JPS60264342A - 高屈折立光学ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、ＥＩＱＯｎｍの波長光に対する屈折率（以下
、γＬ　ｇｏｏ　という）が１．８５以上の値を有し、
かつ比重が５．０以下であり、しかも耐失透性および化
学的耐久性が優れ、光ピツクアップ用レンズ等に用いる
に適した基本的に５ｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ−ＴｉＯ
２−ＢａＯ−Ｌａ２Ｏ３系からなる新規な高屈折率光学
ガラスに関する。

最近、半導体レーザー等を用いた光デイスク技術が急速
に発展しているがこれに用いる光ピツクアップ用のレン
ズ系は、集束スポット径が小さいことが望まれている。

この要望を満すための種々の要因のうち、レンズは焦点
距離が短いことが好ましく、このため、これに用いるガ
ラスは、例えば、半導体レーザービームの波長（約８０
０　ｎｍ　）に対応する屈折率、すなわちｎｇｏｏが１
．８５以上の高屈折率を有するととが要望されている。

また、光ピツクアップ用レンズは、精密性を要求される
装置の可動部に使用ぎれるため、軽量であることが重要
であり、レンズ用ガラスの比重は５．０以下であること
が望ましい。さらに、上記のガラスは、耐失透性および
化学的耐久性が優れていることが必要である。

（２）従来の技術 従来、上記の高屈折率を有する光学ガラスとしては、ラ
ンタン硼酸塩系ガラスや高鉛珪酸塩系ガラスが知られて
いる。前者のガラスは、高屈折低分散性ガラスとして知
られるが、製造時に失透しやすく不安定であり、また、
希土類成分等の含有量が多いため高価であり、経済性に
劣る。後者のガラスは、高屈折高分散性ガラスとして古
くから知られ、比較的安価であるが、軽量化が望まれる
ピックアップ用レンズとしては比重が大きく、また一般
に化学的耐久性が劣り、長期使用でガラス表面が変質し
やすいという欠点がある。

さらに、上記２種のガラスに対し、中間の分散値を有す
る高屈折率ガラスとして、例えば、特公昭４９−４４５
８３号公報において、　５ｉ（ｈ　’−’Ｂ２Ｏ３−Ｐ
ｂＯ−ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３系ガラスが開示されている
が、このガラスはＴｉＯ２含有量が比較的少なく、同公
報艷載のガラス中」１記高屈折率を示すガラスは、実際
には、ＰｂＯとＴｈ０２の合計量を極めて多ｉｌｌ　＜
含有するため比重が大きく、そのうえＴｈＯ２は有害で
あり、好ましくない。

一方、上記光学ガラスのほかに、ビーズ用ガラスも高屈
折率ガラスとして知られており、例えば、特公昭４８−
２８７８８号公禮には、′ｙ′１ｄが１．９以上の値を
有する５ｉ０２　（−Ｂ２Ｏ３）　−ＰｂＯ−ＴｉＯ２
−ＢａＯ系ガラスが開示されているが、このガラスは強
い失透性を有するために、透明な光学ガラスのブロック
を製造することができない。

（３）発明が解決しようとする問題点 上記の高屈折率を示す従来のガラスは、上述のとおり、
比重、耐失透性、化学的耐久性および原料経済性のいず
れかの点で欠点を有している。

本発明は、上記従来のガラスにみられる諸欠点を総合的
に解消し、’Ｙ”Ｌｇ６ｏが１．８５以上（箕ｄ約１．
９以上に相当）の高屈折率を維持しつつ、比重が５．０
以下であり、そのうえ、優れた耐失透性と化学的耐久性
とを有する新規な光学ガラスを提供することを目的とす
るものである。

（４）問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明者らは、種々試験研
究を重ねたところ、強い失透傾向を有する前記従来の５
ｉ０２　（−Ｂ２Ｏ３）　−ＰｂＯ−ＴｉＯ２−ＢａＯ
系ガラスにおいて、特定量のしＢ２Ｏ３を必須的に含有
させることにより、上記の高屈折低比重性を維持させつ
つ、しかも優れた耐失透性とを有するガラス組成域があ
ることを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明にかかるガラスの特徴は、重量％で、
　５ｉ０２　３〜２０％、８２０３３〜２０％、ただし
５ｉ０２　＋　Ｂ２Ｏ３１２〜３０％、Ｐｂ０　１〜４
０％、Ｔｉ０ｚ　１５〜４０％、Ｂａ０　１０〜４０％
、Ｌａ２０３０．３〜１５％、Ｃａ００〜１５％、Ｓｒ
ＯＯ〜１５％、Ｚｎ００〜１０％、Ｙ２Ｏ３＋　Ｇｄ、
ｚｏｓ　Ｏ〜１０％、Ｎｂ２Ｏ５θ〜５％、Ａｌ２（１
３０〜５％およびＡ３２０３＋　５ｂｚＯ３０〜１％を
含有するところにある。

