JP2019182716A - 光学ガラスおよび光学素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】 所望の光学恒数を有し、比較的比重の小さい光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供すること。【解決手段】 アッベ数νdが35〜39であり、B2O3の含有量が12〜26質量%であり、La2O3の含有量が29〜46質量%であり、ZnOの含有量が18〜28質量%であり、SiO2の含有量が0質量%を超え10質量%以下であり、TiO2の含有量が0質量%を超え12質量%以下であり、ZrO2の含有量が0質量%を超え4.85質量%以下であり、Gd2O3の含有量が0〜5質量%であり、CaOの含有量が0〜12質量%であり、Ta2O5の含有量が0〜2.5質量%であり、Y2O3の含有量が0〜5質量%であり、Nb2O5およびWO3の合計含有量[Nb2O5+WO3]が0〜6質量%である、光学ガラス。【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラスおよび光学素子に関する。
特許文献1には、NbおよびWOといった原料コストの高いガラス成分の使用量を低減させた光学ガラスが開示されている。しかし、特許文献1の実施例に開示された光学ガラスの中で、アッベ数νdが35〜39の光学ガラスでは、Yといった比較的原料コストの高い成分やBaOといった比重増大の要因となる成分が多量に使用されている。そのため、所望の光学恒数を有しながら、原料コストを下げ、さらにより高い性能を有する光学ガラスが望まれている。
特開2017−88482号公報
オートフォーカス方式の光学系に搭載する光学素子には、オートフォーカス機能を駆動する際の消費電力を低減するために軽量化が求められている。ガラスの比重を低減することができれば、レンズ等の光学素子の重量を減少できる。
そこで、本発明は、所望の光学恒数を有し、比較的比重の小さい光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ガラスを構成する各種ガラス構成成分(以下、ガラス成分という)の含有比率を調整することにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)アッベ数νdが35〜39であり、
の含有量が12〜26質量%であり、
Laの含有量が29〜46質量%であり、
ZnOの含有量が18〜28質量%であり、
SiOの含有量が0質量%を超え10質量%以下であり、
TiOの含有量が0質量%を超え12質量%以下であり、
ZrOの含有量が0質量%を超え4.85質量%以下であり、
Gdの含有量が0〜5質量%であり、
CaOの含有量が0〜12質量%であり、
Taの含有量が0〜2.5質量%であり、
の含有量が0〜5質量%であり、
NbおよびWOの合計含有量[Nb+WO]が0〜6質量%である、光学ガラス。
(2)上記(1)に記載の光学ガラスからなる光学素子。
本発明によれば、所望の光学恒数を有し、比較的比重の小さい光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明および本明細書において、光学ガラスのガラス組成は、特記しない限り、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいい、各ガラス成分の表記は慣習にならい、SiO、TiOなどを記載する。ガラス成分の含有量および合計含有量は、特記しない限り質量基準であり、「%」は「質量%」を意味する。
ガラス成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)等の方法で定量することができる。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が0%とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容する。
また、本明細書では、屈折率は、特記しない限り、ヘリウムのd線(波長587.56nm)における屈折率ndをいう。
アッベ数νdは、分散に関する性質を表す値として用いられるものであり、下式で表される。ここで、nFは青色水素のF線(波長486.13nm)における屈折率、nCは赤色水素のC線(656.27nm)における屈折率である。
νd=(nd−1)/(nF−nC)
本実施形態に係る光学ガラスは、
アッベ数νdが35〜39であり、
の含有量が12〜26%であり、
Laの含有量が29〜46%であり、
ZnOの含有量が18〜28%であり、
SiOの含有量が0%を超え10%以下であり、
TiOの含有量が0%を超え12%以下であり、
ZrOの含有量が0%を超え4.85%以下であり、
Gdの含有量が0〜5%であり、
CaOの含有量が0〜12%であり、
Taの含有量が0〜2.5%であり、
の含有量が0〜5%であり、
NbおよびWOの合計含有量[Nb+WO]が0〜6%であることを特徴とする。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Bの含有量は12〜26%である。Bの含有量の上限は、好ましくは24%であり、さらには23%、22%、21%の順により好ましい。また、Bの含有量の下限は、好ましくは14%であり、さらには15%、16%、17%の順により好ましい。
の含有量が多すぎると、屈折率ndが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。また、Bの含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Laの含有量は29〜46%である。Laの含有量の上限は、好ましくは44%であり、さらには43%、42%、41%の順により好ましい。また、Laの含有量の下限は、好ましくは31%であり、さらには33%、35%、37%の順により好ましい。
Laの含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、比重が増大するおそれがある。また、Laの含有量が少なすぎると、屈折率ndが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZnOの含有量は18〜28%である。ZnOの含有量の上限は、好ましくは27.5%であり、さらには27%、26.5%、26%の順により好ましい。また、ZnOの含有量の下限は、好ましくは19%であり、さらには20%、21%、22%の順により好ましい。
ZnOの含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。また、ZnOの含有量が少なすぎると、ガラスの熔融時に、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiOの含有量は0%を超え10%以下である。SiOの含有量の上限は、好ましくは9%であり、さらには8%、7%、6.5%の順により好ましい。また、SiOの含有量の下限は、好ましくは1%であり、さらには2%、3%、3.5%の順により好ましい。
