JP4448003B2 - Optical glass, precision press-molding preform and manufacturing method thereof, optical element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、高屈折率で、低温軟化性を有する光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法、並びに前記ガラスからなる光学素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical glass having a high refractive index and a low-temperature softening property, a precision press-molding preform made of the glass and a manufacturing method thereof, and an optical element made of the glass and a manufacturing method thereof.
近年、デジタルカメラ、カメラ機能付き携帯電話、ＤＶＤ記録装置などの普及に伴い、これらの装置に搭載される光学素子の需要が爆発的に高まっている。例えば、デジタルカメラやカメラ機能付き携帯電話などでは、シンプルな構成で高性能な撮像光学系を得るために、非球面レンズが使用されている。また、ＤＶＤ記録装置では記録メディアにデータを書き込んだり、メディアに記録された情報を読み取ったりするためにピックアップレンズと呼ばれるレンズや、データの読み書きに使用するレーザビームをコリメートするためのレンズが使用されている。
これらのガラス製レンズは研削、研磨加工が難しく、高い生産性が得られず、上記需要に応じることができないという問題がある。そこで、従来の研磨加工とは全く別の方法により上記光学素子の量産が行われている。
In recent years, with the spread of digital cameras, mobile phones with camera functions, DVD recording devices, and the like, the demand for optical elements mounted on these devices has increased explosively. For example, an aspheric lens is used in a digital camera or a mobile phone with a camera function in order to obtain a high-performance imaging optical system with a simple configuration. In addition, a DVD recording device uses a lens called a pickup lens for writing data on a recording medium and reading information recorded on the medium, and a lens for collimating a laser beam used for reading and writing data. ing.
These glass lenses have problems that grinding and polishing are difficult, high productivity cannot be obtained, and the above demand cannot be met. Therefore, mass production of the optical element is performed by a method completely different from the conventional polishing process.
この方法は、精密プレス成形と呼ばれている方法で（モールドオプティクス成形とも呼ばれる）、予め精密に加工したプレス成形型を用いて、このプレス成形型の成形面を精密に光学ガラスに転写することにより、非球面レンズなどの従来の研削、研磨加工では高い生産性を得ることができなかった光学素子を低コストで量産することを可能にしている。
このように精密プレス成形法は従来の研削、研磨加工による光学素子の製造法とは一線を画するものであるから、自ずと両方法に使用されるガラス材料に要求される性質は異なる。研削、研磨加工用のガラス材料には、研削、研磨しやすい硬さや、研磨時に表面が変質しないといった性質が特に要求されるのに対し、精密プレス成形用のガラス材料には、低温軟化性が求められる。その理由は、精密プレス成形では高価なプレス成形型の寿命を延ばすため、ガラスを比較的低温でプレス成形する必要があり、そのためにはガラスが比較的低温で軟化することが必要であるからである。
This method is a method called precision press molding (also called mold optics molding). Using a press mold that has been precisely processed in advance, the molding surface of this press mold is precisely transferred to optical glass. Accordingly, it is possible to mass-produce optical elements such as aspherical lenses that could not obtain high productivity by conventional grinding and polishing processes at low cost.
As described above, the precision press molding method is different from the conventional optical element manufacturing methods by grinding and polishing, and therefore the properties required for the glass materials used in both methods are different. While glass materials for grinding and polishing are particularly required to have hardness that is easy to grind and polish, and properties such that the surface does not change during polishing, glass materials for precision press molding have low-temperature softening properties. Desired. The reason is that in precision press molding, it is necessary to press-mold glass at a relatively low temperature in order to extend the life of an expensive press mold, and for this purpose, the glass must be softened at a relatively low temperature. is there.
したがって、従来から知られている光学ガラスの組成系であっても、このガラスを精密プレス成形用に使用するには、上記観点から一から組成の構築を行わなければならないというのが当該技術分野における現状である。
以上が、精密プレス成形に関する背景技術であるが、次に、上記光学素子に使用されるガラスとして特に有用な高屈折率高分散ガラスについて説明する。このようなガラスとしては、従来、特許文献１に記載されているようなＰｂＯを多量に含むガラスが知られていた。しかし、このようなガラスを精密プレス成形に使用すると次のような問題が生じる。
The above is the background art relating to precision press molding. Next, a high refractive index and high dispersion glass particularly useful as a glass used in the optical element will be described. As such a glass, a glass containing a large amount of PbO as described in Patent Document 1 has been conventionally known. However, when such glass is used for precision press molding, the following problems occur.
精密プレス成形はプレス成形型の成形面の酸化による劣化を防止するため、不活性雰囲気あるいは弱還元雰囲気中で行われる。このような雰囲気中でＰｂＯを多量に含むガラスを精密プレス成形するとガラス中のＰｂが還元されて金属鉛としてガラス表面に析出し、これがプレス成形型の成形面に付着して得られる光学素子の面精度を低下させる。また、成形面に付着した金属鉛を除去するには、生産を停止してメンテナンス作業をしなければならず、高い生産性を得る上での大きな妨げになってしまう。 The precision press molding is performed in an inert atmosphere or a weak reducing atmosphere in order to prevent deterioration of the molding surface of the press mold due to oxidation. In such an atmosphere, when glass containing a large amount of PbO is precision press-molded, Pb in the glass is reduced and deposited as metal lead on the glass surface, and this adheres to the molding surface of the press-molding die. Reduces surface accuracy. Moreover, in order to remove the metallic lead adhering to the molding surface, production must be stopped and maintenance work must be performed, which is a great hindrance in obtaining high productivity.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高屈折率、高分散特性を備え、精密プレス成形に好適な光学ガラス、前記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、並びに前記光学ガラスからなる光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an optical glass having a high refractive index and a high dispersion characteristic and suitable for precision press molding, a precision press molding preform comprising the optical glass, and a method for producing the same. And it aims at providing the optical element which consists of said optical glass, and its manufacturing method.
上記課題を解決するための手段は以下のとおりである。
（請求項１）
必須成分として、Ｐ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2を含むリン酸塩光学ガラスにおいて、
モル％表示で、Ｐ2Ｏ5を１２〜３４％、Ｂｉ2Ｏ3を６％超かつ２８％以下、Ｎｂ2Ｏ5をＢｉ2Ｏ3含有量（モル％）の３倍未満、Ｌｉ2Ｏを０〜２８％、Ｎａ2Ｏを０〜１６％含み、屈折率（ｎd）が１．９００５以上かつ液相温度が９３０℃以下であることを特徴とするリン酸塩光学ガラス。
（請求項２）
ＴｉＯ 2 を１〜３０モル％含む請求項１に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項３）
モル％表示で、Ｐ2Ｏ5を１２〜３４％、Ｂｉ2Ｏ3を６％超かつ２８％以下、Ｎｂ2Ｏ5をＢｉ2Ｏ3含有量（モル％）の３倍未満、ＴｉＯ2を１〜３０％、ＷＯ3を１〜４０％、Ｌｉ2Ｏを０〜２８％、Ｎａ2Ｏを０〜１６％、Ｂ2Ｏ3を０〜１４％含み、屈折率（ｎd）が１．９００５以上かつ液相温度が９３０℃以下であることを特徴とするリン酸塩光学ガラス。
（請求項４）
２２重量％を超えるＢｉ 2 Ｏ 3 および５重量％未満のＮａ 2 Ｏを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項５）
２２重量％を超えるＢｉ 2 Ｏ 3 を含み、Ｂｉ 2 Ｏ 3 含有量に対するＮａ 2 Ｏ含有量の割合Ｎａ 2 Ｏ／Ｂｉ 2 Ｏ 3 （モル比）が１．５以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項６）
２３重量％を超えるＢｉ 2 Ｏ 3 および４．５重量％未満のＮａ 2 Ｏを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項７）
２３重量％を超えるＢｉ 2 Ｏ 3 を含み、Ｂｉ 2 Ｏ 3 含有量に対するＮａ 2 Ｏ含有量の割合Ｎａ 2 Ｏ／Ｂｉ 2 Ｏ 3 （モル比）が１０／７以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項８）
Ｂｉ2Ｏ3含有量に対するＮａ2Ｏ含有量の割合Ｎａ2Ｏ／Ｂｉ2Ｏ3（モル比）が１．５以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項９）
Ｂｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2およびＷＯ3の合計含有量が４０モル％以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項１０）
Ｂｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2およびＷＯ3の合計含有量が４２モル％超である請求項１〜９のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項１１）
精密プレス成形に用いるガラスであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラス。
（請求項１２）
請求項１１に記載のリン酸塩光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
（請求項１３）
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のリン酸塩光学ガラスからなる光学素子。
（請求項１４）
熔融ガラスを流出し、ガラス製の精密プレス成形用プリフォームに成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
熔融ガラスを流出して前記プリフォームの重量に相等する重量の熔融ガラス塊を分離し、前記ガラス塊が冷却する過程で請求項１１に記載のリン酸塩光学ガラスからなるプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
（請求項１５）
光学ガラスからなるプリフォームを加熱、精密プレス成形するガラス製の光学素子の製造方法において、
請求項１２に記載のプリフォームを使用するか、または請求項１４に記載の製造方法によりプリフォームを作製し、作製したプリフォームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法。
（請求項１６）
プレス成形型に前記プリフォームを導入し、プレス成形型と前記プリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形することを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の製造方法。
（請求項１７）
プレス成形型と前記プリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形することを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の製造方法。
Means for solving the above problems are as follows.
