JPH0471855B2 - - Google Patents
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- JPH0471855B2 JPH0471855B2 JP63047117A JP4711788A JPH0471855B2 JP H0471855 B2 JPH0471855 B2 JP H0471855B2 JP 63047117 A JP63047117 A JP 63047117A JP 4711788 A JP4711788 A JP 4711788A JP H0471855 B2 JPH0471855 B2 JP H0471855B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
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- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学ガラスに係わり、特に屈折率
ndが1.70以上、アツベ数νdが30以下でSiO2−
PbO−アルカリ系ガラスよりも高分散側に位置す
る高屈折率高分散光学ガラスに関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来、この種の光学ガラスとして、例えば主た
る成分としてP2O5、Na2Ｏ、TiO2、およびWO3
を含有したガラスが特開昭49−17409号公報に、
P2O5−R2Ｏ−ZnO−Nb2O5系ガラスからなるガ
ラスが特公昭56−40094号公報にそれぞれ開示さ
れている。また、SiO2−TiO2−Nb2O5−R2Ｏ系
ガラスにBPO4およびまたはAl（PO3）3を導入した
ガラスが特公昭60−54247号公報に開示されてい
る。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述した特開昭49−17409号公
報および特公昭56−40094号公報に開示されたガ
ラスは、いずれも耐失透性が低いという問題があ
つた。また、前述した特公昭60−54247号公報に
開示されたガラスにおいては、屈折率ndが1.70以
上のガラスではガラスの軟化温度付近での失透傾
向が強く、ガラス塊を昇温して軟化させる際に失
透してしまい、プレス加工が困難となる問題があ
つた。 したがつて本発明は、前述した従来の問題に鑑
みてなされたものであり、その目的は前述した光
学特性を有する高屈折率高分散ガラスを失透せず
に安定して得られる光学ガラスを提供することに
ある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、屈折率が比較的高い光学特性領域で
はNb2O5量の多い部分に安定な耐失透性領域があ
り、同時にアルカリの総量を少なく抑えることに
よつてさらに安定化し得ることを見いだし、これ
によつて屈折率1.70以上のガラスにおいてもガラ
ス塊の軟化の際に失透が起こらず、通常のプレス
でも容易に成形し得ることが系統的かつ詳細な実
験を行つた結果、判明し、これに基づいてなされ
たもので、本発明は、重量％（以下wt％と称す
る）でTiO2４〜14、Nb2O5 18〜49、Na2Ｏ＋
K2Ｏ 10〜17.5未満、SiO2＋GeO2 ５〜30およ
びP2O5 10〜35の組成範囲を基本とすることに
よつて軟化温度付近での耐失透性が優れ、着色が
少なく量産可能な安定性を有する高屈折率高分散
ガラスが得られることを見い出したものである。 すなわち、本発明に係わる光学ガラスは、wt
％において下記の組成物からなる。 SiO2 ５〜30 GeO2 ０〜25 （ただしSiO2＋GeO2の合計量 ５〜30） Na2Ｏ ０〜17.5未満 K2Ｏ ０〜17.5未満 （ただしNa2Ｏ＋K2Ｏの合計量10〜17.5未満） P2O5 10〜35 Nb2O5 18〜49 TiO2 ４〜14 を含み、さらに Ta2O5 ０〜20 ZrO2 ０〜10 WO3 ０〜５ Bi2O3 ０〜20 B2O3 ０〜15 Al2O3 ０〜５ As2O3 ０〜３ を含んでいても良い。 〔作用〕 本発明において、SiO2はガラスの粘性を高め、
失透傾向を抑える成分として有効であり、化学的
耐久性の向上および膨張係数の低下にも好適な成
分であるが、5wt％未満とすると、上記効果が得
られず、30wt％を越えると、本発明の目的とす
る高屈折率高分散が得られない。したがつて
SiO2を５〜30wt％の範囲としたが、好ましくは
５〜26wt％の範囲である。また、GeO2はガラス
を高屈折率にする性質が強く、有効な成分であ
り、25wt％を越えると、着色が強くなり、また
低温度領域での失透傾向が強くなる。したがつて
GeO2を０〜25wt％の範囲としたが、好ましくは
