JP5956117B2 - 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Description
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
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 0〜10.0%
をさらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
TiO2成分 0〜20.0%
である(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
P2O5成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%及び/又は
GeO2成分 0〜10.0%
である(1)から(9)のいずれか記載の光学ガラス。
MgO成分 0〜10.0%及び/又は
CaO成分 0〜10.0%及び/又は
SrO成分 0〜10.0%及び/又は
ZnO成分 0〜15.0%
である(1)から(11)のいずれか記載の光学ガラス。
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%
である(1)から(13)のいずれか記載の光学ガラス。
Bi2O3成分 0〜10.0%及び/又は
TeO2成分 0〜10.0%及び/又は
WO3成分 0〜15.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0%及び/又は
In2O3成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜5.0%及び/又は
CeO2成分 0〜5.0%
である(1)から(15)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物質量に対するモル%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モル%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、ガラス形成酸化物であり、ガラスの骨格を形成する為に有用な成分である。特に、SiO2成分の含有量を60.0%以下にすることで、ガラスの屈折率が低下し難くなり、所望の屈折率を有する光学ガラスを得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSiO2成分の含有量は、好ましくは60.0%、より好ましくは55.0%、最も好ましくは50.0%を上限とする。一方、SiO2成分の含有量を10.0%以上にすることで、安定なガラスが得られる程度にガラスの網目構造が増加するため、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物質量に対するSiO2成分の含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは30.0%、最も好ましくは35.0%を下限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
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。
SiO2成分 5.0〜40.0質量%及び
Ta2O5成分 0%超〜60.0質量%
並びに
Li2O成分 0〜20.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜15.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜55.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜18.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜25.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜15.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜10.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜10.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜10.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜10.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜15.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
TeO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
WO3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜25.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜15.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜15.0質量%
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1100〜1400℃の温度範囲で3〜5時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1000〜1300℃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、所定の屈折率及び分散(アッベ数)を有することが好ましい。より具体的には、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1.78、最も好ましくは1.80を下限とする。一方、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)の上限は、概ね2.00以下、より具体的には1.98以下、さらに具体的には1.95以下であることが多い。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは40、より好ましくは35、さらに好ましくは30、最も好ましくは29.2を上限とする。一方、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)の下限は特に限定されないが、概ね20以上、より具体的には21以上、さらに具体的には22以上であることが多い。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られる。
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。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 (21)
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
SiO2成分を37.80〜60.0%、
Ta2O5成分を5.21%以上25.0%以下、
Na2O成分を0.1〜30.0%、
Nb 2 O 5 成分 0.1〜30.0%、
TiO 2 成分 0.1〜20.0%、
Li 2 O成分 0.1〜30.0%及び
ZrO 2 成分 0.1〜20.0%、
含有し、
1.75以上2.00以下の屈折率(nd)を有し、20以上40以下のアッベ数(νd)を有し、
部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との間で、νd≦25の範囲において(−0.00160×νd+0.63460)≦(θg,F)≦(−0.00563×νd+0.75573)の関係を満たし、νd>25の範囲において(−0.00250×νd+0.65710)≦(θg,F)≦(−0.00340×νd+0.70000)の関係を満たし、
粉末法による化学的耐久性(耐水性)がクラス1〜3である光学ガラス(但し、Ta2O5+Nb2O5が1〜15モル%のものを除く)。 - 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTa2O5成分を6.00%以上25.0%以下含有する請求項1記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
K 2O成分 0〜15.0%及び
Cs2O成分 0〜10.0%
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物質量に対する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)の含有量の和が5.0%以上50.0%以下である請求項3記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成におけるモル比Ta2O5/(Li2O+Na2O)が0.100以上である請求項3又は4記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成におけるモル比(Ta2O5+Nb2O5)/(Li2O+Na2O+K2O)が0.600以上である請求項5記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でBaO成分の含有量が15.0%以下である請求項1から6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物質量に対する、Ta2O5成分、Nb2O5成分、Na2O成分及びBaO成分からなる群から選択される1種以上の含有量の和が15.0%以上50.0%以下である請求項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物質量に対して、モル%で
P2O5成分 0〜10.0%、
B2O3成分 0〜10.0%及び
GeO2成分 0〜10.0%
である請求項1から8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物質量に対する和(SiO2+P2O5+B2O3+GeO2)が37.80%以上60.0%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物質量に対して、モル%で
MgO成分 0〜10.0%、
CaO成分 0〜10.0%、
SrO成分 0〜10.0%及び
ZnO成分 0〜15.0%
である請求項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物質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が40.0%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物質量に対して、モル%で
Y2O3成分 0〜10.0%、
La2O3成分 0〜10.0%、
Gd2O3成分 0〜10.0%及び
Yb2O3成分 0〜10.0%
である請求項1から12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物質量に対する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)の含有量の和が30.0%以下である請求項13記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
Bi2O3成分 0〜10.0%、
TeO2成分 0〜10.0%、
WO3成分 0〜15.0%、
Al2O3成分 0〜10.0%、
Ga2O3成分 0〜10.0%、
In2O3成分 0〜10.0%、
Sb2O3成分 0〜5.0%及び
CeO2成分 0〜5.0%
である請求項1から14のいずれか記載の光学ガラス。 - 粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1〜3である請求項1から15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16のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項1から17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17のいずれか記載の光学ガラスを研削及び/又は研磨してなる工程を備えた光学素子の製造方法。
- 請求項1から17のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる工程を備えた光学素子の製造方法。
- 請求項1から17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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