(Claim 1)
In phosphate optical glass containing P 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 as essential components,
In terms of mol%, P 2 O 5 is 12 to 34%, Bi 2 O 3 is more than 6% and not more than 28%, Nb 2 O 5 is less than 3 times the Bi 2 O 3 content (mol%), Li 2 A phosphate optical glass comprising 0 to 28% of O and 0 to 16% of Na 2 O, a refractive index (n d ) of 1.9005 or more and a liquidus temperature of 930 ° C. or less .
(Claim 2)
The phosphate optical glass according to claim 1, comprising 1 to 30 mol% of TiO 2 .
(Claim 3 )
In terms of mol%, P 2 O 5 is 12 to 34%, Bi 2 O 3 is more than 6% and not more than 28%, Nb 2 O 5 is less than 3 times the Bi 2 O 3 content (mol%), TiO 2 the 1 to 30% WO 3 1-40% of Li 2 O 0 to 28% of Na 2 O 0~16%, B 2
(Claim 4)
Phosphate optical glass according to any one of claims 1 to 3 comprising Na 2 O of less than 22 wt% more than Bi 2 O 3 and 5 wt%.
(Claim 5)
The ratio of Na 2 O content to Bi 2 O 3 content Na 2 O / Bi 2 O 3 (molar ratio) is 1.5 or less, including Bi 2 O 3 exceeding 22% by weight. The phosphate optical glass according to any one of the above.
(Claim 6)
The phosphate optical glass according to claim 1, comprising Bi 2 O 3 of more than 23% by weight and Na 2 O of less than 4.5% by weight .
(Claim 7)
The ratio of Na 2 O content to Bi 2 O 3 content, Na 2 O / Bi 2 O 3 (molar ratio) is 10/7 or less, including Bi 2 O 3 exceeding 23% by weight. The phosphate optical glass according to any one of the above.
(Claim 8 )
Bi 2 O 3 according to any one of claims 1 to 7 in which Na 2 ratio of O content Na 2 O / Bi 2 O 3 (molar ratio) is equal to or more than 1.5 with respect to the content Phosphate optical glass.
(Claim 9 )
The phosphate optical glass according to any one of claims 1 to 8 , wherein the total content of Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 and WO 3 is 40 mol% or more.
(Claim 10 )
Bi 2 O 3, Nb 2 O 5, phosphate optical glass according to any one of claims 1 to 9 total content of TiO 2 and WO 3 is 42 mol percent.
(Claim 11 )
Phosphate optical glass according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a glass used in precision press molding.
(Claim 12 )
A preform for precision press molding comprising the phosphate optical glass according to
(Claim 13 )
An optical element comprising the phosphate optical glass according to any one of claims 1 to 11 .
(Claim 14 )
In the manufacturing method of the precision press molding preform which flows out the molten glass and forms it into a glass precision press molding preform,
The molten glass lump having a weight equivalent to the weight of the preform is separated by flowing out the molten glass, and is formed into a preform made of the phosphate optical glass according to claim 11 in the process of cooling the glass lump. A method for producing a precision press-molding preform.
(Claim 15 )
In the manufacturing method of the optical element made of glass, which heats the preform made of optical glass and performs precision press molding,
A method for producing an optical element, wherein the preform according to
(Claim 16 )
16. The method of manufacturing an optical element according to claim 15 , wherein the preform is introduced into a press mold, the press mold and the preform are heated together, and precision press molding is performed.
(Claim 17 )
16. The method of manufacturing an optical element according to claim 15 , wherein the press mold and the preform are preheated separately, and the preheated preform is introduced into the press mold and precision press molding is performed.
本発明によれば、高屈折率、高分散特性、低温軟化性を兼ね備える光学ガラス、特に精密プレス成形に好適な光学ガラスを提供することができる。
また、上記光学ガラスからなり、安定した精密プレス成形を可能にする精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法を提供することもできる。
さらに、前記プリフォームを加熱し、精密プレス成形することにより高屈折率、高分散特性を有する光学ガラスからなる非球面レンズ等の光学素子、並びに前記光学素子を高い生産性のもとに製造することができる光学素子の製造方法を提供することもできる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical glass which has high refractive index, a high dispersion characteristic, and low temperature softening property, especially an optical glass suitable for precision press molding can be provided.
Moreover, the preform for precision press molding which consists of the said optical glass and enables the stable precision press molding, and its manufacturing method can also be provided.
Furthermore, the preform is heated and precision press-molded to produce an optical element such as an aspheric lens made of optical glass having a high refractive index and high dispersion characteristics, and the optical element is manufactured with high productivity. It is also possible to provide a method for manufacturing an optical element that can be used.
［リン酸塩光学ガラス及びその製造方法］
本発明のリン酸塩光学ガラスは２つの態様を有する。
第１の態様（ガラスＩという）は、必須成分として、Ｐ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2を含むリン酸塩光学ガラスにおいて、モル％表示で、Ｐ2Ｏ5を１２〜３４％、Ｂｉ2Ｏ3を６％超かつ２８％以下、Ｎｂ2Ｏ5をＢｉ2Ｏ3含有量（モル％）の３倍未満、Ｌｉ2Ｏを０〜２８％、Ｎａ2Ｏを０〜１６％を含み、屈折率（ｎd）が１．８５超であることを特徴とする。
[Phosphate optical glass and manufacturing method thereof]
The phosphate optical glass of the present invention has two aspects.
The first aspect (referred Glass I) as an essential component, the phosphate optical glass containing P 2 O 5, Bi 2 O 3, Nb 2 O 5,
第２の態様（ガラスIIという）は、モル％表示で、Ｐ2Ｏ5を１２〜３４％、Ｂｉ2Ｏ3を６％超かつ２８％以下、Ｎｂ2Ｏ5をＢｉ2Ｏ3含有量（モル％）の３倍未満、ＴｉＯ2を０％超かつ３０％以下、ＷＯ3を１〜４０％、Ｌｉ2Ｏを０〜２８％、Ｎａ2Ｏを０〜１６％、Ｂ2Ｏ3を０〜１４％含み、屈折率（ｎd）が１．８５超であることを特徴とする。 In the second embodiment (referred to as glass II), the content of P 2 O 5 is 12 to 34%, Bi 2 O 3 is more than 6% and not more than 28%, and Nb 2 O 5 is Bi 2 O 3 content. Less than 3 times (mol%), TiO 2 more than 0% and 30% or less, WO 3 1-40%, Li 2 O 0-28%, Na 2 O 0-16%, B 2 O 3 0 to 14%, and the refractive index (n d ) is more than 1.85.
