JP2018052801A - Optical glass, optical glass preform and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高屈折・低分散光学ガラスに関する。特に、低コストの高屈折・低分散光学ガラスと光学素子に関する。 The present invention relates to a high refractive / low dispersion optical glass. In particular, the present invention relates to a low-cost high-refractive / low-dispersion optical glass and an optical element.
最近、光学系のデジタル化、高精密化の急速な発展に伴い、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影設備及びプロジェクター、投写型テレビ等画像放送（投影）装置等の光学装置、光学系に使用されるレンズ、プリズム等の光学素子では、光学系全体の軽量化とコンパクト化への要求がますます高まってきている。光学系の設計においては、高屈折率のガラスを幅広く採用し、非球面レンズを利用することによって、コンパクト化、超薄型と広角化を実現し、光学系の軽量化・高性能化を実現すると同時に、色差をさらに容易に補正することができる。これによって、高屈折・低分散ガラスの研究開発ニーズは徐々に大きくなってきている。 Recently, with rapid development of digitalization and high precision of optical system, it is used for optical equipment and optical system such as imaging equipment such as digital camera, video camera and projector, projection television and image broadcasting (projection) device. For optical elements such as lenses and prisms, there is an increasing demand for lighter and more compact optical systems as a whole. In the design of optical systems, a wide range of high-refractive-index glass is used, and aspheric lenses are used to achieve compactness, ultra-thinness, and wide-angle, and realize optical system weight reduction and high performance. At the same time, the color difference can be corrected more easily. As a result, research and development needs for high refractive and low dispersion glass are gradually increasing.
初期の高屈折・低分散ガラスの製造には、大量のTa2O5を含有したガラスを用いた。特許文献１では、屈折率が1.75-1.85、アッベ数が34-44の光学ガラスが開示されており、そのうち、15%より大きく35%より小さいTa2O5が入っている。タンタルはレアメタルであり、Ta2O5を使うことは製品のコスト制御にはとても不利である。そのため、高屈折・低分散ガラス組成においてTa2O5を低減する、或いは不使用することは、光学ガラス開発者の研究開発目標となってきた。 A glass containing a large amount of Ta 2 O 5 was used for the production of the initial high refractive / low dispersion glass. Patent Document 1 discloses an optical glass having a refractive index of 1.75-1.85 and an Abbe number of 34-44, of which Ta 2 O 5 is greater than 15% and smaller than 35%. Tantalum is a rare metal, and using Ta 2 O 5 is very disadvantageous for product cost control. Therefore, reducing or not using Ta 2 O 5 in a high refractive / low dispersion glass composition has been a research and development goal of optical glass developers.
発明が解決しようとする課題は、原料コストが低く、屈折率が1.77-1.85、アッベ数が40-48の高屈折・低分散光学ガラスを提供することである。 The problem to be solved by the invention is to provide a high refractive / low dispersion optical glass having a low raw material cost, a refractive index of 1.77-1.85, and an Abbe number of 40-48.
上記課題を解決するために、本発明は更に上記光学ガラスを含むガラスプリフォームと光学素子を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention further provides a glass preform and an optical element containing the optical glass.
上記課題を解決するために、本発明の光学ガラスは、屈折率（nd）は1.77-1.85で、アッベ数（vd）は40-48で、質量百分率で、以下の成分を含有する：SiO2+B2O3：15-40%；La2O3+Gd2O3+Y2O3：35-70%；WO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：1-30%；ZnO：11-30%；Nb2O5/Gd2O3は0.01-0.45%。 In order to solve the above problems, the optical glass of the present invention has a refractive index (nd) of 1.77-1.85, an Abbe number (vd) of 40-48, and a mass percentage containing the following components: SiO 2 + B 2 O 3 : 15-40%; La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 35-70%; WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 1-30%; ZnO: 11-30%; Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.01-0.45%.
更に、質量百分率で、以下の成分を含有する：
Al2O3：0-10%；Ta2O5：0-8%；Rn2O：0-10%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種で、RO：0-10%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。
In addition, by weight percentage, it contains the following components:
Al 2 O 3: 0-10%; Ta 2 O 5: 0-8%; Rn 2 O: 0-10%, of which Rn 2 O is Li 2 O, Na 2 O, 1 kind or the number of K 2 O RO: 0-10%, RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
更に、SiO2+B2O3：18-38%； La2O3+Gd2O3+Y2O3：35-65%； WO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：2-20%；Rn2O：0-5%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種である；RO：0-5%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種であり、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Further, SiO 2 + B 2 O 3 : 18-38%; La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 35-65%; WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 2 -20%; Rn 2 O: 0-5%, of which Rn 2 O is one or several of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O; RO: 0-5%, of which RO is MgO, One or several of CaO, SrO and BaO, satisfying at least one of them.
更に、SiO2+B2O3：20-35%； La2O3+Gd2O3+Y2O3：38-60%； WO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：4-15%；Rn2O：0-2%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種である；RO：0-1%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種であり、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Furthermore, SiO 2 + B 2 O 3 : 20-35%; La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 38-60%; WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 4 -15%; Rn 2 O: 0-2%, of which Rn 2 O is one or several of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O; RO: 0-1%, of which RO is MgO, One or several of CaO, SrO and BaO, satisfying at least one of them.
更に、各組成の含有量は下記の9つの条件のうち1種或いは1種以上を満足する：
1）Ta2O5/Nb2O5：1より小さい；
2）ZnO/(SiO2+B2O3）は0.3-2である；
3）Gd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)は0.2-0.55である；
4）SiO2/（SiO2+B2O3）は0.2-0.6である；
5）Nb2O5/Gd2O3は0.01-0.4である；
6）（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/(ZrO2+TiO2）は0.1-5である；
7）Nb2O5/ZnOは0.01-0.5である；
8）TiO2/(TiO2+Nb2O5)は0.01-0.8である；
9）ZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）は1.8以上である。
Furthermore, the content of each composition satisfies one or more of the following nine conditions:
1) Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : less than 1;
2) ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.3-2;
3) Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 0.2-0.55;
4) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.2-0.6;
5) Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.01-0.4;
6) (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0.1-5;
7) Nb 2 O 5 / ZnO is 0.01-0.5;
8) TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is 0.01-0.8;
9) ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) is 1.8 or more.
更に、そのうち：Nb2O5+ZrO2+TiO2：1-25%である。 Furthermore, among them: Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 1-25%.
更に、そのうち：Nb2O5：0％超過8％以下；ZrO2：0％超過15%以下；TiO2：0-8%；WO3：0-15%である。 Furthermore, among them: Nb 2 O 5 : 0% over 8% or less; ZrO 2 : 0% over 15% or less; TiO 2 : 0-8%; WO 3 : 0-15%.
更に、そのうち：La2O3：20-40%；Gd2O3：11-30%；Y2O3：0-15%。 Furthermore, among them: La 2 O 3 : 20-40%; Gd 2 O 3 : 11-30%; Y 2 O 3 : 0-15%.
更に、そのうち：SiO2：4-20%；B2O3：8-24%；Li2O：0-2%；Na2O：0-10%；K2O：0-10%。 Furthermore, of which: SiO 2: 4-20%; B 2 O 3: 8-24%; Li 2 O: 0-2%; Na 2 O: 0-10%; K 2 O: 0-10%.
更に、そのうち：SiO2：5-18%； B2O3：10-23%； La2O3：20-35%； Gd2O3：11-25%； Y2O3：0-10%； WO3：0-10%； Ta2O5：0-5%； Nb2O5：0.1-6%； ZrO2：1-10%； ZnO：15-30%； TiO2：0-5； Al2O3：0-5%； Li2O：0-1%； Na2O：0-5%； K2O：0-5%； Sb2O3：0-0.5%； RO：0-5%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種であり、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Furthermore, among them: SiO 2 : 5-18%; B 2 O 3 : 10-23%; La 2 O 3 : 20-35%; Gd 2 O 3 : 11-25%; Y 2 O 3 : 0-10 %; WO 3: 0-10%; Ta 2 O 5: 0-5%; Nb 2 O 5: 0.1-6%; ZrO 2: 1-10%; ZnO: 15-30%; TiO 2: 0- 5; Al 2 O 3: 0-5 %; Li 2 O: 0-1%; Na 2 O: 0-5%; K 2 O: 0-5%; Sb 2 O 3: 0-0.5%; RO : 0-5%, of which RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO, and satisfies at least one of them.
更に、そのうち：SiO2：6-15%； B2O3：12-20%； La2O3：22-32%； Gd2O3：12-22%； Y2O3：0-8%； WO3：0-7%； ZrO2：2-8%； ZnO：15-25%； TiO2：0-2%、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Furthermore, of which: SiO 2: 6-15%; B 2 O 3: 12-20%; La 2 O 3: 22-32%; Gd 2 O 3: 12-22%; Y 2 O 3: 0-8 %; WO 3: 0-7%; ZrO 2: 2-8%; ZnO: 15-25%; TiO 2: 0-2%, to satisfy at least one of these.
更に、そのうち：Ta2O5/Nb2O5：0.8より小さい； ZnO/（SiO2+B2O3）は0.5-1.8； Gd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)は0.25-0.5； SiO2/（SiO2+B2O3）は0.23-0.5； Nb2O5/Gd2O3は0.02-0.35； （WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）は0.1-3； Nb2O5/ZnOは0.02-0.35； TiO2/(TiO2+Nb2O5)は0.05-0.7； ZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）は3-15、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Furthermore, among them: Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : Less than 0.8; ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.5-1.8; Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 0.25-0.5; SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.23-0.5; Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.02-0.35; (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0.1-3; Nb 2 O 5 / ZnO is 0.02-0.35; TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is 0.05-0.7; ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) is 3-15, satisfying at least one of these.
更に、そのうち：Ta2O5/Nb2O5：0.5より小さい；ZnO/（SiO2+B2O3）は0.5-1.45； Gd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)は0.25-0.45； SiO2/（SiO2+B2O3）は0.25-0.45； Nb2O5/Gd2O3は0.05-0.25； （WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）は0.1-1； Nb2O5/ZnOは0.03-0.25； TiO2/(TiO2+Nb2O5)は0.1-0.6； ZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）は4-12、これらのうち少なくとも１つを満たす。 Furthermore, among them: Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : Less than 0.5; ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.5-1.45; Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 0.25-0.45; SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.25-0.45; Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.05-0.25; (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0.1-1; Nb 2 O 5 / ZnO is 0.03-0.25; TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is 0.1-0.6; ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) is 4-12, satisfying at least one of these.
