JP6480722B2 - ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 - Google Patents
ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6480722B2 JP6480722B2 JP2014250441A JP2014250441A JP6480722B2 JP 6480722 B2 JP6480722 B2 JP 6480722B2 JP 2014250441 A JP2014250441 A JP 2014250441A JP 2014250441 A JP2014250441 A JP 2014250441A JP 6480722 B2 JP6480722 B2 JP 6480722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- less
- content
- optical element
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 91
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 32
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 233
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 21
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 19
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 50
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 30
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 19
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 15
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 14
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 13
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000005303 fluorophosphate glass Substances 0.000 description 4
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 2
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- -1 and in particular Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L fluoridophosphate Chemical compound [O-]P([O-])(F)=O DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Description
近年、光学素子が用いられる環境は屋内に限られず、屋外で用いられることも多くなってきている。例えば屋外で使用される光学素子としては、車載カメラ用のレンズ、屋外に設置される監視カメラ用のレンズ等が挙げられる。これら光学素子は、屋外において、近年問題となっている酸性雨に晒されることになるが、耐酸性が高いガラスからなる光学素子であれば、酸性雨に晒されても変質されにくい。また、排気ガスには酸性雨の原因物質と言われている各種酸性ガスが含まれる。日々排気ガスに晒される車載カメラ用のレンズは、これらの酸性ガスに起因する変質を低減する上でも、耐酸性が高いガラスからなることが望ましい。加えて、大気中には排気ガス等に起因する各種酸性ガスが混入しているため、光学素子は大気中の酸性ガスに晒されることになる。大気中の酸性ガスに起因するガラスの変質は通常ごくわずかであり実用に影響のない程度ではあるが、ガラスの耐酸性を一層向上することにより、このようなわずかな変質さえも低減された極めて高品質な光学素子を提供することも可能となる。
このように、高屈折率低分散ガラスの有用性を更に高める上で、耐酸性を更に向上することは望ましい。
・熱的安定性を向上することにより、ガラス製造中の結晶化を抑制すること、
・脈理の発生を抑制することにより、その均質性を高めること、
も望まれる。
カチオン成分として、P5+、Al3+、Ba2+およびR2+(R2+は、Mg2+、Ca2+、Sr2+およびZn2+からなる群から選択される一種以上)を少なくとも含み、
アニオン成分として、O2−およびF−を少なくとも含み、
カチオン成分比率において、
Al3+およびP5+の合計含有量に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Al3++P5+)は0.56〜0.75の範囲であり、
Ba2+およびR2+の合計含有量に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Ba2++R2+)は0.58以上であり、
Ba2+およびR2+の合計含有量に対するBa2+およびSr2+の合計含有量のモル比(Ba2++Sr2+)/(Ba2++R2+)は0.60以上であり、
Al3+およびP3+の合計含有量に対するLi+、Na+およびK+の合計含有量のモル比(Li++Na++K+)/(P3++Al3+)は0.39未満であり、
屈折率ndが1.47超1.53以下の範囲であり、かつアッベ数νdが80〜95の範囲であるガラス、
に関する。
本発明の一態様にかかるガラスは、上記ガラス組成を有し、屈折率ndが1.47超1.53以下の範囲であり、かつアッベ数νdが80〜95の範囲であるガラスである。以下、上記ガラスの詳細について説明する。
また、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、以下の式で表されるものとする。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
