JPH07330370A - 組成に分布を有したガラス体 - Google Patents
組成に分布を有したガラス体Info
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- JPH07330370A JPH07330370A JP6126576A JP12657694A JPH07330370A JP H07330370 A JPH07330370 A JP H07330370A JP 6126576 A JP6126576 A JP 6126576A JP 12657694 A JP12657694 A JP 12657694A JP H07330370 A JPH07330370 A JP H07330370A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】希土類元素等に濃度分布を有し、ガラス作製時
にクラックの発生を抑制し歩留りよく作製可能な、撮像
系等の色収差補正上有効な光学特性を有する組成に分布
を有したガラス体を得る。 【構成】ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ４
成分系のガラスでＹ2 Ｏ3 の濃度分布が周辺部で高く中
心部で低い，凹の放物線状であり、ＺｒＯ2の分布は中
心部から周辺部に向かって減少する凸の放物線状であ
り、Ａｌ2 Ｏ3の組成比も中心部から周辺部に向かって
減少する凸の放物線状であったとき、Ｙ2 Ｏ3 の濃度分
布差ΔＣM1とＡｌ2 Ｏ3 の濃度分布差ΔＣAlとガラス内
のＳｉＯ2 の一定値ＣSiとの関係が（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSiは、０．０３３４であり、歩留りよく作製可能で
あった。
にクラックの発生を抑制し歩留りよく作製可能な、撮像
系等の色収差補正上有効な光学特性を有する組成に分布
を有したガラス体を得る。 【構成】ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ４
成分系のガラスでＹ2 Ｏ3 の濃度分布が周辺部で高く中
心部で低い，凹の放物線状であり、ＺｒＯ2の分布は中
心部から周辺部に向かって減少する凸の放物線状であ
り、Ａｌ2 Ｏ3の組成比も中心部から周辺部に向かって
減少する凸の放物線状であったとき、Ｙ2 Ｏ3 の濃度分
布差ΔＣM1とＡｌ2 Ｏ3 の濃度分布差ΔＣAlとガラス内
のＳｉＯ2 の一定値ＣSiとの関係が（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSiは、０．０３３４であり、歩留りよく作製可能で
あった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳｉとＡｌと、Ｓｉお
よびＡｌ以外の金属を含むガラス体であって、少なくと
もＡｌ以外の金属の濃度がガラス体において変化する組
成分布を有するガラス体に関するものである。
よびＡｌ以外の金属を含むガラス体であって、少なくと
もＡｌ以外の金属の濃度がガラス体において変化する組
成分布を有するガラス体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラスに含有する種々の元素がガラス内
において各々濃度分布を有し、その結果、屈折率分布を
有するガラス体が種々提案されているが、その中でもカ
メラ等の撮像系に用い、色収差補正において有効な光学
特性を有した屈折率分布光学素子の組成の分布につい
て、特開平3-141302号公報、特開平5-88003 号公報、お
よび本願の出願人と出願人同一である特願平3-308510号
公報に示されている。また、屈折率分布を有したガラス
体は濃度分布を有し、該濃度分布から生じる熱膨張係数
の分布のためガラスの焼成もしくは冷却工程で割れが生
じるがその熱膨張係数の分布をなくすためにカリウムを
用いる方法が特開平3-295818号公報に示されている。
において各々濃度分布を有し、その結果、屈折率分布を
有するガラス体が種々提案されているが、その中でもカ
メラ等の撮像系に用い、色収差補正において有効な光学
特性を有した屈折率分布光学素子の組成の分布につい
て、特開平3-141302号公報、特開平5-88003 号公報、お
よび本願の出願人と出願人同一である特願平3-308510号
公報に示されている。また、屈折率分布を有したガラス
体は濃度分布を有し、該濃度分布から生じる熱膨張係数
の分布のためガラスの焼成もしくは冷却工程で割れが生
じるがその熱膨張係数の分布をなくすためにカリウムを
用いる方法が特開平3-295818号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特に特開平5-
88003 号公報、特願平3-308510号公報に述べられている
ガラスには、元素の分布と同じように熱膨張係数が分布
していた。つまり、ガラス中の元素数の分布を考えたと
きに、主成分の元素（例えばＳｉ）の原子数を一定とみ
なしたときに、ドーパント元素に凸状の原子数の分布を
有する場合に、熱膨張係数はドーパント元素の凸状の分
布形状と同じような形状を有し、ドーパント元素に凹状
の原子数の分布を有する場合には熱膨張係数は凹状の分
布形状を有していた。
88003 号公報、特願平3-308510号公報に述べられている
ガラスには、元素の分布と同じように熱膨張係数が分布
していた。つまり、ガラス中の元素数の分布を考えたと
きに、主成分の元素（例えばＳｉ）の原子数を一定とみ
なしたときに、ドーパント元素に凸状の原子数の分布を
有する場合に、熱膨張係数はドーパント元素の凸状の分
布形状と同じような形状を有し、ドーパント元素に凹状
の原子数の分布を有する場合には熱膨張係数は凹状の分
布形状を有していた。
【０００４】この熱膨張係数の分布により、ガラスの製
造方法における焼成時もしくは冷却時にガラスにクラッ
クが生じ、いずれはガラス体が割れるという問題が生じ
ていた。即ち、イオン交換法、分子スタッフィング法、
ゾルゲル法、ＣＶＤ法などにより屈折率分布を有したガ
ラス体を製造する場合に、加熱処理後の冷却過程は避け
ることのできない必要不可欠な工程であるが、上に述べ
たような組成分布を有するガラス体を製造する場合、熱
膨張係数の大きさやガラスの部分による熱膨張係数の差
により、室温までの冷却過程において、ガラス体の部
分、例えば、中心部と周辺部とで収縮が異なり、応力が
発生しガラスが割れ、ガラスを製造する上での歩留りが
非常に悪いという欠点を有していた。
造方法における焼成時もしくは冷却時にガラスにクラッ
クが生じ、いずれはガラス体が割れるという問題が生じ
ていた。即ち、イオン交換法、分子スタッフィング法、
ゾルゲル法、ＣＶＤ法などにより屈折率分布を有したガ
ラス体を製造する場合に、加熱処理後の冷却過程は避け
ることのできない必要不可欠な工程であるが、上に述べ
たような組成分布を有するガラス体を製造する場合、熱
膨張係数の大きさやガラスの部分による熱膨張係数の差
により、室温までの冷却過程において、ガラス体の部
分、例えば、中心部と周辺部とで収縮が異なり、応力が
発生しガラスが割れ、ガラスを製造する上での歩留りが
非常に悪いという欠点を有していた。
【０００５】また、特開平3-295818号公報に示されてい
るカリウムを用いて熱膨張係数を調整する方法は、以下
のような欠点があった。即ち、カリウムはアルカリ金属
で、かつ、ガラス修飾酸化物のため、ガラス骨格形成に
は寄与しないことから、カリウムをゲルおよびガラス内
に含ませた場合、カリウムはそのゲルなどの中を移動し
易く、所望の濃度分布を付与することは困難であった。
これは、所望の光学特性を有するガラス体を割れを発生
させず製造することが困難であるという欠点が生じるこ
ととなった。
るカリウムを用いて熱膨張係数を調整する方法は、以下
のような欠点があった。即ち、カリウムはアルカリ金属
で、かつ、ガラス修飾酸化物のため、ガラス骨格形成に
は寄与しないことから、カリウムをゲルおよびガラス内
に含ませた場合、カリウムはそのゲルなどの中を移動し
易く、所望の濃度分布を付与することは困難であった。
これは、所望の光学特性を有するガラス体を割れを発生
させず製造することが困難であるという欠点が生じるこ
ととなった。
【０００６】さらに、一般にアルカリ金属を多く含有し
たガラスは、化学的な耐性が低いという欠点、および、
ガラス中へのアルカリ金属の含有量に制限があるという
欠点を有していた。そこで、本発明は、上記課題を解決
すべく、クラックの発生を防止し、ガラスの割れを防
ぎ、撮像系の色収差補正において有効な光学特性を有す
る組成分布を有したガラス体を得ることを目的とする。
たガラスは、化学的な耐性が低いという欠点、および、
ガラス中へのアルカリ金属の含有量に制限があるという
欠点を有していた。そこで、本発明は、上記課題を解決
すべく、クラックの発生を防止し、ガラスの割れを防
ぎ、撮像系の色収差補正において有効な光学特性を有す
る組成分布を有したガラス体を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、Ｓｉと、Ａｌと、ＳｉおよびＡｌ以外の第１
金属種を含有し、該含有金属種を酸化物組成比で表した
際、前記第１金属種の酸化物の組成比がガラス体内で変
化するガラス体において、該ガラス体の前記第１金属種
の酸化物の組成比が最大である箇所でのＳｉＯ2 組成比
