JP2011116654A - フツリン酸ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子とそれぞれの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガラス成分として、リン、酸素およびフッ素を含むフツリン酸ガラスにおいて、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内であり、P5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上であることを特徴とするフツリン酸ガラスである。
【選択図】 なし
Description
この方法は、再熔融の前後におけるガラスの屈折率差を所定範囲内にすることにより、所要の目的を達成している。
したがって、高品質のフツリン酸ガラスを得るには揮発性の低減に加え、ガラスの侵蝕性も低減することが望まれる。
(1) ガラス成分として、リン、酸素およびフッ素を含むフツリン酸ガラスにおいて、
該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内であり、P5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上であることを特徴とするフツリン酸ガラス、
(2) アッベ数νdが70を超えることを特徴とする上記(1)項に記載のフツリン酸ガラス、
(3) カチオン%表示にて、
P5+ 3〜50%、
Al3+ 5〜40%、
Mg2+ 0〜10%、
Ca2+ 0〜30%、
Sr2+ 0〜30%、
Ba2+ 0〜40%、
(ただし、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+の合計含有量が10%以上)
Li+ 0〜30%、
Na+ 0〜20%、
K+ 0〜20%、
Y3+ 0〜10%、
La3+ 0〜10%、
Gd3+ 0〜10%、
Yb3+ 0〜10%、
B3+ 0〜10%、
Zn2+ 0〜20%、
In3+ 0〜20%
を含有し、アニオン%表示にて、
F− 20〜95%、
O2− 5〜80%
を含有することを特徴とする上記(1)項または(2)項に記載のフツリン酸ガラス、
(4) F−の含有量が65アニオン%以上であることを特徴とする上記(1)項または(2)項に記載のフツリン酸ガラス、
(5) カチオン%表示にて、
P5+ 3〜15%、
Al3+ 25〜40%、
Ca2+ 5〜35%、
Sr2+ 5〜25%
を含有することを特徴とする上記(4)項に記載のフツリン酸ガラス、
(6) Mg2+ 0〜10%、
Ba2+ 0〜20%、
Li+ 0〜20%、
Na+ 0〜10%、
K+ 0〜10%、
Y3+ 0〜5%
を含有することを特徴とする上記(5)項に記載のフツリン酸ガラス、
(7) 内部に含まれる粒径が10μm以上の金属粒子の数密度が5個/cm3未満であることを特徴とする上記(1)項〜(6)項のいずれかに記載のフツリン酸ガラス、
(8) 上記(1)項〜(7)項のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、
(9) 精密プレス成形用プリフォームであることを特徴とする上記(8)項に記載のプレス成形用ガラス素材、
(10) 上記(1)項〜(7)項のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなる光学素子ブランク、
(11) 上記(1)項〜(7)項のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなる光学素子、
(12) リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスを成形するフツリン酸ガラスの製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするフツリン酸ガラスの製造方法、
(13) 前記坩堝が白金、白金合金、金、金合金のいずれかであることを特徴とする上記(12)項に記載のフツリン酸ガラスの製造方法、
(14) リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法、
(15) リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるガラス成形体を成形し、該ガラス成形体を加工してプレス成形用ガラス素材を得るプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法、
(16) 研削、研磨により光学素子に仕上げられる光学素子ブランクの製造方法において、
上記(14)項または(15)項に記載の方法により作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
(17) リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材に成形する光学素子ブランクの製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、プレス成形を行うことを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
(18) 上記(10)項に記載の光学素子ブランクまたは上記(16)項または(17)項に記載の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨して光学素子を得る光学素子の製造方法、
