JP2018072419A - Magnetic glass lens - Google Patents

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太志 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic glass lens that can achieve both of a high magnetization rate and a high light transmittance at a use wavelength.SOLUTION: A magnetic glass lens contains TbOof more than 40 mol% in terms of oxide, where, the ratio of Tbcontent to the total Tb content is 55 mol% or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カメラのオートフォーカス用レンズ等に好適な磁性ガラスレンズに関する。   The present invention relates to a magnetic glass lens suitable for an autofocus lens of a camera.

デジタルカメラやカメラ付携帯電話等には、近接撮影、通常撮影及び遠方撮影を可能にするため、カメラの焦点距離を変える、つまり、オートフォーカス用レンズを所定の位置に移動させるための駆動装置が設けられている。従来、このようなレンズの駆動装置には、レンズを固定するためのレンズホルダー、レンズホルダーを移動させるためのばねが備えられていた。   Digital cameras, camera-equipped mobile phones, and the like have a drive device for changing the focal length of the camera, that is, moving the autofocus lens to a predetermined position in order to enable close-up shooting, normal shooting, and distant shooting. Is provided. Conventionally, such a lens driving device has been provided with a lens holder for fixing the lens and a spring for moving the lens holder.

しかしながら、上記のような駆動装置は、レンズホルダー、ばねが必要であるため、近年のデジタルカメラやカメラ付携帯電話型等の小型化の要求に対応できない。そこで、レンズを磁性ガラスレンズにすることにより、磁石によってレンズ自体を移動させる手法が提案されている(特許文献1参照)。   However, since the drive device as described above requires a lens holder and a spring, it cannot meet the recent demands for downsizing of digital cameras, camera-equipped mobile phones, and the like. Therefore, a method has been proposed in which the lens itself is moved by a magnet by using a magnetic glass lens (see Patent Document 1).

特開2004−29668号公報JP 2004-29668 A

磁性ガラスレンズを磁石によって十分に移動させるため、磁化率の向上が求められる。上記の磁性ガラスレンズはある程度の磁化率を示すものの、近年、ますます、デジタルカメラやカメラ付携帯電話型等の小型化が進んでいることから、小さな磁石でも十分に移動させることができるよう、さらなる磁化率の向上が要求されている。磁化率を大きくするためには磁性ガラスレンズ中のTb含有量を多くすることが有効であるが、その場合、使用波長(例えば400〜1100nm)における光透過率が低下する傾向にあり、デジタルカメラやカメラ付携帯電話型等の光取出し効率に劣るという問題がある。   In order to sufficiently move the magnetic glass lens by the magnet, an improvement in magnetic susceptibility is required. Although the above magnetic glass lens shows a certain degree of magnetic susceptibility, in recent years, since the miniaturization of digital cameras and camera-equipped mobile phone types has progressed further, even a small magnet can be moved sufficiently. Further improvement in magnetic susceptibility is required. In order to increase the magnetic susceptibility, it is effective to increase the Tb content in the magnetic glass lens. In that case, however, the light transmittance at the used wavelength (for example, 400 to 1100 nm) tends to decrease, and the digital camera There is a problem that the light extraction efficiency of a mobile phone with a camera is inferior.

以上に鑑み、本発明は、高い磁化率と、使用波長における高い光透過率を両立させることが可能な磁性ガラスレンズを提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a magnetic glass lens capable of achieving both a high magnetic susceptibility and a high light transmittance at a used wavelength.

本発明の磁性ガラスレンズは、モル%の酸化物換算で、Tbを40%より多く含有し、全Tbに対するTb3+の割合が、モル%で55%以上であることを特徴とする。 The magnetic glass lens of the present invention contains more than 40% of Tb 2 O 3 in terms of mol% of oxide, and the ratio of Tb 3+ to the total Tb is 55% or more in mol%. .