を前記ガラス体内で一定である値ＣSiとし、該一定値Ｃ
Siに対するガラス中のＡｌ2 Ｏ3 の酸化物組成比の最大
と最小の差をΔＣAlとし、前記一定値ＣSiに対するガラ
ス中の第１金属種酸化物の組成比の最大と最小の差をΔ
ＣM1とした場合、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が−
０．１２から０．１２であることを特徴とする組成分布
を有したガラス体を提供するものである。
本発明は、Ｓｉと、Ａｌと、ＳｉおよびＡｌ以外の第１
金属種を含有し、該含有金属種を酸化物組成比で表した
際、前記第１金属種の酸化物の組成比がガラス体内で変
化するガラス体において、該ガラス体の前記第１金属種
の酸化物の組成比が最大である箇所でのＳｉＯ2 組成比
を前記ガラス体内で一定である値ＣSiとし、該一定値Ｃ
Siに対するガラス中のＡｌ2 Ｏ3 の酸化物組成比の最大
と最小の差をΔＣAlとし、前記一定値ＣSiに対するガラ
ス中の第１金属種酸化物の組成比の最大と最小の差をΔ
ＣM1とした場合、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が−
０．１２から０．１２であることを特徴とする組成分布
を有したガラス体を提供するものである。
【０００８】また、前記ガラス体の第１金属種元素が希
土類元素またはアルカリ土類元素またはＺｎから選ばれ
た少なくとも１つの元素であるガラス体を提供するもの
である。さらに、前記ガラス体の前記第１金属種元素の
他に、前記第１金属種以外であり，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚ
ｎから選ばれた第２金属種を少なくとも一つ含有するガ
ラス体を提供するものである。また、さらには、前記ガ
ラス体が、ＳｉとＳｉおよびＡｌ以外の金属元素の原子
数比の勾配とＳｉとＡｌの原子数比の勾配の比の変化が
同方向であるガラス体を提供するものである。
土類元素またはアルカリ土類元素またはＺｎから選ばれ
た少なくとも１つの元素であるガラス体を提供するもの
である。さらに、前記ガラス体の前記第１金属種元素の
他に、前記第１金属種以外であり，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚ
ｎから選ばれた第２金属種を少なくとも一つ含有するガ
ラス体を提供するものである。また、さらには、前記ガ
ラス体が、ＳｉとＳｉおよびＡｌ以外の金属元素の原子
数比の勾配とＳｉとＡｌの原子数比の勾配の比の変化が
同方向であるガラス体を提供するものである。
【０００９】
【作用】組成分布を有したガラス体中のある点における
金属濃度を金属酸化物のmol%で示すと、ある金属種の含
有量が増加したときに、それに伴って、他の金属種は減
少して示される。しかし、ここでは、説明を容易にする
ために、ガラス中の組成分布をＳｉＯ2 に対する金属酸
化物の割合の変化として説明する。詳細に説明すると、
ガラスが金属酸化物ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ1aＯb
（金属種Ｍ1 の金属酸化物）からなるとすると、ガラス
中の各点をｘ・ＳｉＯ2 −ｙ・Ａｌ2 Ｏ3 −ｚ・Ｍ1aＯ
b （ｘ：ＳｉＯ2 のｍｏｌ％、ｙ：Ａｌ2 Ｏ3 のｍｏｌ
％、ｚ：Ｍ1aＯb のｍｏｌ％とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
ｍｏｌ％とする。）で表す。次に、各点において濃度に
変化がある金属酸化物がＭ1aＯb であった場合、そのＭ
1aＯb 成分のｚの値が最大のときのＳｉＯ2 成分のｍｏ
ｌ％であるｘをガラス内において一定であるとして規格
化する。規格化の際に用いる，このｘをＣSiとし、ガラ
ス体内でＣSiが一定とした場合のＡｌ2 Ｏ3 の最大値と
最小値との差をΔＣAlとし、Ｍ1aＯb の最大値と最小値
との差をΔＣM1とする。以下はこの規格化した値
（ＣSi、ΔＣAl、ΔＣM1など）で説明する。
金属濃度を金属酸化物のmol%で示すと、ある金属種の含
有量が増加したときに、それに伴って、他の金属種は減
少して示される。しかし、ここでは、説明を容易にする
ために、ガラス中の組成分布をＳｉＯ2 に対する金属酸
化物の割合の変化として説明する。詳細に説明すると、
ガラスが金属酸化物ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ1aＯb
（金属種Ｍ1 の金属酸化物）からなるとすると、ガラス
中の各点をｘ・ＳｉＯ2 −ｙ・Ａｌ2 Ｏ3 −ｚ・Ｍ1aＯ
b （ｘ：ＳｉＯ2 のｍｏｌ％、ｙ：Ａｌ2 Ｏ3 のｍｏｌ
％、ｚ：Ｍ1aＯb のｍｏｌ％とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
ｍｏｌ％とする。）で表す。次に、各点において濃度に
変化がある金属酸化物がＭ1aＯb であった場合、そのＭ
1aＯb 成分のｚの値が最大のときのＳｉＯ2 成分のｍｏ
ｌ％であるｘをガラス内において一定であるとして規格
化する。規格化の際に用いる，このｘをＣSiとし、ガラ
ス体内でＣSiが一定とした場合のＡｌ2 Ｏ3 の最大値と
最小値との差をΔＣAlとし、Ｍ1aＯb の最大値と最小値
との差をΔＣM1とする。以下はこの規格化した値
（ＣSi、ΔＣAl、ΔＣM1など）で説明する。
【００１０】Ｓｉと、Ａｌと、ＳｉおよびＡｌ以外の第
１金属種を含有し、該含有金属種を酸化物組成比で表し
た際、前記第１金属種の酸化物の組成比がガラス内で変
化するガラス体において、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの
値が−０．１２から０．１２であるときに、歩留りよく
組成分布を有したガラス体を製造することができる。ま
た、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が−０．０８から
０．０８であれば、さらに歩留りは向上させることがで
きる。なおさらに、−０．０６から０．０６まで、−
０．０４から０．０４まで、のように範囲を狭めれば、
殊更に歩留りを向上させることができる。
１金属種を含有し、該含有金属種を酸化物組成比で表し
た際、前記第１金属種の酸化物の組成比がガラス内で変
化するガラス体において、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの
値が−０．１２から０．１２であるときに、歩留りよく
組成分布を有したガラス体を製造することができる。ま
た、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が−０．０８から
０．０８であれば、さらに歩留りは向上させることがで
きる。なおさらに、−０．０６から０．０６まで、−
０．０４から０．０４まで、のように範囲を狭めれば、
殊更に歩留りを向上させることができる。
【００１１】これにより、組成分布を有したガラス体を
製造する場合に、冷却過程においてガラス体の部分、例
えば、中心部と周辺部で収縮が異なるために発生する応
力を減少させ、クラックの発生が低減され、ガラスを製
造する上での歩留りを大きく向上させることが可能とな
った。また、Ａｌに濃度分布を付与することにより色分
散特性をも同時に制御することが可能となった。ここで
図１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ2cＯd
（Ｍ2cＯd は金属種Ｍ2 の金属酸化物を示す。）からな
る４成分系のガラス体において、ａはＡｌの濃度がガラ
ス内で均一なもの、ｂはＡｌの濃度がガラス内で分布を
有するものを示している。この図１により、いずれの場
合も、特開平5-88003 号公報にある，撮像系の色収差補
正に有効な光学特性を有することを示している。したが
って、金属酸化物でガラスを表現した４成分系ガラス体
のとき、Ａｌの濃度分布形状を均一もしくは不均一に変
化させることにより、種々の撮像系の色収差補正に有効
な光学特性を持ったガラス体とすることができる。な
お、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb で表される３成分
系のガラス体の場合、撮像系の色収差補正に有効な光学
特性の点に関する限り、Ａｌの濃度がガラス内で分布を
有するガラスである方が望ましい。
製造する場合に、冷却過程においてガラス体の部分、例
えば、中心部と周辺部で収縮が異なるために発生する応
力を減少させ、クラックの発生が低減され、ガラスを製
造する上での歩留りを大きく向上させることが可能とな
った。また、Ａｌに濃度分布を付与することにより色分
散特性をも同時に制御することが可能となった。ここで
図１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ2cＯd
（Ｍ2cＯd は金属種Ｍ2 の金属酸化物を示す。）からな
る４成分系のガラス体において、ａはＡｌの濃度がガラ
ス内で均一なもの、ｂはＡｌの濃度がガラス内で分布を
有するものを示している。この図１により、いずれの場
合も、特開平5-88003 号公報にある，撮像系の色収差補
正に有効な光学特性を有することを示している。したが
って、金属酸化物でガラスを表現した４成分系ガラス体
のとき、Ａｌの濃度分布形状を均一もしくは不均一に変
化させることにより、種々の撮像系の色収差補正に有効
な光学特性を持ったガラス体とすることができる。な
