光学ガラス及び光学素子
【課題】より低いアッベ数(νd)及びより高い屈折率(nd)を有しながらも、耐失透性や可視光に対する透明性の高い光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供する。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する。また、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する。また、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子は、この光学ガラスからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
【0003】
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、1.70以上2.20以下の高い屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有し、高屈折率及び高分散を有するガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率高分散ガラスとしては、例えば屈折率(nd)が1.91以上であり、21以下のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献1に代表されるようなガラスが知られている。また、屈折率(nd)が1.65以上であり、17.2以上33.1以下のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献2に代表されるようなガラスが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−206433号公報
【特許文献2】特開平06−345481号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1で開示されたガラスは、アッベ数(νd)が低いほど可視光に対する透明性が低く(λ70の値が大きく)、アッベ数(νd)の低いガラスは黄色や橙色に着色している。そのため、特許文献1で開示されたガラスは、所望の高分散を有していても、可視領域の光を透過させる用途には適さない。
【0006】
また、特許文献2で開示されたガラスも、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が高いガラスであるほど、ガラスが失透し易くなり、且つ可視光に対する透明性が低くなる(λ70の値が大きい)傾向にある。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、より低いアッベ数(νd)及びより高い屈折率(nd)を有しながらも、耐失透性や可視光に対する透明性の高い光学ガラス及び光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、所定量のP2O5成分及びNb2O5成分を含有することによって、ガラスの屈折率が高められ、且つ分散が高められて低いアッベ数が得られるとともに、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、且つガラスの液相温度が低くなることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0009】
(1) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する光学ガラス。
【0010】
(2) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下である(1)記載の光学ガラス。
【0011】
(3) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
TiO2成分 0〜40.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0%及び/又は
WO3成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。
【0012】
(4) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でTiO2成分の含有量が10.0%以上25.0%以下である(3)記載の光学ガラス。
【0013】
(5) 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3が50.0%以上90.0%未満である(3)又は(4)記載の光学ガラス。
【0014】
(6) 酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5が1.70以上9.00未満である(3)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
【0015】
(7) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Li2O成分 0〜15.0%及び/又は
Na2O成分 0〜25.0%及び/又は
K2O成分 0〜15.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。
【0016】
(8) 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である(7)記載の光学ガラス。
【0017】
(9) Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oが0より大きく且つ1未満である(7)又は(8)記載の光学ガラス。
【0018】
(10) Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oが7.8以上30.0以下である(7)から(9)のいずれか記載の光学ガラス。
【0019】
(11) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜5.0%及び/又は
CaO成分 0〜10.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(10)のいずれか記載の光学ガラス。
【0020】
(12) 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が20.0%以下である(11)記載の光学ガラス。
【0021】
(13) 酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5が0.41以下である(11)又は(12)記載の光学ガラス。
【0022】
(14) 酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下である(1)から(13)のいずれか記載の光学ガラス。
【0023】
(15) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(14)のいずれか記載の光学ガラス。
【0024】
(16) 酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)が0.45以下である(15)記載の光学ガラス。
【0025】
(17) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(16)のいずれか記載の光学ガラス。
【0026】
(18) 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Y2O3+La2O3+Gd2O3が20.0%以下である(17)記載の光学ガラス。
【0027】
(19) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZnO成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜10.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(18)のいずれか記載の光学ガラス。
【0028】
(20) 1.90以上の屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有する(1)から(19)のいずれか記載の光学ガラス。
【0029】
(21) 分光透過率が70%を示す波長(λ70)が470nm以下である(1)から(20)のいずれか記載の光学ガラス。
【0030】
(22) (1)から(21)のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【0031】
(23) (1)から(21)のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【0032】
(24) (23)記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、所定量のP2O5成分及びNb2O5成分を含有することによって、ガラスの屈折率及び分散が高められながらも、ガラスの可視光に対する透明性が高められながらも、ガラスの液相温度が低くなる。そのため、より低いアッベ数(νd)及びより高い屈折率(nd)を有しながらも、耐失透性や可視光に対する透明性が高く、且つ分光透過率の経時的な劣化が小さい光学ガラス及び光学素子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する。P2O5成分及びNb2O5成分を併用し、P2O5成分及びNb2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率及び分散が高められながらも、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、ガラスの液相温度が低くなる。このため、高屈折率(nd)及び低アッベ数(νd)を有し、着色が少なく、且つ高い耐失透性を有する光学ガラスを提供できる。また、これによりガラスの着色及びソラリゼーションをより低減することも可能になる。
【0035】
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【0036】
[ガラス成分]
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、各成分の含有率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質量に対する質量%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質量を100質量%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。
【0037】
<必須成分、任意成分について>
P2O5成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの溶解温度を下げる成分である。特に、P2O5成分の含有率を5.0%以上にすることで、ガラスの可視域における透過率を高めつつ、ガラスの磨耗度を所定以上に上昇し難くして研磨加工による傷の発生を低減することができる。一方、P2O5成分の含有率を40.0%以下にすることで、所望の高い屈折率を得つつ、ガラスの磨耗度を所定以上に低下し難くして研磨加工の加工効率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは5.0%、より好ましくは7.0%、最も好ましくは9.0%を下限とし、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは32.0%を上限とする。P2O5成分は、原料として例えばAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いてガラス内に含有できる。
【0038】
Nb2O5成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分である。特に、Nb2O5成分の含有率を30.0%以上にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得ることができる。一方、Nb2O5成分の含有率を70.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めるとともに、ガラスのソラリゼーションの増大を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは38.0%を下限とし、好ましくは70.0%、より好ましくは60.0%、最も好ましくは55.0%を上限とする。Nb2O5成分は、原料として例えばNb2O5等を用いてガラス内に含有できる。
【0039】
特に、本発明の光学ガラスは、P2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下であることが好ましい。これにより、屈折率(nd)を高めるNb2O5成分が多く含まれ、且つ、屈折率(nd)を低くするP2O5成分が低減されるため、より屈折率(nd)の高い光学ガラスを得ることができる。その一方で、ガラスの安定性を高めるP2O5成分が適度に含まれるため、ガラスの液相温度を低くすることができる。従って、特に屈折率(nd)を高める観点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは15.0%を下限とし、好ましくは30.0%、より好ましくは28.0%、最も好ましくは25.0%を上限とする。
【0040】
TiO2成分は、ガラスの屈折率及び分散を高め、ガラスの化学的耐久性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、TiO2成分の含有率を40.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めるとともに、ガラスのソラリゼーションの増大を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは30.0%を上限とする。ここで、高い屈折率及び分散を得ながらも、ガラスの可視光に対する透明性が特に高められる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは22.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。なお、TiO2成分は含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、TiO2成分を0.1%以上含有することで、ガラスの耐酸性が高められるため、ガラスの加工時における変色を低減することができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは0.1%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは5.0%を下限とする。また、特に耐失透性を維持しつつ、ガラスの屈折率を高めることができる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは13.0%を下限とする。TiO2成分は、原料として例えばTiO2等を用いてガラス内に含有できる。