SiOの含有量が多すぎると、屈折率ndが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。また、ガラスの熔融時に、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。SiOの含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiOの含有量は0%を超え12%以下である。TiOの含有量の上限は、好ましくは11%であり、さらには10%、9.5%、9%の順により好ましい。また、TiOの含有量の下限は、好ましくは2%であり、さらには3%、4%、5%の順により好ましい。
TiOの含有量が多すぎると、ガラスが着色して透過率が低下するおそれがある。また、TiOの含有量が少なすぎると、屈折率ndが低下し、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られない。さらに、TiOの含有量が少ない場合には、所望の光学恒数を有する光学ガラスを得るために、NbまたはWOといった他の高屈折率成分の含有量を増やす必要があり、結果として原料コストが増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZrOの含有量は0%を超え4.85%以下である。ZrOの含有量の上限は、好ましくは4.5%であり、さらには4%、3.7%、3.5%の順により好ましい。また、ZrOの含有量の下限は、好ましくは1%であり、さらには1.5%、1.8%、2%の順により好ましい。
ZrOの含有量が多すぎると、比重が増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Gdの含有量は0〜5%である。Gdの含有量の上限は、好ましくは4%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。また、Gdの含有量は少ない方が好ましく、その含有量は0%であってもよい。
Gdの含有量が多すぎると、比重が増大し、また原料コストが増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、CaOの含有量は0〜12%である。CaOの含有量の上限は、好ましくは9%であり、さらには7%、5%、4%の順により好ましい。また、CaOの含有量の下限は、好ましくは1%であり、さらには2%、3%、4%の順により好ましい。CaOの含有量は0%であってもよい。
CaOの含有量が多すぎると、ガラスの化学的耐久性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Taの含有量は0〜2.5%である。Taの含有量の上限は、好ましくは2%であり、さらには1.5%、1%、0.5%の順により好ましい。また、Taの含有量は少ない方が好ましく、その含有量は0%であってもよい。
Taの含有量が多すぎると、原料コストが増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Yの含有量は0〜5%である。Yの含有量の上限は、好ましくは4%であり、さらには3.5%、3%、2.5%の順により好ましい。また、Yの含有量は少ない方が好ましく、その含有量は0%であってもよい。
の含有量が多すぎると、比重が増大し、原料コストが増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、NbおよびWOの合計含有量[Nb+WO]は0〜6%である。合計含有量[Nb+WO]の上限は、好ましくは5%であり、さらには4%、3.5%、3%の順により好ましい。また、合計含有量[Nb+WO]は少ない方が好ましく、0%であってもよい。
合計含有量[Nb+WO]が多すぎると、比重が増大し、原料コストが増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおける上記以外のガラス成分の含有量および比率について、以下に詳述する。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiOおよびBの合計含有量[SiO+B]の上限は、好ましくは35%であり、さらには32%、30%、28%の順により好ましい。また、合計含有量[SiO+B]の含有量の下限は、好ましくは18%であり、さらには20%、21%、22%の順により好ましい。合計含有量[SiO+B]を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性が改善され、また所望の光学恒数を得ることができる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Pの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。Pの含有量は0%であってもよい。Pの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を保持できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Alの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには4%、3%、2%の順により好ましい。Alの含有量は0%であってもよい。Alの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの耐失透性および熱的安定性を保持できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Nbの含有量の上限は、好ましくは6%であり、さらには5%、4%、3%の順により好ましい。また、Nbの含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは0%である。Nbの含有量は0%であってもよい。Nbの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの着色を低減できる、また、比重の増大を抑制し、原料コストの増大を抑制できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、WOの含有量の上限は、好ましくは6%であり、さらには5%、4%、3%の順により好ましい。WOの含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは0%である。WO3の含有量は0%であってもよい。