JP2010105906A - Optical glass, optical element, and preform for precision press-molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォームに関する。 The present invention relates to an optical glass, an optical element, and a precision press-molding preform.
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。 In recent years, the digitization and high definition of devices that use optical systems have been rapidly progressing, and the precision of optical elements such as lenses used in various optical devices, including photography devices such as digital cameras and video cameras, The demand for light weight and downsizing is increasing.
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、1.85以上2.20以下の高い屈折率(nd)を有する高屈折率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ガラスとしては、例えば屈折率(nd)が1.886以上1.963以下の光学ガラスとして、特許文献1に代表されるようなテルライトガラスが知られており、屈折率(nd)が1.971以上2.021以下の光学ガラスとして、特許文献2に代表されるようなテルライトガラスが知られている。 Demand for a high refractive index glass having a high refractive index (n d ) of 1.85 or more and 2.20 or less that can reduce the weight and size of the optical element, among optical glasses for producing optical elements. Is growing very much. As such a high refractive index glass, for example, a tellurite glass represented by Patent Document 1 is known as an optical glass having a refractive index (n d ) of 1.886 or more and 1.963 or less. As an optical glass having a rate (n d ) of 1.971 or more and 2.021 or less, tellurite glass represented by Patent Document 2 is known.
こうした光学素子の製造方法としては、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を加熱軟化して、高精度な成形面を持つ金型で加圧成形する方法(精密プレス成形)が用いられている。 As a method for manufacturing such an optical element, a preform material obtained by cutting and polishing a gob or a glass block, or a preform material formed by a known floating molding or the like is heated and softened to have a highly accurate molding surface. The pressure molding method (precision press molding) is used.
しかしながら、特許文献1で開示されたガラスでは、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが小さいものが多く、これらのガラスの熱的安定性が低かった。そのため、このガラスからプリフォーム材を作製し、プリフォーム材を加熱軟化及び成形して光学素子を作製しようとすると、加熱軟化したガラスの結晶化によって、作製した光学素子が失透したり、光学素子の光学特性に影響が及んだりしていた。 However, many of the glasses disclosed in Patent Document 1 have a small difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx), and the thermal stability of these glasses was low. Therefore, when a preform material is produced from this glass and an optical element is produced by heating and softening and molding the preform material, the produced optical element is devitrified or optically deformed due to crystallization of the heat-softened glass. The optical characteristics of the element were affected.
また、特許文献2で開示されたガラスは、全体的に茶色く着色するものも多かった。着色したガラスは、可視域における透明性が大きく失われていて、光学素子の材料として適切なものではなかった。 Moreover, many of the glasses disclosed in Patent Document 2 are colored brown overall. The colored glass has been greatly lost in transparency in the visible range, and is not suitable as a material for optical elements.
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、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ない光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得ることにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is to have high thermal stability and coloration while the refractive index (n d ) is within a desired range. The object is to obtain a small amount of optical glass, an optical element using the same, and a preform for precision press molding.
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、TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、可視域におけるガラスの透明性が高められ、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなることを見出し、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-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive test studies. As a result, the TeO 2 component and the B 2 O 3 component are used together as essential components, and the TeO 2 component, the B 2 O 3 component, the GeO By suppressing the content of the two components, the SiO 2 component, and the P 2 O 5 component within a predetermined range, the refractive index of the glass is increased, and the transparency of the glass in the visible region is increased, and the glass transition point ( The difference ΔT between Tg) and the crystallization start temperature (Tx) was found to be large, and the present invention was completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、B2O3成分を1.0〜50.0%、GeO2成分を0〜20.0%、SiO2成分を0〜20.0%、及びP2O5成分を0〜20.0%含有する光学ガラス。 (1) TeO 2 component is 10.0 to 95.0%, B 2 O 3 component is 1.0 to 50.0%, and GeO 2 component in mol% with respect to the total amount of glass in oxide conversion composition. 0 to 20.0%, SiO 2 component 0 to 20.0%, and P 2 O 5 component 0 to 20.0% optical glass.
(2) 酸化物換算組成の物質量比(GeO2+SiO2+P2O5)/(TeO2+B2O3)が0.076未満である(1)記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein the substance amount ratio (GeO 2 + SiO 2 + P 2 O 5 ) / (TeO 2 + B 2 O 3 ) of the oxide equivalent composition is less than 0.076.
(3) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTiO2成分を2.5%未満さらに含有する(1)又は(2)記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), which further contains less than 2.5% of a TiO 2 component in mol% with respect to the total amount of the glass having an oxide conversion composition.
(4) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
WO3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(3)のいずれか記載の光学ガラス。
(4) WO 3 component 0 to 10.0% and / or Bi 2 O 3 component 0 to 10.0% in mol% with respect to the total amount of glass in the oxide equivalent composition
The optical glass according to any one of (1) to (3), further comprising:
(5) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和TiO2+WO3+Bi2O3がモル%で0%より多く5.0%以下である(3)又は(4)記載の光学ガラス。 (5) The optical glass according to (3) or (4), wherein the substance amount sum TiO 2 + WO 3 + Bi 2 O 3 with respect to the total amount of the glass having an oxide conversion composition is from 0% to 5.0% in mol%. .
(6) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
La2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
In2O3成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(5)のいずれか記載の光学ガラス。
(6) La 2 O 3 component 0 to 30.0% and / or Gd 2 O 3 component 0 to 30.0% and / or Y 2 O in mol% with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition 3 components 0 to 30.0% and / or Ta 2 O 5 components 0 to 20.0% and / or In 2 O 3 components 0 to 20.0%
The optical glass according to any one of (1) to (5), further comprising:
(7) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でGa2O3成分を5.0%未満さらに含有する(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), further containing less than 5.0% of a Ga 2 O 3 component in mol% with respect to the total amount of glass having an oxide equivalent composition.
(8) 酸化物換算組成の物質量比M/(TeO2+B2O3)(式中、MはTiO2、WO3、Bi2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、Ta2O5、Ga2O3及びIn2O3からなる群より選択される1種以上)が0.020以上及び0.240以下である(3)から(7)のいずれか記載の光学ガラス。 (8) Substance amount ratio M / (TeO 2 + B 2 O 3 ) in oxide equivalent composition (wherein, M is TiO 2 , WO 3 , Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2) Any one of (3) to (7), wherein at least one selected from the group consisting of O 3 , Ta 2 O 5 , Ga 2 O 3 and In 2 O 3 is 0.020 or more and 0.240 or less. The optical glass described.
(9) 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%で
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜20.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0%及び/又は
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜30.0%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する(1)から(8)のいずれか記載の光学ガラス。
(9) relative to the glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of, 0~25.0% Li 2 O component in mol% and / or Na 2 O component from 0 to 20.0% and / or K 2
The optical glass according to any one of (1) to (8), further comprising:
(10) 1.85以上2.20以下の屈折率(nd)を有し、10以上40以下のアッベ数(νd)を有する(1)から(9)のいずれか記載の光学ガラス。 (10) The optical glass according to any one of (1) to (9), which has a refractive index (n d ) of 1.85 or more and 2.20 or less and an Abbe number (ν d ) of 10 or more and 40 or less.
(11) ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが100℃以上である(1)から(10)のいずれか記載の光学ガラス。 (11) The optical glass according to any one of (1) to (10), wherein the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is 100 ° C. or higher.
(12) (1)から(11)のいずれか記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。 (12) An optical element formed by precision press molding the optical glass according to any one of (1) to (11).
(13) (1)から(11)のいずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。 (13) A precision press-molding preform comprising the optical glass according to any one of (1) to (11).
(14) (13)記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。 (14) An optical element obtained by precision press-molding the precision press-molding preform described in (13).
本発明によれば、TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、可視域におけるガラスの透明性が高められ、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなる。このため、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ない光学ガラスと、これを用いた光学素子及び精密プレス成形用プリフォームを得ることができる。 According to the present invention, a TeO 2 component and a B 2 O 3 component are used in combination as essential components, and the content of TeO 2 component, B 2 O 3 component, GeO 2 component, SiO 2 component, and P 2 O 5 component By keeping the value within a predetermined range, the refractive index of the glass is increased, the transparency of the glass in the visible region is enhanced, and the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is large. Become. For this reason, an optical glass having high thermal stability and little coloring while having a refractive index ( nd ) within a desired range, an optical element using the optical glass, and a precision press molding preform are obtained. Can do.
