JP2022501303A - Optical glass, preforms, optical elements and their optical equipment - Google Patents
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Abstract
光学ガラスは、重量百分率で、0〜10%のSiO2と、5〜25%のB2O3と、0〜15%のZrO2と、10〜25%のZnOと、2〜30%のTiO2+Nb2O5+WO3と、30〜55%のLn2O3とを含有しており、前記Ln2O3はLa2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3の合計含有量であり、B2O3/Ln2O3は0.3〜0.8であり、Y2O3/B2O3は0.15〜2である。光学ガラスは、1.84〜1.87の屈折率(nd)及び38〜41のアッベ数(vd)を有しており、一方で、耐失透性及び泡の程度に優れ、化学的安定性が高い。Optical glass has 0 to 10% SiO2, 5 to 25% B2O3, 0 to 15% ZrO2, 10 to 25% ZnO, 2 to 30% TiO2 + Nb2O5 + WO3, and 30 to 30% by weight. It contains 55% Ln2O3, said Ln2O3 is the total content of La2O3, Gd2O3, Y2O3, and Yb2O3, B2O3 / Ln2O3 is 0.3-0.8, and Y2O3 / B2O3 is 0.15. ~ 2. Optical glass has a refractive index (nd) of 1.84 to 1.87 and an Abbe number (vd) of 38 to 41, while having excellent devitrification resistance and degree of foaming, and being chemically stable. Highly sex.
Description
本発明は光学ガラスの分野に属し、特に光学ガラス、プリフォーム、光学素子及びその光学機器に関する。 The present invention belongs to the field of optical glass, and particularly relates to optical glass, preforms, optical elements and optical instruments thereof.
光学ガラスは、光学機器のレンズ、プリズム、及びリフレクターの製造に使用でき、光学ガラスから製造されたすべての部品は、光学機器の重要な要素である。屈折率(nd)が1.84〜1.87、アッベ数(vd)が38〜41の光学ガラスは、その優れた透過率及び高屈折率によって、カメラ、望遠鏡、顕微鏡、及びその他の精密光学機器のレンズの製造に広く適用されている。近年、小型で軽量な光学機器を実現する傾向があり、光学素子を減少させるために、非球面レンズが利用されている。一方で、市場の需要もますます高まっている。 Optical glass can be used in the manufacture of lenses, prisms, and reflectors for optical instruments, and all components made from optical glass are important elements of optical equipment. Optical glasses with a refractive index (nd) of 1.84 to 1.87 and an Abbe number (vd) of 38 to 41 have excellent transmissivity and high refractive index, which makes them suitable for cameras, telescopes, microscopes, and other precision optics. Widely applied in the manufacture of equipment lenses. In recent years, there has been a tendency to realize small and lightweight optical devices, and aspherical lenses have been used to reduce the number of optical elements. On the other hand, market demand is also increasing.
しかし、非球面レンズは、ホットプレス成形、次に、研磨、研削、及び溶融ガラスの再製造を行う従来の方法によると、コストが高く、操作工程が複雑である。正確な鋳型成形が、光学ガラスから作製された光学素子を作製する方法であり、操作が簡単で低コストである。しかし、この方法で製造された非球面レンズは、ガラス材料の特性に対する要件が高く、すなわち、正確な鋳型成形、高い耐失透性、低融点、及び優れた泡の程度を容易に実現することが求められる。光学素子が、デジタルカメラ、ビジコン、及びその他の屋外で長期間使用する写真機器に使用される場合、レンズのサービス品質及び寿命を確保するために、光学ガラス材料はさらに、屋外環境で水や酸等の腐食に耐える優れた化学的安定性を有する必要がある。また、特別な温度で作動させる光学機器にとって、温度が変化した場合にガラスの膨張及び収縮の度合を低下させるために、ガラス材料はさらに良好な熱膨張係数を有する必要がある。 However, aspherical lenses are expensive and complicated to operate according to conventional methods of hot press molding, then polishing, grinding, and remanufacturing of molten glass. Accurate molding is a method of manufacturing an optical element made of optical glass, which is easy to operate and low in cost. However, aspheric lenses manufactured by this method have high requirements for the properties of the glass material, i.e., to easily achieve accurate molding, high devitrification resistance, low melting point, and excellent foam degree. Is required. When the optics are used in digital cameras, vidicons, and other outdoor photographic equipment, the optical glass material is further water or acid in the outdoor environment to ensure the service quality and longevity of the lens. It is necessary to have excellent chemical stability to withstand corrosion such as. Also, for optical instruments operated at special temperatures, the glass material needs to have a better coefficient of thermal expansion in order to reduce the degree of expansion and contraction of the glass when the temperature changes.
特許CN104803600A、CN104098267A、及びCN105819682Aは、それぞれ、本発明と同一又は類似の屈折率(nd)及びアッベ数(vd)を有する光学ガラスを提供するが、他の要件を満たすことができない。 Patents CN104803600A, CN104098627A, and CN105891682A provide optical glasses having the same or similar refractive index (nd) and Abbe number (vd) as the present invention, respectively, but cannot meet other requirements.
従来技術の不足の観点から、本発明は、屈折率(nd)が1.84〜1.87であり、アッベ数(vd)が38〜41である光学ガラスを提供することを目的としている。光学ガラスは精密なプレス成形が容易で、耐失透性が高く、泡の程度が高く、化学的安定性が高く、低コストである。 From the viewpoint of lack of prior art, it is an object of the present invention to provide an optical glass having a refractive index (nd) of 1.84 to 1.87 and an Abbe number (vd) of 38 to 41. Optical glass is easy to press-mold with precision, has high devitrification resistance, has a high degree of foaming, has high chemical stability, and is low in cost.
本発明は、さらに、その光学ガラスから作製されたプリフォーム、光学素子、及び光学機器を提供する。 The present invention further provides preforms, optical elements, and optical instruments made from the optical glass.
その目的を達成するために適用される技術的解決策は、以下の通りである。 The technical solutions applied to achieve that goal are:
光学ガラスは、重量百分率で、0〜10%のSiO2と、5〜25%のB2O3と、0〜15%のZrO2と、10〜25%のZnO、2〜30%のTiO2+Nb2O5+WO3と、30〜55%のLn2O3とを含有しており、Ln2O3がLa2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3の合計含有量であり、B2O3/Ln2O3が0.3〜0.8であり、Y2O3/B2O3が0.15〜2である。 Optical glass, in weight percent, 0 to 10% SiO 2, 5 to 25% B 2 O 3, 0 to 15 percent of ZrO 2, 10 to 25 percent of ZnO, 2 to 30% of the TiO It contains 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 and 30-55% Ln 2 O 3 , where Ln 2 O 3 is La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3. a total content of, B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.3~0.8, Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.15 to 2.
さらに、前記光学ガラスは、重量百分率で、0〜10%のROと、0〜10%のRn2Oと、0〜1%の清澄剤とを含有しており、ROがMgO、CaO、SrO、又はBaOの1つ以上であり、Rn2OがLi2O、Na2O、K2Oのうち1つ以上であり、清澄剤がSb2O3、SnO2、CeO2の1つ以上である。 Further, the optical glass contains 0 to 10% RO, 0 to 10% Rn 2 O, and 0 to 1% clearing agent by weight percentage, and RO is MgO, CaO, SrO. , Or one or more of BaO, Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O, and the clarifying agent is one or more of Sb 2 O 3 , SnO 2, and CeO 2. Is.
