(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ2 １８〜２９％、ＰｂＯ ６６〜７８％、ＴｅＯ2０．１〜３．５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜６％、Ｌｉ2Ｏ ０．４〜５％を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．９０の範囲であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
厚さ１０±０．１ｍｍである場合に、透過率８０％で透過する光の波長が４２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
紫外域および／または可視域の光線を２．２Ｗ・ｃｍ-2の放射照度で１０分間照射することによる波長４５０ｎｍの光線の透過率の劣化率が３．０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
紫外域および／または可視域の光線を２．２Ｗ・ｃｍ-2の放射照度で１０分間照射することによる波長４５０ｎｍの光線の透過率の劣化率が１．０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項５】
４００〜８００ｎｍの波長範囲における光弾性定数（β）の絶対値が１．０×１０-5ｎｍ／ｃｍ／Ｐａ以下であることを特徴とする請求項1、２、３または４に記載の光学ガラス。
【請求項６】
さらに、質量％で、Ｎａ2Ｏ ０〜８％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０．４〜１０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜５％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１０％、ＧｅＯ2 ０〜５％、Ａｌ2Ｏ3０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、ただし、ＧｅＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１％を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項７】
質量％で、ＳｉＯ2 １８〜２９％、ＰｂＯ ６６〜７８％、ＴｅＯ2 ０．１〜３．５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜２％未満、Ｌｉ2Ｏ ０．４〜５％、Ｎａ2Ｏ ０〜８％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０．４〜１０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜５％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１０％、ＧｅＯ2 ０〜５％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、ただし、ＧｅＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１％を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．９０の範囲であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項８】
アッベ数（νｄ）が２８未満であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、プリズム等の光学素子や基板に用いるのに適し、特に偏光光学系中の光学素子や、偏光ビームスプリッター（以下ＰＢＳという）、空間光変調素子（以下ＳＬＭという）、偏光変換素子等の光偏光制御素子に用いるのに適した高屈折率の光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光を利用した光学系、すなわち偏光光学系は、液晶プロジェクター等様々な光学機器において利用されている。たとえば、液晶プロジェクター等の投射装置では、近年、高輝度化が進んでいるが、それにともない、投射装置の光学系中の各部に使用されている光学ガラスの透過率が経時劣化するという問題が生じている。
光学ガラスへ高輝度の放射照度が大きい光を照射すると、例えばソーラリゼーションのような望ましくない着色現象がしばしば生じ、ガラスの透過率の低下をもたらす。ソーラリゼーションは、一般的に紫外線領域波長の光をガラスに照射することにより生じるガラスの着色現象を指すが、光照射による着色現象はソーラリゼーションに限らず、可視域の波長の光をガラスに照射した場合に生じる可視光二光子吸収過程によるガラスの着色現象などをはじめ、様々な着色現象が報告されている。特に、鉛を含有するホウケイ酸ガラスに、可視域の波長の光を照射した場合、二光子吸収によりガラスの着色が生じ易いことが知られている。以上のように着色現象を誘引する照射光の波長や着色現象を生じるメカニズムは様々であっても、光照射によるガラスの着色現象はその結果としてガラスの透過率の劣化を招く。
