WO2005042424A1 - 光学ガラスおよび光学素子製造方法 - Google Patents

光学ガラスおよび光学素子製造方法 Download PDF

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WO2005042424A1
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optical
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Tomoyuki Kobayashi
Jun Sasai
Syuji Matsumoto
Naoki Sugimoto
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Asahi Glass Company, Limited
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
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    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/253Silica-free oxide glass compositions containing germanium

Definitions

  • the present invention relates to an optical glass suitable for precision press molding and a method for producing an optical element (such as a lens) made of the glass.
  • a lens used for such an application is usually spherical or aspherical, and is manufactured by heating a glass or resin preform to a softening temperature and precision pressing.
  • a glass preform is usually formed by flowing molten glass from an outlet of an outflow pipe made of platinum or a platinum alloy (hereinafter, these are collectively referred to as platinum or the like). It is made by dropping.
  • platinum or the like platinum or the like.
  • a lens used for a DVD using a blue laser (hereinafter, referred to as a blue DVD) and the like. It is required that the refractive index is high, the Abbe number is large, and the transmittance of light with a wavelength of 400 nm is high.
  • the lens has a low refractive index
  • the numerical aperture becomes small.
  • the distance between the lens and the surface of the recording medium becomes extremely small, and the possibility that the lens and the recording medium come into contact with each other increases.
  • the lens has a small Abbe number, the wavelength dispersion becomes remarkable, and the light may not be focused during the wavelength drift of the laser.
  • the lens has a low transmittance, the intensity of the laser beam applied to the recording portion of the recording medium is insufficient, so that the irradiation time must be extended and the reading and writing speed may be reduced. is there.
  • the ratio SiO / O is greater than 0.78, which satisfies such requirements.
  • the Tg must not be increased by increasing the LiO content in
  • An object of the present invention is to provide an optical glass and a method for manufacturing an optical element that can solve the above problems.
  • the present invention is an optical glass having an internal transmittance of 90% or more of the internal transmittance for light having a wavelength of 400 nm of 90% or more, containing 25 mol% or more of BO and 0.1 to 20 mol% of TeO.
  • the present invention also relates to a method for producing an optical element comprising the optical glass, wherein the molten optical glass is dripped out of an outflow pipe made of platinum or a platinum alloy into an outflow pipe to form a preform.
  • a method for manufacturing an optical element characterized in that an optical element is formed by precision press molding.
  • the present inventors have made TeO into optical glass applicable to the applications as described above. As a result, the present inventors have found that the contact angle between the molten glass and platinum or the like can be increased, and the present invention has been accomplished.
  • an optical glass having a large contact angle with platinum or the like can be obtained, so that even in a lightweight preform, the mass variation rate can be reduced and the preform manufacturing efficiency can be increased.
  • the contact angle of the optical glass containing no SiO is increased.
  • the optical glass of the present invention (hereinafter referred to as the glass of the present invention) preferably has an internal transmittance for a light having a wavelength of 400 nm in terms of lmm thickness (T) of 95% or more, and more preferably 98%.
  • the lmm thickness-converted value ⁇ of the internal transmittance for light of wavelength ⁇ is measured, for example, as follows.
  • Specular photometer U-3500 (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd. was applied to two plate-shaped samples, both sides of which were mirror-polished, measuring 2 cm x 2 cm, and having a thickness of lmm and 5 mm. Measure the transmittance for light. Let T and T be the transmittances of the plate samples with thicknesses of 1 mm and 5 mm obtained by the measurement, respectively, and calculate T by the following formula.
  • the minimum value (T) of the internal transmittance of the glass of the present invention with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm in terms of lmm thickness is preferably 97% or more. When T is less than 97%, visible light
  • T is preferably 98% or more, more preferably 99% or more.
  • the refractive index (n) of the glass of the present invention with respect to light having a wavelength of 633 nm is preferably 1.70 or more. If n is less than 1.70, it may be difficult to obtain an objective lens having a thickness suitable for recording on an optical recording medium and having a desired numerical aperture. n is more preferred Or 1.78 or more.
  • the Abbe number (V) of the glass of the present invention is preferably 35 or more. With V force less than 35
  • V is better
  • d Preferably 40 or more, typically 55 or less.
  • the glass of the present invention preferably has a Tg of 650 ° C or less. If the Tg exceeds 650 ° C, the press temperature will be too high, and it may be difficult to repeatedly use the mold used for precision press. Tg is more preferably 630 ° C or lower, particularly preferably 560 ° C or lower.
  • the contact angle ( ⁇ ) is preferably 65 ° or more. If the force is less than 5 °, for example, the mass variation rate of the preform used when the pickup objective lens is manufactured by precision press becomes too large, and the preform manufacturing efficiency may be reduced.
