは５．０質量％未満である。ガラスの様々な特性を考慮するに当たり、Ｙ２Ｏ３成分とＺｒＯ２成分を含有させる場合には、Ｇｄ２Ｏ３成分は、一切含有しないことが好ましい。Ｇｄ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｇｄ２Ｏ３）或いは弗化物（ＧｄＦ３）の形態で導入することが好ましい。
Ｌｕ２Ｏ３成分は、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３成分と同様に、高屈折率と低分散を実現する効果が得られるため、０〜５．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能であるが、希少鉱物資源であるため、過剰に含有させるのは好ましくない。より好ましい上限値は、３．０質量％、最も好ましくは、一切含有しない。Ｌｕ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｌｕ２Ｏ３）で導入することが好ましい。
Ｙｂ２Ｏ３成分は、屈折率調整のため０．０〜５．０質量％の範囲で任意に添加することが可能であるが、光弾性定数βを増大させる性質があるため、その上限は、５．０質量%である。しかし、この成分も希少鉱物資源であるため大量に含有させると製造コストが高くなるため、より好ましい上限値は、１．０質量％未満であり、最も好ましくは、一切含有しないことである。Ｙｂ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｙｂ２Ｏ３）の形態で導入することが好ましい。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡材としての効果が得られるため、０〜２．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能であるが、上限を超えて含有させると、特に可視領域短波長の内部透過率が著しく悪化し、所望の特性（計算式＝２．０以下）を実現しにくくなるばかりでなく、ガラス熔融時に過度の発泡が生じたり、熔解設備（特にＰｔなどの貴金属）と合金化する恐れがあるため、上限を超えて含有させてはならない。好ましい上限は１．０質量％である。Ｓｂ２Ｏ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５）或いはＮａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏの形態で導入することが好ましい。
ＴｉＯ２成分は、化学的耐久性を向上させ、ソラリゼーションを抑制し、屈折率及びアッベ数の調整のために任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させるとガラスの着色が顕著になり、特に可視短波長（５００ｎｍ以下）の内部透過率が悪化する傾向にある。したがって、好ましい上限値は３．０質量％であり、より好ましい上限値は２．０質量％、最も好ましい上限値は１．０質量％未満である。ＴｉＯ２成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（ＴｉＯ２）の形態で導入することが好ましい。
ＺｒＯ２成分は、屈折率（ｎｄ）を高め、耐失透性を向上させる効果を有する任意成分であるが、この成分は、難熔融成分であるため、過剰に含有させると、ガラス製造時に高温での熔解を余儀なくされ、エネルギー損失が問題となる。一方、所定量含有させることにより失透を抑制する効果が得られる場合もある。したがって、好ましくは１０．０質量％、より好ましくは７．０質量％未満、最も好ましくは６．０質量％未満を上限とする。なお、ＺｒＯ２成分を添加しなくても、ガラスに失透が発生しない場合は、含有しなくとも差し支えないが、特に、Ｌａ２Ｏ３成分を大量に含有させる場合は、１．０質量％を下限とすることが好ましい。ＺｒＯ２成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（ＺｒＯ２）及び弗化物（ＺｒＦ４）の形態で導入することが好ましい。
ＳｎＯ２成分は、熔融ガラスの酸化抑制や清澄効果、光照射に対する透過率悪化を防ぐ効果が得られるため任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させると、熔融ガラスの還元によるガラスの着色の恐れや、熔解設備（特にＰｔなどの貴金属）と合金化する恐れがある。好ましくは３．０質量％を上限とし、より好ましくは１．０質量％、最も好ましくは、一切含有させないことである。ＳｎＯ２成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（ＳｎＯ、ＳｎＯ２）、弗化物（ＳｎＦ２、ＳｎＦ４）の形態で導入することが好ましい。
ＴｅＯ２成分は、ガラス熔融時の清澄作用を促進する効果が得られるため、０〜３．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させると、ガラスへの着色が顕著になり、内部透過率が悪化しやすくなる。より好ましい上限値は、１．５質量％、最も好ましくは、一切含有しない。ＴｅＯ２成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（ＴｅＯ２）で導入することが好ましい。