【０００３】
これら様々な着色現象を防止するためには、光源の輝度（出力）低下や着色現象の原因となる有害波長の光をカットするフィルターを光学系中に組み込む等の手段が考えられるが、高輝度を保つことが必要とされる光学系（例えば、高輝度液晶プロジェクターの光学系など）では、これらの手段は、出力光量の低下へ直接つながるため望ましくない。
また、液晶プロジェクター等の投射装置においては、演色性を損なうことなく高輝度の光を投射するため、光学系に使用する光学ガラスは、長波長側から可視域の紫色領域に至るまでの波長の光線に対して優れた透過性を有することが求められる。
さらに液晶プロジェクター等の投射装置の光学系は、通常、偏光光学系であり、偏光特性をより高精度に制御することが望まれている。偏光光学系中の光学部品のうち、ＰＢＳやＳＬＭ等の偏光特性の保持が要求される光偏光制御素子のプリズムや基板等の部材に光学的に異方性を有する材料を用いると、透過した主光線とこれに直交する異常光線との間の位相差（光路差）が材料を透過する前と比較して変化し、偏光特性が保持できなくなるので、それらの素子には光学的に等方性を有する材料を使用する必要がある。
【０００４】
十分にアニールされ、除歪された光学的等方性を有する従来の光学ガラスを、偏光光学系中の偏光特性の保持が要求される光学部品に用いた場合でも、機械的応力や熱的応力がそれらのガラスに加わったときに、ガラスの光弾性定数の絶対値が大きいと光弾性効果による光学的異方性、すなわち複屈折性を示すようになり、その結果、所望の偏光特性が得難くなるという問題がある。
上記機械的応力は、たとえば、ガラスとは異なる熱膨張率を有する材料をガラスと接合したりすることにより生じ、また、上記熱的応力は、たとえば、周辺機器の発熱や、透過光のエネルギーを吸収することによるガラス自体の発熱により生じる。
【０００５】
これらの応力がガラスに加わることによりガラスが示す複屈折性の大きさは光路差で示すことができる。光路差をδ（ｎｍ）、ガラスの厚さをｄ（ｃｍ）、応力をＦ（Ｐａ）とすると下記の式（１）が成り立ち、光路差が大きいほど複屈折性が大きい。
δ＝β・ｄ・Ｆ      （１）
上記式（１）における比例定数（β）は光弾性定数と呼ばれており、その値はガラスの種類によって異なる。上記式（１）に示すとおり、ガラスに加わる応力（Ｆ）およびガラスの厚さ（ｄ）が同じ場合、光弾性定数（β）の絶対値が小さいガラスほど光路差（δ）、すなわち複屈折性が小さい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、偏光光学系中の光学部品の材料としては、主に、Ｓ−ＢＳＬ７（（株）オハラ商品名）や、他社の同等品、例えばＢＫ７（ショット  グラス社商標名）等のホウケイ酸ガラスが、長波長側から可視域の紫色領域に至るまでの波長の光線に対して優れた透過性を有し、かつ、安価で入手しやすいことから使用されている。しかし、これらの光学ガラスは、光弾性定数（β）の絶対値が大きく、例えば、Ｓ−ＢＳＬ７では、屈折率（ｎｄ）が１．５２、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）におけるβの値が２．７９×１０-5ｎｍ／ｃｍ／Ｐａであり、上述のように偏光光学系において偏光特性をより高精度に制御するために、光弾性定数（β）の絶対値がより小さい光学ガラスが強く求められており、また、光学設計上、より高屈折率の光学ガラスも必要とされている。
【０００７】
光弾性定数（β）の絶対値が小さい高屈折率光学ガラスとして、鉛高含有ガラスが２０世紀初頭から知られている。鉛高含有ガラスとして現在も製造、販売されている代表的なＳｉＯ2−ＰｂＯ系のガラス、例えば、ＰＢＨ５３（（株）オハラ商品名）や、屈折率（ｎｄ）がＰＢＨ５３と同じであるＳＦ５７（ショットグラス社商品名）などが上述の理由から、偏光光学系において、偏光特性をより高精度に制御するための材料として使用されるようになりつつある。例えば、ＰＢＨ５３は、屈折率（ｎｄ）が１．８５、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）における光弾性定数（β）が０．１×１０-5ｎｍ／ｃｍ／Ｐａ未満であり、高い屈折率と、偏光特性をより高精度に制御するのに十分に絶対値が小さい光弾性定数（β）、すなわち低光弾性定数を有している。
【０００８】
ところが、これらの従来の鉛高含有ガラスは、可視域の青色領域の短波長側から紫色領域にかけての光線透過性が悪い。例えばＰＢＨ５３およびＳＦ５７は、共に、厚さ１０±０．１ｍｍのこれらのガラスを、反射損失を含み透過率８０％で透過する光線の波長の限界値が４４０ｎｍであり、これより短波長域では透過率が８０％を下回る。これらのガラスを偏光光学系に使用すると、例えば、液晶プロジェクター等の偏光光学系の中で青色光（Ｂ光）、緑色光（Ｇ光）および赤色光（Ｒ光）の３原色に分解された光の強度に差が生じ、投射光の演色性を保つためには、強度が低くなった青色光（Ｂ光）に合わせて、他の２色光の強度を減じる必要があり、その結果、液晶プロジェクター等の投射装置から投写される光の光量が十分でなくなるという問題がある。
【０００９】
