JP2010076987A - 光学ガラス及び光学素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゴブ作製時に脈理、失透が生じ難い均質な光学特性を有する光学ガラスを提供する。
【解決手段】下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下である光学ガラス。Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下、Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下、Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下、Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下、Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下。ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
【選択図】なし
【解決手段】下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下である光学ガラス。Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下、Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下、Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下、Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下、Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下。ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
【選択図】なし
Description
本発明は、光学ガラス及び光学素子に関し、特に高屈折率、低分散及び低いガラス転移点（Ｔｇ）を併せもつ精密プレス成形用ガラス塊（ゴブ）、光学ガラスおよび光学素子に関する。
屈折率（ｎｄ）１．６０以上１．７０未満、アッベ数（νｄ）が５０以上５６以下の光学恒数を有するガラスとして、ショットカタログ名称ＳＳＫ，ＬＡＫなどがある。これらのガラス転移点（Ｔｇ）は６００℃以上である。軟化させたガラスをプレス成形して直接レンズを作製する精密プレス成形において、成形温度は７００℃以上になる。このように成形時の温度が高い場合、ガラスと成形型皮膜との反応が活性となり膜剥離が起き、生産性を悪化させることがあった。そのために近年、精密プレス成形用ガラスとして成形時の温度を低下できる低Ｔｇガラスおよび低屈伏点（Ａｔ）ガラスの開発が行われている。
このような状況下、精密プレス成形用ガラスとして、例えば特許文献１乃至特許文献６が知られている。
特許第２９５８９１９号公報
特許第２７２６３１０号公報
特許第２６１６９５８号公報
特許第３０１５０７８号公報
特許第３０５９７１９号公報
特許第４０２４９０７号公報
しかしながら、低Ｔｇ化により液相温度（Ｌ．Ｔ．）が上昇し、精密プレス成形用ガラス塊（ゴブ）中に結晶（失透）や脈理を生じるなどの問題点があった。
従来技術では、下記の３つの課題があった。第１にゴブ内の失透、脈理の発生を抑制すること、第２に低Ｔｇ化による成形型皮膜とガラスとの反応を抑制すること、第３に混合粉末の比重分離抑制し、より少ない成分数で構成された均質ゴブを得ることである。
従来技術では、下記の３つの課題があった。第１にゴブ内の失透、脈理の発生を抑制すること、第２に低Ｔｇ化による成形型皮膜とガラスとの反応を抑制すること、第３に混合粉末の比重分離抑制し、より少ない成分数で構成された均質ゴブを得ることである。
特許文献１は液相温度が１０００℃以上と高くゴブ成形が困難である。特許文献２はＳｉＯ２に対するＢ２Ｏ３量が少ない為結晶傾向が強い。特許文献３は液相温度とＴｇを低下させる重要な元素であるＺｎＯが含有されていない。そのために比較的に液相温度が高くゴブ化が困難である。特許文献４は高価な元素であるＴａ２Ｏ５を含有しており、汎用的な光学ガラス組成として不向きである。特許文献５は高価な元素であるＧｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３を必須成分として含有しており、これも汎用的な光学ガラス組成として不向きである。特許文献６は吸湿性の高いＡｌ２Ｏ３を必須成分としており、混合粉末の比重分離が起きて熔融性が低下し、均質ゴブを得る事が困難である。また、熔解を促進するＣａＯ、Ｌｉ２Ｏが少ない為に難溶解性であった。
一般的に失透を防ぐのにはエントロピーを増加させ、結晶の析出を抑制する多成分化が有効である。しかし、多成分化により微量成分が多くなると粉末混合時に比重分離がおき、熔解後均質なガラスが得にくいという問題があった。
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、ゴブ作製時に脈理、失透が生じ難い均質な光学特性を有する光学ガラスを提供するものである。
また、本発明は、上記の光学ガラスを均質な精密プレス成形して得られた光学素子を提供するものである。
また、本発明は、上記の光学ガラスを均質な精密プレス成形して得られた光学素子を提供するものである。
上記の課題を解決する第一の光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
また、上記の課題を解決する第二の光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９８ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０．１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０．１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
また、上記の課題を解決する第三の光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は１００ｃａｔ％である。）を含有し、屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
また、本発明は、上記の光学ガラスからなる光学素子である。