本発明の磁性ガラスレンズは、Tbを上記の通り多く含有することにより高い磁化率を達成することができる。ところで、Tbを含有する磁性ガラスは、Tbが主にTb3+とTb4+の状態で存在している。ここで、Tb3+は波長400〜1100nmの範囲で光吸収が比較的少ないのに対し、Tb4+は波長400〜1100nmの範囲で幅広い光吸収を持つため、光透過率低下の原因となる。本発明の磁性ガラスレンズにおいては、全Tbに対するTb3+の割合が上記の通り多いため、Tb4+に起因する波長400〜1100nmの範囲での光吸収が少なく、光透過率に優れている。 The magnetic glass lens of the present invention can achieve a high magnetic susceptibility by containing a large amount of Tb 2 O 3 as described above. By the way, the magnetic glass containing Tb exists in a state where Tb is mainly Tb 3+ and Tb 4+ . Here, Tb 3+ has a relatively small light absorption in the wavelength range of 400 to 1100 nm, whereas Tb 4+ has a wide light absorption in the wavelength range of 400 to 1100 nm, which causes a decrease in light transmittance. In the magnetic glass lens of the present invention, since the ratio of Tb 3+ to the total Tb is large as described above, light absorption in the wavelength range of 400 to 1100 nm due to Tb 4+ is small, and the light transmittance is excellent.

本発明の磁性ガラスレンズは、波長633nmにおいて光路長1mmでの光透過率が60%以上であることが好ましい。   The magnetic glass lens of the present invention preferably has a light transmittance of 60% or more at an optical path length of 1 mm at a wavelength of 633 nm.

本発明の磁性ガラスレンズは、さらに、モル%で、SiO 0〜50%、B 0〜50%、Al 0〜50%を含有することが好ましい。 The magnetic glass lens of the present invention preferably further contains, in mol%, SiO 2 0 to 50%, B 2 O 3 0 to 50%, and Al 2 O 3 0 to 50%.

本発明によれば、高い磁化率と、使用波長における高い光透過率を両立させることが可能な磁性ガラスレンズを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a magnetic glass lens capable of achieving both a high magnetic susceptibility and a high light transmittance at a used wavelength.

前駆体ガラスを製造するための装置の一実施形態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Embodiment of the apparatus for manufacturing precursor glass.

本発明の磁性ガラスレンズは、モル%の酸化物換算で、Tbを40%より多く含有し、45%以上、48%以上、49%以上、特に50%以上であることが好ましい。このようにTbの含有量を多くすることにより、良好な磁化率(例えば、室温にて、1×10−3emu/mol以上、さらには2×10−2emu/mol以上)が得られやすくなる。なお、ガラス中に存在するTbは3価や4価の状態で存在するが、本発明ではこれら全てをTbとして表す。 The magnetic glass lens of the present invention contains more than 40% of Tb 2 O 3 in terms of mol% of oxide, and is preferably 45% or more, 48% or more, 49% or more, particularly 50% or more. Thus, by increasing the content of Tb 2 O 3 , a good magnetic susceptibility (for example, 1 × 10 −3 emu / mol or more, further 2 × 10 −2 emu / mol or more at room temperature) can be obtained. It becomes easy to obtain. In addition, although Tb which exists in glass exists in a trivalent or tetravalent state, all of these are represented as Tb 2 O 3 in the present invention.

本発明の磁性ガラスレンズにおいて、全Tbに対するTb3+の割合は、モル%で55%以上であり、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、特に95%以上であることが好ましい。全Tbに対するTb3+の割合が少なすぎると、波長400〜1100nmにおける光透過率が低下しやすくなる。 In the magnetic glass lens of the present invention, the ratio of Tb 3+ to the total Tb is 55% or more in mol%, and is 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, particularly 95% or more. preferable. If the ratio of Tb 3+ to the total Tb is too small, the light transmittance at a wavelength of 400 to 1100 nm tends to decrease.

本発明の磁性ガラスレンズには、Tb以外にも下記の成分を含有させることができる。なお、以下の各成分の含有量の説明において、特に断りのない限り「%」は「モル%」を意味する。 The magnetic glass lens of the present invention can contain the following components in addition to Tb 2 O 3 . In the following description of the content of each component, “%” means “mol%” unless otherwise specified.

SiOはガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、SiOの含有量は0〜50%、特に1〜35%であることが好ましい。 SiO 2 becomes a glass skeleton and is a component that widens the vitrification range. However, since it does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if the content is too large. Therefore, the content of SiO 2 is preferably 0 to 50%, particularly 1 to 35%.

はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Bは磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、Bの含有量は0〜50%、特に1〜40%であることが好ましい。 B 2 O 3 becomes a glass skeleton and is a component that widens the vitrification range. However, since B 2 O 3 does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if its content is too large. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably 0 to 50%, particularly 1 to 40%.

Alはガラス形成能を高める成分である。ただし、Alは磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、Alの含有量は0〜50%、特に0〜30%であることが好ましい。 Al 2 O 3 is a component that enhances glass forming ability. However, since Al 2 O 3 does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if the content is too large. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 50%, particularly preferably 0 to 30%.

La、Gd、Y、Ybはガラス化を安定にする効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。よって、La、Gd、Y、Ybの含有量は各々10%以下、特に5%以下であることが好ましい。 La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 have the effect of stabilizing vitrification. However, when there is too much the content, it will become difficult to vitrify on the contrary. Therefore, the contents of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 are each preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.

Dy、Eu、Ceはガラス化を安定にするとともに、磁化率の向上にも寄与する。ただし、その含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。また、ガラスが着色する。よって、Dy、Eu、Ceの含有量は各々15%以下、特に10%以下であることが好ましい。なお、ガラス中に存在するDy、Eu、Ceは3価や4価の状態で存在するが、本発明ではこれら全てをそれぞれDy、Eu、Ceとして表す。 Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 and Ce 2 O 3 stabilize vitrification and contribute to the improvement of magnetic susceptibility. However, when there is too much the content, it will become difficult to vitrify on the contrary. Also, the glass is colored. Therefore, the contents of Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 and Ce 2 O 3 are each preferably 15% or less, particularly preferably 10% or less. In addition, although Dy, Eu, and Ce existing in the glass exist in a trivalent or tetravalent state, in the present invention, these are all represented as Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 , and Ce 2 O 3 , respectively.

MgO、CaO、SrO、BaOはガラス化を安定し、また化学的耐久性を高める効果がある。ただし、磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、これらの成分の含有量は各々0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。   MgO, CaO, SrO, and BaO have effects of stabilizing vitrification and improving chemical durability. However, since it does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if the content is excessive. Therefore, the content of these components is preferably 0 to 10%, particularly 0 to 5%.

GeOはガラス形成能を高める成分である。ただし、GeOは磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、GeOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜9%であることが好ましい。 GeO 2 is a component that enhances glass forming ability. However, since GeO 2 does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if its content is too large. Therefore, the content of GeO 2 is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 9%.

はガラス形成能を高める成分である。ただし、その含有量が多すぎると失透しやすくなり、化学的耐久性も低下する傾向がある。また、Pは磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、Pの含有量は0〜7%、特に0〜5%であることが好ましい。 P 2 O 5 is a component that enhances glass forming ability. However, if the content is too large, devitrification tends to occur, and chemical durability tends to decrease. Moreover, since P 2 O 5 does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if the content is too large. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 7%, particularly preferably 0 to 5%.

Gaはガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると失透しやすくなる。また、Gaは磁化率の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分な磁化率が得られにくくなる。従って、Gaの含有量は0〜6%、特に0〜5%であることが好ましい。 Ga 2 O 3 has the effect of increasing the glass forming ability and expanding the vitrification range. However, when there is too much the content, it will become easy to devitrify. Moreover, since Ga 2 O 3 does not contribute to the improvement of the magnetic susceptibility, it is difficult to obtain a sufficient magnetic susceptibility if its content is too large. Therefore, the Ga 2 O 3 content is preferably 0 to 6%, particularly preferably 0 to 5%.