以上のガラスの他に光弾性定数（β）の絶対値が小さいガラスとして、例えば、特開平７−２１５７３２号公報には、ＳｉＯ2−アルカリ金属酸化物−ＰｂＯ系の偏光光学系用光学ガラスが開示されている。しかし、このガラスは、透過率の劣化率（光線を透過させた前後における透過率の減少の程度、以下では劣化量ということもある）が大きく、また、透過率劣化が生じる前においても、青色領域の短波長側から紫色領域にかけての光線透過性が十分ではなく、さらに溶融、清澄時における溶融ガラスの泡切れが悪く、溶融ガラスを十分に攪拌することにより脈理を消失させてガラスを均質化することはできるが、得られたガラス中に泡が残るため光学部品には適さない。
【００１０】
特開平９−４８６３１号公報には、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3および／またはＡ１2Ｏ3系の偏光光学系用光学ガラスが開示されている。このガラスは、透過率の劣化量は小さく、前記公報のガラスよりもやや光線透過性がよいものの、やはり、透過率劣化が生じる前の青色領域の短波長側から紫色領域にかけての光線透過性が十分に改善されておらず、また溶融、清澄時において溶融ガラスの泡切れが悪く、前記公報のガラスと同様に脈理を消失させてガラスを均質化することはできるが、得られたガラス中に泡が残るため光学部品とするのが困難である。
また、特開平８−２５９２５９号公報には、ＳｉＯ2−Ｒ2Ｏ−ＰｂＯ−フッ素系の偏光光学系用光学ガラスが開示されている。このガラスは、前記二つの公報のガラスよりも泡切れが良いが、透過率の劣化量が前記二つの公報のガラスと比べて格段大きく、その原因は、フッ素成分であると思われる。
【００１１】
ところで、光学ガラスは、ガラス溶融、清澄時の作業効率と、製造するガラスの歩留りを良くするために、少なくとも溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている容器（白金坩堝や白金製の槽）中で溶融、清澄されるのが一般的であり、特に、高温で溶融する必要があるガラスを清澄する容器は白金で形成するのが通常である。
ところが、前記ＰＢＨ５３、ＳＦ５７および前記３つの公報のガラスのようにＰｂＯを多量に含むガラスでは、特に、溶融、清澄時に容器の白金がガラス中に溶け込みやすいため、光線透過性が悪くなりやすい。
【００１２】
そのため、特開平９−４８６３１号公報および特開平８−２５９２５９号公報のガラスのように泡切れが悪いガラスの場合、清澄時の温度を高くすれば、泡切れが良くなり、泡が少ないまたは泡のないガラスを得ることができる場合もある。しかし、温度を高くすると、容器からガラス中に溶け込む白金の量が多くなって得られるガラスの光線透過性が益々悪くなる。逆に清澄時の温度を低くするとガラス中に溶け込む白金の量は少なくなり、光線透過性はかなり良くなるが、泡切れがさらに悪くなる。
【００１３】
また、特開平８−２５９２５９号公報のガラスは、清澄時の温度が低い場合、光線透過率の良いガラスを得ることができるが、泡切れが悪く、清澄時にガラスから揮発するフッ素の量が少ないため、透過率の劣化量が格段に大きくなる。また、清澄時の温度を高くすると、泡切れが良くなるとともに、溶融ガラスから揮発するフッ素の量が多くなるため、透過率の劣化量は多少小さくなるが、このガラスは、同号公報に記載されているようにフッ素を導入することで短波長域の透過率を向上させているため、容器からガラス中に溶け込む白金の量が多くなることとあいまって、得られるガラスの光線透過率が非常に悪くなる。
【００１４】
本発明の目的は、前記従来の諸問題を総合的に解決し、紫外域および／または可視域の光線が照射されたことによる透過率劣化量が少なく、長波長側から可視域の紫色領域に至るまでの波長の光線に対して優れた透過性を有し、かつ、溶融、清澄時において溶融ガラスの泡切れがよく清澄性に優れたガラスであって、さらに上記諸特性に加えて、絶対値が小さい光弾性定数（β）を有し、レンズ、プリズム等の光学素子や基板に用いるのに適し、特に偏光光学系中の光学素子やＰＢＳ、ＳＬＭ等の光偏光制御素子に用いるのに適した高屈折率の光学ガラスを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者らは、鋭意試験研究を重ねた結果、長年にわたり、可視域の短波長側での光線透過率が悪いガラスであると認識され、しかも、光照射による着色、すなわち、透過率劣化が生じやすいとされていたＳｉＯ2、ＰｂＯおよびＢ2Ｏ3を含有するガラスに、ＴｅＯ2およびＬｉ2Ｏを添加することにより、意外にも、優れた光線透過性を有し、透過率劣化量が少なく、かつ、溶融、清澄時において泡切れが良く、さらにこれらの特性に加えて低光弾性定数を有するガラスが得られることを見出し本発明をなすに至った。
【００１６】
すなわち、本発明の請求項１の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ2 １８〜２９％、ＰｂＯ ６６〜７８％、ＴｅＯ2 ０．１〜３．５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜６％、Ｌｉ2Ｏ ０．４〜５％を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．９０の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学ガラスにおいて、
