特許第6396622号(P6396622)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6396622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
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6396622
(24)【登録日】2018年9月7日
(45)【発行日】2018年9月26日
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
   C03C 3/068 20060101AFI20180913BHJP
【FI】
   C03C3/068
【請求項の数】21
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2018-146864(P2018-146864)
(22)【出願日】2018年8月3日
(62)【分割の表示】特願2018-6239(P2018-6239)の分割
【原出願日】2014年9月30日
【審査請求日】2018年8月3日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000113263
【氏名又は名称】HOYA株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】特許業務法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】根岸 智明
【審査官】 増山 淳子
(56)【参考文献】
【文献】 中国特許出願公開第103395981(CN,A)
【文献】 特開昭57−56344(JP,A)
【文献】 特開昭59−195553(JP,A)
【文献】 特開2015−30631(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C03C 1/00 − 14/00
INTERGLAD
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量%表示で、
SiO2とB23との合計含有量が25〜32%、
La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が55〜65%、
La23含有量が42〜55%、
Gd23含有量が0〜2.1%、
23含有量が9〜20.9%、
Yb23含有量が0%以上1.0%未満、
ZrO2含有量が4〜10%、
TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が2.0〜5.0%、
ZnO含有量が0〜2%、
WO3含有量が0〜1%、
であり、
質量比ZnO/Nb25が0〜0.40の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、
質量比SiO2/(SiO2+B23)が2.9/30以上であり、
質量比Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23)が0.15以上であり、
質量比La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23)が0.65以上であり、
質量比Yb23/(La23+Gd23+Y23+Yb23)が0〜0.02であり、
屈折率ndが1.800〜1.830の範囲であり、アッベ数νdが45.5〜46.8の範囲であり、かつ下記(2)式:
nd>2.585−0.017×νd ・・・(2)
を満たすガラス。
【請求項2】
質量比(La23+Gd23+Y23+Yb23+TiO2+Nb25+Ta25)/(SiO2+B23)が1.95以上である請求項1に記載のガラス。
【請求項3】
質量比SiO2/(SiO2+B23)が3.3/30以上である請求項1または2に記載のガラス。
【請求項4】
質量%表示で、
SiO2とB23との合計含有量が25〜32%、
La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が55〜65%、
La23含有量が42〜55%、
Gd23含有量が0〜2.1%、
23含有量が9〜20.9%、
Yb23含有量が0%以上1.0%未満、
ZrO2含有量が4〜10%、
TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が2.0〜5.0%、
ZnO含有量が0〜2%、
WO3含有量が0〜1%、
であり、
質量比ZnO/Nb25が0〜0.40の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、
質量比((La23+Gd23+Y23+Yb23+TiO2+Nb25+Ta25)/(SiO2+B23))が2.05以上、
質量比Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23)が0.15以上であり、
質量比Yb23/(La23+Gd23+Y23+Yb23)が0〜0.02であり、
屈折率ndが1.800〜1.830の範囲であり、アッベ数νdが45.5〜46.8の範囲であり、かつ下記(2)式:
nd>2.585−0.017×νd ・・・(2)
を満たすガラス。
【請求項5】
質量比(La23+Gd23+Y23+Yb23)/(SiO2+B23)が1.83以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項6】
Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量が0〜2質量%の範囲である請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項7】
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量が0〜5質量%の範囲である請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項8】
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量が0〜2質量%の範囲である請求項1〜7のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項9】
23含有量が27.1質量%以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項10】
23含有量が17.4質量%以上である請求項1〜9のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項11】
Gd23含有量が0〜1質量%の範囲である請求項1〜10のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項12】
Gd23含有量が0〜0.5質量%の範囲である請求項1〜11のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項13】
Ta25含有量が0〜2質量%の範囲である請求項1〜12のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項14】
F含有量が0.1質量%未満である請求項1〜13のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項15】
Al23含有量が0〜2質量%の範囲である請求項1〜14のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項16】
着色度λ5が335nm以下である請求項1〜15のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項17】
