JP2012236756A - 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】酸化物基準の質量%でBi2O3成分を75.0%以上、酸化物基準の質量%でMgO成分、CaO成分、SrO成分及びBaO成分のうちいずれか1種以上を10.0%未満、酸化物基準の質量%でZnO成分を10.0%未満、酸化物基準の質量%でTeO2成分を10.0%未満の成分をそれぞれ含有することを特徴とする光学ガラス。
【選択図】なし
Description
本発明の実施形態に係る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。各成分は酸化物基準の質量%にて表現する。ここで「酸化物基準」とは、本発明の実施形態に係るガラス構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を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。
SiO2成分は、ガラスの安定性を向上して失透を低減させる成分であり、且つガラスの低分散化を図る効果、透過率、科学的耐久性、磨耗度の向上及び液相温度に対する粘性を高くする効果のある成分であり、本発明の実施例に係る光学ガラスの任意成分である。しかしながら、SiO2成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率(nd)や部分分散比が低下し易く、ガラスの溶融性も悪化し易い。従って、SiO2成分の含有量は、酸化物基準の質量%で、好ましくは10.0%、より好ましくは7.0%、最も好ましくは3.0%を上限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2等を用いてガラス内に含有することができる。
本発明の実施形態においては、他の成分を本発明の実施形態に係る光学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においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる。したがって、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。ここで「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、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金坩堝に入れて750℃〜950℃の温度範囲で2〜3時間溶融して攪拌均質化を行い、800℃〜650℃程度の温度に下げてから1時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、高い屈折率(nd)及び長い分光透過率(5%)が得られるため、光学素子の色収差の補正に顕著な効果を奏することができ、光学設計の自由度を広げることができる。また、光学系における素子の点数を削減できるため、光学系全体の小型化を図ることができる。より具体的には、本発明の実施形態に係る光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは2.4、より好ましくは2.35、最も好ましくは2.3を上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは2.15、より好ましくは2.17、最も好ましくは2.2を下限とする。これにより、光学設計の自由度が広がり、さらに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。本発明の実施形態に係る光学ガラスの分光透過率(70%)は、好ましくは520nm、より好ましくは515nm、最も好ましくは510nmを上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスの分光透過率(70%)は、好ましくは460nm、より好ましくは470nm、最も好ましくは480nmを下限とする。これにより、可視光に対する透明性が高く、且つガラスの作製時及び加工時に失透や曇りが生じ難くできる。本発明の実施形態に係る光学ガラスの分光透過率(5%)は、好ましくは450nm、より好ましくは449nm、最も好ましくは448nmを上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスの分光透過率(5%)は、好ましくは415nm、より好ましくは420nm、最も好ましくは425nmを下限とする。これにより、可視光に対する透明性が高く、且つガラスの作製時及び加工時に失透や曇りが生じ難くできる。
作製された光学ガラスから、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、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、例えば研磨加工を行って作製し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。本発明の実施形態に係る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、典型的にはデジタルカメラやプロジェクタ等に用いることができる。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 (12)
- 酸化物基準の質量%でBi2O3成分を75.0%以上、酸化物基準の質量%でMgO成分、CaO成分、SrO成分及びBaO成分のうちいずれか1種以上を10.0%未満、酸化物基準の質量%でZnO成分を10.0%未満、酸化物基準の質量%でTeO2成分を10.0%未満の成分をそれぞれ含有することを特徴とする光学ガラス。
- Bi2O3成分を98.0%以下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。
- Bi2O3成分とB2O3成分とを合計で90.0%以上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。
- MgO成分、CaO成分、SrO成分、BaO成分のうちいずれか1種以上が0%を超えて含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光学ガラス。
- ZnO成分が0%を超えて含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光学ガラス。
- TeO2成分が0%を超えて含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光学ガラス。
- MgO成分 0%を超えて10.0%未満、及び/又は
CaO成分 0%を超えて10.0%未満、及び/又は
SrO成分 0%を超えて10.0%未満、及び/又は
BaO成分 0%を超えて10.0%未満の各成分をさらに含有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光学ガラス。 - 屈折率(nd)が2.15以上であり、且つ、厚み10mmのサンプルで分光透過率(5%)を示す波長(λ5)が450nm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光学ガラス。
- アッベ数(νd)が13.0以上25.0以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光学ガラス。
- 請求項1から9のいずれかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用のプリフォーム。
- 請求項1から9のいずれかに記載の光学ガラスを含んでなることを特徴とする光学素子。
- 請求項10に記載のプリフォームを精密プレスすることにより成形されることを特徴とする光学素子。
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