本発明は、ゴブ作製時に脈理、失透が生じ難い均質な光学特性を有する光学ガラスを提供することができる。
また、本発明は、上記の光学ガラスを均質な精密プレス成形して得られた光学素子を提供することができる。
また、本発明は、上記の光学ガラスを均質な精密プレス成形して得られた光学素子を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
本発明に係る光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
また、別の本発明に係る光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９８ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０．１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０．１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
さらに、別の本発明に係る光学ガラスは、下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は１００ｃａｔ％である。）を含有し、屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることを特徴とする。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０３−以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０３−以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。
前記組成において、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量、液相温度８００℃以上１０００℃未満であることが好ましい。
屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることが好ましい。
屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることが好ましい。
本発明の光学ガラスは、カチオン成分中に環境負荷の観点から有毒であるＡｓ３＋、Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋、Ｆ−を含有しないことが好ましい。
また、本発明は、上記の光学ガラスからなる光学素子である。
また、本発明は、上記の光学ガラスからなる光学素子である。
本発明において、「ｃａｔ％」とは「カチオン％」を表し、各カチオン成分の含有量をカチオン％表示するものである。各カチオン成分の合計は１００ｃａｔ％である。
次に、本発明の光学ガラスに含有される各カチオン成分について説明する。
次に、本発明の光学ガラスに含有される各カチオン成分について説明する。
本発明の光学ガラスにおいて、カチオン成分の必須成分とは０ｃａｔ％より多いことを意味する。必須成分のカチオン成分として、Ｓｉ４＋、Ｂ３＋、Ｌａ３＋、Ｃａ２＋、Ｌｉ＋、Ｚｎ２＋、Ｚｒ４＋、Ｈ＋を含有する。
また、カチオン成分の任意成分とは必須成分で構成した後に添加される成分を意味する。任意成分のカチオン成分として、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｂａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｇｅ４＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｗ６＋、Ｔａ＋５、Ｓｂ３＋を含有する。
以下に各カチオン成分の含有量について説明する。
Ｓｉ４＋はガラス網目形成成分として働き、ガラスを安定化する働きを有する。Ｓｉ４＋の含有量は３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下、好ましくは５ｃａｔ％以上１１ｃａｔ％以下が望ましい。３ｃａｔ％より少ないと液相粘度が低下し、ガラスが不安定化する。１３ｃａｔ％より多いと熔解温度、Ｔｇが上昇する為好ましくない。
Ｓｉ４＋はガラス網目形成成分として働き、ガラスを安定化する働きを有する。Ｓｉ４＋の含有量は３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下、好ましくは５ｃａｔ％以上１１ｃａｔ％以下が望ましい。３ｃａｔ％より少ないと液相粘度が低下し、ガラスが不安定化する。１３ｃａｔ％より多いと熔解温度、Ｔｇが上昇する為好ましくない。
Ｂ３＋もＳｉ４＋と同様にガラス網目形成成分として働き、ガラスを安定化する働きを有する。Ｂ３＋の含有量は、４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満（５５％を含まない）、好ましくは４５ｃａｔ％以上５３ｃａｔ％以下が望ましい。４０ｃａｔ％以下では失透傾向が増大し、５５％ｃａｔ以上であると屈折率が低下し目的とする特性が得られない為好ましくない。
ここで、Ｂ３＋に対するＳ４＋の比率はガラスを安定化させる為に特に重要である。Ｓｉ４＋／Ｂ３＋が０．０５より小さいと液相温度での粘度が低下する。その結果、脈理発生し均質なガラスが得られない。また０．３より多いと失透傾向が増大し液相温度も高くなる。さらに熔解温度上昇によりガラスの着色も増加する。そのために、Ｂ３＋に対するＳ４＋の比率Ｓｉ４＋／Ｂ３＋を０．０５以上０．３以下にするのが好ましい。
Ｌａ３＋は、高屈折率低分散特性を付与する必須成分である。Ｌａ３＋の含有量は４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下、好ましくは５ｃａｔ％以上８ｃａｔ％以下が望ましい。４ｃａｔ％より少ないと目的とする光学恒数が得られない。また９ｃａｔ％より多いとガラスの安定性が低下する為好ましくない。
Ｃａ２＋の含有量は６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、好ましくは８ｃａｔ％以上１１ｃａｔ％以下が望ましい。６ｃａｔ％より少ないとガラスの安定性が低下する。また１２ｃａｔ％より多いと熔解性が悪化する為好ましくない。
Ｌｉ＋はガラス転移点を低下させるために必須成分である。Ｌｉ＋の含有量は１１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下、好ましくは１２ｃａｔ％以上１６ｃａｔ％以下が望ましい。１１ｃａｔ％より少ないとガラス転移点を低下させる効果が得られず、１８ｃａｔ％より多いとガラスの安定性が低下する為好ましくない。
