JP2011144063A - 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でNb2O5成分を75.0%未満、及び、P2O5成分を40.0%未満含有し、及び、TiO2成分の含有量が30.0%以下であり、0.62以上0.69以下の部分分散比[θg,F]を有し、15以上27以下のアッベ数(νd)を有する。プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【選択図】図1
Description
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。
MgO成分 0〜25.0%及び/又は
CaO成分 0〜25.0%及び/又は
SrO成分 0〜25.0%及び/又は
BaO成分 0〜25.0%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(4)のいずれか記載の光学ガラス。
WO3成分 0〜30.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜20.0%及び/又は
TeO2成分 0〜15.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。
Li2O成分 0〜10.0%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 0〜10.0%
の各成分を含有する(8)記載の光学ガラス。
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(10)のいずれか記載の光学ガラス。
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜15.0%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(12)のいずれか記載の光学ガラス。
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は、全て酸化物換算組成のガラス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」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。
Nb2O5成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分である。特に、Nb2O5成分の必須成分として含有することで、ガラスの部分分散比(θg,F)を高め、ガラスの可視域の波長の光に対する透明性を高めつつ、ガラスの屈折率及び分散を高めることができる。また、Nb2O5成分の含有量を75.0%未満にすることで、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質量に対するNb2O5成分の含有量は、好ましくは0.1%、より好ましくは1.0%、さらに好ましくは10.0%、最も好ましくは25.0%を下限とし、好ましくは75.0%未満とし、より好ましくは70.0%、最も好ましくは65.0%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。
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。
P2O5成分 0.1〜30.0%及び
Nb2O5成分 0.1〜45.0%、
並びに
SiO2成分 0〜25.0%及び/又は
B2O3成分 0〜25.0%及び/又は
TiO2成分 0〜60.0%及び/又は
MgO成分 0〜60.0%及び/又は
CaO成分 0〜50.0%及び/又は
SrO成分 0〜40.0%及び/又は
BaO成分 0〜25.0%及び/又は
ZnO成分 0〜40.0%及び/又は
WO3成分 0〜15.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜7.0%及び/又は
TeO2成分 0〜15.0%及び/又は
Li2O成分 0〜40.0%及び/又は
Na2O成分 0〜45.0%及び/又は
K2O成分 0〜30.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜12.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜7.0%及び/又は
La2O3成分 0〜7.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜7.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜7.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜15.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜17.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜5.0%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜0.5%
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、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて1100〜1350℃の温度範囲で3〜4時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1200℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
本発明の光学ガラスは、所望の分散(アッベ数)を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは15、より好ましくは16、最も好ましくは17を下限とし、好ましくは27、より好ましくは25、最も好ましくは23を上限とする。これにより、本発明の光学ガラスを光学素子に用いたときの光学設計の自由度を大幅に広げることができる。
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、レンズやプリズム、ミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視光を透過させる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。また、この光学ガラスを用いた光学素子によって色収差が低減されるため、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに、異なる部分分散比(θg,F)を有する光学素子による補正を行わなくとも、高精細で高精度な結像特性を実現できる。
Claims (18)
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でNb2O5成分を75.0%未満、及び、P2O5成分を40.0%未満含有し、及び、TiO2成分の含有量が30.0%以下であり、0.62以上0.69以下の部分分散比[θg,F]を有し、15以上27以下のアッベ数(νd)を有する光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有量が12.0%以下である請求項1記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分を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質量に対する質量和(P2O5+SiO2+B2O3)が35.0%以下である請求項3記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜25.0%及び/又は
CaO成分 0〜25.0%及び/又は
SrO成分 0〜25.0%及び/又は
BaO成分 0〜25.0%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から4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質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が30.0%以下である請求項5記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である請求項6記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
WO3成分 0〜30.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜20.0%及び/又は
TeO2成分 0〜15.0%
の各成分をさらに含有する請求項1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質量に対して、質量%で
Li2O成分 0〜10.0%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 0〜10.0%
の各成分を含有する請求項8記載の光学ガラス。 - 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の質量和が0.1%以上30.0%以下である請求項9記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から10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質量に対するLn2O3成分(式中、LnはY、La、Gd及びYbからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である請求項11記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜15.0%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から12のいずれか記載の光学ガラス。 - 部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との間で(−4.21×10−3×νd+0.7207)≦(θg,F)≦(−4.21×10−3×νd+0.7507)の関係を満たす請求項1から13のいずれか記載の光学ガラス。
- 分光透過率が70%を示す波長(λ70)が500nm以下である請求項1から14のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項1から15のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び/又は精密プレス成形用のプリフォーム。
- 請求項16記載のプリフォームを研磨してなる光学素子。
- 請求項16記載の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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