JP2003238198A - ガラス組成物及び光学素子 - Google Patents
ガラス組成物及び光学素子Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高屈折率低分散（屈折率（ｎd）：１．７０
以上、アッベ数（νd）：３５〜５５）であって、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形に優
れ、しかも成形性にも優れたガラス組成物を提供する。 【解決手段】 ｗｔ％で、Ｂ2Ｏ3：１０〜３５％、Ｌａ
2Ｏ3：１０〜４０％、ＺｎＯ＋ＺｎＦ2：１０〜６０
％、ただし、ＺｎＯ：０〜４５％、Ｌｉ2Ｏ＋ＬｉＦ：
０．５〜９％の各成分を含有させ、且つフッ素化合物の
総量を９〜１５％とする。ここで、Ｔｇを一層低くする
観点から、Ｋ2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０〜５％の少
なくとも一方の成分をさらに含有するのが好ましい。ま
た機械的強度の向上や光学恒数の調整、化学的耐久性の
向上などの観点から、ＳｉＯ2：０〜２０％、Ｙ2Ｏ3：
０〜２０％、Ｎｂ2Ｏ5：０〜１５％、Ｂｉ2Ｏ3：０〜２
０％、ＺｒＯ2：０〜５％、ＢａＯ＋ＢａＦ2：０〜１５
％、ＣａＯ＋ＣａＦ2：０〜１０％、Ｔａ2Ｏ5：０〜１
５％、ＷＯ3：０〜１５％、ＴｉＯ2：０〜１０％、Ａｌ
2Ｏ3：０〜１０％の成分の１種または２種以上をさらに
含有させてもよい。
以上、アッベ数（νd）：３５〜５５）であって、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形に優
れ、しかも成形性にも優れたガラス組成物を提供する。 【解決手段】 ｗｔ％で、Ｂ2Ｏ3：１０〜３５％、Ｌａ
2Ｏ3：１０〜４０％、ＺｎＯ＋ＺｎＦ2：１０〜６０
％、ただし、ＺｎＯ：０〜４５％、Ｌｉ2Ｏ＋ＬｉＦ：
０．５〜９％の各成分を含有させ、且つフッ素化合物の
総量を９〜１５％とする。ここで、Ｔｇを一層低くする
観点から、Ｋ2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０〜５％の少
なくとも一方の成分をさらに含有するのが好ましい。ま
た機械的強度の向上や光学恒数の調整、化学的耐久性の
向上などの観点から、ＳｉＯ2：０〜２０％、Ｙ2Ｏ3：
０〜２０％、Ｎｂ2Ｏ5：０〜１５％、Ｂｉ2Ｏ3：０〜２
０％、ＺｒＯ2：０〜５％、ＢａＯ＋ＢａＦ2：０〜１５
％、ＣａＯ＋ＣａＦ2：０〜１０％、Ｔａ2Ｏ5：０〜１
５％、ＷＯ3：０〜１５％、ＴｉＯ2：０〜１０％、Ａｌ
2Ｏ3：０〜１０％の成分の１種または２種以上をさらに
含有させてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス組成物および
光学素子に関し、より詳細には低温度でモールド成形で
きるガラス組成物およびこのガラス組成物を用いて得ら
れる光学素子に関するものである。
光学素子に関し、より詳細には低温度でモールド成形で
きるガラス組成物およびこのガラス組成物を用いて得ら
れる光学素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光の集光・発散・回折に用いる高精度レ
ンズや回折格子などの光学素子の作成方法として、モー
ルド成形法が近年用いられつつある。この方法によれ
ば、従来は必要であったレンズの研磨及び切削工程が不
要となり低コスト化が図れる。
ンズや回折格子などの光学素子の作成方法として、モー
ルド成形法が近年用いられつつある。この方法によれ
ば、従来は必要であったレンズの研磨及び切削工程が不
要となり低コスト化が図れる。
【０００３】モールド成形法では、金型の面を精密に転
写するために、ガラスを一度軟化する必要がある。軟化
の温度は、ガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と記すこと
がある）と相関があり、Ｔｇが低ければそれだけプレス
する時の温度も低くなり、金型も低温ですむ。
写するために、ガラスを一度軟化する必要がある。軟化
の温度は、ガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と記すこと
がある）と相関があり、Ｔｇが低ければそれだけプレス
する時の温度も低くなり、金型も低温ですむ。
【０００４】このような製作法において、プレス成形用
の光学ガラスのＴｇが高くプレス時の温度が高いと、次
のような問題が生じる。ガラス滴の冷却に伴う収縮が
大きくなり、ガラス面が大きくひけ、面精度がでない。
金型温度を高くする必要があり、金型の劣化が激しく
なり、金型寿命が短くなる。金型劣化を抑制するための
方策としては、成形雰囲気を窒素などの不活性雰囲気に
制御することが考えられるが、生産コストに上昇を招
く。
の光学ガラスのＴｇが高くプレス時の温度が高いと、次
のような問題が生じる。ガラス滴の冷却に伴う収縮が
大きくなり、ガラス面が大きくひけ、面精度がでない。
金型温度を高くする必要があり、金型の劣化が激しく
なり、金型寿命が短くなる。金型劣化を抑制するための
方策としては、成形雰囲気を窒素などの不活性雰囲気に
制御することが考えられるが、生産コストに上昇を招
く。
【０００５】そこで、プレス成形用の光学ガラスとして
低Ｔｇのものが従来から種々提案されているが、提案さ
れているプレス成形用光学ガラスの大半は低屈折率のも
のや高屈折率高分散のものであって、高屈折率低分散の