厚さ１０±０．１ｍｍである場合に、透過率８０％で透過する光の波長が４２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
ここで、透過率８０％とは、反射損失を含んだ値である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光学ガラスにおいて、
紫外域および／または可視域の光線を２．２Ｗ・ｃｍ-2の放射照度で１０分間照射することによる波長４５０ｎｍの光線の透過率の劣化率（劣化量）が３．０％以下であることを特徴とする。
ここで、透過率の劣化率とは、光を１０分間照射前の波長４５０ｎｍの光線の透過率をＴ（ｂ）、照射後の波長４５０ｎｍの光線の透過率をＴ（ａ）とした場合に、（Ｔ（ｂ）−Ｔ（ａ））／Ｔ（ｂ）×１００である。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の光学ガラスにおいて、
紫外域および／または可視域の光線を２．２Ｗ・ｃｍ-2の放射照度で１０分間照射することによる波長４５０ｎｍの光線の透過率の劣化率が１．０％以下であることを特徴とする。
ここで、透過率の劣化率は請求項３と同じである。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項1、２、３または４に記載の光学ガラスにおいて、
４００〜８００ｎｍの波長範囲における光弾性定数（β）の絶対値が１．０×１０-5ｎｍ／ｃｍ／Ｐａ以下であることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の光学ガラスにおいて、さらに、質量％で、Ｎａ2Ｏ ０〜８％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０．４〜１０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜５％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ０〜１０％、ＧｅＯ2 ０〜５％、Ａｌ2Ｏ3０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、ただし、ＧｅＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１％を含有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、光学ガラスにおいて、質量％で、ＳｉＯ2 １８〜２９％、ＰｂＯ６６〜７８％、ＴｅＯ2０．１〜３．５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜２％未満、Ｌｉ2Ｏ ０．４〜５％、Ｎａ2Ｏ ０〜８％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０．４〜１０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜５％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１０％、ＧｅＯ2 ０〜５％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、ただし、ＧｅＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜１％およびＳｂ2Ｏ3 ０〜１％を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．９０の範囲であることを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の光学ガラスにおいて、アッベ数（νｄ）が２８未満であることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の光学ガラスにおいて、前記のとおり各成分の組成範囲を限定した理由を説明する。
ＳｉＯ2成分は、ガラス形成酸化物であり、本発明のガラスにおいて必須の成分である。その量が１８％未満では本発明のガラスを構成する諸成分を混合した原料をガラス化することが困難になり、また、その量が２９％を超えるとガラスの溶融性が悪くなり、高温で溶融しないと原料がガラス化しなくなる。特にガラスの溶融性を良くするためには、その量を２７％までとすることがより好ましい。
【００２６】
ＰｂＯ成分は、ガラスの屈折率を高める効果があり、本発明のガラスにおいて必須の成分である。また、ＰｂＯ成分はガラスの光弾性定数（β）の絶対値を小さくする効果も合わせもっている。ＰｂＯ成分の量が、６６％未満ではこれらの効果を得がたく、またその量が、７８％を超えると、光線透過性が悪化するうえ、かえって光弾性定数（β）の絶対値が大きくなる。
【００２７】
ＴｅＯ2成分は、ＰｂＯを多く含むガラスの溶融、清澄時の粘度を小さくする効果があり、本発明において非常に重要な成分である。ＴｅＯ2成分を導入することにより、ガラスの清澄性、すなわち泡切れが非常に良くなり、泡の非常に少ないまたは泡のないガラスを得ることができるうえ、長波長側から可視域の紫色領域に至るまでの波長の光線に対して優れた光線透過性を有するガラスを得ることができる。ＴｅＯ2を含むことにより、溶融、清澄時にガラス中に溶け込む白金の量が少なくなることがガラスの光線透過性が良くなる理由の一つとして考えられる。
