JP2010260738A - 光学ガラス - Google Patents
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
【課題】部分分散比の小さい高分散光学ガラス、及び、この光学ガラスを利用して得られるレンズ、プリズムなどの光学素子を提供する。
【解決手段】アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有し、酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｂ2Ｏ3 ８〜２９％未満、
ＴｅＯ2 １５〜７０％未満、
Ｂ2Ｏ3／ＴｅＯ2 ０．０１より多く２未満、
Ｇａ2Ｏ3 ０〜５％未満
であることを特徴とする光学ガラス。
【選択図】なし
【解決手段】アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有し、酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｂ2Ｏ3 ８〜２９％未満、
ＴｅＯ2 １５〜７０％未満、
Ｂ2Ｏ3／ＴｅＯ2 ０．０１より多く２未満、
Ｇａ2Ｏ3 ０〜５％未満
であることを特徴とする光学ガラス。
【選択図】なし
Description
本発明は、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有する部分分散比の小さい高分散光学ガラス、及び、この光学ガラスを利用して得られるレンズ、プリズムなどの光学素子に関する。
デジタルカメラやビデオカメラなどの光学系は、その大小はあるが、収差と呼ばれるにじみを含んでいる。この収差は単色収差と色収差に分類され、特に色収差は光学系に使用されるレンズの材料特性に強く依存している。
一般に色収差は、低分散の凸レンズと高分散の凹レンズを組み合わせて補正されるが、この組み合わせでは赤色と緑色領域の２色の補正しかできず、青色領域の収差が残る。この除去しきれない青色領域の収差を二次スペクトルと呼ぶ。二次スペクトルを補正するには、青色領域のｇ線（４３５．８３５ｎｍ）を含めた光学設計を行う必要があり、光学特性の指標として部分分散比（θｇ，Ｆ）が用いられている。レンズの組み合わせのうち、低分散側レンズには部分分散比（θｇ，Ｆ）の大きい光学材料、高分散側のレンズには部分分散比（θｇ，Ｆ）の小さい光学材料を用いることで、二次スペクトルが良好に補正される。
低分散で部分分散比（θｇ，Ｆ）の大きい光学材料として、蛍石や弗燐酸系の光学ガラスがよく知られている。また、高分散で部分分散比（θｇ，Ｆ）の小さい光学材料として、特許文献１に示される光学ガラスが知られている。しかしながら特許文献１の実施例に示されるアッベ数（νd）は３０．５以上であって、更にアッベ数（νd）が小さい、すなわち高分散で部分分散比（θｇ，Ｆ）の小さい光学ガラスが求められている。
本発明の目的は、前記背景技術に記載した光学ガラスに見られる諸欠点を総合的に解消し、前記の光学定数を有し、部分分散比が小さい光学ガラスを提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、特定量のＢ2Ｏ3、ＴｅＯ2を含有させることにより、前記の光学定数を有し、部分分散比が小さい光学ガラスが得られた。
本発明の第１の構成は、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有し、酸化物基準のｍｏｌ％の比率で、
Ｂ2Ｏ3 ８〜２９％未満、
ＴｅＯ2 １５〜７０％未満、
Ｂ2Ｏ3／ＴｅＯ2 ０．０１より多く２未満、
Ｇａ2Ｏ3 ０〜５％未満
であることを特徴とする光学ガラスである。
Ｂ2Ｏ3 ８〜２９％未満、
ＴｅＯ2 １５〜７０％未満、
Ｂ2Ｏ3／ＴｅＯ2 ０．０１より多く２未満、
Ｇａ2Ｏ3 ０〜５％未満
であることを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第２の構成は、酸化物基準のｍｏｌ％で、
ＳｉＯ2 ０〜２０％、
ＧｅＯ2 ０〜２０％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜２０％、
ＺｒＯ2 ０〜２０％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＷＯ3 ０〜２０％、
Ｌａ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜３０％、
ＺｎＯ ０〜７０％、
ＭｇＯ ０〜４０％、
ＣａＯ ０〜４０％、
ＳｒＯ ０〜４０％、
ＢａＯ ０〜４０％、
Ｌｉ2Ｏ ０〜２０％、
Ｎａ2Ｏ ０〜２０％、
Ｋ2Ｏ ０〜２０％、
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１に記載の光学ガラスである。
ＳｉＯ2 ０〜２０％、
ＧｅＯ2 ０〜２０％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜２０％、
ＺｒＯ2 ０〜２０％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＷＯ3 ０〜２０％、
Ｌａ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜３０％、
ＺｎＯ ０〜７０％、
ＭｇＯ ０〜４０％、
ＣａＯ ０〜４０％、
ＳｒＯ ０〜４０％、
ＢａＯ ０〜４０％、
Ｌｉ2Ｏ ０〜２０％、
Ｎａ2Ｏ ０〜２０％、
Ｋ2Ｏ ０〜２０％、
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１に記載の光学ガラスである。
本発明の第３の構成は、酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｉｎ２Ｏ３ ０〜２０％、
ＣｅＯ2 ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3 ０〜２０％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１〜２に記載の光学ガラスである。
Ｉｎ２Ｏ３ ０〜２０％、
ＣｅＯ2 ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3 ０〜２０％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１〜２に記載の光学ガラスである。
本発明の第４の構成は、屈折率（ｎｄ）が１．７以上であることを特徴とする前記構成１〜３に記載の光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であることを特徴とする前記構成１〜４に記載の光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、前記構成１〜５のいずれか１項の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材である。
本発明の第７の構成は、前記構成１〜６のいずれかに記載の光学ガラスからなるモールドプレス成形用レンズプリフォーム材である。
本発明の第８の構成は、前記構成1〜７のいずれか１項の光学ガラスからなる光学素子である。
