(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
(51)【国際特許分類】
C03C 3/068 20060101AFI20240123BHJP
G02B 1/00 20060101ALI20240123BHJP
【FI】
C03C3/068
G02B1/00
(21)【出願番号】P 2020531208
(86)(22)【出願日】2019-06-27
(86)【国際出願番号】 JP2019025752
(87)【国際公開番号】W WO2020017275
(87)【国際公開日】2020-01-23
【審査請求日】2022-03-11
(31)【優先権主張番号】P 2018134838
(32)【優先日】2018-07-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000128784
【氏名又は名称】株式会社オハラ
(74)【代理人】
【識別番号】100137589
【氏名又は名称】右田 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100160864
【氏名又は名称】高橋 政治
(74)【代理人】
【識別番号】100158698
【氏名又は名称】水野 基樹
(72)【発明者】
【氏名】桃野 浄行
【審査官】西田 彩乃
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/003720(WO,A1)
【文献】特開2018-108920(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C03C 3/068
G02B 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量%で、
SiO
2成分を0%超35.0%以下、
B
2O
3成分を0%超35.0%以下、
La
2O
3成分を20.0%超65.0%以下、
Al
2O
3成分を0%超30.0%以下、
TiO
2成分を1.50%以下、
WO
3成分を1.0%未満
含有し、
B
2O
3成分、SiO
2成分及びAl
2O
3成分の含有量の和に対するLn
2O
3成分の含有量の和の比率である質量比Ln
2O
3/(SiO
2+B
2O
3+Al
2O
3)が1.50以上2.019以下であり(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb
、Luからなる群より選択される1種以上)、
1.70以上の屈折率(n
d)を有し、45.0以上55以下のアッベ数(ν
d)を有し、
粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1~4である光学ガラス。
【請求項2】
質量%で、
Y
2O
3成分 0~25.0%未満、
Gd
2O
3成分 0~40.0%未満、
Yb
2O
3成分 0~10.0%未満、
Lu
2O
3成分 0~10.0%未満、
MgO成分 0~10.0%未満、
CaO成分 0~10.0%未満、
SrO成分 0~10.0%未満、
BaO成分 0~10.0%未満、
Li
2O成分 0~5.0%未満、
Na
2O成分 0~10.0%未満、
K
2O成分 0~10.0%未満、
Nb
2O
5成分 0~15.0%未満、
ZrO
2成分 0~15.0%未満、
Ta
2O
5成分 0~10.0%未満、
ZnO成分 0~30.0%未満、
P
2O
5成分 0~10.0%未満、
GeO
2成分 0~10.0%未満、
Ga
2O
3成分 0~10.0%未満、
Bi
2O
3成分 0~10.0%未満、
TeO
2成分 0~10.0%未満、
SnO
2成分 0~3.0%未満、
Sb
2O
3成分 0~1.0%未満
であり、
上記各元素の1種又は2種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のFとしての含有量が0~10.0質量%未満である請求項1記載の光学ガラス。
【請求項3】
質量和SiO
2+B
2O
3が15.0%以上38.0%未満である請求項1又は2に記載の光学ガラス。
【請求項4】
質量和SiO
2+B
2O
3+Al
2O
3が15.0%以上40.00%以下である請求項1から3のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項5】
質量比(SiO
2+Al
2O
3)/B
2O
3が0.30超10.00以下である請求項1から4のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項6】
質量%で、
Ln
2O
3成分(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が40.0%以上70.0%以下であり、
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)の含有量の和が0~10.0%未満であり、
Rn
2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が0~10.0%未満である請求項1から5のいずれか記載の光学ガラス。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
【請求項8】
請求項1から6のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項9】
請求項8に記載の光学素子を備える光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ガラス、プリフォーム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や、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の画像再生(投影)機器等の各種光学機器の分野では、光学系で用いられるレンズやプリズム等の光学素子の枚数を削減し、光学系全体を軽量化及び小型化する要求が強まっている。
【0003】
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学系全体の小型化を図ることが可能な、1.70以上の屈折率(nd)を有し、35以上55以下のアッベ数(νd)を有する高屈折率低分散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低分散ガラスとして、特許文献1に代表されるようなガラス組成物が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1で開示されたガラスでは、ガラスの安定性が不十分な場合があり、その安定性を高めることが求められていた。さらに、ガラスを作製した際の失透を免れたガラスは、リヒートプレスによりプレス成形されたガラスを研磨加工する際や、ガラスを研磨加工してプリフォーム材を作製する際に、曇りが生じ易い問題点があった。ひとたび失透や曇りが生じたガラスからは、特に可視領域の光を制御するような光学素子を作製することが困難であった。
【0006】
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、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながら、研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い、安定な光学ガラスを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、SiO2成分、B2O3成分、La2O3成分及びAl2O3成分を含有するガラスにおいて、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながらも、化学的耐久性、特に耐酸性の高いために研磨加工を行い易い、安定なガラスが得られることを見出し、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。
