JP2013227216A - 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材および光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法 - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
【課題】高分散特性を備えるとともに、高次の色消しに好適であり、優れたガラス安定性を備えた光学ガラスを提供する。
【解決手段】質量％表示で、ＳｉＯ２１２〜４０％、Ｎｂ２Ｏ５１５％以上４２％未満、ＴｉＯ２２％以上１８％未満（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、Ｌｉ２Ｏ０．１〜２０％、Ｎａ２Ｏ０．１〜１５％、Ｋ２Ｏ０．１〜２５％、を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする光学ガラスである。
【選択図】なし
【解決手段】質量％表示で、ＳｉＯ２１２〜４０％、Ｎｂ２Ｏ５１５％以上４２％未満、ＴｉＯ２２％以上１８％未満（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、Ｌｉ２Ｏ０．１〜２０％、Ｎａ２Ｏ０．１〜１５％、Ｋ２Ｏ０．１〜２５％、を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする光学ガラスである。
【選択図】なし
Description
本発明は高分散特性を有し、色収差補正に好適な光学ガラス、前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法に関する。
色収差の補正には、低分散ガラス製レンズとともに高分散ガラス製レンズが必要である。こうしたレンズを非球面レンズ化することにより、さらに高性能かつコンパクトな光学系を実現することができる。
こうしたレンズを量産するには、ガラス転移温度が低いガラスが求められており、その代表的なガラスとしてリン酸塩ガラスがある。その他、少数ではあるが、特許文献１〜３に開示されているようにシリカ系ガラスも提案されている。
撮像光学系、投射光学系などで、高次の色消しを行うには、低分散ガラス製レンズと高分散ガラス製レンズを組み合わせて使用するのが効果的である。しかし、低分散側の硝材は部分分散比が大きいものが多いため、より高次の色収差を補正する場合、高分散特性に加えて、部分分散比が小さいガラスを使用したレンズと組み合わせることがより有効である。現在、高分散の精密プレス成形用ガラスとして主流になっているリン酸塩ガラスは部分分散比が大きく、上記目的に適ったガラスを作ることが難しい。
一方、特許文献１および特許文献２に開示されているシリカ系ガラスは、ガラス安定性が低く、均質な熔融ガラスを得るために撹拌している間に結晶が析出したり、熔融ガラスをキャストしてガラスを成形する際に結晶が析出するなど、量産には不向きである。
また、特許文献３に開示されたシリカ系ガラスは部分分散比が大きく、高次の色消し材料としては改善を要する。
本発明はこうした問題を解決しつつ、高分散特性を備えるとともに、高次の色消しに好適であり、優れたガラス安定性を備えた光学ガラス、前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子を提供すること、ならびに光学素子ブランクおよび光学素子のそれぞれの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、
（１） 質量％表示で、
ＳｉＯ２ １２〜４０％、
Ｎｂ２Ｏ５ １５％以上４２％未満、
ＴｉＯ２ ２％以上１８％未満
（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、
Ｌｉ２Ｏ ０．１〜２０％、
Ｎａ２Ｏ ０．１〜１５％、
Ｋ２Ｏ ０．１〜２５％、
を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする光学ガラス、
（２） 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２２％、
ＣａＯ ０〜１７％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜３０％であり、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（３） 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜１３％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｋ２Ｏの合計含有量が０．１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜２５％であり、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（４） 外割りでＳｂ２Ｏ３が０〜２％、ＳｎＯ２が０〜２％添加されている上記（１）項〜（３）項のいずれかに記載の光学ガラス、
（５） 部分分散比Ｐg,Fが０．５８０〜０．６２０である上記（１）項〜（４）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（６） ガラス転移温度が６００℃未満である上記（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（７） 上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、
（８） 上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスから光学素子、
（９） 上記（７）項に記載のガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法、
（１０） 熔融ガラスをプレス成形型に供給してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、
上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、熔融して得られた熔融ガラスをプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
（１１） 上記（９）項または（１０）項に記載の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨する光学素子の製造方法、
（１２） 上記（７）項に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法、
（１３） プレス成形型にガラス素材を導入し、該成形型とガラス素材を一緒に加熱する上記（１２）項に記載の光学素子の製造方法、
（１４） ガラス素材を加熱し、予熱したプレス成形型に導入して精密プレス成形する上記（１２）項に記載の光学素子の製造方法、
を提供するものである。
（１） 質量％表示で、
ＳｉＯ２ １２〜４０％、
Ｎｂ２Ｏ５ １５％以上４２％未満、
ＴｉＯ２ ２％以上１８％未満
（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、
Ｌｉ２Ｏ ０．１〜２０％、
Ｎａ２Ｏ ０．１〜１５％、
Ｋ２Ｏ ０．１〜２５％、
を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする光学ガラス、
（２） 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２２％、
ＣａＯ ０〜１７％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜３０％であり、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（３） 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜１３％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
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Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
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を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｋ２Ｏの合計含有量が０．１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜２５％であり、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０である上記（１）項に記載の光学ガラス、