光学ガラスは、重量百分率で、0〜10%のSiO2と、5〜25%のB2O3と、0〜15%のZrO2と、10〜25%のZnOと、2〜30%のTiO2+Nb2O5+WO3と、30〜55%のLn2O3と、0〜10%のROと、0〜10%のRn2Oと、0〜1%の清澄剤とを含有しており、Ln2O3がLa2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3の合計含有量であり、ROがMgO、CaO、SrO、又はBaOの1つ以上であり、Rn2OがLi2O、Na2O、K2Oの1つ以上であり、清澄剤がSb2O3、SnO2、CeO2の1つ以上であり、B2O3/Ln2O3が0.3〜0.8であり、Y2O3/B2O3が0.15〜2である。 Optical glass, in weight percent, 0 to 10% SiO 2, 5 to 25% B 2 O 3, 0 to 15 percent of ZrO 2, and 10% to 25% of ZnO, of 2-30% Contains TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 , 30-55% Ln 2 O 3 , 0-10% RO, 0-10% Rn 2 O, and 0-1% clarifier. Ln 2 O 3 is the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , and Yb 2 O 3 , and RO is one or more of MgO, CaO, SrO, or BaO. Yes, Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, the clarifying agent is one or more of Sb 2 O 3 , SnO 2, and CeO 2 , and B 2 O 3 / Ln. 2 O 3 is 0.3 to 0.8, and Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.15 to 2.
さらに、前記光学ガラスによれば、全構成要素の含有量が次の4つの条件を1つ以上満たす。 Further, according to the optical glass, the content of all the components satisfies one or more of the following four conditions.
1)SiO2/(SiO2+B2O3)は0〜0.25である。 1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0 to 0.25.
2)Y2O3/Ln2O3が0.08〜0.45である。 2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.08 to 0.45.
3)Y2O3/Gd2O3が0.3〜3である。 3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is 0.3 to 3.
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.16〜0.8である。 4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.16 to 0.8.
さらに前記光学ガラスによれば、SiO2が1〜8%、及び/又はB2O3が10〜23%、及び/又はgZrO2が1〜10%、及び/又はZnOが10〜20%、及び/又はTiO2+Nb2O5+WO3が4〜22%、及び/又はLn2O3が35〜52%、及び/又はROが0〜5%、及び/又はR2Oが0〜5%、及び/又は清澄剤が0〜0.5%である。 Further, according to the optical glass, SiO 2 is 1 to 8%, and / or B 2 O 3 is 10 to 23%, and / or gZrO 2 is 1 to 10%, and / or ZnO is 10 to 20%. And / or TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 4-22%, and / or Ln 2 O 3 35-52%, and / or RO 0-5%, and / or R 2 O 0-5. % And / or the clarifying agent is 0 to 0.5%.
さらに、前記光学ガラスによれば、全構成要素の含有量が次の6つの条件を1つ以上満たす。 Further, according to the optical glass, the content of all the components satisfies one or more of the following six conditions.
1)SiO2/(SiO2+B2O3)が0.05〜0.23である。 1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.05 to 0.23.
2)Y2O3/Ln2O3が0.1〜0.4である。 2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.1 to 0.4.
3)Y2O3/Gd2O3が0.5〜2.5である。 3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is 0.5 to 2.5.
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.2〜0.7である。 4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.2 to 0.7.
5)B2O3/Ln2O30.3〜0.6である。 5) B 2 O 3 / Ln 2 O 3 0.3 to 0.6.
6)Y2O3/B2O3が0.2〜1.5である。 6) Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.2 to 1.5.
さらに、前記光学ガラスによると、1〜4%のSiO2、及び/又はB2O3が15〜20%、及び/又はZrO2が2〜6%、及び/又はZnOが13〜17%、及び/又はTiO2+Nb2O5+WO3が10〜18%、及び/又はLn2O3が40〜50%である。 Further, according to the optical glass, 1 to 4% SiO 2 and / or B 2 O 3 is 15 to 20%, and / or ZrO 2 is 2 to 6%, and / or ZnO is 13 to 17%. And / or TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 is 10 to 18%, and / or Ln 2 O 3 is 40 to 50%.
さらに、前記光学ガラスによれば、全構成要素の含有量が次の6つの条件を1つ以上満たす。 Further, according to the optical glass, the content of all the components satisfies one or more of the following six conditions.
1)SiO2/(SiO2+B2O3)が0.08〜0.2である。 1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.08 to 0.2.
2)Y2O3/Ln2O3が0.1〜0.3である。 2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.1 to 0.3.
3)Y2O3/Gd2O3が1より大きく2以下である。 3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is greater than 1 and less than or equal to 2.
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.3〜0.6である。 4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.3 to 0.6.
5)B2O3/Ln2O3が0.3〜0.5である。 5) B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.3 to 0.5.
6)Y2O3/B2O3が0.3〜1である。 6) Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.3 to 1.
さらに、前記光学ガラスによれば、Nb2O5が1〜15%、及び/又はWO3が1〜15%、及び/又はTiO2が0〜10%、及び/又はLa2O3が20〜45%、及び/又はGd2O3が0〜15%、及び/又はY2O3が1〜15%、及び/又はYb2O3が0〜5%である。 Further, according to the optical glass, Nb 2 O 5 is 1 to 15%, and / or WO 3 is 1 to 15%, and / or TIO 2 is 0 to 10%, and / or La 2 O 3 is 20. ~ 45% and / or Gd 2 O 3 is 0 to 15%, and / or Y 2 O 3 is 1 to 15%, and / or Yb 2 O 3 is 0 to 5%.
さらに、前記光学ガラスによれば、Nb2O5が2〜10%、及び/又はWO3が2〜12%、及び/又はTiO2が0〜5%、及び/又はLa2O3が25〜40%、及び/又はGd2O3が1〜10%、及び/又はY2O3は3〜15%である。 Further, according to the optical glass, Nb 2 O 5 is 2 to 10%, and / or WO 3 is 2 to 12%, and / or TIO 2 is 0 to 5%, and / or La 2 O 3 is 25. ~ 40% and / or Gd 2 O 3 is 1-10%, and / or Y 2 O 3 is 3-15%.
さらに、前記光学ガラスによれば、Nb2O5が4〜8%、及び/又はWO3が6〜10%、及び/又はLa2O3が30〜35%、及び/又はGd2O3が3〜7%、及び/又はY2O3が6〜10%であり、及び/又はTiO2が含まれない。 Further, according to the optical glass, Nb 2 O 5 is 4 to 8%, and / or WO 3 is 6 to 10%, and / or La 2 O 3 is 30 to 35%, and / or Gd 2 O 3. Is 3-7% and / or Y 2 O 3 is 6-10% and / or TiO 2 is not included.
