JP2018135252A - Optical glass, optical element and optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の希土類イオンを含有する光学ガラス、それを用いた光学素子、及びその光学素子を用いた光学機器に関する。 The present invention relates to an optical glass containing a specific rare earth ion, an optical element using the optical glass, and an optical apparatus using the optical element.
高屈折率高分散ガラスとして、チタン系酸化物ガラス、ビスマス系酸化物ガラス、テルル系酸化物ガラスが知られている。上記のガラスではチタンイオン、ビスマスイオン、テルルイオンの順に可視光に近い吸収を有し、高分散を与える。しかしながら高分散化するほど可視光の吸収が起こり、透過率５％を示す波長（ｎｍ）λ５が長波長になり、ガラスが黄色みを帯びてくる。このため、高屈折率高分散でλ５をより短波長にするためにチタン系酸化物ガラスがよく用いられる。 As high refractive index and high dispersion glass, titanium-based oxide glass, bismuth-based oxide glass, and tellurium-based oxide glass are known. The above glass has absorption close to visible light in the order of titanium ions, bismuth ions, and tellurium ions, and gives high dispersion. However, the higher the dispersion, the more visible light is absorbed, and the wavelength (nm) λ5 showing a transmittance of 5% becomes longer, and the glass becomes yellowish. For this reason, titanium-based oxide glass is often used in order to make λ5 shorter wavelength with high refractive index and high dispersion.
特許文献１では、チタン系酸化物ガラスが開示されている。また、特許文献２ではＬａ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２の３成分、又は、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２の４成分系のガラスが開示されている。
特許文献１に記載されたガラスは、ＳｉＯ２を必須成分としている為に屈折率が低下し、低分散となるために高屈折率高分散のガラスが得にくい。またＳｉＯ２の揮発により組成変動が起きやすいという問題があった。
Since the glass described in
また、特許文献２に記載されたガラスはチタン系酸化物ガラスであるが、ガラス転移点が高いため、金型を用いてガラスを軟化させてレンズとするガラスモールドレンズでは、成形温度を高くしなければならず、モールド耐久性に劣るという問題があった。
Moreover, although the glass described in
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、高屈折率高分散で低ガラス転移点を有する光学ガラスを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an optical glass having a high refractive index and high dispersion and a low glass transition point.
本発明の光学ガラスは、Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋のいずれかの希土類イオン及びＷ６＋を含有する酸化物を含む光学ガラスであって、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、Ｗ６＋の含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、Ｎｂ５＋とＴｉ４＋の含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、アッベ数が１６以上２４以下であることを特徴とする。
また、上記の組成を有する光学ガラスを成形した光学素子及びこの光学素子を用いた光学機器に関する。
The optical glass of the present invention is an optical glass containing an oxide containing a rare earth ion selected from La 3+ , Y 3+ , Gd 3+ , Lu 3+ , Yb 3+ and W 6+ , and the positive glass contained in the optical glass. The content (cat%) of the rare earth ions with respect to the whole ions is 19 cat% or more and 30 cat% or less, the content of W 6+ is 4 cat% or more and 70 cat% or less, and the total content of Nb 5+ and Ti 4+ is 0 cat. % Or more and 75 cat% or less, and the Abbe number is 16 or more and 24 or less.
Moreover, it is related with the optical element which shape | molded the optical glass which has said composition, and the optical apparatus using this optical element.
本発明によれば、高屈折率高分散でガラス転移点が低いガラスを得ることができる。特に、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄが２．０７以上２．３１以下、アッベ数νｄが１６以上２４以下である透明なガラス球体を得ることができる。 According to the present invention, a glass having a high refractive index and high dispersion and a low glass transition point can be obtained. In particular, a transparent glass sphere having a refractive index nd of 2.07 to 2.31 and an Abbe number νd of 16 to 24 in the d-line (587.56 nm) can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
（光学ガラス）
本発明の光学ガラスは、陽イオンとして、特定の希土類イオン（Ｌａ３＋、Ｙ３＋、Ｇｄ３＋、Ｌｕ３＋、Ｙｂ３＋イオン）、Ｗ６＋イオン、Ｎｂ５＋イオン及びＴｉ４＋イオンの合計量を高い割合で含有するガラスであり、高屈折率且つ透明である。なお、以降、それぞれのイオンを、単にＬａイオン、Ｙイオン、Ｇｄイオン、Ｌｕイオン、Ｙｂイオン、Ｗイオン、Ｎｂイオン及びＴｉイオンと称する場合がある。上記以外のイオンについても同様である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Optical glass)
The optical glass of the present invention has a high proportion of the total amount of specific rare earth ions (La 3+ , Y 3+ , Gd 3+ , Lu 3+ , Yb 3+ ions), W 6+ ions, Nb 5+ ions and Ti 4+ ions as cations. The glass contains a high refractive index and is transparent. Hereinafter, each ion may be simply referred to as La ion, Y ion, Gd ion, Lu ion, Yb ion, W ion, Nb ion, and Ti ion. The same applies to ions other than those described above.
本発明の光学ガラスの第一の態様は、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂのいずれかの希土類イオン及びＷイオンを含有する酸化物を含む光学ガラスであって、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、Ｗイオンの含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、ＮｂイオンとＴｉイオンの含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、アッベ数が１６以上２４以下である。上記いずれかの希土類イオンの含有量が１９ｃａｔ％未満だとガラスが得られ難く、３０ｃａｔ％より大きいと高分散ガラスが得られない。 A first aspect of the optical glass of the present invention is an optical glass containing an oxide containing rare earth ions of any one of La, Y, Gd, Lu, and Yb and W ions, and the positive glass contained in the optical glass. The content (cat%) of the rare earth ions with respect to the whole ions is 19 cat% or more and 30 cat% or less, the content of W ions is 4 cat% or more and 70 cat% or less, and the total content of Nb ions and Ti ions is 0 cat. % Or more and 75 cat% or less, and the Abbe number is 16 or more and 24 or less. If the content of any one of the rare earth ions is less than 19 cat%, it is difficult to obtain a glass, and if it is greater than 30 cat%, a highly dispersed glass cannot be obtained.
希土類イオンのうち、Ｌａイオンはガラスの網目構造を形成するための成分であり、ＬａイオンはＹ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂイオンから選ばれる少なくとも１つ以上のイオンと部分的に置換が可能である。Ｙイオンは０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下、Ｌｕイオンは０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下、Ｙｂイオンは０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下で置換させることができる。またＧｄイオンは０ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下置換させることができ、ＧｄイオンのみＬａイオンと０ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下で全量置換させることが可能である。 Among rare earth ions, La ions are components for forming a glass network structure, and La ions can be partially substituted with at least one ion selected from Y, Gd, Lu, and Yb ions. . Y ions can be substituted at 0 cat% or more and 15 cat% or less, Lu ions can be substituted at 0 cat% or more and 10 cat% or less, and Yb ions can be substituted at 0 cat% or more and 10 cat% or less. Further, Gd ions can be substituted by 0 cat% or more and 20 cat% or less, and only Gd ions can be substituted by La ions and 0 cat% or more and 20 cat% or less.
Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｙｂイオンを上記範囲で含有することで、結晶化開始温度（Ｔｘ）とガラス転移点（Ｔｇ）との温度差ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ＝ΔＴｘ）を大きくすることができる。ΔＴｘが大きいガラスの方が、ガラス化してから結晶化するまでの温度範囲が大きいため扱いやすいという効果を奏する。上記含有量の範囲未満であるとその効果が得られず、上記含有量の範囲より多くなるとガラスが結晶化する。 By containing the Y, Gd, Lu, and Yb ions in the above ranges, the temperature difference ΔTx (Tx−Tg = ΔTx) between the crystallization start temperature (Tx) and the glass transition point (Tg) can be increased. A glass having a large ΔTx has an effect that it is easy to handle because the temperature range from vitrification to crystallization is large. If the content is less than the above range, the effect cannot be obtained. If the content exceeds the above range, the glass crystallizes.
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｗイオンを４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下含有する。本発明のガラスは、Ｗイオンを５ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下含有することが好ましい。Ｗイオンはガラス化範囲を広げ、ガラス転移点を下げる効果がある成分である。Ｗイオンの含有量が４ｃａｔ％未満であると、ガラス転移点を下げる効果が小さくなる。７０ｃａｔ％より多いとガラスが不安定化し結晶化（失透）し易くなる。また溶融時の粘度が低くなり大きなガラス体を得られない。さらに、金型を用いて加熱し成形するガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。 The glass of the present invention contains 4 cat% or more and 70 cat% or less of W ions in a ratio to the whole cation contained in the glass. The glass of the present invention preferably contains 5 cat% or more and 20 cat% or less of W ions. W ions are components that have the effect of expanding the vitrification range and lowering the glass transition point. When the content of W ions is less than 4 cat%, the effect of lowering the glass transition point becomes small. If it exceeds 70 cat%, the glass becomes unstable and is likely to be crystallized (devitrified). Moreover, the viscosity at the time of melting becomes low and a large glass body cannot be obtained. Furthermore, it reacts with the mold during the production of a glass mold lens that is heated and molded using a mold, and is easily fused.
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｎｂイオンを０ｃａｔ％以上６５ｃａｔ％以下含有することができる。ガラス中でＮｂイオンは、一部ガラス網目形成成分として働き、特に高屈折率を付与する働きをする。Ｎｂイオンが６５ｃａｔ％を超えると、ガラスが不安定化し結晶化（失透）する。 The glass of the present invention can contain 0 cat% or more and 65 cat% or less of Nb ions in a ratio to the total number of cations contained in the glass. In the glass, Nb ions partially function as a glass network forming component, and in particular function to impart a high refractive index. If Nb ions exceed 65 cat%, the glass becomes unstable and crystallizes (devitrifies).
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合で、Ｔｉイオンを０ｃａｔ％以上６０ｃａｔ％以下含有することができる。６０ｃａｔ％より多いとガラス転移点が上昇する。また、λ５が長波長になりガラスが黄色味を帯びるため好ましくない。 The glass of the present invention can contain Ti ions in an amount of 0 cat% or more and 60 cat% or less with respect to the total number of cations contained in the glass. If it exceeds 60 cat%, the glass transition point rises. Moreover, since λ5 becomes a long wavelength and the glass is yellowish, it is not preferable.
本発明のガラスはガラスを構成する陽イオンとして、ＮｂイオンとＴｉイオンの合計の割合が、ガラス中の陽イオン全体に対して、０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下含有する。５６ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下が好ましい。これらのイオンの合計割合が７５ｃａｔ％より多いと、ガラスが不安定化し結晶化するので好ましくない。 The glass of the present invention contains 0 cat% or more and 75 cat% or less of the total proportion of Nb ions and Ti ions as cations constituting the glass with respect to the total cations in the glass. 56 cat% or more and 75 cat% or less is preferable. If the total proportion of these ions is more than 75 cat%, the glass becomes unstable and crystallizes, which is not preferable.
本発明のガラスは、ガラスに含まれる陽イオン全体に対して、特定の希土類イオン―Ｗイオン−Ｔｉイオン、特定の希土類イオン―Ｗイオン−Ｎｂイオンの３成分系の合計量が８５ｃａｔ％以上が好ましく、より好ましくは１００ｃａｔ％である。さらに、特定の希土類イオン―Ｗ−Ｎｂ−Ｔｉの４成分系の合計量が８５ｃａｔ％以上で、その合計量が１００％であることが最も好ましい。上記範囲であれば、従来のガラスの網目構造と比較し、Ｔｉ−Ｏ結合やＮｂ−Ｏ結合が５．５〜５．７高配位数で稜共有を有した網目構造を示し、さらにＷ−Ｏが４配位することで、高屈折率で低ガラス転移点のガラスを得ることができる。 In the glass of the present invention, the total amount of the ternary system of specific rare earth ion-W ion-Ti ion and specific rare earth ion-W ion-Nb ion is 85 cat% or more with respect to the whole cation contained in the glass. Preferably, it is 100 cat%. Furthermore, it is most preferable that the total amount of the specific rare earth ion-W—Nb—Ti quaternary system is 85 cat% or more and the total amount is 100%. If it is the said range, compared with the network structure of the conventional glass, the network structure in which Ti-O coupling | bonding or Nb-O coupling | bonding has the edge coordination with 5.5-5.7 high coordination number was shown, and also W When -O is 4-coordinated, a glass having a high refractive index and a low glass transition point can be obtained.
本発明のガラスは、任意成分として以下に述べる、Ｂｉイオン、Ｔｅイオン、Ｔａイオン、Ｚｒイオン、Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオン、Ｓｉイオン、Ｂイオン、Ｇｅイオン、Ａｌイオン、Ｇａイオン又はＩｎイオンを含有することができる。以下の任意成分の割合は、ガラスに含まれる陽イオン全体に対する割合である。なお、出来上がったガラスに含まれるそれぞれの陽イオンの割合はＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分析等により測定することができる。 The glass of the present invention includes Bi ions, Te ions, Ta ions, Zr ions, Zn ions, Mg ions, Ca ions, Ba ions, Si ions, B ions, Ge ions, Al ions, Ga described below as optional components. Ions or In ions can be contained. The ratio of the following arbitrary components is a ratio with respect to the whole cation contained in glass. The ratio of each cation contained in the finished glass can be measured by ICP (inductively coupled plasma) emission analysis or the like.
