JPH04310538A

JPH04310538A - 光学ガラス

Info

Publication number: JPH04310538A
Application number: JP7789991A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tatewana; 一雄立和名
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1992-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率、低分散の光
学ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の高屈折率、低分散の
光学ガラスとして、特公昭６３−４１８５９号公報には
２４〜３５ｗｔ％Ｂ２　Ｏ３　−８〜２５ｗｔ％ＢａＯ
−１７〜３２ｗｔ％Ｌａ２　Ｏ３　−２．５〜６．５ｗ
ｔ％Ｆ系のガラスが、また特公昭６３−５０２９３号公
報には２０〜３７ｗｔ％Ｂ２　Ｏ３　−３４〜６０ｗｔ
％Ｌａ２　Ｏ３　−１〜３２ｗｔ％Ｙｂ２　Ｏ３　−０
．１〜７ｗｔ％Ｆ系のガラスが、さらに特開昭５６−１
６９１５０号公報には２５〜４８ｗｔ％Ｂ２　Ｏ３　−
１〜３７ｗｔ％Ｇｄ２　Ｏ３　−２０〜５６ｗｔ％Ｌａ
２　Ｏ３　−０．５〜２８ｗｔ％ＲＯ−２〜２１ｗｔ％
Ｆ（ただしＲはＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ及びＺｎより選
ばれた一種又は二種以上）系のガラスが、それぞれ開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６３−４１８５９号公報及び特公昭６３−５０２９３号
公報にそれぞれ開示されたガラスは、失透性が強く、又
特開昭５６−１６９１５０号公報に開示されたガラスも
アッベ数が大きいもの（νｄが５６．０以上）について
は失透性が強く、いずれのガラスも工業的に安定した大
量生産は困難であった。したがって、本発明の目的は、
上記の欠点を解消し、耐失透性に対して優れた、高屈折
率、低分散の光学ガラスを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々研究を
重ねた結果、Ｂ２　Ｏ３　−ＢａＯ−Ｇｄ２　Ｏ３　−
Ｌａ２　Ｏ３　−Ｆ系ガラスにおいてＦの含有量を多く
し、かつＢ２　Ｏ３　の含有量に対するＧｄ２　Ｏ３　
の含有量の比率を大きくすることによって耐失透性に優
れた高屈折率、低分散の光学ガラスが得られることを見
い出した。すなわち、上記目的を達成する本発明の光学
ガラスは、陽イオンを酸化物で表示したときの重量％で
、１５〜２４％のＢ２Ｏ３　、６〜２２％のＢａＯ、２
５〜５５％のＧｄ２　Ｏ３　、７〜３７％のＬａ２　Ｏ
３　、１０％以下のＹ２　Ｏ３　を含有し、これら酸化
物の合計重量に対し１６〜２７％のフッ素（Ｆ換算）を
含有し、かつ、Ｇｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ３　の重量比
が１．１〜３．０であるガラス原料組成物を溶融、ガラ
ス化してなり、屈折率が１．６５以上で、アッベ数が５
６．０以上であることを特徴とする。

【０００５】本発明の光学ガラスは、所定のガラス原料
組成物を溶融、ガラス化してなるものであり、本発明に
おいて上記所定のガラス原料組成物は下記の条件を満た
すものである。（ａ）陽イオンを酸化物で表示したときの重量％で、１
５〜２４％のＢ２　Ｏ３　、６〜２２％のＢａＯ、２５
〜５５％のＧｄ２　Ｏ３　、７〜３７％のＬａ２　Ｏ３
　および１０％以下のＹ２　Ｏ３　を含有する。（ｂ）上記金属酸化物の合計重量に対して１６〜２７％
のフッ素（Ｆ換算）を含有する。（ｃ）Ｇｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ３　の重量比が１．１
〜３．０である。