ものはほとんど見あたらない。これは、分散を小さく維
持しながら屈折率を高める作用を奏するＬａ2Ｏ3やＹ 2
Ｏ3、ＺｒＯ2などの成分には同時にＴｇを高める傾向が
あり、他方屈折率を高めると同時にＴｇを下げる作用を
奏するＺｎＯには分散を大きくする傾向があるからであ
る。唯一、特開平３−１６９３２号公報および特開平５
−１９３９７８号公報においてＴｇが５００℃以下で高
屈折率低分散の光学ガラスが提案されているものの、こ
の光学ガラスは２０ｗｔ％を超えるフッ化物を含有して
いるため溶融性・成形性が悪い。
低Ｔｇのものが従来から種々提案されているが、提案さ
れているプレス成形用光学ガラスの大半は低屈折率のも
のや高屈折率高分散のものであって、高屈折率低分散の
ものはほとんど見あたらない。これは、分散を小さく維
持しながら屈折率を高める作用を奏するＬａ2Ｏ3やＹ 2
Ｏ3、ＺｒＯ2などの成分には同時にＴｇを高める傾向が
あり、他方屈折率を高めると同時にＴｇを下げる作用を
奏するＺｎＯには分散を大きくする傾向があるからであ
る。唯一、特開平３−１６９３２号公報および特開平５
−１９３９７８号公報においてＴｇが５００℃以下で高
屈折率低分散の光学ガラスが提案されているものの、こ
の光学ガラスは２０ｗｔ％を超えるフッ化物を含有して
いるため溶融性・成形性が悪い。
【０００６】また、近年の環境問題への意識の高まりを
受けて、人体への悪影響が懸念されているＰｂ化合物や
Ａｓ化合物を使用しないことがプレス成形用光学ガラス
についても強く要望されている。
受けて、人体への悪影響が懸念されているＰｂ化合物や
Ａｓ化合物を使用しないことがプレス成形用光学ガラス
についても強く要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは高屈折率低分散（屈折率（ｎd）：１．７０以
上、アッベ数（νd）：３５〜５５）であって、ガラス
転移温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形に優れ、
しかも成形性にも優れたガラス組成物を提供することに
ある。
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは高屈折率低分散（屈折率（ｎd）：１．７０以
上、アッベ数（νd）：３５〜５５）であって、ガラス
転移温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形に優れ、
しかも成形性にも優れたガラス組成物を提供することに
ある。
【０００８】また本発明の目的は、人体への悪影響が懸
念されるＰｂ及びＡｓを含有しないガラス組成物を提供
することにある。
念されるＰｂ及びＡｓを含有しないガラス組成物を提供
することにある。
【０００９】さらに本発明の目的は、高屈折率低分散の
光学恒数を有し、優れた生産性を示す光学素子を提供す
ることにある。
光学恒数を有し、優れた生産性を示す光学素子を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のガラス組成物は、ｗｔ％で、Ｂ2Ｏ3：１０〜３５
％、Ｌａ2Ｏ3：１０〜４０％、ＺｎＯ＋ＺｎＦ2：１０
〜６０％、ただし、ＺｎＯ：０〜４５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｌ
ｉＦ：０．５〜９％の各成分を含有し、且つフッ素化合
物の総量が９〜１５％であることを特徴とするものであ
る。なお、以下「％」は特に断りのない限り「ｗｔ％」
を意味するものとする。
明のガラス組成物は、ｗｔ％で、Ｂ2Ｏ3：１０〜３５
％、Ｌａ2Ｏ3：１０〜４０％、ＺｎＯ＋ＺｎＦ2：１０
〜６０％、ただし、ＺｎＯ：０〜４５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｌ
ｉＦ：０．５〜９％の各成分を含有し、且つフッ素化合
物の総量が９〜１５％であることを特徴とするものであ
る。なお、以下「％」は特に断りのない限り「ｗｔ％」
を意味するものとする。
【００１１】ここで、Ｔｇを一層低くする観点から、Ｋ
2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０〜５％の少なくとも一方
の成分をさらに含有するのが好ましい。
2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０〜５％の少なくとも一方
の成分をさらに含有するのが好ましい。
【００１２】また機械的強度の向上や光学恒数の調整、
化学的耐久性の向上などの観点から、ＳｉＯ2：０〜２
０％、Ｙ2Ｏ3：０〜２０％、Ｎｂ2Ｏ5：０〜１５％、Ｂ
ｉ2Ｏ 3：０〜２０％、ＺｒＯ2：０〜５％、ＢａＯ＋Ｂ
ａＦ2：０〜１５％、ＣａＯ＋ＣａＦ2：０〜１０％、Ｔ
ａ2Ｏ5：０〜１５％、ＷＯ3：０〜１５％、ＴｉＯ2：０
〜１０％、Ａｌ2Ｏ3：０〜１０％の成分の１種または２
種以上をさらに含有させるのが好ましい。
化学的耐久性の向上などの観点から、ＳｉＯ2：０〜２
０％、Ｙ2Ｏ3：０〜２０％、Ｎｂ2Ｏ5：０〜１５％、Ｂ
ｉ2Ｏ 3：０〜２０％、ＺｒＯ2：０〜５％、ＢａＯ＋Ｂ
ａＦ2：０〜１５％、ＣａＯ＋ＣａＦ2：０〜１０％、Ｔ
ａ2Ｏ5：０〜１５％、ＷＯ3：０〜１５％、ＴｉＯ2：０
〜１０％、Ａｌ2Ｏ3：０〜１０％の成分の１種または２
種以上をさらに含有させるのが好ましい。
【００１３】本発明の光学素子は、前記のいずれかに記
載のガラス組成物をモールド成形して得られたことを特
徴とするものである。
