JP7094095B2 - Optical glass, preforms and optical elements - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to optical glass, preforms and optical elements.
近年、車載カメラ等の車載用光学機器に組み込まれる光学素子や、プロジェクタ、コピー機、レーザプリンタ及び放送用機材等のような多くの熱を発生する光学機器に組み込まれる光学素子では、より高温の環境での使用が増えている。このような高温の環境では、光学系を構成する光学素子の使用時の温度が大きく変動し易く、その温度が１００℃以上に達する場合も多い。このとき、温度変動による光学系の結像特性等への悪影響が無視出来ないほど大きくなるため、温度変動によっても結像特性等に影響が生じ難い光学系を構成することが求められている。 In recent years, optical elements incorporated in in-vehicle optical devices such as in-vehicle cameras and optical elements incorporated in optical devices that generate a lot of heat such as projectors, copiers, laser printers, and broadcasting equipment have higher temperatures. Increased use in the environment. In such a high temperature environment, the temperature of the optical element constituting the optical system when used is likely to fluctuate greatly, and the temperature often reaches 100 ° C. or higher. At this time, since the adverse effect on the imaging characteristics of the optical system due to the temperature fluctuation becomes so large that it cannot be ignored, it is required to construct an optical system in which the imaging characteristics and the like are unlikely to be affected by the temperature fluctuation.
温度変動による結像性能等への影響が生じ難い光学系を構成するにあたっては、温度が上昇したときに屈折率が低くなり、相対屈折率の温度係数がマイナスとなるガラスから構成される光学素子と、温度が高くなったときに屈折率が高くなり、相対屈折率の温度係数がプラスとなるガラスから構成される光学素子を併用することが、温度変化による結像特性等への影響を補正できる点で好ましい。 In constructing an optical system in which the image quality is unlikely to be affected by temperature fluctuations, an optical element made of glass whose refractive index decreases when the temperature rises and whose relative refractive index temperature coefficient becomes negative. By using an optical element made of glass, which has a high refractive index when the temperature rises and the temperature coefficient of the relative refractive index is positive, the effect of temperature changes on imaging characteristics, etc. is corrected. It is preferable in that it can be done.
ここで、相対屈折率の温度係数に着目して開発されたガラスとしては、例えば特許文献１～２に代表されるようなガラス組成物が知られている。
Here, as a glass developed by paying attention to the temperature coefficient of the relative refractive index, for example, a glass composition represented by
このうち、特許文献１に記載されたガラスは、いわゆるホウ酸ビスマス系ガラスであり、ビスマスとホウ酸を併用することで相対屈折率の温度係数を高めることを目的とするものである。 Of these, the glass described in Patent Document 1 is a so-called bismuth borate-based glass, and an object thereof is to increase the temperature coefficient of relative refractive index by using bismuth and boric acid in combination.
また、特許文献２に記載されたガラスは、相対屈折率の温度係数を下げることを目的とするものであるが、高屈折率をもたらす成分を多く含んだガラスであり、他方で、高屈折率をもたらす成分を多く含んだガラスにおいて、相対屈折率の温度係数が低いガラスは得られていない。加えて、得られたガラスは、低分散な硝材である。
Further, the glass described in
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、相対屈折率の温度係数が低い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる高分散である光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is that the temperature coefficient of the relative refractive index takes a low value and can contribute to the correction of the influence of the temperature change on the imaging characteristics. The purpose is to obtain an optical glass having a high dispersion and a preform and an optical element using the optical glass.
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ＢａＯ成分とＴｉＯ２成分を併用し、多量に含有させることで、高分散でありながらも相対屈折率の温度係数が低い値をとる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。 As a result of intensive test and research in order to solve the above problems, the present inventor used the BaO component and the TiO 2 component in combination and contained a large amount of the BaO component, thereby having a high dispersion and a temperature coefficient of relative refractive index. We have found that a glass having a low value can be obtained, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
（１） 質量％で、
ＳｉＯ２成分を５．０～３５．０％、
Ｂ２Ｏ３成分を０超～３０．０％、
ＴｉＯ２成分を５．０～３０．０％、
ＢａＯ成分を２０．０～６０．０％を含有し、
相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋３．０×１０－６～－１０．０×１０－６（℃－１）の範囲内にある光学ガラス。
(1) By mass%,
SiO 2 component 5.0 to 35.0%,
B 2 O 3 component is over 0 to 30.0%,
TiO 2 component 5.0-30.0%,
Contains 20.0-60.0% of BaO component,
An optical glass having a temperature coefficient (40 to 60 ° C.) of relative refractive index (589.29 nm) in the range of +3.0 × 10 -6 to -10.0 × 10-6 (° C. -1 ).
（２） 質量比ＺｒＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１６未満であることを特徴とする（１）記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein the mass ratio ZrO 2 / (B 2 O 3 + La 2 O 3 ) is less than 0.16.
（３） １．７５以上の屈折率（ｎｄ）を有し、２５以上３８以下のアッベ数（νｄ）を有する（１）又は（２）記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), which has a refractive index (nd) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 25 or more and 38 or less.
（４） （１）から（３）のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。 (4) A preform made of the optical glass according to any one of (1) to (3).
（５） （１）から（３）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。 (5) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (3).
（６） （５）に記載の光学素子を備える光学機器。 (6) An optical device including the optical element according to (5).
本発明によれば、相対屈折率の温度係数が低い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical glass having a low temperature coefficient of relative refractive index and contributing to the correction of the influence of a temperature change on the imaging characteristics, and a preform and an optical element using the same. ..
本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２成分を５．０％以上３５．０％以下、Ｂ２Ｏ３成分を０％超３０．０％以下、ＴｉＯ２成分を５．０％以上３０．０％以下、ＢａＯ成分を２０．０％以上６０．０％以下含有し、相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋３．０×１０－６～－１０．０×１０－６（℃－１）の範囲内にある。ＢａＯ成分を多く含有することで、相対屈折率の温度係数が低い値をとるガラスが得られる。また、ＴｉＯ２成分を多量に含有させることによって、高分散ガラスを得られる。
そのため、相対屈折率の温度係数が低い値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる高分散な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。
The optical glass of the present invention has a SiO 2 component of 5.0% or more and 35.0% or less, a B 2 O 3 component of more than 0% and 30.0% or less, and a TiO 2 component of 5.0% or more in mass%. It contains 30.0% or less, BaO component 20.0% or more and 60.0% or less, and has a relative refractive index (589.29 nm) temperature coefficient (40 to 60 ° C.) of +3.0 × 10 -6 to -10. It is in the range of 0.0 × 10-6 (° C -1 ). By containing a large amount of BaO component, a glass having a low temperature coefficient of relative refractive index can be obtained. Further, by containing a large amount of the TiO 2 component, a highly dispersed glass can be obtained.
Therefore, it is possible to obtain a highly dispersed optical glass having a low temperature coefficient of relative refractive index and contributing to the correction of the influence of the temperature change on the imaging characteristics, and a preform and an optical element using the same.
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。 Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. It should be noted that the description may be omitted as appropriate for the parts where the explanations are duplicated, but the gist of the invention is not limited.
［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数を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。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, the content of each component shall be expressed in mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition, unless otherwise specified. Here, the "oxide-equivalent composition" is used when it is assumed that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed at the time of melting and changed to oxides. It is a composition which describes each component contained in a glass, assuming that the total mass number of the produced oxide is 100 mass%.
＜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５．０％以上含有することで、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの着色を低減できる。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できる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは６．０％以上、さらに好ましくは７．０％以上、さらに好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは９．０％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、相対屈折率の温度係数を小さくでき、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％以下、さらに好ましくは２５．０％未満、さらに好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１８．０％未満とする。
<About essential ingredients and optional ingredients>
The SiO 2 component is an essential component as a glass-forming oxide. In particular, by containing 5.0% or more of the SiO 2 component, the viscosity of the molten glass can be increased and the coloring of the glass can be reduced. In addition, the stability of the glass can be improved to facilitate the acquisition of glass that can withstand mass production. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 5.0% or more, more preferably 6.0% or more, still more preferably 7.0% or more, still more preferably 8.0% or more, still more preferably 9. It shall be over 0%.
On the other hand, by setting the content of the SiO 2 component to 35.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the increase in the glass transition point can be suppressed, and the decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 35.0% or less, more preferably 30.0% or less, still more preferably less than 25.0%, still more preferably less than 23.0%, still more preferably 20. It is less than 0%, more preferably less than 18.0%.
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、ガラスの耐失透性を高めることで量産に耐えるガラスを得易くできる。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％以上、さらに好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは５．０％以上、さらに好ましくは６．０％超とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を３０．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、相対屈折率の温度係数を小さくでき、且つ化学的耐久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３０．０％以下、より好ましくは２５．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１５．０％未満とする。
The B 2 O 3 component is an essential component as a glass-forming oxide. In particular, by containing more than 0 % of the B2O3 component , it is possible to easily obtain a glass that can withstand mass production by increasing the devitrification resistance of the glass. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more, still more preferably 3.0% or more, still more preferably 5.0% or more, still more preferably 6. It shall be over 0%.
On the other hand, by setting the content of the B 2 O 3 component to 30.0% or less, a larger refractive index can be easily obtained, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, and deterioration of chemical durability can be suppressed. Be done. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably 30.0% or less, more preferably 25.0% or less, still more preferably 20.0% or less, still more preferably 18.0% or less, still more preferably. It shall be less than 15.0%.
ＴｉＯ２成分は、５．０％以上含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を低くでき、安定なガラスを得易くでき、且つ材料コストを低減できる必須成分である。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは６．０％以上、さらに好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１０．０％超、さらに好ましくは１２．０％超とする。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を３０．０％以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、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。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２７．０％未満、さらに好ましくは２５．０％未満、さらに好ましくは２２．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満とする。
When the TiO 2 component is contained in an amount of 5.0% or more, it is an essential component that can increase the refractive index of glass, reduce the Abbe number, facilitate stable glass, and reduce material cost. Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably 5.0% or more, more preferably 6.0% or more, still more preferably more than 8.0%, still more preferably more than 10.0%, still more preferably 12. It shall be over 0%.
On the other hand, by reducing the content of the TiO 2 component to 30.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, devitrification due to the excessive content of the TiO 2 component can be reduced, and visible light of glass (particularly). It is possible to suppress a decrease in transmittance for a wavelength of 500 nm or less). Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably 30.0% or less, more preferably less than 27.0%, still more preferably less than 25.0%, still more preferably less than 22.0%, still more preferably 20. It shall be less than 0%.
ＢａＯ成分は、ガラス原料の熔融性を高められ、ガラスの失透を低減でき、屈折率を高められ、相対屈折率の温度係数を小さくできる必須成分である。また、高屈折率をもたらす成分の中では材料コストが低く、熔解し易い成分である。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２２．０％以上、さらに好ましくは２５．０％以上、さらに好ましくは２７．０％以上、さらに好ましくは３０．０％超、さらに好ましくは３１．５％超とする。
他方で、ＢａＯ成分の含有量を６０．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、比重の増加を防ぐことができるとともに、失透を低減できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは６０．０％以下、より好ましくは５８．０％以下、さらに好ましくは５５．０％以下、さらに好ましくは５３．０％以下、さらに好ましくは５０．０％未満とする。
The BaO component is an essential component that can enhance the meltability of the glass raw material, reduce the devitrification of the glass, increase the refractive index, and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. In addition, among the components that bring about a high refractive index, the material cost is low and it is a component that is easy to melt. Therefore, the content of the BaO component is preferably 20.0% or more, more preferably 22.0% or more, still more preferably 25.0% or more, still more preferably 27.0% or more, still more preferably 30.0. %, More preferably more than 31.5%.
On the other hand, by setting the content of the BaO component to 60.0% or less, it is possible to prevent a decrease in the refractive index of the glass and an increase in the specific gravity due to an excessive content, and it is possible to reduce devitrification. Therefore, the content of the BaO component is preferably 60.0% or less, more preferably 58.0% or less, still more preferably 55.0% or less, still more preferably 53.0% or less, still more preferably 50.0. %.
ＭｇＯ成分、ＳｒＯ成分及びＣａＯ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、ＳｒＯ成分及びＣａＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、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、ＳｒＯ成分及びＣａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは２．０％未満としてもよい。
The MgO component, SrO component and CaO component are optional components that can adjust the refractive index, meltability and devitrification resistance of the glass when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting the contents of the MgO component, the SrO component and the CaO component to 10.0% or less, the decrease in the refractive index can be suppressed and the devitrification due to the excessive inclusion of these components can be reduced. Therefore, the contents of the MgO component, the SrO component and the CaO component are preferably 10.0% or less, more preferably 7.0% or less, still more preferably 5.0% or less, still more preferably less than 2.0%. May be good.
Ｇｄ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められる任意成分である。
他方で、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％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、アッベ数の上昇を抑えられる。また、比重が大きくなることを防ぐことができ、ガラス原料の熔解性を高められる。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは１．０％未満としてもよい。特に材料コストを低減させる観点では、Ｇｄ２Ｏ３成分は含有しなくてもよい。
The Gd 2 O 3 component is an optional component whose refractive index can be increased when it contains more than 0%.
On the other hand, by setting the content of the Gd 2 O 3 component to 20.0% or less, the stability of the glass can be improved, the devitrification can be reduced, and the increase in the Abbe number can be suppressed. In addition, it is possible to prevent the specific gravity from becoming large, and the meltability of the glass raw material can be improved. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component is preferably 20.0% or less, more preferably less than 15.0%, still more preferably less than 10.0%, still more preferably 5.0% or less, still more preferably. It may be less than 1.0%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, the Gd 2 O 3 component may not be contained.
Ｌａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの安定性を高められ、屈折率を高められる任意成分である。従って、Ｌａ２Ｏ３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５．０％超としてもよい。
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を３０．０％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、アッベ数の上昇を抑えられる。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３０．０％以下、より好ましくは２５．０％未満、さらに好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満としてもよい。特に、コストを低減させるという観点では、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％未満とすることが好ましく、より好ましくは８．０％未満とする。
The La 2 O 3 component is an optional component that can enhance the stability of the glass and increase the refractive index when it is contained in excess of 0%. Therefore, the content of La 2 O 3 may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, still more preferably more than 2.0%, still more preferably more than 5.0%.
On the other hand, by setting the content of the La 2 O 3 component to 30.0% or less, the stability of the glass can be improved, the devitrification can be reduced, and the increase in the Abbe number can be suppressed. In addition, the meltability of the glass raw material can be improved. Therefore, the content of the La 2 O 3 component may be preferably 30.0% or less, more preferably less than 25.0%, still more preferably less than 23.0%, still more preferably less than 20.0%. In particular, from the viewpoint of reducing the cost, the content of the La 2 O 3 component is preferably less than 10.0%, more preferably less than 8.0%.
Ｙ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高めながらも、他の希土類元素に比べてガラスの材料コストを抑えられ、またガラスの比重を小さく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２．０％超としてもよい。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられ、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１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満としてもよい。
When the Y2O3 component is contained in excess of 0%, it is an optional component that can increase the refractive index of the glass, suppress the material cost of the glass as compared with other rare earth elements, and reduce the specific gravity of the glass. .. Therefore, the content of the Y2O3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, and even more preferably more than 2.0%.
On the other hand, by setting the content of the Y2O3 component to 10.0% or less, the decrease in the refractive index of the glass can be suppressed, the increase in the Abbe number of the glass can be suppressed, and the stability of the glass can be improved. .. In addition, deterioration of the meltability of the glass raw material can be suppressed. Therefore, the content of the Y2O3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%.
Ｙｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。他方で、Ｙｂ２Ｏ３成分は希土類の中でも原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなる。また、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは６．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満としてもよい。また、Ｙｂ２Ｏ３成分は含有しなくてもよい。 The Yb 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass when it is contained in excess of 0%. On the other hand, the Yb 2 O 3 component has a high raw material price among rare earths, and the higher the content, the higher the production cost. Further, by reducing the content of the Yb 2 O 3 component, an increase in the Abbe number of the glass can be suppressed. Therefore, the content of the Yb 2 O 3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 6.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%. Further, the Yb 2 O 3 component may not be contained.
ＺｒＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ失透を低減できる任意成分である。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％超、さらに好ましくは１．０％超としてもよい。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、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１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは２．０％未満としてもよい。
The ZrO2 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass and reduce devitrification when it is contained in an amount of more than 0%. Therefore, the content of the ZrO2 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 0.5%, and even more preferably more than 1.0%.
On the other hand, by setting the content of the ZrO2 component to 10.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, and devitrification due to the excessive content of the ZrO2 component can be reduced. Therefore, the content of the ZrO2 component may be preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 5.0% or less, still more preferably less than 2.0%.
ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、原料の熔解性を高め、熔解したガラスからの脱泡を促進し、また、ガラスの安定性を高められる任意成分である。また、ガラス転移点を低くできる成分でもある。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を５．０％未満にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、熱による膨張を低減でき、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５．０％未満、より好ましくは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、さらに好ましくは０．５％未満としてもよい。また、ＺｎＯ成分は含有しなくてもよい。
The ZnO component is an optional component that, when contained in excess of 0%, enhances the meltability of the raw material, promotes defoaming from the melted glass, and enhances the stability of the glass. It is also a component that can lower the glass transition point.
On the other hand, by making the content of the ZnO component less than 5.0%, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the expansion due to heat can be reduced, the decrease in the refractive index can be suppressed, and the excessive viscosity can be achieved. It is possible to reduce devitrification due to the decrease. Therefore, the content of the ZnO component is preferably less than 5.0%, more preferably less than 4.0%, still more preferably less than 2.0%, still more preferably less than 1.0%, still more preferably 0.5. It may be less than%. Further, the ZnO component may not be contained.
Ｎｂ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を低くでき、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２．０％超、さらに好ましくは４．０％超としてもよい。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減でき、相対屈折率の温度係数を小さくでき、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１３．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満としてもよい。
The Nb 2 O 5 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass, reduce the Abbe number, and increase the devitrification resistance by lowering the liquidus temperature of the glass when the content exceeds 0%. .. Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 2.0%, still more preferably more than 4.0%.
On the other hand, by reducing the content of the Nb 2 O 5 component to 20.0% or less, the material cost of the glass can be reduced, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, and the excessive content of the Nb 2 O 5 component causes. It is possible to reduce devitrification and suppress a decrease in the transmittance of glass with respect to visible light (particularly, a wavelength of 500 nm or less). Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 20.0% or less, more preferably 18.0% or less, still more preferably 15.0% or less, still more preferably less than 13.0%, still more preferably. It may be less than 10.0%.
ＷＯ３成分は、０％超含有する場合に、高屈折率をもたらす他の成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、アッベ数を低くでき、ガラス転移点を低くでき、且つ失透を低減できる任意成分である。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、且つ材料コストを抑えられる。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％以下、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％未満としてもよい。また、特に比重を小さくするという観点では、ＷＯ３成分は含有しなくてもよい。
When the WO3 component is contained in excess of 0%, the refractive index can be increased, the Abbe number can be lowered, the glass transition point can be lowered, and the glass transition point can be reduced while reducing the coloring of the glass by other components that bring about a high refractive index. It is an optional component that can reduce the transparency.
On the other hand, by setting the content of the WO3 component to 10.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced and the material cost can be suppressed. In addition, the coloring of the glass due to the WO3 component can be reduced and the visible light transmittance can be increased. Therefore, the content of the WO 3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%. Further, particularly from the viewpoint of reducing the specific gravity , the WO3 component may not be contained.
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。
他方で、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、光学ガラスの原料コストを低減でき、また、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。また、比重を小さくすることができる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満としてもよい。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。
The Ta 2 O 5 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass and enhance the devitrification resistance when it is contained in an amount of more than 0%.
On the other hand, by reducing the content of the Ta 2 O 5 component to 10.0% or less, the raw material cost of the optical glass can be reduced, the melting temperature of the raw material is lowered, and the energy required for melting the raw material is reduced. Therefore, the manufacturing cost of the optical glass can be reduced. In addition, the specific gravity can be reduced. Therefore, the content of the Ta 2 O 5 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 7.0%, still more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 2.0%, still more preferably. It may be less than 1.0%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable that the Ta 2 O 5 component is not contained.
Ｌｉ２Ｏ成分、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。特に、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの相対屈折率の温度係数をより小さくできる成分でもある。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは２．０％超、さらに好ましくは４．０％超としてもよい。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量を低減させることで、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、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１３．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは９．０％未満としてもよい。
The Li 2 O component, Na 2 O component, and K 2 O component are optional components that can improve the meltability of the glass and lower the glass transition point when the content exceeds 0%. In particular, the Na 2 O component and the K 2 O component are also components that can make the temperature coefficient of the relative refractive index of the glass smaller when the content exceeds 0%. Therefore, the content of the Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component may be preferably more than 0%, more preferably more than 2.0%, still more preferably more than 4.0%.
On the other hand, by reducing the contents of the Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component, it is difficult to lower the refractive index of the glass and the devitrification of the glass can be reduced. Therefore, the contents of the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component are preferably 15.0% or less, more preferably 13.0% or less, still more preferably 10.0% or less, still more preferable. May be less than 9.0%.
Ｐ２Ｏ５成分は、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％以下にすることで、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％以下、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％未満としてもよく、Ｐ２Ｏ５成分を含まなくてもよい。
The P 2 O 5 component is an optional component capable of lowering the liquidus temperature of the glass and increasing the devitrification resistance when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting the content of the P2O5 component to 10.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the chemical durability of the glass, particularly the water resistance. Therefore, the content of the P2O5 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0 %, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%. It does not have to contain the P 2 O 5 component.
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高くなる。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、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％未満としてもよい。
The GeO 2 component is an optional component capable of increasing the refractive index of the glass and improving the devitrification resistance when it is contained in an amount of more than 0%.
However, the raw material price of GeO 2 is high, and if the content of
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にし、又はＧａ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％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成分及びＧａ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、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％未満としてもよい。
The Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are optional components that can improve the devitrification resistance of the molten glass when the content exceeds 0%.
On the other hand, by reducing the content of the Al 2 O 3 component to 10.0% or less or the content of the Ga 2 O 3 component to 10.0% or less, the liquidus temperature of the glass is lowered and the devitrification resistance is reduced. You can improve your sex. Therefore, the contents of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably 1. It may be less than 0%.
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、アッベ数を低くでき、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％以下にすることで、過剰な比重の上昇を抑えることができる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、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％未満としてもよい。
The Bi 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index, reduce the Abbe number, and lower the glass transition point when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting the content of the Bi 2 O 3 component to 10.0% or less, it is possible to suppress an excessive increase in the specific gravity. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%.
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％以下、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％未満としてもよい。
The TeO 2 component is an optional component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when the content exceeds 0%.
On the other hand, TeO 2 has a problem that it can be alloyed with platinum when the glass raw material is melted in a platinum crucible or a melting tank in which a portion in contact with the molten glass is made of platinum. Therefore, the content of the TeO 2 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%.
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％以下にすることで、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％以下、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％未満としてもよい。
The SnO 2 component is an optional component that can reduce the oxidation of the molten glass to make it clear and increase the visible light transmittance of the glass when it is contained in an amount of more than 0%.
On the other hand, by setting the content of the SnO 2 component to 3.0% or less, it is possible to reduce the coloring of the glass and the devitrification of the glass due to the reduction of the molten glass. Further, since the alloying of the SnO 2 component and the melting equipment (particularly noble metal such as Pt) is reduced, the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the content of the SnO 2 component may be preferably 3.0% or less, more preferably less than 1.0%, still more preferably less than 0.5%, still more preferably less than 0.1%.
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成分の含有量を１．０％以下にすることで、可視光領域の短波長領域における透過率の低下や、ガラスのソラリゼーション、内部品質の低下を抑えられる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．２％未満としてもよい。
The Sb 2 O 3 component is an optional component capable of defoaming the molten glass when it contains more than 0%.
On the other hand, by setting the content of the Sb 2 O 3 component to 1.0% or less, it is possible to suppress a decrease in transmittance in the short wavelength region of the visible light region, solarization of glass, and deterioration of internal quality. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component may be preferably 1.0% or less, more preferably less than 0.5%, and even more preferably less than 0.2%.
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。 The component that clarifies and defoams the glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component, and a clarifying agent, a defoaming agent, or a combination thereof known in the field of glass production can be used.
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。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、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％未満としてもよい。
The F component is an optional component capable of increasing the Abbe number of the glass, lowering the glass transition point, and improving the devitrification resistance when the content exceeds 0%.
However, when the content of the F component, that is, the total amount of fluoride substituted with a part or all of one or more oxides of each of the above-mentioned metal elements exceeds 10.0%, F Since the amount of volatilization of the components increases, it becomes difficult to obtain a stable optical constant, and it becomes difficult to obtain a uniform glass. In addition, the Abbe number rises more than necessary.
Therefore, the content of the F component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%.
Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量に対する、ＺｒＯ２成分の含有量の比率（質量比）は、０．１６未満が好ましい。これにより、高屈折率で且つ安定なガラスを得易くできる。従って、質量比ＺｒＯ２／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３）は、好ましくは０．１６未満、より好ましくは０．１５未満、さらに好ましくは０．１３未満、さらに好ましくは０．１２未満とする。 The ratio (mass ratio) of the content of the ZrO 2 component to the total content of the B 2 O 3 component and the La 2 O 3 component is preferably less than 0.16. This makes it easy to obtain a glass having a high refractive index and stable. Therefore, the mass ratio ZrO 2 / (B 2 O 3 + La 2 O 3 ) is preferably less than 0.16, more preferably less than 0.15, still more preferably less than 0.13, still more preferably less than 0.12. do.
Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の合計含有量は、０％超含有する場合に、ガラスの相対屈折率の温度係数をより小さくすることができる。従って、質量和（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上とする。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の合計含有量を２０．０％以下とすることで、過剰な屈折率の低下およびアッベ数の上昇を抑制することができる。従って、質量和（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１０．０％未満とする。
When the total content of the Na 2 O component and the K 2 O component is more than 0%, the temperature coefficient of the relative refractive index of the glass can be made smaller. Therefore, the mass sum (Na 2 O + K 2 O) is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, still more preferably 1.0% or more.
On the other hand, by setting the total content of the Na 2 O component and the K 2 O component to 20.0% or less, it is possible to suppress an excessive decrease in the refractive index and an increase in the Abbe number. Therefore, the mass sum (Na 2 O + K 2 O) is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably less than 10.0%.
ＢａＯ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の合計含有量は、２５．０％超含有する場合に、ガラスの相対屈折率の温度係数をより小さくすることができる。従って、質量和（ＢａＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは２５．０％超、より好ましくは３０．０％超、より好ましくは３５．０％超、さらに好ましくは３８．０％超とする。
他方で、ＢａＯ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の合計含有量を７０．０％以下とすることで、過剰な屈折率の低下を抑制することができる。従って、質量和（ＢａＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは７０．０％以下、より好ましくは６５．０％以下、さらに好ましくは６０．０％以下、さらに好ましくは５５．０％未満とする。
When the total content of the BaO component, the Na2O component and the K2O component is more than 25.0%, the temperature coefficient of the relative refractive index of the glass can be made smaller. Therefore, the mass sum (BaO + Na 2 O + K 2 O) is preferably more than 25.0%, more preferably more than 30.0%, more preferably more than 35.0%, still more preferably more than 38.0%.
On the other hand, by setting the total content of the BaO component, the Na2O component and the K2O component to 70.0% or less, it is possible to suppress an excessive decrease in the refractive index. Therefore, the mass sum (BaO + Na 2 O + K 2 O) is preferably 70.0% or less, more preferably 65.0% or less, still more preferably 60.0% or less, still more preferably less than 55.0%.
ＴｉＯ２成分及びＢａＯ成分の合計含有量は、３０．０％以上含有する場合に、ガラスの相対屈折率の温度係数を小さくしつつ、高分散な硝材を得ることができる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋ＢａＯ）は、好ましくは３０．０％以上、より好ましくは３５．０％以上、さらに好ましくは４０．０％以上、さらに好ましくは４５．０％超とする。
他方で、ＴｉＯ２成分及びＢａＯ成分の合計含有量を８０．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高め、量産に耐えるガラスを得易くすることができる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋ＢａＯ）は、好ましくは８０．０％以下、より好ましくは７５．０％以下、さらに好ましくは７０．０％未満とする。
When the total content of the TiO 2 component and the BaO component is 30.0% or more, a highly dispersed glass material can be obtained while reducing the temperature coefficient of the relative refractive index of the glass. Therefore, the mass sum (TiO 2 + BaO) is preferably 30.0% or more, more preferably 35.0% or more, still more preferably 40.0% or more, still more preferably more than 45.0%.
On the other hand, by setting the total content of the TiO 2 component and the BaO component to 80.0% or less, the stability of the glass can be improved and it is possible to easily obtain a glass that can withstand mass production. Therefore, the sum of mass (TiO 2 + BaO) is preferably 80.0% or less, more preferably 75.0% or less, still more preferably less than 70.0%.
ＳｉＯ２に対する、ＴｉＯ２成分の含有量の比率（質量比）は、２．００未満が好ましい。これにより、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ことができる。従って、質量比（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２）は、好ましくは２．００未満、より好ましくは１．９０未満、さらに好ましくは１．８９未満とする。
他方で、質量比（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２）は、０．８０以上が好ましい。これにより、高屈折率且つ高分散な硝材を得ることができる。従って、質量比（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２）は、好ましくは０．８０以上、より好ましくは０．８５以上、さらに好ましくは１．００超を下限とする。
The ratio (mass ratio) of the content of the TiO 2 component to SiO 2 is preferably less than 2.00. This makes it possible to improve the stability of the glass and facilitate the acquisition of glass that can withstand mass production. Therefore, the mass ratio (TiO 2 / SiO 2 ) is preferably less than 2.00, more preferably less than 1.90, and even more preferably less than 1.89.
On the other hand, the mass ratio (TiO 2 / SiO 2 ) is preferably 0.80 or more. Thereby, a glass material having a high refractive index and a high dispersion can be obtained. Therefore, the mass ratio (TiO 2 / SiO 2 ) is preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, and further preferably more than 1.00 as the lower limit.
ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量は、７．０％以上含有する場合に、高分散な硝材を得ることができる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）は、好ましくは７．０％以上、より好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１３．０％以上とする。
他方で、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）は、３５．０％以下が好ましい。これにより、ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の過剰添加による失透性の悪化を抑制することができる。従って、質量和（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）は、好ましくは３５．０％以下、より好ましくは３３．０％以下、より好ましくは３０．０％以下、さらに好ましくは２８．０％未満とする。
When the total content of the TiO 2 component and the Nb 2 O 5 component is 7.0% or more, a highly dispersed glass material can be obtained. Therefore, the mass sum (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is preferably 7.0% or more, more preferably 10.0% or more, and further preferably 13.0% or more.
On the other hand, the sum of mass (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is preferably 35.0% or less. This makes it possible to suppress deterioration of devitrification due to excessive addition of the TiO 2 component and the Nb 2 O 5 component. Therefore, the mass sum (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is preferably 35.0% or less, more preferably 33.0% or less, more preferably 30.0% or less, still more preferably less than 28.0%. ..
Ｌａ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量は、０％超以上含有する場合に、高屈折率な硝材を得ることができる。従って、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）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５．０％超とする。
他方で、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）は、３５．０％以下が好ましい。これにより、材料コストを低減することができる。従って、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５）は、好ましくは３５．０％以下、より好ましくは３０．０％以下、さらに好ましくは２５．０％以下とする。
When the total content of the La 2 O 3 component and the Nb 2 O 5 component is more than 0%, a glass material having a high refractive index can be obtained. Therefore, the sum of mass (La 2 O 3 + Nb 2 O 5 ) is preferably more than 0%, more preferably more than 0.3%, still more preferably more than 5.0%.
On the other hand, the mass sum (La 2 O 3 + Nb 2 O 5 ) is preferably 35.0% or less. As a result, the material cost can be reduced. Therefore, the mass sum (La 2 O 3 + Nb 2 O 5 ) is preferably 35.0% or less, more preferably 30.0% or less, still more preferably 25.0% or less.
Ｌａ２Ｏ３に対する、ＢａＯ成分の含有量の比率（質量比）は、１０．０以下とした場合に、高屈折率な硝材を得ることができる。従って、質量比（ＢａＯ／Ｌａ２Ｏ３）は、好ましくは１０．０以下、より好ましくは９．０以下、さらに好ましくは８．５以下とする。
他方で、質量比（ＢａＯ／Ｌａ２Ｏ３）は、０超とすることで、相対屈折率の温度係数を小さくすることができる。従って、質量比（ＢａＯ／Ｌａ２Ｏ３）は、好ましくは０超、より好ましくは０．５０超、より好ましくは１．００超、さらに好ましくは１．５０超とする。
When the ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to La 2 O 3 is 10.0 or less, a glass material having a high refractive index can be obtained. Therefore, the mass ratio (BaO / La 2O 3 ) is preferably 10.0 or less, more preferably 9.0 or less, still more preferably 8.5 or less.
On the other hand, by setting the mass ratio (BaO / La 2O 3 ) to more than 0, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass ratio (BaO / La 2O 3 ) is preferably more than 0, more preferably more than 0.50, more preferably more than 1.00, still more preferably more than 1.50.
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３の合計含有量に対する、ＢａＯ成分の含有量の比率（質量比）は、３．００未満が好ましい。これにより、ガラスの耐失透性を高めることで、量産に耐えるガラスを得易くすることができる。従って、質量比ＢａＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは３．００未満、より好ましくは２．８０未満、さらに好ましくは２．４０未満とする。
他方で、質量比ＢａＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、０．５０超とすることで、相対屈折率の温度係数を小さくすることができる。従って、質量比ＢａＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは０．５０超、より好ましくは０．８０超、より好ましくは１．００超、さらに好ましくは１．３０超とする。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to the total content of the SiO 2 component and the B 2 O 3 is preferably less than 3.00. As a result, it is possible to easily obtain glass that can withstand mass production by increasing the devitrification resistance of the glass. Therefore, the mass ratio BaO / (SiO 2 + B 2O 3 ) is preferably less than 3.00, more preferably less than 2.80, and even more preferably less than 2.40.
On the other hand, by setting the mass ratio BaO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) to more than 0.50, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass ratio BaO / (SiO 2 + B 2O 3 ) is preferably more than 0.50, more preferably more than 0.80, more preferably more than 1.00, still more preferably more than 1.30.
Ｌａ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分の合計含有量は、５．０％以上含有する場合に、高屈折でかつ安定性の高い硝材を得易くすることができる。従って、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上とする。
他方で、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は、３８．０％以下が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数の上昇を抑制することができる。従って、質量和（Ｌａ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は、好ましくは３８．０％以下、より好ましくは３５．０％以下、さらに好ましくは３０．０％以下とする。
When the total content of the La 2 O 3 component and the B 2 O 3 component is 5.0% or more, it is possible to easily obtain a glass material having high refraction and high stability. Therefore, the mass sum (La 2 O 3 + B 2 O 3 ) is preferably 5.0% or more, more preferably 8.0% or more, still more preferably 10.0% or more.
On the other hand, the sum of mass (La 2 O 3 + B 2 O 3 ) is preferably 38.0% or less. This makes it possible to suppress an increase in the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the sum of mass (La 2 O 3 + B 2 O 3 ) is preferably 38.0% or less, more preferably 35.0% or less, still more preferably 30.0% or less.
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＬａ２Ｏ３成分の合計含有量は、１０．０％以上含有する場合に、高屈折でかつ安定性の高い硝材を得ることができる。従って、質量和（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３）は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１５．０％以上、より好ましくは２０．０％以上とする。
他方で、質量和（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３）は、５０．０％以下が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数の大幅な上昇を抑制することができる。従って、質量和（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３）は、好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４５．０％以下、さらに好ましくは４３．０％以下とする。特に、相対屈折率の温度係数の低い硝材を得るという観点では、３０．０％未満が好ましい。
When the total content of the SiO 2 , B 2 O 3 and La 2 O 3 components is 10.0% or more, a glass material having high refraction and high stability can be obtained. Therefore, the sum of mass (SiO 2 + B 2 O 3 + La 2 O 3 ) is preferably 10.0% or more, more preferably 15.0% or more, and more preferably 20.0% or more.
On the other hand, the sum of mass (SiO 2 + B 2 O 3 + La 2 O 3 ) is preferably 50.0% or less. As a result, it is possible to suppress a significant increase in the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the sum of mass (SiO 2 + B 2 O 3 + La 2 O 3 ) is preferably 50.0% or less, more preferably 45.0% or less, still more preferably 43.0% or less. In particular, from the viewpoint of obtaining a glass material having a low temperature coefficient of relative refractive index, less than 30.0% is preferable.
ＳｉＯ２に対する、ＢａＯ成分の含有量の比率（質量比）は、５．５０未満が好ましい。これにより、ガラスの安定性を高め、量産に耐えるガラスを得易くすることができる。従って、質量比（ＢａＯ／ＳｉＯ２）は、好ましくは５．５０未満、より好ましくは５．００未満、さらに好ましくは４．９０未満、さらに好ましくは４．８０未満とする。
他方で、質量比（ＢａＯ／ＳｉＯ２）は、１．５０以上が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数の低い硝材を得ることができる。従って、質量比（ＢａＯ／ＳｉＯ２）は、好ましくは１．５０以上、より好ましくは１．８０以上、さらに好ましくは２．００以上を下限とする。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to SiO 2 is preferably less than 5.50. This makes it possible to improve the stability of the glass and facilitate the acquisition of glass that can withstand mass production. Therefore, the mass ratio (BaO / SiO 2 ) is preferably less than 5.50, more preferably less than 5.00, still more preferably less than 4.90, still more preferably less than 4.80.
On the other hand, the mass ratio (BaO / SiO 2 ) is preferably 1.50 or more. This makes it possible to obtain a glass material having a low temperature coefficient of relative refractive index. Therefore, the mass ratio (BaO / SiO 2 ) is preferably 1.50 or more, more preferably 1.80 or more, and further preferably 2.00 or more as the lower limit.
ＴｉＯ２に対する、ＢａＯ成分の含有量の比率（質量比）は、３．８０未満が好ましい。これにより、高分散な硝材を得ることができる。従って、質量比（ＢａＯ／ＴｉＯ２）は、好ましくは３．８０未満、より好ましくは３．５０未満、さらに好ましくは３．１０未満とする。
他方で、質量比（ＢａＯ／ＴｉＯ２）は、１．４０以上が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数を低くすることができる。従って、質量比（ＢａＯ／ＴｉＯ２）は、好ましくは１．４０以上、より好ましくは１．５０以上、さらに好ましくは１．６０以上を下限とする。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to TiO 2 is preferably less than 3.80. Thereby, a highly dispersed glass material can be obtained. Therefore, the mass ratio (BaO / TiO 2 ) is preferably less than 3.80, more preferably less than 3.50, and even more preferably less than 3.10.
On the other hand, the mass ratio (BaO / TiO 2 ) is preferably 1.40 or more. As a result, the temperature coefficient of the relative refractive index can be lowered. Therefore, the mass ratio (BaO / TiO 2 ) is preferably 1.40 or more, more preferably 1.50 or more, and further preferably 1.60 or more as the lower limit.
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、２０．０％以上が好ましい。これにより、ガラスの失透を低減でき、且つ、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２５．０％以上、さらに好ましくは２７．０％以上、さらに好ましくは３０．０％超とする。
他方で、ＲＯ成分の質量和を６０．０％以下にすることで、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６０．０％以下、より好ましくは５７．０％以下、さらに好ましくは５５．０％以下、さらに好ましくは５２．０％以下、さらに好ましくは５０．０％未満とする。
The sum (mass sum) of the contents of the RO component (in the formula, R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is preferably 20.0% or more. As a result, the devitrification of the glass can be reduced, and the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass sum of the RO components is preferably 20.0% or more, more preferably 25.0% or more, still more preferably 27.0% or more, still more preferably more than 30.0%.
On the other hand, by setting the mass sum of the RO components to 60.0% or less, the decrease in the refractive index can be suppressed and the stability of the glass can be improved. Therefore, the mass sum of the RO components is preferably 60.0% or less, more preferably 57.0% or less, still more preferably 55.0% or less, still more preferably 52.0% or less, still more preferably 50.0. It shall be less than%.
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、２０．０％以下が好ましい。これにより、熔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１３．０％以下、さらに好ましくは１０．０％未満とする。 The sum (mass sum) of the contents of the Rn 2 O component (in the formula, Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is preferably 20.0% or less. As a result, the decrease in the viscosity of the molten glass can be suppressed, the refractive index of the glass can hardly be decreased, and the devitrification of the glass can be reduced. Therefore, the mass sum of the Rn 2 O components is preferably 20.0% or less, more preferably 18.0% or less, still more preferably 15.0% or less, still more preferably 13.0% or less, still more preferably 10. It shall be less than 0.0%.
希土類成分、すなわちＬｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ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、６０．０％以下が好ましい。これにより、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。また、ガラスの材料コストの上昇を抑えられ、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは６０．０％以下、より好ましくは５０．０％以下、好ましくは４０．０％以下、さらに好ましくは３０．０％以下、さらに好ましくは２３．０％未満とする。
他方で、０％超含有する場合に、屈折率の低下を抑えることができる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは０％超、より好ましくは３．０％超、さらに好ましくは５．０％超を下限としてもよい。
The sum (mass sum) of the contents of the rare earth component, that is, the Ln 2 O 3 component (in the formula, Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) is 60.0% or less. preferable. As a result, the liquidus temperature of the glass is lowered, so that the devitrification of the glass can be reduced. In addition, the increase in the material cost of glass can be suppressed, and the increase in the Abbe number more than necessary can be suppressed. Therefore, the mass sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 60.0% or less, more preferably 50.0% or less, preferably 40.0% or less, still more preferably 30.0% or less, still more preferably 23. It shall be less than 0.0%.
On the other hand, when the content exceeds 0%, the decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the mass sum of the Ln 2 O 3 components may be preferably more than 0%, more preferably more than 3.0%, still more preferably more than 5.0% as the lower limit.
＜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。
<Ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferable to be contained will be described.
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、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。 Other components can be added as needed within a range that does not impair the characteristics of the glass of the present invention. However, each transition metal component such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb and Lu, is used alone. Alternatively, even if it is compounded and contained in a small amount, the glass is colored and has a property of causing absorption at a specific wavelength in the visible region. ..
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。 Further, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components having a high environmental load, it is desirable that they are not substantially contained, that is, they are not contained at all except for unavoidable contamination.
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。 Furthermore, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se has tended to refrain from being used as a harmful chemical substance in recent years, and is used not only in the glass manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Environmental measures are required up to this point. Therefore, when the environmental impact is emphasized, it is preferable that these are not substantially contained.
［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、上記各成分の原料として、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、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１０００～１５００℃の温度範囲で１～１０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。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, as the raw material of each of the above components, each component contains a high-purity raw material used for ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds. Mix uniformly so that it is within the range, put the prepared mixture into a platinum crucible, melt it in an electric furnace in a temperature range of 1000 to 1500 ° C. for 1 to 10 hours depending on the difficulty of melting the glass raw material, and stir and homogenize. It is produced by lowering the temperature to an appropriate temperature, casting it into a mold, and slowly cooling it.
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び低アッベ数（高分散）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１．７５、より好ましくは１．７６、さらに好ましくは１．７７、さらに好ましくは１．７８を下限とする。この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．１０、より好ましくは２．００、さらに好ましくは１．９０、さらに好ましくは１．８６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２５、より好ましくは２６、さらに好ましくは２８、さらに好ましくは２９を下限とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは３８、より好ましくは３７、さらに好ましくは３６、さらに好ましくは３５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、このような高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って焦点を適切にずらすことができる。そのため、例えば低分散（高いアッベ数）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。
<Physical characteristics>
The optical glass of the present invention preferably has a high refractive index and a low Abbe number (high dispersion).
In particular, the refractive index ( nd ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.75, more preferably 1.76, still more preferably 1.77, still more preferably 1.78 as the lower limit. The refractive index ( nd ) may be preferably 2.10, more preferably 2.00, still more preferably 1.90, still more preferably 1.86 as the upper limit. Further, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 25, more preferably 26, still more preferably 28, still more preferably 29 as the lower limit. The Abbe number (ν d ) is preferably 38, more preferably 37, still more preferably 36, still more preferably 35.
By having such a high refractive index, a large amount of refraction of light can be obtained even if the optical element is made thinner. Further, by having such a high dispersion, it is possible to appropriately shift the focus depending on the wavelength of light when used as a single lens. Therefore, for example, when an optical system is configured in combination with an optical element having a low dispersion (high Abbe number), aberrations can be reduced as a whole of the optical system to achieve high imaging characteristics and the like.
As described above, the optical glass of the present invention is useful for optical design, and particularly when the optical system is configured, the optical system can be miniaturized while achieving high imaging characteristics and the like, and the optical design can be achieved. The degree of freedom can be expanded.
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、（－０．０１×νｄ＋２．０７）≦ｎｄ≦（－０．０１×νｄ＋２．１８）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ものであっても、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≧（－０．０１×νｄ＋２．０７）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≧（－０．０１×νｄ＋２．０９）の関係を満たすことがより好ましい。
他方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が、ｎｄ≦（－０．０１×νｄ＋２．１８）の関係を満たすことが好ましく、ｎｄ≦（－０．０１×νｄ＋２．１６）の関係を満たすことがより好ましい。
Here, the optical glass of the present invention has a refractive index (nd) and an Abbe number (ν d ) of (−0.01 × ν d +2.07) ≦ n d ≦ (−0.01 × ν d +2 ). It is preferable to satisfy the relationship of .18). In the glass having the composition specified in the present invention, stable glass can be obtained even if the refractive index ( nd) and the Abbe number (ν d ) satisfy this relationship.
Therefore, in the optical glass of the present invention, it is preferable that the refractive index (nd) and the Abbe number (ν d ) satisfy the relationship of n d ≧ (−0.01 × ν d +2.07), and n d ≧ . It is more preferable to satisfy the relationship (−0.01 × ν d +2.09).
On the other hand, in the optical glass of the present invention, it is preferable that the refractive index (nd) and the Abbe number (ν d ) satisfy the relationship of n d ≦ (−0.01 × ν d + 2.18), and n d . It is more preferable to satisfy the relationship of ≦ (−0.01 × ν d +2.16).
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）は、好ましくは５００ｎｍ、より好ましくは４９０ｎｍ、さらに好ましくは４８０ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４００ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３６５ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
It is preferable that the optical glass of the present invention has a high visible light transmittance, particularly a light transmittance on the short wavelength side of visible light, and thus less coloring.
In particular, in the optical glass of the present invention, the wavelength (λ 80 ) showing a spectral transmittance of 80% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 500 nm, more preferably 490 nm, and further preferably 480 nm in terms of the transmittance of the glass. The upper limit.
Further, in the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 5 ) showing a spectral transmittance of 5% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 400 nm, more preferably 380 nm, and further preferably 365 nm.
As a result, the absorption edge of the glass becomes an ultraviolet region or its vicinity, and the transparency of the glass with respect to visible light is enhanced. Therefore, this optical glass can be preferably used for an optical element such as a lens that transmits light.
本発明の光学ガラスは、６８０℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。光学ガラスが６８０℃以下のガラス転移点を有することで、ガラスがより低い温度で軟化するため、光学ガラスをプレス成形に用いた場合であっても、より低い温度でガラスをプレス成形し易くできる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは６８０℃以下、より好ましくは６７０℃以下、さらに好ましくは６６０℃以下とする。 The optical glass of the present invention preferably has a glass transition point (Tg) of 680 ° C. or lower. Since the optical glass has a glass transition point of 680 ° C. or lower, the glass softens at a lower temperature, so that the glass can be easily press-molded at a lower temperature even when the optical glass is used for press molding. .. Therefore, the glass transition point of the optical glass of the present invention is preferably 680 ° C. or lower, more preferably 670 ° C. or lower, and further preferably 660 ° C. or lower.
本発明の光学ガラスは、７３０℃以下の屈伏点（Ａｔ）を有することが好ましい。屈伏点は、ガラス転移点と同様にガラスの軟化性を示す指標の一つであり、プレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈伏点が７３０℃以下のガラスを用いることにより、より低い温度でのプレス成形が可能になるため、より容易にプレス成形を行うことができる。従って、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは７３０℃、より好ましくは７１０℃、最も好ましくは７００℃を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは１５０℃、より好ましくは２５０℃、さらに好ましくは３５０℃を下限としてもよい。 The optical glass of the present invention preferably has a yield point (At) of 730 ° C. or lower. The yield point is one of the indexes showing the softness of the glass as well as the glass transition point, and is an index showing a temperature close to the press forming temperature. Therefore, by using glass having a bending point of 730 ° C. or lower, press molding at a lower temperature becomes possible, so that press molding can be performed more easily. Therefore, the yield point of the optical glass of the present invention is preferably 730 ° C, more preferably 710 ° C, and most preferably 700 ° C as the upper limit. The bending point of the optical glass of the present invention may be preferably 150 ° C., more preferably 250 ° C., and even more preferably 350 ° C. as the lower limit.
本発明の光学ガラスは、－３０～＋７０℃における平均線熱膨張係数αが７５（１０－７℃－１）以上であることが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの－３０～＋７０℃℃における平均線熱膨張係数αは、好ましくは７５（１０－７℃－１）以上、より好ましくは８０（１０－７℃－１）以上、より好ましくは８５（１０－７℃－１）以上を下限とする。
一般的に、平均線熱膨張係数αが大きいとガラスを加工する際に割れが生じやすくなるため、平均線熱膨張係数αの値は小さいほうが望ましい。一方で、相対屈折率の温度係数が低く、かつ平均線熱膨張係数αの値が大きい硝材と組み合わせて接合する観点においては、当該硝材と平均線熱膨張係数αの値が同一又は近似であることが望ましい。
このうち、１．７５以上の屈折率（ｎｄ）を有し、かつ２５以上３８以下のアッベ数（νｄ）を有するガラスでは、平均線熱膨張係数αが大きい硝材が少なく、低屈折率低分散硝材と組み合わせて使用する場合に、本発明のように平均線熱膨張係数αが大きい値を有する方が有用である。
The optical glass of the present invention preferably has an average linear thermal expansion coefficient α of 75 ( 10-7 ° C -1 ) or more at −30 to + 70 ° C. That is, the average linear thermal expansion coefficient α of the optical glass of the present invention at −30 to + 70 ° C. is preferably 75 ( 10-7 ° C. -1 ) or more, more preferably 80 ( 10-7 ° C. -1 ) or more. More preferably, the lower limit is 85 ( 10-7 ° C -1 ) or higher.
In general, if the average linear thermal expansion coefficient α is large, cracks are likely to occur when the glass is processed, so it is desirable that the value of the average linear thermal expansion coefficient α is small. On the other hand, from the viewpoint of joining in combination with a glass material having a low temperature coefficient of relative refractive index and a large value of the average linear thermal expansion coefficient α, the values of the glass material and the average linear thermal expansion coefficient α are the same or similar. Is desirable.
Among these, in the glass having a refractive index ( nd) of 1.75 or more and having an Abbe number (ν d ) of 25 or more and 38 or less, there are few glass materials having a large average linear thermal expansion coefficient α and a low refractive index. When used in combination with a low-dispersion glass material, it is more useful to have a large average linear thermal expansion coefficient α as in the present invention.
本発明の光学ガラスは、比重が小さいことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの比重は５．００以下である。これにより、光学素子やそれを用いた光学機器の質量が低減されるため、光学機器の軽量化に寄与することができる。従って、本発明の光学ガラスの比重は、好ましくは５．００、より好ましくは４．７０、より好ましくは４．５０、さらに好ましくは４．４０を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの比重は、概ね２．８０以上、より詳細には３．００以上、さらに詳細には３．２０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。
The optical glass of the present invention preferably has a small specific gravity. More specifically, the specific gravity of the optical glass of the present invention is 5.00 or less. As a result, the mass of the optical element and the optical device using the optical element is reduced, which can contribute to the weight reduction of the optical device. Therefore, the specific gravity of the optical glass of the present invention is preferably 5.00, more preferably 4.70, more preferably 4.50, still more preferably 4.40 as the upper limit. The specific gravity of the optical glass of the present invention is often 2.80 or more, more specifically 3.00 or more, and more specifically 3.20 or more.
The specific gravity of the optical glass of the present invention is measured based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS05-1975 “Method for measuring the specific gravity of optical glass”.
本発明の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）が低い値をとる。
より具体的には、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは＋３．０×１０－６℃－１、より好ましくは＋２．５×１０－６℃－１、さらに好ましくは＋２．０×１０－６℃－１を上限値とし、この上限値又はそれよりも低い（マイナス側）の値をとりうる。
他方で、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは－１０．０×１０－６℃－１、より好ましくは－５．０×１０－６℃－１、さらに好ましくは－３．０×１０－６℃－１を下限値とし、この下限値又はそれよりも高い（プラス側）の値をとりうる。
このうち、１．７５以上の屈折率（ｎｄ）を有し、且つ２５以上３８以下のアッベ数（νｄ）を有するガラスとして、相対屈折率の温度係数の低いガラスは知られておらず、温度変化による結像のずれ等の補正の選択肢を広げられ、その補正をより容易にできる。したがって、このような範囲の相対屈折率の温度係数にすることで、温度変化による結像のずれ等の補正に寄与することができる。
本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、光学ガラスと同一温度の空気中における、波長５８９．２９ｎｍの光についての屈折率の温度係数のことであり、４０℃から６０℃に温度を変化させた際の、１℃当たりの変化量（℃－１）で表される。
The optical glass of the present invention has a low temperature coefficient (dn / dT) of the relative refractive index.
More specifically, the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention is preferably +3.0 × 10 -6 ° C -1 , more preferably +2.5 × 10-6 ° C -1 , and even more preferably. The upper limit is +2.0 × 10 -6 ° C -1 , and a value lower than this upper limit (minus side) can be taken.
On the other hand, the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention is preferably -10.0 × 10 -6 ° C -1 , more preferably −5.0 × 10 -6 ° C -1 , and even more preferably −. 3.0 × 10 -6 ° C -1 is set as the lower limit value, and a value higher than this lower limit value (plus side) can be taken.
Of these, no glass having a low temperature coefficient of relative refractive index is known as a glass having a refractive index ( nd) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 25 or more and 38 or less. , The options for correction such as image shift due to temperature change can be expanded, and the correction can be made easier. Therefore, by setting the temperature coefficient of the relative refractive index in such a range, it is possible to contribute to the correction of the deviation of the image formation due to the temperature change.
The temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention is the temperature coefficient of the refractive index for light having a wavelength of 589.29 nm in the air having the same temperature as the optical glass, and the temperature is changed from 40 ° C to 60 ° C. It is expressed as the amount of change per 1 ° C (° C -1 ) when changed.
［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。
[Preforms and optical elements]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced by using, for example, a means for polishing or a means for mold press molding such as reheat press molding or precision press molding. That is, a glass molded body is produced by machining optical glass such as grinding and polishing, or a preform for mold press molding is produced from optical glass, and reheat press molding is performed on this preform. After that, a glass molded body is produced by polishing, a preform produced by polishing, or a preform formed by a known levitation molding or the like is subjected to precision press molding to produce a glass molded body. Can be made. The means for producing the glass molded body is not limited to these means.
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、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。 As described above, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. Among them, it is particularly preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and perform reheat press molding, precision press molding, or the like using this preform to manufacture an optical element such as a lens or a prism. This makes it possible to form a preform having a large diameter, so that it is possible to realize high-definition and high-precision imaging characteristics and projection characteristics when used in an optical instrument while increasing the size of the optical element.
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的には車載用光学機器やプロジェクタやコピー機等の、高温になり易い機器に用いることができる。 The glass molded body made of the optical glass of the present invention can be used for applications of optical elements such as lenses, prisms, mirrors, etc., and is typically susceptible to high temperatures in in-vehicle optical devices, projectors, copying machines, etc. It can be used for equipment.
本発明の実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．２５）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）、透過率（λ８０、λ５）ガラス転移点、屈伏点、平均線熱膨張係数(－３０～＋７０℃）、相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）の結果を表１～表４に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。 The compositions of Examples (No. 1 to No. 25) and Comparative Examples (No. A) of the present invention, as well as the refractive index ( nd), Abbe number (ν d ) , and transmission rate (λ 80 ) of these glasses. , Λ 5 ) The results of the glass transition point, yield point, average linear thermal expansion coefficient (-30 to + 70 ° C), and relative refractive index temperature coefficient (dn / dT) are shown in Tables 1 to 4. The following examples are for illustrative purposes only, and are not limited to these examples.
