JP5690770B2 - 光学ガラス、光学素子およびプリフォーム - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の目的は、異常分散性が高いことでガラスレンズの色収差を高精度に補正することができ、さらに、従来のものよりも摩耗度が低く研磨加工を行い易い光学ガラス、光学素子およびプリフォームを提供することにある。
本発明は以下の(1)〜(8)である。
(1)カチオン成分として、P5+、Al3+およびMg2+を含有し、アニオン成分として、O2-およびF-を含有し、
アルカリ土類金属の合計含有率(R2+:カチオン%)に対する、Mg2+含有率(カチオン%)およびCa2+含有率(カチオン%)の合計の比((Mg2++Ca2+)/R2+)が0.25以上であり、
摩耗度が440以下である光学ガラス。
(2)アルカリ土類金属の合計含有率(R2+:カチオン%)に対する、Mg2+含有率(カチオン%)の比(Mg2+/R2+)が0.30以上である、上記(1)に記載の光学ガラス。
(3)屈折率(nd)が1.50〜1.60で、アッベ数(νd)が60〜80である、上記(1)または(2)に記載の光学ガラス。
(4)部分分散比(θg,F)が0.530以上である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光学ガラス。
(5)カチオン%(モル%)表示で、
P5+の含有率が20〜55%、
Al3+の含有率が5〜20%、
Mg2+の含有率が0.1〜30%、
Ca2+の含有率が0.1〜30%、
Sr2+の含有率が0〜20%、
Ba2+の含有率が0.1〜25%、
R2+の含有率が30〜70%、
Zn2+の含有率が0〜15%であり、
アニオン%(モル%)表示で、
F-の含有率が20〜70%である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光学ガラス。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
(7)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学ガラスからなる研磨加工用および/または精密プレス成形用のプリフォーム。
(8)上記(7)に記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。
本発明は、カチオン成分として、P5+、Al3+およびMg2+を含有し、アニオン成分として、O2-およびF-を含有し、アルカリ土類金属の合計含有率(R2+:カチオン%)に対する、Mg2+含有率(カチオン%)およびCa2+含有率(カチオン%)の合計の比((Mg2++Ca2+)/R2+)が0.25以上であり、摩耗度が440以下である光学ガラスである。
このような光学ガラスを、以下では「本発明の光学ガラス」ともいう。
本発明の光学ガラスを構成する各成分について説明する。
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、全てモル比に基づくカチオン%またはアニオン%で表示されるものとする。ここで、「カチオン%」および「アニオン%」とは、本発明の光学ガラスのガラス構成成分をカチオン成分およびアニオン成分に分離し、それぞれにおいて合計割合を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。
なお、各成分のイオン価は便宜的に代表値を用いているのであって、他のイオン価のものと区別するものではない。光学ガラス中に存在する各成分のイオン価は、代表値以外である可能性がある。例えばPは通常、イオン価が5の状態でガラス中に存在するので、本明細書中では「P5+」と表しているが、他のイオン価の状態で存在する可能性はある。このように厳密には他のイオン価の状態で存在するものであっても、本明細書では、各成分は代表値のイオン価で光学ガラス中に存在しているものとして扱う。
<P5+>
本発明の光学ガラスはP5+を含む。P5+は、ガラス形成成分であり、ガラスの失透を抑制し、屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、P5+の含有率は20.0〜55.0%であることが好ましい。また、25.0%以上であることがより好ましく、30.0%以上であることがさらに好ましい。また、50.0%以下であることがより好ましく、45.0%以下であることがより好ましく、43.0%以下であることがより好ましく、41.0%以下であることがさらに好ましい。
P5+は、原料として例えばAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、Zn(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはAl3+を含む。Al3+は、ガラスの耐失透性を高め、磨耗度を低くする性質を有する。
このような性質が強まるので、Al3+の含有率は5〜20.0%であることが好ましい。また、7.0%以上であることがより好ましく、10.0%以上であることがより好ましく、12.0以上であることがさらに好ましい。また、18.0%以下であることがより好ましく、16.0%以下であることがさらに好ましい。
Al3+は、原料として例えばAl(PO3)3、AlF3、Al2O3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスにおいて、アルカリ土類金属はMg2+、Ca2+、Sr2+およびBa2+を意味する。また、Mg2+、Ca2+、Sr2+およびBa2+からなる群から選ばれる少なくとも1つをR2+と表す場合がある。