【0041】
Bi2O3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Bi2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性の低下を抑えることができ、ガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBi2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。
【0042】
WO3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、WO3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めるとともに、短波長の可視光に対するガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するWO3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。WO3成分は、原料として例えばWO3等を用いてガラス内に含有できる。
【0043】
本発明の光学ガラスでは、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分からなる群より選択される1種以上の含有量の質量和が、50.0%以上90.0%未満であることが好ましい。特に、この質量和が50.0%以上であることにより、ガラスの屈折率及び分散が高められるため、所望の高屈折率及び高分散の光学ガラスを得易くすることができる。一方、この質量和が90.0%以下であることにより、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対する、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分からなる群より選択される1種以上の含有量の質量和は、好ましくは50.0%、より好ましくは55.0%、最も好ましくは62.0%を下限とし、好ましくは90.0%未満とし、より好ましくは85.0%、最も好ましくは80.0%を上限とする。
【0044】
また、本発明の光学ガラスでは、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分のうち、2種以上を含有することが好ましく、3種以上を含有することがより好ましい。これにより、ガラスに含まれる高屈折率高分散をもたらす成分の種類が増えることで、ガラスの安定性が高められるため、ガラスの高屈折率及び高分散と耐失透性とを両立させた光学ガラスを得ることができる。
【0045】
また、本発明の光学ガラスでは、P2O5成分の含有量に対する、質量和(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)の比が1.70以上9.00未満であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分と高屈折率高分散をもたらす成分との含有量のバランスが適度に保たれるため、ガラス化を容易にすることができる。従って、質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5は、好ましくは1.70、より好ましくは2.00、最も好ましくは2.30を下限とし、好ましくは9.00、より好ましくは8.00、最も好ましくは7.00を上限とする。
【0046】
Li2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Li2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、平均線膨張係数(α)の増加を抑えることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。また、Li2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、ソラリゼーションが高まり難くなるため、ソラリゼーションの低減された光学ガラスを得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLi2O成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Li2O成分は、原料として例えばLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いてガラス内に含有できる。
【0047】
Na2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Na2O成分の含有率を25.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。なお、Na2O成分は含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Na2O成分を0.1%以上含有することで、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、最も好ましくは1.0%を下限とする。Na2O成分は、原料として例えばNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0048】
K2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、K2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。K2O成分は、原料として例えばK2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0049】
Cs2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Cs2O成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Cs2O成分は、原料として例えばCs2CO3、CsNO3等を用いてガラス内に含有できる。
【0050】
本発明の光学ガラスは、Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、15.0%以下であることが好ましい。これにより、ガラスの屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。また、ガラスの安定性が高められるため、失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分の含有率の質量和は、好ましくは15.0%、より好ましくは13.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。なお、Rn2O成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Rn2O成分の少なくともいずれかを含有することで、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分の含有率の質量和は、好ましくは0.1%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは3.0%を下限とする。
【0051】
また、本発明の光学ガラスは、Rn2O成分の含有量に対するNa2O成分の含有量の比率が、0より大きく且つ1未満であることが好ましい。特に、Na2O/Rn2Oが0より大きいことにより、Na2O成分を含有することによる作用がもたらされるため、ガラスの液相温度を高めることで、ガラスの耐失透性をより高めることができる。一方、Na2O/Rn2Oが1未満であることにより、Rn2O成分のうち2種以上の成分が有効に含まれるため、光学ガラスのガラス転移点(Tg)を低くできることで、プレス成形温度を低くすることができる。すなわち、プレス成形を行った後における表面の凹凸や曇りを、より一層低減できる。また、Na2O/Rn2Oが1未満であることにより、光学ガラスの耐失透性がより高められるため、所望の光学特性を有する光学ガラスをより安定的に作製できる。従って、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oは、好ましくは0より大きく、より好ましくは0.1、最も好ましくは0.2を下限とする。一方で、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oは、好ましくは1未満とし、より好ましくは0.9、最も好ましくは0.8を上限とする。
【0052】
また、本発明の光学ガラスは、Rn2O成分の含有量に対するNb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分の質量和の比率が、7.8以上30.0以下であることが好ましい。特に、この質量比を7.8以上とすることにより、屈折率を下げる傾向のあるRn2O成分の含有量に対して、高屈折率高分散をもたらす成分の含有量が多くなるため、より高い屈折率を得易くすることができる。一方、この質量比を30.0以下とすることにより、ガラスの安定性を損ない易い高屈折率高分散成分の過剰な含有が抑えられるため、ガラスの液相温度を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oは、好ましくは7.8、より好ましくは8.0、最も好ましくは8.2を下限とし、好ましくは30.0、より好ましくは28.0、最も好ましくは25.0を上限とする。
【0053】
MgO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、MgO成分の含有率を5.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するMgO成分の含有率は、好ましくは5.0%、より好ましくは4.0%、最も好ましくは3.0%を上限とする。MgO成分は、原料として例えばMgCO3、MgF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0054】
CaO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CaO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するCaO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。CaO成分は、原料として例えばCaCO3、CaF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0055】
BaO成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、BaO成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができ、平均線膨張係数(α)の増加を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは18.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。ここで、特に分散の大きい(アッベ数の小さい)ガラスが得られる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは13.0%を上限とし、より好ましくは10.0%未満とし、最も好ましくは5.0%未満とする。BaO成分は、原料として例えばBaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0056】
SrO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス中の任意成分である。特に、SrO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するSrO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。SrO成分は、原料として例えばSr(NO3)2、SrF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0057】
本発明の光学ガラスは、RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Baからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、20.0%以下であることが好ましい。これにより、RO成分による屈折率及び分散の低下が抑えられるため、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分の含有率の質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。
【0058】
また、本発明の光学ガラスは、P2O5成分の含有量に対するRO成分及びRn2O成分の比率が0.41以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分であるP2O5成分の含有量に対してRO成分及びRn2O成分の過剰な含有が抑えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5は、好ましくは0.41、より好ましくは0.40、さらに好ましくは0.39、最も好ましくは0.37を上限とする。なお、RO成分及びRn2O成分は含有しなくとも、所望の特性を有するガラスを形成することは可能であるが、(RO+Rn2O)/P2O5を0.1以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5は、好ましくは0.1、より好ましくは0.15、最も好ましくは0.2を下限とする。