（４） 外割りでＳｂ２Ｏ３が０〜２％、ＳｎＯ２が０〜２％添加されている上記（１）項〜（３）項のいずれかに記載の光学ガラス、
（５） 部分分散比Ｐg,Fが０．５８０〜０．６２０である上記（１）項〜（４）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（６） ガラス転移温度が６００℃未満である上記（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（７） 上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、
（８） 上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスから光学素子、
（９） 上記（７）項に記載のガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法、
（１０） 熔融ガラスをプレス成形型に供給してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、
上記（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、熔融して得られた熔融ガラスをプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
（１１） 上記（９）項または（１０）項に記載の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨する光学素子の製造方法、
（１２） 上記（７）項に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法、
（１３） プレス成形型にガラス素材を導入し、該成形型とガラス素材を一緒に加熱する上記（１２）項に記載の光学素子の製造方法、
（１４） ガラス素材を加熱し、予熱したプレス成形型に導入して精密プレス成形する上記（１２）項に記載の光学素子の製造方法、
を提供するものである。
本発明によれば、高分散特性を備えるとともに、高次の色消しに好適であり、優れたガラス安定性を備えた光学ガラス、前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および前記ガラスからなる光学素子を提供することができる。また、前記ガラスからなる光学素子ブランクの製造方法および光学素子の製造方法を提供することができる。
[光学ガラス]
まず、本発明の光学ガラスについて説明する。
一般に、高分散ガラスは正の異常分散を示すが、高分散特性を維持しつつ、部分分散比Ｐg,Fを小さく抑え、部分分散比Ｐg,F−アッベ数νｄ図における標準線（ノーマルライン）に部分分散特性を近づけることができれば、低分散ガラスからなるレンズと組み合わせることによって、高次の色収差補正用として非常に有効な光学ガラス材料を提供することができる。
まず、本発明の光学ガラスについて説明する。
一般に、高分散ガラスは正の異常分散を示すが、高分散特性を維持しつつ、部分分散比Ｐg,Fを小さく抑え、部分分散比Ｐg,F−アッベ数νｄ図における標準線（ノーマルライン）に部分分散特性を近づけることができれば、低分散ガラスからなるレンズと組み合わせることによって、高次の色収差補正用として非常に有効な光学ガラス材料を提供することができる。
本発明者らはこうしたガラス材料の実現のため、部分分散特性をノーマルラインに近づけるのに有利なシリカ系組成をベースとし、高屈折率高分散性を付与するため、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２を必須成分として導入した。
本発明者らの得た知見に基づけば、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２とではＮｂ２Ｏ５のほうが部分分散比を抑える働きが大きい。そこで、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２の比率を調整して部分分散比を抑えることにした。
次にガラスを再加熱、軟化して成形する際の成形性に配慮し、低温軟化性を付与するためにアルカリ金属成分を導入するが、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏのいずれかに偏ってアルカリ金属成分を導入するとガラスの安定性が急激に低下してしまうことが判明した。そこで、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏをガラス成分として共存させることによる混合アルカリ効果によってガラスの安定性を飛躍的に改善することに成功した。
このような知見に基づき、各成分量を最適化し、本発明を完成させた。
このような知見に基づき、各成分量を最適化し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の光学ガラスは、質量％表示で、
ＳｉＯ２ １２〜４０％、
Ｎｂ２Ｏ５ １５％以上４２％未満、
ＴｉＯ２ ２％以上１８％未満
（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、
Ｌｉ２Ｏ ０．１〜２０％、
Ｎａ２Ｏ ０．１〜１５％、
Ｋ２Ｏ ０．１〜２５％、
を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、部分分散比Ｐg,Fが０．５８０〜０．６２０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする。
ＳｉＯ２ １２〜４０％、
Ｎｂ２Ｏ５ １５％以上４２％未満、
ＴｉＯ２ ２％以上１８％未満
（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、
Ｌｉ２Ｏ ０．１〜２０％、
Ｎａ２Ｏ ０．１〜１５％、
Ｋ２Ｏ ０．１〜２５％、
を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、部分分散比Ｐg,Fが０．５８０〜０．６２０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする。
本発明の光学ガラスは、屈折率ｎｄが例えば１．８２〜１．９０と高い屈折率を示し、このガラスで作製した光学素子は光学系のコンパクト化に有効である。
ここで、部分分散比Ｐg,Fは、ｇ線、F線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎF、ｎcを用いて、（ｎg−ｎF）／（ｎF−ｎc）と表される。
部分分散比Ｐg,F−アッベ数νｄ図において正常部分分散ガラスの基準となるノーマルライン上の部分分散比をＰg,F（０）と表すと、Ｐg,F（０）はアッベ数νｄを用いて次式で表される。
Ｐg,F（０）＝０．６４８３−（０．００１８×νｄ）
Ｐg,F（０）＝０．６４８３−（０．００１８×νｄ）
ΔＰg,Fは、上記ノーマルラインからの部分分散比Ｐg,Fの偏差であり、次式で表される。
ΔＰg,F＝Ｐg,F−Ｐg,F（０）
＝Ｐg,F＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
なお、本明細書において、特記しない限り各成分の含有量、合計含有量は質量％にて表示するとともに、前記量の比率も質量比で表示する。
ΔＰg,F＝Ｐg,F−Ｐg,F（０）
＝Ｐg,F＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
なお、本明細書において、特記しない限り各成分の含有量、合計含有量は質量％にて表示するとともに、前記量の比率も質量比で表示する。
本発明の光学ガラスは、次の２つの態様に大別される。
第１の態様は、任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２２％、
ＣａＯ ０〜１７％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜３０％であり、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満である光学ガラスである。
第１の態様は、任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２２％、