さらに、その光学ガラスによれば、その屈折率(nd)は1.84〜1.87、好ましくは1.85〜1.86であり、アッベ数(vd)は38.0〜41.0、好ましくは38.5〜40.0である。 Further, according to the optical glass, the refractive index (nd) is 1.84 to 1.87, preferably 1.85 to 1.86, and the Abbe number (vd) is 38.0 to 41.0. It is preferably 38.5 to 40.0.
さらに、前記光学ガラスによれば、光学ガラスの粉末法による水の耐久性(DW)が等級2以上、好ましくは等級1である。粉末法による耐酸性(DA)が等級3以上、好ましくは等級2である。その泡の程度が等級A以上、好ましくは等級A0以上である。 Further, according to the optical glass, the durability ( DW ) of water by the powder method of the optical glass is grade 2 or higher, preferably grade 1. Acid resistance by a powder method (D A) is grade 3 or more, preferably grade 2. The degree of foam is grade A or higher, preferably grade A0 or higher.
さらに、光学ガラスによれば、熱膨張係数(α−30°C〜70°C)は75×10−7/K以下、好ましくはα−30°C〜70°Cは70×10−7/K以下である。その転化温度(Tg)は、640℃以下、好ましくは630℃以下、さらに好ましくは625℃以下である。光学ガラスの結晶化温度の上限は1,250℃以下、好ましくは1,200℃以下、さらに好ましくは1,180℃以下である。 Further, according to the optical glass, the coefficient of thermal expansion (α -30 ° C to 70 ° C ) is 75 × 10 -7 / K or less, preferably 70 × 10 -7 / K for α -30 ° C to 70 ° C. It is K or less. The conversion temperature (Tg) is 640 ° C. or lower, preferably 630 ° C. or lower, and more preferably 625 ° C. or lower. The upper limit of the crystallization temperature of the optical glass is 1,250 ° C. or lower, preferably 1,200 ° C. or lower, and more preferably 1,180 ° C. or lower.
ガラスプリフォームは、前記光学ガラスで作製される。 The glass preform is made of the optical glass.
光学素子は、前記光学ガラス又は前記ガラスプリフォームから作製される。 The optical element is made of the optical glass or the glass preform.
光学機器は、前記光学素子から作製される。 The optical device is manufactured from the optical element.
本発明により提供される高屈折及び低分散のガラス材料は、優れた耐失透性を有し、精密プレス成形が容易であり、希土類酸化物等の高価な原料の含有量を抑制し、コストを下げる。したがって、精密プレス成形過程での促進及び応用に適している。一方、生成物の生産量を改善するために、ガラスの化学的安定性及び泡の程度は、本発明における合理的な構成要素の比率によって改善される。いくつかの好ましい技術的解決策は、構成要素の比率をさらに最適化し、熱膨張係数を低下させて、耐結晶化性能を最適化し、ガラスの化学的安定性を強化することである。より良い製造品質及びより長い耐用年数を有する光学素子及び光学機器を製造するために、高いコストパフォーマンスを有するガラス材料が提供される。 The high refraction and low dispersion glass material provided by the present invention has excellent devitrification resistance, is easy to perform precision press molding, suppresses the content of expensive raw materials such as rare earth oxides, and is cost effective. Lower. Therefore, it is suitable for promotion and application in the precision press forming process. On the other hand, in order to improve the production of the product, the chemical stability of the glass and the degree of foaming are improved by the ratio of reasonable components in the present invention. Some preferred technical solutions are to further optimize the proportions of components, reduce the coefficient of thermal expansion, optimize crystallization resistance and enhance the chemical stability of the glass. In order to manufacture an optical element and an optical instrument having better manufacturing quality and a longer service life, a glass material having high cost performance is provided.
光学ガラス Optical glass
以下の段落は、本発明によって提供される光学ガラスの組成を詳述する。特別な指示がない限り、すべてのガラス組成物の含有量及び合計含有量は、重量%で表される重量含有量を意味する。重量%は、光学ガラスの合計重量を占める特定の構成要素の重量又はいくつかの組成物の重量合計の百分率である。すべてのガラス組成物の比率又はいくつかの組成物の合計の比率は、対応する重量含有量又はその重量含有量の合計の比率である。 The following paragraphs detail the composition of the optical glass provided by the present invention. Unless otherwise specified, the content and total content of all glass compositions means weight content expressed in% by weight. % By Weight is the weight of a particular component or percentage of the total weight of some compositions that make up the total weight of the optical glass. The ratio of all glass compositions or the ratio of the sum of some compositions is the ratio of the corresponding weight content or the sum of the weight content thereof.
本発明により提供される光学ガラスは、精密機器の製造のためのレンズ材料に必要な光学特性を有し、屈折率(nd)が1.84〜1.87であり、アッベ数(vd)が38〜41である。精密プレス成形が容易で、優れた化学的安定性及び泡の程度を有している。光学ガラスは、重量百分率で、0〜10%のSiO2と、5〜25%のB2O3と、0〜15%のZrO2と、10〜25%のZnOと、2〜30%のTiO2+Nb2O5+WO3と、30〜55%のLn2O3とを含有しており、Ln2O3がLa2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3の合計含有量であり、B2O3/Ln2O3が0.3〜0.8、Y2O3/B2O3が0.15〜2である。 The optical glass provided by the present invention has the optical properties required for a lens material for manufacturing precision instruments, has a refractive index (nd) of 1.84 to 1.87, and has an Abbe number (vd). 38-41. It is easy to precision press and has excellent chemical stability and foaming degree. Optical glass, in weight percent, 0 to 10% SiO 2, 5 to 25% B 2 O 3, 0 to 15 percent of ZrO 2, and 10% to 25% of ZnO, of 2-30% It contains TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 and 30-55% Ln 2 O 3 , where Ln 2 O 3 is La 2 O 3 , Gd 2 O 3, Y 2 O 3, and Yb 2 O. a total content of 3, B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.3~0.8, Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.15 to 2.
B2O3は、ガラスの溶融性及び耐失透性を改善可能なガラスのネットワーク形状の構成要素である。上記の効果を達成するために、5%以上のB2O3、好ましくは10%以上のB2O3、さらに好ましくは15%以上のB2O3が導入される。その導入量が25%より高いと、ガラス成形の安定性が低下し、屈折率も低下する。したがって、B2O3の含有量の上限は25%、好ましくは23%、さらに好ましくは20%に設定される。 B 2 O 3 is a component of the glass network shape capable of improving the meltability and devitrification resistance of the glass. In order to achieve the above effects, 5% or more of B 2 O 3 , preferably 10% or more of B 2 O 3 , and more preferably 15% or more of B 2 O 3 are introduced. If the amount introduced is higher than 25%, the stability of glass molding is lowered and the refractive index is also lowered. Therefore, the upper limit of the content of B 2 O 3 is set to 25%, preferably 23%, and more preferably 20%.