本発明のガラスはＢｉ３＋イオン、Ｔｅ４＋イオンを０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％以下含有することができる。Ｂｉイオン、Ｔｅイオンは高分散を与える成分であるが、Ｂｉイオン、Ｔｅイオンが１０ｃａｔ％より多いとガラスが黄色く着色し、λ５が悪化してしまう。また、溶融粘度が低くなり大きなガラス球も得られず、揮発も増加して均質なガラスが得られない。 The glass of the present invention can contain Bi 3+ ions and Te 4+ ions in an amount of 0 cat% to 10 cat%. Bi ions and Te ions are components that give high dispersion. However, if Bi ions and Te ions are more than 10 cat%, the glass is colored yellow and λ5 is deteriorated. In addition, the melt viscosity becomes low and a large glass sphere cannot be obtained, and the volatilization increases and a homogeneous glass cannot be obtained.
本発明のガラスはＴａ５＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有することができる。ＴａイオンはΔＴｘを大きくする効果と高分散化に効果があるが、Ｔａイオンの増加に伴いガラス転移点が上昇し、１５ｃａｔ％より多いとガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。 The glass of the present invention can contain Ta 5+ ions in an amount of 0 cat% or more and 15 cat% or less. Ta ions have the effect of increasing ΔTx and high dispersion, but the glass transition point increases with an increase in Ta ions, and if it exceeds 15 cat%, it easily reacts with the mold during glass mold lens fabrication and is easily fused. Become.
本発明のガラスはＺｒ４＋イオンを０ｃａｔ％以上１０ｃａｔ％含有させることができる。ＺｒイオンはΔＴｘを大きくする効果と高分散化に効果があるが、Ｚｒイオンの増加に伴いガラス転移点が上昇し、１０ｃａｔ％より多いとガラスモールドレンズ作製中に型と反応し融着しやすくなる。また、結晶核として働き、１０ｃａｔ％より多いとガラスが失透してしまう。Ｚｒイオンの増加に伴い、ガラス転移点が上昇するため添加しないことがより好ましい。 The glass of the present invention can contain 0 cat% or more and 10 cat% of Zr4 + ions. Zr ions have the effect of increasing ΔTx and high dispersion, but the glass transition point increases with an increase in Zr ions, and if it exceeds 10 cat%, it easily reacts with the mold during glass mold lens fabrication and is easily fused. Become. Moreover, it acts as a crystal nucleus, and if it exceeds 10 cat%, the glass is devitrified. It is more preferable not to add it because the glass transition point increases with the increase of Zr ions.
本発明のガラスはＺｎ２＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｂａ２＋イオンを、それぞれ０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％含有させることができる。Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオンを含有させることで、λ５の数値を小さくする（良化）させることができる。一方でアッベ数を大きく（低分散化）させる効果も有する。よって、１５ｃａｔ％以上含有させるとアッベ数が大きくなり低分散化してしまい、所望の高分散ガラスを得られない。また、Ｃａイオン、Ｂａイオンは含有量に比例しガラス転移点が上昇する。 The glass of the present invention can contain Zn 2+ ions, Mg 2+ ions, Ca 2+ ions, and Ba 2+ ions in an amount of 0 cat% or more and 15 cat%, respectively. By including Zn ions, Mg ions, Ca ions, and Ba ions, the numerical value of λ5 can be reduced (improved). On the other hand, it also has the effect of increasing the Abbe number (lowering dispersion). Therefore, if it is contained in an amount of 15 cat% or more, the Abbe number increases and the dispersion becomes low, and the desired high dispersion glass cannot be obtained. Further, Ca ions and Ba ions are proportional to the content, and the glass transition point is increased.
ただし、Ｚｎイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｂａイオンの４イオンのうち、Ｚｎイオンの低分散化効果が小さく、ガラス転移点Ｔｇを低下させる為、金型を用いて加熱し、成形するガラスモールドレンズ用としては最も適したイオンである。また、Ｂａイオンは劇物に相当する為、含有させないことがより好ましい。さらに、Ｍｇイオンは屈折率を低下させる為、含有量は１０ｃａｔ％以下が好ましい。 However, among 4 ions of Zn ion, Mg ion, Ca ion, and Ba ion, a glass mold that heats and molds using a mold in order to reduce the low dispersion effect of Zn ions and lower the glass transition point Tg. It is the most suitable ion for lenses. Moreover, since Ba ion corresponds to a deleterious substance, it is more preferable not to contain it. Further, since Mg ions lower the refractive index, the content is preferably 10 cat% or less.
本発明のガラスはＳｉ４＋イオンを０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有させることができる。少量の含有でガラス転移点Ｔｇを低下させる効果があるが、５ｃａｔ％より多く含有させると結晶化してしまう。一方、Ｓｉイオンはガラス作製中の加熱でＳｉイオンが揮発してしまうので、Ｓｉイオンを含有させないことがより好ましい。 The glass of the present invention can contain Si 4+ ions in an amount of 0 cat% or more and 5 cat% or less. A small amount has the effect of lowering the glass transition point Tg, but if it is contained in an amount of more than 5 cat%, it will crystallize. On the other hand, since Si ions volatilize by heating during glass production, it is more preferable not to contain Si ions.
本発明のガラスはＢ３＋イオンおよびＧｅ４＋イオンを、それぞれ０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。ＢイオンとＧｅイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させ、上記範囲内であればΔ５６Ｔｘを大きく変化させない。また、含有による屈折率の低下と低分散化効果も小さい。しかしながら１５ｃａｔ％以上含有させると失透してしまう。 The glass of the present invention can contain B 3+ ions and Ge 4+ ions in an amount of 0 cat% or more and 15 cat% or less, respectively. B ions and Ge ions lower the glass transition point Tg, and Δ56Tx is not significantly changed within the above range. Moreover, the refractive index reduction and the low dispersion effect due to the inclusion are small. However, if it is contained in an amount of 15 cat% or more, devitrification occurs.
本発明のガラスはＡｌ３＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ａｌイオンはガラスを低分散化させる効果が大きく、λ５も良化させる。しかしながらガラス転移点Ｔｇを上昇させる効果を有する。１５ｃａｔ％より多く含有させるとアッベ数が２４を超え、低分散化される。また結晶化してしまう。 The glass of the present invention can contain Al 3+ ions in an amount of 0 cat% or more and 15 cat% or less. Al ions have a great effect of reducing the dispersion of glass, and also improve λ5. However, it has the effect of increasing the glass transition point Tg. If it is contained in an amount of more than 15 cat%, the Abbe number exceeds 24 and the dispersion is reduced. It will also crystallize.
