JP5823658B2 - 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子 - Google Patents
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Description
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
B2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜50.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜40.0%
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。
Li2O成分 0〜10.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜10.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%及び/又は
Rb2O成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
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%及び/又は
Lu2O3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
WO3成分 0〜15.0%及び/又は
TeO2成分 0〜10.0%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0%及び/又は
P2O5成分 0〜10.0%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(8)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。
TiO2成分は、ガラスの部分分散比[θg,F]を高めるとともに、ガラスの屈折率を高め、ガラスの比重を低減する成分である。特に、TiO2成分の含有率を5.0%以上にすることで、ガラスの所望の屈折率を得易くすることができる。一方で、TiO2成分の含有率を55.0%以下にすることで、ガラスの分散の上昇を抑え、ガラスの可視域での透明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TiO2成分の含有率は、好ましくは5.0%、より好ましくは7.0%、最も好ましくは10.0%を下限とし、好ましくは55.0%、より好ましくは52.0%、最も好ましくは50.0%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。
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。
TiO2成分 5.0〜60.0%
並びに
SiO2成分 0%を超え且つ40.0%以下及び/又は
B2O3成分 0〜12.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜15.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜8.0%及び/又は
MgO成分 0〜45.0%及び/又は
CaO成分 0〜35.0%及び/又は
SrO成分 0〜25.0%及び/又は
BaO成分 0〜15.0%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0%及び/又は
Li2O成分 0〜30.0%及び/又は
Na2O成分 0〜30.0%及び/又は
K2O成分 0〜15.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜3.0%及び/又は
Rb2O成分 0〜5.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜15.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜5.0%及び/又は
La2O3成分 0〜3.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜3.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜3.0%及び/又は
Lu2O3成分 0〜3.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜3.0%及び/又は
WO3成分 0〜5.0%及び/又は
TeO2成分 0〜5.0%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜0.3%
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、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1200〜1400℃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13、より好ましくは15、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、典型的にはレンズ、プリズム、ミラー用途の用途に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームに対して精密プレス成形又は研磨加工の手段を用いて、光学素子を作製することが好ましい。これにより、本発明の光学ガラスから所望の光学特性を有する光学素子を効率良く製造することができる。ここで、プリフォーム材を製造する方法は特に限定されるものではなく、例えば特開平8−319124に記載のガラスゴブの成形方法や特開平8−73229に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のように溶融ガラスから直接プリフォーム材を製造する方法を用いることもでき、また、光学ガラスから形成したストリップ材に対して研削研磨等の冷間加工を行って製造する方法を用いることもできる。
Claims (9)
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でTiO2成分を10.0〜39.05%、SiO2成分を17.78%〜25.0%、Nb2O5成分を14.38〜40.0%、Na2O成分を9.84〜17.0%、BaO成分を14.28〜20.0%、ZrO2成分を0.78〜10.0%含有し、鉛化合物を含有せず、質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3)/(SiO2+B2O3)が2.07以上であり、0.61以上0.64以下の部分分散比[θg,F]を有し、21.2以上25以下のアッベ数(νd)を有する光学ガラス(但し、Nb2O5成分の含有量が16%未満のものを除く)。
- 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
B2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する請求項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
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
ZnO成分 0〜20.0%
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(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)が20.0%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
Li2O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%及び/又は
Rb2O成分 0〜10.0%
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質量和(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O+Rb2O)が20.0%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して、質量%で
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
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%及び/又は
Lu2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜15.0%及び/又は
WO3成分 0〜15.0%及び/又は
TeO2成分 0〜10.0%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0%及び/又は
P2O5成分 0〜10.0%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6のいずれか記載の光学ガラス。 - 請求項1から7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1から7のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
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