JP2014185075A - Optical glass, optical glass blank, glass raw material for press molding, optical element and their manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ガラス、光学ガラスブランク、プレス成形用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法に関する。詳しくは、耐失透性に優れる高屈折率・高分散特性を有するリン酸系光学ガラス、この光学ガラスからなる光学ガラスブランク、プレス成形用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical glass, an optical glass blank, a glass material for press molding, an optical element, and a manufacturing method thereof. Specifically, the present invention relates to a phosphoric acid-based optical glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic excellent in devitrification resistance, an optical glass blank made of this optical glass, a glass material for press molding, an optical element, and a method for producing them.
ガラスのネットワークフォーマーとしてリン酸を多く含む所謂リン酸系光学ガラスとしては、特許文献１〜３に記載されているように様々な屈折率を有するものが知られている。それらの中でも、高い屈折率とともに高分散特性（低アッベ数）を有する光学ガラスは、各種レンズなどの光学素子材料として需要が高い。例えば、高屈折率低分散性のレンズと組合せることにより、コンパクトで高機能な色収差補正用の光学系を構成することができるからである。さらに、高屈折率高分散特性のレンズの光学機能面を非球面化することにより、各種光学系の一層の高機能化、コンパクト化を図ることができる。 As the so-called phosphoric acid optical glass containing a large amount of phosphoric acid as a glass network former, those having various refractive indexes as described in Patent Documents 1 to 3 are known. Among these, optical glass having high refractive index and high dispersion characteristics (low Abbe number) is in high demand as an optical element material for various lenses. This is because, for example, a compact and highly functional optical system for correcting chromatic aberration can be configured by combining with a lens having a high refractive index and low dispersion. Furthermore, by making the optical functional surface of a lens having a high refractive index and high dispersion characteristics aspherical, it is possible to further enhance the functions and compactness of various optical systems.
ところで、レンズなどの光学素子を作製する方法としては、光学素子の形状に近似した光学素子ブランクと呼ばれる中間製品を作り、この中間製品に研削、研磨加工を施して光学素子を製造する方法が知られている。このような中間製品の作製方法の一態様としては、適量の熔融ガラスをプレス成形して中間製品とする方法（ダイレクトプレス法という）がある。また、他の態様としては、熔融ガラスを鋳型に鋳込みガラス板に成形し、このガラス板を切断して複数個のガラス片とし、このガラス片を再加熱、軟化してプレス成形により中間製品にする方法、適量の熔融ガラスをガラスゴブと呼ばれるガラス塊に成形し、このガラス塊にバレル研磨を施した後に再加熱、軟化してプレス成形し、中間製品を得る方法などがある。ガラスを再加熱、軟化してプレス成形する方法は、ダイレクトプレス法に対してリヒートプレス法と呼ばれる。 By the way, as a method of manufacturing an optical element such as a lens, there is known a method of manufacturing an optical element by making an intermediate product called an optical element blank that approximates the shape of the optical element, and grinding and polishing the intermediate product. It has been. As one embodiment of a method for producing such an intermediate product, there is a method (referred to as a direct press method) in which an appropriate amount of molten glass is press-molded to obtain an intermediate product. Moreover, as another aspect, molten glass is cast into a mold and formed into a glass plate, the glass plate is cut into a plurality of glass pieces, and the glass pieces are reheated and softened to form an intermediate product by press molding. And a method of forming an intermediate product by forming an appropriate amount of molten glass into a glass lump called a glass gob, barrel-polishing the glass lump and then reheating and softening it. A method of press-molding by reheating and softening glass is called a reheat press method as opposed to a direct press method.
また、光学素子を作製する方法としては、熔融ガラスからプレス成形用ガラス素材を作製し、このプレス成形用ガラス素材を成形型により精密プレス成形することにより光学素子を得る方法（精密プレス成形法という）も知られている。精密プレス成形法では、成形型成形面形状を転写することにより、研磨、研削等の機械加工を経ることなく、光学素子の光学機能面を形成することができる。 Further, as a method for producing an optical element, a glass material for press molding is produced from molten glass, and the optical element is obtained by precision press molding the glass material for press molding with a molding die (referred to as a precision press molding method). ) Is also known. In the precision press molding method, the optical functional surface of the optical element can be formed without passing through machining such as polishing and grinding by transferring the shape of the molding surface.
以上記載したダイレクトプレス法、リヒートプレス法、精密プレス成形法のいずれにおいても、製造過程においてガラス中に結晶が析出してしまっては、優れた透明性を有する光学素子を得ることは困難となる。そのため、結晶析出が抑制された、即ち耐失透性の高い光学ガラスが求められている。
しかしながら、ガラスのネットワークフォーマーとしてリン酸を多く含むとともに、高屈折率付与成分および高分散性付与成分を含む組成の光学ガラスは、一般に失透傾向が強い。そのため、高屈折率・高分散特性を有するリン酸系光学ガラスにおける耐失透性を向上することは、従来困難であった。
In any of the direct press method, the reheat press method, and the precision press molding method described above, it is difficult to obtain an optical element having excellent transparency if crystals are precipitated in the glass during the manufacturing process. . Therefore, there is a demand for an optical glass that suppresses crystal precipitation, that is, has high devitrification resistance.
However, an optical glass having a composition containing a large amount of phosphoric acid as a glass network former and a high refractive index imparting component and a high dispersibility imparting component generally has a strong tendency to devitrify. Therefore, it has been difficult in the past to improve the devitrification resistance of the phosphoric acid optical glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic.
本発明の一態様は、高屈折率・高分散特性を有するとともに、耐失透性に優れるリン酸系光学ガラスを提供する。
更に本発明の一態様によれば、上述の光学ガラスからなる光学ガラスブランク、プレス成形用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法も提供される。
One embodiment of the present invention provides a phosphoric acid optical glass having high refractive index and high dispersion characteristics and excellent devitrification resistance.
Furthermore, according to one aspect of the present invention, an optical glass blank made of the above-described optical glass, a glass material for press molding, an optical element, and methods for producing them are also provided.
本発明の一態様は、光学ガラスに関する。本発明の一態様にかかる光学ガラスは、
酸化物基準のガラス組成において、
Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2が必須成分であり、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5が任意成分であり、
Ｐ2Ｏ5含有量が２０〜３４質量％、
Ｂ2Ｏ3含有量が０質量％超かつ１０質量％以下、
Ｌｉ2Ｏ含有量が０質量％以上０．３質量％未満、
質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）が０超かつ０．３９未満、
質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．５３超、
質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．０５９〜０．９６の範囲、
であり、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲であり、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲である光学ガラス（以下、「ガラスＡ」と記載する。）；
酸化物基準のガラス組成において、
Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2が必須成分であり、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5が任意成分であり、
Ｐ2Ｏ5含有量が２０〜３４質量％、
Ｂ2Ｏ3含有量が０質量％超かつ１０質量％以下、
Ｌｉ2Ｏ含有量が０質量％以上０．３質量％未満、
質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）が０超かつ０．３９未満、
質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．５３超、
質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］が０．０２未満、
質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．０５９〜０．９６の範囲、
であり、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲であり、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲である光学ガラス（以下、「ガラスＢ」と記載する）、
を包含する。
One embodiment of the present invention relates to an optical glass. The optical glass according to one embodiment of the present invention is
In the oxide-based glass composition,
P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 are essential components, and SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are optional components,
P 2 O 5 content of 20 to 34 wt%,
B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less,
Li 2 O content is 0 mass% or more and less than 0.3 mass%,
The mass ratio (B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is greater than 0 and less than 0.39;
The mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] exceeds 0.53,
The mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is in the range of 0.059 to 0.96,
An optical glass having a refractive index nd in the range of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd in the range of 20 to 25 (hereinafter referred to as “glass A”);
In the oxide-based glass composition,
P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 are essential components, and SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are optional components,
P 2 O 5 content of 20 to 34 wt%,
B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less,
Li 2 O content is 0 mass% or more and less than 0.3 mass%,
The mass ratio (B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is greater than 0 and less than 0.39;
The mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] exceeds 0.53,
The mass ratio [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 )] is less than 0.02,
The mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is in the range of 0.059 to 0.96,
An optical glass having a refractive index nd in the range of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd in the range of 20 to 25 (hereinafter referred to as “glass B”),
Is included.