ＣａＯ ０〜１７％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜３０％であり、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満である光学ガラスである。
第２の態様は、第１の態様よりさらに屈折率の高いガラスであって、任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜１３％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｋ２Ｏの合計含有量が０．１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜２５％であり、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０である光学ガラスである。
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜１３％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｋ２Ｏの合計含有量が０．１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜２５％であり、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０である光学ガラスである。
第１の態様、第２の態様の各光学ガラスともに外割りでＳｂ２Ｏ３を０〜２％、ＳｎＯ２を０〜２％添加することができる。
上記各成分の働きと組成範囲の限定理由について説明する。
ＳｉＯ２は、ガラスの網目形成酸化物であり、ガラス安定性、熔融ガラスの成形性を維持する上で必要な必須成分である。その含有量が１２％未満であるとガラス安定性が低下し、化学的耐久性が悪化する。また、熔融ガラス成形時のガラスの粘性が低くなりすぎ、成形性が低下してしまう。一方、その含有量が４０％を越えると液相温度、ガラス転移温度が上昇し、耐失透性や熔融性が悪化も悪化する。また所要のアッべ数νｄの実現も困難になる。したがって、ＳｉＯ２の含有量は１２〜４０％とする。ＳｉＯ２の含有量の好ましい範囲は１５〜３５％、より好ましい範囲は１８〜３３％、さらに好ましい範囲は２０〜３０％、一層好ましい範囲は２２〜２８％である。
ＳｉＯ２は、ガラスの網目形成酸化物であり、ガラス安定性、熔融ガラスの成形性を維持する上で必要な必須成分である。その含有量が１２％未満であるとガラス安定性が低下し、化学的耐久性が悪化する。また、熔融ガラス成形時のガラスの粘性が低くなりすぎ、成形性が低下してしまう。一方、その含有量が４０％を越えると液相温度、ガラス転移温度が上昇し、耐失透性や熔融性が悪化も悪化する。また所要のアッべ数νｄの実現も困難になる。したがって、ＳｉＯ２の含有量は１２〜４０％とする。ＳｉＯ２の含有量の好ましい範囲は１５〜３５％、より好ましい範囲は１８〜３３％、さらに好ましい範囲は２０〜３０％、一層好ましい範囲は２２〜２８％である。
Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を高め、液相温度を低下させて耐失透性を向上させる働きをする必須成分である。また高屈折率付与成分の中では部分分散特性をノーマルラインに近づける、即ち、ΔＰg,Fをゼロに近づける働きをする成分でもある。その含有量が１５％未満であると所望の屈折率を維持することが困難になるなどの問題が生じるとともに、部分分散特性をノーマルラインに近づけることが困難になる。しかし、その含有量が４２％以上になると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は１５％以上４２％未満とする。Ｎｂ２Ｏ５の含有量の好ましい下限は１８％、より好ましい下限は２０％、さらに好ましい下限は２２％、一層好ましい下限は２５％であり、好ましい上限は４１．５％、より好ましい上限は４１％である。
ＴｉＯ２は、屈折率を高め、耐失透性および化学的耐久性の向上に有効な必須成分である。その含有量が２％未満であると上記効果が得られず、１８％以上であると所望のアッべ数νｄを実現するのが困難となる。したがって、ＴｉＯ２の含有量は２％以上１８％未満とする。ＴｉＯ２の含有量の好ましい範囲は第１の態様の光学ガラスにおいては３％以上１６％未満、第２の態様の光学ガラスにおいては２％以上１２％未満、より好ましい範囲は第１の態様の光学ガラスにおいては４％以上１４％未満、第２の態様の光学ガラスにおいては３％以上１２％未満、さらに好ましい範囲は第１の態様においては５％以上１２％未満、第２の態様の光学ガラスにおいては４％以上１２％未満、一層好ましい範囲は第１の態様の光学ガラスにおいては６％以上１２％未満、第２の態様である光学ガラスにおいては５％以上１２％未満、第２の態様の光学ガラスにおいてはより一層好ましい範囲があり、６％以上１２％未満である。
ΔＰg,Fをコントロールするには、ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の比率Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が重要な役割を果たす。前記比率が０．６以下であると部分分散比やΔＰg,Fが大きくなり、高次の色補正効果が低下する。したがって、ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の比率Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２は０．６超とする。前記比率Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２の好ましい範囲は０．７０以上、より好ましい範囲は０．８０以上、さらに好ましい範囲は０．９０以上、一層好ましい範囲は１．０以上である。
Ｌｉ２Ｏは、熔融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きをする。Ｌｉ２Ｏはアルカリ金属成分の中でも特にガラス転移温度を低下させる働きが大きく、しかも比較的、高屈折率を維持することができる成分である。また、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏとの共存による混合アルカリ効果によってガラス安定性が向上する。Ｌｉ２Ｏの含有量が０．１％未満であると上記効果が得られず、２０％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｌｉ２Ｏの含有量は０．１〜２０％とする。Ｌｉ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０．１〜１７％、より好ましい範囲は０．１〜１５％である。さらに、第１の態様の光学ガラスにおけるＬｉ２Ｏの含有量の一層好ましい範囲は１〜１０％、より一層好ましい範囲は１〜５％である。第２の態様においては、一層好ましい範囲は１〜１２％、より一層好ましい範囲は１〜１０％である。
Ｎａ２Ｏは熔融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きをする。また、Ｌｉ２Ｏとともに混合アルカリ効果によりガラス安定性を飛躍的に向上させる働きもする。Ｎａ２Ｏの含有量が０．１％未満であると上記効果が得られず、１５％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｎａ２Ｏの含有量は０．１〜１５％とする。Ｎａ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０．１〜１２％、より好ましい範囲は０．５〜１０％である。
第１の態様の光学ガラスにおけるＮａ２Ｏの含有量のさらに好ましい範囲は０．５〜９％、一層好ましい範囲は０．５〜８％であり、第２の態様の光学ガラスにおけるＮａ２Ｏの含有量のさらに好ましい範囲は０．５〜７％、一層好ましい範囲は０．５〜５％である。
Ｋ２Ｏも熔融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きをする。また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏとともに混合アルカリ効果によりガラス安定性を飛躍的に向上させる働きもする。Ｋ２Ｏの含有量が０．１％未満であると上記効果が得られず、K２Ｏの含有量が２５％を超えると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｋ２Ｏの含有量は０．１〜２５％とする。
第１の態様の光学ガラスにおけるＫ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０．１〜２２％、より好ましい範囲は０．５〜２０％、さらに好ましい範囲は０．５〜１７％、一層好ましい範囲は０．５〜１５％である。