本発明のガラスはＧａ３＋イオンを０ｃａｔ％以上１５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ｇａイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させる効果とΔＴｘを大きくする効果に関し、Ｚｎイオンに次いで有用なイオンであるが、Ｚｎイオンに比べ高価である。 The glass of the present invention can contain Ga 3+ ions in an amount of 0 cat% or more and 15 cat% or less. Ga ions are useful ions next to Zn ions in terms of the effect of lowering the glass transition point Tg and the effect of increasing ΔTx, but they are more expensive than Zn ions.
本発明のガラスはＩｎ３＋イオンを０ｃａｔ％以上５ｃａｔ％以下含有させることができる。Ｉｎイオンはガラス転移点Ｔｇを低下させる効果とΔＴｘを大きくする効果を有するが、５ｃａｔ％より多く含有するとガラスが失透してしまう。 The glass of the present invention can contain 0 to 5 cat% or more of In 3+ ions. In ions have the effect of lowering the glass transition point Tg and the effect of increasing ΔTx, but if contained in an amount of more than 5 cat%, the glass will devitrify.
本発明のガラスはｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄが２．０７以上２．３１以下、より好ましくは２．２３以上２．３１以下の高屈折率を有する。 The glass of the present invention has a refractive index nd of 2.07 or more and 2.31 or less, more preferably 2.23 or more and 2.31 or less at d-line (587.56 nm).
また、本発明のガラスは１６以上２４以下、より好ましくは１６以上２０以下のアッベ数を有する。 The glass of the present invention has an Abbe number of 16 or more and 24 or less, more preferably 16 or more and 20 or less.
本発明の光学ガラスの第二の態様は、Ｌａ３＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋及びＷ６＋を含有する酸化物を含み、前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する含有量（ｃａｔ％）が、
前記Ｌａ３＋が２７〜３０ｃａｔ％、及び、前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７０〜７３ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦７０ｃａｔ％、
を満たすことを特徴とする。
A second aspect of the optical glass of the present invention includes an oxide containing La 3+ , Ti 4+ , Nb 5+ and W 6+, and the content (cat%) with respect to the total cation contained in the optical glass is
The La 3+ is 27 to 30 cat%, and the total of the Ti 4+ , the Nb 5+ and the W 6+ is 70 to 73 cat%, and the following composition:
0 cat% ≦ Ti 4+ ≦ 60 cat%,
0 cat% ≦ Nb 5+ ≦ 60 cat%,
0 cat% ≦ W 6+ ≦ 70 cat%,
It is characterized by satisfying.
また、上記第二の態様において、前記Ｌａ３＋が３０ｃａｔ％、及び前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７０ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦６０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦７０ｃａｔ％、
を満たし、
さらに、前記Ｔｉ４＋が２０〜５０ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が２０〜５０ｃａｔ％である場合を除くことを特徴とする。
In the second aspect, the La 3+ is 30 cat%, and the total of the Ti 4+ , the Nb 5+ and the W 6+ is 70 cat%, and the following composition:
0 cat% ≦ Ti 4+ ≦ 60 cat%,
0 cat% ≦ Nb 5+ ≦ 60 cat%,
10 cat% ≦ W 6+ ≦ 70 cat%,
The filling,
Furthermore, the case where the Ti 4+ is 20 to 50 cat%, the Nb 5+ is 0 cat%, and the W 6+ is 20 to 50 cat% is excluded.
さらに、上記第二の態様において、前記Ｌａ３＋が２７ｃａｔ％、及び前記Ｔｉ４＋、前記Ｎｂ５＋及び前記Ｗ６＋の合計が７３ｃａｔ％であり、かつ、下記の組成：
３ ｃａｔ％ ≦Ｔｉ４＋≦５３ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｎｂ５＋≦６０ｃａｔ％、
１０ ｃａｔ％ ≦Ｗ６＋≦６０ｃａｔ％、
を満たし、
さらに、前記Ｔｉ４＋が３ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が２０〜３０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が４０〜５０ｃａｔ％である場合と、前記Ｔｉ４＋が２３〜４３ｃａｔ％、前記Ｎｂ５＋が１０ｃａｔ％及び前記Ｗ６＋が２０〜４０ｃａｔ％である場合とを除くことを特徴とする。
Furthermore, in the second aspect, the La 3+ is 27 cat%, and the total of the Ti 4+ , the Nb 5+ and the W 6+ is 73 cat%, and the following composition:
3 cat% ≦ Ti 4+ ≦ 53 cat%,
10 cat% ≦ Nb 5+ ≦ 60 cat%,
10 cat% ≦ W 6+ ≦ 60 cat%,
The filling,
Further, the Ti 4+ is 3 cat%, the Nb 5+ is 20 to 30 cat%, and the W 6+ is 40 to 50 cat%, the Ti 4+ is 23 to 43 cat%, the Nb 5+ is 10 cat%, and the W 6+ Is excluded from the case of 20 to 40 cat%.
本発明のガラスの原料は、ガラス作製条件に応じて上記の陽イオンを含有する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などの公知材料から選択することができる。 The raw material for the glass of the present invention can be selected from known materials such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates and sulfates containing the above-mentioned cation according to the glass production conditions.
（光学素子）
本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを成形することによって得られる。本明細書において、光学素子とは、レンズ、プリズム、反射鏡（ミラー）、回折格子等の光学機器を構成する素子をいう。
(Optical element)
The optical element of the present invention can be obtained by molding the above optical glass. In this specification, an optical element refers to an element constituting an optical device such as a lens, a prism, a reflecting mirror (mirror), or a diffraction grating.
（光学ガラスの製造方法）
本発明の光学ガラスの製造方法は、炭酸ガスレーザを試料に照射して溶解させ、その溶融物をノズルから噴出されたガス流体により浮上させた後、冷却固化させる無容器凝固法である。ガス流体のガス種は用途に合わせて、空気、窒素、酸素、アルゴンなどに代表される不活性ガスを用いることができる。また、ガス流量は溶融物の浮上に合わせて２００〜５０００ml／分とすることができる。
(Optical glass manufacturing method)
The optical glass production method of the present invention is a containerless solidification method in which a sample is irradiated with a carbon dioxide gas laser to be melted, the melt is floated by a gas fluid ejected from a nozzle, and then cooled and solidified. As the gas species of the gas fluid, an inert gas typified by air, nitrogen, oxygen, argon or the like can be used according to the application. The gas flow rate can be 200 to 5000 ml / min in accordance with the rise of the melt.
無容器凝固法とは、Ｐｔ合金（Ｐｔまたは白金合金、例えばＰｔ―Ａｕ，Ｐｔ―Ａｕ―Ｒｈなど）やＣ系（ＣやＳｉＣなど）等の容器を用いずに、材料を加熱溶解させた後、冷却固化させてガラスを得る方法である。 The containerless solidification method is a method in which a material is heated and dissolved without using a Pt alloy (Pt or platinum alloy, such as Pt—Au, Pt—Au—Rh, etc.) or a C-based container (C, SiC, etc.). Thereafter, the glass is cooled and solidified to obtain glass.