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%または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。
(アニオン成分)
O2−は必須のアニオン成分であり、耐酸性を維持する働きを有する。その含有量は、10%以上であることが好ましく、15%以上であることがより好ましい。また、熱的安定性を維持する観点からは、60%以下であることが好ましい。
上述の任意のアニオン成分の中で、Cl−、Br−、I−は、パイプから熔融ガラスを流出する際、パイプ外周へのガラス濡れ上がりを抑制し、濡れ上がりによるガラスの品質低下を抑制することに寄与し得る。また、Cl−は脱泡剤としての効果もある。その含有量は、好ましくは0〜2%、更に好ましくは0〜1%である。
P5+は、ガラスネットワーク形成成分である。P5+とO2−とのモル比O2−/P5+の好ましい範囲については、先に説明した通りである。また、Al3+とP5+の合計含有量に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Al3+ + P5+)については、後述する。
P5+含有量は、ガラスの均質性、耐酸性向上の観点から、好ましくは45%以下であり、より好ましくは40%以下であり、更に好ましくは35%以下であり、一層好ましくは30%以下である。ガラスの熱的安定性向上の観点からは、P5+含有量は10%以上であることが好ましく、12%以上であることがより好ましい。
Ba2+およびR2+の合計含有量(Ba2++R2+)に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Ba2++R2+)、Ba2+およびR2+の合計含有量に対するBa2+およびSr2+の合計含有量のモル比(Ba2++Sr2+)/(Ba2++R2+)については、後述する。
R’+含有量(二種以上含まれる場合には、それらの合計含有量)は、ガラスの熱的安定性、および脈理を低減し均質性の高いガラスを得る上から、15%以下であることが好ましく、12%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましい。R’+含有量は0%であってもよい。熱的安定性、ガラスの粘性低下、ガラス転移温度の低下、熔融性の改善などの観点から、R’+含有量は1%以上であることが好ましく、2%以上であることがより好ましい。
含有量については、Ga3+含有量は、例えば2%以下であり、好ましくは1.5%以下であり、更に好ましくは1%以下であり、0%であってもよい。
Zr4+含有量は、例えば5%以下であり、好ましくは3%以下であり、より好ましくは1%以下であり、0%でもよい。
Nb5+含有量は、例えば5%以下であり、好ましくは3%以下であり、より好ましくは1%以下であり、0%でもよい。
Ta5+含有量は、例えば5%以下であり、好ましくは3%以下であり、より好ましくは1%以下であり、0%でもよい。
W6+含有量は、例えば5%以下であり、好ましくは3%以下であり、より好ましくは1%以下であり、0%でもよい。
更に、ガラスの優れた光線透過性を活かす上から、Cu、Er、Eu、Tb、Cr、Co、Ni、Ndなどの着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
上述の光学ガラスは、低分散特性を有する光学ガラスであり、そのアッベ数νdは80以上、好ましくは81以上である。ただし、アッベ数νdは95以下とする。好ましくは93以下、より好ましくは90以下、更に好ましくは88以下である。
一方、光学系の設計において、屈折率が高く、アッベ数も大きい(分散の低い)ガラスは、色収差の補正、光学系の高機能化、コンパクト化のために極めて有効な光学素子用の材料である。したがって、光学特性マップ上で右肩上がりの直線を設定し、この直線上および直線よりも屈折率が高い(マップ上、直線よりも左側の領域に位置する)ガラスを提供することの意義は非常に大きい。ただし、従来の高屈折率低分散フツリン酸系ガラスのガラス組成では、そのような光学特性を有するガラスにおいて、優れた熱的安定性、均質性および耐酸性を実現することは困難であった。これに対し先に記載した組成調整を行うことにより、上述のガラスは、優れた熱的安定性、均質性および耐酸性とともに、下記式1を満たす高屈折率低分散特性を示すことができる。更には、下記式2を満たす高屈折率低分散特性を示すこともできる。このような光学特性を示すガラスは、光学系において有用な高屈折率低分散ガラスである。
nd≧2.0466−0.0067×νd …(式1)
nd≧1.4952−0.0054×νd …(式2)
90℃≦(Tc−Tg) …(1)
下記(1)式は、好ましくは下記(2)式であり、より好ましくは下記(3)式である。
95℃≦(Tc−Tg) …(2)
100℃≦(Tc−Tg) …(3)
ところで、レンズなどの光学素子を作製する方法としては、光学素子の形状に近似した光学素子ブランクと呼ばれる中間製品を作り、この中間製品に研削、研磨加工を施して光学素子を製造する方法が知られている。このような中間製品の作製方法の一態様としては、適量の熔融ガラスをプレス成形して中間製品とする方法(ダイレクトプレス法という)がある。また、他の態様としては、熔融ガラスを鋳型に鋳込みガラス板に成形し、このガラス板を切断して複数個のガラス片とし、このガラス片を再加熱、軟化してプレス成形により中間製品にする方法、適量の熔融ガラスをガラスゴブと呼ばれるガラス塊に成形し、このガラス塊を再加熱、軟化してプレス成形し、中間製品を得る方法などがある。ガラスを再加熱、軟化してプレス成形する方法は、ダイレクトプレス法に対してリヒートプレス法と呼ばれる。
また、光学素子を作製する方法としては、熔融ガラスからプレス成形用ガラス素材を作製し、このプレス成形用ガラス素材を成形型により精密プレス成形することにより光学素子を得る方法(精密プレス成形法という)も知られている。精密プレス成形法では、成形型成形面形状を転写することにより、研磨、研削等の機械加工を経ることなく、光学素子の光学機能面を形成することができる。
上述の本発明の一態様にかかるガラスは、以上記載したダイレクトプレス法、リヒートプレス法、精密プレス成形法のいずれの方法にも好適なガラスである。また、上述の本発明の一態様にかかるガラスは、高い均質性を示すことができるため、光学ガラスとして好適である。