また、R2+の合計含有率とは、これらの4つのイオンの合計含有率(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)を意味するものとする。
R2+の合計含有率は30.0〜70.0%であることが好ましい。このような範囲の含有率であると、より安定なガラスを得ることができるからである。
R2+の合計含有率は35.0%以上であることがより好ましく、40.0%以上であることがより好ましく、44.0%以上であることがさらに好ましい。また、65.0%以下であることがより好ましく、60.0%以下であることがより好ましく、55.0%以下であることがより好ましく、53.0%以下であることがさらに好ましい。
本発明の光学ガラスはMg2+を含む。Mg2+は、ガラスの耐失透性を高め、摩耗度を低くする性質を有する。
このような性質が強まるので、Mg2+の含有率は0.1〜30.0%であることが好ましい。また、2.0%以上であることがより好ましく、5.0%以上であることがより好ましく、10.0%以上であることがさらに好ましい。また、25.0%以下であることがより好ましく、20.0%以下であることがさらに好ましい。
Mg2+は、原料として例えばMgO、MgF2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはCa2+を含むことが好ましい。Ca2+は、耐失透性を高め、屈折率の低下を抑制し、ガラスの磨耗度を低くする性質を有する。
このような性質が強まるので、Ca2+の含有率は0.1%〜30.0%であることがより好ましい。また、5.0%以上であることがより好ましく、10.0%以上であることがより好ましく、12.0%以上であることがより好ましく、13.0%以上であることがさらに好ましい。また、20.0%以下であることがより好ましく、16.0%以下であることがさらに好ましい。
Ca2+は、原料として例えばCa(PO3)2、CaCO3、CaF2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明者は、カチオン成分として、P5+、Al3+、Mg2+およびCa2+を含有し、アニオン成分として、O2-およびF-を含有する光学ガラスであって、さらに(Mg2++Ca2+)/R2+が0.25以上であると、異常分散性が高いことでガラスレンズの色収差を高精度に補正することができ、さらに、従来のものよりも摩耗度が低く研磨加工を行い易い光学ガラスが得られることを見出した。
本発明者は、カチオン成分として、P5+、Al3+およびMg2+を含有し、アニオン成分として、O2-およびF-を含有する光学ガラスであって、(Mg2++Ca2+)/R2+が0.25以上であり、さらにMg2+/R2+が0.30以上であると、より異常分散性が高いことでガラスレンズの色収差を高精度に補正することができ、さらに、従来のものよりもより摩耗度が低く研磨加工を行い易い光学ガラスが得られることを見出した。
本発明の光学ガラスはR2+(アルカリ土類金属)の1つとして、Sr2+を含む場合がある。Sr2+は、ガラスの耐失透性を高め、屈折率の低下を抑制する性質を有する。
このような性質が強まるので、Sr2+の含有率は0%〜20.0%であることが好ましい。また、1.0%以上であることがより好ましく、2.0%以上であることがさらに好ましい。また、17.0%以下であることがより好ましく、14.0%以下であることがさらに好ましい。
Sr2+は、原料として例えばSr(NO3)2、SrF2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはR2+(アルカリ土類金属)の1つとして、Ba2+を含む場合がある。Ba2+は、所定量含有したときにガラスの耐失透性を高める性質を有する。また、低い分散性を維持し、屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Ba2+の含有率は0.1〜25.0%であることが好ましい。また、20.0%以下であることがより好ましく、19.0%以下であることがより好ましく、17.0%以下であることがさらに好ましい。また、1.0%以上であることが好ましく、5.0%以上であることが好ましく、10.0%以上であることがより好ましく、12.0%以上であることがより好ましく、13.0%以上であることがより好ましく、14.0%以上であることがさらに好ましい。
Ba2+は、原料として例えばBa(PO3)2、BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてZn2+を含んでもよい。Zn2+は、磨耗度を改善し、屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Zn2+の含有率は0%〜15.0%であることが好ましい。また、1.0%以上であることがより好ましく、1.5%以上であることがさらに好ましい。また、12.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、4.0%以下であることがより好ましく、2.0%以下であることがさらに好ましい。
Zn2+は、原料として例えばZn(PO3)2、ZnO、ZnF2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明においてLn3+はY3+、La3+、Gd3+、Yb3+およびLu3+からなる群から選ばれる少なくとも1つを意味する。また、Ln3+の合計含有率とは、これらの5つのイオンの合計含有率(Y3++La3++Gd3++Yb3++Lu3+)を意味するものとする。