第２の態様の光学ガラスにおけるＫ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０．１〜１５％、より好ましい範囲は０．１〜１２％、さらに好ましい範囲は０．５〜１０％、一層好ましい範囲は０．５〜７％、より一層好ましい範囲は０．５〜５％である。
本発明の光学ガラス（第１および第２の態様の光学ガラスを含む）のアッベ数νｄは２０〜３０であるが、耐失透性をより良好にしつつ、所望の部分分散特性を実現する上から、アッベ数νｄの好ましい範囲は２１〜２９、より好ましい範囲は２２〜２９である。
本発明の光学ガラスのΔＰg,Fは０．０１６以下であるが、上記諸性質をより良好にしやすくする上から、ΔＰg,Fが０．０１５以下であることが好ましく、０．０１４以下であることがより好ましく、０．０１３以下であることがさらに好ましく、０．０１２以下であることが一層好ましい。ΔＰg,Fの下限に特に制限はないが、通常は０以上、上記諸性質をより良好にしやすくする上から０．００１以上が好ましく、０．００２以上がより好ましく、０．００５以上がさらに好ましく、０．００７以上が一層好ましい。
また、上記諸性質をより良好にしやすくする上から、部分分散比Ｐg,Fを０．５８０〜０．６２０にすることが好ましい。Ｐg,Fのより好ましい範囲は０．５８５〜０．６２０、さらに好ましい範囲は０．５９０〜０．６１９、一層好ましい範囲は０．５９５〜０．６１８、より一層好ましい範囲は０．６００〜０．６１８である。
本発明の光学ガラスは、液相温度が１２００℃以下であって安定性に優れている。液槽温度の好ましい範囲は１１８０℃以下、より好ましい範囲は１１６０℃以下である。
次に任意成分について説明する。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの網目形成酸化物であり、熔融性を向上させ、液相温度を低下させる働きをするほか、低分散性を実現する上でも有効な成分である。しかし、１０％を超えて導入すると屈折率が低下し、化学的耐久性も悪化するため、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１０％とする。Ｂ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜７％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜５％である。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの網目形成酸化物であり、熔融性を向上させ、液相温度を低下させる働きをするほか、低分散性を実現する上でも有効な成分である。しかし、１０％を超えて導入すると屈折率が低下し、化学的耐久性も悪化するため、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１０％とする。Ｂ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜７％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜５％である。
ＺｒＯ２は、屈折率を高め、化学的耐久性を改善する働きをする。しかし、その含有量が２０％を超えると耐失透性が低下し、ガラス転移温度が上昇する。したがって、ＺｒＯ２の含有量を０〜２０％とする。ＺｒＯ２の含有量の好ましい範囲は０〜１６％、より好ましい範囲は０〜１４％、さらに好ましい範囲は０〜１２％、一層好ましい範囲は０〜１０％である。
ＷＯ３は、屈折率を高め、液相温度を低下させ、耐失透性を改善する働きをする。しかし、第１の態様の光学ガラスにおいて、その含有量が２２％を超えると、また第２の態様の光学ガラスにおいて、その含有量が２０％を超えると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。またガラスの着色が強まるので、第１の態様の光学ガラスにおいては、ＷＯ３の含有量を０〜２２％、第２の態様の光学ガラスにおいては、ＷＯ３の含有量を０〜２０％とする。第１の態様の光学ガラスにおいて、ＷＯ３の含有量の好ましい範囲は０〜２０％、より好ましい範囲は０〜１７％、さらに好ましい範囲は１〜１５％、一層好ましい範囲は１〜１２％である。第２の態様の光学ガラスにおいて、ＷＯ３の含有量の好ましい範囲は０〜１７％、より好ましい範囲は０〜１５％、さらに好ましい範囲は１〜１２％、一層好ましい範囲は１〜１０％である。
ＣａＯは、熔融性を改善し、光線透過率を高める働きをする。また炭酸塩原料や硝酸塩原料を用いてガラスに導入することにより、脱泡効果を得ることもできる。しかし、第１の態様の光学ガラスにおいてその含有量が１７％を超えると、また第２の態様の光学ガラスにおいて、その含有量が１３％を超えると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。また屈折率も低下するため、第1の態様の光学ガラスではＣａＯの含有量を０〜１７％、第2の態様の光学ガラスではＣａＯの含有量を０〜１３％とする。第1の態様において、ＣａＯの含有量の好ましい範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０〜１２％、さらに好ましい範囲は０〜１０％、一層好ましい範囲は０〜８％である。第2の態様において、ＣａＯの含有量の好ましい範囲は０〜１２％、より好ましい範囲は０〜１０％、さらに好ましい範囲は０〜７％、一層好ましい範囲は０〜５％である。
ＳｒＯも熔融性を改善し、光線透過率を高める働きをする。また炭酸塩原料や硝酸塩原料を用いてガラスに導入することにより、脱泡効果を得ることもできる。しかし、その含有量が１３％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。また屈折率も低下するため、ＳｒＯの含有量は０〜１３％とする。ＳｒＯの含有量の好ましい範囲は０〜１２％、より好ましい範囲は０〜１０％、さらに好ましい範囲は０〜７％、一層好ましい範囲は０〜５％である。
ＢａＯも熔融性を改善し、光線透過率を高める働きをする。また炭酸塩原料や硝酸塩原料を用いてガラスに導入することにより、脱泡効果を得ることもできる。しかし、その含有量が２０％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。また屈折率も低下するため、ＢａＯの含有量は０〜２０％とする。ＢａＯの含有量の好ましい範囲は０〜１７％、第1の態様の光学ガラスにおいては、より好ましい範囲は０〜１５％であり、さらに好ましい範囲は０〜１２％、一層好ましい範囲は０〜１０％、第2の態様の光学ガラスにおいては、さらに好ましい範囲はである。第２の態様においては、ＢａＯの含有量のより好ましい範囲は１〜１５％、さらに好ましい範囲は２〜１２％、一層好ましい範囲は３〜１０％である。
液相温度の上昇を抑え、耐失透性を良化する上から、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量を０〜２５％とすることが望ましい。ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量のより好ましい範囲は１〜２２％、さらに好ましい範囲は２〜２０％、一層好ましい範囲は３〜１７％、より一層好ましい範囲は５〜１５％である。
ＺｎＯも熔融性を改善し、光線透過率を高める働きをする。また炭酸塩原料や硝酸塩原料を用いてガラスに導入することにより、脱泡効果を得ることもできる。しかし、その含有量が１３％を超えると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。また屈折率も低下するため、ＺｎＯの含有量は０〜１３％とする。ＺｎＯの含有量の好ましい範囲は０〜１２％、より好ましい範囲は０〜１０％であり、さらに好ましい範囲は０〜７％、一層好ましい範囲は０〜５％である。
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３は、屈折率を高め、化学的耐久性を向上させる働きをするが、それぞれ３％を超えて導入すると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の各含有量を０〜３％とする。Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲はいずれも０〜２％、さらに好ましい範囲は０〜１％であり、一層好ましくはＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３とも導入しない。