【0059】
また、本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分でもなく、高屈折率高分散にも寄与しない成分の含有量が低減されるため、高屈折率高分散を実現する上でより無駄の少ない組成を形成できる点で、より高屈折率高分散を有するガラスを形成し易くできる。従って、酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5は、好ましくは0.52、より好ましくは0.48、最も好ましくは0.45を上限とする。
【0060】
SiO2成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SiO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、SiO2成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するSiO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0061】
B2O3成分は、安定なガラスの形成を促し、耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、B2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、屈折率の低下を抑えて所望の高屈折率を得易くしつつ、平均線膨張係数(α)の増加を抑制できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するB2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。B2O3成分は、原料として例えばH3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7・10H2O、BPO4等を用いてガラス内に含有できる。
【0062】
本発明の光学ガラスは、質量和(B2O3+P2O5+SiO2)の含有量に対するRn2O成分の比率が0.45以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分になりうる成分に対するRn2O成分の含有量のバランスが適度に保たれるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)は、好ましくは0.45、より好ましくは0.40、最も好ましくは0.35を上限とする。なお、Rn2O成分は含有しなくとも、所望の特性を有するガラスを形成することは可能であるが、この質量比を0.1以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)は、好ましくは0.1、より好ましくは0.15、最も好ましくは0.2を下限とする。
【0063】
Y2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Y2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するY2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Y2O3成分は、原料として例えばY2O3、YF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0064】
La2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、La2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLa2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。La2O3成分は、原料として例えばLa2O3、La(NO3)3・XH2O(Xは任意の整数)等を用いてガラス内に含有できる。
【0065】
Gd2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Gd2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するGd2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Gd2O3成分は、原料として例えばGd2O3、GdF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0066】
本発明の光学ガラスでは、Ln2O3成分(式中、LnはY、La、Gdからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、20.0%以下であることが好ましい。この質量和を20.0%以下にすることで、Ln2O3成分によるアッベ数の上昇が抑えられるため、所望の高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLn2O3成分の含有率の質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは18.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。
【0067】
GeO2成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、GeO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するGeO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。GeO2成分は、原料として例えばGeO2等を用いてガラス内に含有できる。
【0068】
ZrO2成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZrO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、ZrO2成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するZrO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。ZrO2成分は、原料として例えばZrO2、ZrF4等を用いてガラス内に含有できる。
【0069】
ZnO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZnO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。ZnO成分は、原料として例えばZnO、ZnF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0070】
Al2O3成分は、ガラスの化学的耐久性を向上し、ガラス溶融時の粘度を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Al2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの溶融性を高めつつ、平均線膨張係数(α)の増加を抑え、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するAl2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Al2O3成分は、原料として例えばAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0071】
Ta2O5成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ta2O5成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTa2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは4.0%を上限とする。Ta2O5成分は、原料として例えばTa2O5等を用いてガラス内に含有できる。
【0072】
Sb2O3成分は、短波長の可視光に対するガラスの透過率を高める成分であるとともに、ガラスを溶融する際に脱泡効果を有する成分である。特に、Sb2O3成分の含有量を1.0%以下にすることで、Sb2O3成分が溶解設備(特にPt等の貴金属)と合金化し難くなり、金型に付着する不純物が低減されるため、ガラス成形体の表面への凹凸や曇りの形成を低減できる。また、Sb2O3成分の含有量を1.0%以下にすることで、紫外線照射による光学ガラスのソラリゼーションを低減できる。従って、酸化物基準の全質量に対するSb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.8%、最も好ましくは0.5%を上限とする。Sb2O3成分は、原料として例えばSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いてガラス内に含有することができる。
【0073】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【0074】
<含有すべきでない成分について>
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。
【0075】
本発明の光学ガラスには、他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加できる。
【0076】
また、Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Luを除く、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及びMo等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
【0077】
さらに、PbO等の鉛化合物、及び、Th、Cd、Tl、Os、Be、Seの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄できる。
【0078】
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量%で表されているため直接的にモル%の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル%表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
P2O5成分 5.0〜40.0mol%及び
Nb2O5成分 15.0〜35.0mol%、
並びに
TiO2成分 0〜60.0mol%及び/又は
Bi2O3成分 0〜12.0mol%及び/又は
WO3成分 0〜20.0mol%及び/又は
Li2O成分 0〜50.0mol%及び/又は
Na2O成分 0〜50.0mol%及び/又は
K2O成分 0〜25.0mol%及び/又は
Cs2O成分 0〜5.0mol%及び/又は
MgO成分 0〜20.0mol%及び/又は
CaO成分 0〜30.0mol%及び/又は
BaO成分 0〜20.0mol%及び/又は
SrO成分 0〜15.0mol%及び/又は
SiO2成分 0〜25.0mol%及び/又は
B2O3成分 0〜20.0mol%及び/又は
Y2O3成分 0〜5.0mol%及び/又は
La2O3成分 0〜5.0mol%及び/又は
Gd2O3成分 0〜4.0mol%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0mol%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0mol%及び/又は
ZnO成分 0〜20.0mol%及び/又は
Al2O3成分 0〜15.0mol%及び/又は
Ta2O5成分 0〜3.0mol%及び/又は
Sb2O3成分 0〜0.3mol%
【0079】
[製造方法]
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率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を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1000〜1300℃の温度範囲で2〜10時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1250℃以下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。
【0080】
[物性]
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有するとともに、高い分散を有する必要がある。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1.85、さらに好ましくは1.90、最も好ましくは1.93を下限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは25、より好ましくは22、最も好ましくは18を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。なお、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)の上限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの屈折率(nd)は、概ね2.30以下、具体的には2.25以下、さらに具体的には2.20以下であることが多い。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)の下限も特に限定しないが、本発明によって得られるガラスのアッベ数(νd)は、概ね10以上、具体的には12以上、さらに具体的には15以上であることが多い。
【0081】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ないことが好ましい。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)が500nm以下であり、より好ましくは480nm以下であり、最も好ましくは460nm以下である。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍に位置するようになり、可視域におけ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学素子の材料として用いることができる。