無容器凝固法の特徴は大きく２つある。１つ目は容器を用いることが無い為、溶融物と容器の界面で発生する不均一核生成が無く、深い冷却度を得ることができることである。２つ目は、容器を用いることが無い為、従来は容器そのものの融点（例えばＰｔならば１７６８℃）以上の高融点を有する試料も加熱溶解できることである。 There are two main features of the containerless coagulation method. First, since no container is used, there is no heterogeneous nucleation generated at the interface between the melt and the container, and a deep degree of cooling can be obtained. Second, since a container is not used, a sample having a high melting point higher than the melting point of the container itself (for example, 1768 ° C. for Pt) can be heated and dissolved.
無容器凝固法での主な工程は、試料を加熱溶解させる工程、その試料を加熱溶解させた溶融物を浮上させる工程、及び加熱源を切り冷却固化させる３つである。 The main steps in the containerless solidification method are a step of dissolving a sample by heating, a step of floating a melt obtained by heating and dissolving the sample, and a cooling source by turning off the heating source.
試料を加熱溶解させる工程では、加熱源として炭酸ガスレーザに代表されるレーザ加熱源、高周波加熱源、マイクロ波加熱源、ハロゲンランプの集光によるイメージ炉などを用いることができる。 In the step of dissolving the sample by heating, a laser heating source typified by a carbon dioxide laser, a high-frequency heating source, a microwave heating source, an image furnace by condensing a halogen lamp, or the like can be used as a heating source.
溶融物を浮上させる工程では、磁気浮遊，静電浮遊，音波浮遊，ガスジェット浮遊やそれぞれの組み合わせ（例えば音波浮遊とガスジェット浮遊など），微小重力下（例えば落下や宇宙空間など）を用いることができる。 In the process of levitating the melt, use magnetic levitation, electrostatic levitation, sonic levitation, gas jet levitation, combinations of each (eg sonic levitation and gas jet levitation), and microgravity (eg drop or outer space) Can do.
溶融物を浮上させた状態で冷却固化する工程では、溶融物から結晶が発生しない冷却速度で冷却固化させることで透明なガラス球を得ることができる。 In the step of cooling and solidifying the molten material in a floating state, a transparent glass sphere can be obtained by cooling and solidifying at a cooling rate at which no crystals are generated from the molten material.
[実施例]
以下に、実施例を用いて本発明を説明する。
実施例１〜１５８では、ガラス中の陽イオンの組成が、表１に示す各試料の割合になるように、ガラス原料として、Ｌａ２Ｏ３（ＬａＦ３，Ｌａ２Ｓ３）、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２（ＴｉＳ２）の合計が１０ｇとなるよう秤量した。なお、表中、希土類合計とあるのは原料中の希土類イオンの合計という意味である。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described using examples.
In Examples 1 to 158, La 2 O 3 (LaF 3 , La 2 S 3 ), Y 2 O are used as glass raw materials so that the composition of cations in the glass becomes the ratio of each sample shown in Table 1. 3 , Gd 2 O 3 , Lu 2 O 3 , Yb 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 (TiS 2 ) were weighed so as to be 10 g. In the table, the total of rare earths means the total of rare earth ions in the raw material.
比較例１〜１５１では、ガラス中の陽イオンの組成が、表２に示す各試料の割合になるように、ガラス原料として、Ｌａ２Ｏ３（ＬａＦ３，Ｌａ２Ｓ３）、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２（ＴｉＳ２）、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ（ＣａＣＯ３）、ＢａＯ、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３（Ｈ３ＢＯ３）、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３の合計が１０ｇとなるよう秤量した。 In Comparative Examples 1 to 151, La 2 O 3 (LaF 3 , La 2 S 3 ), Y 2 O are used as glass raw materials so that the composition of cations in the glass becomes the ratio of each sample shown in Table 2. 3 , Gd 2 O 3 , Lu 2 O 3 , Yb 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 (TiS 2 ), Bi 2 O 3 , TeO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , ZnO, The total of MgO, CaO (CaCO 3 ), BaO, SiO 2 , B 2 O 3 (H 3 BO 3 ), GeO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , SnO 2 , and In 2 O 3 is 10 g. Weighed as follows.
その後メノウ乳鉢を用いて１５分間ガラス原料が均一になるよう混合した。この混合物中の水分を除く為に、６００℃で７時間電気炉中にて焼成した。焼成粉末を加圧ゴム型に充填させた後、冷間等方圧加圧法にて２０ｋＮで１分間保持した。出来上がった棒状粉末（圧粉体）を、１２００℃で７時間焼成を行ない、焼結体を得た（ただし、混合物中の水分を特段気にする必要が無い場合は、粉末を簡易プレスし圧粉体としてもよい）。 Then, it mixed so that a glass raw material might become uniform for 15 minutes using an agate mortar. In order to remove moisture in the mixture, the mixture was baked in an electric furnace at 600 ° C. for 7 hours. After the fired powder was filled into a pressurized rubber mold, it was held at 20 kN for 1 minute by a cold isostatic pressing method. The finished rod-shaped powder (green compact) was fired at 1200 ° C. for 7 hours to obtain a sintered body. (However, if there is no need to take special care of the water in the mixture, the powder is simply pressed and pressed. It may be a powder).
この焼結体１を試料２として、図１に示すガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットし、５００ｍｌ／分の酸素ガス４をノズル穴から流しながら、炭酸ガスレーザ５を上部から照射し加熱した。酸素ガス４は乾燥空気でも窒素でも、試料２を浮上させることができれば種類は問わない。またガス量は焼結体１の大きさに合わせて０．５〜６Ｌ／分の間で適宜調節することが可能である。ガスジェット浮遊装置のノズル３上にセットした焼結体１を加熱し、完全に融液となり酸素ガスによる浮上を確認した後、レーザ出力を遮断して急速に冷却して球体試料２を得た。
This sintered
［評価方法］
（ガラス化判定）
球体試料２は、その後光学顕微鏡（１００倍）にて観察を行い結晶の有無を判定した。表１及び表２には、得られた球体試料の直径が２ｍｍ（２φ）と３ｍｍ（３φ）の場合に分けて、光学顕微鏡で観察した時に結晶が観察されなかったものには○、若干結晶が観察されるものの光学ガラスとして問題ないと思われるものには△、結晶が観察されたものには×を表記している。なお、球体試料の直径が２ｍｍの場合には、本発明の効果は十分発揮されるが、直径３ｍｍの場合には、適用用途が広がるためより効果が発揮される。
[Evaluation method]
(Vitrification judgment)
The
（ガラス転移点及びΔＴｘの測定）
球体試料２をメノウ乳鉢で粉砕して、外径５ｍｍ高さ２．５ｍｍの白金製パンに詰めた後、リガク製ＤＳＣ８２７０示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて１０℃／分の昇温速度で１２００℃まで加熱し、ガラス転移点（Ｔｇ）の検出を行った。結晶開始温度Ｔｘとガラス転移点Ｔｇとの差ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ＝ΔＴｘ）を求めた。
(Measurement of glass transition point and ΔTx)
The
（屈折率測定）
屈折率とアッベ数は、互いに直交する２面を研磨により作製し、島津製作所製ＫＰＲ−２０００を用いて測定した。サンプルが小さい場合は透明な球体試料を半球状に研磨した後エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ．Ｃｏ．，Ｉｎｃ製Ｍ−２０００Ｆ）にて測定した。
(Refractive index measurement)
The refractive index and the Abbe number were measured by polishing two surfaces orthogonal to each other and using KPR-2000 manufactured by Shimadzu Corporation. When the sample was small, the transparent sphere sample was polished into a hemisphere and then measured with an ellipsometer (JA Woollam. Co., Inc. M-2000F).