【0008】
(1) 質量%で、
SiO2成分を0%超35.0%以下、
B2O3成分を0%超35.0%以下、
La2O3成分を20.0%超65.0%以下、
Al2O3成分を0%超30.0%以下、
含有し、
1.70以上の屈折率(nd)を有し、35以上55以下のアッベ数(νd)を有し、
粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1~4である光学ガラス。
【0009】
(2) 質量%で、
Y2O3成分 0~25.0%未満、
Gd2O3成分 0~40.0%未満、
Yb2O3成分 0~10.0%未満、
Lu2O3成分 0~10.0%未満、
MgO成分 0~10.0%未満、
CaO成分 0~10.0%未満、
SrO成分 0~10.0%未満、
BaO成分 0~10.0%未満、
Li2O成分 0~5.0%未満、
Na2O成分 0~10.0%未満、
K2O成分 0~10.0%未満、
TiO2成分 0~15.0%未満、
Nb2O5成分 0~15.0%未満、
ZrO2成分 0~15.0%未満、
Ta2O5成分 0~10.0%未満、
WO3成分 0~10.0%未満、
ZnO成分 0~30.0%未満、
P2O5成分 0~10.0%未満、
GeO2成分 0~10.0%未満、
Ga2O3成分 0~10.0%未満、
Bi2O3成分 0~10.0%未満、
TeO2成分 0~10.0%未満、
SnO2成分 0~3.0%未満、
Sb2O3成分 0~1.0%未満
であり、
上記各元素の1種又は2種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のFとしての含有量が0~10.0質量%未満である(1)記載の光学ガラス。
【0010】
(3) 質量和SiO2+B2O3が15.0%以上40.0%以下である(1)又は(2)に記載の光学ガラス。
【0011】
(4) 質量和SiO2+B2O3+Al2O3が15.0%以上50.0%未満である(1)から(3)のいずれかに記載の光学ガラス。
【0012】
(5) 質量比(SiO2+Al2O3)/B2O3が0.30超10.00以下である(1)から(4)のいずれか記載の光学ガラス。
【0013】
(6) 質量%で、
Ln2O3成分(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が40.0%以上70.0%以下であり、
RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が0~10.0%未満であり、
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が0~10.0%未満である(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
【0014】
(7) 質量比Ln2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)が0.30超10.00以下である(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)。
【0015】
(8) (1)から(7)のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。
【0016】
(9) (1)から(7)のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
【0017】
(10) (9)に記載の光学素子を備える光学機器。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながら、研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い、安定な光学ガラスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】本願の実施例のガラスについての屈折率(n
d)とアッベ数(ν
d)の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の光学ガラスは、質量%で、SiO2成分を0%超35.0%以下、B2O3成分を0%超35.0%以下、La2O3成分を20.0%超65.0%以下、Al2O3成分を0%超30.0%以下含有し、1.70以上の屈折率(nd)を有し、35以上55以下のアッベ数(νd)を有し、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1~4である。本発明者は、SiO2成分、B2O3成分及びLa2O3成分をベースとし、これにAl2O3成分を含有させた場合に、1.70以上の屈折率(nd)及び35以上55以下のアッベ数(νd)を有しながらも、化学的耐久性、特に耐酸性が高く、安定なガラスが得られる。従って、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながら、耐酸性が高く研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い、安定な光学ガラスを得ることができる。
【0021】
加えて、本発明の光学ガラスは、比重が小さいことで、光学素子や光学機器の軽量化に寄与することができる。
【0022】
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。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、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。
【0023】
[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、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の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」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、金属弗化物等が熔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。
【0024】
<必須成分、任意成分について>
SiO2成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、SiO2成分を0%超含有することで、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上でき、また、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分である。また、熔融ガラスの粘度を高め、ガラスの着色を低減することができる。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは3.0%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは7.0%超、さらに好ましくは10.0%超とする。