前記ガラスはいずれも、Ｐ2Ｏ5をネットワーク形成成分とするリン酸塩ガラスであり、高屈折率、高分散特性を実現し、かつガラスの安定性を維持するために、ガラス成分としてＢｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2が共存している。ガラスの屈折率を高めるには、これら高屈折率付与成分を増量することになるが、それに伴い、ガラスの安定性は低下する。しかし、Ｂｉ2Ｏ3については比較的この傾向が小さい。本発明はこの点に着目し、増量によって比較的ガラスの安定性を低下させやすいＮｂ2Ｏ5の含有量を、Ｂｉ2Ｏ3の含有量との関係で制限することにより、屈折率を高めつつ、ガラスの安定性をも維持することを可能にした。 Each of the glasses is a phosphate glass containing P 2 O 5 as a network forming component. In order to realize a high refractive index and a high dispersion characteristic and maintain the stability of the glass, Bi 2 is used as a glass component. O 3 , Nb 2 O 5 and TiO 2 coexist. In order to increase the refractive index of the glass, these high refractive index imparting components are increased, but the stability of the glass decreases accordingly. However, this tendency is relatively small for Bi 2 O 3 . The present invention pays attention to this point and restricts the content of Nb 2 O 5 , which tends to lower the stability of the glass by increasing the amount, in relation to the content of Bi 2 O 3 , thereby increasing the refractive index. However, it was possible to maintain the stability of the glass.
以下、ガラスI、ガラスIIにおける各成分の働きと、組成範囲限定の理由について説明する。なお、各成分の含有量、合計含有量は特記しない限り、モル％にて表示するものとし、含有量同士の比率、含有量と合計含有量の比率はモル比にて表示するものとする。 Hereinafter, the function of each component in Glass I and Glass II and the reason for limiting the composition range will be described. In addition, unless otherwise indicated, the content of each component shall be displayed by mol%, and the ratio between content and the ratio of content and total content shall be displayed by molar ratio.
Ｐ2Ｏ5は、ネットワーク形成成分であり、製造可能な安定性を付与するための必須成分である。過少の導入により、ガラスの失透傾向が強くなり、過剰の導入によりガラス転移温度が上昇し、精密プレス成形に適さなくなるとともに、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。したがって、その含有量を１２〜３４％、好ましくは１４〜３０％、より好ましくは１６〜２８％とする。 P 2 O 5 is a network forming component and an essential component for imparting manufacturable stability. When the amount is too small, the tendency of devitrification of the glass becomes strong, and when the amount is excessively introduced, the glass transition temperature rises, making it unsuitable for precision press molding, reducing the refractive index, and increasing the Abbe number. Therefore, the content is 12 to 34%, preferably 14 to 30%, more preferably 16 to 28%.
Ｂｉ2Ｏ3は、高屈折率、高分散特性を付与し、ガラスの耐候性や安定性を高める必須成分である。過少の導入により、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。一方、過剰の導入により、失透傾向が強まるとともに、ガラスが着色してしまう。したがって、その含有量を６％超かつ２８％以下、好ましくは前記範囲内において２２重量％超、より好ましくは２３重量％超、さらに好ましくは２５重量％超、一層好ましくは１５モル％超とする。 Bi 2 O 3 is an essential component that imparts a high refractive index and a high dispersion property and enhances the weather resistance and stability of the glass. If the amount is too small, the refractive index decreases and the Abbe number also increases. On the other hand, the excessive introduction increases the tendency of devitrification and colors the glass. Accordingly, the content is more than 6% and not more than 28%, preferably within the above range, more than 22% by weight, more preferably more than 23% by weight, still more preferably more than 25% by weight, more preferably more than 15% by mole. .
Ｎｂ2Ｏ5は、ＰｂＯを使用せずに高屈折率、高分散特性を付与するための必須成分である。過少の導入により、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。一方、過剰の導入により、ガラスの安定性が悪化し、高温熔解性も悪化する。またガラス転移温度が上昇し、精密プレス成形時にガラスが発泡したり、着色したりするなど精密プレス成形に適さなくなってしまう。したがって、その含有量は、０％を超えかつＢｉ2Ｏ3の含有量の３倍未満、好ましくは３０重量％未満、より好ましくは１２〜２５％とする。
なお、Ｂｉ2Ｏ3含有量に対するＮｂ2Ｏ5含有量の割合Ｎｂ2Ｏ5／Ｂｉ2Ｏ3（モル比）は２．１以下とすることが好ましく、２．０以下とすることがより好ましく、１．９以下とすることがさらに好ましく、１．８３以下とすることが一層好ましい。
Nb 2 O 5 is an essential component for imparting a high refractive index and a high dispersion characteristic without using PbO. If the amount is too small, the refractive index decreases and the Abbe number also increases. On the other hand, the excessive introduction deteriorates the stability of the glass and the high temperature meltability. Further, the glass transition temperature rises, and the glass is not suitable for precision press molding such as foaming or coloring during precision press molding. Therefore, the content is more than 0% and less than 3 times the Bi 2 O 3 content, preferably less than 30% by weight, more preferably 12 to 25%.
In addition, the ratio Nb 2 O 5 / Bi 2 O 3 (molar ratio) of the Nb 2 O 5 content to the Bi 2 O 3 content is preferably 2.1 or less, more preferably 2.0 or less. Preferably, it is 1.9 or less, more preferably 1.83 or less.
ＴｉＯ2は、高屈折率、高分散特性を付与し、ガラスの安定性を高める必須成分である。過少の導入により、屈折率が低下し、アッベ数も増大するとともに、ガラスの安定性が悪化する。一方、過剰の導入により、失透傾向が強まるとともに、着色が強まり、ガラス転移温度や液相温度が急上昇してしまう。また、精密プレス成形によりガラスが着色しやすくなってしまう。したがって、ガラスIにおいては、ＴｉＯ2を必須成分すなわち含有量を０％超とし、好ましくは１〜３０％、より好ましくは１〜２４％、さらに好ましくは１〜１８％、一層好ましくは２〜１２％とする。ガラスIIにおいては、ＴｉＯ2の含有量を１〜３０％、好ましくは１〜２４％、より好ましくは１〜１８％、さらに好ましくは２〜１２％とする。 TiO 2 is an essential component that imparts a high refractive index and a high dispersion characteristic and increases the stability of the glass. If the amount is too small, the refractive index decreases, the Abbe number increases, and the stability of the glass deteriorates. On the other hand, the excessive introduction increases the tendency to devitrification and also increases the coloration, and the glass transition temperature and the liquidus temperature rapidly increase. Further, the glass is easily colored by precision press molding. Therefore, in the glass I, TiO 2 is an essential component, that is, the content exceeds 0%, preferably 1 to 30%, more preferably 1 to 24%, still more preferably 1 to 18%, and still more preferably 2 to 12%. %. In the glass II, the content of TiO 2 is 1 to 30%, preferably 1 to 24%, more preferably 1 to 18%, and further preferably 2 to 12%.
Ｌｉ2Ｏは、ガラスの安定性を向上させるとともに、ガラス転移温度や液相温度を低下させ、精密プレス成形に使用するプレス成形型との濡れ性を抑制し、離型性を向上させる働きをする任意成分である。また、ガラスの熔解性を向上させる働きもする。過剰の導入により、ガラスの安定性が低下し、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。したがって、その含有量は、０〜２８％、好ましくは前記範囲において３重量％超とする。 Li 2 O improves the stability of the glass, lowers the glass transition temperature and the liquidus temperature, suppresses the wettability with the press mold used for precision press molding, and improves the releasability. It is an optional component. It also serves to improve the meltability of the glass. Excessive introduction reduces the stability of the glass, lowers the refractive index, and increases the Abbe number. Therefore, the content is 0 to 28%, preferably more than 3% by weight within the above range.
Ｎａ2Ｏもガラスの安定性を向上させるとともに、ガラス転移温度や液相温度を低下させ、精密プレス成形に使用するプレス成形型との濡れ性を抑制し、離型性を向上させる働きをする任意成分である。また、ガラスの熔解性を向上させる働きもする。過剰の導入により、ガラスの安定性が低下し、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。したがって、その含有量は、０〜１６％、好ましくは前記範囲において５重量％未満、より好ましくは４．５重量％未満とする。 Na 2 O also improves the stability of the glass, lowers the glass transition temperature and liquidus temperature, suppresses the wettability with the press mold used for precision press molding, and works to improve the mold release property. It is an optional component. It also serves to improve the meltability of the glass. Excessive introduction reduces the stability of the glass, lowers the refractive index, and increases the Abbe number. Therefore, the content is 0 to 16%, preferably less than 5% by weight in the above range, more preferably less than 4.5% by weight.