（透過率測定）
表面反射を含む分光透過率測定は、試料を厚み０．５ｍｍの二平面鏡面研磨し、島津製作所製分光透過率装置（ＵＶ−３１００ＰＣ）で測定した。この時の分光透過率５％を示す波長（ｎｍ）をλ５として表記した。
(Transmittance measurement)
The spectral transmittance measurement including surface reflection was performed by polishing a sample with a two-plane mirror with a thickness of 0.5 mm and using a spectral transmittance apparatus (UV-3100PC) manufactured by Shimadzu Corporation. A wavelength (nm) indicating a spectral transmittance of 5% at this time is expressed as λ5.
（評価結果）
得られた球体試料の実施例１〜１５８の結果を表１に示す。また比較例１〜１５１で得られた試料について同様の評価を行った結果を表２に示す。
(Evaluation results)
The results of Examples 1 to 158 of the obtained spherical samples are shown in Table 1. In addition, Table 2 shows the results of the same evaluation performed on the samples obtained in Comparative Examples 1 to 151.
表１に示すように、希土類イオンの合計が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下、Ｗイオンが４．８８ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下、ＮｂイオンとＴｉイオンの合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下の場合に、光学顕微鏡観察で結晶が観察されず、示差走査型熱量計での測定においてガラス転移点が確認され、透明なガラス球体試料を得ることができた。なお、直径３ｍｍ（３φ）の場合には結晶が観察された試料もあるが、直径２ｍｍ（２φ）の場合にはすべての試料について結晶が観察されなかった。 As shown in Table 1, when the total of rare earth ions is 19 cat% or more and 30 cat% or less, W ions are 4.88 cat% or more and 70 cat% or less, and the total of Nb ions and Ti ions is 0 cat% or more and 75 cat% or less, optical Crystals were not observed by microscopic observation, a glass transition point was confirmed by measurement with a differential scanning calorimeter, and a transparent glass sphere sample could be obtained. In some samples, crystals were observed when the diameter was 3 mm (3φ), but no crystals were observed for all samples when the diameter was 2 mm (2φ).
ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率はすべて２．０７以上であった。またアッベ数（νｄ）はすべて２４以下であった。 The refractive indexes at d line (587.56 nm) were all 2.07 or more. All Abbe numbers (νd) were 24 or less.
表２に示すように、ＷＯ３を含有しない比較例１〜３６のうち、比較例１０〜１３、１８〜１９、２４、２８、３３〜３６においては、結晶が観察されたため光学ガラスとして使用できないものがあった。また、希土類イオンの含有量が２７ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下の比較例１〜９はガラス転移点が７０５℃より高く、また、希土類イオンの含有量が２０ｃａｔ％以上２７ｃａｔ％未満の比較例１０〜３６はガラス転移点が６９０℃より高かった。これらは表１に示したＷイオンを含有している実施例よりガラス転移点が高く、ガラスモールドを得難いものであった。また、比較例３７〜１５１では、結晶が観察されため光学ガラスを得ることができなかった。 As shown in Table 2, in Comparative Examples 10 to 13, 18 to 19, 24, 28, and 33 to 36 out of Comparative Examples 1 to 36 that do not contain WO 3 , crystals were observed and thus cannot be used as optical glass. There was a thing. Further, Comparative Examples 1 to 9 having a rare earth ion content of 27 cat% or more and 30 cat% or less have a glass transition point higher than 705 ° C., and the rare earth ion content is 20 cat% or more and less than 27 cat%. Had a glass transition point higher than 690 ° C. These had higher glass transition points than the examples containing W ions shown in Table 1, and it was difficult to obtain a glass mold. Moreover, in Comparative Examples 37-151, since crystals were observed, optical glass could not be obtained.
ＷＯ３−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５の系について、Ｌａ２Ｏ３を３０ｃａｔ％含む実施例及び比較例の結果を三相図にプロットしたものを図２に、Ｌａ２Ｏ３を２７ｃａｔ％含む場合を図３に、Ｌａ２Ｏ３を２４ｃａｔ％含む場合を図４に、Ｌａ２Ｏ３を２２ｃａｔ％含む場合を図５に、Ｌａ２Ｏ３を２０ｃａｔ％含む場合を図６にそれぞれ示す。各図中、丸の中に実施例または比較例の番号を記載した。 Regarding the system of WO 3 —TiO 2 —Nb 2 O 5 , the results of Examples and Comparative Examples including La 2 O 3 of 30 cat% are plotted in a three-phase diagram, and FIG. 2 includes La 2 O 3 of 27 cat%. The case is shown in FIG. 3, the case where La 2 O 3 is contained in 24 cat% is shown in FIG. 4, the case where La 2 O 3 is contained in 22 cat% is shown in FIG. 5, and the case where La 2 O 3 is contained in 20 cat% is shown in FIG. In each figure, the numbers of the examples or comparative examples are shown in circles.
図２は比較例１〜８及び比較例３７〜４０が、図３は比較例９及び比較例４１〜４６が、図４は比較例１０〜１８、比較例４７〜５９及び比較例６０〜６４が、図５は比較例１９〜２３及び比較例６５〜７０が、図６は比較例３３〜３６及び比較例７１〜９０が、それぞれ結晶化し、光学ガラスが得られず、他の系では光学ガラスが得られたことを示している。 2 shows Comparative Examples 1 to 8 and Comparative Examples 37 to 40, FIG. 3 shows Comparative Examples 9 and 41 to 46, and FIG. 4 shows Comparative Examples 10 to 18, Comparative Examples 47 to 59, and Comparative Examples 60 to 64. However, FIG. 5 crystallizes Comparative Examples 19 to 23 and Comparative Examples 65 to 70 and Comparative Example 33 to 36 and Comparative Examples 71 to 90 in FIG. It shows that glass was obtained.