他方で、SiO2成分の含有量を35.0%以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは35.0%以下、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは27.0%未満、さらに好ましくは24.0%未満、さらに好ましくは21.0%未満、さらに好ましくは18.0%未満とする。
【0025】
B2O3成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、B2O3成分を0%超含有することで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高め、且つガラスのアッベ数を高めることができる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは4.0%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは7.0%超、さらに好ましくは10.0%超とする。
他方で、B2O3成分の含有量を35.0%以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化、特に耐酸性の悪化を抑えられる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは35.0%以下、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは27.0%未満、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは18.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満とする。
【0026】
La2O3成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を高める必須成分である。また、希土類の中では比較的安価なため、ガラスの材料コストを低減することができる。従って、La2O3成分の含有量は、好ましくは20.0%超、より好ましくは25.0%超、さらに好ましくは28.0%超、さらに好ましくは30.0%超、さらに好ましくは35.0%超、さらに好ましくは37.0%超、さらに好ましくは40.0%超とする。
他方で、La2O3成分の含有量を65.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減できる。また、ガラス原料の熔解性を高められる。従って、La2O3成分の含有量は、好ましくは65.0%以下、より好ましくは60.0%未満、さらに好ましくは58.0%未満、さらに好ましくは55.0%未満、さらに好ましくは53.0%未満、さらに好ましくは50.0%未満とする。
【0027】
Al2O3成分は、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上でき、且つガラスの耐失透性を向上できる必須成分である。従って、Al2O3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは2.0%超、さらに好ましくは3.0%超、さらに好ましくは5.0%超とする。
他方で、Al2O3成分の含有量を30.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Al2O3成分の含有量は、それぞれ好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満、さらに好ましくは13.0%未満とする。
【0028】
Y2O3成分は、0%超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、ガラスの材料コストを抑えられ、且つ、ガラスの比重を低減できる任意成分である。従って、Y2O3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは8.0%超、さらに好ましくは10.0%超としてもよい。
他方で、Y2O3成分の含有量を25.0%未満にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Y2O3成分の含有量は、好ましくは25.0%未満、より好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは18.0%未満、さらに好ましくは16.0%未満とする。
【0029】
Gd2O3成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。
しかしながら、Gd2O3成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇し、且つ、ガラスの比重が増大する。従って、Gd2O3成分の含有量は、好ましくは40.0%未満、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満とする。
【0030】
Yb2O3成分及びLu2O3成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。
しかしながら、Yb2O3成分及びLu2O3成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇し、且つ、ガラスの比重が増大する。従って、Yb2O3成分及びLu2O3成分の含有量は、それぞれ好ましくは10.0%未満、より好ましくは7.0%未満、さらに好ましくは4.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
【0031】
MgO成分、CaO成分、SrO成分及びBaO成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。
他方で、MgO成分、CaO成分、SrO成分及びBaO成分の含有量をそれぞれ10.0%未満にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、MgO成分、CaO成分、SrO成分及びBaO成分の含有量は、それぞれ好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%未満とする。特に屈折率の高いガラスを得る観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
【0032】
Li2O成分は、0%超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Li2O成分の含有量を5.0%未満にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。従って、Li2O成分の含有量は、好ましくは5.0%未満、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満、さらに好ましくは0.3%未満とする。
【0033】
Na2O成分及びK2O成分は、0%超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Na2O成分及びK2O成分の含有量をそれぞれ10.0%未満にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。従って、Na2O成分及びK2O成分の含有量は、それぞれ好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満とする。