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの熔融性を向上させる効果が得られるため任意に含有させることが可能であるが、過剰に含有させるとガラスの耐失透性が著しく悪化しやすくなり、失透の無い光学ガラスを得にくくなるため、好ましくない。したがって好ましくは５．０質量％を上限とし、より好ましくは１．０質量％、最も好ましくは、一切含有しない。Ｐ２Ｏ５成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、Ａｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４の形態で導入することが好ましい。
Ｔａ２Ｏ５成分は、屈折率を高め、ガラスを安定化させる効果が得られるため、５．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能である。しかし、Ｔａ２Ｏ５成分は、希少鉱物資源であり原料価格が高く、難熔融成分であり、ガラス製造時に高温熔解を余儀なくされるため、生産コストが増大するばかりでなく、光弾性定数βを著しく増大させる特性を持つため、その含有量の上限は、５．０質量％が好ましい。より好ましい上限値は、３．０質量％、最も好ましくは、一切含有しないことである。Ｔａ２Ｏ５成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｔａ２Ｏ５）の形態で導入することが好ましい。
Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３成分は、屈折率を高め分散を大きくする効果があり、化学的耐久性を向上させる効果が得られるため、０〜５．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能である。しかし、Ｎｂ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分は特に可視短波長（５００ｎｍ以下）の内部透過率が悪化する傾向があり、光弾性定数βを著しく増大させる特性を持つため、その含有量の上限は、５．０質量％が好ましい。より好ましい上限値は、１．０質量％、最も好ましくは、一切含有しないことである。Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３成分は、任意の原料形態で導入させることができるが、酸化物（Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３成分）の形態で導入することが好ましい。
Ｆ成分は、アッベ数を大きくする効果や光弾性定数βを小さくする効果、可視領域短波長の内部透過率の改善効果が得られるため、０〜３．０質量％の範囲で任意に含有させることが可能であるが、上限を超えて含有させると、屈折率が低くなり平均線熱膨張係数αが増大する恐れがあるばかりでなく、脈理などの素地不良が生じやすくなる。より好ましい上限値は、１．０質量％、最も好ましくは、一切含有させないことである。Ｆ成分は、上述した各種酸化物の導入において、原料形態を弗化物にて導入した際に、ガラス中に導入される。
なお、本明細書において使用される各成分の含有量の表記は、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、金属弗化物などが、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、組成物全体に対する各成分の当該生成酸化物の質量％を表すものであり、フッ化物の場合は生成酸化物の質量に対する実際に含有されるＦ原子の質量を質量百分率で現したものである。
【００２０】
Ｔｉを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独または複合して少量含有した場合でも着色してしまい、可視域の特定の波長に吸収を生じさせるため、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。さらに、Ｐｂ、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ａｓ、Ｏｓ、Ｂｅ、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ため、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まないことが好ましい。
【００２１】
前記構成４のガラスにおいて、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３の各成分は、ガラスの着色や可視領域短波長の内部透過率悪化の懸念から、それぞれ０．０〜１．０質量％未満の範囲とすることが好ましい。Ｙｂ２Ｏ３成分は、希少鉱物資源の大量消費を避ける観点から、０．０〜１．０質量％未満の範囲とする。
ＰｂＯなどの鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３などの砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しない。なお、本明細書中において「実質的に含有しない」とは、例えば不純物等で混入されるなど不可避な混入を除き、含有しないことを意味する。
【００２２】
前記構成５の光学ガラスにおいては、より高精度かつ高精細な用途の光学素子に利用するために、ガラスの計算式α×β×（１−τ）の値は１．５×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることが好ましい。