本発明の第三の実施態様について説明する。
図２において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例２（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例３（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例９（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、実施例１０（３０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、実施例２０（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、実施例２（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）で囲まれた第１の領域でガラス化する。
A third embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 2, the compositions of La 3+ , Ti 4+ , W 6+ and Nb 5+ are the same as in Example 2 (30 cat%, 10 cat%, 60 cat%, 0 cat%) and Example 3 (30 cat%, 0 cat%, 70 cat%, 0 cat%). %), Example 9 (30 cat%, 0 cat%, 10 cat%, 60 cat%), Example 10 (30 cat%, 50 cat%, 10 cat%, 10 cat%), Example 20 (30 cat%, 10 cat%, 50 cat%, 10 cat%) and vitrification in the first region surrounded by Example 2 (30 cat%, 10 cat%, 60 cat%, 0 cat%).
図３において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例２５（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、実施例３２（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，４０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、実施例３３（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例３７（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例３９（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、実施例２５（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）で囲まれた第２の領域でガラス化する。 In FIG. 3, the compositions of La 3+ , Ti 4+ , W 6+ and Nb 5+ are the same as in Example 25 (27 cat%, 43 cat%, 10 cat%, 20 cat%) and Example 32 (27 cat%, 13 cat%, 40 cat%, 20 cat%). %), Example 33 (27 cat%, 13 cat%, 30 cat%, 30 cat%), Example 37 (27 cat%, 3 cat%, 30 cat%, 40 cat%), Example 39 (27 cat%, 3 cat%, 10 cat%, 60 cat%) and vitrification in the second region surrounded by Example 25 (27 cat%, 43 cat%, 10 cat%, 20 cat%).
図４において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例４０（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例４５（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、実施例４２（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例４８（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、実施例５２（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例５５（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、実施例５７（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％）、実施例４１（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例４０（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）で囲まれた第３の領域でガラス化する。 In FIG. 4, the compositions of La 3+ , Ti 4+ , W 6+ and Nb 5+ are the same as in Example 40 (24 cat%, 26 cat%, 20 cat%, 30 cat%) and Example 45 (24 cat%, 16 cat%, 30 cat%, 30 cat%). %), Example 42 (24 cat%, 16 cat%, 60 cat%, 0 cat%), Example 48 (24 cat%, 6 cat%, 70 cat%, 0 cat%), Example 52 (24 cat%, 6 cat%, 30 cat%, 40 cat%), Example 55 (24 cat%, 0 cat%, 26 cat%, 50 cat%), Example 57 (24 cat%, 0 cat%, 6 cat%, 70 cat%), Example 41 (24 cat%, 26 cat%, 10 cat%) , 40 cat%), Example 40 (24 cat%, 26 cat%, 20 cat%, 3 Vitrification occurs in the third region surrounded by 0 cat%).
図５において、Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋の組成が、実施例５８（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例５９（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、実施例６０（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、実施例５８（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）で囲まれた第４の領域でガラス化する。 In FIG. 5, the compositions of La 3+ , Ti 4+ , W 6+ and Nb 5+ are the same as in Example 58 (22 cat%, 28 cat%, 10 cat%, 40 cat%) and Example 59 (22 cat%, 18 cat%, 20 cat%, 40 cat%). %), Example 60 (22 cat%, 18 cat%, 10 cat%, 50 cat%), and Example 58 (22 cat%, 28 cat%, 10 cat%, 40 cat%) are vitrified.
これらの実験結果から、２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で、第１の領域のいずれかの組成と第２の領域のいずれかの領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成はガラス化すると考えられる。また、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で第２の領域のいずれかの組成と第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成はガラス化すると考えられる。また、２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で第３の領域のいずれかの組成と第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成はガラス化すると考えられる。 From these experimental results, 27 cat% <La 3+ ≦ 30 cat%, and the first composition on the line connecting any composition of the first region and any composition of any of the second regions Is thought to vitrify. Further, it is considered that the second composition on the line connecting any composition of the second region and any composition of the third region is vitrified when 24 cat% <La 3+ ≦ 27 cat%. Further, it is considered that the third composition on the line connecting any composition of the third region and any composition of the fourth region with 22 cat% ≦ La 3+ ≦ 24 cat% is vitrified.
第三の実施態様のガラスは、下記のいずれかの組成を有する。２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で第１の領域のいずれかの組成と第２の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で第２の領域のいずれかの組成と第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成、又は２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で第３の領域のいずれかの組成と第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成、のいずれかの組成を有することを特徴とする。 The glass of the third embodiment has one of the following compositions. 27 cat% <La 3+ ≦ 30 cat%, the first composition lying on the line connecting any composition of the first region and any composition of the second region, 24 cat% <La 3+ ≦ 27 cat%, the second composition The second composition on the line connecting any composition in the region and any composition in the third region, or any one of the composition in the third region and the fourth in the 22 cat% ≦ La 3+ ≦ 24 cat% It has any composition of the 3rd composition which exists on the line | wire which tied the composition of either of the area | region of this.
第三の実施態様のガラスは、第一の実施態様のガラスに記載した組成および物性を満たすことが好ましい。 The glass of the third embodiment preferably satisfies the composition and physical properties described in the glass of the first embodiment.
本発明の光学ガラスは、成形して光学素子にすることができる。また、この光学素子を光学機器、例えばカメラ、デジタルカメラ、ＶＴＲ、ＤＶＤなどの光ピックアップレンズとして使用することができる。 The optical glass of the present invention can be molded into an optical element. Further, this optical element can be used as an optical pickup lens such as an optical apparatus, for example, a camera, a digital camera, a VTR, a DVD.
１．焼結体
２．試料
３．ノズル
４．酸素ガス
５．炭酸ガスレーザ
1. 1.
Claims (13)
前記光学ガラスに含まれる陽イオン全体に対する前記希土類イオンの含有量（ｃａｔ％）が１９ｃａｔ％以上３０ｃａｔ％以下であり、
Ｗ６＋の含有量が４ｃａｔ％以上７０ｃａｔ％以下であり、
Ｎｂ５＋とＴｉ４＋の含有量の合計が０ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、
アッベ数が１６以上２４以下であることを特徴とする光学ガラス。 An optical glass comprising an oxide containing a rare earth ion of La 3+ , Y 3+ , Gd 3+ , Lu 3+ , Yb 3+ and W 6+ ,
The rare earth ion content (cat%) with respect to the total cations contained in the optical glass is 19 cat% or more and 30 cat% or less,
The content of W 6+ is 4 cat% or more and 70 cat% or less,
The total content of Nb 5+ and Ti 4+ is 0 cat% or more and 75 cat% or less,
An optical glass having an Abbe number of 16 or more and 24 or less.