また、本発明者らは、上記本発明のガラスにおて、適当
量のＣａＯを必須的に含有させ、かつ、ＣａＯとＬａ２
Ｏ３の合計量を所定の範囲に規制することによって、一
段とすぐれた耐失透効果を発揮させ得ることをも見出す
ことができた。

上記のように、各成分の含有量の範囲を限定した理由は
つぎのとおりである。

すなわち、５ｉ０２は、その量が３％未満であるとガラ
スの化学的耐久性が悪くなると共に失透を生じやすくな
り、また２０％を超えるとガラスの屈折率が低くなる。

Ｂ２Ｏ３は、ガラスの溶融性を向上させるために重要な
成分であるが、その量が３％未満ではその効果が小さく
、そのうえ失透を生じやすくなり、また２０％を超える
とガラスの屈折率が低くなると共に化学的耐久性が悪化
する。

なお、上記所望の高屈折性、化学的耐久性および耐失透
性を得るには、５ｉＯｚおよびＢ２Ｏ３の合計量が１２
〜３０％の範囲内にあることが必要である。

ＰｂＯは、ガラスの屈折率を高めると共にガラスを安定
化させる重要な成分であるが、その量が１％未満ではこ
れらの効果が乏しく、また、４０％を超えるとガラスの
比重が大・きくなり、そのうえ化学的耐久性が悪化する
。Ｔ　ｉ０２は、ガラスの高屈折低比重化に役立つと共
に化学的耐久性を向上させる重要な成分であるが、その
量が１５％未満ではこれらの効果が小さく、また４０％
を超えるとガラスの失透傾向が増大する。

ＢａＯは、ガラスの屈折率を高め、かつガラスの耐失透
性を向」ニさせる重要な成分であるが、その量が１０％
未満では上記効果が小さく、また４０％を超えると化学
的耐久性が悪化する。

Ｌ　ａ　２０３　は、本発明のガラスにおいて、上記所
望の高屈折率を維持しつつ、すぐれた耐失透性改善効果
を発揮するので極めて重要な成分であるが、その量が０
．３％未満ではその効果が顕著でなく、１５％を超える
と逆に失透を生じやすくなる。

なお、以下に示す各成分は、ガラスの耐失透性、化学的
耐久性、溶融性の向上および屈折率の調整のために、任
意に添加することができる。すなわち、ＣａＯは本発明
のガラスに添加すればガラスの耐失透性を一段と向上さ
せることができる。　ＣａＯの添加量の上限はガラスの
安定性を損ねない１５％以内とするが、上記効果を得る
ための好ましい！“：：）　実施態様としては、ＣａＯ
の量が０．３〜１５％の範囲であり、しかもＬａｚＯ３
との合計量で２〜２０％の範囲にあることが必要である
。

ＳｒＯおよびＺｎＯの各成分は、屈折率の調整および溶
融性の改善に有効な成分であるが、その量がそれぞれ１
５％および１０％を超えると失透を生じやすくなる。Ｙ
２Ｏ３およびＧｄ２Ｏ３の各成分は、ガラスの耐失透性
および化学的耐久性を向上させるが、それらの成分の合
計量が１０％を超えるとガラスはかえって失透を生じや
すくなる。Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの化学的耐久性および
屈折率の調整に効果があるが、その量が５％を超えると
失透を生じやすくなる。Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの化学的
耐久性の向」二に有効な成分であるが、その量が５％を
超えると失透傾向が増大する。

