JP2024043490A - Optical glass and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ガラスおよび光学素子に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical glasses and optical elements.
カメラ、車載用光学機器、モバイル機器等に搭載される撮像光学系、およびプロジェクタなどの投射光学系等を構成する光学素子材料として、1.77~1.95の範囲の屈折率ndおよび42~48の範囲のアッベ数νdを有する高屈折率・低分散の光学ガラスが使用されている。 Optical element materials constituting imaging optical systems installed in cameras, in-vehicle optical equipment, mobile devices, etc., and projection optical systems such as projectors, etc., with refractive index nd in the range of 1.77 to 1.95 and 42 to 42 A high refractive index, low dispersion optical glass having an Abbe number νd in the range of 48 is used.
ガラス成分の中で、希土類酸化物は、分散を大きく高めることなく(アッベ数を大きく下げることなく)屈折率を高めることができるため、高屈折率・低分散の光学ガラスを作製するために有用な成分である。希土類酸化物の中でも特にTa2O5は、ガラスの着色を抑制しながら、ガラスに高屈折率・低分散特性を付与できる成分として知られている。しかしながら、Ta2O5は、ガラス成分の中でも原料が突出して高価な成分である。すなわち、Ta2O5の含有量によってガラスの原料コストが大幅に上昇するため、Ta2O5を含む高屈折率・低分散の光学ガラスにおいては、価格が高額となることが問題となっていた。 Among glass components, rare earth oxides can increase the refractive index without significantly increasing dispersion (without significantly decreasing the Abbe number), so they are useful for creating optical glasses with high refractive index and low dispersion. It is a component. Among rare earth oxides, Ta 2 O 5 in particular is known as a component that can impart high refractive index and low dispersion properties to glass while suppressing coloring of the glass. However, Ta 2 O 5 is a particularly expensive raw material among glass components. In other words, the cost of glass raw materials increases significantly depending on the content of Ta 2 O 5 , so optical glasses with high refractive index and low dispersion that contain Ta 2 O 5 are expensive. Ta.
特許文献1~3には、Ta2O5の含有量を低減した光学ガラスが開示されている。しかしながら、特許文献1、3には、1.77~1.95の範囲の屈折率ndおよび42~48の範囲のアッベ数νdを有する光学ガラスは開示されていない。具体的には、特許文献1の光学ガラスでは、屈折率ndが小さくアッベ数νdが高い。また、特許文献3の光学ガラスでは、屈折率ndが小さすぎる。よって、特許文献1、3では、本発明で所望する光学恒数、すなわち上記範囲の屈折率ndおよびアッベ数νdを有する光学ガラスは提案されていない。そして、特許文献2の光学ガラスでは、Ta2O5の含有量は低減されている一方、Ta2O5と同じ希土類酸化物であるGd2O3の含有量が多くなっている。Gd2O3は、Ta2O5と同様に、非常に高価な成分である。すなわち、特許文献2の光学ガラスでは、ガラスの原料コストの上昇を十分に抑制できていない。 Patent documents 1 to 3 disclose optical glasses with a reduced content of Ta 2 O 5. However, Patent documents 1 and 3 do not disclose optical glasses having a refractive index nd in the range of 1.77 to 1.95 and an Abbe number νd in the range of 42 to 48. Specifically, the optical glass of Patent document 1 has a small refractive index nd and a high Abbe number νd. Moreover, the optical glass of Patent document 3 has a refractive index nd that is too small. Therefore, Patent documents 1 and 3 do not propose optical glasses having the optical constants desired in the present invention, that is, the refractive index nd and Abbe number νd in the above range. And, in the optical glass of Patent document 2, the content of Ta 2 O 5 is reduced, while the content of Gd 2 O 3 , which is the same rare earth oxide as Ta 2 O 5 , is increased. Gd 2 O 3 is a very expensive component, like Ta 2 O 5. That is, the optical glass of Patent document 2 does not sufficiently suppress the increase in the raw material cost of the glass.
本発明では、1.77~1.95の範囲の屈折率ndおよび42~48の範囲のアッベ数νdを有し、Ta2O5の含有量が低減され、原料コストが低減された光学ガラス、および上記光学ガラスからなる光学素子を提供することを目的とする。 The present invention provides an optical glass having a refractive index nd in the range of 1.77 to 1.95 and an Abbe number νd in the range of 42 to 48, with a reduced content of Ta 2 O 5 and reduced raw material cost. , and an optical element made of the optical glass described above.
(1)質量%表示で、
SiO2の含有量が3~13%、
B2O3の含有量が13~23%、
B2O3の含有量に対するSiO2の含有量の質量比[SiO2/B2O3]が0.30~0.70、
La2O3の含有量が50%以下、
Gd2O3の含有量が30%以下、
Y2O3の含有量が13%以下、
La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量[La2O3+Gd2O3+Y2O3]が53~75%、
ZrO2の含有量が12%以下、
Nb2O5の含有量が7%以下、
ZrO2およびNb2O5の合計含有量[ZrO2+Nb2O5]が3.0~12.0%、
ZnOの含有量が7.8%以下、
TiO2の含有量が7.8%以下、
WO3の含有量が7.8%以下、
Nb2O5、ZnO、TiO2、およびWO3の合計含有量[Nb2O5+ZnO+TiO2+WO3]が7.8%以下、
Ta2O5の含有量が4.9%以下、
SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計含有量[SiO2+Al2O3+B2O3]が24~32%、
屈折率ndが1.77~1.95、
アッベ数νdが42~48、
比重が4.40~5.20である、
光学ガラス。
(1) In mass % display,
SiO 2 content is 3-13%,
B 2 O 3 content is 13-23%,
The mass ratio of the content of SiO 2 to the content of B 2 O 3 [SiO 2 /B 2 O 3 ] is 0.30 to 0.70,
The content of La 2 O 3 is 50% or less,
Gd 2 O 3 content is 30% or less,
The content of Y 2 O 3 is 13% or less,
The total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 [La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 ] is 53 to 75%,
ZrO 2 content is 12% or less,
Nb 2 O 5 content is 7% or less,
The total content of ZrO 2 and Nb 2 O 5 [ZrO 2 +Nb 2 O 5 ] is 3.0 to 12.0%,
ZnO content is 7.8% or less,
TiO 2 content is 7.8% or less,
WO 3 content is 7.8% or less,
The total content of Nb 2 O 5 , ZnO, TiO 2 and WO 3 [Nb 2 O 5 +ZnO+TiO 2 +WO 3 ] is 7.8% or less,
Ta 2 O 5 content is 4.9% or less,
The total content of SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 [SiO 2 +Al 2 O 3 +B 2 O 3 ] is 24 to 32%,
refractive index nd is 1.77 to 1.95,
Abbe number νd is 42 to 48,
Specific gravity is 4.40 to 5.20,
optical glass.
(2)上記(1)に記載の光学ガラスからなる光学素子。 (2) An optical element made of the optical glass described in (1) above.
本発明の一態様によれば、1.77~1.95の範囲の屈折率ndおよび42~48の範囲のアッベ数νdを有し、Ta2O5の含有量が低減され、原料コストが低減された光学ガラスを提供することができる。また、本発明の一態様によれば、上記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the refractive index nd is in the range of 1.77 to 1.95 and the Abbe number νd is in the range of 42 to 48, the content of Ta 2 O 5 is reduced, and the raw material cost is reduced. A reduced optical glass can be provided. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide an optical element made of the above optical glass.
本発明および本明細書において、光学ガラスのガラス組成は、特記しない限り、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいい、各ガラス成分の表記は慣習にならい、SiO2、TiO2などと記載する。ガラス成分の含有量および合計含有量は、特記しない限り質量基準であり、「%」は「質量%」を意味する。 In the present invention and this specification, the glass composition of optical glass is expressed on an oxide basis unless otherwise specified. Here, "oxide-based glass composition" refers to the glass composition obtained by converting the glass raw materials as if they were all decomposed during melting and existing as oxides in the optical glass, and the notation of each glass component is Following customary practice, they are written as SiO 2 , TiO 2 , etc. The content of the glass component and the total content are based on mass unless otherwise specified, and "%" means "% by mass".
ガラス成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)等の方法で定量することができる。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が0%とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容する。 The content of glass components can be quantified by known methods, such as inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In this specification and the present invention, a content of 0% of a component means that the component is substantially not contained, and it is acceptable for the component to be present at an unavoidable impurity level.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2の含有量は3~13%である。SiO2の含有量の下限は、好ましくは3.5%であり、さらには4.0%、4.5%、5.0%の順により好ましい。また、SiO2の含有量の上限は、好ましくは12.5%であり、さらには12.0%、11.5%、11.0%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of SiO 2 is 3 to 13%. The lower limit of the content of SiO 2 is preferably 3.5%, and more preferably 4.0%, 4.5%, and 5.0% in that order. Further, the upper limit of the content of SiO 2 is preferably 12.5%, and more preferably 12.0%, 11.5%, and 11.0% in that order.
