JPS6112856B2

JPS6112856B2 -

Info

Publication number: JPS6112856B2
Application number: JP53074289A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Inoe; Fujio Komorida
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1986-04-10
Also published as: GB2024804A; DE2924586A1; US4226627A; GB2024804B; JPS553329A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、第１図に示した屈折率nd−アツベ
数νｄ直角座標上において、光学恒数がnd＝
1.68、νｄ＝56.0の点とnd＝1.82、νｄ＝45.0の
点とを結ぶ直線ａより左側の高屈折低分散領域に
あり、かつ、安定な分光透過率を有し、着色が極
めて少ないB₂O₃−SiO₂−SnO₂−La₂O₃−Yb₂O₃系
からなる光学ガラスに関する。

本発明の光学ガラスと同等の光学恒数を有し、
基本的にB₂O₃−La₂O₃−Yb₂O₃からなるガラスは
特開昭51−2717号公報によりすでに知られている
が、このガラスは、溶融条件の影響を受けて分光
透過率が不安定になりやすく、また着色性がある
ため、透過率を重要視するカラー写真撮影用高級
レンズとして用いるなどの場合には難点がある。

本発明者らは、上述の欠点を解消する目的で鋭
意試験研究を重ねた結果、B₂O₃−SiO₂−La₂O₃−
Yb₂O₃系のガラスにSnO₂を必須成分として導入
することによつて、溶融条件の変動による分光透
過率の不安定性を防止し、着色性を改善し得るこ
とを見出し、本発明をなすに至つた。

上記目的達成のための本発明にかかる光学ガラ
スの組成範囲は、重量パーセントで示すと、つぎ
のとおりである。

B₂O₃ 17.0〜45.0％、SiO₂ 0.5〜10.0％、ただ
し、B₂O₃＋SiO₂ 24.0〜47.0％、SnO₂ 0.05〜4.0
％、La₂O₃ 20.0〜50.0％、Yb₂O₃ 1.0〜35.0％、
Gd₂O₃ ０〜35.0％、Y₂O₃ ０〜15.0％、ただし、
La₂O₃＋Yb₂O₃＋Gd₂O₃＋Y₂O₃ 43.0〜68.0％、
Al₂O₃ ０〜3.0％、GeO₂ ０〜5.0％、ZrO₂ ０〜
10.0％、Ta₂O₂ ０〜8.0％、Nb₂O₅ ０〜3.0％、
MgO ０〜5.0％、CaO ０〜10.0％、SrO ０〜
10.0％、BaO ０〜10.0％、ZnO ０〜8.0％、ただ
し、MgO＋CaO＋SrO＋BaO＋ZnO ０〜10.0
％、Li₂O、Na₂OおよびK₂Oの一成分または二成
分以上の合計量０〜0.5％、上記各元素の一成分
または二成分以上の酸化物の一部または全部と置
換した弗化物のＦとしての合計０〜8.0％、
As₂O₃および／またはSb₂O₃ ０〜0.2％。

本発明にかかる光学ガラスの各成分の組成範囲
を上記のように限定した理由は、つぎのとおりで
ある。

B₂O₃の量は、17％未満であるとガラスの失透
傾向が増大し、また45％を越えると目標の光学恒
数を維持できなくなる。

SiO₂は、ガラスの粘性を高め、失透傾向を減
少させる効果があり、特に量産規模の溶解におい
ては欠くことのできない成分であるが、その量が
0.5％未満になると急激に失透傾向減少の効果を
失い、10％を越えるとSiO₂原料のガラス中への
溶融性が悪化して、均質なガラスを得がたくな
る。

B₂O₃およびSiO₂の合計量は、24％未満である
とガラスの失透傾向が増大し、また47％を超える
と目標の光学恒数を維持できなくなる。

SnO₂は、本発明のガラスにおいて、前途のと
おり、溶融条件の変動による分光透過率の不安定
性を防止し、着色性を改善し、かつ、失透を防止
する効果を奏するが、その量が0.05％未満である
とこれらの効果が不十分であり、また4.0％を超
えると逆にガラスを著しく着色するので好ましく
ない。

La₂O₃は、ガラスに高屈折低分散性を与えるの
で重要な成分であるが、その量が20％未満である
と目標の光学恒数を得がたくなり、また50％を超
えると失透傾向が著しく増大する。