【0082】
また、本発明の光学ガラスは、耐失透性が低いことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスは、1200℃以下の低い液相温度を有することが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは1200℃、より好ましくは1180℃、最も好ましくは1150℃を上限とする。これにより、より低い温度で溶融ガラスを熔解し成形しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、溶融状態からガラスを形成したときの耐失透性を高めることができ、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減することができる。また、光学ガラスの熔解温度を低くすることが可能になるため、坩堝等に含まれるPtのガラスへの溶出を低減できることで、得られるガラスの着色やソラリゼーションを低減できる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね500℃以上、具体的には550℃以上、さらに具体的には600℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、直径2mm程度の粒状に粉砕したガラス試料を白金板上に載せ、800℃から1220℃の温度傾斜のついた炉内で30分間保持した後取り出し、冷却後にガラス中の結晶の有無を倍率80倍の顕微鏡にて観察することで測定される、ガラス中に結晶が認められず失透が生じない最も低い温度である。
【0083】
また、本発明の光学ガラスは、ソラリゼーションが5.0%以下であることが好ましい。これにより、光学ガラスを組み込んだ機器は、長期間の使用によってもカラーバランスが悪くなり難くなる。特に、使用温度が高いほどソラリゼーションはより大きく低減するため、車載用等、高温下で用いられる場合に、本発明の光学ガラスは特に有効である。従って、本発明の光学ガラスのソラリゼーションは、好ましくは5.0%、より好ましくは4.8%、最も好ましくは4.5%を上限とする。なお、本明細書中において「ソラリゼーション」とはガラスに紫外線を照射した場合の450nmにおける分光透過率の劣化量を表すものであり、具体的には、日本光学硝子工業会規格JOGIS04−1994「光学ガラスのソラリゼーションの測定方法」に従い、高圧水銀灯の光を照射した前後の分光透過率をそれぞれ測定することにより求められる。光の照射は、例えば光学ガラスを100℃に加熱した後で、超高圧水銀灯を用いて波長450nmの光を4時間照射することにより行うことができる。
【0084】
[光学素子の作製]
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスからプレス成形の手段を用いて、レンズやプリズム、ミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
【実施例】
【0085】
本発明の実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの組成、屈折率(nd)、アッベ数(νd)、分光透過率が70%を示す波長(λ70)及び液相温度を表1に示す。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。
【0086】
本発明の実施例(No.1〜No.5)の光学ガラス及び比較例(No.1)のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表1に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で1000〜1300℃の温度範囲で2〜10時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1250℃以下に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。
【0087】
ここで、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)については、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は徐冷降下速度を−25℃/hrとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【0088】
また、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格JOGIS02に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ10±0.1mmの対面平行研磨品をJISZ8722に準じ、200〜800nmの分光透過率を測定し、λ70(透過率70%時の波長)を求めた。
【0089】
また、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの液相温度は、粉砕したガラス試料を10mm間隔で白金板上に載せ、これを800℃から1200℃の温度傾斜のついた炉内で30分間保持した後で取り出し、冷却後にガラス試料中の結晶の有無を倍率80倍の顕微鏡にて観察することで測定した。この際、サンプルとして光学ガラスを直径2mm程度の粒状に粉砕した。
【0090】
【表1】
【0091】
表1に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.80以上、より詳細には1.96以上であり、所望の範囲内であった。なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が2.30以下、より詳細には1.99以下であった。
【0092】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数(νd)が25以下、より詳細には17.6以下であり、所望の範囲内であった。なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数(νd)が10以上、より詳細には16.7以上であった。
【0093】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ70(透過率70%時の波長)が500nm以下、より詳細には460nm以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、着色が少ないことが明らかになった。
【0094】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも液相温度が1200℃以下、より詳細には1120℃以下であるとともに、この液相温度は500℃以上であった。一方で、比較例のガラスは、ガラス化が困難で部分的に失透しており、且つ、ガラス化した部分について測定した液相温度が1300℃であった。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液相温度が低く失透し難いことが明らかになった。
【0095】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有し、且つ高い分散(低いアッベ数νd)を有しながらも、可視領域の波長の光に対する高い透明性を有し、且つ高い耐失透性を有することが明らかになった。
【0096】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを金型に入れ、光学ガラスを加熱して軟化しながらプレス成形を行い、得られた成形体に対して研磨加工を行ったところ、安定に様々なレンズの形状に光学ガラスを加工することができた。
【0097】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
【0003】
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、1.70以上2.20以下の高い屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有し、高屈折率及び高分散を有するガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率高分散ガラスとしては、例えば屈折率(nd)が1.91以上であり、21以下のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献1に代表されるようなガラスが知られている。また、屈折率(nd)が1.65以上であり、17.2以上33.1以下のアッベ数を有する光学ガラスとして、特許文献2に代表されるようなガラスが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−206433号公報
【特許文献2】特開平06−345481号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1で開示されたガラスは、アッベ数(νd)が低いほど可視光に対する透明性が低く(λ70の値が大きく)、アッベ数(νd)の低いガラスは黄色や橙色に着色している。そのため、特許文献1で開示されたガラスは、所望の高分散を有していても、可視領域の光を透過させる用途には適さない。
【0006】
また、特許文献2で開示されたガラスも、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が高いガラスであるほど、ガラスが失透し易くなり、且つ可視光に対する透明性が低くなる(λ70の値が大きい)傾向にある。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、より低いアッベ数(νd)及びより高い屈折率(nd)を有しながらも、耐失透性や可視光に対する透明性の高い光学ガラス及び光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、所定量のP2O5成分及びNb2O5成分を含有することによって、ガラスの屈折率が高められ、且つ分散が高められて低いアッベ数が得られるとともに、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、且つガラスの液相温度が低くなることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0009】
(1) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する光学ガラス。
【0010】
(2) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下である(1)記載の光学ガラス。
【0011】
(3) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
TiO2成分 0〜40.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0%及び/又は
WO3成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。
【0012】
(4) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でTiO2成分の含有量が10.0%以上25.0%以下である(3)記載の光学ガラス。
【0013】
(5) 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3が50.0%以上90.0%未満である(3)又は(4)記載の光学ガラス。
【0014】
(6) 酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5が1.70以上9.00未満である(3)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
【0015】
(7) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Li2O成分 0〜15.0%及び/又は
Na2O成分 0〜25.0%及び/又は
K2O成分 0〜15.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。
【0016】
(8) 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である(7)記載の光学ガラス。
【0017】
(9) Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oが0より大きく且つ1未満である(7)又は(8)記載の光学ガラス。
【0018】
(10) Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oが7.8以上30.0以下である(7)から(9)のいずれか記載の光学ガラス。
【0019】
(11) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜5.0%及び/又は
CaO成分 0〜10.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(10)のいずれか記載の光学ガラス。
【0020】
(12) 酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が20.0%以下である(11)記載の光学ガラス。
【0021】
(13) 酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5が0.41以下である(11)又は(12)記載の光学ガラス。
【0022】
(14) 酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下である(1)から(13)のいずれか記載の光学ガラス。
【0023】
(15) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(14)のいずれか記載の光学ガラス。
【0024】
(16) 酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)が0.45以下である(15)記載の光学ガラス。
【0025】
(17) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(16)のいずれか記載の光学ガラス。
【0026】