フッ素はガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると溶融中に揮発して組成変動を引き起こしたり、ガラス化に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、フッ素の含有量(F換算)は0〜10%、0〜7%、特に0〜5%であることが好ましい。 Fluorine has the effect of increasing the glass forming ability and expanding the vitrification range. However, if its content is too large, it may volatilize during melting and cause composition fluctuations, or it may adversely affect vitrification. Therefore, the content of fluorine (F 2 equivalent) 0-10%, 0-7%, particularly preferably 0 to 5%.

還元剤としてSbを添加することができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境への負荷を考慮して、その含有量は0.1%以下であることが好ましい。 Sb 2 O 3 can be added as a reducing agent. However, the content is preferably 0.1% or less in order to avoid coloring or in consideration of environmental load.

本発明の磁性ガラスレンズは、波長400〜1100nmの範囲で良好な光透過性を示す。具体的には、波長633nmにおける光路長1mmでの透過率は60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、特に80%以上であることが好ましい。また、波長532nmにおける光路長1mmでの透過率は30%以上、50%以上、60%以上、70%以上、特に80%以上であることが好ましい。さらに、波長1064nmにおける光路長1mmでの透過率は60%以上、70%以上、75%以上、特に80%以上であることが好ましい。   The magnetic glass lens of the present invention exhibits good light transmittance in the wavelength range of 400 to 1100 nm. Specifically, the transmittance at an optical path length of 1 mm at a wavelength of 633 nm is preferably 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, and particularly preferably 80% or more. Further, the transmittance at an optical path length of 1 mm at a wavelength of 532 nm is preferably 30% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, and particularly preferably 80% or more. Furthermore, the transmittance at an optical path length of 1 mm at a wavelength of 1064 nm is preferably 60% or more, 70% or more, 75% or more, and particularly preferably 80% or more.

また、本発明の磁性ガラスレンズは、屈折率(nd)が1.75以上、1.80以上、1.83以上、特に1.85以上であることが好ましい。屈折率が低すぎると、焦点距離が大きくなりデジタルカメラやカメラ付携帯電話型等を小型化しにくくなる。   The magnetic glass lens of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 1.75 or more, 1.80 or more, 1.83 or more, particularly 1.85 or more. If the refractive index is too low, the focal length increases, making it difficult to reduce the size of digital cameras, camera-equipped mobile phone models, and the like.

次に本発明の磁性ガラスレンズの製造方法について説明する。本発明の磁性ガラスレンズは、例えば、ガラス原料を溶融し、得られた溶融ガラスを冷却固化することにより前駆体ガラスを得る工程、前駆体ガラスを不活性雰囲気または還元性雰囲気で熱処理してガラスプリフォームを得る工程、及び、ガラスプリフォームを加熱成型する工程により製造することができる。   Next, the manufacturing method of the magnetic glass lens of this invention is demonstrated. The magnetic glass lens of the present invention includes, for example, a step of obtaining a precursor glass by melting a glass raw material and cooling and solidifying the obtained molten glass, and heat-treating the precursor glass in an inert atmosphere or a reducing atmosphere. It can be manufactured by a step of obtaining a preform and a step of heat-molding a glass preform.

前駆体ガラスは、溶融容器を用いた通常の溶融方法により製造しても良いが、特にTb含有量が多い場合は当該方法ではガラス化が困難であるため、無容器浮遊法により作製することが好ましい。図1は、無容器浮遊法により前駆体ガラスを作製するための製造装置の一例を示す模式的断面図である。以下、図1を参照しながら、前駆体ガラスの製造方法について説明する。 The precursor glass may be produced by a normal melting method using a melting vessel. However, when the Tb 2 O 3 content is particularly high, vitrification is difficult with this method, and thus the precursor glass is produced by a containerless floating method. It is preferable to do. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a production apparatus for producing precursor glass by a containerless floating method. Hereinafter, the manufacturing method of precursor glass is demonstrated, referring FIG.

