JP2010105906A - 光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム - Google Patents
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Abstract
【課題】屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ない光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得る。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、B2O3成分を1.0〜50.0%、GeO2成分を0〜20.0%、SiO2成分を0〜20.0%、及びP2O5成分を0〜20.0%含有する。また、精密プレス成形用プリフォームはこの光学ガラスからなるものであり、光学素子は、光学ガラスを精密プレス成形してなるものである。
【選択図】なし
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、B2O3成分を1.0〜50.0%、GeO2成分を0〜20.0%、SiO2成分を0〜20.0%、及びP2O5成分を0〜20.0%含有する。また、精密プレス成形用プリフォームはこの光学ガラスからなるものであり、光学素子は、光学ガラスを精密プレス成形してなるものである。
【選択図】なし
Description
本発明は、光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォームに関する。
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、1.85以上2.20以下の高い屈折率(nd)を有する高屈折率ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率ガラスとしては、例えば屈折率(nd)が1.886以上1.963以下の光学ガラスとして、特許文献1に代表されるようなテルライトガラスが知られており、屈折率(nd)が1.971以上2.021以下の光学ガラスとして、特許文献2に代表されるようなテルライトガラスが知られている。
こうした光学素子の製造方法としては、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を加熱軟化して、高精度な成形面を持つ金型で加圧成形する方法(精密プレス成形)が用いられている。
しかしながら、特許文献1で開示されたガラスでは、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが小さいものが多く、これらのガラスの熱的安定性が低かった。そのため、このガラスからプリフォーム材を作製し、プリフォーム材を加熱軟化及び成形して光学素子を作製しようとすると、加熱軟化したガラスの結晶化によって、作製した光学素子が失透したり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。
また、特許文献2で開示されたガラスは、全体的に茶色く着色するものも多かった。着色したガラスは、可視域における透明性が大きく失われていて、光学素子の材料として適切なものではなかった。
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、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ない光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得ることにある。
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、TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、可視域におけるガラスの透明性が高められ、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなることを見出し、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) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、B2O3成分を1.0〜50.0%、GeO2成分を0〜20.0%、SiO2成分を0〜20.0%、及びP2O5成分を0〜20.0%含有する光学ガラス。
(2) 酸化物換算組成の物質量比(GeO2+SiO2+P2O5)/(TeO2+B2O3)が0.076未満である(1)記載の光学ガラス。
(3) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTiO2成分を2.5%未満さらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。
(4) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
WO3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(3)のいずれか記載の光学ガラス。
WO3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(3)のいずれか記載の光学ガラス。
(5) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和TiO2+WO3+Bi2O3がモル%で0%より多く5.0%以下である(3)又は(4)記載の光学ガラス。
(6) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
La2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
In2O3成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
La2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
In2O3成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
(7) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でGa2O3成分を5.0%未満さらに含有する(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。
(8) 酸化物換算組成の物質量比M/(TeO2+B2O3)(式中、MはTiO2、WO3、Bi2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、Ta2O5、Ga2O3及びIn2O3からなる群より選択される1種以上)が0.020以上及び0.240以下である(3)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。
(9) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜20.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0%及び/又は
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜30.0%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(8)のいずれか記載の光学ガラス。
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜20.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0%及び/又は
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜30.0%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(8)のいずれか記載の光学ガラス。
(10) 1.85以上2.20以下の屈折率(nd)を有し、10以上40以下のアッベ数(νd)を有する(1)から(9)のいずれか記載の光学ガラス。
(11) ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが100℃以上である(1)から(10)のいずれか記載の光学ガラス。
(12) (1)から(11)のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。
(13) (1)から(11)のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
(14) (13)記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
本発明によれば、TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、可視域におけるガラスの透明性が高められ、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなる。このため、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ない光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得ることができる。