本発明の光学ガラスは、Ln3+を10.0%以下の合計含有率で含有することが好ましい。このような範囲の含有率であると、ガラスの屈折率が高まり、低分散となる傾向があるからである。また、9.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。なお、Ln3+は任意成分であるので、本発明の光学ガラスはLn3+を含まなくてもよい。
本発明の光学ガラスはLn3+の1つとしてY3+を含んでよい。Y3+は、低い分散性を維持し、屈折率を高め、耐失透性を高めることができる性質を有する。しかし、過剰に含有すると安定性が悪化しやすくなるので、9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。また、Y3+を含まなくとも本発明のガラスを得ることができるので、このような点からはY3+を含まなくともよい。
Y3+は、原料として例えばY2O3、YF3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはLn3+の1つとしてLa3+を含んでよい。La3+は、低い分散性を維持し、屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、La3+の含有率は9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。
La3+は、原料として例えばLa2O3、LaF3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはLn3+の1つとしてGd3+を含んでよい。Gd3+は、低い分散性を維持し、屈折率を高め、さらに耐失透性を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Gd3+の含有率は9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。
Gd3+は、原料として例えばGd2O3、GdF3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはLn3+の1つとしてYb3+を含んでよい。Yb3+は低い分散性を維持し、屈折率を高め、さらに耐失透性を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Yb3+の含有率は9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。
Yb3+は、原料として例えばYb2O3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはLn3+の1つとしてLu3+を含んでよい。Lu3+は低い分散性を維持し、屈折率を高め、さらに耐失透性を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Lu3+の含有率は9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、7.0%以下であることがさらに好ましい。
Lu3+は、原料として例えばLu2O3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてSi4+を含んでもよい。Si4+は、所定量含有したときにガラスの耐失透性を高め、屈折率を高めつつ、磨耗度を低下させる性質を有する。
このような性質が強まるので、Si4+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Si4+は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてB3+を含んでもよい。B3+は、所定量含有したときにガラスの耐失透性を高め、屈折率を高めつつ、磨耗度を低下させて、さらに化学的耐久性を悪化し難くする性質を有する。
このような性質が強まるので、B3+の含有率は15.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがより好ましく、3.0%以下であることがさらに好ましい。また、0.1%以上であることが好ましく、0.5%以上であることがより好ましく、1.0%以上であることがさらに好ましい。
B3+は、原料として例えばH3BO3、Na2B4O7、BPO4等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてLi+を含んでもよい。Li+は、ガラス形成時の耐失透性を維持しつつ、ガラス転移点(Tg)を下げる性質を有する。
このような性質が強まるので、Li+の含有率は20.0%以下であることが好ましく、15.0%以下であることがより好ましく、10.0%以下であることがさらに好ましい。
Li+は、原料として例えばLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてNa+を含んでもよい。Na+は、ガラス形成時の耐失透性を維持しつつ、ガラス転移点(Tg)を下げる性質を有する。
このような性質が強まるので、Na+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Na+は、原料として例えばNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてK+を含んでもよい。K+は、ガラス形成時の耐失透性を維持しつつ、ガラス転移点(Tg)を下げる性質を有する。