WOの含有量の上限を上記範囲とすることで、ガラスの着色を低減できる、また、比重の増大を抑制し、原料コストの増大を抑制できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiOの含有量に対するTiO、NbおよびWOの合計含有量の質量比[(TiO+Nb+WO)/TiO]は小さいほうが好ましく、その下限は好ましくは1である。また、質量比[(TiO+Nb+WO)/TiO]の含有量の上限は、好ましくは3であり、さらには2.5、2.2、2の順により好ましい。質量比[(TiO+Nb+WO)/TiO]を上記範囲とすることで、原料コストの増大を抑制し、所望の光学恒数を実現できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Biの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには4%、3.5%、3%の順により好ましい。また、Biの含有量の下限は、好ましくは0%である。Biの含有量は0%であってもよい。Biの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善し、また比重を低減できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2、B23の合計含有量に対するTiO、Nb、WO、ZrO2、Ta5、Bi23の合計含有量の質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23)/(SiO2+B23)]の上限は、好ましくは0.65であり、さらには0.60、0.55、0.50の順により好ましい。また、質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23)/(SiO2+B23)]の下限は、好ましくは0.25であり、さらには0.30、0.35、0.40%の順により好ましい。質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23)/(SiO2+B23)]を上記範囲とすることで所望の光学恒数を得ることができる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2、B23の合計含有量に対するTiO、Nb、WO、ZrO2、Ta5、Bi23、La23、Gd23、Y23の合計含有量の質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23+La23+Gd23+Y23)/(SiO2+B23)]の上限は、好ましくは2.4であり、さらには2.3、2.2、2.1の順により好ましい。また、質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23+La23+Gd23+Y23)/(SiO2+B23)]の下限は、好ましくは1.6であり、さらには1.7、1.8、1.9の順により好ましい。質量比[(TiO+Nb+WO+ZrO2+Ta5+Bi23+La23+Gd23+Y23)/(SiO2+B23)]を上記範囲とすることで所望の光学恒数を得ることができる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、LiOの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。LiOの含有量の下限は、好ましくは0%である。LiOの含有量は0%であってもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、NaOの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。NaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。NaOの含有量は0%であってもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、KOの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。KOの含有量の下限は、好ましくは0%である。KOの含有量は0%であってもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、LiO、NaOおよびKOの合計含有量[LiO+NaO+KO]の上限は、好ましくは5%であり、さらには4%、3%、2%の順により好ましい。合計含有量[LiO+NaO+KO]の含有量の下限は、好ましくは0%である。合計含有量[LiO+NaO+KO]は0%であってもよい。
LiO、NaOおよびKOは、液相温度を下げ、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、LiO、NaOおよびKOの各含有量およびそれらの合計含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、CsOの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、1%、0.5%の順により好ましい。CsOの含有量の下限は、好ましくは0%である。
CsOは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、CsOの各含有量は、上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、MgOの含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには7%、4%、2%の順により好ましい。また、MgOの含有量の下限は、好ましくは0%である。MgOの含有量は0%であってもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SrOの含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには7%、4%、2%の順により好ましい。また、SrOの含有量の下限は、好ましくは0%である。SrOの含有量は0%であってもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、BaOの含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには5%、2%、1%の順により好ましい。BaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。BaOの含有量は0%であってもよい。
