(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１８〜２５モル％のＡｌＦ３、５〜２０モル％のＡｌ（ＰＯ３）３、７〜１２モル％のＭｇＦ２、１５〜２５モル％のＣａＦ２、１８〜２５モル％のＳｒＦ２、８〜２０モル％のＢａＦ２、０〜８モル％のＢａ（ＰＯ３）２、０〜３モル％のＹＦ３および０．１〜０．５モル％のＢａＣｌ２のみからなり、屈折率が１．４５〜１．５２、アッベ数が７８〜８５、転移温度が４６５℃以下、密度が３．８ｇ/ｃｍ３以下、および硬度が３６０（１０７ｐａ）以上であることを特徴とするフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項２】
ＡｌＦ３の含有量が１８〜２２モル％であり、Ａｌ（ＰＯ３）３の含有量が８〜１５モル％であることを特徴とする請求項１記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項３】
ＣａＦ２の含有量が１７〜２２モル％、ＳｒＦ２の含有量が２０〜２５モル％、およびＢａＦ２の含有量が１０〜１７モル％であることを特徴とする請求項１記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項４】
Ｂａ（ＰＯ３）２の含有量が１〜５モル％であり、ＹＦ３の含有量が０．１〜３モル％であることを特徴とする請求項１記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項５】
ＡｌＦ３の含有量が１８〜２２モル％、Ａｌ（ＰＯ３）３含有量が８〜１５モル％、ＣａＦ２の含有量が１７〜２２モル％、ＳｒＦ２の含有量が２０〜２５モル％、ＢａＦ２の含有量が１０〜１７モル％、Ｂａ（ＰＯ３）２の含有量が１〜５モル％、およびＹＦ３の含有量が０．１〜３モル％であることを特徴とする請求項１記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項６】
１８〜２５モル％のＡｌＦ３、５〜２０モル％のＡｌ（ＰＯ３）３、７〜１２モル％のＭｇＦ２、１５〜２５モル％のＣａＦ２、１８〜２５モル％のＳｒＦ２、８〜２０モル％のＢａＦ２、０〜８モル％のＢａ（ＰＯ３）２、０〜３モル％のＹＦ３および０．１〜０．５モル％のＢａＣｌ２のみからなることを特徴とするフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項７】
ＡｌＦ３の含有量が１８〜２２モル％であり、Ａｌ（ＰＯ３）３の含有量が８〜１５モル％であることを特徴とする請求項６記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項８】
ＣａＦ２の含有量が１７〜２２モル％、ＳｒＦ２の含有量が２０〜２５モル％、およびＢａＦ２の含有量が１０〜１７モル％であることを特徴とする請求項６記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項９】
Ｂａ（ＰＯ３）２の含有量が１〜５モル％であり、ＹＦ３の含有量が０．１〜３モル％であることを特徴とする請求項６記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項１０】
ガラスの注入温度は６２０℃から７５０℃であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のフルオロリン酸塩の光学ガラス。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載のフルオロリン酸塩の光学ガラスから製造されるガラス予備成形品。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれかに記載のフルオロリン酸塩の光学ガラスから製造される光学部品。
【請求項１３】
請求項１から９のいずれかに記載のフルオロリン酸塩の光学ガラスから製造される光学器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフルオロリン酸塩の光学ガラスに関し、特に１．４５から１．５２の屈折率（ｎｄ）と７８から８５のアッベ数（ｖｄ）を有するフルオロリン酸塩の光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光学分野では、高精度で新規な光電装置には、情報の収集、伝達、保存、変換および表示のためにさらに高い性能が要求されている。光学部品（素子）はますます軽量および小型になり、従来式に加工したレンズに代わって高精度で低価格の非球面鏡を幅広く使用することは避けられない傾向となっている。