このような性質が強まるので、K+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
K+は、原料として例えばK2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスでは、Rn+(Rn+はLi+、Na+およびK+からなる群から選ばれる少なくとも1つ)の合計含有率が、20.0%以下であることが好ましく、15.0%以下であることがより好ましく、10.0%以下であることがさらに好ましい。
本発明の光学ガラスは任意成分としてNb5+を含んでもよい。Nb5+は、ガラスの屈折率を高め、化学的耐久性を高め、さらに、アッベ数の低下を抑制する性質を有する。
このような性質が強まるので、Nb5+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Nb5+は、原料として例えばNb2O5等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてTi4+を含んでもよい。Ti4+は、ガラスの屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Ti4+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Ti4+は、原料として例えばTiO2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてZr4+を含んでもよい。Zr4+は、ガラスの屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Zr4+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Zr4+は、原料として例えばZrO2、ZrF4等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてTa5+を含んでもよい。Ta5+は、ガラスの屈折率を高める性質を有する。
このような性質が強まるので、Ta5+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Ta5+は、原料として例えばTa2O5等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてW6+を含んでもよい。W6+は、ガラスの屈折率を高め、ガラス転移点を低下する性質を有する。
このような性質が強まるので、W6+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
W6+は、原料として例えばWO3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてGe4+を含んでもよい。Ge4+は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高める性質を有する。
このような性質が顕著になるので、Ge4+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Ge4+は、原料として例えばGeO2等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてBi3+を含んでもよい。Bi3+は、ガラスの屈折率を高め、ガラス転移点を低下する性質を有する。
このような性質が強まるので、Bi3+の含有率は10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Bi3+は、原料として例えばBi2O3等を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスは任意成分としてTe4+を含んでもよい。Te4+は、ガラスの屈折率を上げ、ガラス転移点を低下させ、着色を抑える性質を有する。
このような性質が強まるので、Te4+の含有率は15.0%以下であることが好ましく、10.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましい。
Te4+は、原料として例えばTeO2等を用いてガラス内に含有させることができる。
<F->
本発明の光学ガラスはF-を含む。F-は、ガラスの異常分散性およびアッベ数を高め、さらにガラスを失透し難くする性質を有する。
このような性質が強まるので、F-の含有率はアニオン%(モル%)表示で20.0〜70.0%であることが好ましい。また、30.0%以上であることがより好ましく、35.0%以上であることがより好ましく、38.0%以上であることがさらに好ましい。また、60.0%以下であることがより好ましく、50.0%以下であることがより好ましく、48.0%以下であることがさらに好ましい。
F-は、原料として例えばAlF3、MgF2、BaF2等の各種カチオン成分のフッ化物を用いてガラス内に含有させることができる。
本発明の光学ガラスはO2-を含む。O2-は、ガラスの磨耗度の上昇を抑制する性質を有する。
このような性質が強まるので、O2-の含有率はアニオン%(モル%)表示で30.0〜80.0%であることが好ましい。また、40.0%以上であることがより好ましく、45.0%以上であることがより好ましく、50.0%以上であることがさらに好ましい。また、70.0%以下であることがより好ましく、66.0%以下であることがより好ましく、62.0%以下であることがさらに好ましい。
