JP2012229148A - 光学ガラス及び光学素子 - 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B2O3成分を1.0〜30.0%及びLa2O3成分を10.0〜55.0%含有し、Ta2O5成分の含有量が13.0%未満である。この光学ガラスは、1.75以上の屈折率(nd)を有し、30以上50以下のアッベ数(νd)を有することが好ましい。光学素子は、この光学ガラスを母材とする。
【選択図】なし
Description
TiO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜20.0%及び/又は
WO3成分 0〜25.0%
である(1)記載の光学ガラス。
SiO2成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜12.0%
である(1)から(4)のいずれかに記載の光学ガラス。
Gd2O3成分 0〜45.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%
である(1)から(7)のいずれかに記載の光学ガラス。
MgO成分 0〜20.0%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 0〜25.0%
である(1)から(13)のいずれかに記載の光学ガラス。
Li2O成分 0〜10.0%及び/又は
Na2O成分 0〜10.0%及び/又は
K2O成分 0〜10.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
である(1)から(15)のいずれかに記載の光学ガラス。
ZnO成分 0〜25.0%及び/又は
P2O5成分 0〜10.0%及び/又は
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0%及び/又は
TeO2成分 0〜20.0%及び/又は
SnO2成分 0〜1.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
である(1)から(18)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。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、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。
B2O3成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物として欠かすことの出来ない必須成分である。特に、B2O3成分の含有量を1.0%以上にすることで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスの分散を小さくすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するB2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは5.0%、さらに好ましくは8.5%、最も好ましくは9.5%を下限とする。一方、B2O3成分の含有量を30.0%以下にすることで、より大きな屈折率を得易くし、化学的耐久性の悪化を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するB2O3成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは20.0%未満とし、最も好ましくは15.5%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。
B2O3成分 2.0〜55.0モル%、
La2O3成分 5.0〜30.0モル%、及び
Ta2O5成分 0〜7.0モル%、
TiO2成分 0〜30.0モル%及び/又は
Nb2O5成分 0〜15.0モル%及び/又は
WO3成分 0〜30.0モル%及び/又は
SiO2成分 0〜50.0モル%及び/又は
ZrO2成分 0〜18.0モル%及び/又は
Gd2O3成分 0〜25.0モル%及び/又は
Y2O3成分 0〜20.0モル%及び/又は
Yb2O3成分 0〜10.0モル%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0モル%及び/又は
MgO成分 0〜50.0モル%及び/又は
CaO成分 0〜40.0モル%及び/又は
SrO成分 0〜30.0モル%及び/又は
BaO成分 0〜35.0モル%及び/又は
Li2O成分 0〜30.0モル%及び/又は
Na2O成分 0〜25.0モル%及び/又は
K2O成分 0〜20.0モル%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0モル%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0モル%及び/又は
P2O5成分 0〜15.0モル%及び/又は
GeO2成分 0〜10.0モル%及び/又は
Al2O3成分 0〜15.0モル%及び/又は
Ga2O3成分 0〜5.0モル%及び/又は
TeO2成分 0〜25.0モル%及び/又は
SnO2成分 0〜0.3モル%及び/又は
Sb2O3成分 0〜0.5モル%
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に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で1100〜1500℃の温度範囲で2〜5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、高い屈折率(nd)及び低い分散を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.75、より好ましくは1.80、最も好ましくは1.86を下限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは30、より好ましくは32、最も好ましくは35を下限とし、好ましくは50、より好ましくは47、最も好ましくは45を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、さら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。なお、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)の上限は、例えば2.00以下、より詳細には1.98以下、より詳細には1.97以下であることが多い。
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、光学ガラスから作製した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。
Claims (23)
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でB2O3成分を1.0〜30.0%及びLa2O3成分を10.0〜55.0%含有し、Ta2O5成分の含有量が13.0%未満である光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
TiO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜20.0%及び/又は
WO3成分 0〜25.0%
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する、TiO2成分、Nb2O5成分及びWO3成分からなる群より選択される1種以上の含有量の和が、0.1%以上40.0%以下である請求項2に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成で、TiO2成分、Nb2O5成分及びWO3成分からなる群より選択される2種以上の成分を含有する請求項2又は3に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜12.0%
である請求項1から4のいずれかに記載の光学ガラス。 - 酸化物換算組成のガラス全質量に対するB2O3成分及びSiO2成分の含有量の和が30.0%以下である請求項1から5のいずれかに記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成の質量比(ZrO2+Ta2O5+Nb2O5)/(B2O3+SiO2)が2.00以下である請求項1から6のいずれかに記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Gd2O3成分 0〜45.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%
である請求項1から7のいずれかに記載の光学ガラス。 - 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La、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)の質量和が30.0%以上75.0%以下である請求項1から8のいずれかに記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対するLn2O3成分、ZrO2成分、Nb2O5成分及びWO3成分の質量和が50.0%以上90.0%以下である請求項9に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成の質量比Y2O3/Ln2O3が0.100以下である請求項9又は10に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でBi2O3成分の含有量が20.0%以下である請求項1から11のいずれかに記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成の質量比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)が0.580以下である請求項12に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜20.0%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 0〜25.0%
である請求項1から13のいずれかに記載の光学ガラス。 - 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からなる群より選択される1種以上)の質量和が25.0%以下である請求項14に記載の光学ガラス。
- 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 0〜10.0%及び/又は
K2O成分 0〜10.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
である請求項1から15のいずれかに記載の光学ガラス。 - 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、Cs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16に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成の質量比(B2O3+SiO2+WO3)/(Ln2O3+ZrO2+Li2O)が0.20以上2.00以下である請求項1から17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
ZnO成分 0〜25.0%及び/又は
P2O5成分 0〜10.0%及び/又は
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0%及び/又は
TeO2成分 0〜20.0%及び/又は
SnO2成分 0〜1.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
である請求項1から18のいずれか記載の光学ガラス。 - 1.75以上の屈折率(nd)を有し、30以上50以下のアッベ数(νd)を有する請求項1から19のいずれか記載の光学ガラス。
- 1300℃以下の液相温度を有する請求項1から20のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項1から21のいずれか記載の光学ガラスを母材とする光学素子。
- 請求項22記載の光学素子を備える光学機器。
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