上述のガラスＡおよびＢは、必須成分としてＰ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2を含み、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5を任意に含むことができる。そのうえで上述の含有量および質量比を満たすことにより、１．７８〜１．８３の範囲の屈折率ｎｄおよび２０〜２５の範囲のアッベ数νｄという高屈折率高分散特性を有するとともに、優れた耐失透性を示すリン酸系光学ガラスを得ることが可能となる。 Glasses A and B described above contain P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 as essential components, and include SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O. 5 can optionally be included. In addition, by satisfying the above-mentioned content and mass ratio, it has a high refractive index and high dispersion characteristic of a refractive index nd in the range of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd in the range of 20 to 25, and excellent resistance to resistance. It becomes possible to obtain a phosphoric acid optical glass exhibiting devitrification.
本発明の一態様によれば、ダイレクトプレス法、リヒートプレス法、精密プレス成形法のいずれにも好適な、高屈折率高分散特性を有するリン酸系光学ガラスを提供することができる。更なる一態様によれば、上述の光学ガラスからなる光学素子ブランク、プレス成型用ガラス素材、および光学素子も提供される。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a phosphate-based optical glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic that is suitable for any of a direct press method, a reheat press method, and a precision press molding method. According to a further aspect, an optical element blank made of the above optical glass, a glass material for press molding, and an optical element are also provided.
［光学ガラス］
本発明の一態様にかかる光学ガラスは、上述のガラスＡおよびＢを包含する。以下、その詳細について説明する。特記しない限り、下記記載は、ガラスＡおよびＢの両ガラスに適用される。
[Optical glass]
The optical glass according to one embodiment of the present invention includes the above-described glasses A and B. The details will be described below. Unless otherwise specified, the following description applies to both glasses A and B.
前述の通り、本発明では光学ガラスのガラス組成を酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、特記しない限り、ガラス組成は質量基準で表示するものとする。
本発明におけるガラス組成は、ＩＣＰ−ＡＥＳ（Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry）により求められたものである。また、本分析方法により求められた分析値は、±５％程度の測定誤差を含んでいる。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が０％とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。
As described above, in the present invention, the glass composition of the optical glass is displayed on the basis of oxide. Here, the “oxide-based glass composition” refers to a glass composition obtained by converting all glass raw materials to be decomposed during melting and existing as oxides in the optical glass. Unless otherwise specified, the glass composition is displayed on a mass basis.
The glass composition in the present invention is determined by ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). The analysis value obtained by this analysis method includes a measurement error of about ± 5%. In the present specification and the present invention, the content of the constituent component of 0% means that the constituent component is substantially not included, and that the content of the constituent component is about the impurity level or less. Point to.
Ｐ2Ｏ5はリン酸系ガラスにおいてガラス形成成分として欠かせない成分である。リン酸系ガラスは比較的低い温度でガラスを熔解することができ、可視域の透過率が高いという特徴を有する。ガラスの耐失透性向上の観点から、Ｐ2Ｏ5含有量の下限は２０％以上、好ましくは２１％以上である。また、上限は３４％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは２４％以下である。 P 2 O 5 is an essential component as a glass forming component in phosphate glass. Phosphate glass has the characteristics that it can melt glass at a relatively low temperature and has high transmittance in the visible region. From the viewpoint of improving the devitrification resistance of the glass, the lower limit of the P 2 O 5 content is 20% or more, preferably 21% or more. Moreover, an upper limit is 34% or less, Preferably it is 30% or less, More preferably, it is 24% or less.
Ｂ2Ｏ3は、リン酸系ガラスに適量添加することにより耐失透性を高める作用を有する成分である。そのため上述の光学ガラスには必須成分として、０％超導入する。Ｂ2Ｏ3含有量は、好ましくは２％以上、より好ましくは６％以上である。ただし、過剰量含まれると高屈折率・高分散特性を実現することが困難となるため、その含有量は１０％以下とする。好ましくは９％以下、より好ましくは８％以下である。
ここでＢ2Ｏ3含有量が０％とは、Ｂ2Ｏ3がガラス中に不純物レベル程度に微量に含有されている場合を含む。したがって、Ｂ2Ｏ3含有量０％超とは、Ｂ2Ｏ3が不純物レベル程度を超えて含有されていることを指す。具体的には、例えば７００ｐｐｍ（質量比）以上、または１０００ｐｐｍ（質量比）以上である。
B 2 O 3 is a component having an effect of increasing devitrification resistance by adding an appropriate amount to the phosphate glass. Therefore, more than 0% is introduced into the above optical glass as an essential component. The B 2 O 3 content is preferably 2% or more, more preferably 6% or more. However, if an excessive amount is included, it is difficult to achieve a high refractive index and a high dispersion characteristic, so the content is made 10% or less. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
Where B The 2 O 3 content of 0%, including the case where B 2 O 3 is contained in a trace amount to about impurity level in the glass. Therefore, the B 2 O 3 content exceeding 0% means that B 2 O 3 is contained exceeding the impurity level. Specifically, it is 700 ppm (mass ratio) or more, or 1000 ppm (mass ratio) or more, for example.
Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3のそれぞれの含有量については、先に記載の通りである。更に上述の光学ガラスにおいては、高屈折率・高分散特性を有するリン酸系光学ガラスの耐失透性を高めるために、Ｐ2Ｏ5含有量とＢ2Ｏ3含有量との質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）を、０超かつ０．３９未満とする。より好ましい下限は０．１５、さらに好ましい下限は０．２５である。より好ましい上限は０．３８である。加えて、耐失透性向上のために、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の合計含有量とＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3およびＴａ2Ｏ5の合計含有量との質量比を規定する。その詳細は後述する。 The contents of P 2 O 5 and B 2 O 3 are as described above. Furthermore, in the above-mentioned optical glass, in order to increase the devitrification resistance of the phosphoric acid-based optical glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic, the mass ratio of the P 2 O 5 content to the B 2 O 3 content ( B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is more than 0 and less than 0.39. A more preferred lower limit is 0.15, and a more preferred lower limit is 0.25. A more preferred upper limit is 0.38. In addition, in order to improve devitrification resistance, the total content of P 2 O 5 and B 2 O 3 and the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 The mass ratio is defined. Details thereof will be described later.
ＳｉＯ2は、上述の光学ガラスに含まれていてもよい任意成分である。高屈折率化の観点からは、その含有量は２％以下であることが好ましく、１．２％以下であることが好ましく、１．０％以下であることが好ましく、導入しなくても（ＳｉＯ2含有量が０％でも）よい。また、耐失透性向上の観点からは、ガラスＢにおいては、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の合計含有量に対するＳｉＯ2含有量の質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］は、０．０２未満とし、０〜０．０１の範囲とすることが好ましい。同様の観点から、ガラスＡにおいては、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の合計含有量に対するＳｉＯ2含有量の質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］は、０．０２未満とすることが好ましく、０〜０．０１の範囲とすることがより好ましい。 SiO 2 is an optional component that may be contained in the above optical glass. From the viewpoint of increasing the refractive index, the content is preferably 2% or less, preferably 1.2% or less, preferably 1.0% or less, even if not introduced ( (The SiO 2 content may be 0%). From the viewpoint of improving devitrification resistance, in the glass B, the mass ratio of the SiO 2 content to the total content of SiO 2 , P 2 O 5 and B 2 O 3 [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 )] is less than 0.02, preferably in the range of 0 to 0.01. From the same viewpoint, in the glass A, the mass ratio of the SiO 2 content to the total content of SiO 2 , P 2 O 5 and B 2 O 3 [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 ) ] Is preferably less than 0.02, more preferably in the range of 0 to 0.01.