SiO2は、本発明の任意の構成要素であり、ガラス成形剤の構成要素となる。SiO2は、ガラス内に非常にコンパクトで堅固なシリカ四面体の3次元のネットワークを形成する。このネットワークはガラスに追加され、緩い酸化ホウ素の三角形のネットワーク体を強化して密度を高め、それによってガラスの高温粘度を高める。さらに、SiO2の含有量が高いほど、ガラスの熱膨張係数は低くなる。本発明により提供される光学ガラス中のSiO2含有量の下限は0%、好ましくは1%である。SiO2含有量が高すぎると、ガラスの転化温度が上昇し、ガラスの溶融性が低下して、加工の難易度が高くなる。したがって、その含有量の上限は10%、好ましくは8%、さらに好ましくは4%である。 SiO 2 is an arbitrary component of the present invention and is a component of the glass molding agent. SiO 2 forms a three-dimensional network of very compact and solid silica tetrahedrons in the glass. This network is added to the glass to strengthen and increase the density of the loose boron oxide triangular network, thereby increasing the high temperature viscosity of the glass. Further, the higher the content of SiO 2, the lower the coefficient of thermal expansion of the glass. The lower limit of the SiO 2 content in the optical glass provided by the present invention is 0%, preferably 1%. If the SiO 2 content is too high, the conversion temperature of the glass rises, the meltability of the glass decreases, and the difficulty of processing increases. Therefore, the upper limit of the content is 10%, preferably 8%, and more preferably 4%.
SiO2及びB2O3は、両方ともガラスのネットワーク形状の構成要素である。本発明者は、研究結果を通じて、SiO2/(SiO2+B2O3)が、本発明の配合下でのガラスの耐結晶化性能及び熱膨張係数に影響を与えることを発見した。SiO2/(SiO2+B2O3)値が高いほど、ガラスの熱膨張係数が低くなり、温度に対するガラスの感度の減少をさらに助長する。しかし、その一方で、ガラスの耐結晶化性能が低下する。研究を通じて、本発明の配合物において、SiO2/(SiO2+B2O3)値が0から0.25の範囲である場合、ガラスの熱膨張係数を75×10−7/Kより低くすることができ、さらに、耐結晶化性能が優れていることが発見された。さらに、その比率は好ましくは0.05から0.23、さらに好ましくは0.08から0.2の範囲である。 SiO 2 and B 2 O 3 are both components of the glass network shape. Through the research results, the present inventor has discovered that SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) affects the crystallization resistance performance and the coefficient of thermal expansion of glass under the formulation of the present invention. The higher the SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) value, the lower the coefficient of thermal expansion of the glass, further contributing to the decrease in the sensitivity of the glass to temperature. However, on the other hand, the crystallization resistance performance of the glass deteriorates. Through research, in the formulations of the present invention, when the SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) value is in the range of 0 to 0.25, the coefficient of thermal expansion of the glass is made lower than 75 × 10 -7 / K. Furthermore, it was discovered that the crystallization resistance was excellent. Further, the ratio is preferably in the range of 0.05 to 0.23, more preferably 0.08 to 0.2.
本発明の任意の成分としてのZrO2は、高反射及び低分散を有する酸化物であり、屈折率を改善し、ガラスの分散を調整するためにガラスに添加されてもよい。一方、耐結晶化性能及び化学的安定性を改善するために、概算量のZrO2がガラスに添加されてもよい。しかしながら、本発明の光学ガラスは、その含有量が15%より高いと溶融しにくくなり、溶融温度が上昇してガラス中に異物が混入しやすくなり、その透過率が減少する。したがって、その含有量は0〜15%、好ましくは1〜10%、さらに好ましくは2〜6%に設定される。 ZrO 2 as an optional component of the present invention is an oxide having high reflection and low dispersion, and may be added to the glass to improve the refractive index and adjust the dispersion of the glass. On the other hand, an approximate amount of ZrO 2 may be added to the glass in order to improve crystallization resistance and chemical stability. However, when the content of the optical glass of the present invention is higher than 15%, it becomes difficult to melt, the melting temperature rises, foreign substances are easily mixed in the glass, and the transmittance decreases. Therefore, the content is set to 0 to 15%, preferably 1 to 10%, more preferably 2 to 6%.
ZnOは、ガラスの屈折率及び分散を調整し、ガラスの耐結晶化性能を改善し、ガラスの転化温度を低下させ、ガラスの化学的安定性を改善することができる。また、ZnOはガラスの高温粘度を低下させることができ、その結果、より低い温度でガラスが溶融されて、ガラスの透過率を高めることができる。しかし、過剰なZnOが添加されると、ガラスの耐結晶化性能が低下し、比較的低い高温粘度が成形に困難さをもたらす。したがって、本発明によって提供されるガラスシステムでは、ZnO含有量の下限は10%、好ましくは13%に設定される。ZnO含有量の上限は25%、好ましくは20%、さらに好ましくは17%に設定される。 ZnO can adjust the refractive index and dispersion of the glass, improve the crystallization resistance of the glass, lower the conversion temperature of the glass, and improve the chemical stability of the glass. In addition, ZnO can reduce the high temperature viscosity of the glass, and as a result, the glass can be melted at a lower temperature and the transmittance of the glass can be increased. However, when excess ZnO is added, the crystallization resistance of the glass deteriorates, and the relatively low high temperature viscosity causes difficulty in molding. Therefore, in the glass system provided by the present invention, the lower limit of the ZnO content is set to 10%, preferably 13%. The upper limit of the ZnO content is set to 25%, preferably 20%, more preferably 17%.
ガラスの結晶化防止の安定性を強化するために、任意の構成要素として、ガラスの屈折率を改善可能なTiO2が、本発明によって提供されるガラスに追加されてもよい。また、ある程度Nb2O5及びWO3を代わりに用いてもよい。しかしながら、その過剰な含有量はガラスの透過率の減少を引き起こす。本発明により提供される光学ガラスにおいて、TiO2含有量は0〜10%、好ましくは0〜5%、さらに好ましくは0%である。 In order to enhance the stability of preventing crystallization of the glass, as an optional component, TiO 2 capable of improving the refractive index of the glass may be added to the glass provided by the present invention. Further, Nb 2 O 5 and WO 3 may be used instead to some extent. However, its excessive content causes a decrease in the transmittance of the glass. In the optical glass provided by the present invention, the TiO 2 content is 0 to 10%, preferably 0 to 5%, and more preferably 0%.
Nb2O5は、ガラスの化学的安定性及び屈折率を改善可能な構成要素である。Nb2O5含有量が1%より低い場合、光学定数は設計要件に到達しない。その含有量が15%より高い場合と、ガラスの耐失透性が低下する。したがって、Nb2O5含有量は1〜15%、好ましくは2〜10%、さらに好ましくは4〜8%であると定義される。 Nb 2 O 5 is a component capable of improving the chemical stability and refractive index of glass. If the Nb 2 O 5 content is less than 1%, the optical constants do not reach the design requirements. When the content is higher than 15%, the devitrification resistance of the glass decreases. Therefore, the Nb 2 O 5 content is defined as 1-15%, preferably 2-10%, more preferably 4-8%.
WO3は、主にガラスの光学定数を維持し、ガラスの結晶化特性を改善するために使用されるが、その含有量が多すぎるとガラスの透過率が減少し、染色度が増加し、結晶化特性が悪化する。したがって、WO3含有量は好ましくは1〜15%、さらに好ましくは2〜12%、より好ましくは6〜10%である。 WO 3 is mainly used to maintain the optical constants of glass and improve the crystallization properties of glass, but if its content is too high, the transmittance of the glass will decrease and the degree of dyeing will increase. Crystallization properties deteriorate. Therefore, the WO 3 content is preferably 1 to 15%, more preferably 2 to 12%, and even more preferably 6 to 10%.