前駆体ガラスの製造装置1は成形型10を有する。成形型10は溶融容器としての役割も果たす。成形型10は、成形面10aと、成形面10aに開口している複数のガス噴出孔10bとを有する。ガス噴出孔10bは、ガスボンベなどのガス供給機構11に接続されている。このガス供給機構11からガス噴出孔10bを経由して、成形面10aにガスが供給される。ガスの種類は特に限定されず、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素等の不活性ガス;一酸化炭素、水素等の還元性ガス;酸素、空気等の酸化性ガスを、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。なかでも、全TbにおけるTb3+の割合を高めるため、及び安全性の観点から、不活性ガスを使用することが好ましい。 The precursor glass manufacturing apparatus 1 includes a mold 10. The mold 10 also serves as a melting container. The molding die 10 has a molding surface 10a and a plurality of gas ejection holes 10b opened in the molding surface 10a. The gas ejection hole 10b is connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. Gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a via the gas ejection hole 10b. The type of gas is not particularly limited, inert gas such as nitrogen, argon, helium, carbon dioxide; reducing gas such as carbon monoxide and hydrogen; oxidizing gas such as oxygen and air, alone or in combination Can be used in combination. Among them, it is preferable to use an inert gas in order to increase the ratio of Tb 3+ in the total Tb and from the viewpoint of safety.

製造装置1を用いて前駆体ガラスを製造するに際しては、まず、ガラス原料塊12を成形面10a上に配置する。ガラス原料塊12としては、例えば、原料粉末をプレス成型等により一体化したものや、原料粉末をプレス成型等により一体化した後に焼結させた焼結体や、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。   When manufacturing precursor glass using the manufacturing apparatus 1, first, the glass raw material lump 12 is arrange | positioned on the shaping | molding surface 10a. As the glass raw material block 12, for example, a raw material powder integrated by press molding or the like, a sintered body obtained by integrating raw material powder by press molding or the like, and a composition equivalent to the target glass composition are used. For example, an aggregate of crystals.

次に、ガス噴出孔10bからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を成形面10a上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊12を、成形面10aに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー光照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射する。なお、ガラス原料塊12が成形面10aに接触した状態で、レーザー光照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射し、その後ガラス原料塊12が溶解する過程で、あるいは溶解完了と同時に、ガラス原料塊12が成形面10a上に浮遊させるようにしてもよい。このようにしてガラス原料塊12を加熱溶融してガラス化させ、溶融ガラスを得る。ガス流量は、例えば、ガラス原料塊12の質量、体積や、ガス噴出孔10bの形状寸法等によって適宜設定すればよいが、例えば0.5〜30L/分、5〜25L/分、特に10〜20L/分とすることが好ましい。ガス流量が少なすぎると、ガラス原料塊12を浮遊させることが困難になる傾向がある。一方、ガス流量が多すぎると、ガラス原料塊12の浮遊状態が不安定になり、成形面10aに接触したり、成形面10aの外部に飛び出す等の不具合が発生しやすくなる。なお、不活性ガスや還元性ガスを使用した場合は、ガス流量を高めるほどガラス原料塊12が酸化されにくくなる、あるいは還元されやすくなるため、全TbにおけるTb3+の割合を高めることができる。なお、加熱溶融する方法としては、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。 Next, the glass raw material block 12 is floated on the molding surface 10a by ejecting gas from the gas ejection holes 10b. That is, the glass raw material block 12 is held in a state where it is not in contact with the molding surface 10a. In this state, the glass material block 12 is irradiated with laser light from the laser light irradiation device 13. In the state where the glass raw material mass 12 is in contact with the molding surface 10a, the laser light irradiation device 13 irradiates the glass raw material material 12 with laser light, and then the glass raw material material 12 is melted or simultaneously with the completion of the melting, The glass raw material block 12 may be floated on the molding surface 10a. In this way, the glass raw material mass 12 is heated and melted to be vitrified to obtain molten glass. The gas flow rate may be appropriately set depending on, for example, the mass and volume of the glass raw material lump 12, the shape size of the gas ejection hole 10b, etc., for example, 0.5 to 30 L / min, 5 to 25 L / min, particularly 10 to 10. 20 L / min is preferable. If the gas flow rate is too small, it tends to be difficult to float the glass raw material block 12. On the other hand, if the gas flow rate is too high, the floating state of the glass raw material block 12 becomes unstable, and problems such as contact with the molding surface 10a and popping out of the molding surface 10a are likely to occur. When an inert gas or a reducing gas is used, the glass raw material lump 12 becomes less likely to be oxidized or more easily reduced as the gas flow rate is increased, so that the ratio of Tb 3+ in the total Tb can be increased. In addition to the method of irradiating with laser light, the method of heating and melting may be radiant heating.

