JP6618256B2 - 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6618256B2 JP6618256B2 JP2014261298A JP2014261298A JP6618256B2 JP 6618256 B2 JP6618256 B2 JP 6618256B2 JP 2014261298 A JP2014261298 A JP 2014261298A JP 2014261298 A JP2014261298 A JP 2014261298A JP 6618256 B2 JP6618256 B2 JP 6618256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- less
- glass
- optical glass
- optical
- 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
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims description 86
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 26
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 28
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 27
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 90
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 41
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- -1 Al (OH) 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005690 GdF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004844 Na2B4O7.10H2O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008449 SnF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005341 metaphosphate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Description
具体的には、本発明は以下のものを提供する。
La2O3成分 0〜30.0%、
TiO2成分 0〜40.0%、
SiO2成分 0〜30.0%、
ZrO2成分 0〜15.0%
である(1)記載の光学ガラス。
Gd2O3成分 0〜15.0%、
Y2O3成分 0〜30.0%、
Yb2O3成分 0〜10.0%、
ZnO成分 0〜30.0%
MgO成分 0〜15.0%、
CaO成分 0〜20.0%、
SrO成分 0〜15.0%、
BaO成分 0〜25.0%、
Nb2O5成分 0〜15.0%、
WO3成分 0〜10.0%、
Li2O成分 0〜10.0%、
Na2O成分 0〜10.0%、
K2O成分 0〜10.0%、
P2O5成分 0〜15.0%、
GeO2成分 0〜15.0%、
Ta2O5成分 0〜10.0%、
Al2O3成分 0〜15.0%、
Bi2O3成分 0〜10.0%、
TeO2成分 0〜15.0%、
SnO2成分 0〜5.0%及び
Sb2O3成分 0〜1.0%
である(1)又は(2)記載の光学ガラス。
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)のモル和が10.0%以下
である(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。
また、本発明によれば、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながらも、可視光についての透過率が高く、且つ比重の小さな光学ガラスを得ることもできる。
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総物質量を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。
B2O3成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物として欠かすことの出来ない必須成分である。
特に、B2O3成分を10.0%以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ比重を小さくできる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは13.0%を下限とし、さらに好ましくは16.0%超、さらに好ましくは19.0%超とする。
他方で、B2O3成分の含有量を40.0%以下にすることで、屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑えられ、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは37.0%未満、さらに好ましくは33.0%未満、さらに好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは28.0%未満とする。
B2O3成分は、原料としてH3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7・10H2O、BPO4等を用いることができる。
特に、このモル和を5.0%以上にすることで、ガラスの屈折率を高められるため、高屈折率ガラスを得易くできる。従って、Ln2O3成分の含有量のモル和は、好ましくは5.0%、より好ましくは6.0%、さらに好ましくは8.0%を下限とし、さらに好ましくは10.0%超、さらに好ましくは11.4%以上とする。
他方で、このモル和を35.0%以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、耐失透性を高められる。また、これによりアッベ数の上昇を抑えられ、且つガラスの材料コストを抑えられる。従って、Ln2O3成分の含有量のモル和は、好ましくは35.0%以下、より好ましくは32.0%以下、さらに好ましくは28.0%未満、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは23.0%未満とする。
特に、この和を5.0%以上にすることで、屈折率を高めつつ、材料コストを低減できる。従って、モル和(BaO+CaO+ZnO)は、好ましくは5.0%、より好ましくは7.0%、さらに好ましくは8.5%を下限とする。このモル和は、より材料コストを低減させる観点では、12.0%を下限としてもよい。
他方で、この和を35.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、モル和(BaO+CaO+ZnO)は、好ましくは35.0%、より好ましくは32.0%、さらに好ましくは30.0%を上限とする。
他方で、La2O3成分の含有量を30.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて失透を低減でき、且つアッベ数の上昇を抑えられる。従って、La2O3成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは21.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満とする。
La2O3成分は、原料としてLa2O3、La(NO3)3・XH2O(Xは任意の整数)等を用いることができる。
他方で、TiO2成分の含有量を40.0%にすることで、ガラスの着色を低減して可視光透過率を高め、且つ、アッベ数の必要以上の低下を抑えられる。また、TiO2成分の過剰な含有による失透を抑えられる。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、さらに好ましくは31.0%、さらに好ましくは28.0%を上限とする。
TiO2成分は、原料としてTiO2等を用いることができる。
他方で、SiO2成分の含有量を30.0%以下にすることで、屈折率の低下を抑えられ、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ比重を小さくできる。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%を上限とし、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは17.0%未満とする。