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル%でTeO2成分を10.0〜95.0%、及びB2O3成分を1.0〜50.0%含有する。TeO2成分とB2O3成分とを必須成分として併用し、TeO2成分、B2O3成分、GeO2成分、SiO2成分、及びP2O5成分の含有率を上記範囲内に抑えることによって、ガラスの屈折率が高められるとともに、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。また、TeO2成分及びB2O3成分を併用することによって、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、ガラスの着色を低減することができる。従って、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、かつ着色が少ない光学ガラスを得ることができる。 In the optical glass of the present invention, the TeO 2 component is 10.0 to 95.0% and the B 2 O 3 component is 1.0 to 50.0 in mol% with respect to the total amount of the glass having an oxide equivalent composition. %contains. TeO 2 component and B 2 O 3 component are used in combination as essential components, and the content of TeO 2 component, B 2 O 3 component, GeO 2 component, SiO 2 component, and P 2 O 5 component is suppressed within the above range. As a result, the refractive index of the glass is increased, and the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is considered to be increased, so that the devitrification resistance of the glass can be increased. Further, by combining the TeO 2 component and B 2 O 3 component, since the transparency of the glass is increased in the visible region, it is possible to reduce the coloration of the glass. Therefore, it is possible to obtain an optical glass having high thermal stability and little coloring while having a refractive index (n d ) within a desired range.
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が、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は、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. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. be able to. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the meaning of invention is not limited.
[ガラス成分]
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、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、金属弗化物等が溶融時に全て分解されて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物質量を100モル%として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, unless otherwise specified, the content of each component is all expressed in mol% with respect to the total amount of glass having an oxide equivalent composition. Here, the “oxide equivalent composition” means that the oxide, composite salt, metal fluoride, etc. used as the raw material of the glass component of the present invention are all decomposed and changed into an oxide when melted. The composition represents the respective components contained in the glass, with the total amount of the generated oxide as 100 mol%.
<必須成分、任意成分について>
TeO2成分は、ガラスの網目を構成し、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を低くする成分である。特に、TeO2成分の含有率を10.0%以上にすることで、ガラス化を容易にすることができる。一方、TeO2成分の含有率を95.0%以下にすることで、ガラスの耐失透性を向上することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTeO2成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは20.0%を下限とし、好ましくは95.0%、より好ましくは85.0%、最も好ましくは75.0%を上限とする。TeO2成分は、原料として例えばTeO2等を用いてガラス内に含有することができる。
<About essential and optional components>
The TeO 2 component is a component that constitutes a glass network, increases the refractive index of the glass, and lowers the partial dispersion ratio (θg, F) of the glass. In particular, vitrification can be facilitated by setting the content of the TeO 2 component to 10.0% or more. On the other hand, by setting the content of TeO 2 components below 95.0%, it is possible to improve the devitrification resistance of the glass. Accordingly, the content of the TeO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 10.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 20.0%, and preferably 95. The upper limit is 0%, more preferably 85.0%, and most preferably 75.0%. The TeO 2 component can be contained in the glass using, for example, TeO 2 as a raw material.
B2O3成分は、ガラスの網目を構成する成分である。特に、B2O3成分の含有率を1.0%以上にすることで、ガラスの安定性をより高めることができる。一方、B2O3成分の含有率を50.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、ガラスの耐水性等の化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するB2O3成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは5.0%を下限とし、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、最も好ましくは40.0%を上限とする。B2O3成分は、原料として例えばH3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7・10H2O、BPO4等を用いてガラス内に含有することができる。 The B 2 O 3 component is a component constituting a glass network. In particular, the stability of the glass can be further improved by setting the content of the B 2 O 3 component to 1.0% or more. On the other hand, by setting the content of the B 2 O 3 component to 50.0% or less, the refractive index of the glass is hardly lowered, and the chemical durability such as the water resistance of the glass can be increased. Accordingly, the content of the B 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 1.0%, more preferably 3.0%, and most preferably 5.0%, and preferably The upper limit is 50.0%, more preferably 45.0%, and most preferably 40.0%. The B 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, H 3 BO 3 , Na 2 B 4 O 7 , Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O, BPO 4 or the like as a raw material.
GeO2成分は、ガラスの内部透過率を高めるとともに、ガラスの網目を構成し、ガラスを安定化させて成形時の失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、GeO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス転移点(Tg)及び溶解温度を下げることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGeO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。GeO2成分は、原料として例えばGeO2等を用いてガラス内に含有することができる。 The GeO 2 component is a component that increases the internal transmittance of the glass, constitutes a glass network, stabilizes the glass, and reduces devitrification during molding, and is an optional component in the optical glass of the present invention. . In particular, by setting the content of the GeO 2 component to 20.0% or less, the glass transition point (Tg) and the melting temperature can be lowered. Accordingly, the content of the GeO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. The GeO 2 component can be contained in the glass using, for example, GeO 2 as a raw material.
SiO2成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SiO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望のガラスの屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSiO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。SiO2成分は、原料として例えばSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。 The SiO 2 component is a component that promotes stable glass formation and reduces devitrification of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the SiO 2 component 20.0% or less, it is possible to easily obtain a desired refractive index of glass. Therefore, the content of the SiO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. SiO 2 component may be contained in the glass by using as a raw material such as SiO 2, K 2 SiF 6, Na 2 SiF 6 or the like.
P2O5成分は、ガラスの網目を構成する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、P2O5成分の含有率を20.0%以下にすることで、失透傾向を低減してガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するP2O5成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。P2O5成分は、原料として例えばAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等を用いてガラス内に含有することができる。 P 2 O 5 component is a component constituting the network of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of the P 2 O 5 component to 20.0% or less, the devitrification tendency can be reduced and the stability of the glass can be increased. Therefore, the content of the P 2 O 5 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. The P 2 O 5 component can be contained in the glass using, for example, Al (PO 3 ) 3 , Ca (PO 3 ) 2 , Ba (PO 3 ) 2 , BPO 4 , H 3 PO 4 or the like as a raw material. .
本発明の光学ガラスでは、物質量和(TeO2+B2O3)に対する物質量和(GeO2+SiO2+P2O5)の物質量比が、0.076未満であることが好ましい。この物質量和を0.076未満にすることで、溶融ガラスにおける結晶核の形成及び結晶の成長が低減され、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高め、ガラスを乳白化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量比(GeO2+SiO2+P2O5)/(TeO2+B2O3)は、好ましくは0.076未満とし、より好ましくは0.073、最も好ましくは0.070を上限とする。 In the optical glass of the present invention, the substance amount ratio of the substance amount sum (GeO 2 + SiO 2 + P 2 O 5 ) to the substance amount sum (TeO 2 + B 2 O 3 ) is preferably less than 0.076. By making the amount of this substance less than 0.076, the formation of crystal nuclei and crystal growth in the molten glass are reduced, and the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) becomes large. Since it is considered, it is possible to increase the devitrification resistance of the glass and to make the glass less milky. Therefore, the substance amount ratio (GeO 2 + SiO 2 + P 2 O 5 ) / (TeO 2 + B 2 O 3 ) with respect to the total glass substance amount of the oxide conversion composition is preferably less than 0.076, more preferably 0.073. Most preferably, the upper limit is 0.070.
TiO2成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、TiO2成分の含有率を2.5%未満にすることで、TiO2成分によるガラスの内部透過率の低下が抑制されるため、高屈折率でありながら所望の高透過率を有するガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTiO2成分の含有率は、好ましくは2.5%未満とし、より好ましくは2.0%、最も好ましくは1.5%を上限とする。TiO2成分は、原料として例えばTiO2等を用いてガラス内に含有することができる。 TiO 2 component is a component that raises the refractive index of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the TiO 2 component is less than 2.5%, a decrease in the internal transmittance of the glass due to the TiO 2 component is suppressed, so that the glass having a desired high transmittance while having a high refractive index. Can be obtained. Therefore, the content of the TiO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably less than 2.5%, more preferably 2.0%, and most preferably 1.5%. TiO 2 component may be contained in the glass by using as the starting material for example TiO 2 or the like.