  • is more preferably 80 ° or more.
  • the difference between the measured temperature of ⁇ and T is also to prevent the glass power from evaporating volatile components such as B (boron) and affecting the measured value of ⁇ .
  • the time until the completion of the measurement of 0 is typically 2 minutes or less.
  • is measured, for example, as follows.
  • a block-shaped glass sample of 4 mm X 4 mm X 4 mm is placed on a platinum plate, placed in an infrared intensive heating furnace, and heated to a predetermined measurement temperature.
  • the contact angle between the molten glass and the platinum plate at the measurement temperature is observed from an observation window provided on the side wall of the heating furnace, and the contact angle is measured.
  • the difference between the measured temperature and T is typically 100 ° C or less.
  • the glass of the present invention is typically produced by melting at a temperature of 1000 ° C or higher, and a crucible having the same strength as platinum is usually used for the melting.
  • glass X contains 20 mol% of TeO
  • glass X is
  • the glass contains a polyvalent element
  • the polyvalent element has the smallest valence. It is assumed that it exists in the form of an oxide. And the molar percentage content is calculated assuming that it exists in the form of atoms.
  • B O is a component for preventing the rise of Tg and enabling precision press, and is essential.
  • B O is preferably 30 m
  • N is small when B O exceeds 70%
  • the chemical durability such as water resistance may be reduced, and more preferably 65% or less.
  • TeO is a component for increasing ⁇ and is essential. If TeO is less than 0.1%, ⁇
  • the TeO content is preferably 3% or more. If TeO exceeds 20%, v becomes small.
  • the melting of the glass is performed using a platinum crucible or the like, there is a risk that the coloring of the glass becomes strong, and the content is preferably 15% or less, more preferably 10% or less.
  • La O is not essential, but increased n and v without containing PbO
  • LaO When LaO is contained, its content is preferably 1 to 35%. La O force 1%
  • n or V force may decrease, more preferably 5% or more, particularly preferably d.
  • ZnO is not essential, but may be contained for the purpose of stabilizing the glass. When ZnO is contained, its content is preferably 5% or more or 25% or less. If ZnO is less than 5%, the effects such as glass stabilization may be insufficient, and it is preferably 7% or more. If ZnO is more than 25%, Tg may be increased, etc., more preferably 20% or less, further preferably 18% or less, particularly preferably 18% or less, and most preferably 12% or less.
  • SiO is not essential, but may be contained for the purpose of stabilizing the glass. SiO
  • GeO is not essential, but makes the glass stable, increases n, devitrifies during molding
  • the content is 1% or more
  • g may be increased, and more preferably 15% or less.
  • the total content thereof is preferably 20% or less.
  • Li O is not essential, but is contained to stabilize the glass, lower Tg, and the like.
  • Li O is contained, its content should be 1% or more or 15% or less
  • Li O content is less than 1%, the effects such as glass stabilization may be insufficient.
  • Li O content is more than 15%, devitrification may easily occur, more preferably 10% or less, particularly
  • the total content thereof is preferably 10% or less. If the total is more than 10%, the glass may be unstable, or n or hardness may be reduced. In the case of increasing the hardness, improving the chemical durability, etc., it is preferable that these do not contain any deviation.
  • MgO, CaO, SrO, and BaO are not essential, but may be contained for stabilizing the glass, adjusting n or density, or the like. When one or more of these are contained, the total content thereof is preferably 20% or less. If the total is more than 20%, the glass may be rather unstable and n may be small, and more preferably 15% or less.
  • the glass may be unstable, preferably 25% or less, more preferably 20% or less.
  • Nb O nor WO is essential, but it is contained to increase n or the like.
  • Ga O is not essential, but is contained for stabilizing the glass and increasing n.
  • Ga O force is less than l%, the effects of glass stabilization and the like may be insufficient.
  • Tg may increase.
  • Y O is not essential, but is included to increase n, suppress devitrification during molding, and the like.
  • Y O is contained, its content should be 1% or more or 20% or less
  • Tg may increase
  • F is not essential, but may be contained for the purpose of lowering Tg.
  • its content is preferably 3% or less. If F is more than 3%, there is a possibility that n becomes small, glass becomes unstable, volatilization during melting becomes remarkable, and striae become strong. It is preferable that n is made larger, in which case F is not contained.
  • the glass of the present invention typically contains the above-described component power. Needless to say, the glass may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired.
  • FeO is a material that is likely to be inevitably contained as an impurity.
  • the optical element in the present invention is typically a lens, a prism, or a mirror.
