JP3302892B2 - 光学ガラス - Google Patents
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Description
1.55〜1.71未満、アッベ数(νd)が25〜5
1の範囲の光学恒数および大きな負の異常分散性(Δθ
g,F)を有し、かつ、ガラス成分として鉛および砒素の
化合物を含有しない光学ガラスに関する。
し、かつ、負の異常分散性を有する光学ガラスとして
は、B2O3−Al2O3−PbO系が知られている。しか
し、このガラス系には多量のPbOを含有させる必要が
あり、比較的高密度になりやすく、化学的耐久性も不十
分等の問題を有しており使用上に制限があった。また、
PbOを含有しないガラス系としては、特公昭50−1
8007号公報、特公昭58−49502号公報、ドイ
ツ国特許公報4,032,566号等が知られている。
これらのガラス系には負の異常分散性を付与させるため
に大量のTa2O5もしくはZrO2、Nb2O5およびT
a2O5のような多価金属酸化物を多量に導入しなければ
ならず、原料バッチを完全に溶融し、均質なガラスを得
ることが困難であるなどの問題を有していた。
の異常分散性を有する光学ガラスの開発は各種光学レン
ズ系の設計上極めて有用である。通常のそれほど大きな
異常分散性を有しない正常な光学ガラスにおいても異な
るアッベ数を有する2種類の光学レンズを組み合わせる
ことにより、2色光についての色収差は取り除くことは
できるが、他の色光については、なお二次スペクトルと
して示される残存色収差が存在する。これらの二次スペ
クトルの補正、特に紫外域における色光の補正には、非
常に偏りのある正・負2種類の異常分散性を有する光学
レンズを組み合わせることにより、上記二次スペクトル
の可成りの量は除去することができる。本発明は、Pb
OおよびAs2O3のような環境に好ましくない化合物を
ガラス成分に含有することなく、また、製造コストの高
いTa2O5を必須成分とすることなく、従来のガラスと
同等もしくはそれ以上の大きな負の異常分散性を有し、
かつ、均質性の優れた光学ガラスを提供することにあ
る。
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、PbOおよ
びAs2O3を含有しないSiO2−B2O3−ZrO2−N
b2O5系の特定組成域のガラスにおいて、大きな負の異
常分散性を有し、かつ、均質性の高い光学ガラスが得ら
れることを見いだし本発明を成すに至った。
重量百分率で、 SiO2 10〜40%未満、 B2O3 12.5〜35%、 ZrO2 3〜20%、 Nb2O5 6〜30%、 Li2O 0〜 5%、 Na2O 0〜25%、 K2O 0〜10%、 MgO 0〜 5%未満、 CaO 0〜 5%未満、 ただし、MgO+CaO 5%未満、 SrO 0〜15%、 BaO 0〜20%、 ZnO 0〜 15%、 Al2O3 0〜3%、 Ta2O5 0〜15%、 P2O5 0〜 5%未満、 GeO2 0〜 5%、 SnO2 0〜 2%、 WO3 0〜 5%、 Sb2O3 0〜 1%、 および上記金属酸化物の一部または全部を置換した弗化
物のF(弗素)としての合計量で0〜5%の範囲からな
り、かつ、屈折率(nd)が1.55〜1.71未満、
アッベ数(νd)が25〜51の範囲の光学恒数、およ
び負の異常分散性 Δθg,F≦−0.0051 を有することを特徴としている。
で、 SiO2 17〜40%未満、 B2O3 12.5〜33%、 ZrO2 7〜18%、 Nb2O5 6〜29%、 Li2O 0〜2.5%、 Na2O 4〜25%、 K2O 0〜 5%、 MgO 0〜 5%未満、 CaO 0〜 5%未満、 ただし、MgO+CaO 5%未満、 SrO 0〜 5%、 BaO 0〜19%、 ZnO 0〜 6%、 Al2O3 0〜 3%、 Ta2O5 0〜10%、 P2O5 0〜 5%未満、 GeO2 0〜 5%、 SnO2 0〜 2%、 WO3 0〜 5%、 Sb2O3 0〜 1%、 および上記金属酸化物の一部または全部を置換した弗化