ＷＯ3は、ＰｂＯを使用せずに高屈折率、高分散特性を付与し、低温にて精密プレス成形を可能にするための成分であり、ガラスIIにおいては必須成分である。精密プレス成形に使用するプレス成形型との濡れ性を抑制し、離型性を向上させる働きをする。過少の導入では上記効果が得られず、また精密プレス成形時にガラスが発泡しやすくなる。一方、過剰の導入により、ガラスが着色しやすくなるとともに、高温における粘性が低くなるので、熔融状態のガラスから直接、精密プレス成形に使用するプリフォームを成形するのが難しくなる。したがって、ガラスIにおいては、その含有量を１〜４０％とすることが好ましく、１〜２４％とすることがより好ましく、２〜１６％とすることがさらに好ましい。また、ガラスIIにおいても、その含有量を１〜４０％、好ましくは１〜２４％、より好ましくは２〜１６％とする。 WO 3 is a component for imparting a high refractive index and a high dispersion characteristic without using PbO and enabling precision press molding at a low temperature, and is an essential component in the glass II. Controls wettability with press molds used for precision press molding, and improves mold release. If the amount is too small, the above effect cannot be obtained, and the glass tends to foam during precision press molding. On the other hand, excessive introduction makes it easy to color the glass and lowers the viscosity at high temperature, making it difficult to form a preform used for precision press molding directly from the molten glass. Therefore, in the glass I, the content is preferably 1 to 40%, more preferably 1 to 24%, and further preferably 2 to 16%. Also in the glass II, the content is 1 to 40%, preferably 1 to 24%, more preferably 2 to 16%.
なお、所望の高屈折率、高分散を得るためにはＢｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2及びＷＯ3の合計含有量（Ｂｉ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＴｉＯ2＋ＷＯ3）を４０％以上にすることが好ましく、４２％超とすることがより好ましく、４２．５％以上とすることがさらに好ましく、４３％以上とすることがより一層好ましく、４５％超とすることがさらに一層好ましい。また、上限は、８５％以下とすることが好ましく、７０％以下とすることがより好ましい。 In order to obtain a desired high refractive index and high dispersion, the total content of Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 and WO 3 (Bi 2 O 3 + Nb 2 O 5 + TiO 2 + WO 3 ) is set to 40. % Or more, preferably more than 42%, more preferably 42.5% or more, still more preferably 43% or more, and even more preferably 45% or more. preferable. Further, the upper limit is preferably 85% or less, and more preferably 70% or less.
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの熔解性を向上し、均質化に有効な任意成分である。少量の導入により、ガラス内部のＯＨの結合性を変え、精密プレス成形時にガラスの発泡を抑制するという働きをするが、過剰の導入により、高屈折率の付与と高いガラス安定性の付与を両立するのが難しくなる。したがって、ガラスIIにおいて、その含有量は０〜１４％とし、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜８％とする。ガラスIにおいてもＢ2Ｏ3の含有量を前記各範囲をとすることが望ましい。 B 2 O 3 is an optional component that improves the meltability of the glass and is effective for homogenization. The introduction of a small amount changes the OH bondability inside the glass and suppresses the foaming of the glass during precision press molding, but the introduction of an excess allows both high refractive index and high glass stability. It becomes difficult to do. Therefore, in the glass II, the content is 0 to 14%, preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 8%. Also in the glass I, it is desirable that the content of B 2 O 3 is within the above ranges.
ＢａＯはガラスI、IIにおいて任意成分であり、屈折率やガラスの安定性を高め、液相温度を低下させる働きをする。WO3の導入によるガラスの着色傾向を抑制する働きもする。過剰の導入により、ガラスの失透傾向が強まるとともに、ガラス転移温度も上昇し、精密プレス成形に適さなくなる。したがって、その含有量を０〜１５％とすることが好ましく、０〜１０％とすることがより好ましい。 BaO is an optional component in the glasses I and II, and functions to increase the refractive index and the stability of the glass and lower the liquidus temperature. It also serves to suppress the tendency of glass coloring due to the introduction of WO 3 . Excessive introduction increases the tendency to devitrify the glass and increases the glass transition temperature, making it unsuitable for precision press molding. Therefore, the content is preferably 0 to 15%, and more preferably 0 to 10%.
ＺｎＯもガラスI、IIにおいて任意成分であり、高屈折率、高分散特性を付与し、ガラス転移温度や液相温度を低下させる働きをする。過剰の導入により、ガラスの失透傾向が強まり、液相温度が上昇する。したがって、その含有量を０〜１５％とすることが好ましく、０〜１０％とすることがより好ましい。 ZnO is also an optional component in the glasses I and II, imparts a high refractive index and high dispersion characteristics, and functions to lower the glass transition temperature and liquidus temperature. Excessive introduction increases the tendency of glass to devitrify and raises the liquidus temperature. Therefore, the content is preferably 0 to 15%, and more preferably 0 to 10%.
Ｋ2ＯもガラスI、IIにおいて任意成分であり、ガラスの安定性を向上させるとともに、ガラス転移温度や液相温度を低下させ、精密プレス成形に使用するプレス成形型との濡れ性を抑制し、離型性を向上させる働きをする。また、ガラスの熔解性を向上させる働きもする。過剰の導入により、ガラスの安定性が低下し、屈折率が低下し、アッベ数も増大してしまう。したがって、その含有量を０〜１４％、好ましくは０〜９％、より好ましくは０〜４％とする。 K 2 O is also an optional component in glasses I and II, improving the stability of the glass and lowering the glass transition temperature and liquidus temperature, and suppressing the wettability with the press mold used for precision press molding. It works to improve releasability. It also serves to improve the meltability of the glass. Excessive introduction reduces the stability of the glass, lowers the refractive index, and increases the Abbe number. Therefore, the content is 0 to 14%, preferably 0 to 9%, more preferably 0 to 4%.
なお、精密プレス成形温度を上昇させることなく屈折率を上昇させ、かつガラスの耐失透性を向上させることにより、プリフォームの成形性や精密プレス成形性を向上させる上から、Ｂｉ2Ｏ3含有量に対するＮａ2Ｏ含有量の割合Ｎａ2Ｏ／Ｂｉ2Ｏ3（モル比）を３／２(1.5)以下（ただし、前記割合を重量比にした場合は０．２未満）とすることが好ましく、１０／７以下とすることがより好ましく、４／３以下とすることがさらに好ましく、５／４以下とすることが一層好ましい。 In addition, Bi 2 O 3 is used in order to improve preform moldability and precision press moldability by increasing the refractive index without increasing the precision press molding temperature and improving the devitrification resistance of the glass. The ratio of Na 2 O content to the content Na 2 O / Bi 2 O 3 (molar ratio) is 3/2 (1.5) or less (however, when the ratio is weight ratio, less than 0.2) Is preferably 10/7 or less, more preferably 4/3 or less, and even more preferably 5/4 or less.
Ｓｂ2Ｏ3は清澄剤として導入可能であり、ガラスの着色を防止する上で有効な添加剤でもある。特にＴｉO2を含むガラスやＢｉ2O3含有量の多いガラスにおいて、ガラスの着色を防止する働きをするために有用な成分である。したがって、清澄剤として使用される範囲であって、０％を超える量添加することが好ましく、外割で０．０００１〜１重量％導入することがより好ましい。 Sb 2 O 3 can be introduced as a fining agent and is also an effective additive for preventing the coloring of the glass. In particular, in a glass containing TiO 2 or a glass containing a large amount of Bi 2 O 3 , it is a useful component for preventing the coloration of the glass. Therefore, it is the range used as a clarifier, it is preferable to add it in an amount exceeding 0%, and it is more preferable to introduce 0.0001 to 1% by weight in an external ratio.