上記計算式の数値を実現するためには、質量％比  （ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が０．８０以上２．０未満であり、かつ質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であることが望ましい。ここで、分子（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は、ガラス構成成分の中でも、光弾性定数を小さくし、かつ、可視領域の短波長内部透過率を高くできる成分の合計である。一方の分母（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）は、ガラス構成成分の中で、安定なガラス形成を促し、平均熱膨張係数を小さくする効果がある成分であるが光弾性定数を著しく大きくする成分の合計である。従って、この質量％比が大きすぎると、ガラスが不安定になり、失透などの不具合や化学的耐久性の悪化という、好ましくない現象が生じ、一方、この質量％比が小さすぎると、光弾性定数が著しく増大し、所望の計算式の値を実現しにくくなる。すなわち、これらの比率を一定範囲内に調整することで、所望の計算式の値を持つガラスが安定に得られるのである。より好ましい範囲は、０．８５〜１．８０、最も好ましくは、０．９０〜１．５０である。
また、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２の３成分を共存させること（すなわち、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０でないこと）は、好ましくない。これは、安価にガラスを製造するに当り、希少鉱物資源であるＧｄ２Ｏ３とＹ２Ｏ３を含有し、かつ、難熔融成分であるＺｒＯ２をも含有することは、原料価格の上昇と消費エネルギー増大が重なることを意味し、製造コストの上昇につながるためである。
【００２３】
構成６は、構成１〜５で述べた複屈折が生じにくいガラスを作製するのに適する、具体的な構成成分の割合を示したものである。個々の成分の効果については、前述のとおりである。
ここで、ＳｉＯ２成分を１９．０質量％以上含有する場合は、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ及びＺｎＯから選ばれる成分の一種類以上を０．１〜３．０質量％の範囲で含有させることが好ましい。その理由は、前述したとおり、ＳｉＯ２成分を多く含有させると、熔融性が悪化してしまうため、原料の熔融を促進するＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ及びＺｎＯから選ばれる一種類以上を含有させることで、熔解温度を低くできるからである。
なお、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）は、０．０〜３．０％とすることが好ましい。この合計量が３．０質量％を超えると、特に、化学的耐久性の悪化を招くばかりでなく、平均熱膨張係数の増大によって、計算式＝１．５×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下を実現しにくくなるため、好ましくない。
【００２４】
構成７は、前述の構成１〜６で説明した複屈折が生じにくいガラスの中でも、−３０〜＋７０℃の平均線膨張係数をα、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数をβ、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)をτであらわした時、計算式α×β×（１−τ）の値が１．３×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]以下であることを特徴とする、屈折率（ｎｄ）１．６８〜１．７２、アッベ数（νｄ）５１〜５８であるガラスを、安価かつ安定に作製するための最も適した構成である。
より高精度の光学素子や光学設計に用いるためには、計算式α×β×（１−τ）の値がより小さい方が好ましいが、屈折率やアッベ数も光学素子及び光学系の特性を決定付ける大事な要素である。例えば、同一のレンズ形状（曲率や肉厚）であれば、屈折率が高いほど焦点距離は短くできるため、装置全体のコンパクト化には、高屈折率のガラスが有用であるため、計算式の値と光学恒数（屈折率やアッベ数）のバランスの取れたガラスは有用性が高い。
上記特性を実現するために適したガラス構成成分の効果は前述のとおりである。
ガラスの耐失透性を維持しつつＬａ２Ｏ３を大量に含有させるために、ＳｉＯ２成分は、３．０〜１０．０質量％の範囲で含有させることが好ましく、Ｂ２Ｏ３成分は、３３．０〜４１．０質量％未満の範囲とすることが好ましい。
ここで、質量％比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３を１．０以下とすることにより、ガラスが著しく不安定になることなく、大量のＬａ２Ｏ３を大量に含有させることが可能となりつつ、ガラス熔融時に熔け残り（主として、ＳｉＯ２を含む難熔融性の結晶）の発生を抑制し、良好な生産性を維持することが可能となる。
構成７のガラスにおいて、所望の計算式の値を実現するために、Ｌａ２Ｏ３成分は重要な成分であり（光弾性定数βを小さくする効果が高いガラス修飾成分で有り、屈折率を高め、適切なアッベ数を実現する効果を持ち合わせ、かつ、高い内部透過率を実現できる）、３５．０〜４２．０質量％未満の範囲で含有させることが好ましい。３５．０質量％を下回ると、所望の計算式の値を実現できず、４２．０質量％を超えると、ガラスの耐失透性が悪化する。
ＢａＯ成分はＬａ２Ｏ３成分と同様に、所望の計算式の値を実現するために、０．５〜１０．０質量％の範囲で含有させることが好ましい。ＢａＯの含有量を１０．０％以下にすることで特に化学的耐久性が良好となり、０．５％以上とすることにより、計算式「α×β×（１−τ）」において、所望の値を実現しやすくなる。