(18) 酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Y2O3+La2O3+Gd2O3が20.0%以下である(17)記載の光学ガラス。
【0027】
(19) 酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZnO成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜10.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(18)のいずれか記載の光学ガラス。
【0028】
(20) 1.90以上の屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有する(1)から(19)のいずれか記載の光学ガラス。
【0029】
(21) 分光透過率が70%を示す波長(λ70)が470nm以下である(1)から(20)のいずれか記載の光学ガラス。
【0030】
(22) (1)から(21)のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【0031】
(23) (1)から(21)のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【0032】
(24) (23)記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、所定量のP2O5成分及びNb2O5成分を含有することによって、ガラスの屈折率及び分散が高められながらも、ガラスの可視光に対する透明性が高められながらも、ガラスの液相温度が低くなる。そのため、より低いアッベ数(νd)及びより高い屈折率(nd)を有しながらも、耐失透性や可視光に対する透明性が高く、且つ分光透過率の経時的な劣化が小さい光学ガラス及び光学素子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する。P2O5成分及びNb2O5成分を併用し、P2O5成分及びNb2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率及び分散が高められながらも、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、ガラスの液相温度が低くなる。このため、高屈折率(nd)及び低アッベ数(νd)を有し、着色が少なく、且つ高い耐失透性を有する光学ガラスを提供できる。また、これによりガラスの着色及びソラリゼーションをより低減することも可能になる。
【0035】
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【0036】
[ガラス成分]
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、各成分の含有率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質量に対する質量%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質量を100質量%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。
【0037】
<必須成分、任意成分について>
P2O5成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの溶解温度を下げる成分である。特に、P2O5成分の含有率を5.0%以上にすることで、ガラスの可視域における透過率を高めつつ、ガラスの磨耗度を所定以上に上昇し難くして研磨加工による傷の発生を低減することができる。一方、P2O5成分の含有率を40.0%以下にすることで、所望の高い屈折率を得つつ、ガラスの磨耗度を所定以上に低下し難くして研磨加工の加工効率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは5.0%、より好ましくは7.0%、最も好ましくは9.0%を下限とし、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは32.0%を上限とする。P2O5成分は、原料として例えばAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いてガラス内に含有できる。
【0038】
Nb2O5成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分である。特に、Nb2O5成分の含有率を30.0%以上にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得ることができる。一方、Nb2O5成分の含有率を70.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めるとともに、ガラスのソラリゼーションの増大を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは38.0%を下限とし、好ましくは70.0%、より好ましくは60.0%、最も好ましくは55.0%を上限とする。Nb2O5成分は、原料として例えばNb2O5等を用いてガラス内に含有できる。
【0039】
特に、本発明の光学ガラスは、P2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下であることが好ましい。これにより、屈折率(nd)を高めるNb2O5成分が多く含まれ、且つ、屈折率(nd)を低くするP2O5成分が低減されるため、より屈折率(nd)の高い光学ガラスを得ることができる。その一方で、ガラスの安定性を高めるP2O5成分が適度に含まれるため、ガラスの液相温度を低くすることができる。従って、特に屈折率(nd)を高める観点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは15.0%を下限とし、好ましくは30.0%、より好ましくは28.0%、最も好ましくは25.0%を上限とする。
【0040】
TiO2成分は、ガラスの屈折率及び分散を高め、ガラスの化学的耐久性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、TiO2成分の含有率を40.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めるとともに、ガラスのソラリゼーションの増大を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは30.0%を上限とする。ここで、高い屈折率及び分散を得ながらも、ガラスの可視光に対する透明性が特に高められる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは22.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。なお、TiO2成分は含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、TiO2成分を0.1%以上含有することで、ガラスの耐酸性が高められるため、ガラスの加工時における変色を低減することができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは0.1%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは5.0%を下限とする。また、特に耐失透性を維持しつつ、ガラスの屈折率を高めることができる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは13.0%を下限とする。TiO2成分は、原料として例えばTiO2等を用いてガラス内に含有できる。
【0041】
Bi2O3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Bi2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性の低下を抑えることができ、ガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBi2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。
【0042】
WO3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、WO3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めるとともに、短波長の可視光に対するガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するWO3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。WO3成分は、原料として例えばWO3等を用いてガラス内に含有できる。
【0043】
本発明の光学ガラスでは、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分からなる群より選択される1種以上の含有量の質量和が、50.0%以上90.0%未満であることが好ましい。特に、この質量和が50.0%以上であることにより、ガラスの屈折率及び分散が高められるため、所望の高屈折率及び高分散の光学ガラスを得易くすることができる。一方、この質量和が90.0%以下であることにより、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対する、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分からなる群より選択される1種以上の含有量の質量和は、好ましくは50.0%、より好ましくは55.0%、最も好ましくは62.0%を下限とし、好ましくは90.0%未満とし、より好ましくは85.0%、最も好ましくは80.0%を上限とする。
【0044】
また、本発明の光学ガラスでは、Nb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分のうち、2種以上を含有することが好ましく、3種以上を含有することがより好ましい。これにより、ガラスに含まれる高屈折率高分散をもたらす成分の種類が増えることで、ガラスの安定性が高められるため、ガラスの高屈折率及び高分散と耐失透性とを両立させた光学ガラスを得ることができる。
【0045】
また、本発明の光学ガラスでは、P2O5成分の含有量に対する、質量和(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)の比が1.70以上9.00未満であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分と高屈折率高分散をもたらす成分との含有量のバランスが適度に保たれるため、ガラス化を容易にすることができる。従って、質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5は、好ましくは1.70、より好ましくは2.00、最も好ましくは2.30を下限とし、好ましくは9.00、より好ましくは8.00、最も好ましくは7.00を上限とする。
【0046】
Li2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Li2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、平均線膨張係数(α)の増加を抑えることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。また、Li2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、ソラリゼーションが高まり難くなるため、ソラリゼーションの低減された光学ガラスを得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLi2O成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Li2O成分は、原料として例えばLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いてガラス内に含有できる。
【0047】
Na2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Na2O成分の含有率を25.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。なお、Na2O成分は含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Na2O成分を0.1%以上含有することで、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、最も好ましくは1.0%を下限とする。Na2O成分は、原料として例えばNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0048】
K2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、K2O成分の含有率を15.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。K2O成分は、原料として例えばK2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0049】
Cs2O成分は、ガラスの溶解温度を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Cs2O成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Cs2O成分は、原料として例えばCs2CO3、CsNO3等を用いてガラス内に含有できる。
【0050】