しかし、ＴｅＯ2成分の量が０．１％未満であると、これらの効果を得がたく、また、その量が３．５％を超えると、かえって可視域の短波長側でのガラスの光線透過率が悪くなり、また、ガラスに紫外光および／または可視光を照射することによるガラスの透過率劣化量も大きくなる。特に光線透過率が良く、かつ、透過率劣化量が小さいガラスを得るためには、ＴｅＯ2成分の量を３．０％までとすることが好ましく、さらに、１．５％までとすることがより好ましい。
【００２８】
Ｂ2Ｏ3成分は、ＳｉＯ2およびＰｂＯ成分を含有するガラスに、ＴｅＯ2成分を導入するために、不可欠な成分である。ＴｅＯ2成分は、上述のようにガラスの溶融、清澄時の粘度を小さくするが、ＳｉＯ2およびＰｂＯ成分を含有するガラスに、ＴｅＯ2のみを入れると、原料としてのＴｅＯ2が溶け残りやすく、均質なガラスを得ることが困難となり、ＴｅＯ2を溶け込ませるためガラスの溶融温度および清澄温度を高くせざるを得なくなる。ところが、Ｂ2Ｏ3成分を導入すると、ＴｅＯ2が非常に溶け込みやすくなる。すなわち、Ｂ2Ｏ3成分には、本発明のガラスにおいてＴｅＯ2の溶融を促進しガラス中に適量のＴｅＯ2成分を導入可能にするため、上述したＴｅＯ2成分の効果を十分に発揮させる効果があり、Ｂ2Ｏ3成分自体にもガラスの溶融、清澄時の粘度を小さくする効果がある。
しかし、Ｂ2Ｏ3成分の量が０．１％未満ではこれらの効果を得がたく、また、その量が６％を超えると、紫外光および／または可視光をガラスに照射することによるガラスの透過率劣化量が大きくなる。また、特に化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）が優れたガラスを得るためには、その量を２％未満にするとよい。
【００２９】
Ｌｉ2Ｏ成分は、本発明の光学ガラスにおいて、紫外光および／または可視光をガラスに照射することによる透過率劣化量を非常に小さくする効果があることを見出した重要な成分であり、また、ガラス原料の溶融を促進する効果もあるが、その量が０．４％未満であると、上記諸効果が非常に小さい。また、その量が５％を超えるとガラスの化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）が悪くなりがちである。
【００３０】
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分は、ガラス原料の溶融を促進する効果があり、必要に応じて任意に含有させることができるが、これらの成分の量が、それぞれ、８％を超えるとガラスの化学的耐久性が悪くなる。また、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分の合計量が１０％を超えるとガラスの化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）が悪くなる。
ＰｂＯ成分の一部を、Ｒ'Ｏ成分、すなわち、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯ成分の１種または２種以上で置換すると、絶対値の小さい光弾性定数を維持しつつ、屈折率を低くすることができるため、これらの成分を必要に応じて任意に添加することができる。しかし、これらの成分の量が、それぞれ、ＭｇＯ５％、ＣａＯ５％、ＳｒＯ５％、ＢａＯ１０％およびＺｎＯ５％を超えるとガラスが失透しやすくなり、また、これら５成分の合計量が、１０％を超えるとガラスが失透しやすくなるうえ、絶対値の小さい光弾性定数を維持しがたくなる。
【００３１】
ＧｅＯ2成分は、光学定数（屈折率）を高めに調整したり、ガラスの化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）および耐失透性をさらに向上させるために、任意に添加することができるが、その量が５％を超えると、ガラスの溶融温度が高くなり、溶融性が悪化する。
Ａｌ2Ｏ3成分は、溶融ガラスの種々の成形方法に応じてガラスの粘度を高めに調整したり、ガラスの化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）を良好に保つのに有効な成分であり、必要に応じて任意に添加することができるが、その量が３％を超えると、ガラスが失透しやすくなるため好ましくない。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、ガラスの化学的耐久性（耐水性、耐酸性、耐候性および耐洗剤性）を増大し、ガラスの屈折率を高めに調整するのに有効であるが、その量が３％を超えると、ガラスの光線透過性が悪化して着色度が大きくなったり、ガラスが失透しやすくなったりするため好ましくない。
また、ＧｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＮｂ2Ｏ5成分の合計量が５％を超えるとガラスの耐失透性が悪化するため好ましくない
【００３２】
Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3成分は、共にガラスの清澄剤としての効果を有するため任意に添加し得るが、清澄効果を得るためには、それらの量は、それぞれ１％以下で十分である。特に光線透過率の良いガラスを得るためには、Ａｓ2Ｏ3成分を添加することが好ましい。