更に、そのうち：Nb2O5+ZrO2+TiO2：2-20%；La2O3+Gd2O3+Y2O3：40-55%。 Furthermore, among them: Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 2-20%; La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 40-55%.
更に、そのうち：Nb2O5+ZrO2+TiO2：4-15%。 Furthermore, among them: Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 4-15%.
更に、そのうち：SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、ZrO2とZnOの合計含有量は95%以上で、Ta2O5は含有しない。 Furthermore, of which: SiO 2, B 2 O 3 , La 2 O 3, Gd 2 O 3, Y 2 O 3, TiO 2, Nb 2 O 5, WO 3, ZrO 2 and the total content of ZnO is more than 95% And Ta 2 O 5 is not contained.
更に、そのうち：SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、ZrO2とZnOの合計含有量は99%以上である。 Furthermore, among them: the total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 and ZnO is 99% or more.
更に、質量百分率で、以下の成分を含有する：
Yb2O3：0-10%；
P2O5：0-10%；
Bi2O3：0-10%；
TeO2：0-10%；
Ga2O3:0-10%；
Lu2O3:0-10%；
GeO2：0-8%；
CeO2：0-1%；
SnO2：0-1%；
Sb2O3：0-1%；
F：0-10%。
In addition, by weight percentage, it contains the following components:
Yb 2 O 3 : 0-10%;
P 2 O 5 : 0-10%;
Bi 2 O 3 : 0-10%;
TeO 2 : 0-10%;
Ga 2 O 3 : 0-10%;
Lu 2 O 3 : 0-10%;
GeO 2 : 0-8%;
CeO 2 : 0-1%;
SnO 2 : 0-1%;
Sb 2 O 3 : 0-1%;
F: 0-10%.
更に、質量百分率で、以下の成分を含有する：
Yb2O3：0-5%；
P2O5：0-5%；
Bi2O3：0-5%；
TeO2：0-5%；
Ga2O3:0-5%；
Lu2O3:0-5%；
GeO2：0-5%；
CeO2：0-0.5%；
SnO2：0-0.5%；
Sb2O3：0-1%；
F：0-5%。
In addition, by weight percentage, it contains the following components:
Yb 2 O 3 : 0-5%;
P 2 O 5 : 0-5%;
Bi 2 O 3 : 0-5%;
TeO 2 : 0-5%;
Ga 2 O 3 : 0-5%;
Lu 2 O 3 : 0-5%;
GeO 2 : 0-5%;
CeO 2 : 0-0.5%;
SnO 2 : 0-0.5%;
Sb 2 O 3 : 0-1%;
F: 0-5%.
更に、ガラスの透過率が80%を達成する際対応する波長λ80は410nm以下で、透過率が5%を達成する際対応する波長λ5は350nm以下で、結晶化上限温度は1160℃以下で、ガラス転移温度（Tg）は630℃以下で、ガラスの密度（ρ）は5.00g/cm3以下である。 Furthermore, when the transmittance of the glass reaches 80%, the corresponding wavelength λ 80 is 410 nm or less, and when the transmittance reaches 5%, the corresponding wavelength λ 5 is 350 nm or less, and the maximum crystallization temperature is 1160 ° C. or less. The glass transition temperature (Tg) is 630 ° C. or less, and the glass density (ρ) is 5.00 g / cm 3 or less.
更に、ガラスの透過率が80%を達成する際対応する波長λ80は410nm以下で、透過率が5%を達成する際対応する波長λ5は340nm以下である；結晶化上限温度は1150℃以下で、ガラス転移温度（Tg）は620℃以下で、ガラスの密度（ρ）は4.90g/cm3以下である。 Furthermore, the corresponding wavelength λ 80 when the transmittance of the glass reaches 80% is 410 nm or less, and the corresponding wavelength λ 5 when the transmittance of 5% is achieved is 340 nm or less; In the following, the glass transition temperature (Tg) is 620 ° C. or less, and the glass density (ρ) is 4.90 g / cm 3 or less.
ガラスプリフォームであって、上記の光学ガラスを用いて製造される。 A glass preform, which is manufactured using the optical glass described above.
光学素子であって、上記の光学ガラスを用いて製造される。 An optical element, which is manufactured using the above optical glass.
本発明の有益な効果：
Ta2O5の含有量を下げ、原料コストを最適化した。合理的な組成設計により、本発明の光学ガラスは、必要とする光学定数を達成すると同時に精密成形にも有利であり、優れた化学安定性を有する。当該光学ガラスを含むガラスプリフォームと光学素子とを得ることができる。
Beneficial effects of the present invention:
The content of Ta 2 O 5 was lowered to optimize the raw material cost. By rational composition design, the optical glass of the present invention achieves the required optical constants and at the same time is advantageous for precision molding and has excellent chemical stability. A glass preform containing the optical glass and an optical element can be obtained.
Ｉ．光学ガラス
本発明の光学ガラスは、原料のコスト削減から鑑み、高価なTa2O5の含有量を低減し、又は含有しないことで、屈折率が1.77-1.85で、アッベ数が40-48の高屈折率低分散の光学ガラスを得ることである。
I. Optical glass The optical glass of the present invention has a refractive index of 1.77-1.85 and an Abbe number of 40-48 by reducing or not containing expensive Ta 2 O 5 in view of cost reduction of raw materials. It is to obtain an optical glass having a high refractive index and low dispersion.
本発明の光学ガラスを構成する各成分について説明する。 Each component which comprises the optical glass of this invention is demonstrated.
本明細書において、各組成の含有量、総含有量は特別説明のない限り、質量百分率で示す。更に、以下の説明において、規定値以下或いは規定値以上の場合も当該規定値を含むものとする。 In the present specification, the content and total content of each composition are expressed as mass percentages unless otherwise specified. Furthermore, in the following description, the specified value is included even when it is equal to or less than the specified value.
B2O3はガラスの網目形成成分であり、ガラスの可溶性と耐失透性を向上して、ガラス状転移温度と密度を下げる役割をし、上記の効果を達成するため、本発明では8%以上或いはもっと多くのB2O3を含有し、好ましくは10%以上のB2O3を含有し、もっと好ましくは12%以上のB2O3を含有する。但し、その含有量が24%を超えてしまうと、ガラスの安定性が下がり、屈折率も下がり、本発明の高屈折率ガラスは得られなくなる。そのため、本発明のB2O3の含有量は24%を上限と設定し、好ましくは23%とし、更に好ましくは20%とする。 B 2 O 3 is a glass-forming component of glass, and improves the solubility and devitrification resistance of glass, lowers the glassy transition temperature and density, and achieves the above effects. % Or more B 2 O 3 , preferably 10% or more B 2 O 3 , more preferably 12% or more B 2 O 3 . However, if its content exceeds 24%, the stability of the glass is lowered, the refractive index is lowered, and the high refractive index glass of the present invention cannot be obtained. Therefore, the B 2 O 3 content of the present invention is set to 24% as the upper limit, preferably 23%, and more preferably 20%.
SiO2もガラスの形成体であり、B2O3が構成する粗雑なチェーン状の層状網目構造とは異なって、SiO2が、ガラスにおいて形成するのは、珪素酸素四面体三次元網目構造であり、非常に緻密で堅固である。このような網目構造をガラスに入れると、粗雑なホウ素酸素三角体[BO3]網目構造を補強して、緻密になり、ガラスの高温粘度が上がり、同時に、珪素酸素四面体三次元網目構造の取入れにより、ガラス網目構造のLa、Nb、Li等結晶陽イオンを隔離する能力が増強され、結晶閾値が増え、ガラスの耐結晶性能が向上する。本発明のガラスにおけるSiO2含有量の下限は4%とし、好ましくは5%とし、更に好ましくは6%にする時上記の効果は比較的に良くなる。但しSiO2の含有量が多すぎると、ガラスの転移温度が上がり、且つ、ガラスの溶融性が下がってしまう。そのため、その含有量の上限を20%とし、好ましい上限は18%とし、更に好ましい上限は15%とする。 SiO 2 is also a glass former, and unlike the rough chain-like layered network structure that B 2 O 3 constitutes, SiO 2 forms in a silicon oxygen tetrahedral three-dimensional network structure. Yes, very dense and solid. When such a network structure is put into the glass, the coarse boron oxygen triangular [BO 3 ] network structure is reinforced and becomes dense, the high-temperature viscosity of the glass increases, and at the same time, the silicon oxygen tetrahedral three-dimensional network structure Incorporation enhances the ability to sequester crystalline cations such as La, Nb and Li in the glass network structure, increases the crystal threshold, and improves the crystallization resistance of the glass. When the lower limit of the SiO 2 content in the glass of the present invention is 4%, preferably 5%, and more preferably 6%, the above effect is relatively improved. However, if the content of SiO 2 is too large, the glass transition temperature rises, and, thus decreases the meltability of the glass. Therefore, the upper limit of the content is 20%, the preferable upper limit is 18%, and the more preferable upper limit is 15%.