上述の光学ガラスはアルカリ金属酸化物を一種または二種以上含むことができる。ここでアルカリ金属酸化物には、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏが包含される。ただし、耐失透性向上の観点から、Ｌｉ2Ｏを含む場合には、その含有量は０．３％未満とする。より好ましくは０．２％以下である。耐失透性をより一層向上する観点からは、Ｌｉ2Ｏを含まないこと（Ｌｉ2Ｏ含有量が０％）が、好ましい。 The optical glass described above can contain one or more alkali metal oxides. Here, the alkali metal oxide includes Li 2 O, Na 2 O and K 2 O. However, from the viewpoint of improving devitrification resistance, when Li 2 O is included, its content is less than 0.3%. More preferably, it is 0.2% or less. From the viewpoint of further improving the devitrification resistance, it does not contain Li 2 O (Li 2 O content is 0%) is preferred.
その他のアルカリ金属酸化物のＮａ2ＯおよびＫ2Ｏは、少なくとも一方、好ましくは少なくともＮａ2Ｏ、より好ましくは両方を、上述のガラスに添加することができる。屈折率低下抑制の観点からは、Ｎａ2Ｏ含有量に対するＫ2Ｏ含有量の質量比Ｋ2Ｏ／Ｎａ2Ｏは、０．５２以下であることが好ましく、０．４０以下であることがより好ましい。なお質量比Ｋ2Ｏ／Ｎａ2Ｏは、例えば０．２０以上であることができる。
また、Ｎａ2Ｏ含有量は、例えば０％以上とすることができ、８％以上であることが好ましく、１１％以上であることがより好ましい。Ｋ2Ｏ含有量は、例えば０％以上とすることができ、２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。
耐失透性の観点からは、上述の光学ガラスのＮａ2Ｏ含有量は、例えば１６％以下とすることができ、１５％以下であることが好ましく、１４％以下であることがより好ましい。同様の観点から、Ｋ2Ｏ含有量は、６％以下とすることが好ましく、より好ましくは５％以下である。
アルカリ金属酸化物の含有量（複数種含む場合には、それらの合計含有量）は、１０％以上とすることが好ましく、耐失透性維持の観点からは、３０％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましい。好ましい下限は１５％である。
At least one of the other alkali metal oxides Na 2 O and K 2 O, preferably at least Na 2 O, more preferably both, can be added to the glass. From the viewpoint of suppressing the decrease in refractive index, the mass ratio K 2 O / Na 2 O of the K 2 O content to the Na 2 O content is preferably 0.52 or less, and preferably 0.40 or less. More preferred. Note mass ratio K 2 O / Na 2 O can be, for example, 0.20 or more.
Further, Na 2 O content, for example, can be 0% or more, preferably at least 8%, more preferably 11% or more. The K 2 O content can be, for example, 0% or more, preferably 2% or more, and more preferably 3% or more.
From the viewpoint of devitrification resistance, the content of Na 2 O of the optical glass described above can be, for example, 16% or less, preferably 15% or less, and more preferably 14% or less. From the same viewpoint, the K 2 O content is preferably 6% or less, more preferably 5% or less.
The content of alkali metal oxides (when multiple types are included, the total content thereof) is preferably 10% or more, and preferably 30% or less from the viewpoint of maintaining devitrification resistance. 20% or less is more preferable. A preferred lower limit is 15%.
ＴｉＯ2は、適量添加することにより、ガラスに高屈折率・高分散特性を与えることができる成分であり、上述の光学ガラスに必須成分として導入する。ただし、高屈折率・高分散特性、および耐失透性を維持するために、その含有量は、他の高屈折率・高分散特性を与えることができる成分であるＮｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5の含有量に対して、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5の合計含有量に対するＴｉＯ2含有量の質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．０５９〜０．９６の範囲となる量とする。この質量比が０．０５９を下回ると、上述の高屈折率・高分散特性を得ることが困難となり、０．９６を上回ると、耐失透性を維持することが困難となる。質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］は、０．１０以上であることが好ましく、０．１２以上であることがより好ましく、０．５０以下であることが好ましく、０．２０以下であることがより好ましい。高屈折率・高分散特性の観点から、ＴｉＯ2含有量は６％以上であることがより好ましい。また、ガラスの溶解性の維持および着色抑制の観点からは、１１％以下であることが好ましく、９％以下であることがより好ましい。 TiO 2 is a component that can impart high refractive index and high dispersion characteristics to the glass when added in an appropriate amount, and is introduced as an essential component in the optical glass described above. However, in order to maintain high refractive index / high dispersion characteristics and resistance to devitrification, the content thereof is Nb 2 O 5 , WO 3 , which is a component that can provide other high refractive index / high dispersion characteristics. , Bi relative to the content of 2 O 3, Ta 2 O 5 , TiO 2, Nb 2 O 5, WO 3, Bi 2 O 3, and the mass ratio of TiO 2 content to the total content of Ta 2 O 5 [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is set to an amount in the range of 0.059 to 0.96. When this mass ratio is less than 0.059, it is difficult to obtain the above-described high refractive index / high dispersion characteristics, and when it exceeds 0.96, it is difficult to maintain devitrification resistance. The mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is preferably 0.10 or more, more preferably 0.12 or more, and It is preferably 50 or less, and more preferably 0.20 or less. From the viewpoint of high refractive index and high dispersion characteristics, the TiO 2 content is more preferably 6% or more. Further, from the viewpoint of maintaining the solubility of the glass and suppressing coloring, it is preferably 11% or less, and more preferably 9% or less.
更に上述の光学ガラスでは、耐失透性向上の観点から、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3の合計含有量、またはＰ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＳｉＯ2の合計含有量を、高屈折率・高分散特性付与成分であるＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3およびＴａ2Ｏ5の合計含有量に対して規定する。より詳しくは、ガラスＡにおいては、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．５３超とする。ガラスＢにおいては、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．５３超とする。また、高屈折率・高分散特性を維持する観点からは、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］は０．７５以下とすることが好ましく、０．５８以下とすることがより好ましい。同様の観点から、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］は、０．７５以下とすることが好ましく、０．５８以下とすることがより好ましい。 Furthermore, in the above-mentioned optical glass, from the viewpoint of improving devitrification resistance, the total content of P 2 O 5 and B 2 O 3 or the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 and SiO 2 is increased. It is defined with respect to the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 which are components for imparting refractive index and high dispersion characteristics. More specifically, in the glass A, the mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is set to exceed 0.53. In the glass B, the mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is set to exceed 0.53. Further, from the viewpoint of maintaining high refractive index and high dispersion characteristics, the mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is It is preferable to set it as 0.75 or less, and it is more preferable to set it as 0.58 or less. From the same viewpoint, the mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] should be 0.75 or less. Preferably, it is 0.58 or less.
上述のＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5の合計含有量は、高屈折率化の観点から、４７％超であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。また、ガラス安定性の観点からは、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5の合計含有量は、６０％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましい。 The total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 is preferably more than 47% and 50% or more from the viewpoint of increasing the refractive index. More preferably. From the viewpoint of glass stability, the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 is preferably 60% or less, and 55% or less. More preferably.
Ｎｂ2Ｏ5は、高屈折率・高分散特性を得るために有用な成分であり、また耐久性を高める効果のある成分でもある。耐失透性維持および着色抑制の観点からは、Ｎｂ2Ｏ5含有量は４７％以下とすることが好ましい。一方、高屈折率・高分散特性を維持する観点からは、Ｎｂ2Ｏ5含有量は１９％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、４３％以上であることがより好ましい。 Nb 2 O 5 is a component useful for obtaining a high refractive index and a high dispersion characteristic, and is also a component having an effect of improving durability. From the viewpoint of maintaining devitrification resistance and suppressing coloration, the Nb 2 O 5 content is preferably 47% or less. On the other hand, from the viewpoint of maintaining high refractive index and high dispersion characteristics, the Nb 2 O 5 content is preferably 19% or more, more preferably 40% or more, and more preferably 43% or more. preferable.
ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3は、高屈折率・高分散特性を得るために添加可能な成分である。例えば、上述の光学ガラスおけるＷＯ3含有量、Ｂｉ2Ｏ3含有量は、それぞれ１５％以下とすることができる。で導入することができる。着色抑制の観点からは、ＷＯ3含有量、Ｂｉ2Ｏ3含有量は、それぞれ１２％以下とすることが好ましく、６％以下とすることが好ましく、０％としてもよい。さらに、ＷＯ3の上限は好ましくは３％未満、より好ましくは２％以下である。 WO 3 and Bi 2 O 3 are components that can be added to obtain high refractive index and high dispersion characteristics. For example, the content of WO 3 and the content of Bi 2 O 3 in the optical glass described above can each be 15% or less. Can be introduced. From the viewpoint of coloring suppression, the WO 3 content and the Bi 2 O 3 content are each preferably 12% or less, preferably 6% or less, and may be 0%. Furthermore, the upper limit of WO 3 is preferably less than 3%, more preferably 2% or less.
Ｔａ2Ｏ5は、屈折率調整のために添加可能な任意成分である。その含有量は、例えば０〜２％とすることができる。 Ta 2 O 5 is an optional component that can be added to adjust the refractive index. The content can be 0 to 2%, for example.
上述の光学ガラスには、アルカリ土類金属酸化物ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの一種または二種以上が含まれていてもよい。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量は、例えば０〜１０％の範囲とすることができる。アルカリ土類金属酸化物は、ガラス安定性を高める作用を有する成分であるが、屈折率の低下や分散性の低下を招く場合があるため、合計含有量は２％以下に抑えることが好ましく、０％であってもよい。
また、各アルカリ土類金属酸化物の含有量については、ＭｇＯ含有量の好ましい下限値は０％以上であり、好ましい上限値は５％以下である。ＣａＯ含有量は好ましい下限値は０％以上であり、好ましい上限値は１％未満である。ＳｒＯ含有量の好ましい下限値は０％以上であり、好ましい上限値は ５ ％以下である。ＢａＯ含有量の好ましい下限値は０％以上であり、好ましい上限値は７％未満であり、より好ましくは６％以下である。
The optical glass described above may contain one or more of the alkaline earth metal oxides MgO, CaO, SrO and BaO. The total content of MgO, CaO, SrO and BaO can be, for example, in the range of 0 to 10%. Alkaline earth metal oxide is a component having an effect of increasing the glass stability, but since it may cause a decrease in refractive index and a decrease in dispersibility, the total content is preferably suppressed to 2% or less, It may be 0%.
Moreover, about content of each alkaline-earth metal oxide, the preferable lower limit of MgO content is 0% or more, and a preferable upper limit is 5% or less. The preferable lower limit of the CaO content is 0% or more, and the preferable upper limit is less than 1%. The preferable lower limit value of the SrO content is 0% or more, and the preferable upper limit value is 5% or less. The preferable lower limit of the BaO content is 0% or more, and the preferable upper limit is less than 7%, more preferably 6% or less.
上述の光学ガラスには、更に任意成分として、屈折率調整のためにＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3を添加することもできる。ＺｎＯ含有量は、５％未満とすることが好ましく、０％であってもよい。一方、Ａｌ2Ｏ3含有量は、２％以下とすることが好ましく、０％であってもよい。また、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｃｓ2Ｏ、ＺｒＯ2、ＰｂＯ等の成分を、それぞれ例えば０〜１％の範囲の量で、本発明の目的を損わない範囲で添加してもよい。ただし、ＰｂＯは環境影響上、使用を控えることが望まれる成分であるから、ＰｂＯは導入しないことが好ましい。また、Ｆを酸化物基準で、２％以下の量で添加することもできる。均質なガラスを得る観点からは、Ｆを導入しないことが好ましい。また、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3は、外割添加量として、それぞれ例えば０〜１％の範囲の量で上述の光学ガラスに添加してもよい。 As an optional component, ZnO and Al 2 O 3 can also be added to the optical glass described above for refractive index adjustment. The ZnO content is preferably less than 5% and may be 0%. On the other hand, the Al 2 O 3 content is preferably 2% or less, and may be 0%. Further, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Cs 2 O, ZrO 2 , PbO and the like are each added in an amount of, for example, 0 to 1%, so that the object of the present invention is not impaired. You may add in the range. However, it is preferable not to introduce PbO because PbO is a component that is desired to be refrained from use due to environmental influences. Further, F can be added in an amount of 2% or less based on the oxide. From the viewpoint of obtaining homogeneous glass, it is preferable not to introduce F. Further, SnO 2 and Sb 2 O 3 may be added to the above-mentioned optical glass in amounts in the range of, for example, 0 to 1%, respectively, as the external addition amount.
以上、上述の光学ガラスのガラス組成について説明した。次に、上述の光学ガラスのガラス特性について説明する。 The glass composition of the above optical glass has been described above. Next, the glass characteristics of the above optical glass will be described.
上述の光学ガラスは、１．７８〜１．８３の範囲の屈折率ｎｄおよび２０〜２５の範囲のアッベ数νｄを有する高屈折率高分散光学ガラスである。屈折率ｎｄの下限は好ましくは１．７９０以上、より好ましくは１．８００以上、上限は好ましくは１．８２０未満、より好ましくは１．８１５以下である。アッベ数νｄの下限は好ましくは２１以上、より好ましくは２２以上、上限は好ましくは２４以下、より好ましくは２３以下である。以上の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを有する光学ガラスは、光学系において有用である。 The above optical glass is a high refractive index and high dispersion optical glass having a refractive index nd in the range of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd in the range of 20 to 25. The lower limit of the refractive index nd is preferably 1.790 or more, more preferably 1.800 or more, and the upper limit is preferably less than 1.820, more preferably 1.815 or less. The lower limit of the Abbe number νd is preferably 21 or more, more preferably 22 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 23 or less. The optical glass having the above refractive index nd and Abbe number νd is useful in an optical system.
上述の光学ガラスは、優れた耐失透性を示すことができる高屈折率・高分散特性を有する光学ガラスである。耐失透性の指標の１つとしては、液相温度を挙げることができる。上述の光学ガラスは、例えば１０５０℃以下の液相温度を示すことができ、１０００℃以下の液相温度を示すこともできる。なお上述の光学ガラスの液相温度の下限は、例えば９００℃以上であるが、特に限定されるものではない。
液相温度の低いガラスは、軟化点付近での失透安定性が高いため、リヒートプレスのための加熱や精密プレス成形における加熱においてガラス中に結晶が析出することを防ぐことができる。また、液相温度の低いガラスは、低温で流出させることができるため、熔融ガラスを流出する際の温度を低くすることができる。ここでの温度を低くすることにより、ダイレクトプレス法による光学素子ブランク作製時や精密プレス成形法に用いるプレス成形用ガラス素材の作製時においてガラス中に結晶が析出することを防ぐことが可能となる。
また、熔融ガラスを流出する際の温度を低くすることにより、揮発による脈理発生を抑えること、および光学特性変動を低減することもできる。
更に、液相温度を低くすることにより、熔解を行うルツボのガラスによる侵蝕を抑えることができる。その結果、ルツボを構成する白金などの物質が、侵蝕によってガラス中に混入し異物となることや、イオンとして溶け込んでガラスの着色を引き起こすことを回避することができる。
The above-mentioned optical glass is an optical glass having high refractive index and high dispersion characteristics that can exhibit excellent devitrification resistance. One of the indicators of devitrification resistance is the liquidus temperature. The optical glass described above can exhibit a liquidus temperature of 1050 ° C. or lower, for example, and can also exhibit a liquidus temperature of 1000 ° C. or lower. In addition, although the minimum of the liquidus temperature of the above-mentioned optical glass is 900 degreeC or more, for example, it is not specifically limited.
Since glass with a low liquidus temperature has high devitrification stability near the softening point, it is possible to prevent crystals from being precipitated in the glass during heating for reheat pressing or heating in precision press molding. Moreover, since the glass with a low liquidus temperature can be made to flow out at low temperature, the temperature at the time of flowing out molten glass can be made low. By lowering the temperature here, it becomes possible to prevent crystals from precipitating in the glass during the production of an optical element blank by the direct press method or during the production of a glass material for press molding used in the precision press molding method. .