さらに本発明の光学ガラスに、屈折率を高める目的で、Ｉｎ2Ｏ3およびＧａ2Ｏ3成分を添加しうるが、これらの成分の量がそれぞれ３．５％を超えると、光線透過率が悪化し、かつ、ガラスが失透しやすくなり均質なガラスを得にくくなるので好ましくない。また、これら２成分の合計量が、３．５％を超えても、上記同様の好ましくない結果をまねく。
【００３３】
【実施例】
以下に、本発明の好適な実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
まず、表１〜表３に示す組成比を有する本発明の光学ガラスを製造した。
表１〜表３に示した実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０のガラスは、いずれも、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の通常の光学ガラス用の原料を所定の割合で秤量、混合し、白金製の坩堝に投入し、組成による溶融性に応じて８００〜１０００℃の温度で約１〜３時間溶融し、ついで、９００〜１１００℃の温度で１〜３時間清澄して溶融ガラスの泡切り、すなわち、脱泡をし、さらに溶融ガラスを撹拌して脈理を消失さて、溶融ガラスを均質化した後、金型に鋳込み徐冷（アニール）することにより容易に得ることができた。得られた光学ガラスの各種物性を次のように評価し、その結果を表１〜表３に示した。
評価項目は、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、反射損失を含み透過率８０％で透過する光線の波長（Ｔ80）または反射損失を含み透過率７０％で透過する光線の波長（Ｔ70）、光弾性定数（β）の測定結果、透過率劣化量、泡の評価である。
【００３４】
また、表４には、光弾性定数（β）の絶対値が小さい従来の偏光光学系用光学ガラスである比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｃ）の組成比を、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０同様に評価した評価結果とともに示した。なお、アッベ数（νｄ）は、光学ガラスを光偏光制御素子に用いる場合は、それほど重要な物性ではないため本発明の実施組成例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０）についてのみ記載した。
表４に示した比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスは、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の通常の光学ガラス用の原料を所定の割合で秤量、混合し、白金製の坩堝に投入し、組成による溶融性に応じて１０００℃の温度で約１〜３時間溶融し、ついで、１１００℃の温度で約１〜３時間時間清澄し、さらに溶融ガラスを撹拌して脈理を消失させて、溶融ガラスを均質化した後、金型に鋳込み徐冷（アニール）して得た。
【００３５】
評価方法について説明する。Ｔ80およびＴ70は、両面研磨した厚さ１０±０．１ｍｍのガラス試料について測定した結果を示し、光弾性定数（β）は、ガラス試料の光透過厚、すなわち、前記式（１）における厚さ（ｄ）を０．８ｃｍとし、外部からガラス試料に一定の応力を加えた状態でｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）の光を透過させたときに生じた複屈折による光路差を測定することによって前記式（１）により求めた。
また、透過率劣化量は、両面研磨した厚さ４０±０．１ｍｍのガラス試料の反射損失を含む波長４５０ｎｍの光線透過率Ｔ（ｂ）をまず測定し、ついで、波長が紫外域から可視域の青色領域にわたり、かつ、放射照度が２．２Ｗ・ｃｍ-2の光線を１０分間、連続してガラス試料に照射した後の上記ガラス試料の反射損失を含む波長４５０ｎｍの光線透過率Ｔ（ａ）を測定し、透過率劣化量（％）＝（Ｔ（ｂ）−Ｔ（ａ））／Ｔ（ｂ）×１００として求めたものである。光源としては、ランプが超高圧水銀灯であるスポットＵＶ照射装置−２５０Ｗ直射型（ＵＩＳ−２５１０３ＡＡ  ウシオ電機(株)製）を用い、この装置の照射窓から１１０ｍｍ離れた位置に上記ガラス試料を置き、上記照射装置からの照射光をガラス試料に光線を照射した。
【００３６】
また、泡評価結果（級）は、日本光学硝子工業会規格：ＪＯＧＩＳ １２‐1994「光学ガラスの泡の測定方法」に準拠して、顕微鏡を用いて得られたガラス中の泡の直径および数を測定し、その結果から、１００ｍｌのガラス中における泡の断面積の総和および総個数を算出し、下記のように分類して、その級を表示した結果である。
すなわち、１００ｍｌ中の断面積の総和（ｍｍ2）が０．０３未満の場合を１級、０．０３以上０．１未満の場合を２級、０．１以上０．２５未満の場合を３級、０．２５以上０．５未満の場合を４級、０．５以上の場合を５級とし、また、１００ｍｌ中の泡の総和個が１０未満の場合をＡ級、１０以上１００未満の場合をＢ級、１００以上５００未満の場合をＣ級、５００以上１０００未満の場合をＤ級、１０００以上の場合をＥ級と分類し、例えば、断面積の総和が1級であり、総和個がＡ級の場合を１Ａ級のように表示した。