B2O3とSiO2は全てガラスの網目構造の形成成分であり、その総含有量が15%より低い場合は、結晶化傾向が増加し、安定したガラスは得られなくなる。その総含有量が40%を超えてしまうと、ガラスの光学定数は設計値より低くなる。そのため、B2O3とSiO2の総含有量（B2O3+SiO2）は15-40%で、好ましくは18-38%で、更に好ましくは20-35%である。更に、本発明ではSiO2の含有量とSiO2とB2O3の合計含有量の比SiO2/（SiO2+B2O3）を制御することで、その比が0.2-0.6内の場合、ガラスの溶融性を保証するだけではなく、ガラス安定性と高温粘度を効果的に増加し、特にSiO2/（SiO2+B2O3）値が0.23-0.5である場合、ガラスの高屈折・低分散光学特性及び低転移温度特性を維持すると同時に、ガラスの耐結晶性能を効果的に改善する事ができる。SiO2/（SiO2+B2O3）値は、更に好ましくは0.25-0.45とする。 B 2 O 3 and SiO 2 are all components for forming a glass network structure. When the total content is lower than 15%, the tendency to crystallize increases and a stable glass cannot be obtained. If the total content exceeds 40%, the optical constant of the glass becomes lower than the design value. Therefore, the total content of B 2 O 3 and SiO 2 (B 2 O 3 + SiO 2 ) is 15-40%, preferably 18-38%, more preferably 20-35%. Further, in the present invention, by controlling the ratio SiO 2 / content and the total content of SiO 2 and B 2 O 3 of SiO 2 (SiO 2 + B 2 O 3), the ratio is within 0.2-0.6 If not only ensure the meltability of the glass, to increase the glass stability and high temperature viscosity effectively, especially if SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3) values are 0.23-0.5, glass While maintaining high refraction / low dispersion optical characteristics and low transition temperature characteristics, it is possible to effectively improve the crystal resistance of the glass. The SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) value is more preferably 0.25 to 0.45.
本発明において、La2O3、Gd2O3、Y2O3は全てガラスの屈折率を向上する事が出来るもので、その総含有量が35%より低い場合、予期した光学定数は得られなくなり、その総含有量が70%を超えてしまうと、ガラスの安定性、耐失透性が下がる。そのため、La2O3、Gd2O3、Y2O3の総含有量(La2O3+Gd2O3+Y2O3)は35-70%で、好ましくは35-65%で、更に好ましくは38-60%で、より一層好ましくは40-55%である。 In the present invention, La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 are all capable of improving the refractive index of glass, and when the total content is lower than 35%, the expected optical constant is obtained. If the total content exceeds 70%, the stability and devitrification resistance of the glass will decrease. Therefore, the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 35-70%, preferably 35-65% More preferably, it is 38-60%, and still more preferably 40-55%.
La2O3は、本発明の必要な光学特性を得る必須組成であり、本発明の配合システムにおいて、B2O3とLa2O3の組み合わせにより存在し、ガラスの耐失透性能を効果的に向上させると同時に、ガラスの化学安定性を向上させることができる。La2O3の含有量が20%より小さい場合、必要な光学特性は達成し難くなる。但しその含有量が40%を超えてしまうと、ガラスの耐失透性と溶融性能が全て悪化してしまう。そのため、本発明のLa2O3の含有量の範囲は20-40%とし、好ましくは20-35%とし、更に好ましくは22-32%とする。 La 2 O 3 is an essential composition that provides the necessary optical properties of the present invention. In the compounding system of the present invention, La 2 O 3 is present by a combination of B 2 O 3 and La 2 O 3 and has an effect on the devitrification resistance of glass. At the same time, the chemical stability of the glass can be improved. If the La 2 O 3 content is less than 20%, the required optical properties are difficult to achieve. However, if the content exceeds 40%, the devitrification resistance and melting performance of the glass are all deteriorated. Therefore, the range of the content of La 2 O 3 of the present invention is 20-40%, preferably 20-35%, more preferably 22-32%.
Gd2O3は、ガラスの屈折率を増加させてもガラスの色分散を著しく向上させない。本発明では11%以上のGd2O3とLa2O3を取入れて共存させることで、ガラスの安定性を向上させ、且つ、ガラスの化学安定性を著しく増強させ、屈折率を維持すると同時に、アッベ数の過度な上昇を抑制する。若しその含有量が30%を超えてしまうと、ガラスの耐失透性が下がり、ガラスの密度も上昇する傾向になってしまう。そのため、本発明のGd2O3の含有量の範囲は11-30%とし、好ましくは11-25%とし、更に好ましくは12-22%とする。 Gd 2 O 3 does not significantly improve the color dispersion of the glass even if the refractive index of the glass is increased. In the present invention, by incorporating and coexisting 11% or more of Gd 2 O 3 and La 2 O 3 , the stability of the glass is improved, and the chemical stability of the glass is remarkably enhanced, while maintaining the refractive index. Suppresses excessive increase in Abbe number. If the content exceeds 30%, the devitrification resistance of the glass decreases, and the density of the glass tends to increase. Therefore, the range of the content of Gd 2 O 3 of the present invention is 11-30%, preferably 11-25%, more preferably 12-22%.
本発明の高屈折・低分散作用の組成では、更に好ましくはY2O3を添加し、高屈折率と高アッベ数を維持すると同時に、ガラス材料のコストの上昇を抑制し、ガラスの溶融性、耐失透性が改善し、ガラスの結晶化上限温度と比重を下げることが出来る。但しその含有量が15%を超えてしまうと、ガラスの安定性、耐失透性が下がってしまう。そのため、Y2O3の含有量の範囲は0-15%とし、好ましくは0-10%とし、更に好ましくは0-8%とする。 In the high refraction / low dispersion action composition of the present invention, more preferably Y 2 O 3 is added to maintain a high refractive index and a high Abbe number, and at the same time, suppress an increase in the cost of the glass material and melt the glass. The devitrification resistance is improved, and the crystallization upper limit temperature and specific gravity of the glass can be lowered. However, if its content exceeds 15%, the stability and devitrification resistance of the glass are lowered. Therefore, the range of the content of Y 2 O 3 is 0-15%, preferably 0-10%, and more preferably 0-8%.
本発明においてはLa2O3とGd2O3を共存させ、或いは好ましくはLa2O3、Gd2O3とY2O3を共存させ、更に好ましくはGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)の範囲を0.2-0.55とし、一層好ましくはGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)の範囲を0.25-0.5とし、より一層好ましくはGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)の範囲を0.25-0.45とし、Ta2O5の使用量を削減する、或いは不使用することによるガラス安定性低減の不良効果を最大限回避し、優良なガラス安定性を有する高屈折率・低分散のガラスが得られ、同時にガラスも着色し難い。 In the present invention, La 2 O 3 and Gd 2 O 3 coexist, or preferably La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 coexist, more preferably Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) in the range 0.2-0.55, more preferably in the range Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) in the range 0.25-0.5. More preferably, the range of Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is set to 0.25-0.45, and the amount of Ta 2 O 5 used is reduced or not used. Therefore, it is possible to obtain the high refractive index and low dispersion glass having excellent glass stability, and at the same time, it is difficult to color the glass.
Yb2O3も高屈折、低分散性能の組成を付与する物で、その含有量が10%を超えてしまうと、ガラスの耐結晶性能が下がるので、その含有量の範囲を0-10%に限定し、好ましくは0-5%とする。 Yb 2 O 3 also gives a composition with high refraction and low dispersion performance, and if its content exceeds 10%, the glass's crystallization resistance decreases, so the content range is 0-10% And preferably 0 to 5%.
本発明のガラスにおいて、Nb2O5の含有量が0%を超えてしまうと、液相温度低減にはとても良い効果を有し、透過率を悪化させない状況において、ガラスの屈折率、耐結晶性と化学耐久性を向上する作用を有し、適量のNb2O5の含有は、精密成形過程において、ガラスの耐結晶性能を効果的に改善させる。若しその含有量が8%を超えてしまうと、ガラス色分散が高くなり、本発明のガラスの光学特性は得られなくなる。そのため、Nb2O5の含有量の範囲は0％超過8％以下とし、好ましい範囲は0.1-6%とする。本発明者の研究によって、本発明のガラスにおいてNb2O5含有量とGd2O3含有量の比がNb2O5/Gd2O3は0.01-0.45である場合、ガラスの化学耐久性と耐失透性は著しく改善し、特にNb2O5/Gd2O3が0.02-0.35である場合、効果は特に明らかで、もっと好ましくは0.05-0.25とする。 In the glass of the present invention, if the content of Nb 2 O 5 exceeds 0%, it has a very good effect on reducing the liquidus temperature, and in a situation where the transmittance is not deteriorated, the refractive index of the glass, the crystal resistance It has the effect of improving the properties and chemical durability, and the inclusion of an appropriate amount of Nb 2 O 5 effectively improves the crystallization resistance performance of the glass in the precision molding process. If the content exceeds 8%, the glass color dispersion becomes high, and the optical properties of the glass of the present invention cannot be obtained. Therefore, the range of Nb 2 O 5 content is 0% to 8%, and the preferred range is 0.1-6%. According to the inventor's research, when the ratio of Nb 2 O 5 content to Gd 2 O 3 content in the glass of the present invention is Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.01-0.45, the chemical durability of the glass The devitrification resistance is remarkably improved. Especially when Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.02-0.35, the effect is particularly clear, and more preferably 0.05-0.25.
Ta2O5の添加はガラスの屈折率、耐失透性と溶融ガラスの粘度を向上させるが、高価の為、原料のコスト削減には不利であるため、その含有量を8%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは1%以下とし、より一層好ましくは実質的に添加しないことである。 Addition of Ta 2 O 5 improves the refractive index of glass, devitrification resistance and viscosity of molten glass, but it is expensive and disadvantageous for cost reduction of raw materials, so its content is limited to 8% or less It is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and still more preferably substantially not added.
本発明の光学ガラスにおいて、Ta2O5/Nb2O5の値を1より小さく制御すると、屈折率と色分散を効果的に調節すると同時に、ガラスの耐結晶性能を向上し、更に、ガラスに着色し易い成分が含有する場合、好ましくはTa2O5/Nb2O5の値を0.8より小さくし、ガラスの着色性能を効果的に改善し、好ましくはTa2O5/Nb2O5の値を0.5より小さくし、更に好ましくはTa2O5/Nb2O5の値を0.3より小さくする。 In the optical glass of the present invention, when the value of Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 is controlled to be less than 1, the refractive index and chromatic dispersion are effectively adjusted, and at the same time, the crystal resistance of the glass is improved. When the component contains an easily colored component, the Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 value is preferably less than 0.8 to effectively improve the coloring performance of the glass, preferably Ta 2 O 5 / Nb 2 O. value of 5 was less than 0.5, more preferably smaller than 0.3 the value of Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5.