お、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb で表される３成分
系のガラス体の場合、撮像系の色収差補正に有効な光学
特性の点に関する限り、Ａｌの濃度がガラス内で分布を
有するガラスである方が望ましい。
【００１２】以上の作用は、第１金属種として、希土類
元素，アルカリ土類元素，またはＺｎから選ばれた少な
くとも１つの元素とした場合が望ましく、第２金属種と
して、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａ
ｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚｎから選ばれた少なくとも一
つの元素とした場合が望ましく、特開平3-141302号公
報、特開平5-88003 号公報、特願平3-308510号公報に示
されているような優れた光学特性を有したガラス体と同
様な特性を示す。これらＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚｎの第２
金属種の元素には、濃度分布が付与されていてもよい
し、濃度分布が付与されていなくてもよい。
元素，アルカリ土類元素，またはＺｎから選ばれた少な
くとも１つの元素とした場合が望ましく、第２金属種と
して、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａ
ｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚｎから選ばれた少なくとも一
つの元素とした場合が望ましく、特開平3-141302号公
報、特開平5-88003 号公報、特願平3-308510号公報に示
されているような優れた光学特性を有したガラス体と同
様な特性を示す。これらＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚｎの第２
金属種の元素には、濃度分布が付与されていてもよい
し、濃度分布が付与されていなくてもよい。
【００１３】なお、本発明の第１の発明では、Ｓｉ、Ａ
ｌ、第１金属種の他に金属種が含まれていてもよく、そ
の金属種が濃度分布を有している場合でも有していない
場合でも本発明の効果を生ずる。また、本願にいう金属
種とは、ガラスを構成する酸化物でのカチオンを意味し
ている。従って、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）等の一般に
は非金属とされるものでも、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）
等はガラスを構成する酸化物のカチオンとなるので、本
願にいう金属種に含まれる。
ｌ、第１金属種の他に金属種が含まれていてもよく、そ
の金属種が濃度分布を有している場合でも有していない
場合でも本発明の効果を生ずる。また、本願にいう金属
種とは、ガラスを構成する酸化物でのカチオンを意味し
ている。従って、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）等の一般に
は非金属とされるものでも、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）
等はガラスを構成する酸化物のカチオンとなるので、本
願にいう金属種に含まれる。
【００１４】更に、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が０
から０．１２であるときに、歩留りよく組成分布を有し
たガラス体を製造することができる。これは、例えば、
特開平5-88003 号公報、特願平3-308510号公報に示され
ているような優れた光学特性を有したガラス体の金属の
濃度分布は、図２、３に示したような構成をしている。
このときに、ｄ群、ｆ，ｇ群の金属種と同方向にＡｌの
濃度を変化させたとき，即ち、図２（Ａ）の場合にはｄ
群と同じく凸状の濃度分布に、図３（Ｂ）の場合にはｇ
群やｆ群と同じく凹状の濃度分布にしたときに、クラッ
クの発生を防止し、撮像系の色収差補正において有効な
光学特性を生ずる点で非常に有効である。
から０．１２であるときに、歩留りよく組成分布を有し
たガラス体を製造することができる。これは、例えば、
特開平5-88003 号公報、特願平3-308510号公報に示され
ているような優れた光学特性を有したガラス体の金属の
濃度分布は、図２、３に示したような構成をしている。
このときに、ｄ群、ｆ，ｇ群の金属種と同方向にＡｌの
濃度を変化させたとき，即ち、図２（Ａ）の場合にはｄ
群と同じく凸状の濃度分布に、図３（Ｂ）の場合にはｇ
群やｆ群と同じく凹状の濃度分布にしたときに、クラッ
クの発生を防止し、撮像系の色収差補正において有効な
光学特性を生ずる点で非常に有効である。
【００１５】このようにして、Ａｌをガラス中に導入す
ることにより、熱膨張係数の差を小さくすることができ
る。このときに、熱膨張係数の差は５０×１０
-7（Ｋ-1）以内となるようにしたときに、歩留りを向上
させることができる。なお、望ましくは、熱膨張係数の
差は２０×１０-7（Ｋ-1）以内とするのがよい。
ることにより、熱膨張係数の差を小さくすることができ
る。このときに、熱膨張係数の差は５０×１０
-7（Ｋ-1）以内となるようにしたときに、歩留りを向上
させることができる。なお、望ましくは、熱膨張係数の
差は２０×１０-7（Ｋ-1）以内とするのがよい。
【００１６】Ｓｉを含む組成分布を有したガラスにＡｌ
を加えることにより、熱膨張係数との関係でガラスの製
造における歩留りを良くすること、および、撮像系の色
収差補正上光学特性を良くすることができるが、その他
に次のような作用を有する。即ち、カリウム等のアルカ
リ金属により熱膨張係数の差を小さくすることは、特開
平3-295818号公報にあるが、アルカリ金属を用いる場合
と比較してＡｌを用いた場合、製造されたガラスの化学
的な耐久性を向上させ、剛性率、弾性率を向上させるこ
とができる。また、Ａｌをガラス中に含有させる量はア
ルカリ金属をガラスに含ませる場合と比較して制限が少
ない，などという、アルカリ金属と比較しての長所を有
する。
を加えることにより、熱膨張係数との関係でガラスの製
造における歩留りを良くすること、および、撮像系の色
収差補正上光学特性を良くすることができるが、その他
に次のような作用を有する。即ち、カリウム等のアルカ
リ金属により熱膨張係数の差を小さくすることは、特開
平3-295818号公報にあるが、アルカリ金属を用いる場合
と比較してＡｌを用いた場合、製造されたガラスの化学
的な耐久性を向上させ、剛性率、弾性率を向上させるこ
とができる。また、Ａｌをガラス中に含有させる量はア
ルカリ金属をガラスに含ませる場合と比較して制限が少
ない，などという、アルカリ金属と比較しての長所を有
する。
【００１７】以上の作用は、シリカ系ガラスであればど
のような系のガラスにおいても生じ、特に、光学的な色
収差補正能力に注目したときにシリカ系ガラスにドープ
される希土類元素を含む場合に、Ａｌの添加はガラス化
範囲を拡大し、希土類元素を安定にかつ大量にガラス中
にドープでき非常に有効である。
のような系のガラスにおいても生じ、特に、光学的な色
収差補正能力に注目したときにシリカ系ガラスにドープ
される希土類元素を含む場合に、Ａｌの添加はガラス化
範囲を拡大し、希土類元素を安定にかつ大量にガラス中
にドープでき非常に有効である。
【００１８】本発明の組成分布を有したガラス体で、Ｓ
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ 2cＯd で表される４
成分系のガラス体は、第１金属種の酸化物Ｍ1aＯb およ
び第２金属種の酸化物Ｍ2cＯd が次に図示する，いずれ
の分布の形状の場合でも有効である。例えば、図２の
特開平5-88003 に示されている金属種ｄが勾配をもって
分布し、金属種ｅが略平坦に分布する濃度分布のように
Ｍ1aＯb が勾配を有し、Ｍ2cＯd が平坦な分布の場合、
図３の特願平3-308510に示されている金属種ｆが金属
種ｇと同方向に金属種ｇより小さな勾配をもって分布す
る濃度分布のようにＭ1aＯb が金属種ｆの勾配を有し、
Ｍ2cＯd が金属種ｇの勾配を有する分布の場合、図４
の特開平3-141302に示されている金属種ｂと金属種ｃと
が互いに反対方向の濃度分布のようにＭ1aＯb が金属種
ｂの勾配を有し、Ｍ2cＯd が金属種ｃの勾配を有する分
布の場合等に対しても有効である。
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ 2cＯd で表される４
成分系のガラス体は、第１金属種の酸化物Ｍ1aＯb およ
び第２金属種の酸化物Ｍ2cＯd が次に図示する，いずれ
の分布の形状の場合でも有効である。例えば、図２の
特開平5-88003 に示されている金属種ｄが勾配をもって
分布し、金属種ｅが略平坦に分布する濃度分布のように
Ｍ1aＯb が勾配を有し、Ｍ2cＯd が平坦な分布の場合、
図３の特願平3-308510に示されている金属種ｆが金属
種ｇと同方向に金属種ｇより小さな勾配をもって分布す
る濃度分布のようにＭ1aＯb が金属種ｆの勾配を有し、
Ｍ2cＯd が金属種ｇの勾配を有する分布の場合、図４
の特開平3-141302に示されている金属種ｂと金属種ｃと
