JP2021008379A - Optical glass, preform, and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass and optical elements.
近年、赤外線を用いた技術に対する関心が高まっている。従来の赤外線の応用分野は航空・宇宙等の特殊用途、または人感センサのような簡易なものに限られていた。これに対し、現在は高性能の赤外線センサの低コスト化が進み、赤外線が使用されるアプリケーションが拡大している状況にある。赤外線センサの使用例としては、サーモグラフィとして建物や工場設備の診断や、監視カメラに用いることでの夜間のセキュリティ強化、大気汚染を調査するガスセンサ等の用途が増えている。また、今後は自動車用のナイトビジョンとしての使用拡大も期待されている。これら様々なアプリケーションで使用される赤外線センサであるが、付随する光学系も赤外線用に設計する必要があり、用いられる光学部材には赤外域の透過率が高いことが求められる。 In recent years, there has been increasing interest in technology using infrared rays. Conventional infrared application fields have been limited to special applications such as aerospace and simple applications such as motion sensors. On the other hand, the cost of high-performance infrared sensors is currently being reduced, and applications that use infrared rays are expanding. As examples of the use of infrared sensors, there are increasing applications such as diagnosis of buildings and factory equipment as thermography, enhancement of nighttime security by using them as surveillance cameras, and gas sensors for investigating air pollution. In addition, it is expected that it will be widely used as night vision for automobiles in the future. Although it is an infrared sensor used in these various applications, it is necessary to design the accompanying optical system for infrared rays, and the optical member used is required to have high transmittance in the infrared region.
上記光学系で用いることができる材料としては、例えばＳｉ，Ｇｅ，ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２およびＡｌ２Ｏ３等の単結晶の他、カルコゲナイドガラス、ならびにＧｅＯ２系ガラスなどが知られている。しかしながら、単結晶のような結晶物では、レンズに加工する際に、研磨成形型に限定され、非球面レンズ、レンズアレイ等の複雑な形状の光学素子を量産することは工程的及びコスト的にも困難である。また、カルコゲナイドガラスには、Ｓｅ，Ａｓなどの毒性の高い元素が多く含まれており、安全性の点で懸念があり、ＧｅＯ２系ガラスでは、ゲルマニウム自体が高価であるため、汎用性の高い光学系機器に用いることが容易ではない。 As materials that can be used in the above optical system, for example, single crystals such as Si, Ge, ZnS, ZnSe, CaF 2 and Al 2 O 3 , as well as chalcogenide glass and GeO 2 system glass are known. However, in the case of a crystal such as a single crystal, when it is processed into a lens, it is limited to a polishing mold, and mass production of optical elements having a complicated shape such as an aspherical lens and a lens array is process-wise and cost-effective. Is also difficult. In addition, the chalcogenide glass, Se, includes a number higher element toxic, such as As, there is a concern in terms of safety, the GeO 2 type glass, because germanium itself is expensive, highly versatile It is not easy to use for optical equipment.
また、上記光学系では、赤外線での撮影だけではなく、可視光での撮影もできることが要求されており、可視光領域での透過率が高いことも求められている。 Further, the above optical system is required to be capable of not only photographing with infrared rays but also with visible light, and is also required to have high transmittance in the visible light region.
特許文献１には、加工性が比較的容易でプレス成型による非球面レンズ加工も可能でありながら毒性の高い元素を含まない赤外透過材料として、カルコゲン元素を主成分として含むカルコゲナイドガラスが提案されている。しかしながら、特許文献１の材料では、ゲルマニウムを用いているためコストが高く、また赤外域の透過率が低いという問題点があった。 Patent Document 1 proposes chalcogenide glass containing a chalcogen element as a main component as an infrared transmissive material that is relatively easy to process and can be processed into an aspherical lens by press molding but does not contain a highly toxic element. ing. However, the material of Patent Document 1 has problems that the cost is high and the transmittance in the infrared region is low because germanium is used.
特許文献２には、色収差補正に好適な光学ガラスとして、Ｂ−Ｓｉ成分を主体とした光学ガラスが提案されている。しかしながら、アッベ数に対する屈折率の値が高く、光学設計上はさらに低屈折率のガラスが求められていた。 Patent Document 2 proposes an optical glass mainly composed of a B—Si component as an optical glass suitable for correcting chromatic aberration. However, the value of the refractive index with respect to the Abbe number is high, and glass having a lower refractive index has been required in terms of optical design.
特許文献３には、短波長側の透過率性にすぐれた光学ガラスとして、Ｂ−Ｌａ成分を主体とした光学ガラスが提案されている。しかしながら、屈折率に対するアッベ数の値が高く、光学設計上はさらに低いアッベ数が求められている。 Patent Document 3 proposes an optical glass mainly composed of a B-La component as an optical glass having excellent transmittance on the short wavelength side. However, the value of the Abbe number with respect to the refractive index is high, and an even lower Abbe number is required in terms of optical design.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、短波長及び赤外域に対する透過率が高く、且つ耐失透性が高い光学ガラスを安価に得ることにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to have a short wavelength and red while the refractive index ( nd ) and Abbe number (ν d ) are within desired ranges. The purpose is to inexpensively obtain optical glass having high transmittance to the outside region and high devitrification resistance.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、ガラスフォーマー成分において、Ｓｉ４＋とＢ３＋を調整することで赤外域（２７００ｎｍ）の透過率が５５％以上になることを見出し、更にＳｉ４＋、Ｔｉ４＋、Ｎｂ５＋の含有量を調整することで可視域の透過率が高く、高屈折率、且つ高分散領域のガラスを安価に得ることを見出した。 As a result of intensive test and research to solve the above problems, the present inventor adjusts Si 4+ and B 3+ in the glass former component to increase the transmittance in the infrared region (2700 nm) to 55% or more. Furthermore, it was found that by adjusting the contents of Si 4+ , Ti 4+ , and Nb 5+ , a glass having a high transmittance in the visible region, a high refractive index, and a high dispersion region can be obtained at low cost.
（１）カチオン％（モル％）表示で、
Ｎｂ５＋を０％超、Ｔｉ４＋を２０．０％以下、Ｚｎ２＋を２８％未満、Ｌｉ＋を５２％以下、Ｓｉ４＋を２０％超、含有し、
赤外域（２７００ｎｍ）の透過率が５５％以上であり、
屈折率（ｎｄ）が１．８７０００以下、アッベ数（νｄ）が３９．５未満である光学ガラス。
(1) In cation% (mol%) display,
Nb 5+ is more than 0%, Ti 4+ is 20.0% or less, Zn 2+ is less than 28%, Li + is 52% or less, and Si 4+ is more than 20%.