０ ｃａｔ％ ≦Ｂｉ３＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｔｅ４＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％≦Ｔａ５＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％≦Ｚｒ４＋≦１０ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｚｎ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｍｇ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｃａ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｂａ２＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｓｉ４＋≦５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｂ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｇｅ４＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ａｌ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｇａ３＋≦１５ｃａｔ％、
０ ｃａｔ％ ≦Ｉｎ３＋≦５ｃａｔ％、
を満たすことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学ガラス。 In addition, the following composition:
0 cat% ≦ Bi 3+ ≦ 10 cat%,
0 cat% ≦ Te 4+ ≦ 10 cat%,
0 cat% ≦ Ta 5+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Zr 4+ ≦ 10 cat%,
0 cat% ≦ Zn 2+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Mg 2+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Ca 2+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Ba 2+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Si 4+ ≦ 5 cat%,
0 cat% ≦ B 3+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Ge 4+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Al 3+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ Ga 3+ ≦ 15 cat%,
0 cat% ≦ In 3+ ≦ 5 cat%,
The optical glass according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記Ｗ６＋の含有量が５ｃａｔ％以上２０ｃａｔ％以下であり、
前記Ｎｂ５＋、Ｔｉ４＋の含有量の合計が５６ｃａｔ％以上７５ｃａｔ％以下であり、
ｄ線における屈折率が２．２３以上２．３１以下、アッベ数が１６以上２０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学ガラス。 The content of the rare earth ions is 19 cat% or more and 30 cat% or less,
The content of W 6+ is 5 cat% or more and 20 cat% or less,
The total content of the Nb 5+ and Ti 4+ is 56 cat% or more and 75 cat% or less,
2. The optical glass according to claim 1, wherein the refractive index in the d-line is 2.23 or more and 2.31 or less, and the Abbe number is 16 or more and 20 or less.
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）、（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％）及び（３０ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）で囲まれた第１の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，４０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，１３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２７ｃａｔ％，３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，６０ｃａｔ％）及び（２７ｃａｔ％，４３ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，２０ｃａｔ％）で囲まれた第２の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が、（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，１６ｃａｔ％，６０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％，０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，６ｃａｔ％，３０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，０ｃａｔ％，６ｃａｔ％，７０ｃａｔ％）、（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）及び（２４ｃａｔ％，２６ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，３０ｃａｔ％）で囲まれた第３の領域、
（Ｌａ３＋，Ｔｉ４＋，Ｗ６＋，Ｎｂ５＋）の組成が（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，２０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）、（２２ｃａｔ％，１８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，５０ｃａｔ％）及び（２２ｃａｔ％，２８ｃａｔ％，１０ｃａｔ％，４０ｃａｔ％）で囲まれた第４の領域としたときに、
２７ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦３０ｃａｔ％で前記第１の領域のいずれかの組成と前記第２の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第１の組成、２４ｃａｔ％＜Ｌａ３＋≦２７ｃａｔ％で前記第２の領域のいずれかの組成と前記第３の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第２の組成、又は２２ｃａｔ％≦Ｌａ３＋≦２４ｃａｔ％で前記第３の領域のいずれかの組成と前記第４の領域のいずれかの組成を結んだ線上にある第３の組成のいずれかの組成を有することを特徴とすることを特徴とする光学ガラス。 An optical glass comprising an oxide containing La 3+ and W 6+ ,
The composition of (La 3+ , Ti 4+ , W 6+ , Nb 5+ ) is (30 cat%, 10 cat%, 60 cat%, 0 cat%), (30 cat%, 0 cat%, 70 cat%, 0 cat%), (30 cat%, 0 cat%) , 10 cat%, 60 cat%), (30 cat%, 50 cat%, 10 cat%, 10 cat%), (30 cat%, 10 cat%, 50 cat%, 10 cat%) and (30 cat%, 10 cat%, 60 cat%, 0 cat%) A first region enclosed,
The composition of (La 3+ , Ti 4+ , W 6+ , Nb 5+ ) is (27 cat%, 43 cat%, 10 cat%, 20 cat%), (27 cat%, 13 cat%, 40 cat%, 20 cat%), (27 cat%, 13 cat%) , 30 cat%, 30 cat%), (27 cat%, 3 cat%, 30 cat%, 40 cat%), (27 cat%, 3 cat%, 10 cat%, 60 cat%) and (27 cat%, 43 cat%, 10 cat%, 20 cat%) A second region enclosed,
The composition of (La 3+ , Ti 4+ , W 6+ , Nb 5+ ) is (24 cat%, 26 cat%, 20 cat%, 30 cat%), (24 cat%, 16 cat%, 30 cat%, 30 cat%), (24 cat%, 16 cat%). %, 60 cat%, 0 cat%), (24 cat%, 6 cat%, 70 cat%, 0 cat%), (24 cat%, 6 cat%, 30 cat%, 40 cat%), (24 cat%, 0 cat%, 26 cat%, 50 cat%) , (24 cat%, 0 cat%, 6 cat%, 70 cat%), (24 cat%, 26 cat%, 10 cat%, 40 cat%) and (24 cat%, 26 cat%, 20 cat%, 30 cat%) ,
The composition of (La 3+ , Ti 4+ , W 6+ , Nb 5+ ) is (22 cat%, 28 cat%, 10 cat%, 40 cat%), (22 cat%, 18 cat%, 20 cat%, 40 cat%), (22 cat%, 18 cat%) , 10 cat%, 50 cat%) and (22 cat%, 28 cat%, 10 cat%, 40 cat%)
27 cat% <La 3+ ≦ 30 cat%, the first composition on a line connecting any composition of the first region and any composition of the second region, 24 cat% <La 3+ ≦ 27 cat% Any of the second composition on a line connecting any composition of the second region and any composition of the third region, or any of the third regions at 22 cat% ≦ La 3+ ≦ 24 cat% An optical glass comprising any one of the third compositions lying on a line connecting the composition of any of the above and the composition of any of the fourth regions.
前記光学ガラスは、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学ガラスであることを特徴とする光学素子。 An optical element having optical glass,
The optical element according to claim 1, wherein the optical element is an optical element according to claim 1.
前記光学素子が請求項１０又は１１に記載の光学素子である光学機器。 An optical device having an optical element,
An optical apparatus, wherein the optical element is the optical element according to claim 10 or 11.
前記光学素子は、請求項１１に記載のレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光学機器。 The optical device is a camera,
The optical device according to claim 12, wherein the optical element is the lens according to claim 11.
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