上記諸目的を達成する上から、Ｐ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＷＯ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、ＢａＯ、ＺｎＯの合計含有量を９５％超とすることが好ましく、９７％超とすることがより好ましく、９８％超とすることがさらに好ましく、９９％超とすることが一層好ましく、１００％とすることが特に好ましい。なお、上記成分に加えてＳｂ 2 Ｏ3を添加したガラスも好ましい。 In order to achieve the above objects, P 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, B 2 O 3 , BaO, ZnO The total content is preferably more than 95%, more preferably more than 97%, more preferably more than 98%, still more preferably more than 99%, more preferably 100%. Particularly preferred. The glass is also preferred that the addition of Sb 2 O 3 in addition to the above components.
上記ガラスI、IIはＰｂＯを導入しなくても所望の屈折率、分散特性を実現できる。従って、ガラスI、IIは、精密プレス成形において上記問題発生の原因となり、しかも環境影響が懸念されるＰｂＯを含まないことが望ましい。環境影響上の問題から、ガラスI、IIは、Ｃｄ、Ｃｒ、Ａｓも導入しないことが望ましい。 Glasses I and II can realize desired refractive index and dispersion characteristics without introducing PbO. Therefore, it is desirable that the glasses I and II do not contain PbO that causes the above-described problems in precision press molding and has a concern about environmental impact. From the viewpoint of environmental impact, it is desirable that the glasses I and II do not introduce Cd, Cr, or As.
ガラスI、IIには、その他、ＳｉＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｃｓ2Ｏ、ＧｅＯ2も導入することはできる。また、その導入量は合計で５％未満にとどめることが好ましく、３％未満にすることがより好ましく、２％未満にすることがさらに好ましく、１％未満にすることが一層好ましく、導入しないことがより一層好ましい。 In addition to glass I and II, SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, MgO, Cs 2 O, GeO 2 can also be introduced. it can. Further, the total amount introduced is preferably less than 5%, more preferably less than 3%, further preferably less than 2%, more preferably less than 1%, and no introduction. Is even more preferable.
また、上記ガラスI、IIは高価なＧｅＯ2の導入を排除するものではないが、ＧｅＯ2を導入せずに所期の光学特性を実現することができるから、コスト面に配慮するとＧｅＯ2も導入しないことが望ましい。その場合、上記合計含有量はＳｉＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＣｓ2Ｏの合計含有量とする。 Further, the glass I, but II is not intended to exclude the introduction of expensive GeO 2, because it is possible to realize the desired optical characteristics without introducing GeO 2, also GeO 2 When considering the cost It is desirable not to introduce. In this case, the total content is the total content of SiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , CaO, MgO and Cs 2 O.
次にガラスIとガラスIIの特性について説明する。前記ガラスはいずれも屈折率（ｎd）が１．８５超である。このように高屈折率を備えたガラスは屈折率がさほど高くないものと比べて、レンズ面の曲率を大きくしなくても焦点距離の短縮化が可能であり、したがって、光学素子を小型化できるというメリットを有する。屈折率（ｎd）の好ましい範囲は、１．８６以上、より好ましい範囲は１．９１超、さらに好ましい範囲は２．０超である。屈折率（ｎd）の上限は特に限定されない。 Next, the characteristics of Glass I and Glass II will be described. All of the glasses have a refractive index (n d ) greater than 1.85. The glass having such a high refractive index can shorten the focal length without increasing the curvature of the lens surface, compared with a glass having a low refractive index, and thus the optical element can be miniaturized. It has the merit that. The preferable range of the refractive index (n d ) is 1.86 or more, the more preferable range is over 1.91, and the further preferable range is over 2.0. The upper limit of the refractive index (n d ) is not particularly limited.
ガラスIとガラスIIは、高分散特性を示す。アッベ数（νd）によって好ましい範囲を示すと２３．５未満であり、より好ましい範囲は２２．５未満、さらに好ましい範囲は２２．０未満である。アッベ数（νd）の下限は特に限定されない。 Glass I and glass II exhibit high dispersion characteristics. When the preferred range is indicated by the Abbe number (ν d ), it is less than 23.5, more preferred range is less than 22.5, and still more preferred range is less than 22.0. The lower limit of the Abbe number (ν d ) is not particularly limited.
ガラスI、IIはともに低温軟化性を有し、精密プレス成形に好適なガラスである。低温軟化性を示す指標としては、ガラス転移温度（Ｔg）を用いることができる。ガラス転移温度（Ｔg）の好ましい範囲は４８０℃未満、より好ましい範囲は４７５℃未満、さらに好ましい範囲は４７０℃未満である。ガラス転移温度を上記範囲にすることにより、精密プレス成形時におけるプレス成形型の成形面とガラスとの反応を抑え、光学素子の精密プレス成形性を高めることができる。 Glasses I and II have low temperature softening properties and are suitable for precision press molding. The glass transition temperature (T g ) can be used as an index indicating the low temperature softening property. A preferable range of the glass transition temperature (T g ) is less than 480 ° C, a more preferable range is less than 475 ° C, and a further preferable range is less than 470 ° C. By setting the glass transition temperature within the above range, the reaction between the molding surface of the press mold and the glass during precision press molding can be suppressed, and the precision press moldability of the optical element can be enhanced.
ガラスI、IIはともに上記光学特性、低温軟化性に加え、液相温度が低いという特徴も備えている。ガラスI、IIにおいて液相温度の好ましい範囲は９５０℃以下であり、より好ましい範囲は９２０℃以下であり、さらに好ましい範囲は８９０℃以下である。液相温度が低いと熔融ガラスから精密プレス成形用プリフォームなどのガラス成形体を成形する場合、ガラスを失透させることなく成形温度を低下させることができ、その結果、成形時のガラスの粘性を高めることができて、成形が容易になる。
このような観点から、液相温度におけるガラスの粘度を上記熔融ガラスの成形性の指標と考えることもできる。ガラスI、IIでは液相温度におけるガラスの粘度の好ましい範囲は、３ｄＰａ・ｓ以上、より好ましい範囲は４ｄＰａ・ｓ以上である。この特性は熔融ガラスから直接、精密プレス成形用プリフォームを成形する場合、特に重要である。
Glasses I and II both have the characteristics of a low liquidus temperature in addition to the above optical characteristics and low-temperature softening properties. In Glasses I and II, the preferred range of the liquidus temperature is 950 ° C. or less, the more preferred range is 920 ° C. or less, and the further preferred range is 890 ° C. or less. When the liquidus temperature is low, when molding glass moldings such as precision press molding preforms from molten glass, the molding temperature can be lowered without devitrifying the glass, and as a result, the viscosity of the glass during molding And can be easily molded.
From such a viewpoint, the viscosity of the glass at the liquidus temperature can also be considered as an index of the moldability of the molten glass. In the glasses I and II, a preferable range of the viscosity of the glass at the liquidus temperature is 3 dPa · s or more, and a more preferable range is 4 dPa · s or more. This property is particularly important when forming a precision press-molding preform directly from molten glass.
