JPWO2010126097A1 - 光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム - Google Patents
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Abstract
Description
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜30.0%及び/又は
K2O成分 0〜30.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。
ZnO成分 0〜30.0%及び/又は
La2O3成分 0〜25.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(12)のいずれか記載の光学ガラス。
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(18)のいずれか記載の光学ガラス。
SiO2成分 0〜30.0%及び/又は
GeO2成分 0〜30.0%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜30.0%及び/又は
In2O3成分 0〜15.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜25.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(20)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」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物質量を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。
TeO2成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの分散を高めつつ、ガラスの屈折率を高める成分である。特に、TeO2成分の含有率を40.0%以上にすることで、ガラスの分散及び屈折率が高められるため、所望のアッベ数(νd)及び屈折率を得ることができる。一方、TeO2成分の含有率を75.0%未満にすることで、ガラスの液相温度を低くすることでガラス形成時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TeO2成分の含有率は、好ましくは40.0%、より好ましくは43.0%を下限とし、最も好ましくは45.0%より多くする。また、このTeO2成分の含有率は、好ましくは75.0%未満とし、より好ましくは70.0%を上限とし、さらに好ましくは70.0%未満とし、最も好ましくは65.0%を上限とする。TeO2成分は、原料として例えばTeO2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。
TeO2成分 40.0〜75.0質量%
並びに
Bi2O3成分 0〜55.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜35.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
WO3成分 0〜55.0質量%及び/又は
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜12.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜18.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜40.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜8.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜15.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜20.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜13.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
TeO2成分 40.0〜75.0質量%及び
Bi2O3成分 1.0〜55.0質量%、
並びに
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜12.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜18.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜40.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜8.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜15.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜20.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜13.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
WO3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜35.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
TeO2成分 40.0〜75.0質量%及び
Nb2O5成分 1.0〜35.0質量%、
並びに
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜12.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜18.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜40.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
WO3成分 0〜35.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜8.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜15.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜20.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜13.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
TeO2成分 40.0〜75.0質量%及び
TiO2成分 1.0〜15.0質量%、
並びに
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜12.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜18.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜40.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
WO3成分 0〜35.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜8.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜15.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜20.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜13.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜35.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
TeO2成分 40.0〜75.0質量%及び
WO3成分 1.0〜55.0質量%、
並びに
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜12.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜18.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜40.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
B2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜8.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜15.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜20.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜13.0質量%及び/又は
GeO2成分 0〜20.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜25.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜35.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜35.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0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500〜1200℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
本発明の光学ガラスは、所定の高い屈折率(nd)を有するとともに、高い分散を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.70、より好ましくは1.75、最も好ましくは1.80を下限とし、好ましくは2.20、より好ましくは2.18、最も好ましくは2.15を上限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは30、より好ましくは25、さらに好ましくは24、最も好ましくは23を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がるため、さらに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。なお、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスのアッベ数(νd)は、概ね10以上、具体的には12以上、さらに具体的には14以上であることが多い。
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、レンズやプリズム、ミラー等のように、ガラス内に可視光を透過させる光学素子の用途に用いられることが好ましい。これにより、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されるため、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに、光学素子や光学系の小型化を図りつつ、高精細で高精度な結像特性を実現できる。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。
摩耗度={(試料の摩耗質量/比重)/(標準試料の摩耗質量/比重)}×100
により計算した。
Claims (20)
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を40.0%以上75.0%未満、Bi2O3成分、Nb2O5成分、WO3成分及びTiO2成分からなる群から選択される1種以上の成分を1.0%以上40.0%以下含有し、30以下のアッベ数(νd)を有する光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でBi2O3成分を1.0%以上40.0%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Nb2O5成分を1.0%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TiO2成分を1.0%以上30.0%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WO3成分を1.0%以上40.0%以下含有する請求項1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5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
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜30.0%及び/又は
K2O成分 0〜30.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜30.0%
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。 - 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和Li2O+Na2O+K2O+Cs2Oが30.0%以下である請求項7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
Ga2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZnO成分 0〜30.0%及び/又は
La2O3成分 0〜25.0%及び/又は
B2O3成分 0〜40.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から8のいずれか記載の光学ガラス。 - 実質的に鉛化合物を含有しない請求項1から9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
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する請求項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物質量和MgO+CaO+SrO+BaOが20.0%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
SiO2成分 0〜30.0%及び/又は
GeO2成分 0〜30.0%及び/又は
P2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜30.0%及び/又は
In2O3成分 0〜15.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜25.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から12のいずれか記載の光学ガラス。 - 1.70以上2.20以下の屈折率(nd)を有する請求項1から13のいずれか記載の光学ガラス。
- ガラス転移点(Tg)が200℃以上550℃以下である請求項1から14のいずれか記載の光学ガラス。
- 摩耗度(Aa)が100以上1000以下である請求項1から15のいずれか記載の光学ガラス。
- 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+0.75873)の関係を満たし、且つ、νd>25の範囲において(−0.00250×νd+0.65710)≦(θg,F)≦(−0.00340×νd+0.70300)の関係を満たす請求項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光学素子。
- 請求項1から17のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
- 請求項19記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
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