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、及びB2O3成分を1.0〜50.0%含有する。TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を上記範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。また、TeO2成分及びB2O3成分を併用することによって、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、ガラスの着色を低減することができる。従って、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、かつ着色が少ない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が、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は、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、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、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、金属弗化物等が溶融時に全て分解されて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物質量を100モル%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、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、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、金属弗化物等が溶融時に全て分解されて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物質量を100モル%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>
TeO2成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を低くする成分である。特に、TeO2成分の含有率を10.0%以上にすることで、ガラス化を容易にすることができる。一方、TeO2成分の含有率を95.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を向上することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTeO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは20.0%を下限とし、好ましくは95.0%、より好ましくは85.0%、最も好ましくは75.0%を上限とする。TeO2成分は、原料として例えばTeO2等を用いてガラス内に含有することができる。
TeO2成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を低くする成分である。特に、TeO2成分の含有率を10.0%以上にすることで、ガラス化を容易にすることができる。一方、TeO2成分の含有率を95.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を向上することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTeO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは20.0%を下限とし、好ましくは95.0%、より好ましくは85.0%、最も好ましくは75.0%を上限とする。TeO2成分は、原料として例えばTeO2等を用いてガラス内に含有することができる。
B2O3成分は、ガラスの網目を構成する成分である。特に、B2O3成分の含有率を1.0%以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。一方、B2O3成分の含有率を50.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの耐水性等の化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するB2O3成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは5.0%を下限とし、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、最も好ましくは40.0%を上限とする。B2O3成分は、原料として例えばH3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7・10H2O、BPO4等を用いてガラス内に含有することができる。
GeO2成分は、ガラスの内部透過率を高めるとともに、ガラスの網目を構成し、ガラスを安定化させて成形時の失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、GeO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス転移点(Tg)及び溶解温度を下げることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGeO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。GeO2成分は、原料として例えばGeO2等を用いてガラス内に含有することができる。
SiO2成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SiO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望のガラスの屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSiO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。
P2O5成分は、ガラスの網目を構成する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、P2O5成分の含有率を20.0%以下にすることで、失透傾向を低減してガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。P2O5成分は、原料として例えばAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の光学ガラスでは、物質量和(TeO2+B2O3)に対する物質量和(GeO2+SiO2+P2O5)の物質量比が、0.076未満であることが好ましい。この物質量和を0.076未満にすることで、溶融ガラスにおける結晶核の形成及び結晶の成長が低減され、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高め、ガラスを乳白化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量比(GeO2+SiO2+P2O5)/(TeO2+B2O3)は、好ましくは0.076未満とし、より好ましくは0.073、最も好ましくは0.070を上限とする。
TiO2成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、TiO2成分の含有率を2.5%未満にすることで、TiO2成分によるガラスの内部透過率の低下が抑制されるため、高屈折率でありながら所望の高透過率を有するガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは2.5%未満とし、より好ましくは2.0%、最も好ましくは1.5%を上限とする。TiO2成分は、原料として例えばTiO2等を用いてガラス内に含有することができる。
WO3成分は、ガラスの屈折率及び分散性を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、WO3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスが紫外光にさらされた場合のガラスの着色を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するWO3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。特に、WO3成分を含有すると可視域の特定の波長に吸収が生じ易くなるため、ガラスの着色の面では、WO3成分を実質的に含まないことが好ましい。WO3成分は、原料として例えばWO3等を用いてガラス内に含有することができる。
Bi2O3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Bi2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの内部透過率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するBi2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Bi2O3成分は、原料として例えばBi2O3等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の光学ガラスでは、TiO2成分、WO3成分、及びBi2O3成分の含有率の物質量和が、0%より多く5.0%以下であることが好ましい。この物質量和を0%より多くすることで、ガラスの内部透過率を高めつつ、所望のガラスの屈折率を維持することができる。また、この物質量和を5.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を高めつつ、所望のガラスの内部透過率を維持することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和(TiO2+WO3+Bi2O3)は、好ましくは0%より多く、より好ましくは1.0%、最も好ましくは2.0%を下限とし、好ましくは5.0%、より好ましくは4.5%、最も好ましくは4.0%を上限とする。