が互いに反対方向の濃度分布のようにＭ1aＯb が金属種
ｂの勾配を有し、Ｍ2cＯd が金属種ｃの勾配を有する分
布の場合等に対しても有効である。
【００１９】金属種の分布形状は図２から図４に示す，
径方向に分布を有したものに限らず、光軸方向に金属種
の分布を有したもの、球状に金属種の分布を有したもの
にも適用することができる。
径方向に分布を有したものに限らず、光軸方向に金属種
の分布を有したもの、球状に金属種の分布を有したもの
にも適用することができる。
【００２０】本発明の効果を損なわない範囲において、
光学特性の改善、化学的耐久性の改善、ガラス化を容易
にする等の種々の性質の改善のために、他の元素を導入
することは制限されるものではない。また、本発明の屈
折率分布を有したガラス体は、例えばイオン交換法、分
子スタッフィング法、ゾルゲル法、薄いガラスを重ねて
融着させるガラス積層法、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法等、また
は、それ以外のどのような製造方法においても適用する
ことができる。
光学特性の改善、化学的耐久性の改善、ガラス化を容易
にする等の種々の性質の改善のために、他の元素を導入
することは制限されるものではない。また、本発明の屈
折率分布を有したガラス体は、例えばイオン交換法、分
子スタッフィング法、ゾルゲル法、薄いガラスを重ねて
融着させるガラス積層法、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法等、また
は、それ以外のどのような製造方法においても適用する
ことができる。
【００２１】
（実施例１）本実施例は、ガラスを金属酸化物で表現す
ると、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＢａＯとからなるガラス
であり、第１金属種としてＢａを用い、Ｂａにのみ分布
を有したガラスである。ＢａＯのガラス中での分布は、
中心部で最大で周辺部で最小である放物線状の分布であ
った。ＢａＯのｍｏｌ％が最大であった中心部の点での
ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＢａＯのｍｏｌ％はそれぞれ４
６．１ｍｏｌ％、２３．１ｍｏｌ％、３０．８ｍｏｌ％
であったので、その点でのＳｉＯ2のｍｏｌ％，即ち，
４６．１ｍｏｌ％を一定の値であるとし、ガラス中の各
点でのＡｌ2 Ｏ 3 とＢａＯのｍｏｌ％を規格化した。表
１には、規格化した中心部と周辺部の組成比，屈折率，
分散その他のガラスの諸物性を示す。規格化された周辺
部の値は４６．１ＳｉＯ2 −３．８ＢａＯ−０・Ａｌ2
Ｏ3 であった。この組成分布を有するガラス体の（ΔＣ
Al／ΔＣM1）／ＣSiは、０．０１８６であった。
ると、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＢａＯとからなるガラス
であり、第１金属種としてＢａを用い、Ｂａにのみ分布
を有したガラスである。ＢａＯのガラス中での分布は、
中心部で最大で周辺部で最小である放物線状の分布であ
った。ＢａＯのｍｏｌ％が最大であった中心部の点での
ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＢａＯのｍｏｌ％はそれぞれ４
６．１ｍｏｌ％、２３．１ｍｏｌ％、３０．８ｍｏｌ％
であったので、その点でのＳｉＯ2のｍｏｌ％，即ち，
４６．１ｍｏｌ％を一定の値であるとし、ガラス中の各
点でのＡｌ2 Ｏ 3 とＢａＯのｍｏｌ％を規格化した。表
１には、規格化した中心部と周辺部の組成比，屈折率，
分散その他のガラスの諸物性を示す。規格化された周辺
部の値は４６．１ＳｉＯ2 −３．８ＢａＯ−０・Ａｌ2
Ｏ3 であった。この組成分布を有するガラス体の（ΔＣ
Al／ΔＣM1）／ＣSiは、０．０１８６であった。
【００２２】また、このガラス体の物性は表１にあるよ
うに中心部での屈折率ｎd ：１．６１００および分散ν
d ：５６で、周辺部での屈折率ｎd ：１．４９４５およ
び分散νd ：６４．３で、屈折率が中心部で高く周辺部
で低い凸の放物線状の分布を有し、かつ、この屈折率の
差と分散νd の差（Δｎ：０．１１５５、Δνd ：８．
３）などから撮像系に用いた場合に色収差補正に有効な
ガラス体であった。さらに、中心部および周辺部の熱膨
張係数を計測したところ、中心部で７１．０（×１０-7
（Ｋ-1）（以下、熱膨張係数の単位を省略する））、周
辺部で２７．１で、その差（Δα）は４３．９であっ
た。このガラス体は、製造における冷却過程でクラック
の発生が少なく、歩留りよく製造されるガラス体であっ
た。
うに中心部での屈折率ｎd ：１．６１００および分散ν
d ：５６で、周辺部での屈折率ｎd ：１．４９４５およ
び分散νd ：６４．３で、屈折率が中心部で高く周辺部
で低い凸の放物線状の分布を有し、かつ、この屈折率の
差と分散νd の差（Δｎ：０．１１５５、Δνd ：８．
３）などから撮像系に用いた場合に色収差補正に有効な
ガラス体であった。さらに、中心部および周辺部の熱膨
張係数を計測したところ、中心部で７１．０（×１０-7
（Ｋ-1）（以下、熱膨張係数の単位を省略する））、周
辺部で２７．１で、その差（Δα）は４３．９であっ
た。このガラス体は、製造における冷却過程でクラック
の発生が少なく、歩留りよく製造されるガラス体であっ
た。
【００２３】（実施例２）この実施例２は、実施例１の
変形例であり、周辺部の規格化されたＢａＯのｍｏｌ％
が異なるものであり、表１の実施例１の下の欄に組成
比，屈折率等が記載されている。このガラスも製造にお
ける冷却過程でクラックの発生が少なく、歩留りよく製
造されるガラス体であった。
変形例であり、周辺部の規格化されたＢａＯのｍｏｌ％
が異なるものであり、表１の実施例１の下の欄に組成
比，屈折率等が記載されている。このガラスも製造にお
ける冷却過程でクラックの発生が少なく、歩留りよく製
造されるガラス体であった。
【００２４】実施例３以降は、ガラスを金属酸化物で表
現した場合、少なくとも４種の金属酸化物からなるもの
である。このうち、実施例３について詳しく説明する。 （実施例３）実施例３は、ガラスを金属酸化物で表現す
ると、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3 およびＺｒＯ2
とからなるガラスで、第１金属種としてＹを、第２金属
種としてＺｒを用い、第１金属種のＹおよび第２金属種
のＺｒに分布を有したガラスである。第１金属種の金属
酸化物であるＹ2 Ｏ3 の濃度分布は、周辺部で高く中心
部で低い，凹の放物線状の分布であった。第１金属種の
金属酸化物Ｙ2 Ｏ3 のｍｏｌ％が最大である，周辺部で
の各金属酸化物のｍｏｌ％はＳｉＯ2 ：５９．８３ｍｏ
ｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２５．６４ｍｏｌ％、Ｙ2 Ｏ3 ：１
２．８２ｍｏｌ％、ＺｒＯ2 ：１．７１ｍｏｌ％であっ
た。このＳｉＯ2 ：５９．８３ｍｏｌ％をガラス中で一
定である値として、ガラス中の各点でのＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ
2 Ｏ3 およびＺｒＯ2 のｍｏｌ％を規格化した。このと
き、ＺｒＯ2 の組成比は中心部から周辺部に向かって減
少する凸の放物線状であり、Ａｌ2 Ｏ3 の組成比も中心
部から周辺部に向かって減少する凸の放物線状分布を有
した。この組成分布を有したガラス体の（ΔＣAl／ΔＣ
M1）／ＣSiは、０．０３３４であった。
現した場合、少なくとも４種の金属酸化物からなるもの
である。このうち、実施例３について詳しく説明する。 （実施例３）実施例３は、ガラスを金属酸化物で表現す
ると、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3 およびＺｒＯ2
とからなるガラスで、第１金属種としてＹを、第２金属
種としてＺｒを用い、第１金属種のＹおよび第２金属種
のＺｒに分布を有したガラスである。第１金属種の金属
酸化物であるＹ2 Ｏ3 の濃度分布は、周辺部で高く中心
部で低い，凹の放物線状の分布であった。第１金属種の
金属酸化物Ｙ2 Ｏ3 のｍｏｌ％が最大である，周辺部で
の各金属酸化物のｍｏｌ％はＳｉＯ2 ：５９．８３ｍｏ
ｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２５．６４ｍｏｌ％、Ｙ2 Ｏ3 ：１
２．８２ｍｏｌ％、ＺｒＯ2 ：１．７１ｍｏｌ％であっ
た。このＳｉＯ2 ：５９．８３ｍｏｌ％をガラス中で一
定である値として、ガラス中の各点でのＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ
2 Ｏ3 およびＺｒＯ2 のｍｏｌ％を規格化した。このと
き、ＺｒＯ2 の組成比は中心部から周辺部に向かって減
少する凸の放物線状であり、Ａｌ2 Ｏ3 の組成比も中心
部から周辺部に向かって減少する凸の放物線状分布を有
した。この組成分布を有したガラス体の（ΔＣAl／ΔＣ
M1）／ＣSiは、０．０３３４であった。
【００２５】このガラス体の屈折率、分散を測定したと
ころ、中心部でｎd ：１．５４７７、νd ：５２．８で
あり、周辺部でｎd ：１．５７７９、νd ：５３．８で
あり、中心部で屈折率が低く、周辺部で屈折率が高い，
凹の放物線状の分布を有し、かつ、撮像系に用いた場合