Ｚｎ２＋はガラス転移点を低下させるために必須成分である。Ｚｎ２＋の含有量は６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下、好ましくは７ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下が望ましい。６ｃａｔ％より少ないとガラス転移点を低下させる効果が得られず、１２ｃａｔ％より多いとガラスの安定性が低下する為好ましくない。
ここで、Ｌｉ＋はＺｎ２＋に比べてガラス転移点を低下させる効果が大きい。一方、ガラスの安定性への寄与はＬｉ＋に比べＺｎ４＋が高い。よって、本発明の目的であるガラス転移点が低く、ガラス安定性の高いガラスを得る為、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量が好ましい。
Ｚｒ４＋は高屈折率、高分散を与える成分である。Ｚｒ４＋の含有量は１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下、好ましくは１．５ｃａｔ％以上３ｃａｔ％以下が望ましい。１ｃａｔ％より小さいと目的とする屈折率が得られず、４ｃａｔ％より多いとアッベ数が小さくなり目的とする特性が得られない。また１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下にすることによりガラスの安定性も向上する。
上記範囲で構成されるＳ４＋、Ｂ３＋、Ｌａ３＋、Ｃａ２＋、Ｚｎ４＋、Ｌｉ＋、Ｚｒ４＋の合計量が９８％以上のガラスであれば、液相温度１０００℃以下の均質な光学ガラスが得られる。さらに大きく特性を損ねない範囲で下記成分も含有させる事が出来る。
Ｙ３＋、Ｇｄ３＋は、Ｙ３＋は０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下、Ｇｄ３＋は０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満添加させる事が出来る。Ｙ３＋が０．５ｃａｔ％以上であると、Ｌａ３＋とＹ３＋の比重差が大きく異なる為、混合時に粉末の比重分離を起こしやすくなる。また、Ｌａ３＋に比べＧｄ３＋、Ｙ３＋は、原料として高価である。さらにＧｄ３＋を０．３ｃａｔ％以上添加するとガラスの比重が大きくなってしまう。よってＹ３＋を０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下、Ｇｄ３＋を０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満に限定した。
Ｂａ２＋、Ｍｇ２＋はＣａ２＋との置換により、それぞれＢａ２＋は０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下、Ｍｇ２＋は０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下添加することが出来る。Ｂａ２＋が０．５ｃａｔ％より、Ｍｇ２＋が２ｃａｔ％より多いと熔解性・ガラスの安定性共に悪化する。よってＢａ２＋を０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下、Ｍｇ２＋を０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下に限定した。
Ｇｅ４＋はガラス網目形成成分であり、ガラスの安定を高める成分である。Ｇｅ４＋の含有量は０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下である。１ｃａｔ％より多いと熔解性が悪化する。また原料としても非常に高価である。
Ｎａ＋、Ｋ＋ともにガラス転移点を低下させる効果を有するが２−ｃａｔ％より多く添加するとガラスの安定性を著しく低下させる。よってＮａ＋＋Ｋ＋を０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下に限定した。
Ｗ６＋は高屈折率を与える成分であるが、０．５ｃａｔ％をより多いとアッベ数が小さくなり目的の光学恒数がえら得ない。またガラスに着色を与える傾向がある。よってＷ６＋を０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下に限定した。
Ｔａ＋５は高屈折率低分散を与える成分である。しかしながら０．５ｃａｔ％より多いと熔解性が低下する。またガラス転移点も上昇する。よってＴａ＋５を０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下に限定した。
Ｓ４＋はガラス中の泡を除く為の清澄剤として用いられる。０．５ｃａｔ％以上添加するとガラスの安定性を低下させるだけでなく着色も増加する為、Ｓ４＋を０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下に限定した。
本発明の光学ガラスには、上記のカチオン成分およびアニオン成分が含有される。アニオン成分はＯ２−、ＯＨ−、ＮＯＸ（Ｘは１〜３）、ＳＯ４ ２−が挙げられる。
本発明の光学ガラスに含有されるカチオン成分の含有量は１００％、アニオン成分の含有量は１００％である。
本発明の光学ガラスに含有されるカチオン成分の含有量は１００％、アニオン成分の含有量は１００％である。
本発明の光学ガラスを製造するために使用される原料は、酸化物が挙げられる。原料は前記の物質に限定されるものではない。従って、ガラス製造の条件に応じて酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などの公知材料から選択する事が出来る。
本発明の光学ガラスの製造方法は、例えばＰｔ坩堝中で熔解させ、冷却する熔融法であり、板形状やガスにより浮上させて作製したゴブを含む
また、本発明は、上記の光学ガラスからなる光学素子である。
本発明の光学素子は、カメラ、デジタルカメラ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズ等のレンズ、プリズム、回折格子が挙げられる。
本発明の光学素子は、カメラ、デジタルカメラ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズ等のレンズ、プリズム、回折格子が挙げられる。