載のガラス組成物をモールド成形して得られたことを特
徴とするものである。
【００１４】ここで前記光学素子は、レンズ、ミラー、
プリズム、回折格子のいずれかであるのが好ましい。
プリズム、回折格子のいずれかであるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】フッ素成分はＴｇを効果的に下げ
るものの、溶融成形の際にガラス表面から揮発しやすい
ためガラス表面に異質相が形成され脈理が生じやすい。
そこで本発明者は、溶融性・成形性に影響しない程度に
フッ素含有量を低含有させた組成のうちで、ガラス転移
温度が低い組成系がないか誠意検討を重ねた結果、ガラ
スの網目構造を形成する成分（フォーマー）としてホウ
酸を選択し、さらに効果的にガラス転移温度を下げる成
分である亜鉛とリチウムを高濃度に含有させ、さらに高
屈折率低分散を現実させるランタンを必須とした系、す
なわちＢ2Ｏ3―Ｌａ2Ｏ3-Ｌｉ2Ｏ-ＬｉＦ-ＺｎＯ-Ｚｎ
Ｆ2系が非常にガラス転移温度が低いことを見出し、本
発明を成すに至った。すなわち、本発明のガラス組成物
では、フォーマーとしてホウ酸を用い、さらに亜鉛とリ
チウムを高濃度に含有させると共に、成形性が悪化しな
い範囲でフッ素を含有させたところに大きな特徴があ
る。
るものの、溶融成形の際にガラス表面から揮発しやすい
ためガラス表面に異質相が形成され脈理が生じやすい。
そこで本発明者は、溶融性・成形性に影響しない程度に
フッ素含有量を低含有させた組成のうちで、ガラス転移
温度が低い組成系がないか誠意検討を重ねた結果、ガラ
スの網目構造を形成する成分（フォーマー）としてホウ
酸を選択し、さらに効果的にガラス転移温度を下げる成
分である亜鉛とリチウムを高濃度に含有させ、さらに高
屈折率低分散を現実させるランタンを必須とした系、す
なわちＢ2Ｏ3―Ｌａ2Ｏ3-Ｌｉ2Ｏ-ＬｉＦ-ＺｎＯ-Ｚｎ
Ｆ2系が非常にガラス転移温度が低いことを見出し、本
発明を成すに至った。すなわち、本発明のガラス組成物
では、フォーマーとしてホウ酸を用い、さらに亜鉛とリ
チウムを高濃度に含有させると共に、成形性が悪化しな
い範囲でフッ素を含有させたところに大きな特徴があ
る。
【００１６】以下、本発明のガラス組成物の各成分を限
定した理由について説明する。まず、Ｂ2Ｏ3は、低Ｔｇ
かつ低分散を実現するガラスの網目構造を形成する主成
分である。その含有量が１０％より少ないと失透傾向が
増大し、他方含有量が３５％より多いと目的とする屈折
率が得られない。そこで含有量を１０〜３５％の範囲と
定めた。より好ましくは１５〜３０％の範囲である。
定した理由について説明する。まず、Ｂ2Ｏ3は、低Ｔｇ
かつ低分散を実現するガラスの網目構造を形成する主成
分である。その含有量が１０％より少ないと失透傾向が
増大し、他方含有量が３５％より多いと目的とする屈折
率が得られない。そこで含有量を１０〜３５％の範囲と
定めた。より好ましくは１５〜３０％の範囲である。
【００１７】Ｌａ2O3は本発明の必須成分であって、低
分散を保ちつつ屈折率を高める効果を奏するが、含有量
が１０％より少ないと高屈折率を達成することができ
ず、他方含有量が４０％より多いと失透傾向が増大する
と共にＴｇが上昇してしまう。そこで含有量を１０〜４
０％の範囲と定めた。より好ましくは、１０〜３５％の
範囲である。
分散を保ちつつ屈折率を高める効果を奏するが、含有量
が１０％より少ないと高屈折率を達成することができ
ず、他方含有量が４０％より多いと失透傾向が増大する
と共にＴｇが上昇してしまう。そこで含有量を１０〜４
０％の範囲と定めた。より好ましくは、１０〜３５％の
範囲である。
【００１８】ＺｎＦ2及びＺｎＯの亜鉛化合物はＴｇを
下げる効果を奏すると共に屈折率を高める効果を奏す
る。この２つの亜鉛化合物の総量が１０％より少ないと
Ｔｇを十分に下げることができず、他方総量が６０％よ
り多いと失透傾向が増加する。そこでこれらの亜鉛化合
物の総量を１０〜６０％の範囲と定めた。より好ましく
は１０〜５０％の範囲である。ここでＺｎＯの含有量は
０〜４５％である必要がある。ＺｎＯの含有量が４５％
を超えると失透傾向が著しく増大するからである。より
好ましくは４０％までである。
下げる効果を奏すると共に屈折率を高める効果を奏す
る。この２つの亜鉛化合物の総量が１０％より少ないと
Ｔｇを十分に下げることができず、他方総量が６０％よ
り多いと失透傾向が増加する。そこでこれらの亜鉛化合
物の総量を１０〜６０％の範囲と定めた。より好ましく
は１０〜５０％の範囲である。ここでＺｎＯの含有量は
０〜４５％である必要がある。ＺｎＯの含有量が４５％
を超えると失透傾向が著しく増大するからである。より
好ましくは４０％までである。
【００１９】Ｌｉ2O及びＬｉＦのリチウム化合物はＴｇ
を下げる効果を奏する。この２つのリチウム化合物の総
量が０．５％より少ないとその効果が得られず、他方総
量が９％より多いと失透傾向が強くなる。そこでこれら
のリチウム化合物の総量を０．５〜９％の範囲と定め
た。より好ましくは１〜９％の範囲である。
を下げる効果を奏する。この２つのリチウム化合物の総
量が０．５％より少ないとその効果が得られず、他方総
量が９％より多いと失透傾向が強くなる。そこでこれら
のリチウム化合物の総量を０．５〜９％の範囲と定め
た。より好ましくは１〜９％の範囲である。
【００２０】また本発明のガラス組成物では、Ｔｇを下
げる効果を奏するフッ素化合物の含有量を総量で９〜１
５％の範囲とした。含有量が９％より少ないとＴｇを充
分に下げることができず、他方含有量が１５％より多い