WO3成分は、ガラスの屈折率及び分散性を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、WO3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスが紫外光にさらされた場合のガラスの着色を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するWO3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。特に、WO3成分を含有すると可視域の特定の波長に吸収が生じ易くなるため、ガラスの着色の面では、WO3成分を実質的に含まないことが好ましい。WO3成分は、原料として例えばWO3等を用いてガラス内に含有することができる。 The WO 3 component is a component that increases the refractive index and dispersibility of the glass and increases the partial dispersion ratio (θg, F) of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of the WO 3 component to 10.0% or less, it is possible to reduce the coloring of the glass when the glass is exposed to ultraviolet light. Therefore, the upper limit of the content of the WO 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%. In particular, when a WO 3 component is contained, absorption tends to occur at a specific wavelength in the visible range. Therefore, it is preferable that the WO 3 component is not substantially contained in terms of coloring of the glass. The WO 3 component can be contained in the glass using, for example, WO 3 as a raw material.
Bi2O3成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Bi2O3成分の含有率を10.0%以下にすることで、ガラスの内部透過率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するBi2O3成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Bi2O3成分は、原料として例えばBi2O3等を用いてガラス内に含有することができる。 Bi 2 O 3 component, increasing the refractive index of the glass, the partial dispersion ratio of glass ([theta] g, F) or to enhance the, are optional components of the optical glass of the present invention. In particular, the internal transmittance of the glass can be made difficult to decrease by setting the content of the Bi 2 O 3 component to 10.0% or less. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%. The Bi 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Bi 2 O 3 as a raw material.
本発明の光学ガラスでは、TiO2成分、WO3成分、及びBi2O3成分の含有率の物質量和が、0%より多く5.0%以下であることが好ましい。この物質量和を0%より多くすることで、ガラスの内部透過率を高めつつ、所望のガラスの屈折率を維持することができる。また、この物質量和を5.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を高めつつ、所望のガラスの内部透過率を維持することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和(TiO2+WO3+Bi2O3)は、好ましくは0%より多く、より好ましくは1.0%、最も好ましくは2.0%を下限とし、好ましくは5.0%、より好ましくは4.5%、最も好ましくは4.0%を上限とする。 In the optical glass of the present invention, it is preferable that the substance amount sum of the contents of the TiO 2 component, the WO 3 component, and the Bi 2 O 3 component is more than 0% and not more than 5.0%. By making this amount of substance sum more than 0%, it is possible to maintain the desired refractive index of the glass while increasing the internal transmittance of the glass. Further, by setting the amount of this substance to 5.0% or less, it is possible to maintain the desired internal transmittance of the glass while increasing the refractive index of the glass. Therefore, the total amount of substances (TiO 2 + WO 3 + Bi 2 O 3 ) with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably more than 0%, more preferably 1.0%, and most preferably 2.0%. The lower limit is preferably set to 5.0%, more preferably 4.5%, and most preferably 4.0%.
La2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、La2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するLa2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。La2O3成分は、原料として例えばLa2O3、La(NO3)3・XH2O(Xは任意の整数)等を用いてガラス内に含有することができる。 The La 2 O 3 component is a component that suppresses devitrification during glass molding, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the La 2 O 3 component 30.0% or less, vitrification can be facilitated and the melting temperature can hardly be increased. Therefore, the content of the La 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%. The La 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, La 2 O 3 , La (NO 3 ) 3 .XH 2 O (X is an arbitrary integer) or the like as a raw material.
Gd2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Gd2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGd2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Gd2O3成分は、原料として例えばGd2O3、GdF3等を用いてガラス内に含有することができる。 The Gd 2 O 3 component is a component that suppresses devitrification during glass molding, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the Gd 2 O 3 component 30.0% or less, vitrification can be facilitated and the melting temperature can hardly be increased. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%. The Gd 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Gd 2 O 3 , GdF 3 or the like as a raw material.
Y2O3成分は、ガラス成形時における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Y2O3成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス化を容易にし、溶解温度を高くなり難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するY2O3成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Y2O3成分は、原料として例えばY2O3、YF3等を用いてガラス内に含有することができる。 The Y 2 O 3 component is a component that suppresses devitrification during glass molding, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the Y 2 O 3 component 30.0% or less, vitrification can be facilitated and the melting temperature can be made difficult to increase. Accordingly, the content of the Y 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%. The Y 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Y 2 O 3 , YF 3 or the like as a raw material.
Ta2O5成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ta2O5成分の含有率を20.0%以下にすることで、成形時におけるガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するTa2O5成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。Ta2O5成分は、原料として例えばTa2O5等を用いてガラス内に含有することができる。 Ta 2 O 5 component is a component that raises the refractive index of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Ta 2 O 5 component below 20.0%, it is possible to reduce the devitrification of the glass during molding. Accordingly, the content of the Ta 2 O 5 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. The Ta 2 O 5 component can be contained in the glass using, for example, Ta 2 O 5 as a raw material.
In2O3成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、In2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するIn2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。In2O3成分は、原料として例えばIn2O3等を用いてガラス内に含有することができる。 The In 2 O 3 component is a component that increases the refractive index of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of In 2 O 3 component below 20.0%, it is possible to increase the stability of the glass. Therefore, the content of the In 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. The In 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, In 2 O 3 as a raw material.
Ga2O3成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスのヌープ硬さを高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ga2O3成分の含有率を5.0%未満にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。また、Ga2O3成分は非常に高価な原料であることから、ガラスの材料コストを抑える点では、Ga2O3成分の含有率は少ない方が望ましい。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するGa2O3成分の含有率は、好ましくは5.0%未満とし、より好ましくは4.0%、最も好ましくは3.0%を上限とする。Ga2O3成分は、原料として例えばGa2O3等を用いてガラス内に含有することができる。 Ga 2 O 3 component increases the refractive index of the glass, or to enhance the Knoop hardness of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Ga 2 O 3 component to less than 5.0%, it is possible to increase the stability of the glass. Further, since the Ga 2 O 3 component is a very expensive raw material, it is desirable that the content of the Ga 2 O 3 component is small in terms of suppressing the material cost of the glass. Therefore, the Ga 2 O 3 component content relative to the total amount of glass in the oxide equivalent composition is preferably less than 5.0%, more preferably 4.0%, and most preferably 3.0%. . The Ga 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Ga 2 O 3 as a raw material.
本発明の光学ガラスでは、物質量和(TeO2+B2O3)に対する物質量和(TiO2+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3+Y2O3+Ta2O5+Ga2O3+In2O3)の物質量比が、0.020以上及び0.240以下であることが好ましい。この物質量和を0.020以上にすることで、所望の高屈折率を有するガラスを得易くすることができる。また、この物質量和を0.240以下にすることで、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが大きくなると考えられるため、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量比(TiO2+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3+Y2O3+Ta2O5+Ga2O3+In2O3)/(TeO2+B2O3)は、好ましくは0.020、より好ましくは0.050、さらに好ましくは0.080、最も好ましくは0.100を下限とし、好ましくは0.240、より好ましくは0.220、最も好ましくは0.200を上限とする。 In the optical glass of the present invention, the substance amount sum (TiO 2 + WO 3 + Bi 2 O 3 + La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 + Ta 2 O 5 + Ga 2 O with respect to the substance amount sum (TeO 2 + B 2 O 3 ). 3 + In 2 O 3 ) is preferably 0.020 or more and 0.240 or less. By making this amount of substance sum 0.020 or more, it is possible to easily obtain a glass having a desired high refractive index. Moreover, since it is considered that the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is increased by setting the total amount of this material to 0.240 or less, the devitrification resistance of the glass is increased. Can do. Therefore, the substance amount ratio (TiO 2 + WO 3 + Bi 2 O 3 + La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 + Ta 2 O 5 + Ga 2 O 3 + In 2 O 3 ) / the total amount of glass in the oxide conversion composition / (TeO 2 + B 2 O 3 ) is preferably 0.020, more preferably 0.050, still more preferably 0.080, most preferably 0.100, and preferably 0.240, more preferably 0. 220, most preferably 0.200.