In addition, by reducing the temperature at which the molten glass flows out, it is possible to suppress the occurrence of striae due to volatilization and to reduce fluctuations in optical characteristics.
Furthermore, by lowering the liquidus temperature, it is possible to suppress erosion of the melting crucible glass. As a result, it is possible to avoid a substance such as platinum constituting the crucible from being mixed into the glass due to erosion and becoming a foreign substance, or being dissolved as an ion and causing coloring of the glass.
ガラス転移温度は、ガラス安定性の観点からは、５００℃以上であることが好ましい。他方、良好なプレス成形性を得る観点からは、ガラス転移温度は低いことが好ましく、例えば５７０℃以下であることが好適である。 The glass transition temperature is preferably 500 ° C. or higher from the viewpoint of glass stability. On the other hand, from the viewpoint of obtaining good press formability, the glass transition temperature is preferably low, for example, preferably 570 ° C. or lower.
以上説明したように、上述の光学ガラスは、高屈折率・高分散特性を有する、ダイレクトプレス法、リヒートプレス法、精密プレス法のいずれの方法にも好適なガラスである。 As described above, the above-described optical glass is a glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic and suitable for any of the direct press method, the reheat press method, and the precision press method.
光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。 Optical glass is prepared by weighing and preparing raw materials such as oxides, carbonates, sulfates, nitrates and hydroxides so that the desired glass composition can be obtained. It can be obtained by heating, melting, defoaming and stirring to make a molten glass free of bubbles and molding it. Specifically, it can be made using a known melting method.
［光学素子ブランク、プレス成型用ガラス素材、およびそれらの製造方法］
本発明の他の一態様は、
上述の光学ガラスからなる光学素子ブランク；
上述の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材；
上述の光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法；および、
上述のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法、
に関する。
[Optical element blanks, glass materials for press molding, and methods for producing them]
Another aspect of the present invention is:
An optical element blank made of the optical glass described above;
A glass material for press molding comprising the optical glass described above;
A method for producing a glass material for press molding comprising a step of forming the optical glass described above into a glass material for press molding; and
In the state where the glass material for press molding is softened by heating, a method for producing an optical element blank including a step of producing an optical element blank by press molding using a press mold,
About.
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、光学素子の形状に研削、研磨しろを加えた光学素子母材である。光学素子ブランクの表面を研削、研磨することにより、光学素子が仕上げられる。上述の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製することができる。上述の光学ガラスは、優れた耐失透性を示すことができるため、プレス成形時の加熱によりガラス中に結晶が析出することを防ぐことができる。 The optical element blank is an optical element base material that approximates the shape of the target optical element and adds a grinding and polishing margin to the shape of the optical element. The optical element is finished by grinding and polishing the surface of the optical element blank. An optical element blank can be produced by press molding using a press mold in a state where the glass material for press molding made of the optical glass is softened by heating. Since the optical glass described above can exhibit excellent devitrification resistance, crystals can be prevented from being precipitated in the glass by heating during press molding.
プレス成形用ガラス素材の加熱、プレス成形は、ともに大気中で行うことができる。プレス成形用ガラス素材の表面に、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形すると、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができる。プレス成形後にアニールしてガラス内部の歪を低減することにより、均質な光学素子ブランクを得ることができる。 Both heating and press molding of the glass material for press molding can be performed in the atmosphere. By uniformly applying a powder release agent such as boron nitride to the surface of the glass material for press molding, heating and press molding, it is possible to reliably prevent the glass and the mold from being fused, and the molding surface of the press mold The glass can be smoothly extended along. A uniform optical element blank can be obtained by annealing after press molding to reduce strain inside the glass.
一方、プレス成形用ガラス素材とは、プリフォームとも呼ばれ、そのままの状態でプレス成形に供されるものに加え、切断、研削、研磨などの機械加工を施すことによりプレス成形に供されるものも含む。切断方法としては、ガラス板の表面の切断したい部分にスクライビングと呼ばれる方法で溝を形成し、溝が形成された面の裏面から溝の部分に局所的な圧力を加えて、溝の部分でガラス板を割る方法や、切断刃によってガラス板をカットする方法などがある。また、研削、研磨方法としてはバレル研磨などが挙げられる。 On the other hand, a glass material for press molding, also called a preform, is used for press molding by performing mechanical processing such as cutting, grinding and polishing in addition to what is used for press molding as it is. Including. As a cutting method, a groove is formed in a portion of the surface of the glass plate to be cut by a method called scribing, and a local pressure is applied to the groove portion from the back surface of the surface on which the groove is formed. There are a method of breaking a plate and a method of cutting a glass plate with a cutting blade. Moreover, barrel polishing etc. are mentioned as a grinding | polishing and a grinding | polishing method.
［光学素子およびその製造方法］
本発明の他の一態様は、
上述の光学ガラスからなる光学素子；
上述の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法（以下、「方法Ａ」という）；
上述のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法（以下、「方法Ｂ」という）、
に関する。
[Optical element and manufacturing method thereof]
Another aspect of the present invention is:
An optical element comprising the above-mentioned optical glass;
A method for producing an optical element (hereinafter referred to as “method A”) comprising a step of producing an optical element by grinding and / or polishing the above-described optical element blank;
In the state where the glass material for press molding is softened by heating, an optical element manufacturing method (hereinafter referred to as “Method B”) including a step of producing an optical element by precision press molding using a press mold,
About.
方法Ａにおいて、研削、研磨は公知の方法を適用すればよく、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させるなどすることにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。方法Ａは、各種球面レンズ、プリズムなどの光学素子を製造する方法として好適である。 In Method A, known methods may be applied for grinding and polishing, and an optical element having high internal quality and high surface quality can be obtained by sufficiently washing and drying the surface of the optical element after processing. Method A is suitable as a method for manufacturing optical elements such as various spherical lenses and prisms.
方法Ｂにおける精密プレス成形とは、モールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。ここで、光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると、非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法は、プレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。精密プレス成形法は、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子の製造に好適であり、特に非球面レンズを高生産性のもとに製造する方法として最適である。 The precision press molding in the method B is also called mold optics molding, and is a method of forming the optical functional surface of the optical element by transferring the molding surface of the press mold. Here, a surface that transmits, refracts, diffracts, or reflects light rays of the optical element is referred to as an optical functional surface. For example, taking a lens as an example, a lens surface such as an aspherical surface of an aspherical lens or a spherical surface of a spherical lens corresponds to an optical functional surface. The precision press molding method is a method of forming an optical functional surface by press molding by precisely transferring a molding surface of a press mold to glass. That is, it is not necessary to add machining such as grinding or polishing to finish the optical functional surface. The precision press molding method is suitable for manufacturing optical elements such as lenses, lens arrays, diffraction gratings, and prisms, and is particularly suitable as a method for manufacturing an aspheric lens with high productivity.
精密プレス成形法の一実施態様では、表面が清浄状態のプリフォームを、プリフォームを構成するガラスの粘度が１０5〜１０11Ｐａ・ｓの範囲を示すように再加熱し、再加熱されたプリフォームを上型、下型を備えた成形型によってプレス成形する。成形型の成形面には必要に応じて離型膜を設けてもよい。なお、プレス成形は、成形型の成形面の酸化を防止する上から、窒素ガスや不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。プレス成形品は成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。成形品がレンズなどの光学素子の場合には、必要に応じて表面に光学薄膜をコートしてもよい。 In one embodiment of the precision press molding method, the preform having a clean surface was reheated so that the viscosity of the glass constituting the preform was in the range of 10 5 to 10 11 Pa · s, and reheated. The preform is press-molded with a mold having an upper mold and a lower mold. A mold release film may be provided on the molding surface of the mold as necessary. The press molding is preferably performed in an atmosphere of nitrogen gas or inert gas in order to prevent oxidation of the molding surface of the mold. The press-molded product is taken out from the mold and gradually cooled as necessary. When the molded product is an optical element such as a lens, an optical thin film may be coated on the surface as necessary.
このようにして、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲であり、アッベ数νｄが２０〜２５の範囲であって、各種成形法に好適なリン酸系光学ガラスからなるレンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子を製造することができる。 In this way, a lens and a lens made of phosphate optical glass having a refractive index nd of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd of 20 to 25 and suitable for various molding methods. Optical elements such as arrays, diffraction gratings, and prisms can be manufactured.
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。但し本発明は、実施例に示す態様に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the examples.
１．光学ガラスおよび精密プレス成形用プリフォームに関する実施例、比較例
表１に示す組成の光学ガラスが得られるように、各ガラス成分に対応する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物等のガラス原料を所定の割合に１５０〜３００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチとした。これを白金ルツボに入れ、１０００〜１２５０℃で攪拌しながら空気中で２〜４時間、ガラスの熔解を行った。熔解後、熔融ガラスを４０×７０×１５ｍｍのカーボンの金型に流し、ガラス転移温度まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニールして炉内で室温まで放冷し、各光学ガラスを作製した。
下記方法により、各光学ガラスの屈折率、アッベ数、ガラス転移温度、および液相温度を測定した。
1. Examples relating to optical glass and precision press-molding preform, comparative example In order to obtain optical glass having the composition shown in Table 1, oxides, carbonates, sulfates, nitrates, hydroxides and the like corresponding to the respective glass components 150 to 300 g of a glass raw material was weighed in a predetermined ratio and mixed well to obtain a blended batch. This was put in a platinum crucible, and the glass was melted in air for 2 to 4 hours while stirring at 1000 to 1250 ° C. After melting, the molten glass is poured into a 40 × 70 × 15 mm carbon mold, allowed to cool to the glass transition temperature, immediately put into an annealing furnace, annealed for about 1 hour in the glass transition temperature range, and room temperature in the furnace. Each optical glass was produced.
The refractive index, Abbe number, glass transition temperature, and liquidus temperature of each optical glass were measured by the following methods.
測定方法
（１）屈折率（ｎｄ）およびアッべ数（νｄ）
徐冷降温速度を−３０℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）ガラス転移温度Ｔｇ
示差走査熱量計（ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry））により、昇温速度１０℃/分にして測定した。
（３）液相温度ＬＴ
ガラス試料を任意温度に設定した試験炉に２時間保持し、倍率１０〜１００倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、液相温度を測定した。
（４）失透性評価
１ｃｍ角ガラス試料を、そのガラスのガラス転移温度Ｔｇに設定した第１の試験炉で１０分間加熱し、さらにそのガラスのＴｇプラス１０℃に設定した第２の試験炉に１０分間加熱した後、結晶または分相の有無を顕微鏡で確認した。結晶も分相も確認されなかった場合は○、結晶および分相の少なくとも一方が確認された場合は×と判定した。本明細書では、耐失透性の指標として、以上の評価結果を用いた。
Measuring method (1) Refractive index (nd) and Abbe number (νd)
It measured about the optical glass obtained by making slow cooling temperature-fall rate -30 degreeC / hour.
(2) Glass transition temperature Tg
A differential scanning calorimetry (DSC (Differential Scanning Calorimetry)) was used to measure at a heating rate of 10 ° C./min.
(3) Liquidus temperature LT
The glass sample was held in a test furnace set to an arbitrary temperature for 2 hours, the presence or absence of crystals was observed with a microscope having a magnification of 10 to 100 times, and the liquidus temperature was measured.
(4) Devitrification Evaluation A 1 cm square glass sample was heated for 10 minutes in a first test furnace set to the glass transition temperature Tg of the glass, and further, a second test furnace set to Tg plus 10 ° C. of the glass. After heating for 10 minutes, the presence or absence of crystals or phase separation was confirmed with a microscope. When neither crystal nor phase separation was confirmed, it was judged as ◯, and when at least one of crystal and phase separation was confirmed, it was judged as x. In this specification, the above evaluation results were used as an index of devitrification resistance.
測定結果を、表１、２に示す。 The measurement results are shown in Tables 1 and 2.
比較例として、本発明の一態様にかかる光学ガラスとはガラス組成が相違する特開平６−３４５４８１号公報記載の実施例２、３、６の組成の光学ガラスが得られるように、上述の実施例と同様の方法により光学ガラスを作製した。作製した光学ガラスについて、上述の失透性評価を行ったところ、評価結果はいずれも「×」であった。 As a comparative example, the optical glass having the composition of Examples 2, 3, and 6 described in JP-A-6-345481 having a glass composition different from that of the optical glass according to one embodiment of the present invention is obtained. Optical glass was produced in the same manner as in the example. About the produced optical glass, when the above-mentioned devitrification evaluation was performed, all the evaluation results were "x".
他の比較例として、本発明の一態様にかかる光学ガラスとはガラス組成が相違する特開平５−２７０８５３号公報記載の実施例１０の組成の光学ガラスが得られるように、上述の実施例と同様の方法により光学ガラスを作製した。作製した光学ガラスについて実施例と同様の方法により屈折率およびアッベ数の測定を行ったところ、ｎｄは１．７６２０２、νｄは２５．２４であり、上述の光学ガラスが満たす光学特性を有さないことが確認された。
本発明の一態様にかかる光学ガラスとはガラス組成が相違する特開平６−３４５４８１号公報記載の実施例４についても同様の評価を行ったところ、ｎｄは１．７２９１４、νｄは２６．２２であり、上述の光学ガラスが満たす光学特性を有さないことが確認された。
As another comparative example, the optical glass having the composition of Example 10 described in JP-A No. 5-270853 having a glass composition different from that of the optical glass according to one embodiment of the present invention is obtained. Optical glass was produced by the same method. When the refractive index and the Abbe number of the produced optical glass were measured by the same method as in the example, nd was 1.762202 and νd was 25.24, which did not have the optical characteristics that the above optical glass satisfies. It was confirmed.
The same evaluation was performed on Example 4 described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-345481, which has a glass composition different from that of the optical glass according to one embodiment of the present invention. As a result, nd was 1.72914 and νd was 26.22. In other words, it was confirmed that the above optical glass does not have optical characteristics.
表１に示す実施例の光学ガラスが得られる高品質かつ均質化された熔融ガラスを白金合金製のパイプから連続流出させた。流出する熔融ガラスをパイプ流出口から滴下させ、複数のプリフォーム成形型で次々と受け、浮上成形法により複数個の球状のプリフォームを成形した。なお、流出時のガラスの温度は液相温度よりも数℃高温とした。 A high-quality and homogenized molten glass from which optical glasses of Examples shown in Table 1 were obtained was continuously discharged from a platinum alloy pipe. The molten glass flowing out was dropped from the pipe outlet, received one after another by a plurality of preform molding dies, and a plurality of spherical preforms were molded by a floating molding method. In addition, the temperature of the glass at the time of outflow was made several degree C higher than the liquidus temperature.
実施例の光学ガラスから得られたプリフォームは、顕微鏡で観察できる結晶はなく、透明かつ均質であった。これらのプリフォームはいずれも失透しておらず、高い質量精度のものが得られた。 The preform obtained from the optical glass of the example was transparent and homogeneous with no crystal observable with a microscope. None of these preforms was devitrified, and a material with high mass accuracy was obtained.
実施例の光学ガラスから、滴下法に変えて降下切断法を用いてプリフォームを作製した。降下切断法により得られたプリフォームにも同様に失透が認められず、高質量精度のプリフォームが得られた。また、滴下法、降下切断法ともプリフォームに分離の際の痕跡は認められなかった。白金製パイプを使用しても、白金合金製パイプと同様、熔融ガラスの流出によってパイプが破損することはなかった。 From the optical glass of the example, a preform was produced by using the falling cutting method instead of the dropping method. Similarly, devitrification was not observed in the preform obtained by the descending cutting method, and a preform with high mass accuracy was obtained. Moreover, the trace at the time of isolation | separation was not recognized in the preform by the dropping method and the descent cutting method. Even when the platinum pipe was used, the pipe was not damaged by the outflow of the molten glass, like the platinum alloy pipe.
２．光学素子に関する実施例
上述のプリフォームの表面に必要に応じてコーティングを施し、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。なお、精密プレス成形の各条件は前述の範囲で調整した。
2. Examples relating to optical elements The surface of the above-mentioned preform is coated as necessary, and introduced into a press mold including an upper and lower mold made of SiC and a body mold provided with a carbon-based release film on the molding surface, and nitrogen. A mold and a preform are heated together in an atmosphere to soften the preform, precision press-molded, and aspherical convex meniscus lens, aspherical concave meniscus lens, aspherical biconvex lens, aspherical both Various lenses of concave lenses were prepared. In addition, each condition of precision press molding was adjusted in the above-mentioned range.
このようにして作製した各種レンズを観察したところ、レンズ表面に傷、クモリ、破損は全く認められなかった。 Observation of the various lenses thus produced revealed no scratches, spiders, or breakage on the lens surface.
こうしたプロセスを繰り返し行い、各種レンズの量産テストを行ったが、ガラスとプレス成形型の融着などの不具合は発生せず、表面および内部ともに高品質のレンズを高精度に生産することができた。このようにして得たレンズの表面には反射防止膜をコートしてもよい。 This process was repeated and mass production tests of various lenses were carried out. However, defects such as glass and press mold fusion did not occur, and high-quality lenses on both the surface and inside could be produced with high precision. . The surface of the lens thus obtained may be coated with an antireflection film.
次いで、上述のプリフォームと同様のものを加熱、軟化し、別途、予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。なお、精密プレス成形の各条件は前述の範囲で調整した。 Next, the same preform as the above-mentioned preform is heated and softened, introduced into a separately preheated press mold, precision press-molded, and aspherical convex meniscus lens, aspherical concave meniscus lens, Various lenses such as a spherical biconvex lens and an aspherical biconcave lens were prepared. In addition, each condition of precision press molding was adjusted in the above-mentioned range.
このようにして作製した各種レンズを観察したところ、分相による白濁等は認められず、レンズ表面に傷、クモリ、破損は全く認められなかった。 When the various lenses thus prepared were observed, no white turbidity due to phase separation was observed, and no scratches, spiders, or damages were observed on the lens surface.
こうしたプロセスを繰り返し行い、各種レンズの量産テストを行ったが、ガラスとプレス成形型の融着などの不具合は発生せず、表面および内部ともに高品質のレンズを高精度に生産することができた。このようにして得たレンズの表面には反射防止膜をコートしてもよい。 This process was repeated and mass production tests of various lenses were carried out. However, defects such as glass and press mold fusion did not occur, and high-quality lenses on both the surface and inside could be produced with high precision. . The surface of the lens thus obtained may be coated with an antireflection film.
プレス成形型の成形面の形状を適宜、変更し、プリズム、マイクロレンズ、レンズアレイなどの各種光学素子を作製することもできる。 Various shapes of optical elements such as prisms, microlenses, and lens arrays can be produced by appropriately changing the shape of the molding surface of the press mold.
３．光学素子ブランクおよび光学素子に関する実施例
表１に示す実施例の各ガラスが得られる清澄、均質化した熔融ガラスを用意し、白金製パイプから一定流量で連続して流出し、パイプ下方に水平に配置した一側壁が開口した鋳型に流し込み、一定の幅を厚みを有するガラス板に成形しつつ、鋳型の開口部から成形したガラス板を引き出した。引き出されたガラス板を、アニール炉内でアニール処理し、歪を低減し、脈理や異物が無く、着色の少ない上記各光学ガラスからなるガラス板を得た。
次に、これら各ガラス板を縦横に切断し、同一寸法を有する直方体形状のガラス片を複数個得た。さらに複数個のガラス片をバレル研磨して、目的とするプレス成形品の重量にあわせ、プレス成形用ガラスゴブとした。
なお、上述の方法とは別に、熔融ガラスを一定流速で白金製ノズルから流出し、このノズルの下方に多数の受け型を次々と移送して所定質量の熔融ガラス塊を次々と受け、これら熔融ガラス塊を球または回転体形状に成形し、アニール処理してからバレル研磨して目的とするプレス成形品の質量にあわせ、プレス成形用ガラスゴブとしてもよい。
3. Examples for optical element blank and optical element Prepare clarified and homogenized molten glass from which each glass of the examples shown in Table 1 is obtained, and continuously flow out from the platinum pipe at a constant flow rate, and horizontally below the pipe. The molded glass plate was drawn out from the opening of the mold while being cast into a glass plate having a certain width and being poured into a mold having an opened one side wall. The drawn glass plate was annealed in an annealing furnace to obtain a glass plate made of each of the above optical glasses with reduced distortion, no striae or foreign matter, and little coloration.
Next, these glass plates were cut vertically and horizontally to obtain a plurality of rectangular parallelepiped glass pieces having the same dimensions. Further, a plurality of glass pieces were barrel-polished to make a glass gob for press molding according to the weight of the target press-formed product.
In addition, apart from the above-mentioned method, the molten glass flows out from the platinum nozzle at a constant flow rate, and a number of receiving molds are successively transferred to the lower part of the nozzle to receive a predetermined mass of molten glass ingot one after another. A glass gob may be formed into a spherical or rotating body shape, annealed and then barrel-polished to match the mass of the target press-formed product, and a glass gob for press forming may be used.
上述各ガラスゴブの全表面に粉末状の離型剤、例えば窒化ホウ素粉末を塗布し、ヒーターで加熱、軟化してから上型および下型を備えたプレス成形型内に投入し、プレス成形型で加圧して目的とするレンズ形状に研削、研磨による取り代を加えたレンズに近似した形状の各レンズブランクを成形した。 A powder mold release agent, for example, boron nitride powder, is applied to the entire surface of each glass gob, heated and softened with a heater, and then placed in a press mold having an upper mold and a lower mold. Each lens blank having a shape approximate to a lens obtained by adding pressure to the target lens shape by applying pressure and grinding and polishing was formed.
続いて、各レンズブランクをアニール処理して歪を低減した。冷却したレンズブランクに研削、研磨加工を施して、目的とするレンズに仕上げた。なお、一連の工程は大気中で行った。得られた各レンズとも優れた光透過性を備えていた。レンズには必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜をコートすることもできる。
このようなレンズにより、良好な撮像光学系を構成することができる。
なお、プレス成形型の形状、ガラスゴブの体積を適宜設定することにより、プリズム等その他の光学素子を製造することもできる。
Subsequently, each lens blank was annealed to reduce distortion. The cooled lens blank was ground and polished to finish the target lens. The series of steps was performed in the atmosphere. Each of the obtained lenses had excellent light transmittance. If necessary, the lens may be coated with an optical multilayer film such as an antireflection film.
With such a lens, a good imaging optical system can be configured.
In addition, other optical elements, such as a prism, can also be manufactured by appropriately setting the shape of the press mold and the volume of the glass gob.
最後に、前述の各態様を総括する。 Finally, the above-described aspects are summarized.
一態様によれば、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2が必須成分であり、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5が任意成分であるガラス組成において、
Ｐ2Ｏ5含有量を２０〜３４質量％、Ｂ2Ｏ3含有量を０質量％超かつ１０質量％以下、Ｌｉ2Ｏ含有量を０質量％以上０．３質量％未満、質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）を０超かつ０．３９未満、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．５３超、質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．０５９〜０．９６の範囲（ガラスＡ）、または、
Ｐ2Ｏ5含有量を２０〜３４質量％、Ｂ2Ｏ3含有量を０質量％超かつ１０質量％以下、Ｌｉ2Ｏ含有量が０質量％以上０．３質量％未満、
質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）を０超かつ０．３９未満、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．５３超、質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］を０．０２未満、質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．０５９〜０．９６の範囲（ガラスＢ）、
とすることにより、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲の高屈折率・高分散特性を有する、優れた耐失透性を有する光学ガラスを得ることができる。
According to one embodiment, P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 are essential components, and SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are In the glass composition which is an optional component,
The P 2 O 5 content is 20 to 34% by mass, the B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less, the Li 2 O content is 0% by mass to less than 0.3% by mass, and the mass ratio ( B 2 O 3 / P 2 O 5 ) greater than 0 and less than 0.39, mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] Exceeds 0.53, and the mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] ranges from 0.059 to 0.96 (glass A), or
P 2 O 5 content is 20 to 34% by mass, B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less, Li 2 O content is 0% by mass to less than 0.3% by mass,
The mass ratio (B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is more than 0 and less than 0.39, and the mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] exceeds 0.53, the mass ratio [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 )] is less than 0.02, and the mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O) 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5)] the scope of 0.059 to 0.96 (glass B),
Optical glass having excellent devitrification resistance having a high refractive index and a high dispersion characteristic in which the refractive index nd is in the range of 1.78 to 1.83 and the Abbe number νd is in the range of 20 to 25. Can be obtained.
他の一態様では、
Ｐ2Ｏ5含有量を２０〜３４質量％、Ｂ2Ｏ3含有量を０質量％超かつ１０質量％以下、Ｌｉ2Ｏ含有量を０質量％以上０．３質量％未満、質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）を０超かつ０．３９未満、質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．６以上、質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］を０．０５９〜０．９６の範囲（ガラスＣ）、
とすることによって、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲の高屈折率・高分散特性を有する、優れた耐失透性を有する光学ガラスを得ることができる。
ガラスＣの詳細については、ガラスＡ、Ｂに関する上述の記載を適用することができる。
In another aspect,
The P 2 O 5 content is 20 to 34% by mass, the B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less, the Li 2 O content is 0% by mass to less than 0.3% by mass, and the mass ratio ( B 2 O 3 / P 2 O 5 ) greater than 0 and less than 0.39, mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2) O 5 )] is 0.6 or more, and the mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is in the range of 0.059 to 0.96 (glass C),
Thus, an optical glass having excellent devitrification resistance having a high refractive index and a high dispersion characteristic in which the refractive index nd is in the range of 1.78 to 1.83 and the Abbe number νd is in the range of 20 to 25. Can be obtained.
Regarding the details of the glass C, the above description regarding the glasses A and B can be applied.
上述の光学ガラスは、先に記載した組成調整を行うことにより、１０５０℃以下の液相温度を示すことができる。 The optical glass described above can exhibit a liquidus temperature of 1050 ° C. or lower by adjusting the composition described above.
より一層優れた耐失透性と、高屈折率・高分散特性とを両立する観点から、ガラスＡは、質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］が０．０２未満であることが好ましい。 From the viewpoint of achieving both excellent devitrification resistance and high refractive index and high dispersion characteristics, the glass A has a mass ratio [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 )] of 0. Preferably it is less than 02.
より一層優れた耐失透性と、高屈折率・高分散特性とを両立する観点から、上述の光学ガラスは、以下の１つ以上のガラス組成を満たすことが、好ましい。
Ｎｂ2Ｏ5含有量が１９〜４７質量％の範囲である；
ＴｉＯ2含有量が６〜２４質量％の範囲である；
アルカリ金属酸化物の含有量が１０〜３０質量％の範囲である；
Ｎａ2Ｏ含有量が０〜１６質量％の範囲である；
Ｋ2Ｏ含有量が０〜６質量％の範囲である；
Ｂｉ2Ｏ3含有量が０〜１５質量％の範囲である；
ＷＯ3含有量が０〜１５質量％の範囲である。
From the viewpoint of achieving both excellent devitrification resistance and high refractive index and high dispersion characteristics, the above optical glass preferably satisfies one or more of the following glass compositions.
Nb 2 O 5 content is in the range of 19-47% by mass;
The TiO 2 content is in the range of 6-24% by weight;
The alkali metal oxide content is in the range of 10-30% by weight;
Na 2 O content is in the range of 0-16% by mass;
K 2 O content is in the range of 0-6% by mass;
Bi 2 O 3 content is in the range of 0-15% by mass;
The content of WO 3 is in the range of 0 to 15% by mass.
以上説明した光学ガラスは、ダイレクトプレス法、リヒートプレス法、精密プレス法のいずれにおいても失透を抑制することができるため、光学素子ブランク、プレス成形用ガラス素材、および光学素子を得るためのガラスとして、好適なものである。 Since the optical glass described above can suppress devitrification in any of the direct press method, the reheat press method, and the precision press method, an optical element blank, a glass material for press molding, and a glass for obtaining an optical element As such, it is suitable.
即ち、他の態様によれば、上述の光学ガラスからなる光学素子ブランク、プレス成形用ガラス素材、および光学素子が提供される。 That is, according to the other aspect, the optical element blank which consists of the above-mentioned optical glass, the glass raw material for press molding, and an optical element are provided.
また、他の態様によれば、上述のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法も提供される。 According to another aspect, a method for producing an optical element blank comprising a step of producing an optical element blank by press molding using a press mold in a state where the glass material for press molding is softened by heating. Is also provided.
更に他の態様によれば、上述の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法も提供される。 According to still another aspect, there is also provided an optical element manufacturing method including a step of manufacturing an optical element by grinding and / or polishing the above-described optical element blank.
更に別の態様によれば、上述のプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法も提供される。 According to yet another aspect, there is also provided an optical element manufacturing method comprising a step of producing an optical element by precision press molding using a press mold in a state where the glass material for press molding is softened by heating. Is done.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、ガラスレンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの各種光学素子の製造分野において有用である。 The present invention is useful in the field of manufacturing various optical elements such as glass lenses, lens arrays, diffraction gratings, and prisms.
Claims (17)
Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2が必須成分であり、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5が任意成分であり、
Ｐ2Ｏ5含有量が２０〜３４質量％、
Ｂ2Ｏ3含有量が０質量％超かつ１０質量％以下、
Ｌｉ2Ｏ含有量が０質量％以上０．３質量％未満、
質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）が０超かつ０．３９未満、
質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．５３超、
質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．０５９〜０．９６の範囲、
であり、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲であり、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲である光学ガラス。 In the oxide-based glass composition,
P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 are essential components, and SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are optional components,
P 2 O 5 content of 20 to 34 wt%,
B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less,
Li 2 O content is 0 mass% or more and less than 0.3 mass%,
The mass ratio (B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is greater than 0 and less than 0.39;
The mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] exceeds 0.53,
The mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is in the range of 0.059 to 0.96,
An optical glass having a refractive index nd of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd of 20 to 25.
Ｐ2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3およびＴｉＯ2が必須成分であり、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、およびＴａ2Ｏ5が任意成分であり、
Ｐ2Ｏ5含有量が２０〜３４質量％、
Ｂ2Ｏ3含有量が０質量％超かつ１０質量％以下、
Ｌｉ2Ｏ含有量が０質量％以上０．３質量％未満、
質量比（Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5）が０超かつ０．３９未満、
質量比［（Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．５３超、
質量比［ＳｉＯ2／（ＳｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋Ｂ2Ｏ3）］が０．０２未満、
質量比［ＴｉＯ2／（ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5）］が０．０５９〜０．９６の範囲、
であり、屈折率ｎｄが１．７８〜１．８３の範囲であり、かつアッベ数νｄが２０〜２５の範囲である光学ガラス。 In the oxide-based glass composition,
P 2 O 5 , B 2 O 3 and TiO 2 are essential components, and SiO 2 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are optional components,
P 2 O 5 content of 20 to 34 wt%,
B 2 O 3 content is more than 0% by mass and 10% by mass or less,
Li 2 O content is 0 mass% or more and less than 0.3 mass%,
The mass ratio (B 2 O 3 / P 2 O 5 ) is greater than 0 and less than 0.39;
The mass ratio [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 ) / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] exceeds 0.53,
The mass ratio [SiO 2 / (SiO 2 + P 2 O 5 + B 2 O 3 )] is less than 0.02,
The mass ratio [TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Bi 2 O 3 + Ta 2 O 5 )] is in the range of 0.059 to 0.96,
An optical glass having a refractive index nd of 1.78 to 1.83 and an Abbe number νd of 20 to 25.
Ｋ2Ｏ含有量が０〜６質量％の範囲、
である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラス。 Na 2 O content is in the range of 0-16% by mass,
K 2 O content is in the range of 0-6% by mass,
The optical glass according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (7)
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