SiO2は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性を向上させ、化学的耐久性を改善する働きを有する成分である。SiO2の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。また、化学的耐久性を改善できる。さらに、成形に適した粘度を有する熔融ガラスを調製できる。一方、SiO2の含有量が多すぎると、屈折率ndが低下するおそれがあり、熔融性が低下して原料の熔け残りが生じるおそれがある。さらに、ガラス転移温度Tgが過剰に上昇するおそれもある。また、SiO2の含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがあり、また、熔融ガラスの粘性が低下して所望の粘度が得られないおそれがある。 SiO 2 is a network-forming component of glass, and is a component that has the function of improving the thermal stability and chemical durability of glass. By setting the content of SiO 2 within the above range, the thermal stability of the glass is improved and devitrification during glass production can be suppressed. Additionally, chemical durability can be improved. Furthermore, molten glass having a viscosity suitable for molding can be prepared. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, there is a risk that the refractive index nd will decrease, and the meltability will decrease, resulting in the possibility that unmelted raw materials will remain. Furthermore, there is also a possibility that the glass transition temperature Tg will rise excessively. Furthermore, if the content of SiO 2 is too small, the thermal stability of the glass may decrease, and the viscosity of the molten glass may decrease, making it impossible to obtain the desired viscosity.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、B2O3の含有量は13~23%である。B2O3の含有量の下限は、好ましくは13.5%であり、さらには14.0%、14.5%、15.0%の順により好ましい。また、B2O3の含有量の上限は、好ましくは22.5%であり、さらには22.0%、21.5%、21.0%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of B 2 O 3 is 13 to 23%. The lower limit of the content of B 2 O 3 is preferably 13.5%, and more preferably 14.0%, 14.5%, and 15.0% in that order. Further, the upper limit of the content of B 2 O 3 is preferably 22.5%, and more preferably 22.0%, 21.5%, and 21.0% in that order.
B2O3は、ガラスの熱的安定性、熔融性を改善する働きを有する成分である。B2O3の含有量を上記範囲とすることにより、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。また、熔融性が改善されて、ガラス原料の熔け残りが低減し、均質なガラスを得ることができる。一方、B2O3の含有量が多すぎると、屈折率ndが低下するおそれがある。また、B2O3の含有量が少なすぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがあり、さらに、熔融性が低下して原料の熔け残りが生じるおそれがある。 B 2 O 3 is a component that has the function of improving the thermal stability and meltability of glass. By setting the content of B 2 O 3 within the above range, the thermal stability of the glass can be improved and devitrification during glass production can be suppressed. Furthermore, the meltability is improved, the amount of unmelted glass raw materials is reduced, and a homogeneous glass can be obtained. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too large, the refractive index nd may decrease. Moreover, if the content of B 2 O 3 is too small, there is a risk that the thermal stability of the glass will decrease, and further, there is a risk that the meltability will decrease and unmelted raw materials will remain.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、B2O3の含有量に対するSiO2の含有量の質量比[SiO2/B2O3]は0.30~0.70である。該質量比の下限は、好ましくは0.35であり、さらには0.40、0.43、0.44、0.45、0.46の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは0.69であり、さらには0.68、0.67、0.66の順により好ましい。質量比[SiO2/B2O3]を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性が改善され、また、成形に適した粘度を有する熔融ガラスを調製できる。 In the optical glass according to this embodiment, the mass ratio of the SiO 2 content to the B 2 O 3 content [SiO 2 /B 2 O 3 ] is 0.30 to 0.70. The lower limit of the mass ratio is preferably 0.35, and more preferably in the order of 0.40, 0.43, 0.44, 0.45, and 0.46. Further, the upper limit of the mass ratio is preferably 0.69, and more preferably in the order of 0.68, 0.67, and 0.66. By setting the mass ratio [SiO 2 /B 2 O 3 ] within the above range, the thermal stability of the glass is improved and a molten glass having a viscosity suitable for molding can be prepared.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3の含有量は50%以下である。La2O3の含有量の上限は、好ましくは49%であり、さらには48%、47%、46%の順により好ましい。また、La2O3の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには10%、20%、30%、31%、31.5%、32.0%、32.5%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of La 2 O 3 is 50% or less. The upper limit of the content of La 2 O 3 is preferably 49%, and more preferably 48%, 47%, and 46% in that order. Further, the lower limit of the content of La 2 O 3 is preferably 0%, and more preferably in the order of 10%, 20%, 30%, 31%, 31.5%, 32.0%, and 32.5%. more preferred.
La2O3は、アッベ数νdを大きく低下させることなく屈折率ndを増加させる働きを有する成分である。La2O3の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。さらに、熔融性が改善されて、ガラス原料の熔け残りを抑制できる。
一方、La2O3の含有量が多すぎると、比重が増大するおそれがあり、またガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。さらに、ガラス転移温度Tgが過剰に上昇するおそれもある。なお、希土類成分の中で、La2O3は、Gd2O3およびYb2O3と比較して、ガラスの比重を増大させにくい成分である。また、La2O3は比較的多く含有させても、ガラスの熱的安定性を維持できる成分でもある。さらに、La2O3は、Yb2O3と同様に近赤外線領域に吸収を有さないため、近赤外線の透過性を維持できる成分でもある。
La 2 O 3 is a component that has the function of increasing the refractive index nd without significantly reducing the Abbe number νd. By setting the content of La 2 O 3 within the above range, an optical glass having desired optical constants can be obtained. Further, the thermal stability of the glass is improved, and devitrification during glass production can be suppressed. Furthermore, meltability is improved, and unmelted glass raw materials can be suppressed.
On the other hand, if the content of La 2 O 3 is too large, the specific gravity may increase and the thermal stability of the glass may decrease. Furthermore, there is also a possibility that the glass transition temperature Tg will rise excessively. Note that among the rare earth components, La 2 O 3 is a component that is less likely to increase the specific gravity of glass than Gd 2 O 3 and Yb 2 O 3 . Further, La 2 O 3 is also a component that can maintain the thermal stability of the glass even if it is contained in a relatively large amount. Furthermore, like Yb 2 O 3 , La 2 O 3 has no absorption in the near-infrared region, so it is also a component that can maintain near-infrared transmittance.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Gd2O3の含有量は30%以下である。Gd2O3の含有量の上限は、好ましくは29.0%であり、さらには28.0%、27.0%、26.0%の順により好ましい。また、Gd2O3の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには1.0%、2.0%、3.0%、8.0%、10.0%、12.0%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Gd 2 O 3 is 30% or less. The upper limit of the Gd 2 O 3 content is preferably 29.0%, and more preferably 28.0%, 27.0%, and 26.0% in that order. Further, the lower limit of the content of Gd 2 O 3 is preferably 0%, more preferably 1.0%, 2.0%, 3.0%, 8.0%, 10.0%, 12.0%. The order of percentage is more preferable.
Gd2O3は、アッベ数νdを大きく低下させることなく屈折率ndを増加させる働きを有する成分である。Gd2O3の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。さらに、熔融性が改善されて、ガラス原料の熔け残りを抑制できる。そして、ガラスの着色を抑制できる。一方、Gd2O3は高価な成分であるため、Gd2O3の含有量が多すぎると、原料コストが増大するおそれがある。また、Gd2O3の含有量が多すぎると、ガラスの比重が増大するおそれがある。さらに、Gd2O3はガラスの可視域の短波長側における透過率を低下させる作用を有するため、Gd2O3の含有量が多すぎると、ガラスの可視域の短波長側における透過率が低下するおそれがある。そして、Gd2O3の含有量が多すぎると、ガラス転移温度Tgが上昇するおそれもある。 Gd 2 O 3 is a component that has the function of increasing the refractive index nd without significantly reducing the Abbe number νd. By setting the content of Gd 2 O 3 within the above range, an optical glass having desired optical constants can be obtained. Further, the thermal stability of the glass is improved, and devitrification during glass production can be suppressed. Furthermore, meltability is improved, and unmelted glass raw materials can be suppressed. In addition, coloring of the glass can be suppressed. On the other hand, since Gd 2 O 3 is an expensive component, if the content of Gd 2 O 3 is too large, the raw material cost may increase. Furthermore, if the content of Gd 2 O 3 is too large, the specific gravity of the glass may increase. Furthermore, since Gd 2 O 3 has the effect of reducing the transmittance of glass on the short wavelength side of the visible range, if the content of Gd 2 O 3 is too large, the transmittance of glass on the short wavelength side of the visible range decreases. There is a risk that it will decrease. If the content of Gd 2 O 3 is too large, the glass transition temperature Tg may increase.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Y2O3の含有量は13%以下である。Y2O3の含有量の上限は、好ましくは12.0%であり、さらには11.0%、10.0%、9.0%の順により好ましい。また、Y2O3の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Y 2 O 3 is 13% or less. The upper limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 12.0%, and more preferably 11.0%, 10.0%, and 9.0% in that order. Further, the lower limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 0%, more preferably 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 3.0%, 4.0%. %, 5.0%, and 6.0% in that order.