本発明の光学ガラスは、Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、15.0%以下であることが好ましい。これにより、ガラスの屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。また、ガラスの安定性が高められるため、失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分の含有率の質量和は、好ましくは15.0%、より好ましくは13.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。なお、Rn2O成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Rn2O成分の少なくともいずれかを含有することで、ガラスの液相温度が高められるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分の含有率の質量和は、好ましくは0.1%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは3.0%を下限とする。
【0051】
また、本発明の光学ガラスは、Rn2O成分の含有量に対するNa2O成分の含有量の比率が、0より大きく且つ1未満であることが好ましい。特に、Na2O/Rn2Oが0より大きいことにより、Na2O成分を含有することによる作用がもたらされるため、ガラスの液相温度を高めることで、ガラスの耐失透性をより高めることができる。一方、Na2O/Rn2Oが1未満であることにより、Rn2O成分のうち2種以上の成分が有効に含まれるため、光学ガラスのガラス転移点(Tg)を低くできることで、プレス成形温度を低くすることができる。すなわち、プレス成形を行った後における表面の凹凸や曇りを、より一層低減できる。また、Na2O/Rn2Oが1未満であることにより、光学ガラスの耐失透性がより高められるため、所望の光学特性を有する光学ガラスをより安定的に作製できる。従って、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oは、好ましくは0より大きく、より好ましくは0.1、最も好ましくは0.2を下限とする。一方で、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oは、好ましくは1未満とし、より好ましくは0.9、最も好ましくは0.8を上限とする。
【0052】
また、本発明の光学ガラスは、Rn2O成分の含有量に対するNb2O5成分、TiO2成分、Bi2O3成分及びWO3成分の質量和の比率が、7.8以上30.0以下であることが好ましい。特に、この質量比を7.8以上とすることにより、屈折率を下げる傾向のあるRn2O成分の含有量に対して、高屈折率高分散をもたらす成分の含有量が多くなるため、より高い屈折率を得易くすることができる。一方、この質量比を30.0以下とすることにより、ガラスの安定性を損ない易い高屈折率高分散成分の過剰な含有が抑えられるため、ガラスの液相温度を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oは、好ましくは7.8、より好ましくは8.0、最も好ましくは8.2を下限とし、好ましくは30.0、より好ましくは28.0、最も好ましくは25.0を上限とする。
【0053】
MgO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、MgO成分の含有率を5.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するMgO成分の含有率は、好ましくは5.0%、より好ましくは4.0%、最も好ましくは3.0%を上限とする。MgO成分は、原料として例えばMgCO3、MgF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0054】
CaO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CaO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するCaO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。CaO成分は、原料として例えばCaCO3、CaF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0055】
BaO成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、BaO成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の高屈折率を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができ、平均線膨張係数(α)の増加を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは18.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。ここで、特に分散の大きい(アッベ数の小さい)ガラスが得られる点では、酸化物換算組成のガラス全質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは13.0%を上限とし、より好ましくは10.0%未満とし、最も好ましくは5.0%未満とする。BaO成分は、原料として例えばBaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0056】
SrO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス中の任意成分である。特に、SrO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するSrO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。SrO成分は、原料として例えばSr(NO3)2、SrF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0057】
本発明の光学ガラスは、RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Baからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、20.0%以下であることが好ましい。これにより、RO成分による屈折率及び分散の低下が抑えられるため、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分の含有率の質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。
【0058】
また、本発明の光学ガラスは、P2O5成分の含有量に対するRO成分及びRn2O成分の比率が0.41以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分であるP2O5成分の含有量に対してRO成分及びRn2O成分の過剰な含有が抑えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5は、好ましくは0.41、より好ましくは0.40、さらに好ましくは0.39、最も好ましくは0.37を上限とする。なお、RO成分及びRn2O成分は含有しなくとも、所望の特性を有するガラスを形成することは可能であるが、(RO+Rn2O)/P2O5を0.1以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5は、好ましくは0.1、より好ましくは0.15、最も好ましくは0.2を下限とする。
【0059】
また、本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分でもなく、高屈折率高分散にも寄与しない成分の含有量が低減されるため、高屈折率高分散を実現する上でより無駄の少ない組成を形成できる点で、より高屈折率高分散を有するガラスを形成し易くできる。従って、酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5は、好ましくは0.52、より好ましくは0.48、最も好ましくは0.45を上限とする。
【0060】
SiO2成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SiO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、SiO2成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するSiO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有できる。
【0061】
B2O3成分は、安定なガラスの形成を促し、耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、B2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、屈折率の低下を抑えて所望の高屈折率を得易くしつつ、平均線膨張係数(α)の増加を抑制できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するB2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。B2O3成分は、原料として例えばH3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7・10H2O、BPO4等を用いてガラス内に含有できる。
【0062】
本発明の光学ガラスは、質量和(B2O3+P2O5+SiO2)の含有量に対するRn2O成分の比率が0.45以下であることが好ましい。これにより、ガラス形成成分になりうる成分に対するRn2O成分の含有量のバランスが適度に保たれるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)は、好ましくは0.45、より好ましくは0.40、最も好ましくは0.35を上限とする。なお、Rn2O成分は含有しなくとも、所望の特性を有するガラスを形成することは可能であるが、この質量比を0.1以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)は、好ましくは0.1、より好ましくは0.15、最も好ましくは0.2を下限とする。
【0063】
Y2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Y2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するY2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Y2O3成分は、原料として例えばY2O3、YF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0064】
La2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、La2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLa2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。La2O3成分は、原料として例えばLa2O3、La(NO3)3・XH2O(Xは任意の整数)等を用いてガラス内に含有できる。
【0065】
Gd2O3成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Gd2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高分散を得易くすることができ、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するGd2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Gd2O3成分は、原料として例えばGd2O3、GdF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0066】
本発明の光学ガラスでは、Ln2O3成分(式中、LnはY、La、Gdからなる群より選択される1種以上)の含有率の質量和が、20.0%以下であることが好ましい。この質量和を20.0%以下にすることで、Ln2O3成分によるアッベ数の上昇が抑えられるため、所望の高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するLn2O3成分の含有率の質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは18.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。
【0067】
GeO2成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、GeO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するGeO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。GeO2成分は、原料として例えばGeO2等を用いてガラス内に含有できる。
【0068】
ZrO2成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZrO2成分の含有率を10.0%以下にすることで、ZrO2成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するZrO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。ZrO2成分は、原料として例えばZrO2、ZrF4等を用いてガラス内に含有できる。
【0069】
ZnO成分は、ガラスの液相温度を下げ、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZnO成分の含有率を10.0%以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。ZnO成分は、原料として例えばZnO、ZnF2等を用いてガラス内に含有できる。
【0070】
Al2O3成分は、ガラスの化学的耐久性を向上し、ガラス溶融時の粘度を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Al2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの溶融性を高めつつ、平均線膨張係数(α)の増加を抑え、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するAl2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Al2O3成分は、原料として例えばAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いてガラス内に含有できる。