本発明によれば、ＴｅＯ２及びＢ２Ｏ３成分を所定の関係で含有させることにより、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有する部分分散比の小さい高分散光学ガラス及び、この光学ガラスを利用して得られるレンズ、プリズムなどの光学素子を得ることができる。
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
［ガラス成分］
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ｍｏｌ％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物質量を１００ｍｏｌ％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。
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ｍｏｌ％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物質量を１００ｍｏｌ％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。
本発明の光学ガラスの各成分について説明する。以下、特に断らない限り各成分の含有率はｍｏｌ％を意味する。
Ｂ2Ｏ3成分は、ガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分であり、ガラスの耐失透性および化学的耐久性を向上させるのに有効である。しかし、その量が少なすぎるとその効果が不十分であり、多すぎると熔融性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは８％以上、より好ましくは８．１％、最も好ましくは８．２％を下限として含有することができ、好ましくは２９％未満、より好ましくは２７％、最も好ましくは２５％を上限として含有することができる。
Ｂ2Ｏ3は、原料として例えばＨ3ＢＯ3、Ｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
ＴｅＯ2成分は、高分散特性を有しつつ部分分散比（θｇ，Ｆ）を低くするのに極めて有効な成分であり、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲を満足するために、必須な成分である。しかし、その量が少なすぎるとその効果が不十分であり、多すぎると透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは２０％、最も好ましくは２５％を下限として含有することができ、好ましくは７０％未満、より好ましくは６８％、最も好ましくは６５％を上限として含有することができる。
またＴｅＯ2は、原料として例えばＴｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物成分として作用する成分であり、ガラスの粘度を高め、化学的耐久性を向上させるのに有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性、熔融性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＳｉＯ２は、原料として例えばＳｉＯ２等を使用してガラス内に導入される。
ＧｅＯ2成分は、屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果を有する任意成分であり、ガラス形成酸化物として作用する。しかし、その量が多すぎると原料が非常に高価であるため、コストが高くなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＧｅＯ2は、原料として例えばＧｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
Ａｌ2Ｏ3成分は、化学的耐久性の改善に有効な任意成分である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは６％を上限として含有することができる。
またＡｌ2Ｏ3は、原料として例えばＡｌ2Ｏ3、Ａｌ（ＯＨ）3等を使用してガラス内に導入される。
ＴｉＯ2成分は、屈折率を高め、分散を大きくする効果がある。しかし、その量が多すぎると可視光短波長域の透過率を悪化させ、部分分散比も大きくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＴｉＯ2は、原料として例えばＴｉＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＺｒＯ2成分は、屈折率を高め、部分分散比を小さくし、化学的耐久性を向上させる効果がある。しかし、その量が多すぎると熔融性や耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＺｒＯ2は、原料として例えばＺｒＯ2等を使用してガラス内に導入される。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、分散を大きくしつつ部分分散比を小さくするのに有効な成分である。しかし、多すぎると逆に耐失透性が悪くなり、可視光短波長域の透過率も悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＮｂ2Ｏ5は、原料として例えばＮｂ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
Ｔａ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＴａ2Ｏ5は、原料として例えばＴａ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
ＷＯ3成分は、耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性や可視光領域の短波長域の光線透過率が悪くなる上、部分分散比が大きくなる。従って、好ましくは５０％、より好ましくは３０％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＷＯ3は、原料として例えばＷＯ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは１７％、更に好ましくは７．５％未満、最も好ましくは４．９％を上限として含有することができる。
またＬａ2Ｏ3は、原料として例えばＬａ2Ｏ3、硝酸ランタン又はその水和物等を使用してガラス内に導入される。
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＧｄ2Ｏ3は、原料として例えばＧｄ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＹ2Ｏ3は、原料として例えばＹ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性および化学的耐久性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＹｂ2Ｏ3は、原料として例えばＹｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
ＺｎＯ成分は、耐失透性を改善し、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くし、化学的耐久性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは７０％、より好ましくは６０％、最も好ましくは５０％を上限として含有することができる。
またＺｎＯは、原料として例えばＺｎＯ等を使用してガラス内に導入できる。
ＭｇＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは４０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＭｇＯ成分は、原料として例えばＭｇＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＣａＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは４０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＳｒＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは４０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＢａＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは４０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｌｉ2Ｏ成分は、部分分散比を小さくし、ガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進するのに有効である。しかし、その量が多すぎると摩耗度や化学的耐久性、耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１８％、最も好ましくは１５％を上限として含有することができる。
またＬｉ2Ｏは、原料として例えばＬｉ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｎａ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると摩耗度や化学的耐久性、耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＮａ2Ｏは、原料として例えばＮａ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｋ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＫ2Ｏは、原料として例えばＫ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡のために任意に添加しうるが、その量が多すぎると可視光領域の短波長領域における透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．２％を上限として含有できる。
Ｇａ2Ｏ3成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、好ましくは５％未満を上限とし、より好ましくは３％、最も好ましくは１％を上限として含有できる。
またＧａ2Ｏ3は、原料として例えばＧａ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｉｎ2Ｏ3成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、好ましくは２０％を上限とし、より好ましくは５％、最も好ましくは３％を上限として含有できる。
またＩｎ2Ｏ3は、原料として例えばＩｎ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
ＣｅＯ2成分は、耐失透性を改善する効果を有する成分であるが、その量が多すぎると短波長領域の光線透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは５％、最も好ましくは３％を上限として含有できる。
またＣｅＯ2は、原料として例えばＣｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
Ｂｉ2Ｏ3成分は、屈折率を高め、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げる効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなり、部分分散比を大きくする。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＢｉ2Ｏ3は、原料として例えばＢｉ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
なお、上記ガラス中に存在する各成分を導入させるために使用される原料は、例示の目的で記載したものであり、上記列挙された酸化物等に限定されるものではない。従って、ガラス製造の条件の諸変更に適宜対応させて、公知の原料から選択できる。
本発明者は、前記範囲内の光学定数において、Ｂ2Ｏ3成分の含有量とＴｅＯ2成分の含有量の比を所定の値に調節することにより、部分分散比（θｇ，Ｆ）が小さいガラスが得られることを見出した。すなわちＢ2Ｏ3／ＴｅＯ2の値が、好ましくは２未満、より好ましくは１、最も好ましくは０．７を上限とすることができ、好ましくは０．０１より多く、より好ましくは０．０５、最も好ましくは０．１を下限とすることができる。
Ｌｕ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＢｅＯの各成分は含有させることは可能であるが、Ｌｕ2Ｏ3は高額原料であるため原料コストが高くなり実際の製造においては現実的ではなく、ＳｎＯ2は白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際に錫と白金が合金化して合金となった箇所は耐熱性が悪くなり、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮され、ＢｅＯは、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分である、という問題がある。従って、好ましくは５％未満、より好ましくは１％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
Ｆ成分は含有させることは可能であるが、熔解中における揮発性が強く、また、本組成系にあっては耐失透性を悪化しやすくさせるという問題がある。従って、好ましくは５％未満、より好ましくは１％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
Ａｇ2Ｏ成分は含有させることは可能であるが、高額原料であるため原料コストが高くなるという問題がある。従って、好ましくは３７％未満、より好ましくは１０％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
次に、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない成分について説明する。
鉛化合物は、ガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ａｓ2Ｏ3、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、含有しないことが好ましい。ただし、ここでいう含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
本発明のガラス組成物は、その組成がｍｏｌ％で表されているため直接的に質量％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分の質量％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
Ｂ2Ｏ3 ３〜２５％、
ＴｅＯ2 ４０〜８５％、
ＳｉＯ2 ０〜１０％、
ＧｅＯ2 ０〜１０％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、
ＴｉＯ2 ０〜１０％、
ＺｒＯ2 ０〜５％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、
ＷＯ3 ０〜１５％、
Ｌａ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２０％、
ＺｎＯ ０〜６０％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ０〜１０％、
ＳｒＯ ０〜１０％、
ＢａＯ ０〜１０％、
Ｌｉ2Ｏ ０〜１０％、
Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、
Ｋ2Ｏ ０〜１０％、
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
Ｇａ2Ｏ3 ０〜１０％、
Ｉｎ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＣｅＯ2 ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3 ０〜４０％
Ｂ2Ｏ3 ３〜２５％、
ＴｅＯ2 ４０〜８５％、
ＳｉＯ2 ０〜１０％、
ＧｅＯ2 ０〜１０％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、
ＴｉＯ2 ０〜１０％、
ＺｒＯ2 ０〜５％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜２０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、
ＷＯ3 ０〜１５％、
Ｌａ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２０％、
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２０％、
ＺｎＯ ０〜６０％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ０〜１０％、
ＳｒＯ ０〜１０％、
ＢａＯ ０〜１０％、
Ｌｉ2Ｏ ０〜１０％、
Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、
Ｋ2Ｏ ０〜１０％、
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
Ｇａ2Ｏ3 ０〜１０％、
Ｉｎ２Ｏ３ ０〜１０％、
ＣｅＯ2 ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3 ０〜４０％
次に本発明の光学ガラスの物性について説明する。
前述のとおり、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、屈折率（ｎd）が好ましくは１．７、より好ましくは１．７８、最も好ましくは１．８３を下限とし、好ましくは２．２、より好ましくは２．１、最も好ましくは２．０１を上限とする。
また、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、アッベ数（νd）が好ましくは１８、より好ましくは１８．５、最も好ましくは１９を下限とし、好ましくは３５、より好ましくは３３、最も好ましくは３０を上限とする。
また、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲では、好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、より好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５１９、最も好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５０９を上限とすることができ、好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００１６×νｄ＋０．６３４６、より好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００１６×νｄ＋０．６３６６、最も好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００１６×νｄ＋０．６３８６を下限とすることができる。νｄ＞２５の範囲では、好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９、より好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５６９、最も好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５５９を上限とすることができ、好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２５×νｄ＋０．６５７１、より好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２５×νｄ＋０．６５９１、最も好ましくはθｇ，Ｆ≦−０．００２５×νｄ＋０．６６１１を下限とすることができる。
本発明の光学ガラスにおいては、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりすぎると前述したように精密プレス成形を行う場合、成形型の劣化などが起こり易くなる。従って、本発明の光学ガラスのＴｇは好ましくは６００℃、より好ましくは５５０℃、最も好ましくは５００℃を上限とする。
本発明の光学ガラスは精密プレス成形用のプリフォーム材として使用することができる。プリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。例えば、熔融ガラスから直接プリフォーム材を製造することもでき、また板状に成形されたガラスを冷間加工して製造しても良い。
なお、本発明の光学ガラスを用いて熔融ガラスを滴下させてプリフォームを製造する場合、熔融ガラスの粘度は、低すぎるとガラスプリフォームに脈理が入りやすくなり、高すぎると、自重と表面張力によるガラスの切断が困難になる。
従って、高品質かつ安定した生産のためには、液相温度における粘度（Ｐａ・ｓ）の対数ｌｏｇηの値が好ましくは０．２〜２．０、より好ましくは０．３〜１．８、最も好ましくは０．４〜１．６の範囲である。