０〜18wt％の範囲である。さらにこれらのSiO2
とGeO2との合計量が30wt％を越えると、目的と
する高屈折率高分散が得られない。したがつて
SiO2＋GeO2を５〜30wt％の範囲としたが、好ま
しくは５〜26wt％の範囲である。また、Na2Ｏ
およびK2Ｏはともにガラスの溶融性を向上させ、
失透傾向を制御する上で重要な成分であり、した
がつてNa2Ｏを０〜17.5wt％未満の範囲、好まし
くは５〜17.5wt％未満の範囲とし、K2Ｏを０〜
17.5wt％未満の範囲、好ましくは５〜17.5wt％未
満の範囲とする。さらにこれらのNa2ＯとK2Ｏ
との合計量が10wt％未満となると、それぞれの
効果は薄くなり、また17.5wt％以上では、屈折率
が低くなり、目的とする光学特性が得られないた
め、10〜17.5wt％未満の範囲としたが、好ましく
は13〜17.5wt％未満の範囲である。また、P2O5
は、ガラスを高分散にする上で有効な成分であ
り、10wt％未満とする高分散特性が得られない。
また35wt％を越えると、失透傾向が強まり、化
学的耐久性も低下する。したがつてP2O5を10〜
35wt％の範囲としたが、好ましくは10〜30wt％
の範囲である。また、Nb2O5は、ガラスを高屈折
率高分散にする上で有効な成分であり、18wt％
未満とすると、屈折率が下がり、目的とする光学
的特性が得られない。また49wt％を越えると、
失透傾向が強まるため不適当である。したがつて
Nb2O5を18〜49wt％の範囲としたが、好ましく
は22〜42wt％の範囲である。さらにTiO2は、ガ
ラスを高屈折率高分散にする上で極めて有効な成
分であるが、4wt％未満ではその効果が得られ
ず、14wt％を越えると、失透傾向が強まる傾向
がある。したがつてTiO2を４〜14wt％の範囲と
した。また、Ta2O5、ZrO2，WO3、Bi2O3は、
Nb2O5もしくはTiO2との置換により加えること
が可能であり、光学恒数の調整を行うことができ
る。しかしながら、Ta2O5は20wt％、ZrO2は
10wt％、WO3は5wt％、Bi2O3は20wt％を越える
と、失透傾向が強まり、さらにガラスが低分散と
なり、本発明の目的から外れる。したがつてTa2
O5を０〜20wt％の範囲、好ましくは０〜15wt％
の範囲、ZrO2を０〜10wt％の範囲、好ましくは
０〜5wt％の範囲、WO3を０〜5wt％の範囲、Bi2
O3を０〜20wt％の範囲、好ましくは０〜15wt％
の範囲である。また、B2O3は、ガラスの溶融性
を向上させ、比較的ガラスを高分散にする成分で
あるが、15wt％を越えると、失透傾向が強くな
り、不適当である。したがつてB2O3を０〜15wt
％の範囲とする。また、Al2O3は、ガラスを高分
散にし、化学的耐久性を向上させる成分である
が、5wt％を越えると、失透傾向が強まり、不適
当である。したがつてAl2O3を０〜5wt％の範囲
とする。また、As2O3は、Nb2O5およびTiO2の
含有量の多いガラスにおいては消色剤として有効
な成分であるが、3wt％を越えると、失透傾向が
強まり、不適当である。したがつてAs2O3を０〜
3wt％の範囲としたが、好ましくは０〜1wt％の
範囲とする。なお、消色、脱泡等の目的で通常行
われる少量のSb2O3およびＦ等を使用することを
排除するものではない。 〔実施例〕 本発明の実施例のガラス組成を、光学恒数（屈
折率ndおよびアツベ数νd）、液相温度L.Tおよび
耐失透性テスト結果とともに下記表１に示した。
また、従来技術としての比較例を下記表２に示し
た。なお、表２において、比較例Ａは前述した従
来例として説明した特開昭49−17409号公報内に
実施例NO−357、比較例Ｂは特公昭56−40094号
公報内の実施例NO−７および比較例Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれ特公昭60−54247号公報内
の実施例NO.1，３，８，９，10であり、表中の
ndは屈折率、νdはアツベ数、L.Tは液相温度を示
している。
ndが1.70以上、アツベ数νdが30以下でSiO2−
PbO−アルカリ系ガラスよりも高分散側に位置す
る高屈折率高分散光学ガラスに関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来、この種の光学ガラスとして、例えば主た
る成分としてP2O5、Na2Ｏ、TiO2、およびWO3
を含有したガラスが特開昭49−17409号公報に、
P2O5−R2Ｏ−ZnO−Nb2O5系ガラスからなるガ
ラスが特公昭56−40094号公報にそれぞれ開示さ
れている。また、SiO2−TiO2−Nb2O5−R2Ｏ系
ガラスにBPO4およびまたはAl（PO3）3を導入した