La2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、La2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するLa2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。La2O3成分は、原料として例えばLa2O3、La(NO3)3・XH2O(Xは任意の整数)等を用いてガラス内に含有することができる。
Gd2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Gd2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGd2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Gd2O3成分は、原料として例えばGd2O3、GdF3等を用いてガラス内に含有することができる。
Y2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Y2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するY2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Y2O3成分は、原料として例えばY2O3、YF3等を用いてガラス内に含有することができる。
Ta2O5成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ta2O5成分の含有率を20.0%以下にすることで、成形時におけるガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTa2O5成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。Ta2O5成分は、原料として例えばTa2O5等を用いてガラス内に含有することができる。
In2O3成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、In2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するIn2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。In2O3成分は、原料として例えばIn2O3等を用いてガラス内に含有することができる。
Ga2O3成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスのヌープ硬さを高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ga2O3成分の含有率を5.0%未満にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。また、Ga2O3成分は非常に高価な原料であることから、ガラスの材料コストを抑える点では、Ga2O3成分の含有率は少ない方が望ましい。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGa2O3成分の含有率は、好ましくは5.0%未満とし、より好ましくは4.0%、最も好ましくは3.0%を上限とする。Ga2O3成分は、原料として例えばGa2O3等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の光学ガラスでは、物質量和(TeO2+B2O3)に対する物質量和(TiO2+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3+Y2O3+Ta2O5+Ga2O3+In2O3)の物質量比が、0.020以上及び0.240以下であることが好ましい。この物質量和を0.020以上にすることで、所望の高屈折率を有するガラスを得易くすることができる。また、この物質量和を0.240以下にすることで、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量比(TiO2+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3+Y2O3+Ta2O5+Ga2O3+In2O3)/(TeO2+B2O3)は、好ましくは0.020、より好ましくは0.050、さらに好ましくは0.080、最も好ましくは0.100を下限とし、好ましくは0.240、より好ましくは0.220、最も好ましくは0.200を上限とする。
Li2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Li2O成分の含有率を25.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するLi2O成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Li2O成分は、原料として例えばLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いてガラス内に含有することができる。
Na2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Na2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Na2O成分は、原料として例えばNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。
K2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、K2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。K2O成分は、原料として例えばK2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。
Cs2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Cs2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCs2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Cs2O成分は、原料として例えばCs2CO3、CsNO3等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の光学ガラスでは、Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K、Csからなる群より選択される1種以上)の含有率の物質量和が、20.0%以下であることが好ましい。この物質量和を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するRO成分の含有率の物質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。
MgO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、MgO成分の含有率を15.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するMgO成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。MgO成分は、原料として例えばMgCO3、MgF2等を用いてガラス内に含有することができる。
CaO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CaO成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCaO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。CaO成分は、原料として例えばCaCO3、CaF2等を用いてガラス内に含有することができる。
SrO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SrO成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSrO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。SrO成分は、原料として例えばSr(NO3)2、SrF2等を用いてガラス内に含有することができる。
BaO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、BaO成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。BaO成分は、原料として例えばBaCO3、Ba(NO3)2等を用いてガラス内に含有することができる。
ZnO成分は、ガラスを安定化させる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZnO成分の含有率を50.0%以下にすることで、ガラスの溶解温度を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、最も好ましくは40.0%を上限とする。なお、ZnO成分を含有しない場合でも、高い熱的安定性を具備し且つ着色の少ない光学ガラスを得ることは可能であるが、ZnO成分の含有率を1.0%以上にすることで、ガラスの耐失透性が高められるため、特に可視域の波長の光が透過する光学ガラスを得易くすることができる。このとき、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは5.0%を下限とする。ZnO成分は、原料として例えばZnO、ZnF2等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の光学ガラスでは、RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)の含有率の物質量和が、30.0%以下であることが好ましい。この物質量和を30.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するRO成分の含有率の物質量和は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。