【０００６】そこで先ず条件（ａ）について説明する。本発明において陽イオンを酸化物で表示した理由は以下
の通りである。すなわち、通常、ガラス原料は、金属酸
化物以外に金属炭酸塩、金属水酸化物、金属硝酸塩、金
属フッ化物などの形で用いられる。そして、これらのう
ち、金属炭酸塩、金属水酸化物、金属硝酸塩は溶融、ガ
ラス化の過程で金属酸化物となる。一方、金属フッ化物
は溶融、ガラス化の過程で金属酸化物（当初から用いら
れた金属酸化物および金属炭酸塩、金属水酸化物、金属
硝酸塩から生じた金属酸化物の両者を含む）と陰イオン
交換反応を行ない、金属酸化物の一部が金属フッ化物に
、そして金属フッ化物の一部が金属酸化物となる。この
ように陽イオンである各種金属イオンが酸素イオンと結
合しているのかフッ素イオンと結合しているのか特定で
きないので、本発明においては、陽イオンが全て酸素イ
オンと結合していると仮定して陽イオンを酸化物として
表示することとする。

【０００７】次に陽イオンを酸化物で表示したときの重
量％で、Ｂ２　Ｏ３　、ＢａＯ、Ｇｄ２　Ｏ３　および
Ｙ２　Ｏ３　を上記のように限定した理由を述べる。Ｂ
２　Ｏ３　は、Ｌａ２　Ｏ３　、Ｇｄ２　Ｏ３　および
Ｙ２　Ｏ３　等をガラス中に多量に含有させるために有
効であり、ガラスを形成するための基本成分であるため
、１５％以上必要であるが、２４％を超えると所定の屈
折率を得ようとするとアッベ数が小さくなる。従ってＢ
２　Ｏ３　は１５〜２４％に限定される。

【０００８】ＢａＯは、ガラスの耐失透性を向上させ、
アッベ数を向上させるために特に有効であり、これらの
効果を積極的に発揮させるためには、６％以上必要であ
る。また２２％を超えると逆に失透性が強くなる。従っ
てＢａＯは６〜２２％に限定される。特に好ましくは９
〜１６％である。

【０００９】Ｇｄ２　Ｏ３　は、耐失透性に優れ、かつ
低分散のガラスを得るために必須であり、２５％以上必
要であるが、５５％を超えると逆に失透性が強くなる。従ってＧｄ２　Ｏ３　は２５〜５５％に限定される。特
に好ましくは２８〜３６％である。

【００１０】Ｌａ２　Ｏ３　は、屈折率を低下させずに
アッベ数を大きくする性質があるため７％以上必要であ
るが、３７％を超えると失透性が強くなる。従ってＬａ
２　Ｏ３　は７〜３７％に限定される。特に好ましくは
１４〜３０％である。

【００１１】Ｙ２　Ｏ３　もＬａ２　Ｏ３　と同様に屈
折率を低下させずにアッベ数を大きくする性質があるた
め有効であるが、１０％を超えると失透性が強くなる。従ってＹ２　Ｏ３　は１０％以下に限定される。特に好
ましくは６％以下である。

【００１２】上記三成分Ｇｄ２　Ｏ３　、Ｌａ２　Ｏ３
　およびＹ２　Ｏ３　の合計量は、優れた耐失透性を得
るため、そして所定の屈折率に対してアッベ数を大きく
するために、５０〜７３％とするのが好ましい。

【００１３】次に条件（ｂ）について説明する。条件（
ｂ）によれば、陰イオンであるフッ素（Ｆ換算）の含有
量は、上記金属酸化物の合計重量に対して１６〜２７％
に限定される。その理由は、１６％未満であると、所定
の屈折率に対してアッベ数が小さくなり、また２７％を
超えると失透性が強くなるためである。特に好ましいフ
ッ素の含有量は１９〜２４％である。

【００１４】次に条件（ｃ）について説明する。条件（
ｃ）によればＧｄ２Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ３　の重量比は１
．１〜３．０に限定される。その理由は、１．１未満で
は所定の屈折率、アッベ数を維持しながら耐失透性のガ
ラスを得ることができず、また３．０を超えると失透性
が強くなり安定したガラスが得られないからである。特
に好ましいＧｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ３　の重量比は、
１．２〜２．０である。