その後、溶融ガラスを冷却することにより、前駆体ガラスを得ることができる。なお、ガラス原料塊12を加熱溶融する工程と、溶融ガラス、さらには前駆体ガラスの温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程においては、少なくともガスの噴出を継続し、ガラス原料塊12、溶融ガラス、さらには前駆体ガラスと成形面10aとの接触を抑制することが好ましい。   Then, precursor glass can be obtained by cooling molten glass. In the step of heating and melting the glass raw material lump 12 and the step of cooling until the temperature of the molten glass and further the precursor glass becomes at least the softening point or less, at least gas ejection is continued, It is preferable to suppress contact between the molten glass, and further, the precursor glass and the molding surface 10a.

さらに、得られた前駆体ガラスを不活性雰囲気または還元性雰囲気で熱処理をすることによりガラスプリフォームを得る。使用する不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素等が挙げられ、還元性ガスとしては、一酸化炭素、水素等が挙げられる。なお、還元性雰囲気は、安全性を考慮して、還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを用いた雰囲気とすることが好ましい。全TbにおけるTb3+の割合を効果的に高める観点からは還元性雰囲気が好ましく、なかでも安全性の観点からは水素と不活性ガスの混合ガスの雰囲気であることが好ましい。 Furthermore, a glass preform is obtained by heat-treating the obtained precursor glass in an inert atmosphere or a reducing atmosphere. Examples of the inert gas used include nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide, and examples of the reducing gas include carbon monoxide and hydrogen. Note that the reducing atmosphere is preferably an atmosphere using a mixed gas of a reducing gas and an inert gas in consideration of safety. From the viewpoint of effectively increasing the ratio of Tb 3+ in the total Tb, a reducing atmosphere is preferable, and from the viewpoint of safety, a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas is particularly preferable.

熱処理温度は、前駆体ガラスの(ガラス転移点−50℃)以上、特に(ガラス転移点−30℃)以上であることが好ましい。熱処理温度が低すぎると、全TbにおけるTb3+の割合を高める効果が得られにくくなる。一方、熱処理温度が高すぎると、失透しやすくなるため、(ガラス転移点+100℃)以下、(ガラス転移点+80℃)以下、(ガラス転移点+50℃)以下、特に(ガラス転移点+30℃)以下であることが好ましい。 The heat treatment temperature is preferably (glass transition point−50 ° C.) or more, particularly (glass transition point−30 ° C.) or more of the precursor glass. When the heat treatment temperature is too low, it is difficult to obtain the effect of increasing the ratio of Tb 3+ in the total Tb. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, devitrification is likely to occur, so (glass transition point + 100 ° C.) or less, (glass transition point + 80 ° C.) or less, (glass transition point + 50 ° C.) or less, particularly (glass transition point + 30 ° C.). It is preferable that

熱処理時間は0.5時間以上、特に1時間以上であることが好ましい。熱処理時間が短すぎると、全TbにおけるTb3+の割合を高める効果が得られにくくなる。一方、熱処理時間の上限は特に限定されないが、長すぎてもさらなる効果が得られず、エネルギーロスにつながるため、100時間以下、50時間以下、特に10時間であることが好ましい。 The heat treatment time is preferably 0.5 hours or longer, particularly 1 hour or longer. If the heat treatment time is too short, it is difficult to obtain the effect of increasing the ratio of Tb 3+ in the total Tb. On the other hand, the upper limit of the heat treatment time is not particularly limited, but if it is too long, further effects cannot be obtained, leading to energy loss. Therefore, it is preferably 100 hours or less, 50 hours or less, particularly 10 hours.