物のF(弗素)としての合計量で0〜3%の範囲からな
り、かつ、屈折率(nd)が1.55〜1.71未満、
アッベ数(νd)が25〜51の範囲の光学恒数、およ
び負の異常分散性 Δθg,F≦−0.0051 を有することを特徴としている。
の通りである。すなわち、SiO2はガラス形成酸化物
として欠くことのできない成分であるが、10%未満で
は安定なガラスが得難く、化学的耐久性も不十分であ
る。40%以上であると得られたガラスの屈折率が目的
の値にならない。溶融性が良く得られたガラスの均質性
が良好な範囲は17〜40%未満である。
物として極めて重要な成分であるが、12.5%未満で
は粘性が高く、溶融性が悪い。そのうえ異常分散性を小
さくする。35%を超えるとガラスが不安定になり、結
晶が析出しやすくなる。化学的耐久性が良好で均質性が
良好な範囲は12.5〜33%である。
きくする効果があるが、3%未満ではその効果がなく、
20%を超えると溶融ガラス中に未溶融物が生じやす
い。ガラスの溶融性がよく、均質性の良好な範囲は7〜
18%である。
有効な成分であるが、6%未満ではその効果がなく、3
0%を超えると失透性を増大させ、さらに異常分散性も
小さくする。好ましい範囲は6〜29%までである。
あるので5%まで添加することができるが、ガラスの失
透性を増大させる成分でもあるので、好ましくは2.5
%までとすべきである。Na2OおよびK2Oはともにガ
ラスの溶融を促進する成分であるので、前者は25%ま
で後者は10%まで添加することができるが、両成分と
も化学的耐久性を劣化させる成分でもあるので、前者の
好ましい範囲は4〜25%までとし、後者の好ましい範
囲は5%までである。
させ、屈折率およびアッベ数を調整することができる成
分であるが、ガラスの失透性を増大させる性質を有して
いるので何れの成分も5%未満とすべきである。ただ
し、MgOおよびCaOの合計量も5%未満とすべきで
ある。SrOは屈折率およびアッベ数を調整することが
できる成分であるので15%まで添加することができる
が、失透性を増大させ、化学的耐久性を劣化させる成分
でもあるので、好ましくは5%までの範囲とすべきであ
る。
あるので20%まで添加することができるが、異常分散
性を小さくする成分でもあるので好ましい範囲は19%
までとする。ZnOはガラス化範囲を拡大させる性質を
有しているので15%まで添加することができるが、異
常分散性が十分に大きくならないので好ましくは6%ま
での範囲とすべきである。
果があるが、失透性を増大させる作用があるので、添加
できる量は3%までの範囲とすべきである。
きくする効果があるので、15%まで添加することがで
きるが、溶融ガラス中に未溶融物を生じ、均質なガラス
が得難いので本発明の目的に対して好ましい範囲は10
%までである。P2O5は屈折率およびアッベ数を調整す
ることができる成分であるが、失透性を増大させ、異常
分散性を小さくする性質があるのでその添加できる量は
5%未満までとする。
率やアッベ数の調整のために添加することができるが、
失透性を増大させる性質があるのでその添加できる量は
5%までである。SnO2は化学的耐久性を向上させる
性質があるが、異常分散性を小さくするのでその添加で
きる量は2%までである。
効な成分であるので5%まで添加することができるが、
それ以上導入させると失透性を悪化させるので好ましく
ない。F(弗素)はガラスの粘性や屈折率の調整に上記
金属酸化物の一部または全部を置換した化合物として5
%まで導入することができるが、脈理の発生や失透性を
増大させる作用があるので特に好ましい範囲は3%まで
である。なお、本発明のガラスの清澄、均質化のために
公知の脱泡剤であるSb2O3を添加することができる
が、その量は1%までで十分である。
て説明する。表1〜5には屈折率(nd)が1.55〜
1.71未満、アッベ数(νd)が25〜51の範囲
で、かつ、大きな負の異常分散性(Δθg,F≦−0.
0051)を有する光学ガラスを得る場合の本発明の好
適な実施例(No.1〜20)について、それぞれ得ら
れたガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、部分
分散比(θg,F)および異常分散性(Δθg,F)の数値を
示した。
散(nF−nC)に対する(ng−nF)の比であり、
異常分散性(Δθg,F)とは、正常なガラスとして、F
2および K7の2硝種を基準に選び、図1に示すごと
く、縦軸に部分分散比(θg,F)、横軸にアッベ数(ν
d)をとり、2硝種を結ぶラインと本発明の実施例の各
々のガラスの値との縦座標の差を、部分分散比の偏りす
なわち異常分散性(Δθg,F)として表したものであ
る。なお、部分分散比の値が上記2硝種を結ぶラインよ
り上部に位置している場合には正の異常分散性(+Δθ
g,F)また下部に位置している場合には負の異常分散性
(−Δθg,F)という。図2には、正常ガラスであるF
2およびK7(2重丸)を結ぶラインを実線(A)で、
従来知られた負の異常分散性ガラスのラインを点線
(B)でおよび本発明による実施例(No.1〜20)
の部分分散比の値を黒丸(C)で示した。
発明のガラスは、いずれも所定の光学恒数を有しなが
ら、従来知られたガラスに比較して異常分散性(Δθg,
F)において同等もしくはそれ以上の大きな負の値を有
している。なお、表1〜5に記載の本発明の実施例のガ
ラスは、いずれも酸化物、炭酸塩および硝酸塩等の通常
の光学ガラス原料を用いて所定の割合で秤量混合した
後、白金ルツボに投入し、ガラス組成の溶融の難易度に
応じて1300〜1400℃の温度で3〜4時間溶融
し、撹拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型等
に鋳込み徐冷することにより容易に得られる。
定組成域のSiO2 −B2O3−ZrO2 −Nb2O
5系ガラスであり、屈折率(nd)が1.55〜1.71
未満、アッべ数(νd)が25〜51の範囲の光学恒数
および大きな負の異常分散性を有し、そのうえ、ガラス
の均質性にも優れている。
すθg,F−νd図である。
例(No.1〜20)の部分分散比(θg,F)を示す図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量百分率で、 SiO2 10〜40%未満、 B2O3 12.5〜35%、 ZrO2 3〜20%、 Nb2O5 6〜30%、 Li2O 0〜 5%、 Na2O 0〜25%、 K2O 0〜10%、 MgO 0〜 5%未満、 CaO 0〜 5%未満、 ただし、MgO+CaO 5%未満、 SrO 0〜15%、 BaO 0〜20%、 ZnO 0〜 15%、 Al2O3 0〜3%、 Ta2O5 0〜15%、 P2O5 0〜 5%未満、 GeO2 0〜 5%、 SnO2 0〜 2%、 WO3 0〜 5%、 Sb2O3 0〜 1%、 および上記金属酸化物の一部または全部を置換した弗化
物のF(弗素)としての合計量で0〜5%の範囲からな
り、かつ、屈折率(nd)が1.55〜1.71未満、
アッベ数(νd)が25〜51の範囲の光学恒数、およ
び負の異常分散性 Δθg,F≦−0.0051 を有することを特徴とする光学ガラス。 - 【請求項2】 重量百分率で、 SiO2 17〜40%未満、 B2O3 12.5〜33%、 ZrO2 7〜18%、 Nb2O5 6〜29%、 Li2O 0〜2.5%、 Na2O 4〜25%、 K2O 0〜 5%、 MgO 0〜 5%未満、 CaO 0〜 5%未満、 ただし、MgO+CaO 5%未満、 SrO 0〜 5%、 BaO 0〜19%、 ZnO 0〜 6%、 Al2O3 0〜 3%、 Ta2O5 0〜10%、 P2O5 0〜 5%未満、 GeO2 0〜 5%、 SnO2 0〜 2%、 WO3 0〜 5%、 Sb2O3 0〜 1%、 および上記金属酸化物の一部または全部を置換した弗化
物のF(弗素)としての合計量で0〜3%の範囲からな
り、かつ、屈折率(nd)が1.55〜1.71未満、
アッベ数(νd)が25〜51の範囲の光学恒数、およ
び負の異常分散性 Δθg,F≦−0.0051 を有することを特徴とする請求項1に記載の光学ガラ
ス。
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