JPH0859282A - 光学ガラス - Google Patents

光学ガラス

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JPH0859282A
JPH0859282A JP6199210A JP19921094A JPH0859282A JP H0859282 A JPH0859282 A JP H0859282A JP 6199210 A JP6199210 A JP 6199210A JP 19921094 A JP19921094 A JP 19921094A JP H0859282 A JPH0859282 A JP H0859282A
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JP
Japan
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optical glass
refractive index
molding
yield point
stability against
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JP6199210A
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Kazuhiro Kido
一博 木戸
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/15Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 屈折率(nd)が1.65〜1.70、アッ
ベ数(νd)が50〜56の光学恒数を持ち、屈伏点が
モールド成形に適した630℃以下であり、さらにモー
ルド成形中に多量のガラスの組成成分が揮発することな
く、化学的耐久性、失透に対する安定性に優れ、環境汚
染のない新規な光学ガラスを提供することである。 【構成】 ガラスの組成がB23−Li2O−ZnO−
La23の基本組成系からなり、屈折率(nd)が1.
65〜1.70、アッベ数(νd)が50〜56であ
り、630℃以下の屈伏点を有する光学ガラスである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、B23−Li2O−Z
nO−La23の基本組成系からなり、屈折率(nd)
が1.65〜1.70、アッベ数(νd)が50〜56
である光学ガラスに関する。さらに、本発明による光学
ガラスは、低温での成形が可能であり、特にモールド成
形に有用な光学ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光学系を使用する機器の高集積
化、高機能化が進められる中で、光学系に対する高精度
化、軽量・小型化の要求が強く、この要求を実現するた
めに非球面レンズを使用した光学設計が主流となりつつ
ある。このため、非球面レンズを低コストで大量に安定
供給することが必要となり、高精度な金型の面をガラス
素材(軟化状態のゴブ、研磨後の平面ガラスまたは球面
ガラスを軟化状態にしたもの)に加圧転写して、最終的
な研削・研磨工程を要しないで所定の性能を有するレン
ズを得るモールド成形技術が盛んに研究されるようにな
った。さらに、非球面レンズに限らず、複雑な形状を有
するレンズについてもモールド成形技術が研究されるよ
うになってきている。それに伴って、モールド成形に適
した光学ガラスの開発に対する要求も年々高まってきて
いる。
【0003】上記光学恒数を有する光学ガラスとして
は、B23、RO(アルカリ土類金属酸化物)、La2
3を必須成分とする種々のガラスが古くから知られて
いる。しかし、従来のB23−RO−La23を必須成
分とする光学ガラスは、いずれも化学的耐久性や耐失透
性の向上に重点がおかれており、熱間成形性については
十分な配慮が成されておらず、モールド成形に適してい
るとは言い難い。さらに、これらの光学ガラスは、一般
に高い屈伏点を持つため、加熱成形時の成形温度は65
0℃以上となり、高精度の金型の劣化を招き易く、精度
