JP7446052B2 - 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。
近年、車載カメラ等の車載用光学機器に組み込まれる光学素子や、プロジェクタ、コピー機、レーザプリンタ及び放送用機材等のような多くの熱を発生する光学機器に組み込まれる光学素子では、より高温の環境での使用が増えている。このような高温の環境では、光学系を構成する光学素子の使用時の温度が大きく変動し易く、その温度が１００℃以上に達する場合も多い。このとき、温度変動による光学系の結像特性等への悪影響が無視出来ないほど大きくなるため、温度変動によっても結像特性等に影響が生じ難い光学系を構成することが求められている。
光学系を構成する光学素子の材料として、１．５８以上の屈折率（ｎｄ）を有し、４０以上５８以下のアッベ数（νｄ）を有する中屈折率ガラスの需要が非常に高まっている。このような中屈折率ガラスとしては、例えば特許文献１～２に代表されるようなガラス組成物が知られている。
温度変動による結像性能等への影響が生じ難い光学系を構成するにあたっては、温度が上昇したときに屈折率が低くなり、相対屈折率の温度係数がマイナスとなるガラスから構成される光学素子と、温度が上昇したときに屈折率が高くなり、相対屈折率の温度係数がプラスとなるガラスから構成される光学素子を併用することが、温度変化による結像特性等への影響を補正できる点で好ましい。
特に、１．５８以上の屈折率（ｎｄ）と４０以上５８以下のアッベ数（νｄ）を有する中屈折率低分散率ガラスとしては、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる観点から、相対屈折率の温度係数が大きいガラスが望まれており、より具体的には、相対屈折率の温度係数がプラスとなるガラスや、相対屈折率の温度係数の絶対値の大きなガラスが望まれている。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、中屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、相対屈折率の温度係数が高い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３成分、ＳｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、Ｌａ２Ｏ３成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、相対屈折率の温度係数が高い値をとることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
（１）質量％で、
Ｂ２Ｏ３成分 １０．０超～４５．０％、
ＳｉＯ２成分 ０超～２５．０％
ＺｎＯ成分 ２５．０超～７０．０％、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０～５５．０％、
を含有し、
相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋８．０×１０－６～+１５．０×１０－６（℃－１）の範囲内にある光学ガラス。
Ｂ２Ｏ３成分 １０．０超～４５．０％、
ＳｉＯ２成分 ０超～２５．０％
ＺｎＯ成分 ２５．０超～７０．０％、
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を含有し、
相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋８．０×１０－６～+１５．０×１０－６（℃－１）の範囲内にある光学ガラス。
（２）質量和（Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１０．０％未満であることを特徴とする（１）記載の光学ガラス。
（３）１．５８以上１．８３以下の屈折率（ｎｄ）を有し、４０以上５８以下のアッベ数（νｄ）を有する（１）又は（２）記載の光学ガラス。
（４）（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
（５）（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
（６）（５）に記載の光学素子を備える光学機器。
本発明によれば、中屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、相対屈折率の温度係数が高い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与することが可能な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。
本発明の光学ガラスは、質量％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０超～４５．０％、ＳｉＯ２成分を０超～２５．０％、ＺｎＯ成分を２５．０超～７０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を０～５５．０％であり、Ｂ２Ｏ３成分、ＳｉＯ２成分、ＺｎＯ成分、Ｌａ２Ｏ３成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、相対屈折率の温度係数が高い値をとる。そのため、中屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、相対屈折率の温度係数が高い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与することが可能な光学ガラスを得ることができる。
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量数を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量数を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂ２Ｏ３成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスでは、ガラス形成酸化物として必須成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％超にすることで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスのアッベ数を高められる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％超、より好ましくは１５．０％以上、さらに好ましくは１８．０％以上とする。
一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を４５．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％未満、より好ましくは３８．０％未満、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
Ｂ２Ｏ３成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスでは、ガラス形成酸化物として必須成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％超にすることで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスのアッベ数を高められる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％超、より好ましくは１５．０％以上、さらに好ましくは１８．０％以上とする。
一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を４５．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％未満、より好ましくは３８．０％未満、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
ＳｉＯ２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの着色を低減できる必須成分である。また、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分でもある。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、より好ましくは２．０％以上とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