に色収差補正に有効なガラス体であった。また、中心部
および周辺部の熱膨張係数を計測したところ、中心部で
８．０、周辺部で３２．０で、その差（Δα）は２４．
０であり、製造における冷却過程でクラックの発生が少
なく、歩留りよく製造されるものであった。なお、表１
には上記の実施例１乃至実施例３および実施例４乃至実
施例１２についての、中心部および周辺部の組成，屈折
率，分散，熱膨張係数並びに（ΔＣ Al／ΔＣM1）／ＣSi
が記載されている。以下の実施例の説明においては、本
願の発明の効果である，ガラス体の光学特性およびクラ
ックの発生防止については当然生じるものであるので言
及せず、その実施例にのみ生じる効果を記載する。
ころ、中心部でｎd ：１．５４７７、νd ：５２．８で
あり、周辺部でｎd ：１．５７７９、νd ：５３．８で
あり、中心部で屈折率が低く、周辺部で屈折率が高い，
凹の放物線状の分布を有し、かつ、撮像系に用いた場合
に色収差補正に有効なガラス体であった。また、中心部
および周辺部の熱膨張係数を計測したところ、中心部で
８．０、周辺部で３２．０で、その差（Δα）は２４．
０であり、製造における冷却過程でクラックの発生が少
なく、歩留りよく製造されるものであった。なお、表１
には上記の実施例１乃至実施例３および実施例４乃至実
施例１２についての、中心部および周辺部の組成，屈折
率，分散，熱膨張係数並びに（ΔＣ Al／ΔＣM1）／ＣSi
が記載されている。以下の実施例の説明においては、本
願の発明の効果である，ガラス体の光学特性およびクラ
ックの発生防止については当然生じるものであるので言
及せず、その実施例にのみ生じる効果を記載する。
【００２６】（実施例４〜実施例７）実施例４から実施
例７は実施例３と同様、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｙ2 Ｏ3
−ＺｒＯ2 からなるガラスである。実施例３とは各金
属酸化物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なる
ものであり、その組成，屈折率等は表１に記載されてい
る。これらの実施例での組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣ
M1）／ＣSiは、最大で０．０４０７で、最小で０．０１
３６であり、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiが−０．０６以
上０．０６以下という条件を満たすものであり、クラッ
クの発生が少なくガラスを作製する際の歩留りが高いも
のであった。
例７は実施例３と同様、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｙ2 Ｏ3
−ＺｒＯ2 からなるガラスである。実施例３とは各金
属酸化物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なる
ものであり、その組成，屈折率等は表１に記載されてい
る。これらの実施例での組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣ
M1）／ＣSiは、最大で０．０４０７で、最小で０．０１
３６であり、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiが−０．０６以
上０．０６以下という条件を満たすものであり、クラッ
クの発生が少なくガラスを作製する際の歩留りが高いも
のであった。
【００２７】（実施例８〜実施例１９）実施例８から実
施例１９は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −ＴｉＯ
2 からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物とし
てＹ2 Ｏ3 を用い、第２金属種の金属酸化物としてＴｉ
Ｏ2 を用いるものである。各々の実施例で、各金属酸化
物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なるもので
あり、その組成，屈折率等は表１および表２に記載され
ている。これらの実施例での組成比をみると（ΔＣAl／
ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０７０５で、最小で−
０．０１２１であり、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiが−
０．０８以上０．０８以下という条件を満たすものであ
り、クラックの発生が少なくガラスを作製する際の歩留
りが高いものであった。
施例１９は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −ＴｉＯ
2 からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物とし
てＹ2 Ｏ3 を用い、第２金属種の金属酸化物としてＴｉ
Ｏ2 を用いるものである。各々の実施例で、各金属酸化
物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なるもので
あり、その組成，屈折率等は表１および表２に記載され
ている。これらの実施例での組成比をみると（ΔＣAl／
ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０７０５で、最小で−
０．０１２１であり、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiが−
０．０８以上０．０８以下という条件を満たすものであ
り、クラックの発生が少なくガラスを作製する際の歩留
りが高いものであった。
【００２８】（実施例２０）実施例２０は、ＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 からなるガラスであ
り、第１金属種の金属酸化物としてＬａ2 Ｏ3 を用い、
第２金属種の金属酸化物としてＴｉＯ2 を用いるもので
ある。Ｌａ2 Ｏ3 のガラス中における濃度の分布は、中
心が高く周辺が低い，いわゆる凸の放物線状であり、Ｔ
ｉＯ2 のガラス中における濃度の分布は、Ｌａ2 Ｏ3 の
形状と同方向である、中心が高く周辺が低い，いわゆる
凸の放物線状であった。なお、Ａｌ2 Ｏ3 の組成比はガ
ラス中で一定の値、２５ｍｏｌ％であった。この実施例
での組成，屈折率等は表２に記載されている。このガラ
ス体の組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、０
であった。
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 からなるガラスであ
り、第１金属種の金属酸化物としてＬａ2 Ｏ3 を用い、
第２金属種の金属酸化物としてＴｉＯ2 を用いるもので
ある。Ｌａ2 Ｏ3 のガラス中における濃度の分布は、中
心が高く周辺が低い，いわゆる凸の放物線状であり、Ｔ
ｉＯ2 のガラス中における濃度の分布は、Ｌａ2 Ｏ3 の
形状と同方向である、中心が高く周辺が低い，いわゆる
凸の放物線状であった。なお、Ａｌ2 Ｏ3 の組成比はガ
ラス中で一定の値、２５ｍｏｌ％であった。この実施例
での組成，屈折率等は表２に記載されている。このガラ
ス体の組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、０
であった。
【００２９】（実施例２１〜実施例２３）実施例２１乃
至実施例２３は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −Ｐ
ｂＯからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物と
してＹ2 Ｏ3 を用い、第２金属種の金属酸化物としてＰ
ｂＯを用いるものである。各々の実施例で、各金属酸化
物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なるもので
あり、その組成，屈折率等は表２に記載されている。こ
れらの実施例のガラス体の組成比をみると（ΔＣAl／Δ
ＣM1）／ＣSiは、最大で０．０５６で、最小で０であ
り、−０．０６以上０．０６以下という条件を満たすも
のであった。
至実施例２３は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｙ2 Ｏ3 −Ｐ
ｂＯからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物と
してＹ2 Ｏ3 を用い、第２金属種の金属酸化物としてＰ
ｂＯを用いるものである。各々の実施例で、各金属酸化
物の濃度分布の形状、分布の際の組成比が異なるもので
あり、その組成，屈折率等は表２に記載されている。こ
れらの実施例のガラス体の組成比をみると（ΔＣAl／Δ
ＣM1）／ＣSiは、最大で０．０５６で、最小で０であ
り、−０．０６以上０．０６以下という条件を満たすも
のであった。
【００３０】（実施例２４〜実施例２５）実施例２４、
実施例２５は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＰｂＯ
−ＺｎＯからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化