TiO2、Nb2O5、及びWO3は、屈折率と分散を改善するのに効果的である。したがって、本発明によって提供される光学ガラスは、高反射、低分散、及び高透過率を有することが要求されることに基づいて、TiO2+Nb2O5+WO3の上限は30%、好ましくは22%、さらに好ましくは18%に設定される。ただし、TiO2+Nb2O5+WO3が低すぎると、ガラスの熱安定性及び成形性が低下する。したがって、その下限は2%、好ましくは4%、さらに好ましくは10%に設定される。 TiO 2 , Nb 2 O 5 , and WO 3 are effective in improving the index of refraction and dispersion. Therefore, the optical glass provided by the present invention is required to have high reflection, low dispersion, and high transmittance, and the upper limit of TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 is 30%, preferably 30%. It is set to 22%, more preferably 18%. However, if TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 is too low, the thermal stability and moldability of the glass deteriorate. Therefore, the lower limit is set to 2%, preferably 4%, and even more preferably 10%.
希土類酸化物のLn2O3(La2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3)は、ガラスの屈折率の改善に有益であるため添加される。その合計含有量が30%より低い場合、期待される光学定数が得られない。しかし、その合計含有量が55%より高くなると、ガラスの化学的安定性及び耐失透性が低下し、ガラスの原材料コストも増加する。したがって、La2O3、Gd2O3、Y2O3、及びYb2O3の合計含有量であるLn2O3は30〜55%、好ましくは35〜52%、さらに好ましくは40〜50%に設定される。 Rare earth oxides Ln 2 O 3 (La 2 O 3, Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 ) are added because they are beneficial in improving the refractive index of glass. If the total content is less than 30%, the expected optical constants will not be obtained. However, when the total content is higher than 55%, the chemical stability and devitrification resistance of the glass are lowered, and the raw material cost of the glass is also increased. Therefore, Ln 2 O 3, which is the total content of La 2 O 3, Gd 2 O 3 , Y 2 O 3, and Yb 2 O 3 , is 30 to 55%, preferably 35 to 52%, and more preferably 40 to. Set to 50%.
希土類酸化物Ln2O3はガラスネットワークに分散され、主に屈折率を改善するために使用される。しかしながら、本出願の発明者は、研究において、ガラスネットワークの構成要素であるB2O3及びLn2O3の比率が、ガラスの化学的安定性に大きな影響を及ぼすことを発見した。B2O3/Ln2O3が0.3未満の場合、化学的安定性、特に耐酸性が要件を満たすことができない。B2O3/Ln2O3が0.8より高い場合、屈折率は減少する。本発明によれば、その範囲は0.3〜0.8、好ましくは0.3〜0.6、さらに好ましくは0.3〜0.5に設定される。 The rare earth oxide Ln 2 O 3 is dispersed in the glass network and is mainly used to improve the refractive index. However, the inventors of the present application, in the study, the ratio of B 2 O 3 and Ln 2 O 3 is a component of the glass network, and found a significant effect on the chemical stability of the glass. If B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is less than 0.3, chemical stability, especially acid resistance, cannot meet the requirements. If B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is higher than 0.8, the index of refraction decreases. According to the present invention, the range is set to 0.3 to 0.8, preferably 0.3 to 0.6, and more preferably 0.3 to 0.5.
希土類酸化物中のLa2O3は、ガラスの光学特性を改善可能な構成要素であるが、その含有量が45%より高くなると、ガラスの耐失透性及び溶融性が劣化し得る。したがって、本発明によって提供されるLa2O3含有量は好ましくは20〜45%、さらに好ましくは25〜40%、より好ましくは30〜35%である。 La 2 O 3 in the rare earth oxide is a component capable of improving the optical properties of the glass, but when the content thereof is higher than 45%, the devitrification resistance and meltability of the glass may deteriorate. Therefore, the La 2 O 3 content provided by the present invention is preferably 20 to 45%, more preferably 25 to 40%, and even more preferably 30 to 35%.
任意の構成要素としてのGd2O3は、ガラスの屈折率を増加させることがあるが、ガラスの分散を明らかに改善するわけではない。本発明によれば、本発明によって提供されるGd2O3は、ガラスの安定性を改善し、ガラスの化学的安定性を著しく強化し、屈折率を維持しつつ、分散の過度な上昇を制御するために導入され得る。しかし、その含有量が15%より高くなると、ガラスの耐失透性は低下するが、ガラス密度は上昇する。したがって、本発明によって提供されるGd2O3含有量は0〜15%、好ましくは1〜10%、さらに好ましくは3〜7%である。 Gd 2 O 3 as an optional component may increase the index of refraction of the glass, but does not significantly improve the dispersion of the glass. According to the present invention, the Gd 2 O 3 provided by the present invention improves the stability of the glass, significantly enhances the chemical stability of the glass, maintains the refractive index, and causes an excessive increase in dispersion. Can be introduced to control. However, when the content is higher than 15%, the devitrification resistance of the glass decreases, but the glass density increases. Therefore, the Gd 2 O 3 content provided by the present invention is 0 to 15%, preferably 1 to 10%, more preferably 3 to 7%.
Y2O3は、高い屈折率及びアッベ数を維持し、ガラス材料のコストの上昇を抑え、ガラスの溶融性及び耐失透性を改善することができ、ガラスの結晶化温度及び比重の上限を低下させることが可能な構成要素である。しかしながら、本発明の配合において、その含有量が15%より高くなると、ガラスの化学的安定性及び耐失透性が低下する。したがって、Y2O3含有量は1%から15%、さらに好ましくは3%から15%、より好ましくは6%から10%の範囲である。 Y 2 O 3 can maintain a high refractive index and Abbe number, suppress an increase in the cost of the glass material, improve the meltability and devitrification resistance of the glass, and upper the crystallization temperature and specific gravity of the glass. It is a component that can reduce. However, in the formulation of the present invention, when the content is higher than 15%, the chemical stability and devitrification resistance of the glass are lowered. Thus, Y 2 O 3 content of from 1% to 15%, more preferably 15% to 3%, more preferably in the range of 6% to 10%.
Y2O3及びその他の希土類酸化物は、ガラスの屈折率を改善することができる。また、そのコストはGd2O3よりも低く、その構成要素は軽量化に有益である。したがって、その構成要素は先行技術に導入される。しかしながら、本発明の配合システムにおいて、Y2O3含有量は、独立でガラスに影響を与えるだけでなく、以下を含む他の複数の構成要素とともに相乗的にガラスの複数の特性を調整する。 Y 2 O 3 and other rare earth oxides can improve the refractive index of the glass. Also, its cost is lower than Gd 2 O 3 , and its components are beneficial for weight reduction. Therefore, its components are introduced into the prior art. However, in the formulation system of the present invention, Y 2 O 3 content, not only affects the glass independently adjusting the plurality of characteristics of synergistically glass with a plurality of other components including the following.