続いて、精密加工を施した金型中にガラスプリフォームを投入し、軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状を転写させる(モールドプレス成形)。加圧成形時の雰囲気は、不活性雰囲気または還元性雰囲気であることが好ましい。使用する不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素等が挙げられ、還元性ガスとしては、一酸化炭素、水素等が挙げられる。なお、還元性雰囲気は、安全性を考慮して、還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを用いた雰囲気とすることが好ましい。全TbにおけるTb3+の割合を効果的に高める観点からは還元性雰囲気が好ましく、なかでも安全性の観点からは水素と不活性ガスの混合ガスの雰囲気であることが好ましい。このようにして、磁性ガラスレンズを得ることができる。なお、ガラスプリフォームに切削や研磨等の機械加工を施して磁性ガラスレンズを作製してもよい。 Subsequently, the glass preform is put into a precision-worked mold, and pressure molding is performed while heating until a softened state is obtained, thereby transferring the surface shape of the mold (mold press molding). The atmosphere during pressure molding is preferably an inert atmosphere or a reducing atmosphere. Examples of the inert gas used include nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide, and examples of the reducing gas include carbon monoxide and hydrogen. Note that the reducing atmosphere is preferably an atmosphere using a mixed gas of a reducing gas and an inert gas in consideration of safety. From the viewpoint of effectively increasing the ratio of Tb 3+ in the total Tb, a reducing atmosphere is preferable, and from the viewpoint of safety, a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas is particularly preferable. In this way, a magnetic glass lens can be obtained. A magnetic glass lens may be produced by subjecting the glass preform to machining such as cutting or polishing.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

表1は本発明の実施例及び比較例を示している。
Table 1 shows examples and comparative examples of the present invention.

まず、表1に示したガラス組成になるように調合した原料をプレス成型し、1000〜1400℃で6時間焼結することによりガラス原料塊を作製した。次に、乳鉢中でガラス原料塊を粗粉砕し、0.05〜1.0gの小片とした。得られたガラス原料塊の小片を用いて、図1に準じた装置を用いた無容器浮遊法によって前駆体ガラス(直径約1〜8mm)を作製した。なお、ガラス原料塊を浮遊させるためのガスの種類及び流量は表1に記載の通りとし、熱源としては100W COレーザー発振器を用いた。 First, the raw material prepared so that it might become the glass composition shown in Table 1 was press-molded, and the glass raw material lump was produced by sintering at 1000-1400 degreeC for 6 hours. Next, the glass raw material lump was coarsely pulverized in a mortar to obtain small pieces of 0.05 to 1.0 g. Precursor glass (diameter: about 1 to 8 mm) was produced by a containerless floating method using an apparatus according to FIG. 1 using the obtained pieces of glass raw material lump. The type and flow rate of the gas for suspending the glass raw material lump were as shown in Table 1, and a 100 W CO 2 laser oscillator was used as the heat source.

得られた前駆体ガラスに対し、表1に記載の雰囲気及び温度で3時間熱処理してガラスプリフォームを得た後、さらにガラスプリフォームをモールドプレス成型することにより磁性ガラスレンズを得た。なお、表中「H/N」は、体積%で、H 4%、N 96%の混合ガス雰囲気を示す。 The obtained precursor glass was heat-treated at the atmosphere and temperature shown in Table 1 for 3 hours to obtain a glass preform, and then the glass preform was molded and press-molded to obtain a magnetic glass lens. In Table "H 2 / N 2" are by volume%, H 2 4%, indicating a mixed gas atmosphere of N 2 96%.

得られた磁性ガラスレンズについて、全Tbに対するTb3+の割合、光透過率、磁化率、屈折率を以下のようにして測定した。 For the obtained magnetic glass lens, the ratio of Tb 3+ to the total Tb, light transmittance, magnetic susceptibility, and refractive index were measured as follows.