物としてアルカリ土類金属の１種であるＣａの酸化物Ｃ
ａＯを用い、第２金属種の金属酸化物としてＰｂＯ及び
ＺｎＯを用いるものである。実施例２４、２５ともにＣ
ａＯの濃度分布は、中心部で高く周辺部で低い，凸の放
物線状であり、ＰｂＯの濃度分布は中心部で低く周辺部
で高い，凹の放物線状であり、ＺｎＯの濃度分布は中心
部で高く周辺部で低い，凸の放物線状であった。実施例
２４ではさらにＡｌ2 Ｏ3 に濃度分布を有し、中心部で
高く周辺部で低い，凸の放物線状であった。
実施例２５は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＰｂＯ
−ＺｎＯからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化
物としてアルカリ土類金属の１種であるＣａの酸化物Ｃ
ａＯを用い、第２金属種の金属酸化物としてＰｂＯ及び
ＺｎＯを用いるものである。実施例２４、２５ともにＣ
ａＯの濃度分布は、中心部で高く周辺部で低い，凸の放
物線状であり、ＰｂＯの濃度分布は中心部で低く周辺部
で高い，凹の放物線状であり、ＺｎＯの濃度分布は中心
部で高く周辺部で低い，凸の放物線状であった。実施例
２４ではさらにＡｌ2 Ｏ3 に濃度分布を有し、中心部で
高く周辺部で低い，凸の放物線状であった。
【００３１】（実施例２６〜実施例２８）実施例２６乃
至実施例２８は、前記の実施例２４、２５の５成分の他
に、ＳｒＯを有する６成分系のガラス体である。即ち、
ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＳｒＯ−ＰｂＯ−Ｚｎ
Ｏで表されるガラス体であり、第１金属種の金属酸化物
としてアルカリ土類金属の１種であるＣａの酸化物Ｃａ
ＯおよびＳｒの酸化物ＳｒＯを用い、第２金属種の金属
酸化物としてＰｂＯ及びＺｎＯを用いるものである。第
１金属種として２以上の金属酸化物を含む場合は、これ
らの組成比の和をもってＣSiを決定し、後の規格化を行
うこととした。実施例２６乃至２８の場合はＣａＯおよ
びＳｒＯの濃度分布が同一方向であり、中心部で高く、
周辺部で低い，凸の放物線状の分布を有するガラス体で
あった。
至実施例２８は、前記の実施例２４、２５の５成分の他
に、ＳｒＯを有する６成分系のガラス体である。即ち、
ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＳｒＯ−ＰｂＯ−Ｚｎ
Ｏで表されるガラス体であり、第１金属種の金属酸化物
としてアルカリ土類金属の１種であるＣａの酸化物Ｃａ
ＯおよびＳｒの酸化物ＳｒＯを用い、第２金属種の金属
酸化物としてＰｂＯ及びＺｎＯを用いるものである。第
１金属種として２以上の金属酸化物を含む場合は、これ
らの組成比の和をもってＣSiを決定し、後の規格化を行
うこととした。実施例２６乃至２８の場合はＣａＯおよ
びＳｒＯの濃度分布が同一方向であり、中心部で高く、
周辺部で低い，凸の放物線状の分布を有するガラス体で
あった。
【００３２】表３に実施例２４乃至実施例２８の組成
比，屈折率等を記載した。実施例２４乃至実施例２８の
いずれも、組成比から（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、最
大で０．０２３６で最小で０であることから−０．０４
以上０．０４以下という条件を満たすものであった。な
お、第１金属種として２以上の金属酸化物を含み、その
分布の形状が異なる場合であっても、例えば、凸形状の
中心部が異なる場合や凸形状と凹形状を含む場合であっ
ても、第１金属種として２以上の金属酸化物の組成比の
和をもって組成比等の計算（規格化を含む）を行うこと
とした。
比，屈折率等を記載した。実施例２４乃至実施例２８の
いずれも、組成比から（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、最
大で０．０２３６で最小で０であることから−０．０４
以上０．０４以下という条件を満たすものであった。な
お、第１金属種として２以上の金属酸化物を含み、その
分布の形状が異なる場合であっても、例えば、凸形状の
中心部が異なる場合や凸形状と凹形状を含む場合であっ
ても、第１金属種として２以上の金属酸化物の組成比の
和をもって組成比等の計算（規格化を含む）を行うこと
とした。
【００３３】（実施例２９〜実施例３１）実施例２９乃
至実施例３１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｒＯ−Ｐｂ
Ｏからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物とし
てアルカリ土類金属の１種であるＳｒの酸化物ＳｒＯを
用い、第２金属種の金属酸化物としてＰｂＯを用いるも
のである。表４にはこれらの実施例の組成比，屈折率等
が記載されている。これら実施例の組成比をみると（Δ
ＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０２２７、最小で
０より−０．０４以上０．０４以下という条件を満たす
ものであった。
至実施例３１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｒＯ−Ｐｂ
Ｏからなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物とし
てアルカリ土類金属の１種であるＳｒの酸化物ＳｒＯを
用い、第２金属種の金属酸化物としてＰｂＯを用いるも
のである。表４にはこれらの実施例の組成比，屈折率等
が記載されている。これら実施例の組成比をみると（Δ
ＣAl／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０２２７、最小で
０より−０．０４以上０．０４以下という条件を満たす
ものであった。
【００３４】（実施例３２〜実施例３７）実施例３２乃
至実施例３７は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＢａＯ−Ｍ2c
Ｏd からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物と
してアルカリ土類金属の１種であるＢａの酸化物ＢａＯ
を用い、第２金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛Ｐｂ
Ｏ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 ｝のうちの１種を用いるもの
である。表４にこれらの実施例の組成比，屈折率等が記
載されている。これら実施例の組成比をみると（ΔＣAl
／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０４７６、最小で０よ
り−０．０６以上０．０６以下という条件を満たすもの
であった。
至実施例３７は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＢａＯ−Ｍ2c
Ｏd からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物と
してアルカリ土類金属の１種であるＢａの酸化物ＢａＯ
を用い、第２金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛Ｐｂ
Ｏ、Ｔａ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 ｝のうちの１種を用いるもの
である。表４にこれらの実施例の組成比，屈折率等が記
載されている。これら実施例の組成比をみると（ΔＣAl
／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０４７６、最小で０よ
り−０．０６以上０．０６以下という条件を満たすもの
であった。
【００３５】（実施例３８、３９）実施例３８、３９
は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｙ2 Ｏ3 −Ｍ2cＯd からな
るガラスであり、第１金属種の金属酸化物として希土類
金属の１種であるＹの酸化物Ｙ2 Ｏ3 を用い、第２金属
種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2Ｏ5
｝のうちの１種を用いるものである。表４にこれらの
実施例の組成比，屈折率等が記載されている。これら実
施例の組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣM1）／Ｃ Siは、最
大で０．０１１９、最小で０．００５５より−０．０４
以上０．０４以下という条件を満たすものであった。
は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｙ2 Ｏ3 −Ｍ2cＯd からな
るガラスであり、第１金属種の金属酸化物として希土類
金属の１種であるＹの酸化物Ｙ2 Ｏ3 を用い、第２金属
種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2Ｏ5
｝のうちの１種を用いるものである。表４にこれらの
実施例の組成比，屈折率等が記載されている。これら実
施例の組成比をみると（ΔＣAl／ΔＣM1）／Ｃ Siは、最