ZnOを本体系にガラスに添加すると、ガラスの屈折率と色分散を調整することができ、ガラスの耐結晶性能を改善し、ガラスの転移温度を下げ、ガラスの安定性を向上することができる。ZnOは更にガラスの高温粘度を下げ、比較的に低い温度においてガラスを精錬して、ガラスの透過率を向上することができる。特に、本発明のガラスに酸化タンタルを少量含有し、引いては含有しない場合、11%以上のZnOを含有することにより、ある程度光学定数の低減を補うことが出来る。但し、ZnOの含有量が余りにも多過ぎる場合は、ガラスの耐結晶性能が下がってしまい、同時に高温粘度が小さくなり、成形し難くなる。本発明のガラス体系において、ZnOの含有量が11%より低い場合は、Tg温度が設計要求を満たさなくなる。若し、その含有量が30%より高くなる場合は、ガラスの耐結晶性が下がり、高温粘度は設計要求を達成しなくなる。そのため、ZnOの含有量の下限を11%に限定し、好ましくは15%とする。ZnOの含有量の上限を30%に限定し、好ましくは25%とする。 When ZnO is added to the glass in the main body system, the refractive index and color dispersion of the glass can be adjusted, the crystallization resistance performance of the glass can be improved, the glass transition temperature can be lowered, and the stability of the glass can be improved. . ZnO can further reduce the high temperature viscosity of the glass and refine the glass at a relatively low temperature to improve the transmittance of the glass. In particular, when the glass of the present invention contains a small amount of tantalum oxide and does not contain it, the optical constant can be reduced to some extent by containing 11% or more of ZnO. However, when the content of ZnO is too large, the crystal resistance of the glass is lowered, and at the same time, the high-temperature viscosity is reduced, making it difficult to mold. In the glass system of the present invention, when the ZnO content is lower than 11%, the Tg temperature does not satisfy the design requirements. If the content is higher than 30%, the crystal resistance of the glass decreases, and the high temperature viscosity does not meet the design requirements. Therefore, the lower limit of the ZnO content is limited to 11%, preferably 15%. The upper limit of the ZnO content is limited to 30%, preferably 25%.
Tg温度が比較的低く、且つ安定性が良好で、溶解し易いガラスを得るため、発明者は大量な試験研究を通して、ZnO/（B2O3+SiO2）の比の範囲が0.3-2とする場合、好ましくはZnO/（B2O3+SiO2）の比の範囲を0.5-1.8とする場合、更に好ましくはZnO/（B2O3+SiO2）の比の範囲を0.5-1.45とする場合に、ガラスの安定性とTg温度は最適なバランスが取れて、良質の製品が得られる事を発見した。 In order to obtain a glass having a relatively low Tg temperature, good stability and easy melting, the inventors have conducted a large amount of test work and the ZnO / (B 2 O 3 + SiO 2 ) ratio range is 0.3-2. When the ratio of ZnO / (B 2 O 3 + SiO 2 ) is preferably 0.5-1.8, the ratio of ZnO / (B 2 O 3 + SiO 2 ) is more preferably 0.5- In the case of 1.45, it was found that the stability of the glass and the Tg temperature are optimally balanced, and a good product can be obtained.
同時に、ガラスを適切なTg温度を有する状況において、優れる耐結晶性能を持たせるために、好ましくはNb2O5/ZnOの値を0.01-0.5の範囲内に制御し、更に好ましくは0.02-0.35とし、より一層好ましくは0.03-0.25とする。 At the same time, the Nb 2 O 5 / ZnO value is preferably controlled within the range of 0.01-0.5, more preferably 0.02-0.35, in order to give the glass excellent crystal performance in a situation where the glass has an appropriate Tg temperature. And more preferably 0.03-0.25.
ZrO2は高屈折・低分散の酸化物であり、ZrO2をガラスに添加すると、ガラスの屈折率を向上し、色分散を調節する。同時に、適量のZrO2をガラスに添加すると、ガラスの耐結晶性能とガラスの安定性を向上することができる。本発明においては、その含有量が15%より高い場合は、ガラスは溶け難く、精錬温度が上昇し、ガラス内部に介在物が生じ、透過率が下がってしまう。そのため、その含有量を0％超過15％以下に設定し、好ましくは1-10%とし、更に好ましくは2-8%とする。 ZrO 2 is a high-refractive and low-dispersion oxide, and when ZrO 2 is added to glass, it improves the refractive index of the glass and adjusts color dispersion. At the same time, when an appropriate amount of ZrO 2 is added to the glass, the crystal-proof performance of the glass and the stability of the glass can be improved. In the present invention, when the content is higher than 15%, the glass is hardly melted, the refining temperature is increased, inclusions are formed inside the glass, and the transmittance is lowered. Therefore, the content is set to more than 0% and 15% or less, preferably 1-10%, more preferably 2-8%.
TiO2は高屈折高色分散酸化物であり、TiO2をガラスに添加するとガラスの屈折率と色分散を著しく向上することができる。本発明者は、適量のTiO2を本発明のガラスに添加すると、ガラス安定性を増加し、特に耐結晶性能が向上できることを発見する。但し、過量のTiO2をガラスに添加すると、低分散の開発目標は実現し難く、同時にガラスの透過率も著しく低減し、ガラスの安定性も悪化してしまう事を発見した。そのため、TiO2の含有量の範囲は0-8%とし、好ましくは0-5%とし、更に好ましくは0-2%とする。本発明においては、好ましくはTiO2/(TiO2+Nb2O5)の値を0.01-0.8に制御し、ガラスの結晶性能と化学耐久性を効果的に調節し、更に好ましくはTiO2/(TiO2+Nb2O5)を0.05-0.7とし、より一層好ましくはTiO2/(TiO2+Nb2O5)を0.1-0.6とする。 TiO 2 is a highly refractive high color dispersion oxide, and when TiO 2 is added to glass, the refractive index and color dispersion of the glass can be remarkably improved. The inventor has discovered that adding an appropriate amount of TiO 2 to the glass of the present invention can increase the glass stability and in particular improve the crystallization resistance. However, it has been found that when an excessive amount of TiO 2 is added to the glass, the development goal of low dispersion is difficult to achieve, and at the same time, the transmittance of the glass is significantly reduced and the stability of the glass is also deteriorated. Therefore, the content range of TiO 2 is 0-8%, preferably 0-5%, more preferably 0-2%. In the present invention, preferably the value of TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is controlled to 0.01-0.8 to effectively adjust the crystal performance and chemical durability of the glass, more preferably TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is set to 0.05-0.7, more preferably TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is set to 0.1-0.6.
WO3のガラスにおける主な役目は光学定数を維持して、ガラス結晶を改善することであるが、その含有量が高すぎるとガラス透過率が下がり、着色度が増大し、結晶性能も悪化してしまう。従って、WO3の好ましい含有量の範囲は0-15%であり、更に好ましくは0-10%で、より一層好ましい含有量の範囲は0-7%である。 The main role in WO 3 glass is to maintain the optical constant and improve the glass crystal, but if its content is too high, the glass transmittance decreases, the degree of coloring increases, and the crystal performance also deteriorates. End up. Therefore, the preferred content range of WO 3 is 0-15%, more preferably 0-10%, and even more preferred content range is 0-7%.
WO3、Nb2O5、ZrO2、TiO2は、ガラスの光学定数の維持に有利であり、その含有量（WO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2）が1-30%である場合、ガラスの耐結晶性能を著しく向上するので、好ましくは2-20%で、更に好ましくは4-15%である。特にNb2O5、ZrO2、TiO2の合計量（Nb2O5+ZrO2+TiO2）が1-25%である場合、ガラスの化学耐久性とガラス性を更に最適化させ、好ましい合計量は2-20%であり、更に好ましくは4-15%である。 WO 3 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 and TiO 2 are advantageous for maintaining the optical constant of the glass, and their content (WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 ) is 1-30%. In some cases, the crystallization resistance of the glass is significantly improved, so it is preferably 2-20%, more preferably 4-15%. Especially when the total amount of Nb 2 O 5 , ZrO 2 and TiO 2 (Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 ) is 1-25%, the chemical durability and glass properties of the glass are further optimized, which is preferable. The total amount is 2-20%, more preferably 4-15%.
WO3とTiO2の過量な添加は、ガラスの透過率を下げてしまうが、両者はガラスの耐結晶性能に比較的に良好な役目を果たし、発明者は本システムの光学ガラスに対する研究を通して、（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）を0.1-5の範囲内に制御すると、透過率と結晶性能のバランスを良く満足するだけではなく、更にガラスの化学安定性を最適化するので、更に好ましくは（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）の値を0.1-3とし、より一層好ましくは（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）の値を0.1-1とする事を発見した。 Excessive addition of WO 3 and TiO 2 lowers the transmittance of the glass, but both play a relatively good role in the crystal resistance performance of the glass. When (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) is controlled within the range of 0.1-5, not only the balance between transmittance and crystal performance is well satisfied, but also glass since optimize the chemical stability, more preferably a 0.1-3 value of (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5) / (ZrO 2 + TiO 2), even more preferably (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) was found to be 0.1-1.
特に、本発明者はガラスが優れる耐結晶性能と高屈折・低分散の光学特性を有すると同時に、良好な透過率と低コストのメリットを保証するため、大量の実験研究を通して、ZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）の値を1.8以上に維持するように制御することによって、好ましくは3-15とし、更に好ましくは4-12とする事によって、前記の目標を満たすことを発見した。 In particular, the present inventor conducted a large amount of experimental research on ZnO / (WO) to ensure excellent crystal resistance and high refraction / low dispersion optical properties while at the same time ensuring good transmittance and low cost merit. 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) by controlling to maintain a value of 1.8 or more, preferably 3-15, and more preferably 4-12. Found to meet the goal.
Al2O3を少量添加するとガラスになる安定性と化学安定性を改善することができるが、その含有量が10%を超えてしまうと、ガラス溶融性が悪くなり、耐失透性が低減する傾向があるので、本発明のAl2O3の含有量の範囲は0-10%で、好ましくは0-5%で、更に好ましくは0-1%で、より一層好ましくは添加しないことである。 Addition of a small amount of Al 2 O 3 can improve the stability and chemical stability of glass, but if its content exceeds 10%, the glass meltability deteriorates and the devitrification resistance decreases. Therefore, the range of the content of Al 2 O 3 of the present invention is 0-10%, preferably 0-5%, more preferably 0-1%, even more preferably not added. is there.