SiO2成分は、原料としてSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いることができる。
他方で、ZrO2成分を15.0%以下にすることで、ZrO2成分の過剰な含有による、アッベ数の上昇や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ZrO2成分の含有量は、好ましくは15.0%、より好ましくは13.0%、さらに好ましくは10.0%、さらに好ましくは7.5%を上限とする。
ZrO2成分は、原料としてZrO2、ZrF4等を用いることができる。
他方で、Y2O3成分の含有量を30.0%以下にすること、Gd2O3成分の含有量を15.0%以下にすること、又は、Yb2O3成分の含有量を10.0%以下にすることで、過剰な含有による失透を低減でき、且つアッベ数の上昇を抑えられる。特に、Gd2O3成分やYb2O3成分の含有量を低減することで、ガラスの比重を小さくでき、且つ材料コストを抑えられる。
従って、Y2O3成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは7.0%未満、さらに好ましくは4.0%未満とする。
また、Gd2O3成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは7.0%未満、さらに好ましくは4.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満とする。
また、Yb2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
Y2O3成分、Gd2O3成分及びYb2O3成分は、原料としてGd2O3、GdF3、Y2O3、YF3、Yb2O3等を用いることができる。
他方で、ZnO成分の含有量を30.0%以下にすることで、屈折率の低下や失透を低減できる。また、これにより熔融ガラスの粘性が高められるため、ガラスへの脈理の発生を低減できる。従って、ZnO成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは19.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満とする。特に脈理が少なく安定なガラスを得る観点では、ZnO成分の含有量を8.0%未満としてもよい。
ZnO成分は、原料としてZnO、ZnF2等を用いることができる。
他方で、MgO成分及びSrO成分のそれぞれの含有量を15.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や失透を低減できる。従って、MgO成分及びSrO成分のそれぞれの含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、より好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
また、CaO成分の含有量を20.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や失透を低減できる。従って、CaO成分の含有量は、好ましくは20.0%以下、より好ましくは15.0%以下、さらに好ましくは10.0%未満、より好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
MgO成分、CaO成分及びSrO成分は、原料としてMgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2等を用いることができる。
他方で、BaO成分の含有量を25.0%以下にすることで、過剰な含有による失透や、比重の上昇を抑えられる。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは25.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは16.0%を上限とする。
BaO成分は、原料としてBaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等を用いることができる。
他方で、Nb2O5成分の含有量を15.0%以下にすることで、Nb2O5成分の過剰な含有による、耐失透性の低下や、可視光の透過率の低下を抑えられる。また、これによりガラスの比重を小さくでき、且つ材料コストを抑えられる。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.2%以下、さらに好ましくは2.8%以下、さらに好ましくは2.5%未満、さらに好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.4%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
Nb2O5成分は、原料としてNb2O5等を用いることができる。
他方で、WO3成分の含有量を30.0%以下にすることで、ガラスの可視光に対する透過率を低下し難くでき、且つ材料コストを抑えられる。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは6.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
WO3成分は、原料としてWO3等を用いることができる。
他方で、Li2O成分の含有量を10.0%以下にすることで、屈折率の低下や失透を低減でき、且つ化学的耐久性を高めることができる。また、これにより熔融ガラスの粘性が高められるため、ガラスへの脈理の発生を低減できる。従って、Li2O成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満とする。
Li2O成分は、原料としてLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いることができる。
他方で、Na2O成分及びK2O成分のそれぞれの含有量を10.0%以下にすることで、屈折率を低下し難くでき、且つ過剰な含有による失透を低減できる。従って、Na2O成分及びK2O成分のそれぞれの含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満とする。
Na2O成分及びK2O成分は、原料としてNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いることができる。
他方で、P2O5成分の含有量を15.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、P2O5成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
P2O5成分は、原料としてAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いることができる。
しかしながら、GeO2は原料価格が高いため、その量が多いと材料コストが高くなることで、BaO成分、CaO成分及びZnO成分のうち少なくともいずれかの含有等による、コスト低減の効果が減殺される。従って、GeO2成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とし、最も好ましくは含有しない。
GeO2成分は、原料としてGeO2等を用いることができる。
他方で、Ta2O5成分の含有量を10.0%以下にすることで、希少鉱物資源であるTa2O5成分の使用量が減るため、ガラスの材料コストを低減できる。また、これにより比重を小さくできる。従って、Ta2O5成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満とし、さらに好ましくは1.0%未満とし、最も好ましくは含有しない。
Ta2O5成分は、原料としてTa2O5等を用いることができる。
他方で、Al2O3成分の含有量を15.0%以下にすることで、過剰な含有による失透を低減できる。従って、Al2O3成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満とする。
Al2O3成分は、原料としてAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いることができる。
他方で、Bi2O3成分の含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ、ガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、Bi2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