比重が4.7以下である請求項1〜16のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項18】
比重を屈折率ndで除した値が2.00〜2.56の範囲である請求項1〜16のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項19】
請求項1〜18のいずれか1項に記載のガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項20】
請求項1〜18のいずれか1項に記載のガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項21】
請求項1〜18のいずれか1項に記載のガラスからなる光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子に関する。詳しくは、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス、ならびにこのガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
カメラレンズなどの撮像光学系やプロジェクタなどの投射光学系等の光学系を構成する光学素子材料として、1.790〜1.830の範囲の屈折率ndおよび45〜48の範囲のアッベ数νdを有する高屈折率・低分散光学ガラスが知られている(例えば特許文献1〜6参照)。なお以下において、屈折率、アッベ数は、特記しない限り、d線に対する屈折率nd、d線に対するアッベ数νdをいうものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭56−160340号公報
【特許文献2】特開昭56−164033号公報
【特許文献3】特開昭59−195553号公報
【特許文献4】特開昭55−116641号公報
【特許文献5】特開昭56−005345号公報
【特許文献6】特開2005−239544号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ガラス成分の中で、La23、Gd23、Y23、Yb23は、分散を大きく高めることなく(アッベ数を大きく下げることなく)屈折率を高めることができるため、高屈折率・低分散ガラスを作製するために有用な成分とされている。そのため特許文献1〜6に記載の光学ガラスは、上記成分の一種以上を含んでいる。しかし上記成分を含むことにより高屈折率・低分散特性を実現した光学ガラスは、ガラスの熱的安定性が低下し、結晶化しやすい傾向がある。
【0005】
ところで、特許文献3に記載の実施例の中で、上記範囲の屈折率およびアッベ数を有するガラスは、ガラスの失透に対する安定性、すなわち、熱的安定性を向上させ、結晶化を防止するためにガラス成分としてWO3を多く含有している。しかしWO3を多く含む光学ガラスは、分光透過率の短波長側の光吸収端が長波長化するため、紫外線の透過率が著しく低い。一方、先に記載した光学系では、色収差を補正するために、異なる光学特性を有する光学ガラスからなる光学素子(レンズ)同士を接合することがある。レンズ同士が接合された接合レンズの作製は、一般に、以下のように行われる。まずレンズ同士の接合面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、レンズ同士を貼り合せる。その後、レンズを通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させる。ここで、レンズを構成する光学ガラスの紫外線透過率が低いと、接着剤の硬化に時間がかかるか、または、硬化が困難となる。したがって、上記光学系に用いられる光学ガラスとしては、分光透過率の短波長側の光吸収端を短波長化された、接合レンズの作製に好適な吸収特性を有する光学ガラスが望ましい。
【0006】
本発明の一態様は、1.790〜1.830の範囲の屈折率ndおよび45〜48の範囲のアッベ数νdを有し、熱的安定性に優れ、かつ接合レンズの作製に好適な吸収特性を有するガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、質量%表示で、
SiO2とB23との合計含有量が20〜35%、
La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が50〜70%、
La23含有量が37〜69%、
Gd23含有量が0〜3%、
23含有量が3〜30%、
Yb23含有量が0%以上2%未満、
ZrO2含有量が2〜15%、
TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が1〜6%、
ZnO含有量が0〜4%、
WO3含有量が0〜2%、
であり、
質量比ZnO/Nb25が0〜1.0の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、
屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス(以下、「ガラスA」と記載する。)、
に関する。
【0008】
また、本発明の一態様は、質量%基準で、
SiO2とB23との合計含有量が20〜35%、
La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が50〜70%、
La23含有量が37〜69%、
Gd23含有量が0〜3%、
23含有量が3%以上12%未満、
Yb23含有量が0%以上2%未満、
ZrO2含有量が2〜15%、
TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が1〜6%、
ZnO含有量が0〜4%、
WO3含有量が0〜2%、
であり、
質量比ZnO/Nb25が0〜5.0の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、
屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス(以下、「ガラスB」と記載する。)、
に関する。
【0009】
ガラスAおよびBは、上記範囲の屈折率およびアッベ数を有するガラスであって、質量比ZnO/Nb25を上記範囲とすることを含む先に記載した組成調整が行われていることにより、優れた熱的安定性を示すことができる。また、WO3含有量が低減されているため、分光透過率の短波長側の光吸収端が短波長化された、接合レンズの作製に好適な吸収特性を示すことができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、上記範囲の屈折率およびアッベ数を有するガラスであって、優れた熱的安定性および接合レンズの作製に好適な吸収特性を有するガラスを提供することができる。更に、本発明の一態様によれば、上記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[ガラス]
本発明の一態様にかかるガラスは、上述のガラスAおよびBを包含する。以下、それらの詳細について説明する。特記しない限り、下記記載は、ガラスAおよびBの両ガラスに適用される。
【0012】
本発明では、ガラスのガラス組成を、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されてガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、特記しない限り、ガラス組成は質量基準(質量%、質量比)で表示するものとする。
本発明におけるガラス組成は、例えばICP−AES(Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry)などの方法により定量することができる。ICP−AESにより求められる分析値は、分析値の±5%程度の測定誤差を含んでいることがある。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が0%または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。