【0034】
TiO2成分は、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで安定性を高められる任意成分である。また、ガラスの比重を低減させる成分でもある。
他方で、TiO2成分の含有量を15.0%未満にすることで、TiO2成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光(特に波長500nm以下)に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは15.0%未満、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下とする。
【0035】
Nb2O5成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで耐失透性を高められる任意成分である。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは2.0%超としてもよい。
他方で、Nb2O5成分の含有量を15.0%未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、Nb2O5成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光(特に波長500nm以下)に対する透過率の低下を抑えられる。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは15.0%未満、より好ましくは12.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満とする。
【0036】
ZrO2成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。従って、ZrO2成分の含有量を、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは1.5%超としてもよい。
他方で、ZrO2成分の含有量を15.0%未満にすることで、ZrO2成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ZrO2成分の含有量は、好ましくは15.0%未満、より好ましくは12.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは7.0%未満とする。
【0037】
Ta2O5成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
しかしながら、Ta2O5成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。また、Ta2O5成分の含有量を10.0%未満にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ta2O5成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ta2O5成分を含有しないことが最も好ましい。
【0038】
WO3成分は、0%超含有する場合に、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、ガラス転移点を低くでき、且つ耐失透性を高められる任意成分である。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.3%超、さらに好ましくは0.5%超としてもよい。
他方で、WO3成分の含有量を10.0%未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられ、アッベ数の低下を抑えられる。また、WO3成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0039】
ZnO成分は、0%超含有する場合に、ガラスの安定性を高められ、着色を低減できる任意成分である。また、ガラス転移点を低くでき、化学的耐久性を改善できる成分でもある。
他方で、ZnO成分の含有量を30.0%未満にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ZnO成分の含有量は、好ましくは30.0%未満、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは22.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満とする。
【0040】
P2O5成分は、ガラス形成成分として作用することができ、0%超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、P2O5成分の含有量を10.0%未満にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、P2O5成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0041】
GeO2成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、GeO2は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが上昇する。従って、GeO2成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。特に、材料コストを低減させる観点では、GeO2成分を含有しなくてもよい。
【0042】
Ga2O3成分は、0%超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ga2O3成分の含有量を10.0%未満にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ga2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0043】
Bi2O3成分は、0%超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Bi2O3成分の含有量を10.0%未満にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Bi2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0044】
TeO2成分は、0%超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、TeO2は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、TeO2成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0045】
SnO2成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、SnO2成分の含有量を3.0%未満にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、SnO2成分と熔解設備(特にPt等の貴金属)の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、SnO2成分の含有量は、好ましくは3.0%未満、より好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満、さらに好ましくは0.1%未満とする。