Ｔａ２Ｏ５も屈折率を高め、化学的耐久性を向上させる働きをするが、１０％を超えて導入すると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ｔａ２Ｏ５の含有量を０〜１０％とする。Ｔａ２Ｏ５の含有量の好ましい範囲は０〜７％、より好ましい範囲は０〜５％である。
ＧｅＯ２は、網目形成酸化物であり、屈折率を高める働きもする。しかし、高価な成分であるため、ＧｅＯ２の含有量は０〜３％、好ましくは０〜２％とする。ＧｅＯ２を導入しないことがより好ましい。
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高めるとともに、ガラス安定性を改善する働きをするが、１０％を超えて導入するとガラスの着色が強まるため、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％とする。第１の態様の光学ガラスにおいては、Ｂｉ２Ｏ３の含有量のより好ましい範囲は０〜４％、第２の態様の光学ガラスにおいては、Ｂｉ２Ｏ３の含有量のより好ましい範囲は０〜３％である。
Ａｌ２Ｏ３は、少量であればガラス安定性および化学的耐久性を改善する働きをするが、１０％を超えて導入すると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０〜３％とする。
第１の態様の光学ガラスにおいては、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２の合計含有量を３５〜６５％、好ましくは３８〜６２％、より好ましくは４０〜６２％、さらに好ましくは４３〜６０％、一層好ましくは４５〜５８％とする。
第２の態様の光学ガラスにおいては、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２の合計含有量を３０〜６０％、好ましくは３３〜５９％、より好ましくは３５〜５８％、さらに好ましくは３８〜５７％、一層好ましくは４０〜５５％とする。
第１の態様、第２の態様の光学ガラスのいずれにおいても、Ｎｂ２Ｏ５とＴｉＯ２の合計含有量が少なすぎると所要の光学特性を実現することが難しくなり、前記合計量が多すぎると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。
第１の態様の光学ガラスにおいては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量を１〜３０％、好ましくは２〜２７％、より好ましくは３〜２５％、さらに好ましくは４〜２２％、一層好ましくは５〜２０％とする。
第２の態様の光学ガラスにおいては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量を１〜２５％、好ましくは２〜２２％、より好ましくは３〜２０％、さらに好ましくは４〜１８％、一層好ましくは５〜１５％とする。
第１の態様、第２の態様のいずれの光学ガラスにおいても、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が少なすぎるとガラス転移温度が上昇し、熔融性も低下する。一方、前記合計量が多すぎると液相温度が上昇し、耐失透性が低下する。
第１の態様の光学ガラスは、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満、好ましくは１．８２〜１．８６５、より好ましくは１．８２〜１．８６０と高屈折率であるが、本発明の光学ガラスにおいては比較的屈折率が低い。
一方、第２の態様の光学ガラスは、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０、好ましくは１．８７〜１．８９５、より好ましくは１．８７〜１．８９と、本発明の光学ガラスにおいて比較的屈折率の高いガラスに相当する。
本発明のガラスは、Ｌｕ、Ｈｆといった成分を含有させることを必要としない。Ｌｕ、Ｈｆも高価な成分であるので、Ｌｕ２Ｏ３、ＨｆＯ２の含有量をそれぞれ０〜１％に抑えることが好ましく、それぞれ０〜０．５％に抑えることがより好ましく、Ｌｕ２Ｏ３を導入しないこと、ＨｆＯ２を導入しないことがそれぞれ特に好ましい。
また、環境影響に配慮し、Ａｓ、Ｐｂ、Ｕ、Ｔｈ、Ｔｅ、Ｃｄも導入しないことが好ましい。
さらに、ガラスの優れた光線透過性を活かす上から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
本発明の光学ガラスには、外割りでＳｂ２Ｏ３を０〜２％、ＳｎＯ２を０〜２％添加することができる。これらの添加剤は清澄剤として機能するほか、Ｓｂ２Ｏ３はＦｅなどの不純物混入によるガラスの着色を抑制することができる。Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２の好ましい添加量はそれぞれ外割りで０〜１％、より好ましくは０〜０．５％である。
本発明のガラスはガラス転移温度が好ましくは６００℃未満、より好ましくは５９０℃以下、さらに好ましくは５８０℃以下である。このようにガラス転移温度が低いので、精密プレス成形に好適であるほか、ガラスの再加熱、軟化して成形する際の成形性にも優れている。ガラス転移温度が上記のように低いので成形時の加熱温度も比較的低く抑えることができる。そのため、ガラスとプレス成形型などの成形型との化学反応も起こりにくいため、清浄かつ平滑な表面を有するガラス成形体を成形することができる。また、成形型の劣化も抑制することができる。
なお、上記光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。
［プレス成形用ガラス素材］
次に本発明のプレス成形用ガラス素材について説明する。
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とするものである。
次に本発明のプレス成形用ガラス素材について説明する。
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とするものである。
上記ガラス素材は、プレス成形に供されるガラス塊を意味する。ガラス素材の例としては、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクのプレス成形用ガラスゴブなど、プレス成形品の質量に相当するガラス塊を示すことができる。
以下、ガラス素材の上記各例について説明する。
精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがある。）は、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。
精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがある。）は、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。
精密プレス成形時にガラスとプレス成形型成形面との反応、融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面に離型膜を被覆することが好ましい。離型膜の種類としては、
貴金属（白金、白金合金）
酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙの酸化物など）
窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの酸化物など）
炭素含有膜
があげられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。
貴金属（白金、白金合金）
酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙの酸化物など）
窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの酸化物など）
炭素含有膜
があげられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。
プリフォームの作製は、次のようにして行う。
第1の作製例は、熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、当該熔融ガラス塊と等しい質量を有するプリフォームを成形する方法である。例えば、ガラス原料を熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出する。小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する。中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。