【0013】
<ガラス組成>
ガラスA、Bでは、Nb25含有量に対するZnO含有量の質量比ZnO/Nb25がそれぞれ上記範囲である。以下、質量比ZnO/Nb25を規定する理由を説明する。
ZnOはアッベ数νdを変化させることができ、所望の光学特性(屈折率nd、アッベ数νd)を得るためには有用な成分である。ただし、ZnOの含有量を増やしていくと、ガラスの熱的安定性が低下する傾向を示す。
一方、Nb25はZnO同様、アッベ数vdを変化させることができ、更にガラスの熱的安定性を向上させ、ガラスを失透しにくくすることができる成分である。
そこで、質量比ZnO/Nb25を調整することにより、所望の光学特性を得つつ熱的安定性を維持することが可能になる。ガラスの熱的安定性は、質量比ZnO/Nb25を小さくするほうが向上する、すなわち、失透しにくくなる傾向がある。ただし、ガラスの熱的安定性についてはY23の含有量も考慮すべきである。Y23含有量は、ガラスAにおいて3〜30%の範囲であり、一方、ガラスBにおいては3%以上12%未満とガラスAよりも上限値が低い。Y23の導入によりガラスの熱的安定性を向上させることができるが、多量の導入によりガラスの熱的安定性は低下傾向を示す。したがって、Y23含有量の上限値がガラスBよりも高いガラスAにおいては、ガラスの熱的安定性を維持すべく質量比ZnO/Nb25の上限値はガラスBよりも低い。詳しくは、ガラスAにおける質量比ZnO/Nb25は、0〜1.0の範囲である。これに対し、Y23含有量の上限値がガラスAよりも低いガラスBにおいては、質量比ZnO/Nb25の上限値はガラスAよりも高い。詳しくは、ガラスBにおける質量比ZnO/Nb25は、0〜5.0の範囲である。
このようにガラスA、Bはいずれも、質量比ZnO/Nb25とY23含有量の調整により所望の光学特性と熱的安定性の改善との両立を可能としたガラスである。
ガラスA、Bにおける質量比ZnO/Nb25、Y23含有量の好ましい範囲等の詳細は、後述する。
【0014】
以下に、ガラスA、Bのガラス組成について更に詳細に説明する。
【0015】
SiO2、B23は、ともにガラスのネットワークを形成する成分である。SiO2とB23との合計含有量、すなわち、SiO2の含有量とB23の含有量の合計を20%以上とすることにより、ガラスの熱的安定性を高めることができ、これによりガラス製造時にガラスが失透することを防ぐことができる。また、SiO2とB23との合計含有量が35%以下であることにより、屈折率を高めることができる。したがって、ガラスA、Bでは、SiO2とB23との合計含有量の範囲を20〜35%とする。SiO2とB23との合計含有量の好ましい下限は23%、より好ましい下限は25%であり、SiO2とB23との合計含有量の好ましい上限は33%、より好ましい上限は32%である。
【0016】
SiO2は、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性を改善し、熔融ガラスを成形する際の粘度の調整に有効な成分ある。このような効果を得る上から、SiO2の含有量の好ましい下限は1%、より好ましい下限は2%である。一方、SiO2の含有量が多くなると、屈折率が低下する傾向を示すとともに、熔融時にガラス原料が熔け残りやすくなる、すなわち、ガラスの熔融性も低下する傾向を示す。ガラスの熱的安定性、熔融性を良好に維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、SiO2の含有量の好ましい上限は15%、より好ましい上限は10%、さらに好ましい上限は5%である。
【0017】
23は、ガラスの熱的安定性、熔融性を改善する働きをする成分である。このような効果を得る上から、B23の含有量の好ましい下限は5%、より好ましい下限は10%、さらに好ましい下限は15%である。一方、B23の含有量が多くなると、屈折率が低下する傾向を示す。ガラスの熱的安定性を維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、B23の含有量の好ましい上限は34%、より好ましい上限は32%、さらに好ましい上限は30%である。
アッベ数を減少させずに、高屈折率を維持する上で、SiO2とB23との合計含有量に対するSiO2の含有量の質量比(SiO2/(SiO2+B23))が0.90以下であることが好ましく、0.89以下であることが好ましく、0.88以下であることがさらに好ましい。質量比(SiO2/(SiO2+B23))を上記範囲にすることにより、熔融ガラスを成形するときの粘度を高め、成形しやすくすることもできる。
一方、ガラスの熱的安定性、熔融性を維持する上で、質量比(SiO2/(SiO2+B23))を0.4以上にすることが好ましく、0.5以上にすることがより好ましく、0.6以上にすることがさらに好ましい。
【0018】
La23、Gd23、Y23、Yb23は、いずれも分散を高めずに(アッベ数を低下させずに)屈折率を高める働きを有する成分である。La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量を50%以上とすることにより、所望の光学特性を実現することができる。また、La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量、すなわち、La23の含有量とGd23の含有量とY23の含有量とYb23の含有量の合計を70%以下とすることにより、ガラスの熱的安定性を改善することができ、これによりガラス製造時にガラスが失透しやすくなることを防ぐことができる。したがって、ガラスA、Bでは、La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量の範囲を50〜70%とする。La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量の好ましい下限は53%、より好ましい下限は55%である。La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量の好ましい上限は67%、より好ましい上限は65%である。
【0019】
Gd23は、ガラス成分の中でガラスの比重を高める成分であり、また供給量が限られ、高価な成分でもある。したがって、ガラスを安定的に供給する上から、Gd23含有量の削減が望まれる。そこでガラスA、Bでは、Gd23含有量を0〜3%の範囲とする。Gd23含有量の好ましい範囲は0〜2%、より好ましい範囲は0〜1%、さらに好ましい範囲は0〜0.5%、一層好ましくは0%である。
また、Gd23の含有量を、La23、Gd23、Y23およびYb23の含有量の合計(La23+Gd23+Y23+Yb23)に対するGd23の含有量の質量比(Gd23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))により定めることもできる。GdはYbとともに、LaやYよりも原子量が大きく、ガラスの比重を増加させやすい。また、ガラスを安定的に供給する上でも、Gdの含有量は削減すべきである。以上の観点から、質量比(Gd23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0〜0.05にすることが好ましく、0〜0.03にすることがより好ましく、0〜0.02にすることがさらに好ましく、0〜0.01にすることが一層好ましい。質量比(Gd23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0にすることもできる。
【0020】