【0071】
Ta2O5成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ta2O5成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対するTa2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは4.0%を上限とする。Ta2O5成分は、原料として例えばTa2O5等を用いてガラス内に含有できる。
【0072】
Sb2O3成分は、短波長の可視光に対するガラスの透過率を高める成分であるとともに、ガラスを溶融する際に脱泡効果を有する成分である。特に、Sb2O3成分の含有量を1.0%以下にすることで、Sb2O3成分が溶解設備(特にPt等の貴金属)と合金化し難くなり、金型に付着する不純物が低減されるため、ガラス成形体の表面への凹凸や曇りの形成を低減できる。また、Sb2O3成分の含有量を1.0%以下にすることで、紫外線照射による光学ガラスのソラリゼーションを低減できる。従って、酸化物基準の全質量に対するSb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.8%、最も好ましくは0.5%を上限とする。Sb2O3成分は、原料として例えばSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いてガラス内に含有することができる。
【0073】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【0074】
<含有すべきでない成分について>
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。
【0075】
本発明の光学ガラスには、他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加できる。
【0076】
また、Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Luを除く、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及びMo等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
【0077】
さらに、PbO等の鉛化合物、及び、Th、Cd、Tl、Os、Be、Seの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄できる。
【0078】
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量%で表されているため直接的にモル%の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル%表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
P2O5成分 5.0〜40.0mol%及び
Nb2O5成分 15.0〜35.0mol%、
並びに
TiO2成分 0〜60.0mol%及び/又は
Bi2O3成分 0〜12.0mol%及び/又は
WO3成分 0〜20.0mol%及び/又は
Li2O成分 0〜50.0mol%及び/又は
Na2O成分 0〜50.0mol%及び/又は
K2O成分 0〜25.0mol%及び/又は
Cs2O成分 0〜5.0mol%及び/又は
MgO成分 0〜20.0mol%及び/又は
CaO成分 0〜30.0mol%及び/又は
BaO成分 0〜20.0mol%及び/又は
SrO成分 0〜15.0mol%及び/又は
SiO2成分 0〜25.0mol%及び/又は
B2O3成分 0〜20.0mol%及び/又は
Y2O3成分 0〜5.0mol%及び/又は
La2O3成分 0〜5.0mol%及び/又は
Gd2O3成分 0〜4.0mol%及び/又は
GeO2成分 0〜15.0mol%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0mol%及び/又は
ZnO成分 0〜20.0mol%及び/又は
Al2O3成分 0〜15.0mol%及び/又は
Ta2O5成分 0〜3.0mol%及び/又は
Sb2O3成分 0〜0.3mol%
【0079】
[製造方法]
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率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を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1000〜1300℃の温度範囲で2〜10時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1250℃以下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。
【0080】
[物性]
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有するとともに、高い分散を有する必要がある。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1.85、さらに好ましくは1.90、最も好ましくは1.93を下限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは25、より好ましくは22、最も好ましくは18を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。なお、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)の上限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの屈折率(nd)は、概ね2.30以下、具体的には2.25以下、さらに具体的には2.20以下であることが多い。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)の下限も特に限定しないが、本発明によって得られるガラスのアッベ数(νd)は、概ね10以上、具体的には12以上、さらに具体的には15以上であることが多い。
【0081】
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ないことが好ましい。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)が500nm以下であり、より好ましくは480nm以下であり、最も好ましくは460nm以下である。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍に位置するようになり、可視域におけ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学素子の材料として用いることができる。
【0082】
また、本発明の光学ガラスは、耐失透性が低いことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスは、1200℃以下の低い液相温度を有することが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは1200℃、より好ましくは1180℃、最も好ましくは1150℃を上限とする。これにより、より低い温度で溶融ガラスを熔解し成形しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、溶融状態からガラスを形成したときの耐失透性を高めることができ、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減することができる。また、光学ガラスの熔解温度を低くすることが可能になるため、坩堝等に含まれるPtのガラスへの溶出を低減できることで、得られるガラスの着色やソラリゼーションを低減できる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね500℃以上、具体的には550℃以上、さらに具体的には600℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、直径2mm程度の粒状に粉砕したガラス試料を白金板上に載せ、800℃から1220℃の温度傾斜のついた炉内で30分間保持した後取り出し、冷却後にガラス中の結晶の有無を倍率80倍の顕微鏡にて観察することで測定される、ガラス中に結晶が認められず失透が生じない最も低い温度である。
【0083】
また、本発明の光学ガラスは、ソラリゼーションが5.0%以下であることが好ましい。これにより、光学ガラスを組み込んだ機器は、長期間の使用によってもカラーバランスが悪くなり難くなる。特に、使用温度が高いほどソラリゼーションはより大きく低減するため、車載用等、高温下で用いられる場合に、本発明の光学ガラスは特に有効である。従って、本発明の光学ガラスのソラリゼーションは、好ましくは5.0%、より好ましくは4.8%、最も好ましくは4.5%を上限とする。なお、本明細書中において「ソラリゼーション」とはガラスに紫外線を照射した場合の450nmにおける分光透過率の劣化量を表すものであり、具体的には、日本光学硝子工業会規格JOGIS04−1994「光学ガラスのソラリゼーションの測定方法」に従い、高圧水銀灯の光を照射した前後の分光透過率をそれぞれ測定することにより求められる。光の照射は、例えば光学ガラスを100℃に加熱した後で、超高圧水銀灯を用いて波長450nmの光を4時間照射することにより行うことができる。
【0084】
[光学素子の作製]
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスからプレス成形の手段を用いて、レンズやプリズム、ミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。
【実施例】
【0085】
本発明の実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの組成、屈折率(nd)、アッベ数(νd)、分光透過率が70%を示す波長(λ70)及び液相温度を表1に示す。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。
【0086】
本発明の実施例(No.1〜No.5)の光学ガラス及び比較例(No.1)のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表1に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で1000〜1300℃の温度範囲で2〜10時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、1250℃以下に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。
【0087】
ここで、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)については、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は徐冷降下速度を−25℃/hrとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【0088】
また、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格JOGIS02に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ10±0.1mmの対面平行研磨品をJISZ8722に準じ、200〜800nmの分光透過率を測定し、λ70(透過率70%時の波長)を求めた。
【0089】
また、実施例(No.1〜No.5)及び比較例(No.1)のガラスの液相温度は、粉砕したガラス試料を10mm間隔で白金板上に載せ、これを800℃から1200℃の温度傾斜のついた炉内で30分間保持した後で取り出し、冷却後にガラス試料中の結晶の有無を倍率80倍の顕微鏡にて観察することで測定した。この際、サンプルとして光学ガラスを直径2mm程度の粒状に粉砕した。
【0090】
【表1】
【0091】
表1に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.80以上、より詳細には1.96以上であり、所望の範囲内であった。なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が2.30以下、より詳細には1.99以下であった。
【0092】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数(νd)が25以下、より詳細には17.6以下であり、所望の範囲内であった。なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数(νd)が10以上、より詳細には16.7以上であった。
【0093】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ70(透過率70%時の波長)が500nm以下、より詳細には460nm以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、着色が少ないことが明らかになった。
【0094】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも液相温度が1200℃以下、より詳細には1120℃以下であるとともに、この液相温度は500℃以上であった。一方で、比較例のガラスは、ガラス化が困難で部分的に失透しており、且つ、ガラス化した部分について測定した液相温度が1300℃であった。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液相温度が低く失透し難いことが明らかになった。
【0095】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有し、且つ高い分散(低いアッベ数νd)を有しながらも、可視領域の波長の光に対する高い透明性を有し、且つ高い耐失透性を有することが明らかになった。