大で０．０１１９、最小で０．００５５より−０．０４
以上０．０４以下という条件を満たすものであった。
【００３６】（実施例４０〜４３）実施例４０乃至実施
例４３は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｌａ2 Ｏ3 −Ｍ2cＯd
からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物として
希土類金属の１種であるＬａの酸化物Ｌａ2 Ｏ3 を用
い、第２金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛ＴｉＯ
2 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 ｝のうちの１種を用いるも
のである。表４にこれらの実施例の組成比，屈折率等が
記載されている。これら実施例の組成比をみると（ΔＣ
Al／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０３５３、最小で
０．０１１０より−０．０４以上０．０４以下という条
件を満たすものであった。
例４３は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3−Ｌａ2 Ｏ3 −Ｍ2cＯd
からなるガラスであり、第１金属種の金属酸化物として
希土類金属の１種であるＬａの酸化物Ｌａ2 Ｏ3 を用
い、第２金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd として｛ＴｉＯ
2 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 ｝のうちの１種を用いるも
のである。表４にこれらの実施例の組成比，屈折率等が
記載されている。これら実施例の組成比をみると（ΔＣ
Al／ΔＣM1）／ＣSiは、最大で０．０３５３、最小で
０．０１１０より−０．０４以上０．０４以下という条
件を満たすものであった。
【００３７】実施例３乃至実施例４３の熱膨張係数の差
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／Ｃ Siとの関係をグラフ
にしたものが図５である。これにより、Ｘ＝Δα×１０
7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi＝Ｙとした場
合、 Ｙ＋０．１≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （１） ０．１−Ｙ≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （２） という式により含まれる範囲内にあれば、冷却過程での
クラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差補
正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができた。
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／Ｃ Siとの関係をグラフ
にしたものが図５である。これにより、Ｘ＝Δα×１０
7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi＝Ｙとした場
合、 Ｙ＋０．１≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （１） ０．１−Ｙ≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （２） という式により含まれる範囲内にあれば、冷却過程での
クラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差補
正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができた。
【００３８】（実施例４４〜実施例７１）実施例４４〜
実施例７１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ2c
Ｏd からなるガラス体であり、第２金属種の金属酸化物
Ｍ2cＯd がガラス中において略一定の値で分布している
ガラスである。表５および表６にこれらのガラス体（実
施例４４〜実施例７１）の組成比，屈折率，熱膨張係数
の差（Δα），（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi等が記載され
ている。これらのガラス体（実施例４４〜実施例７１）
の熱膨張係数の差（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi
との関係をグラフにしたものが図６である。これによ
り、Ｘ＝Δα×１０7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSi＝Ｙとした場合、 Ｙ＋０．１≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （１） ０．１−Ｙ≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （２） という式によって囲まれた範囲内にあれば、冷却過程で
のクラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差
補正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができ
た。
実施例７１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −Ｍ2c
Ｏd からなるガラス体であり、第２金属種の金属酸化物
Ｍ2cＯd がガラス中において略一定の値で分布している
ガラスである。表５および表６にこれらのガラス体（実
施例４４〜実施例７１）の組成比，屈折率，熱膨張係数
の差（Δα），（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi等が記載され
ている。これらのガラス体（実施例４４〜実施例７１）
の熱膨張係数の差（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi
との関係をグラフにしたものが図６である。これによ
り、Ｘ＝Δα×１０7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSi＝Ｙとした場合、 Ｙ＋０．１≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （１） ０．１−Ｙ≧｜（０．１／５０）・Ｘ｜ （２） という式によって囲まれた範囲内にあれば、冷却過程で
のクラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差
補正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができ
た。
【００３９】（実施例７２〜実施例１１１）実施例７２
〜実施例１１１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −
Ｍ2cＯd からなるガラスであり、ガラス中において第２
金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd が、第１金属種の金属酸化
物Ｍ1aＯb の分布の方向と同じ方向に分布しているガラ
スである。実施例７２を代表として説明すると、第１金
属種の金属酸化物としてＹ2 Ｏ3を用い、第２金属種の
金属酸化物としてＴｉＯ2 を用い、Ｙ2 Ｏ3 の濃度分布
が周辺部で高く、中心部で低い，いわゆる凹分布を有
し、ＴｉＯ2 の濃度分布もＹ 2 Ｏ3 の濃度分布と同様
に、周辺部で高く、中心部で低い，いわゆる凹分布を有
しているガラス体である。
〜実施例１１１は、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍ1aＯb −
Ｍ2cＯd からなるガラスであり、ガラス中において第２
金属種の金属酸化物Ｍ2cＯd が、第１金属種の金属酸化
物Ｍ1aＯb の分布の方向と同じ方向に分布しているガラ
スである。実施例７２を代表として説明すると、第１金
属種の金属酸化物としてＹ2 Ｏ3を用い、第２金属種の
金属酸化物としてＴｉＯ2 を用い、Ｙ2 Ｏ3 の濃度分布
が周辺部で高く、中心部で低い，いわゆる凹分布を有
し、ＴｉＯ2 の濃度分布もＹ 2 Ｏ3 の濃度分布と同様
に、周辺部で高く、中心部で低い，いわゆる凹分布を有
しているガラス体である。
【００４０】表７乃至表１０にこれらのガラス体（実施
例７２〜実施例１１１）の組成比，屈折率，熱膨張係数
の差（Δα），（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi等が記載され
ている。これらのガラス（実施例７２〜実施例１１１）
の熱膨張係数の差（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi
との関係をグラフにしたものが図７である。これによ