MgO、SrO、BaOは、いずれもガラスの熱的安定性および耐失透性を改善させる働きを有するガラス成分である。しかし、これらガラス成分の含有量が多くなると、比重が増加し、高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。そのため、これらガラス成分の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]の上限は、好ましくは10%であり、さらには7%、4%、2%の順により好ましい。また、合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]の下限は、好ましくは0%である。合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]は0%であってもよい。
合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]を上記範囲とすることで、高分散化を妨げることなく化学的耐久性および熱的安定性を維持できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Scの含有量は、好ましくは2%以下である。また、Scの含有量の下限は、好ましくは0%である。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、HfOの含有量は、好ましくは2%以下である。また、HfOの含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには0.05%、0.1%の順により好ましい。
Sc、HfOは、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、高価な成分である。そのため、Sc、HfOの各含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Luの含有量は、好ましくは2%以下である。また、Luの含有量の下限は、好ましくは0%である。
Luは、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、分子量が大きいことから、ガラスの比重を増加させるガラス成分でもある。そのため、Luの含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、GeOの含有量は、好ましくは2%以下である。また、GeOの含有量の下限は、好ましくは0%である。
GeOは、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、一般的に使用されるガラス成分の中で、突出して高価な成分である。したがって、ガラスの製造コストを低減する観点から、GeOの含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ybの含有量は、好ましくは2%以下である。また、Ybの含有量の下限は、好ましくは0%である。
Ybの含有量が多くなると、ガラスの比重が増大し、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。したがって、Ybの含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスは、主として上述のガラス成分、すなわち、必須成分として、B、La、ZnO、SiO、TiOおよびZrO、さらに任意成分として、Gd、CaO、Ta、Y、P、Al、Nb、WO、Bi、LiO、NaO、KO、CsO、MgO、SrO、BaO、Sc、HfO、Lu、GeOおよびYbで構成されていることが好ましく、上述のガラス成分の合計含有量は、95%よりも多くすることが好ましく、98%よりも多くすることがより好ましく、99%よりも多くすることがさらに好ましく、99.5%よりも多くすることが一層好ましい。
なお、本実施形態に係る光学ガラスは、基本的に上記ガラス成分により構成されることが好ましいが、本発明の作用効果を妨げない範囲において、その他の成分を含有することも可能である。また、本発明において、不可避的不純物の含有を排除するものではない。
(その他の成分)
上記成分の他に、上記光学ガラスは、清澄剤としてSb、CeO等を少量含有することもできる。清澄剤の総量(外割添加量)は0%以上、1%未満とすることが好ましく、0%以上0.5%以下とすることがより好ましい。
外割添加量とは、清澄剤を除く全ガラス成分の合計含有量を100%としたときの清澄剤の添加量を重量百分率で表したものである。
Pb、Cd、As、Th等は、環境負荷が懸念される成分である。そのため、それぞれPbO、CdO、ThOの含有量は、いずれも0〜0.1%であることが好ましく、0〜0.05%であることがより好ましく、0〜0.01%であることが一層好ましく、PbO、CdO、ThOを実質的に含まないことが特に好ましい。
Asの含有量は、0〜0.1%であることが好ましく、0〜0.05%であることがより好ましく、0〜0.01%であることが一層好ましく、Asを実質的に含まないことが特に好ましい。
更に、上記光学ガラスは、可視領域の広い範囲にわたり高い透過率が得られる。こうした特長を活かすには、着色性の元素を含まないことが好ましい。着色性の元素としては、Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V等を例示することができる。いずれの元素とも、100質量ppm未満であることが好ましく、0〜80質量ppmであることがより好ましく、0〜50質量ppm以下であることが更に好ましく、実質的に含まれないことが特に好ましい。
また、Ga、Te、Tb等は、導入が不要な成分であり、高価な成分でもある。そのため、質量%表示によるGa、TeO、TbOの含有量の範囲は、いずれも、それぞれ0〜0.1%であることが好ましく、0〜0.05%であることがより好ましく、0〜0.01%であることが更に好ましく、0〜0.005%であることが一層好ましく、0〜0.001%であることがより一層好ましく、実質的に含まれないことが特に好ましい。
(ガラス特性)
<アッベ数νd>
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νdは35〜39である。アッベ数νdは、36〜38.5、または37〜38とすることもできる。相対的にアッベ数νdを低くする成分は、Nb、TiO、ZrO、Ta、WO3である。相対的にアッベ数νdを高くする成分は、SiO2、B、LiO、NaO、KO、La、BaO、CaO、SrOである。これらの成分の含有量を適宜調整することでアッベ数νdを制御できる。
<屈折率nd>
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ndは好ましくは1.80〜1.86である。屈折率ndは、1.81〜1.85、または1.82〜1.84とすることもできる。相対的に屈折率ndを上げる成分は、Nb、TiO、ZrO、Ta、WO3、Laである。相対的に屈折率ndを下げる成分は、SiO2、B、LiO、NaO、KOである。これらの成分の含有量を適宜調整することで屈折率ndを制御できる。