本発明によって提供される光学ガラスがY2O3及びLa2O3の両方を含有する場合、ガラスの耐失透性を効果的に改善することができ、ガラス材料からガラス素子が作製される際に精密なプレス成形がより容易になって、ガラス素子の製造における難易度を低下させ得る。 When the optical glass provided by the present invention contains both Y 2 O 3 and La 2 O 3 , the devitrification resistance of the glass can be effectively improved, and a glass element is made from a glass material. In some cases, precision press forming becomes easier, which can reduce the difficulty in manufacturing the glass element.
Y2O3/B2O3が低すぎると、溶融過程でガスが放出されにくくなり、ガラスの泡の程度を悪化させる。したがって、Y2O3/B2O3の下限は0.15、好ましくは0.2、さらに好ましくは0.3である。しかし、Y2O3/B2O3が高すぎると、ガラスの化学的安定性が低下する傾向がある。したがって、Y2O3/B2O3の上限は2であり、好ましくは1.8、さらに好ましくは1.5、より好ましくは1.3、よりさらに好ましくは1である。 If Y 2 O 3 / B 2 O 3 is too low, it becomes difficult for gas to be released during the melting process, and the degree of foaming in the glass is deteriorated. Therefore, the lower limit of Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.15, preferably 0.2, and more preferably 0.3. However, if Y 2 O 3 / B 2 O 3 is too high, the chemical stability of the glass tends to decrease. Therefore, the upper limit of Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 2, preferably 1.8, more preferably 1.5, more preferably 1.3, and even more preferably 1.
Gd2O3及びY2O3は、屈折率の観点で、ある程度置換されうる。より高いY2O3/Gd2O3値は、原材料コストの削減に有益である。さらに、本発明者は、Y2O3/Gd2O3が0.3より低く又は3より高くなると、ガラスの耐結晶化性能が低下することを発見した。したがって、Y2O3/Gd2O3は0.3〜3、好ましくは0.5〜2.5、さらに好ましくは1より高いが2以下に設定される。 Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 can be replaced to some extent in terms of refractive index. Higher Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 values are beneficial in reducing raw material costs. Furthermore, the present inventor has found that when Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is lower than 0.3 or higher than 3, the crystallization resistance performance of the glass is lowered. Therefore, Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is set to 0.3 to 3, preferably 0.5 to 2.5, more preferably higher than 1 but 2 or less.
全希土類酸化物Y2O3/Ln2O3におけるY2O3の割合は、耐結晶化性能を調整する明らかな効果を有する。Y2O3/Ln2O3の値が0.08〜0.45の場合、耐結晶化性能は優れている。その値は0.1〜0.4がより好ましく、さらに好ましくは0.1〜0.3である。 The proportion of Y 2 O 3 in the total rare earth oxide Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 has a clear effect of adjusting the crystallization resistance. When the value of Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.08 to 0.45, the crystallization resistance performance is excellent. The value is more preferably 0.1 to 0.4, still more preferably 0.1 to 0.3.
さらに、Y2O3/(SiO2+B2O3)はガラスの化学的安定性に影響を与える。その値が0.16〜0.8の場合、ガラスの化学的安定性が優れ、耐食性が強く、光学機器の耐用年数を効果的に延ばすことができる。Y2O3/(SiO2+B2O3)値はさらに好ましくは0.2〜0.7、より好ましくは0.3〜0.6である。 In addition, Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) affects the chemical stability of the glass. When the value is 0.16 to 0.8, the chemical stability of the glass is excellent, the corrosion resistance is strong, and the useful life of the optical device can be effectively extended. The Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) value is more preferably 0.2 to 0.7, more preferably 0.3 to 0.6.
Yb2O3は、高い屈折率及び低分散を有する構成要素である。その含有量が5%より高くなると、ガラスの安定性及び耐失透性が減少する。したがって、Yb2O3の含有量の範囲は0〜5%であると定義される。一方、Gd2O3及びY2O3を比較すると、Yb2O3は高価であり、ガラスの溶融性の改善にほとんど影響を及ぼさないため、導入されないことが好ましい。 Yb 2 O 3 is a component having a high refractive index and low dispersion. When the content is higher than 5%, the stability and devitrification resistance of the glass are reduced. Therefore, the range of Yb 2 O 3 content is defined as 0-5%. On the other hand, when Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 are compared, it is preferable that Yb 2 O 3 is not introduced because it is expensive and has almost no effect on the improvement of the meltability of the glass.
アルカリ土類金属酸化物に属するROは、CaO、MgO、SrO、及びBaOの1つ以上であり、本発明の任意構成要素である。ガラスのヤング率を改善し、ガラスの高温粘度を低下させ、一方で、ガラス組成の均衡を図り、ガラスの溶融性を改善するために、概算量のアルカリ土類金属酸化物がガラスに追加されてもよい。しかし、ROの合計含有量が10%より高いと、過剰なアルカリ土類金属酸化物が耐結晶化性能を低下させる。したがって、本発明によれば、RO値は0〜10%、好ましくは0〜5%に設定される。 RO belonging to an alkaline earth metal oxide is one or more of CaO, MgO, SrO, and BaO, and is an optional component of the present invention. Approximate amounts of alkaline earth metal oxides have been added to the glass to improve the Young's modulus of the glass, reduce the high temperature viscosity of the glass, while balancing the glass composition and improving the meltability of the glass. You may. However, when the total content of RO is higher than 10%, the excess alkaline earth metal oxide deteriorates the crystallization resistance performance. Therefore, according to the present invention, the RO value is set to 0 to 10%, preferably 0 to 5%.
アルカリ金属酸化物に属するRn2Oは、Li2O、Na2O、K2Oの1つ以上であり、本発明の任意構成要素である。本発明によって提供されるガラスシステムでは、期待される高温粘度を得るために、概算量のアルカリ金属酸化物が添加されてもよい。一方、概算量のアルカリ金属酸化物がB2O3と共存する場合、B2O3ネットワークのコンパクト性が改善されて、より良い光透過率を得ることができる。アルカリ金属酸化物が少なすぎるとガラスの粘度を適切な範囲に調整できないが、アルカリ金属酸化物が多すぎるとガラスの耐結晶化性能が大幅に損なわれる本発明において、Rn2O値は0〜10%、好ましくは0〜5%に設定される。 Rn 2 O belonging to the alkali metal oxide is one or more of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O, and is an optional component of the present invention. In the glass system provided by the present invention, an approximate amount of alkali metal oxide may be added to obtain the expected high temperature viscosity. On the other hand, if the alkali metal oxides approximate amount coexists with B 2 O 3, and compactness of the B 2 O 3 network is improved, it is possible to obtain better light transmission. If the amount of alkali metal oxide is too small, the viscosity of the glass cannot be adjusted to an appropriate range, but if the amount of alkali metal oxide is too large, the crystallization resistance performance of the glass is significantly impaired. In the present invention, the Rn 2 O value is 0 to 0. It is set to 10%, preferably 0 to 5%.