と溶融成形の際にガラス表面から揮発して脈理が生じや
すくなるからである。
げる効果を奏するフッ素化合物の含有量を総量で９〜１
５％の範囲とした。含有量が９％より少ないとＴｇを充
分に下げることができず、他方含有量が１５％より多い
と溶融成形の際にガラス表面から揮発して脈理が生じや
すくなるからである。
【００２１】本発明のガラス組成物では、Ｋ2Ｏ及びＮ
ａ2Ｏのガラス成分の少なくとも一方を必要によりさら
にそれぞれ０〜５％の範囲で含有させるのが好ましい。
Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏのアルカリ金属酸化物は、Ｌｉ2Ｏと同
様にＴｇを下げる効果を奏するが、それぞれの含有量が
５％を超えると、化学的耐久性が低下すると同時に屈折
率が低下する。そこでＮａ2Ｏ及びＮａ2Ｏの含有量をそ
れぞれ５％以下とそれぞれ定めた。
ａ2Ｏのガラス成分の少なくとも一方を必要によりさら
にそれぞれ０〜５％の範囲で含有させるのが好ましい。
Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏのアルカリ金属酸化物は、Ｌｉ2Ｏと同
様にＴｇを下げる効果を奏するが、それぞれの含有量が
５％を超えると、化学的耐久性が低下すると同時に屈折
率が低下する。そこでＮａ2Ｏ及びＮａ2Ｏの含有量をそ
れぞれ５％以下とそれぞれ定めた。
【００２２】また、本発明のガラス組成物では、ＳｉＯ
2、Ｙ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＢａＯ、Ｃ
ａＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＦ2
のガラス成分の１種または２種以上の特定量を必要によ
りさらに含有させてもよい。これら成分に限定した理由
をそれぞれ以下に説明する。
2、Ｙ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＢａＯ、Ｃ
ａＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＦ2
のガラス成分の１種または２種以上の特定量を必要によ
りさらに含有させてもよい。これら成分に限定した理由
をそれぞれ以下に説明する。
【００２３】ＳｉＯ2はガラスフォーマーとして非常に
有用な成分であり、ガラスを安定にする作用を奏する
が、ＳｉＯ2の含有量が２０％を超えると分散が大きく
なると同時に失透傾向が高くなるおそれがある。このた
め含有量は２０％以下が好ましい。
有用な成分であり、ガラスを安定にする作用を奏する
が、ＳｉＯ2の含有量が２０％を超えると分散が大きく
なると同時に失透傾向が高くなるおそれがある。このた
め含有量は２０％以下が好ましい。
【００２４】Ｙ2O3は低分散を保ちつつ屈折率を高める
効果を奏するが、含有量が２０%を超えると失透傾向が
増大すると共にＴｇが上昇するおそれがある。このた
め、含有量は２０％以下が好ましい。より好ましくは１
５％以下である。
効果を奏するが、含有量が２０%を超えると失透傾向が
増大すると共にＴｇが上昇するおそれがある。このた
め、含有量は２０％以下が好ましい。より好ましくは１
５％以下である。
【００２５】Ｎｂ2Ｏ5は屈折率を高くする効果を奏する
が、含有量が１５％を超えるとＴｇが上昇すると同時に
分散が大きくなるおそれがある。このため含有量は１５
％以下が好ましい。より好ましくは１２％以下である。
が、含有量が１５％を超えるとＴｇが上昇すると同時に
分散が大きくなるおそれがある。このため含有量は１５
％以下が好ましい。より好ましくは１２％以下である。
【００２６】Ｂｉ2Ｏ3はＴｇを上昇させることなく屈折
率を上昇させるが、含有量が２０％を超えると着色度が
極端に悪化する。このため含有量は２０％以下が好まし
い。より好ましくは１５%以下である。
率を上昇させるが、含有量が２０％を超えると着色度が
極端に悪化する。このため含有量は２０％以下が好まし
い。より好ましくは１５%以下である。
【００２７】ＺｒＯ2は屈折率を上昇させ、ガラスの熱
膨張を小さくし、さらに耐久性を向上させるが同時に、
Ｔｇ及び溶融温度を上昇させる。溶融温度が上昇する
と、フッ素成分の揮発が激しくなりフッ素成分のＴｇを
下げる効果が十分に得られなくなる。このため含有量は
５％以下が好ましく、より好ましくは３％以下である。
膨張を小さくし、さらに耐久性を向上させるが同時に、
Ｔｇ及び溶融温度を上昇させる。溶融温度が上昇する
と、フッ素成分の揮発が激しくなりフッ素成分のＴｇを
下げる効果が十分に得られなくなる。このため含有量は
５％以下が好ましく、より好ましくは３％以下である。
【００２８】ＢａＯ及びＢａＦ2のバリウム成分はガラ
スを安定にし、さらに屈折率を上昇させる効果を奏する
が、含有量が１５％を超えるとＴｇが上昇することがあ
る。このためバリウム成分の含有量は総量で１５％以下
が好ましく、より好ましくは１０％以下である。
スを安定にし、さらに屈折率を上昇させる効果を奏する
が、含有量が１５％を超えるとＴｇが上昇することがあ
る。このためバリウム成分の含有量は総量で１５％以下
が好ましく、より好ましくは１０％以下である。
【００２９】ＣａＯ及びＣａＦ2のカルシウム成分は分
散を大きくすると共にガラスを安定にするが、含有量が
１０％を超えると所望の屈折率が得られなくなる。この
ためカルシウム成分の含有量は総量で１０％以下が好ま
しく、より好ましくは８%以下である。