一方、La23、Gd23、Y23、Yb23の中で、La23は、その含有量を多くしても、熱的安定性が低下しにくい成分である。また、Laは、GdやYbのように重希土類元素ではないため、Gd、Ybと比べてガラスの比重を増加させにくい。また、La23を含むガラスを得るためのLa化合物は、安定に入手可能である。また、Laは、Ybのように近赤外線領域に吸収を有さない成分でもある。
そこでガラスA、Bでは、Gd23の含有量を上記範囲に抑えつつ、ガラスの熱的安定性を維持し、所望の光学特性を得るために、La23含有量を37%以上にする。またガラスの熱的安定性を維持する上で、La23含有量を69%以下とする。したがって、ガラスA、Bにおいて、La23含有量の範囲を37〜69%とする。La23の含有量の好ましい下限は40%、より好ましい下限は41%、さらに好ましい下限は42%、一層好ましい下限は43%であり、好ましい上限は60%、より好ましい上限は55%、さらに好ましい上限は50%である。
La23の含有量を、La23、Gd23、Y23およびYb23の含有量の合計(La23+Gd23+Y23+Yb23)に対するLa23の含有量の質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))によって定めることもできる。上記の理由から、質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0.55以上にすることが好ましい。一方、La23、Gd23、Y23、Yb23のうち、La23のみを含有するガラスは、熱的安定性が低下しやすい。したがって、熱的安定性を維持するために、質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0.95以下にすることが好ましい。上記の理由より、質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))のより好ましい下限は0.60であり、さらに好ましい下限は0.65であり、一層好ましい下限は0.70であり、より一層好ましい下限は0.75である。また、質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))のより好ましい上限は0.91、さらに好ましい上限は0.88、一層好ましい上限は0.85である。質量比(La23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を上記好ましい範囲にすることにより、近赤外線領域に吸収を有するYb23の含有量が制限され、近赤外線領域においても高い透過率を有するガラスを得ることができる。
【0021】
23は、適量含有させることにより、ガラスの熱的安定性を改善する働きを示す成分である。かかる効果を得るために、ガラスA、Bにおいて、Y23の含有量を3%以上とする。一方、前述のように、ガラスの熱的安定性を維持する上から、Y23の含有量を、ガラスAにおいては30%以下とし、ガラスBにおいては12%未満とする。
ガラスAにおけるY23の含有量の好ましい下限は4%、より好ましい下限は5%、さらに好ましい下限は7%、一層好ましい下限は9%であり、好ましい上限は25%、より好ましい上限は20%、さらに好ましい上限は15%である。
ガラスBにおけるY23の含有量の好ましい下限は4%、より好ましい下限は5%、さらに好ましい下限は7%、一層好ましい下限は9%であり、好ましい上限は11.0%、より好ましい上限は10.5%、さらに好ましい上限は10.0%である。
23の含有量を、La23、Gd23、Y23およびYb23の含有量の合計(La23+Gd23+Y23+Yb23)に対するY23の含有量の質量比(Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))により定めることができる。ガラスの熱的安定性を改善する上から、質量比(Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0.05以上にすることが好ましく、0.45以下にすることが好ましい。さらに、上記の理由から、質量比(Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))のより好ましい下限は0.09であり、さらに好ましい下限は0.15であり、一層好ましい下限は0.18であり、質量比(Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))のより好ましい上限は0.40、さらに好ましい上限は0.35、一層好ましい上限は0.30、より一層好ましい上限は0.25である。質量比(Y23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を上記好ましい範囲にすることにより、近赤外線領域に吸収を有するYb23の含有量が制限され、近赤外線領域においても高い透過率を有するガラスを得ることができる。
【0022】
Yb23に関しては、先に記載した特許文献2にはYb23を2%以上含む光学ガラスが開示されているが、このような光学ガラスは近赤外線を多く吸収する。一方、カメラレンズ、特に暗視カメラや監視カメラ等のカメラ用のレンズ用途に用いられるガラスには、近赤外線の透過率の高いことが求められている。特許文献2に記載の光学ガラスは、このような用途には適していない。これに対しガラスA、Bにおいては、近赤外線の透過率を高めることにより上記用途にも適するガラスを得る上から、Yb23含有量を0%以上2%未満とする。ただしガラスA、Bは、上記用途に用いられるものに限定されるものではなく、ガラス、好ましくは光学ガラスが適用される各種用途に用いることができる。Yb23含有量の好ましい範囲は0〜1.0%、より好ましい範囲は0%以上1.0%未満、さらに好ましい範囲は0〜0.9%、一層好ましい範囲は0〜0.5%、より一層好ましい範囲は0%以上0.1%未満であり、Yb23含有量を0%としてもよい。Ybは、La、Y、Gdよりも原子量が大きく、ガラスの比重を増加させやすい。また、Ybは、Gdとともに重希土類元素に属し、その使用量の削減が求められている。Yb23の含有量を上記範囲にすることにより、ガラスの比重の増加を抑制し、使用量の削減が求められている重希土類元素の含有量を低減することができる。
Yb23の含有量は、La23、Gd23、Y23およびYb23の含有量の合計(La23+Gd23+Y23+Yb23)に対するYb23の含有量の質量比(Yb23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))によって定めることもできる。上記理由により、質量比(Yb23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))の好ましい範囲は0〜0.05、より好ましい範囲は0〜0.03、さらに好ましい範囲は0〜0.02、一層好ましい範囲は0〜0.01である。質量比(Yb23/(La23+Gd23+Y23+Yb23))を0としてもよい。
ガラスの熱的安定性を維持しつつ、所要の屈折率とアッベ数を有するガラスを作製する上で、SiO2とB23の合計含有量に対するLa23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量の質量比((La23+Gd23+Y23+Yb23)/(SiO2+B23))が1.83以上であることが好ましく、1.84以上であることがより好ましく、1.85以上であることがさらに好ましい。ガラスの熱的安定性、熔融性を維持する上で、質量比((La23+Gd23+Y23+Yb23)/(SiO2+B23))が3.0以下であることが好ましく、2.7以下であることがより好ましく、2.5以下であることがさらに好ましい。
【0023】
ZrO2は、ガラスの熱的安定性を改善しつつ、屈折率を高める働きをする成分である。このような効果を得る上から、ガラスA、Bにおいて、ZrO2の含有量を2〜15%の範囲とする。ZrO2の含有量の好ましい下限は4%、より好ましい下限は6%であり、ZrO2の含有量の好ましい上限は13%、より好ましい上限は10%である。