【0096】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを金型に入れ、光学ガラスを加熱して軟化しながらプレス成形を行い、得られた成形体に対して研磨加工を行ったところ、安定に様々なレンズの形状に光学ガラスを加工することができた。
【0097】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する光学ガラス。
【請求項2】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下である請求項1記載の光学ガラス。
【請求項3】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
TiO2成分 0〜40.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0%及び/又は
WO3成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する請求項1又は2記載の光学ガラス。
【請求項4】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でTiO2成分の含有量が10.0%以上25.0%以下である請求項3記載の光学ガラス。
【請求項5】
酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3が50.0%以上90.0%未満である請求項3又は4記載の光学ガラス。
【請求項6】
酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5が1.70以上9.00未満である請求項3から5のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項7】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Li2O成分 0〜15.0%及び/又は
Na2O成分 0〜25.0%及び/又は
K2O成分 0〜15.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から6のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項8】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である請求項7記載の光学ガラス。
【請求項9】
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oが0より大きく且つ1未満である請求項7又は8記載の光学ガラス。
【請求項10】
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oが7.8以上30.0以下である請求項7から9のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項11】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜5.0%及び/又は
CaO成分 0〜10.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から10のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項12】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が20.0%以下である請求項11記載の光学ガラス。
【請求項13】
酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5が0.41以下である請求項11又は12記載の光学ガラス。
【請求項14】
酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下である請求項1から13のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項15】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から14のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項16】
酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)が0.45以下である請求項15記載の光学ガラス。
【請求項17】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から16のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項18】
酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Y2O3+La2O3+Gd2O3が20.0%以下である請求項17記載の光学ガラス。
【請求項19】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZnO成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜10.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から18のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項20】
1.90以上の屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有する請求項1から19のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項21】
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20のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項22】
請求項1から21のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項23】
請求項1から21のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項24】
請求項23記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【請求項1】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分を5.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を30.0%以上70.0%以下含有し、1.80以上の屈折率(nd)を有する光学ガラス。
【請求項2】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でP2O5成分の含有量が10.0%以上30.0%以下である請求項1記載の光学ガラス。
【請求項3】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
TiO2成分 0〜40.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0%及び/又は
WO3成分 0〜30.0%
の各成分をさらに含有する請求項1又は2記載の光学ガラス。
【請求項4】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%でTiO2成分の含有量が10.0%以上25.0%以下である請求項3記載の光学ガラス。
【請求項5】
酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3が50.0%以上90.0%未満である請求項3又は4記載の光学ガラス。
【請求項6】
酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/P2O5が1.70以上9.00未満である請求項3から5のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項7】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Li2O成分 0〜15.0%及び/又は
Na2O成分 0〜25.0%及び/又は
K2O成分 0〜15.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から6のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項8】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するRn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の質量和が15.0%以下である請求項7記載の光学ガラス。
【請求項9】
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比Na2O/Rn2Oが0より大きく且つ1未満である請求項7又は8記載の光学ガラス。
【請求項10】
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K及びCsからなる群より選択される1種以上)の少なくともいずれかを含有し、酸化物換算組成の質量比(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)/Rn2Oが7.8以上30.0以下である請求項7から9のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項11】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
MgO成分 0〜5.0%及び/又は
CaO成分 0〜10.0%及び/又は
BaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から10のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項12】
酸化物換算組成のガラス全質量に対するRO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)の質量和が20.0%以下である請求項11記載の光学ガラス。
【請求項13】
酸化物換算組成の質量比(RO+Rn2O)/P2O5が0.41以下である請求項11又は12記載の光学ガラス。
【請求項14】
酸化物換算組成の質量比{100−P2O5−(Nb2O5+TiO2+Bi2O3+WO3)}/P2O5が0.52以下である請求項1から13のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項15】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
SiO2成分 0〜10.0%及び/又は
B2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から14のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項16】
酸化物換算組成の質量比Rn2O/(B2O3+P2O5+SiO2)が0.45以下である請求項15記載の光学ガラス。
【請求項17】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
Y2O3成分 0〜10.0%及び/又は
La2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から16のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項18】
酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量和Y2O3+La2O3+Gd2O3が20.0%以下である請求項17記載の光学ガラス。
【請求項19】
酸化物換算組成のガラス全質量に対して、質量%で
GeO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜10.0%及び/又は
ZnO成分 0〜10.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜10.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜10.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から18のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項20】
1.90以上の屈折率(nd)を有し、10以上25以下のアッベ数(νd)を有する請求項1から19のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項21】
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20のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項22】
請求項1から21のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項23】
請求項1から21のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項24】
請求項23記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【公開番号】特開2012−91983(P2012−91983A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−242299(P2010−242299)
【出願日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【出願人】(000128784)株式会社オハラ (539)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【出願人】(000128784)株式会社オハラ (539)
【Fターム(参考)】
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