Li2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Li2O成分の含有率を25.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するLi2O成分の含有率は、好ましくは25.0%、より好ましくは20.0%、さらに好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Li2O成分は、原料として例えばLi2CO3、LiNO3、LiF等を用いてガラス内に含有することができる。 Li 2 O component is a component that lowers the melting temperature and the glass transition point of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Li 2 O component below 25.0%, it is possible to improve the chemical durability of the glass. Therefore, the content ratio of the Li 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 25.0%, more preferably 20.0%, still more preferably 17.0%, and most preferably 15.0. % Is the upper limit. The Li 2 O component can be contained in the glass using, for example, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiF or the like as a raw material.
Na2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Na2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNa2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Na2O成分は、原料として例えばNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。 Na 2 O component is a component that lowers the melting temperature and the glass transition point of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Na 2 O component below 20.0%, it is possible to improve the chemical durability of the glass. Therefore, the upper limit of the content ratio of the Na 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The Na 2 O component can be contained in the glass using, for example, Na 2 CO 3 , NaNO 3 , NaF, Na 2 SiF 6 or the like as a raw material.
K2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、K2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するK2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。K2O成分は、原料として例えばK2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いてガラス内に含有することができる。 K 2 O component is a component that lowers the melting temperature and the glass transition point of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, the content of K 2 O component by below 20.0%, it is possible to improve the chemical durability of the glass. Therefore, the upper limit of the content of the K 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The K 2 O component can be contained in the glass using, for example, K 2 CO 3 , KNO 3 , KF, KHF 2 , K 2 SiF 6 or the like as a raw material.
Cs2O成分は、ガラスの溶解温度及びガラス転移点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Cs2O成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCs2O成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Cs2O成分は、原料として例えばCs2CO3、CsNO3等を用いてガラス内に含有することができる。 Cs 2 O component is a component that lowers the melting temperature and the glass transition point of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Cs 2 O component below 20.0%, it is possible to improve the chemical durability of the glass. Therefore, the upper limit of the content of the Cs 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. Cs 2 O component may be contained in the glass by using as the starting material for example Cs 2 CO 3, CsNO 3, and the like.
本発明の光学ガラスでは、Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、K、Csからなる群より選択される1種以上)の含有率の物質量和が、20.0%以下であることが好ましい。この物質量和を20.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するRO成分の含有率の物質量和は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。 In the optical glass of the present invention, the content amount of the Rn 2 O component (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K, and Cs) is 20.0% or less. Preferably there is. The chemical durability of the glass can be increased by setting the total amount of these substances to 20.0% or less. Accordingly, the upper limit of the amount of the RO component content relative to the total amount of glass in the oxide equivalent composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%.
MgO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、MgO成分の含有率を15.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するMgO成分の含有率は、好ましくは15.0%、より好ましくは12.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。MgO成分は、原料として例えばMgCO3、MgF2等を用いてガラス内に含有することができる。 The MgO component is a component that improves the stability of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the MgO component is 15.0% or less, glass formation can be facilitated, and the melting temperature and the glass transition point (Tg) can be lowered. Therefore, the content of the MgO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 15.0%, more preferably 12.0%, and most preferably 10.0%. The MgO component can be contained in the glass using, for example, MgCO 3 or MgF 2 as a raw material.
CaO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CaO成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCaO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。CaO成分は、原料として例えばCaCO3、CaF2等を用いてガラス内に含有することができる。 The CaO component is a component that improves the stability of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the CaO component is 20.0% or less, glass formation can be facilitated, and the melting temperature and the glass transition point (Tg) can be lowered. Therefore, the upper limit of the CaO component content with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The CaO component can be contained in the glass using, for example, CaCO 3 , CaF 2 or the like as a raw material.
SrO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、SrO成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSrO成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。SrO成分は、原料として例えばSr(NO3)2、SrF2等を用いてガラス内に含有することができる。 The SrO component is a component that improves the stability of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the SrO component is 20.0% or less, glass formation can be facilitated, and the melting temperature and the glass transition point (Tg) can be lowered. Therefore, the upper limit of the content of the SrO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The SrO component can be contained in the glass using, for example, Sr (NO 3 ) 2 , SrF 2 or the like as a raw material.
BaO成分は、ガラスの安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、BaO成分の含有率を30.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するBaO成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。BaO成分は、原料として例えばBaCO3、Ba(NO3)2等を用いてガラス内に含有することができる。 The BaO component is a component that improves the stability of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the BaO component is 30.0% or less, glass formation can be facilitated, and the melting temperature and the glass transition point (Tg) can be lowered. Therefore, the upper limit of the content of the BaO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%. The BaO component can be contained in the glass using, for example, BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 or the like as a raw material.
ZnO成分は、ガラスを安定化させる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZnO成分の含有率を50.0%以下にすることで、ガラスの溶解温度を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは50.0%、より好ましくは45.0%、最も好ましくは40.0%を上限とする。なお、ZnO成分を含有しない場合でも、高い熱的安定性を具備し且つ着色の少ない光学ガラスを得ることは可能であるが、ZnO成分の含有率を1.0%以上にすることで、ガラスの耐失透性が高められるため、特に可視域の波長の光が透過する光学ガラスを得易くすることができる。このとき、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZnO成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは5.0%を下限とする。ZnO成分は、原料として例えばZnO、ZnF2等を用いてガラス内に含有することができる。 The ZnO component is a component that stabilizes the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, the glass melting temperature can be lowered by setting the content of the ZnO component to 50.0% or less. Therefore, the content of the ZnO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 50.0%, more preferably 45.0%, and most preferably 40.0%. Even when the ZnO component is not contained, it is possible to obtain an optical glass having high thermal stability and little coloration. However, by making the content of the ZnO component 1.0% or more, the glass can be obtained. Since the devitrification resistance is improved, it is possible to easily obtain an optical glass that transmits light having a wavelength in the visible range. At this time, the content of the ZnO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 1.0%, more preferably 3.0%, and most preferably 5.0%. The ZnO component can be contained in the glass using, for example, ZnO, ZnF 2 or the like as a raw material.
本発明の光学ガラスでは、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)の含有率の物質量和が、30.0%以下であることが好ましい。この物質量和を30.0%以下にすることで、ガラス形成を容易にすることができ、溶解温度及びガラス転移点(Tg)を低くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するRO成分の含有率の物質量和は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。 In the optical glass of the present invention, the content amount of the RO component (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) is 30.0% or less. Preferably there is. By making this amount of substance sum 30.0% or less, glass formation can be made easy and a melting temperature and a glass transition point (Tg) can be made low. Accordingly, the upper limit of the amount of the RO component content relative to the total amount of glass in the oxide equivalent composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%.
Al2O3成分は、ガラスの耐失透性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Al2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するAl2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Al2O3成分は、原料として例えばAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いてガラス内に含有することができる。 The Al 2 O 3 component is a component that increases the devitrification resistance of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, the desired refractive index can be easily obtained by setting the content of the Al 2 O 3 component to 20.0% or less. Therefore, the upper limit of the content ratio of the Al 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The Al 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlF 3 or the like as a raw material.
ZrO2成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを溶融状態から冷却する過程における失透を抑制する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ZrO2成分の含有率を20.0%以下にすることで、ガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラス製造時におけるエネルギー損失を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するZrO2成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。ZrO2成分は、原料として例えばZrO2、ZrF4等を用いてガラス内に含有することができる。 The ZrO 2 component is a component that increases the refractive index of the glass and suppresses devitrification in the process of cooling the glass from the molten state, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the ZrO 2 component is 20.0% or less, the glass is easily melted at a lower temperature, so that energy loss during glass production can be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the ZrO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The ZrO 2 component can be contained in the glass using, for example, ZrO 2 , ZrF 4 or the like as a raw material.