  • a spherical preform is typically prepared by a well-known method of dropping the molten glass of the present invention from an outlet of an outflow pipe made of platinum or the like. At this time, since ⁇ is large, the wetting of the molten glass outside the front end of the outlet is suppressed, and the mass variation rate of the preform is reduced.
  • An optical element having a desired shape is manufactured from the preform by a known precision press molding method.
  • the lens manufactured by the optical element manufacturing method of the present invention uses a laser beam having a wavelength of 400 to 800 nm to record or read an optical recording medium such as a CD, CD-R, CD-RW, DVD, or MO. It is suitable for an objective lens, a collimating lens for visible and near-ultraviolet laser, etc.
  • the raw materials were prepared and mixed in a platinum crucible so as to obtain a glass having a composition shown by mol% in the column of FeO and melted at 1100-1200 ° C for 1 hour. At this time, the mixture was stirred for 0.5 hour with a platinum stirrer to homogenize the molten glass. The homogenized molten glass was poured out, formed into a plate, and then gradually cooled. Examples 1 to 6 are working examples, and example 7 is a comparative example.
  • Tg unit: ° C
  • average linear expansion coefficient at 100 to 300 ° C a unit: X 10 "V ° C)
  • T unit:%)
  • unit:%)
  • for light with a wavelength of 405 nm
  • the sample was cooled to room temperature and the angle ⁇ ′ (unit:) between the glass surface and the platinum plate at the interface between the glass and the platinum plate was measured. “One” in the table indicates that measurement was not performed.
  • ⁇ ⁇ is generally smaller than ⁇ ⁇ ⁇ because the glass shrinks during cooling and the height of the liquid surface is reduced, and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is easily affected by cooling conditions.
  • the magnitude relation of ⁇ 'and the magnitude relation of ⁇ ' do not always match.
  • Tg A sample processed into a cylindrical shape having a diameter of 5 mm and a length of 20 mm was measured at a heating rate of 5 ° CZ using a thermomechanical analyzer TMA8140 (trade name) manufactured by Rigaku Corporation.
  • thermomechanical analyzer TMA8140 (trade name) manufactured by Rigaku Corporation.