【0024】
TiO2、Nb25、Ta25は、いずれも屈折率を高める働きをする成分(高屈折率化成分)である。同様に高屈折率化成分であるLa23、Gd23、Y23、Yb23と比較すると、含有量が増加するにつれて、高分散化(低アッベ数化)しやすい成分でもある。ガラスA、Bでは、ガラスの熱的安定性を改善しつつ、所望の光学特性を実現する上から、TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量、すなわち、TiO2の含有量とNb25の含有量とTa25の含有量の合計の範囲を1〜6%とする。TiO2、Nb25、Ta25の合計含有量の好ましい下限は1.5%、より好ましい下限は2.0%であり、好ましい上限は5.5%、より好ましい上限は5.0%である。
【0025】
ガラスの熱的安定性を維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、TiO2の含有量の好ましい範囲は0〜3%、より好ましい範囲は0〜2%、さらに好ましい範囲は0〜1%である。
【0026】
ガラスの熱的安定性を改善しつつ、所望の光学特性を得る上から、Nb25の含有量の好ましい範囲は0.5〜6%、より好ましい範囲は1.0〜5%、さらに好ましい範囲は1.5〜4%である。
【0027】
Ta25は、高屈折率化成分の中でも高価な成分であり、ガラスの比重を増大させる働きをする。したがって、ガラスの生産コストを抑えることにより、ガラスをより安定に供給するとともに、比重の増加を抑える上から、Ta25の含有量を0〜5%の範囲にすることが好ましく、0〜2%の範囲にすることがより好ましい。Ta25の含有量を0%にすることもできる。
ガラスの熱的安定性を維持しつつ、所要の屈折率とアッベ数を有するガラスを作製する上で、SiO2とB23の合計含有量に対するLa23、Gd23、Y23、Yb23、TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量の質量比((La23+Gd23+Y23+Yb23+TiO2+Nb25+Ta25)/(SiO2+B23))が1.95以上であることが好ましく、1.96以上であることがより好ましく、1.97以上であることがさらに好ましい。ガラスの熱的安定性、熔融性を維持する上で、質量比((La23+Gd23+Y23+Yb23+TiO2+Nb25+Ta25)/(SiO2+B23))が3以下であることが好ましく、2.8以下であることがより好ましく、2.7以下であることがさらに好ましい。
【0028】
ZnOは、分散(アッベ数)の調整に有効な成分であり、ガラスの熔融性を改善する働きのある任意成分である。ガラスの熱的安定性を維持しつつ所望の光学特性を実現する上から、ガラスA、Bにおいて、ZnO含有量の範囲を0〜4%とする。ZnOの含有量の好ましい範囲は0〜3%、より好ましい範囲は0〜2%である。
【0029】
ZnO含有量に関し、Nb25含有量に対するZnO含有量の質量比ZnO/Nb25については、先に説明したとおりである。
【0030】
WO3は、屈折率を高める働きを有する成分である。先に記載したように、分光透過率の短波長側の光吸収端が短波長化することにより接合レンズの作製に好適な吸収特性を実現する上から、ガラスA、Bにおいて、WO3含有量は0〜2%の範囲とする。WO3の含有量は、1%以下にすることが好ましく、0.5%以下にすることがより好ましく、0.3%以下にすることがさらに好ましく、0.1%以下にすることが一層好ましく、0%としてもよい。すなわち、WO3を含まなくてもよい。
【0031】
Fは、熔融時のガラスの揮発性を著しく高め、ガラスの光学特性の安定性、均質性を損なう原因になる成分であるので、ガラスA、Bでは、F含有量を0.1%未満とすることが好ましく、0.08%未満とすることがより好ましく、0.05%未満とすることがさらに好ましい。F含有量を0%としてもよい。
【0032】
Li2O、Na2O、K2O、Cs2Oは、ガラスの熔融性を改善する働きを有するが、多量の導入により屈折率が低下することやガラスの熱的安定性が低下することがある。したがって、Li2O、Na2O、K2O、Cs2Oの合計含有量、すなわち、Li2Oの含有量とNa2Oの含有量とK2Oの含有量とCs2Oの含有量の合計の範囲を0〜5%とすることが好ましく、0〜2%とすることがより好ましく、0〜1%とすることがさらに好ましく、0〜0.8%とすることが一層好ましく、0%としてもよい。
【0033】
MgO、CaO、SrO、BaOは、ガラスの熔融性を改善する働きを有するが、多量の導入により屈折率が低下することやガラスの熱的安定性が低下することがある。したがって、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量、すなわち、MgOの含有量とCaOの含有量とSrOの含有量とBaOの含有量の合計の範囲を0〜5%とすることが好ましく、0〜2%とすることがより好ましく、0〜1%とすることがさらに好ましく、0〜0.8%とすることが一層好ましく、0%としてもよい。
【0034】
GeO2は、ネットワークを形成する成分(網目形成酸化物)であり、屈折率を高める働きもするため、ガラスの熱的安定性を維持しつつ屈折率を高めることができる成分である。しかし、GeO2は非常に高価な成分であるため、その含有量を控えることが望まれる成分である。GeO2の含有量の好ましい範囲は0〜2%、より好ましい範囲は0〜1%、さらに好ましい範囲は0〜0.8%であり、GeO2の含有量を0%にすることができる。
【0035】
Bi23は、屈折率を高めるとともにガラスの熱的安定性も高める働きをする。分光透過率の短波長側の吸収端をより短波長化する上から、Bi23の含有量の好ましい範囲は0〜2%、より好ましい範囲は0〜1%、さらに好ましい範囲は0〜0.8%である。Bi23の含有量を0%にすることもできる。
【0036】
Al23は、少量の導入によりガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きをすることができる成分である。ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善するとともに、液相温度の上昇および耐失透性低下を防ぐ上では、Al23の含有量の好ましい範囲は0〜2%、より好ましい範囲は0〜1%、さらに好ましい範囲は0〜0.8%である。Al23の含有量を0%にすることもできる。
【0037】
Sb23は、清澄剤として添加可能な成分である。少量の添加でFeなどの不純物混入による光線透過率の低下を抑える働きをすることもできるが、Sb23の添加量を多くすると、ガラスの着色が増大傾向を示す。したがって、Sb23の添加量は、外割りで0〜0.1%の範囲とすることが好ましく、より好ましくは0〜0.05%、さらに好ましくは0〜0.03%の範囲である。なお外割りによるSb23含有量とは、Sb23以外のガラス成分の含有量の合計を100質量%としたときの質量%表示によるSb23の含有量を意味する。
【0038】
SnO2も清澄剤として添加可能であるが、外割りで1.0%を超えて添加するとガラスが着色したり、ガラスを加熱、軟化してプレス成形などの再成形をする際に、Snが結晶核生成の起点となって失透傾向が生じる。したがって、SnO2の添加量を外割りで0〜1%とすることが好ましく、0〜0.5%にすることがより好ましく、添加しないことが特に好ましい。なお外割りによるSnO2含有量とは、SnO2以外のガラス成分の含有量の合計を100質量%としたときの質量%表示によるSnO2の含有量を意味する。
【0039】