本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを均質な精密プレス成形して得ることができる。光学素子の製造方法は、例えば上記ガラスを加熱軟化させ、精密な型により成形するモールド法である。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。
表１から３に示す組成を有する原料をＰｔ坩堝中で１１００℃から１３００℃で１時間から６時間溶融した。その後型に流出させ、ブロックを作製した。
表１から３に示す組成を有する原料をＰｔ坩堝中で１１００℃から１３００℃で１時間から６時間溶融した。その後型に流出させ、ブロックを作製した。
実施例１から実施例１２および比較例１から比較例３のガラス原料を秤量混合し、上記条件にて溶融した。溶融、清澄撹拌し均質化した後に８００℃から１１００℃に加熱した白金パイプを通して型で受け、冷却し精密成形用ガラス塊（ゴブ）を得た。
（注）表中のｎｄは屈折率（ｎｄ）、νｄはアッベ数（νｄ）を表す。
精密成形用ガラス塊（ゴブ）の組成を表４から６に示す。
ゴブの屈折率およびアッベ数は徐冷却後に測定した。
精密成形用ガラス塊（ゴブ）の組成を表４から６に示す。
ゴブの屈折率およびアッベ数は徐冷却後に測定した。
（屈折率の測定方法）
ガラスを１０×１０×５ｍｍに砂ずり研磨加工し、島津製作所製ＫＰＲ２０００にて５８７．６ｎｍ（ヘリウムｄ線）、４８６．１ｎｍ（水素Ｆ線）、６５６．３ｎｍ（水素Ｃ線）を測定した。また、アッベ数は（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）より求めた。
ガラスを１０×１０×５ｍｍに砂ずり研磨加工し、島津製作所製ＫＰＲ２０００にて５８７．６ｎｍ（ヘリウムｄ線）、４８６．１ｎｍ（水素Ｆ線）、６５６．３ｎｍ（水素Ｃ線）を測定した。また、アッベ数は（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）より求めた。
液相温度は、複数の白金坩堝にガラスを入れて設定温度が異なる温度条件下で２時間保持後、冷却し、ガラス内部を顕微鏡で観察した。その時の結晶の有無から温度を決定した。
（注）表中のｎｄは屈折率（ｎｄ）、νｄはアッベ数（νｄ）を表す。
表４から６の実施例１から実施例１２の光学ガラスは、屈折率１．６０以上１．７０以下、アッベ数が５０以上５６以下であった。また実施例１から実施例１２の光学ガラスは全て脈理や失透を生ずることなく良好であった。
表４から６の実施例１から実施例１２の光学ガラスは、屈折率１．６０以上１．７０以下、アッベ数が５０以上５６以下であった。また実施例１から実施例１２の光学ガラスは全て脈理や失透を生ずることなく良好であった。
本発明の光学ガラスは、ゴブ作製時に脈理、失透が生じ難い均質な光学特性を有するので、例えばカメラ、デジタルカメラ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズとして利用する事が出来る。
Claims (6)
- 下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９５ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする光学ガラス。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。 - 下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は９８ｃａｔ％である。）を含有し、液相温度が８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする光学ガラス。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％未満
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｙ３＋ ０．１ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｇｄ３＋ ０ｃａｔ％以上０．３ｃａｔ％未満
Ｂａ２＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｍｇ２＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｇｅ４＋ ０ｃａｔ％以上１ｃａｔ％以下
Ｎａ＋＋Ｋ＋ ０ｃａｔ％以上２ｃａｔ％以下
Ｗ６＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｔａ５＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｓｂ３＋ ０ｃａｔ％以上０．５ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。 - 下記組成のカチオン成分（ただし、カチオン成分の合計は１００ｃａｔ％である。）を含有し、屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることを特徴とする光学ガラス。
Ｓｉ４＋ ３ｃａｔ％以上１３ｃａｔ％以下
Ｂ３＋ ４０ｃａｔ％以上５５ｃａｔ％以下
Ｌａ３＋ ４ｃａｔ％以上９ｃａｔ％以下
Ｃａ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｌｉ＋ １１ｃａｔ％以上１８ｃａｔ％以下
Ｚｎ２＋ ６ｃａｔ％以上１２ｃａｔ％以下
Ｚｒ４＋ １ｃａｔ％以上４ｃａｔ％以下
Ｈ＋ ０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下
ただし、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量である。 - 前記組成において、Ｓｉ４＋／Ｂ３＋＝０．０５以上０．３以下、Ｌｉ＋の含有量＜Ｚｎ２＋の含有量、液相温度８００℃以上１０００℃未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の光学ガラス。
- 屈折率（ｎｄ）１．６以上１．７未満、アッベ数（νｄ）５０以上５６以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の光学ガラス。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
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