Al2O3成分は、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Al2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するAl2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Al2O3成分は、原料として例えばAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いてガラス内に含有することができる。
ZrO2成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを溶融状態から冷却する過程における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZrO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラス製造時におけるエネルギー損失を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZrO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。ZrO2成分は、原料として例えばZrO2、ZrF4等を用いてガラス内に含有することができる。
Nb2O5成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Nb2O5成分の含有率を30.0%以下にすることで、成形時におけるガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Nb2O5成分は、原料として例えばNb2O5等を用いてガラス内に含有することができる。なお、Nb2O5成分の含有量は、この範囲内であれば技術的には特に不利益は無いが、Nb2O5成分の含有量を1.0%以上にすることで、高屈折率及び高透過率を有するガラスを得ることができる。このときのNb2O5成分の含有量の値は、好ましくは1.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは2.0%を下限とする。
Yb2O3成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Yb2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持し易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するYb2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Yb2O3成分は、原料として例えばYb2O3等を用いてガラス内に含有することができる。
Sb2O3成分は、ガラスの脱泡を促進する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Sb2O3成分の含有率を1.0%以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Sb2O3成分が溶解設備(特にPt等の貴金属)と合金化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSb2O3成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.9%、最も好ましくは0.8%を上限とする。Sb2O3成分は、原料として例えばSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いてガラス内に含有することができる。
CeO2成分は、ガラスの清澄に効果のある成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CeO2成分の含有率を1.0%以下にすることで、内部品質の良好な光学ガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCeO2成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.9%、最も好ましくは0.8%を上限とする。但し、CeO2成分を含有すると可視域の特定の波長に吸収が生じ易くなるため、ガラスの着色の面では、CeO2成分を実質的に含まないことが好ましい。CeO2成分は、原料として例えばCeO2等を用いてガラス内に含有することができる。
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分やCeO2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や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
<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、La、Gd、Yを除く、Ti、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の光が透過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、Nb2O5成分も、含有量が多い場合にガラスが着色する性質があるため、特に可視領域の波長の光が透過する光学ガラスにおいては、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。
さらに、PbO等の鉛化合物及びAs2O3等のヒ素化合物、並びに、Th、Cd、Tl、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。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表されているため直接的に質量%の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分の質量%表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
TeO2成分 10.0〜95.0質量%及び
B2O3成分 0.5〜30.0質量%
並びに
GeO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜10.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜20.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜1.5質量%及び/又は
WO3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜45.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜10.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜15.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜5.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜13.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜30.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜13.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
TeO2成分 10.0〜95.0質量%及び
B2O3成分 0.5〜30.0質量%
並びに
GeO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜10.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜20.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜1.5質量%及び/又は
WO3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜45.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜10.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜15.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜5.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜13.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜30.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜13.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