ＺｎＯ成分は、２５．０％超含有する場合に、原料の熔解性を高め、溶解したガラスからの脱泡を促進し、また、ガラスの安定性を高められ、相対屈折率の温度係数を大きくできる必須成分である。また、ガラス転移点を低くでき、且つ化学的耐久性を改善できる成分でもある。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％超、より好ましくは２８．０％超、さらに好ましくは３０．０％超とする。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を７０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは７０．０％以下、より好ましくは６５．０％未満、より好ましくは６３．０％未満とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いることができる。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を７０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは７０．０％以下、より好ましくは６５．０％未満、より好ましくは６３．０％未満とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いることができる。
Ｌａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高める任意成分である。
従って、１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、より好ましくは１．０％超を下限とする。一方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％未満を上限とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１１．０％超、より好ましくは１３．０％超、より好ましくは１６．０％超を下限とする。一方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を５５．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは５５．０％以下、より好ましくは４５．０％未満、より好ましくは４０．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満を上限とする。
従って、１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、より好ましくは１．０％超を下限とする。一方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％未満を上限とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１１．０％超、より好ましくは１３．０％超、より好ましくは１６．０％超を下限とする。一方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を５５．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは５５．０％以下、より好ましくは４５．０％未満、より好ましくは４０．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満を上限とする。
ＴｉＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．５％以上とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＴｉＯ２成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＴｉＯ２成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
ＺｒＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満とする。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いることができる。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いることができる。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、Ｎｂ２Ｏ５成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
ＷＯ３成分は、０％超含有する場合に、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、ガラス転移点を低くでき、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、ＷＯ３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、ＷＯ３成分を含有しないことが最も好ましい。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、ＷＯ３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、ＷＯ３成分を含有しないことが最も好ましい。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
Ｙ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、中屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、ガラスの材料コストを抑えられ、且つ、他の希土類成分よりもガラスの比重を低減できる任意成分である。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超としてもよい。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｇｄ２Ｏ３成分やＹｂ２Ｏ３成分の含有量を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは４．０％未満、より好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料としてＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙｂ２Ｏ３等を用いることができる。
しかしながら、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｇｄ２Ｏ３成分やＹｂ２Ｏ３成分の含有量を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは４．０％未満、より好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料としてＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙｂ２Ｏ３等を用いることができる。
Ｔａ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を５．０％未満にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％未満、より好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Ｔａ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を５．０％未満にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％未満、より好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Ｔａ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。
このうち、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量をそれぞれ１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料としてＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
このうち、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量をそれぞれ１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料としてＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分をそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。また、特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量を低減させることで、ガラスの粘性が高められるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．５％未満とする。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分をそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。また、特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量を低減させることで、ガラスの粘性が高められるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．５％未満とする。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