上述のガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料であるリン酸塩、フッ化物、酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。
本発明の他の一態様は、
上述のガラスからなるプレス成形用ガラス素材;
上述のガラスからなる光学素子ブランク;
上述のガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法;および、
上述のプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法、
に関する。
本発明の他の一態様は、
上述の光学ガラスからなる光学素子;
上述の光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法(以下、「方法A」という);
上述のプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法(以下、「方法B」という)、
に関する。
表1に示す組成のガラスが得られるように、各ガラス成分に対応するリン酸塩、フッ化物、酸化物等のガラス原料を所定の割合に100〜300g秤量し、十分に混合して調合バッチとした。これを白金ルツボに入れ、蓋をして、850〜1200℃で攪拌しながら空気中または窒素雰囲気中で1〜3時間、熔解を行った。熔解後、ガラス融液を40×70×15mmのカーボンの金型に流し、ガラス転移温度まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約1時間アニールして炉内で室温まで放冷することにより、No.1〜No.30の組成を有する各ガラスを得た。
下記方法により、各ガラスの屈折率、アッベ数、ガラス転移温度Tg、結晶化温度Tcを測定した。
作製したガラスは、いずれも結晶の析出、泡、脈理、原料の熔け残りは認められなかった。このようにして、均質性の高いガラスを作ることができた。
(1)屈折率(nd)およびアッべ数(νd)
徐冷降温速度を−30℃/時にして得られた光学ガラスについて、最小偏角法により測定した。
(2)ガラス転移温度Tg
示差走査熱量計(DSC(Differential Scanning Calorimetry))により、昇温速度10℃/分にして測定した。
(3)結晶化温度Tc
示差走査熱量計(DSC(Differential Scanning Calorimetry))により、昇温速度10℃/分にして測定した。なお、ガラス試料を昇温していくと、DSC曲線に現れる最初の発熱ピークの温度を結晶化温度Tcとする。
(4)ガラス組成
誘導結合プラズマ原子発光法(ICP−AES法)、またはイオンクロマトグラフフィー法により各成分の含有量を求めた。
表2に示す組成のガラスが得られるように、各ガラス成分に対応するリン酸塩、フッ化物、酸化物等のガラス原料を用いた点以外、ガラスNo.1〜30と同様の方法でガラスを作製した。
比較例1では、得られたガラスに多くの脈理が発生し、屈折率およびアッベ数を測定することができなかった。
比較例2〜4では、得られたガラスに多数の結晶が析出し、屈折率およびアッベ数を測定することができなかった。
以上のように、比較例1〜4のガラスは、いずれも熱的安定性または均質性に劣るものであった。
表3に示す組成のガラスが得られるように、各ガラス成分に対応するリン酸塩、フッ化物、酸化物等のガラス原料を用いた点以外、ガラスNo.1〜30と同様の方法でガラスを作製した。表3中の屈折率、アッベ数は、ガラスNo.1〜30と同様の方法で測定した。
上記の比較例5、およびガラスNo.29、30のガラスの耐酸性を、以下の方法によって評価した。
各ガラスについて、直径30mm、厚さ5mmの円形のガラス試料を準備し、端面をテープでシーリングした。
シーリング後のガラス試料を、液温50℃の0.01規定(0.01mol/L)硝酸500ml中に1時間浸漬し、浸漬前後の質量を測定し、質量減少率(%)を求めた。各ガラスについて、2つのガラス試料の評価を行い、2つのガラス試料の平均値を求めた。結果を表4に示す。
比較例5のガラスは、特許文献1に記載のガラスに相当するガラスであり、実用上十分に使用可能なガラスである。そのようなガラスよりもガラスNo.29、30のガラスは耐酸性に優れることが、表4に示す結果から確認できる。
以上の結果から、上述の本発明の一態様にかかるガラスが、極めて優れた耐酸性を有することが示された。これは、本発明の一態様にかかるガラスにおいて、Al3+およびP3+の合計含有量に対するLi+、Na+およびK+の合計含有量のモル比(Li++Na++K+)/(P3++Al3+)は0.39未満であることが寄与していると本発明者は推察している。
次に、No.1〜30の各ガラスが得られる高品質かつ均質化された熔融ガラスを白金合金製のパイプから連続流出させた。流出する熔融ガラスをパイプ流出口から滴下させ、複数のプリフォーム成形型で次々と受け、浮上成形法により複数個の球状のプリフォームを成形した。
No.1〜30の各ガラスから得られたプリフォームは、顕微鏡で観察できる結晶はなく、透明かつ均質であった。これらのプリフォームはいずれも失透しておらず、高い質量精度のものが得られた。
上述のプリフォームの表面に必要に応じてコーティングを施し、成形面に炭素系離型膜を設けたSiC製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。なお、精密プレス成形の各条件は前述の範囲で調整した。
これらの光学素子は、異常部分分散性を有するガラスからなり、高次の色収差補正に好適である。
No.1〜30の各ガラスが得られる清澄、均質化した熔融ガラスを用意し、白金製パイプから一定流量で連続して流出し、パイプ下方に水平に配置した一側壁が開口した鋳型に流し込み、一定の幅および一定の厚みを有するガラス板に成形しつつ、鋳型の開口部から成形したガラス板を引き出した。引き出されたガラス板を、アニール炉内でアニール処理し、歪を低減し、脈理や異物がなく、着色の少ない上記各ガラスからなるガラス板を得た。
次に、これら各ガラス板を縦横に切断し、同一寸法を有する直方体形状のガラス片を複数個得た。更に複数個のガラス片をバレル研磨して、目的とするプレス成形品の重量にあわせ、プレス成形用ガラスゴブとした。
