JP2020029378A - Optical glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラの光学レンズや光通信用レンズ等として好適な光学ガラスに関する。 The present invention relates to an optical glass suitable as an optical lens of a digital camera or a video camera, a lens for optical communication, and the like.
近年、デジタルカメラやビデオカメラの高性能化、具体的には、小型化、高倍率化、高精細化等がますます進んでいる。このような高性能化を達成するため、デジタルカメラやビデオカメラに使用される光学レンズ用ガラスには、高屈折率、高分散、及び異常分散等の特性が要求されることが多くなっている。 In recent years, digital cameras and video cameras have been increasingly improved in performance, specifically, downsizing, higher magnification, higher definition, and the like. In order to achieve such high performance, glass for optical lenses used in digital cameras and video cameras is often required to have characteristics such as high refractive index, high dispersion, and extraordinary dispersion. .
上記特性を満たすガラスとして、例えば、屈折率（ｎｄ）が１．７５以上、アッベ数（νｄ）が３５以下のＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系ガラスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a glass satisfying the above characteristics, for example, a SiO 2 —TiO 2 —Nb 2 O 5 system glass having a refractive index (nd) of 1.75 or more and an Abbe number (νd) of 35 or less has been proposed (for example, Patents). Reference 1).
従来のＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系ガラスは所望の光学特性を有するものの、透過率が低く、光学レンズとしての使用に支障をきたすという問題があった。 The conventional SiO 2 —TiO 2 —Nb 2 O 5 -based glass has desired optical properties, but has a problem that it has low transmittance and hinders use as an optical lens.
以上の課題に鑑み、本発明は、所望の光学特性を有し、かつ、透過率が良好である光学ガラスを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical glass having desired optical characteristics and having good transmittance.
本発明の光学ガラスは、モル％で、ＳｉＯ２ １．５〜６０％、Ｂ２Ｏ３ １〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１５％、Ｎｂ２Ｏ５ １２〜３５％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、及びＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜４０％を含有し、かつ、鉛成分、ヒ素成分、フッ素成分を実質的に含有しないことを特徴とする。 The optical glass of the present invention, in mol%, SiO 2 1.5~60%, B 2 O 3 1~30%, Ta 2 O 5 0~15%, Nb 2 O 5 12~35%, TiO 2 0 15%, and Li 2 O + Na 2 O + K 2 contain O 0.1 to 40%, and wherein lead component, arsenic component, that is substantially free of fluorine component.
本発明者らの調査の結果、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系ガラスにおいて透過率が低下する主な原因は、屈折率、及び分散を高めるための成分であるＴｉＯ２が多量に含有されていることにあることを突き止めた。そこで、ＴｉＯ２の含有量を極力少なくするとともに、同じく屈折率、及び分散を高める成分であるＮｂ２Ｏ５を多く含む、ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、ＮａまたはＫ）系ガラスであれば、高屈折率、及び高分散の光学特性を達成しつつ、高透過率を達成できることを見出した。また、耐候性も良好となり、製造工程や製品使用中において、物性の低下や表面の変質等が生じにくくなる。さらに、Ｎｂ２Ｏ５を必須成分として含有することにより、異常分散性に優れた（すなわち、部分分散比の低い）ガラスを得ることが可能となる。 As a result of the investigations by the present inventors, the main cause of the decrease in transmittance in the SiO 2 —TiO 2 —Nb 2 O 5 -based glass is that a large amount of TiO 2, which is a component for increasing the refractive index and dispersion, is contained. I found out what was being done. Therefore, while reducing the content of TiO 2 as much as possible, and containing a large amount of Nb 2 O 5 , which is also a component that also enhances the refractive index and dispersion, SiO 2 —Nb 2 O 5 —R 2 O (R is Li, Na Or, it has been found that a K) -based glass can achieve high transmittance while achieving high refractive index and high dispersion optical characteristics. In addition, the weather resistance is improved, and the physical properties are not easily deteriorated and the surface is not easily deteriorated during the manufacturing process or during use of the product. Further, by containing Nb 2 O 5 as an essential component, it becomes possible to obtain a glass having excellent anomalous dispersibility (ie, having a low partial dispersion ratio).
本発明の光学ガラスは、さらに、モル％で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１０％を含有することが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably further contains 0 to 10% of MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO in mol%.