(19) 上記(9)項に記載のプレス成形用ガラス素材、または、上記(14)項または(15)項に記載の方法で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法、
(20) 該ガラス素材をプレス成形型に導入し、ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形することを特徴とする上記(19)項に記載の光学素子の製造方法、
(21) 該ガラス素材を加熱してから、予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形することを特徴とする上記(19)項に記載の光学素子の製造方法を提供するものである。
以下、本発明のフツリン酸ガラスについて詳細に説明する。
フツリン酸ガラスの原料としては、一般にリン酸塩が用いられている。またアニオン成分としてフッ素(F−)の導入量をなるべく多くするために、リン(P5+)1原子に対する酸素(O2−)原子数の比(酸素原子/リン原子)が小さい、メタリン酸塩(酸素原子/リン原子=3)が用いられている。
フツリン酸ガラスにおいてフッ素はガラスの屈折率を相対的に低下させる成分なので、nd(2)−nd(1)の値は一般に正となる。
本発明のフツリン酸ガラスによれば、アッベ数νdが70を超える低分散ガラスを得ることができる。
次に本発明のフツリン酸ガラスの好ましい態様について説明する。本発明のフツリン酸ガラスの第1の態様(フツリン酸ガラスIという。)は、カチオン%表示にて、
P5+ 3〜50%、
Al3+ 5〜40%、
Mg2+ 0〜10%、
Ca2+ 0〜30%、
Sr2+ 0〜30%、
Ba2+ 0〜40%、
(ただし、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+の合計含有量が10%以上)
Li+ 0〜30%、
Na+ 0〜20%、
K+ 0〜20%、
Y3+ 0〜10%、
La3+ 0〜10%、
Gd3+ 0〜10%、
Yb3+ 0〜10%、
B3+ 0〜10%、
Zn2+ 0〜20%、
In3+ 0〜20%
を含有し、アニオン%表示にて、
F− 20〜95%、
O2− 5〜80%
を含有することを特徴とするものである。
以下、フツリン酸ガラスIについての説明において、カチオン成分の含有量、合計含有量はカチオン%表示とし、アニオン成分の含有量、合計含有量はアニオン%表示とする。
本発明のフツリン酸ガラスの第2の態様(フツリン酸ガラスIIという。)は、F−の含有量が65アニオン%以上であることを特徴とするものである。
ガラスIIにおいて、超低分散性を実現するため、F−の含有量を65アニオン%以上とする。F−の含有量が65アニオン%未満だと所望の低分散性、異常分散性を得ることが困難となる。F−の含有量を65アニオン%以上とすることにより、十分な異常分散性も付与することができる。F−の含有量の好ましい範囲は65〜95アニオン%、より好ましい範囲は70〜92アニオン%である。
モル比O2−/P5+の上限は安定してガラスを製造できる限り、特に制限はないが、4.0を目安と考えればよい。
P5+ 3〜15%、
Al3+ 25〜40%、
Ca2+ 5〜35%、
Sr2+ 5〜25%
を含有するものである。
Mg2+ 0〜10%、
Ba2+ 0〜20%、
Li+ 0〜20%、
Na+ 0〜10%、
K+ 0〜10%、
Y3+ 0〜5%
を含有することができる。
ガラスIIの説明において、カチオン成分の含有量、合計含有量はカチオン%表示とし、アニオン成分の含有量、合計含有量はアニオン%表示とする。
ガラスIIにおいて、アッべ数(νd)の好ましい範囲は88以上、より好ましい範囲は88〜98、さらに好ましい範囲は90〜97である。
屈折率ndの好ましい範囲は1.42〜1.47、より好ましい範囲は1.43〜1.46である。
なお、ガラスI、IIは、いずれも、環境への負荷を軽減する上から、Pb、As、Cd、Th、Tl、Te、Cr、Se、Uを導入しないものであることが好ましい。
本発明のフツリン酸ガラスは、Cu2+を添加することにより近赤外線吸収特性を示すようになるため、近赤外線吸収ガラスとする場合はCu2+を添加する。Cu2+の添加量は外割りで0.5〜13カチオン%とすることが望ましい。Cu2+含有ガラスはCCDやCMOSなどの半導体撮像素子の色補正フィルター材料として好適である。Cu2+の添加量は、前記フィルターの厚さを考慮し、前記範囲内で適宜定めればよい。Cu2+含有ガラスの場合も、吸収特性を調整する場合を除き、Cu2+以外の可視域に吸収を有するイオンを添加しないことが望ましい。本発明のフツリン酸ガラスであって、Cu2+を外割りで0.5〜13カチオン%含むCu2+含有ガラス(ガラスIIIという。)として好ましいものは、カチオン%表示で、
P5+ 5〜40%、
Al3+ 0〜20%、
Li+、Na+およびK+を合計で0〜30%、
Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+およびZn2+を合計で5〜40%、
Cu2+ 0.5〜13%、
を含み、さらにアニオニック%表示で、
F− 20〜70%、
O2− 30〜80%、
を含むフツリン酸ガラスである。
アルカリ成分の中でもLi+は上記作用に優れており、Li+の量を1〜30%とすることがより好ましく、10〜30%とすることがさらに好ましい。
Ca2+含有量の好ましい範囲は0〜20%、より好ましい範囲は1〜20%である。
Sr2+含有量の好ましい範囲は0〜25%、より好ましい範囲は5〜25%である。
Ba2+含有量の好ましい範囲は0〜20%、より好ましい範囲は1〜20%、さらに好ましい範囲は5〜20%である。