【0046】
Sb2O3成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Sb2O3量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Sb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%未満、より好ましくは0.5%未満、さらに好ましくは0.3%未満とする。
【0047】
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。
【0048】
F成分は、0%超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、F成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の1種又は2種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のFとしての合計量が10.0%を超えると、F成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。
従って、F成分の含有量は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0049】
B2O3成分の含有量に対するSiO2成分の含有量の比率(質量比)は、0.15以上10.00以下が好ましい。
特に、この比率SiO2/B2O3を0.15以上にすることで、ガラスの安定性を高められ、また、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上できる。本願発明のガラスは、このようにB2O3成分の含有量が相対的に少なく、SiO2成分の含有量が相対的に多くても、ガラス化させることが可能である。従って、質量比SiO2/B2O3は、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.30以上、さらに好ましくは0.50以上、さらに好ましくは0.60以上、さらに好ましくは0.70以上にしてもよい。
他方で、この比率SiO2/B2O3を10.00以下とすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられるため、より低温で成形し易くできる。従って、質量比SiO2/B2O3は、好ましくは10.00以下、より好ましくは7.00以下、さらに好ましくは5.00以下、さらに好ましくは4.65以下とする。
【0050】
B2O3成分及びSiO2成分の含有量の和(質量和)は、15.0%以上40.0%以下が好ましい。
特に、この和を15.0%以上にすることで、ガラスのネットワーク構造が形成されるため、安定なガラスを形成することができる。従って、質量和B2O3+SiO2は、好ましくは15.0%以上、より好ましくは18.0%超、さらに好ましくは20.0%以上とする。
他方で、この和を40.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による屈折率の低下を抑えられる。また、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上できる。従って、質量和B2O3+SiO2は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは38.0%未満、さらに好ましくは35.0%未満、さらに好ましくは32.0%未満、さらに好ましくは30.0%未満とする。
【0051】
B2O3成分、SiO2成分及びAl2O3成分の含有量の和(質量和)は、15.0%以上50.0%未満が好ましい。
特に、この和を15.0%以上にすることで、より安定なガラスにすることができる。従って、質量和SiO2+B2O3+Al2O3は、好ましくは15.0%以上、より好ましくは18.0%超、さらに好ましくは20.0%超、さらに好ましくは22.0%超、さらに好ましくは25.0%超とする。
他方で、この和を50.0%未満にすることで、これらの成分の過剰な含有による屈折率の低下を抑えられる。従って、質量和SiO2+B2O3+Al2O3は、好ましくは50.0%未満、より好ましくは47.0%未満、さらに好ましくは44.0%未満、さらに好ましくは42.0%未満、さらに好ましくは39.0%未満とする。
【0052】
B2O3成分の含有量に対する、SiO2成分及びAl2O3成分の含有量の和の比率は、0.30超10.00以下が好ましい。
特に、この比率を0.30超にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上できる。従って、質量比(SiO2+Al2O3)/B2O3は、好ましくは0.30超、より好ましくは0.45超、さらに好ましくは0.60超、さらに好ましくは0.90超とする。
他方で、この比率を10.00以下にすることで、より安定なガラスにすることができる。従って、質量比(SiO2+Al2O3)/B2O3は、好ましくは10.00以下、より好ましくは10.00以下、さらに好ましくは8.00以下、さらに好ましくは6.00以下、さらに好ましくは5.50以下とする。
【0053】
Ln2O3成分(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)の含有量の和(質量和)は、40.0%以上70.0%以下が好ましい。
特に、この和を40.0%以上にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。従って、Ln2O3成分の質量和は、好ましくは40.0%以上、より好ましくは43.0%超、さらに好ましくは45.0%以上、さらに好ましくは47.0%超とする。
他方で、この和を70.0%以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減できる。従って、Ln2O3成分の質量和は、好ましくは70.0%以下、より好ましくは65.0%未満、より好ましくは64.0%未満、さらに好ましくは63.0%未満とする。
【0054】
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)の含有量の和(質量和)は、10.0%未満が好ましい。これにより、屈折率の低下を抑えられ、また、ガラスの安定性を高められる。従って、RO成分の質量和は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0055】
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)の含有量の和(質量和)は、10.0%未満が好ましい。これにより、溶融ガラスの粘性の低下を抑えられ、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つガラスの失透を低減できる。従って、Rn2O成分の質量和は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは6.0%未満、さらに好ましくは4.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。
【0056】
B2O3成分、SiO2成分及びAl2O3成分の含有量の和に対する、Ln2O3成分の和の比率(質量比)は、0.30超10.00以下が好ましい(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)。