本発明の光学ガラスは、さらに、モル％で、ＺｒＯ２ ０〜１５％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％を含有することが好ましい。 It is preferable that the optical glass of the present invention further contains 0 to 15% of ZrO 2 and 0 to 10% of Al 2 O 3 in mol%.
本発明の光学ガラスは、さらに、ガラス組成として、質量％で、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２ ０〜１０％を含有することが好ましい。 The optical glass of the present invention may further contain, as a glass composition, 0 to 10% by mass% of La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Bi 2 O 3 + Y 2 O 3 + Yb 2 O 3 + TeO 2 + GeO 2. preferable.
本発明の光学ガラスは、モル比で、Ｎｂ２Ｏ５／Ｔａ２Ｏ５が３５０以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a molar ratio of Nb 2 O 5 / Ta 2 O 5 of 350 or less.
本発明の光学ガラスは、モル比で、ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が１．２以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a molar ratio of TiO 2 / Nb 2 O 5 of 1.2 or less.
本発明の光学ガラスは、屈折率が１．７５〜１．９５、アッベ数が１５〜３５であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a refractive index of 1.75 to 1.95 and an Abbe number of 15 to 35.
本発明の光学ガラスは、部分分散比が０．６４５以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a partial dispersion ratio of 0.645 or less.
本発明の光学ガラスは、部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）が、（θｇ，Ｆ）＜−０．００４１×（νｄ）＋０．７１９０の関係式を満たすことが好ましい。 In the optical glass of the present invention, it is preferable that the partial dispersion ratio (θg, F) and the Abbe number (νd) satisfy the relational expression of (θg, F) <− 0.0041 × (νd) +0.7190.
本発明の光学ガラスは、着色度λ７０が４８０ｎｍ未満であることが好ましい。 The optical glass of the present invention, it is preferable degree of coloration lambda 70 is less than 480 nm.
本発明によれば、所望の光学特性を有し、かつ、透過率が良好である光学ガラスを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical glass having desired optical characteristics and good transmittance.
以下に、本発明の光学ガラスにおける各成分の含有量を上記のように限定した理由を説明する。なお、特に断りがない場合、以下の説明において「％」は「モル％」を意味する。 Hereinafter, the reason for limiting the content of each component in the optical glass of the present invention as described above will be described. Unless otherwise specified, “%” in the following description means “mol%”.
ＳｉＯ２はガラス骨格を形成する成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中のアルカリ金属酸化物等の成分が水へ選択的に溶出することを抑制する効果が高い。さらに、液相温度を低下させ、失透を抑制する効果がある。ＳｉＯ２の含有量は１．５〜６０％であり、２．５〜５７．５％、５〜５５％、７．５〜３０％、特に１０〜２７．５％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、溶融性が低下して未溶解による脈理や気泡がガラス中に残存しやすくなり、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。また、部分分散比が上昇しやすくなる。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton. Further, it has an effect of improving weather resistance, and particularly has a high effect of suppressing a component such as an alkali metal oxide in glass from being selectively eluted into water. Further, it has the effect of lowering the liquidus temperature and suppressing devitrification. The content of SiO 2 is 1.5 to 60%, preferably 2.5 to 57.5%, 5 to 55%, 7.5 to 30%, and particularly preferably 10 to 27.5%. If the content of SiO 2 is too small, it is difficult to obtain the above effects. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, the meltability is reduced, and striae and bubbles due to undissolution are likely to remain in the glass, which may not satisfy the required quality as glass for lenses. Further, the partial dispersion ratio tends to increase.
Ｂ２Ｏ３はＳｉＯ２と同様にガラス骨格を形成する成分である。また、ＳｉＯ２と比較すると部分分散比を上昇させにくい。Ｂ２Ｏ３の含有量は１〜３０％であり、１．５〜２５％、２．５〜２０％、特に５〜１７．５％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、ガラス化が困難になる傾向がある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶融時に蒸発しやすくなり、均質なガラスが得られにくくなる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton similarly to SiO 2 . Further, compared to SiO 2 , it is difficult to increase the partial dispersion ratio. The content of B 2 O 3 is 1 to 30%, preferably 1.5 to 25%, 2.5 to 20%, particularly preferably 5 to 17.5%. If the content of B 2 O 3 is too small, vitrification tends to be difficult. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too large, it tends to evaporate during melting, making it difficult to obtain a homogeneous glass.