Ｐ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
ＧｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｇｄ２Ｏ３成分やＴａ２Ｏ５成分等を低減することによる効果が減殺される。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。材料コストを低減させる観点で、ＧｅＯ２成分を含有しなくてもよい。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｇｄ２Ｏ３成分やＴａ２Ｏ５成分等を低減することによる効果が減殺される。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。材料コストを低減させる観点で、ＧｅＯ２成分を含有しなくてもよい。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
Ａｌ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％とする。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ａｌ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いることができる。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ａｌ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いることができる。
Ｇａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｇａ２Ｏ３成分は、原料としてＧａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３等を用いることができる。
他方で、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｇａ２Ｏ３成分は、原料としてＧａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３等を用いることができる。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料としてＢｉ２Ｏ３等を用いることができる。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料としてＢｉ２Ｏ３等を用いることができる。
ＴｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
他方で、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
ＳｎＯ２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を３．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図ることができる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いることができる。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を３．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図ることができる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いることができる。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
Ｆ成分は、０％超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての合計量が１５．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｆ成分は、原料として例えばＺｒＦ４、ＡｌＦ３、ＮａＦ、ＣａＦ２等を用いることで、ガラス内に含有することができる。
しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての合計量が１５．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｆ成分は、原料として例えばＺｒＦ４、ＡｌＦ３、ＮａＦ、ＣａＦ２等を用いることで、ガラス内に含有することができる。
ＺｒＯ２成分、ＴｉＯ２成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分及びＴａ２Ｏ５成分の合計含有量は、１０．０％以下が好ましい。特にこの合計含有量を１０．０％以下とすることで、高分散化（アッベ数の低下）を抑えることができる。
従って、質量和（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５）は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満とする。
従って、質量和（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５）は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満とする。
ＺｎＯ成分の含有量に対するＬｎ２Ｏ３成分の含有量の比率は、０超含有する場合に、屈折率を高めることができる。
特に、この比を０超とすることで、高い屈折率ならびに大きいアッベ数（低分散）が得られやすくなる。従って、質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯは、好ましくは０超、より好ましくは０．３０以上、さらに好ましくは０．４０以上とする。
他方で、この質量比を１．７０以下とすることで、耐失透性の悪化を抑えることができる。従って質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯは、好ましくは１．７０以下、より好ましくは１．５０以下、さらに好ましくは１．３０以下とする。
特に、この比を０超とすることで、高い屈折率ならびに大きいアッベ数（低分散）が得られやすくなる。従って、質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯは、好ましくは０超、より好ましくは０．３０以上、さらに好ましくは０．４０以上とする。
他方で、この質量比を１．７０以下とすることで、耐失透性の悪化を抑えることができる。従って質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯは、好ましくは１．７０以下、より好ましくは１．５０以下、さらに好ましくは１．３０以下とする。
Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２成分の含有量に対するＺｎＯ成分の含有量の比率は、０超以上２．００以下が好ましい。
特にこの比を０超とすることで、熔融性を向上させつつ、屈折率を高めることができる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは０超、より好ましくは０．５以上、さらに好ましくは１．００以上とする。
他方で、この質量比を２．００以下とすることで、失透性の悪化を抑えることができる。従って質量比ＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは２．００以下、より好ましくは１．９０以下、さらに好ましくは１．８０以下とする。
特にこの比を０超とすることで、熔融性を向上させつつ、屈折率を高めることができる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは０超、より好ましくは０．５以上、さらに好ましくは１．００以上とする。
他方で、この質量比を２．００以下とすることで、失透性の悪化を抑えることができる。従って質量比ＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは２．００以下、より好ましくは１．９０以下、さらに好ましくは１．８０以下とする。
Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の合計量は、１８．０％以上４５．０％以下が好ましい。
特に、この合計含有量を１８．０％以上とすることで、失透性の悪化を抑えることができる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは１８．０％以上、より好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２３．０％以上、さらに好ましくは２５．０％以上とする。
他方で、この質量和を４５．０％以下とすることで、屈折率の低下を抑えることができる。従って、この質量和は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４３．０％以下、さらに好ましくは４０．０％以下とする。
特に、この合計含有量を１８．０％以上とすることで、失透性の悪化を抑えることができる。従って、質量和（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは１８．０％以上、より好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２３．０％以上、さらに好ましくは２５．０％以上とする。
他方で、この質量和を４５．０％以下とすることで、屈折率の低下を抑えることができる。従って、この質量和は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４３．０％以下、さらに好ましくは４０．０％以下とする。
Ｔａ２Ｏ５成分、Ｎｂ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分の合計量は、１０．０％未満が好ましい。これにより、これら高価な成分の含有量が低減されるため、ガラスの材料コストを抑えられる。従って、質量和（Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは４．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に、材料コストの低廉なガラスを得る観点では、０．１％未満にすることがさらに好ましく、含有しないことが最も好ましい。
Ｌａ２Ｏ３成分及びＹ２Ｏ３成分の含有量に対する、ＺｎＯ成分の含有量の比率は、０．４０以上５０．００以下が好ましい。
特に、屈折率を１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を８．００以上にすることで、ガラス原料の熔解性を高められ、より安定なガラスを得易くできる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは８．００以上、より好ましくは１０．００以上、さらに好ましくは１３．００以上とする。一方で、この質量比を５０．００以下とすることで、液相温度を低くでき、且つ、ガラス転移点の必要以上の低下による失透を低減できるため、好ましくは５０．００以下、より好ましくは４８．００以下、さらに好ましくは４５．００以下とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を０．４０以上にすることで、ガラス原料の熔解性を高められ、より安定なガラスを得易くできる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは０．４０以上、より好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．６０以上とする。一方で、この質量比を３．４０以下とすることで、液相温度を低くでき、且つ、ガラス転移点の必要以上の低下による失透を低減できるため、好ましくは３．４０以下、より好ましくは３．２０以下、さらに好ましくは３．００以下とする。
特に、屈折率を１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を８．００以上にすることで、ガラス原料の熔解性を高められ、より安定なガラスを得易くできる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは８．００以上、より好ましくは１０．００以上、さらに好ましくは１３．００以上とする。一方で、この質量比を５０．００以下とすることで、液相温度を低くでき、且つ、ガラス転移点の必要以上の低下による失透を低減できるため、好ましくは５０．００以下、より好ましくは４８．００以下、さらに好ましくは４５．００以下とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を０．４０以上にすることで、ガラス原料の熔解性を高められ、より安定なガラスを得易くできる。従って、質量比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは０．４０以上、より好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．６０以上とする。一方で、この質量比を３．４０以下とすることで、液相温度を低くでき、且つ、ガラス転移点の必要以上の低下による失透を低減できるため、好ましくは３．４０以下、より好ましくは３．２０以下、さらに好ましくは３．００以下とする。
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）及びＲｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、１０．０％未満が好ましい。これにより、耐失透性の悪化や化学的耐久性の悪化を抑えることができる。従って、質量和（ＲＯ＋Ｒｎ２Ｏ）は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは７．５％未満、さらに好ましくは５．０％未満が好ましい。
Ｌａ２Ｏ３成分及びＺｎＯ成分の含有量に対する、ＴｉＯ２成分の含有量の比率は、０．０２０以下が好ましい。
特に、この比を０．０２０以下にすることで、高分散化（アッベ数の低下）を抑えることができる。従って、質量比ＴｉＯ２／（Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）は、好ましくは０．０２０以下、より好ましくは０．０１５以下、さらに好ましくは０．０１３以下とする。
特に、この比を０．０２０以下にすることで、高分散化（アッベ数の低下）を抑えることができる。従って、質量比ＴｉＯ２／（Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）は、好ましくは０．０２０以下、より好ましくは０．０１５以下、さらに好ましくは０．０１３以下とする。
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、０％超含有する場合に、屈折率を高めることができる任意成分である。
この和を０％超含有することで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。
従って、１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、さらに好ましくは１．０％超とする。一方で、この和を１０．０％以下とすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減でき、また、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％未満とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和を１０．０％以上含有することで、高屈折かつ高いアッベ数を得られやすくできるため、この場合は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１５．０％超、より好ましくは１８．０以上とする。一方で、この和を５５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減でき、また、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは５５．０％以下、より好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４３．０％以下を上限とする。
この和を０％超含有することで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。
従って、１．７０未満の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、さらに好ましくは１．０％超とする。一方で、この和を１０．０％以下とすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減でき、また、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％未満とする。
他方で、１．７０以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和を１０．０％以上含有することで、高屈折かつ高いアッベ数を得られやすくできるため、この場合は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１５．０％超、より好ましくは１８．０以上とする。一方で、この和を５５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減でき、また、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは５５．０％以下、より好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４３．０％以下を上限とする。
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、１０．０％以下が好ましい。これにより、屈折率の低下を抑えられ、また、ガラスの安定性を高められる。従って、ＲＯ成分の和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．５％未満とする。
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、１０．０％以下が好ましい。これにより、溶融ガラスの粘性の低下を抑えられ、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、好ましくは１０．０％以下、よりに好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。また、Ｒｂ、Ｃｓの各成分についても、ガラスの着色を抑制させる観点から、含有しないことが好ましい。
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を、各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１０００～１５００℃の温度範囲で１～１０時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を、各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１０００～１５００℃の温度範囲で１～１０時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
このとき、ガラス原料として熔解性の高いものを用いることが好ましい。これにより、より低温での熔解や、より短時間での熔解が可能になるため、ガラスの生産性を高め、生産コストを低減できる。また、成分の揮発や坩堝等との反応が低減されるため、着色の少ないガラスを得易くできる。
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、中屈折率及び高アッベ数（低分散）を有する。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．５８以上、より好ましくは１．６０以上、さらに好ましくは１．６３以上とする。この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．８３以下、より好ましくは１．８０以下、より好ましくは１．７８以下としてもよい。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは４０以上、より好ましくは４４以上、さらに好ましくは４５以上とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは５８以下、より好ましくは５５以下とし、さらに好ましくは５２以下としてもよい。
このような中屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長によって焦点を適切にずらすことができる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
本発明の光学ガラスは、中屈折率及び高アッベ数（低分散）を有する。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．５８以上、より好ましくは１．６０以上、さらに好ましくは１．６３以上とする。この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．８３以下、より好ましくは１．８０以下、より好ましくは１．７８以下としてもよい。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは４０以上、より好ましくは４４以上、さらに好ましくは４５以上とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは５８以下、より好ましくは５５以下とし、さらに好ましくは５２以下としてもよい。
このような中屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長によって焦点を適切にずらすことができる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
本発明の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）が高い値をとる。
より具体的には、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは＋７．５×１０－６℃－１、より好ましくは＋８．０×１０－６℃－１、さらに好ましくは＋８．５×１０－６℃－１を又はそれよりも高い（プラス側）の値をとりうる。
他方で、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは＋１５．０×１０－６℃－１以下、より好ましくは＋１４．０×１０－６℃－１以下、さらに好ましくは＋１２．０×１０－６℃－１以下とし、この上限値又はそれよりも低い（マイナス側）の値をとりうる。
１．５８以上の屈折率（ｎｄ）を有し、且つ４０以上５８以下のアッベ数（νｄ）を有するガラスにおいては、相対屈折率の温度係数の高いガラスは殆ど知られておらず、温度変化による結像のずれ等の補正の選択肢を広げられ、その補正をより容易にできる。したがって、このような範囲の相対屈折率の温度係数にすることで、温度変化による結像のずれ等の補正に寄与することができる。
本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、光学ガラスと同一温度の空気中における屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数のことであり、４０℃から６０℃に温度を変化させた際の、１℃当たりの変化量（℃－１）で表される。
より具体的には、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは＋７．５×１０－６℃－１、より好ましくは＋８．０×１０－６℃－１、さらに好ましくは＋８．５×１０－６℃－１を又はそれよりも高い（プラス側）の値をとりうる。
他方で、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは＋１５．０×１０－６℃－１以下、より好ましくは＋１４．０×１０－６℃－１以下、さらに好ましくは＋１２．０×１０－６℃－１以下とし、この上限値又はそれよりも低い（マイナス側）の値をとりうる。
１．５８以上の屈折率（ｎｄ）を有し、且つ４０以上５８以下のアッベ数（νｄ）を有するガラスにおいては、相対屈折率の温度係数の高いガラスは殆ど知られておらず、温度変化による結像のずれ等の補正の選択肢を広げられ、その補正をより容易にできる。したがって、このような範囲の相対屈折率の温度係数にすることで、温度変化による結像のずれ等の補正に寄与することができる。
本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、光学ガラスと同一温度の空気中における屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数のことであり、４０℃から６０℃に温度を変化させた際の、１℃当たりの変化量（℃－１）で表される。
本発明の光学ガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは１２００℃、より好ましくは１１５０℃、さらに好ましくは１１００℃を上限とする。これにより、熔解後のガラスをより低い温度で流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減でき、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。一方で、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね８００℃以上、具体的には８５０℃以上、さらに具体的には９００℃以上であることが多い。
なお、本明細書中における「液相温度」とは、９００℃～１３００℃の温度勾配のついた温度傾斜炉に３０分間保持し、炉外に取り出して冷却した後、倍率１００倍の顕微鏡で結晶の有無を観察したときに結晶が認められない一番低い温度である。
なお、本明細書中における「液相温度」とは、９００℃～１３００℃の温度勾配のついた温度傾斜炉に３０分間保持し、炉外に取り出して冷却した後、倍率１００倍の顕微鏡で結晶の有無を観察したときに結晶が認められない一番低い温度である。
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）は、好ましくは４３０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ、さらに好ましくは３９０ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４００ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３５０ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）は、好ましくは４３０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ、さらに好ましくは３９０ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４００ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３５０ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
本発明の光学ガラスは、比重が小さいことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの比重は５．００以下である。これにより、光学素子やそれを用いた光学機器の質量が低減されるため、光学機器の軽量化に寄与することができる。従って、本発明の光学ガラスの比重は、好ましくは５．００、より好ましくは４．７０、より好ましくは４．５０、さらに好ましくは４．４０を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの比重は、概ね２．８０以上、より詳細には３．００以上、さらに詳細には３．２０以上であることが多い。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的には車載用光学機器やプロジェクタやコピー機等の、高温になり易い機器に用いることができる。
本発明の実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．３８）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）、透過率（λ５、λ８０）及び液相温度の結果を表１～表６に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。
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、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１０００～１５００℃の温度範囲で１～１０時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。
実施例のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（νｄ）は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝[（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）]の式から算出した。
実施例のガラスの相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１８－２００８「光学ガラスの屈折率の温度係数の測定方法」に記載された方法のうち干渉法により、波長５８９．２９ｎｍの光についての、４０～６０℃における相対屈折率の温度係数の値を測定した。
実施例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２－２００３に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００～８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ５（透過率５％時の波長）、λ８０（透過率８０％時の波長）を求めた。
実施例のガラスの液相温度は、９００℃～１３００℃の温度勾配のついた温度傾斜炉に３０分間保持し、炉外に取り出して冷却した後、倍率１００倍の顕微鏡で結晶の有無を観察したときに結晶が認められない一番低い温度を求めた。
なお、「９００以下」と記載している場合は、少なくとも９００℃で結晶が認められないことを指す。
なお、「９００以下」と記載している場合は、少なくとも９００℃で結晶が認められないことを指す。
実施例及び比較例のガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５－１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも相対屈折率の温度係数が＋８．０×１０－６～＋１６．０×１０－６（℃－１）の範囲内にあり、所望の範囲内であった。一方で、比較例の光学ガラスは、ＺｎＯ成分の含有量が少ないため、いずれも相対屈折率の温度係数が＋８．０×１０－６～＋１６．０×１０－６（℃－１）の範囲外であった。
また、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．５８以上であり、所望の範囲内であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が、４０以上５８以下の範囲内であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ８０（透過率８０％時の波長）がいずれも４３０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４００ｎｍ以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、可視光に対する透過率が高く着色し難いことが明らかになった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、液相温度が１２００℃以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、失透のない安定なガラスであったことが明らかとなった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、比重が５．００以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比重が小さいことが明らかとなった。
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定的に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
Claims (5)
- 質量％で、
Ｂ２Ｏ３成分 １０．０超～４５．０％、
ＳｉＯ２成分 ０超～２５．０％、
ＺｎＯ成分 ５６．８０～７０．０％、
Ｌａ２Ｏ３成分 ０～５５．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分を５．０％未満、
ＢａＯ成分を１０．０％以下、
Ａｌ２Ｏ３成分を０％超、
を含有し、
質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯが０超（但し、質量比Ｌｎ２Ｏ３／ＺｎＯが０．０９である場合を除く）であり（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上）、
相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋８．０×１０－６～＋１５．０×１０－６（℃－１）の範囲内にあり、
１．５８以上１．８３以下の屈折率（ｎ ｄ ）を有し、
４０以上５８以下のアッベ数（ν ｄ ）を有する光学ガラス。 - 質量和（Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１０．０％未満であることを特徴とする請求項１記載の光学ガラス。
- 請求項１又は２記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
- 請求項１又は２記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項４に記載の光学素子を備える光学機器。
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