【００１５】本発明において、ガラス原料組成物は、上
記条件（ａ）で述べた金属酸化物以外に下記の金属酸化
物を含有することができる。（ｉ）ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｇＯおよびＺｎＯのうちの少
なくとも１種これらの金属酸化物の添加により、所定の屈折率および
アッベ数を維持しながら、これらを微調整することが可
能であるが、それぞれ順に６％，６％，６％，３％を超
えると失透性が強くなる。従ってＳｒＯ，ＣａＯ，Ｍｇ
ＯおよびＺｎＯはそれぞれ順に６％以下、６％以下、６
％以下、３％以下とするのが好ましい。（ｉｉ）Ａｌ２　Ｏ３　、ＨｆＯ２　およびＺｒＯ２　
のうちの少なくとも１種これらの金属酸化物を用いると、化学的耐久性を向上さ
せ、かつ所定の屈折率およびアッベ数を維持しながら、
これらを微調整することが可能であるが、それぞれ順に
５％，４％，３％を超えると失透性が強くなる。従って
Ａｌ２　Ｏ３　，ＨｆＯ２　およびＺｒＯ２　はそれぞ
れ順に５％以下、４％以下、３％以下とするのが好まし
い。（ｉｉｉ）Ｙｂ２　Ｏ３　およびＬｉ２　Ｏのうちの少
なくとも１種これらの金属酸化物は耐失透性を向上させるために有効
であるが、それぞれ順に９％、５％を超えると逆に失透
性が強くなり、かつ高分散となり目的の光学恒数が得ら
れない。従ってＹｂ２　Ｏ３　およびＬｉ２　Ｏはそれ
ぞれ９％以下、５％以下とするのが好ましい。（ｉｖ）ＳｉＯ２　ＳｉＯ２　は少量の添加によりガラスの粘性を高めるた
め、成形時に脈理を生じにくくする効果があるが、６％
を超えると溶解温度が向上し、安定なガラスが得られな
くなる。従ってＳｉＯ２　は６％以下とするのが好まし
い。（ｖ）Ａｓ２　Ｏ３　およびＳｂ２　Ｏ３　のうちの少
なくとも１種これらは脱泡剤として用いることができるが、それぞれ
１％を超えると失透性が強くなり、また高分散となる。従ってＡｓ２　Ｏ３　およびＳｂ２　Ｏ３　はいずれも
１％以下が好ましい。

【００１６】以上詳述したガラス原料組成物の溶融、ガ
ラス化は以下のように行なわれる。すなわち、先ず金属
酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、金属硝酸塩、金属
フッ化物などのガラス原料を秤量、混合してガラス原料
組成物を得る。次にこのガラス原料組成物を蓋付き白金
るつぼなどの容器に入れ、例えば１０００〜１２００℃
で例えば４０〜６０分間加熱してガラス融液とした後、
攪拌して均質化および脱泡を行ない、その後成形型に鋳
込む。次にそれぞれのガラスに応じた徐冷点の温度で所
定時間保持した後、一定の降温速度で、徐々に室温まで
温度を下げて、本発明の光学ガラスを得る。上記のガラ
ス原料組成物の溶融、ガラス化に際して、ガラス原料組
成物中の揮発性成分、特にフッ素が揮散しやすい。従っ
て、本発明の光学ガラスは、使用されたガラス原料組成
物と陽イオンおよび陰イオンの組成比、特にフッ素イオ
ンの量が一致しないことに留意すべきである。そしてこ
の揮発成分の揮散は溶融温度や時間などの溶融条件によ
ってその程度が異なる。これが本発明の光学ガラスにお
いて、ガラスの組成の代りにガラス原料組成物の組成を
規定した理由であり、ガラス原料組成物が特許請求の範
囲に規定された組成のものであれば、光学ガラスの組成
を問わず、いずれも本発明の光学ガラスに包含されるも
のとする。本発明の光学ガラスは、屈折率が１．６５以
上と高屈折率であり、またアッベ数が５６．０以上で低
分散であり、かつ耐失透性に優れているという顕著な利
点を有する。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、表１〜４における屈折率、アッベ数の測定および
耐失透性の評価は以下の方法により行なった。屈折率日本光学ガラス工業会規格（ＪＯＧＩＳ）−１９７５に
よる。アッベ数日本光学ガラス工業会規格（ＪＯＧＩＳ
）−１９７５による。耐失透性実施例１〜２０および比較例１〜２で得られたガラスに
ついて、肉眼観察により結晶の存否を調べ、結晶の存在
しないものを失透なしとして○で、結晶の存在するもの
を失透ありとして、×で表示した。