波長500〜700nmの分光透過率において透過率50%を示す波長が615nmである厚さに換算し、波長400〜1200nmの分光透過率が下記のような特性を示すものである。
このような特性によりCCDやCMOSなどの半導体撮像素子の色補正を良好に行うことができる。
光学的に均質なガラスを熔融するには、熔融ガラスを均質化して流出する過程でガラスを蓄積する容器やガラスを導くパイプをガラス中に溶け出しにくい耐熱性材料、例えば白金や白金合金などの金属または合金で構成する。
本発明のフツリン酸ガラスは異常分散性を有する光学ガラスであって、高次の色補正用光学素子の材料としても好適である。
次に、本発明のフツリン酸ガラスの製造方法について説明する。
ガラス原料を調合し、熔解した後、清澄、均質化して光学ガラスを得るにあたり、ガラス原料中のP5+の合計含有量に対するO2−の合計含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上であるものを用いる。好ましくは上記モル比O2−/P5+を3.51以上、より好ましくは3.55以上、さらに好ましくは3.6以上とする。
ここでガラス原料とは複数種の化合物を調合、混合した原料、所謂、バッチ原料や、カレットなどを含む。
次に本発明のプレス成形用ガラス素材について説明する。
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記本発明のフツリン酸ガラスからなることを特徴とするものである。
精密プレス成形用プリフォーム(以下、単にプリフォームをいうことがある。)は、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。
い。
第1の作製例は、熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、当該熔融ガラス塊と等しい質量を有するプリフォームを成形する方法である。例えば、ガラス原料を熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出する。小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する。中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。
以下、本発明の光学素子ブランクについて説明する。
本発明の光学素子ブランクは上記フツリン酸ガラスからなることを特徴とする。
本発明の光学素子は、上記本発明のフツリン酸ガラスからなる光学素子である。そのため、本発明によれば、低分散特性を活かした光学素子を提供することができる。光学素子の種類、形状などについては特に限定はないが、例えば、非球面レンズ、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、プリズム、回折格子、レンズ付きプリズム、回折格子付きレンズなどを挙げることができる。非球面レンズ、球面レンズの具体例としては、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどを挙げることができる。
本発明の光学素子は異常分散性を有するガラスにより作られているので、高次の色補正用として好適である。
光学素子の表面には、必要に応じて反射防止膜などの光線反射率を制御するための光学薄膜を形成してもよい。
次に本発明の光学素子ブランクの製造方法について説明する。
本発明の第1の光学素子ブランクの製造方法は、研削、研磨により光学素子となる光学素子ブランクの製造方法において、上記本発明のプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法である。前述のように、ガラス素材の表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、耐熱性皿に載せて加熱軟化炉内に入れ、ガラスが軟化するまで加熱した後、プレス成形型に導入してプレス成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の第1の光学素子の製造方法は、上記本発明の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨する光学素子の製造方法である。研削、研磨は公知の方法を用いればよい。
実施例1(フツリン酸ガラスの製造例)
表1−1〜1−6に示す各組成を有するガラスを作製するために、各ガラス成分に対応する、2リン酸塩などのリン酸塩や、フッ化物といった原料を秤量し、十分に混合した。
各混合原料中の、P5+の合計含有量に対するO2−の合計含有量の比(O2−/P5+)、F−とO2−の合計含有量に対するF−の含有量の比(F−/(F−+O2−))を表1−1〜1−6に併記する。上記混合原料を白金坩堝に投入して、900℃の電気炉内で、攪拌しながら1〜3時間かけて原料を加熱熔解し、清澄、均質化して得た熔融ガラスを鋳型に鋳込んでフツリン酸ガラス1〜59の各種フツリン酸ガラスからなるブロック状のガラスを得た。なおガラスの熔解、清澄、均質化において、雰囲気の交換は行っていない。
フツリン酸ガラス1〜59のガラスにはいずも脈理は認められなかったが、比較光学ガラス1〜2の各ガラスには、著しい脈理が認められた。
(1)アッべ数(νd)
徐冷降温速度を−30℃/時にして得られたガラスについて測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)
理学電機株式会社の熱機械分析装置(サーモ プラス TMA 8310)により昇温速度を4℃/分にして測定した。
(3)ガラス中の金属製異物の数