また、O2-の含有率とF-の含有率との合計は、アニオン%表示で98.0%以上であることが好ましく、99.0%以上であることがより好ましく、100%であることがさらに好ましい。安定なガラスを得ることができるからである。
O2-は、原料として例えばAl2O3、MgO、BaO等の各種カチオン成分の酸化物や、Al(PO3)3、Mg(PO3)2、Ba(PO3)2等の各種カチオン成分の燐酸塩等を用いてガラス内に含有させることができる。
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、およ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、
カチオン成分として、カチオン%(モル%)表示で、
P5+の含有率が20〜55%、
Al3+の含有率が5〜20%、
Mg2+の含有率が0.1〜30%、
Ca2+の含有率が0.1〜30%、
Sr2+の含有率が0〜20%、
Ba2+の含有率が0.1〜25%、
R2+の含有率が30〜70%、
Zn2+の含有率が0〜15%であり、
アニオン%(モル%)表示で、
F-の含有率が20〜70%、
O2-の含有率が30〜80%であり、
屈折率(nd)が1.50〜1.60で、アッベ数(νd)が60〜80であり、摩耗度が440以下である光学ガラスであることが好ましい。
さらに、部分分散比(θg,F)が0.530以上である光学ガラスであることが好ましい。
本発明の光学ガラスの製造方法は特に限定されない。例えば、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またはアルミナ坩堝または白金坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝またはイリジウム坩堝に入れて900〜1200℃の温度範囲で2〜10時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、850℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより製造することができる。
本発明の光学ガラスは、部分分散比(θg,F)が特徴的である。したがって、色収差を高精度に補正する光学ガラスを得ることができる。
部分分散比(θg,F)は0.530以上であることが好ましく、0.534以上であることがより好ましく、0.538以上であることがさらに好ましい。
なお、部分分散比(θg,F)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づいて測定して得た値を意味するものとする。
異常分散性(Δθg,F)は0.010以上であることが好ましく、0.012以上であることがより好ましく、0.014以上であることがより好ましく、0.016以上であることがより好ましく、0.018以上であることがさらに好ましい。
初めに、部分分散比(θg,F)について説明する。
部分分散比(θg,F)とは、屈折率の波長依存性のうち、ある2つの波長域における屈折率の差の割合を示すものであり、次の式(1)で表される。
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・式(1)
ここでngはg線(435.83nm)、nFはF線(486.13nm)、nCはC線(656.27nm)における屈折率を意味する。
そして、この部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)との関係をXYグラフ上にプロットすると、一般的な光学ガラスの場合、ほぼ、ノーマルラインと呼ばれる直線上にプロットされることになる。ノーマルラインとは、部分分散比(θg,F)を縦軸に、アッベ数(νd)を横軸に採用したXYグラフ上(直交座標上)で、NSL7とPBM2の部分分散比およびアッベ数をプロットした2点を結ぶ右上がりの直線を意味する(図1参照)。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している(NSL7とPBM2は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、NSL7のアッベ数(νd)は60.5、部分分散比(θg,F)は0.5436であり、PBM2のアッベ数(νd)は36.3,部分分散比(θg,F)は0.5828である)。
例えば、後に実施例として示した好ましい態様の光学ガラスであると、摩耗度が405以下であり、かつ、アッベ数(νd)が73〜77程度の場合に、部分分散比(θg,F)が0.540以上となり、異常分散性(Δθg,F)が0.018以上となる光学ガラスを得ることができる。
本発明の光学ガラスにおいて、屈折率(nd)は1.50〜1.60であることが好ましく、1.50〜1.58であることがより好ましい。屈折率(nd)は1.51以上であることが好ましく、1.52以上であることがより好ましい。また、1.57以下であることが好ましく、1.55以下であることがより好ましい。
本発明の光学ガラスにおいて、アッベ数(νd)は60〜80であることが好ましい。アッベ数は65以上であることが好ましく、70以上であることがより好ましく、73以上であることがさらに好ましい。また、78以下であることが好ましく、77以下であることがより好ましい。