【００１８】実施例１ガラス原料組成物を調製するためにＨ３　ＢＯ３　，Ｂ
ａＦ２　，ＧｄＦ３　，ＬａＦ３　およびＳｉＯ２　を
用意し、これらを重量％でＨ３　ＢＯ３　が３２．１％
、ＢａＦ２　が１２．９％、ＧｄＦ３　が２６．６％、
ＬａＦ３　が２５．８％、ＳｉＯ２　が２．６％となる
ように配合してガラス原料組成物を得た。表１に示すよ
うに、このガラス原料組成物は、陽イオンを酸化物で表
示したときの重量％でＢ２　Ｏ３　２３．８％、ＢａＯ
　　１４．８％、Ｇｄ２　Ｏ３　２９．７％、Ｌａ２　
Ｏ３　２８．３％およびＳｉＯ２　３．４％を含有し、
これらの酸化物の合計重量に対してフッ素（Ｆ換算）を
２２．９％含有していた。またＧｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　
Ｏ３　の重量比は１．２４であった。得られたガラス原
料組成物５０ｇを１２０ｃｃの蓋付き白金るつぼに入れ
て１１００℃で４０分間加熱してガラス融液とし、攪拌
して均質化および脱泡を行なった後、鉄製の成形型に鋳
込み、その後、徐冷点の温度（５３０℃）で１時間保持
してから３０℃／時間の降温速度で徐々に室温まで温度
を下げて光学ガラスを得た。得られた本実施例のガラス
は、表１に示すように屈折率が１．６９１７０、アッベ
数が５８．１７であり、高屈折率、低分散であった。また肉眼観察によって結晶は観察されず（表１中の評価
○）、耐失透性にも優れていた。

【００１９】実施例２〜２０Ｈ３　ＢＯ３　、ＢａＣＯ３　、ＢａＦ２　、Ｇｄ２　
Ｏ３　、ＧｄＦ３　、Ｌａ２　Ｏ３　、ＬａＦ３　、Ｙ
２　Ｏ３　、ＹＦ３　、Ｓｒ（ＮＯ３　）２　、ＳｒＦ
２　、ＣａＣＯ３　、ＣａＦ２　、ＭｇＣＯ３　、Ｍｇ
Ｆ２　、ＺｎＦ２　、Ａｌ（ＯＨ）３　、ＡｌＦ３　、
ＨｆＦ４　、ＺｒＦ４　、Ｙｂ２　Ｏ３　、Ｌｉ２　Ｃ
Ｏ３　、ＳｉＯ２　、Ｓｂ２　Ｏ３　、及びＡｓ２　Ｏ
３　を用い、これらを混合して、陽イオンを酸化物で表
示したときの重量％が表１〜４に示すようなガラス原料
組成物を得た。得られたガラス原料組成物を実施例１と
同様に溶融、ガラス化して実施例２〜２０の光学ガラス
を得た。得られた実施例２〜２０の光学ガラスの屈折率
、アッベ数および耐失透性を表１〜４に示す。表１〜４
から、実施例２〜２０の光学ガラスは、いずれも屈折率
が１．６５以上、アッベ数が５６．０以上を示しており
、目的の光学恒数を有し、また耐失透性にも優れている
（表１〜４中の評価○）ことが分かる。なお、実施例１
１および１３においては、以下のような加速耐失透性試
験を行なった。すなわち、ガラス融液を成形型に鋳込む
前に、ガラス融液を収容するるつぼを電気炉内に移し、
温度８８０℃及び９２０℃の２通りの温度で、１時間保
持した。これは、もしガラス中に失透による結晶が出来
ていれば、この結晶を十分に成長させ、後述の結晶の観
察を容易にするためである。この後、それぞれのガラス
融液を、鉄製の成形型に鋳込み、冷却しガラスを得た。そして、これらのガラスを８０倍の顕微鏡にて観察し、
ガラス中の結晶の有無について調べた。その結果、実施
例１１および１３のいずれにおいても顕微鏡観察によっ
てもガラス中の結晶の存在が認められなかった。