光学顕微鏡でガラス内部を100倍に拡大観察し、粒径10μm以上の異物をカウントし、異物の数と観察エリアの体積から単位体積中の異物の数を算出した。
フツリン酸ガラス1〜59の各ガラスが得られる熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出させ、ガラス塊を滴下する方法か、又は支持体を用いて熔融ガラス流先端を支持した後、支持体を急降下してガラス塊を分離する方法にて熔融ガラス塊を分離した。得られた各熔融ガラス塊は、目的とするプリフォーム1個分の重量に後述する除去分の重量を加えた重量を有するものである。
そして、上記ガラス板を賽の目状に切断して複数個のガラス片を作製し、これらガラス片を研削、研磨して表面が滑らかで光学的に均質なプリフォームを得た。
実施例2において得たフツリン酸ガラス1〜59の各ガラスからなるプリフォームを、図2に示すプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。
なお、図2において、参照数字9は支持棒、参照数字10は下型・胴型ホルダー、参照数字14は熱電対である。
精密プレス成形により得られた非球面レンズには、必要に応じて反射防止膜を設けた。
精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けた。
このようにして、異物を含まず、脈理のない光学的に均質なガラスからなる光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
表1−1〜1−6に示すフツリン酸ガラス1〜59の各種ガラスが得られる熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出させ、熔融ガラスをプレス成形型を構成する下型の成形面上に供給した。なお、下型成形面上には熔融ガラスを供給する前に窒化ホウ素粉末などの粉末状離型剤を均一に塗布しておく。
実施例4で得た光学素子ブランクを研削、研磨して凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、両凸レンズ、両凹レンズなどの各種球面レンズを作製した。
また、実施例4で作製したアニール済みガラス板を切断、研削、研磨して、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、両凸レンズ、両凹レンズなどの各種球面レンズ、プリズムを作製した。
このようにして、異物や脈理のない、内部品質の高いガラス製光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
得られた光学素子に必要に応じて反射防止膜をコートしてもよい。
表1−1〜1−6に示すフツリン酸ガラス1〜59の各種ガラスが得られる熔融ガラスを、熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出させ、鋳型に連続して流し込みつつ、鋳型側面の開口部から成形したガラス板を水平方向に一定スピードで引き出し、アニール炉の中を通過させてアニールし歪を除去した後、所望の長さに切断し、次々とガラス板を得た。
このようにして、異物や脈理のない、内部品質の高いガラス製光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
得られた光学素子に必要に応じて反射防止膜をコートしてもよい。
実施例6で得た丸棒状ガラスをアニールして歪を除去するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値に精密に等しくなるように光学特性の調整を行った後、スライスして円柱状のガラスに分割した。次に、これら円柱状のガラスを研削、研磨して凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、両凸レンズ、両凹レンズなどの各種球面レンズを作製した。
このようにして、異物や脈理のない、内部品質の高いガラス製光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
得られた光学素子に必要に応じて反射防止膜をコートしてもよい。
次に、表1−1〜1−6に示すフツリン酸ガラス1〜59の各種ガラスが得られる熔融ガラスを、熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出させ、鋳型に連続して流し込みつつ、鋳型側面の開口部から成形したガラス板を水平方向に一定スピードで引き出し、アニール炉の中を通過させてアニールし歪を除去するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値に精密に等しくなるように光学特性の調整を行った後、賽の目状に切断して得られたガラス片を研削、研磨して凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、両凸レンズ、両凹レンズなどの各種球面レンズやプリズムを作製した。
このようにして、異物や脈理のない、内部品質の高いガラス製光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
得られた光学素子に必要に応じて反射防止膜をコートしてもよい。
2・・・下型
3・・・胴型
4・・・プリフォーム
9・・・支持棒
10・・・下型・胴型ホルダー
11・・・石英管
12・・・ヒーター
13・・・押し棒
14・・・熱電対
Claims (21)
- ガラス成分として、リン、酸素およびフッ素を含むフツリン酸ガラスにおいて、