Yb₂O₃は、耐失透性を悪化させずにLa₂O₃とほ
ぼ同様の光学的特性をガラスに与えるので、高度
の高屈折低分散性能を有する本発明の光学ガラス
においては特に必要な成分であるが、その量が
1.0％未満であるとそれらの効果は不十分とな
り、また35.0％を超えると失透傾向が増大するの
で好ましくない。

以上に述べる成分は、ガラスの失透や溶融性の
改良および光学恒数の補正等のため、それぞれの
限度内で含有させることができる。

Gd₂O₃およびY₂O₃は、いずれもLa₂O₃に類似し
た光学的特性をガラスに与え、しかもガラスを安
定化するが、Gd₂O₃とY₂O₃の量が35.0および15.0
％をそれぞれ超えると失透傾向が著しく増大す
る。さらに、これらの成分は、La₂O₃および
Yb₂O₃との合計量すなわちLa₂O₃＋Yb₂O₃＋
Gd₂O₃＋Y₂O₃の量が43.0％未満であると目標の光
学恒数を維持できなくなり、また68.0％を超える
と失透傾向が著しく増大する。

Al₂O₃は、ガラスの粘度を高め、失透傾向を減
少させる効果があるが、その量が3.0％を超える
と逆に失透傾向が増大する。

GeO₂は、ガラスを安定化するのに有効な成分
であるが、その量が5.0％を超えると高分散とな
り目標の光学恒数を維持できなくなる。

ZrO₃は、屈折率を高めガラスを安定化させる
のに有効な成分であるが、その量が10.0％を超え
るとZrO₂原料のガラスの中への溶融性が悪化す
る。

Ta₂O₅およびNb₂O₃は、屈折率を高めガラスを
安定化させるのに有効な成分であるが、Ta₂O₅と
Nb₂O₅の量が8.0％および3.0％を超えると高分散
となり、目標の光学恒数を維持できなくなる。

MgO、CaO、SrO、BaOおよびZnOは、ガラス
を容易に均質化する効果があるが、これらの各成
分の量がそれぞれ5.0％、10.0％、10.0％、10.0％
および8.0％を超えると失透傾向が急激に増大す
る。またこれらの成分は、その合計量が10.0％を
超えた場合も失透傾向が増大するので、合計量が
前記範囲内であることが好ましい。

Li₂O、Na₂OおよびK₂Oは、いずれもSiO₂原料
のガラス中への溶融を容易にし、ガラスを均質化
する効果があるが、これらの一成分または二成分
以上の合計量が0.5％を超えると急激に失透傾向
が増大する。

Ｆは、上述の一成分以上の金属酸化物の一部ま
たは全部をそれらの金属の弗化物、たとえば
NaF、CaF₂、BaF₂、AlF₃およびLaF₃等で置換し
てガラスに含有させることにより、ガラスの液相
温度を低下させ、失透傾向を減少させる効果があ
るが、Ｆの量が8.0％を超えると均質なガラスを
得がたくなる。

As₂O₃および／またはSb₂O₃は、ガラスの泡切
り剤として用いるが、その量が0.2％を超えると
急激に失透傾向が増大する。

つぎに、本発明の実施組成例20例を第１表にNo.
１〜20として示し、それらのガラスの屈折率およ
びアツベ数を第２表の該当欄に示す。なお、第１
表および第２表にS1〜S5として示したガラス
は、比較のため掲げた従来公知のガラスで、S1
は本発明の実施例No.３の組成に類似し、S2は同
No.５の組成に類似し、S3は同No.12の組成に類似
し、いずれも、本発明と同一の高屈折低分散領域
内にあるが、本発明と異なりSnO₂を含まないも
のである。また、S4は本発明のガラスよりも高
屈折かつ低分散性のガラス、S5は本発明のガラ
スと同様の屈折率範囲内にあるが分散値が本発明
のガラスの条件をみたさないガラスである。

さらに、第２表には、上記本発明の実施組成例
No.１〜20のガラスおよび公知のS1〜S5のガラス
のそれぞれにつき、溶融条件の異なつた二つの試
料、すなわち1350℃で２時間溶融後急冷し、キヤ
ストして得たガラス試料Ａと、1350℃で２時間溶
融し、1200℃で３時間保温した後急冷し、キヤス
トして得たガラス試料Ｂにおける各80％の透過率
を示す光線波長、および試料Ａ，Ｂにおける上記
80％の透過率を示す光線波長の差、すなわち試料
Ａ，Ｂ間の波長の変動巾Δλが示されている。