【００３７】
【表１】
0004138366.tif 000002
【００３８】
【表２】
0004138366.tif 000003
【００３９】
【表３】
0004138366.tif 000004
【００４０】
【表４】
0004138366.tif 000005
【００４１】
【表５】
0004138366.tif 000006
【００４２】
表１〜表３に示すように本発明の光学ガラスの実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０）のガラスはいずれも、透過率劣化量が表４に示した比較例（Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂ）のガラスより少なく、かつ、Ｔ80の値が比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）のガラスより小さく、光線透過率がすぐれていることがわかる。さらに、本発明の光学ガラスの実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０のガラスはいずれも光偏光制御素子に使用するのに十分なほど絶対値が小さい光弾性定数（β）、１．０×１０-5ｎｍ／ｃｍ／Ｐａ未満のβを有している。
【００４３】
得られた本発明の実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０の光学ガラスはいずれも、表1〜表３に示すように、いずれも泡評価結果が１Ａ級であり、特にプリズム等の通常、かなりの肉厚をもつ光学素子や２個のプリズムを組み合わせて作成するＰＢＳに使用するのに十分な光学ガラスが得られた。
一方、比較例Ａ〜Ｃのガラスの泡評価結果は、いずれも、本発明の実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０のガラスとくらべて、悪く、特に、比較例Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｃの結果は悪い。また、比較例Ｎｏ．Ｂのガラスは、比較的泡評価結果が良かったが、光線透過率（Ｔ80）が非常に悪く、反射損失を含む分光透過率が４００〜５００ｎｍの間で８０％に至らなかったので表４には上述したＴ70を示した。さらに、比較例Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂのガラスは透過率劣化量が本発明の実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９のガラスと比べて大きかった。
【００４４】
以上のように比較例Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｃのガラスは、泡評価結果が非常に悪く、比較例Ｎｏ．Ｂのガラスは、光線透過率が非常に悪かったため、比較例Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｃのガラスについては、泡切れを良くするため、清澄温度を高め、比較例Ｎｏ．Ｂのガラスは、溶融ガラスへの白金の溶け込み量を少なくすれば、光線透過率が改善されると予想されたので、清澄温度を下げて、再度実験した結果を表５に示した。比較例Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｃのガラスは、泡評価結果が非常によくなったが、ともに、光線透過率（Ｔ80）がさらに悪化し、透過率劣化量も大きくなってしまった。一方、比較例Ｎｏ．Ｂのガラスは光線透過率が良くなり（Ｔ80）を測定することができたが、本発明の光学ガラスの実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０）のガラスと比べて光線透過率が悪いうえ、透過率劣化量が非常に大きくなり、しかも、泡評価結果も非常に悪くなってしまった。
【００４５】
つぎに、３板式反射型液晶プロジェクターの偏光光学系において、本発明の実施例Ｎｏ．２０のガラスを光偏光制御素子であるＰＢＳのプリズムとして使用した例を図１に基づき説明する。Ｎｏ．２０のガラスを加熱軟化させて金型によりプレス成形し、得られた成形ガラスを研磨して６個の三角柱プリズムを作成し、それらのプリズムを２個１組として計３個のＰＢＳを作成した。図１に示したＰＢＳ４は、それらのＰＢＳのうちの１個である。ＰＢＳ４は、６個の三角柱プリズムのうち三角柱プリズム１ａおよび１ｂを用い、三角柱プリズム１ａの１ｂとの貼り合わせ面に公知の誘電体多層膜２を形成し、三角柱プリズム１ａおよび１ｂを接着層３により貼り合わせ、作成したものである。他の２個のＰＢＳ（図示せず）も同様にして残りの４個の三角柱プリズム（図示せず）を用いて作成した。
【００４６】
つぎに、図1に示したＰＢＳ４の作用を説明する。まず、超高圧水銀ランプ（図示せず）から放射された光をマイクロレンズアレイ（図示せず）を通して複数の部分光束にし、これらの部分光束を偏光変換素子（図示せず）に入射させる。偏光変換素子に入射した部分光束はＳ偏光となって、偏光変換素子（図示せず）から出射される。このＳ偏光をコンデンサーレンズ（図示せず）により集光させて、クロスダイクロイックプリズム（図示せず）に入射させる。