Nb2O5成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスの部分分散比(θg,F)を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Nb2O5成分の含有率を30.0%以下にすることで、成形時におけるガラスの失透を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは30.0%、より好ましくは25.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。Nb2O5成分は、原料として例えばNb2O5等を用いてガラス内に含有することができる。なお、Nb2O5成分の含有量は、この範囲内であれば技術的には特に不利益は無いが、Nb2O5成分の含有量を1.0%以上にすることで、高屈折率及び高透過率を有するガラスを得ることができる。このときのNb2O5成分の含有量の値は、好ましくは1.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは2.0%を下限とする。 Nb 2 O 5 component increases the refractive index of the glass, the partial dispersion ratio of glass ([theta] g, F) or to enhance the, are optional components of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Nb 2 O 5 component below 30.0%, it is possible to reduce the devitrification of the glass during molding. Accordingly, the content of the Nb 2 O 5 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 25.0%, and most preferably 20.0%. The Nb 2 O 5 component can be contained in the glass using, for example, Nb 2 O 5 as a raw material. If the content of the Nb 2 O 5 component is within this range, there is no technical disadvantage in particular, but if the content of the Nb 2 O 5 component is 1.0% or more, high refraction is achieved. A glass having a high transmittance and a high transmittance can be obtained. The content value of the Nb 2 O 5 component at this time is preferably 1.0%, more preferably 1.5%, and most preferably 2.0%.
Yb2O3成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Yb2O3成分の含有率を20.0%以下にすることで、所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持し易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するYb2O3成分の含有率は、好ましくは20.0%、より好ましくは17.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。Yb2O3成分は、原料として例えばYb2O3等を用いてガラス内に含有することができる。 Yb 2 O 3 component is a component that raises the refractive index of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of the Yb 2 O 3 component to 20.0% or less, it is possible to easily maintain good devitrification resistance while maintaining a desired optical constant. Therefore, the content of the Yb 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The Yb 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Yb 2 O 3 as a raw material.
Sb2O3成分は、ガラスの脱泡を促進する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Sb2O3成分の含有率を1.0%以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡を生じ難くすることができ、Sb2O3成分が溶解設備(特にPt等の貴金属)と合金化し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するSb2O3成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.9%、最も好ましくは0.8%を上限とする。Sb2O3成分は、原料として例えばSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いてガラス内に含有することができる。 The Sb 2 O 3 component is a component that promotes defoaming of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of the Sb 2 O 3 component to 1.0% or less, excessive foaming at the time of melting the glass can be prevented, and the Sb 2 O 3 component can be dissolved in a melting facility (particularly a precious metal such as Pt). ) And alloying can be made difficult. Therefore, the upper limit of the content of the Sb 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 1.0%, more preferably 0.9%, and most preferably 0.8%. The Sb 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , Na 2 H 2 Sb 2 O 7 · 5H 2 O, or the like as a raw material.
CeO2成分は、ガラスの清澄に効果のある成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、CeO2成分の含有率を1.0%以下にすることで、内部品質の良好な光学ガラスを得ることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するCeO2成分の含有率は、好ましくは1.0%、より好ましくは0.9%、最も好ましくは0.8%を上限とする。但し、CeO2成分を含有すると可視域の特定の波長に吸収が生じ易くなるため、ガラスの着色の面では、CeO2成分を実質的に含まないことが好ましい。CeO2成分は、原料として例えばCeO2等を用いてガラス内に含有することができる。 The CeO 2 component is a component effective for clarifying the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the CeO 2 component is 1.0% or less, an optical glass with good internal quality can be obtained. Accordingly, the CeO 2 component content relative to the total amount of glass in the oxide equivalent composition is preferably 1.0%, more preferably 0.9%, and most preferably 0.8%. However, when a CeO 2 component is contained, absorption tends to occur at a specific wavelength in the visible range. Therefore, it is preferable that the CeO 2 component is not substantially contained in terms of coloring of the glass. The CeO 2 component can be contained in the glass using, for example, CeO 2 as a raw material.
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分やCeO2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や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 In addition, the component which clarifies and defoams glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component or CeO 2 component, but a known clarifier or defoamer in the field of glass production, or a combination thereof. Can be used.
<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。
<About ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferably 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、La、Gd、Yを除く、Ti、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の光が透過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、Nb2O5成分も、含有量が多い場合にガラスが着色する性質があるため、特に可視領域の波長の光が透過する光学ガラスにおいては、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するNb2O5成分の含有率は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。 Other components can be added as necessary within the range not impairing the properties of the glass of the present invention. However, the transition metal components such as Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, excluding La, Gd, and Y, can be contained in a small amount by combining them individually or in combination. In particular, optical glass that transmits light having a wavelength in the visible region is preferably substantially free from being colored because it has the property of being colored and absorbing at a specific wavelength in the visible region. In addition, since the Nb 2 O 5 component also has a property that the glass is colored when the content is large, particularly in an optical glass that transmits light having a wavelength in the visible region, Nb relative to the total amount of glass in the oxide-converted composition. The content of 2 O 5 component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%.
さらに、PbO等の鉛化合物及びAs2O3等のヒ素化合物、並びに、Th、Cd、Tl、Os、Be、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、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。 Furthermore, lead compounds such as PbO, arsenic compounds such as As 2 O 3 , and components of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se have been refraining from being used as harmful chemical substances in recent years. Environmental measures are required not only in the manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Therefore, when importance is placed on the environmental impact, it is preferable not to substantially contain them except for inevitable mixing. As a result, the optical glass is substantially free of substances that pollute the environment. Therefore, the optical glass can be manufactured, processed, and discarded without taking any special environmental measures.
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル%で表されているため直接的に質量%の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分の質量%表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
TeO2成分 10.0〜95.0質量%及び
B2O3成分 0.5〜30.0質量%
並びに
GeO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
SiO2成分 0〜10.0質量%及び/又は
P2O5成分 0〜20.0質量%及び/又は
TiO2成分 0〜1.5質量%及び/又は
WO3成分 0〜15.0質量%及び/又は
Bi2O3成分 0〜30.0質量%及び/又は
La2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Gd2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Y2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Ta2O5成分 0〜45.0質量%及び/又は
Ga2O3成分 0〜10.0質量%及び/又は
In2O3成分 0〜45.0質量%及び/又は
Li2O成分 0〜7.0質量%及び/又は
Na2O成分 0〜10.0質量%及び/又は
K2O成分 0〜15.0質量%及び/又は
Cs2O成分 0〜30.0質量%及び/又は
MgO成分 0〜5.0質量%及び/又は
CaO成分 0〜8.0質量%及び/又は
SrO成分 0〜13.0質量%及び/又は
BaO成分 0〜30.0質量%及び/又は
ZnO成分 0〜25.0質量%及び/又は
Al2O3成分 0〜13.0質量%及び/又は
ZrO2成分 0〜15.0質量%及び/又は
Nb2O5成分 0〜40.0質量%及び/又は
Yb2O3成分 0〜40.0質量%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0質量%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0質量%
The glass composition of the present invention is not expressed directly in terms of mass% because the composition is expressed in terms of mol% with respect to the total amount of glass in the oxide-converted composition, but is required in the present invention. The composition represented by mass% of each component present in the glass composition satisfying the characteristics generally takes the following values in terms of oxide conversion.
TeO 2 component 10.0-95.0 mass% and B 2 O 3 component 0.5-30.0 mass%
And GeO 2 component 0 to 15.0% by mass and / or SiO 2 component 0 to 10.0% by mass and / or P 2 O 5 component 0 to 20.0% by mass and / or TiO 2 component 0 to 1.5 Mass% and / or WO 3
[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、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて700〜1200℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、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, the above raw materials are uniformly mixed so that each component is within a predetermined content range, and the prepared mixture is put into a quartz crucible or an alumina crucible and roughly melted, and then a gold crucible, a platinum crucible, a platinum alloy It is prepared by putting in a crucible or iridium crucible, melting in a temperature range of 700 to 1200 ° C., stirring and homogenizing, blowing out bubbles, etc., then lowering to an appropriate temperature, casting into a mold and slow cooling. .
[物性]
本発明の光学ガラスは、高い屈折率(nd)を有する必要があり、適度な分散性を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.85、より好ましくは1.87、最も好ましくは1.90を下限とし、好ましくは2.20、より好ましくは2.15、最も好ましくは2.10を上限とする。また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは10、より好ましくは14、最も好ましくは18を下限とし、好ましくは40、より好ましくは38、最も好ましくは35を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に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。
[Physical properties]
The optical glass of the present invention needs to have a high refractive index (n d ) and preferably has an appropriate dispersibility. In particular, the refractive index (n d ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.85, more preferably 1.87, and most preferably 1.90, preferably 2.20, more preferably 2.10. 15, most preferably 2.10. Further, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 10, more preferably 14, most preferably 18 as a lower limit, preferably 40, more preferably 38, most preferably 35. . As a result, the degree of freedom in optical design is increased, and a large amount of light refraction can be obtained even if the device is made thinner.