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１０００～１５００℃の温度範囲で１～１０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。 The glasses of the examples and comparative examples of the present invention are used for ordinary optical glasses such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds corresponding to each as a raw material of each component. High-purity raw materials are selected, weighed so as to have the composition ratio of each example shown in the table, mixed uniformly, then put into a platinum crucible, and 1000 in an electric furnace according to the difficulty of melting the glass raw material. After melting in a temperature range of about 1500 ° C. for 1 to 10 hours, the mixture was stirred and homogenized, cast into a mold or the like, and slowly cooled to prepare the product.
実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、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。 The refractive index (nd) and Abbe number (ν d ) of the glass of Examples and Comparative Examples are shown by the measured values with respect to the d line (587.56 nm) of the helium lamp. The Abbe number (ν d ) is the refractive index of the d line, the refractive index of the hydrogen lamp with respect to the F line (486.13 nm) (n F ), and the refractive index with respect to the C line (656.27 nm) (n C ). It was calculated from the formula of Abbe number (ν d ) = [(n d -1) / (n F − n C )] using the value of.
実施例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２－２００３に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００～８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ５（透過率５％時の波長）、λ８０（透過率８０％時の波長）を求めた。 The transmittance of the glass of the example was measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS02-2003. In the present invention, the presence or absence and degree of coloring of the glass were determined by measuring the transmittance of the glass. Specifically, a face-to-face parallel polished product having a thickness of 10 ± 0.1 mm was measured for a spectral transmittance of 200 to 800 nm according to JIS Z8722, and λ 5 (wavelength at a transmittance of 5%) and λ 80 (transmittance). The wavelength at 80%) was determined.
また、実施例及び比較例のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）及び平均線熱膨張係数(－３０～＋７０℃）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８－２００３「光学ガラスの熱膨張の測定方法」に従い、温度と試料の伸びとの関係を測定することで得られる熱膨張曲線より求めた。 Further, the glass transition point (Tg), yield point (At) and average coefficient of linear thermal expansion (-30 to + 70 ° C.) of the glass of Examples and Comparative Examples are determined by the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS08-2003 “Optical glass”. It was obtained from the thermal expansion curve obtained by measuring the relationship between the temperature and the elongation of the sample according to "Measurement method of thermal expansion".
実施例及び比較例のガラスの比重は、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」に基づいて測定した。 The specific gravity of the glass of Examples and Comparative Examples was measured based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS05-1975 “Method for measuring the specific gravity of optical glass”.
実施例及び比較例のガラスの相対屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄＴ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１８－２００８「光学ガラスの屈折率の温度係数の測定方法」に記載された方法のうち干渉法により、波長５８９．２９ｎｍの光についての、４０℃から６０℃に温度を変化させた際における、相対屈折率の温度係数の値を測定した。
The temperature coefficient (dn / dT) of the relative refractive index of the glass of Examples and Comparative Examples is one of the methods described in the Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS18-2008 “Method for measuring the temperature coefficient of the refractive index of optical glass”. By the interference method, the value of the temperature coefficient of the relative refractive index of light having a wavelength of 589.29 nm was measured when the temperature was changed from 40 ° C to 60 ° C.
本発明の実施例の光学ガラスは、ＢａＯ成分とＴｉＯ２成分を併用し、多量に含有させることで、高分散でありながらも相対屈折率の温度係数が低い値をとるガラスが得られることができる。 In the optical glass of the embodiment of the present invention, a glass having a high dispersion but a low temperature coefficient of relative refractive index can be obtained by using a BaO component and a TiO 2 component in combination and containing a large amount. can.
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも相対屈折率の温度係数が＋３．０×１０－６～－１０．０×１０－６（℃－１）の範囲内、より詳細には＋２．０×１０－６～－３．０×１０－６（℃－１）の範囲内にあり、所望の範囲内であった。他方で、比較例（Ｎｏ．Ａ）のガラスは、相対屈折率の温度係数が＋７．２×１０－６（℃－１）であるため、相対屈折率の温度係数が高いものである。 As shown in the table, all of the optical glasses of the examples have a temperature coefficient of relative refractive index in the range of +3.0 × 10-6 to -10.0 × 10-6 (° C -1 ). In detail, it was in the range of +2.0 × 10-6 to −3.0 × 10-6 (° C -1 ), which was within the desired range. On the other hand, the glass of Comparative Example (No. A) has a high temperature coefficient of relative refractive index because the temperature coefficient of relative refractive index is +7.2 × 10 -6 (° C -1 ).
また、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７５以上であり、所望の範囲内であった。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２５以上３８以下の範囲内にあり、所望の範囲内であった。 Further, all of the optical glasses of the examples had a refractive index ( nd ) of 1.75 or more, which was within a desired range. Further, all of the optical glasses of the examples of the present invention had an Abbe number (ν d ) in the range of 25 or more and 38 or less, which was within a desired range.
また、実施例の光学ガラスは、－３０～＋７０℃における平均線熱膨張係数αが８０（１０－７℃－１）以上であった。 Further, the optical glass of the example had an average linear thermal expansion coefficient α of 80 ( 10-7 ° C -1 ) or more at −30 to + 70 ° C.
また、実施例の光学ガラスは、λ８０（透過率８０％時の波長）がいずれも５００ｎｍ以下、より詳細には４８０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４００ｎｍ以下、より詳細には３６５ｎｍ以下であった。 Further, the optical glass of the example had a λ 80 (wavelength at a transmittance of 80%) of 500 nm or less, and more specifically, 480 nm or less. Further, the optical glass of the embodiment of the present invention had λ 5 (wavelength at a transmittance of 5%) of 400 nm or less, and more specifically, 365 nm or less.
また、実施例の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が６６０℃以下であった。 Further, the optical glass of the example had a glass transition point (Tg) of 660 ° C. or lower.
また、実施例の光学ガラスは、屈伏点（Ａｔ）が７００℃以下であった。 Further, the optical glass of the example had an yield point (At) of 700 ° C. or lower.
また、実施例の光学ガラスは、比重が５．００以下であった。 Further, the optical glass of the example had a specific gravity of 5.00 or less.
従って、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、相対屈折率の温度係数が低い値をとることができることが明らかになった。このことから、本発明の実施例の光学ガラスは、高温の環境で用いられる車載用光学機器やプロジェクタ等の光学系の小型化に寄与し、温度変化による結像特性のずれ等の補正に寄与することが推察される。 Therefore, it was clarified that the optical glass of the example has a refractive index ( nd) and an Abbe number (ν d ) within a desired range, and the temperature coefficient of the relative refractive index can take a low value. From this, the optical glass of the embodiment of the present invention contributes to miniaturization of optical systems such as in-vehicle optical devices and projectors used in a high temperature environment, and contributes to correction of deviation of imaging characteristics due to temperature change. It is inferred to do.
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。 Further, using the optical glass of the embodiment of the present invention, a glass block was formed, and the glass block was ground and polished to be processed into the shape of a lens and a prism. As a result, it was possible to stably process various lens and prism shapes.
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。 Although the present invention has been described in detail above for the purpose of illustration, the present embodiment is merely for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the idea and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (6)
ＳｉＯ2成分を９．０％超～１６．８３％、
Ｂ2Ｏ3成分を６．０％超～１５．０％未満、
ＴｉＯ2成分を１２．０％超～２０．０％未満、
ＢａＯ成分を３１．５％超～４７．８１％、
Ｌａ 2 Ｏ 3 成分を１７．９０％以下
含有し、
Ｍｎを実質的に含まず、
相対屈折率（５８９．２９ｎｍ）の温度係数（４０～６０℃）が＋３．０×１０-6～－１０．０×１０-6（℃-1）の範囲内にある光学ガラス。 By mass%,
SiO 2 component is over 9.0% to 16.83% ,
B 2 O 3 component is more than 6.0% to less than 15.0% ,
TIO 2 component more than 12.0% to less than 20.0% ,
BaO component is over 31.5% to 47.81%,
La 2 O 3 component is 17.90% or less
Contains,
Substantially free of Mn
An optical glass having a temperature coefficient (40 to 60 ° C.) of relative refractive index (589.29 nm) in the range of +3.0 × 10 -6 to -10.0 × 10 -6 (° C. -1 ).
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