また、本発明により提供されるガラスには、0〜1%、好ましくは0〜0.5%の清澄剤を導入することができる。清澄剤はSb2O3、又は/及びCeO2、又は/及びSnO2から選択され得る。 Further, 0 to 1%, preferably 0 to 0.5% of a clearing agent can be introduced into the glass provided by the present invention. The clarifying agent can be selected from Sb 2 O 3 , or / and CeO 2, or / and SnO 2.
本発明のガラス特性を損なわない範囲内で、必要に応じて、P2O5、Bi2O3、TeO2、Ga2O3、GeO2、Ta2O5、及びLu2O3を含む上記に記載されていない少量の他の成分が添加できる。しかし、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、及びMo等の遷移金属の構成要素は、単体又は化合物の形態で含有されている場合でも、ガラスが着色され、可視光で特定の波長を吸収する可能性がある。可視光透過率を改善する本発明の特性を弱めてしまうので、特に可視領域において波長透過率を必要とする光学ガラスでは、実際には含まれていないことが好ましい。 Includes P 2 O 5 , Bi 2 O 3 , TeO 2 , Ga 2 O 3 , GeO 2 , Ta 2 O 5 , and Lu 2 O 3, as appropriate, to the extent that the glass properties of the present invention are not impaired. Small amounts of other ingredients not listed above can be added. However, the constituents of transition metals such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, even when contained in the form of simple substances or compounds, are colored in glass and are visible in visible light. May absorb certain wavelengths. Since the property of the present invention for improving the visible light transmittance is weakened, it is preferable that the optical glass is not actually contained, especially in the optical glass that requires the wavelength transmittance in the visible region.
Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be、及びSe化合物は、近年、有害化学物質として制御されて使用されているが、それは、ガラス製造過程だけでなく、環境保護対策のための加工手順や製造化後の処分においても必要である。したがって、環境への影響を重視する場合は、必然的な組み込みを除いて、それらは実際には含有されないことが好ましい。その結果、光学ガラスは環境を汚染する物質を実際に含有していない。したがって、本発明の光学ガラスは、特別な環境対策を講じなくても、製造、加工、及び廃棄されることができる。 Pb, Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se compounds have been controlled and used as harmful chemical substances in recent years, but they are used not only in the glass manufacturing process but also in processing procedures for environmental protection measures. It is also necessary for disposal after production. Therefore, when the impact on the environment is important, it is preferable that they are not actually contained except for the inevitable incorporation. As a result, optical glass does not actually contain substances that pollute the environment. Therefore, the optical glass of the present invention can be manufactured, processed, and disposed of without taking special environmental measures.
光学ガラスの特性 Characteristics of optical glass
光学の特性 Optical characteristics
屈折率(nd)は、GB/T7962.1−2010の方法にしたがって分析される。 The index of refraction (nd) is analyzed according to the method of GB / T7962.1-2010.
分散係数(つまり、アッベ数、vd)は、GB/T7962.1−2010の方法にしたがって分析される。 The variance coefficient (ie, Abbe number, vd) is analyzed according to the method of GB / T7962.1-2010.
[熱特性] [Thermal characteristics]
熱膨張係数(α−30°C〜70°C)は、GB/T7962.16−2010の方法にしたがって、10−7/Kの単位で分析される。 The coefficient of thermal expansion (α- 30 ° C to 70 ° C ) is analyzed in units of 10-7 / K according to the method of GB / T7962.16-2010.
転化温度(Tg)は、GB/T7962.16−2010で指定された方法にしたがって、°Cの単位で分析される。 The conversion temperature (T g ) is analyzed in units of ° C according to the method specified in GB / T7962.16-2010.
結晶化温度の上限を分析する方法は、温度勾配炉の工程を使用してガラスの結晶化特性を分析し、180×10×10mmの試料にガラスを準備して、横方向に研磨し、温度勾配(5°C/cm)の炉に入れて1,400°Cに加熱し4時間保温した後、取り出して、室温まで自然冷却し、顕微鏡でガラスの結晶化を観察して、結晶に対応するガラスの最高温度が発見された時のガラスの結晶化温度の上限を得るステップを含む。ガラスの結晶化温度の上限が低いほど、高温でのガラスの安定性が強くなり、製造方法の性能が向上する。 The method of analyzing the upper limit of the crystallization temperature is to analyze the crystallization characteristics of the glass using the process of a temperature gradient furnace, prepare the glass in a 180 × 10 × 10 mm sample, polish it laterally, and temperature. Put it in a furnace with a gradient (5 ° C / cm), heat it to 1,400 ° C, keep it warm for 4 hours, take it out, cool it naturally to room temperature, observe the crystallization of the glass with a microscope, and correspond to the crystal. Includes the step of obtaining an upper limit on the crystallization temperature of the glass when the maximum temperature of the glass to be used is discovered. The lower the upper limit of the crystallization temperature of the glass, the stronger the stability of the glass at high temperature and the better the performance of the manufacturing method.
[化学的安定性] [Chemical stability]
耐水性(DW)は、GB/T17129の方法にしたがって分析される。 Water resistance ( DW ) is analyzed according to the method of GB / T17129.
耐酸性(DA)は、GB/T17129の方法にしたがって分析される。 Acid resistance (D A) are analyzed according to the method of GB / T17129.
[泡の程度] [Degree of foam]
泡の程度は、GB/T7962.8−2010の方法にしたがって分析される。 The degree of foam is analyzed according to the method of GB / T7962.8-2010.
分析後、本発明によって提供されるガラスは、以下の特性を有する。屈折率(nd)は1.84〜1.87、好ましくは1.85〜1.86である。アッベ数(vd)は38〜41、好ましくは38.5〜40である。熱膨張係数は(α−30°C〜70°C)は75×10−7/K以下であり、好ましくは70×10−7/K以下である。耐水性(DW)は等級2以上、好ましくは等級1である。耐酸性は等級3以上、等級2以上が好ましい。結晶化温度の上限は1,250℃以下、さらに好ましくは1,200℃以下、より好ましくは1,180℃以下である。泡の程度は等級A以上、好ましくは等級A0以上、さらに好ましくは等級A00である。ガラスの転化温度(Tg)は640℃以下、好ましくは630℃以下、さらに好ましくは625℃未満である。 After analysis, the glass provided by the present invention has the following properties. The refractive index (nd) is 1.84 to 1.87, preferably 1.85 to 1.86. The Abbe number (vd) is 38 to 41, preferably 38.5 to 40. The coefficient of thermal expansion (α -30 ° C to 70 ° C ) is 75 × 10 -7 / K or less, preferably 70 × 10 -7 / K or less. The water resistance (D W ) is grade 2 or higher, preferably grade 1. The acid resistance is preferably grade 3 or higher and grade 2 or higher. The upper limit of the crystallization temperature is 1,250 ° C. or lower, more preferably 1,200 ° C. or lower, and more preferably 1,180 ° C. or lower. The degree of foam is grade A or higher, preferably grade A 0 or higher, and more preferably grade A 00 . The conversion temperature (Tg) of the glass is 640 ° C. or lower, preferably 630 ° C. or lower, and more preferably less than 625 ° C.
光学ガラスの実施形態 Embodiment of optical glass
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明及び例示する目的で、以下の非制限的な実施形態が提供される。 The following non-limiting embodiments are provided for the purpose of more clearly explaining and illustrating the technical solution of the present invention.