また、本発明の光学ガラスは、できるだけ高い熱的安定性を有する必要がある。特に、ガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTは、好ましくは100℃、より好ましくは120℃、さらに好ましくは125℃、最も好ましくは129℃を下限とする。これにより、本発明の光学ガラスを精密プレス成形用プリフォーム等のプリフォーム材を作製し、これを加熱軟化して光学素子を作製しても、ガラスの結晶化による失透をはじめとした、光学素子の光学特性への影響を低減することができる。 Further, the optical glass of the present invention needs to have as high a thermal stability as possible. In particular, the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is preferably 100 ° C., more preferably 120 ° C., still more preferably 125 ° C., and most preferably 129 ° C. Thereby, a preform material such as a precision press-molding preform was produced from the optical glass of the present invention, and even if an optical element was produced by heating and softening this, including devitrification due to crystallization of the glass, The influence on the optical characteristics of the optical element can be reduced.
また、本発明の光学ガラスは、着色が少ない必要がある。特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み10mmのサンプルで分光透過率70%を示す波長(λ70)が450nm以下であり、より好ましくは445nm以下であり、最も好ましくは440nm以下である。これにより、可視域におけるガラスの透明性が高められるため、可視域の波長の光に用いられるレンズ等の光学素子の材料としてこの光学ガラスを好ましく用いることができる。同様に、厚み10mmのサンプルで分光透過率5%を示す波長(λ5)は、好ましくは405nm以下であり、より好ましくは400nm以下であり、最も好ましくは395nm以下である。 Further, the optical glass of the present invention needs to be less colored. In particular, when the optical glass of the present invention is represented by the transmittance of the glass, the wavelength (λ 70 ) showing a spectral transmittance of 70% in a sample having a thickness of 10 mm is 450 nm or less, more preferably 445 nm or less, and most preferably. Is 440 nm or less. Thereby, since the transparency of the glass in the visible region is enhanced, this optical glass can be preferably used as a material for an optical element such as a lens used for light having a wavelength in the visible region. Similarly, a wavelength (λ 5 ) exhibiting a spectral transmittance of 5% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 405 nm or less, more preferably 400 nm or less, and most preferably 395 nm or less.
また、本発明の光学ガラスは、部分分散比(θg,F)がノーマルラインに近いことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、アッベ数(νd)との間で、νd≦25の範囲において(−0.0016×νd+0.6346)≦(θg,F)≦(−0.0058×νd+0.7559)の関係を満たし、且つ、νd>25の範囲において(−0.0025×νd+0.6571)≦(θg,F)≦(−0.0020×νd+0.6609)の関係を満たす。これにより、高分散を有しながらも部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)とのプロットの位置が図1のノーマルライン(Normal Line)に近付けられる。そのため、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されることが推論できる。ここで、νd≦25における光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、好ましくは(−0.0016×νd+0.6346)、より好ましくは(−0.0016×νd+0.6366)、最も好ましくは(−0.0016×νd+0.6386)を下限とし、好ましくは(−0.0058×νd+0.7559)、より好ましくは(−0.0058×νd+0.7539)、さらに好ましくは(−0.0058×νd+0.7519)、最も好ましくは(−0.0058×νd+0.7509)を上限とする。また、νd>25における光学ガラスの部分分散比(θg,F)は、好ましくは(−0.0025×νd+0.6571)、より好ましくは(−0.0025×νd+0.6591)、最も好ましくは(−0.0025×νd+0.6611)を下限とし、好ましくは(−0.0020×νd+0.6609)、より好ましくは(−0.0020×νd+0.6589)、さらに好ましくは(−0.0020×νd+0.6569)、最も好ましくは(−0.0020×νd+0.6559)を上限とする。 In the optical glass of the present invention, the partial dispersion ratio (θg, F) is preferably close to the normal line. More specifically, the partial dispersion ratio of the optical glass of the present invention ([theta] g, F) is between the Abbe number ([nu d), in the region of ν d ≦ 25 (-0.0016 × ν d +0. 6346) ≦ (θg, F) ≦ (−0.0058 × ν d +0.7559), and (−0.0025 × ν d +0.6571) ≦ (θg) in the range of ν d > 25. , F) ≦ (−0.0020 × ν d +0.6609). Accordingly, the position of the plot of the partial dispersion ratio (θg, F) and the Abbe number (ν d ) is brought close to the normal line (Normal Line) in FIG. 1 while having high dispersion. Therefore, it can be inferred that chromatic aberration due to an optical element using this optical glass is reduced. Here, the partial dispersion ratio (θg, F) of the optical glass at ν d ≦ 25 is preferably (−0.0016 × ν d +0.6346), more preferably (−0.0016 × ν d +0.6366). ), Most preferably (−0.0016 × ν d +0.6386) as the lower limit, preferably (−0.0058 × ν d +0.7559), more preferably (−0.0058 × ν d +0.7539). ), More preferably (−0.0058 × ν d +0.7519), and most preferably (−0.0058 × ν d +0.7509). The partial dispersion ratio (θg, F) of the optical glass at ν d > 25 is preferably (−0.0025 × ν d +0.6571), more preferably (−0.0025 × ν d +0.6591). Most preferably, (−0.0025 × ν d +0.6611) is the lower limit, preferably (−0.0020 × ν d +0.6609), more preferably (−0.0020 × ν d +0.6589). The upper limit is more preferably (−0.0020 × ν d +0.6569), and most preferably (−0.0020 × ν d +0.6559).
ここで、部分分散比(θg,F)は、短波長域の部分分散性を表すものであり、式(1)のように示される。
θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)・・・・・・(1)
Here, the partial dispersion ratio (θg, F) represents partial dispersibility in a short wavelength region, and is represented by the formula (1).
θg, F = (n g −n F ) / (n F −n C ) (1)
また、ノーマルラインは、部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)との間に見られる直線的な関係を表す直線であり、部分分散比(θg,F)を縦軸に、アッベ数(νd)を横軸に採用した直交座標上で、NSL7とPBM2の部分分散比及びアッベ数をプロットした2点を結ぶ直線で表される(図1参照)。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している。(NSL7とPBM2は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、PBM2のアッベ数(νd)は36.3,部分分散比(θg,F)は0.5828、NSL7のアッベ数(νd)は60.5、部分分散比(θg,F)は0.5436である。) The normal line is a straight line representing a linear relationship between the partial dispersion ratio (θg, F) and the Abbe number (ν d ), and the vertical axis represents the partial dispersion ratio (θg, F). It is represented by a straight line connecting two points plotting the partial dispersion ratio and the Abbe number of NSL7 and PBM2 on the orthogonal coordinates adopting the Abbe number (ν d ) on the horizontal axis (see FIG. 1). Normal glass, which is the standard for normal lines, differs depending on the optical glass manufacturer, but each company defines it with almost the same slope and intercept. (NSL7 and PBM2 are optical glasses manufactured by OHARA, Inc., and the Abbe number (ν d ) of PBM2 is 36.3, the partial dispersion ratio (θg, F) is 0.5828, and the Abbe number (ν d ) of NSL7. Is 60.5, and the partial dispersion ratio (θg, F) is 0.5436.)
なお、特にアッベ数(νd)が小さい領域では、一般的なガラスの部分分散比(θg,F)はノーマルラインよりも高い値にあり、一般的なガラスの部分分散比(θg,F)とアッベ数(νd)の関係は曲線(図2では右上がりの曲線)で表される。しかしながら、この曲線の近似が困難であるため、本発明では、一般的なガラスよりも部分分散比(θg,F)が低いことを、νd=25を境に異なった傾きを有する直線を用いて表した。 In particular, in a region where the Abbe number (ν d ) is small, the partial dispersion ratio (θg, F) of general glass is higher than that of the normal line, and the partial dispersion ratio (θg, F) of general glass is high. And the Abbe number (ν d ) are represented by a curve (in FIG. 2, a curve rising to the right). However, since it is difficult to approximate this curve, the present invention uses a straight line having a different slope from ν d = 25 as a partial dispersion ratio (θg, F) lower than that of general glass. Expressed.