  • n A plate sample with a size of 2cm x 2cm and a thickness of lmm, mirror-polished on both sides, is measured with a refractive index measuring device Model 2010 PRISM COUPLER (trade name) manufactured by Metricon, and refracted to light with a wavelength of 633nm. Got the rate.
  • n, V Process glass into a triangular prism with a side of 30mm and a thickness of 10mm.
  • the measurement was performed using a precision spectrometer GMR-1 (trade name) manufactured by New Kogaku Co., Ltd.
  • T A 4mm X 4mm X 4mm glass block is made of a Pt alloy (Pt: 95%, Au: 5%) dish
  • the raw materials were mixed so as to obtain a glass having the composition, put in a platinum crucible, and melted at 1100 to 1200 ° C for 1 hour. At this time, the molten glass was homogenized by stirring for 0.5 hour with a platinum stirrer. The homogenized molten glass was poured out, formed into a plate, and then gradually cooled.

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Abstract

 波長400nmの光に対する内部透過率の1mm厚み換算値が90%以上である光学ガラスであって、B2O3を25モル%以上、TeO2を0.1~20モル%含有する光学ガラス。La2O3を含有する前記光学ガラス。ガラス転移点≦650°C、633nmでの屈折率≧1.70である前記光学ガラス。前記光学ガラスからなる光学素子の製造方法であって、溶融状態の前記光学ガラスを白金合金製流出パイプの流出口から滴下させてプリフォームとし、これを精密プレス成形する光学素子製造方法。

Description

明 細 書
光学ガラスおよび光学素子製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、精密プレス成形に好適な光学ガラスおよび同ガラスからなる光学素子( レンズ等)の製造方法に関する。
背景技術
[0002] CD等の光記録媒体への記録はレーザー光をコリメートレンズによって平行光とし、 これを対物レンズによって集光して行われる。
このような用途に用いられるレンズは通常、球面状または非球面形状であり、ガラス または榭脂のプリフォームを軟ィ匕温度まで加熱し精密プレスして作製される。
[0003] ガラスを精密プレスしてレンズを作製する場合、ガラスのプリフォームは通常、溶融 ガラスを白金または白金合金 (以下、これらを白金等と総称する。)からなる流出パイ プの流出口から滴下させて作製される。この場合流出パイプの流出口先端部の外側 を溶融ガラスが濡れ上がる現象およびこの現象によってプリフォームの脈理が強くな り、またプリフォームの質量ばらつき率が大きくなることが知られている。
前記現象が溶融ガラスと白金等との接触角が小さいことに起因することに着目し、こ の接触角を大きくできるガラスが提案されて!、る (特許第 3270022号公報参照。)。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 近年精密プレスによって製造されるガラスレンズの小型化が急速に進んでいる。そ の結果、たとえば DVDのピックアップ用対物レンズ製造に用いられるプリフォームは 数十 mgから数百 mg程度と!/ヽぅ極めて軽量のものになってきて!/ヽる。これ〖こともな!/、、 前記流出口先端部の直径はより小さくなつて前記溶融ガラスが濡れ上がる現象が顕 著となり、プリフォームの質量ばらつき率が増大する問題が起こっている。
しかし、前記接触角を大きくできるガラス (以下、従来ガラスという。)ではこのような 問題を充分には解決できず、接触角をより大きくできるガラスが求められていた。
[0005] さらに、青色レーザーを用いる DVD (以下、青色 DVDという。)等に用いられるレン ズには、屈折率が高ぐアッベ数が大きぐかつ波長が 400nmの光の透過率が高い ものが求められる。
屈折率が低いレンズであると、開口数が小さくなり、たとえば対物レンズに使用した ときにレンズと記録媒体表面との距離が著しく小さくなりレンズと記録媒体が接触する おそれが強くなる。
また、アッベ数が小さいレンズであると、波長分散が顕著になり、レーザーの波長ド リフトの際に光の焦点が合わなくなるおそれがある。
また、前記透過率が低いレンズであると、記録媒体の記録部分に照射されるレーザ 一光強度が不充分となり照射時間を長くしなければならなくなり、読み込みおよび書 き込み速度が遅くなるおそれがある。
[0006] しかし、従来ガラスは SiOおよび B Oを含有し、それらの質量百分率表示含有量
2 2 3
の比 SiO / Oが 0. 78より大きいことを特徴とするものであり、このような要求を充
2 2 3