[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、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて700〜1200℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、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、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて700〜1200℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、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。
[物性]
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有する必要があり、適度な分散性を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.85、より好ましくは1.87、最も好ましくは1.90を下限とし、好ましくは2.20、より好ましくは2.15、最も好ましくは2.10を上限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは10、より好ましくは14、最も好ましくは18を下限とし、好ましくは40、より好ましくは38、最も好ましくは35を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に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。
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有する必要があり、適度な分散性を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.85、より好ましくは1.87、最も好ましくは1.90を下限とし、好ましくは2.20、より好ましくは2.15、最も好ましくは2.10を上限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは10、より好ましくは14、最も好ましくは18を下限とし、好ましくは40、より好ましくは38、最も好ましくは35を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に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、本発明の光学ガラスは、できるだけ高い熱的安定性を有する必要がある。特に、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTは、好ましくは100℃、より好ましくは120℃、さらに好ましくは125℃、最も好ましくは129℃を下限とする。これにより、本発明の光学ガラスを精密プレス成形用プリフォーム等のプリフォーム材を作製し、これを加熱軟化して光学素子を作製しても、ガラスの結晶化による失透をはじめとした、光学素子の光学特性への影響を低減することができる。
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ない必要がある。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70%を示す波長(λ70)が450nm以下であり、より好ましくは445nm以下であり、最も好ましくは440nm以下である。これにより、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、可視域の波長の光に用いられるレンズ等の光学素子の材料としてこの光学ガラスを好ましく用いることができる。同様に、厚み10mmのサンプルで分光透過率5%を示す波長(λ5)は、好ましくは405nm以下であり、より好ましくは400nm以下であり、最も好ましくは395nm以下である。
また、本発明の光学ガラスは、部分分散比(θg,F)がノーマルラインに近いことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、アッベ数(νd)との間で、νd≦25の範囲において(−0.0016×νd+0.6346)≦(θg,F)≦(−0.0058×νd+0.7559)の関係を満たし、且つ、νd>25の範囲において(−0.0025×νd+0.6571)≦(θg,F)≦(−0.0020×νd+0.6609)の関係を満たす。これにより、高分散を有しながらも部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)とのプロットの位置が図1のノーマルライン(Normal Line)に近付けられる。そのため、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されることが推論できる。ここで、νd≦25における光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、好ましくは(−0.0016×νd+0.6346)、より好ましくは(−0.0016×νd+0.6366)、最も好ましくは(−0.0016×νd+0.6386)を下限とし、好ましくは(−0.0058×νd+0.7559)、より好ましくは(−0.0058×νd+0.7539)、さらに好ましくは(−0.0058×νd+0.7519)、最も好ましくは(−0.0058×νd+0.7509)を上限とする。また、νd>25における光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、好ましくは(−0.0025×νd+0.6571)、より好ましくは(−0.0025×νd+0.6591)、最も好ましくは(−0.0025×νd+0.6611)を下限とし、好ましくは(−0.0020×νd+0.6609)、より好ましくは(−0.0020×νd+0.6589)、さらに好ましくは(−0.0020×νd+0.6569)、最も好ましくは(−0.0020×νd+0.6559)を上限とする。
ここで、部分分散比(θg,F)は、短波長域の部分分散性を表すものであり、式(1)のように示される。
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
また、ノーマルラインは、部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)との間に見られる直線的な関係を表す直線であり、部分分散比(θg,F)を縦軸に、アッベ数(νd)を横軸に採用した直交座標上で、NSL7とPBM2の部分分散比及びアッベ数をプロットした2点を結ぶ直線で表される(図1参照)。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している。(NSL7とPBM2は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、PBM2のアッベ数(νd)は36.3,部分分散比(θg,F)は0.5828、NSL7のアッベ数(νd)は60.5、部分分散比(θg,F)は0.5436である。)
なお、特にアッベ数(νd)が小さい領域では、一般的なガラスの部分分散比(θg,F)はノーマルラインよりも高い値にあり、一般的なガラスの部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)の関係は曲線(図2では右上がりの曲線)で表される。しかしながら、この曲線の近似が困難であるため、本発明では、一般的なガラスよりも部分分散比(θg,F)が低いことを、νd=25を境に異なった傾きを有する直線を用いて表した。
[プリフォーム及び光学素子]
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が、その中でも特に、本発明の光学ガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、レンズ等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラ等の光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。本発明の光学ガラスからなる光学素子は、CD、DVD等の光記録媒体の記録又は読み取りに使用される対物レンズや固浸レンズ(SIL:Solid Innersion Lens)、光ファイバー、光導波路、及び光増幅用素子としても用いることができる。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。
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が、その中でも特に、本発明の光学ガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、レンズ等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラ等の光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。本発明の光学ガラスからなる光学素子は、CD、DVD等の光記録媒体の記録又は読み取りに使用される対物レンズや固浸レンズ(SIL:Solid Innersion Lens)、光ファイバー、光導波路、及び光増幅用素子としても用いることができる。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。
本発明の実施例(No.1〜No.15)及び参考例(No.1〜2)の組成、及び、これらのガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、部分分散比(θg,F)、ガラス転移点(Tg)、結晶化開始温度(Tx)、ガラス転移点及び結晶化開始温度の差(ΔT)、並びに分光透過率が70%及び5%を示す波長(λ70、λ5)の結果を表1〜表3に示す。また、実施例(No.5〜No.15)及び比較例(No.1〜No.2)のガラスにおける、アッベ数(νd)及び部分分散比(θg,F)の関係を図2に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。