Ｔａ２Ｏ５は高屈折率化、及び高分散化を達成するための成分であり、また、部分分散比を低下させる効果の高い成分である。さらに、高屈折率化を達成できる成分の中で、比較的液相温度を上昇させにくい（失透が発生しにくい）成分である。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜１５％であり、０．５〜１３％、１〜１１％、特に１．５〜９％であることが好ましい。Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、液相温度が上昇してＴａ２Ｏ５を主成分とした結晶が析出しやすくなり、ガラス化が困難になる傾向がある。 Ta 2 O 5 is a component for achieving high refractive index and high dispersion, and is a component having a high effect of lowering the partial dispersion ratio. Further, among the components that can achieve a high refractive index, they are components that are relatively hard to raise the liquidus temperature (hardly cause devitrification). The content of Ta 2 O 5 is 0 to 15%, preferably 0.5 to 13%, 1 to 11%, and particularly preferably 1.5 to 9%. If the content of Ta 2 O 5 is too large, the liquidus temperature rises, and crystals containing Ta 2 O 5 as a main component tend to precipitate, and vitrification tends to be difficult.
Ｎｂ２Ｏ５は高屈折率化、及び高分散化を達成するための成分であり、また、部分分散比を低下させる効果の高い成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は１２〜３５％であり、１３〜３２．５％、１５〜３０％、１７〜２７．５％、１９〜２６％、特に２０〜２５％であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、液相温度が上昇してＮｂ２Ｏ５を主成分とした結晶が析出しやすくなり、ガラス化が困難になる傾向がある。 Nb 2 O 5 is a component for achieving a high refractive index and a high dispersion, and is a component having a high effect of lowering the partial dispersion ratio. The content of Nb 2 O 5 is an 12-35%, 13 to 32.5%, 15% to 30%, from 17 to 27.5%, from 19 to 26%, particularly preferably 20-25%. If the content of Nb 2 O 5 is too small, it is difficult to obtain the above effects. On the other hand, if the content of Nb 2 O 5 is too large, the liquidus temperature rises and crystals containing Nb 2 O 5 as a main component tend to be precipitated, and vitrification tends to be difficult.
ＴｉＯ２は高屈折率化、及び高分散化を達成するための成分であり、また、部分分散比を低下させる効果も有する。また、紫外光によるガラスの着色を抑制する効果がある。ＴｉＯ２の含有量は０〜１５％であり、０．１〜１２．５％、０．５〜１０％、特に１〜８．５％であることが好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、耐失透性が低下してガラス化が困難になる傾向がある。また、可視域透過率が低下しやすくなる。 TiO 2 is a component for achieving high refractive index and high dispersion, and also has an effect of reducing the partial dispersion ratio. Further, there is an effect of suppressing coloring of the glass due to ultraviolet light. The content of TiO 2 is 0 to 15% from 0.1 to 12.5%, 0.5% to 10%, particularly preferably from 1 to 8.5%. If the content of TiO 2 is too large, the devitrification resistance tends to decrease and vitrification tends to be difficult. Further, the visible light transmittance tends to decrease.
なお、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の中で部分分散比を低下させる効果が最も大きい成分はＴａ２Ｏ５であり、次にＮｂ２Ｏ５、次いでＴｉＯ２である。 Among the Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and TiO 2 , the component having the greatest effect of lowering the partial dispersion ratio is Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and then TiO 2 .
本発明の光学ガラスにおいて、低い部分分散比を達成するため、Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５の合量（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５）を適宜調整することが好ましい。具体的には、Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５は１２％以上、１４％以上、１６％以上、特に１８％以上であることが好ましい。 In the optical glass of the present invention, it is preferable to appropriately adjust the total amount of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 (Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 ) in order to achieve a low partial dispersion ratio. Specifically, Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 is preferably at least 12%, at least 14%, at least 16%, particularly preferably at least 18%.
本発明の光学ガラスにおいて、低い部分分散比を達成するため、Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５のそれぞれの含有量の比を適宜調整することが好ましい。具体的には、モル比で、Ｎｂ２Ｏ５／Ｔａ２Ｏ５が３５０以下、２００以下、１００以下、５０以下、４０以下、３０以下、２０以下、１８以下、特に１６以下であることが好ましい。モル比で、ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が１．２以下、１．１以下、特に１以下であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５／Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５のいずれかが上記範囲より大きすぎると、低い部分分散比が得られにくくなる。また、可視域透過率が低下しやすくなる。 In the optical glass of the present invention, in order to achieve a low partial dispersion ratio, it is preferable to appropriately adjust the ratio between the respective contents of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 , and between TiO 2 and Nb 2 O 5 . Specifically, the molar ratio of Nb 2 O 5 / Ta 2 O 5 is 350 or less, 200 or less, 100 or less, 50 or less, 40 or less, 30 or less, 20 or less, 18 or less, particularly 16 or less. preferable. The molar ratio of TiO 2 / Nb 2 O 5 is preferably 1.2 or less, 1.1 or less, particularly preferably 1 or less. If any one of Nb 2 O 5 / Ta 2 O 5 and TiO 2 / Nb 2 O 5 is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a low partial dispersion ratio. Further, the visible light transmittance tends to decrease.
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏは部分分散比を低下させる成分である。また、軟化点を低下させたり、ガラス化を容易にする効果がある。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は０．１〜４０％であり、０．５〜３７．５％、１〜３５％、１．５〜３２．５％、特に２〜３０％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量が多すぎると、化学的耐久性が低下しやすくなる。また、高屈折率かつ高分散の光学特性が得られにくくなる。 Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that lower the partial dispersion ratio. In addition, there is an effect of lowering the softening point and facilitating vitrification. The total amount of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 0.1 to 40%, 0.5 to 37.5%, 1 to 35%, and 1.0. It is preferably from 5 to 32.5%, particularly preferably from 2 to 30%. If the total amount of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is too small, it is difficult to obtain the above effects. On the other hand, if the total amount of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is too large, the chemical durability tends to decrease. Further, it becomes difficult to obtain optical characteristics having a high refractive index and a high dispersion.
なお、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの各成分の含有量は、それぞれ０〜４０％、０．１〜３７．５％、０．５〜３５％、１〜３２．５％、特に１．５〜３０％であることが好ましい。 The contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are 0 to 40%, 0.1 to 37.5%, 0.5 to 35%, and 1 to 32.5%, respectively. And particularly preferably 1.5 to 30%.
本発明の光学ガラスには、上記成分以外にも、下記の成分を含有させることが可能である。 The optical glass of the present invention can contain the following components in addition to the above components.
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯは、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、耐失透性を改善したり、化学的耐久性を向上させる効果がある。ただし、これらの成分は部分分散比を上昇させるため、その含有量が多すぎると所望の光学特性が得られにくくなる。したがって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの合量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は０〜１０％、０〜８％、０．１〜７、５％、特に０．５〜６．５％であることが好ましい。 Since MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO form a glass skeleton as an intermediate oxide, they have an effect of improving devitrification resistance and improving chemical durability. However, since these components increase the partial dispersion ratio, if the content is too large, it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the total amount (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) of MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO is 0 to 10%, 0 to 8%, 0.1 to 7, 5%, especially 0.5 to 6.5%. Is preferred.
なお、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの各成分の含有量は、それぞれ０〜１０％、０〜８％、０．１〜７、５％、特に０．５〜６．５％であることが好ましい。 In addition, the content of each component of MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO is 0 to 10%, 0 to 8%, 0.1 to 7, 5%, and particularly 0.5 to 6.5%. Preferably, there is.
ＺｒＯ２は屈折率を高める成分であり、部分分散比を低下させる効果も有する。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中の成分が水へ選択的に溶出することを抑制する効果が高い。ＺｒＯ２の含有量は０〜１５％、０．５〜１４％、１〜１２．５％、特に２〜１２％であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、溶融性が低下して脈理や気泡がガラス中に残存し、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。 ZrO 2 is a component that increases the refractive index and also has the effect of lowering the partial dispersion ratio. Further, it has an effect of improving weather resistance, and particularly has a high effect of suppressing a component in glass from being selectively eluted into water. The content of ZrO 2 0 to 15% 0.5 to 14%, from 1 to 12.5%, particularly preferably 2-12%. If the content of ZrO 2 is too large, devitrification tends to occur. Further, the meltability may be reduced, and striae and bubbles may remain in the glass, and may not satisfy the required quality as glass for lenses.
なお、低い部分分散比を達成するため、Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５の合量（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５）とＺｒＯ２の含有量の比を適宜調整することが好ましい。具体的には、モル比で、（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５）／ＺｒＯ２が１以上、１．５以上、２以上、３以上、５以上、７．５以上、特に１０以上であることが好ましい。（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５）／ＺｒＯ２が上記範囲より小さすぎると、低い部分分散比が得られにくくなる。また、可視域透過率が低下しやすくなる。 In order to achieve a low partial dispersion ratio, it is preferable to appropriately adjust the ratio between the total amount of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 (Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 ) and the content of ZrO 2 . Specifically, the molar ratio of (Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 ) / ZrO 2 is 1 or more, 1.5 or more, 2 or more, 3 or more, 5 or more, 7.5 or more, particularly 10 or more. Is preferred. When (Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 ) / ZrO 2 is smaller than the above range, it becomes difficult to obtain a low partial dispersion ratio. Further, the visible light transmittance tends to decrease.
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と同様にガラス骨格を形成することが可能な成分である。また、耐候性を向上させる効果があり、特にガラス中の成分が水へ選択的に溶出することを抑制する効果が高い。また、少量添加することで失透を抑制する効果がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。また、溶融性が低下して脈理や気泡がガラス中に残存し、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる可能性がある。 Al 2 O 3 is a component capable of forming a glass skeleton similarly to SiO 2 . Further, it has an effect of improving weather resistance, and particularly has a high effect of suppressing a component in glass from being selectively eluted into water. In addition, the addition of a small amount has an effect of suppressing devitrification. The content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0.1 to 5%. If the content of Al 2 O 3 is too large, devitrification tends to occur. Further, the meltability may be reduced, and striae and bubbles may remain in the glass, and may not satisfy the required quality as glass for lenses.
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｅＯ２、及びＧｅＯ２は屈折率を高める成分である。ただし、これらの成分は部分分散比を上昇させるため、その含有量が多すぎると所望の光学特性が得られにくくなる。したがって、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｅＯ２、及びＧｅＯ２の合量（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２）は０〜１０％、０〜９％、０．１〜８％、特に０．５〜５％であることが好ましい。 La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 , TeO 2 , and GeO 2 are components that increase the refractive index. However, since these components increase the partial dispersion ratio, if the content is too large, it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the total amount of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 , TeO 2 and GeO 2 (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Bi 2 O 3 + Y 2 O 3 + Yb 2 O 3 + TeO 2 + GeO 2) is 0-10%, 0-9% 0.1 to 8%, particularly preferably 0.5% to 5%.
なお、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｅＯ２、及びＧｅＯ２の各成分の含有量は、それぞれ０〜１０％、０〜９％、０．１〜８％、特に０．５〜５％であることが好ましい。 The contents of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 , TeO 2 , and GeO 2 are respectively 0 to 10% and 0 to 9%. %, 0.1 to 8%, particularly preferably 0.5 to 5%.
Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を形成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。また、アッベ数を高める効果がある。ただし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多すぎると、かえって耐候性が低下する傾向がある。また、屈折率が低下したり、軟化点が上昇して低温でのモールドプレス成形が困難になる傾向がある。さらに、部分分散比が不当に上昇する傾向がある。したがって、Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜１０％、特に０〜５％であることが好ましい。 P 2 O 5 is a component that forms a glass skeleton, and has an effect of suppressing devitrification and improving weather resistance. It also has the effect of increasing the Abbe number. However, if the content of P 2 O 5 is too large, the weather resistance tends to be rather reduced. In addition, the refractive index decreases, and the softening point increases, so that mold press molding at low temperatures tends to be difficult. Furthermore, the partial dispersion ratio tends to increase unduly. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%.
ＷＯ３は高屈折率化、及び高分散化を達成するための成分であり、部分分散比を低下させる効果も有する。また、紫外光による着色を抑制できる。ただし、その含有量が多すぎると、耐失透性が低下してガラス化が困難になったり、紫外域透過率が低下する傾向がある。また、プレス金型との親和性が増大して、モールドプレス成形時にガラスが金型と融着しやすくなる傾向がある。したがって、ＷＯ３の含有量は０〜３０％、０．１〜２９％、０．５〜２８％、特に１〜２７．５％であることが好ましい。 WO 3 is a component for achieving high refractive index and high dispersion, and also has an effect of lowering the partial dispersion ratio. Further, coloring due to ultraviolet light can be suppressed. However, if the content is too large, the devitrification resistance tends to decrease, making vitrification difficult, or the transmittance in the ultraviolet region tends to decrease. Further, the affinity with the press mold is increased, and the glass tends to be easily fused to the mold during mold press molding. Accordingly, the content of WO 3 0 to 30% 0.1 to 29%, from 0.5 to 28%, particularly preferably from 1 to 27.5%.
清澄剤として、例えばＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＮＯ３、又はＳＯ３を含有させることができる。Ｓｂ２Ｏ３は微量であれば可視域透過率を向上させる効果も有する。ただし、上記清澄剤の含有量が多すぎると、望まない着色が発生するおそれがあるため、これらの成分の含有量はそれぞれ１％以下とすることが好ましい。 As a fining agent, for example, Sb 2 O 3 , SnO 2 , CeO 2 , NO 3 , or SO 3 can be contained. If the amount of Sb 2 O 3 is very small, it also has the effect of improving the transmittance in the visible region. However, if the content of the fining agent is too large, undesired coloring may occur. Therefore, the content of each of these components is preferably 1% or less.
鉛成分（例えばＰｂＯ）、ヒ素成分（例えばＡｓ２Ｏ３）、及びフッ素成分（例えばＦ２）は環境への負荷が大きく、また、ガラスへの着色が懸念されるため、実質的に含有しない（具体的には各々０．１％未満）。 A lead component (for example, PbO), an arsenic component (for example, As 2 O 3 ), and a fluorine component (for example, F 2 ) have a large load on the environment and are substantially not contained because there is a concern that the glass may be colored. (Specifically, each less than 0.1%).
本発明の光学ガラスをレンズとして使用する場合、屈折率を高めるほど薄型化が可能となり、光学デバイスを小型化する上で有利となる。よって、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は１．７５以上、１．７７５以上、１．７８５以上、特に１．８以上であることが好ましい。一方、屈折率を向上させるためには、Ｎｂ２Ｏ５等のガラスを不安定にさせる成分を多く含有させる必要があるため、ガラスの安定性を考慮して屈折率の上限を規定する必要がある。具体的には、本発明の光学ガラスの屈折率は１．９５以下、特に１．９以下であることが好ましい。 When the optical glass of the present invention is used as a lens, the thickness can be reduced as the refractive index increases, which is advantageous in reducing the size of the optical device. Therefore, the refractive index (nd) of the optical glass of the present invention is preferably 1.75 or more, 1.775 or more, 1.785 or more, and particularly preferably 1.8 or more. On the other hand, in order to improve the refractive index, it is necessary to contain a large amount of components that make the glass unstable, such as Nb 2 O 5. Therefore, it is necessary to define the upper limit of the refractive index in consideration of the stability of the glass. is there. Specifically, the refractive index of the optical glass of the present invention is preferably 1.95 or less, particularly preferably 1.9 or less.
本発明の光学ガラスのアッベ数は３５以下、３０以下、２６以下、特に２４以下であることが好ましい。なお、アッベ数が低いほど、光学設計上、他のレンズとの組み合わせにおける色収差の低減に有利となるが、一方で、屈折率が低下したり、ガラスが不安定になる傾向がある。そのため、本発明の光学ガラスのアッベ数は１５以上、１８以上、２０以上、２１以上、特に２２以上であることが好ましい。 The Abbe number of the optical glass of the present invention is preferably 35 or less, 30 or less, 26 or less, and particularly preferably 24 or less. In addition, as the Abbe number is lower, the optical design is advantageous in reducing the chromatic aberration in combination with another lens, but on the other hand, the refractive index tends to decrease and the glass tends to be unstable. Therefore, the Abbe number of the optical glass of the present invention is preferably 15 or more, 18 or more, 20 or more, 21 or more, particularly preferably 22 or more.
光学デバイスにおいて色収差の補正をおこなうため、低分散ガラスと高分散ガラスを組み合わせて使用するのが一般的である。ここで、高分散ガラスとして部分分散比の小さいガラスを使用することにより、色収差の補正がより効果的に行えることが分かっている。したがって、本発明の光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、０．６４５以下、０．６３以下、０．６２以下、特に０．６１５以下であることが好ましい。 In order to correct chromatic aberration in an optical device, it is common to use a low dispersion glass and a high dispersion glass in combination. Here, it is known that chromatic aberration can be more effectively corrected by using glass having a small partial dispersion ratio as the high dispersion glass. Therefore, the partial dispersion ratio (θg, F) of the optical glass of the present invention is preferably 0.645 or less, 0.63 or less, 0.62 or less, and particularly preferably 0.615 or less.
なお、部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）が、（θｇ，Ｆ）＜−０．００４１×（νｄ）＋０．７１９０の関係式を満たすことが好ましい。このようにすれば、色収差の補正をより効果的に行うことが出来る。 It is preferable that the partial dispersion ratio (θg, F) and the Abbe number (νd) satisfy the relational expression of (θg, F) <− 0.0041 × (νd) +0.7190. This makes it possible to more effectively correct the chromatic aberration.
本発明の光学ガラスは着色度λ７０が低いことが好ましい。それにより、可視域、及び近紫外域における透過率が高くなり、かつ、色収差が小さくなるため、各種光学レンズ等の光学素子に好適となる。具体的には、本発明の光学ガラスの着色度λ７０は４８０ｎｍ未満、４７０ｎｍ以下、特に４６０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本発明において、着色度λ７０とは、厚み１０ｍｍの試料を用いて測定した光透過率曲線において、光透過率が７０％となる最短波長をいう。 The optical glass of the present invention preferably has a low degree of coloration lambda 70. As a result, the transmittance in the visible region and the near-ultraviolet region increases, and the chromatic aberration decreases, which is suitable for optical elements such as various optical lenses. Specifically, the coloring degree λ 70 of the optical glass of the present invention is preferably less than 480 nm, 470 nm or less, particularly preferably 460 nm or less. In the present invention, the coloring degree λ 70 refers to the shortest wavelength at which the light transmittance becomes 70% in a light transmittance curve measured using a sample having a thickness of 10 mm.
既述の特性以外に、本発明の光学ガラスはガラス転移点が低いことが好ましい。それにより、モールドプレス成形時の金型との融着を抑制でき、量産性を向上させることができる。また、ガラス転移点が低いほど、モールドプレス成形時にガラス成分が揮発しにくくなり、成形精度の低下や金型の劣化または汚染といった問題が生じにくくなる。具体的には、本発明の光学ガラスのガラス転移点は７００℃以下、特に６５０℃以下であることが好ましい。 In addition to the characteristics described above, the optical glass of the present invention preferably has a low glass transition point. Thereby, fusion with a mold at the time of mold press molding can be suppressed, and mass productivity can be improved. Further, as the glass transition point is lower, the glass component is less likely to volatilize during mold press molding, so that problems such as lowering of molding accuracy and deterioration or contamination of the mold are less likely to occur. Specifically, the glass transition point of the optical glass of the present invention is preferably 700 ° C. or lower, particularly preferably 650 ° C. or lower.
次に本発明の光学ガラスを用いた、デジタルカメラやビデオカメラ等に使用される光学レンズを作製する方法を説明する。 Next, a method for manufacturing an optical lens used for a digital camera, a video camera, or the like using the optical glass of the present invention will be described.
まず所望の組成となるように調合したガラス原料を溶融する。次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して液滴状に成形（液滴成形）して硝材を得る。得られた硝材を研磨した後、あるいは研磨することなくモールドプレス成形し、所定形状の光学レンズを得る。なお、液滴成形を行う代わりに、溶融ガラスをインゴット状に成形し、適当な大きさに切り出した硝材を研磨した後、モールドプレス成形する方法を採用することもできる。 First, a glass material prepared to have a desired composition is melted. Next, the molten glass is dropped from the tip of the nozzle and formed into a droplet (droplet forming) to obtain a glass material. After the obtained glass material is polished or molded without being polished, an optical lens having a predetermined shape is obtained. Instead of performing droplet forming, a method of forming molten glass into an ingot, polishing a glass material cut out to an appropriate size, and then performing mold press forming may be employed.