ガラスA、Bは、ガラスの熱的安定性を維持しつつ上記範囲の屈折率およびアッベ数を実現することができるガラスである。ガラスA、Bは、Lu、Hfといった成分を含有させることなく作製することができる。Lu、Hfも高価な成分なので、Lu23、HfO2の含有量をそれぞれ0〜2%に抑えることが好ましく、それぞれ0〜1%に抑えることがより好ましく、それぞれ0〜0.8%に抑えることがさらに好ましく、それぞれ0〜0.1%に抑えることが一層好ましく、Lu23を導入しないこと、HfO2を導入しないことがそれぞれ特に好ましい。
また、環境影響に配慮し、As、Pb、U、Th、Te、Cdも導入しないことが好ましい。
さらに、ガラスの優れた光線透過性を活かす上から、Cu、Cr、V、Fe、Ni、Coなどの着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
ガラスA、Bは、ともに光学ガラスとして好ましい。
【0040】
以上、ガラスA、Bのガラス組成について説明した。次に、ガラスA、Bのガラス特性について説明する。
【0041】
<ガラス特性>
(屈折率nd、アッベ数νd)
ガラスA、Bは、先に記載した光学系を構成する光学素子材料としての有用性、詳しくは、色収差補正、光学系の高機能化などの観点から、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲である。屈折率ndの下限は、好ましくは1.795であり、より好ましくは1.800である。屈折率ndの上限は、好ましくは1.820であり、より好ましくは1.815である。
また、同様の観点から、ガラスA、Bのアッベ数νdは45〜48の範囲である。アッベ数νdの下限は、好ましくは45.5、より好ましくは46.0である。アッベ数νdの上限は、好ましくは47.0、より好ましくは46.8である。
【0042】
色収差補正に適した光学特性を実現する上から、屈折率ndは、アッベ数νdとの間で下記(1)式の関係を満たすことが好ましく、下記(2)式を満たすことがより好ましく、下記(3)式を満たすことがさらに好ましい。
nd>2.590−0.017×νd ・・・(1)
nd>2.585−0.017×νd ・・・(2)
nd>2.580−0.017×νd ・・・(3)
【0043】
(着色度λ5)
ガラスA、Bは、先に説明したガラス組成調整により、接合レンズの作製に好適な吸収特性を備えることができる。そのような吸収特性は、着色度λ5により評価することができる。着色度λ5とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ10mmのガラスの分光透過率(表面反射損失を含む)が5%となる波長を表す。後述の実施例に示すλ5は、280〜700nmの波長域において測定された値である。分光透過率とは、例えばより詳しくは、10.0±0.1mmの厚さに研磨された互いに平行な面を有するガラス試料を用い、上記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、上記ガラス試料に入射する光の強度をIin、上記ガラス試料を透過した光の強度をIoutとしたときのIout/Iinのことである。
着色度λ5によれば、分光透過率の短波長側の吸収端を定量的に評価することができる。前述の通り、接合レンズ作製のために光学素子同士を紫外線硬化型接着剤により接合する際、光学素子を通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させることが行われる。効率よく紫外線硬化型接着剤の硬化を行う上から、分光透過率の短波長側の吸収端が短い波長域にあることが好ましい。この短波長側の吸収端を定量的に評価する指標として、着色度λ5を用いることができる。ガラスA、Bのλ5は、335nm以下であることが好ましく、333nm以下であることがより好ましく、330nm以下であることがさらに好ましく、325nm以下であることが一層好ましい。λ5の下限は、一例として、300nmを目安とすることができるが、低いほど好ましく特に限定されるものではない。
一方、ガラスの着色度の指標としては、着色度λ70も挙げられる。λ70は、λ5について記載した方法で測定される分光透過率が70%となる波長を表す。ガラスA、Bのλ70は、好ましくは390nm以下、より好ましくは380nm以下、さらに好ましくは375nm以下である。λ70の下限は、一例として、340nmを目安とすることができるが、低いほど好ましく特に限定されるものではない。
【0044】
(部分分散特性)
色収差補正の観点から、ガラスA、Bは、アッベ数νdを固定したとき、部分分散比が小さいガラスであることが好ましい。
ここで、部分分散比Pg,Fは、g線、F線、c線における各屈折率ng、nF、ncを用いて、(ng−nF)/(nF−nc)と表される。
高次の色収差補正に好適なガラスを提供する上から、ガラスA、Bの部分分散比Pg,Fは、0.554以上であることが好ましく、0.555以上であることがより好ましく、0.566以下であることが好ましく、0.563以下であることがより好ましい。
【0045】
(比重)
ガラスA、Bをオートフォーカス機能を有するレンズに用いる場合など、レンズの質量が大きいと、フォーカシング時の消費電力が増加し、電池の消耗が早まる。レンズを軽量化するためには、ガラスの比重を低下させるか、レンズを薄肉化することが考えられる。レンズのパワーを維持しつつ、薄肉化するためには、ガラスの屈折率を高めればよい。しかし、単に屈折率を高めると、比重も増大してしまう。そのため、比重と屈折率の両方を考慮して、使用するガラスを選択することが好ましい。光学素子軽量化の指標としては、比重を屈折率ndで割った値(比重/nd)を用いることができる。ガラスA、Bは、例えば、好ましくは比重/ndを2.56以下にすることができる。比重/ndのより好ましい上限は2.53、さらに好ましい上限は2.50、いっそう好ましい上限は2.48である。一方、ガラス安定性の観点からは、比重/ndを2.00以上にすることが好ましい。
また、比重は、4.7以下であることが好ましく、4.6以下であることがより好ましく、4.5以下であることがさらに好ましい。また、比重を低くするほど後述する液相温度は低下する傾向がある。この点からは、比重は4.0以上であることが好ましく、 4.2以上であることがより好ましい。
【0046】
(ガラス転移温度Tg)
アニール温度、プレス成形時のガラスの温度が高くなり過ぎると、アニール炉やプレス成形型の消耗を招く。アニール炉やプレス成形型への熱的負荷を軽減する上から、ガラス転移温度Tgは720℃以下であることが好ましく、710℃以下であることがより好ましい。
ガラス転移温度Tgが低すぎると、研削や研磨などの機械加工における加工性が低下傾向を示す。したがって、加工性を維持する上から、ガラス転移温度Tgを640℃以上にすることが好ましく、650℃以上にすることがより好ましく、660℃以上にすることがさらに好ましい。
【0047】
(液相温度LT)
ガラスの熱的安定性の指標の一つに液相温度がある。ガラス製造時の結晶化、失透を抑制する上から、液相温度LTが1300℃以下であることが好ましく、1250℃以下であることがより好ましい。液相温度LTの下限は、一例として1100℃以上であるが、低いことが好ましく特に限定されるものではない。
【0048】
<ガラスの製造方法>
ガラスA、Bは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。ガラスA、Bは、上記光学特性を有する高屈折率低分散ガラスでありながら、熱的安定性が優れているため、公知の熔融法、成形法を用いて、安定的に製造することができる。
【0049】
[プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、およびそれらの製造方法]
本発明の他の一態様は、
上述のガラスからなるプレス成形用ガラス素材;
上述のガラスからなる光学素子ブランク、
に関する。
【0050】
本発明の他の一態様によれば、
上述のガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法;