特に、この質量比を0.30超にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる。従って、質量比Ln2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)は、好ましくは0.30超、より好ましくは0.50超、さらに好ましくは0.80超、さらに好ましくは1.00超、さらに好ましくは1.27以上、さらに好ましくは1.35以上、さらに好ましくは1.50以上とする。
他方で、この質量比を10.00以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、質量比Ln2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)は、好ましくは10.00以下、より好ましくは5.00以下、さらに好ましくは3.00以下、さらに好ましくは2.60以下、さらに好ましくは2.30以下、さらに好ましくは2.10以下とする。
【0057】
RO成分、Rn2O成分、ZnO成分及びB2O3成分の含有量の和に屈折率ndの数値の10倍を足した値に対する、SiO2成分、Al2O3成分及びLn2O3成分の含有量の和の比率(質量比)は、0.80以上6.00以下が好ましい(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)。
この質量比を0.80以上6.00以下の範囲内にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性を向上することができる。従って、質量比(SiO2+Al2O3+Ln2O3)/(RO+Rn2O+ZnO+B2O3+nd×10)は、好ましくは0.80、より好ましくは1.00、さらに好ましくは1.20、さらに好ましくは1.50、さらに好ましくは1.80を下限とし、好ましくは6.00、より好ましくは5.50、さらに好ましくは5.00を上限とする。
【0058】
質量比(Al2O3/Ln2O3)は、0.01以上とすることが好ましい(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)。これにより、耐失透性を向上させる効果が得られ易くなる。従って、(Al2O3/Ln2O3)の質量比は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上としてもよい。
他方で、この質量比を1.00以下にすることで、ガラス原料の熔融性の悪化や、過剰な粘性の上昇を抑えることができる。従って、(Al2O3/Ln2O3)の質量比は、好ましくは1.00以下、より好ましくは0.50以下、さらに好ましくは0.0.30以下、さらに好ましくは0.25以下、さらに好ましくは0.20以下としてもよい。
【0059】
質量和(ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+TeO2)は、20.0%以下とすることが好ましい。これにより、耐失透性を向上する効果を得易くすることができ、また、アッベ数の過剰な低下を抑えて低分散性能を得易くすることができる。従って、(ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+TeO2)の質量和は、好ましくは20.0%以下、より好ましくは18.0%以下、さらに好ましくは15.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは4.0%以下とする。
【0060】
質量比(Ln2O3/RO)は、1.0以上とすることが好ましい(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)。これにより、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果を得易くすることができる。従って、(Ln2O3/RO)の質量比は、好ましくは1.0以上、より好ましくは3.0以上、さらに好ましくは5.0以上、さらに好ましくは10.0以上、さらに好ましくは20.0以上としてもよい。
なお、RO成分を含有しない場合であっても、化学的耐久性を向上させる効果は得られるため、(Ln2O3/RO)の質量比の上限値は、無限大としてもよい。
【0061】
質量比(Ln2O3/Rn2O)は、3.0以上とすることが好ましい。これにより、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果を得易くすることができる。従って、(Ln2O3/Rn2O)の質量比は、好ましくは3.0以上、より好ましくは5.0以上、さらに好ましくは8.0以上、さらに好ましくは10.0以上、さらに好ましくは15.0以上、さらに好ましくは20.0以上、さらに好ましくは25.0以上、最も好ましくは30.0以上としてもよい。
なお、Rn2O成分を含有しない場合であっても、化学的耐久性を向上させる効果は得られるため、(Ln2O3/Rn2O)の質量比の上限値は、無限大としてもよい。
【0062】
質量積(BaO×Gd2O3)は、8.0未満とすることが好ましい。この積を小さくすることで、ガラスの比重とコストの双方を抑える効果を得易くすることができる。従って、(BaO×Gd2O3)の質量積は、好ましくは8.0未満、より好ましくは7.0以下、さらに好ましくは6.0以下、さらに好ましくは5.0以下、さらに好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.1以下としてもよい。
【0063】
質量和(SiO2+Al2O3)は、5.0%以上とすることが好ましい。これにより、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果を得易くすることができる。従って、(SiO2+Al2O3)の質量和は、好ましくは5.0%以上、より好ましくは7.0%以上、さらに好ましくは9.0%以上、さらに好ましくは10.0%以上としてもよい。
他方で、この質量和を40.0%以下にすることで、ガラス原料の熔融性の悪化や、過剰な粘性の上昇を抑えることができる。従って(SiO2+Al2O3)の質量和は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは45.0%以下、より好ましくは35.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下としてもよい。
【0064】
<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。
【0065】
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、添加することができる。ただし、Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Luを除く、Nd、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。
【0066】
また、PbO等の鉛化合物及びAs2O3等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。
【0067】
さらに、Th、Cd、Tl、Os、Be、及び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、これらを実質的に含有しないことが好ましい。
【0068】
なお、本明細書における「実質的に含有しない」とは、好ましくは含有量を0.1%未満にすることであり、より好ましくは不可避不純物を除いて含有しないことである。ここで、不可避不純物として含まれる成分の含有量は、例えば0.01%未満や0.001%未満であるが、これに限定されない。