[プリフォーム及び光学素子]
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が、その中でも特に、本発明の光学ガラスから精密プレス成形等の手段を用いて、レンズ等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラ等の光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。本発明の光学ガラスからなる光学素子は、CD、DVD等の光記録媒体の記録又は読み取りに使用される対物レンズや固浸レンズ(SIL:Solid Innersion Lens)、光ファイバー、光導波路、及び光増幅用素子としても用いることができる。ここで、本発明の光学ガラスからなる光学素子を作製するには、切削及び研磨加工を省略することが可能であるため、溶融状態のガラスを白金等の流出パイプの流出口から滴下して球状等の精密プレス成形用プリフォームを作製し、この精密プレス成形用プリフォームに対して精密プレス成形を行うことが好ましい。
[Preforms and optical elements]
The optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. In particular, it is possible to produce an optical element such as a lens from the optical glass of the present invention using means such as precision press molding. preferable. As a result, when used in an optical device such as a camera, it is possible to reduce the size of the optical system in these optical devices while realizing high-definition and high-precision imaging characteristics. An optical element made of the optical glass of the present invention includes an objective lens and a solid immersion lens (SIL), optical fiber, optical waveguide, and optical amplification used for recording or reading of an optical recording medium such as a CD and a DVD. It can also be used as an element. Here, in order to produce an optical element made of the optical glass of the present invention, it is possible to omit cutting and polishing, so that glass in a molten state is dropped from an outlet of an outflow pipe of platinum or the like to form a spherical shape. It is preferable to prepare a precision press-molding preform such as, and perform precision press-molding on the precision press-molding preform.
本発明の実施例(No.1〜No.15)及び参考例(No.1〜2)の組成、及び、これらのガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、部分分散比(θg,F)、ガラス転移点(Tg)、結晶化開始温度(Tx)、ガラス転移点及び結晶化開始温度の差(ΔT)、並びに分光透過率が70%及び5%を示す波長(λ70、λ5)の結果を表1〜表3に示す。また、実施例(No.5〜No.15)及び比較例(No.1〜No.2)のガラスにおける、アッベ数(νd)及び部分分散比(θg,F)の関係を図2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. 15) and Reference Examples (No. 1 to 2) of the present invention, and refractive indexes (n d ), Abbe numbers (ν d ), and partial dispersion ratios of these glasses (Θg, F), glass transition point (Tg), crystallization start temperature (Tx), difference between glass transition point and crystallization start temperature (ΔT), and wavelength at which the spectral transmittance is 70% and 5% (λ 70 , λ 5 ) are shown in Tables 1 to 3. Moreover, the relationship between the Abbe number (ν d ) and the partial dispersion ratio (θg, F) in the glasses of Examples (No. 5 to No. 15) and Comparative Examples (No. 1 to No. 2) is shown in FIG. Show. The following examples are merely for illustrative purposes, and are not limited to these examples.
本発明の実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)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1〜表3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、石英坩堝又は白金坩堝に投入し、ガラス組成の溶融難易度に応じて電気炉で700〜1000℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。 As for the optical glass of the Example (No.1-No.15) of this invention, and the glass of a reference example (No.1-2), all are an oxide, a hydroxide, and carbonate which are respectively corresponded as a raw material of each component. , Nitrates, fluorides, hydroxides, metaphosphoric acid compounds, and other high-purity raw materials used in ordinary optical glass are selected and weighed so as to have the composition ratios of the respective examples shown in Tables 1 to 3. And then uniformly mixed, then put into a quartz crucible or platinum crucible, melted in a temperature range of 700-1000 ° C. in an electric furnace according to the melting difficulty of the glass composition, stirred and homogenized, and cast into a mold, The glass was produced by slow cooling.
ここで、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、及び部分分散比(θg,F)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS01―2003に基づき、徐冷降温速度を−25℃/hにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。そして、求められたアッベ数(νd)及び部分分散比(θg,F)の値について、関係式(θg,F)=−a×νd+bにおける、傾きaが0.0016、0.0020、0.0025及び0.0058のときの切片bを求めた。 Here, the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), and partial dispersion ratio (θg) of the optical glass of the example (No. 1 to No. 15) and the glass of the reference example (No. 1 to 2 ). , F) was determined by measuring the glass obtained at a slow cooling rate of -25 ° C / h based on Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS01-2003. Then, with respect to the obtained Abbe number (ν d ) and partial dispersion ratio (θg, F), the slope a in the relational expression (θg, F) = − a × ν d + b is 0.0016, 0.0020. , 0.0025 and 0.0058 were obtained.
また、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスのΔTは、示差熱測定装置(ネッチゲレテバウ社製 STA 409 CD)を用いて測定したガラス転移点(Tg)と、結晶化開始温度(Tx)の差より求めた。このときのサンプル粒度は425〜600μmとし、昇温速度は10℃/minとした。 Moreover, (DELTA) T of the optical glass of an Example (No.1-No.15) and the glass of a reference example (No.1-2) was measured using the differential-thermal-measurement apparatus (STAC409CD by a Netchgeretebau company). It calculated | required from the difference of a transition point (Tg) and crystallization start temperature (Tx). The sample particle size at this time was set to 425-600 micrometers, and the temperature increase rate was 10 degrees C / min.
また、実施例(No.1〜No.15)の光学ガラス及び参考例(No.1〜2)のガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格JOGIS02に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ10±0.1mmの対面平行研磨品をJISZ8722に準じ、200〜800nmの分光透過率を測定し、λ70(透過率70%時の波長)とλ5(透過率5%時の波長)を求めた。
Moreover, about the transmittance | permeability of the optical glass of an Example (No.1-No.15) and the glass of a reference example (No.1-2), it measured according to Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS02. In the present invention, the presence / absence and degree of coloration of the glass were determined by measuring the transmittance of the glass. Specifically, a face parallel polished product having a thickness of 10 ± 0.1 mm was measured for a spectral transmittance of 200 to 800 nm in accordance with JISZ8722, and λ 70 (wavelength at 70% transmittance) and λ 5 (transmittance). Wavelength at 5%).
表1〜表3に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ70(透過率70%時の波長)が450nm以下、より詳細には444nm以下であり、所望の範囲内であり着色が少ないことが明らかになった。特に、実施例(No.2及び4、6)の光学ガラスはλ70が436nm以下であり、λ70が437nm以上である参考例(No.1及びNo.2)と比べてλ70が小さかった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもλ5(透過率5%時の波長)が405nm以下、より詳細には395nm以下であり、所望の範囲内であった。特に、実施例(No.2〜13、15)の光学ガラスはλ5が389nm以下であり、λ5が390nm以上である参考例(No.1及びNo.2)と比べてλ5が小さかった。このため、実施例(No.2及び4、6)の光学ガラスは、参考例のガラスと比べても着色し難いことが明らかになった。 As shown in Tables 1 to 3, all of the optical glasses of the examples of the present invention have a λ 70 (wavelength at 70% transmittance) of 450 nm or less, more specifically, 444 nm or less. It became clear that it was within the range and was less colored. In particular, optical glass lambda 70 is equal to or less than 436nm examples (No.2 and 4,6), less the lambda 70 as compared to Reference Example lambda 70 is not less than 437 nm (No.1 and No.2) It was. In addition, in all the optical glasses of the examples of the present invention, λ 5 (wavelength at 5% transmittance) was 405 nm or less, more specifically 395 nm or less, and was within a desired range. In particular, the optical glass of Examples (Nos. 2 to 13 and 15) has λ 5 of 389 nm or less, and λ 5 is smaller than those of Reference Examples (No. 1 and No. 2) in which λ 5 is 390 nm or more. It was. For this reason, it became clear that the optical glass of an Example (No. 2 and 4, 6) was hard to color compared with the glass of a reference example.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが100℃以上、より詳細には106℃以上であり、所望の範囲内であり高い熱的安定性を有することが明らかになった。このうち、実施例(No.1、3、4、6、10、12〜15)の光学ガラスは、いずれもガラス転移点(Tg)と結晶化開始温度(Tx)との差ΔTが120℃以上、より詳細には129℃以上であった。特に、実施例(No.1、3、4、12及び15)の光学ガラスはΔTが130℃以上であり、ΔTが129℃未満である参考例(No.1及びNo.2)と比べてΔTが高かった。このため、実施例(No.1、3、4、12及び15)の光学ガラスは、参考例のガラスと比べても熱的安定性が高いことが明らかになった。 Further, in the optical glasses of the examples of the present invention, the difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) is 100 ° C. or more, more specifically 106 ° C. or more, and the desired range. It was found to have high thermal stability. Among these, the optical glass of Examples (No. 1, 3, 4, 6, 10, 12 to 15) has a difference ΔT between the glass transition point (Tg) and the crystallization start temperature (Tx) of 120 ° C. As mentioned above, it was 129 degreeC or more in detail. In particular, the optical glass of the examples (No. 1, 3, 4, 12 and 15) has a ΔT of 130 ° C. or higher and a reference value of ΔT of less than 129 ° C. (No. 1 and No. 2). ΔT was high. For this reason, it became clear that the optical glass of an Example (No. 1, 3, 4, 12, and 15) has high thermal stability compared with the glass of a reference example.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.85以上、より詳細には1.92以上であるとともに、この屈折率(nd)は2.20以下、より詳細には2.04以下であり、所望の範囲内であった。 The optical glasses of the examples of the present invention all have a refractive index (n d ) of 1.85 or more, more specifically 1.92 or more, and this refractive index (n d ) is 2.20 or less. More specifically, it was 2.04 or less, and was within a desired range.