なお、上述の方法とは別に、熔融ガラスを一定流速で白金製ノズルから流出し、このノズルの下方に多数の受け型を次々と移送して所定質量の熔融ガラス塊を次々と受け、これら熔融ガラス塊を球または回転体形状に成形し、アニール処理してから研削、研磨加工を施して目的とするプレス成形品の質量にあわせ、プレス成形用ガラスゴブとしてもよい。
このようなレンズにより、良好な撮像光学系を構成することができる。
なお、プレス成形型の形状、ガラスゴブの体積を適宜設定することにより、プリズム等その他の光学素子を製造することもできる。
これらの光学素子は、異常部分分散性を有するガラスからなり、高次の色収差補正に好適である。
例えば、上述の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得ることができる。
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つ以上を任意に組合せることは、もちろん可能である。
Claims (6)
- カチオン成分として、P5+、Al3+、Ba2+およびR2+(R2+は、Mg2+、Ca2+、Sr2+およびZn2+からなる群から選択される一種以上)を少なくとも含み、
アニオン成分として、O2-およびF-を少なくとも含み、
P 5+ 含有量は10〜45カチオン%であり、
Al 3+ 含有量は25〜40カチオン%であり、
Ba 2+ およびR 2+ の合計含有量(Ba 2+ +R 2+ )は30〜60カチオン%であり、
F - 含有量は58アニオン%以上であり、
カチオン成分比率において、
Al3+およびP5+の合計含有量に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Al3++P5+)は0.56〜0.75の範囲であり、
Ba2+およびR2+の合計含有量に対するAl3+含有量のモル比Al3+/(Ba2++R2+)は0.58以上であり、
Ba2+およびR2+の合計含有量に対するBa2+およびSr2+の合計含有量のモル比(Ba2++Sr2+)/(Ba2++R2+)は0.60以上であり、
Al3+およびP3+の合計含有量に対するLi+、Na+およびK+の合計含有量のモル比(Li++Na++K+)/(P3++Al3+)は0.39未満であり、
屈折率ndが1.47超1.53以下の範囲であり、かつアッベ数νdが80〜95の範囲であるガラス。 - 屈折率ndとアッベ数νdとが、下記式1:
nd≧2.0466−0.0067×νd …(式1)
を満たす請求項1に記載のガラス。 - P5+含有量に対するO2-含有量のモル比O2-/P5+が3.60以上である請求項1または2に記載のガラス。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスからなる光学素子ブランク。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスからなる光学素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014250441A JP6480722B2 (ja) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 |
CN201510864266.5A CN105693087B (zh) | 2014-12-10 | 2015-12-01 | 玻璃、压制成型用玻璃材料、光学元件坯件及光学元件 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014250441A JP6480722B2 (ja) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016113307A JP2016113307A (ja) | 2016-06-23 |
JP6480722B2 true JP6480722B2 (ja) | 2019-03-13 |
Family
ID=56140895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014250441A Active JP6480722B2 (ja) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6480722B2 (ja) |
CN (1) | CN105693087B (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6825939B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2021-02-03 | Hoya株式会社 | 光学ガラスおよび光学素子 |
CN111187003B (zh) * | 2018-11-14 | 2023-08-11 | 株式会社小原 | 光学玻璃、光学元件以及预制件 |
CN111484248B (zh) * | 2019-01-25 | 2022-03-11 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器 |
CN111484249B (zh) * | 2019-01-25 | 2022-02-25 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器 |
CN112010555B (zh) * | 2019-05-31 | 2022-04-22 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器 |
CN112010556B (zh) * | 2019-05-31 | 2022-04-22 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器 |
CN113336439B (zh) * | 2021-07-02 | 2022-07-01 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种高色散系数光学玻璃及其制备方法和光学元件 |
CN113480170B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-09-06 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 氟磷酸盐光学玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1854100B (zh) * | 2005-03-30 | 2012-05-09 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、模压预制体、其制造方法、光学元件及其制造方法 |