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．１２９）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、反射損失を含む透過率７０％における波長（λ７０）、ガラス転移温度（Ｔｇ）と共に表１〜表１３に示した。表中、各成分の組成はｍｏｌ%で表示するものとする。
また、比較例のガラス（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｂ）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）と共に表１４に示した。表中、各成分の組成はｍｏｌ%で表示するものとする。
表１〜表１３に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．１２９）は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の通常の光学ガラス用原料を表１〜表１３に示した各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合し、石英るつぼ、または金るつぼに投入し、組成による熔融性に応じて、６５０〜９５０℃で、２〜５時間溶融、清澄、攪拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより得ることができた。
屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
部分分散比（θｇ，Ｆ）は、徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについてＣライン（波長 ６５６．２７ｎｍ）における屈折率（ｎＣ）、Ｆライン（波長 ４８６．１３ｎｍ）における屈折率（ｎＦ）、ｇライン（波長 ４３５．８３５ｎｍ）における屈折率（ｎｇ）を測定し、θｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）による式にて算出した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）は日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法により測定した。ただし試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用した。
屈伏点（Ａｔ）は前記ガラス転移温度（Ｔｇ）と同様の測定方法で行い、ガラスの伸びが止まり、収縮が始まる温度とした。
表１〜表１３に見られる通り、本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．１２９）はすべて、前記範囲内の光学定数（屈折率（ｎd）、アッベ数（νd）、部分分散比（θｇ，Ｆ））を有しているために光学設計上の利用価値があり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４３３℃以下であるため、精密モールドプレス成形に適している。
これに対し、表１４に示す組成の比較例Ａ〜Ｂの各試料について、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の通常の光学ガラス用原料を表１４に示した各比較例の組成の割合となるように秤量し、混合し、白金るつぼに投入し、組成による熔融性に応じて、１３００〜１４００℃で、３〜４時間溶融、清澄、攪拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより作製し、同一の評価方法により、作製したガラスを評価した。比較例Ａ〜Ｂに見られる通り、アッベ数（νｄ）と部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係は良好であるが、屈折率（ｎｄ）が１．７３以下であるため、本発明の目的に合致した利用には不向きである。
以上、述べたとおり、本発明の光学ガラスは、組成がＢ2Ｏ3−ＴｅＯ2系であり、かつ、ｍｏｌ％の比率でＢ2Ｏ3／ＴｅＯ2が０より多く０．５未満であって、アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有しているから、光学設計上、非常に有用であり、また、転移温度（Ｔｇ）が６００℃以下であるから、精密モールドプレス成形に適しており、産業上非常に有用である。
Claims (8)
- アッベ数（νd）および部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係式が、νｄ≦２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００５８×νｄ＋０．７５３９、νｄ＞２５の範囲ではθｇ，Ｆ≦−０．００２０×νｄ＋０．６５８９の範囲の光学定数を有し、酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｂ2Ｏ3 ８〜２９％未満、
ＴｅＯ2 １５〜７０％未満、
Ｂ2Ｏ3／ＴｅＯ2 ０．０１より多く２未満、
Ｇａ2Ｏ3 ０〜５％未満
であることを特徴とする光学ガラス。 - 酸化物基準のｍｏｌ％で、
ＳｉＯ2 ０〜２０％、
ＧｅＯ2 ０〜２０％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜２０％、
ＴｉＯ2 ０〜２０％、
ＺｒＯ2 ０〜２０％、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３０％、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜２０％、
ＷＯ3 ０〜５０％、
Ｌａ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙ2Ｏ3 ０〜３０％、
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜３０％、
ＺｎＯ ０〜７０％、
ＭｇＯ ０〜４０％、
ＣａＯ ０〜４０％、
ＳｒＯ ０〜４０％、
ＢａＯ ０〜４０％、
Ｌｉ2Ｏ ０〜２０％、
Ｎａ2Ｏ ０〜２０％、
Ｋ2Ｏ ０〜２０％、
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。 - 酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｉｎ２Ｏ３ ０〜２０％、
ＣｅＯ2 ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3 ０〜２０％
の各成分を含有することを特徴とする請求項１〜２に記載の光学ガラス。 - 屈折率（ｎｄ）が１．７以上であることを特徴とする請求項１〜３に記載の光学ガラス。
- ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜５のいずれか１項の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の光学ガラスからなるモールドプレス成形用レンズプリフォーム材。
- 請求項１〜７のいずれか１項の光学ガラスからなる光学素子。
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