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10以上、より詳細には19以上であるとともに、このアッベ数(νd)は40以下、より詳細には25以下であり、所望の範囲内であった。 The optical glasses of the examples of the present invention all have an Abbe number (ν d ) of 10 or more, more specifically 19 or more, and the Abbe number (ν d ) of 40 or less, more specifically 25. And within the desired range.
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率(nd)が所望の範囲内にありながら、高い熱的安定性を有し、着色が少ないことが明らかになった。 Therefore, it has been clarified that the optical glass of the example of the present invention has high thermal stability and little coloring while the refractive index (n d ) is within a desired range.
さらに、本発明の実施例(No.1〜No.15)の光学ガラスは、図2に示すように、いずれもνd≦25であり、且つ、部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との関係において(−0.0016×νd+0.6346)以上、より詳細には(−0.0016×νd+0.6386)以上であるとともに、この部分分散比(θg,F)は(−0.0058×νd+0.7559)以下であり、所望の範囲内であった。特に、本発明の実施例(No.1、No.5〜No.15)の光学ガラスは、部分分散比(θg,F)がアッベ数(νd)との関係において(−0.0058×νd+0.7539)以下であった。一方、参考例(No.2)のガラスは、νd≦25でありながら、部分分散比(θg,F)は(−0.0058×νd+0.7539)を超えていた。また、参考例(No.1)のガラスは、νd>25でありながら、部分分散比(θg,F)は(−0.0020×νd+0.6589)を超えていた。このため、本発明の実施例(No.1、No.5〜No.15)の光学ガラスは、参考例(No.1及びNo.2)のガラスに比べて、部分分散比(θg,F)がノーマルラインに近く、色収差が小さいことが明らかになった。 Furthermore, as shown in FIG. 2, the optical glasses of Examples (No. 1 to No. 15) of the present invention all have ν d ≦ 25 and the partial dispersion ratios (θg, F) are Abbe numbers. (−0.0016 × ν d +0.6346) or more in relation to (ν d ), more specifically, (−0.0016 × ν d +0.6386) or more, and this partial dispersion ratio (θg, F) was (−0.0058 × ν d +0.7559) or less, and was within the desired range. In particular, in the optical glasses of Examples (No. 1, No. 5 to No. 15) of the present invention, the partial dispersion ratio (θg, F) is (−0.0058 ×) in relation to the Abbe number (ν d ). ν d +0.7539) or less. On the other hand, in the glass of Reference Example (No. 2), the partial dispersion ratio (θg, F) exceeded (−0.0058 × ν d +0.7539) while ν d ≦ 25. The glass of Reference Example (No. 1) had a partial dispersion ratio (θg, F) exceeding (−0.0020 × ν d +0.6589) while ν d > 25. For this reason, the optical glass of the Example (No.1, No.5-No.15) of this invention is compared with the glass of a reference example (No.1 and No.2), partial dispersion ratio ((theta) g, F). ) Is close to the normal line, and chromatic aberration was found to be small.
なお、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点(Tg)が100℃以上、より詳細には400℃以上であるとともに、このガラス転移点(Tg)は438℃以下、より詳細には433℃以下であった。一方で、参考例(No.1及びNo.2)のガラスはガラス転移点(Tg)が438℃より高かった。従って、本発明の実施例の光学ガラスは、参考例のガラスに比べてガラス転移点(Tg)が低く、より低い温度で軟化するため、低い温度でプレス成形を行い易いことも明らかになった。 In addition, as for the optical glass of the Example of this invention, all have a glass transition point (Tg) of 100 degreeC or more, more specifically 400 degreeC or more, and this glass transition point (Tg) is 438 degreeC or less, and more details. Was 433 ° C. or lower. On the other hand, the glass of the reference examples (No. 1 and No. 2) had a glass transition point (Tg) higher than 438 ° C. Therefore, the optical glass of the example of the present invention has a glass transition point (Tg) lower than that of the glass of the reference example and is softened at a lower temperature, so that it is clear that press molding is easy at a low temperature. .
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて精密プレス成形用プリフォームを形成し、精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形加工したところ、安定に様々なレンズ形状に加工することができた。 Furthermore, when a precision press-molding preform was formed using the optical glass of the embodiment of the present invention, and the precision press-molding preform was precision press-molded, it could be stably processed into various lens shapes. .
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。 Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (14)
WO3成分 0〜10.0%及び/又は
Bi2O3成分 0〜10.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から3のいずれか記載の光学ガラス。 WO 3 component 0 to 10.0% and / or Bi 2 O 3 component 0 to 10.0% in mol% with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition
The optical glass according to claim 1, further comprising:
La2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Gd2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Y2O3成分 0〜30.0%及び/又は
Ta2O5成分 0〜20.0%及び/又は
In2O3成分 0〜20.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から5のいずれか記載の光学ガラス。 The glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of, from 0 to 30.0% La 2 O 3 component in mol% and / or Gd 2 O 3 component from 0 to 30.0% and / or Y 2 O 3 component 0 30.0% and / or Ta 2 O 5 component from 0 to 20.0% and / or In 2 O 3 component from 0 to 20.0%
The optical glass according to claim 1, further comprising:
Li2O成分 0〜25.0%及び/又は
Na2O成分 0〜20.0%及び/又は
K2O成分 0〜20.0%及び/又は
Cs2O成分 0〜20.0%及び/又は
MgO成分 0〜15.0%及び/又は
CaO成分 0〜20.0%及び/又は
SrO成分 0〜20.0%及び/又は
BaO成分 0〜30.0%及び/又は
ZnO成分 0〜50.0%及び/又は
Al2O3成分 0〜20.0%及び/又は
ZrO2成分 0〜20.0%及び/又は
Nb2O5成分 0〜30.0%及び/又は
Yb2O3成分 0〜20.0%及び/又は
Sb2O3成分 0〜1.0%及び/又は
CeO2成分 0〜1.0%
の各成分をさらに含有する請求項1から8のいずれか記載の光学ガラス。 Li 2 O component 0-25.0% and / or Na 2 O component 0-20.0% and / or K 2 O component 0-20. 0% and / or Cs 2 O component 0-20.0% and / or MgO component 0-15.0% and / or CaO component 0-20.0% and / or SrO component 0-20.0% and / or Or BaO component 0 to 30.0% and / or ZnO component 0 to 50.0% and / or Al 2 O 3 component 0 to 20.0% and / or ZrO 2 component 0 to 20.0% and / or Nb 2 O 5 component 0 to 30.0% and / or Yb 2 O 3 component 0 to 20.0% and / or Sb 2 O 3 component 0 to 1.0% and / or CeO 2 component 0 to 1.0%
The optical glass according to claim 1, further comprising:
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