The transmittance in the infrared region (2700 nm) is 55% or more.
Refractive index (n d) 1.87000 or less, optical glass the Abbe number ([nu] d) is less than 39.5.
（２）カチオン比Ｔｉ４＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）が１．０以下、カチオン比Ｎｂ５＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）が１．０以下の範囲であることを特徴とする（１）に記載の光学ガラス。 (2) The cation ratio Ti 4+ / (Li + + Na + + K + ) is 1.0 or less, and the cation ratio Nb 5+ / (Li + + Na + + K + ) is 1.0 or less ( The optical glass according to 1).
（３）カチオン比（Ｔｉ４＋＋Ｚｒ４＋）／Ｓｉ４＋が１．０以下、カチオン比（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／Ｓｉ４＋が１．０以下の範囲であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光学ガラス。 (3) The cation ratio (Ti 4+ + Zr 4+ ) / Si 4+ is in the range of 1.0 or less, and the cation ratio (Ti 4+ + Nb 5+ ) / Si 4+ is in the range of 1.0 or less (1) or ( The optical glass according to 2).
（４）（１）〜（３）のいずれかに記載の光学ガラスからなるリヒートプレス用光学ガラス。 (4) An optical glass for reheat pressing made of the optical glass according to any one of (1) to (3).
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、可視域及び赤外域に対する透過率が高く、且つ耐失透性が高い光学ガラスを安価に得ることができる。 According to the present invention, an optical glass having a high transmittance for the visible region and an infrared region and a high devitrification resistance while having a refractive index ( nd ) and an Abbe number (ν d ) within desired ranges is inexpensive. Can be obtained.
本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 An embodiment of the optical glass of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. It should be noted that the description may be omitted as appropriate for the parts where the explanations are duplicated, but the gist of the invention is not limited.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分について説明する。
本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全てモル比に基づくカチオン％で表示されるものとする。ここで、「カチオン％」（以下、「カチオン％（モル％）」と表記することがある）は、本発明の光学ガラスのガラス構成成分をカチオン成分及びアニオン成分に分離し、それぞれにおいて合計割合を１００モル％として、ガラス中に含有される各成分の含有率を表記した組成である。
なお、各成分のイオン価は便宜的に代表値を用いているに過ぎないため、他のイオン価のものと区別するものではない。光学ガラス中に存在する各成分のイオン価は、代表値以外である可能性がある。例えば、Ｂは、通常イオン価が３価の状態でガラス中に存在するので、本明細書中では「Ｂ３＋」と表しているが、他のイオン価の状態で存在する可能性がある。このように、厳密には他のイオン価の状態で存在するものであっても、本明細書では、各成分が代表値のイオン価でガラス中に存在するものとして扱う。
[Glass component]
Each component constituting the optical glass of the present invention will be described.
In the present specification, the content of each component shall be expressed in% cation based on the molar ratio unless otherwise specified. Here, "cation%" (hereinafter, may be referred to as "cation% (mol%)") separates the glass constituents of the optical glass of the present invention into a cation component and an anion component, and the total ratio of each is Is 100 mol%, and the composition shows the content of each component contained in the glass.
Since the ionic value of each component is only a representative value for convenience, it is not distinguished from other ionic values. The ionic value of each component present in the optical glass may be other than the representative value. For example, B is usually present in the glass in a trivalent state of ionic valence, and thus is expressed as "B 3+ " in the present specification, but it may be present in another ionic valence state. As described above, strictly speaking, even if the components exist in other ionic valence states, each component is treated as existing in the glass at a representative ionic valence.
＜必須成分、任意成分について＞
Ｓｉ４＋は、安定なガラス形成を促し、光学ガラスとして好ましくない失透（結晶物の発生）を低減する必須成分である。
特に、Ｓｉ４＋の含有量を２０．０％超にすることで、赤外域（２７００ｎｍ）の透過率及びλ５の透過率を悪化させることなく、耐失透性に優れたガラスを得られる。また、失透や着色を低減できる。従って、Ｓｉ４＋の含有量は、好ましくは２０．０％超、より好ましくは２４．０％以上、さらに好ましくは２９．０％以上、さらに好ましくは３２％以上を下限とする。
他方で、Ｓｉ４＋の含有量を６８．０％以下にすることで、屈折率が低下し難くなることで所望の高屈折率を得易くできる。また、これによりガラス原料の熔解性の低下を抑えられる。従って、Ｓｉ４＋の含有量は、好ましくは６８．０％以下、より好ましくは６３．０％以下、さらに好ましくは５８．０％以下、最も好ましくは５５．０％以下を上限とする。
<About essential ingredients and optional ingredients>
Si 4+ is an essential component that promotes stable glass formation and reduces devitrification (generation of crystals) that is unfavorable for optical glass.
In particular, by setting the Si 4+ content to more than 20.0%, a glass having excellent devitrification resistance can be obtained without deteriorating the transmittance in the infrared region (2700 nm) and the transmittance of λ 5 . In addition, devitrification and coloring can be reduced. Therefore, the lower limit of the Si 4+ content is preferably more than 20.0%, more preferably 24.0% or more, still more preferably 29.0% or more, still more preferably 32% or more.
On the other hand, by setting the Si 4+ content to 68.0% or less, the refractive index is less likely to decrease, and a desired high refractive index can be easily obtained. Further, this can suppress a decrease in the meltability of the glass raw material. Therefore, the content of Si 4+ is preferably 68.0% or less, more preferably 63.0% or less, still more preferably 58.0% or less, and most preferably 55.0% or less.
Ｎｂ５＋は、屈折率を高め、高分散化させ、且つ赤外域（２７００ｎｍ）の透過率及びλ５の透過率を悪化させない必須成分である。
特に、Ｎｂ５＋の含有量を０％超にすることで、目的の光学恒数まで屈折率を高くして本発明の範囲の成分内で調整することでλ５の透過率を改善することができる。従って、Ｎｂ５＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは１１．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎｂ５＋の含有量を３７．０％％以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくし、ガラスの材料コストを低減できる。さらに、ガラスの失透を低減させることができる。従って、Ｎｂ５＋の含有量は、好ましくは３７．０％以下、より好ましくは３２．０％以下、さらに好ましくは２７．０％以下、最も好ましくは２４．０％以下を上限とする。
Nb 5+ is an essential component that increases the refractive index, makes it highly dispersed, and does not deteriorate the transmittance in the infrared region (2700 nm) and the transmittance of λ 5 .