Bi2O3成分は、原料としてBi2O3等を用いることができる。
他方で、TeO2成分の含有量を15.0%以下にすることで、ガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。また、TeO2は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、TeO2成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
TeO2成分は、原料としてTeO2等を用いることができる。
他方で、SnO2成分の含有量を5.0%以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、SnO2成分と熔解設備(特にPt等の貴金属)の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、SnO2成分の含有量は、好ましくは5.0%、より好ましくは3.0%、さらに好ましくは1.0%を上限とする。
SnO2成分は、原料としてSnO、SnO2、SnF2、SnF4等を用いることができる。
一方で、Sb2O3量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Sb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.5%、さらに好ましくは0.3%を上限とする。
Sb2O3成分は、原料としてSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いることができる。
特に、この和を10.0%以上にすることで、アッベ数が低くなり、且つガラスの安定性が高まるため、高屈折率高分散の光学ガラスを得易くできる。従って、モル和(TiO2+Nb2O5+WO3)は、好ましくは10.0%以上、より好ましくは12.0%超、さらに好ましくは14.0%超、さらに好ましくは16.0%超、さらに好ましくは18.0%超とする。
一方で、この和を40.0%にすることで、これら成分の過剰な含有によるガラスの着色や失透を低減できる。従って、モル和(TiO2+Nb2O5+WO3)は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは28.0%を上限とする。
特に、この比率を0.50以上にすることで、屈折率が高くなり、且つガラスの安定性が高まるため、高屈折率の光学ガラスを得易くできる。従って、モル比(TiO2+Nb2O5+WO3)/Ln2O3は、好ましくは0.50、より好ましくは0.65、さらに好ましくは0.80、さらに好ましくは1.10、さらに好ましくは1.35、さらに好ましくは1.65、さらに好ましくは1.85を下限とする。
他方で、この比率を10.00以下にすることで、耐失透性を高められ、且つ可視光領域の短波長領域における透過率を高められる。従って、モル比(TiO2+Nb2O5+WO3)/Ln2O3は、好ましくは10.00、より好ましくは7.00、さらに好ましくは4.00を上限とし、さらに好ましくは2.50未満、さらに好ましくは2.20未満とする。
これにより、高屈折率及び高分散を図りながらも、材料コストを低減できる。従って、モル比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)は、好ましくは0.50、より好ましくは0.70、さらに好ましくは0.80、さらに好ましくは0.85、さらに好ましくは0.88、さらに好ましくは0.91を下限とする。
他方で、この比率の上限は1.00であってもよいが、可視光についての透過率をより高める観点で1.00未満にしてもよい。
特に、この和を1.0%以上にすることで、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる。従って、RO成分の合計含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは5.0%、さらに好ましくは8.0%、さらに好ましくは11.0%を下限とする。
他方で、この和を35.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、RO成分の合計含有量は、好ましくは35.0%、より好ましくは32.0%、さらに好ましくは30.0%、さらに好ましくは28.0%を上限とする。
これにより、屈折率が高く、且つ安定性の高い光学ガラスを得ることができる。従って、モル比La2O3/B2O3は、好ましくは0.30、より好ましくは0.40、さらに好ましくは0.45を下限とする。
他方で、この比率を2.00以下にすることで、La2O3成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、モル比La2O3/B2O3は、好ましくは2.00、より好ましくは1.50、さらに好ましくは1.00、さらに好ましくは0.80を上限とする。
これにより、ガラス形成成分の中でもアッベ数を高める作用のより強いB2O3成分の含有量が増加することで、所望の低分散を有する光学ガラスを得易くできる。従って、モル比SiO2/B2O3は、好ましくは1.00、より好ましくは0.90、さらに好ましくは0.79を上限とする。
なお、このモル比SiO2/B2O3は、SiO2成分の含有によってガラスの失透を低減できる観点で、好ましくは0超、より好ましくは0.10、さらに好ましくは0.20を下限としてもよい。
なお、このモル比(SiO2/B2O3)は、SiO2成分の含有によってガラスの失透を低減できる観点で、好ましくは0.05、より好ましくは0.10、さらに好ましくは0.15を下限としてもよい。
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及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、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて1100〜1400℃の温度範囲で3〜5時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1000〜1300℃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作製される。
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高分散(低アッベ数)を有する。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.80、より好ましくは1.83、さらに好ましくは1.85、さらに好ましくは1.87を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは2.20以下、より好ましくは2.10未満、さらに好ましくは1.99未満、さらに好ましくは1.94未満、さらに好ましくは1.92未満であってもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは25以上、より好ましくは26超、さらに好ましくは28超、さらに好ましくは29以上とし、好ましくは38以下、より好ましくは36未満、さらに好ましくは35未満、さらに好ましくは34未満とする。
本発明の光学ガラスは、このような屈折率及びアッベ数を有するため、光学設計上有用であり、特に高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
従って、本発明の光学ガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、nd≧(−0.01νd+2.15)の関係を満たすことが好ましく、nd≧(−0.01νd+2.17)の関係を満たすことがより好ましく、nd≧(−0.01νd+2.19)の関係を満たすことがさらに好ましい。
一方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、nd≦(−0.01νd+2.25)の関係を満たすことが好ましく、nd≦(−0.01νd+2.23)の関係を満たすことがより好ましく、nd≦(−0.01νd+2.22)の関係を満たすことがさらに好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み10mmのサンプルで分光透過率70%を示す波長(λ70)は、好ましくは500nm、より好ましくは480nm、さらに好ましくは450nm、さらに好ましくは425nmを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み10mmのサンプルで分光透過率5%を示す最も短い波長(λ5)は、好ましくは400nm、より好ましくは390nm、さらに好ましくは380nmを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格JOGIS05−1975「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスから作製したプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。
なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を−25℃/hrとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて、より安価に得ることが可能である。
これらの光学ガラスは、いずれも失透していない安定なガラスであった。
このため、本発明の実施例の光学ガラスは、高屈折率に寄与する成分の中でも材料コストの安い、BaO成分、CaO成分及びZnO成分のうち少なくともいずれかを含有させたときに、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にあり、且つ、安定性の高い光学ガラスを得られることが明らかになった。
このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて比重が小さいことが明らかになった。
Claims (10)
- モル%で、B2O3成分を10.0%以上23.67%以下、SiO 2 成分を14.28%以下、ZnO成分を15.0%未満、TiO2成分を6.5%以上40.0%以下、ZrO2成分を7.04%以下、CaO成分を20.0%以下、Nb 2 O 5 成分を0.23%以下、Ln2O3成分を6.0%以上35.0%以下(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)含有し、モル和(BaO+CaO+ZnO)が5.0%以上35.0%以下であり、モル比SiO2/B2O3が0.72以下、モル比(TiO2+Nb2O5+WO3)/Ln2O3が1.35以上2.00以下、モル比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)が0.91以上1.00以下であり、モル比La 2 O 3 /B 2 O 3 が0.60以上、1.80以上2.20以下の屈折率(nd)を有し、25以上38以下のアッベ数(νd)を有する光学ガラス。
- モル%で、
La2O3成分 6.0〜30.0%
である請求項1記載の光学ガラス。 - モル%で、
Gd2O3成分 0〜15.0%、
Y2O3成分 0〜30.0%、
Yb2O3成分 0〜10.0%、
MgO成分 0〜15.0%、
SrO成分 0〜15.0%、
BaO成分 0〜25.0%、
WO3成分 0〜2.0%未満、
Li2O成分 0〜10.0%、
Na2O成分 0〜10.0%、
K2O成分 0〜10.0%、
P2O5成分 0〜15.0%、
GeO2成分 0〜15.0%、
Ta2O5成分 0〜10.0%、
Al2O3成分 0〜15.0%、
Bi2O3成分 0〜10.0%、
TeO2成分 0〜15.0%、
SnO2成分 0〜5.0%及び
Sb2O3成分 0〜1.0%
である請求項1又は2記載の光学ガラス。 - モル和(TiO2+Nb2O5+WO3)が10.0%以上40.0%以下である請求項1から3のいずれか記載の光学ガラス。
- RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)のモル和が5.0%以上35.0%以下、
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)のモル和が10.0%以下
である請求項1から4のいずれか記載の光学ガラス。 - 屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、(−0.01νd+2.15)≦nd≦(−0.01νd+2.25)の関係を満たす請求項1から5のいずれか記載の光学ガラス。
- 比重が5.50以下である請求項1から6のいずれか記載の光学ガラス。
- 分光透過率が70%を示す波長(λ70)が500nm以下である請求項1から7のいずれか記載の光学ガラス。
- 請求項1から8のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項1から8のいずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び/又は精密プレス成形用のプリフォーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014261298A JP6618256B2 (ja) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014261298A JP6618256B2 (ja) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016121034A JP2016121034A (ja) | 2016-07-07 |
JP6618256B2 true JP6618256B2 (ja) | 2019-12-11 |
Family
ID=56328099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014261298A Active JP6618256B2 (ja) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6618256B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6900110B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2021-07-07 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
JP6973902B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2021-12-01 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
TWI742161B (zh) * | 2016-09-27 | 2021-10-11 | 日商小原股份有限公司 | 光學玻璃、預成形體以及光學元件 |
JP7224099B2 (ja) * | 2016-10-03 | 2023-02-17 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
JP7394523B2 (ja) * | 2018-10-11 | 2023-12-08 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、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 |
JP7194861B6 (ja) * | 2018-10-11 | 2024-02-06 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、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 |
JP7194551B6 (ja) * | 2018-10-11 | 2024-02-06 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、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 |
JP7234454B2 (ja) * | 2022-10-04 | 2023-03-07 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、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 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5913647A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Hoya Corp | 光学ガラス |
JPS61168551A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 高屈折率眼鏡レンズ用のガラス |
