JP5290528B2 - 精密プレス成形用光学ガラス - Google Patents
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また光学系の軽薄短小化に非常に有用となる、屈折率(nd)が2.1を超える超高屈折率ガラスの開発が近年進んできており、このような超高屈折率ガラスを使用した精密プレス成形による非球面レンズは、これからのデジタル機器の発展には必要不可欠となってきている。このようなレンズを用いた光学系では、ndが1.86〜1.92、アッベ数(νd)が31.0〜37.0のガラスを用いた非球面レンズと組み合わせることが設計上望ましいとされている。
そのため、できるだけ低い温度で成形できる屈伏点(At)の低いガラスの開発が求められている。
そのため、所定の光学恒数を有するガラスでの得率向上を達成し、できるだけ透過率が良く、かつ、成形温度の低いガラスを製造することが課題となっている。
しかしながら、特許文献1に開示の光学ガラスではTiO2とZnOの合計含有量が多いため短波長の透過率が悪く、高分散化するという難点を有する。
また、特許文献2に開示の光学ガラスの場合、TiO2及びZnOに加えてWO3をかなり多く含有する場合、やはり短波長の透過率が十分でない。
さらに、特許文献3に開示のガラスではZnOやアルカリ酸化物の含有量が十分でないため成形温度が高くなってしまい、精密プレス成形用として好ましくないという欠点がある。
そのため、光学設計上有用な光学恒数を有し、かつ、特に波長450nm以下の短波長域における光透過率の出来るだけ良く、そして成形温度が出来るだけ低い精密プレス成形用光学ガラスの開発が要望されている。
(1)ガラス成分として重量%表示で、
SiO2 2.0〜15.0%、
B2O3 8.0〜18.0%、
GeO2 0〜8.0%、
La2O3 21.0〜41.0%、
Gd2O3 12.0〜32.0%、
Ta2O5 3.5〜16.0%、
Li2O 2.0〜6.0%、
ZrO2 1.5〜8.0%
TiO2 5.0〜13.0%、
WO3 0〜5.0%、及び
Nb2O5 0〜6.0%
を含有し、屈折率(nd)が1.86〜1.92で、アッベ数(nd)が31.0〜37.0となる光学恒数を有し、かつ、屈伏点(At)が645℃以下であることを特徴とする精密プレス成形用光学ガラス。
(2)前記屈折率(nd)が1.87〜1.91で、アッベ数(nd)が32.0〜36.5となる光学恒数を有し、かつ、屈伏点(At)が640℃以下であることを特徴とする前記(1)に記載の精密プレス成形用光学ガラス。
(3)波長400nmの光に対する反射損失を含む透過率が60.0%より大であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の精密プレス成形用光学ガラス。
そのため、光学設計上重要となる高屈折率低分散性を実現しながら、ガラスの得率および透過率を高めることができる上、ガラス組成中に酸化鉛、酸化砒素、酸化テルルなどの有害成分を含有しないために環境上問題となることがない。
本発明の精密プレス成形用光学ガラス(以下、単に本発明の光学ガラスという)は、必須成分としてSiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Ta2O5、Li2O、ZrO2、及びTiO2を含むことを組成上の特徴とし、その屈折率(nd)が1.86〜1.92であり、アッベ数(νd)が31.0〜37.0の光学恒数を有し、かつ、屈伏点(At)が645℃以下であり、波長400nmの光に対する透過率は60.0%より大である。
SiO2: 2.0〜15.0%、
B2O3: 8.0〜18.0%、
GeO2:0〜8.0%、
La2O3:21.0〜41.0%、
Gd2O3:12.0〜32.0%、
Ta2O5: 3.5〜16.0%、
Li2O: 2.0〜6.0%、
ZrO2: 1.5〜8.0%
TiO2: 5.0〜13.0%
WO3: 0〜5.0%、及び
Nb2O5:0〜6.0%
とするのがより好ましい。
SiO2は本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの網目母体を形成する成分である。化学的耐久性を高め、またガラスの粘度を程よく調節し、耐失透性を高める重要な働きをする。このような効果を得るには1.0wt%以上含有させる必要があり、17.0wt%を超えて含有させると、目的とする屈伏点(At)を有する光学ガラスが得られなくなる。
また脱泡剤として、少量のSb2O3を添加しても良い。
SiO2 7.0重量%
B2O3 12.5重量%
La2O3 33.0重量%
Gd2O3 20.0重量%
Ta2O5 11.0重量%
Li2O 3.5重量%
ZrO2 2.5重量%
TiO2 8.5重量%
Nb2O5 2.0重量%
得られたガラスが上記各割合(重量%)の組成となるように原料を調合し、充分に混合してなる原料混合物を白金坩堝に詰めて1400℃に保たれた電気炉に入れ空気中において溶融し、攪拌して均質化させ、清澄化して均質化させ、560℃に予熱した金型に鋳込んで徐冷して実施例1のガラスを製造した。
このようにして製造した実施例1の光学ガラスについて、下記(i)〜(iii)の方法により屈折率(nd)、アッベ数(υd)、屈伏点(At)、及び波長400nmでの反射損失を含む光の透過率(%T)をそれぞれ測定した結果を表1に示す。
(i)屈折率(nd)、及びアッベ数(νd):
測定用のガラスを550〜570℃の電気炉内で30分間保持した後、ガラスを電気炉に入れたまま断電して徐冷して得られたガラスを用いて公知の方法で測定した。
(ii)屈伏点(At):
ブルカーAXS株式会社製のTMA装置を用いて、昇温速度5℃/分で測定した。
(iii)透過率(%T):
日立製作所製分光光度計を用いて10.0mm厚の両面研磨ガラスの反射損失を含む分光透過率を測定し、波長400nmにおける分光透過率を求めた。
得られたガラスがそれぞれ表1に示した割合(重量%)組成となるようにガラス原料を調合した以外は、実施例1のガラスと同様にして実施例2〜14のガラスを製造した。
得られた実施例2〜14の各ガラスについて実施例1と同様にして屈折率(nd)、アッベ数(υd)、屈伏点(At)、及び波長400nmの光の透過率(T)をそれぞれ測定した結果を表1に示した。
得られたガラスがそれぞれ表2に示した組成の割合(重量%)となる様にガラス原料を調合した以外は、実施例1のガラスと同様にして比較例1〜4の各ガラスを製造した。
得られた比較例1〜3の各ガラスについて実施例1と同様にして屈折率(nd)、アッベ数(υd)、屈伏点(At)、及び波長400nmの光の透過率(T)をそれぞれ測定した結果を表2に示した。
なお、比較例1、2、及び3の各ガラスはそれぞれ前記特許文献1(の実施例No28)、前記特許文献2(の実施例9)、及び前記特許文献3(実施例3)に例示されているガラスの配合比をそれぞれ重量%に換算してトレースしたものである。
また、実施例6の光学ガラス(本発明のガラス)は比較例3の光学ガラス(従来の光学ガラス)と比較して屈折率(nd)及びアッベ数(νd)には大きな差は認められないものの、青色ないし近紫外波長域(およそ450nmより短波長の波長域)の透過率が良く、しかも屈伏点(At)
が比較例3の光学ガラス(従来の光学ガラス)よりも41℃低い。
このように、本発明の光学ガラスは従来の光学ガラスに比べて特に近紫外域〜青色波長域の光に対して透過率が良いか、あるいは屈伏点(At)がより低く、量産性、成形性、及び透過率の優れた精密プレス成形用光学ガラスである。
Claims (3)
- ガラス成分として重量%表示で、
SiO2 2.0〜15.0%、
B2O3 8.0〜18.0%、
GeO2 0〜8.0%、
La2O3 21.0〜41.0%、
Gd2O3 12.0〜32.0%、
Ta2O5 3.5〜16.0%、
Li2O 2.0〜6.0%、
ZrO2 1.5〜8.0%
TiO2 5.0〜13.0%、
WO3 0〜5.0%、及び
Nb2O5 0〜6.0%
を含有し、屈折率(nd)が1.86〜1.92で、アッベ数(nd)が31.0〜37.0となる光学恒数を有し、かつ、屈伏点(At)が645℃以下であることを特徴とする精密プレス成形用光学ガラス。 - 前記屈折率(nd)が1.87〜1.91で、アッベ数(nd)が32.0〜36.5となる光学恒数を有し、かつ、屈伏点(At)が640℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の精密プレス成形用光学ガラス。
- 波長400nmの光に対する反射損失を含む透過率が60.0%より大であることを特徴とする請求項1または2に記載の精密プレス成形用光学ガラス。
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