Y2O3は、アッベ数νdを大きく低下させることなく屈折率ndを増加させる働きを有する成分である。Y2O3の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。さらに、熔融性が改善されて、ガラス原料の熔け残りを抑制できる。一方、Y2O3の含有量が多すぎると、ガラス転移温度Tgが上昇するおそれがある。また、希土類成分の中で、Y2O3は、比較的多く含有させても、ガラスの熱的安定性を維持できる成分であるが、その含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。 Y2O3 is a component that increases the refractive index nd without significantly decreasing the Abbe number νd. By setting the content of Y2O3 within the above range, an optical glass having the desired optical constants can be obtained. In addition, the thermal stability of the glass is improved, and devitrification during glass production can be suppressed. Furthermore, the melting property is improved, and the unmelted glass raw material can be suppressed. On the other hand, if the content of Y2O3 is too high, the glass transition temperature Tg may increase. In addition, among the rare earth components, Y2O3 is a component that can maintain the thermal stability of the glass even if it is contained in a relatively large amount, but if the content is too high, the thermal stability of the glass may decrease.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量[La2O3+Gd2O3+Y2O3]は53~75%である。該合計含有量の下限は、好ましくは54.0%であり、さらには55.0%、56.0%、56.5%の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは74.0%であり、さらには73.0%、72.0%、71.0%の順により好ましい。該合計含有量を上記範囲とすることで、アッベ数νdを大きく低下させることなく屈折率ndを増加させて、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性が向上し、ガラス製造時の失透を抑制できる。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 [La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 ] is 53 to 75%. The lower limit of the total content is preferably 54.0%, and more preferably 55.0%, 56.0%, and 56.5% in that order. Further, the upper limit of the total content is preferably 74.0%, and more preferably 73.0%, 72.0%, and 71.0% in that order. By setting the total content within the above range, the refractive index nd can be increased without greatly reducing the Abbe number νd, and an optical glass having desired optical constants can be obtained. Further, the thermal stability of the glass is improved, and devitrification during glass production can be suppressed.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZrO2の含有量は12%以下である。ZrO2の含有量の上限は、好ましくは11.5%であり、さらには11.0%、10.5%、10.0%の順により好ましい。また、ZrO2の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには0.5%、1.0%、1.5%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of ZrO 2 is 12% or less. The upper limit of the ZrO 2 content is preferably 11.5%, and more preferably 11.0%, 10.5%, and 10.0% in that order. Further, the lower limit of the ZrO 2 content is preferably 0%, and more preferably 0.5%, 1.0%, and 1.5% in that order.
ZrO2は、屈折率ndを高めるとともに、ガラスの熱的安定性を改善する機能を有する成分である。ZrO2の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有し、熱的安定性が改善された、光学ガラスが得られる。一方、ZrO2の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下する、比重が増加する、さらにガラス転移温度Tgが上昇するおそれがある。 ZrO2 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and improving the thermal stability of glass. By setting the content of ZrO2 within the above range, an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability can be obtained. On the other hand, if the content of ZrO2 is too high, there is a risk that the thermal stability will decrease, the specific gravity will increase, and the glass transition temperature Tg will increase.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Nb2O5の含有量は7%以下である。Nb2O5の含有量の上限は、好ましくは6.5%であり、さらには6.0%、5.5%、5.0%の順により好ましい。また、Nb2O5の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには0.5%、1.0%、1.5%の順により好ましい。Nb2O5の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Nb 2 O 5 is 7% or less. The upper limit of the content of Nb 2 O 5 is preferably 6.5%, and more preferably 6.0%, 5.5%, and 5.0% in that order. Further, the lower limit of the content of Nb 2 O 5 is preferably 0%, and more preferably 0.5%, 1.0%, and 1.5% in that order. The content of Nb 2 O 5 may be 0%.
Nb2O5は、屈折率ndを高めるとともに、ガラスの熱的安定性を維持する機能を有する成分である。また、アッベ数νdを調整できる成分でもある。Nb2O5の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有し、熱的安定性が改善された、光学ガラスが得られる。一方、Nb2O5の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下する、比重が増加する、さらにガラス転移温度Tgが上昇するおそれがある。 Nb 2 O 5 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and maintaining the thermal stability of the glass. It is also a component that can adjust the Abbe number νd. By setting the content of Nb 2 O 5 within the above range, an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability can be obtained. On the other hand, if the content of Nb 2 O 5 is too large, there is a risk that the thermal stability will decrease, the specific gravity will increase, and the glass transition temperature Tg will increase.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZrO2およびNb2O5の合計含有量[ZrO2+Nb2O5]は3.0~12.0%である。該合計含有量の下限は、好ましくは3.1%であり、さらには3.3%、3.5%、3.6%の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは11.5%であり、さらには10.5%、9.3%、9.2%、9.1%の順により好ましい。該合計含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有し、熱的安定性が改善された、光学ガラスが得られる。一方、該合計含有量が多すぎると、アッベ数νdが低下して、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られないおそれがある。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of ZrO 2 and Nb 2 O 5 [ZrO 2 +Nb 2 O 5 ] is 3.0 to 12.0%. The lower limit of the total content is preferably 3.1%, and more preferably 3.3%, 3.5%, and 3.6% in that order. Further, the upper limit of the total content is preferably 11.5%, and more preferably in the order of 10.5%, 9.3%, 9.2%, and 9.1%. By setting the total content within the above range, an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability can be obtained. On the other hand, if the total content is too large, the Abbe number νd may decrease and an optical glass having desired optical constants may not be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZnOの含有量は7.8%以下である。ZnOの含有量の上限は、好ましくは7.5%であり、さらには7.0%、6.5%、6.0%、5.0%、3.0%の順により好ましい。また、ZnOの含有量の下限は0%、0.5%、1.0%、または1.5%であってもよい。ZnOの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the ZnO content is 7.8% or less. The upper limit of the ZnO content is preferably 7.5%, and more preferably in the order of 7.0%, 6.5%, 6.0%, 5.0%, and 3.0%. Further, the lower limit of the ZnO content may be 0%, 0.5%, 1.0%, or 1.5%. The content of ZnO may be 0%.
ZnOは、熔融性を改善し、ガラス転移温度Tgの過剰な上昇を抑制し、光学特性を調整する機能を有する成分である。また、アッベ数νdを調整できる成分でもある。ZnOの含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数および光学特性を有し、熔融性および熱的安定性の改善された光学ガラスが得られる。一方、ZnOの含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。 ZnO is a component that has the functions of improving meltability, suppressing an excessive increase in glass transition temperature Tg, and adjusting optical properties. It is also a component that can adjust the Abbe number νd. By setting the content of ZnO within the above range, an optical glass having desired optical constants and optical properties and improved meltability and thermal stability can be obtained. On the other hand, if the ZnO content is too large, the thermal stability of the glass may decrease.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiO2の含有量は7.8%以下である。TiO2の含有量の上限は、好ましくは7.5%であり、さらには7.0%、6.5%、6.0%、5.0%、4.0%の順により好ましい。また、TiO2の含有量の下限は0%であってもよく、TiO2の含有量は0%であることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of TiO 2 is 7.8% or less. The upper limit of the TiO 2 content is preferably 7.5%, and more preferably in the order of 7.0%, 6.5%, 6.0%, 5.0%, and 4.0%. Further, the lower limit of the TiO 2 content may be 0%, and the TiO 2 content is preferably 0%.
TiO2は、屈折率ndを高めるとともに、ガラスの熱的安定性を維持する機能を有する成分である。TiO2の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。一方、TiO2の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下するおそれがあり、また、ガラスの着色が増大するおそれがある。 TiO2 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and maintaining the thermal stability of glass. By setting the content of TiO2 within the above range, optical glass having desired optical constants can be obtained. On the other hand, if the content of TiO2 is too high, the thermal stability of glass may decrease, and the coloring of glass may increase.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、WO3の含有量は7.8%以下である。WO3の含有量の上限は、好ましくは7.5%であり、さらには7.0%、6.5%、6.0%の順により好ましい。また、WO3の含有量の下限は0%であってもよく、WO3の含有量は0%であることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of WO 3 is 7.8% or less. The upper limit of the content of WO 3 is preferably 7.5%, and more preferably 7.0%, 6.5%, and 6.0% in that order. Further, the lower limit of the WO 3 content may be 0%, and the WO 3 content is preferably 0%.
WO3は、屈折率ndを高めるとともに、ガラスの熱的安定性を向上させる機能を有する成分である。また、ガラス製造時の結晶化を抑制する機能を有する成分でもある。WO3の含有量を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。一方、WO3の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下するおそれがあり、また、比重が増加するおそれがある。さらに、WO3の含有量が多すぎると、分光透過率の短波長側の光吸収端が長波長化するため、紫外線の透過率が低下するおそれがある。 WO 3 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and improving the thermal stability of the glass. It is also a component that has the function of suppressing crystallization during glass production. By setting the content of WO 3 within the above range, an optical glass having desired optical constants can be obtained. On the other hand, if the content of WO 3 is too large, the thermal stability may decrease and the specific gravity may increase. Furthermore, if the content of WO 3 is too large, the light absorption edge on the short wavelength side of the spectral transmittance becomes longer wavelength, so there is a possibility that the transmittance of ultraviolet rays decreases.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Nb2O5、ZnO、TiO2、およびWO3の合計含有量[Nb2O5+ZnO+TiO2+WO3]は7.8%以下である。該合計含有量の上限は、好ましくは7.5%であり、さらには7.0%、6.5%、6.0%の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには0.5%、1.0%、1.5%の順により好ましい。該合計含有量の含有量は0%であってもよい。該合計含有量を上記範囲とすることで、屈折率ndを高めることができ、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of Nb 2 O 5 , ZnO, TiO 2 , and WO 3 [Nb 2 O 5 +ZnO+TiO 2 +WO 3 ] is 7.8% or less. The upper limit of the total content is preferably 7.5%, and more preferably 7.0%, 6.5%, and 6.0% in that order. Further, the lower limit of the total content is preferably 0%, and more preferably 0.5%, 1.0%, and 1.5% in that order. The content of the total content may be 0%. By setting the total content within the above range, the refractive index nd can be increased and an optical glass having desired optical constants can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ta2O5の含有量は4.9%以下である。Ta2O5の含有量の上限は、好ましくは4.0%であり、さらには3.5%、3.0%、2.5%、2.2%、2.1%、2.0%、1.70%、1.65%、1.60%、1.55%、1.50%の順により好ましい。Ta2O5の含有量の上限は、1.50%以降は0.05%刻みで、1.45%、1.40%、1.35%…と設定できる。すなわち、例えば、Ta2O5の含有量の上限は、1.25%、1.00%、0.75%、または0.50%とするができる。また、Ta2O5の含有量の下限は、好ましくは0%である。Ta2O5の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Ta 2 O 5 is 4.9% or less. The upper limit of the content of Ta 2 O 5 is preferably 4.0%, more preferably 3.5%, 3.0%, 2.5%, 2.2%, 2.1%, 2.0%. %, 1.70%, 1.65%, 1.60%, 1.55%, 1.50% in that order. The upper limit of the Ta 2 O 5 content can be set as 1.45%, 1.40%, 1.35%, etc. in 0.05% increments after 1.50%. That is, for example, the upper limit of the Ta 2 O 5 content can be 1.25%, 1.00%, 0.75%, or 0.50%. Further, the lower limit of the content of Ta 2 O 5 is preferably 0%. The content of Ta 2 O 5 may be 0%.