ここで、ＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計量は、３５．０〜５０．０質量％であることが、特に好ましい。３５．０質量％以上とすることで、特に小さな光弾性定数と適切な屈折率と高い内部透過率を実現しやすくなり、一方、５０．０質量％以下とすることで、特にガラスの耐失透性が向上しやすくなり、生産性の向上を期待できる。
ＣａＯ成分は、ガラスの化学的耐久性を向上させ、屈折率及びアッベ数の調整に有効であり、２．０〜１２．０質量％の範囲で含有させることにより、十分な化学的耐久性を実現することができる。
ＺｎＯ成分は、ガラスの熔融性の向上及び、適切な平均熱膨張係数を実現するために有効であるが、１．０質量％以上とすることによりガラスの熔融性が悪くならず、高温熔解する必要がなくなり、可視領域短波長の内部透過率の悪化の心配がなくなる。一方、６．０質量％以下の量で含有させると、光弾性定数を小さく保ち、所望の計算式の値を実現しやすくなる。
ＺｒＯ２成分は、耐失透性と化学的耐久性の向上を目的として、１．０〜６．０質量％未満の範囲で添加できるが、特にこの範囲内にすることにより、耐失透性及び化学的耐久性の向上効果が期待でき、ガラス製造時により低温で溶解できるようになり、エネルギー消費を低減できる。
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果がある。特に１．０質量％未満を上限として添加することで、屈折率が下がりすぎることを防止し、所望の屈折率を実現しやすくなる。
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの熔融性を向上させる効果が得られるため、任意に含有させることが可能であるが、平均熱膨張係数の増大、及び、屈折率低下を防止する目的から、０．０〜０．５質量％未満の範囲で含有させることが特に好ましい。
Ｎａ２Ｏ成分もガラスの熔融性向上効果が得られ、Ｌｉ２Ｏ成分よりは、平均熱膨張係数の増大を招かないため、０．０〜２．０質量％の範囲で含有させることが特に好ましい。
Ｋ２Ｏ成分もガラスの熔融性向上効果が得られ、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ成分よりも屈折率を低下させないため、０．０〜２．０質量％の範囲で含有させることが特に好ましい。
ここで、アルカリ金属酸化物の合計量（ΣＲ２Ｏ）は、０．０〜２．０質量％とすることが特に好ましい。ガラスの熔融性向上効果を得るには、２．０質量％以下で十分であり、それ以上の添加は、化学的耐久性の悪化や平均熱膨張係数の増大を招くことがある。
ＳｒＯ成分は、光弾性定数を小さく維持しつつ、屈折率やアッベ数を調整するため、０．０〜１０．０質量％の範囲で含有させることが特に好ましい。
ＴｉＯ２成分は、高い内部透過率を実現するために、その範囲は、０．０〜１．０質量％未満の範囲とすることが好ましい。
Ｙｂ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３成分は、屈折率の調整のために、それぞれ０．０〜５．０質量％未満の範囲で含有させることが特に好ましいが、希少鉱物資源であるため、５．０質量％以上を含有させることは好ましくない。最も安価に所望の特性を持つガラスを実現するためには、一切含有しないことである。
Ｙ２Ｏ３成分は、屈折率の調整を目的として、０．０〜１．０質量％未満の範囲で含有させることが特に好ましいが、希少鉱物資源であるため、最も安価に所望の特性を持つガラスを実現するためには、一切含有しないことである。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの脱泡材としての効果が得るため、０．０〜１．０質量％の範囲とすることが好ましい。上限を超えて添加すると、可視領域短波長の内部透過率が悪化し、所望の特性を実現しにくくなるため、好ましくない。
また、弗素（Ｆイオン）は、前述の不利益があるため、一切含有しないことが好ましい。
酸化物基準での質量％比（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が、０．９０以上２．０未満、及び、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０であることの制限理由は、前述のとおりである。
【００２５】
構成８〜１０に記載のように、前記構成１〜７に記載の光学ガラスは、レンズ・プリズムなどの光学素子を作製するための母材として有用であり、その光学素子をカメラやプロジェクタに利用することにより、高精細で高精度な結像及び投影特性を実現できる。
【００２６】
本発明のガラスを母材としてレンズやプリズムを作製する手法の代表例として、構成９に、リヒートプレス加工を挙げたが、この製法に限定されることは無く、たとえば、モールドプレス加工などの技術を用いて、光学素子を作製することが可能である。
【実施例】
【００２７】
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、この例によってなんら限定されるものではない。
【００２８】
表１〜表４に、高強度の光に曝される環境下で使用しても結像特性影響を受けにくい、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である複屈折が生じにくいガラスを得るための好適な実施例（Ｎｏ．１〜２０）のガラス組成、−３０〜＋７０℃の平均線熱膨張係数α、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数β、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)τ、計算式α×β×（１−τ）、屈折率（ｎｄ）、アッべ数（νｄ）、各種の成分含有率の比及び含有率和を示す。