In particular, by setting the content of Nb 5+ to more than 0%, the refractive index can be increased to the target optical constant and adjusted within the range of the present invention to improve the transmittance of λ 5. it can. Therefore, the lower limit of the content of Nb 5+ is preferably more than 0%, more preferably 3.0% or more, still more preferably 8.0% or more, still more preferably 11.0% or more.
On the other hand, by setting the Nb 5+ content to 37.0%% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced and the material cost of glass can be reduced. Further, the devitrification of the glass can be reduced. Therefore, the content of Nb 5+ is preferably 37.0% or less, more preferably 32.0% or less, still more preferably 27.0% or less, and most preferably 24.0% or less.
Ｔｉ４＋は、屈折率を高め、アッベ数を低くする任意成分である。従って、Ｔｉ４＋は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、最も好ましくは０．８％以上を下限とすることが好ましい。
一方で、Ｔｉ４＋は、多量に含有するとλ５の透過率を悪化する。また、Ｔｉ４＋の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの着色を低減でき、内部透過率を高められる。また、これによりλ５の透過率を改善することができる。従って、Ｔｉ４＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは７．０％以下、最も好ましくは５．０％未満を上限とする。
Ti 4+ is an optional component that increases the refractive index and decreases the Abbe number. Therefore, the lower limit of Ti 4+ is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, and most preferably 0.8% or more.
On the other hand, when Ti 4+ is contained in a large amount, the transmittance of λ 5 deteriorates. Further, by setting the Ti 4+ content to 20.0% or less, the coloring of the glass can be reduced and the internal transmittance can be increased. Further, this can improve the transmittance of λ 5 . Therefore, the content of Ti 4+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 10.0% or less, still more preferably 7.0% or less, and most preferably 5.0. The upper limit is less than%.
カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／Ｓｉ４＋は、０超である場合に、所望の屈折率及びアッベ数を維持することができる。さらにそれらの比率を調整することで、赤外域（２７００ｎｍ）の透過率及びλ５の透過率を悪化させることがなく、広範囲で透過率が良いガラスを得ることができる。
従って、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは０超、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．２以上、最も好ましくは０．４以上を下限とする。
他方で、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／Ｓｉ４＋を１．５以下とすることによって、ガラスの着色を低減でき、λ５の透過率を改善させることができ、内部透過率を高められる。従って、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｎｂ５＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは１．５以下、より好ましくは１．０以下、さらに好ましくは０．８５以下、最も好ましくは０．７２％以下を上限とする。
When the ratio of the contents of the cation component (Ti 4+ + Nb 5+ ) / Si 4+ is more than 0, the desired refractive index and Abbe number can be maintained. Further, by adjusting these ratios, it is possible to obtain a glass having good transmittance in a wide range without deteriorating the transmittance in the infrared region (2700 nm) and the transmittance of λ 5 .
Therefore, the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Nb 5+ ) / Si 4+ is preferably more than 0, more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.2 or more, and most preferably 0.4 or more as the lower limit. And.
On the other hand, by setting the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Nb 5+ ) / Si 4+ to 1.5 or less, the coloring of the glass can be reduced, the transmittance of λ 5 can be improved, and the internal permeability can be improved. The rate can be increased. Therefore, the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Nb 5+ ) / Si 4+ is preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, still more preferably 0.85 or less, and most preferably 0.72%. The upper limit is as follows.
Ｚｒ４＋は、０％超を含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高め、λ５の透過率を改善させることができる任意成分である。従って、Ｚｒ４＋は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、最も好ましくは１．０％以上を下限としてもよい。
他方で、ＺｒＯ４成分の含有量を２０．０％以下にすることで、失透を低減でき、且つ、より均質なガラスを得易くなる。従って、Ｚｒ４＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、最も好ましくは７．０％以下を上限とする。
Zr 4+ is an optional component capable of increasing the refractive index and Abbe number of glass and improving the transmittance of λ 5 when it contains more than 0%. Therefore, the lower limit of Zr 4+ may be preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, and most preferably 1.0% or more.
On the other hand, by the content of ZrO 4 components below 20.0%, it is possible to reduce the devitrification and becomes easy to obtain a more homogeneous glass. Therefore, the content of Zr 4+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, more preferably 10.0% or less, and most preferably 7.0% or less.
カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｚｒ４＋）／Ｓｉ４＋は、０超である場合に、ガラスの失透性を改善させ、且つ赤外域（２７００ｎｍ）の透過率を改善させることができる。さらに所望の屈折率及びアッベ数を維持することができる。従って、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｚｒ４＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは０超、より好ましくは０．０１以上、さらに好ましくは０．０５以上、最も好ましくは０．０７以上を下限とする。
他方で、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｚｒ４＋）／Ｓｉ４＋を１．００以下とすることによって、ガラス成形時の耐失透性を向上させ、さらにリヒートプレス時の失透を低減することができる。従って、カチオン成分の含有量の比（Ｔｉ４＋＋Ｚｒ４＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは１．００以下、より好ましくは０．８０以下、さらに好ましくは０．５０以下、最も好ましくは０．２５以下を上限とする。
When the ratio of the contents of the cation component (Ti 4+ + Zr 4+ ) / Si 4+ is more than 0, the devitrification of the glass can be improved and the transmittance in the infrared region (2700 nm) can be improved. Furthermore, the desired refractive index and Abbe number can be maintained. Therefore, the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Zr 4+ ) / Si 4+ is preferably more than 0, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.05 or more, and most preferably 0.07 or more as the lower limit. And.
On the other hand, by setting the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Zr 4+ ) / Si 4+ to 1.00 or less, the devitrification resistance during glass molding is improved and the devitrification during reheat pressing is further reduced. can do. Therefore, the ratio of the content of the cation component (Ti 4+ + Zr 4+ ) / Si 4+ is preferably 1.00 or less, more preferably 0.80 or less, still more preferably 0.50 or less, and most preferably 0.25 or less. Is the upper limit.
Ｒｎ＋（式中、Ｒｎ＋はＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）は、含有量の和が、０％超含有する場合に、ガラスの安定性を向上することができ、且つλ５の透過率を改善させることができる必須成分である。従って、Ｒｎ＋の和は、好ましくは０％超、より好ましくは１４．０％以上、より好ましくは１９．０％以上、さらに好ましくは２４．０％以上、最も好ましくは２７．０％以上を下限とする。
他方で、Ｒｎ＋（式中、Ｒｎ＋はＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、６８．０％以下とすることで、屈折率の低下を抑えられ、且つ過剰な含有による失透を低減できる。従って、好ましくは６８．０％以下、より好ましくは６３．０％以下、さらに好ましくは５８．０％以下、最も好ましくは５５．０％以下を上限とする。
Rn + (in the formula, Rn + is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) can improve the stability of the glass when the sum of the contents is more than 0%. It is an essential component that can be produced and can improve the transmittance of λ 5 . Therefore, the sum of Rn + is preferably more than 0%, more preferably 14.0% or more, more preferably 19.0% or more, still more preferably 24.0% or more, and most preferably 27.0% or more. The lower limit.