【００４７】
クロスダイクロイックプリズムに入射したＳ偏光は、このプリズムにより赤、青、緑の３原色に分光される。ついで分光された青色のＳ偏光（図示せず）をリレーレンズ（図示せず）を通して、図1の矢印で示すように、ＰＢＳ４に入射させる。入射したＳ偏光は誘電体多層膜２により光路が９０°変わり、反射型空間光変調素子５に入射する。
入射したＳ偏光は反射型空間光変調素子５の中で図示しない液晶駆動から出力される画像信号により変調されＰＢＳ４へ反射される。変調されて反射したＰ偏光の場合は光路を変えることなく直進し、ＰＢＳ４を透過するが、Ｓ偏光であった場合には再び誘電体多層膜２で反射されるので、画像に対応したコントラストを与える。ＰＢＳ４を透過したＰ偏光はリレーレンズ（図示せず）を通して、コンデンサーレンズ（図示せず）に入り、集光されて、クロスダイクロイックプリズム（図示せず）に入射する。
【００４８】
先に分光された他の２色光もそれぞれ、青色光と同様に他の２個のＰＢＳにより光路が９０°変わり、反射型空間光変調素子により偏光変調された後、反射されて他の２個のＰＢＳを直進透過し、クロスダイクロイックプリズム（図示せず）に入射する。クロスダイクロイックプリズム（図示せず）に入射した、３原色光は、このプリズムにより合成されて、プリズムから出射され、投写レンズを透過して、画像として投射、投影される。
表２に示したように本発明の実施例Ｎｏ．２０ガラスは、透過率劣化量が小さいためＰＢＳ４に長時間連続して光を通しても投射光の光量の減少は見られなかった。また、このガラスは、可視域の紫色領域において、優れた光線透過率を有しているため、光量を減じることなく演色性の良い投射光を得ることができた。さらにこのガラスは、光弾性定数（β）の絶対値が小さいため、ＰＢＳ４の部分で光量の減少につながる複屈折を生じなかった。
また、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９）のガラスからそれぞれＰＢＳを作成して使用したところ、上記同様の効果が得られた。
【００４９】
次に、本発明の実施例Ｎｏ．２０のガラスを偏光変換素子光学系として使用する（応用）例を説明する。前述と同様にして三角柱プリズム、さらに三角柱プリズムからＰＢＳを作成した。
超高圧水銀ランプなど高出力の光を、フライレンズアレイなどで構成される光インテグレータ（図示せず）を通して一様な光束にし、この光束をＰＢＳへ入射させる。ＰＢＳに入射した光束は、偏光方向が互いに直交する二つの直線偏光光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）に分離される。ＰＢＳを透過したＰ偏光光は、偏光回転光学系（三角柱プリズムを使った反射による偏光回転）を経てＳ偏光へ変換され、ＰＢＳで反射されたもう一方のＳ偏光光と合成される。従来の技術による（例えば偏光板を使用）偏光交換効率を比べると、分離したＰ偏光をＳ偏光へ変換して合成し利用するので、ほぼ２倍の変換効率を持ち、高効率で偏光を利用する用途（高輝度液晶プロジェクター）に好適である。
【００５０】
表２に示したように、本発明の実施例Ｎｏ．２０のガラスは、透過率劣化量が小さいため高強度の光を長時間連続して照射しても投射光の光量の減少は見られなかった。さらにこのガラスは、光弾性定数（β）の絶対値が小さいため、光照射による温度上昇に起因する熱応力や光学系作製時(膜の蒸着やプリズムの張り合わせ）の機械的応力による複屈折が生じないので偏光保持特性についても優れている。
また、本発明の実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９のガラスからそれぞれＰＢＳを作製して使用したところ、上記同様の効果が得られた。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ2 １８〜２９％、ＰｂＯ ６６〜７８％、ＴｅＯ2 ０．１〜３．５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜６％、Ｌｉ2Ｏ ０．４〜５％を含有し、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．９０の範囲であることを特徴とする光学ガラスであるから、波長が紫外域および／または可視域の光線をガラスに照射することによる透過率の劣化率が小さく、長波長側から可視域の紫色領域に至るまでの波長の光線に対して優れた光線透過性を有し、かつ、溶融、清澄時において溶融ガラスの泡切れがよく清澄性に優れ、絶対値が小さい光弾性定数（β）を有する高屈折率のガラスであって、レンズ、プリズム等の光学素子や基板に用いるのに適し、特に偏光光学系中の光学素子や、ＰＢＳ、ＳＬＭ、偏光変換素子等の光偏光制御素子に用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を使用したＰＢＳを含む投射装置の偏光光学系の要部拡大図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  三角柱プリズム
４  ＰＢＳ
【図１】
0004138366.tif 000007