BR8605356A (pt) * | 1985-11-29 | 1987-08-04 | Corning Glass Works | Vidro para aplicacoes oticas e/ou oftalmicas |
DE10227494C1 (de) * | 2002-06-19 | 2003-12-04 | Schott Glas | Blei- und vorzugsweise Arsen-freie Lanthan-Schwerflint-Gläser sowie ihre Verwendung |
JP2004175632A (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Hikari Glass Co Ltd | 光学ガラス |
JP4286652B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2009-07-01 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子 |
JP4469634B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2010-05-26 | オーエムジー株式会社 | 光学ガラス及び光学ガラスレンズ |
JP2006131450A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Asahi Glass Co Ltd | 光学ガラスおよびレンズ |
JP4361004B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2009-11-11 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法ならびに光学素子およびその製造方法 |
JP4322217B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2009-08-26 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、光学部品、ガラス成形体の製造方法および光学部品の製造方法 |
JP2007153734A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Schott Ag | 光学ガラス |
JP5138401B2 (ja) * | 2008-01-30 | 2013-02-06 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法 |
JP4948569B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2012-06-06 | Hoya株式会社 | 光学ガラス |
JP5180758B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-04-10 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法 |
DE102009010701B4 (de) * | 2009-02-27 | 2016-12-15 | Schott Ag | Optisches Glas |
JP2011153048A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Konica Minolta Opto Inc | 光学ガラス |
JP5723542B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2015-05-27 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子とその製造方法 |
JP6164923B2 (ja) * | 2013-05-14 | 2017-07-19 | 株式会社オハラ | 光学ガラス及び光学素子 |
-
2014
- 2014-12-24 JP JP2014261298A patent/JP6618256B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016121034A (ja) | 2016-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6560650B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP5979723B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP6409039B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP6618256B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP6560651B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2016121035A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP6143706B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム | |
JP5854956B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP6509525B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2017088482A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP6664826B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2017088479A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP2016088835A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2018052764A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2016088839A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2014210694A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP6014573B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JPWO2019031095A1 (ja) | 光学ガラス、光学素子及び光学機器 | |
JP2018052763A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2017171578A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2018087109A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP2018012631A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP2013209232A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP6689057B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP6656744B2 (ja) | 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171016 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180828 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181022 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20191002 |
|
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: 20191029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6618256 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |