JP2024031898A - Optical glass, glass preform, optical element and optical device - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
本発明は光学ガラスに関し、特に屈折率が１．９６以上、アッベ数が３４以下の光学ガラス、及びそれからなるガラスプリフォーム、光学素子及び光学機器に関するものである。 The present invention relates to optical glass, and particularly to optical glass having a refractive index of 1.96 or more and an Abbe number of 34 or less, and glass preforms, optical elements, and optical instruments made of the same.
近年、光学機器のデジタル化や画像、動画の高精細化が急速に発展している。特に画像や動画の高精細化は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、プロジェクタなどの光学機器で際立っている。同時に、これらの光学機器に含まれる光学システムにおいて、レンズやプリズムなどの光学素子の数を減らすことにより、軽量化、小型化を図っている。 In recent years, there has been rapid progress in the digitalization of optical instruments and in the high definition of images and videos. In particular, the trend toward higher definition images and videos is becoming more prominent in optical devices such as digital cameras, video cameras, and projectors. At the same time, the optical systems included in these optical devices are being made lighter and smaller by reducing the number of optical elements such as lenses and prisms.
同じ曲率半径下で、屈折率が高いガラスほど得られる結像視野が大きくなり、光学機器における光学素子の数を減らすのに有利であり、光学機器の小型化の発展に伴い、高屈折率のガラス需要が高まりつつある。光学機器の軽量化の目的を達成するためには、光学システムにおける光学素子の数を減らすほか、光学ガラスの密度を下げることも重要な手段である。ＣＮ１０１７３４８５５Ａは屈折率が１．９５を超え、２．２０以下、分散係数が１５～２５である高屈折率光学ガラスを開示しており、その密度は高く、光学機器の軽量化をさらに実現するのに不利である。 Under the same radius of curvature, the higher the refractive index of the glass, the larger the obtained imaging field, which is advantageous in reducing the number of optical elements in optical instruments, and with the development of miniaturization of optical instruments, the higher the refractive index Demand for glass is increasing. In order to achieve the goal of reducing the weight of optical equipment, in addition to reducing the number of optical elements in an optical system, reducing the density of optical glass is also an important means. CN101734855A discloses a high refractive index optical glass with a refractive index of more than 1.95 and less than 2.20 and a dispersion coefficient of 15 to 25, and its density is high, making it possible to further reduce the weight of optical equipment. disadvantageous to
本発明が解決しようとする技術的課題は、屈折率が１．９６以上、アッベ数が３４以下、密度が低い光学ガラスを提供することである。 The technical problem to be solved by the present invention is to provide an optical glass having a refractive index of 1.96 or more, an Abbe number of 34 or less, and a low density.
本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は次のとおりである。 The technical solutions adopted by the present invention to solve the technical problems are as follows.
重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ２：１～１５％、Ｂ２Ｏ３：２～１８％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～２５％、ＺｒＯ２：２～１５％、Ｎｂ２Ｏ５：１～１５％、ＴｉＯ２：５～２０％、前記光学ガラスの屈折率ｎｄが１．９６以上である。 Optical glass containing the following components in weight percent: SiO 2 : 1-15%, B 2 O 3 : 2-18%, La 2 O 3 : 35-65%, Y 2 O 3 : 5-25%, ZrO 2 : 2 to 15%, Nb 2 O 5 : 1 to 15%, TiO 2 : 5 to 20%, and the refractive index n d of the optical glass is 1.96 or more.
さらに、重量％で以下の成分をさらに含む、前記光学ガラス： Ｇｄ２Ｏ３：０～１０％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又はＲＯ：０～１０％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～８％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～１０％、及び／又はＧｅＯ２：０～５％、及び／又は清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。 Furthermore, the optical glass further comprises the following components in weight%: Gd 2 O 3 : 0 to 10%, and/or Ta 2 O 5 : 0 to 5%, and/or RO: 0 to 10%, and /or Rn 2 O: 0 to 8%, and/or WO 3 : 0 to 5%, and/or ZnO: 0 to 10%, and/or Al 2 O 3 : 0 to 8%, and/or Yb 2 O 3 : 0 to 10%, and/or GeO 2 : 0 to 5%, and/or clarifier: 0 to 2%, the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, BaO, and Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O, and the refining agent is one or more of Sb 2 O 3 , SnO, SnO 2 , and CeO 2 .
重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： ＳｉＯ２：１～１５％、Ｂ２Ｏ３：２～１８％、Ｌａ２Ｏ３：３５～６５％、Ｙ２Ｏ３：５～２５％、ＺｒＯ２：２～１５％、Ｎｂ２Ｏ５：１～１５％、ＴｉＯ２：５～２０％、Ｇｄ２Ｏ３：０～１０％、Ｔａ２Ｏ５：０～５％、ＲＯ：０～１０％、Ｒｎ２Ｏ：０～８％、ＷＯ３：０～５％、ＺｎＯ：０～１０％、Ａｌ２Ｏ３：０～８％、Ｙｂ２Ｏ３：０～１０％、ＧｅＯ２：０～５％、清澄剤：０～２％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種であり、前記光学ガラスの屈折率ｎｄが１．９６以上である。 Optical glass containing the following components in weight percent: SiO 2 : 1-15%, B 2 O 3 : 2-18%, La 2 O 3 : 35-65%, Y 2 O 3 : 5-25%, ZrO 2 : 2-15%, Nb 2 O 5 : 1-15%, TiO 2 : 5-20%, Gd 2 O 3 : 0-10%, Ta 2 O 5 : 0-5%, RO: 0- 10%, Rn 2 O: 0 to 8%, WO 3 : 0 to 5%, ZnO: 0 to 10%, Al 2 O 3 : 0 to 8%, Yb 2 O 3 : 0 to 10%, GeO 2 : 0 to 5%, clarifier: 0 to 2%, the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, BaO, and Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O The clarifier is one or more of Sb 2 O 3 , SnO, SnO 2 , and CeO 2 , and the optical glass has a refractive index n d of 1.96 or more.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％、好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％、より好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: 45 to 75% La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 , preferably 50 to 75% La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 75%, more preferably La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 is 55-70%.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が５～３０％、好ましくはＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が８～２５％、より好ましくはＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が１０～２０％である。 The optical glass further comprises the following components in weight percent: 5-30% SiO 2 +B 2 O 3 , preferably 8-25% SiO 2 +B 2 O 3 , more preferably SiO 2 +B 2 O 3 is 10-20%.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が３．０～３０．０、好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が４．０～２５．０、より好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が５．０～２０．０、さらに好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が５．５～１５．０である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 of 3.0 to 30.0, preferably (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 4.0 to 25.0, more preferably (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 5.0 to 20.0, even more preferably (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is between 5.5 and 15.0.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．１～２．０、好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．２～１．５、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．３～１．３、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．３～１．０である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 of 0.1 to 2.0, preferably Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 of 0.2 to 1 .5, more preferably Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.3 to 1.3, even more preferably Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.3 to 1.0.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．３～３．０、好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．４～２．０、より好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．５～１．５、さらに好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．７～１．３である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: Y 2 O 3 /TiO 2 of 0.3 to 3.0, preferably Y 2 O 3 /TiO 2 of 0.4 to 2.0, or more. Preferably Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.5 to 1.5, more preferably Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.7 to 1.3.
さらに、重量％で以下の成分を含む、光学ガラス： （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．１～３．０、好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．２～２．５、より好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．３～２．０、さらに好ましくは （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．４～１．５である。 Furthermore, an optical glass containing the following components in weight percent: (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 from 0.1 to 3.0, preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.2 to 2.5, more preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.3 to 2.0, even more preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.4 to 1.5.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下、より好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．５以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．２以下、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 The optical glass further contains the following components in weight%: (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 1.0 or less, preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 0.8 or less, more preferably (RO+ZnO )/Y 2 O 3 is 0.5 or less, more preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 0.2 or less, and the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下、より好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．３以下、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 1.0 or less, preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.8 or less. , more preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.6 or less, even more preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.3 or less, and the RO is MgO, CaO, SrO, One or more types of BaO.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．３～３．０、好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．４～２．５、より好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．５～２．０、さらに好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．７～１．５である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.3 to 3.0, preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0. .4 to 2.5, more preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.0, even more preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1. It is .5.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： （ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．２～３．５、好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．４～３．０、より好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．５～２．５、さらに好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．７～１．８である。 The optical glass further contains the following components in weight percent: (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 of 0.2 to 3.5, preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.4 to 3.0, more preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.5, even more preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1.8.
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ２：２～１０％、好ましくはＳｉＯ２：４～９％、及び／又はＢ２Ｏ３：４～１２％、好ましくはＢ２Ｏ３：５～１０％、及び／又はＬａ２Ｏ３：４０～６０％、好ましくはＬａ２Ｏ３：４２～５５％、及び／又はＹ２Ｏ３：６～２０％、好ましくはＹ２Ｏ３：８～１８％、より好ましくはＹ２Ｏ３：８～１５％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ２：４～１０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：３～１２％、好ましくはＮｂ２Ｏ５：５～１０％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～３％、好ましくはＴａ２Ｏ５：０～１％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～６％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～４％、及び／又はＴｉＯ２：６～１８％、好ましくはＴｉＯ２：８～１５％、及び／又はＲＯ：０～５％、好ましくはＲＯ：０～２％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～３％、好ましくはＲｎ２Ｏ：０～２％、及び／又はＷＯ３：０～３％、好ましくはＷＯ３：０～２％、及び／又はＺｎＯ：０～５％、好ましくはＺｎＯ：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～４％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～５％、好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＧｅＯ２：０～３％、好ましくはＧｅＯ２：０～１％、及び／又は清澄剤：０～１％、好ましくは清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。 The optical glass further comprises the following components in weight percent: SiO 2 : 2-10%, preferably SiO 2 : 4-9%, and/or B 2 O 3 : 4-12%, preferably B 2 O 3 : 5-10%, and/or La 2 O 3 : 40-60%, preferably La 2 O 3 : 42-55%, and/or Y 2 O 3 : 6-20%, preferably Y 2 O 3 : 8-18%, more preferably Y 2 O 3 : 8-15%, and/or ZrO 2 : 3-12%, preferably ZrO 2 : 4-10%, and/or Nb 2 O 5 : 3 to 12%, preferably Nb 2 O 5 : 5 to 10%, and/or Ta 2 O 5 : 0 to 3%, preferably Ta 2 O 5 : 0 to 1%, and/or Gd 2 O 3 : 0-6%, preferably Gd 2 O 3 : 0-4%, and/or TiO 2 : 6-18%, preferably TiO 2 : 8-15%, and/or RO: 0-5%, preferably RO: 0 to 2%, and/or Rn 2 O: 0 to 3%, preferably Rn 2 O: 0 to 2%, and/or WO 3 : 0 to 3%, preferably WO 3 : 0 to 2%. , and/or ZnO: 0 to 5%, preferably ZnO: 0 to 2%, and/or Al 2 O 3 : 0 to 4%, preferably Al 2 O 3 : 0 to 2%, and/or Yb 2 O 3 : 0 to 5%, preferably Yb 2 O 3 : 0 to 2%, and/or GeO 2 : 0 to 3%, preferably GeO 2 : 0 to 1%, and/or clarifier: 0 to 1 %, preferably clarifier: 0 to 0.5%, said RO is one or more of MgO, CaO, SrO, BaO, and Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O The clarifier is one or more of Sb 2 O 3 , SnO, SnO 2 , and CeO 2 .
さらに、重量％で以下の成分を含む、前記光学ガラス： ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９０％以上、好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９２％以上、より好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９４％以上、さらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９６％以上である。 Further, the optical glass contains the following components in weight%: SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , TiO 2 with a total content of 90%. As mentioned above, preferably the total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and TiO 2 is 92% or more, more preferably SiO 2 and B 2 O 3 , the total content of La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and TiO 2 is 94% or more, more preferably SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 and Y 2 O 3 , the total content of ZrO 2 , Nb 2 O 5 and TiO 2 is 96% or more.
さらに、前記成分がＴａ２Ｏ５を含まない、及び／又はＷＯ３を含まない、及び／又はＹｂ２Ｏ３を含まない、及び／又はＲＯを含まない、及び／又はＲｎ２Ｏを含まない、及び／又はＺｎＯを含まない、及び／又はＡｌ２Ｏ３を含まない、及び／又はＧｅＯ２を含まない、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ一種又は複数種であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ一種又は複数種である、前記光学ガラス。 Furthermore, said components do not contain Ta 2 O 5 and/or do not contain WO 3 and/or do not contain Yb 2 O 3 and/or do not contain RO and/or do not contain Rn 2 O. , and/or does not contain ZnO, and/or does not contain Al 2 O 3 , and/or does not contain GeO 2 , the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, BaO, and Rn 2 O is The optical glass is one or more of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O.
さらに、前記光学ガラスの屈折率ｎｄが１．９７以上、好ましくは１．９８以上、より好ましくは１．９９以上、さらに好ましくは１．９９～２．０２、アッベ数ｖｄが２３～３４、好ましくは２５～３３、より好ましくは２６～３２、さらに好ましくは２７～３１である。 Further, the optical glass has a refractive index n d of 1.97 or more, preferably 1.98 or more, more preferably 1.99 or more, even more preferably 1.99 to 2.02, and an Abbe number v d of 23 to 34. , preferably 25-33, more preferably 26-32, even more preferably 27-31.
さらに、前記光学ガラスの密度ρが５．２０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは５．１０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは５．００ｇ／ｃｍ３以下、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃が８５×１０－７／Ｋ以下、好ましくは８０×１０－７／Ｋ以下、より好ましくは７５×１０－７／Ｋ以下、及び／又は耐水安定性ＤＷは２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐酸安定性ＤＡが２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐候性ＣＲが２類以上、好ましくは１類、及び／又はヌープ硬度ＨＫが６７０×１０７Ｐａ以上、好ましくは６８０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは６９０×１０７Ｐａ以上、及び／又はヤング率Ｅが１１５００×１０７Ｐａ～１５５００×１０７Ｐａ、好ましくは１２０００×１０７Ｐａ～１５０００×１０７Ｐａ、より好ましくは１２５００×１０７Ｐａ～１４５００×１０７Ｐａ、さらに好ましくは１３０００×１０７Ｐａ～１４０００×１０７Ｐａ、及び／又は気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ０級以上、より好ましくはＡ００級、及び／又は摩耗度ＦＡが８０～１２５、好ましくは８５～１１５、より好ましくは９０～１０５である。 Further, the optical glass has a density ρ of 5.20 g/cm 3 or less, preferably 5.10 g/cm 3 or less, more preferably 5.00 g/cm 3 or less, and/or a thermal expansion coefficient α -30/70°C. is 85×10 −7 /K or less, preferably 80×10 −7 /K or less, more preferably 75×10 −7 /K or less, and/or water resistance stability DW is class 2 or higher, preferably class 1. , and/or acid resistance stability D A is class 2 or more, preferably class 1, and/or weather resistance CR is class 2 or more, preferably class 1, and/or Knoop hardness H K is 670 × 10 7 Pa or more, Preferably 680×10 7 Pa or more, more preferably 690×10 7 Pa or more, and/or Young's modulus E of 11500×10 7 Pa to 15500×10 7 Pa, preferably 12000×10 7 Pa to 15000×10 7 Pa, more preferably 12,500 x 10 7 Pa to 14,500 x 10 7 Pa, even more preferably 13,000 x 10 7 Pa to 14,000 x 10 7 Pa, and/or a foam degree of A class or higher, preferably A 0 class or higher, and more. It is preferably A 00 class and/or has an abrasion degree F A of 80 to 125, preferably 85 to 115, more preferably 90 to 105.
上記の光学ガラスで製造される、ガラスプリフォーム。 A glass preform manufactured using the above optical glass.
上記の光学ガラス、又は上記のガラスプリフォームで製造される、光学素子。 An optical element manufactured from the above optical glass or the above glass preform.
上記の光学ガラス、及び／又は上記の光学素子を含む、光学機器。 An optical device comprising the optical glass described above and/or the optical element described above.
本発明の有益な効果は、以下の通りである。合理的な成分設計により、本発明により得られた光学ガラスは、所望の屈折率とアッベ数を有すると同時に、密度が比較的低く、光学機器の軽量化を満たすことができる。 The beneficial effects of the present invention are as follows. Through rational component design, the optical glass obtained according to the present invention has a desired refractive index and Abbe number, and at the same time has a relatively low density, which can meet the requirements for weight reduction of optical equipment.
以下、本発明にかかる光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で適宜変形して実施することが可能である。さらに、適宜省略はあるものの、記載を繰り返すことによって本発明の主旨が限定されるものではなく、以下では、本発明の光学ガラスを単にガラスと称することもある。 Hereinafter, embodiments of the optical glass according to the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the embodiments described below, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the purpose of the present invention. is possible. Further, although there may be appropriate omissions, the gist of the present invention is not limited by repeating the description, and hereinafter, the optical glass of the present invention may be simply referred to as glass.
［光学ガラス］
以下に、本発明の光学ガラスの成分の範囲について説明する。本説明書において、各成分の含有量および合計含有量は、特に指定のない限り、重量パーセント（ｗｔ％）で表すものとする。すなわち、各成分の含有量、合計含有量は、酸化組成物に換算するガラス物質の総重量に対する重量パーセントで表すことである。ここでいう「酸化物組成物に換算した」とは、本発明の光学ガラスの組成物の原料として用いた酸化物、錯塩、水酸化物等が溶融時に分解して酸化物に変換された場合の酸化物物質の総重量を１００％とした場合のことである。
[Optical glass]
Below, the range of components of the optical glass of the present invention will be explained. In this manual, the content of each component and the total content are expressed in weight percent (wt%) unless otherwise specified. That is, the content of each component and the total content are expressed in percent by weight based on the total weight of the glass material converted into the oxidized composition. Here, "converted into an oxide composition" means that the oxide, complex salt, hydroxide, etc. used as the raw material for the optical glass composition of the present invention decomposes during melting and is converted into an oxide. This is when the total weight of the oxide material is taken as 100%.
具体的には、本明細書に記載されている数値範囲には、上限値および下限値が含まれ、「以上」および「以下」には端点値、ならびに範囲に含まれるすべての整数および分数が含まれ、範囲が限定されている場合に記載されている具体的な値に限定されるものではない。本明細書で「及び／又は」と呼ばれるものは包括的であり、例えば「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、またはＡとＢの両方を意味する。 Specifically, numerical ranges set forth herein include upper and lower limits, and "greater than" and "less than" include endpoint values, and all whole numbers and fractions included in the range. It is not intended to be limiting to the specific values listed if included or limited in scope. References herein to "and/or" are inclusive, eg, "A and/or B" means only A, only B, or both A and B.
＜必須成分とオプション成分＞
Ｂ２Ｏ３はガラスネットワーク形成成分であり、ガラスの溶融性と耐失透性を高め、ガラス転移温度と密度を低下させることができる、本発明は上記の効果を得るために２％以上のＢ２Ｏ３を添加しており、好ましくは４％以上のＢ２Ｏ３を含有し、より好ましくは５％以上のＢ２Ｏ３を含有するが、その含有量が１８％を超えると、ガラスの安定性が低下し、屈折率が低下し、本発明の高屈折率を実現することが困難となる。したがって、本発明においては、Ｂ２Ｏ３の含有量上限値は１８％、好ましくは１２％、より好ましくは１０％である。
<Essential and optional ingredients>
B 2 O 3 is a glass network forming component, which can improve the meltability and devitrification resistance of glass, and lower the glass transition temperature and density. B2O3 is added , preferably 4% or more of B2O3 , more preferably 5% or more of B2O3 , but if the content exceeds 18%, The stability of the glass decreases, the refractive index decreases, and it becomes difficult to achieve the high refractive index of the present invention. Therefore, in the present invention, the upper limit of the content of B 2 O 3 is 18%, preferably 12%, and more preferably 10%.
ＳｉＯ２もネットワーク形成成分であり、ガラスの熱膨張係数を調整し、ガラスの耐失透性と化学安定性を高め、ガラスの熱安定性と高温粘度を改善することができるが、その含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性能が悪化する傾向があり、転移温度が上昇する。したがって、本発明においては、ＳｉＯ２の含有量が１～１５％、好ましくは２～１０％、より好ましくは４～９％である。 SiO2 is also a network-forming component, which can adjust the thermal expansion coefficient of glass, increase the devitrification resistance and chemical stability of glass, and improve the thermal stability and high temperature viscosity of glass, but its content If it exceeds 15%, the melting performance of the glass tends to deteriorate and the transition temperature increases. Therefore, in the present invention, the content of SiO 2 is 1 to 15%, preferably 2 to 10%, more preferably 4 to 9%.
いくつかの実施形態において、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計含有量ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３を５～３０％以内に制御することにより、ガラスのガラス形成安定性を維持すると同時に、ガラスの摩耗度と耐候性を最適化し、ガラスの耐失透性の低下を防止することができる。したがって、好ましくはＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が５～３０％、より好ましくはＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が８～２５％、さらに好ましくはＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３が１０～２０％である。 In some embodiments, the total content of SiO 2 and B 2 O 3 (SiO 2 +B 2 O 3 ) is controlled within 5% to 30% to maintain the glass formation stability of the glass and at the same time reduce the abrasion of the glass. It is possible to optimize the strength and weather resistance of the glass and prevent the deterioration of the devitrification resistance of the glass. Therefore, SiO 2 +B 2 O 3 is preferably 5 to 30%, more preferably SiO 2 +B 2 O 3 is 8 to 25%, and even more preferably SiO 2 +B 2 O 3 is 10 to 20%.
Ｌａ２Ｏ３はガラスの屈折率を高める有効な成分であり、ガラスの化学安定性と耐失透性に対する改善効果が顕著であるが、その含有量が３５％未満である場合は、所望の光学定数を達成することが困難であり、その含有量が６５％を超えると、ガラスの失透傾向が逆に増大し、熱安定性が悪くなる。したがって、Ｌａ２Ｏ３の含有量が３５～６５％、好ましくは４０～６０％、より好ましくは４２～５５％である。 La 2 O 3 is an effective component that increases the refractive index of glass, and has a remarkable effect on improving the chemical stability and devitrification resistance of glass, but if its content is less than 35%, it will not reach the desired level. It is difficult to achieve optical constants, and if the content exceeds 65%, the tendency of the glass to devitrify increases and the thermal stability worsens. Therefore, the content of La 2 O 3 is 35 to 65%, preferably 40 to 60%, more preferably 42 to 55%.
Ｙ２Ｏ３はガラスの屈折率と耐失透性を高め、ガラスのヤング率を調整することができ、本発明は上記の効果を得るために５％以上のＹ２Ｏ３を添加しており、その含有量が２５％を超えると、ガラスの化学安定性と耐候性が悪くなる。したがって、本発明においては、Ｙ２Ｏ３の含有量が５～２５％、好ましくは６～２０％、より好ましくは８～１８％，さらに好ましくは８～１５％である。 Y 2 O 3 can increase the refractive index and devitrification resistance of the glass and adjust the Young's modulus of the glass. In order to obtain the above effects, the present invention adds 5% or more of Y 2 O 3 . If the content exceeds 25%, the chemical stability and weather resistance of the glass will deteriorate. Therefore, in the present invention, the content of Y 2 O 3 is 5 to 25%, preferably 6 to 20%, more preferably 8 to 18%, even more preferably 8 to 15%.
いくつかの実施形態において、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計含有量ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の含有量との比（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３を０．２～３．５以内に制御することにより、ガラスの気泡度を高め、ガラス熱膨張係数の増加を防止するのに有利である。したがって、好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．２～３．５、より好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．４～３．０である。さらに、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３を０．５～２．５以内に制御することにより、ガラスの硬度と耐候性をさらに高めることができる。したがって、さらに好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．５～２．５、よりさらに好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．７～１．８である。 In some embodiments, the ratio of the total SiO 2 and B 2 O 3 content SiO 2 +B 2 O 3 to the Y 2 O 3 content (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0. By controlling it within .2 to 3.5, it is advantageous to increase the porosity of the glass and prevent an increase in the coefficient of thermal expansion of the glass. Therefore, preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.2 to 3.5, more preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.4 to 3.0. It is. Furthermore, by controlling (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 within 0.5 to 2.5, the hardness and weather resistance of the glass can be further improved. Therefore, more preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.5, even more preferably (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1. .8.
Ｇｄ２Ｏ３はガラスの屈折率と化学安定性を高めることができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの耐失透性と摩耗度が悪くなる。したがって、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が０～１０％、好ましくは０～６％、より好ましくは０～４％である。 Gd 2 O 3 can improve the refractive index and chemical stability of glass, but when its content exceeds 10%, the devitrification resistance and abrasion resistance of the glass deteriorate. Therefore, the content of Gd 2 O 3 is 0 to 10%, preferably 0 to 6%, more preferably 0 to 4%.
いくつかの実施形態において、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計含有量Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３を４５～７５％以内に制御することにより、ガラスは所望の屈折率及びアッベ数を得やすくなり、ガラスの耐失透性と耐候性を最適化することができる。したがって、好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が４５～７５％、より好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５０～７５％、さらに好ましくはＬａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３が５５～７０％である。 In some embodiments, the total content of La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 (La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3) is controlled within 45% to 75%, so that the glass It becomes easier to obtain the desired refractive index and Abbe number, and the devitrification resistance and weather resistance of the glass can be optimized. Therefore, preferably La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 is 45 to 75%, more preferably La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 is 50 to 75%, even more preferably La 2 O 3 +Y 2 O 3 +Gd 2 O 3 is 55 to 70%.
Ｙｂ２Ｏ３もガラスに高屈折性、低分散性を付与する成分であり、その含有量が８％を超えると、ガラスの耐結晶性が低下する。したがって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％、さらに好ましくはＹｂ２Ｏ３を含まないことである。 Yb 2 O 3 is also a component that imparts high refraction and low dispersion to glass, and when its content exceeds 8%, the crystallization resistance of the glass decreases. Therefore, the content of Yb 2 O 3 is 0 to 10%, preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 2%, and even more preferably no Yb 2 O 3 is contained.
ＺｒＯ２は光学ガラスの粘度、硬度、屈折率と化学安定性を高めることができ、ガラスの熱膨張係数を下げることもできるが、ＺｒＯ２の含有量が高すぎると、ガラスの耐失透性が低下し、溶融難度が増加し、溶融温度が上昇し、ガラス内部に介在物が発生し、光透過率が低下する。したがって、本発明においては、ＺｒＯ２の含有量が２～１５％、好ましくは３～１２％、より好ましくは４～１０％である。 ZrO2 can increase the viscosity, hardness, refractive index and chemical stability of optical glass, and can also lower the thermal expansion coefficient of glass, but if the content of ZrO2 is too high, the devitrification resistance of glass will decrease. decreases, the degree of difficulty in melting increases, the melting temperature increases, inclusions occur inside the glass, and the light transmittance decreases. Therefore, in the present invention, the content of ZrO 2 is 2 to 15%, preferably 3 to 12%, more preferably 4 to 10%.
ＴｉＯ２は高屈折高分散成分であり、ガラスに添加することでガラスの屈折率と分散を顕著に向上させることができる、発明者らの研究によると、ＴｉＯ２を適量に添加することでガラスの安定性を増加させることができるが、ＴｉＯ２の含有量が高すぎると、ガラスの透過率が著しく低下し、ガラスの化学安定性も悪化する傾向がある。したがって、本発明においては、ＴｉＯ２の含有量が５～２０％、好ましくは６～１８％、より好ましくは８～１５％である。 TiO 2 is a high refractive and high dispersion component, and by adding it to glass, it can significantly improve the refractive index and dispersion of the glass. According to the research of the inventors, adding an appropriate amount of TiO 2 can improve the glass However, if the content of TiO2 is too high, the transmittance of the glass will decrease significantly and the chemical stability of the glass will also tend to deteriorate. Therefore, in the present invention, the content of TiO 2 is 5 to 20%, preferably 6 to 18%, more preferably 8 to 15%.
いくつかの実施形態において、Ｙ２Ｏ３の含有量とＴｉＯ２の含有量との比Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２を０．３～３．０以内に制御することにより、ガラスの耐候性を高め、摩耗度を最適化することができる。したがって、好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．３～３．０、より好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．４～２．０である。さらに、Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２を０．５～１．５以内に制御することにより、ガラスの化学安定性及び気泡度をさらに高めることができる。したがって、さらに好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．５～１．５、よりさらに好ましくはＹ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．７～１．３である。 In some embodiments, the weather resistance of the glass is improved by controlling the ratio of Y 2 O 3 content to TiO 2 content, Y 2 O 3 /TiO 2 , within 0.3 to 3.0. It is possible to increase the wear rate and optimize the degree of wear. Therefore, Y 2 O 3 /TiO 2 is preferably 0.3 to 3.0, more preferably Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.4 to 2.0. Furthermore, by controlling Y 2 O 3 /TiO 2 within 0.5 to 1.5, the chemical stability and porosity of the glass can be further increased. Therefore, Y 2 O 3 /TiO 2 is more preferably 0.5 to 1.5, and even more preferably Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.7 to 1.3.
Ｎｂ２Ｏ５は高屈折高分散成分であり、ガラスの屈折率と耐失透性を高め、ガラスの熱膨張係数を低下することができ、本発明は上記の効果を得るために１％以上のＮｂ２Ｏ５を添加しており、好ましくはＮｂ２Ｏ５の含有量下限値が３％、より好ましくは下限値が５％である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が１５％を超えると、ガラスの熱安定性及び耐候性が低下し、光透過率が低下するので、本発明におけるＮｂ２Ｏ５の含有量上限値が１５％、好ましくは１２％、より好ましくは１０％である。 Nb 2 O 5 is a high refractive and high dispersion component that can increase the refractive index and devitrification resistance of the glass and reduce the thermal expansion coefficient of the glass. of Nb 2 O 5 is added, preferably the lower limit of the content of Nb 2 O 5 is 3%, more preferably the lower limit is 5%. If the content of Nb 2 O 5 exceeds 15%, the thermal stability and weather resistance of the glass will decrease, and the light transmittance will decrease. Therefore, the upper limit of the content of Nb 2 O 5 in the present invention is 15%, Preferably it is 12%, more preferably 10%.
いくつかの実施形態において、Ｌａ２Ｏ３とＴｉＯ２の合計含有量Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の含有量との比（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５を３．０～３０．０以内に制御することにより、ガラスの化学安定性を高め、ガラスの摩耗度を最適化することができる。したがって、好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が３．０～３０．０、より好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が４．０～２５．０である。さらに、（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５を５．０～２０．０以内に制御することにより、ガラスの熱膨張係数をさらに低減し、ガラスの硬度を高めることができる。したがって、さらに好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が５．０～２０．０、よりさらに好ましくは（Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５が５．５～１５．０である。 In some embodiments, the ratio of the total content of La 2 O 3 and TiO 2 La 2 O 3 + content of TiO 2 and Nb 2 O 5 (La 2 O 3 + TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 3 By controlling it within the range of .0 to 30.0, the chemical stability of the glass can be increased and the degree of abrasion of the glass can be optimized. Therefore, preferably (La 2 O 3 + TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 3.0 to 30.0, more preferably (La 2 O 3 + TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 4.0 to 25.0. It is. Furthermore, by controlling (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 within 5.0 to 20.0, the coefficient of thermal expansion of the glass can be further reduced and the hardness of the glass can be increased. Therefore, more preferably (La 2 O 3 + TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 5.0 to 20.0, even more preferably (La 2 O 3 + TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 5.5 to 15. .0.
いくつかの実施形態において、Ｎｂ２Ｏ５の含有量とＹ２Ｏ３の含有量との比Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３を０．１～２．０以内に制御することにより、ガラスのヤング率を高めるとともに、ガラス硬度の低下を防止することができる。したがって、好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．１～２．０、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．２～１．５である。さらに、Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３を０．３～１．３以内に制御することにより、ガラスの気泡度と摩耗度をさらに最適化することができる。したがって、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．３～１．３、よりさらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３が０．３～１．０である。 In some embodiments, by controlling the ratio of Nb 2 O 5 content to Y 2 O 3 content, Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 , within 0.1 to 2.0, the glass It is possible to increase the Young's modulus of the glass and prevent a decrease in glass hardness. Therefore, Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is preferably 0.1 to 2.0, more preferably Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.2 to 1.5. Furthermore, by controlling Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 within 0.3 to 1.3, the degree of porosity and abrasion of the glass can be further optimized. Therefore, Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is more preferably 0.3 to 1.3, and even more preferably Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.3 to 1.0.
アルカリ土類金属酸化物ＲＯ（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種）はガラスの光学定数を調整し、ガラスの化学安定性を最適化することができるが、その含有量が高いとガラスの耐失透性が低下する。したがって、ＲＯの含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％に限定される。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＲＯを含まないことである。 Alkaline earth metal oxide RO (RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO) can adjust the optical constants of glass and optimize the chemical stability of glass. When it is high, the devitrification resistance of the glass decreases. Therefore, the content of RO is limited to 0 to 10%, preferably 0 to 5%, and more preferably 0 to 2%. In some embodiments, it is further preferred not to include an RO.
いくつかの実施形態において、ＲＯとＧｄ２Ｏ３の合計含有量ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の含有量との比（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３を１．０以下に制御することにより、ガラスの密度を低下させ、ガラスの化学安定性を高め、ガラスのヤング率と気泡度を最適化するのに有利である。したがって、好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、より好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下、よりさらに好ましくは（ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．３以下である。 In some embodiments, the ratio of the total content of RO and Gd 2 O 3 RO + the content of Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 (RO + Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is controlled to be 1.0 or less. This is advantageous in reducing the density of the glass, increasing the chemical stability of the glass, and optimizing the Young's modulus and porosity of the glass. Therefore, preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 1.0 or less, more preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.8 or less, and even more preferably (RO+Gd 2 O 3 ) /Y 2 O 3 is 0.6 or less, more preferably (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.3 or less.
アルカリ性金属酸化物Ｒｎ２Ｏ（Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの一種又は複数種）は、ガラスの転移温度を下げ、ガラスの光学定数と高温粘度を調整し、ガラスの溶融性を改善することができるが、その含有量が高いと、ガラスの耐失透性と化学安定性が低下する。したがって、本発明においては、Ｒｎ２Ｏの含有量が０～８％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＲｎ２Ｏを含まないことである。 Alkaline metal oxide Rn 2 O (Rn 2 O is one or more of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O) lowers the transition temperature of glass, adjusts the optical constants and high temperature viscosity of glass, and improves glass However, if its content is high, the devitrification resistance and chemical stability of the glass will decrease. Therefore, in the present invention, the content of Rn 2 O is 0 to 8%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 2%. In some embodiments, it is even more preferable to be free of Rn 2 O.
ＷＯ３はガラスの屈折率と機械的強度を高めることができるが、ＷＯ３の含有量が５％を超えると、ガラスの熱安定性が低下し、耐失透性が低下する。したがって、ＷＯ３の含有量上限値は５％、好ましくは３％、より好ましくは２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＷＯ３を含まないことである。 WO 3 can increase the refractive index and mechanical strength of glass, but when the content of WO 3 exceeds 5%, the thermal stability of the glass decreases and the devitrification resistance decreases. Therefore, the upper limit of the content of WO 3 is 5%, preferably 3%, and more preferably 2%. In some embodiments, it is further preferred not to include WO3 .
いくつかの実施形態において、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｇｄ２Ｏ３の合計含有量Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３とＴｉＯ２の含有量との比（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２を０．１～３．０以内に制御することにより、ガラスの光透過率を向上させると同時に、密度の上昇を防止することができる。したがって、好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．１～３．０、より好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．２～２．５である。さらに、（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２を０．３～２．０以内に制御することにより、ガラスの熱膨張係数をさらに下げ、ヤング率を高めることができる。したがって、さらに好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．３～２．０、よりさらに好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２が０．４～１．５である。 In some embodiments, the ratio of the total content of Nb 2 O 5 , WO 3 , Gd 2 O 3 Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 to the content of TiO 2 (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd By controlling 2 O 3 )/TiO 2 within 0.1 to 3.0, it is possible to improve the light transmittance of the glass and at the same time prevent an increase in density. Therefore, preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.1 to 3.0, more preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.2. ~2.5. Furthermore, by controlling (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 within 0.3 to 2.0, the coefficient of thermal expansion of the glass can be further lowered and the Young's modulus can be increased. Therefore, more preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.3 to 2.0, even more preferably (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0. .4 to 1.5.
いくつかの実施形態において、ＷＯ３とＴｉＯ２の合計含有量ＷＯ３＋ＴｉＯ２とＹ２Ｏ３の含有量との比（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３を０．３～３．０以内に制御することにより、ガラスの化学安定性の向上、摩耗度とヤング率の最適化に有利である。したがって、好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．３～３．０、より好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．４～２．５、さらに好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．５～２．０、よりさらに好ましくは（ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３が０．７～１．５である。 In some embodiments, the ratio of the total content of WO 3 and TiO 2 WO 3 + content of TiO 2 and Y 2 O 3 (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is between 0.3 and 3.0. It is advantageous to improve the chemical stability of the glass and to optimize the degree of abrasion and Young's modulus by controlling it within the range. Therefore, preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.3 to 3.0, more preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.4 to 2.5, even more preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.0, more preferably (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1.5.
ＺｎＯはガラスの屈折率と分散を調整し、ガラスの高温粘度と転移温度を下げることができる。ＺｎＯの含有量が高すぎると、ガラス成形の難度が増加し、耐結晶性が悪くなる。したがって、ＺｎＯの含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＺｎＯを含まないことである。 ZnO can adjust the refractive index and dispersion of the glass and lower the high temperature viscosity and transition temperature of the glass. If the ZnO content is too high, the difficulty of glass forming increases and the crystallization resistance deteriorates. Therefore, the ZnO content is 0 to 10%, preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 2%. In some embodiments, it is even more preferred to be free of ZnO.
いくつかの実施形態において、ＲＯとＺｎＯの合計含有量ＲＯ＋ＺｎＯとＹ２Ｏ３の含有量との比（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３を１．０以下に制御することにより、ガラスの耐候性を高め、摩耗度を最適化し、ガラスの気泡度と熱膨張係数の低下を防止することができる。したがって、好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下、より好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下、さらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．５以下、よりさらに好ましくは（ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．２以下である。 In some embodiments, the weather resistance of the glass is improved by controlling the ratio of the total content of RO and ZnO (RO+ZnO and Y2O3 content (RO+ ZnO )/ Y2O3 to 1.0 or less). It can increase the degree of wear, optimize the degree of abrasion, and prevent the decrease of the degree of porosity and coefficient of thermal expansion of the glass. Therefore, preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 1.0 or less, more preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 0.8 or less, and even more preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 0.5. Hereinafter, even more preferably (RO+ZnO)/Y 2 O 3 is 0.2 or less.
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高め、ガラスの耐失透性を高めることができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの熱安定性が低下し、密度が増大する。また、Ｔａ２Ｏ５は他の成分に比べて非常に高価であり、実用性かつコストの観点から、使用量をできるだけ減らす必要がある。したがって、本発明におけるＴａ２Ｏ５の含有量が０～５％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～１％に限定される。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＴａ２Ｏ５を含まないことである。 Ta 2 O 5 can increase the refractive index and improve the devitrification resistance of the glass, but if its content is too high, the thermal stability of the glass will decrease and the density will increase. Further, Ta 2 O 5 is very expensive compared to other components, and from the viewpoint of practicality and cost, it is necessary to reduce the amount used as much as possible. Therefore, the content of Ta 2 O 5 in the present invention is limited to 0 to 5%, preferably 0 to 3%, and more preferably 0 to 1%. In some embodiments, it is even more preferred to be free of Ta 2 O 5 .
Ａｌ２Ｏ３はガラスの化学安定性を改善することができるが、その含有量が８％を超えると、ガラスの溶融性と光透過率が悪くなる。したがって、本発明においては、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０～８％、好ましくは０～４％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＡｌ２Ｏ３を含まないことである。 Al 2 O 3 can improve the chemical stability of glass, but if its content exceeds 8%, the meltability and light transmittance of the glass will deteriorate. Therefore, in the present invention, the content of Al 2 O 3 is 0 to 8%, preferably 0 to 4%, more preferably 0 to 2%. In some embodiments, it is even more preferred to be free of Al 2 O 3 .
ＧｅＯ２は屈折率と耐失透性を高めることができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの化学安定性が低下する。また、ＧｅＯ２は他の成分に比べて非常に高価であり、実用性かつコストの観点から使用量をできるだけ減らす必要がある。したがって、本発明におけるＧｅＯ２の含有量が０～５％、好ましくは０～３％、より好ましくは０～１％に限定され、さらに好ましくはＧｅＯ２を含まないことである。 GeO 2 can increase the refractive index and devitrification resistance, but if its content is too high, the chemical stability of the glass will decrease. Furthermore, GeO 2 is very expensive compared to other components, and from the viewpoint of practicality and cost, it is necessary to reduce the amount used as much as possible. Therefore, the content of GeO 2 in the present invention is limited to 0 to 5%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1%, and even more preferably no GeO 2 is contained.
本発明では、清澄剤として０～２％のＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種を添加することにより、ガラスの清澄効果を高め、ガラスの気泡度を向上させることができ、好ましくは清澄剤の含有量が０～１％、より好ましくは清澄剤の含有量が０～０．５％である。本発明の光学ガラスの成分の種類及び含有量の設計が合理的であり、その気泡度が優れているため、いくつかの実施形態において、好ましくは清澄剤を含まないことである。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が２％を超えると、ガラスの清澄性が低下する傾向があり、さらにその強い酸化作用は溶融ガラスの白金又は白金合金容器の腐食及び成形金型の劣化を加速するので、本発明におけるＳｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｂ２Ｏ３を含まないことである。ＳｎＯとＳｎＯ２は清澄剤としても使うことができるが、その含有量が２％を超えると、ガラスの着色傾向が増加し、又はガラスを加熱、軟化してプレス成形などで再成形するとＳｎが結晶核生成の起点となり、失透する傾向がある。したがって、本発明におけるＳｎＯ２の含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｎＯ２的を含まないことである。ＳｎＯの含有量は、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＳｎＯを含まないことである。ＣｅＯ２の作用及び含有量はＳｎＯ２と一致し、その含有量は好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％、さらに好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＣｅＯ２を含まないことである。 In the present invention, by adding 0 to 2% of one or more of Sb 2 O 3 , SnO, SnO 2 and CeO 2 as a fining agent, the clarification effect of the glass is enhanced and the degree of porosity of the glass is improved. The content of the clarifying agent is preferably 0 to 1%, more preferably the content of the clarifying agent is 0 to 0.5%. Since the types and contents of the components of the optical glass of the present invention are rationally designed and the degree of bubbles is excellent, in some embodiments, it is preferable not to include a fining agent. When the content of Sb2O3 exceeds 2%, the clarity of the glass tends to decrease, and its strong oxidizing effect accelerates the corrosion of platinum or platinum alloy containers of molten glass and the deterioration of molds. Therefore, the content of Sb 2 O 3 in the present invention is preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%, even more preferably 0 to 0.5%, and even more preferably does not contain Sb 2 O 3 . That's true. SnO and SnO 2 can also be used as fining agents, but if their content exceeds 2%, the tendency of the glass to become colored increases, or if the glass is heated, softened and reshaped by press molding etc., Sn will be removed. It becomes a starting point for crystal nucleation and tends to devitrify. Therefore, the content of SnO 2 in the present invention is preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%, even more preferably 0 to 0.5%, and even more preferably does not contain SnO 2 . . The content of SnO is preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%, even more preferably 0 to 0.5%, and even more preferably no SnO. The action and content of CeO2 corresponds to that of SnO2 , and its content is preferably 0-2%, more preferably 0-1%, even more preferably 0-0.5%, even more preferably CeO2 . It does not include.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの低い熱膨張係数と密度、比較的高い光透過率と気泡度、および適切な摩耗度とヤング率を得るために、好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９０％以上、より好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９２％以上、さらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９４％以上、よりさらに好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の合計含有量が９６％以上である。 In some embodiments, in order to obtain a low coefficient of thermal expansion and density, a relatively high light transmittance and porosity, and a suitable degree of abrasion and Young's modulus of the optical glass of the present invention, SiO 2 , B 2 is preferably used. The total content of O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , TiO 2 is 90% or more, more preferably SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 The total content of O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , and TiO 2 is 92% or more, more preferably SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , the total content of TiO 2 is 94% or more, more preferably the total content of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , and TiO 2 is 96% or more. % or more.
＜含まれるべきでない成分＞
本発明のガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の遷移金属の酸化物は、単独又は複合的に少量に含まれる場合でも、ガラスが着色され、可視光領域における特定の波長が吸収され、本発明の可視光透過効果を弱めるので、特に可視光領域の波長透過率を要求する光学ガラスは、実際には含まないことが好ましい。
<Ingredients that should not be included>
In the glass of the present invention, even when oxides of transition metals such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo are contained alone or in combination in small amounts, the glass is colored; Since specific wavelengths in the visible light region are absorbed, weakening the visible light transmission effect of the present invention, it is actually preferable not to include optical glass that particularly requires wavelength transmittance in the visible light region.
Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ及びＳｅの酸化物は、近年、有害な化学物質として使用を制御する傾向にあり、ガラスの製造工程だけでなく、加工工程及び完成品の処置に至るまで、環境保護への取り組みが必要である。そのため、環境への影響を重視する場合は、不可避な混入以外は、それらを含まないことが好ましい。これにより、光学ガラスは実際に環境を汚染する物質を含まなくなる。したがって、本発明の光学ガラスは、特殊な環境措置を講じなくても、製造、加工及び廃棄が可能である。 In recent years, the use of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se oxides has been controlled as hazardous chemicals, and they are used not only in the glass manufacturing process but also in the processing process and treatment of finished products. Efforts to protect the environment are necessary. Therefore, when placing importance on the impact on the environment, it is preferable not to include them unless they are unavoidably mixed. This makes the optical glass free from substances that actually pollute the environment. Therefore, the optical glass of the present invention can be manufactured, processed, and disposed of without taking special environmental measures.
環境に配慮するため、本発明の光学ガラスは、Ａｓ２Ｏ３及びＰｂＯを含まないことが好ましい。 In order to be environmentally friendly, the optical glass of the present invention preferably does not contain As 2 O 3 and PbO.
本明細書に記載されている「加えない」、「含まない」、「０％」という用語は、この成分を本発明のガラスの原料として意図的に添加しなかったことを意味する。しかし、ガラスを製造するための原料及び／又は設備として、意図的に添加されていない不純物や成分が、最終的なガラス中に少量または微量に存在することがあり、それらも本発明の特許の対象となる。 The terms "not added," "not included," and "0%" as used herein mean that this component was not intentionally added as a raw material for the glass of the present invention. However, as raw materials and/or equipment for manufacturing glass, impurities and components that are not intentionally added may exist in small amounts or trace amounts in the final glass, and these are also covered by the patent of the present invention. Targeted.
以下では、本発明の光学ガラスの特性について説明する。 Below, the characteristics of the optical glass of the present invention will be explained.
＜屈折率とアッべ数＞
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１－２０１０』に規定された方法にしたがって試験されている。
<Refractive index and Abbe number>
The refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) of optical glass are tested according to the method specified in "GB/T 7962.1-2010".
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の下限値が１．９６、好ましくは下限値が１．９７、より好ましくは下限値が１．９８、さらに好ましくは下限値が１．９９である。 In some embodiments, the lower limit of the refractive index (n d ) of the optical glass of the present invention is 1.96, preferably the lower limit is 1.97, more preferably the lower limit is 1.98, even more preferably the lower limit The value is 1.99.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の上限値が２．１０、好ましくは上限値が２．０５、より好ましくは上限値が２．０２である。 In some embodiments, the upper limit of the refractive index (n d ) of the optical glass of the present invention is 2.10, preferably the upper limit is 2.05, and more preferably the upper limit is 2.02.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのアッべ数（νｄ）の下限値が２３、好ましくは下限値が２５、より好ましくは下限値が２６、さらに好ましくは下限値が２７である。 In some embodiments, the lower limit value of the Abbe number (v d ) of the optical glass of the present invention is 23, preferably the lower limit value is 25, more preferably the lower limit value is 26, and even more preferably the lower limit value is 27. .
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのアッべ数（νｄ）の上限値が３４、好ましくは上限値が３３、より好ましくは上限値が３２、さらに好ましくは上限値が３１である。 In some embodiments, the upper limit of the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is 34, preferably the upper limit is 33, more preferably the upper limit is 32, and still more preferably the upper limit is 31. .
＜密度＞
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法にしたがって試験されている。
<Density>
The density (ρ) of optical glasses has been tested according to the method described in GB/T 7962.20-2010.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの密度（ρ）は５．２０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは５．１０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは５．００ｇ／ｃｍ３以下である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a density (ρ) of 5.20 g/cm 3 or less, preferably 5.10 g/cm 3 or less, more preferably 5.00 g/cm 3 or less.
＜熱膨脹係数＞
光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法にしたがって－３０～７０℃のデータを測定する。
<Thermal expansion coefficient>
The thermal expansion coefficient (α -30/70°C ) of optical glass is measured from -30 to 70°C according to the method described in "GB/T 7962.16-2010".
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）が８５×１０－７／Ｋ以下、好ましくは８０×１０－７／Ｋ以下、より好ましくは７５×１０－７／Ｋ以下である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a coefficient of thermal expansion (α -30/70°C ) of 85×10 −7 /K or less, preferably 80×10 −7 /K or less, more preferably 75× 10 −7 /K or less.
＜耐水安定性＞
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
<Water resistance stability>
The water resistance stability (D W ) (powder method) of optical glass is tested by the method specified in "GB/T 17129".
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）は２類以上、好ましくは１類である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a water resistance stability (D W ) of class 2 or higher, preferably class 1.
＜耐酸安定性＞
光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
<Acid resistance stability>
The acid resistance stability (D A ) (powder method) of optical glass is tested by the method specified in "GB/T 17129".
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）は２類以上、好ましくは１類である。 In some embodiments, the acid resistance stability (D A ) of the optical glass of the present invention is 2 or more, preferably 1.
＜耐候性＞
光学ガラスの耐候性（ＣＲ）の試験方法は以下の通りである：試料を相対湿度９０％の飽和水蒸気環境の試験箱内に置き、４０～５０℃で１ｈごとに交互に循環し、１５サイクル循環する。試料放置前後の濁度変化量に基づいて耐候性カテゴリを区分し、耐候性カテゴリを表１に示す。
The test method for weather resistance (CR) of optical glass is as follows: the sample is placed in a test box in a saturated steam environment with a relative humidity of 90%, and the temperature is alternately circulated every 1 h at 40-50 °C for 15 cycles. circulate. Weather resistance categories were classified based on the amount of change in turbidity before and after leaving the sample, and the weather resistance categories are shown in Table 1.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの耐候性（ＣＲ）は２類以上、好ましくは１類である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a weather resistance (CR) of class 2 or higher, preferably class 1.
＜ヌープ硬度＞
光学ガラスのヌープ硬度（ＨＫ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法にしたがって試験されている。
<Knoop hardness>
The Knoop hardness (H K ) of optical glass is tested according to the test method specified in "GB/T 7962.18-2010".
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヌープ硬度（ＨＫ）が６７０×１０７Ｐａ以上、好ましくは６８０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは６９０×１０７Ｐａ以上である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a Knoop hardness (H K ) of 670×10 7 Pa or more, preferably 680×10 7 Pa or more, more preferably 690×10 7 Pa or more.
＜ヤング率＞
ヤング率（Ｅ）は超音波を用いて縦波速度と横波速度を測定し、以下の式にしたがって計算される。
ここで：Ｅはヤング率、Ｐａ；
Ｇはせん断係数、Ｐａ；
ＶＴは横波速度、ｍ／ｓ；
ＶＳは縦波速度、ｍ／ｓ；
ρはガラス密度、ｇ／ｃｍ３である。
<Young's modulus>
Young's modulus (E) is calculated by measuring longitudinal wave velocity and transverse wave velocity using ultrasound according to the following formula.
where: E is Young's modulus, Pa;
G is shear coefficient, Pa;
V T is transverse wave velocity, m/s;
VS is longitudinal wave velocity, m/s;
ρ is the glass density, g/ cm3 .
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヤング率（Ｅ）の下限値が１１５００×１０７Ｐａ、好ましくは下限値が１２０００×１０７Ｐａ、より好ましくは下限値が１２５００×１０７Ｐａ 、さらに好ましくは下限値が１３０００×１０７Ｐａである。 In some embodiments, the lower limit of Young's modulus (E) of the optical glass of the present invention is 11500×10 7 Pa, preferably the lower limit is 12000×10 7 Pa, more preferably the lower limit is 12500×10 7 Pa. More preferably, the lower limit is 13000×10 7 Pa.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスのヤング率（Ｅ）の上限値が１５５００×１０７Ｐａ、好ましくは上限値が１５０００×１０７Ｐａ、より好ましくは上限値が１４５００×１０７Ｐａ、さらに好ましくは上限値が１４０００×１０７Ｐａである。 In some embodiments, the upper limit of the Young's modulus (E) of the optical glass of the present invention is 15,500×10 7 Pa, preferably the upper limit is 15,000×10 7 Pa, and more preferably the upper limit is 14,500×10 7 Pa. More preferably, the upper limit is 14000×10 7 Pa.
＜摩耗度＞
光学ガラスの摩耗度（ＦＡ）とは、全く同じ条件下で、試料の摩耗量と標準試料（Ｈ－Ｋ９ガラス）の摩耗量（体積）との比に１００を乗じて得られた数値であり、その式は以下の通りであり：
ＦＡ＝Ｖ／Ｖ０×１００＝（Ｗ／ρ）／（Ｗ０／ρ０）×１００
ここで、Ｖは測定する試料の体積摩耗量；
Ｖ０は標準試料の体積摩耗量；
Ｗは測定する試料の質量摩耗量；
Ｗ０は標準試料の品質摩耗量；
ρは測定する試料の密度；
ρ０は標準試料の密度。
<Degree of wear>
The abrasion degree (F A ) of optical glass is a value obtained by multiplying the ratio of the abrasion amount of the sample to the abrasion amount (volume) of the standard sample (H-K9 glass) by 100 under exactly the same conditions. Yes, and its formula is as follows:
F A =V/V 0 ×100=(W/ρ)/(W 0 /ρ 0 )×100
Here, V is the volumetric wear amount of the sample to be measured;
V 0 is the volumetric wear amount of the standard sample;
W is the mass wear amount of the sample to be measured;
W 0 is the quality wear amount of the standard sample;
ρ is the density of the sample to be measured;
ρ 0 is the density of the standard sample.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの摩耗度（ＦＡ）の下限値が８０、好ましくは下限値が８５、より好ましくは下限値が９０である。 In some embodiments, the lower limit of the degree of abrasion (F A ) of the optical glass of the present invention is 80, preferably the lower limit is 85, and more preferably the lower limit is 90.
いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの摩耗度（ＦＡ）上限値が１２５、好ましくは上限値が１１５、より好ましくは上限値が１０５である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has an upper limit of the degree of abrasion (F A ) of 125, preferably 115, more preferably 105.
＜気泡度＞
光学ガラスの気泡度は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．８－２０１０』に規定された方法にしたがって試験されている。
<Bubble degree>
The degree of porosity of optical glass is tested according to the method specified in "GB/T 7962.8-2010".
いくつかの実施形態では、本発明の光学ガラスの気泡度がＡ級以上、好ましくはＡ０級以上、より好ましくはＡ００級である。 In some embodiments, the optical glass of the present invention has a bubble degree of A class or higher, preferably A 0 class or higher, and more preferably A 00 class.
［光学ガラスの製造方法］
本発明の光学ガラスの製造方法は以下の通りである：酸化物、水酸化物、錯塩（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩など）、ホウ酸などを含むがこれらに限定されない一般原料と従来の工程で製造され、常法により混合した後、調製した炉材を１２００～１４５０℃の溶融炉（白金又は白金合金坩堝）に投入して溶融する。その後、清澄、均一化して、気泡及び未溶解物質のない均質な溶融ガラスを得るとともに、この溶融ガラスを金型に入れて鋳造し、焼きなましをする。当業者であれば、実際の必要に応じて、原料、製法およびプロセスパラメータを適宜選択することができる。
[Optical glass manufacturing method]
The manufacturing method of the optical glass of the present invention is as follows: common raw materials and conventional processes including but not limited to oxides, hydroxides, complex salts (carbonates, nitrates, sulfates, etc.), boric acid, etc. After mixing in a conventional manner, the prepared furnace material is placed in a melting furnace (platinum or platinum alloy crucible) at 1200 to 1450°C and melted. Thereafter, it is refined and homogenized to obtain a homogeneous molten glass free of bubbles and undissolved substances, and this molten glass is cast in a mold and annealed. Those skilled in the art can appropriately select raw materials, manufacturing methods and process parameters according to actual needs.
［ガラスプリフォーム及び光学素子］
直接滴下成形や研磨加工、又は熱プレス成形などのプレス成形加工方法を用いて、作成された光学ガラスでガラスプリフォームを製造することができる。すなわち、直接精密滴下成形により溶融光学ガラスを精密なガラスプリフォームに製造するか、研削や研磨などの機械加工によりガラスプリフォームを製造するか、光学ガラスを使用してプレス成形用のプリフォームブランクを作製し、このプリフォームブランクを熱プレス加工して研磨し、ガラスプリフォームを作製することができる。なお、光学プリフォームの製造手段は上記手段に限定されないことを説明されたい。
[Glass preform and optical element]
A glass preform can be manufactured from optical glass created using a press molding method such as direct drop molding, polishing, or hot press molding. That is, we can manufacture molten optical glass into precision glass preforms by direct precision drop molding, we can manufacture glass preforms by mechanical processing such as grinding and polishing, or we can use optical glass to create preform blanks for press molding. This preform blank is then hot-pressed and polished to produce a glass preform. It should be noted that the means for manufacturing the optical preform is not limited to the above-mentioned means.
上記のように、本発明の光学ガラスは、各種光学素子及び光学設計に有用であり、特に本発明の光学ガラスからブランクを形成し、このブランクを用いて熱プレス成形、精密プレス成形等を行い、レンズ、プリズム等の光学素子を作製することが好ましい。 As described above, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs, and in particular, a blank is formed from the optical glass of the present invention, and this blank is used for hot press molding, precision press molding, etc. It is preferable to produce optical elements such as lenses, prisms, etc.
本発明の光学プリフォーム及び光学素子は、いずれも上記本発明の光学ガラスから形成されている。本発明の光学プリフォームは、光学ガラスが備えている優れた特性を有し、本発明の光学素子は、光学ガラスが備えている優れた特性を有し、光学的価値の高いさまざまなレンズ、プリズム等の光学素子を提供することができる。 Both the optical preform and the optical element of the present invention are formed from the optical glass of the present invention. The optical preform of the present invention has the excellent properties of optical glass, and the optical element of the present invention has the excellent properties of optical glass, and various lenses with high optical value, Optical elements such as prisms can be provided.
レンズの例としては、レンズ表面が球面または非球面の凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズが挙げられる。 Examples of lenses include various lenses such as concave meniscus lenses, convex meniscus lenses, biconvex lenses, biconcave lenses, plano-convex lenses, and plano-concave lenses, each having a spherical or aspheric lens surface.
［光学機器］
本発明の光学ガラスにより形成される光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置及び監視装置などの光学機器を製造することができる。
[Optical equipment]
Optical elements formed from the optical glass of the present invention can be used to manufacture optical devices such as photographic devices, imaging devices, projection devices, display devices, vehicle-mounted devices, and monitoring devices.
＜光学ガラス実施例＞
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
<Optical glass example>
In order to more clearly explain the technical solution of the present invention, the following non-limiting examples are provided.
本実施例は、上記光学ガラスの製造方法を用いて、表２～表４に示す成分を有する光学ガラスを得る。また、各ガラスの特性を本発明に記載の試験方法により測定し、その結果を表２～表４に表した。
＜ガラスプリフォーム実施例＞
光学ガラスの実施例１～２４＃で得られたガラスは、研磨加工手段、又は再熱プレス成形、精密プレス成形などのプレス成形手段を用いて、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの様々なレンズ、プリズムなどのプリフォームを製造する。
<Glass preform example>
The glasses obtained in Examples 1 to 24# of optical glass can be formed into concave meniscus lenses, convex meniscus lenses, biconvex lenses, biconvex lenses, etc. using polishing processing means or press forming means such as reheat press molding and precision press molding. We manufacture various lenses such as concave lenses, plano-convex lenses, and plano-concave lenses, as well as preforms such as prisms.
＜光学素子実施例＞
上記ガラスプリフォームの実施例で得られたこれらのプリフォームをアニールし、屈折率などの光学特性が所望の値に達するようにガラス内部の応力を低下させながら屈折率を微調整する。
<Optical element example>
These preforms obtained in the above glass preform examples are annealed, and the refractive index is finely adjusted while reducing the stress inside the glass so that the optical properties such as the refractive index reach desired values.
次に、各プリフォームを研削し、研磨し、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズ、プリズムを作製する。得られた光学素子の表面には反射防止膜を塗布することもできる。 Next, each preform is ground and polished to produce 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 can also be applied to the surface of the obtained optical element.
＜光学機器実施例＞
上記光学素子の実施例で製造された光学素子は、光学設計により、１つまたは複数の光学素子を用いて光学部品または光学コンポーネントを形成することにより、撮像装置、センサ、顕微鏡、医薬技術、デジタル投影、通信、光学通信技術／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技術、エキシマレーザ、ウエハ、コンピュータチップ及びこのような回路及びチップを含む集積回路及び電子デバイスに用いることができる。
<Example of optical equipment>
Optical elements manufactured in the optical element embodiments described above can be used in imaging devices, sensors, microscopes, pharmaceutical technology, digital It can be used in projection, communications, optical communication technology/information transmission, optics/illumination in the automotive field, photolithography technology, excimer lasers, wafers, computer chips and integrated circuits and electronic devices containing such circuits and chips.
Claims (19)
１） Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３は４５～７５％；
２） ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は５～３０％；
３） （Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５は３．０～３０．０；
４） Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３は０．１～２．０；
５） Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２は０．３～３．０；
６） （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２は０．１～３．０；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が１．０以下であり；
９） （ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３は０．３～３．０；
１０） （ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．２～３．５、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 Optical glass according to any one of claims 1 to 3, which comprises components in weight% and satisfies one or more of the following ten conditions:
1) La 2 O 3 + Y 2 O 3 + Gd 2 O 3 is 45-75%;
2) SiO 2 +B 2 O 3 is 5-30%;
3) (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 3.0 to 30.0;
4) Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.1 to 2.0;
5) Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.3 to 3.0;
6) (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.1 to 3.0;
7) (RO+ZnO)/ Y2O3 is 1.0 or less;
8) (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 1.0 or less;
9) (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.3 to 3.0;
10) (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.2 to 3.5, and the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO.
１） Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３は５０～７５％；
２） ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は８～２５％；
３） （Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５は４．０～２５．０；
４） Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３は０．２～１．５；
５） Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２は０．４～２．０；
６） （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２は０．２～２．５；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．８以下であり；
９） （ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３は０．４～２．５；
１０） （ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．４～３．０、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 Optical glass according to any one of claims 1 to 3, which comprises components in weight% and satisfies one or more of the following ten conditions:
1) La 2 O 3 + Y 2 O 3 + Gd 2 O 3 is 50-75%;
2) SiO 2 +B 2 O 3 is 8-25%;
3) (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 4.0 to 25.0;
4) Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.2 to 1.5;
5) Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.4 to 2.0;
6) (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.2 to 2.5;
7) (RO+ZnO)/ Y2O3 is 0.8 or less;
8) (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.8 or less;
9) (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.4 to 2.5;
10) (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.4 to 3.0, and the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO.
１） Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３は５５～７０％；
２） ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は１０～２０％；
３） （Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５は５．０～２０．０；
４） Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３は０．３～１．３；
５） Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２は０．５～１．５；
６） （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２は０．３～２．０；
７） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．５以下であり；
８） （ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．６以下であり；
９） （ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３は０．５～２．０；
１０） （ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．５～２．５、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 Optical glass according to any one of claims 1 to 3, which comprises components in weight% and satisfies one or more of the following ten conditions:
1) La 2 O 3 + Y 2 O 3 + Gd 2 O 3 is 55-70%;
2) SiO 2 +B 2 O 3 is 10-20%;
3) (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 5.0 to 20.0;
4) Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.3 to 1.3;
5) Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.5 to 1.5;
6) (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.3 to 2.0;
7) (RO+ZnO)/ Y2O3 is 0.5 or less;
8) (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.6 or less;
9) (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.0;
10) (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.5 to 2.5, and the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO.
１） （Ｌａ２Ｏ３＋ＴｉＯ２）／Ｎｂ２Ｏ５は５．５～１５．０；
２） Ｎｂ２Ｏ５／Ｙ２Ｏ３は０．３～１．０；
３） Ｙ２Ｏ３／ＴｉＯ２は０．７～１．３；
４） （Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３）／ＴｉＯ２は０．４～１．５；
５） （ＲＯ＋ＺｎＯ）／Ｙ２Ｏ３が０．２以下であり；
６） （ＲＯ＋Ｇｄ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．３以下であり；
７） （ＷＯ３＋ＴｉＯ２）／Ｙ２Ｏ３は０．７～１．５；
８） （ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｙ２Ｏ３が０．７～１．８、前記ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種又は複数種である。 Optical glass according to any one of claims 1 to 3, comprising components in weight% and satisfying one or more of the following eight conditions:
1) (La 2 O 3 +TiO 2 )/Nb 2 O 5 is 5.5 to 15.0;
2) Nb 2 O 5 /Y 2 O 3 is 0.3 to 1.0;
3) Y 2 O 3 /TiO 2 is 0.7 to 1.3;
4) (Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 )/TiO 2 is 0.4 to 1.5;
5) (RO+ZnO)/ Y2O3 is 0.2 or less;
6) (RO+Gd 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.3 or less;
7) (WO 3 +TiO 2 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1.5;
8) (SiO 2 +B 2 O 3 )/Y 2 O 3 is 0.7 to 1.8, and the RO is one or more of MgO, CaO, SrO, and BaO.
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