次にガラスI、IIの着色度について説明する。ガラスI、IIはガラスを着色させる目的でＣｕ、Ｃｏなどの着色イオンを添加しない限り、可視光領域にわたり高い透過率が得られる。ガラスの着色の度合いを表すには、当該技術分野において広く使用されているλ70という指標を導入する。λ70はガラスを厚さが１０ｍｍの互いに平行な２つの平面を有する試料を用いて測定される。対向する２つの平面は光学研磨が施されている。この試料に前記平面に対して垂直な方向から光を入射させ、他方の平面から出射する光の強度を測定する。入射光強度に対する出射光強度の割合（出射光強度／入射光強度）を波長２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長にわたり測定する。（分光透過率を測定する。）上記試料の透過率は平面における反射損失も含まれており、通常、外部透過率と呼ばれる。上記分光透過率の測定の結果、外部透過率が７０％になる波長がλ70である。ガラスI、IIのλ70の好ましい範囲は６００ｎｍ以下、より好ましい範囲は５７０ｎｍ以下、さらに好ましい範囲は５２０ｎｍ以下、一層好ましい範囲は４７０ｎｍ以下である。ガラスI、IIにおいて好ましいものは、可視光領域における上記λ70よりも長波長側の透過率が７０％よりも高いガラスである。屈折率を高めるため、ガラスI、IIではガラスを着色させやすいＢｉ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＷＯ3を多量に導入しているが、上記のように各成分の含有量をバランスよく配分することにより、上記のように良好な光透過率特性を得ることができる。なお、前述のようにＳｂ2Ｏ3を所定量添加することにより、光透過率特性を改善することもできる。 Next, the coloring degree of the glasses I and II will be described. Glasses I and II have high transmittance over the visible light region unless colored ions such as Cu and Co are added for the purpose of coloring the glass. In order to express the degree of coloring of the glass, an index of λ 70 widely used in the technical field is introduced. λ 70 is measured using a glass sample having two parallel planes with a thickness of 10 mm. Two opposing flat surfaces are optically polished. Light is incident on the sample from a direction perpendicular to the plane, and the intensity of light emitted from the other plane is measured. The ratio of the emitted light intensity to the incident light intensity (emitted light intensity / incident light intensity) is measured over wavelengths from 280 nm to 700 nm. (Spectral transmittance is measured.) The transmittance of the sample includes a reflection loss in a plane, and is usually called external transmittance. Results of the measurement of the spectral transmittance, the wavelength of the external transmittance is 70% are lambda 70. The preferable range of λ 70 of glass I and II is 600 nm or less, more preferable range is 570 nm or less, further preferable range is 520 nm or less, and more preferable range is 470 nm or less. The glass I or II is preferably a glass having a transmittance higher than 70% on the longer wavelength side than the above-mentioned λ 70 in the visible light region. In order to increase the refractive index, glass I and II introduce a large amount of Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , and WO 3 that are easy to color the glass. By distributing in a balanced manner, it is possible to obtain good light transmittance characteristics as described above. As described above, the light transmittance characteristics can be improved by adding a predetermined amount of Sb 2 O 3 .
次に本発明の光学ガラスの製造方法について説明する。ガラスI、ガラスIIの原料としては、Ｐ2Ｏ5についてはＨ3ＰＯ4、メタリン酸塩、五酸化二燐など、Ｂ2Ｏ3についてはＨ3ＢＯ3、Ｂ2Ｏ3などを用い、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、酸化物などを適宜に用いることが可能である。これらの原料を所定の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを例えば１０００〜１１５０℃に加熱した熔解炉に投入し、熔解、清澄、攪拌し、均質化してから鋳型に鋳込み、徐冷することにより、上記リン酸塩光学ガラスを得ることができる。 Next, the manufacturing method of the optical glass of this invention is demonstrated. Glass I, as a raw material for glass II is, H 3 PO 4 for P 2 O 5, metaphosphates, such as phosphorus pentoxide, using a H 3 BO 3, B 2 O 3 for B 2 O 3, For other components, carbonates, nitrates, oxides and the like can be used as appropriate. These raw materials are weighed at a predetermined ratio, mixed to prepare a mixed raw material, which is put into a melting furnace heated to 1000 to 1150 ° C., for example, melted, clarified, stirred, homogenized, and cast into a mold, The phosphate optical glass can be obtained by slow cooling.
［精密プレス成形用プリフォームとその製造方法］
次に、本発明の精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法について説明する。
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記ガラスI又はガラスIIからなることを特徴とする。
精密プレス成形用プリフォームは、精密プレス成形品に等しい重量のガラス製成形体である。プリフォームは精密プレス成形品の形状に応じて適当な形状に成形されているが、その形状として、球状、回転楕円体状などを例示することができる。プリフォームは、精密プレス成形可能な粘度になるよう、加熱して精密プレス成形に供される。
[Preform for precision press molding and its manufacturing method]
Next, the precision press-molding preform of the present invention and the manufacturing method thereof will be described.
The precision press-molding preform of the present invention is characterized by comprising the glass I or the glass II.
A precision press-molding preform is a glass molded body having a weight equal to that of a precision press-molded product. The preform is molded into an appropriate shape according to the shape of the precision press-molded product, and examples of the shape include a spherical shape and a spheroid shape. The preform is heated and subjected to precision press molding so as to have a viscosity capable of precision press molding.
上記回転楕円体形状も含め、プリフォームの形状としては回転対称軸を一つ備えるものが好ましい。このような回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものがある。また、前記断面におけるプリフォームの輪郭線上の任意の点と回転対称軸上にあるプリフォームの重心を結ぶ線と、前記輪郭線上の点において輪郭線に接する接線とのなす角の一方の角の角度をθとしたとき、前記点が回転対称軸上から出発して輪郭線上を移動するときに、θが90°から単調増加し、続いて単調減少した後、単調増加して輪郭線が回転対称軸と交わる他方の点において90°になる形状が好ましい。 The shape of the preform including the spheroid shape is preferably one having one rotational symmetry axis. As such a shape having one rotationally symmetric axis, a shape having a smooth outline having no corners or depressions in a cross section including the rotationally symmetric axis, for example, an ellipse whose short axis coincides with the rotationally symmetric axis in the cross section. Some have contour lines. In addition, one of the angles formed by a line connecting an arbitrary point on the contour of the preform in the cross section and the center of gravity of the preform on the rotational symmetry axis and a tangent tangent to the contour at the point on the contour Assuming that the angle is θ, when the point starts on the rotational symmetry axis and moves on the contour line, θ increases monotonously from 90 °, then decreases monotonically, then increases monotonically and the contour line rotates. A shape that is 90 ° at the other point that intersects the axis of symmetry is preferred.
上記プリフォームには、必要に応じて離型膜などの薄膜を表面に備えていてもよい。離型膜としては炭素含有膜、自己組織化膜などを例示することができる。上記プリフォームは、所要の光学恒数を有する光学素子のプレス成形が可能である。 The preform may be provided with a thin film such as a release film on the surface as necessary. Examples of the release film include a carbon-containing film and a self-assembled film. The preform can be press-molded with an optical element having a required optical constant.
本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法は、熔融ガラスを流出し、ガラス製の精密プレス成形用プリフォームに成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、熔融ガラスを流出して前記プリフォームの重量に相等する重量の熔融ガラス塊を分離し、前記ガラス塊が冷却する過程で、本発明のリン酸塩光学ガラスからなるプリフォームに成形することを特徴とし、本発明のプリフォームを製造する方法として好適である。 The method for producing a precision press-molding preform according to the present invention is a method for producing a precision press-molding preform in which molten glass is flowed out and formed into a glass precision press-molding preform. The preform of the present invention is characterized in that a molten glass ingot having a weight equivalent to the weight of the preform is separated and formed into a preform comprising the phosphate optical glass of the present invention in the process of cooling the glass ingot. It is suitable as a method for producing
この製造方法では上記リン酸塩光学ガラスの塊を熔融状態のガラスから成形し、それを固化して形成するが、固化後、機械加工することなしに精密プレス成形用プリフォームとして使用することもできる。前記方法によれば、切断、研削、研磨などの機械加工が不要という利点がある。機械加工が施されたプリフォームでは、機械加工前にアニールを行うことによって破損しない程度にまでガラスの歪を低減しておかなければならない。しかし、上記プリフォームの製造方法によれば、破損防止用アニールは不要である。また表面が滑らかなプリフォームを成形することもできる。 In this manufacturing method, the phosphate optical glass lump is formed from a molten glass and solidified to form. However, after the solidification, it can be used as a precision press-molding preform without machining. it can. According to the method, there is an advantage that machining such as cutting, grinding, and polishing is unnecessary. In preforms that have been machined, the distortion of the glass must be reduced to such an extent that it is not damaged by annealing prior to machining. However, according to the preform manufacturing method, the breakage preventing annealing is unnecessary. A preform having a smooth surface can also be formed.