【００２０】比較例１〜２比較のため、特開昭５６−１６９１５０号公報に記載の
実施例７および実施例２０をそれぞれ比較例１および２
として追試した。すなわち、Ｈ３　ＢＯ３　，Ｇｄ２　
Ｏ３　，Ｌａ２　Ｏ３　，ＬａＦ３　，ＣａＦ２　，Ｚ
ｎＦ２　，Ｓ２　Ｏ２　およびＳｉＯ２　を用い、これ
らを、陽イオンを酸化物で表示したときの重量％が表４
となるように配合してガラス原料組成物を得た。以下、
実施例１と同様に実施して比較例１および２の光学ガラ
スを得た。表４に得られた比較例１および２の光学ガラ
スの屈折率、アッベ数、耐失透性を示す。表４より比較
例１および２の光学ガラスは、目視によってもガラス中
に結晶が観察され、耐失透性に劣る（表４中の評価×）
ことが明らかとなった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】

【発明の効果】以上、本発明の光学ガラスは、Ｂ２　Ｏ
３　−ＢａＯ−Ｇｄ２　Ｏ３　−Ｌａ２　Ｏ３　−Ｆ系
の光学ガラスにおいてＦの含有量を多くし、Ｂ２　Ｏ３
　の含有量に対するＧｄ２　Ｏ３　の含有量の重量比Ｇ
ｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ３　を１．１〜３．０にしたこ
とにより、屈折率が１．６５以上、アッベ数が５６．０
以上の光学恒数と、優れた耐失透性とを備えている。し
たがって、上記の光学恒数を有する高屈折率、低分散の
光学ガラスを、一般の光学ガラスと同様に均質で失透す
ることなく、大量生産することが出来るようになった。本発明のガラスを分散係数の大きいガラスと組合わせる
ことになり、優れた色消し性能を有するレンズが得られ
ることが可能であり、実用価値は多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　陽イオンを酸化物で表示したときの重
量％で、１５〜２４％のＢ２　Ｏ３　、６〜２２％のＢ
ａＯ、２５〜５５％のＧｄ２Ｏ３　、７〜３７％のＬａ
２　Ｏ３　および１０％以下のＹ２　Ｏ３　を含有し、
これらの酸化物の合計重量に対して１６〜２７％のフッ
素（Ｆ換算）を含有し、かつＧｄ２　Ｏ３　／Ｂ２　Ｏ
３　の重量比が１．１〜３．０であるガラス原料組成物
を溶融、ガラス化してなり、屈折率が１．６５以上で、
アッベ数が５６．０以上であることを特徴とする光学ガ
ラス。
【請求項２】　　Ｇｄ２　Ｏ３　、Ｌａ２　Ｏ３　およ
びＹ２　Ｏ３　の合計量が５０〜７３％である、請求項
１に記載の光学ガラス。
【請求項３】　　ガラス原料組成物が更に６％以下のＳ
ｒＯ，　　６％以下のＣａＯ，　　６％以下のＭｇＯ，
　　３％以下のＺｎＯ，　　５％以下のＡｌ２　Ｏ３　
，４％以下のＨｆＯ２　，　　３％以下のＺｒＯ２　，
　　９％以下のＹｂ２　Ｏ３　，　　５％以下のＬｉ２
　Ｏ，　　６％以下のＳｉＯ２　，　　１％以下のＳｂ
２　Ｏ３　および１％以下のＡｓ２　Ｏ３　から選ばれ
る少なくとも１種を含有する、請求項１に記載の光学ガ
ラス。