本発明の実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)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1〜表3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、石英坩堝又は白金坩堝に投入し、ガラス組成の溶融難易度に応じて電気炉で700〜1000℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。
ここで、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、及び部分分散比(θg,F)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づき、徐冷降温速度を−25℃/hにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。そして、求められたアッベ数(νd)及び部分分散比(θg,F)の値について、関係式(θg,F)=−a×νd+bにおける、傾きaが0.0016、0.0020、0.0025及び0.0058のときの切片bを求めた。
また、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスのΔTは、示差熱測定装置(ネッチゲレテバウ社製 STA 409 CD)を用いて測定したガラス転移点(Tg)と、結晶化開始温度(Tx)の差より求めた。このときのサンプル粒度は425〜600μmとし、昇温速度は10℃/minとした。
また、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格JOGIS02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、λ70(透過率70%時の波長)とλ5(透過率5%時の波長)を求めた。
表1〜表3に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ70(透過率70%時の波長)が450nm以下、より詳細には444nm以下であり、所望の範囲内であり着色が少ないことが明らかになった。特に、実施例(No.2及び4、6)の光学ガラスはλ70が436nm以下であり、λ70が437nm以上である参考例(No.1及びNo.2)と比べてλ70が小さかった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ5(透過率5%時の波長)が405nm以下、より詳細には395nm以下であり、所望の範囲内であった。特に、実施例(No.2〜13、15)の光学ガラスはλ5が389nm以下であり、λ5が390nm以上である参考例(No.1及びNo.2)と比べてλ5が小さかった。このため、実施例(No.2及び4、6)の光学ガラスは、参考例のガラスと比べても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、いずれもガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが100℃以上、より詳細には106℃以上であり、所望の範囲内であり高い熱的安定性を有することが明らかになった。このうち、実施例(No.1、3、4、6、10、12〜15)の光学ガラスは、いずれもガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが120℃以上、より詳細には129℃以上であった。特に、実施例(No.1、3、4、12及び15)の光学ガラスはΔTが130℃以上であり、ΔTが129℃未満である参考例(No.1及びNo.2)と比べてΔTが高かった。このため、実施例(No.1、3、4、12及び15)の光学ガラスは、参考例のガラスと比べても熱的安定性が高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、いずれも屈折率(nd)が1.85以上、より詳細には1.92以上であるとともに、この屈折率(nd)は2.20以下、より詳細には2.04以下であり、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10以上、より詳細には19以上であるとともに、このアッベ数(νd)は40以下、より詳細には25以下であり、所望の範囲内であった。
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ないことが明らかになった。
さらに、本発明の実施例(No.1〜No.15)の光学ガラスは、図2に示すように、いずれもνd≦25であり、且つ、部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との関係において(−0.0016×νd+0.6346)以上、より詳細には(−0.0016×νd+0.6386)以上であるとともに、この部分分散比(θg,F)は(−0.0058×νd+0.7559)以下であり、所望の範囲内であった。特に、本発明の実施例(No.1、No.5〜No.15)の光学ガラスは、部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との関係において(−0.0058×νd+0.7539)以下であった。一方、参考例(No.2)のガラスは、νd≦25でありながら、部分分散比(θg,F)は(−0.0058×νd+0.7539)を超えていた。また、参考例(No.1)のガラスは、νd>25でありながら、部分分散比(θg,F)は(−0.0020×νd+0.6589)を超えていた。このため、本発明の実施例(No.1、No.5〜No.15)の光学ガラスは、参考例(No.1及びNo.2)のガラスに比べて、部分分散比(θg,F)がノーマルラインに近く、色収差が小さいことが明らかになった。
なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点(Tg)が100℃以上、より詳細には400℃以上であるとともに、このガラス転移点(Tg)は438℃以下、より詳細には433℃以下であった。一方で、参考例(No.1及びNo.2)のガラスはガラス転移点(Tg)が438℃より高かった。従って、本発明の実施例の光学ガラスは、参考例のガラスに比べてガラス転移点(Tg)が低く、より低い温度で軟化するため、低い温度でプレス成形を行い易いことも明らかになった。
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて精密プレス成形用プリフォームを形成し、精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形加工したところ、安定に様々なレンズ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 (14)
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、B2O3成分を1.0〜50.0%、GeO2成分を0〜20.0%、SiO2成分を0〜20.0%、及びP2O5成分を0〜20.0%含有する光学ガラス。
- 酸化物換算組成の物質量比(GeO2+SiO2+P2O5)/(TeO2+B2O3)が0.076未満である請求項1記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTiO2成分を2.5%未満さらに含有する請求項1又は2記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
WO3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から3のいずれか記載の光学ガラス。 - 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和TiO2+WO3+Bi2O3がモル%で0%より多く5.0%以下である請求項3又は4記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
La2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
In2O3成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から5のいずれか記載の光学ガラス。 - 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でGa2O3成分を5.0%未満さらに含有する請求項1から6のいずれか記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成の物質量比M/(TeO2+B2O3)(式中、MはTiO2、WO3、Bi2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、Ta2O5、Ga2O3及びIn2O3からなる群より選択される1種以上)が0.020以上及び0.240以下である請求項3から7のいずれか記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜20.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0%及び/又は
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜30.0%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から8のいずれか記載の光学ガラス。 - 1.85以上2.20以下の屈折率(nd)を有し、10以上40以下のアッベ数(νd)を有する請求項1から9のいずれか記載の光学ガラス。
- ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが100℃以上である請求項1から10のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項1から11のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。
- 請求項1から11のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
- 請求項13記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126096A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
WO2010126097A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム |
JP2012236734A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学ガラス |
JP2016088760A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 株式会社オハラ | 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム |
JP2016088761A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 株式会社オハラ | 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム |
JP2016150881A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
CN106517765A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-03-22 | 高筱茜 | 光学玻璃 |
WO2019077786A1 (ja) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、光学系、光学装置、カメラ用交換レンズ、音響光学素子、照明装置、顕微鏡 |
WO2023189051A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、接合レンズ、光学系、光学装置、反射素子、位置測定装置 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61197443A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-09-01 | Hoya Corp | 光学ガラス |
JPS62108741A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Ohara Inc | 光学素子の製造方法 |
JPS62119138A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-05-30 | Ohara Inc | テルライトガラスおよびその製造方法 |
JPS62128946A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-11 | Hoya Corp | テルライトガラス |
JP2000264676A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 低融点ガラス |
JP2002241144A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Konica Corp | 低融点高屈折率テルライトガラス及び光学素子 |
JP2004043294A (ja) * | 2002-05-22 | 2004-02-12 | Asahi Glass Co Ltd | 光学ガラスおよびレンズ |
WO2006001346A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラスおよびレンズ |
JP2006182577A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学用ガラス |
WO2006129618A1 (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラス素子製造方法 |
JP2008254953A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Ohara Inc | 光学ガラス |
-
2009
- 2009-09-15 JP JP2009213171A patent/JP2010105906A/ja active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61197443A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-09-01 | Hoya Corp | 光学ガラス |
JPS62119138A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-05-30 | Ohara Inc | テルライトガラスおよびその製造方法 |
JPS62108741A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Ohara Inc | 光学素子の製造方法 |
JPS62128946A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-11 | Hoya Corp | テルライトガラス |
JP2000264676A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 低融点ガラス |
JP2002241144A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Konica Corp | 低融点高屈折率テルライトガラス及び光学素子 |
JP2004043294A (ja) * | 2002-05-22 | 2004-02-12 | Asahi Glass Co Ltd | 光学ガラスおよびレンズ |
WO2006001346A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラスおよびレンズ |
JP2006182577A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学用ガラス |
WO2006129618A1 (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラス素子製造方法 |
JP2008254953A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Ohara Inc | 光学ガラス |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126097A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム |
WO2010126096A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
JP2012236734A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学ガラス |
JP2016088760A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 株式会社オハラ | 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム |
JP2016088761A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 株式会社オハラ | 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム |
JP2016150881A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
CN106517765A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-03-22 | 高筱茜 | 光学玻璃 |
CN106517765B (zh) * | 2016-11-14 | 2018-12-21 | 高筱茜 | 光学玻璃 |
WO2019077786A1 (ja) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、光学系、光学装置、カメラ用交換レンズ、音響光学素子、照明装置、顕微鏡 |
JPWO2019077786A1 (ja) * | 2017-10-20 | 2020-12-03 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、光学系、光学装置、カメラ用交換レンズ、音響光学素子、照明装置、顕微鏡 |
JP7163929B2 (ja) | 2017-10-20 | 2022-11-01 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、光学系、光学装置、カメラ用交換レンズ、音響光学素子、照明装置、顕微鏡 |
WO2023189051A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、接合レンズ、光学系、光学装置、反射素子、位置測定装置 |
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