On the other hand, the sum of the contents of Rn + (in the formula, Rn + is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is 68.0% or less to reduce the refractive index. It can be suppressed and devitrification due to excessive content can be reduced. Therefore, the upper limit is preferably 68.0% or less, more preferably 63.0% or less, further preferably 58.0% or less, and most preferably 55.0% or less.
Ｌｉ＋は、０％超含有する場合に、λ５の透過率を改善させることができる任意成分である。従って、Ｌｉ＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、より好ましくは１．０％以上を下限としてもよい。
他方で、Ｌｉ＋の含有量を５２．０％以下にすることで、且つ過剰な含有による失透を低減でき、リヒートプレスの失透性も低減できる。
従って、Ｌｉ＋の含有量は、好ましくは５２．０％以下、より好ましくは４７．０％以下、さらに好ましくは４２．０％以下、さらに好ましくは３９．０％以下、さらに好ましくは３４．０％以下、最も好ましくは３１．０％以下を上限とする。
Li + is an optional component that can improve the transmittance of λ 5 when it is contained in excess of 0%. Therefore, the lower limit of the Li + content may be preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, and more preferably 1.0% or more.
On the other hand, by reducing the Li + content to 52.0% or less, devitrification due to excessive content can be reduced, and devitrification of the reheat press can also be reduced.
Therefore, the Li + content is preferably 52.0% or less, more preferably 47.0% or less, still more preferably 42.0% or less, still more preferably 39.0% or less, still more preferably 34.0. % Or less, most preferably 31.0% or less.
Ｎａ＋は、０％超含有する場合に、ガラス原料の熔融性を高められ、λ５の透過率を改善させることができ、熱膨張係数を大きくし、且つ相対屈折率の温度係数を小さくする任意成分である。従って、Ｎａ＋の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは４．０％以上、最も好ましくは７．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎａ＋の含有量を４３．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えられ、且つ過剰な含有による失透を低減できる。
従って、Ｎａ＋の含有量は、好ましくは４３．０％以下、より好ましくは３８．０％以下、さらに好ましくは３３．０％以下、最も好ましくは３０％以下を上限とする。
When Na + is contained in excess of 0%, the meltability of the glass raw material can be enhanced, the transmittance of λ 5 can be improved, the coefficient of thermal expansion is increased, and the temperature coefficient of relative refractive index is decreased. It is an optional ingredient. Therefore, the lower limit of the Na + content is preferably more than 0%, more preferably 4.0% or more, and most preferably 7.0% or more.
On the other hand, by setting the Na + content to 43.0% or less, a decrease in the refractive index can be suppressed and devitrification due to an excessive content can be reduced.
Therefore, the Na + content is preferably 43.0% or less, more preferably 38.0% or less, still more preferably 33.0% or less, and most preferably 30% or less.
Ｋ＋は、０％超含有する場合に、ガラス原料の熔融性を高められ、着色を低減する任意成分である。
他方で、Ｋ＋の含有量を２１．０％以下にすることで、λ５の透過率を改善させることができ、屈折率の上昇を抑え、失透を低減できる。従って、Ｋ＋の含有量は、好ましくは２１．０％以下、より好ましくは１６．０％以下、さらに好ましくは１１．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とする。
K + is an optional component that enhances the meltability of the glass raw material and reduces coloring when it is contained in excess of 0%.
On the other hand, by setting the K + content to 21.0% or less, the transmittance of λ 5 can be improved, the increase in the refractive index can be suppressed, and the devitrification can be reduced. Therefore, the content of K + is preferably 21.0% or less, more preferably 16.0% or less, still more preferably 11.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 6.0. % Or less, most preferably 3.0% or less.
カチオン成分の含有量の比Ｔｉ４＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）は、０超である場合に、所望の屈折率及びアッベ数を維持することができる。
他方で、カチオン成分の含有量の比Ｔｉ４＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）を１．５０以下とすることによって、耐失透性を高めることができ、λ５の透過率を改善させることができ、内部透過率を高められる。従って、カチオン成分の含有量の比Ｔｉ４＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）は、好ましくは１．５０以下、より好ましくは０．６０以下、さらに好ましくは０．４０以下、最も好ましくは０．２０％以下を上限とする。
When the ratio of the content of the cation component Ti 4+ / (Li + + Na + + K + ) is more than 0, the desired refractive index and Abbe number can be maintained.
On the other hand, by setting the ratio of the content of the cation component Ti 4+ / (Li + + Na + + K + ) to 1.50 or less, the devitrification resistance can be improved and the transmittance of λ 5 can be improved. And the internal transmittance can be increased. Therefore, the ratio of the content of the cation component Ti 4+ / (Li + + Na + + K + ) is preferably 1.50 or less, more preferably 0.60 or less, still more preferably 0.40 or less, and most preferably 0. The upper limit is 20% or less.
カチオン成分の含有量の比Ｎｂ５＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）は、０超である場合に、所望の屈折率及びアッベ数を維持することができ、且つ可視域領域の透過率を全体的に改善することができる。従って、カチオン成分の含有量の比Ｎｂ５＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）は、好ましくは０超、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．２５以上、最も好ましくは０．４５以上を下限とする。
他方で、カチオン成分の含有量の比Ｎｂ５＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）を１．５０以下とすることによって、耐失透性を高めることができ、λ５の透過率を改善させることができ、内部透過率を高められる。従って、カチオン成分の含有量の比Ｎｂ５＋／（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）は、好ましくは１．５０以下、より好ましくは１．００以下、さらに好ましくは０．８５以下、最も好ましくは０．６５％以下を上限とする。
When the ratio of the content of the cation component Nb 5+ / (Li + + Na + + K + ) is more than 0, the desired refractive index and Abbe number can be maintained, and the transmittance in the visible region is as a whole. Can be improved. Therefore, the ratio Nb 5+ / (Li + + Na + + K + ) of the content of the cation component is preferably more than 0, more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.25 or more, and most preferably 0.45 or more. Is the lower limit.
On the other hand, by setting the ratio Nb 5+ / (Li + + Na + + K + ) of the content of the cation component to 1.50 or less, the devitrification resistance can be enhanced and the transmittance of λ 5 can be improved. And the internal transmittance can be increased. Therefore, the ratio of the content of the cation component Nb 5+ / (Li + + Na + + K + ) is preferably 1.50 or less, more preferably 1.00 or less, still more preferably 0.85 or less, and most preferably 0. The upper limit is 65% or less.