上述のプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法;
上述のガラスを光学素子ブランクに成形する工程を備える光学素子ブランクの製造方法、
も提供される。
【0051】
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、光学素子の形状に研磨しろ(研磨により除去することになる表面層)、必要に応じて研削しろ(研削により除去することになる表面層)を加えた光学素子母材である。光学素子ブランクの表面を研削、研磨することにより、光学素子が仕上げられる。一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスをプレス成形する方法(ダイレクトプレス法と呼ばれる。)により、光学素子ブランクを作製することができる。他の一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスを固化することにより光学素子ブランクを作製することもできる。
【0052】
また、他の一態様では、プレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材をプレス成形することにより、光学素子ブランクを作製することができる。
【0053】
プレス成形用ガラス素材のプレス成形は、加熱して軟化した状態にあるプレス成形用ガラス素材をプレス成形型でプレスする公知の方法により行うことができる。加熱、プレス成形は、ともに大気中で行うことができる。プレス成形後にアニールしてガラス内部の歪を低減することにより、均質な光学素子ブランクを得ることができる。
【0054】
プレス成形用ガラス素材は、そのままの状態で光学素子ブランク作製のためのプレス成形に供されるプレス成形用ガラスゴブと呼ばれるものに加え、切断、研削、研磨などの機械加工を施してプレス成形用ガラスゴブを経てプレス成形に供されるものも含む。切断方法としては、ガラス板の表面の切断したい部分にスクライビングと呼ばれる方法で溝を形成し、溝が形成された面の裏面から溝の部分に局所的な圧力を加えて、溝の部分でガラス板を割る方法や、切断刃によってガラス板をカットする方法などがある。また、研削、研磨方法としてはバレル研磨などが挙げられる。
【0055】
プレス成形用ガラス素材は、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込みガラス板に成形し、このガラス板を複数のガラス片に切断することにより作製することができる。または、適量の熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラスゴブを作製することもできる。プレス成形用ガラスゴブを、再加熱、軟化してプレス成形して作製することにより、光学素子ブランクを作製することもできる。ガラスを再加熱、軟化してプレス成形して光学素子ブランクを作製する方法は、ダイレクトプレス法に対してリヒートプレス法と呼ばれる。
【0056】
[光学素子およびその製造方法]
本発明の他の一態様は、
上述のガラスからなる光学素子
に関する。
【0057】
また、本発明の一態様によれば、
上述の光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法、
も提供される。
【0058】
上記光学素子の製造方法において、研削、研磨は公知の方法を適用すればよく、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させるなどすることにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。このようにして、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス(ガラスA、B)からなる光学素子を得ることができる。光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、プリズムなどを例示することができる。
【0059】
また、ガラスA、Bからなる光学素子は、接合光学素子を構成するレンズとしても好適である。接合光学素子としては、レンズ同士を接合したもの(接合レンズ)、レンズとプリズムを接合したものなどを例示することができる。例えば、接合光学素子は、接合する2つの光学素子の接合面を形状が反転形状となるように精密に加工(例えば、球面研磨加工)し、接合レンズの接着に使用される紫外線硬化型接着剤を塗布し、貼り合わせてからレンズを通して紫外線を照射し接着剤を硬化させることで作製することができる。このように接合光学素子を作製するために、先に記載した吸収特性を有するガラスは好ましい。接合する複数個の光学素子を、アッベ数νdが相違する複数種のガラスを用いてそれぞれ作製し、接合することにより、色収差の補正に好適な素子とすることができる。
【実施例】
【0060】
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。但し本発明は、実施例に示す態様に限定されるものではない。
【0061】
(実施例1)
表1に示す組成を有するガラスが得られるように、原料として炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸などの原料粉末を適宜用いた。各原料粉末を秤量して十分混合し、調合原料とした。この調合原料を白金製坩堝に入れて1350〜1400℃で、2〜3時間、加熱、熔融し、清澄、撹拌して均質な熔融ガラスを得た。この熔融ガラスを予熱した鋳型に流し込んで急冷し、ガラス転移温度近傍の温度で2時間保持した後、徐冷して表1に示す組成を有する各ガラスを得た。いずれのガラス中にも結晶の析出は認められなかった。また、いずれのガラスとも均質であり、目視により着色は認められなかった。
【0062】
なお、各ガラスの特性は、以下に示す方法で測定した。測定結果を表1に示す。
(1)屈折率ndおよびアッベ数νd
1時間あたり30℃の降温速度で冷却したガラスについて測定した。
(2)ガラス転移温度Tg
示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて、昇温速度10℃/分の条件下で測定した。
(3)液相温度LT
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて2時間保持し、冷却後、ガラス内部を100倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。
(4)比重
アルキメデス法により測定した。
(5)着色度λ5、λ70
互いに対向する2つの光学研磨された平面を有する厚さ10±0.1mmのガラス試料を用い、分光光度計により、研磨された面に対して垂直方向から強度Iinの光を入射し、ガラス試料を透過した光の強度Ioutを測定し、分光透過率Iout/Iinを算出し、分光透過率が5%になる波長をλ5、分光透過率が70%になる波長をλ70とした。
(6)部分分散比Pg,F
屈折率nF、nc、ngを測定し、測定結果から算出した。
【0063】
【表1】
【0064】
(実施例2)
実施例1で得られた各種ガラスからプレス成形用ガラス塊(ガラスゴブ)を作製した。このガラス塊を大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク(光学素子ブランク)を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例1で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
【0065】
(実施例3)
実施例1において作製した熔融ガラスを所望量、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク(光学素子ブランク)を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例1で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