さらに、上記プリフォームの製造方法において、滑らかなで清浄な表面を付与するという観点から、プリフォームは風圧が加えられた浮上状態で成形することが好ましい。また、全表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたプリフォーム、表面が自由表面からなるプリフォームすなわち全表面が自由表面であるプリフォームが好ましい。さらに、シアマークと呼ばれる切断痕のないものが望ましい。シアマークは、流出する熔融ガラスを切断刃によって切断する時に発生する。シアマークが精密プレス成形品に成形された段階でも残留すると、その部分は欠陥となってしまう。そのため、プリフォームの段階からシアマークを排除しておくことが好ましい。切断刃を用いず、シアマークが生じない熔融ガラスの分離方法としては、流出パイプから熔融ガラスを滴下する方法、あるいは流出パイプから流出する熔融ガラス流の先端部を支持し、所定重量の熔融ガラス塊を分離できるタイミングで上記支持を取り除く方法（降下切断法という。）などがある。降下切断法では、熔融ガラス流の先端部側と流出パイプ側の間に生じたくびれ部でガラスを分離し、所定重量の熔融ガラス塊を得ることができる。続いて、得られた熔融ガラス塊が軟化状態にある間にプレス成形に供するために適した形状に成形することでプリフォームが得られる。 Further, in the preform manufacturing method, from the viewpoint of providing a smooth and clean surface, the preform is preferably molded in a floating state to which wind pressure is applied. Further, a preform formed by solidifying glass whose entire surface is melted, and a preform whose surface is a free surface, that is, a preform whose entire surface is a free surface are preferable. Furthermore, what does not have the cutting trace called a shear mark is desirable. The shear mark is generated when the molten glass flowing out is cut with a cutting blade. If the shear mark remains even at the stage where it is formed into a precision press-molded product, that portion becomes a defect. Therefore, it is preferable to exclude the sheer mark from the preform stage. As a method of separating molten glass without using a cutting blade and generating a shear mark, a method of dropping molten glass from an outflow pipe, or a molten glass lump of a predetermined weight that supports the tip of the molten glass flow flowing out of the outflow pipe There is a method of removing the above-mentioned support at a timing that can be separated (referred to as a descending cutting method). In the descending cutting method, the glass is separated at the constricted portion formed between the front end side and the outflow pipe side of the molten glass flow, and a molten glass lump having a predetermined weight can be obtained. Subsequently, a preform can be obtained by forming the molten glass ingot into a shape suitable for use in press molding while the molten glass ingot is in a softened state.
上記プリフォームの製造方法では、プリフォーム１個分の熔融ガラス塊を分離し、このガラス塊が軟化点以上の高温状態にある間にプリフォームに成形するが、本発明のプリフォームは前記製法により製造されるものに加え、熔融ガラスを鋳型に流し込んで上記光学ガラスからなるガラス成形体を成形し、このガラス成形体に機械加工を加えて所望重量のプリフォームとする製法によるものも含まれる。なお機械加工を加える前にガラスが破損しないよう、ガラスをアニールすることにより十分除歪処理を行うことが好ましい。 In the preform manufacturing method, a molten glass lump for one preform is separated and formed into a preform while the glass lump is in a high-temperature state above the softening point. In addition to what is manufactured by the above method, a glass molded body made of the above optical glass is formed by pouring molten glass into a mold, and the glass molded body is machined to form a preform with a desired weight. . In order to prevent the glass from being damaged before machining, it is preferable to sufficiently remove the strain by annealing the glass.
［光学素子とその製法］
本発明の光学素子は、上記光学ガラスからなるものであり、例えば上記プリフォームを加熱し、精密プレス成形して作製することができる。
本発明によれば、光学素子を構成するガラスが光学ガラスであるので、前記ガラスの各特性(屈折率（ｎd）、アッべ数（νd）)を備えており、所要の光学恒数を有する光学素子を提供することができる。
[Optical element and its manufacturing method]
The optical element of the present invention is made of the optical glass, and can be produced, for example, by heating the preform and precision press molding.
According to the present invention, since the glass constituting the optical element is an optical glass, each of the characteristics (refractive index (n d ), Abbe number (ν d )) of the glass is provided, and a required optical constant. The optical element which has can be provided.
本発明の光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどを例示することができる。上記光学素子としては、プリフォームを加熱、軟化し精密プレス成形して得られたものであることが望ましい。
なお、この光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
Examples of the optical element of the present invention include various lenses such as a spherical lens, an aspherical lens, and a microlens, a diffraction grating, a lens with a diffraction grating, a lens array, and a prism. The optical element is desirably obtained by heating and softening a preform and precision press molding.
The optical element may be provided with an optical thin film such as an antireflection film, a total reflection film, a partial reflection film, or a film having spectral characteristics, if necessary.
次に光学素子の製造方法について説明する。本発明の光学素子の製造方法は、光学ガラスからなるプリフォームを加熱、精密プレス成形するガラス製の光学素子の製造方法において、本発明のプリフォームまたは本発明の製造方法により作製したプリフォームを使用することを特徴とする。 Next, a method for manufacturing an optical element will be described. The optical element manufacturing method of the present invention is a glass optical element manufacturing method in which a preform made of optical glass is heated and precision press-molded. The preform of the present invention or the preform manufactured by the manufacturing method of the present invention is used. It is characterized by using.
精密プレス成形法は前述の如く、モールドオプティクス成形法とも呼ばれ、既に当該発明の属する技術分野においてはよく知られたものである。
光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法はプレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。
したがって、本発明の方法は、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子の製造に好適であり、特に非球面レンズを高生産性のもとに製造する際に最適である。
As described above, the precision press molding method is also called a mold optics molding method, and is already well known in the technical field to which the present invention belongs.
A surface that transmits, refracts, diffracts, or reflects light rays of the optical element is called an optical functional surface. For example, taking a lens as an example, a lens surface such as an aspherical surface of an aspherical lens or a spherical surface of a spherical lens corresponds to an optical function surface. The precision press molding method is a method of forming an optical functional surface by press molding by precisely transferring a molding surface of a press mold to glass. That is, it is not necessary to add machining such as grinding or polishing to finish the optical functional surface.
Therefore, the method of the present invention is suitable for the production of optical elements such as lenses, lens arrays, diffraction gratings, and prisms, and is particularly suitable for producing aspherical lenses with high productivity.
本発明の光学素子の製造方法によれば、上記光学特性を有する光学素子を作製できるとともに、プリフォームを構成するガラスの転移温度（Ｔg）が低く、ガラスの精密プレス成形としては比較的低い温度でプレスが可能になるので、プレス成形型の成形面への負担が軽減され、プレス成形型の寿命を延ばすことができる。またプリフォームを構成するガラスが高い安定性を有するので、再加熱、精密プレス成形工程においてもガラスの失透を効果的に防止することができる。さらに、ガラス熔解から最終製品を得る一連の工程を高生産性のもとに行うこともできる。 According to the method for producing an optical element of the present invention, an optical element having the above optical characteristics can be produced, and the glass constituting the preform has a low transition temperature (T g ), which is relatively low as precision press molding of glass. Since pressing is possible at a temperature, the burden on the molding surface of the press mold is reduced, and the life of the press mold can be extended. Further, since the glass constituting the preform has high stability, devitrification of the glass can be effectively prevented even in the reheating and precision press molding processes. Furthermore, a series of steps for obtaining a final product from glass melting can be performed with high productivity.
精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料、ステンレス鋼などの型材の成形面に離型膜を設けたものを使用することができるが、炭化珪素製のプレス成形型が好ましい。離型膜としては炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができるが、耐久性、コストの面などから炭素含有膜が好ましい。
高屈折率付与成分を含有するリン酸塩ガラスでは、精密プレス成形時にガラスとプレス成形型表面の離型膜、特に炭素含有膜とが反応し、精密プレス成形品表面に傷や泡が発生しやすい。しかし、上記プリフォームを使用することにより、上記傷や泡の発生を低減、防止することができる。プレス成形型は上型及び下型を備え、必要に応じて胴型も備える。
精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため成形時の雰囲気を非酸化性ガス（不活性ガス雰囲気や前記雰囲気に還元性ガスを混合した雰囲気など）にすることが望ましい。非酸化性ガスとしては窒素、窒素と水素の混合ガスなどが好ましい。
次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。
As a press mold used in the precision press molding method, a known mold, for example, a mold surface of a mold material such as silicon carbide, cemented carbide, stainless steel, etc., can be used. A press-molding die made is preferable. As the release film, a carbon-containing film, a noble metal alloy film, or the like can be used, but a carbon-containing film is preferable from the viewpoint of durability and cost.