散を大きくすると共にガラスを安定にするが、含有量が
１０％を超えると所望の屈折率が得られなくなる。この
ためカルシウム成分の含有量は総量で１０％以下が好ま
しく、より好ましくは８%以下である。
【００３０】Ｔａ2O5は屈折率を上昇させ、化学的耐久
性を向上させる成分であるが、含有量が１５％を超える
とＴｇが上昇するとともに、溶融温度が大幅に上昇す
る。前記の通り、この溶融温度が上昇するとフッ素成分
の揮発が激しくなりフッ素成分のＴｇを下げる効果が十
分に得られなくなる。このため含有量は１５％以下が好
ましい。
性を向上させる成分であるが、含有量が１５％を超える
とＴｇが上昇するとともに、溶融温度が大幅に上昇す
る。前記の通り、この溶融温度が上昇するとフッ素成分
の揮発が激しくなりフッ素成分のＴｇを下げる効果が十
分に得られなくなる。このため含有量は１５％以下が好
ましい。
【００３１】ＷＯ3はＴｇを上昇させることなく屈折率
を上昇させるが、含有量が１５％を超えると着色度が極
端に悪化する。このため含有量は１５％以下が好まし
い。
を上昇させるが、含有量が１５％を超えると着色度が極
端に悪化する。このため含有量は１５％以下が好まし
い。
【００３２】ＴｉＯ2は屈折率を上昇させる成分である
が、１０％を超えて添加すると失透傾向が増大するとと
もに、着色度が悪化しＴｇが上昇する。このため含有量
は１０％以下が好ましい。
が、１０％を超えて添加すると失透傾向が増大するとと
もに、着色度が悪化しＴｇが上昇する。このため含有量
は１０％以下が好ましい。
【００３３】Ａｌ2O3はホウ酸塩系ガラスを安定化させ
るとともに化学耐久性を向上させるが、含有量が１０％
を超えると失透傾向が増大する。このため含有量は１０
％以下が好ましい。なおフッ化アルミニウムとして含有
させても同じ効果が得られる。
るとともに化学耐久性を向上させるが、含有量が１０％
を超えると失透傾向が増大する。このため含有量は１０
％以下が好ましい。なおフッ化アルミニウムとして含有
させても同じ効果が得られる。
【００３４】さらに本発明のガラス組成物には清澄剤と
してＳｂ2O3を、その他のガラス成分の総量１００重量
部に対して１重量部以下、より好ましくは０．５重量部
以下含有させるのが望ましい。
してＳｂ2O3を、その他のガラス成分の総量１００重量
部に対して１重量部以下、より好ましくは０．５重量部
以下含有させるのが望ましい。
【００３５】その他必要により本発明のガラス組成物に
は、Ｇｄ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＹＦ3、ＴｉＦ4、Ｃｓ
2Ｏ3など従来公知のガラス成分をＴｇを悪化させない範
囲で含有させてももちろん構わない。
は、Ｇｄ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＹＦ3、ＴｉＦ4、Ｃｓ
2Ｏ3など従来公知のガラス成分をＴｇを悪化させない範
囲で含有させてももちろん構わない。
【００３６】次に本発明の光学素子について説明する。
本発明の光学素子の大きな特徴は、前記のガラス組成物
を用い、これをモールド成形して作製した点にある。こ
こで使用できるモールド成形方法としては特に限定はな
く、従来公知のモールド成形方法が用いられる。例えば
溶融したガラスをノズルから、所定温度に加熱された金
型へ滴下しモールド成形するダイレクトプレス成形法
や、プリフォーム材を金型に載置してガラス軟化点以上
に加熱してモールド成形する再加熱成形法が用いられ
る。このような方法によれば研磨、研削工程が不要とな
り生産性が向上する。
本発明の光学素子の大きな特徴は、前記のガラス組成物
を用い、これをモールド成形して作製した点にある。こ
こで使用できるモールド成形方法としては特に限定はな
く、従来公知のモールド成形方法が用いられる。例えば
溶融したガラスをノズルから、所定温度に加熱された金
型へ滴下しモールド成形するダイレクトプレス成形法
や、プリフォーム材を金型に載置してガラス軟化点以上
に加熱してモールド成形する再加熱成形法が用いられ
る。このような方法によれば研磨、研削工程が不要とな
り生産性が向上する。
【００３７】本発明の光学素子は、例えば両凸、両凹、
平凸、平凹、メニスカスなどの各種レンズ、ミラー、プ
リズム、回折格子などとして用いられる。
平凸、平凹、メニスカスなどの各種レンズ、ミラー、プ
リズム、回折格子などとして用いられる。
【００３８】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に具体的に説
明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定される
ものではない。
明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定される
ものではない。
【００３９】実施例１〜２１
酸化物原料、酸化物の水和物、炭酸塩、硫酸塩など一般
的なガラス原料を用いて、表１に示す目標組成となるよ
うに、ガラスの原料を調合し、粉末で十分に混合して調
合原料とした。これを９００〜１，３００℃に加熱され
た電気炉中の白金坩堝に投入し、溶融清澄後、撹拌均質
化して予め加熱された鉄製又はカーボン製の鋳型に鋳込
み、徐冷して各サンプルを製造した。これら各サンプル
についてのｄ線に対する屈折率（ｎd）およびアッベ数
（νd）、ガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。なお、
これらの測定は日本光学硝子工業会規格（ＪＯＧＩＳ）