なお、屈折率(nd)およびアッベ数(νd)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づいて測定して得た値を意味するものする。
摩耗度は430以下であることがより好ましく、420以下であることがより好ましく、410以下であることがより好ましく、405以下であることがさらに好ましい。
一方、摩耗度が低すぎると逆に研磨加工が難しくなる傾向がある。したがって、摩耗度は80以上であることが好ましく、100以上であることがより好ましく、120以上であることがさらに好ましい。
なお、摩耗度とは、「JOGIS10−1994光学ガラスの磨耗度の測定方法」に準じて測定して得た値を意味するものとする。
近年、プロジェクタ、コピー機、レーザプリンタ及び放送用機材等のような光学機器に組み込まれる光学素子は、より厳しい温度環境での使用が増えている。例えばプロジェクタでは、小型化及び高解像度化の要求に応えるべく、高輝度の光源や高精密化した光学系を用いる必要がある。特に、高輝度の光源を用いる場合、光源が発する熱の影響により、光学系を構成する光学素子の使用時の温度が大きく変動し易く、その温度が100℃以上に達する場合も多い。このとき、高精密化した光学系を用いていると、温度の変動による光学系の結像特性等への影響が無視出来ないほど大きくなるため、温度変動による光学特性の変動が起こらない光学系を構成することが求められている。
また、高解像度を有する光学機器の光学系のように、屈折率にきわめて高い精度が要求される光学系でも、使用温度による結像特性等への影響が無視出来ない場合がある。
本発明の光学ガラスは、より幅広い温度範囲で、所望の結像特性等の光学特性を得ることができる光学ガラスであることが好ましい。
一方で、相対屈折率の温度係数は、正の方向に大き過ぎると、光学素子の温度変化による屈折率の変化がかえって大きくなる。そのため、本発明の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数の上限を、より好ましくは6.0×10-6℃-1、より好ましくは5.5×10-6℃-1、さらに好ましくは5.0×10-6℃-1としてもよい。本発明の光学ガラスは有する相対屈折率の温度係数は、絶対値が小さいことがより好ましく、0であることが最も好ましい。
なお、相対屈折率の温度係数は、光学ガラスと同じ温度の空気中において、波長589.29nmの光を照射しながら光学ガラスの温度を変化させたときの、温度1℃当たりの屈折率の変化量(×10-6℃-1)で表される。
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子およ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からプリフォームを形成し、このプリフォームに対して研磨加工や精密プレス成形等の手段を用いて、レンズやプリズム、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、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に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することができる。ここで、プリフォーム材を製造する方法は特に限定されるものではなく、例えば特開平8−319124に記載のガラスゴブの成形方法や特開平8−73229に記載の光学ガラスの製造方法および製造装置のように溶融ガラスから直接プリフォーム材を製造する方法を用いることもでき、また、光学ガラスから形成したストリップ材に対して研削研磨等の冷間加工を行って製造する方法を用いることもできる。
磨耗度={(試料の磨耗質量/比重)/(標準試料の磨耗質量/比重)}×100
により計算した。
Claims (6)
- カチオン成分として、P5+、Al3+およびMg2+を含有し、アニオン成分として、O2-およびF-を含有し、
カチオン%(モル%)表示で、
P5+の含有率が20〜55%、
Al3+の含有率が12〜20%、
Mg2+の含有率が0.1〜30%、
Ca2+の含有率が13〜30%、
Sr2+の含有率が0〜20%、
Ba2+の含有率が0.1〜25%、
R2+の含有率が30〜70%、
Zn2+の含有率が0〜15%、
B3+の含有率が0〜8%、
Gd3+の含有率が0〜7%であり、
アニオン%(モル%)表示で、
F-の含有率が20〜70%であり、
アルカリ土類金属の合計含有率(R2+:カチオン%)に対する、Mg2+含有率(カチオン%)およびCa2+含有率(カチオン%)の合計の比((Mg2++Ca2+)/R2+)が0.25〜0.60であり、
屈折率(nd)が1.50〜1.55で、アッベ数(νd)が73〜80であり、摩耗度が410以下である光学ガラス。 - アルカリ土類金属の合計含有率(R2+:カチオン%)に対する、Mg2+含有率(カチオン%)の比(Mg2+/R2+)が0.30以上である、請求項1に記載の光学ガラス。
- 部分分散比(θg,F)が0.530以上である、請求項1または2に記載の光学ガラス。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光学ガラスからなる研磨加工用および/または精密プレス成形用のプリフォーム。
- 請求項5に記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。
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