第1の作製例は、熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、当該熔融ガラス塊と等しい質量を有するプリフォームを成形する方法である。例えば、ガラス原料を熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出する。小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する。中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。
キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを製造するためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが用いられる。
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ２ガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。
プリフォームより製造される精密プレス成形品（例えば、光学素子）は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。
プリフォームの第２の作製例は均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断または割断して、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームとする。このようにして作製したプリフォームの表面にも炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。
ガラス素材である光学素子ブランクのプレス成形用ガラスゴブは、研削、研磨によって光学素子に仕上げられる光学素子ブランクをプレス成形する際に使用するガラス塊である。光学素子ブランクは目的とする光学素子の形状に研削、研磨により除去する加工しろを加えた形状を有する。
上記ガラスゴブの作製例として、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断または割断して、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片をバレル研磨してガラス片のエッジを丸めるとともに、光学素子ブランクの質量に等しくなるようにガラスゴブの質量を調整する。バレル研磨したゴブ表面は、粗面となっており、プレス成形にゴブ表面に塗布する粉末状離型剤が均一に塗布しやすい面をなっている。
ガラスゴブの第２の作製例は、流出する熔融ガラス流の先端をゴブ成形型で受け、熔融ガラス流の途中にくびれ部を形成した後、ゴブ成形型を真下に急降下して表面張力によりくびれ部にて熔融ガラスを分離する。こうして所望質量の熔融ガラス塊をゴブ成形型上に得、このガラスにガスを噴出して上向きの風圧を加えて浮上させながらガラス塊に成形する。こうして得たガラス塊をアニールしてからバレル研磨して所望の質量のガラスゴブにする。
［光学素子］
次に本発明の光学素子について説明する。本発明の光学素子は、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。具体的には、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。
次に本発明の光学素子について説明する。本発明の光学素子は、上記した本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。具体的には、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。
本発明の光学素子は、高分散特性を有するガラスにあって部分分散比が小さいガラスからなるので、他のガラスからなる光学素子と組合せることにより、高次の色補正を行うことができる。また、本発明の光学素子は屈折率が高いガラスからなるので、撮像光学系、投射光学系などに使用することで光学系をコンパクト化することができる。
［光学素子ブランクの製造方法］
次に本発明の光学素子ブランクの製造方法について説明する。
本発明の第１の光学素子ブランクの製造方法は、上記した本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する方法である。前述のように、ガラス素材の表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、耐熱性皿に載せて加熱軟化炉内に入れ、ガラスが軟化するまで加熱した後、プレス成形型に導入してプレス成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。
次に本発明の光学素子ブランクの製造方法について説明する。
本発明の第１の光学素子ブランクの製造方法は、上記した本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する方法である。前述のように、ガラス素材の表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、耐熱性皿に載せて加熱軟化炉内に入れ、ガラスが軟化するまで加熱した後、プレス成形型に導入してプレス成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。
第２の光学素子ブランクの製造方法は、熔融ガラスをプレス成形型に供給してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、上記した本発明の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、熔融して得られた熔融ガラスをプレス成形することを特徴とする方法である。まず、均質化した熔融ガラスを窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布した下型成形面上に流出し、下端部が下型に支持された熔融ガラス流を途中でシアと呼ばれる切断刃を用いて切断する。こうして、所望質量の熔融ガラス塊を下型成形面上に得る。次に、熔融ガラス塊を載せた下型を別の位置に待機する上型の真下に移送し、上型および下型で熔融ガラス塊をプレスして光学素子ブランク形状に成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。
上記２つの製造方法は、ともに大気中で行うことができる。また、成形条件、プレス成形型の材質、加熱軟化炉および加熱、軟化する際にガラスゴブを載せる皿などについては公知の条件やものを使用することができる。
［光学素子の製造方法］
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の第1の光学素子の製造方法は、上記した本発明の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨することを特徴とする。研削、研磨は公知の方法を用いればよい。
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の第1の光学素子の製造方法は、上記した本発明の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨することを特徴とする。研削、研磨は公知の方法を用いればよい。
本発明の第２の光学素子の製造方法は、上記本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする。ここで、上記ガラス素材はプリフォームのことである。
プレス成形型ならびにプリフォームの加熱およびプレス工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化されずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うことが好ましい。
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。精密プレス成形では、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が１０５〜１０９ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写する。
また、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で１０４〜１０８ｄＰａ・ｓに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。