光透過率は、分光光度計(島津製作所製UV−3100)を用いて測定した。具体的には、得られた磁性ガラスレンズを1mmの厚さとなるよう研磨加工し、波長300〜1400nmでの透過率を測定することにより得た光透過率曲線から、表に記載の各波長における光透過率を読み取った。なお、光透過率は反射も含んだ外部透過率である。   The light transmittance was measured using a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation). Specifically, the obtained magnetic glass lens was polished so as to have a thickness of 1 mm, and from the light transmittance curve obtained by measuring the transmittance at a wavelength of 300 to 1400 nm, at each wavelength described in the table. The light transmittance was read. The light transmittance is an external transmittance including reflection.

全Tbに対するTb3+の割合は、X線光電子分光分析装置(XPS)を用いて測定した。具体的には、得られた磁性ガラスレンズについて、X線光電子分光分析装置を用いて測定された各Tbイオンのピーク強度比から、全Tbに対するTb3+の割合を算出した。 The ratio of Tb 3+ to the total Tb was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS). Specifically, for the obtained magnetic glass lens, the ratio of Tb 3+ to the total Tb was calculated from the peak intensity ratio of each Tb ion measured using an X-ray photoelectron spectrometer.

磁化率は、SQUID磁束計(Quantum Design社製 Magnet Property Measurement System)を用いて、測定温度300K、印加磁場−1T〜1Tの条件で測定した。   The magnetic susceptibility was measured using a SQUID magnetometer (Magnet Property Measurement System manufactured by Quantum Design) under the conditions of a measurement temperature of 300K and an applied magnetic field of -1T to 1T.

屈折率はヘリウムランプのd線(587.6nm)に対する測定値で示した。   The refractive index is indicated by a measured value with respect to d-line (587.6 nm) of a helium lamp.

表1から明らかなように、実施例であるNo.1〜6の磁性ガラスレンズは、全Tbに対するTb3+の割合が65%以上と高く、各波長における光透過率に優れていた。また、磁化率も良好であった。一方、比較例であるNo.7の磁性ガラスレンズは、全Tbに対するTb3+の割合が54%と低く、各波長における光透過率が実施例の磁性ガラスレンズと比較して劣っていた。 As is apparent from Table 1, No. 1 as an example. In the magnetic glass lenses 1 to 6, the ratio of Tb 3+ to the total Tb was as high as 65% or more, and the light transmittance at each wavelength was excellent. Moreover, the magnetic susceptibility was also good. On the other hand, No. which is a comparative example. In the magnetic glass lens of No. 7, the ratio of Tb 3+ to the total Tb was as low as 54%, and the light transmittance at each wavelength was inferior to that of the magnetic glass lens of the example.

1:前駆体ガラスの製造装置
10:成形型
10a:成形面
10b:ガス噴出孔
11:ガス供給機構
12:ガラス原料塊
13:レーザー光照射装置
1: Precursor glass manufacturing apparatus 10: Mold 10a: Molding surface 10b: Gas ejection hole 11: Gas supply mechanism 12: Glass raw material block 13: Laser beam irradiation apparatus

Claims (3)

モル%の酸化物換算で、Tbを40%より多く含有し、全Tbに対するTb3+の割合が、モル%で55%以上であることを特徴とする磁性ガラスレンズ。 A magnetic glass lens characterized by containing more than 40% of Tb 2 O 3 in terms of oxide of mol%, and the ratio of Tb 3+ to the total Tb is 55% or more in mol%. 波長633nmにおいて光路長1mmでの光透過率が60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の磁性ガラスレンズ。   2. The magnetic glass lens according to claim 1, wherein a light transmittance at an optical path length of 1 mm at a wavelength of 633 nm is 60% or more. さらに、モル%で、SiO 0〜50%、B 0〜50%、Al 0〜50%を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性ガラスレンズ。 Furthermore, in mol%, SiO 2 0~50%, B 2 O 3 0~50%, magnetic glass lens according to claim 1 or 2, characterized in that it contains Al 2 O 3 0~50%.
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