本発明の光学ガラスから作製された光学レンズは、金属部品にアセンブリしてレンズキャップとして使用することもできる。 An optical lens made from the optical glass of the present invention can be assembled to a metal part and used as a lens cap.
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何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
表１〜３は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜２６）、及び比較例（試料Ｎｏ．２７〜２９）を示している。 Tables 1 to 3 show Examples (Samples Nos. 1 to 26) of the present invention and Comparative Examples (Samples Nos. 27 to 29).
各試料は次のようにして調製した。まず表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１５００℃で２時間溶融した。得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、アニール後、各測定に適した試料を作製した。 Each sample was prepared as follows. First, glass raw materials were prepared so as to have the respective compositions shown in the table, and were melted at 1500 ° C. for 2 hours using a platinum crucible. The obtained molten glass was poured onto a carbon plate, and after annealing, samples suitable for each measurement were prepared.
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、及び着色度λ７０を測定した。結果を表１〜３に示す。 The obtained sample refractive index (nd), Abbe number ([nu] d), the partial dispersion ratio ([theta] g, F), and was measured coloring degree lambda 70. The results are shown in Tables 1 to 3.
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 was shown by a measured value with respect to a d line (587.6 nm) of a helium lamp.
アッベ数は、ヘリウムランプのｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、及びＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝｛（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）｝の式から算出した。 The Abbe number is calculated using the values of the refractive index of the d-line of the helium lamp and the refractive indices of the F-line (486.1 nm) and the C-line (656.3 nm) of the hydrogen lamp, and the Abbe number (νd) = ｛(nd) -1) / (nF-nC)}.
部分分散比は、水素ランプのＦ線、Ｃ線、及びｇ線（４３５．８ｎｍ）の屈折率の値を用い、部分分散比（θｇ，Ｆ）＝｛（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）｝の式から算出した。 The partial dispersion ratio is determined using the refractive index values of the F line, the C line, and the g line (435.8 nm) of the hydrogen lamp, and the partial dispersion ratio (θg, F) = ｎ (ng−nF) / (nF−nC ) Calculated from equation (1).
着色度λ７０は、分光光度計を用いて、厚み１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨された試料について、２００〜８００ｎｍの波長域での透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、得られた透過率曲線における透過率７０％を示す最短波長により評価した。 The degree of coloring λ 70 was measured using a spectrophotometer at a wavelength of 200 to 800 nm at 0.5 nm intervals for optically polished samples having a thickness of 10 mm ± 0.1 mm. The evaluation was made based on the shortest wavelength showing a transmittance of 70% in the rate curve.
表１〜３から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜２６の各試料は失透せずにガラス化し、かつ、屈折率が１．７９９２〜１．８８９１、アッベ数が２３．２〜２７．３、部分分散比が０．５９９５〜０．６１８０、着色度λ７０が４１５〜４４５ｎｍであり、所望の光学特性を有していた。 As is evident from Tables 1 to 3, No. 1 was an example of the present invention. Each of Samples 1 to 26 was vitrified without devitrification, and had a refractive index of 1.7992 to 1.8891; an Abbe number of 23.2 to 27.3; and a partial dispersion ratio of 0.5995 to 0.6180. , The degree of coloring λ 70 was 415 to 445 nm, and had desired optical characteristics.
一方、比較例であるＮｏ．２７の試料はガラス化しなかった。Ｎｏ．２８の試料は部分分散比が０．６５０２と高かった。Ｎｏ．２９の試料は着色度λ７０が５００ｎｍと高かった。 On the other hand, in Comparative Example No. 27 samples did not vitrify. No. Sample No. 28 had a high partial dispersion ratio of 0.6502. No. 29 samples of the coloring degree λ 70 was as high as 500nm.
本発明の光学ガラスは、モールドプレス成形用硝材や研磨加工用硝材として、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、その他一般のカメラの撮影用レンズや光通信用レンズ等に好適である。 The optical glass of the present invention can be used as a glass material for mold press molding or a glass material for polishing, as an optical pickup lens for CD, MD, DVD, and other various optical disk systems, a video camera, a digital camera, and a shooting lens or light for other general cameras. It is suitable for communication lenses and the like.
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| WO2022102045A1 (en) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 株式会社ニコン | Optical glass, optical element, optical system, cemented lens, interchangeable lens for camera, objective lens for microscope, and optical device |
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