の試験方法に準じて行った。測定結果を表１に合わせて
示す。Ｔｇの測定はDTA（Seiko Instruments Inc.「EXS
TAR 6000 TG/DTA6300」）を用いて行った。
的なガラス原料を用いて、表１に示す目標組成となるよ
うに、ガラスの原料を調合し、粉末で十分に混合して調
合原料とした。これを９００〜１，３００℃に加熱され
た電気炉中の白金坩堝に投入し、溶融清澄後、撹拌均質
化して予め加熱された鉄製又はカーボン製の鋳型に鋳込
み、徐冷して各サンプルを製造した。これら各サンプル
についてのｄ線に対する屈折率（ｎd）およびアッベ数
（νd）、ガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。なお、
これらの測定は日本光学硝子工業会規格（ＪＯＧＩＳ）
の試験方法に準じて行った。測定結果を表１に合わせて
示す。Ｔｇの測定はDTA（Seiko Instruments Inc.「EXS
TAR 6000 TG/DTA6300」）を用いて行った。
【００４０】また、作製したサンプルを鏡面研磨して内
部を目視し、脈理が観察されたかどうかでガラスの成形
性を評価した。なお、評価基準は、日本光学硝子工業会
の標準サンプルB（すなわち、薄くて分散した脈理で目
で見える限界のもの）と同等以下の場合を「○」とし、
日本光学硝子工業会の標準サンプルC（すなわち、研磨
面に対して垂直な方向と平行な脈理がわずかにあるも
の）以上のものを「×」とした。結果を表１に合わせて
示す。
部を目視し、脈理が観察されたかどうかでガラスの成形
性を評価した。なお、評価基準は、日本光学硝子工業会
の標準サンプルB（すなわち、薄くて分散した脈理で目
で見える限界のもの）と同等以下の場合を「○」とし、
日本光学硝子工業会の標準サンプルC（すなわち、研磨
面に対して垂直な方向と平行な脈理がわずかにあるも
の）以上のものを「×」とした。結果を表１に合わせて
示す。
【００４１】比較例１〜４
比較例１は特開平６−３０５７６９号公報記載の実施例
９を、比較例２は特開平１２−２６４６７３号公報記載
の実施例１を、比較例３は特開平１２−１１９０３６号
公報記載の実施例１２を、比較例４は特開平３−１６９
３２号公報記載の実施例８をそれぞれ転記したものであ
る。
９を、比較例２は特開平１２−２６４６７３号公報記載
の実施例１を、比較例３は特開平１２−１１９０３６号
公報記載の実施例１２を、比較例４は特開平３−１６９
３２号公報記載の実施例８をそれぞれ転記したものであ
る。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１から明らかなように、実施例１〜２１
のガラスでは高屈折率（１．７００以上）、低分散（ア
ッベ数：３６．２〜５０）であると同時に、ガラス転移
温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形するのに好ま
しい温度であった。
のガラスでは高屈折率（１．７００以上）、低分散（ア
ッベ数：３６．２〜５０）であると同時に、ガラス転移
温度（Ｔｇ）が５００℃未満とプレス成形するのに好ま
しい温度であった。
【００４４】これに対して、フッ素成分を含有していな
い比較例１〜３のガラスではいずれもＴｇが５００℃以
上と高かった。一方、フッ素成分を３０％含有している
比較例４のガラスではＴｇ５００℃未満を達成していた
が、ガラス溶融時の粘度及びフッ素揮発状態から、実際
に測定はしていないが成形性の悪いことは明らかであっ
た。
い比較例１〜３のガラスではいずれもＴｇが５００℃以
上と高かった。一方、フッ素成分を３０％含有している
比較例４のガラスではＴｇ５００℃未満を達成していた
が、ガラス溶融時の粘度及びフッ素揮発状態から、実際
に測定はしていないが成形性の悪いことは明らかであっ
た。
【００４５】
【発明の効果】本発明のガラス組成物では、ガラスに脈
理を生じさせやすいフッ素成分の含有量を少なくした代
わりに、フォーマーとしてB2O3を用い、且つＴｇを下げ
る主成分として亜鉛とリチウムを用い、高屈折率成分と
してランタンを用いたので、高屈折率低分散であって、
Ｔｇが５００℃未満とプレス成形に優れ、さらに成形性
にも優れる。
理を生じさせやすいフッ素成分の含有量を少なくした代
わりに、フォーマーとしてB2O3を用い、且つＴｇを下げ
る主成分として亜鉛とリチウムを用い、高屈折率成分と
してランタンを用いたので、高屈折率低分散であって、
Ｔｇが５００℃未満とプレス成形に優れ、さらに成形性
にも優れる。
【００４６】ここで、Ｋ2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０
〜５％の少なくとも一方の成分をさらに含有させるとＴ
ｇを一層低くできる。
〜５％の少なくとも一方の成分をさらに含有させるとＴ
ｇを一層低くできる。
【００４７】またＳｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ
3、ＺｒＯ2、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｔａ 2Ｏ5、ＷＯ3、Ｔｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＦ2のガラス成分の１種または２種
以上の特定量をさらに含有させると、機械的強度の向上
や光学恒数の調整、化学的耐久性の向上が図れる。
