JP2014047095A - 光学ガラス、光学素子、及びガラス成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で、P2O5成分を20%以上45%以下、Nb2O5成分を15%以上60%以下、ZnO成分とMgO成分を合量で5%以上50%以下含有し、屈折率が1.75以上、アッベ数が10以上35以下である。この光学ガラスは、モル%で、SiO2成分及びAl2O3成分のうち1種又は2種の成分を合量で0.1%以上20%以下含有することが好ましい。
【選択図】図1
Description
ここで、RはLi、Na及びKからなる群より選択される1種以上である。
ここで、MはCa、Sr及びBaからなる群より選択される1種以上である。
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モル%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、複合塩及び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。
次に、本発明の光学ガラスとして好ましく用いられる、ガラスの必須成分及び任意成分について説明する。
これにより、ガラスの溶融性、安定性及び透明性が顕著に向上すると共に、所望の光学常数を得やすい効果がある。したがって、ZnO成分とMgO成分は、合量で、好ましくは5%、より好ましくは7%、最も好ましくは9%を下限とし、好ましくは50%、より好ましくは45%、最も好ましくは40%を上限とする。
これにより、ガラスの溶融性、安定性及び化学耐久性が大きく向上する効果がある。したがって、SiO2成分及びAl2O3成分のうち1種又は2種の成分は、合量で、好ましくは0.5%、より好ましくは1%、最も好ましくは3%を下限とし、好ましくは20%、より好ましくは15%、最も好ましくは10%を上限とする。
これにより、ガラスの溶融性、安定性及び透明性が向上する共に、より低いTgを有するガラスを得やすい効果がある。したがって、R2O成分は、合量で、好ましくは30%、より好ましくは25%、最も好ましくは20%を上限とする。
これにより、安定性のより高い光学ガラスを製造することが可能となる。したがって、R2O/(ZnO+MgO)は、好ましくは2.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは0.8%を上限とする。
これにより、安定性のより高い光学ガラスを製造することが可能となる。したがって、MO成分は、好ましくは30%、より好ましくは20%、最も好ましくは15%を上限とする。
これにより、安定性のより高い光学ガラスを製造することが可能となる。したがって、MO/(ZnO+MgO)は、好ましくは0.5%、より好ましくは0.45%、最も好ましくは0.4%を上限とする。
これにより、安定性と透明性の高い光学ガラスを製造することが可能となる。
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。
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有するとともに、所定の分散を有する。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.75、より好ましくは1.80、最も好ましくは1.84を下限とし、好ましくは2.20、より好ましくは2.10、最も好ましくは2.02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10、より好ましくは13、最も好ましくは17を下限とし、好ましくは35、より好ましくは30、最も好ましくは24を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更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。
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1250〜1500℃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、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、本発明の光学ガラスに対してプレス成形を行って、レンズ、プリズム及びミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、得られる光学素子を、カメラ及びプロジェクタ等のような、可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
線膨張係数(10−7/K)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」に従い100〜300°Cにおける平均線膨張係数を求めた。
ここで、ガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格JOGIS02に準じて測定した。
Claims (7)
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で、P2O5成分を20%以上45%以下、Nb2O5成分を15%以上60%以下、ZnO成分とMgO成分を合量で5%以上50%以下含有し、屈折率が1.75以上、アッベ数が10以上35以下である光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で、SiO2成分及びAl2O3成分のうち1種又は2種の成分を合量で0.1%以上20%以下含有する請求項1に記載の光学ガラス。
- 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0%以上40%以下含有する請求項1又は請求項2に記載の光学ガラス。
- 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で、R2O成分を0%以上25%以下含有し、R2O/(ZnO+MgO)が2.0以下である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学ガラス。
ここで、RはLi、Na及びKからなる群より選択される1種以上である。 - 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で、MO成分を0%以上25%以下含有し、MO/(ZnO+MgO)が0.5以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学ガラス。
ここで、MはCa、Sr、及びBaからなる群より選択される1種以上である。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。
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