カチオン成分の含有量の比（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）／Ｓｉ４＋は、０超である場合に、ガラスの熔融性を向上させ、λ５の透過率を改善させることができ、失透を低減することができる。さらに、赤外域（２７００ｎｍ）の透過率を改善させることができる。従って、カチオン成分の含有量の比（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは０超、より好ましくは０．１０以上、さらに好ましくは０．２５以上、最も好ましくは０．４５以上を下限とする。
他方で、カチオン成分の含有量の比（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）／Ｓｉ４＋を２．３０以下とすることによって、化学的耐久性を高められる。従って、カチオン成分の含有量の比（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋＋Ｋ＋）／Ｓｉ４＋は、好ましくは２．３０以下、より好ましくは１．８０以下、さらに好ましくは１．４以下、さらに好ましくは１．００５以下さらに好ましくは０．８５以下、最も好ましくは０．６５％以下を上限とする。
When the ratio of the contents of the cation component (Li + + Na + + K + ) / Si 4+ is more than 0, the meltability of the glass can be improved, the transmittance of λ 5 can be improved, and devitrification can be achieved. It can be reduced. Further, the transmittance in the infrared region (2700 nm) can be improved. Therefore, the ratio of the content of the cation component (Li + + Na + + K + ) / Si 4+ is preferably more than 0, more preferably 0.10 or more, still more preferably 0.25 or more, and most preferably 0.45 or more. Is the lower limit.
On the other hand, the chemical durability can be enhanced by setting the ratio of the contents of the cation component (Li + + Na + + K + ) / Si 4+ to 2.30 or less. Therefore, the ratio of the content of the cation component (Li + + Na + + K + ) / Si 4+ is preferably 2.30 or less, more preferably 1.80 or less, still more preferably 1.4 or less, still more preferably 1. The upper limit is 005 or less, more preferably 0.85 or less, and most preferably 0.65% or less.
Ｒ２＋（式中、Ｒ２＋はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）はガラスの安定性を向上することができる任意成分である。
他方で、Ｒ２＋（式中、Ｒ２＋はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、２０．０％以下とすることで、化学的耐久性の低下及び低分散化が抑えられ、且つ過剰な含有による失透を低減できる。従って、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
R 2+ (in the formula, R 2+ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba) is an optional component capable of improving the stability of the glass.
On the other hand, the sum of the contents of R 2+ (in the formula, R 2+ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba) is 20.0% or less so that the chemical durability is chemical durability. Deterioration of properties and low dispersion can be suppressed, and devitrification due to excessive content can be reduced. Therefore, the upper limit is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, further preferably 8.0% or less, further preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ｍｇ２＋は、化学的耐久性を改善でき低比重化することができる任意成分である。
他方で、Ｍｇ２＋の含有量を２０．０％以下にすることで、高分散化及び屈折率の低下を抑制しつつ、失透を低減できる。従って、Ｍｇ２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
Mg 2+ is an optional component that can improve chemical durability and reduce specific gravity.
On the other hand, by setting the Mg 2+ content to 20.0% or less, devitrification can be reduced while suppressing high dispersion and reduction of the refractive index. Therefore, the content of Mg 2+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0. The upper limit is% or less.
Ｃａ２＋は、ガラスの安定性を向上することができ、且つ低比重化することができる任意成分である。
他方で、Ｃａ２＋成分の含有量を２０．０％以下にすることで、化学的耐久性を改善させ、屈折率の低下を抑えることができる。従って、Ｃａ２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
Ca 2+ is an optional component that can improve the stability of glass and reduce the specific gravity.
On the other hand, by reducing the content of the Ca 2+ component to 20.0% or less, the chemical durability can be improved and the decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the Ca 2+ content is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0. The upper limit is% or less.
Ｓｒ２＋は、ガラスの安定性を向上することができる任意成分である。
他方で、Ｓｒ２＋の含有量を２０．０％以下にすることで、高分散化及びλ５の透過率の悪化及び化学的耐久性悪化を抑えられる。従って、Ｓｒ２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
Sr 2+ is an optional component that can improve the stability of glass.
On the other hand, by setting the Sr 2+ content to 20.0% or less, it is possible to suppress high dispersion, deterioration of the transmittance of λ 5 and deterioration of chemical durability. Therefore, the content of Sr 2+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0. The upper limit is% or less.
Ｂａ２＋は、屈折率を高められることができる任意成分である。
他方で、Ｂａ２＋の含有量を２０．０％以下にすることで、高分散化及び高比重化及び化学的耐久性悪化が抑えられ、且つリヒートプレス時の失透を低減できる。従って、Ｂａ２＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
Ba 2+ is an optional component capable of increasing the refractive index.
On the other hand, by setting the Ba 2+ content to 20.0% or less, high dispersion, high specific gravity, deterioration of chemical durability can be suppressed, and devitrification during reheat pressing can be reduced. Therefore, the content of Ba 2+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0. The upper limit is% or less.
Ｂ３＋は、０％超含有する場合に、安定なガラス形成を促し、また液相温度を下げることができ、耐失透性を高められ、且つガラス原料の熔解性を高められる任意成分である。従って、Ｂ３＋は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、最も好ましくは１．０％以上を下限としてもよい。
他方で、Ｂ３＋の含有量を２０．０％以下とすることで、赤外域の透過率を大幅に改善させることができ、λ５の透過率を改善させることができる。さらに屈折率の低下を抑えられ、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ３＋の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１１．０％以下を上限とする。
さらに、Ｂ３＋の含有量を５．０％以下にすることで赤外域における透過率を向上させることができる。従って、Ｂ３＋の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％、さらに好ましくは０．５％、最も好ましくは０．１％以下を下限とする。
When B 3+ is contained in excess of 0%, it is an optional component that promotes stable glass formation, lowers the liquidus temperature, enhances devitrification resistance, and enhances the meltability of the glass raw material. .. Therefore, the lower limit of B 3+ may be preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, and most preferably 1.0% or more.
On the other hand, by setting the B 3+ content to 20.0% or less, the transmittance in the infrared region can be significantly improved, and the transmittance of λ 5 can be improved. Further, the decrease in the refractive index can be suppressed, and the deterioration of the chemical durability can be suppressed. Therefore, the content of B 3+ is preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 11.0% or less.
Further, the transmittance in the infrared region can be improved by setting the B 3+ content to 5.0% or less. Therefore, the content of B 3+ is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.0%, still more preferably 0.5%, and most preferably 0.1% or less. Is the lower limit.
