JP7227693B2 - 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 glasses, 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 devices that generate a lot of heat such as projectors, copiers, laser printers, and broadcasting equipment have been exposed to higher temperatures. Increasingly used in the environment. In such a high-temperature environment, the temperature of the optical elements constituting the optical system tends to fluctuate greatly during use, and the temperature often reaches 100° C. or higher. At this time, the adverse effect of temperature fluctuations on the imaging characteristics of the optical system becomes unignorable. Therefore, it is desired to construct an optical system in which the imaging characteristics are less likely to be affected by temperature fluctuations.
光学系を構成する光学素子の材料として、1.70以上の屈折率(nd)を有し、20以上50以下のアッベ数(νd)を有する高屈折率高分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率高分散ガラスとしては、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。
There is a great demand for high-refractive index, high-dispersion glass having a refractive index (n d ) of 1.70 or more and an Abbe number (ν d ) of 20 or more and 50 or less as materials for optical elements constituting optical systems. rising. As such high-refractive-index, high-dispersion glasses, there are known glass compositions represented by
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 order to construct an optical system that is less likely to be affected by temperature fluctuations on imaging performance, etc., an optical element composed of glass whose refractive index decreases when the temperature rises and the temperature coefficient of the relative refractive index becomes negative. The refractive index increases when the temperature rises, and the use of an optical element made of glass whose relative refractive index has a positive temperature coefficient compensates for the effects of temperature changes on imaging characteristics. It is preferable in that it can be done.
特に、1.70以上の屈折率(nd)と20以上50以下のアッベ数(νd)を有する高屈折率高分散ガラスとしては、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる観点から、相対屈折率の温度係数が低いガラスが望まれており、より具体的には、相対屈折率の温度係数がマイナスとなるガラスや、相対屈折率の温度係数の絶対値の小さなガラスが望まれている。 In particular, as a high refractive index and high dispersion glass having a refractive index (n d ) of 1.70 or more and an Abbe number (ν d ) of 20 or more and 50 or less, it can contribute to correction of the influence of temperature change on imaging characteristics. From this point of view, a glass with a low temperature coefficient of relative refractive index is desired, and more specifically, a glass with a negative temperature coefficient of relative refractive index or a glass with a small absolute value of the temperature coefficient of relative refractive index Desired.
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、高屈折率高分散の光学特性を有し、且つ、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提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to have optical properties of high refractive index and high dispersion and to have a low temperature coefficient of relative refractive index, An object of the present invention is to provide an optical glass that can contribute to correcting the influence of temperature change on imaging characteristics, and a preform and an optical element using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、SiO2成分とB2O3成分のうち少なくともいずれかと、希土類成分と、BaO成分を併用し、TiO2成分やZnO成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、所望の屈折率及びアッベ数を有しながらも、相対屈折率の温度係数が低い値をとることを見出し、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。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive testing and research, and as a result, combined use of at least one of SiO 2 component and B 2 O 3 component, a rare earth component, and a BaO component, TiO 2 component By adjusting the content of each component, including the ZnO component, it is found that the temperature coefficient of the relative refractive index takes a low value while having the desired refractive index and Abbe number, and completed the present invention. came to. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 質量%で、
SiO2成分とB2O3成分を合計7.0%以上32.0%以下、
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)を合計2.0%以上50.0%以下、
BaO成分を10.0%以上57.0%以下
含有し、
TiO2成分の含有量が23.0%以下、
ZnO成分の含有量が5.0%未満であり、
1.70以上の屈折率(nd)を有し、20以上50以下のアッベ数(νd)を有し、
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) in mass %,
A total of 7.0% or more and 32.0% or less of SiO 2 component and B 2 O 3 component,
Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) in a total amount of 2.0% or more and 50.0% or less,
Containing 10.0% or more and 57.0% or less of BaO component,
The content of TiO 2 component is 23.0% or less,
The content of the ZnO component is less than 5.0%,
having a refractive index (n d ) of 1.70 or more and an Abbe number (v d ) of 20 or more and 50 or less;
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%で、
SiO2成分 0~27.0%、
B2O3成分 0~28.0%、
K2O成分 0~10.0%、
La2O3成分 0~48.0%、
Gd2O3成分 0~10.0%、
Y2O3成分 0~25.0%、
Yb2O3成分 0~10.0%
ZrO2成分 0~17.0%、
Nb2O5成分 0~35.0%、
WO3成分 0~10.0%、
Ta2O5成分 0~10.0%、
MgO成分 0~5.0%、
CaO成分 0~13.0%、
SrO成分 0~13.0%、
Li2O成分 0~5.0%、
Na2O成分 0~13.0%、
P2O5成分 0~10.0%、
GeO2成分 0~10.0%、
Al2O3成分 0~10.0%、
Ga2O3成分 0~10.0%、
Bi2O3成分 0~10.0%、
TeO2成分 0~10.0%、
SnO2成分 0~3.0%、
Sb2O3成分 0~1.0%
であり、
上記各元素の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としての含有量が0~10.0質量%である(1)記載の光学ガラス。
(2) in mass %,
SiO 2 component 0 to 27.0%,
B 2 O 3 components 0 to 28.0%,
K 2 O component 0-10.0%,
La 2 O 3 component 0 to 48.0%,
Gd 2 O 3 component 0-10.0%,
Y 2 O 3 component 0 to 25.0%,
Yb 2 O 3 components 0-10.0%
ZrO 2 component 0-17.0%,
Nb 2 O 5 components 0-35.0%,
WO 3 components 0 to 10.0%,
Ta 2 O 5 components 0 to 10.0%,
MgO component 0-5.0%,
CaO component 0 to 13.0%,
SrO component 0 to 13.0%,
Li 2 O component 0 to 5.0%,
Na 2 O component 0 to 13.0%,
P 2 O 5 components 0 to 10.0%,
GeO 2 component 0-10.0%,
Al 2 O 3 components 0 to 10.0%,
Ga 2 O 3 component 0 to 10.0%,
Bi 2 O 3 components 0 to 10.0%,
TeO 2 component 0-10.0%,
SnO 2 component 0-3.0%,
Sb 2 O 3 components 0-1.0%
and
The optical glass according to (1), wherein the F content of the fluoride substituting a part or all of one or more oxides of the above elements is 0 to 10.0% by mass.
(3) 質量比B2O3/SiO2が0.20以上である(1)又は(2)記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or ( 2 ), wherein the mass ratio B2O3 / SiO2 is 0.20 or more.
(4) 質量和(BaO+K2O)が10.0%以上57.0%以下である(1)から(3)のいずれか記載の光学ガラス。 (4) The optical glass according to any one of (1) to (3), wherein the mass sum (BaO+K 2 O) is 10.0% or more and 57.0% or less.
(5) 質量比(BaO+K2O)/(SiO2+B2O3+ZnO)が0.50超5.00以下である(1)から(4)のいずれか記載の光学ガラス。 (5) The optical glass according to any one of (1) to (4), wherein the mass ratio (BaO+ K2O )/( SiO2 + B2O3 +ZnO) is more than 0.50 and 5.00 or less.
(6) 質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5が4.0%以上40.0%以下である(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。 (6) The optical glass according to any one of (1) to (5), wherein the mass sum of TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is 4.0% or more and 40.0% or less.
(7) 質量%で、RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される1種以上)の含有量の和が10.0%以上57.0%以下である(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。 (7) In mass%, the sum of the contents of RO components (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn) is 10.0% or more and 57.0% The optical glass according to any one of the following (1) to (6).
(8) 質量%で、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)の含有量の和が10.0%以下である(1)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。 (8) The total content of Rn 2 O components (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is 10.0% or less in terms of mass% (1) The optical glass according to any one of (7).
(9) (1)から(8)のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム材。 (9) A preform material made of the optical glass according to any one of (1) to (8).
(10) (1)から(8)のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。 (10) An optical element made of the optical glass described in any one of (1) to (8).
(11) (10)に記載の光学素子を備える光学機器。 (11) An optical instrument comprising the optical element according to (10).
本発明によれば、高屈折率高分散の光学特性を有し、且つ、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することが可能な光学ガラスと、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。 According to the present invention, it has optical properties of high refractive index and high dispersion, and has a low temperature coefficient of relative refractive index, so that it is possible to contribute to correction of the influence of temperature change on imaging properties. Optical glass and preforms and optical elements using the optical glass can be obtained.
本発明の光学ガラスは、質量%で、SiO2成分とB2O3成分を合計7.0%以上32.0%以下、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)を合計2.0%以上50.0%以下、BaO成分を10.0%以上57.0%以下含有し、TiO2成分の含有量が23.0%以下、ZnO成分の含有量が5.0%未満であり、1.70以上の屈折率(nd)を有し、20以上50以下のアッベ数(νd)を有し、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。SiO2成分とB2O3成分のうち少なくともいずれかと、希土類成分と、BaO成分を併用し、TiO2成分やZnO成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、所望の屈折率及びアッベ数を有しながらも、相対屈折率の温度係数が低い値をとる。そのため、高屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、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することが可能な光学ガラスを得ることができる。 The optical glass of the present invention contains, in mass %, a total of 7.0% or more and 32.0% or less of SiO 2 component and B 2 O 3 component, and Ln 2 O 3 component (wherein Ln is La, Gd, Y, one or more selected from the group consisting of Yb) in a total of 2.0% or more and 50.0% or less, a BaO component of 10.0% or more and 57.0% or less, and the content of the two TiO components is 23.0%. 0% or less, a ZnO component content of less than 5.0%, a refractive index (n d ) of 1.70 or more, an Abbe number (ν d ) of 20 or more and 50 or less, and relative refraction The temperature coefficient (40-60° C.) of the modulus (589.29 nm) is in the range of +3.0×10 −6 to −10.0×10 −6 (° C. −1 ). At least one of SiO 2 component and B 2 O 3 component, rare earth component and BaO component are used in combination, and the desired refractive index is obtained by adjusting the content of each component including TiO 2 component and ZnO component. and the Abbe number, the temperature coefficient of the relative refractive index takes a low value. Therefore, it is possible to obtain an optical glass that has optical properties of high refractive index and low dispersion, has a low temperature coefficient of relative refractive index, and can contribute to correction of the influence of temperature change on imaging properties. be able to.
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 by no means limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. In addition, although description may be suitably omitted about the part which description overlaps, it does not limit the gist of invention.
[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 this specification, unless otherwise specified, the content of each component is expressed in % by mass with respect to the total mass of the oxide-equivalent composition. Here, the "composition converted to oxide" refers to the amount of oxides, composite salts, metal fluorides, and the like used as raw materials for the constituent components of the glass of the present invention, assuming that they are all decomposed and changed into oxides when melted. It is a composition in which each component contained in the glass is expressed with the total mass number of the produced oxide being 100% by mass.
<必須成分、任意成分について>
SiO2成分及びB2O3成分の合計量は、7.0%以上が好ましい。これにより、安定なガラスを得易くできる。従って、質量和(SiO2+B2O3)は、好ましくは7.0%以上、より好ましくは10.0%超、さらに好ましくは13.0%超、さらに好ましくは15.0%超、さらに好ましくは18.0%超、さらに好ましくは19.0%超とする。
他方で、この合計量を32.0%以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、質量和(SiO2+B2O3)は、好ましくは32.0%以下、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは28.0%未満、さらに好ましくは25.0%未満とする。
<Regarding essential ingredients and optional ingredients>
The total amount of SiO 2 component and B 2 O 3 component is preferably 7.0% or more. This makes it easier to obtain stable glass. Therefore, the mass sum (SiO 2 +B 2 O 3 ) is preferably 7.0% or more, more preferably more than 10.0%, even more preferably more than 13.0%, even more preferably more than 15.0%, and further preferably more than 15.0%. It is preferably over 18.0%, more preferably over 19.0%.
On the other hand, by setting the total amount to 32.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass sum (SiO 2 +B 2 O 3 ) is preferably 32.0% or less, more preferably less than 30.0%, even more preferably less than 28.0%, still more preferably less than 25.0%. .
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、2.0%以上が好ましい。これにより、ガラスの屈折率が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。また、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性を高められる。従って、Ln2O3成分の質量和は、好ましくは2.0%以上、より好ましくは6.0%超、さらに好ましくは10.0%超、さらに好ましくは15.0%超、さらに好ましくは20.0%超とする。
他方で、この和を50.0%以下にすることで、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、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50.0%以下、より好ましくは45.0%未満、さらに好ましくは42.0%未満、さらに好ましくは40.0%未満、さらに好ましくは35.0%未満、さらに好ましくは30.0%未満とする。
The sum of the contents (sum of mass) of rare earth components, that is, Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) is 2.0% or more. preferable. This increases the refractive index of the glass, making it easier to obtain glass having a desired refractive index and Abbe number. Also, the chemical durability of the glass, especially the water resistance, can be enhanced. Therefore, the mass sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 2.0% or more, more preferably more than 6.0%, still more preferably more than 10.0%, more preferably more than 15.0%, still more preferably More than 20.0%.
On the other hand, by setting the sum to 50.0% or less, the liquidus temperature of the glass is lowered, so that devitrification of the glass can be reduced. In addition, an excessive increase in the Abbe's number can be suppressed. Therefore, the mass sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 50.0% or less, more preferably less than 45.0%, even more preferably less than 42.0%, even more preferably less than 40.0%, still more preferably Less than 35.0%, more preferably less than 30.0%.
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。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは10.0%以上、より好ましくは13.0%超、さらに好ましくは15.0%超、さらに好ましくは17.0%超、さらに好ましくは20.5%以上とする。
他方で、BaO成分の含有量を57.0%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、化学的耐久性(耐水性)の低下、失透を低減できる。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは57.0%以下、より好ましくは53.0%未満、さらに好ましくは50.0%未満、さらに好ましくは48.0%未満とする。
The BaO component is an essential component that can improve the meltability of glass raw materials, reduce the devitrification of the glass, increase the refractive index, and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the content of the BaO component is preferably 10.0% or more, more preferably more than 13.0%, still more preferably more than 15.0%, more preferably more than 17.0%, still more preferably 20.5% % or more.
On the other hand, by setting the content of the BaO component to 57.0% or less, it is possible to reduce the decrease in the refractive index of glass, the decrease in chemical durability (water resistance), and devitrification due to excessive content. Therefore, the BaO component content is preferably 57.0% or less, more preferably less than 53.0%, even more preferably less than 50.0%, still more preferably less than 48.0%.
TiO2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、且つガラスの失透を低減できる任意成分である。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.4%超としてもよい。
他方で、TiO2成分の含有量を23.0%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23.0%以下、より好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは17.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満、さらに好ましくは12.0%未満、さらに好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
The TiO 2 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass, lower the Abbe number, and reduce devitrification of the glass when it is contained in an amount exceeding 0%. Therefore, the content of the TiO 2 component may preferably be greater than 0%, more preferably greater than 0.4%.
On the other hand, by setting the content of the TiO 2 component to 23.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the devitrification due to the excessive content of the TiO 2 component can be reduced, and the visible light of the glass (especially (wavelength of 500 nm or less) can be suppressed. Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably 23.0% or less, more preferably less than 20.0%, even more preferably less than 17.0%, even more preferably less than 15.0%, still more preferably less than 12.0%. less than 0%, more preferably less than 10.0%, more preferably less than 8.0%, more preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, more preferably less than 2.0%, and Preferably, it may be less than 1.0%.
ZnO成分は、0%超含有する場合に、原料の熔解性を高め、溶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、且つ化学的耐久性を改善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、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成分を含有しなくてもよい。
The ZnO component is an optional component that can improve the meltability of the raw material, promote degassing from the melted glass, and improve the stability of the glass when it is contained in an amount of more than 0%. It is also a component that can lower the glass transition point and improve the chemical durability.
On the other hand, by setting the content of the ZnO component to less than 5.0%, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the decrease in refractive index can be suppressed, and devitrification due to excessive viscosity decrease can be reduced. . Therefore, the content of the ZnO component is preferably less than 5.0%, more preferably less than 4.0%, even more preferably less than 2.0%, more preferably less than 1.0%, still more preferably 0.5%. % or less. Also, the ZnO component may not be contained.
SiO2成分は、ガラス形成酸化物として任意に用いられる成分である。特に、SiO2成分を0%超含有する場合に、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。また、化学的耐久性、特に耐水性を高められ、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。従って、SiO2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3.0%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは7.0%超、さらに好ましくは8.0%超、さらに好ましくは10.0%超としてもよい。
他方で、SiO2成分の含有量を27.0%以下にすることで、相対屈折率の温度係数の上昇を抑えられ、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27.0%以下、より好ましくは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、さらに好ましくは18.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満、さらに好ましくは13.0%未満とする。
The SiO2 component is a component optionally used as a glass-forming oxide. In particular, when the SiO 2 component is more than 0%, the stability of the glass can be enhanced to facilitate the production of glass that can withstand mass production. In addition, chemical durability, especially water resistance, can be increased, the viscosity of molten glass can be increased, and coloration of glass can be reduced. Therefore, the content of SiO2 component is preferably above 0%, more preferably above 1.0%, more preferably above 3.0%, more preferably above 5.0%, more preferably above 7.0% It may be more than 8.0%, more preferably more than 10.0%.
On the other hand, by setting the content of the SiO 2 component to 27.0% or less, an increase in the temperature coefficient of the relative refractive index can be suppressed, an increase in the glass transition point can be suppressed, and a decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the SiO2 component is preferably 27.0% or less, more preferably less than 25.0%, even more preferably less than 22.0%, even more preferably less than 20.0%, even more preferably less than 18.0%. Less than 0%, more preferably less than 15.0%, more preferably less than 13.0%.
B2O3成分は、ガラス形成酸化物として任意に用いられる成分である。特に、B2O3成分を0%超含有する場合に、ガラスの失透を低減できる。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%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは8.0%超としてもよい。
他方で、B2O3成分の含有量を28.0%以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。また、相対屈折率の温度係数の上昇を抑えられる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは28.0%以下、より好ましくは25.0%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、さらに好ましくは15.0%未満、さらに好ましくは12.0%未満、さらに好ましくは10.5%未満とする。
The B 2 O 3 component is an optional component used as a glass-forming oxide. In particular, devitrification of the glass can be reduced when the content of the B 2 O 3 component exceeds 0%. Therefore, the content of the B 2 O 3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 5.0%, even more preferably more than 8.0%.
On the other hand, by setting the content of the B 2 O 3 component to 28.0% or less, a higher refractive index can be easily obtained, and deterioration of chemical durability can be suppressed. In addition, an increase in the temperature coefficient of the relative refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the B 2 O 3 component is preferably 28.0% or less, more preferably less than 25.0%, even more preferably less than 20.0%, still more preferably less than 18.0%, and even more preferably Less than 15.0%, more preferably less than 12.0%, more preferably less than 10.5%.
K2O成分は、0%超含有することで、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、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる成分でもある
他方で、K2O成分の含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、化学的耐久性の悪化を抑えられ、且つ失透を低減できる。従って、K2O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%未満としてもよい。
The K 2 O component is an essential component that can reduce the temperature coefficient of the relative refractive index by containing more than 0%. It is also a component that can improve the meltability of the glass and lower the glass transition point. A deterioration in chemical durability can be suppressed, and devitrification can be reduced. Therefore, the content of the K 2 O component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%.
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。特に、La2O3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4.0%超、さらに好ましくは7.0%超としてもよい。
他方で、La2O3成分の含有量を48.0%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48.0%以下、より好ましくは45.0%未満、さらに好ましくは40.0%未満、さらに好ましくは36.0%未満、さらに好ましくは34.0%未満とする。
ここで、ある実施態様では、La2O3成分の含有量を、20.0%超としてもよく、25.0%超としてもよく、28.0%超としてもよく、また、30.0%超としてもよい。他方で、別の実施態様では、La2O3成分の含有量を、20.0%未満としてもよく、15.0%未満としてもよく、また、10.0%未満としてもよい。
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 an amount exceeding 0%. In particular, the content of the La 2 O 3 component may be preferably greater than 0%, more preferably greater than 1.0%, even more preferably greater than 4.0%, and even more preferably greater than 7.0%.
On the other hand, by setting the content of the La 2 O 3 component to 48.0% or less, the stability of the glass is enhanced, devitrification can be reduced, and an increase in Abbe's number can be suppressed. Moreover, the meltability of glass raw materials can be improved. Therefore, the content of the La 2 O 3 component is preferably 48.0% or less, more preferably less than 45.0%, even more preferably less than 40.0%, still more preferably less than 36.0%, still more preferably Less than 34.0%.
Here, in one embodiment, the content of the La 2 O 3 component may be greater than 20.0%, may be greater than 25.0%, may be greater than 28.0%, or may be greater than 30.0%. % may be exceeded. On the other hand, in another embodiment, the content of La 2 O 3 component may be less than 20.0%, less than 15.0%, or less than 10.0%.
Gd2O3成分及び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、Gd2O3成分及び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、Gd2O3成分や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、Gd2O3成分及びYb2O3成分の含有量は、各々好ましくは10.0%以下、より好ましくは9.0%未満、さらに好ましくは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。
The three Gd 2 O components and the three Yb 2 O components are optional components that can increase the refractive index of the glass when they are contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component have high raw material prices among the rare earth elements, and the production cost increases when the content thereof is large. Also, by reducing the content of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component, an increase in the Abbe number of the glass can be suppressed. Therefore, the contents of the three Gd 2 O components and the three Yb 2 O components are each preferably 10.0% or less, more preferably less than 9.0%, still more preferably less than 6.0%, still more preferably 3.0%. It may be less than 0%, more preferably less than 1.0%.
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25.0%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25.0%以下、より好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは18.0%未満、さらに好ましくは16.0%未満、さらに好ましくは14.0%未満としてもよい。
The Y 2 O 3 component is an optional component that can reduce the material cost of the glass and reduce the specific gravity of the glass compared to other rare earth elements while increasing the refractive index of the glass when it is contained in an amount of more than 0%. . Therefore, the content of the Y 2 O 3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 2.0%.
On the other hand, by setting the content of the Y 2 O 3 component to 25.0% or less, a decrease in the refractive index of the glass can be suppressed, an increase in the Abbe number of the glass can be suppressed, and the stability of the glass can be enhanced. . Moreover, the deterioration of the meltability of glass raw materials can be suppressed. Therefore, the content of the Y 2 O 3 component is preferably 25.0% or less, more preferably less than 20.0%, still more preferably less than 18.0%, still more preferably less than 16.0%, and even more preferably It may be less than 14.0%.
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。
他方で、ZrO2成分の含有量を17.0%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17.0%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、さらに好ましくは8.0%未満としてもよい。
The ZrO 2 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass and reduce devitrification when it is contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by setting the content of the ZrO 2 component to 17.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, and the devitrification due to the excessive content of the ZrO 2 component can be reduced. Therefore, the content of the ZrO 2 component may be preferably 17.0% or less, more preferably 15.0% or less, even more preferably less than 10.0%, and even more preferably less than 8.0%.
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1.0%超、さらに好ましくは3.0%超、さらに好ましくは5.0%超としてもよい。
他方で、Nb2O5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、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35.0%以下、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは28.0%未満、さらに好ましくは25.0%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、さらに好ましくは15.0%未満としてもよい。特に、安定なガラスを得ながらも、ガラスの材料コストを抑える観点では、Nb2O5成分の含有量を10.0%未満にしてもよく、また、6.0%未満にしてもよい。
The Nb 2 O 5 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass, lower the Abbe number, and lower the liquidus temperature of the glass to improve the devitrification resistance when it is contained in an amount of more than 0%. . Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 3.0%, even more preferably more than 5.0%.
On the other hand, by setting the content of the Nb 2 O 5 component to 35.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the devitrification due to the excessive content of the Nb 2 O 5 component can be reduced, and A decrease in the transmittance of glass to visible light (especially wavelengths of 500 nm or less) can be suppressed. Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 35.0% or less, more preferably less than 30.0%, still more preferably less than 28.0%, still more preferably less than 25.0%, still more preferably It may be less than 20.0%, more preferably less than 18.0%, more preferably less than 15.0%. In particular, from the viewpoint of suppressing the material cost of the glass while obtaining a stable glass, the content of the Nb 2 O 5 component may be less than 10.0% or less than 6.0%.
WO3成分は、0%超含有する場合に、他の高屈折率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。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.1%超、さらに好ましくは0.4%以上としてもよい。
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1.5%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
When the content of the WO3 component exceeds 0%, the refractive index can be increased, the Abbe number can be lowered, the glass transition point can be lowered, and devitrification can be prevented while reducing the coloring of the glass due to other high refractive index components. It is an optional component that can be reduced. Therefore, the content of the WO3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 0.1%, even more preferably 0.4% or more.
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. Also, the visible light transmittance can be increased by reducing the coloration of the glass due to the WO3 component. Therefore, the content of the three WO components is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, even more preferably less than 1.5%, and even more preferably 1.5%. It may be less than 0%.
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。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 improve the devitrification resistance when it is contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by setting 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. Therefore, the content of the Ta 2 O 5 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 7.0%, even more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 2.0%, and even more preferably It may be less than 1.0%. Especially from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable not to contain the Ta 2 O 5 component.
MgO成分、CaO成分及びSrO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成分の含有量を5.0%以下に、又は、CaO成分若しくはSrO成分の含有量を13.0%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成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。また、CaO成分及びSrO成分の含有量は、各々好ましくは13.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは6.5%未満、さらに好ましくは4.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満とする。
The MgO component, CaO component and SrO component are optional components that can adjust the refractive index, meltability and devitrification resistance of the glass when they are contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by setting the content of the MgO component to 5.0% or less, or the content of the CaO component or the SrO component to 13.0% or less, it is possible to suppress the decrease in the refractive index. Devitrification due to excessive content of components can be reduced. Therefore, the content of the MgO component is preferably 5.0% or less, more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%. In addition, the content of the CaO component and the SrO component is preferably 13.0% or less, more preferably less than 10.0%, still more preferably less than 6.5%, still more preferably less than 4.0%, and even more preferably less than 4.0%. should be less than 2.0%.
Li2O成分及びNa2O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。
他方で、Li2O成分及びNa2O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。また、特にLi2O成分の含有量を低減させることで、ガラスの粘性が高められるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、Li2O成分の含有量は、好ましくは5.0%未満、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。また、Na2O成分の含有量は、好ましくは13.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは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 Li 2 O component and the Na 2 O component are optional components that can improve the meltability of the glass and lower the glass transition point when contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by reducing the contents of the Li 2 O component and the Na 2 O component, it becomes difficult to lower the refractive index of the glass, and devitrification of the glass can be reduced. In addition, especially by reducing the content of the Li 2 O component, the viscosity of the glass is increased, so that the striae of the glass can be reduced. Therefore, the content of the Li 2 O component may be preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, even more preferably less than 1.0%. In addition, the content of the Na 2 O component is preferably 13.0% or less, more preferably less than 10.0%, even more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, still more preferably 1 It may be less than 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 that can lower the liquidus temperature of the glass to improve devitrification resistance when contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by setting the content of the P 2 O 5 component to 10.0% or less, it is possible to suppress the deterioration of the chemical durability of the glass, particularly the water resistance. Therefore, the content of the P 2 O 5 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%. The P 2 O 5 component may not be included.
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 that can increase the refractive index of the glass and improve the devitrification resistance when it is contained in an amount exceeding 0%.
However, GeO2 has a high raw material price, and its high content leads to high production costs. Therefore, the content of the GeO 2 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, even more preferably less than 1.0%.
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。そのため、特にAl2O3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、Al2O3成分又はGa2O3成分の含有量をそれぞれ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 glass melt when they are contained in an amount exceeding 0%. Therefore, in particular, the content of the Al 2 O 3 component may preferably exceed 0%, more preferably exceed 0.5%, and even more preferably exceed 1.0%.
On the other hand, by setting the content of each of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component to 10.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be enhanced. Therefore, the contents of Al 2 O 3 component and Ga 2 O 3 component are each preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably 1.0%. 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、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、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, lower the Abbe number, and lower the glass transition point when contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, by setting the content of the Bi 2 O 3 component to 10.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be enhanced. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, even 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 contained in excess of 0%.
On the other hand, TeO 2 has a problem that it can be alloyed with platinum when frit is melted in a crucible made of platinum or in a melting tank in which the 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%, even more preferably less than 3.0%, even 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, when contained in excess of 0%, can reduce oxidation of the glass melt to refine it and increase the visible light transmittance of the glass.
On the other hand, by setting the SnO 2 component content to 3.0% or less, it is possible to reduce the coloring of the glass due to the reduction of the molten glass and the devitrification of the glass. In addition, since alloying of SnO 2 and melting equipment (especially precious metals such as Pt) is reduced, the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the SnO 2 component content may be preferably 3.0% or less, more preferably less than 1.0%, even more preferably less than 0.5%, and even 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 glass melt when it is contained in an amount exceeding 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 the decrease in transmittance in the short wavelength region of the visible light region, the solarization of the glass, and the deterioration of the 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%, even more preferably less than 0.2%.
特に、本発明の光学ガラスでは、Y2O3成分を含有する場合に、Sb2O3成分の含有量を低減させることで、相対屈折率の温度係数を小さくしつつ、ガラスへのフシの形成(異物、微細な泡、微細な結晶の発生)を低減することが可能である。 In particular, in the optical glass of the present invention, when the Y 2 O 3 component is contained, by reducing the content of the Sb 2 O 3 component, the temperature coefficient of the relative refractive index is decreased, and at the same time, the attachment to the glass is improved. Formation (foreign matter, microbubbles, microcrystal formation) can be reduced.
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 for fining and defoaming the glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component, and any known fining agent, defoaming agent or combination thereof in the field of glass manufacturing 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 that can increase the Abbe number of the glass, lower the glass transition point, and improve the devitrification resistance when contained in an amount exceeding 0%.
However, when the content of the F component, that is, the total amount as F of the fluoride substituted with a part or all of one or more oxides of each metal element described above exceeds 10.0%, F Since the amount of volatilization of the components increases, it becomes difficult to obtain stable optical constants, making it difficult to obtain a homogeneous glass. Also, the Abbe number increases more than necessary.
Therefore, the content of component F is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%.
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)の合計含有量に対する、BaO成分の含有量の比率(質量比)は、0.30超が好ましい。
この比率を大きくすることで、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、質量比BaO/Ln2O3は、好ましくは0.30超、より好ましくは0.40超、さらに好ましくは0.50超とする。
他方で、この質量比BaO/Ln2O3は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは4.00未満、より好ましくは3.50未満、さらに好ましくは3.00未満、さらに好ましくは2.70未満、さらに好ましくは2.00未満、より好ましくは1.50未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to the total content of the three Ln 2 O components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y and Yb) was 0. Greater than 30 is preferred.
By increasing this ratio, the temperature coefficient of the relative refractive index can be decreased. Therefore, the mass ratio BaO/Ln 2 O 3 is preferably over 0.30, more preferably over 0.40, and even more preferably over 0.50.
On the other hand, the mass ratio BaO/Ln 2 O 3 is preferably less than 4.00, more preferably less than 3.50, still more preferably less than 3.00, still more preferably 2.00, from the viewpoint of obtaining a stable glass. It may be less than 70, more preferably less than 2.00, more preferably less than 1.50.
SiO2成分の含有量に対するB2O3成分の含有量の比率(質量比)は、0.20以上が好ましい。
この比率を大きくすることで、ガラスの化学的耐久性を高められる。従って、質量比B2O3/SiO2は、好ましくは0.20以上、より好ましくは0.30超、さらに好ましくは0.40超、さらに好ましくは0.50超としてもよい。
他方で、この質量比B2O3/SiO2の上限は、無限大(すなわち、SiO2を含まない)であってもよいが、相対屈折率の温度係数をより小さくできるため、好ましくは3.00未満、より好ましくは2.50未満、さらに好ましくは2.00未満、さらに好ましくは1.80未満、さらに好ましくは1.50未満、さらに好ましくは1.30未満、さらに好ましくは1.00未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the content of the B 2 O 3 component to the content of the SiO 2 component is preferably 0.20 or more.
By increasing this ratio, the chemical durability of the glass can be enhanced. Therefore, the mass ratio B 2 O 3 /SiO 2 may be preferably 0.20 or more, more preferably more than 0.30, still more preferably more than 0.40, even more preferably more than 0.50.
On the other hand, the upper limit of this mass ratio B 2 O 3 /SiO 2 may be infinite (that is, not including SiO 2 ), but preferably 3 because the temperature coefficient of the relative refractive index can be made smaller. less than .00, more preferably less than 2.50, more preferably less than 2.00, more preferably less than 1.80, more preferably less than 1.50, more preferably less than 1.30, more preferably 1.00 It may be less than
SiO2成分の含有量に対する、La2O3成分及びBaO成分の合計含有量の比率(質量比)は1.00超であってもよい。本発明の光学ガラスでは、質量比(La2O3+BaO)/SiO2が大きくても、所望の高い屈折率を得ることができ、また、安定なガラスを得ることができる。従って、質量比(La2O3+BaO)/SiO2は、好ましくは1.00超、より好ましくは1.10超、さらに好ましくは1.50超、さらに好ましくは2.00超、さらに好ましくは3.00超、さらに好ましくは4.00超としてもよい。
他方で、この質量比(La2O3+BaO)/SiO2の上限は、無限大(すなわち、SiO2を含まない)であってもよいが、例えば10.00を上限としてもよく、8.00を上限としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the total content of the three components La 2 O and BaO to the content of the component SiO 2 may be greater than 1.00. In the optical glass of the present invention, a desired high refractive index can be obtained and a stable glass can be obtained even if the mass ratio (La 2 O 3 +BaO)/SiO 2 is large. Therefore, the mass ratio (La 2 O 3 +BaO)/SiO 2 is preferably above 1.00, more preferably above 1.10, even more preferably above 1.50, even more preferably above 2.00, even more preferably It may be greater than 3.00, more preferably greater than 4.00.
On the other hand, the upper limit of this mass ratio (La 2 O 3 +BaO)/SiO 2 may be infinite (that is, it does not include SiO 2 ), but it may be, for example, 10.00. 00 may be the upper limit.
BaO成分及びK2O成分の合計量は、10.0%以上が好ましい。この合計量を多くすることで、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、質量和(BaO+K2O)は、好ましくは10.0%以上、より好ましくは13.0%超、さらに好ましくは16.0%超、さらに好ましくは19.0%超とする。特に、より小さな相対屈折率の温度係数を得る観点では、質量和(BaO+K2O)を20.5%以上としてもよい。
他方で、この質量和(BaO+K2O)は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは57.0%以下、より好ましくは53.0%未満、さらに好ましくは50.0%未満、さらに好ましくは48.0%未満としてもよい。
The total amount of BaO component and K 2 O component is preferably 10.0% or more. By increasing this total amount, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass sum (BaO+K 2 O) is preferably 10.0% or more, more preferably over 13.0%, even more preferably over 16.0%, and even more preferably over 19.0%. In particular, from the viewpoint of obtaining a smaller temperature coefficient of relative refractive index, the mass sum (BaO+K 2 O) may be 20.5% or more.
On the other hand, from the viewpoint of obtaining a stable glass, the mass sum (BaO+K 2 O) is preferably 57.0% or less, more preferably less than 53.0%, even more preferably less than 50.0%, still more preferably It may be less than 48.0%.
SiO2成分、B2O3成分及びZnO成分の合計含有量に対する、BaO成分及びK2O成分の合計含有量の比率(質量比)は、0.50超が好ましい。
この比率を大きくすることで、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、質量比(BaO+K2O)/(SiO2+B2O3+ZnO)は、好ましくは0.50超、より好ましくは0.60超、さらに好ましくは0.80超、さらに好ましくは0.90超、さらに好ましくは1.00超、さらに好ましくは1.10超、さらに好ましくは1.20超とする。
他方で、この質量比(BaO+K2O)/(SiO2+B2O3+ZnO)は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは5.00以下、より好ましくは4.00未満、さらに好ましくは3.50未満、さらに好ましくは3.00未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the total content of BaO component and K 2 O component to the total content of SiO 2 component, B 2 O 3 component and ZnO component is preferably more than 0.50.
By increasing this ratio, the temperature coefficient of the relative refractive index can be decreased. Therefore, the mass ratio (BaO+K 2 O)/(SiO 2 +B 2 O 3 +ZnO) is preferably greater than 0.50, more preferably greater than 0.60, more preferably greater than 0.80, and even more preferably 0.90. More preferably more than 1.00, more preferably more than 1.10, more preferably more than 1.20.
On the other hand, the mass ratio (BaO+K 2 O)/(SiO 2 +B 2 O 3 +ZnO) is preferably 5.00 or less, more preferably less than 4.00, still more preferably 3, from the viewpoint of obtaining a stable glass. It may be less than 0.50, more preferably less than 3.00.
TiO2成分、ZrO2成分、WO3成分、Nb2O5成分及びTa2O5成分の合計量(質量和)は、4.0%以上が好ましい。これにより、ガラスの屈折率が高められるため、所望の高屈折率を得られる。従って、質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5は、好ましくは4.0%以上、より好ましくは7.0%以上、さらに好ましくは10.0%超、さらに好ましくは13.0%超とする。
他方で、この和は40.0%以下が好ましい。これにより、ガラスの安定性を高められる。従って、質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは35.0%未満、さらに好ましくは31.0%未満、さらに好ましくは27.0%未満、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは21.0%未満とする。
The total amount (mass sum) of 2 TiO components, 2 ZrO components, 3 WO components, 5 Nb 2 O components and 5 Ta 2 O components is preferably 4.0% or more. Since this increases the refractive index of the glass, a desired high refractive index can be obtained. Therefore, the mass sum of TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is preferably 4.0% or more, more preferably 7.0% or more, still more preferably more than 10.0%, still more preferably 13% 0% or more.
On the other hand, this sum is preferably 40.0% or less. This increases the stability of the glass. Therefore, the mass sum of TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is preferably 40.0% or less, more preferably less than 35.0%, even more preferably less than 31.0%, still more preferably 27%. less than 0.0%, more preferably less than 25.0%, more preferably less than 21.0%.
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、10.0%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10.0%以上、より好ましくは13.0%超、さらに好ましくは17.0%超、さらに好ましくは19.0%超とする。特に、より小さな相対屈折率の温度係数を得る観点では、RO成分の質量和を20.5%以上としてもよい。
他方で、RO成分の質量和を57.0%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57.0%以下、より好ましくは53.0%未満、さらに好ましくは50.0%未満、さらに好ましくは48.0%未満とする。
The sum of the contents (mass sum) of the RO components (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba) is preferably 10.0% or more. Thereby, devitrification of the glass can be reduced, and the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore, the mass sum of RO components is preferably 10.0% or more, more preferably over 13.0%, even more preferably over 17.0%, and even more preferably over 19.0%. In particular, from the viewpoint of obtaining a smaller temperature coefficient of relative refractive index, the mass sum of the RO components may be 20.5% or more.
On the other hand, by setting the mass sum of the RO components to 57.0% or less, the decrease in refractive index can be suppressed and the stability of the glass can be enhanced. Therefore, the mass sum of RO components is preferably 57.0% or less, more preferably less than 53.0%, even more preferably less than 50.0%, and even more preferably less than 48.0%.
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、10.0%以下が好ましい。これにより、溶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10.0%以下、より好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは6.5%未満とする。 The total content (mass sum) of the Rn 2 O component (wherein Rn is at least one selected from the group consisting of Li, Na and K) is preferably 10.0% or less. This makes it possible to suppress a decrease in the viscosity of the molten glass, make it difficult to decrease the refractive index of the glass, and reduce devitrification of the glass. Therefore, the mass sum of Rn 2 O components is preferably 10.0% or less, more preferably less than 8.0%, and even more preferably less than 6.5%.
<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 contained>
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。また、Rb、Csの各成分についても、ガラスの着色を抑制させる観点から、含有しないことが好ましい。 Other components can be added as necessary within a range that does not impair the properties 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 Or even if it is combined and contained in a small amount, the glass is colored and has the property of causing absorption at a specific wavelength in the visible region. . Moreover, it is preferable not to contain each component of Rb and Cs from a viewpoint of suppressing coloring of glass.
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。 In addition, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components with 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, Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se components have recently tended to refrain from being used as harmful chemical substances, and are not only used in the glass manufacturing process, but also in the processing process and disposal after manufacturing. Environmental measures are required up to the present. Therefore, it is preferable not to contain these substantially when environmental influence is emphasized.
[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、水酸化物、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 raw materials for each of the above components, high-purity raw materials used in ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, metaphosphate compounds, etc. Mix uniformly so that the content is within the range of, put the prepared mixture into a platinum crucible, and melt it in an electric furnace at a temperature range of 1000 to 1500 ° C. for 1 to 10 hours depending on the melting difficulty of the glass raw material. After stirring and homogenizing, the temperature is lowered to an appropriate temperature, cast into a mold, and slowly cooled.
<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。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.70、より好ましくは1.73、さらに好ましくは1.75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、より好ましくは1.90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20、より好ましくは25、さらに好ましくは28、さらに好ましくは31を下限とする。このアッベ数(νd)は、好ましくは50、より好ましくは48、さらに好ましくは45を上限としてもよい。
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 properties>
The optical glass of the present invention has a high refractive index and a low Abbe number (high dispersion).
In particular, the lower limit of the refractive index (n d ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.70, more preferably 1.73, and still more preferably 1.75. The upper limit of the refractive index (n d ) may preferably be 2.10, more preferably 2.00, more preferably 1.90. The Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 20, more preferably 25, even more preferably 28, and still more preferably 31 as the lower limit. The Abbe number (ν d ) may preferably have an upper limit of 50, more preferably 48, and even more preferably 45.
By having such a high refractive index, it is possible to obtain a large amount of light refraction even if the thickness of the optical element is reduced. In addition, by having such high dispersion, it is possible to appropriately shift the focus depending on the wavelength of light when used as a single lens. Therefore, when an optical system is configured by combining an optical element having low dispersion (high Abbe number), for example, aberration can be reduced in the optical system as a whole, and high imaging characteristics can be achieved.
As described above, the optical glass of the present invention is useful in optical design, and in particular, when an optical system is constructed, it is possible to reduce the size of the optical system while achieving high image-forming characteristics. 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、(-0.0112νd+2.12)≦nd≦(-0.0112νd+2.35)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ことで、より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≧(-0.0112νd+2.12)の関係を満たすことが好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.15)の関係を満たすことがより好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.18)の関係を満たすことがさらに好ましい。
一方で、本発明の光学ガラスでは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、nd≦(-0.0112νd+2.35)の関係を満たすことが好ましく、nd≦(-0.0112νd+2.32)の関係を満たすことがより好ましく、nd≦(-0.0112νd+2.29)の関係を満たすことがさらに好ましい。
Here, in the optical glass of the present invention, the refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) satisfy the relationship of (−0.0112νd+2.12)≦nd≦(−0.0112νd+2.35). preferable. In the glass having the composition specified in the present invention, a more stable glass can be obtained when the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ) satisfy this relationship.
Therefore, in the optical glass of the present invention, the refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) preferably satisfy the relationship n d ≧(−0.0112ν d +2.12), and n d ≧(− 0.0112ν d +2.15), and more preferably n d ≧(−0.0112ν d +2.18).
On the other hand, in the optical glass of the present invention, the refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) preferably satisfy the relationship n d ≤ (−0.0112ν d +2.35), and n d ≤ ( −0.0112ν d +2.32), and more preferably n d ≦(−0.0112ν d +2.29).
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+2.0×10-6℃-1、さらに好ましくは+1.5×10-6℃-1、さらに好ましくは+1.0×10-6℃-1、さらに好ましくは+0.6×10-6℃-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。
本発明と同程度の屈折率(nd)及びアッベ数(νd)を有するガラスにおいては、相対屈折率の温度係数の低いガラスは殆ど知られておらず、相対屈折率の温度係数を低くすることで、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屈折率(589.29nm)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 of relative refractive index (dn/dT).
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 +2.0×10 −6 ° C. −1 , still more preferably +1.5 × 10 -6 ° C. -1 , more preferably +1.0 × 10 -6 ° C. -1 , more preferably +0.6 × 10 -6 ° C. -1 is the upper limit, and this upper limit or higher It can take a low (negative) value.
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 , further preferably − The lower limit is set to 3.0×10 −6 ° C. −1 , and this lower limit or higher (plus side) values can be taken.
Among the glasses having a refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) similar to those of the present invention, almost no glass with a low temperature coefficient of relative refractive index is known. By doing so, it is possible to widen the options for correction of image formation deviation due to temperature change, and to make the correction easier. Therefore, by setting the temperature coefficient of the relative refractive index within such a range, it is possible to contribute to the correction of image formation deviation due to 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 (589.29 nm) in air at the same temperature as the optical glass. is expressed as the amount of change per 1°C (°C -1 ).
[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。
[Preform and optical element]
A glass molded body can be produced from the produced optical glass by, for example, polishing means or mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. Specifically, optical glass is subjected to machining such as grinding and polishing to produce a glass molded body, or a preform for mold press molding is produced from optical glass, and this preform is subjected to reheat press molding. After that, polishing is performed to produce a glass molded body, or precision press molding is performed on a preform produced by polishing or a preform molded by known floating molding or the like. can be produced. In addition, 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。 Thus, 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 produce optical elements such as lenses and prisms. As a result, it is possible to form a preform having a large diameter, so that it is possible to achieve high-definition and high-precision imaging and projection characteristics when used in an optical device 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 example, for optical elements such as lenses, prisms, and mirrors, and is typically used in in-vehicle optical equipment, projectors, copiers, and the like, which are prone to high temperatures. It can be used for equipment.