【００２９】
また、表５に公知の光学ガラスの比較例（Ｎｏ．Ａ及びＢ）のガラス組成及び各種物性値を示す。ここで、比較例Ａは、特開２００６−９６６１０号公報の実施例２であり、実施例Ｂは、特開平０８−２５９２５７の実施例１である。なお、表中の屈折率（ｎｄ）、アッべ数（νｄ）はそれぞれの公報記載値である。
【００３０】
得られた光学ガラスについて、−３０〜＋７０℃の平均線熱膨張係数（α）、波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数（β）、４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)（τ）、屈折率（ｎｄ）、アッべ数（νｄ）、を以下のようにして測定した。
（１）−３０〜＋７０℃の平均線熱膨張係数（α）
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法に準じ、測定した。ここで、評価温度範囲は−３０〜＋７０℃とし、試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用した。
（２）波長５４６．１ｎｍにおける光弾性定数（β）
光弾性定数（β）は、試料形状を対面研磨した直径２５ｍｍ、厚さ８ｍｍの円板状とし、所定方向に圧縮荷重を加え、ガラスの中心に生じる光路差を測定し、δ＝β×ｄ×Ｆの関係式により求めた。５４６．１ｎｍ測定光源は超高圧水銀灯を使用した。上記の式では、光路差をδ（ｎｍ）、ガラスの厚さをｄ（ｃｍ）、応力をＦ（Ｐａ）として表記している。
（３）４２０ｎｍにおける内部透過率(１０ｍｍ厚)（τ）
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１７−１９８２（光学ガラスの内部透過率の測定方法）に記載された方法に準じ、測定した。
（４）屈折率（ｎｄ）及びアッべ数（νｄ）
徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
【００３１】
【表１】
2008019104.tif 000002
【００３２】
【表２】
2008019104.tif 000003
【００３３】
【表３】
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【００３４】
【表４】
2008019104.tif 000005
【００３５】
【表５】
2008019104.tif 000006
【００３６】
表１〜４に記載の本発明の実施例のガラスは、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、水酸化物、メタ燐酸化合物などの通常の光学ガラス原料を用いて、所定の割合で秤量・混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１１００〜１３５０℃の温度範囲で３〜４時間熔融し、攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから、金型などに鋳込み、徐冷することにより得られた。
【００３７】
表１〜４に示したとおり、本発明の好ましい実施例ではいずれも所望の光学恒数、計算式α×β×（１−τ）を実現できることが分かった。一方、表５に示した比較例では、比較例Ａは、ＺｎＯを多く含有していること及び質量％比（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が０．８０未満であるため、光弾性定数βが大きくなってしまい、計算式の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]を超えてしまう。また、比較例Ｂは、ＺｎＯの含有量は少ないが、Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なく、質量％比（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）が０．８０未満であるため、光弾性定数βが大きくなってしまい、計算式の値が２．０×１０−１２[Ｋ−１×ｎｍ×ｃｍ−１×Ｐａ−１]を超えてしまう。いずれの比較例においても、質量％の乗算（Ｇｄ２Ｏ３×Ｙ２Ｏ３×ＺｒＯ２）が０でないため、安価に製造できるガラスとは言えない。
【００３８】
また、表１〜４に記載した実施例のガラスを、冷間加工或いはリヒートプレス加工したところ、失透などの問題は生じず、安定に様々なレンズやプリズム形状に加工できた。また、ガラスの軟化温度が比較的低い実施例のガラスについて、精密モールドプレス成型加工を実施したところ、良好なレンズを取得することが可能であった。
【００３９】
上述のように作製したレンズやプリズムをカメラやプロジェクタに搭載させ、結像特性を確認したところ、室温で取得した光学恒数を利用した光学設計で期待される結像特性が、高強度の光に曝される環境下、及び、高温（５０〜７０℃程度）動作時でも再現できることを確認した。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、高強度の光に曝される環境下で使用しても結像特性影響を受けにくい、屈折率（ｎｄ）が１．６３〜１．８０、かつ、アッベ数（νｄ）が４５〜６０である複屈折が生じにくいガラスを提供でき、この光学ガラスを使用して、高精度なカメラなどの撮像機器及びプロジェクタなどの画像投影（再生）機器のレンズやプリズムを安定に作成できる。