Ｚｎ２＋は、安価であり且つ高分散側へ調整することができる任意成分である。Ｚｎ２＋の含有量を２８．０％未満にすることで、失透や着色を低減することができる。従って、Ｚｎ２＋の含有量は、好ましくは２８．０％未満、より好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 Zn 2+ is an optional component that is inexpensive and can be adjusted toward a high dispersion side. By setting the Zn 2+ content to less than 28.0%, devitrification and coloring can be reduced. Therefore, the Zn 2+ content is preferably less than 28.0%, more preferably 18.0% or less, still more preferably 10.0% or less, still more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0. % Or less, most preferably 1.0% or less.
カチオン成分の含有量の和（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋＋Ｙｂ３＋）は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、且つλ５の透過率を改善させることができる。
他方で、カチオン成分の含有量の和（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋＋Ｙｂ３＋）を１５．０％以下にすることで、アッベ数の上昇を抑えられ、失透を低減できる。従って、カチオン成分の含有量の和（Ｌａ３＋＋Ｇｄ３＋＋Ｙ３＋＋Ｙｂ３＋）は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
The sum of the contents of the cation components (La 3+ + Gd 3+ + Y 3+ + Yb 3+ ) can increase the refractive index and improve the transmittance of λ 5 when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting the sum of the contents of the cation components (La 3+ + Gd 3+ + Y 3+ + Yb 3+ ) to 15.0% or less, an increase in the Abbe number can be suppressed and devitrification can be reduced. Therefore, the sum of the contents of the cation components (La 3+ + Gd 3+ + Y 3+ + Yb 3+ ) is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, most preferably 3.0% or less. The upper limit is 1.0% or less.
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋及びＹｂ３＋は、少なくともいずれかを含有することで、屈折率を高め、且つλ５の透過率を改善させることができる。
特に、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋及びＹｂ３＋のそれぞれの含有量を１５．０％以下にすることで、高分散化が抑えられ、失透を低減できる。従って、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋及びＹｂ３＋のそれぞれの含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
By containing at least one of La 3+ , Gd 3+ , Y 3+ and Yb 3+ , the refractive index can be increased and the transmittance of λ 5 can be improved.
In particular, by setting the content of each of La 3+ , Gd 3+ , Y 3+ and Yb 3+ to 15.0% or less, high dispersion can be suppressed and devitrification can be reduced. Therefore, the respective contents of La 3+ , Gd 3+ , Y 3+ and Yb 3+ are preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1 The upper limit is 0.0% or less.
Ｔａ５＋は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、アッベ数及び部分分散比を下げ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。Ｔａ５＋の含有量を１５．０％以下にすることで、希少鉱物資源であるＴａ５＋の使用量が減り、且つガラスがより低温で熔解し易くなるため、ガラスの生産コストを低減できる。また、これによりＴａ５＋の過剰な含有によるガラスの失透を低減できる。従って、Ｔａ５＋分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。特に、ガラスの材料コストを低減させる観点では、Ｔａ５＋を含有しなくてもよい。 Ta 5+ is an optional component capable of increasing the refractive index, lowering the Abbe number and the partial dispersion ratio, and increasing the devitrification resistance when the content exceeds 0%. By reducing the content of Ta 5+ to 15.0% or less, the amount of Ta 5+ , which is a rare mineral resource, is reduced, and the glass is easily melted at a lower temperature, so that the production cost of glass can be reduced. Further, this can reduce the devitrification of the glass due to the excessive content of Ta 5+ . Therefore, the content of Ta 5+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost of glass, Ta 5+ may not be contained.
Ｗ６＋は、屈折率を高めて且つガラス原料の熔解性を高められる任意成分である。Ｗ６＋の含有量を１５．０％以下にすることで、λ５の透過率の悪化を改善でき、且つ、ガラスの着色を低減して内部透過率を高められ、失透性悪化を防止して、材料コストを低減させることができる。従って、Ｗ６＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 W 6+ is an optional component that can increase the refractive index and the meltability of the glass raw material. By reducing the W 6+ content to 15.0% or less, the deterioration of the transmittance of λ 5 can be improved, the coloring of the glass can be reduced, the internal transmittance can be increased, and the deterioration of the devitrification property can be prevented. Therefore, the material cost can be reduced. Therefore, the content of W 6+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, further preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ｐ５＋は、ガラスの安定性を高められる任意成分である。Ｐ５＋の含有量を１５．０％以下にすることで、Ｐ５＋の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｐ５＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 P 5+ is an optional component that can enhance the stability of the glass. The content of P 5+ by below 15.0% can be reduced devitrification due to excessive content of P 5+. Therefore, the content of P 5+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ｇｅ４＋は、屈折率を高め、且つ失透を低減できる任意成分である。Ｇｅ４＋の含有量を１５．０％以下にすることで、高価なＧｅ４＋の使用量が低減されるため、ガラスの材料コストを低減できる。従って、Ｇｅ４＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 Ge 4+ is an optional component that can increase the refractive index and reduce devitrification. By reducing the content of Ge 4+ to 15.0% or less, the amount of expensive Ge 4+ used can be reduced, so that the material cost of glass can be reduced. Therefore, the content of Ge 4+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ａｌ３＋及びＧａ３＋は、屈折率を高め、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ａｌ３＋及びＧａ３＋のそれぞれの含有量を１５．０％以下にすることでＡｌ３＋やＧａ３＋の過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ａｌ３＋及びＧａ３＋のそれぞれの含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
Al 3+ and Ga 3+ are optional components that can increase the refractive index and the devitrification resistance.
On the other hand, by reducing the respective contents of Al 3+ and Ga 3+ to 15.0% or less, devitrification due to excessive content of Al 3+ and Ga 3+ can be reduced. Therefore, the respective contents of Al 3+ and Ga 3+ are preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, further preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less. And.