【０００３】
幅広く利用される新規なガラス材料として、フルオロリン酸塩の光学ガラスは低い光散乱性および低い屈折率を有しており、光学システムからの残存色収差による特殊な散乱を除去することができ、光学システムの解像度を向上させ、画像品質を明確に向上させる。さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは低い軟化点を有しており、高品質な非球面レンズを製造するための精密成形の対象となることができる。さらにそれは、除去が困難な球状収差と光学収差を球面光学部品から除去するためのより良好なアポクロマートであり、システムの体積と重量を減少させるため、２個から３個の球面レンズと置換することができる。フルオロリン酸塩の光学ガラスは、コリメータ対物レンズ、顕微鏡、天体望遠鏡、デジタルカメラおよびＬＣＤプロジェクタ等の高精度で高解像度の光学器具の組合せレンズに幅広く利用されており、良好な需要展望を有する重要で新規な高品質である光電材料となっている。
【０００４】
フルオロリン酸塩の光学ガラスを溶解させることは困難である。高温でフルオロリン酸塩の光学ガラスの未加工材料を溶解させる工程では、高温にてフッ素成分が揮発し、高温ガラス面から気化して容易に縞模様を形成する。さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは粘性が低くて成形が困難であるため、ガラス鋳造中の注ぎ口の温度をコントロールしなければならない。注ぎ口の温度が低いほどガラスは容易に成形される。縞模様の発生を減少させるため、フッ素の揮発も効果的にコントロールする必要がある。
【０００５】
フルオロリン酸塩の光学ガラスは高いアッベ数を有し、尋常ではない部分的光散乱性を有するため、８０以上のアッベ数のフルオロリン酸塩の光学ガラスが使用されてきた。例えば、特願２００２‐２３４７５３ではｎｄが１．４８９から１．５１０で、ｖｄが７９．２から８３．１のフルオロリン酸塩の光学ガラスが開示されている。しかしながら、ガラス組成物中のＭｇＦ２のモルパーセントは３から６モル％であり、ガラスは後の処理には不利な低い硬度と高い研磨性を有する。ＣＮ１８５４１００Ａはガラス組成物中に大量のＬｉを有し、ガラス耐久性が低下したフルオロリン酸塩の光学ガラスを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低い屈折率、低い光散乱性および低い密度を有しており、低温での成形に適したフルオロリン酸塩の光学ガラスの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、屈折率が１．４５から１．５２、アッベ数が７８から８５、転移温度が４６５℃以下、密度が３．８ｇ/ｃｍ３以下、および硬度が３６０（１０７ｐａ）以上のフルオロリン酸塩の光学ガラスが提供される。
【０００８】
さらにフルオロリン酸塩の光学ガラスは１８から２５モル％のＡｌＦ３、５から２０モル％のＡｌ（ＰＯ３）３、７から１２モル％のＭｇＦ２、１５から２５モル％のＣａＦ２、１８から２５モル％のＳｒＦ２、８から２０モル％のＢａＦ２、０から８モル％のＢａ（ＰＯ３）２、０から３モル％のＹＦ３および０から０．５モル％のＢａＣｌ２を含むことができる。
【０００９】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１８から２２モル％のＡｌＦ３および８から１５モル％のＡｌ（ＰＯ３）３を含むことができる。
【００１０】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１７から２２モル％のＣａＦ２、２０から２５モル％のＳｒＦ２、および１０から１７モル％のＢａＦ２を含むことができる。
【００１１】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１から５モル％のＢａ（ＰＯ３）２と０．１から３モル％のＹＦ３を含むことができる。
【００１２】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１８から２２モル％のＡｌＦ３、８から１５モル％のＡｌ（ＰＯ３）３、１７から２２モル％のＣａＦ２、２０から２５モル％のＳｒＦ２、１０から１７モル％のＢａＦ２、１から５モル％のＢａ（ＰＯ３）２、および０．１から３モル％のＹＦ３を含むことができる。