Rn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種から選ばれたものであり、Rn2Oをガラスに添加すると、ガラスの溶融性を改善し、ガラスのTg温度を下げることが出来る。ガラスのRn2O含有量を10%以下に限定する場合、ガラスの屈折率は下げ難くなり、耐失透性が安定するので、Rn2O含有量を0-10%に限定し、好ましくは0-5%とし、更に好ましくは0-2%とする。 Rn 2 O is selected from one or several of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O. When Rn 2 O is added to the glass, it improves the meltability of the glass and the glass Tg temperature. Can be lowered. When the Rn 2 O content of the glass is limited to 10% or less, the refractive index of the glass is difficult to lower and the devitrification resistance is stable, so the Rn 2 O content is limited to 0-10%, preferably 0-5%, more preferably 0-2%.
Li2Oをガラスに添加すると、ガラスのTg温度を効果的に下げることが出来る。但し、低軟化点光学ガラスは通常白金或いは白金合金るつぼを使って精錬し、高温精錬において、ガラス組成のLi+は、白金或いは白金合金るつぼを腐食し、完成品ガラスに比較的に多い白金を含む異物が生じ、ガラスの品質が下がってしまう。また、本発明において、Li2Oの含有量が2%を超えると、ガラスの結晶性能が急激に下がってしまうので、その含有量を0-2%に限定し、好ましくは0-1%とする。 When Li 2 O is added to the glass, the Tg temperature of the glass can be effectively lowered. However, low softening point optical glass is usually smelted using platinum or platinum alloy crucible, and in high temperature smelting, Li + of glass composition corrodes platinum or platinum alloy crucible, and relatively high amount of platinum is contained in the finished glass. Contaminating foreign matter is generated, and the quality of the glass is lowered. Further, in the present invention, if the content of Li 2 O exceeds 2%, the crystal performance of the glass is drastically reduced, so the content is limited to 0-2%, preferably 0-1%. To do.
Na2OとK2OはTgを下げる効果的な任意成分であり、その含有量が多すぎると、失透温度の上昇によりガラス化し難くなり、そのため、その含有量の範囲を好ましくはそれぞれ0-10%に限定し、更に好ましくは0-5%とし、より一層好ましくは0-1%とする。 Na 2 O and K 2 O are effective optional components that lower Tg, and if their content is too large, it becomes difficult to vitrify due to an increase in the devitrification temperature. It is limited to -10%, more preferably 0-5%, and still more preferably 0-1%.
RO（ROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種）をガラスに添加すると、ガラスの溶融性を改善し、ガラスの光性を調整できるが、その含有量が10%を超えてしまうと、ガラスの耐失透性が下がるので、本発明において、ROの含有量の範囲は0-10%とし、更に好ましくは0-5%で、一層好ましくは0-1%で、より一層好ましくは実質的に添加しない。 Adding RO (RO is one or more of MgO, CaO, SrO or BaO) to the glass can improve the meltability of the glass and adjust the light properties of the glass, but its content exceeds 10%. As a result, the devitrification resistance of the glass is lowered, so in the present invention, the RO content range is 0-10%, more preferably 0-5%, more preferably 0-1%, even more. Preferably it is not substantially added.
P2O5はガラスの耐失透性を向上する任意選択成分であり、特にP2O5の含有量を10%以下にすることで、ガラスの化学耐久性、特に耐水性の低減を抑制することができる。そのため、酸化物換算組成のガラス総質量に対して、その含有量を10%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは3%以下とし、より一層好ましくは実質的に添加しない。 P 2 O 5 is an optional component that improves the devitrification resistance of the glass. In particular, by reducing the P 2 O 5 content to 10% or less, the glass's chemical durability, especially water resistance, is reduced. can do. Therefore, the content is limited to 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and still more preferably substantially not added, relative to the total glass mass of the oxide equivalent composition.
Bi2O3はガラス屈折率を適切に向上させて、ガラス化温度を下げる任意選択成分であり、その含有量が10%を超えてしまうと、ガラス耐失透性が下がってしまうので、その含有量を10%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは1%以下とし、より一層好ましくは実質的に添加しない。 Bi 2 O 3 is an optional component that appropriately improves the glass refractive index and lowers the vitrification temperature.If its content exceeds 10%, the glass devitrification resistance decreases, so that The content is limited to 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and still more preferably substantially not added.
GeO2はガラスの屈折率を向上させて耐失透性効果を増加させる成分であり、本発明の光学ガラスの任意選択成分であるが、高価なものであるため、過量に含有すると本発明の生産コストを削減する目的を果たせなくなるので、その含有量を8%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは2%以下とし、より一層好ましくは実質的に添加しない。 GeO 2 is a component that increases the refractive index of the glass and increases the devitrification resistance effect, and is an optional component of the optical glass of the present invention. Since the purpose of reducing the production cost cannot be achieved, the content is limited to 8% or less, preferably 5% or less, more preferably 2% or less, and still more preferably substantially not added.
本発明において10%以下の含有量でLu2O3を含有させると、その他レアメタル組成とは相乗効果を果たし、ガラスの安定性をより一層向上するが、高価のため、ガラスに添加すると生産コストの削減に不利であるため、その含有量を10%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは3%以下とし、より一層好ましくは実質的に添加しない。 In the present invention, if Lu 2 O 3 is contained at a content of 10% or less, it plays a synergistic effect with other rare metal compositions and further improves the stability of the glass. Therefore, the content is limited to 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and still more preferably substantially not added.
本発明に任意選択成分として、Ga2O3を10%以下に制御することにより、ガラスの耐失透性を向上して、ガラスの摩耗度を増加するので、その含有量は好ましくは10%以下とし、更に好ましくは5%以下とし、もっと好ましくは3%以下、より一層好ましくは実質的に添加しない。 As an optional component in the present invention, by controlling Ga 2 O 3 to 10% or less, the devitrification resistance of the glass is improved and the wear degree of the glass is increased, so the content is preferably 10%. Or less, more preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and still more preferably substantially not added.
TeO2はガラスの屈折率を向上してガラスの転移温度を下げる任意選択成分であり、その含有量が多すぎると、白金るつぼと反応し易くなり、設備の耐用年数に不利である。そのため、TeO2の含有量を10%以下に限定し、好ましくは5%以下とし、更に好ましくは実質的に添加しない。 TeO 2 is an optional component that improves the refractive index of the glass and lowers the glass transition temperature. If its content is too high, it will easily react with the platinum crucible, which is disadvantageous for the service life of the equipment. Therefore, the content of TeO 2 is limited to 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably substantially not added.
Sb2O3、SnO2、CeO2組成を少量添加することにより、ガラスの清澄効果を向上することができるが、Sb2O3の含有量が1%を超えてしまうと、ガラスの清澄性能が下がる傾向があり、同時に強い酸化作用によりガラスを精錬する白金或いは白金合金るつぼの腐食及び成形型の悪化を進行させてしまうので、本発明ではSb2O3の含有量を好ましくは0-1%とし、更に好ましくは0-0.5%とし、より一層好ましくは実質的に添加しない。SnO2も清澄剤として添加することができるが、その含有量が1%を超えてしまうと、ガラスは着色し、或いはガラスを加熱、軟化して、圧縮成型等再成形する際、Snは結晶核が生成するスタートとなり、失透を生じる傾向がある。そのため、本発明のSnO2の含有量の範囲は好ましくは0-1%で、更に好ましくは0-0.5%で、より一層好ましくは添加しない。CeO2の作用及び添加量比例はSnO2と一致しており、その含有量の範囲は好ましくは0-1%で、更に好ましくは0-0.5%で、より一層好ましくは添加しない。 By adding a small amount of Sb 2 O 3 , SnO 2 , or CeO 2 composition, the clarification effect of the glass can be improved, but if the Sb 2 O 3 content exceeds 1%, the clarification performance of the glass In the present invention, the content of Sb 2 O 3 is preferably 0-1 because the corrosion of the platinum or platinum alloy crucible for refining the glass and the deterioration of the mold are advanced at the same time due to the strong oxidizing action. %, More preferably 0-0.5%, and still more preferably substantially not added. SnO 2 can also be added as a fining agent, but if its content exceeds 1%, the glass will be colored, or when the glass is heated and softened and remolded, such as compression molding, Sn will be crystallized. It becomes the start that nuclei generate and tends to cause devitrification. Therefore, the content range of SnO 2 of the present invention is preferably 0-1%, more preferably 0-0.5%, and even more preferably not added. The effect of CeO 2 and the proportion of added amount are consistent with SnO 2, and the content range is preferably 0-1%, more preferably 0-0.5%, and even more preferably not added.
Fは低分散化、ガラス化転移温度を下げる有効な組成であるが、過剰に含有する時は、ガラスの屈折率は著しく低減することを示し、或いはガラス融液の揮発性が増大され、ガラス溶液が成形時に縞が発生し、或いは揮発により、屈折率変動が増大する傾向に繋がる。Fの原料は、例えば、YF3、LaF3、GdF3、ZrF4、ZnF2、アルカリ金属フッ素化物或いはアルカリ土金属フッ素化物である。本発明ではFの含有量を、好ましくは光学ガラスの総含有量の0-10%とし、更に好ましくは0-5%とし、より好ましくは、Ｆを実質的に添加しない。
本発明の目的を達成するため、ガラスの各組成を質量百分率で示し、好ましくはSiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、ZrO2とZnOの合計含有量を95%以上とし、且つTa2O5を含有しない。更に好ましくはSiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、ZrO2とZnOの合計含有量を99%以上とし、より一層好ましくはSiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、ZrO2とZnOの合計含有量を99%以上とする。
F is an effective composition that lowers the dispersion temperature and vitrification transition temperature, but when it is excessively contained, it indicates that the refractive index of the glass is remarkably reduced, or the volatility of the glass melt is increased. When the solution is molded, stripes are generated, or volatilization leads to a tendency for the refractive index fluctuation to increase. The raw material of F is, for example, YF 3 , LaF 3 , GdF 3 , ZrF 4 , ZnF 2 , alkali metal fluoride or alkaline earth metal fluoride. In the present invention, the content of F is preferably 0-10% of the total content of the optical glass, more preferably 0-5%, more preferably F is not substantially added.