分には満たせな力つた。すなわち、 SiO含有によりガラス転移点 (Tg)が高くなるの
2
で Li O含有量を増加させて Tgが高くならないようにしなければならず、その結果屈
2
折率が低下する、失透しやすくなる等の問題が発生するおそれがあった。また、 Tgを 高くすることなく屈折率を高くするべく TiOまたは Nb Oを添加すると波長 400nm付
2 2 5
近の透過率が低下するおそれがある等の問題があった。
本発明は以上のような問題を解決できる光学ガラスおよび光学素子製造方法の提 供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、波長 400nmの光に対する内部透過率の lmm厚み換算値が 90%以上 である光学ガラスであって、 B Oを 25モル%以上、 TeOを 0. 1— 20モル%含有す
2 3 2
る光学ガラスを提供する。
また、本発明は、前記光学ガラスからなる光学素子の製造方法であって、溶融状態 の前記光学ガラスを白金製または白金合金製の流出パイプの流出ロカ 滴下させ てプリフォームとし、このプリフォームを精密プレス成形して光学素子とすることを特徴 とする光学素子製造方法を提供する。
本発明者は、先に述べたような用途に適用可能な光学ガラスに TeOを含有させる ことによって溶融状態の当該ガラスと白金等との接触角を大きくできることを見出し、 本発明に至った。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、白金等との接触角が大きい光学ガラスが得られ、これにより軽量 のプリフォームにおいても質量ばらつき率を小さくできプリフォーム作製効率を高くす ることがでさる。
また、本発明によれば、 SiOを含有しない光学ガラスについても前記接触角を大き
2
くすることが可能になり、屈折率、波長 400nmでの透過率およびアッベ数を高くする ことが可能になる。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 本発明の光学ガラス(以下、本発明のガラスという。)の、波長 400nmの光に対する 内部透過率の lmm厚み換算値 (T )は、好ましくは 95%以上、より好ましくは 98%
400
以上である。
[0010] 波長 λの光に対する内部透過率の lmm厚み換算値 Τはたとえば次のようにして測 定される。
両面が鏡面研磨され、大きさが 2cm X 2cm、厚みが lmmと 5mmの 2枚の板状試 料にっ 、て、日立製作所社製分光光度計 U— 3500 (商品名)を用いて波長 λの光 に対する透過率を測定する。測定によって得られた厚みが lmm、 5mmの板状試料 の透過率をそれぞれ T、 Tとして、次式により Tを算出する。
1 5
T= 100 X exp [ (2/3) X log (Τ /Ύ ) ] 0
e 5 1
[0011] 本発明のガラスの、波長 400— 800nmの光に対する内部透過率の lmm厚み換算 値の最小値 (T )は 97%以上であることが好ましい。 T が 97%未満では可視光で mm min
の汎用レンズ、多波長互換の光記録用レンズとして使用することが困難になるおそれ がある。たとえば青色 DVDの対物レンズとして使用したい場合には、 T は好ましく mm は 98%以上、より好ましくは 99%以上である。
[0012] 本発明のガラスの、波長 633nmの光に対する屈折率 (n)は 1. 70以上であることが 好ましい。 nが 1. 70未満では光記録媒体への記録に適用可能な薄さであってかつ 所望の開口数を有する対物レンズを得ることが困難になるおそれがある。 nはより好ま しくは 1. 78以上である。
[0013] 本発明のガラスのアッベ数(V )は 35以上であることが好ましい。 V 力 35未満では
d d
、青色 DVDの対物レンズとして使用することが困難になるおそれがある。 V はより好
d ましくは 40以上であり、典型的には 55以下である。
[0014] 本発明のガラスの Tgは 650°C以下であることが好ましい。 Tgが 650°C超ではプレ ス温度が高くなりすぎ精密プレスに用いられる型を繰り返し使用することが困難にな るおそれがある。 Tgはより好ましくは 630°C以下、特に好ましくは 560°C以下である。
[0015] 液相温度 (T )よりも 20°C以上高い溶融状態における本発明のガラスの白金に対
する接触角( Θ )は 65° 以上であることが好ましい。 Θ力 ½5° 未満では、たとえばピ ックアップ用対物レンズを精密プレスによって製造する場合に使用されるプリフォーム の質量ばらつき率が大きくなりすぎプリフォーム作製効率が低下するおそれがある。
Θはより好ましくは 80° 以上である。なお、ガラス力も B (ホウ素)等の揮散成分が揮 散して Θの測定値が影響を受けることを防止するために、 Θの測定温度と Tの差は
し 典型的には 100°Cまたはそれ以下とし、また、ガラスの温度を上昇させて Tに到達後
0の測定が終了するまでの時間は典型的には 2分間以下とすることが好ましい。
[0016] Θはたとえば次のようにして測定される。
4mm X 4mm X 4mmのブロック状のガラスサンプルを白金製の板の上に載せ、こ れを赤外線集中加熱炉の中に入れて所定の測定温度まで昇温する。当該測定温度 における溶融ガラスと白金製板との接触部を同加熱炉の側壁に設けられた観察窓か ら観察して接触角を測定する。測定温度と Tの差は典型的には 100°Cまたはそれ以
下である。