【００１３】
フルオロリン酸塩の光学ガラスは、１８から２５モル％のＡｌＦ３、５から２０モル％のＡｌ（ＰＯ３）３、７から１２モル％のＭｇＦ２、１５から２５モル％のＣａＦ２、１８から２５モル％のＳｒＦ２、８から２０モル％のＢａＦ２、０から８モル％のＢａ（ＰＯ３）２，０から３モル％のＹＦ３および０から０．５モル％のＢａＣｌ２を含むことができる。
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１８から２２モル％のＡｌＦ３および８から１５モル％のＡｌ（ＰＯ３）３を含むことができる。
【００１４】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１７から２２モル％のＣａＦ２、２０から２５モル％のＳｒＦ２および１０から１７モル％のＢａＦ２を含むことができる。
【００１５】
さらに、フルオロリン酸塩の光学ガラスは１から５モル％のＢａ（ＰＯ３）２および０．１から３モル％のＹＦ３を含むことができる。
【００１６】
さらに、ガラスの注ぎ口の温度は６２０℃から７５０℃である。フルオロリン酸塩の光学ガラスから製造されるガラスプリフォーム（予備成形品）。フルオロリン酸塩の光学ガラスから製造される光学部品（素子）。フルオロリン酸塩の光学ガラスから製造される光学器具。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は次の利点を有する。本発明のフルオロリン酸塩の光学ガラスは低屈折率、低光散乱性、低ガラス密度、高い硬度、良好な加工性、低い注ぎ口の温度、容易な成形性を有し、縞模様を効果的に防止する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
光学ガラスの低屈折率および低光散乱性の光学特性を得るため、通常はＰ、Ａｌ、ＦおよびＯを含んだガラス材料が使用されなければならない。特に、安定してバランスがとれたガラス材料とするために大量のフッ素がガラスに追加される。さらに、安定した製造のため、ガラスの屈折率とアッベ数を調整し、失透抵抗を向上させることができるようにＣａ、ＳｒおよびＢａのうちの少なくとも一種がガラス改質成分として導入される。しかしながら、ガラス改質効果を有するこの元素は前述の元素に限らない。
【００１９】
本発明のフルオロリン酸塩の光学ガラス中の成分は以下で説明されており、各成分の使用量はモル％で表わされる。
【００２０】
ＡｌＦ３は本発明にとって重要な成分である。ＡｌおよびＦはガラスの形成を安定させ、屈折率とガラスの光散乱性を効果的に減少させるために加えられる。この含有量が少な過ぎると、要求される光学特性範囲に到達できない。含有量が多過ぎると、ガラスの失透抵抗性は劣化するであろう。したがって、ＡｌＦ３の含有量は１８から２５モル％、好適には１８から２２モル％に制限される。
【００２１】
Ａｌ（ＰＯ３）３は本発明にとって必須の成分である。Ａｌ、ＰおよびＯはガラスの形成を安定させ、ガラスの機械的強度と化学的安定性を向上させるために加えられる。含有量が少な過ぎるとその性能に到達できない。含有量が多過ぎると、ガラスの屈折率は増加し、要求されるガラス特性範囲が得られない。したがって、Ａｌ（ＰＯ３）３の含有量は５から２０モル％、好適には８から１５モル％である。
【００２２】
ＣａＦ２はガラスのアッベ数と比重を減少させるだけでなく、ガラスの形成も安定化させる。この含有量が少な過ぎると、その効果は不明になる。含有量が多過ぎると、ガラスの失透抵抗性は劣化するであろう。したがって、ＣａＦ２の含有量は１５から２５モル％、好適には１７から２２モル％である。
【００２３】
ＳｒＦ２はガラス特性を効果的に調整し、ガラスの形成を安定化させる。その含有量が少な過ぎると、その効果は不明になる。含有量が多過ぎると、要求される光学特性を得ることができず、ガラスの失透抵抗性は劣化するであろう。したがって、ＳｒＦ２の含有量は１８から２５モル％、好適には２０から２５モル％である。
【００２４】
ＢａＦ２はガラスの屈折率を効果的に調整し、ガラスの形成を安定化させる。この含有量が少な過ぎると、その性能が達成できない。その含有量が多過ぎると、ガラスの屈折率と比重が増加し、化学的安定性は劣化するであろう。したがって、ＢａＦ２の含有量は８から２０モル％であり、好適には１０から１７モル％である。
【００２５】
ＭｇＦ２はガラス特性を調整し、ガラス硬度と化学的安定性を向上させる。その含有量が少な過ぎると、その性能が達成できない。その含有量が多過ぎると、ガラスは溶解しにくくなる。したがって、ＭｇＦ２の含有量は７から１２モル％である。