<ガラスの比重>
本実施形態に係る光学ガラスの比重は、好ましくは5.0以下であり、さらには4.7以下、4.6以下、4.55以下の順により好ましい。比重は小さいほど好ましく、下限は特に限定されないが、一般的には4.3程度である。相対的に比重を高くする成分は、BaO、La、ZrO、Nb、Taなどである。相対的に比重を低くする成分は、SiO2、B、LiO、NaO、KOなどである。これらの成分の含有量を調整することで比重を制御できる。
(光学ガラスの製造)
本実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解(ラフメルト)する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融(リメルト)して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
なお、ガラス中に所望のガラス成分を所望の含有量となるように導入することができれば、バッチ原料を調合するときに使用する化合物は特に限定されないが、このような化合物として、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、フッ化物等が挙げられる。
(光学素子等の製造)
本実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、上記光学ガラスの製造において、熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形(リヒートプレス)し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。
本発明の一態様によれば、上記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。光学素子の種類としては、球面レンズ、非球面レンズ等のレンズ、プリズム、回折格子等を例示することができる。レンズの形状としては、両凸レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等の諸形状を例示することができる。光学素子は、上記光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む方法により製造することができる。加工としては、切断、切削、粗研削、精研削、研磨等を例示することができる。こうした加工を行う際、上記ガラスを使用することにより、破損を軽減することができ、高品質の光学素子を安定して供給することができる。
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
(実施例1)
表1、2に示すガラス組成を有するガラスサンプルを以下の手順で作製し、各種評価を行った。
[光学ガラスの製造]
まず、ガラスの構成成分に対応する酸化物、水酸化物、炭酸塩、および硝酸塩を原材料として準備し、得られる光学ガラスのガラス組成が、表1、2に示す各組成となるように上記原材料を秤量、調合して、原材料を十分に混合した。こうして得られた調合原料(バッチ原料)を、白金坩堝に投入し、1050℃〜1400℃で2〜5時間加熱して熔融ガラスとし、攪拌して均質化を図り、清澄してから、熔融ガラスを適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ。鋳込んだガラスを、ガラス転移温度Tgより100℃低い温度(Tg−100℃)〜Tgより30℃高い温度(Tg+30℃)の間の任意の温度で30〜120分間熱処理し、炉内で室温まで放冷することにより、ガラスサンプルを得た。
[ガラス成分組成の確認]
得られたガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)で各ガラス成分の含有量を測定し、表1、2に示す各組成のとおりであることを確認した。
[光学特性の測定]
得られたガラスサンプルを、さらにガラス転移温度Tg付近で約30分から約2時間アニール処理した後、炉内で降温速度−30℃/時間で室温まで冷却してアニールサンプルを得た。得られたアニールサンプルについて、屈折率nd、ng、nFおよびnC、アッベ数νd、比重を測定した。結果を表2に示す。
(i)屈折率nd、ng、nF、nCおよびアッベ数νd
上記アニールサンプルについて、JIS規格 JIS B 7071−1の屈折率測定法により、屈折率nd、ng、nF、nCを測定し、下記式に基づきアッベ数νdを算出した。
νd=(nd−1)/(nF−nC)
(ii)比重
比重は、アルキメデス法により測定した。
Figure 2019182716
Figure 2019182716
(実施例2)
実施例1において作製した各光学ガラスを用いて、公知の方法により、レンズブランクを作製し、レンズブランクを研磨等の公知方法により加工して各種レンズを作製した。
作製した光学レンズは、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズである。
各種レンズは、他種の光学ガラスからなるレンズと組合せることにより、二次の色収差を良好に補正することができた。
また、ガラスが低比重であるため、各レンズとも同等の光学特性、大きさを有するレンズよりも重量が小さく、各種撮像機器、特に省エネ可能という理由等によりオートフォーカス式の撮像機器用として好適である。同様にして、実施例1で作製した各種光学ガラスを用いてプリズムを作製した。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製することができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の2つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。

Claims (2)

  1. アッベ数νdが35〜39であり、
    の含有量が12〜26質量%であり、
    Laの含有量が29〜46質量%であり、
    ZnOの含有量が18〜28質量%であり、
    SiOの含有量が0質量%を超え10質量%以下であり、
    TiOの含有量が0質量%を超え12質量%以下であり、
    ZrOの含有量が0質量%を超え4.85質量%以下であり、
    Gdの含有量が0〜5質量%であり、
    CaOの含有量が0〜12質量%であり、
    Taの含有量が0〜2.5質量%であり、
    の含有量が0〜5質量%であり、
    NbおよびWOの合計含有量[Nb+WO]が0〜6質量%である、光学ガラス。
  2. 請求項1に記載の光学ガラスからなる光学素子。
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