【0069】
[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量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で1100~1500℃の温度範囲で2~5時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
【0070】
[物性]
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高アッベ数(低分散)を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.70、より好ましくは1.73、さらに好ましくは1.75を下限とする。本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは2.00、より好ましくは1.95、さらに好ましくは1.90を上限としてもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは35、より好ましくは38、さらに好ましくは40、さらに好ましくは42を下限とする。本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは55、より好ましくは53、さらに好ましくは51を上限とする。
このような高屈折率を有することで、光学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。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ(色収差)を小さくできる。そのため、例えば高分散(低いアッベ数)を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
【0071】
ここで、本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、(-0.01νd+2.15)≦nd≦(-0.01νd+2.35)の関係を満たすことが好ましい。本発明で特定される組成のガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)がこの関係を満たすことで、より安定なガラスを得られる。
従って、本発明の光学ガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、nd≧(-0.01νd+2.15)の関係を満たすことが好ましく、nd≧(-0.01νd+2.20)の関係を満たすことがより好ましく、nd≧(-0.01νd+2.22)の関係を満たすことがさらに好ましい。
一方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、nd≦(-0.01νd+2.35)の関係を満たすことが好ましく、nd≦(-0.01νd+2.30)の関係を満たすことがより好ましく、nd≦(-0.01νd+2.28)の関係を満たすことがさらに好ましい。
【0072】
本発明の光学ガラスは、高い耐酸性を有する。特に、JOGIS06-2006に準じたガラスの粉末法による化学的耐久性(耐酸性)は、好ましくはクラス1~4、より好ましくはクラス1~3、さらに好ましくはクラス1~2、最も好ましくはクラス1である。これにより、光学ガラスを研磨加工する際に、酸性の研磨液や洗浄液によるガラスの曇りが低減されるため、研磨加工をより行い易くすることができる。ここで「耐酸性」とは、酸によるガラスの侵食に対する耐久性であり、この耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」JOGIS06-2006により測定することができる。また、「粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1~4である」とは、JOGIS06-2006に準じて行った化学的耐久性(耐酸性)が、測定前後の試料の質量の減量率で、1.20質量%未満であることを意味する。なお、化学的耐久性(耐酸性)の「クラス1」は、測定前後の試料の質量の減量率が0.20質量%未満であり、「クラス2」は、測定前後の試料の質量の減量率が0.20質量%以上0.35質量%未満であり、「クラス3」は、測定前後の試料の質量の減量率が0.35質量%以上0.65質量%未満であり、「クラス4」は、測定前後の試料の質量の減量率が0.65質量%以上1.20質量%未満であり、「クラス5」は、測定前後の試料の質量の減量率が1.20質量%以上2.20質量%未満であり、「クラス6」は、測定前後の試料の質量の減量率が2.20質量%以上である。
【0073】
本発明の光学ガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは1300℃、より好ましくは1280℃、さらに好ましくは1250℃を上限とする。これにより、熔解後のガラスをより低い温度で流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減でき、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。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800℃以上、具体的には850℃以上、さらに具体的には900℃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、50mlの容量の白金製坩堝に5ccのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて1400℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して1時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を表す。ここで降温する際の所定の温度は、1300℃~800℃の間の10℃刻みの温度である。
【0074】
本発明の光学ガラスの比重は、光学素子や光学機器の軽量化に寄与する観点から、好ましくは5.50、より好ましくは5.00、好ましくは4.80を上限とする。他方で、本発明の光学ガラスの比重は、概ね3.00以上、より詳細には3.50以上、さらに詳細には4.00以上であることが多い。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格JOGIS05-1975「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
【0075】
本発明の光学ガラスは、高い耐酸性と軽量化とを両立させたものであることが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスは、比重をd、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)の級数をRAとしたとき、d×RAの値が18.0以下であることが好ましい。このような光学ガラスでは、耐酸性と比重がともに低い値であるため、高い耐酸性と軽量化とを両立させることができ、ひいては研磨加工による加工性の向上と、光学素子や光学機器の軽量化とを両立させることができる。従って、本発明の光学ガラスにおけるd×RAの値は、好ましくは18.0、より好ましくは15.0、さらに好ましくは13.0、さらに好ましくは10.0、さらに好ましくは9.0を上限とする。
他方で、d×RAの下限については、概ね2.0以上、より詳細には3.0以上、さらに詳細には4.0以上であることが多い。