上記第2の光学素子の製造方法は以下の２つの方法に大別できる。第1の方法は、プレス成形型にガラス素材を導入し、該成形型とガラス素材を一緒に加熱するの光学素子の製造方法であり、面精度、偏心精度など成形精度の向上を重視した場合、推奨される方法である。第2の方法は、ガラス素材を加熱し、予熱したプレス成形型に導入して精密プレス成形する光学素子の製造方法であり、生産性向上を重視した場合に推奨される方法である。
なお、本発明の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックを切断または割断してガラス片を作り、さらに研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
表１および表２に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、ガラスＮｏ．１〜１７の光学ガラスを得た。表１のガラスＮｏ．１〜１７は第１の態様のガラスであり、表２のガラスＮｏ．１２〜１７は第２の態様のガラスである。
得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの請特性を表３に示す。
（実施例１）
表１および表２に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、ガラスＮｏ．１〜１７の光学ガラスを得た。表１のガラスＮｏ．１〜１７は第１の態様のガラスであり、表２のガラスＮｏ．１２〜１７は第２の態様のガラスである。
得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの請特性を表３に示す。
なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎcおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎc、アッベ数νｄを測定した。
（２）液相温度ＬＴ
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
示差走査熱量計（DSC）により、昇温速度１０℃/分として測定した。
（４）部分分散比Ｐg,F
屈折率ｎｇ、ｎF、ｎcから算出した。
（５）部分分散比のノーマルラインからの偏差ΔＰg,F
部分分散比Ｐg,Fおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐg,F（０）から算出した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎcおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎF、ｎc、アッベ数νｄを測定した。
（２）液相温度ＬＴ
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
示差走査熱量計（DSC）により、昇温速度１０℃/分として測定した。
（４）部分分散比Ｐg,F
屈折率ｎｇ、ｎF、ｎcから算出した。
（５）部分分散比のノーマルラインからの偏差ΔＰg,F
部分分散比Ｐg,Fおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐg,F（０）から算出した。
（比較例）
特許文献１の実施例１〜１３の組成になるように同文献に記載されている方法でガラスを熔解したところ、実施例１、２については熔融物を撹拌中に失透し、実施例４〜１３についてはガラス化しなかった。実施例３は熔融物を鋳型にキャストしてガラスが得られたものの、内部に結晶の析出が認められた。
特許文献１の実施例１〜１３の組成になるように同文献に記載されている方法でガラスを熔解したところ、実施例１、２については熔融物を撹拌中に失透し、実施例４〜１３についてはガラス化しなかった。実施例３は熔融物を鋳型にキャストしてガラスが得られたものの、内部に結晶の析出が認められた。
（実施例２）
実施例１で作製した各光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、白金製のノズルから熔融ガラス滴を滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。
実施例１で作製した各光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、白金製のノズルから熔融ガラス滴を滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。
（実施例３）
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。
（実施例４）
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片をバレル研磨して上記各種ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブを作製した。
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片をバレル研磨して上記各種ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブを作製した。
（実施例５）
実施例２、３で作製したプリフォームの表面に炭素含有膜をコートし、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。
実施例２、３で作製したプリフォームの表面に炭素含有膜をコートし、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。
（実施例６）
実施例４で作製したガラスゴブの表面に窒化ホウ素からなる粉末状離型剤を均一に塗布してから大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。
実施例４で作製したガラスゴブの表面に窒化ホウ素からなる粉末状離型剤を均一に塗布してから大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。
（実施例７）
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、シアを用いて熔融ガラス流を切断して熔融ガラス塊を分離し、プレス成形型を用いてプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、シアを用いて熔融ガラス流を切断して熔融ガラス塊を分離し、プレス成形型を用いてプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。
（実施例８）
実施例６、実施例７で作製したレンズブランクをアニールして歪を除くとともに屈折率を所望値に合わせた後、研削、研磨して球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズを作製した。
実施例６、実施例７で作製したレンズブランクをアニールして歪を除くとともに屈折率を所望値に合わせた後、研削、研磨して球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズを作製した。
（実施例９）
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、鋳型に鋳込んでガラスブロックを作製し、このブロックを切断、研削、研磨して各種球面レンズ、プリズムを作製した。
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、鋳型に鋳込んでガラスブロックを作製し、このブロックを切断、研削、研磨して各種球面レンズ、プリズムを作製した。
本発明の光学ガラスは、高分散特性を有し、高次の色収差補正に好適な光学ガラスであて、精密プレス成形用プリフォームなどのプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランクおよび光学素子を作製するのに好適に用いられる。
Claims (14)
- 質量％表示で、
ＳｉＯ２ １２〜４０％、
Ｎｂ２Ｏ５ １５％以上４２％未満、
ＴｉＯ２ ２％以上１８％未満
（ただし、Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．６超である）、
Ｌｉ２Ｏ ０．１〜２０％、
Ｎａ２Ｏ ０．１〜１５％、
Ｋ２Ｏ ０．１〜２５％、
を含み、アッベ数νｄが２０〜３０、ΔＰg,Fが０．０１６以下、液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする光学ガラス。 - 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２２％、
ＣａＯ ０〜１７％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３５〜６５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜３０％であり、屈折率ｎｄが１．８２以上１．８７未満である請求項１に記載の光学ガラス。 - 任意成分として、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ２ ０〜２０％、
ＷＯ３ ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜１３％、
ＳｒＯ ０〜１３％、
ＢａＯ ０〜２０％
（ただし、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が０〜２５％である）、
ＺｎＯ ０〜１３％、
Ｌａ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３％、
Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、
ＧｅＯ２ ０〜３％、
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量が３０〜６０％、Ｋ２Ｏの合計含有量が０．１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が１〜２５％であり、屈折率ｎｄが１．８７〜１．９０である請求項１に記載の光学ガラス。 - 外割りでＳｂ２Ｏ３が０〜２％、ＳｎＯ２が０〜２％添加されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 部分分散比Ｐg,Fが０．５８０〜０．６２０である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- ガラス転移温度が６００℃未満である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスから光学素子。
- 請求項７に記載のガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法。
- 熔融ガラスをプレス成形型に供給してプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を加熱、熔融して得られた熔融ガラスをプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法。 - 請求項９または１０に記載の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨する光学素子の製造方法。
- 請求項７に記載のプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法。
- プレス成形型にガラス素材を導入し、該成形型とガラス素材を一緒に加熱する請求項１２に記載の光学素子の製造方法。
- ガラス素材を加熱し、予熱したプレス成形型に導入して精密プレス成形する請求項１２に記載の光学素子の製造方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015151764A1 (ja) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス |
| WO2019151316A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Ａｇｃ株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016830A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-18 | Hoya Corp | 光学ガラスおよび光学製品 |
| JP2004161598A (ja) * | 2002-04-02 | 2004-06-10 | Ohara Inc | 光学ガラス |
| WO2004110942A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Kabushiki Kaisha Ohara | 光学ガラス |
| JP2006219365A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Ohara Inc | ガラス |
| JP2007254197A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hoya Corp | 光学ガラス、光学素子およびその製造方法 |
| JP2009179522A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材および光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016830A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-18 | Hoya Corp | 光学ガラスおよび光学製品 |
| JP2004161598A (ja) * | 2002-04-02 | 2004-06-10 | Ohara Inc | 光学ガラス |
| WO2004110942A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Kabushiki Kaisha Ohara | 光学ガラス |
| JP2006219365A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Ohara Inc | ガラス |
| JP2007254197A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hoya Corp | 光学ガラス、光学素子およびその製造方法 |
| JP2009179522A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材および光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 作花済夫編: ""３．１．光学設計と光学ガラス"", ガラスハンドブック, vol. 初版, JPN6014030252, 30 September 1975 (1975-09-30), JP, pages 71 - 73, ISSN: 0002921947 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015151764A1 (ja) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス |
| JP2015199640A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-12 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス |
| KR20160140588A (ko) * | 2014-04-01 | 2016-12-07 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 파장 변환 부재 및 그것을 사용하여 이루어지는 발광 디바이스 |
| KR102271648B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2021-06-30 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 파장 변환 부재 및 그것을 사용하여 이루어지는 발광 디바이스 |
| WO2019151316A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Ａｇｃ株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
| JPWO2019151316A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2021-01-28 | Ａｇｃ株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
| EP3747840A4 (en) * | 2018-01-31 | 2021-11-03 | Agc Inc. | OPTICAL GLASS AND OPTICAL COMPONENT |
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