3、ＺｒＯ2、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｔａ 2Ｏ5、ＷＯ3、Ｔｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＦ2のガラス成分の１種または２種
以上の特定量をさらに含有させると、機械的強度の向上
や光学恒数の調整、化学的耐久性の向上が図れる。
【００４８】本発明の光学素子は前記ガラス組成物をモ
ールド成形して得るので、高屈折率低分散の光学恒数を
有し、また優れた生産性を有する。
ールド成形して得るので、高屈折率低分散の光学恒数を
有し、また優れた生産性を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 1/00 Ｇ０２Ｂ 1/00
Ｆターム(参考） 4G062 AA04 BB01 BB05 BB08 DA01
DA02 DA03 DA04 DB01 DB02
DB03 DC04 DC05 DD01 DE01
DE02 DE03 DE04 DE05 DF01
EA02 EA03 EB01 EC01 ED01
EE01 EE02 EE03 EF01 EG01
EG02 EG03 EG04 FA01 FB01
FB02 FB03 FC01 FC02 FC03
FD01 FE01 FF01 FG01 FG02
FG03 FG04 FH01 FH02 FH03
FH04 FJ01 FJ02 FJ03 FJ04
FK04 FK05 FL01 GA01 GA02
GA03 GA04 GB01 GC01 GD01
GE02 HH01 HH03 HH05 HH07
HH08 HH09 HH11 HH13 HH15
HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05
JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07
KK10 MM02 NN02
Claims (5)
- 【請求項１】 ｗｔ％で、Ｂ2Ｏ3：１０〜３５％、Ｌａ
2Ｏ3：１０〜４０％、ＺｎＯ＋ＺｎＦ2：１０〜６０
％、ただし、ＺｎＯ：０〜４５％、Ｌｉ2Ｏ＋ＬｉＦ：
０．５〜９％の各成分を含有し、且つフッ素化合物の総
量が９〜１５％であり、屈折率（ｎd）：１．７０以
上、アッベ数（νd）：３５〜５５、ガラス転移温度
（Ｔｇ）が５００℃未満であることを特徴とするガラス
組成物。 - 【請求項２】 Ｋ2Ｏ：０〜５％及びＮａ2Ｏ：０〜５％
の少なくとも一方の成分をさらに含有する請求項１記載
のガラス組成物。 - 【請求項３】ＳｉＯ2：０〜２０％、Ｙ2Ｏ3：０〜２０
％、Ｎｂ2Ｏ5：０〜１５％、Ｂｉ2Ｏ3：０〜２０％、Ｚ
ｒＯ2：０〜５％、ＢａＯ＋ＢａＦ2：０〜１５％、Ｃａ
Ｏ＋ＣａＦ2：０〜１０％、Ｔａ2Ｏ5：０〜１５％、Ｗ
Ｏ3：０〜１５％、ＴｉＯ2：０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3：０
〜１０％、の成分の１種または２種以上をさらに含有す
る請求項１又は２記載のガラス組成物。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれに記載のガラス組
成物をモールド成形して得られた光学素子。 - 【請求項５】 レンズ、ミラー、プリズム、回折格子の
いずれかである請求項４記載の光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036610A JP2003238198A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | ガラス組成物及び光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036610A JP2003238198A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | ガラス組成物及び光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003238198A true JP2003238198A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27778453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036610A Pending JP2003238198A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | ガラス組成物及び光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003238198A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006131476A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Ohara Inc | 光学ガラス |
| DE102005020423A1 (de) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | Schott Ag | Blei- und arsenfreie optische Lanthanboratgläser |
| WO2008050591A1 (fr) * | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Ohara Inc. | Verre optique |