すべての実施形態又は比較例の対応する含有量にしたがって計量し、光学ガラスの通常の原料(酸化物、水酸化物、炭酸塩、及び硝酸塩を含む)を混合し、混合した原料を白金るつぼに投入し、1,200〜1,500°Cで2〜6時間溶融し、そして、均質な溶融ガラスを得るために清澄化、攪拌、及び均質化を行い、その後、型内の溶融ガラスを鋳造及びアニールすることで、表1〜6の実施形態1〜48及び表7の比較例1〜5の光学ガラスが得られる。
本発明の実施形態による光学ガラスは、精密なプレス成形が容易で、耐失透性に優れている。Ln2O3含有量は55%より低く、コストも低い。良好な化学的安定性を備えた状態では、耐水性(DW)は等級2以上であり、好ましい技術的解決策では等級1である。耐酸性は等級3以上であり、好ましい技術的解決策では等級2以上である。泡の程度は等級A以上であり、好ましい技術的解決策では等級A0以上であり、さらに好ましい技術的解決策では等級A00以上である。このように泡の程度は優れている。また、熱膨張係数(α−30°C〜70°C)は75×10−7/K以下、さらに好ましくはα−30°C〜70°Cは70×10−7/K以下であり、温度に影響される膨張又は収縮の程度が小さい。一方、光学ガラスはさらに優れた耐結晶化性能を有している。 The optical glass according to the embodiment of the present invention is easy to perform precise press molding and has excellent devitrification resistance. The Ln 2 O 3 content is less than 55% and the cost is low. With good chemical stability, the water resistance ( DW ) is grade 2 or higher, and the preferred technical solution is grade 1. Acid resistance is grade 3 or higher, and the preferred technical solution is grade 2 or higher. The degree of foam is grade A or higher, grade A 0 or higher in the preferred technical solution, and grade A 00 or higher in the more preferred technical solution. Thus, the degree of foam is excellent. The coefficient of thermal expansion (α- 30 ° C to 70 ° C ) is 75 × 10-7 / K or less, and more preferably α- 30 ° C to 70 ° C is 70 × 10-7 / K or less. The degree of expansion or contraction affected by temperature is small. On the other hand, optical glass has even better crystallization resistance.
ガラスプリフォームの実施形態
実施形態1〜48で得られた光学ガラスは所定の大きさに切断され、表面に離型剤が均一に塗布される。その後、凹面メニスカスレンズ、凸面メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズ等の様々なレンズ及びプリズムを製造するために、金型が加熱及び軟化されてプレス成形される。または、実施形態1〜48で得られた光学ガラスが使用されて、精密プレス成形用のプレモールド製品を成形し、精密プレス成形及び加工によりレンズ及びプリズム形状に精密プレス成形されてプリフォームを製造する。
Embodiment of Glass Preform The optical glass obtained in Embodiments 1 to 48 is cut into a predetermined size, and a mold release agent is uniformly applied to the surface. After that, the mold is heated and softened and press-molded in order to manufacture various lenses and prisms such as a concave meniscus lens, a convex meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens, and a plano-concave lens. Alternatively, the optical glass obtained in embodiments 1 to 48 is used to form a premolded product for precision press molding, which is then precision press molded into a lens and prism shape by precision press molding and processing to produce a preform. do.
光学素子の実施形態
ガラスプリフォームの実施形態で得られたプリフォームは、ガラス内部の変形を低減しながら微調整のためアニールが施され、その結果、屈折率等の光学特性が所望の値となる。
Embodiment of Optical Element The preform obtained in the embodiment of the glass preform is annealed for fine adjustment while reducing the deformation inside the glass, and as a result, the optical characteristics such as the refractive index are set to the desired values. Become.
次に、各プリフォームが研削及び研磨されて、凹面メニスカスレンズ、凸面メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズ等の様々なレンズ及びプリズムを形成する。反射防止膜が、得られた光学素子の表面にコーティングされていてもよい。 Next, each preform is ground and polished to form various lenses and prisms such as concave meniscus lenses, convex meniscus lenses, biconvex lenses, biconcave lenses, plano-convex lenses, and plano-concave lenses. An antireflection film may be coated on the surface of the obtained optical element.
光学機器の実施形態
光学部品又は光学部材は、光学設計を介して、あるいは1つ以上の光学素子を介して、光学素子の実施形態で得られた光学素子によって形成されている。光学部品又は光学部材は、撮像装置、センサ、顕微鏡、医療技術、デジタル投影、通信、光通信技術/情報伝送、自動車分野における光学/照明、フォトリソグラフィー、エキシマレーザ、ウェハ、コンピュータチップ、集積回路、並びにそのような回路及びチップを含む電子機器、特に車両分野のカメラ器具及び機器に使用され得る。
Embodiments of Optical Instruments An optical component or member is formed by an optical element obtained in an embodiment of an optical element, either through an optical design or via one or more optical elements. Optical components or components include imaging devices, sensors, microscopes, medical technology, digital projection, communication, optical communication technology / information transmission, optics / lighting in the automotive field, photolithography, excimer lasers, wafers, computer chips, integrated circuits, And can be used in electronic devices including such circuits and chips, especially camera optics and devices in the vehicle field.
Claims (19)
1)SiO2/(SiO2+B2O3)が0〜0.25であり、
2)Y2O3/Ln2O3が0.08〜0.45であり、
3)Y2O3/Gd2O3が0.3〜3であり、
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.16〜0.8である。 The optical glass according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of all the components satisfies one or more of the following four conditions.
1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0 to 0.25.
2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.08 to 0.45.
3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is 0.3 to 3,
4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.16 to 0.8.
1)SiO2/(SiO2+B2O3)が0.05〜0.23であり、
2)Y2O3/Ln2O3が0.1〜0.4であり、
3)Y2O3/Gd2O3が0.5〜2.5であり、
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.2〜0.7であり、
5)B2O3/Ln2O3が0.3〜0.6であり、
6)Y2O3/B2O3が0.2〜1.5である。 The optical glass according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of all the components satisfies one or more of the following six conditions.
1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.05 to 0.23.
2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.1 to 0.4,
3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is 0.5 to 2.5,
4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.2 to 0.7.
5) B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.3 to 0.6,
6) Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.2 to 1.5.
1)SiO2/(SiO2+B2O3)が0.08〜0.2であり、
2)Y2O3/Ln2O3が0.1〜0.3であり、
3)Y2O3/Gd2O3が1より大きく2以下であり、
4)Y2O3/(SiO2+B2O3)が0.3〜0.6であり、
5)B2O3/Ln2O3が0.3〜0.5であり、
6)Y2O3/B2O3が0.3〜1である。 The optical glass according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of all the components satisfies one or more of the following six conditions.
1) SiO 2 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.08 to 0.2.
2) Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.1 to 0.3,
3) Y 2 O 3 / Gd 2 O 3 is greater than 1 and less than or equal to 2.
4) Y 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is 0.3 to 0.6.
5) B 2 O 3 / Ln 2 O 3 is 0.3 to 0.5,
6) Y 2 O 3 / B 2 O 3 is 0.3 to 1.
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