り、Ｘ＝Δα×１０7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSi＝Ｙとした場合、 Ｙ＋０．２≧｜（０．２／５０）・Ｘ｜ （３） ０．２−Ｙ≧｜（０．２／５０）・Ｘ｜ （４） という式によって囲まれた範囲内にあれば、冷却過程で
のクラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差
補正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができ
た。
例７２〜実施例１１１）の組成比，屈折率，熱膨張係数
の差（Δα），（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi等が記載され
ている。これらのガラス（実施例７２〜実施例１１１）
の熱膨張係数の差（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSi
との関係をグラフにしたものが図７である。これによ
り、Ｘ＝Δα×１０7 Ｋで表現し、（ΔＣAl／ΔＣM1）
／ＣSi＝Ｙとした場合、 Ｙ＋０．２≧｜（０．２／５０）・Ｘ｜ （３） ０．２−Ｙ≧｜（０．２／５０）・Ｘ｜ （４） という式によって囲まれた範囲内にあれば、冷却過程で
のクラック等の割れが発生せず、かつ、撮像系の色収差
補正上の光学特性が優れた光学素子を得ることができ
た。
【００４１】なお、上記実施例１〜１１１では半径方向
にほぼ放物線状の分布をしているものについて述べた
が、金属の分布形状は放物線状の分布形状に制限されて
いるものではなく、これ以外の分布形状についても原理
的に何等制限されるものではない。また、光学特性とし
て、屈折率分布が非常に小さかったり、実質上屈折率差
が０であっても、分散特性に分布を有していれば、本発
明は同様に適用することができる。また、Ｌａ，Ｙ，Ｇ
ｄ等の希土類元素と組み合わせられる元素は実施例に述
べられているものに限られておらず、本発明の効果を損
なわない範囲において、ガラス作製上や耐性向上のため
の成分を更に添加してもよい。
にほぼ放物線状の分布をしているものについて述べた
が、金属の分布形状は放物線状の分布形状に制限されて
いるものではなく、これ以外の分布形状についても原理
的に何等制限されるものではない。また、光学特性とし
て、屈折率分布が非常に小さかったり、実質上屈折率差
が０であっても、分散特性に分布を有していれば、本発
明は同様に適用することができる。また、Ｌａ，Ｙ，Ｇ
ｄ等の希土類元素と組み合わせられる元素は実施例に述
べられているものに限られておらず、本発明の効果を損
なわない範囲において、ガラス作製上や耐性向上のため
の成分を更に添加してもよい。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
【００５１】
【表１０】
【００５２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、組成分布
を有したガラス体の熱膨張係数の分布をキャンセルする
ことができ、冷却時の割れを防ぐことができる。また、
撮像系の色収差補正において有効な光学特性である色分
散特性を制御することができる。このことから、希土類
元素等に濃度分布を有し、色分散特性等を考慮した光学
的効果の高い屈折率分布を有したガラス体等を歩留り良
く製造することができる。
を有したガラス体の熱膨張係数の分布をキャンセルする
ことができ、冷却時の割れを防ぐことができる。また、
撮像系の色収差補正において有効な光学特性である色分
散特性を制御することができる。このことから、希土類
元素等に濃度分布を有し、色分散特性等を考慮した光学
的効果の高い屈折率分布を有したガラス体等を歩留り良
く製造することができる。
【図１】Ａｌに濃度分布を有しているガラス体の光学特
性の一例を示す図。（ａ：Ａｌが均一に分布しているガ
ラス体の光学特性、ｂ：Ａｌに濃度分布を有しているガ
ラス体の光学特性）
性の一例を示す図。（ａ：Ａｌが均一に分布しているガ
ラス体の光学特性、ｂ：Ａｌに濃度分布を有しているガ
ラス体の光学特性）
【図２】金属種ｄが勾配をもって分布し、金属種ｅが略
平坦に分布しているときの金属種の含有量分布を示す概
念図
平坦に分布しているときの金属種の含有量分布を示す概
念図
【図３】金属種ｆが金属種ｇと同方向に、金属種ｇの勾
配より小さな勾配をもって分布しているときの金属種の
含有量分布を示す概念図
配より小さな勾配をもって分布しているときの金属種の
含有量分布を示す概念図
【図４】金属種ｂと金属種ｃとが互いに反対方向の濃度
分布を有しているときの金属種の含有量分布を示す概念
図
分布を有しているときの金属種の含有量分布を示す概念
図
【図５】実施例３乃至実施例４３の熱膨張係数の差（Δ
α）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
α）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
【図６】実施例４４乃至実施例７１の熱膨張係数の差
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
【図７】実施例７２乃至実施例１１１の熱膨張係数の差
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
（Δα）と（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiとの関係を示す図
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉと、Ａｌと、ＳｉおよびＡｌ以外の
第１金属種を含有し、該含有金属種を酸化物組成比で表
した際、前記第１金属種の酸化物の組成比がガラス体内
で変化するガラス体において、該ガラス体の前記第１金
属種の酸化物の組成比が最大である箇所でのＳｉＯ2 組
成比を前記ガラス体内で一定である値ＣSiとし、該一定
値ＣSiに対するガラス中のＡｌ2 Ｏ3 の酸化物組成比の
最大と最小の差をΔＣAlとし、前記一定値ＣSiに対する
ガラス中の第１金属種酸化物の組成比の最大と最小の差
をΔＣM1とした場合、（ΔＣAl／ΔＣM1）／ＣSiの値が
−０．１２から０．１２であることを特徴とする組成に
分布を有したガラス体。 - 【請求項２】 第１金属種元素が希土類元素またはアル
カリ土類元素またはＺｎから選ばれた少なくとも１つの
元素である請求項第１項記載の組成に分布を有したガラ
ス体。 - 【請求項３】 前記第１金属種元素の他に、前記第１金
属種以外であり，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂ
ｉ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｚｎから選ばれた
第２金属種を少なくとも一つ含有することを特徴とする
請求項第１項、第２項記載の組成に分布を有したガラス
体。 - 【請求項４】 ＳｉとＳｉおよびＡｌ以外の金属元素の
原子数比の勾配とＳｉとＡｌの原子数比の勾配の比の変
化が同方向であることを特徴とした請求項第１項乃至第
３項記載の組成に分布を有したガラス体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126576A JPH07330370A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 組成に分布を有したガラス体 |
| US08/887,330 US5854151A (en) | 1994-06-08 | 1997-07-02 | Glass body with distribution composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126576A JPH07330370A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 組成に分布を有したガラス体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330370A true JPH07330370A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=14938593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6126576A Withdrawn JPH07330370A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 組成に分布を有したガラス体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5854151A (ja) |
| JP (1) | JPH07330370A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025134659A1 (ja) * | 2023-12-22 | 2025-06-26 | 株式会社ニコン | 光学ガラス、光学素子、光学系、接合レンズ、顕微鏡用対物レンズ、カメラ用交換レンズ、及び光学装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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