ガラスが特公昭60−54247号公報に開示されてい
る。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述した特開昭49−17409号公
報および特公昭56−40094号公報に開示されたガ
ラスは、いずれも耐失透性が低いという問題があ
つた。また、前述した特公昭60−54247号公報に
開示されたガラスにおいては、屈折率ndが1.70以
上のガラスではガラスの軟化温度付近での失透傾
向が強く、ガラス塊を昇温して軟化させる際に失
透してしまい、プレス加工が困難となる問題があ
つた。 したがつて本発明は、前述した従来の問題に鑑
みてなされたものであり、その目的は前述した光
学特性を有する高屈折率高分散ガラスを失透せず
に安定して得られる光学ガラスを提供することに
ある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、屈折率が比較的高い光学特性領域で
はNb2O5量の多い部分に安定な耐失透性領域があ
り、同時にアルカリの総量を少なく抑えることに
よつてさらに安定化し得ることを見いだし、これ
によつて屈折率1.70以上のガラスにおいてもガラ
ス塊の軟化の際に失透が起こらず、通常のプレス
でも容易に成形し得ることが系統的かつ詳細な実
験を行つた結果、判明し、これに基づいてなされ
たもので、本発明は、重量％（以下wt％と称す
る）でTiO2４〜14、Nb2O5 18〜49、Na2Ｏ＋
K2Ｏ 10〜17.5未満、SiO2＋GeO2 ５〜30およ
びP2O5 10〜35の組成範囲を基本とすることに
よつて軟化温度付近での耐失透性が優れ、着色が
少なく量産可能な安定性を有する高屈折率高分散
ガラスが得られることを見い出したものである。 すなわち、本発明に係わる光学ガラスは、wt
％において下記の組成物からなる。 SiO2 ５〜30 GeO2 ０〜25 （ただしSiO2＋GeO2の合計量 ５〜30） Na2Ｏ ０〜17.5未満 K2Ｏ ０〜17.5未満 （ただしNa2Ｏ＋K2Ｏの合計量10〜17.5未満） P2O5 10〜35 Nb2O5 18〜49 TiO2 ４〜14 を含み、さらに Ta2O5 ０〜20 ZrO2 ０〜10 WO3 ０〜５ Bi2O3 ０〜20 B2O3 ０〜15 Al2O3 ０〜５ As2O3 ０〜３ を含んでいても良い。 〔作用〕 本発明において、SiO2はガラスの粘性を高め、
失透傾向を抑える成分として有効であり、化学的
耐久性の向上および膨張係数の低下にも好適な成
分であるが、5wt％未満とすると、上記効果が得
られず、30wt％を越えると、本発明の目的とす
る高屈折率高分散が得られない。したがつて
SiO2を５〜30wt％の範囲としたが、好ましくは
５〜26wt％の範囲である。また、GeO2はガラス
を高屈折率にする性質が強く、有効な成分であ
り、25wt％を越えると、着色が強くなり、また
低温度領域での失透傾向が強くなる。したがつて
GeO2を０〜25wt％の範囲としたが、好ましくは
０〜18wt％の範囲である。さらにこれらのSiO2
とGeO2との合計量が30wt％を越えると、目的と
する高屈折率高分散が得られない。したがつて
SiO2＋GeO2を５〜30wt％の範囲としたが、好ま
しくは５〜26wt％の範囲である。また、Na2Ｏ
およびK2Ｏはともにガラスの溶融性を向上させ、
失透傾向を制御する上で重要な成分であり、した
がつてNa2Ｏを０〜17.5wt％未満の範囲、好まし
くは５〜17.5wt％未満の範囲とし、K2Ｏを０〜
17.5wt％未満の範囲、好ましくは５〜17.5wt％未
満の範囲とする。さらにこれらのNa2ＯとK2Ｏ
との合計量が10wt％未満となると、それぞれの
効果は薄くなり、また17.5wt％以上では、屈折率
が低くなり、目的とする光学特性が得られないた
め、10〜17.5wt％未満の範囲としたが、好ましく
は13〜17.5wt％未満の範囲である。また、P2O5
は、ガラスを高分散にする上で有効な成分であ
り、10wt％未満とする高分散特性が得られない。
また35wt％を越えると、失透傾向が強まり、化
学的耐久性も低下する。したがつてP2O5を10〜
35wt％の範囲としたが、好ましくは10〜30wt％
の範囲である。また、Nb2O5は、ガラスを高屈折
率高分散にする上で有効な成分であり、18wt％
未満とすると、屈折率が下がり、目的とする光学
的特性が得られない。また49wt％を越えると、
失透傾向が強まるため不適当である。したがつて
Nb2O5を18〜49wt％の範囲としたが、好ましく
は22〜42wt％の範囲である。さらにTiO2は、ガ
ラスを高屈折率高分散にする上で極めて有効な成
分であるが、4wt％未満ではその効果が得られ
ず、14wt％を越えると、失透傾向が強まる傾向
がある。したがつてTiO2を４〜14wt％の範囲と