の高いレンズ面を実現することも困難となる。
【0004】そこで、低い屈伏点を持つモールド成形用
光学ガラスとして、B23、Li2O、La23を主成
分とする種々の光学ガラスが開発され開示されている。
例えば、特開平4−92834号は、nd=1.622
〜1.701、νd=45.3〜55.1を特徴とし、
実施例においてAt=504〜549℃である光学ガラ
ス、特開平5−58669号は、nd=約1.63〜
1.75、νd=約45〜60、At=555〜640
℃を特徴とする光学ガラス、特開平5−201743号
は、nd=1.65〜1.75、νdが50以上でAt
=560℃以下を特徴とする光学ガラス等である。
【0005】特開昭62−87432号は、アッベ数は
開示されていないが、nd=1.690〜1.725、
At=570℃以下で、PbOを含んだ比較的低温での
精密プレスが可能な光学ガラスである。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の
光学ガラス、特にモールド成形用光学ガラスは、加熱成
形時にガラス組成中の特定元素が揮発し、金型に付着す
ることにより、高精度なモールド成形を困難にするとい
う問題点があった。また、分析等の結果から、金型に付
着する元素は、主に、低屈伏点を実現するために含有さ
せた比較的多量のアルカリ金属酸化物または酸化鉛であ
ることがわかっている。
【0007】これらの元素は高精度なモールド成形を困
難にするだけでなく、多量のアルカリ金属酸化物は化学
的耐久性を低下させ、酸化鉛は製造工程で環境汚染につ
ながるという問題点もある。そこで本発明は、上記した
従来の光学ガラス、特にモールド成形用光学ガラスの諸
問題に鑑みてなされたものである。
【0008】本発明の目的は、屈折率(nd)が1.6
5〜1.70、アッベ数(νd)が50〜56の光学恒
数を持ち、屈伏点がモールド成形に適した630℃以下
であり、さらにモールド成形中に多量のガラスの組成成
分が揮発することなく、化学的耐久性、失透に対する安
定性に優れ、環境汚染のない新規な光学ガラスを提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、B23、Li 2
O、ZnO、La23を必須成分とする光学ガラス組成
が、所定の組成範囲内において所望の光学恒数とモール
ド成形に適した屈伏点を持ち、さらにモールド成形中に
ガラスの組成成分が揮発することなく、優れた化学的耐
久性、失透に対する安定性を実現できることを見い出
し、本発明を成すに至った。すなわち、本発明は、重量
比(wt%)で、 B23 30.5〜 45 wt% Li2O 0.1〜 2.5wt% Na2O 0 〜 5 wt% K2O 0 〜 5 wt% 但し、Li2O+Na2O+K2O 0.1〜 7.0wt% ZnO 1 〜 19.5wt% La23 18 〜 43.5wt% SiO2 0 〜 5 wt% Al23 0 〜 5 wt% MgO 0 〜 5 wt% CaO 0 〜 15 wt% SrO 0 〜 15 wt% BaO 0 〜 15 wt% ZrO2 0 〜 5 wt% Gd23 0 〜 25 wt% Y23 0 〜 10 wt% Yb23 0 〜 10 wt% Nb25 0 〜 5 wt% Ta25 0 〜 5 wt% As23 0 〜 1 wt% Sb23 0 〜 1 wt% から成る組成を有し、屈折率(nd)が1.65〜1.
70、アッベ数(νd)が50〜56、屈伏点(At)
が630℃以下であることを特徴とするモールド成形用
光学ガラスを提供する。
【0010】
【作用】上記組成範囲は、実験化学的に見い出されたも
のであり、組成範囲限定の理由は次の通りである。B2
3はガラス形成酸化物であり、本発明において必須成
分である。30.5wt%未満では失透に対して十分な
安定性を得られないが、45wt%を越えると屈折率が
低下し、化学的耐久性を低下させる。
【0011】Li2Oは他のアルカリ金属酸化物に比べ
て大幅な屈折率低下、化学的耐久性の低下を伴うことな
く、溶融温度及び屈伏点を低下させる必須成分である
が、0.1wt%未満では十分な効果が得られず、2.