【００２６】
Ｂａ（ＰＯ３）２はガラスの形成を安定化させるだけでなく、ガラス特性を効果的に調整する。その含有量が少な過ぎると、その性能が達成できない。その含有量が多過ぎると、ガラスの化学的安定性は劣化するであろう。したがって、Ｂａ（ＰＯ３）２の含有量は０から８モル％であり、好適には１から５モル％である。
【００２７】
ＹＦ３はガラスの屈折率を効果的に調整する。その含有量が少な過ぎると、その性能が達成できない。その含有量が多過ぎると、屈折率は所望範囲を超えるであろう。したがって、ＹＦ３の含有量は０から３モル％であり、好適には０．１から３モル％である。
【００２８】
ＢａＣｌ２を透明剤として加えることができる。その含有量が多過ぎると、Ｃｌは溶解器具に含まれるＰｔを腐食させるであろう。したがって、その含有量は０から０．５モル％に制限される。
【実施例】
【００２９】
本発明の光学ガラスの製造方法は次の通りである。
１）酸化物、炭酸塩および硝酸塩等の光学ガラスの普通の原料の重量をそれぞれモル％で計測し、完全に混合させてプラチナのるつぼに入れる。
２）材料を７００℃から１１００℃で溶解させ、精製、均質化、および冷却する。
３）溶解したガラスを予備加熱された金属型に注入し、焼なまし、および冷却のために、ガラスを金属型とともに焼きなまし炉に入れ、光学ガラスを得る。
【００３０】
本発明では、ガラス組成物、特に好適な範囲内の組成物のセッティングによって、次の所望の特性が得られる。本発明の光学ガラスは１．４５から１．５２の屈折率（ｎｄ）と、７８から８５のアッベ数を有し、転移温度（Ｔｇ）は４６５℃以下であり、密度は３．８ｇ/ｃｍ３以下であり、ガラス硬度（Ｈｋ）は３６０（１０７ｐａ）より高く、注入温度は６２０℃から７５０℃の範囲である。
【００３１】
屈折率（ｎｄ）は（−２℃/ｈ）から（−６℃/ｈ）の焼きなまし値（速度）であり、屈折率および光散乱係数は“ＧＢ/Ｔ７９６２．１‐１９８７  無色光学ガラス試験方法‐屈折率および散乱係数”に従って試験される。
【００３２】
転移温度（Ｔｇ）は“ＧＢ/Ｔ７９６２．１６‐１９８７  無色光学ガラス試験方法‐線形膨張係数、転移温度および降状点温度”に従って試験される。すなわち、転移温度とは、低温領域の直線状延伸部と一定の温度範囲内で温度が１℃上昇するごとのサンプルの膨張曲線の高温部との交点の温度に対応する。
【００３３】
密度は“ＧＢ/Ｔ７９６２．２０−１９８７  無色光学ガラス試験方法‐密度”に従って試験される。ガラスの硬度は“ＧＢ/Ｔ７９６２．２１−１９８７  無色光学ガラス試験方法‐ヌープ硬度”に従って試験される。
【００３４】
ガラスの注入温度の試験のため、ガラスの１７０ｍｍ＊７ｍｍ＊７ｍｍサンプルが作られ、結晶炉に入れられ、１２００℃に４時間加熱され、その後取り出されて常温に冷却され、拡大鏡によって観察される。注ぎ口温度はガラスの失透程度に従って測定される。
【００３５】
本発明の光学ガラスは圧縮形成のためのガラス予備成形材料として使用するか、または溶解ガラスは直接に圧縮成形できる。ガラス予備成形物の製造のための特別な限定条件は無く、ホットモールド法、およびよく知られた製造方法および成形方法が使用できる。
【００３６】
さらに、本発明の光学ガラスで作られたガラス予備成形物は光学部品を製造するために圧縮成形するか、または溶解および軟化光学ガラスは光学部品を製造するため直接的に圧縮成形することもできる。
【００３７】
さらに光学部品は両凸面レンズ、両凹面レンズ、平凸レンズ、平凹レンズおよび凹凸レンズ、反射鏡、プリズムまたは回析格子等の多様なレンズとして使用できる。
【００３８】
本発明の光学ガラスの実施例１から１４（ただし、実施例１および実施例４は参考例である）の組成物およびガラスの屈折率、アッベ数、転移温度、密度、硬度および注ぎ口温度は全て表１と表２に示されている。各成分の組成はｍｏｌ％で表わされている。
【表１】
0005411347.tif 000002
【表２】
0005411347.tif 000003
【００３９】
表１と表２に示すように、本発明の実施例の全ての光学ガラスは特定範囲内に光学特性を有している。すなわち１．４５から１．５２の屈折率（ｎｄ）、７８から８５のアッベ数（ｖｄ）、４６５℃以下の転移温度、６２０℃から７５０℃の範囲の注入温度、３．８ｇ/ｃｍ３以下の密度（Ｄ）および３６０（１０７ｐａ）以上のガラス硬度である。これらは精密圧縮成形処理される予備成形物として適している。