In order to achieve the object of the present invention, each composition of the glass is expressed by mass percentage, preferably SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5. The total content of WO 3 , ZrO 2 and ZnO is 95% or more, and no Ta 2 O 5 is contained. More preferably, the total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , ZrO 2 and ZnO is 99% or more. More preferably, the total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 and ZnO is 99% or more. .
[含有してはならない成分について]
本発明のガラス特性を損害しない範囲において、必要に応じて、上記において言及していないその他成分を添加することができる。ただしV、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及びMo等遷移金属成分は、個別或いは複合的に少量に含有する場合にでも、ガラスは着色されてしまい、可視光区域の特定波長において吸収が発生し、本発明における、可視光透過率效果を向上する性質を弱くさせてしまう。そのため、特に可視光区域における波長の透過率を要求する光学ガラスについては、含有させないことが好ましい。
[About ingredients that should not be contained]
As long as it does not impair the glass characteristics of the present invention, other components not mentioned above can be added as necessary. However, even when transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo are contained in small amounts individually or in combination, the glass is colored, and a specific wavelength in the visible light region. In the present invention, the property of improving the visible light transmittance effect is weakened. Therefore, it is preferable not to contain the optical glass that particularly requires the wavelength transmittance in the visible light region.
Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be及びSeの陽イオンは、近年以来、有害化学物質として取り扱いを制限する傾向がある。ガラスの製造工程だけではなく、加工工程及び製品化後の処置まで、環境保護対策が必要である。そのため、環境への影響を重要視する状況においては、不可欠に混入する場合を除き、含有しないことが好ましい。従って、光学ガラスは、実際には環境汚染物質を含まないことになる。そのため、特殊の環境対策を取らなくても、本発明の光学ガラスは製造、加工及び廃棄が可能となる。 Pb, Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se cations have tended to limit handling as hazardous chemicals since recent years. Environmental protection measures are required not only for the glass manufacturing process, but also for processing and post-commercial treatment. Therefore, it is preferable not to contain it unless it is indispensably mixed in a situation where the influence on the environment is important. Therefore, the optical glass does not actually contain environmental pollutants. Therefore, the optical glass of the present invention can be manufactured, processed and discarded without taking special environmental measures.
以下、本発明の光学ガラスの特性について詳細に説明する。 Hereinafter, the characteristics of the optical glass of the present invention will be described in detail.
[光学ガラスの光学定数]
本発明の光学ガラスは高屈折率・低分散ガラスであり、高屈折率・低分散ガラスより製造されたレンズの多くは高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正に用いる。本発明の光学ガラスは、その用途の光学特性に適用する角度から考慮して、ガラス屈折率ndの範囲を1.77-1.85とし、好ましい範囲は1.78-1.84で、もっと好ましい範囲は1.785-1.84である。本発明のガラスのアッベ数νdの範囲は40-48で、好ましい範囲は41-47である。
[Optical constants of optical glass]
The optical glass of the present invention is a high-refractive index / low-dispersion glass, and many of the lenses manufactured from the high-refractive index / low-dispersion glass are used for color difference calibration in combination with a lens manufactured from the high-refractive index / high dispersion glass. . The optical glass of the present invention has a glass refractive index nd range of 1.77-1.85, a preferable range of 1.78-1.84, and a more preferable range of 1.785-1.84 in consideration of the angle applied to the optical characteristics of the application. . The range of Abbe number ν d of the glass of the present invention is 40-48, and the preferred range is 41-47.
[光学ガラスの転移温度]
光学ガラスは、ある温度区間において徐々に固体状態から塑性状態に変わる。転移温度とは、ガラス試料が室温状態からたるみ温度まで上昇し、その低温区域と高温区域の直線部分の延長線が交差する交差点の対応する温度である。
[Transition temperature of optical glass]
The optical glass gradually changes from a solid state to a plastic state in a certain temperature interval. The transition temperature is the temperature at which the glass sample rises from the room temperature state to the sag temperature, and corresponds to the intersection where the extension line of the straight line portion of the low temperature region and the high temperature region intersects.
本発明のガラスの転移温度Tgは630℃以下で、620℃以下が好ましく、615℃以下が更に好ましく、610℃以下がもっと好ましい。 The glass transition temperature Tg of the present invention is 630 ° C. or lower, preferably 620 ° C. or lower, more preferably 615 ° C. or lower, and even more preferably 610 ° C. or lower.
[光学ガラスの着色]
本発明のガラスの短波透射スペクトル特性は着色度（λ80/λ5）で表す。λ80とは、ガラス透過率が80%に達する時に対応する波長の事を指し、λ5とは、ガラス透過率が5%に達する時に対応する波長の事を指す。そのうち、λ80の測定は、相互並行して且つ、光学研磨された二つの相対する平面で厚さが10±0.1nmのガラスを使って、280nmから700nmまでの波長域内の分光透過率を測定して、且つ透過率80%の波長を表す。所謂分光透過率或いは透過率とは、ガラスの上記表面に強度Iinの光を垂直に入射して、ガラスを透過して、異なる平面から強度Ioutの光を入射する状況において、Iout/Iinによって表示する量であり、また、ガラスの上記表面上の表面反射損失の透過率を含んだ。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失は大きい。そのため、高屈折率ガラスにおいては、λ80の値が小さければ、ガラス自体の着色は極めて少ない。
[Optical glass coloring]
The short-wave transmission spectral characteristics of the glass of the present invention are represented by the degree of coloring (λ 80 / λ 5 ). λ 80 refers to the wavelength corresponding to the glass transmittance reaching 80%, and λ 5 refers to the wavelength corresponding to the glass transmittance reaching 5%. Among them, the measurement of λ 80 measures the spectral transmittance in the wavelength range from 280 nm to 700 nm using glass with a thickness of 10 ± 0.1 nm in parallel with each other and two optically polished planes. And represents a wavelength with a transmittance of 80%. The so-called spectral transmittance or transmittance is defined as I out / in the situation where light of intensity I in is incident perpendicularly on the surface of the glass, is transmitted through the glass, and light of intensity I out is incident from a different plane. The amount expressed by I in and also included the transmittance of surface reflection loss on the above surface of the glass. The higher the refractive index of the glass, the greater the surface reflection loss. Therefore, in a high refractive index glass, if the value of λ 80 is small, the glass itself is very little colored.
本発明の光学ガラスのλ80は、410nm以下であり、λ80の範囲は405nm以下であることが好ましく、λ80の範囲は400nm以下であることが更に好ましく、λ80の範囲は395nm以下であることがもっと好ましく、λ80の範囲は390nm以下であることがより一層好ましい。λ5の範囲は350nm以下であり、λ5の範囲は345nm以下であることが更に好ましく、λ5の範囲は340nm以下であることがもっと好ましく、λ5の範囲は335nm以下であることがより一層好ましい。 Lambda 80 of the optical glass of the present invention is 410nm or less, preferably the range of lambda 80 is 405nm or less, more preferably the range of lambda 80 is 400nm or less, the range of lambda 80 is below 395nm More preferably, the λ 80 range is even more preferably 390 nm or less. lambda 5 of range is 350nm or less, the range of lambda 5 is more preferably less 345 nm, is more preferably a range of lambda 5 is 340nm or less, the range of lambda 5 more not more than 335nm Even more preferred.
[光学ガラスの密度]
光学ガラスの密度は温度20℃の時の単位体積の質量であり、単位g/cm3で表示する。
[Optical glass density]
The density of optical glass is the mass of a unit volume at a temperature of 20 ° C., and is expressed in units of g / cm 3 .
本発明のガラスの密度は5.00g/cm3以下で、4.90g/cm3以下が好ましい。 Density of the glass of the present invention is 5.00 g / cm 3 or less, 4.90 g / cm 3 or less.
[結晶化上限温度]
温度勾配炉法を使ってガラスの結晶化性能を測定し、180*10*10mmの大きさのガラスサンプルを作って、側面をグラインダーして、温度勾配付きの炉内に入れて4時間保持した後、取り出して、顕微鏡を使って結晶化状態を観察した。この観察の際中において、ガラスには結晶体の対応する最高温度が現れた。即ち、この最高温度がガラスの結晶化上限温度である。
[Maximum crystallization temperature]
Measure the crystallization performance of the glass using the temperature gradient furnace method, make a glass sample with a size of 180 * 10 * 10mm, grind the side, put it in the furnace with temperature gradient and hold for 4 hours Then, it took out and observed the crystallization state using the microscope. During this observation, the corresponding maximum temperature of the crystal appeared in the glass. That is, this maximum temperature is the glass crystallization upper limit temperature.
ガラスの結晶化上限温度が低ければ低いほど、ガラスの高温における安定性が強くなり、生産の工学的性質もますます良くなる。 The lower the maximum crystallization temperature of the glass, the stronger the stability of the glass at high temperatures and the better the engineering properties of production.
本発明のガラスの結晶化上限温度は1160℃以下で、好ましくは1155℃以下で、更に好ましくは1150℃以下で、より一層好ましくは1140℃以下である。 The maximum crystallization temperature of the glass of the present invention is 1160 ° C. or lower, preferably 1155 ° C. or lower, more preferably 1150 ° C. or lower, and even more preferably 1140 ° C. or lower.
II．ガラスプリフォームと光学素子
以下、本発明のガラスプリフォームと光学素子を説明する。
本発明のガラスプリフォームと光学素子は、全て上記本発明の光学ガラスからなり、又は上記本発明の光学ガラスを含む。本発明のガラスプリフォームは、高屈折率・低分散特性を有する。本発明の光学素子は、高屈折率・低分散特性を有し、低コストで光学価値の高い各種レンズ、プリズム等光学素子を提供することができる。
レンズの例として、レンズ面が球面或いは非球面の凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等の各種レンズがある。
II. Glass Preform and Optical Element Hereinafter, the glass preform and the optical element of the present invention will be described.
The glass preform and optical element of the present invention are all made of the optical glass of the present invention or include the optical glass of the present invention. The glass preform of the present invention has high refractive index and low dispersion characteristics. The optical element of the present invention can provide optical elements such as various lenses and prisms having high refractive index and low dispersion characteristics, low cost and high optical value.