JP4570576B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-10-27 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームとその製造方法、および光学素子とその製造方法 |
JP5160043B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2013-03-13 | Hoya株式会社 | モールドプレス用ガラス素材、及びガラス光学素子の製造方法 |
JP6366122B2 (ja) * | 2012-11-21 | 2018-08-01 | 日本電気硝子株式会社 | フツリン酸ガラスの製造方法 |
-
2014
- 2014-12-10 JP JP2014250441A patent/JP6480722B2/ja active Active
-
2015
- 2015-12-01 CN CN201510864266.5A patent/CN105693087B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105693087A (zh) | 2016-06-22 |
JP2016113307A (ja) | 2016-06-23 |
CN105693087B (zh) | 2018-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6055545B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子ブランク、プレス成形用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法 | |
JP6480722B2 (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 | |
JP6382256B2 (ja) | 光学ガラスおよびその利用 | |
US8476178B2 (en) | Optical glass | |
JP5174368B2 (ja) | 光学ガラス | |
JP5931173B2 (ja) | 光学ガラスおよびその利用 | |
JP6587276B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスブランク、プレス成型用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法 | |
US9561980B2 (en) | Optical glass, optical glass blank, glass material for press molding, optical element, and methods for producing them | |
JP4408937B2 (ja) | ガラスの製造方法およびこのガラスから得られる精密プレス成形用プリフォームと光学素子 | |
CN108529874B (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
JP6738243B2 (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランクおよび光学素子 | |
JP5986938B2 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成形用ガラス素材、光学素子およびその製造方法 | |
CN110937809A (zh) | 光学玻璃、光学元件及预成型体 | |
JP2019104670A (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
CN108689595A (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
JP5174373B2 (ja) | 光学ガラス | |
JPWO2013161889A1 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、および光学素子とその製造方法 | |
CN105985017B (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
WO2014129510A1 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスブランク、プレス成型用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法 | |
JP6444021B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスブランク、プレス成型用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法 | |
TW201446692A (zh) | 光學玻璃、熱成形品及其製造方法、以及光學元件及其製造方法 | |
JP6472657B2 (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 | |
JP2019199397A (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
JP7286293B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
JP7213736B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181113 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190208 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6480722 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |