JP7545192B2 - 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 on-board optical devices such as on-board cameras, and optical elements incorporated in optical devices that generate a lot of heat, such as projectors, copy machines, laser printers, and broadcasting equipment, are increasingly being used in higher temperature environments. In such high-temperature environments, the temperature of the optical elements that make up the optical system tends to fluctuate significantly during use, and in many cases the temperature can reach 100°C or higher. In such cases, the adverse effects of temperature fluctuations on the imaging characteristics of the optical system become significant enough to be ignored, so there is a demand to construct an optical system whose imaging characteristics are less susceptible to effects from temperature fluctuations.
光学系を構成する光学素子の材料として、1.75以上の屈折率(nd)と18以上45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。 As a material for optical elements constituting an optical system, there is a very high demand for high refractive index, high dispersion glass having a refractive index (n d ) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 18 to 45. As such high refractive index, high dispersion glass, glass compositions such as those described in Patent Documents 1 and 2 are known.
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。 When constructing an optical system that is less susceptible to the effects of temperature fluctuations on imaging performance, etc., it is preferable to use optical elements made of glass whose refractive index decreases as the temperature increases and whose temperature coefficient of the relative refractive index is negative, in addition to optical elements made of glass whose refractive index increases as the temperature increases and whose temperature coefficient of the relative refractive index is positive, in that the effects of temperature changes on imaging performance, etc. can be corrected.
特に、1.75以上の屈折率(nd)と18以上45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, for high-refractive-index, high-dispersion glass having a refractive index (n d ) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 18 to 45, glass with a low temperature coefficient of the relative refractive index is desired from the viewpoint of contributing to correction of the effect of temperature changes on imaging characteristics, and more specifically, glass with a negative temperature coefficient of the relative refractive index or glass with a small absolute value of the temperature coefficient of the relative refractive index is 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 was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide an optical glass that has high refractive index and high dispersion optical properties, has a low temperature coefficient of relative refractive index, and can contribute to correcting the effects of temperature changes on imaging properties, as well as a preform and optical element that use 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、B2O3成分、希土類成分及びBaO成分と、TiO2成分、Nb2O5成分、WO3成分、ZrO2成分及びTa2O5成分のうち少なくともいずれかと、を併用し、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 inventors of the present invention have conducted extensive testing and research, and have found that by combining a B2O3 component, a rare earth component, and a BaO component with at least one of a TiO2 component, a Nb2O5 component, a WO3 component, a ZrO2 component, and a Ta2O5 component, and adjusting the content of each component, it is possible to obtain a glass having a desired refractive index and Abbe number while having a low temperature coefficient of relative refractive index, and have thus completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following:
(1) 質量%で、
B2O3成分を0%超35.0%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1.0%以上45.0%以下、
BaO成分を20.0%以上50.0%以下
含有し、
質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5が0%超50.0%以下であり、
1.75以上の屈折率(nd)を有し、18以上45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 percent,
B2O3 component is more than 0% and 35.0% or less;
Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) in a total amount of 1.0% to 45.0%;
Contains 20.0% or more and 50.0% or less of a BaO component,
The mass sum of TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is more than 0% and 50.0% or less;
A refractive index (n d ) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 18 or more and 45 or less,
An optical glass having a temperature coefficient (40 to 60° C.) of a relative refractive index (589.29 nm) within the range of +3.0×10 −6 to −10.0×10 −6 (° C. −1 ).
(2) 質量%で、
SiO2成分 0~22.0%
La2O3成分 0~37.0%、
Gd2O3成分 0~15.0%、
Y2O3成分 0~25.0%、
Yb2O3成分 0~10.0%
ZrO2成分 0~15.0%、
Nb2O5成分 0~20.0%、
WO3成分 0~10.0%、
TiO2成分 0~38.0%、
Ta2O5成分 0~10.0%、
ZnO成分 0~5.0%未満、
MgO成分 0~10.0%、
CaO成分 0~15.0%、
SrO成分 0~17.0%、
Li2O成分 0~5.0%、
Na2O成分 0~10.0%、
K2O成分 0~10.0%、
P2O5成分 0~10.0%、
GeO2成分 0~10.0%、
Al2O3成分 0~15.0%、
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%,
SiO2 component 0-22.0%
La2O3 component 0 to 37.0 %,
Gd2O3 component 0 to 15.0%,
Y2O3 component 0 to 25.0 %,
Yb 2 O 3 components 0-10.0%
ZrO2 component 0 to 15.0%,
Nb 2 O 5 components 0 to 20.0%,
WO3 component 0 to 10.0%,
TiO2 component 0 to 38.0%,
Ta2O5 component 0 to 10.0%,
ZnO content: 0 to less than 5.0%
MgO content: 0 to 10.0%
CaO content: 0 to 15.0%
SrO content 0 to 17.0%,
Li 2 O component 0 to 5.0%,
Na2O component 0 to 10.0%,
K 2 O component 0-10.0%,
P 2 O 5 components 0 to 10.0%,
GeO2 component 0 to 10.0%,
Al 2 O 3 components 0-15.0%,
Ga2O3 component 0 to 10.0 %,
Bi2O3 component 0 to 10.0%,
TeO2 component 0 to 10.0%,
SnO2 component 0 to 3.0%,
Sb 2 O 3 components 0-1.0%
and
The optical glass according to (1), wherein the content of F in the fluoride which has substituted a part or all of one or more oxides of each of the above elements is 0 to 10.0 mass %.
(3) 質量和(SiO2+B2O3)が7.0%以上37.0%以下である(1)又は(2)記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), wherein the sum by mass of (SiO 2 +B 2 O 3 ) is 7.0% or more and 37.0% or less.
(4) 質量比(SiO2+B2O3)/Ln2O3が0.25以上3.00以下である(1)から(3)のいずれか記載の光学ガラス(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)。 (4) The optical glass according to any one of (1) to (3), in which the mass ratio (SiO 2 +B 2 O 3 )/Ln 2 O 3 is 0.25 or more and 3.00 or less (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y and Yb).
(5) 質量比BaO/SiO2が1.50以上である(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), in which the mass ratio BaO/ SiO2 is 1.50 or more.
(6) 質量比TiO2/(SiO2+B2O3)が0.05以上3.00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), in which the mass ratio TiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 ) is 0.05 or more and 3.00 or less.
(7) 質量比BaO/(SiO2+B2O3+ZnO)が0.50超4.00以下である(1)から(6)のいずれか記載の光学ガラス。 (7) The optical glass according to any one of (1) to (6), in which the mass ratio BaO/(SiO 2 +B 2 O 3 +ZnO) is greater than 0.50 and equal to or less than 4.00.
(8) 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20.0%以上55.0%以下である(1)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。 (8) An optical glass according to any one of (1) to (7), in which 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 20.0% or more and 55.0% or less, by mass%.
(9) 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(8)のいずれか記載の光学ガラス。 (9) The optical glass according to any one of (1) to (8), wherein the sum of the contents 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 by mass%.
(10) (1)から(9)のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム材。 (10) A preform material made of the optical glass described in any one of (1) to (9).
(11) (1)から(9)のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。 (11) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (9).
(12) (11)に記載の光学素子を備える光学機器。 (12) An optical device comprising the optical element described in (11).
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。 The present invention provides optical glass that has high refractive index and high dispersion optical properties, has a low temperature coefficient of relative refractive index, and can contribute to correcting the effects of temperature changes on imaging properties, as well as preforms and optical elements that use the same.
本発明の光学ガラスは、質量%で、B2O3成分を0%超35.0%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1.0%以上45.0%以下、BaO成分を20.0%以上50.0%以下含有し、質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5が0%超50.0%以下であり、1.75以上の屈折率(nd)を有し、18以上45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。B2O3成分、希土類成分及びBaO成分と、TiO2成分、Nb2O5成分、WO3成分、ZrO2成分及びTa2O5成分のうち少なくともいずれかと、を併用し、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を得ることができる。 The optical glass of the present invention contains, by mass, more than 0% and not more than 35.0% of a B 2 O 3 component, a total of 1.0% to 45.0% of a Ln 2 O 3 component (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y and Yb), and 20.0% to 50.0% of a BaO component, the mass sum of TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is more than 0% and not more than 50.0%, has a refractive index (n d ) of 1.75 or more, an Abbe number (ν d ) of 18 or more and 45 or less, and a temperature coefficient (40-60° C.) of the relative refractive index (589.29 nm) in the range of +3.0×10 -6 to -10.0×10 -6 (° C. -1 ). By using B2O3 , rare earth, and BaO in combination with at least one of TiO2 , Nb2O5 , WO3 , ZrO2 , and Ta2O5 and adjusting the content of each component, it is possible to obtain an optical glass having a desired refractive index and Abbe number while having a low temperature coefficient of relative refractive index. Therefore, it is possible to obtain an optical glass having optical characteristics of high refractive index and high dispersion, a low temperature coefficient of relative refractive index, and capable of contributing to correction of the effect of temperature change on imaging characteristics.
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。 The following is a detailed description of the embodiments of the optical glass of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be practiced with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. Note that duplicated explanations may be omitted as appropriate, but this does not limit the spirit of the 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 components]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In this specification, the content of each component is expressed as mass% relative to the total mass of the composition converted into oxides, unless otherwise specified. Here, the "composition converted into oxides" refers to a composition that expresses each component contained in the glass, assuming that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass components of the present invention are all decomposed and converted into oxides during melting, with the total mass of the generated oxides being 100 mass%.
<必須成分、任意成分について>
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3.0%以上、さらに好ましくは6.0%超、さらに好ましくは9.0%超、さらに好ましくは12.0%以上とする。
他方で、B2O3成分の含有量を35.0%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35.0%以下、より好ましくは25.0%以下、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%未満とする。
<Required and optional ingredients>
The B2O3 component is an essential component as a glass-forming oxide. In particular, by containing more than 0% of the B2O3 component, devitrification of the glass can be reduced. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably 3.0% or more, even more preferably more than 6.0%, even more preferably more than 9.0%, and even more preferably 12.0% or more.
On the other hand, by making the content of the B2O3 component 35.0% or less, it is easy to obtain a larger refractive index, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small, and deterioration of chemical durability can be suppressed. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably 35.0% or less, more preferably 25.0% or less, even more preferably less than 20.0%, even more preferably less than 18.0%, and even more preferably less than 15.0%.
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、1.0%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1.0%以上、より好ましくは4.0%以上、さらに好ましくは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20.0%超とする。
他方で、この和を45.0%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45.0%以下、より好ましくは40.0%以下、さらに好ましくは36.0%未満、好ましくは32.0%未満、さらに好ましくは30.0%未満とする。
The sum of the contents (mass sum) of the rare earth components, i.e., Ln2O3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb), is preferably 1.0% or more. This increases the refractive index of the glass, making it easier to obtain glass having the desired refractive index and Abbe number. In addition, the chemical durability of the glass , particularly water resistance, can be improved. Therefore, the mass sum of the Ln2O3 components is preferably 1.0% or more, more preferably 4.0% or more, even more 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 even more preferably more than 20.0%.
On the other hand, by making this sum 45.0% or less, the liquidus temperature of the glass is lowered, so that devitrification of the glass can be reduced. In addition, the increase in the Abbe number more than necessary can be suppressed. Therefore, the mass sum of the Ln2O3 component is preferably 45.0% or less, more preferably 40.0% or less, even more preferably less than 36.0%, preferably less than 32.0%, and even 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20.0%以上、より好ましくは22.0%超、さらに好ましくは25.0%超、さらに好ましくは28.0%超、さらに好ましくは30.0%超、さらに好ましくは31.0%超、さらに好ましくは31.4%超とする。
他方で、BaO成分の含有量を50.0%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50.0%以下、より好ましくは45.0%以下、さらに好ましくは40.0%未満、さらに好ましくは37.0%以下とする。
The BaO component is an essential component that can improve the meltability of glass raw materials, reduce devitrification of glass, increase the refractive index, and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the content of the BaO component is preferably 20.0% or more, more preferably more than 22.0%, even more preferably more than 25.0%, even more preferably more than 28.0%, even more preferably more than 30.0%, even more preferably more than 31.0%, and even more preferably more than 31.4%.
On the other hand, by making the content of the BaO component 50.0% or less, it is possible to reduce the decrease in the refractive index of the glass, the decrease in chemical durability (water resistance), and devitrification caused by excessive inclusion of the BaO component. Therefore, the content of the BaO component is preferably 50.0% or less, more preferably 45.0% or less, even more preferably less than 40.0%, and even more preferably 37.0% or less.
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、0%超が好ましい。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0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは5.0%以上、さらに好ましくは9.0%超、さらに好ましくは12.0%以上とする。
他方で、この和は50.0%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50.0%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35.0%未満、さらに好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは27.0%未満とする。
The total amount (mass sum) of TiO2 , ZrO2 , WO3 , Nb2O5 and Ta2O5 components is preferably more than 0%. This increases the refractive index of the glass, thereby obtaining a desired high refractive index. Therefore, the mass sum TiO2 + ZrO2 + WO3 + Nb2O5 + Ta2O5 is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0 %, even more preferably 5.0% or more, even more preferably more than 9.0%, and even more preferably 12.0% or more.
On the other hand, this sum is preferably 50.0% or less. This enhances the stability of the glass. Therefore, the mass sum TiO 2 +ZrO 2 +WO 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 is preferably 50.0% or less, more preferably less than 45.0%, even more preferably less than 40.0%, even more preferably less than 35.0%, even more preferably less than 30.0%, and even more preferably less than 27.0%.
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、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。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0%超、より好ましくは3.0%超、さらに好ましくは6.0%超、さらに好ましくは8.0%超とする。
他方で、SiO2成分の含有量を22.0%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22.0%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%未満とする。
The SiO2 component is a component that is optionally used as a glass-forming oxide. In particular, when the SiO2 component is contained in an amount of more than 0%, the chemical durability, particularly the water resistance, can be improved, 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, making it easier to obtain glass that can withstand mass production. Therefore, the content of the SiO2 component is preferably more than 0%, more preferably more than 3.0%, even more preferably more than 6.0%, and even more preferably more than 8.0%.
On the other hand, by making the content of the SiO2 component 22.0% 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 SiO2 component is preferably 22.0% or less, more preferably less than 20.0%, even more preferably less than 17.0%, even more preferably less than 15.0%, and even more preferably less than 12.0%.
La2O3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。従って、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3.0%以上、さらに好ましくは7.0%超、さらに好ましくは10.0%超、さらに好ましくは13.0%超、さらに好ましくは20.0%以上とする。
他方で、La2O3成分の含有量を37.0%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37.0%以下、より好ましくは36.0%未満、さらに好ましくは34.0%未満、さらに好ましくは31.0%未満、さらに好ましくは28.0%未満とする。
The La2O3 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass when it is contained in an amount of more than 0%. Therefore, the content of the La2O3 component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably 3.0% or more, even more preferably more than 7.0%, even more preferably more than 10.0%, even more preferably more than 13.0%, and even more preferably 20.0% or more.
On the other hand, by making the content of La2O3 component 37.0% or less, the stability of the glass can be improved , thereby reducing devitrification and suppressing the increase in Abbe number. Also, the melting property of the glass raw material can be improved. Therefore, the content of La2O3 component is preferably 37.0% or less, more preferably less than 36.0%, even more preferably less than 34.0%, even more preferably less than 31.0%, and even more preferably less than 28.0%.
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成分の含有量は、好ましくは15.0%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%未満としてもよい。また、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%以下としてもよい。
The Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are optional components that can increase the refractive index of the glass when contained in an amount exceeding 0%.
On the other hand, the raw material prices of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are high among rare earth elements, and the production cost increases when the content is high. In addition, the content of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component is reduced, so that the increase in the Abbe number of the glass can be suppressed. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component may be preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, even more preferably less than 5.0%, and even more preferably less than 3.0%. In addition, the content of the Yb 2 O 3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 6.0%, even more preferably less than 3.0%, and even 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%以上としてもよい。
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15.0%以下、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3.5%未満としてもよい。
The Y2O3 component is an optional component that, when contained in an amount of more than 0%, increases the refractive index of the glass while reducing the material cost of the glass compared to other rare earth elements. Therefore, the content of the Y2O3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, and even more preferably 2.0% or more.
On the other hand, by making the content of Y2O3 component 25.0% 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, the deterioration of the melting property of the glass raw material can be suppressed. Therefore, the content of Y2O3 component may be preferably 25.0% or less, more preferably less than 20.0%, even more preferably 15.0% or less, even more preferably less than 10.0%, even more preferably 5.0% or less, and even more preferably less than 3.5%.
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1.0%超、さらに好ましくは3.0%以上としてもよい。
他方で、ZrO2成分の含有量を15.0%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15.0%以下、より好ましくは10.0%未満、さらに好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは6.0%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 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 1.0%, and even more preferably 3.0% or more.
On the other hand, by making the content of the ZrO2 component 15.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small, and devitrification due to excessive inclusion of the ZrO2 component can be reduced. Therefore, the content of the ZrO2 component may be preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, even more preferably less than 8.0%, and even more preferably less than 6.0%.
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2.0%以上としてもよい。
他方で、Nb2O5成分の含有量を20.0%以下にすることで、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15.0%以下、さらに好ましくは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%未満としてもよい。
The Nb2O5 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, 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. Therefore, the content of the Nb2O5 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, and even more preferably 2.0% or more.
On the other hand, by making the content of the Nb 2 O 5 component 20.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small, devitrification due to an excessive content of the Nb 2 O 5 component can be reduced, and a decrease in the transmittance of the glass for visible light (particularly wavelengths of 500 nm or less) can be suppressed. Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component may be preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, even more preferably less than 10.0%, even more preferably less than 5.0%, and even more preferably less than 3.0%.
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0.5%超、さらに好ましくは0.7%超としてもよい。
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1.0%未満としてもよい。
The WO3 component is an optional component that, when contained at more than 0%, can increase the refractive index, lower the Abbe number, lower the glass transition point, and reduce devitrification while reducing coloration of the glass caused by other high refractive index components. Therefore, the content of the WO3 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 0.5%, and even more preferably more than 0.7%.
On the other hand, by making the content of the WO3 component 10.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced and the material cost can be reduced. Also, the coloring of the glass caused by the WO3 component can be reduced and the visible light transmittance can be increased. Therefore, the content of the WO3 component may be 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%.
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1.0%超、さらに好ましくは3.5%超、さらに好ましくは5.0%超、さらに好ましくは6.0%超としてもよい。
他方で、TiO2成分の含有量を38.0%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%未満、さらに好ましくは28.0%以下、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは21.0%未満としてもよい。
The TiO2 component is an optional component that, when contained at more than 0%, can increase the refractive index of the glass, lower the Abbe number, and reduce the devitrification of the glass. Therefore, the content of the TiO2 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 3.5%, even more preferably more than 5.0%, and even more preferably more than 6.0%.
On the other hand, by making the content of the TiO2 component 38.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, devitrification due to excessive inclusion of the TiO2 component can be reduced, and the decrease in the transmittance of the glass to visible light (especially wavelengths of 500 nm or less) can be suppressed. Therefore, the content of the TiO2 component may be preferably 38.0% or less, more preferably 35.0% or less, even more preferably less than 30.0%, even more preferably 28.0% or less, even more preferably less than 25.0%, and even more preferably less than 21.0%.
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, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index of the glass and can also increase the devitrification resistance.
On the other hand, by making the content of Ta2O5 component 10.0 % or less, the raw material cost of optical glass can be reduced, and the melting temperature of raw material is lowered, and the energy required for melting raw material is reduced, so the manufacturing cost of optical glass can also be reduced.Therefore, the content of Ta2O5 component may be 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 less than 1.0%.In particular, from the viewpoint of reducing material cost, it is most preferable not to contain Ta2O5 component.
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、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。
ZnO is an optional component that, when contained at more than 0%, can increase the melting property of the raw material, promote degassing from the molten glass, and increase the stability of the glass. It is also a component that can lower the glass transition temperature and improve the chemical durability.
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 devitrification due to an excessive decrease in viscosity can be reduced. Therefore, the content of the ZnO component may be preferably less than 5.0%, more preferably less than 4.0%, even more preferably less than 2.0%, even more preferably less than 1.0%, and even more preferably less than 0.5%.
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10.0%以下にし、又は、CaO成分の含有量を15.0%以下にし、又は、SrO成分の含有量を17.0%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10.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満とする。また、CaO成分の含有量は、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。また、SrO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13.0%以下、さらに好ましくは10.0%以下、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, the CaO component and the SrO component are optional components that, when contained in an amount of more than 0%, can adjust the refractive index, meltability and devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by making the content of the MgO component 10.0% or less, or the content of the CaO component 15.0% or less, or the content of the SrO component 17.0% or less, the decrease in the refractive index can be suppressed, and devitrification due to the excessive inclusion of these components can be reduced. Therefore, the content of the MgO component is preferably 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, even more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%. The content of the CaO component is preferably 15.0% or less, more preferably 13.0% or less, even more preferably 10.0% or less, even more preferably less than 6.5%, even more preferably less than 4.0%, and even more preferably less than 2.0%. The content of the SrO component is preferably 17.0% or less, more preferably 15.0% or less, even more preferably 13.0% or less, even more preferably 10.0% or less, even more preferably less than 6.5%, even more preferably less than 4.0%, and even more preferably less than 2.0%.
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、K2O成分を0%超含有する場合、相対屈折率の温度係数を小さくできる。
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。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%以下、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.3%未満としてもよい。また、Na2O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、K2O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4.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満としてもよい。
The Li2O component, Na2O component and K2O component are optional components that can improve the meltability of glass and lower the glass transition point when contained in an amount of more than 0%. In particular, when the K2O component is contained in an amount of more than 0%, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced.
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, the refractive index of the glass is less likely to decrease, and the devitrification of the glass can be reduced. In addition, by reducing the content of the Li 2 O component in particular, the viscosity of the glass is increased, and therefore the striae of the glass can be reduced. Therefore, the content of the Li 2 O component may be preferably 5.0% or less, more preferably less than 3.0%, even more preferably 1.0% or less, and even more preferably less than 0.3%. In addition, the content of the Na 2 O component may be 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%. In addition, the content of the K 2 O component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 7.0%, even more preferably less than 4.0%, and even more preferably less than 2.0%.
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, when contained in an amount exceeding 0%, can lower the liquidus temperature of the glass and thereby improve the devitrification resistance.
On the other hand, by making the content of the P2O5 component 10.0% or less, the deterioration of the chemical durability of the glass, particularly the water resistance , can be suppressed. Therefore, the content of the P2O5 component may be 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%, and the P2O5 component may not be contained.
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、さらに好ましくは0.1%未満としてもよい。
The GeO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index of the glass and improve the devitrification resistance.
However, the raw material price of GeO2 is high, and the production cost increases if the content is high. Therefore, the content of GeO2 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, even more preferably less than 1.0%, and even more preferably less than 0.1%.
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成分の含有量を15.0%以下にし、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成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%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%以下としてもよい。また、Ga2O3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 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 contained in an amount of more than 0%. Therefore, the content of the Al 2 O 3 component in particular 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 making the content of the Al 2 O 3 component 15.0% or less, or making the content of the Ga 2 O 3 component 10.0% or less, respectively, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the content of the Al 2 O 3 component may be preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, even more preferably less than 6.0%, even more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%. In addition, the content of the Ga 2 O 3 component may be 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%.
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, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index, decrease the Abbe number, and decrease the glass transition point.
On the other hand, by making the content of the Bi2O3 component 10.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the content of the Bi2O3 component may be 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%.
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 TeO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index and decrease the glass transition point.
On the other hand, TeO2 has a problem that it may be alloyed with platinum when melting glass raw materials in a platinum crucible or a melting tank whose part in contact with the molten glass is made of platinum. Therefore, the content of TeO2 component may be 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%.
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 SnO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, reduces the oxidation of the molten glass to clarify it and also increases the visible light transmittance of the glass.
On the other hand, by making the content of the SnO2 component 3.0% or less, it is possible to reduce coloration of the glass due to reduction of the molten glass and devitrification of the glass. In addition, alloying of the SnO2 component with the melting equipment (especially precious metals such as Pt) is reduced, so that the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the content of the SnO2 component 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 that can degas the molten glass when its content exceeds 0%.
On the other hand, by making the content of Sb 2 O 3 component 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 Sb 2 O 3 component may be preferably 1.0% or less, more preferably less than 0.5%, and further 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 for clarifying 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 which, when contained in an amount of more than 0%, can increase the Abbe number of the glass, lower the glass transition point, and improve resistance to devitrification.
However, when the content of the F component, i.e., the total amount of F in the fluorides which have substituted a part or all of the oxides of one or more of the above-mentioned metal elements, exceeds 10.0%, the amount of volatilization of the F component increases, making it difficult to obtain stable optical constants and homogeneous glass, and the Abbe number increases more than necessary.
Therefore, the content of the F component may be 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%.
SiO2成分及びB2O3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9.0%以上、さらに好ましくは12.0%超、さらに好ましくは15.0%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。
他方で、この合計量を37.0%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37.0%以下、より好ましくは34.0%以下、さらに好ましくは33.0%未満、さらに好ましくは28.0%未満、さらに好ましくは25.0%以下とする。
The total amount of SiO2 component and B2O3 is preferably 7.0% or more. This makes it easier to obtain stable glass. Therefore, the mass sum (SiO2 + B2O3 ) is preferably 7.0% or more, more preferably 9.0% or more, even more preferably more than 12.0%, even more preferably more than 15.0%, even more preferably more than 16.0%, and even more preferably more than 19.0%.
On the other hand, by making this total amount 37.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small. Therefore, the mass sum (SiO 2 +B 2 O 3 ) is preferably 37.0% or less, more preferably 34.0% or less, even more preferably less than 33.0%, even more preferably less than 28.0%, and even more preferably 25.0% or less.
Ln2O3成分の合計含有量(式中、LnはLa、Gd、Y、Ybからなる群より選択される1種以上)に対する、SiO2成分及びB2O3の合計含有量の比率(質量比)は、0.25以上が好ましい。この比率を大きくすることで、ガラスの屈折率を高められる。従って、質量比(SiO2+B2O3)/Ln2O3は、好ましくは0.25以上、より好ましくは0.35以上、さらに好ましくは0.45以上、さらに好ましくは0.56以上、さらに好ましくは0.67以上とする。
他方で、この質量比は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは3.00以下、より好ましくは2.00以下、さらに好ましくは1.50未満、さらに好ましくは1.20未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the total content of the SiO2 component and B2O3 to the total content of the Ln2O3 component (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La , Gd , Y, and Yb) is preferably 0.25 or more. By increasing this ratio, the refractive index of the glass can be increased. Therefore, the mass ratio ( SiO2 + B2O3 ) / Ln2O3 is preferably 0.25 or more, more preferably 0.35 or more, even more preferably 0.45 or more, even more preferably 0.56 or more, and even more preferably 0.67 or more.
On the other hand, from the viewpoint of obtaining a stable glass, this mass ratio may be preferably 3.00 or less, more preferably 2.00 or less, even more preferably less than 1.50, and even more preferably less than 1.20.
SiO2成分の含有量に対する、BaO成分の含有量の比率(質量比)は、1.50以上が好ましい。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、また化学的耐久性を高められる。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2.10以上、さらに好ましくは2.40以上、さらに好ましくは2.80以上とする。
他方で、この質量比BaO/SiO2の上限は無限大(SiO2の含有量が0%)であってもよいが、安定なガラスを得る観点から、好ましくは10.00以下、より好ましくは7.00未満、さらに好ましくは5.00未満、さらに好ましくは4.00未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to the content of the SiO2 component is preferably 1.50 or more. By increasing this ratio, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced and chemical durability can be improved. Therefore, the mass ratio BaO/ SiO2 is preferably 1.50 or more, more preferably 1.80 or more, even more preferably 2.10 or more, even more preferably 2.40 or more, and even more preferably 2.80 or more.
On the other hand, the upper limit of this mass ratio BaO/ SiO2 may be infinite ( SiO2 content is 0%), but from the viewpoint of obtaining a stable glass, it may be preferably 10.00 or less, more preferably less than 7.00, even more preferably less than 5.00, and even more preferably less than 4.00.
SiO2成分及びB2O3成分の合計含有量に対する、TiO2成分の含有量の比率(質量比)は、0.05以上が好ましい。この比率を大きくすることで、相対屈折率の温度係数を上がり難くでき、また、ガラスの材料コストを低減できる。従って、質量比TiO2/(SiO2+B2O3)は、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.10以上、さらに好ましくは0.20超、さらに好ましくは0.25超とする。
他方で、この質量比は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは3.00以下、より好ましくは2.00未満、さらに好ましくは1.70未満、さらに好ましくは1.40未満、さらに好ましくは1.10未満としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the content of TiO2 component to the total content of SiO2 component and B2O3 component is preferably 0.05 or more. By increasing this ratio, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made difficult to increase, and the material cost of the glass can be reduced. Therefore, the mass ratio TiO2 /( SiO2 + B2O3 ) is preferably 0.05 or more, more preferably 0.10 or more, even more preferably more than 0.20, and even more preferably more than 0.25.
On the other hand, from the viewpoint of obtaining a stable glass, this mass ratio may be preferably 3.00 or less, more preferably less than 2.00, even more preferably less than 1.70, even more preferably less than 1.40, and even more preferably less than 1.10.
SiO2成分、B2O3成分及びZnO成分の合計含有量に対する、BaO成分の含有量の比率(質量比)は、0.50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/(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1.00超、さらに好ましくは1.25超、さらに好ましくは1.30超、さらに好ましくは1.47以上とする。
他方で、この質量比BaO/(SiO2+B2O3+ZnO)は、安定なガラスを得る観点から、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.00以下、さらに好ましくは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1.65以下としてもよい。
The ratio (mass ratio) of the content of the BaO component to the total content of the SiO2 component, the B2O3 component, and the ZnO component is preferably more than 0.50. By increasing this ratio, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced. Therefore , the mass ratio BaO/( SiO2 + B2O3 + ZnO) is preferably more than 0.50, more preferably more than 0.60, even more preferably more than 0.80, even more preferably more than 1.00, even more preferably more than 1.25, even more preferably more than 1.30, and even more preferably 1.47 or more.
On the other hand, from the viewpoint of obtaining a stable glass, the mass ratio BaO/(SiO 2 +B 2 O 3 +ZnO) may be preferably 4.00 or less, more preferably 3.00 or less, even more preferably less than 2.50, even more preferably less than 2.00, even more preferably less than 1.80, and even more preferably 1.65 or less.
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24.0%超、さらに好ましくは28.0%超、さらに好ましくは30.0%超、さらに好ましくは32.0%超とする。
他方で、RO成分の質量和を55.0%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55.0%以下、より好ましくは50.0%以下、さらに好ましくは45.0%以下、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37.0%以下とする。
The sum of the contents (mass sum) of RO components (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is preferably 20.0% or more. This can reduce devitrification of the glass and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the mass sum of the RO components is preferably 20.0% or more, more preferably more than 24.0%, even more preferably more than 28.0%, even more preferably more than 30.0%, and even more preferably more than 32.0%.
On the other hand, by making the mass sum of the RO components 55.0% or less, the decrease in the refractive index can be suppressed and the stability of the glass can be increased. Therefore, the mass sum of the RO components is preferably 55.0% or less, more preferably 50.0% or less, even more preferably 45.0% or less, even more preferably less than 42.0%, even more preferably less than 40.0%, and even more preferably 37.0% or less.
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、よりに好ましくは7.0%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 sum of the contents (mass sum) of Rn 2 O components (wherein Rn is one or more 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, to make it difficult for the refractive index of the glass to decrease, and to reduce devitrification of the glass. Therefore, the mass sum of the Rn 2 O components is preferably 10.0% or less, more preferably less than 7.0%, even more preferably less than 4.0%, and even more preferably less than 2.0%.
<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 whose inclusion is undesirable 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 may be added as necessary to the extent that they do not impair the properties of the glass of the present invention. However, transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb, and Lu, have the property of coloring the glass and absorbing specific wavelengths in the visible range even when contained in small amounts alone or in combination, so it is preferable that they are substantially absent, especially in optical glasses that use wavelengths in the visible range.
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。 Furthermore, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components that impose a high environmental load, it is desirable that they are not substantially contained, that is, that 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, in recent years, there has been a trend to reduce the use of the components Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se as harmful chemical substances, and environmental measures are required not only in the glass manufacturing process, but also in the processing process and disposal after productization. Therefore, when environmental impact is important, it is preferable that these components 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、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: High-purity raw materials used for ordinary optical glass, such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphate compounds, are mixed uniformly as the raw materials for each of the above components so that the content of each component falls within a prescribed range, the mixture thus produced is placed in a platinum crucible, and melted in an electric furnace at a temperature range of 1000 to 1500°C for 1 to 10 hours depending on the degree of melting difficulty of the glass raw materials, stirred and homogenized, and then the temperature is lowered to an appropriate level, and the glass is 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1.75、より好ましくは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、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18、より好ましくは20、さらに好ましくは23、さらに好ましくは26、さらに好ましくは30を下限とする。このアッベ数(νd)は、好ましくは45、より好ましくは43、さらに好ましくは41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 refractive index (n d ) of the optical glass of the present invention preferably has a lower limit of 1.75, more preferably 1.77, and even more preferably 1.78. This refractive index (n d ) may preferably have an upper limit of 2.10, more preferably 2.00, and even more preferably 1.90. Furthermore, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention preferably has a lower limit of 18, more preferably 20, even more preferably 23, even more preferably 26, and even more preferably 30. This Abbe number (ν d ) may preferably have an upper limit of 45, more preferably 43, and even more preferably 41.
By having such a high refractive index, a large amount of light refraction can be obtained even if the optical element is made thin. In addition, by having such a high dispersion, when used as a single lens, the focus can be appropriately shifted depending on the wavelength of light. Therefore, for example, when an optical system is configured by combining it with an optical element having low dispersion (high Abbe number), the aberration of the entire optical system can be reduced, and high imaging characteristics can be achieved.
Thus, the optical glass of the present invention is useful in optical design, and in particular when used in an optical system, it is possible to reduce the size of the optical system while achieving high imaging characteristics, thereby expanding the freedom of optical design.
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+2.15)≦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+2.15)の関係を満たすことが好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.17)の関係を満たすことがより好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.20)の関係を満たすことがさらに好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.21)の関係を満たすことがさらに好ましく、nd≧(-0.0112νd+2.22)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+2.30)の関係を満たすことがより好ましく、nd≦(-0.0112νd+2.27)の関係を満たすことがより好ましく、nd≦(-0.0112νd+2.25)の関係を満たすことがさらに好ましい。
Here, the optical glass of the present invention preferably has a refractive index (n d ) and an Abbe number (v d ) that satisfy the relationship: (-0.0112vd+2.15)≦n d≦(-0.0112vd+2.35). In the glass having the composition specified in the present invention, the refractive index (n d ) and the Abbe number (v d ) satisfying this relationship makes it possible to obtain a more stable glass.
Therefore, in the optical glass of the present invention, the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ) preferably satisfy the relationship n d ≧(-0.0112ν d +2.15), more preferably satisfy the relationship n d ≧(-0.0112ν d +2.17), even more preferably satisfy the relationship n d ≧(-0.0112ν d +2.20), even more preferably satisfy the relationship n d ≧(-0.0112ν d +2.21), and even more preferably satisfy the relationship n d ≧(-0.0112ν d +2.22).
On the other hand, in the optical glass of the present invention, the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ) preferably satisfy the relationship n d ≦(-0.0112ν d + 2.35), more preferably satisfy the relationship n d ≦(-0.0112ν d + 2.30), more preferably satisfy the relationship n d ≦(-0.0112ν d + 2.27), and further preferably satisfy the relationship n d ≦(-0.0112ν d + 2.25).
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+1.0×10-6℃-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-1.0×10-6℃-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18以上45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殆ど知られておらず、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 of relative refractive index (dn/dT).
More specifically, the upper limit of 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 , and even more preferably +1.0×10 −6 ° C. −1 , and the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention can be either this upper limit or a value lower (on the negative side).
On the other hand, the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention has a lower limit of preferably −10.0×10 −6 ° C. −1 , more preferably −5.0×10 −6 ° C. −1 , and even more preferably −1.0×10 −6 ° C. −1 , and can take on values either higher than this lower limit (on the positive side).
Among these, glass with a refractive index (n d ) of 1.75 or more and an Abbe number (ν d ) of 18 to 45 is hardly known that has a low temperature coefficient of the relative refractive index, which broadens the options for correcting image shifts and the like caused by temperature changes and makes the correction easier. Therefore, setting the temperature coefficient of the relative refractive index in such a range can contribute to correcting image shifts and the like caused by temperature changes.
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 with a wavelength of 589.29 nm in air at the same temperature as the optical glass, and is expressed as the amount of change (°C -1 ) per degree Celsius when the temperature is changed from 40°C to 60°C.
[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]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced, for example, by using a polishing means or a mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. That is, a glass molded body can be produced by performing mechanical processing such as grinding and polishing on the optical glass, a preform for mold press molding can be produced from the optical glass, and the preform can be subjected to reheat press molding and then polished to produce a glass molded body, or a preform produced by polishing or a preform molded by known floating molding can be subjected to precision press molding to produce a glass molded body. Note that the means for producing a glass molded body are 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。 In this way, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. In particular, it is preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and use this preform to perform reheat press molding, precision press molding, or the like to produce optical elements such as lenses and prisms. This makes it possible to form preforms with large diameters, so that while the optical elements can be made larger, high-definition, high-precision imaging and projection characteristics can be achieved when used in optical equipment.
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 optical elements such as lenses, prisms, and mirrors, and can typically be used in devices that are prone to high temperatures, such as in-vehicle optical devices, projectors, and copy machines.
本発明の実施例(No.1~No.60)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)及び相対屈折率の温度係数(dn/dT)の結果を表1~表9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。 The compositions of the examples (No. 1 to No. 60) of the present invention and the comparative example (No. A), as well as the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), and temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT) of these glasses are shown in Tables 1 to 9. Note that the following examples are merely for illustrative purposes, and the present invention is 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、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 glasses in the examples and comparative examples of the present invention were all made by selecting high-purity raw materials used in ordinary optical glass, such as the corresponding oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphate compounds, as the raw materials for each component, weighing them out to obtain the composition ratios of each example shown in the table, mixing them uniformly, and then placing them in a platinum crucible. Depending on the degree of difficulty of melting the glass raw materials, the mixture was melted in an electric furnace at a temperature range of 1000 to 1500°C for 1 to 10 hours, and then stirred and homogenized before being 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。なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を-25℃/hrとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。 The refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) of the glasses of the 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 ) was calculated from the formula Abbe number (ν d ) = [(n d -1) / (n F -n C )] using the refractive index of the d - line, the refractive index (n F ) for the F-line (486.13 nm) of a hydrogen lamp, and the refractive index (n C ) for the C-line (656.27 nm ). Then, from the obtained values of the refractive index (n d ) and the Abbe number (ν d ), the intercept b when the slope a is 0.0112 in the relational expression n d = -a × ν d + b was obtained. The glass used in this measurement was treated in an annealing furnace with an annealing rate of -25 ° C / hr.