[0017] 本発明のガラスは典型的には 1000°C以上の温度で溶解して作製されるがその溶 解には通常、白金等力 なるルツボ等が用いられる。
次に、本発明のガラスの成分とその含有量についてモル%を単に%と表示して説 明する。なお、たとえば「ガラス Xが TeOを 20モル%含有する。」とは「ガラス Xは Te
2
を含有し、その Teが TeOの形で存在するとして表した含有量が 20モル%である。」
2
の意である。また、ガラスが多価元素を含有するときはその多価元素は最も価数の小 さ ヽ酸化物の形で存在するとし、通常は酸化物を形成しな!、ハロゲン元素等につ ヽ ては原子の形で存在するとしてモル%表示含有量を算出する。
[0018] B Oは Tgの上昇を防止し精密プレスを可能とする等のための成分であり、必須で
2 3
ある。その含有量が 25モル%未満では Tgが高くなりすぎる。 B Oは好ましくは 30モ
2 3
ル%以上である。
また、その含有量は 70%以下であることが好ましい。 B Oが 70%超では nが小さく
2 3
なる、耐水性等の化学的耐久性が低下する等のおそれがあり、より好ましくは 65%以 下である。
[0019] TeOは Θを大きくするための成分であり必須である。 TeOが 0. 1%未満では Θが
2 2
充分には大きくならず、好ましくは 0. 5%以上、より好ましくは 1%以上、特に好ましく は 1. 5%以上である。 0を特に大きくしたい場合、たとえば 86° 以上にしたい場合 等には TeOは 3%以上であることが好ましい。 TeOが 20%超では、 v が小さくなり
2 2 d すぎる、ガラス溶解を白金製のルツボ等を用いて行う場合ガラスの着色が強くなる等 のおそれがあり、好ましくは 15%以下、より好ましくは 10%以下である。
[0020] La Oは必須ではないが、 PbOを含有することなく nを大きくし、また v を大きくした
2 3 d
V、等の場合には含有することが好ま U、。
La Oを含有する場合その含有量は 1一 35%であることが好ましい。 La O力 1%
2 3 2 3 未満では nまたは V 力 、さくなるおそれがあり、より好ましくは 5%以上、特に好ましく d
は 12%以上である。 La Oが 35%超ではガラス化しにくくなる、 Tgが高くなる等のお
2 3
それがあり、より好ましくは 30%以下、さらに好ましくは 25%以下、特に好ましくは 20 %以下、最も好ましくは 17%以下である。
[0021] ZnOは必須ではないが、ガラスを安定ィ匕させる等のために含有してもよい。 ZnOを 含有する場合その含有量は 5%以上または 25%以下であることが好ま U、。 ZnOが 5%未満ではガラス安定ィ匕等の効果が不充分になるおそれがあり、好ましくは 7%以 上である。 ZnOが 25%超では Tgが高くなる等のおそれがあり、より好ましくは 20%以 下、さらに好ましくは 18%以下、特に好ましくは 18%以下、最も好ましくは 12%以下 である。
[0022] SiOは必須ではな 、が、ガラスを安定ィ匕させる等のために含有してもよ 、。 SiOを
2 2 含有する場合その含有量は 15%以下であることが好ましい。 SiOが 15%超では Tg が高くなる等のおそれがあり、より好ましくは 10%以下である。
GeOは必須ではないが、ガラスを安定ィ匕させる、 nを大きくさせる、成形時の失透
2
を抑制する等のために含有してもよい。 GeOを含有する場合その含有量は 1%以上
2
または 20%以下であることが好ましい。 GeO力 1%未満ではガラス安定ィ匕等の効果
2
が不充分になるおそれがあり、より好ましくは 3%以上である。 GeOが 20%超では T
2
gが高くなる等のおそれがあり、より好ましくは 15%以下である。
[0023] SiOおよび GeOを含有する場合それらの含有量の合計は、好ましくは 20%以下
2 2
、より好ましくは 10%以下である。
B Oおよび GeOを含有する場合それらの含有量の合計は 30— 70%であることが
2 3 2
好ましい。
[0024] Li Oは必須ではないが、ガラスを安定ィ匕させる、 Tgを低下させる等のために含有し
2
てもよい。 Li Oを含有する場合その含有量は 1%以上または 15%以下であることが
2
好ましい。 Li Oが 1%未満ではガラス安定ィ匕等の効果が不充分になるおそれがある
2
。 Li Oが 15%超では失透しやすくなるおそれがあり、より好ましくは 10%以下、特に
2
好ましくは 8%以下である。
[0025] Na 0、 K 0、 Rb Οおよび Cs Oは!、ずれも必須ではな 、が、ガラスの溶解温度を
2 2 2 2
低下させる等のために含有してもよ!ヽ。これらのうちの 1種以上を含有する場合それ らの含有量の合計は 10%以下であることが好ましい。当該合計が 10%超ではガラス が不安定になる、 nまたは硬度が小さくなる等のおそれがある。硬度を大きくしたい、 化学的耐久性を向上させた 、等の場合にはこれらは 、ずれも含有しな 、ことが好ま しい。
[0026] MgO、 CaO、 SrOおよび BaOはいずれも必須ではないが、ガラスを安定化させる、 nまたは密度を調整する等のために含有してもよい。これらのうちの 1種以上を含有す る場合それらの含有量の合計は 20%以下であることが好ま U、。当該合計が 20% 超ではガラスがかえって不安定になる、 nが小さくなる等のおそれがあり、より好ましく は 15%以下である。
[0027] ZrO、 In O、 Gd Oおよび Ta Oはいずれも必須ではないが、 T または T を