5wt%を越えると化学的耐久性及び失透に対する安定
性が低下する。さらに、Li2Oは成形時に揮発して成
形型に付着し易く、高精度なモールド成形が困難にな
る。
【0012】Na2O、K2Oは溶融温度及び屈伏点を低
下させるが、5wt%を越えると屈折率が低下し、化学
的耐久性及び失透に対する安定性も低下する。さらに、
Na 2O、K2Oは成形時に揮発して成形型に付着し易
く、高精度なモールド成形が困難になる。但し、Li2
O、Na2O、K2Oの合計量として、7.0wt%を越
えると、屈折率が低下し、化学的耐久性及び失透に対す
る安定性も低下する。さらに、これらアルカリ金属酸化
物は成形時に揮発して成形型に付着し易く、高精度なモ
ールド成形が困難になる。
【0013】ZnOは溶融温度及び屈伏点を低下させ、
屈折率の調整にも有効な必須成分であるが、1wt%未
満では十分な効果が得られず、19.5wt%を越える
と分散が大きくなり、失透に対する安定性が低下し、化
学的耐久性も低下する。La23は比較的に失透に対す
る安定性を低下させることなく、屈折率を高くし、化学
的耐久性を向上させる必須成分であるが、18wt%未
満では十分な効果が得られず、43.5wt%を越える
と失透に対する安定性が低下し、屈伏点も上昇する。
【0014】SiO2はB23と同様にガラス形成酸化
物であり、失透に対する安定性を向上させるが、5wt
%を越えると、未溶物が生じ易くなり、溶融温度及び屈
伏点を上昇させる。Al23は失透に対する安定性、化
学的耐久性を向上させるが、5wt%を越えると屈伏点
を上昇させる。
【0015】MgOは溶融温度を低下させるが、5wt
%を越えると失透に対する安定性が低下し、分相傾向も
増大する。CaO、SrO、BaOは屈折率の調整、失
透に対する安定性向上に有用であるが、15wt%を越
えると逆に失透傾向が増大し、化学的耐久性も低下させ
る。
【0016】ZrO2は失透に対する安定性、化学的耐
久性を向上させるが、5wt%を越えると、逆に失透傾
向が増大し、屈伏点も上昇する。Gd23は比較的に失
透に対する安定性を低下させることなく、屈折率を高く
し、化学的耐久性を向上させるが、25wt%を越える
と失透に対する安定性が低下し、屈伏点も上昇する。
【0017】Y23、Yb23は屈折率を高くし、化学
的耐久性を向上させるが、10wt%を越えると失透に
対する安定性が低下し、屈伏点も上昇する。Nb25
Ta25は屈折率を高くし、化学的耐久性を向上させる
が、5wt%を越えると分散を大きくし、失透に対する
安定性も低下する。As23、Sb23は脱泡剤として
して用いるが、1wt%以下で十分な効果を得ることが
できる。また、Sb23は1wt%を越えるとガラスに
着色が認められる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものでは
ない。本発明に係る実施組成例(数値はwt%)を、光
学恒数(nd,νd)及び屈伏点(At、数値は℃)と
ともに表1、表2に示す。
【0019】本発明に係る光学ガラスは、各成分の原料
として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を使用
し、所望の割合に秤量し、粉末で十分に混合して調合原
料と成し、これを例えば1050〜1350℃に加熱さ
れた電気炉中の白金坩堝に投入し、溶融清澄後、攪拌均
質化して予め加熱された鉄製の鋳型に鋳込み、徐冷して
製造することができる。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば屈折率(n
d)が1.65〜1.70、アッベ数(νd)が50〜
56、屈伏点(At)が630℃以下であることを特徴
とし、化学的耐久性、失透に対する安定性に優れ、環境
汚染のない光学ガラスが提供される。
【0023】しかも、本発明による光学ガラスは屈伏点
が低いため、特に、高精度な金型の面をガラス素材に加
圧転写して、最終的な研削・研磨工程を要しないで所定
の性能を有するレンズを得るモールド成形にきわめて有
用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量比(以下wt%)で、 B23 30.5〜 45 wt% Li2O 0.1〜 2.5wt% Na2O 0 〜 5 wt% K2O 0 〜 5 wt% 但し、Li2O+Na2O+K2O 0.1〜 7.0wt% ZnO 1 〜 19.5wt% La23 18 〜 43.5wt% SiO2 0 〜 5 wt% Al23 0 〜 5 wt% MgO 0 〜 5 wt% CaO 0 〜 15 wt% SrO 0 〜 15 wt% BaO 0 〜 15 wt% ZrO2 0 〜 5 wt% Gd23 0 〜 25 wt% Y23 0 〜 10 wt% Yb23 0 〜 10 wt% Nb25 0 〜 5 wt% Ta25 0 〜 5 wt% As23 0 〜 1 wt% Sb23 0 〜 1 wt% の組成を有し、屈折率(nd)が1.65〜1.70、
    アッベ数(νd)が50〜56、屈伏点(At)が63
    0℃以下であることを特徴とする光学ガラス。
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