Ta2O5は、屈折率ndを高めるとともに、ガラスの熱的安定性を改善する機能を有する成分である。しかしながら、Ta2O5は、突出して高価な成分であるため、Ta2O5の含有量が多すぎると、原料コストが過度に増大するおそれがある。したがって、Ta2O5の含有量を上記範囲とすることで、原料コストが低減された光学ガラスが得られる。また、Ta2O5の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下する、比重が増大する、ガラスの着色が増大する、さらにガラス転移温度Tgが上昇するおそれがある。本実施形態では、Ta2O5以外のガラス成分について含有量を特定することで、Ta2O5の含有量を低減させても所望の光学恒数を達成できる。また、Ta2O5の含有量を上記範囲とすることで原料コストの低減に寄与できる。 Ta 2 O 5 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and improving the thermal stability of the glass. However, since Ta 2 O 5 is an extremely expensive component, if the content of Ta 2 O 5 is too large, the raw material cost may increase excessively. Therefore, by setting the content of Ta 2 O 5 within the above range, an optical glass with reduced raw material cost can be obtained. Moreover, if the content of Ta 2 O 5 is too large, the thermal stability of the glass may decrease, the specific gravity may increase, the coloring of the glass may increase, and the glass transition temperature Tg may increase. In this embodiment, by specifying the content of glass components other than Ta 2 O 5 , desired optical constants can be achieved even if the content of Ta 2 O 5 is reduced. Further, by setting the content of Ta 2 O 5 within the above range, it can contribute to reducing raw material costs.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計含有量[SiO2+Al2O3+B2O3]は24~32%である。該合計含有量の下限は、好ましくは24.5%であり、さらには25.0%、25.5%、25.7%の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは31.9%であり、さらには31.8%、31.7%、31.6%、30.0%、28.0%の順により好ましい。SiO2、Al2O3、およびB2O3はいずれもガラスのネットワーク形成成分である。該合計含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善できる。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 [SiO 2 +Al 2 O 3 +B 2 O 3 ] is 24 to 32%. The lower limit of the total content is preferably 24.5%, and more preferably 25.0%, 25.5%, and 25.7% in that order. Further, the upper limit of the total content is preferably 31.9%, and more preferably in the order of 31.8%, 31.7%, 31.6%, 30.0%, and 28.0%. SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 are all network forming components of the glass. By setting the total content within the above range, the thermal stability of the glass can be improved.
<屈折率nd>
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、撮像光学系、投射光学系等の光学系を構成する光学素子材料としての有用性、詳しくは、色収差補正、光学系の高機能化などの観点から、屈折率ndは1.77~1.95である。屈折率ndの下限は、好ましくは1.78)であり、さらには1.79、1.80、1.81の順により好ましい。また、屈折率ndの上限は、好ましくは1.93であり、さらには1.91、1.90、1.88の順により好ましい。
<Refractive index nd>
In the optical glass according to the present embodiment, the refractive index nd is 1.77 to 1.95. The lower limit of the refractive index nd is preferably 1.78), and more preferably in the order of 1.79, 1.80, and 1.81. Further, the upper limit of the refractive index nd is preferably 1.93, and more preferably in the order of 1.91, 1.90, and 1.88.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ndは、上述のガラス成分の含有量、比率、および合計含有量を、各ガラス成分の作用効果を考慮しながら調整することにより制御できる。屈折率は、特記しない限り、d線(ヘリウムの波長587.56nm)における屈折率ndをいうものとする。 In the optical glass according to this embodiment, the refractive index nd can be controlled by adjusting the content, ratio, and total content of the above-mentioned glass components while considering the effects of each glass component. Unless otherwise specified, the refractive index refers to the refractive index nd at the d-line (helium wavelength: 587.56 nm).
<アッベ数νd>
同様の観点から、本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νdは42~48である。アッベ数νdの下限は、好ましくは42.5であり、さらには42.7、42.9、43.0の順により好ましい。また、アッベ数νdの上限は、好ましくは47.9であり、さらには47.8、47.7の順により好ましい。
<Abbe number νd>
From the same viewpoint, the Abbe number νd of the optical glass according to this embodiment is 42 to 48. The lower limit of the Abbe number νd is preferably 42.5, and more preferably in the order of 42.7, 42.9, and 43.0. Further, the upper limit of the Abbe number νd is preferably 47.9, and more preferably 47.8 and 47.7 in that order.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νdは、上述のガラス成分の含有量、比率、および合計含有量を、各ガラス成分の作用効果を考慮しながら調整することにより制御できる。アッベ数νdは、特記しない限り、F線(水素の波長486.13nm)、C線(水素の656.27nm)における屈折率をそれぞれnF、nCとしたとき、下記式のとおり定義される。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
In the optical glass according to this embodiment, the Abbe number vd can be controlled by adjusting the contents, ratios, and total contents of the above-mentioned glass components while taking into consideration the action and effect of each glass component. Unless otherwise specified, the Abbe number vd is defined as follows, where nF and nC are the refractive indices at the F line (hydrogen wavelength 486.13 nm) and C line (hydrogen wavelength 656.27 nm), respectively:
νd=(nd−1)/(nF−nC)
<比重>
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、比重は4.40~5.20である。比重の下限は、好ましくは4.50であり、さらには4.55、4.60、4.65の順により好ましい。また、比重の上限は、好ましくは5.15であり、さらには5.10、5.05、5.00の順により好ましい。
<Specific gravity>
The optical glass according to this embodiment has a specific gravity of 4.40 to 5.20. The lower limit of the specific gravity is preferably 4.50, and more preferably 4.55, 4.60, and 4.65 in this order. Further, the upper limit of the specific gravity is preferably 5.15, and more preferably 5.10, 5.05, and 5.00 in this order.
例えば、本実施形態に係る光学ガラスを、オートフォーカス機能を有するレンズに用いる場合が想定される。比重が大きすぎると、レンズの質量が増大してフォーカシング時の消費電力が増加し、電池の消耗が早まるおそれがある。一方、比重が小さすぎるとガラスの熱的安定性が低下するおそれがある。したがって、比重を上記範囲とすることで、軽量で、熱的安定性の維持された、光学ガラスが得られる。 For example, it is conceivable that the optical glass according to this embodiment is used in a lens with an autofocus function. If the specific gravity is too large, the mass of the lens increases, which may increase the power consumption during focusing and cause the battery to wear out faster. On the other hand, if the specific gravity is too small, the thermal stability of the glass may decrease. Therefore, by setting the specific gravity within the above range, an optical glass that is lightweight and maintains thermal stability can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、比重は、上述のガラス成分の含有量、比率、および合計含有量を、各ガラス成分の作用効果を考慮しながら調整することにより低減できる。 In the optical glass according to this embodiment, the specific gravity can be reduced by adjusting the content, ratio, and total content of the above-mentioned glass components while considering the effects of each glass component.
本実施形態に係る光学ガラスにおける上記以外のガラス成分の含有量、比率、およびガラス特性について、以下に非制限的な例を示す。 Non-limiting examples will be shown below regarding the contents, ratios, and glass properties of glass components other than those mentioned above in the optical glass according to the present embodiment.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZrO2、Nb2O5、ZnO、TiO2、およびWO3の合計含有量[ZrO2+Nb2O5+ZnO+TiO2+WO3]の上限は15.0、好ましくは14.5%であり、さらには14.0%、13.5%、13.0%の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは3.0%であり、さらには4.0%、5.0%、6.0%の順により好ましい。屈折率ndを高めて、所望の光学恒数を有する光学ガラスを得る観点から、該合計含有量を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the upper limit of the total content of ZrO 2 , Nb 2 O 5 , ZnO, TiO 2 , and WO 3 [ZrO 2 +Nb 2 O 5 +ZnO+TiO 2 +WO 3 ] is 15.0, preferably It is 14.5%, and more preferably 14.0%, 13.5%, and 13.0% in that order. Further, the lower limit of the total content is preferably 3.0%, and more preferably 4.0%, 5.0%, and 6.0% in that order. From the viewpoint of increasing the refractive index nd and obtaining an optical glass having desired optical constants, it is preferable that the total content is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Gd2O3およびY2O3の合計含有量に対するTa2O5、Nb2O5、およびWO3の合計含有量の質量比[(Ta2O5+Nb2O5+WO3)/(Gd2O3+Y2O3)]の上限は0.45、好ましくは0.40であり、さらには0.35、0.30、0.25の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは0であり、さらには0.01、0.02、0.03の順により好ましい。所望の光学恒数を有し、原料コストが低減された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the mass ratio of the total content of Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and WO 3 to the total content of Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 [(Ta 2 O 5 +Nb 2 O 5 +WO 3 )/(Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 )] is 0.45, preferably 0.40, and more preferably 0.35, 0.30, and 0.25 in this order. . Further, the lower limit of the mass ratio is preferably 0, and more preferably 0.01, 0.02, and 0.03 in this order. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants and reduced raw material cost, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2およびB2O3の合計含有量に対するZrO2、Ta2O5、およびNb2O5の合計含有量の質量比[(ZrO2+Ta2O5+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)]の上限は0.465、好ましくは0.450であり、さらには0.430、0.410、0.390の順により好ましい。また、該質量比の下限は0.145、好ましくは0.150であり、さらには0.200、0.250、0.300の順により好ましい。所望の光学恒数を有し、また熱的安定性の改善された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the mass ratio of the total content of ZrO2 , Ta2O5 , and Nb2O5 to the total content of SiO2 and B2O3 [( ZrO2 + Ta2O5 + Nb2O5 ) /( SiO2 + B2O3 )] is 0.465, preferably 0.450, more preferably 0.430 , 0.410, and 0.390 in that order. The lower limit of the mass ratio is 0.145, preferably 0.150, more preferably 0.200, 0.250, and 0.300 in that order. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3の含有量に対するZnOおよびY2O3の合計含有量の質量比[(ZnO+Y2O3)/La2O3]の上限は、好ましくは1.0であり、さらには0.8、0.6、0.4の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは0であり、さらには0.05、0.10、0.15の順により好ましい。所望の光学恒数を有し、また熱的安定性の改善された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the upper limit of the mass ratio of the total content of ZnO and Y 2 O 3 to the content of La 2 O 3 [(ZnO+Y 2 O 3 )/La 2 O 3 ] is preferably 1. .0, and more preferably in the order of 0.8, 0.6, and 0.4. Further, the lower limit of the mass ratio is preferably 0, and more preferably 0.05, 0.10, and 0.15 in this order. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計含有量に対するBaO、La2O3、Nb2O5、TiO2、およびZrO2の合計含有量の質量比[(BaO+La2O3+Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(SiO2+Al2O3+B2O3)]の上限は2.80、好ましくは2.62であり、さらには2.50、2.30、2.00の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは0.35であり、さらには、0.40、0.50、1.00、1.50の順により好ましい。所望の光学恒数を有し、また熱的安定性の改善された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of BaO, La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , and ZrO 2 is greater than the total content of SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 . The upper limit of the mass ratio [(BaO+ La2O3 + Nb2O5 + TiO2+ZrO2)/(SiO2+Al2O3 + B2O3 ) ] is 2.80 , preferably 2.62 , and more preferably 2.80. The preferred order is 50, 2.30, and 2.00. Further, the lower limit of the mass ratio is preferably 0.35, and more preferably 0.40, 0.50, 1.00, and 1.50 in this order. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants and improved thermal stability, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量に対するGd2O3の含有量の質量比[Gd2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)]の上限は、好ましくは0.40であり、さらには0.38、0.36、0.32の順により好ましい。該質量比の下限は、好ましくは0.20であり、さらには、0.23、0.26、0.29の順により好ましい。熱的安定性の向上された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the content of Gd 2 O 3 to the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 [Gd 2 O 3 /(La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 )] is preferably 0.40, and more preferably in the order of 0.38, 0.36, and 0.32. The lower limit of the mass ratio is preferably 0.20, and more preferably 0.23, 0.26, and 0.29 in this order. From the viewpoint of obtaining an optical glass with improved thermal stability, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量に対するY2O3の含有量の質量比[Y2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)]の上限は、好ましくは0.23であり、さらには0.21、0.19、0.17の順により好ましい。該質量比の下限は、好ましくは0.07であり、さらには、0.09、0.11、0.13の順により好ましい。熱的安定性の向上された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the content of Y 2 O 3 to the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 is [Y 2 O 3 /(La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 )] is preferably 0.23, and more preferably in the order of 0.21, 0.19, and 0.17. The lower limit of the mass ratio is preferably 0.07, and more preferably in the order of 0.09, 0.11, and 0.13. From the viewpoint of obtaining an optical glass with improved thermal stability, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Nb2O5、TiO2、WO3、およびTa2O5合計含有量に対するNb2O5の含有量の質量比[Nb2O5/(Nb2O5+TiO2+WO3+Ta2O5)]の上限は1.00とすることができる。該質量比の下限は、好ましくは0であり、さらには、0.20、0.40、0.60の順により好ましい。所望の光学恒数を有し、また原料コストの低減された光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the mass ratio of the content of Nb 2 O 5 to the total content of Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , and Ta 2 O 5 is [Nb 2 O 5 /(Nb 2 O 5 +TiO 2 +WO 3 +Ta 2 O 5 )] can be set to 1.00. The lower limit of the mass ratio is preferably 0, and more preferably 0.20, 0.40, and 0.60 in this order. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants and reduced raw material cost, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量に対するNb2O5、TiO2、WO3、およびTa2O5合計含有量の質量比[(Nb2O5+TiO2+WO3+Ta2O5)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)]の上限は、好ましくは0.12であり、さらには0.10、0.08、0.06の順により好ましい。該質量比の下限は、好ましくは0であり、さらには、0.01、0.02、0.03の順により好ましい。所望の光学恒数を有する光学ガラスを得る観点から、該質量比を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass of the total content of Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , and Ta 2 O 5 with respect to the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 The upper limit of the ratio [(Nb 2 O 5 +TiO 2 +WO 3 +Ta 2 O 5 )/(La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 )] is preferably 0.12, more preferably 0.10, The order of 0.08 and 0.06 is more preferable. The lower limit of the mass ratio is preferably 0, and more preferably in the order of 0.01, 0.02, and 0.03. From the viewpoint of obtaining an optical glass having desired optical constants, it is preferable that the mass ratio is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、P2O5の含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、3.0%の順により好ましい。また、P2O5の含有量の下限は、好ましくは0%である。P2O5の含有量は0%であってもよい。P2O5は、屈折率ndを低下させる成分であり、ガラスの熱的安定性を低下させる成分でもある。そのため、P2O5の含有量を上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the P 2 O 5 content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 3.0%. The order of percentage is more preferable. Further, the lower limit of the content of P 2 O 5 is preferably 0%. The content of P 2 O 5 may be 0%. P 2 O 5 is a component that lowers the refractive index nd, and is also a component that lowers the thermal stability of the glass. Therefore, it is preferable that the content of P 2 O 5 is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Al2O3の含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、2.0%の順により好ましい。Al2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Al2O3の含有量は0%であってもよい。Al2O3は少量であればガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きを有するが、Al2O3の含有量が多すぎると、液相温度LTが上昇し、熱的安定性が悪化する傾向がある。そのため、Al2O3の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the Al 2 O 3 content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 2.0%. The order of percentage is more preferable. The lower limit of the content of Al 2 O 3 is preferably 0%. The content of Al 2 O 3 may be 0%. In a small amount, Al 2 O 3 has the effect of improving the thermal stability and chemical durability of glass, but if the content of Al 2 O 3 is too large, the liquidus temperature LT increases and the thermal stability Stability tends to deteriorate. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Li2Oの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、1.0%の順により好ましい。Li2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。Li2Oの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the Li2O content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 1.0%, in that order. The lower limit of the Li2O content is preferably 0%. The Li2O content may be 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Na2Oの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、1.0%の順により好ましい。Na2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。Na2Oの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the Na 2 O content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 1.0%. This order is more preferable. The lower limit of the Na 2 O content is preferably 0%. The content of Na 2 O may be 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、K2Oの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、2.0%の順により好ましい。K2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。K2Oの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the K 2 O content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 2.0%. This order is more preferable. The lower limit of the K 2 O content is preferably 0%. The content of K 2 O may be 0%.
Li2O、Na2OおよびK2Oは、いずれも液相温度LTを下げ、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性および耐候性が低下するおそれがある。そのため、Li2O、Na2OおよびK2Oの各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。 Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O all have the function of lowering the liquidus temperature LT and improving the thermal stability of glass, but when their contents increase, the chemical durability and weather resistance deteriorate. There is a risk that performance may deteriorate. Therefore, it is preferable that the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are each within the above ranges.
本実施形態に係るガラスにおいて、Cs2Oの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%の順により好ましい。Cs2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。Cs2Oの含有量は0%であってもよい。 In the glass according to this embodiment, the upper limit of the Cs 2 O content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, and 4.0% in that order. The lower limit of the Cs 2 O content is preferably 0%. The content of Cs 2 O may be 0%.
Cs2Oは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する成分である。一方、Cs2Oの含有量が多くなると、化学的耐久性および耐候性が低下するおそれがある。そのため、Cs2Oの含有量は上記範囲であることが好ましい。 Cs 2 O is a component that has the function of improving the thermal stability of glass. On the other hand, when the content of Cs 2 O increases, chemical durability and weather resistance may decrease. Therefore, the content of Cs 2 O is preferably within the above range.
本実施形態に係るガラスにおいて、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量[Li2O+Na2O+K2O+Cs2O]の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、2.0%の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは0%である。該合計含有量は0%であってもよい。ガラスの化学的耐久性および耐候性の低下を抑制する観点から、該合計含有量は上記範囲とすることが好ましい。 In the glass according to the present embodiment, the upper limit of the total content of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O [Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O] is preferably 10.0%. , and more preferably in the order of 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 2.0%. Further, the lower limit of the total content is preferably 0%. The total content may be 0%. From the viewpoint of suppressing deterioration of chemical durability and weather resistance of glass, the total content is preferably within the above range.
本実施形態に係るガラスにおいて、MgOの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、1.0%の順により好ましい。また、MgOの含有量の下限は、好ましくは0%である。MgOの含有量は0%であってもよい。 In the glass according to this embodiment, the upper limit of the MgO content is preferably 10.0%, and more preferably in the order of 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 1.0%. preferable. Further, the lower limit of the MgO content is preferably 0%. The content of MgO may be 0%.
本実施形態に係るガラスにおいて、CaOの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、2.0%の順により好ましい。また、CaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。CaOの含有量は0%であってもよい。 In the glass according to this embodiment, the upper limit of the CaO content is preferably 10.0%, and more preferably in the order of 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 2.0%. preferable. Further, the lower limit of the CaO content is preferably 0%. The content of CaO may be 0%.
本実施形態に係るガラスにおいて、SrOの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、3.0%の順により好ましい。また、SrOの含有量の下限は、好ましくは0%である。SrOの含有量は0%であってもよい。 In the glass according to the present embodiment, the upper limit of the SrO content is preferably 10.0%, and more preferably in the order of 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 3.0%. preferable. Further, the lower limit of the SrO content is preferably 0%. The content of SrO may be 0%.
本実施形態に係るガラスにおいて、BaOの含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%の順により好ましい。また、BaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。BaOの含有量は0%であってもよい。 In the glass according to this embodiment, the upper limit of the BaO content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, and 4.0% in this order. Further, the lower limit of the BaO content is preferably 0%. The content of BaO may be 0%.
MgO、CaO、SrO、BaOは、いずれもガラスの熱的安定性および耐失透性を改善させる働きを有する成分である。一方、これらの含有量が多すぎると、比重が増加し、高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下するおそれがある。そのため、これらガラス成分の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。 MgO, CaO, SrO, and BaO are all components that improve the thermal stability and devitrification resistance of glass. On the other hand, if the content of these components is too high, the specific gravity increases, high dispersion is lost, and the thermal stability and devitrification resistance of the glass may decrease. Therefore, it is preferable that the content of each of these glass components is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Bi2O3の含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、1.0%の順により好ましい。また、Bi2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Bi2O3の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the Bi 2 O 3 content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 1.0%. The order of percentage is more preferable. Moreover, the lower limit of the content of Bi 2 O 3 is preferably 0%. The content of Bi 2 O 3 may be 0%.
Bi2O3は、屈折率ndを高めるとともにガラスの熱的安定性を改善する働き有する成分である。一方、Bi2O3の含有量が多すぎると、分光透過率の短波長側の吸収端が短波長化するおそれがある。そのため、Bi2O3の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 Bi 2 O 3 is a component that has the function of increasing the refractive index nd and improving the thermal stability of the glass. On the other hand, if the content of Bi 2 O 3 is too large, the absorption edge on the short wavelength side of the spectral transmittance may become short in wavelength. Therefore, the content of Bi 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Yb2O3の含有量の上限は、好ましくは10.0%であり、さらには、8.0%、6.0%、4.0%、3.0%の順により好ましい。また、Yb2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Yb2O3の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the Yb 2 O 3 content is preferably 10.0%, and more preferably 8.0%, 6.0%, 4.0%, and 3.0%. The order of percentage is more preferable. Further, the lower limit of the content of Yb 2 O 3 is preferably 0%. The content of Yb 2 O 3 may be 0%.
Yb2O3は、アッベ数νdを大きく低下させることなく屈折率ndを増加させる働きを有する成分である。また、ガラスの熱的安定性を向上させ、ガラス製造時の失透を抑制する成分でもある。さらに、熔融性を改善し、ガラス原料の熔け残りを抑制する成分である。そして、近赤外線領域に吸収を有さない成分でもある。一方、Yb2O3の含有量が多すぎると、ガラスの比重が増大し、またガラス転移温度Tgが上昇するおそれがある。そのため、Yb2O3の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 Yb 2 O 3 is a component that has the function of increasing the refractive index nd without significantly reducing the Abbe number νd. It is also a component that improves the thermal stability of glass and suppresses devitrification during glass production. Furthermore, it is a component that improves meltability and suppresses unmelted glass raw materials. It is also a component that does not absorb in the near-infrared region. On the other hand, if the content of Yb 2 O 3 is too large, the specific gravity of the glass may increase and the glass transition temperature Tg may increase. Therefore, the content of Yb 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Sc2O3の含有量は、好ましくは2%以下である。また、Sc2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Sc2O3の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Sc2O3 is preferably 2% or less. The lower limit of the content of Sc2O3 is preferably 0%. The content of Sc2O3 may be 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、HfO2の含有量は、好ましくは2%以下である。また、HfO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。HfO2の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of HfO 2 is preferably 2% or less. Further, the lower limit of the content of HfO 2 is preferably 0%. The content of HfO 2 may be 0%.
Sc2O3、HfO2は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、高価な成分でもある。そのため、Sc2O3、HfO2の各含有量は上記範囲とすることが好ましい。 Sc 2 O 3 and HfO 2 have the function of increasing the high dispersibility of glass, but are also expensive components. Therefore, the contents of Sc 2 O 3 and HfO 2 are preferably within the above ranges.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Lu2O3の含有量は、好ましくは2%以下である。また、Lu2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Lu2O3の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Lu 2 O 3 is preferably 2% or less. Further, the lower limit of the content of Lu 2 O 3 is preferably 0%. The content of Lu 2 O 3 may be 0%.
Lu2O3は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、分子量が大きいことから、ガラスの比重を増加させるガラス成分でもある。そのため、Lu2O3の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 Lu 2 O 3 has the function of increasing the high dispersibility of glass, but since it has a large molecular weight, it is also a glass component that increases the specific gravity of glass. Therefore, the content of Lu 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、GeO2の含有量は、好ましくは2%以下である。また、GeO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。GeO2の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the GeO2 content is preferably 2% or less. The lower limit of the GeO2 content is preferably 0%. The GeO2 content may be 0%.
GeO2は、ガラスの高分散性を高める働きを有するが、一般的に使用されるガラス成分の中で、比較的高価な成分である。そのため、ガラスの原料コストを低減する観点から、GeO2の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 GeO 2 has the function of increasing the high dispersibility of glass, but is a relatively expensive component among commonly used glass components. Therefore, from the viewpoint of reducing the raw material cost of glass, the content of GeO 2 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスは、主として上述のガラス成分、すなわち、必須成分としてSiO2、およびB2O3、任意成分としてLa2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、ZnO、TiO2、WO3、Ta2O5、P2O5、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Bi2O3、Yb2O3、Sc2O3、HfO2、Lu2O3、およびGeO2で構成されていることが好ましく、上述のガラス成分の合計含有量は、95%以上が好ましく、98%以上がより好ましく、99%以上がさらに好ましく、99.5%以上が一層好ましい。 The optical glass according to this embodiment mainly contains the above-mentioned glass components, that is, SiO 2 and B 2 O 3 as essential components, and La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 as optional components. Nb2O5 , ZnO , TiO2 , WO3, Ta2O5 , P2O5 , Al2O3 , Li2O , Na2O , K2O , Cs2O , MgO , CaO , SrO , It is preferably composed of BaO, Bi 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Sc 2 O 3 , HfO 2 , Lu 2 O 3 , and GeO 2 , and the total content of the above-mentioned glass components is 95% or more. is preferable, 98% or more is more preferable, 99% or more is even more preferable, and even more preferably 99.5% or more.
本実施形態に係る光学ガラスは、基本的に上記ガラス成分により構成されることが好ましいが、本発明の作用効果を妨げない範囲において、その他の成分を含有することも可能である。また、本発明において、不可避的不純物の含有を排除するものではない。 Although it is preferable that the optical glass according to the present embodiment is basically composed of the above-mentioned glass components, it is also possible to contain other components within a range that does not impede the effects of the present invention. Furthermore, the present invention does not exclude the inclusion of unavoidable impurities.
(その他の成分)
本実施形態に係る光学ガラスは、上記成分の他に、清澄剤としてSb2O3、SnO2等を少量含有することもできる。なお、本明細書では、清澄剤の含有量は、外割の表示とし、酸化物基準で表示する全てのガラス成分の合計含有量に含まない。
(Other ingredients)
In addition to the above components, the optical glass according to this embodiment may contain small amounts of fining agents such as Sb2O3 and SnO2 . Note that in this specification, the content of the fining agent is expressed as an exclusive percentage and is not included in the total content of all glass components expressed on an oxide basis.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、清澄剤以外の全ガラス成分の合計含有量を100質量%としたときのSb2O3の含有量は、好ましくは1質量%以下であり、さらには0.5質量%以下、0.1質量%以下とすることが好ましい。Sb2O3の含有量は0質量%であってもよい。Sb2O3は、清澄剤としての働きの他、Feなどの不純物混入による光線透過率の低下を抑える働きも有するが、Sb2O3の添加量が多くなると、Sb自身の光吸収によってガラスの着色が増大するおそれがある。そのため、Sb2O3の含有量は上記範囲とすることが好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the content of Sb 2 O 3 is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass when the total content of all glass components other than the fining agent is 100% by mass. It is preferably 5% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or less. The content of Sb 2 O 3 may be 0% by mass. In addition to acting as a clarifying agent, Sb 2 O 3 also has the function of suppressing the decrease in light transmittance due to the inclusion of impurities such as Fe . Coloring may increase. Therefore, the content of Sb 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、清澄剤以外の全ガラス成分の合計含有量を100質量%としたときのSnO2の含有量は、好ましくは1質量%以下であり、さらには0.5質量%以下、0.1質量%以下とすることが好ましい。SnO2の含有量は0質量%であってもよい。SnO2は清澄剤としての働きを有するが、SnO2の添加量が多くなると、ガラスの着色が増加するおそれがあり、また、ガラスを加熱、軟化してプレス成形などの再成形をする際に、Snが結晶核生成の起点となってガラスが失透するおそれがある。 In the optical glass according to the present embodiment, the SnO 2 content is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass when the total content of all glass components other than the fining agent is 100% by mass. % or less, preferably 0.1% by mass or less. The content of SnO 2 may be 0% by mass. SnO 2 has the function of a fining agent, but if the amount of SnO 2 added is large, there is a risk that the coloring of the glass will increase. , Sn may serve as a starting point for crystal nucleation and the glass may become devitrified.
Pb、As、Cd、Tl、Be、Seは、いずれも毒性を有する。そのため、本実施形態の光学ガラスはこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。 Pb, As, Cd, Tl, Be, and Se are all toxic. Therefore, it is preferable that the optical glass of this embodiment does not contain these elements as glass components.
U、Th、Raはいずれも放射性元素である。そのため、本実施形態の光学ガラスはこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。 U, Th, and Ra are all radioactive elements. Therefore, it is preferable that the optical glass of this embodiment does not contain these elements as glass components.
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr,Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ceは、ガラスの着色を増大させ、蛍光の発生源となり得る。そのため、本実施形態の光学ガラスはこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Ce increase the coloring of glass and can be a source of fluorescence. . Therefore, it is preferable that the optical glass of this embodiment does not contain these elements as glass components.
(ガラス特性)
<着色度λ5、λ70およびλ80>
ガラスの着色抑制に関して、ガラスの光線透過性、詳しくは、短波長側の光吸収端の長波長化が抑制されていることは、着色度λ5、λ70およびλ80の1つ以上によって評価できる。着色度λ5とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ10±0.1mmのガラスの分光透過率(表面反射損失を含む)が5%となる波長を表す。λ70は、λ5について記載した方法で測定される分光透過率が70%となる波長を表す。λ80は、λ5について記載した方法で測定される分光透過率が80%となる波長を表す。後述の実施例に示すλ5、λ70およびλ80は、250~700nmの波長域において測定された値である。なお、本発明および本明細書におけるガラスの分光透過率T(%)は、光学研磨された2つの互いに平行な平面を有するガラス試料に対し、かかる平面のうちの一面に垂直に入射する光の強度をIinとし、ガラス試料を透過してもう一方の面から射出した光の強度をIoutとしたとき、
T(%)=Iout/Iin×100
で表される。
(Glass characteristics)
<Coloring degree λ5, λ70 and λ80>
Regarding the suppression of coloration of glass, the light transmittance of the glass, specifically, the suppression of the increase in wavelength of the light absorption edge on the short wavelength side can be evaluated by one or more of the degree of coloration λ5, λ70, and λ80. The degree of coloration λ5 represents a wavelength at which the spectral transmittance (including surface reflection loss) of glass with a thickness of 10±0.1 mm is 5% from the ultraviolet region to the visible region. λ70 represents a wavelength at which the spectral transmittance measured by the method described for λ5 is 70%. λ80 represents a wavelength at which the spectral transmittance measured by the method described for λ5 is 80%. λ5, λ70, and λ80 shown in Examples below are values measured in the wavelength range of 250 to 700 nm. Note that the spectral transmittance T (%) of glass in the present invention and this specification refers to the spectral transmittance T (%) of light that is perpendicularly incident on one of the two optically polished planes of the glass sample that is parallel to each other. When the intensity is I in and the intensity of the light transmitted through the glass sample and emitted from the other side is I out ,
T (%) = I out / I in × 100
It is expressed as
着色度λ5、λ70およびλ80によれば、分光透過率の短波長側の吸収端を定量的に評価することができる。例えば、接合レンズ作製のためにレンズ同士を紫外線硬化型接着剤により接合する際には、光学素子を通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させる。効率よく紫外線硬化型接着剤を硬化させる観点から、分光透過率の短波長側の吸収端が短い波長域にあることが好ましい。この短波長側の吸収端を定量的に評価する指標として、着色度λ5、λ70およびλ80の1つ以上を用いることができる。 According to the coloring degrees λ5, λ70, and λ80, the absorption edge of the spectral transmittance on the short wavelength side can be quantitatively evaluated. For example, when joining lenses together using an ultraviolet curable adhesive to produce a cemented lens, the adhesive is irradiated with ultraviolet rays through an optical element to cure the adhesive. From the viewpoint of efficiently curing the ultraviolet curable adhesive, it is preferable that the absorption edge on the short wavelength side of the spectral transmittance is in a short wavelength range. As an index for quantitatively evaluating the absorption edge on the short wavelength side, one or more of the degree of coloration λ5, λ70, and λ80 can be used.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、λ5は、好ましくは350nm以下であり、より好ましくは340nm以下であり、さらに好ましくは330nm以下である。また、λ70は、好ましくは390nm以下であり、より好ましくは380nm以下であり、さらに好ましくは370nm以下である。さらに、λ80は、好ましくは480nm以下であり、より好ましくは450nm以下であり、さらに好ましくは420nm以下である。 In the optical glass according to this embodiment, λ5 is preferably 350 nm or less, more preferably 340 nm or less, and still more preferably 330 nm or less. Moreover, λ70 is preferably 390 nm or less, more preferably 380 nm or less, and even more preferably 370 nm or less. Furthermore, λ80 is preferably 480 nm or less, more preferably 450 nm or less, and still more preferably 420 nm or less.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、λ5、λ70、λ80は、上述のガラス成分の含有量、比率、および合計含有量を、各ガラス成分の作用効果を考慮しながら調整することにより低減できる。 In the optical glass according to this embodiment, λ5, λ70, and λ80 can be reduced by adjusting the contents, ratios, and total contents of the above-mentioned glass components while taking into account the action and effect of each glass component.
<ガラス転移温度Tg>
アニール炉や成形型への負担軽減の観点から、本実施形態に係る光学ガラスのガラス転移温度Tgは、好ましくは735℃以下であり、より好ましくは725℃以下であり、さらに好ましくは715℃以下である。一方、機械加工性の観点(詳しくは、切断、切削、研削、研磨等のガラスの機械加工を行う際に破損しにくいという観点)からは、光学ガラスのガラス転移温度Tgは、好ましくは670℃以上であり、より好ましくは680℃以上であり、さらに好ましくは690℃以上である。ガラス転移温度Tgは、後述の方法によって求められる。ガラス転移温度Tgは、上述のガラス成分の含有量、比率、および合計含有量を、各ガラス成分の作用効果を考慮しながら調整することにより制御できる。
<Glass transition temperature Tg>
From the viewpoint of reducing the burden on the annealing furnace and mold, the glass transition temperature Tg of the optical glass according to this embodiment is preferably 735°C or lower, more preferably 725°C or lower, and even more preferably 715°C or lower. It is. On the other hand, from the viewpoint of machinability (specifically, from the viewpoint that it is difficult to break when performing glass machining such as cutting, cutting, grinding, polishing, etc.), the glass transition temperature Tg of optical glass is preferably 670 ° C. The temperature is more preferably 680°C or more, and still more preferably 690°C or more. The glass transition temperature Tg is determined by the method described below. The glass transition temperature Tg can be controlled by adjusting the content, ratio, and total content of the above-mentioned glass components while taking into consideration the effects of each glass component.
(光学ガラスの製造)
本実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解(ラフメルト)する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融(リメルト)して熔融ガラスとし、熔融ガラスを清澄、均質化した後に成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
(manufacture of optical glass)
The optical glass according to the present embodiment may be produced by blending glass raw materials to have the above-mentioned predetermined composition, and using the blended glass raw materials according to a known glass manufacturing method. For example, a plurality of compounds are prepared and sufficiently mixed to form a batch raw material, and the batch raw material is put into a quartz crucible or a platinum crucible and roughly melted (rough melted). The molten material obtained by rough melting is rapidly cooled and pulverized to produce cullet. Further, the cullet is placed in a platinum crucible, heated and remelted to obtain a molten glass, and the molten glass is clarified and homogenized, then molded, and slowly cooled to obtain an optical glass. A known method may be applied to forming and slowly cooling the molten glass.
なお、ガラス中に所望のガラス成分を所望の含有量となるように導入することができれば、バッチ原料を調合するときに使用する化合物は特に限定されない。このような化合物として、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、フッ化物等が挙げられる。 Note that the compound used when preparing the batch raw material is not particularly limited as long as the desired glass component can be introduced into the glass in a desired content. Such compounds include oxides, carbonates, nitrates, hydroxides, fluorides, and the like.
(光学素子等の製造)
本実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、上記光学ガラスの製造において、熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形(リヒートプレス)し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
(Manufacture of optical elements, etc.)
In order to produce an optical element using the optical glass according to this embodiment, a known method may be applied. For example, in the production of the optical glass described above, molten glass is poured into a mold and formed into a plate shape to produce a glass material made of the optical glass according to the present invention. The obtained glass material is appropriately cut, ground, and polished to produce cut pieces of a size and shape suitable for press molding. The cut piece is heated, softened, and press-molded (reheat-pressed) by a known method to produce an optical element blank that approximates the shape of the optical element. An optical element blank is annealed, ground and polished by a known method to produce an optical element.