Ｂｉ３＋は、屈折率を高めてアッベ数を低くでき、且つガラス転移点を低くできる任意成分である。Ｂｉ３＋の含有量を１５．０％以下にすることで、部分分散比を上昇し難くでき、且つ、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。従って、Ｂｉ３＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 Bi 3+ is an optional component that can increase the refractive index, reduce the Abbe number, and lower the glass transition point. By setting the Bi 3+ content to 15.0% or less, it is possible to make it difficult to increase the partial dispersion ratio, and it is possible to reduce the coloring of the glass and increase the internal transmittance. Therefore, the content of Bi 3+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ｔｅ４＋は、屈折率を高め、部分分散比を低くでき、且つガラス転移点を低くできる任意成分である。Ｔｅ４＋の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの着色を低減して内部透過率を高めることができる。また、高価なＴｅ４＋の使用を低減することで、より材料コストの安いガラスを得られる。従って、Ｔｅ４＋の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 Te 4+ is an optional component capable of increasing the refractive index, lowering the partial dispersion ratio, and lowering the glass transition point. By setting the content of Te 4+ to 15.0% or less, the coloring of the glass can be reduced and the internal transmittance can be increased. Further, by reducing the use of expensive Te 4+ , it is possible to obtain glass having a lower material cost. Therefore, the content of Te 4+ is preferably 15.0% or less, more preferably 8.0% or less, further preferably 3.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
Ｓｎ４＋は、熔解したガラスを清澄（脱泡）でき、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。Ｓｎ４＋の含有量を１．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を生じ難くすることができる。また、Ｓｎ４＋と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図ることができる。従って、Ｓｎ４＋の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下を上限とする。 Sn 4+ is an optional component that can clarify (defoam) the molten glass and increase the visible light transmittance of the glass. By setting the Sn 4+ content to 1.0% or less, it is possible to prevent coloring of the glass and devitrification of the glass due to reduction of the molten glass. Further, since the alloying of Sn 4+ and the melting equipment (particularly noble metal such as Pt) is reduced, the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the Sn 4+ content is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, still more preferably 0.1% or less.
Ｓｂ３＋は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Ｓｂ３＋の含有量を１．０％以下にすることで、λ５の透過率の悪化を改善でき、過度の発泡を生じ難くでき、且つ、熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化を低減できる。従って、Ｓｂ３＋の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２％以下、最も好ましくは０．１％以下を上限とする。
Sb 3+ is an optional component capable of defoaming molten glass when it contains more than 0%.
On the other hand, by reducing the content of Sb 3+ to 1.0% or less, the deterioration of the transmittance of λ 5 can be improved, excessive foaming can be prevented from occurring, and the melting equipment (particularly a precious metal such as Pt) can be used. Can reduce alloying. Therefore, the content of Sb 3+ is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, still more preferably 0.2% or less, and most preferably 0.1% or less.
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｎ４＋及びＳｂ３＋に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 The component that clarifies and defoams the glass is not limited to the above Sn 4+ and Sb 3+ , and a clarifying agent, a defoaming agent, or a combination thereof known in the field of glass production can be used. ..
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<Ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferable to be contained will be described.
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加できる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔａを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。 Other components can be added as needed without impairing the properties of the glass of the present invention. However, each transition metal component such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb, Lu and Ta, respectively. The glass is colored even when it is contained alone or in combination in a small amount, and has the property of causing absorption at a specific wavelength in the visible region. Is preferable.
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。 Further, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components having a high environmental load, it is desirable that they are not substantially contained, that is, they are not contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。 Furthermore, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se has tended to refrain from being used as a harmful chemical substance in recent years, and is used not only in the glass manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Up to this point, environmental measures are required. Therefore, when the environmental impact is important, it is preferable that these are not substantially contained.
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗熔融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１０００〜１４００℃の温度範囲で２〜５時間熔融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、９５０〜１２５０℃の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, the above raw materials are uniformly mixed so that each component is within a predetermined content range, and the prepared mixture is put into a platinum crucible, a quartz crucible or an alumina crucible to be roughly melted, and then a gold crucible and a platinum crucible. , Platinum alloy crucible or iridium crucible, melt in a temperature range of 1000 to 1400 ° C for 2 to 5 hours, homogenize with stirring to break bubbles, etc., then lower to a temperature of 950 to 1250 ° C and then finish stirring. It is produced by removing the crucible, casting it into a mold, and slowly cooling it.
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、高い屈折率と所定の範囲のアッベ数を有する。
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．６００００以上、より好ましくは１．６４０００、さらに好ましくは１．６８０００以上、さらに好ましくは１．７００００以上を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは１．８７０００以下、より好ましくは１．８５０００以下、より好ましくは１．８３０００未満を上限とする。
本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは１５．０以上、より好ましくは２０．０以上、さらに好ましくは２５．０以上を下限とする。他方で、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３９．５未満、より好ましくは３６．５以下、さらに好ましくは３４．０以下を上限とする。
このような屈折率及びアッベ数を有する本発明の光学ガラスは光学設計上有用であり、特に高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができるため、光学設計の自由度を広げることができる。
<Physical characteristics>
The optical glass of the present invention has a high refractive index and an Abbe number in a predetermined range.
Refractive index of the optical glass of the present invention (n d) is preferably 1.60000 or more, more preferably 1.64000, more preferably 1.68000 or more, more preferably the lower limit or more 1.70000. The upper limit of the refractive index is preferably 1.87,000 or less, more preferably 1.85,000 or less, and more preferably less than 1.83000.
The Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 15.0 or more, more preferably 20.0 or more, still more preferably 25.0 or more as the lower limit. On the other hand, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably less than 39.5, more preferably 36.5 or less, still more preferably 34.0 or less.
The optical glass of the present invention having such a refractive index and Abbe number is useful in optical design, and the optical system can be miniaturized while achieving particularly high imaging characteristics, so that the optical design is free. You can increase the degree.
本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０±０．１ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す波長（λ５）は、好ましくは３９０ｎｍ以下、より好ましくは３８０以下ｎｍ、さらに好ましくは３７０ｎｍ以下、最も好ましくは３６５ｎｍ以下を上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
Expressed in terms of glass transmittance, the optical glass of the present invention has a wavelength (λ 5 ) showing a spectral transmittance of 5% in a sample having a thickness of 10 ± 0.1 mm, preferably 390 nm or less, more preferably 380 nm or less. The upper limit is more preferably 370 nm or less, and most preferably 365 nm or less.
As a result, the absorbing edge of the glass becomes near the ultraviolet region, and the transparency of the glass with respect to visible light is enhanced. Therefore, this optical glass can be preferably used for an optical element such as a lens that transmits light.
本発明の光学ガラスは、赤外域（２７００ｎｍ）における透過率が高いことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、厚み１０±０．１ｍｍのサンプルに対する波長（２７００ｎｍ）の透過率が、好ましくは５５％以上、より好ましくは６０％以上、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７５％以上、最も好ましくは８０％以上を下限とする。
The optical glass of the present invention preferably has a high transmittance in the infrared region (2700 nm).
In particular, the optical glass of the present invention has a transmittance of a wavelength (2700 nm) with respect to a sample having a thickness of 10 ± 0.1 mm, preferably 55% or more, more preferably 60% or more, more preferably 65% or more, still more preferably. The lower limit is 70% or more, more preferably 75% or more, and most preferably 80% or more.