また、ガラスの脱泡清澄剤として、Ａ３２０３および５
ｂｚ０３の１種または２種の合計量を１％まで添加する
ことができる。

さらに、本発明のガラスは、上記成分のほかに、Ｌｉｚ
ＯｌＮａｚＯｌに２０　、　Ｐ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３，Ｇ
ｅＯ２、ＭｇＯ１ＳｎＯ２、Ｚ　ｒ０２、Ｔａ２０５．
　ＷＯａおよび上記金属酸化物の金属元素の弗化物を、
ガラスの上記緒特性を損わない範囲、すなわち、合計で
３％程度まで、必要に応じ添加してもさしつかえない。

（５）実施例 つぎに、本発明のガラスにかかる好適な実施組成例（Ｎ
ｏ、Ｉ〜Ｉｌｂ、１５）と従来の比較組成例（Ｎｏ。

Ａ、Ｂ　およびＣ）を、これらのガラスの屈折率（ｎｔ
ｒｏｏ　、　’）’１　ｄ　）　、比重、オヨヒ液相温
度ニツイての測定試験結果とともに表−１に示す。

（以下余白） ここで、屈折率（ＴＬ　ｄ　）はヘリウム光源の５８７
ｎｍ輝線に対する屈折率を示し、屈折率（ｎｆｉｏｏ）
はセルマイヤー分散式より計算してめた値である。比重
は＋４°Ｃにおける純水に対する数値であり、液相温度
は、約１ｍｍの大きさのガラス粒を温度傾斜炉で３０分
間保温して失透析出状態を観察し、失透析出−１−限温
度を液相温度としてめたものである。

Ｌ配本発明の実施例のガラスは、いずれも、酸化物、炭
酸塩および硝酸塩等の原料を用いて調整したバッチを、
通常の溶融装置を用いて、約１１００〜１３００°Ｃの
温度範囲で溶融することによって容易に製造することが
できる。

表記の比較組成例Ｎｏ、Ａのガラスは、一般によく知ら
れている高鉛含有光学ガラスであり、Ｎｏ、ＢおよびＣ
のガラスは、それぞれ、光学ガラスおよびビーズガラス
に関する前記公報に示されている１ｊ 碌　ガラスである。

表１にみられるとおり、Ｎｏ、Ａおよび陥、Ｂのガラス
は、比重が５．０を超える大きな数値を示し、軽（１１
） 量化が要求される光ピツクアップ用レンズには適しない
ものである。またＩ＆、Ｃのガラスは、比重が５．０以
上゛であるものの失透性が著しく、光学ガラスとしては
実用に適しないものである。

それに対し、本発明の実施組成例のガラスは、ｎＢｏｔ
）が１．８５を超える値を示すとともに、ガラスの比重
が５．０より小さく、また、液相温度が１０７０°Ｃ以
下の温度を示し、失透に対して十分に安定性を維持して
いる。

なお、本発明のガラスは、長期使用で表面が変質するこ
とのない、十分な化学的耐久性を有するものである。

（６）発明の効果 」二連のとおり、本発明の高屈折率光学ガラスは。

特定組成ノ５ｉ０２−　Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ−ＴｉＯ２−
ＢａＤ　−Ｌａ２０３系ガラスであるから、ｎ５ｏｏが
１．８５以」二の高屈折率を有するにも拘らず、比重が
５．０以下であり、そのうえ、失透に対して安定である
という従来のガラスにみられない特性を備えたものであ
る。また、十分な化学的耐久性を有すると共に（１２） 原車：１経済性にも優れているうえ、熱間作業性および
研磨加工性も良好であるので、大量生産に適しており、
従って産業トきわめて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、５ｉ０２３〜２０％、８２０３３〜２
   ０％、ただし　５ｉＯｚ＋　Ｂ２Ｏ３１２〜３０％、Ｐ
   ｂＯ１〜４０％、ＴｉＯ２１５〜４０％、Ｂａ０　１０
   〜４０％、Ｌａ２Ｑ３０．３〜１５％、Ｃ１１１００〜
   １５％、ＳｒＯ０〜１５％、ＺｎＯＯ〜１０％、Ｙ２Ｏ
   ３＋　ＧｄｚＯ，＋　０〜１０％、ＮｂｚＯｓＯ〜５％
   、Ａ１□０３０〜５％、およびＡｇ２Ｏ３＋５ｂ２０．
   ＋　Ｏ〜　１％、を含有することを特徴とする高屈折率
   光学ガラス。
2. （２）　ＣａＯが０．３〜１５％であり、かつ、Ｌａ２
   Ｏ３＋ＣａＯが２〜２０％であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の高屈折率光学ガラス。