2 2 3 2 3 2 5 400 min 低下させることなく nを高くする等のために含有してもよい。これらのうちの 1種以上を 含有する場合それらの含有量の合計は 40%以下であることが好ま U、。当該合計が 40%超ではガラスが不安定になるおそれがあり、好ましくは 25%以下、より好ましく は 20%以下である。
[0028] Nb Oおよび WOはいずれも必須ではないが、 nを大きくする等のために含有して
2 5 3
もよい。 Nb Oまたは WOを含有する場合それらの含有量の合計は 15%以下であ
2 5 3
ることが好ましい。当該合計が 15%超ではガラスが不安定になる、 T または T が
400 min 低下する等のおそれがあり、より好ましくは 7%以下である。なお、 T または T を
400 min 高くしたい、たとえば 97%以上としたい場合には Nb Oおよび WOのいずれも含有
2 5 3
しないことが好ましい。
[0029] Ga Oは必須ではな 、が、ガラスを安定ィ匕させる、 nを大きくする等のために含有し
2 3
てもよい。 Ga Oを含有する場合その含有量は 1%以上または 20%以下であること
2 3
が好ましい。 Ga O力 l%未満ではガラス安定ィ匕等の効果が不充分になるおそれが
2 3
あり、より好ましくは 2%以上である。 Ga O力 ¾0%超では Tgが高くなるおそれがあり
2 3
、より好ましくは 15%以下、特に好ましくは 10%以下である。
[0030] Y Oは必須ではな 、が、 nを高くする、成形時の失透を抑制する等のために含有
2 3
してもよい。 Y Oを含有する場合その含有量は 1%以上または 20%以下であること
2 3
が好ましい。 Y O力 l%未満では nを高くする等の効果が不充分になるおそれがあり
2 3
、より好ましくは 2%以上である。 Y Oが 20%超では Tgが高くなるおそれがあり、より
2 3
好ましくは 10%以下、特に好ましくは 5 %以下である。
[0031] Fは必須ではな 、が、 Tgを低下させる等のために含有してもよ 、。 Fを含有する場 合その含有量は 3%以下であることが好ましい。 Fが 3%超では、 nが小さくなる、ガラ スが不安定になる、溶解時の揮散が顕著になり脈理が強くなる等のおそれがある。 n をより大きくした 、場合には Fは含有しな 、ことが好ま 、。
[0032] 本発明のガラスは以上で述べた成分力 なることが典型的である力 本発明の目的 を損なわない範囲でそれ以外の成分を含有してもよいのはもちろんである。
し力し、 PbOおよび Tl Oはいずれも含有しないことが好ましい。
2
また、 FeOは不純物として不可避的に含有するおそれが高いものである力 T ま
400 たは T を低下させる成分であるのでその含有量は 0. 0001%以下とすることが好ま しい。
[0033] 本発明のガラスの好ましい態様として、下記酸ィ匕物基準のモル%表示で、 B O 2
2 3
5 70%、 La O 5 30% O 1 20%
2 3 、ZnO 5 25%、 Ga
2 3 、 Li O 0 15%
2
、 GeO 0 20%、 Y O 0 10%、 TeO 0. 1一 20%、 ZrO +In O +Gd O
2 2 3 2 2 2 3 2 3
+Ta O 0 20%、から本質的になり、 B O +GeO力 ¾0 70%であるものが挙
2 5 2 3 2
げられる。
[0034] 本発明における光学素子とは典型的にはレンズ、プリズム、ミラーである。
本発明の光学素子製造方法においては、溶融状態の本発明のガラスを白金等の 流出パイプの流出口から滴下させる周知の方法で、典型的には球状のプリフォーム を作製する。このとき Θが大きいので前記流出口の先端部外側における溶融ガラス 濡れ上がりは抑制され、前記プリフォームの質量ばらつき率は小さくなる。
前記プリフォームから周知の精密プレス成形方法によって所望の形状の光学素子 が製造される。
[0035] 本発明の光学素子製造方法によって製造されたレンズは、 CD、 CD-R, CD-RW 、 DVD、 MO等の光記録媒体の記録または読み取りを波長 400— 800nmのレーザ 一光を用いて行う場合の対物レンズ、可視一近紫外レーザー用コリメートレンズ等に 好適である。
実施例
[0036] 表 1の B O
2 3一 FeOの欄にモル%表示で示す組成のガラスが得られるように原料を 調合して白金製るつぼに入れ、 1100— 1200°Cで 1時間溶解した。この際白金製ス ターラにより 0. 5時間撹拌して溶融ガラスを均質ィ匕した。均質化された溶融ガラスは 流し出して板状に成形後、徐冷を行った。例 1一 6は実施例、例 7は比較例である。
[0037] 原料としては、関東ィ匕学社製の ヽずれも特級の酸化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸リチウ ム、硝酸リチウム、二酸ィ匕ジルコニウム、信越ィ匕学工業社製のいずれも純度 99. 9% 以上の酸ィ匕ランタン、酸化イットリウム、酸ィ匕ガドリニウム、レアメタル社製の特級の酸 化ガリウム、新興ィ匕学工業社製の純度 99. 999%以上の二酸ィ匕テルル、高純度化 学研究所社製の純度 99. 9%以上の酸ィ匕タンタルを使用した。
[0038] 得られたガラスについて、 Tg (単位: °C)、 100— 300°Cにおける平均線膨張係数 a (単位: X 10"V°C)、 T (単位: %)、 Τ (単位: %)、 η、波長 405nmの光に対
400 min