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製できる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりできる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
[Preform and optical element]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced by using a mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. That is, a preform for mold press molding is produced from optical glass, and the preform is subjected to reheat press molding and then polished to produce a glass molded product, or, for example, polished. A glass molded body can be produced by performing precision press molding on the preform. The means for producing the glass molded body is not limited to these means.
このようにして作製されるガラス成形体は、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、レンズやプリズム等の光学素子の用途に用いることが好ましい。これにより、光学素子が設けられる光学系の透過光における、色収差による色のにじみが低減される。そのため、この光学素子をカメラに用いた場合は撮影対象物をより正確に表現でき、この光学素子をプロジェクタに用いた場合は所望の映像をより高精彩に投影できる。 The glass molded body produced in this manner is useful for various optical elements, but it is particularly preferable to use it for applications of optical elements such as lenses and prisms. As a result, color bleeding due to chromatic aberration in the transmitted light of the optical system provided with the optical element is reduced. Therefore, when this optical element is used in a camera, an object to be photographed can be expressed more accurately, and when this optical element is used in a projector, a desired image can be projected with higher definition.
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６１）及び比較例Ａの組成、並びに、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ＩＲ測定（波長２７００ｎｍおける透過率））、透過率λ５の結果を表１〜表９に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。 The composition of Example (Nanba1～nanba61) and Comparative Example A of the present invention, and a refractive index (n d), Abbe number ([nu d), IR measurement (wavelength 2700nm definitive transmittance)), transmittance The results of λ 5 are shown in Tables 1 to 9. The following examples are for purposes of illustration only, and are not limited to these examples.
実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定し、表に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、石英製坩堝（ガラスの熔融性によっては白金坩堝、アルミナ坩堝を用いても構わない）に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１１００〜１４００℃の温度範囲で０．５〜５時間熔解した後、白金坩堝に移して攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１０００〜１２００℃に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。 The glasses of Examples and Comparative Examples are of high purity, which are used for ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, metaphosphate compounds, etc., which correspond to each component as a raw material. After selecting the raw materials, weighing them to the composition ratios of the examples and comparative examples shown in the table and mixing them uniformly, use a quartz crucible (depending on the meltability of the glass, a platinum crucible or an alumina crucible). It does not matter), and after melting in an electric furnace in a temperature range of 1100 to 1400 ° C. for 0.5 to 5 hours depending on the difficulty of melting the glass composition, it is transferred to a platinum crucible and stirred to homogenize to break bubbles, etc. After that, the temperature was lowered to 1000 to 1200 ° C., the mixture was stirred and homogenized, cast into a mold, and slowly cooled to prepare glass.
実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎｄ）は、ＪＩＳ Ｂ ７０７１−２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（νｄ）は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎｄ）、及びアッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。 The refractive index of the glass of the Examples and Comparative Examples (n d) is, JIS B 7071-2: according to the V block method specified in 2018, indicated by measured values for helium lamp d line (587.56 nm) .. The Abbe number (ν d ) is the refractive index of the d line, the refractive index of the hydrogen lamp with respect to the F line (486.13 nm) (n F ), and the refractive index with respect to the C line (656.27 nm) (n C ). It was calculated from the formula of Abbe number (ν d ) = [(n d -1) / (n F −n C )] using the value of. These refractive indexes ( nd ) and Abbe number (ν d ) were determined by measuring the glass obtained at a slow cooling rate of −25 ° C./hr.
実施例及び比較例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。具体的には、ガラスバルク材を、対面を平行に研磨した厚さ１０±０．１ｍｍの試料とし、ＪＯＧＩＳ０２−１９７５に規定される方法で光線透過率（分光透過率）、λ５（透過率５％時の波長）を求めた。 The transmittance of the glass of Examples and Comparative Examples was measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS02. Specifically, a glass bulk material is used as a sample having a thickness of 10 ± 0.1 mm obtained by polishing the opposite surfaces in parallel, and the light transmittance (spectral transmittance) and λ 5 (transmittance) are determined by the method specified in JOBIS02-1975. The wavelength at 5%) was determined.
実施例及び比較例のガラスの赤外域（２７００ｎｍ）の透過率は、ガラスバルク材を、対面を平行に研磨した厚さ１０±０．１ｍｍの試料とし、赤外分光光度計（ＩＲ−７００：日本分光社）を使い、取扱説明書に規定された方法に則って測定した。
For the transmittance of the glass of Examples and Comparative Examples in the infrared region (2700 nm), a glass bulk material was used as a sample having a thickness of 10 ± 0.1 mm obtained by polishing the opposite surfaces in parallel, and an infrared spectrophotometer (IR-700:: The measurement was performed according to the method specified in the instruction manual using JASCO Corporation.
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．６００００以上であるとともに、１．８７０００以下であり所望の範囲内であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が１５．０以上であるとともに３９．５未満であり所望の範囲内であった。
The optical glasses of Examples of the present invention are both refractive index (n d) with at 1.60000 or more, were within the desired range is at 1.87000 or less.
In addition, the optical glasses of the examples of the present invention all had an Abbe number (ν d ) of 15.0 or more and less than 39.5, which were within a desired range.
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも５％透過率波長（λ５）が３９０ｎｍ以下であり、赤外域（２７００ｎｍ）の透過率は５５％以上であった。 As shown in the table, all of the optical glasses of the examples had a 5% transmittance wavelength (λ 5 ) of 390 nm or less and a transmittance of 55% or more in the infrared region (2700 nm).
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
Although the present invention has been described in detail above for the purpose of exemplification, the present embodiment is merely for the purpose of exemplification, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the idea and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (4)
Ｎｂ５＋を０％超、Ｔｉ４＋を２０．０％以下、Ｚｎ２＋を２８％未満、Ｌｉ＋を５２％以下、Ｓｉ４＋を２０％超、含有し、
赤外域（２７００ｎｍ）の透過率が５５％以上であり、
屈折率（ｎｄ）が１．８７０００以下、アッベ数（νｄ）が３９．５未満である光学ガラス。 In cation% (mol%) display,
Nb 5+ is more than 0%, Ti 4+ is 20.0% or less, Zn 2+ is less than 28%, Li + is 52% or less, and Si 4+ is more than 20%.
The transmittance in the infrared region (2700 nm) is 55% or more.
Refractive index (n d) 1.87000 or less, the Abbe number ([nu d) is an optical glass is less than 39.5.
An optical glass for reheat pressing, which comprises the optical glass according to any one of claims 1 to 3.
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