【0066】
(実施例4)
実施例1において作製した熔融ガラスを固化して作製したガラス塊(光学素子ブランク)アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例1で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
【0067】
(実施例5)
実施例2〜4において作製した球面レンズを、他種のガラスからなる球面レンズと貼り合せ、接合レンズを作製した。実施例2〜4において作製した球面レンズの接合面は凸面、他種のガラスからなる球面レンズの接合面は凹面であった。上記2つの接合面は、互いに曲率半径の絶対値が等しくなるように作製した。接合面に光学素子接合用の紫外線硬化型接着剤を塗布し、2つのレンズを接合面同士で貼り合せた。その後、実施例2〜4において作製した球面レンズを通して、接合面に塗布した接着剤に紫外線を照射し、接着剤を固化させた。
上記のようにして接合レンズを作製した。接合レンズの接合強度は充分高く、光学性能も充分なレベルのものであった。
【0068】
(比較例1)
特許文献3(特開昭59−195553号公報)の実施例19として開示されているガラス(以下、ガラスIと呼ぶ。)を再現した。上記方法によりλ5を測定したところ、337nmであった。
ガラスIからなる球面レンズを作製し、実施例5と同様にして接合レンズの作製を試みた。接合面に塗布した紫外線硬化型接着剤に、ガラスIからなるレンズを通して紫外線を照射したが、ガラスIの紫外線透過率が低いため、接着剤を充分に硬化することができなかった。
【0069】
(比較例2)
特許文献4(特開昭55−116641号公報)の実施例11として開示されているガラスの再現を試みた。坩堝内で熔融物を冷却・攪拌中に粒状の結晶が析出し、ガラスを得ることができなかった。
【0070】
(比較例3)
特許文献5(特開昭56−005345号公報)の実施例3として開示されているガラスの再現を試みた。坩堝内で熔融物を冷却・攪拌中に結晶化し、ガラスを得ることができなかった。
【0071】
(比較例4)
特許文献6(特開2005−239544号公報)の実施例2として開示されているガラスの再現を試みた。坩堝内で熔融物を冷却・攪拌中に結晶化し、ガラスを得ることができなかった。
【0072】
最後に、前述の各態様を総括する。
【0073】
一態様によれば、質量%表示で、SiO2とB23との合計含有量が20〜35%、La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が50〜70%、La23含有量が37〜69%、Gd23含有量が0〜3%、Y23含有量が3〜30%、Yb23含有量が0%以上2%未満、ZrO2含有量が2〜15%、TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が1〜6%、ZnO含有量が0〜4%、WO3含有量が0〜2%であり、質量比ZnO/Nb25が0〜1.0の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス(ガラスA)を提供することができる。
【0074】
また一態様によれば、質量%表示で、SiO2とB23との合計含有量が20〜35%、La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が50〜70%、La23含有量が37〜69%、Gd23含有量が0〜3%、Y23含有量が3%以上12%未満、Yb23含有量が0%以上2%未満、ZrO2含有量が2〜15%、TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が1〜6%、ZnO含有量が0〜4%、WO3含有量が0〜2%であり、質量比ZnO/Nb25が0〜5.0の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス(ガラスB)を提供することができる。
【0075】
上記ガラスA、Bは、上記範囲の屈折率およびアッベ数を有するガラスであって、優れた熱的安定性および接合光学素子の作製に好適な吸収特性を示すことができる。
【0076】
一態様では、ガラスの安定性をいっそう改善する観点から、ガラスA、Bは、以下の1つ以上のガラス組成を満たすことが好ましい。
Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量が0〜5質量%の範囲である;
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量が0〜5質量%の範囲である。
【0077】
一態様では、接合レンズの作製により好適な吸収特性を得る観点から、ガラスA、BはWO3の含有量が0〜1%であることが好ましく、0〜0.5%であることがより好ましく、0〜0.3%であることがさらに好ましく、0〜0.1%であることが一層好ましく、WO3を含まないことがより一層好ましい。
【0078】
一態様では、ガラスA、Bは、着色度λ5が335nm以下のガラスであることが好ましい。
【0079】
一態様では、光学素子の軽量化の観点から、ガラスA、Bは、比重を屈折率ndで除した値が2.00〜2.56の範囲のガラスであることが好ましい。
【0080】
以上説明したガラス(ガラスA、B)から、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子を作製することができる。すなわち、他の態様によれば、上記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子が提供される。
【0081】
また、他の態様によれば、上記ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法も提供される。
【0082】
さらに他の態様によれば、上記プレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法も提供される。
【0083】
さらに他の態様によれば、上記ガラスを光学素子ブランクに成形する工程を備える光学素子ブランクの製造方法も提供される。
【0084】
さらに他の態様によれば、上記光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法も提供される。
【0085】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかるガラスを得ることができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の2つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明は、接合レンズ等の各種のレンズ、プリズム等の光学素子の製造分野において有用である。
【要約】
【課題】1.790〜1.830の範囲の屈折率ndおよび45〜48の範囲のアッベ数νdを有し、熱的安定性に優れ、かつ接合レンズの作製に好適な吸収特性を有するガラスを提供すること。
【解決手段】質量%表示で、SiO2とB23との合計含有量が20〜35%、La23、Gd23、Y23およびYb23の合計含有量が50〜70%、La23含有量が37〜69%、Gd23含有量が0〜3%、Y23含有量が3〜30%、Yb23含有量が0%以上2%未満、ZrO2含有量が2〜15%、TiO2、Nb25およびTa25の合計含有量が1〜6%、ZnO含有量が0〜4%、WO3含有量が0〜2%、であり、質量比ZnO/Nb25が0〜1.0の範囲であり、ただしNb25を必須成分として含み、屈折率ndが1.790〜1.830の範囲であり、かつアッベ数νdが45〜48の範囲であるガラス。
【選択図】なし