上記第２表の記載により明らかなとおり、本発
明のガラスは、溶融条件の異なる試料Ａ，Ｂ間に
おける80％透過波長の変動幅Δλが０〜３の値を
示しているが、これに対して、SnO₂を含まない
類似組成のS1〜３のガラスにおいては、上記変
動幅が13〜15の大きな値を示しており、両者を比
較すると、本発明の効果が大であることが判る。
なお、S4のような著しく高屈折で低分散性を示
すガラス、すなわち本発明の光学恒数領域外のガ
ラスは、SnO₂を添加することによつて、上記変
動幅を減少できるのが、極めて不安定となり、量
産規模の溶解ができなくなるので、SnO₂の添加
は不適当である。また、S5のガラスのような本
発明の光学恒数領域外のガラスは、Ta₂O₅を多量
に含み、分光透過率が安定しており、かつ、着色
しないので、SnO₂を添加する必要がない。さら
に、一般的に第１図の直線ａの右側に位置するガ
ラスは本発明のガラスのように高価なYb₂O₃を添
加しなくても容易に得ることができる。

つぎに、第２図は、第１表中のガラス組成例No.
３およびこれと類似の組成であるが、SnO₂を含
まない公知のガラス組成例S1について、それぞ
れ、試料ＡおよびＢの分光透過率を比較した結果
を示したものであり、第３図は同No.５とS2、第
４図は同No.12とS3につき、それぞれ、前同様の
比較結果を示したものである。

第２図ないし第４図において、S1ないしS3の
ガラスの分光透過率曲線は、溶融条件の相違によ
る著しい変動が認められ、不安定であるが、実施
組成例No.３、No.５およびNo.12のガラスの分光透過
率曲線は、溶融条件の相違による実質的変動が認
められず、安定化しており、しかも、S1および
S2の場合よりも光線透過性能が一段と優れてい
る。

上述のとおり、本発明の光学ガラスは、第１図
に示した屈折率nd−アツベ数νｄ直角座標上に
おいて、nd＝1.68、νｄ＝56.0の点とnd＝1.82、
νｄ＝45.0の点とを結ぶ直線ａより左側の極めて
高度の高屈折低分散領域に位置し、従来のガラス
に比し、着色が極めて少なく、溶融条件が変化し
ても分光透過率の変動が零に等しい効果がある。

したがつて、カラー写真撮影用高級レンズ材料
として最適である。

なお、本発明の光学ガラスは、酸化物、炭酸
塩、硝酸塩および弗化物等の原料を使用して調合
したバツチを白金坩堝等に投入して、1300〜1400
℃で溶融し、泡切りと撹拌を行つて均質化した
後、温度を降下させ、金型にキヤストし、徐冷す
ることにより容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のガラスの光学恒数の領域を
示す。第２図ないし第４図は、本発明のガラスと
従来の溶融条件の差によつて生ずる分光透過率の
変動を示す比較図である。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１重量パーセントで、B₂O₃ 17.0〜45.0％、
SiO₂ 0.5〜10.0％、ただし、B₂O₃＋SiO₂ 24.0〜
47.0％、SnO₂ 0.05〜4.0％、La₂O₃ 20.0〜50.0
％、Yb₂O₃ 1.0〜35.0％、Gd₂O₃ ０〜35.0％、
Y₂O₃ ０〜15.0％、ただし、La₂O₃＋Yb₂O₃＋
Gd₂O₃＋Y₂O₃ 43.0〜68.0％、Al₂O₃ ０〜3.0％、
GeO₂ ０〜5.0％、ZrO₂ ０〜10.0％、Ta₂O₅ ０〜
8.0％、Nb₂O₅ ０〜3.0％、MgO ０〜5.0％、CaO
０〜10.0％、SrO ０〜10.0％、BaO ０〜10.0
％、ZnO ０〜8.0％、ただし、MgO＋CaO＋SrO
＋BaO＋ZnO ０〜10.0％、Li₂O、Na₂Oおよび
K₂Oの一成分または二成分以上の合計量０〜0.5
％、上記各元素の一成分または二成分以上の酸化
物の一部または全部と置換した弗化物のＦとして
の合計０〜8.0％、As₂O₃および／またはSb₂O₃0
〜0.2％の組成からなる光学ガラス。