| JP2008230863A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の製造方法及び成形金型 |
| WO2010035770A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | 日本山村硝子株式会社 | 光学ガラス |
| DE102009010701A1 (de) | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Schott Ag | Optisches Glas |
| WO2011019016A1 (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | 日本山村硝子株式会社 | 光学ガラス |
| US8207075B2 (en) | 2008-01-31 | 2012-06-26 | Ohara Inc. | Optical glass |
| JP2013047168A (ja) * | 2010-10-29 | 2013-03-07 | Ohara Inc | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
| JP2013063888A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-04-11 | Ohara Inc | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
| CN110255891A (zh) * | 2016-11-21 | 2019-09-20 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃 |
| JPWO2018154961A1 (ja) * | 2017-02-21 | 2020-02-27 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036610A patent/JP2003238198A/ja active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7638450B2 (en) | 2005-04-29 | 2009-12-29 | Schott Ag | Lead and arsenic free optical lanthanum borate glass |
| TWI404690B (zh) * | 2005-04-29 | 2013-08-11 | Schott Ag | 不含鉛及鉮之光學硼酸鑭玻璃 |
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| CN101583575B (zh) * | 2006-10-24 | 2014-01-08 | 株式会社小原 | 光学玻璃 |
| US8187986B2 (en) | 2006-10-24 | 2012-05-29 | Ohara Inc. | Optical glass |
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| WO2010035770A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | 日本山村硝子株式会社 | 光学ガラス |
| US8298974B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-10-30 | Nihon Yamamura Glass Co, Ltd. | Optical glass |
| US8404606B2 (en) | 2009-02-27 | 2013-03-26 | Schott Ag | Optical glass, optical elements made therefrom, method of making the optical elements from the glass, and optical components comprising one or more optical elements |
| DE102009010701A1 (de) | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Schott Ag | Optisches Glas |
| DE102009010701B4 (de) * | 2009-02-27 | 2016-12-15 | Schott Ag | Optisches Glas |
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| CN110255891A (zh) * | 2016-11-21 | 2019-09-20 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃 |
| CN110255891B (zh) * | 2016-11-21 | 2022-01-25 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃 |
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