した。また、Ta2O5、ZrO2，WO3、Bi2O3は、
Nb2O5もしくはTiO2との置換により加えること
が可能であり、光学恒数の調整を行うことができ
る。しかしながら、Ta2O5は20wt％、ZrO2は
10wt％、WO3は5wt％、Bi2O3は20wt％を越える
と、失透傾向が強まり、さらにガラスが低分散と
なり、本発明の目的から外れる。したがつてTa2
O5を０〜20wt％の範囲、好ましくは０〜15wt％
の範囲、ZrO2を０〜10wt％の範囲、好ましくは
０〜5wt％の範囲、WO3を０〜5wt％の範囲、Bi2
O3を０〜20wt％の範囲、好ましくは０〜15wt％
の範囲である。また、B2O3は、ガラスの溶融性
を向上させ、比較的ガラスを高分散にする成分で
あるが、15wt％を越えると、失透傾向が強くな
り、不適当である。したがつてB2O3を０〜15wt
％の範囲とする。また、Al2O3は、ガラスを高分
散にし、化学的耐久性を向上させる成分である
が、5wt％を越えると、失透傾向が強まり、不適
当である。したがつてAl2O3を０〜5wt％の範囲
とする。また、As2O3は、Nb2O5およびTiO2の
含有量の多いガラスにおいては消色剤として有効
な成分であるが、3wt％を越えると、失透傾向が
強まり、不適当である。したがつてAs2O3を０〜
3wt％の範囲としたが、好ましくは０〜1wt％の
範囲とする。なお、消色、脱泡等の目的で通常行
われる少量のSb2O3およびＦ等を使用することを
排除するものではない。 〔実施例〕 本発明の実施例のガラス組成を、光学恒数（屈
折率ndおよびアツベ数νd）、液相温度L.Tおよび
耐失透性テスト結果とともに下記表１に示した。
また、従来技術としての比較例を下記表２に示し
た。なお、表２において、比較例Ａは前述した従
来例として説明した特開昭49−17409号公報内に
実施例NO−357、比較例Ｂは特公昭56−40094号
公報内の実施例NO−７および比較例Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれ特公昭60−54247号公報内
の実施例NO.1，３，８，９，10であり、表中の
ndは屈折率、νdはアツベ数、L.Tは液相温度を示
している。
【表】
以上説明したように本発明によれば、wt％で
SiO2 ５〜30、GeO2 ０〜25（ただしSiO2＋
GeO2の合計量５〜30）、Na2Ｏ ０〜17.5未満、
K2Ｏ ０〜17.5未満（ただしNa2Ｏ＋K2Ｏの合計
量10〜17.5未満）、P2O5 10〜35、Nb2O5 18〜
49およびTiO2 ４〜14を含有させたことにより、
屈折率1.70以上、アツベ数が30以下を有する極め
て安定な光学ガラスが得られるとともに分散率の
低い光学ガラスと組み合わせることにより、高い
口径比を有する色消しレンズを製作することが可
能となる。また、通常の光学ガラスと同様に均質
で失透のない光学ガラスを大量に生産することが
でき、種々の光学製品への使用において実用価値
が多大となるなどの極めて優れた効果が得られ
る。
SiO2 ５〜30、GeO2 ０〜25（ただしSiO2＋
GeO2の合計量５〜30）、Na2Ｏ ０〜17.5未満、
K2Ｏ ０〜17.5未満（ただしNa2Ｏ＋K2Ｏの合計
量10〜17.5未満）、P2O5 10〜35、Nb2O5 18〜
49およびTiO2 ４〜14を含有させたことにより、
屈折率1.70以上、アツベ数が30以下を有する極め
て安定な光学ガラスが得られるとともに分散率の
低い光学ガラスと組み合わせることにより、高い
口径比を有する色消しレンズを製作することが可
能となる。また、通常の光学ガラスと同様に均質
で失透のない光学ガラスを大量に生産することが
でき、種々の光学製品への使用において実用価値
が多大となるなどの極めて優れた効果が得られ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で SiO2 ５〜30 GeO2 ０〜25 （ただしSiO2＋GeO2の合計量 ５〜30） Na2Ｏ ０〜17.5未満 K2Ｏ ０〜17.5未満 （ただしNa2Ｏ＋K2Ｏの合計量10〜17.5未満） P2O5 10〜35 Nb2O5 18〜49 TiO2 ４〜14 を含むことを特徴とする光学ガラス。 ２ 請求項第１記載の光学ガラスにおいて、重量
％で Ta2O5 ０〜20 ZrO2 ０〜10 WO3 ０〜５ Bi2O3 ０〜20 B2O3 ０〜15 Al2O3 ０〜５ As2O3 ０〜３ を含むことを特徴とする光学ガラス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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