Examples of the lens include various lenses such as a concave meniscus lens having a spherical or aspheric lens surface, a convex meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a planoconvex lens, and a planoconcave lens.
これらレンズは、高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正をすることができ、色差校正用のレンズに適する。また、光学系のコンパクト化にも非常に有効なレンズである。
プリズムにとっては、屈折率が高い為、撮影光学系に組合せすることによって、屈曲光路を経由して、必要とする方向へ向けば、即ち、コンパクトで、広角の光学系を実現できる。
These lenses can be used for color difference calibration in combination with lenses manufactured from high refractive index and high dispersion glass, and are suitable as lenses for color difference calibration. It is also a very effective lens for making the optical system compact.
Since the prism has a high refractive index, it can be combined with the photographic optical system so as to be directed in the required direction via the bent optical path, that is, a compact and wide-angle optical system can be realized.
本発明の課題を解決するための手段として、以下、実施例を挙げて本発明の光学ガラスを更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られない。 As means for solving the problems of the present invention, the optical glass of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
光学ガラスを製造する溶融と成型方法として、本技術分野における技術者にとって公知の技術を適宜、採用することができる。ガラス原料（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等）をガラス酸化物の配合比率によって計量配合して、均一に混合した後、精錬装置に投入して（例えば、プラチナるつぼ）、1150〜1400℃の温度条件で適切に攪拌し、清澄化させる、及び均質化させる。その後、1250℃以下まで温度を下げ、成型金型に流し込む、或いは漏れ込む。最後にアニーリング、加工等の後処理、或いは精密成形技術によって直接圧縮成形する。 As a melting and molding method for manufacturing the optical glass, a technique known to a technician in this technical field can be appropriately employed. Glass raw materials (carbonates, nitrates, sulfates, hydroxides, oxides, boric acids, etc.) are metered and blended according to the blending ratio of the glass oxides, mixed uniformly, and then put into a refining device (for example, Platinum crucible), properly stirred at a temperature of 1150-1400 ° C., clarified and homogenized. After that, the temperature is lowered to 1250 ° C. or lower and poured into a mold or leaked. Finally, it is directly compression-molded by annealing, post-processing such as processing, or precision molding technology.
[光学ガラス実施例]
更に、以下に示す方法で本発明の各ガラスの特性を定義するものとし、測定結果を表１〜表６に示し、そのうち、A1はSiO2+B2O3の値を示し、A2はLa2O3+Gd2O3+Y2O3の値を示し、A3はWO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2の値を示し、K1はTa2O5/Nb2O5を示し、K2はSiO2/（SiO2+B2O3）を示し、K3はNb2O5/Gd2O3を示し、K4はGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)を示し、K5は（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）を示し、K6はZnO/（SiO2+B2O3）を示し、K7はNb2O5/ZnOを示し、K8はTiO2/(TiO2+Nb2O5)を示し、K9はZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）を示す。
[Example of optical glass]
Further, the characteristics of each glass of the present invention are defined by the following method, and the measurement results are shown in Tables 1 to 6, in which A1 indicates the value of SiO 2 + B 2 O 3 and A2 indicates La. 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 shows value, A3 shows WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 value, K1 shows Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 K2 represents SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ), K3 represents Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 , and K4 represents Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ), K5 represents (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ), and K6 represents ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) K7 indicates Nb 2 O 5 / ZnO, K8 indicates TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ), K9 indicates ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2) ).
（1）屈折率ndとアッベ数νd
屈折率とアッベ数は、GB/T 7962.1-2010によって測定する。
(1) Refractive index nd and Abbe number νd
The refractive index and Abbe number are measured by GB / T 7962.1-2010.
（2）ガラス着色度（λ80/λ5）
相互に相対する二つの光学平面を研磨した厚さ10±0.1mmのガラスサンプルで、分光透過率を測定し、その結果によって算出する。
(2) Degree of glass coloring (λ 80 / λ 5 )
Spectral transmittance is measured with a glass sample having a thickness of 10 ± 0.1 mm obtained by polishing two optical planes facing each other, and the result is calculated.
（3）ガラス転移温度（Tg）
GB/T7962.16-2010規定によって測定する。
(3) Glass transition temperature (Tg)
Measured according to GB / T7962.16-2010 regulations.
（4）ガラスの密度（ρ）
GB/T 7962.20-2010規定によって測定する。
(4) Glass density (ρ)
Measured according to GB / T 7962.20-2010.
（5）ガラス結晶化上限温度
温度勾配炉法を使ってガラスの結晶化性能を測定し、180*10*10mmの大きさのガラスサンプルを作って、側面をグラインダーして、温度勾配付きの炉内に入れて4時間保持の後、取り出して、顕微鏡を使って結晶化状態を観察する。その観察する際中において、ガラスには結晶体の対応する最高温度が現れる。即ち、この最高温度は、ガラスの結晶化上限温度である。
(5) Glass crystallization upper limit temperature Glass crystallization performance is measured using the temperature gradient furnace method, a glass sample with a size of 180 * 10 * 10mm is made, the side is grindered, and a furnace with a temperature gradient After being put in and kept for 4 hours, take it out and observe the crystallization state using a microscope. During the observation, the corresponding maximum temperature of the crystal appears in the glass. That is, this maximum temperature is the upper limit temperature for crystallization of glass.
（6）ガラス生産成形における結晶状況
ガラスが溶融し、清澄化され、及び均質化された後、白金或いは白金合金製ガラス排出管により成形型に流されインゴット或いは角材に成形される。その後、ガラスは冷却された後、ガラス内部と表面を観察して、ガラス内部或いは表面に結晶体が現れる場合は、ガラスの結晶性能が不足することを示す。ガラス内部と表面には結晶体が無ければ「A」と示し、内部或いは表面に結晶体が有れば「O」と示す。
(6) Crystallization in glass production molding After the glass is melted, clarified and homogenized, it is poured into a mold by a glass discharge tube made of platinum or a platinum alloy and formed into an ingot or a square. Thereafter, after the glass is cooled, the inside and the surface of the glass are observed, and when a crystal appears in or on the glass, it indicates that the crystal performance of the glass is insufficient. If there is no crystal inside and on the surface of the glass, “A” is indicated, and if there is a crystal inside or on the surface, “O” is indicated.
表1における実施例1〜10で得られた光学ガラスを予定の大きさにカットして、更にその表面に離型剤を均一に塗布してから、加熱・軟化する。この加熱・軟化の後、加圧成形して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等各種レンズ、プリズムのプリフォームを制作する。
The optical glass obtained in Examples 1 to 10 in Table 1 is cut into a predetermined size, and a release agent is uniformly applied to the surface of the optical glass, and then heated and softened. After this heating and softening, pressure molding is performed to produce various lens and prism preforms such as a concave meniscus lens, a convex meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens, and a plano-concave lens.
[光学素子実施例]
上記ガラスプリフォームの実施例から得られたこれらのガラスプリフォームをアニーリングし、ガラス内部の変形を低下すると同時に、微調整を行い、屈折率等の光学特性が予期の必要値を達成させる。
次に、各ガラスプリフォームを研削、研磨して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等の各種レンズ、プリズムを制作する。得られる光学素子の表面には反射防止フィルムを塗布することができる。
本発明は低コストで、且つ化学安定性の優れた高屈折・低分散光学ガラスであり、屈折率は1.77-1.85、アッベ数は40-48で、及び記述したガラスを含む光学素子であり、現代における新型の光電製品のニーズを満たすことができる。
[Example of optical element]
These glass preforms obtained from the above glass preform examples are annealed to reduce the deformation inside the glass and at the same time make fine adjustments so that the optical properties such as refractive index achieve the expected required values.
Next, each glass preform is ground and polished to produce various lenses and prisms such as a concave meniscus lens, a convex meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens, and a plano-concave lens. An antireflection film can be applied to the surface of the obtained optical element.
The present invention is a high-refractive / low-dispersion optical glass with low cost and excellent chemical stability, a refractive index of 1.77-1.85, an Abbe number of 40-48, and an optical element comprising the described glass, It can meet the needs of modern photoelectric products.
Claims (25)
SiO2+B2O3：15-40%；
La2O3+Gd2O3+Y2O3：35-70%；
WO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：1-30%；
ZnO：11-30%；
Nb2O5/Gd2O3：0.01-0.45%。 An optical glass having a refractive index (nd) of 1.77-1.85, an Abbe number (vd) of 40-48, and a mass percentage, containing the following components:
SiO 2 + B 2 O 3 : 15-40%;
La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 35-70%;
WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 1-30%;
ZnO: 11-30%;
Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 : 0.01-0.45%.
Al2O3：0-10%；
Ta2O5：0-8%；
Rn2O：0-10%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種であり、
RO：0-10%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。 The optical glass according to claim 1, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Al 2 O 3 : 0-10%;
Ta 2 O 5 : 0-8%;
Rn 2 O: 0-10%, of which Rn 2 O is one or several of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O,
RO: 0-10%, of which RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
SiO2+B2O3：20-35%；及び/又はLa2O3+Gd2O3+Y2O3：38-60%；及び/又はWO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：4-15%；
Rn2O：0-2%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種で、
RO：0-1%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
SiO 2 + B 2 O 3 : 20-35%; and / or La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 38-60%; and / or WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 4-15%;
Rn 2 O: 0-2%, of which Rn 2 O is one or several of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O,
RO: 0-1%, of which RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
SiO2+B2O3：20-35%；及び/又はLa2O3+Gd2O3+Y2O3：38-60%；及び/又はWO3+Nb2O5+ZrO2+TiO2：4-15%；
Rn2O：0-2%，そのうちRn2OはLi2O、Na2O、K2Oの1種或いは数種で、
RO：0-1%，そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
SiO 2 + B 2 O 3 : 20-35%; and / or La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 38-60%; and / or WO 3 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 4-15%;
Rn 2 O: 0-2%, of which Rn 2 O is one or several of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O,
RO: 0-1%, of which RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
1）Ta2O5/Nb2O5：1より小さい；
2）ZnO/(SiO2+B2O3）は0.3-2である；
3）Gd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)は0.2-0.55である；
4）SiO2/（SiO2+B2O3）は0.2-0.6である；
5）Nb2O5/Gd2O3は0.01-0.4である；
6）（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/(ZrO2+TiO2）は0.1-5である；
7）Nb2O5/ZnOは0.01-0.5である；
8）TiO2/(TiO2+Nb2O5)は0.01-0.8である；
9）ZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）は1.8以上である。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the content of each composition satisfies at least one of the following conditions 1) to 9):
1) Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : less than 1;
2) ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.3-2;
3) Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 0.2-0.55;
4) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.2-0.6;
5) Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 is 0.01-0.4;
6) (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0.1-5;
7) Nb 2 O 5 / ZnO is 0.01-0.5;
8) TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ) is 0.01-0.8;
9) ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) is 1.8 or more.
Nb2O5+ZrO2+TiO2：1-25%。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 1-25%.
Nb2O5：0％超過8％以下；ZrO2：0％超過15%以下；TiO2：0-8%；WO3：0-15%。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
Nb 2 O 5 : 0% over 8% or less; ZrO 2 : 0% over 15% or less; TiO 2 : 0-8%; WO 3 : 0-15%.
La2O3：20-40%；Gd2O3：11-30%；Y2O3：0-15%。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
La 2 O 3: 20-40%; Gd 2 O 3: 11-30%; Y 2 O 3: 0-15%.
SiO2：4-20%；B2O3：8-24%；Li2O：0-2%；Na2O：0-10%；K2O：0-10%。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the optical glass contains the following components as a percentage by mass:
SiO 2: 4-20%; B 2 O 3: 8-24%; Li 2 O: 0-2%; Na 2 O: 0-10%; K 2 O: 0-10%.
SiO2：4-20%；
B2O3：8-24%；
La2O3：20-40%；
Gd2O3：11-30%；
Y2O3：0-15%；
TiO2：0-8%；
Ta2O5：0-8%；
Nb2O5：0％超過8%以下；
ZrO2：0％超過15%以下；
ZnO：11-30%；
WO3：0-15%。 Optical glass containing, by mass percentage, the following components:
SiO 2 : 4-20%;
B 2 O 3 : 8-24%;
La 2 O 3 : 20-40%;
Gd 2 O 3 : 11-30%;
Y 2 O 3 : 0-15%;
TiO 2 : 0-8%;
Ta 2 O 5 : 0-8%;
Nb 2 O 5 : 0% over 8% or less;
ZrO 2 : 0% over 15% or less;
ZnO: 11-30%;
WO 3: 0-15%.
SiO2：4-20%；
B2O3：8-24%；
La2O3：20-40%；
Gd2O3：11-30%；
Y2O3：0-15%；
WO3：0-15%；
Ta2O5：0-8%；
Nb2O5：0％超過8%以下；
ZrO2：0％超過15%以下；
ZnO：11-30%；
TiO2：0-8%；
Al2O3：0-10%；
Yb2O3：0-10%；
Li2O：0-2%；
Na2O：0-10%；
K2O：0-10%；
Sb2O3：0-1%；
RO：0-10%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。 Optical glass containing, by mass percentage, the following components:
SiO 2 : 4-20%;
B 2 O 3 : 8-24%;
La 2 O 3 : 20-40%;
Gd 2 O 3 : 11-30%;
Y 2 O 3 : 0-15%;
WO 3: 0-15%;
Ta 2 O 5 : 0-8%;
Nb 2 O 5 : 0% over 8% or less;
ZrO 2 : 0% over 15% or less;
ZnO: 11-30%;
TiO 2 : 0-8%;
Al 2 O 3 : 0-10%;
Yb 2 O 3 : 0-10%;
Li 2 O: 0-2%;
Na 2 O: 0-10%;
K 2 O: 0-10%;
Sb 2 O 3 : 0-1%;
RO: 0-10%, of which RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
SiO2：5-18%；及び/又はB2O3：10-23%；及び/又はLa2O3：20-35%；及び/又はGd2O3：11-25%；及び/又はY2O3：0-10%；及び/又はWO3：0-10%；及び/又はTa2O5：0-5%；及び/又はNb2O5：0.1-6%；及び/又はZrO2：1-10%；及び/又はZnO：15-30%；及び/又はTiO2：0-5；及び/又はAl2O3：0-5%；及び/又はLi2O：0-1%；及び/又はNa2O：0-5%；及び/又はK2O：0-5%；及び/又はSb2O3：0-0.5%；及び/又はRO：0-5%、そのうちROはMgO、CaO、SrO或いはBaOの1種或いは数種である。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
SiO 2 : 5-18%; and / or B 2 O 3 : 10-23%; and / or La 2 O 3 : 20-35%; and / or Gd 2 O 3 : 11-25%; and / or Y 2 O 3: 0-10%; and / or WO 3: 0-10%; and / or Ta 2 O 5: 0-5%; and / or Nb 2 O 5: 0.1-6%; and / or ZrO 2 : 1-10%; and / or ZnO: 15-30%; and / or TiO 2 : 0-5; and / or Al 2 O 3 : 0-5%; and / or Li 2 O: 0- 1%; and / or Na 2 O: 0-5%; and / or K 2 O: 0-5%; and / or Sb 2 O 3 : 0-0.5%; and / or RO: 0-5%, RO is one or several of MgO, CaO, SrO or BaO.
SiO2：6-15%；及び/又はB2O3：12-20%；及び/又はLa2O3：22-32%；及び/又はGd2O3：12-22%；及び/又はY2O3：0-8%；及び/又はWO3：0-7%；及び/又はZrO2：2-8%；及び/又はZnO：15-25%；及び/又はTiO2：0-2%。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
SiO 2: 6-15%; and / or B 2 O 3: 12-20%; and / or La 2 O 3: 22-32%; and / or Gd 2 O 3: 12-22%; and / or Y 2 O 3 : 0-8%; and / or WO 3 : 0-7%; and / or ZrO 2 : 2-8%; and / or ZnO: 15-25%; and / or TiO 2 : 0- 2%.
Ta2O5/Nb2O5：0.8より小さい；及び/又はZnO/（SiO2+B2O3）：0.5-1.8；及び/又はGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)：0.25-0.5；及び/又はSiO2/（SiO2+B2O3）：0.23-0.5；及び/又はNb2O5/Gd2O3：0.02-0.35；及び/又は（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）：0.1-3；及び/又はNb2O5/ZnO：0.02-0.35；及び/又はTiO2/(TiO2+Nb2O5)：0.05-0.7；及び/又はZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）：3-15。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : Less than 0.8; and / or ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ): 0.5-1.8; and / or Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ): 0.25-0.5; and / or SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ): 0.23-0.5; and / or Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 : 0.02-0.35; and / Or (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ): 0.1-3; and / or Nb 2 O 5 / ZnO: 0.02-0.35; and / or TiO 2 / ( TiO 2 + Nb 2 O 5 ): 0.05-0.7; and / or ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ): 3-15.
Ta2O5/Nb2O5：0.5より小さい；ZnO/（SiO2+B2O3）は0.5-1.45；及び/又はGd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)：0.25-0.45；及び/又はSiO2/（SiO2+B2O3）：0.25-0.45；及び/又はNb2O5/Gd2O3：0.05-0.25；及び/又は（WO3+Ta2O5+Nb2O5）/（ZrO2+TiO2）：0.1-1；及び/又はNb2O5/ZnO：0.03-0.25；及び/又はTiO2/(TiO2+Nb2O5)：0.1-0.6；及び/又はZnO/（WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2）は4-12。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Ta 2 O 5 / Nb 2 O 5 : Less than 0.5; ZnO / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.5-1.45; and / or Gd 2 O 3 / (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 ): 0.25-0.45; and / or SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ): 0.25-0.45; and / or Nb 2 O 5 / Gd 2 O 3 : 0.05-0.25; and / or ( WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) / (ZrO 2 + TiO 2 ): 0.1-1; and / or Nb 2 O 5 / ZnO: 0.03-0.25; and / or TiO 2 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 ): 0.1-0.6; and / or ZnO / (WO 3 + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + TiO 2 ) is 4-12.
Nb2O5+ZrO2+TiO2：2-20%；La2O3+Gd2O3+Y2O3：40-55%。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 2-20%; La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 : 40-55%.
Nb2O5+ZrO2+TiO2：4-15%。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Nb 2 O 5 + ZrO 2 + TiO 2 : 4-15%.
SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、ZrO2とZnOの合計含有量は95%以上で、Ta2O5は含有しない。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , ZrO 2 and ZnO total content is 95% or more, Ta 2 O 5 does not contain.
SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、ZrO2とZnOの合計含有量は99%以上である。 The optical glass according to claim 1, 2, 10, or 11, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
The total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 and ZnO is 99% or more.
Yb2O3：0-10%；
P2O5：0-10%；
Bi2O3：0-10%；
TeO2：0-10%；
Ga2O3:0-10%；
Lu2O3:0-10%；
GeO2：0-8%；
CeO2：0-1%；
SnO2：0-1%；
Sb2O3：0-1%；
F：0-10%。 The optical glass according to claim 1, 2, or 10, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Yb 2 O 3 : 0-10%;
P 2 O 5 : 0-10%;
Bi 2 O 3 : 0-10%;
TeO 2 : 0-10%;
Ga 2 O 3 : 0-10%;
Lu 2 O 3 : 0-10%;
GeO 2 : 0-8%;
CeO 2 : 0-1%;
SnO 2 : 0-1%;
Sb 2 O 3 : 0-1%;
F: 0-10%.
Yb2O3：0-5%；
P2O5：0-5%；
Bi2O3：0-5%；
TeO2：0-5%；
Ga2O3:0-5%；
Lu2O3:0-5%；
GeO2：0-5%；
CeO2：0-0.5%；
SnO2：0-0.5%；
Sb2O3：0-1%；
F：0-5%。 The optical glass according to claim 1, 2, or 10, wherein the optical glass contains the following components in mass percentage:
Yb 2 O 3 : 0-5%;
P 2 O 5 : 0-5%;
Bi 2 O 3 : 0-5%;
TeO 2 : 0-5%;
Ga 2 O 3 : 0-5%;
Lu 2 O 3 : 0-5%;
GeO 2 : 0-5%;
CeO 2 : 0-0.5%;
SnO 2 : 0-0.5%;
Sb 2 O 3 : 0-1%;
F: 0-5%.
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