する屈折率 n'、アッベ数 V 、 T (単位: °C)、 Θ (単位: ° )、先に例示した測定方法 d し
によって Θ測定後サンプルを室温まで冷却してガラスと白金製板の界面におけるガ ラス表面と白金製板とのなす角度 Θ ' (単位:。 )を測定した。表中の「一」は測定しな かったことを示す。
なお、 Θ 'は一般的に、冷却時にガラスが収縮して液面であった面の高さが低くな るという理由により Θより小さくなり、また、冷却時の条件の影響を受けやすいので Θ の大小関係と Θ 'の大小関係は必ずしも一致しない。
[0039] Tg、 α、 η、 η'、 ν および Τの測定方法を以下に述べる。
d L
Tg :直径 5mm、長さ 20mmの円柱状に加工したサンプルについてリガク社製熱機 械分析装置 TMA8140 (商品名)を用いて 5°CZ分の昇温速度で測定した。
a:直径 5mm、長さ 20mmの円柱状に加工したサンプルについてリガク社製熱機 械分析装置 TMA8140 (商品名)を用いて 5°CZ分の昇温速度で測定した。
n:両面が鏡面研磨された、大きさが 2cmX 2cm、厚みが lmmの板状試料を、 Me tricon社製屈折率測定装置 Model2010 PRISM COUPLER (商品名)により測 定し、波長 633nmの光に対する屈折率を得た。
n,、 V :ガラスを一辺が 30mm、厚みが 10mmの三角形状プリズムに加工し、カル d
ニュー光学社製精密分光計 GMR-1 (商品名)により測定した。
[0040] T : 4mm X 4mm X 4mmのガラスブロックを、 Pt合金(Ptが 95%、 Auが 5%)の皿
L
に乗せ、ガラスが軟ィ匕する温度よりも 100°C以上高い、所定の温度の電気炉内で 5 時間保持した後、炉外に取り出して静置した。その後、ガラスを目視、または 200倍 の倍率の顕微鏡で観察し、結晶成分が観察されな力つた温度のなかで、最も低い温 度を Tとした。
[0041] [表 1]
Figure imgf000011_0001
[0042] また、表 2 4の B Oから Na 0、 WOまたは Nb Oまでの欄にモル%表示で示す
2 3 2 3 2 5
組成のガラスが得られるように原料を調合して白金製るつぼに入れ、 1100— 1200 °Cで 1時間溶解した。この際白金製スターラにより 0. 5時間撹拌して溶融ガラスを均 質化した。均質化された溶融ガラスは流し出して板状に成形後、徐冷を行った。
[0043] 原料としては、関東化学社製の特級の酸化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸リチウム、硝酸 リチウム、二酸ィ匕ジルコニウム、炭酸ナトリウム、酸化チタン、酸ィ匕アルミニウム、炭酸 マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、信越化学工業社 製の純度 99. 999%酸ィ匕ランタン、純度 99. 9%酸ィ匕ランタン、酸化イットリウム、酸 化ガドリニウム、レアメタル社製の特級の酸ィ匕ガリウム、新興ィ匕学工業社製の純度 99 . 999%以上の二酸化テルル、アサヒメタル社製の特級の酸化ニオブ、酸化タンタル 、酸化タングステン、高純度化学研究所社製の純度 99. 999%以上の酸ィ匕亜鉛、同 社製の純度 99. 9%以上の酸ィ匕ランタン、酸化イットリウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム を使用した。
例 8— 32のガラスについても例 1一 7について行ったと同様にして、 Tg、 α、 T 、 n n' を測定した。結果を表に示す。
d
[0044] [表 2]
Figure imgf000012_0001
[0045] [表 3]
Figure imgf000012_0002
[0046] [表 4]
Figure imgf000013_0001
df/IDd 31- tひひ 0/SOOZ OAV

Claims

請求の範囲
[1] 波長 400nmの光に対する内部透過率の lmm厚み換算値が 90%以上である光学 ガラスであって、 B Oを 25モル0 /0以上、 TeOを 0. 1— 20モル0 /0含有する光学ガラ
2 3 2
ス。
[2] La Oを含有する請求項 1に記載の光学ガラス。
2 3
[3] 下記酸化物基準のモル%表示で、 B O 25 70%
2 3 、 La O 5 30%
2 3 、 ZnO 5 一 25%、 Ga O 1
2 3 一 20%、 Li O 0 15%
2 、 GeO 0 20%
2 、 Y O 0 10%
2 3 、
TeO 0. 1一 20%、 ZrO +In O +Gd O +Ta O 0 20%、力ら本質的になり
2 2 2 3 2 3 2 5
、 B O +GeO力 ¾0 70%である請求項 2に記載の光学ガラス。
2 3 2
[4] ガラス転移点が 650°C以下、波長が 633nmの光に対する屈折率が 1. 70以上であ る請求項 1、 2または 3に記載の光学ガラス。
[5] アッベ数が 35以上である請求項 1、 2、 3または 4に記載の光学ガラス。
[6] 請求項 1一 5のいずれかに記載の光学ガラス力 なる光学素子の製造方法であつ て、溶融状態の前記光学ガラスを白金製または白金合金製の流出パイプの流出口 力も滴下させてプリフォームとし、このプリフォームを精密プレス成形して光学素子と することを特徴とする光学素子製造方法。
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