本発明の実施例(No.1~No.17)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)、相対屈折率の温度係数(dn/dT)の結果を表1~表3に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。 Compositions of Examples (No. 1 to No. 17) and Comparative Example (No. A) of the present invention, and refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), and relative refractive index temperature of these glasses Tables 1 to 3 show the coefficient (dn/dT) results. It should be noted that the following examples are for illustrative purposes only, and are not intended to be limiting.
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、水酸化物、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 glass of the examples of the present invention and the comparative example both contain ordinary optical glasses such as corresponding oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, metaphosphate compounds, etc. as raw materials for each component. After selecting the high-purity raw materials used for , weighing and mixing uniformly so that the composition ratio of each example shown in the table is obtained, put it into a platinum crucible, and depending on the melting difficulty of the glass raw materials After melting in an electric furnace at a temperature range of 1000 to 1500° C. for 1 to 10 hours, the mixture was stirred and homogenized, cast into a mold or the like, and slowly cooled.
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。そして、求められた屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の値から、関係式nd=-a×νd+bにおける、傾きaが0.0112のときの切片bを求めた。 The refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) of the glasses of Examples and Comparative Examples are shown as measured values for the d-line (587.56 nm) of a helium lamp. The Abbe number (ν d ) is the refractive index for the d-line, the refractive index (n F ) for the hydrogen lamp F-line (486.13 nm), and the refractive index (n C ) for the C-line (656.27 nm). was calculated from the formula Abbe number (ν d )=[(n d −1)/(n F −n C )] using the value of . Then, from the obtained values of the refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ), the intercept b in the relational expression n d =−a×ν d +b when the slope a is 0.0112 was obtained.
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、40~60℃における相対屈折率の温度係数の値を測定した。 The temperature coefficient of the relative refractive index (dn/dT) of the glass of Examples and Comparative Examples was determined by the method described in the Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS18-2008 "Method for measuring temperature coefficient of refractive index of optical glass". The value of the temperature coefficient of relative refractive index was measured at 40-60° C. for light with a wavelength of 589.29 nm by interferometry.
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+3.0×10-6~-1.5×10-6(℃-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 the optical glasses of Examples have a temperature coefficient of relative refractive index within the range of +3.0×10 −6 to −10.0×10 −6 (° C. −1 ). Specifically, it was within the range of +3.0×10 −6 to −1.5×10 −6 (° C. −1 ), which was within the desired range. On the other hand, the glass of Comparative Example (No. A) has a temperature coefficient of relative refractive index of +7.2×10 −6 (° C. −1 ), which is high.
また、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.70以上、より詳細には1.76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、いずれも20以上50以下の範囲内、より詳細には31以上44以下の範囲内にあり、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、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、(-0.0112νd+2.12)≦nd≦(-0.0112νd+2.35)の関係を満たしており、より詳細には(-0.0112νd+2.18)≦nd≦(-0.0112νd+2.29)の関係を満たしていた。そして、本願の実施例のガラスについての屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の関係は、図1に示されるようになった。
In addition, all the optical glasses of Examples had a refractive index (n d ) of 1.70 or more, more specifically 1.76 or more, which was within the desired range. Further, the optical glasses of the examples of the present invention all have an Abbe number (ν d ) within the range of 20 or more and 50 or less, more specifically, within the range of 31 or more and 44 or less, and within the desired range. Met.
In the optical glass of the example of the present invention, the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ) satisfy the relationship of (−0.0112νd+2.12)≦nd≦(−0.0112νd+2.35). More specifically, the relationship of (-0.0112νd+2.18)≤nd≤(-0.0112νd+2.29) was satisfied. The relationship between the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ) for the glasses of the examples of the present application is now shown in FIG.
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明らかになった。また、実施例の光学ガラスは、液相温度が低いことも推察される。これらのことから、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及び軽量化に寄与し、且つ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 has been clarified that the optical glasses of Examples have a refractive index (n d ) and an Abbe number (ν d ) within desired ranges, and a low temperature coefficient of relative refractive index. In addition, the optical glasses of Examples are presumed to have a low liquidus temperature. For these reasons, the optical glass of the embodiment of the present invention contributes to miniaturization and weight reduction of optical systems such as in-vehicle optical equipment and projectors used in a high-temperature environment, and also contributes to the reduction of imaging characteristic deviation due to temperature change. It is speculated that it contributes to the correction of
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。 Furthermore, using the optical glass of the example of the present invention, a glass block was formed, and this glass block was ground and polished to be processed into the shapes of lenses and prisms. 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 invention has been described in detail for purposes of illustration, the examples are for illustration only and many modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. be understood.
Claims (6)
SiO2成分を1.0%超15.0%未満、
B2O3成分を5.0%超25.0%未満、
Y2O3成分を5.0%超25.0%以下、
La2O3成分を4.0%超34.0%未満、
含有し
SiO2成分とB2O3成分を合計7.0%以上32.0%以下、
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
)を合計6.0%超50.0%以下、
BaO成分を15.0%超57.0%以下 含有し、
TiO2成分の含有量が0%超23.0%以下、
ZnO成分の含有量が5.0%未満であり、
TiO2成分、ZrO2成分、WO3成分、Nb2O5成分及びTa2O5成分の合計量(質量和)が7.0%以上25.0%未満、
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)の合計含有量に対する、BaO成分の含有量の比率(質量比)BaO/Ln2O3が0.50超、
1.70以上の屈折率(nd)を有し、20以上50以下のアッベ数(νd)を有し、
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。
in % by mass,
SiO2 component more than 1.0% and less than 15.0%,
B 2 O 3 components more than 5.0% and less than 25.0%,
Y 2 O 3 components more than 5.0% and 25.0% or less,
La 2 O 3 component more than 4.0% and less than 34.0%,
containing SiO 2 component and B 2 O 3 component in total of 7.0% or more and 32.0% or less,
Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) totaling more than 6.0% and 50.0% or less,
Containing a BaO component of more than 15.0% and 57.0% or less,
The content of TiO 2 component is more than 0% and 23.0% or less,
The content of the ZnO component is less than 5.0%,
The total amount (mass sum) of 2 TiO components, 2 ZrO components, 3 WO components, 5 Nb 2 O components and 5 Ta 2 O components is 7.0% or more and less than 25.0%,
The ratio of the content of the BaO component to the total content of the three Ln 2 O components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) (mass ratio) BaO/Ln 2 O3 greater than 0.50 ,
having a refractive index (n d ) of 1.70 or more and an Abbe number (v d ) of 20 or more and 50 or less;
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 ).
The optical glass according to any one of claims 1 to 3, wherein the mass ratio (BaO+ K2O )/( SiO2 + B2O3 +ZnO) is more than 0.50 and 5.00 or less.
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