該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内であり、P5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上であることを特徴とするフツリン酸ガラス。 - アッベ数νdが70を超えることを特徴とする請求項1に記載のフツリン酸ガラス。
- カチオン%表示にて、
P5+ 3〜50%、
Al3+ 5〜40%、
Mg2+ 0〜10%、
Ca2+ 0〜30%、
Sr2+ 0〜30%、
Ba2+ 0〜40%、
(ただし、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+の合計含有量が10%以上)
Li+ 0〜30%、
Na+ 0〜20%、
K+ 0〜20%、
Y3+ 0〜10%、
La3+ 0〜10%、
Gd3+ 0〜10%、
Yb3+ 0〜10%、
B3+ 0〜10%、
Zn2+ 0〜20%、
In3+ 0〜20%
を含有し、アニオン%表示にて、
F− 20〜95%、
O2− 5〜80%
を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のフツリン酸ガラス。 - F−の含有量が65アニオン%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のフツリン酸ガラス。
- カチオン%表示にて、
P5+ 3〜15%、
Al3+ 25〜40%、
Ca2+ 5〜35%、
Sr2+ 5〜25%
を含有することを特徴とする請求項4に記載のフツリン酸ガラス。 - Mg2+ 0〜10%、
Ba2+ 0〜20%、
Li+ 0〜20%、
Na+ 0〜10%、
K+ 0〜10%、
Y3+ 0〜5%
を含有することを特徴とする請求項5に記載のフツリン酸ガラス。 - 内部に含まれる粒径が10μm以上の異物の数密度が5個/cm3未満であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のフツリン酸ガラス。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 精密プレス成形用プリフォームであることを特徴とする請求項8に記載のプレス成形用ガラス素材。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなる光学素子ブランク。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなる光学素子。
- リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスを成形するフツリン酸ガラスの製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするフツリン酸ガラスの製造方法。 - 前記坩堝が白金、白金合金、金、金合金のいずれかであることを特徴とする請求項12に記載のフツリン酸ガラスの製造方法。
- リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法。 - リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるガラス成形体を成形し、該ガラス成形体を加工してプレス成形用ガラス素材を得るプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、成形を行うことを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法。 - 研削、研磨により光学素子に仕上げられる光学素子ブランクの製造方法において、
請求項14または15に記載の方法により作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法。 - リン、酸素およびフッ素を含む調合原料を作り、前記調合原料を坩堝内で加熱、熔融して熔融ガラスを得、前記熔融ガラスをフツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材に成形する光学素子ブランクの製造方法において、
前記フツリン酸ガラス中のP5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+が3.5以上の範囲であって、該ガラスの屈折率ndの値をnd(1)、該ガラスを窒素雰囲気中において900℃、1時間再熔融し、ガラス転移温度まで冷却し、その後、毎時30℃の降温速度で25℃まで冷却した後の屈折率ndの値をnd(2)としたときに、nd(1)とnd(2)との差nd(2)−nd(1)の絶対値が0.00300以内となるように調合原料を作り、熔融、プレス成形を行うことを特徴とする光学素子ブランクの製造方法。 - 請求項10に記載の光学素子ブランクまたは請求項16または17に記載の方法で作製した光学素子ブランクを研削、研磨して光学素子を得る光学素子の製造方法。
- 請求項9に記載のプレス成形用ガラス素材、または、請求項14または15に記載の方法で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法。
- 該ガラス素材をプレス成形型に導入し、ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形することを特徴とする請求項19に記載の光学素子の製造方法。
- 該ガラス素材を加熱してから、予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形することを特徴とする請求項19に記載の光学素子の製造方法。
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