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 of the relative refractive index (dn/dT) of the glasses in the examples and comparative examples was measured by the interference method described in the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS18-2008 "Method for measuring the temperature coefficient of refractive index of optical glass," measuring the value of the temperature coefficient of the relative refractive index for light with a wavelength of 589.29 nm when the temperature was changed from 40°C to 60°C.
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(℃-1)以下の範囲内にあり、所望の範囲内であった。 As shown in the table, the optical glasses of the examples all had a temperature coefficient of relative refractive index within the range of +3.0×10 -6 to -10.0×10 -6 (°C -1 ), more specifically within the range of ±2.0×10 -6 (°C -1 ), which was within the desired range.
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18以上45以下の範囲内、より詳細には23以上43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+2.15)≦nd≦(-0.0112νd+2.35)の関係を満たしており、より詳細には(-0.0112νd+2.17)≦nd≦(-0.0112νd+2.26)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。
The optical glasses of the Examples all had a refractive index (n d ) of 1.75 or more, which was within the desired range. The optical glasses of the Examples of the present invention all had an Abbe number (ν d ) in the range of 18 to 45, more specifically, in the range of 23 to 43, which was within the desired range.
Furthermore, the optical glasses of the examples of the present invention had refractive index (n d ) and Abbe number (v d ) that satisfied the relationship of (-0.0112v d + 2.15)≦n d ≦(-0.0112v d + 2.35), and more specifically, the relationship of (-0.0112v d + 2.17)≦n d ≦(-0.0112v d + 2.26). The relationship between the refractive index (n d ) and Abbe number (v d ) for the glasses of the examples of the present application is as shown in FIG.
また、実施例の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。 In addition, the optical glass of the examples formed stable glass, and devitrification was unlikely to occur during glass production.
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。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。 It was therefore evident that the optical glasses of the Examples have a refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) within the desired range, and have a low temperature coefficient of relative refractive index. From this, it is presumed that the optical glasses of the Examples of the present invention will contribute to the miniaturization and weight reduction of optical systems such as in-vehicle optical devices and projectors used in high-temperature environments, and will contribute to the correction of deviations in imaging characteristics due to temperature changes.
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, a glass block was formed using the optical glass of the embodiment of the present invention, and this glass block was then ground and polished to be processed into the shapes of lenses and prisms. As a result, it was possible to stably process a variety of 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。 The present invention has been described in detail above for illustrative purposes, but it will be understood that the present examples are for illustrative purposes only and that many modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (10)
B2O3成分を12.0%以上35.0%以下、
La2O3成分を30.31%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20.0%超45.0%以下、
BaO成分を22.0%超37.0%以下、
TiO2成分を12.41%以下、
ZnO成分を1.0%未満
含有し、
質量和TiO2+ZrO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5が0%超13.37%以下であり、
1.78以上1.90以下の屈折率(nd)を有し、35.9以上43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~-1.0×10-6(℃-1)の範囲内にある光学ガラス。 In mass percent,
B2O3 component is 12.0% or more and 35.0% or less,
La2O3 component is 30.31 % or less,
A total content of Ln2O3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, and Yb) is more than 20.0% and not more than 45.0%;
BaO content is more than 22.0% and not more than 37.0%;
TiO2 component is 12.41% or less,
Contains less than 1.0% ZnO;
The mass sum of TiO2 + ZrO2 + WO3 + Nb2O5 + Ta2O5 is more than 0% and 13.37 % or less,
An optical glass having a refractive index (n d ) of 1.78 or more and 1.90 or less , an Abbe number (ν d ) of 35.9 or more and 43 or less, and a temperature coefficient (40 to 60° C.) of the relative refractive index (589.29 nm) within the range of +3.0×10 -6 to -1.0 ×10 -6 (° C. -1 ).
SiO2成分 0~22.0%、
Gd2O3成分 0~15.0%、
Y2O3成分 0~25.0%、
Yb2O3成分 0~10.0%、
ZrO2成分 0~10.0%未満、
Nb2O5成分 0~10.0%未満、
WO3成分 0~10.0%、
Ta2O5成分 0~10.0%、
MgO成分 0~10.0%、
CaO成分 0~15.0%、
SrO成分 0~17.0%、
Li2O成分 0~5.0%、
Na2O成分 0~10.0%、
K2O成分 0~10.0%、
P2O5成分 0~10.0%、
GeO2成分 0~10.0%、
Al2O3成分 0~15.0%、
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%である請求項1記載の光学ガラス。 In mass percent,
SiO2 component 0 to 22.0%,
Gd2O3 component 0 to 15.0%,
Y2O3 component 0 to 25.0 %,
Yb 2 O 3 component 0-10.0%,
ZrO2 component 0 to less than 10.0%
Nb2O5 component 0 to less than 10.0%
WO3 component 0 to 10.0%,
Ta2O5 component 0-10.0 %,
MgO content: 0 to 10.0%
CaO content: 0 to 15.0%
SrO content 0 to 17.0%,
Li 2 O component 0-5.0%,
Na2O content 0-10.0%,
K 2 O component 0-10.0%,
P 2 O 5 component 0-10.0%,
GeO2 component 0 to 10.0%,
Al 2 O 3 component 0-15.0%,
Ga2O3 component 0 to 10.0 %,
Bi2O3 component 0 to 10.0%,
TeO2 component 0 to 10.0%,
SnO2 component 0 to 3.0%,
Sb 2 O 3 component 0-1.0%
and
2. The optical glass according to claim 1, wherein the content of F in the fluoride which has substituted a part or all of the oxide of one or more of said elements is 0 to 10.0 mass %.
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