作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。 The optically functional surface of the manufactured optical element may be coated with an antireflection film, a total reflection film, etc. depending on the purpose of use.
本発明の一態様によれば、上記光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。光学素子の種類としては、球面レンズ、非球面レンズ等のレンズ、プリズム、回折格子等を例示することができる。レンズの形状としては、両凸レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等の諸形状を例示することができる。光学素子は、上記光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む方法により製造することができる。加工としては、切断、切削、粗研削、精研削、研磨等を例示することができる。こうした加工を行う際、上記ガラスを使用することにより、破損を軽減することができ、高品質の光学素子を安定して供給することができる。 According to one aspect of the present invention, an optical element made of the optical glass described above can be provided. Examples of the types of optical elements include lenses such as spherical lenses and aspheric lenses, prisms, and diffraction gratings. Examples of the shape of the lens include various shapes such as a biconvex lens, a plano-convex lens, a biconcave lens, a plano-concave lens, a convex meniscus lens, and a concave meniscus lens. The optical element can be manufactured by a method including a process of processing a glass molded body made of the optical glass. Examples of processing include cutting, cutting, rough grinding, fine grinding, and polishing. By using the above-mentioned glass during such processing, breakage can be reduced and high-quality optical elements can be stably supplied.
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples.
ガラスの構成成分に対応する酸化物、水酸化物、炭酸塩、および硝酸塩を原材料として準備し、得られる光学ガラスのガラス組成が、表1(1)~(7)に示す各組成となるように上記原材料を秤量、調合して、原材料を十分に混合した。こうして得られた調合原料(バッチ原料)を白金製坩堝に入れ、1400℃に設定された炉内で加熱し2時間熔融し、熔融ガラスを得た。熔融ガラスを攪拌して均質化し、予熱した鋳型に鋳込んだ。鋳込んだガラスを、ガラス転移温度付近まで放冷してから、直ちにアニール炉に入れ、ガラス転移温度程度の温度で約30分保持した後、徐冷速度-30℃/時間で4時間徐冷し、その後炉内で室温まで放冷した。表1(1)~(7)に示す組成を有する光学ガラスサンプルを得た。 Oxides, hydroxides, carbonates, and nitrates corresponding to the constituent components of the glass are prepared as raw materials, and the glass composition of the resulting optical glass is as shown in Tables 1 (1) to (7). The above raw materials were weighed and prepared, and the raw materials were thoroughly mixed. The blended raw material (batch raw material) thus obtained was placed in a platinum crucible, heated in a furnace set at 1400°C, and melted for 2 hours to obtain molten glass. The molten glass was stirred to homogenize and poured into a preheated mold. After the cast glass is allowed to cool to around the glass transition temperature, it is immediately put into an annealing furnace, kept at a temperature around the glass transition temperature for about 30 minutes, and then slowly cooled for 4 hours at a slow cooling rate of -30°C/hour. Then, it was allowed to cool to room temperature in the furnace. Optical glass samples having the compositions shown in Tables 1 (1) to (7) were obtained.
[ガラス成分組成の確認]
得られた光学ガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)で各ガラス成分の含有量を測定し、表1(1)~(7)に示す各組成のとおりであることを確認した。
[Confirmation of glass component composition]
Regarding the obtained optical glass sample, the content of each glass component was measured by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES), and it was confirmed that the content of each glass component was as shown in Table 1 (1) to (7). confirmed.
[物性評価]
得られた光学ガラスサンプルについて、屈折率nd、アッベ数νd、ガラス転移温度Tg、比重、および着色度λ5、λ70、λ80を測定した。結果を表2(1)~(7)に示す。
[Evaluation of the physical properties]
For the obtained optical glass sample, the refractive index nd, Abbe number νd, glass transition temperature Tg, specific gravity, and degree of coloration λ5, λ70, and λ80 were measured. The results are shown in Tables 2 (1) to (7).
(1)屈折率nd、アッベ数νd
得られた光学ガラスサンプルについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ndおよびアッベ数νdを測定した。
(1) Refractive index nd, Abbe number νd
The refractive index nd and Abbe number νd of the obtained optical glass sample were measured by the refractive index measurement method specified by the Japan Optical Glass Industry Association.
(2)ガラス転移温度Tg
得られた光学ガラスサンプルを乳鉢で十分粉砕したものを試料とし、Rigaku社製の示差走査熱量分析装置(DSC8270)を使用し、昇温速度を10℃/分にしてガラス転移温度Tgを測定した。
(2) Glass transition temperature Tg
The obtained optical glass sample was thoroughly pulverized in a mortar to prepare a specimen, and the glass transition temperature Tg was measured at a heating rate of 10° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC8270) manufactured by Rigaku Corporation.
(3)比重
アルキメデス法により比重を測定した。
(3) Specific gravity Specific gravity was measured by the Archimedes method.
(4)着色度λ5、λ70、λ80
互いに対向する2つの光学研磨された平面を有する厚さ10±0.1mmのガラス試料を用い、分光光度計により、波長250~700nmにおける分光透過率T(%)を測定した。Tが5%になる波長(nm)をλ5とし、Tが70%になる波長(nm)をλ70とし、Tが80%になる波長(nm)をλ80とした。
(4) Coloring degree λ5, λ70, λ80
Using a glass sample with a thickness of 10±0.1 mm having two optically polished planes facing each other, the spectral transmittance T (%) at a wavelength of 250 to 700 nm was measured using a spectrophotometer. The wavelength (nm) at which T becomes 5% is defined as λ5, the wavelength (nm) at which T becomes 70% is defined as λ70, and the wavelength (nm) at which T becomes 80% is defined as λ80.
(実施例2)
実施例1において作製した各光学ガラスを用いて、公知の方法により、レンズブランクを作製し、レンズブランクを研磨等の公知方法により加工して各種レンズを作製した。
(Example 2)
Using each optical glass produced in Example 1, a lens blank was produced by a known method, and the lens blank was processed by a known method such as polishing to produce various lenses.
作製した光学レンズは、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズである。 The optical lenses produced include various types of lenses, such as biconvex lenses, biconcave lenses, plano-convex lenses, plano-concave lenses, concave meniscus lenses, and convex meniscus lenses.
ガラスが低比重であるため、各レンズとも同等の光学特性、大きさを有するレンズよりも重量が小さく、各種撮像機器、特に省エネ可能という理由等によりオートフォーカス式の撮像機器用として好適であった。同様にして、実施例1で作製した各種光学ガラスを用いてプリズムを作製した。 Because the glass has a low specific gravity, each lens weighs less than lenses with the same optical characteristics and size, making it suitable for use in various imaging devices, especially autofocus imaging devices due to its energy saving potential. . Similarly, prisms were produced using the various optical glasses produced in Example 1.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載した範囲内で組成を調整することにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製することができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の2つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
For example, by adjusting the composition of the glass compositions exemplified above within the ranges described in the specification, an optical glass according to one aspect of the present invention can be produced.
Furthermore, it is of course possible to arbitrarily combine two or more of the items described in the specification as examples or preferred ranges.
Claims (2)
SiO2の含有量が3~13%、
B2O3の含有量が13~23%、
B2O3の含有量に対するSiO2の含有量の質量比[SiO2/B2O3]が0.30~0.70、
La2O3の含有量が50%以下、
Gd2O3の含有量が30%以下、
Y2O3の含有量が13%以下、
La2O3、Gd2O3、およびY2O3の合計含有量[La2O3+Gd2O3+Y2O3]が53~75%、
ZrO2の含有量が12%以下、
Nb2O5の含有量が7%以下、
ZrO2およびNb2O5の合計含有量[ZrO2+Nb2O5]が3.0~12.0%、
ZnOの含有量が7.8%以下、
TiO2の含有量が7.8%以下、
WO3の含有量が7.8%以下、
Nb2O5、ZnO、TiO2、およびWO3の合計含有量[Nb2O5+ZnO+TiO2+WO3]が7.8%以下、
Ta2O5の含有量が4.9%以下、
SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計含有量[SiO2+Al2O3+B2O3]が24~32%、
屈折率ndが1.77~1.95、
アッベ数νdが42~48、
比重が4.40~5.20である、
光学ガラス。 In mass % display,
SiO 2 content is 3-13%,
B 2 O 3 content is 13-23%,
The mass ratio of the content of SiO 2 to the content of B 2 O 3 [SiO 2 /B 2 O 3 ] is 0.30 to 0.70,
The content of La 2 O 3 is 50% or less,
Gd 2 O 3 content is 30% or less,
The content of Y 2 O 3 is 13% or less,
The total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 [La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 ] is 53 to 75%,
ZrO 2 content is 12% or less,
Nb 2 O 5 content is 7% or less,
The total content of ZrO 2 and Nb 2 O 5 [ZrO 2 +Nb 2 O 5 ] is 3.0 to 12.0%,
ZnO content is 7.8% or less,
TiO 2 content is 7.8% or less,
WO 3 content is 7.8% or less,
The total content of Nb 2 O 5 , ZnO, TiO 2 and WO 3 [Nb 2 O 5 +ZnO+TiO 2 +WO 3 ] is 7.8% or less,
Ta 2 O 5 content is 4.9% or less,
The total content of SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 [SiO 2 +Al 2 O 3 +B 2 O 3 ] is 24 to 32%,
refractive index nd is 1.77 to 1.95,
Abbe number νd is 42 to 48,
Specific gravity is 4.40 to 5.20,
optical glass.
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