【0076】
[プリフォーム及び光学素子]
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
【0077】
このように、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。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。
【実施例】
【0078】
本発明の実施例(No.1~No.43)及び比較例(No.A)の組成、並びに、これらのガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)、液相温度及び比重の結果を表1~表6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。
【0079】
本発明の実施例及び比較例のガラスは、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、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、表に示した各実施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、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で1100~1500℃の温度範囲で2~5時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。
【0080】
実施例及び比較例のガラスの屈折率(nd)は、JIS B 7071-2:2018に規定されるVブロック法に準じて、ヘリウムランプのd線(587.56nm)に対する測定値で示した。また、アッベ数(νd)は、上記d線の屈折率と、水素ランプのF線(486.13nm)に対する屈折率(nF)、C線(656.27nm)に対する屈折率(nC)の値を用いて、アッベ数(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]の式から算出した。そして、求められた屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の値から、関係式nd=-a×νd+bにおける、傾きaが0.01のときの切片bを求めた。
【0081】
実施例及び比較例のガラスの耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」JOGIS06-2006に準じて測定した。すなわち、粒度425~600μmに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを0.01N硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で60分間処理した。処理後のガラス試料の減量率(質量%)を算出して、この減量率(質量%)が0.20未満の場合をクラス1、減量率が0.20~0.35未満の場合をクラス2、減量率が0.35~0.65未満の場合をクラス3、減量率が0.65~1.20未満の場合をクラス4、減量率が1.20~2.20未満の場合をクラス5、減量率が2.20以上の場合をクラス6とした。このとき、クラス(級数RA)の数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。
【0082】
実施例及び比較例のガラスの比重dは、日本光学硝子工業会規格JOGIS05-1975「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。また、測定された比重dの値と、耐酸性の級数RAの値から、これらの積であるd×RAの値を求めた。
【0083】
実施例及び比較例のガラスの液相温度は、50mlの容量の白金製坩堝に5ccのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて1400℃で完全に熔融状態にし、1350℃~800℃まで10℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して1時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を求めた。
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
表に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.70以上、より詳細には1.71以上であるとともに、この屈折率(nd)は2.10以下、より詳細には1.87以下であり、所望の範囲内であった。
【0091】
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35以上、より詳細には38以上であるとともに、このアッベ数(νd)は55以下、より詳細には54以下であり、所望の範囲内であった。
【0092】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス1~4、より詳細にはクラス1~3であった。一方で、比較例のガラスは、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)がクラス5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耐酸性に優れていることが明らかになった。
【0093】
また、本発明の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。このことは、本発明の光学ガラスの液相温度が1300℃以下、より詳細には1250℃以下であることからも推察される。
【0094】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率(n
d)及びアッベ数(ν
d)が、(-0.01ν
d+2.15)≦n
d≦(-0.01ν
d+2.35)の関係を満たしており、より詳細には(-0.02ν
d+2.22)≦n
d≦(-0.02ν
d+2.28)の関係を満たしていた。なお、本願の実施例のガラスについての屈折率(n
d)及びアッベ数(ν
d)の関係は、
図1に示されるようになった。
【0095】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも比重が5.50以下、より詳細には4.80以下であった。
【0096】
そして、本発明の実施例の光学ガラスは、比重をd、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)の級数をRAとしたときのd×RAの値が、18.0以下であり、より詳細には4.0以上13.0以下であった。他方で、比較例の光学ガラスは、d×RAの値が19.10であり、研磨加工への好適性と軽量化とを両立できないものであった。
【0097】
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にありながら、耐酸性が高く、且つ安定であり失透し難いことが明らかになった。そのため、本発明の実施例の光学ガラスは、研磨加工によってプリフォーム材や光学素子の作製を行い易いことが推察される。
【0098】
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
【0099】
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。