Phosphate glass containing a high refractive index imparting component reacts with the release film on the surface of the press mold, particularly the carbon-containing film, during the precision press molding, and scratches and bubbles are generated on the surface of the precision press molded product. Cheap. However, the use of the preform can reduce or prevent the generation of the scratches and bubbles. The press mold includes an upper mold and a lower mold, and a barrel mold as necessary.
In the precision press molding method, in order to keep the molding surface of the press mold in a good state, the molding atmosphere can be a non-oxidizing gas (such as an inert gas atmosphere or an atmosphere in which a reducing gas is mixed in the above atmosphere). desirable. The non-oxidizing gas is preferably nitrogen or a mixed gas of nitrogen and hydrogen.
Next, a precision press molding method particularly suitable for the method for producing an optical element of the present invention will be described.
（精密プレス成形法１）
この方法は、プレス成形型に前記プリフォームを導入し、プレス成形型と前記プリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである（精密プレス成形法１という）。
精密プレス成形法１において、プレス成形型と前記プリフォームの温度をともに、プリフォームを構成するガラスが１０6〜１０12ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
また前記ガラスが１０12ｄＰａ・ｓ以上、より好ましくは１０14ｄＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは１０16ｄＰａ・ｓ以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
(Precision press molding method 1)
In this method, the preform is introduced into a press mold, the press mold and the preform are heated together, and precision press molding is performed (referred to as precision press molding method 1).
In precision press molding method 1, precision press molding may be performed by heating the temperature of the press mold and the preform to a temperature at which the glass constituting the preform exhibits a viscosity of 10 6 to 10 12 dPa · s. preferable.
Further, the glass is cooled to a temperature at which the glass exhibits a viscosity of 10 12 dPa · s or more, more preferably 10 14 dPa · s or more, more preferably 10 16 dPa · s or more, and then the precision press-molded product is removed from the press mold. It is desirable to take it out.
Under the above conditions, the shape of the molding surface of the press mold can be accurately transferred with glass, and the precision press molded product can be taken out without being deformed.
（精密プレス成形法２）
この方法は、プレス成形型と前記プリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形するというものである（精密プレス成形法２という）。
この方法によれば、前記プリフォームをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
なお、プレス成形型の予熱温度をプリフォームの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、前記型の消耗を低減することができる。
(Precision press molding method 2)
In this method, the press mold and the preform are separately preheated, and the preheated preform is introduced into the press mold and precision press molding is performed (referred to as precision press molding method 2).
According to this method, since the preform is preliminarily heated before being introduced into the press mold, it is possible to manufacture an optical element with good surface accuracy free from surface defects while shortening the cycle time.
In addition, it is preferable to set the preheating temperature of the press mold lower than the preheating temperature of the preform. Thus, by lowering the preheating temperature of the press mold, the consumption of the mold can be reduced.
精密プレス成形法２において、前記プリフォームを構成するガラスが１０9ｄＰａ・ｓ以下、より好ましくは１０9ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。また、前記プリフォームを浮上しながら予熱することが好ましく、さらに前記プリフォームを構成するガラスが１０5.5〜１０9ｄＰａ・ｓ、より好ましくは１０5.5ｄＰａ・ｓ以上１０9ｄＰａ・ｓ未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
また、プレス開始と同時又はプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。なお、プレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温させるが、前記ガラスが１０9〜１０12ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度を目安にすればよい。
この方法において、プレス成形後、前記ガラスの粘度が１０12ｄＰａ・ｓ以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。成形品がレンズなどの光学素子の場合には、必要に応じて表面に光学薄膜をコートしてもよい。
In the precision
Moreover, it is preferable to start cooling the glass simultaneously with the start of the press or in the middle of the press. The temperature of the press mold is adjusted to a temperature lower than the preheating temperature of the preform, but the temperature at which the glass exhibits a viscosity of 10 9 to 10 12 dPa · s may be used as a guide.
In this method, it is preferable that after the press molding, the glass is cooled to a viscosity of 10 12 dPa · s or more and then released.
The precision press-molded optical element is taken out from the press mold and gradually cooled as necessary. When the molded product is an optical element such as a lens, an optical thin film may be coated on the surface as necessary.
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
（実施例１、２、４〜１３、参考例１）
表1〜３に各実施例および参考例１のモル％表示によるガラスの組成、屈折率（ｎd）、アッべ数(νd)、ガラス転移温度（Ｔg）、屈伏点（Ｔs）、液相温度（ＬＴ）、液相温度における粘度（ＬＴ粘性）、比重、特定透過率波長を示す。いずれのガラスとも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、及び硝酸塩を使用し、ガラス化した後に表１に示す組成となるように前記原料を秤量し、十分混合した後、白金坩堝に投入して電気炉で１０００〜１１５０℃の温度範囲で熔融し、攪拌して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型に鋳込む。鋳込んだガラスを転移温度まで冷却してから直ちにアニール炉に入れ、室温まで徐冷して各光学ガラスを得た。
Hereinafter, the present invention will be further described by examples.
( Examples 1, 2, 4 to 13, Reference Example 1 )
Tables 1 to 3 show the composition, refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), glass transition temperature (T g ), yield point (T s ) of each example and reference example 1 in terms of mol%. , Liquid phase temperature (LT), viscosity at liquid phase temperature (LT viscosity), specific gravity, and specific transmittance wavelength. In any glass, the corresponding oxides, hydroxides, carbonates and nitrates were used as raw materials for each component, and after vitrification, the raw materials were weighed so as to have the composition shown in Table 1 and mixed sufficiently. After that, it is put into a platinum crucible and melted in a temperature range of 1000 to 1150 ° C. in an electric furnace, stirred and homogenized, clarified and then cast into a mold preheated to an appropriate temperature. The cast glass was cooled to the transition temperature and immediately placed in an annealing furnace, and gradually cooled to room temperature to obtain each optical glass.
得られた光学ガラスについて、屈折率（ｎd）、アッべ数(νd)、ガラス転移温度（Ｔg）、屈伏点（Ｔs）、液相温度（ＬＴ）、液相温度における粘度（ＬＴ粘性）、比重、特定透過率波長を以下のようにして測定した。結果を表３に示す。なお、表１の重量％表示による組成は表１のモル％表示による組成に基づいて換算したものである。 About the obtained optical glass, refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), glass transition temperature (T g ), yield point (T s ), liquidus temperature (LT), viscosity at liquidus temperature ( LT viscosity), specific gravity, and specific transmittance wavelength were measured as follows. The results are shown in Table 3. In addition, the composition by weight% display of Table 1 is converted based on the composition by mol% display of Table 1.
（１）屈折率（ｎd）及びアッべ数（νd）
徐冷降温速度を−３０℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）ガラス転移温度（Ｔg）及び屈伏点（Ｔs）
理学電機株式会社の熱機械分析装置により昇温速度を４℃／分にして測定した。
（３）液相温度（ＬＴ）
白金ルツボにガラス試料約５０ｇを入れ、約１０００〜１１５０℃にて約１５〜３０ 分溶融し、ガラス転移温度以下に冷却した後、再加熱してそれぞれ８４０℃、８５０ ℃、８６０℃、８７０℃、８８０℃、８９０℃、９００℃、９１０℃、９２０℃、９ ３０℃、９４０℃、９５０℃、９６０℃、９７０℃にて２時間保温したものを冷却し て結晶析出の有無を光学顕微鏡により拡大観察し、結晶の認められない最低温度を液 相温度（ＬＴ）とした。
（４）液相温度における粘度（ＬＴ粘性）
ＪＩＳ規格Ｚ８８０３、共軸二重円筒型回転粘度計による粘度測定方法により、粘度 を測定した。
（５）比重
アルキメデス法を用いて算出した。
（６）特定透過率波長
前述のように両面が互いに平行に光学研磨された厚さ１０ｍｍのガラス試料に、光学 研磨面に対して垂直な方向から光を入射して波長２８０ｎｍから７００ｎｍにわたる 分光透過率を測定する。外部透過率が８０％になる波長をλ80、外部透過率が７０％ になる波長をλ70、外部透過率が５％になる波長をλ5とする。
(1) Refractive index (n d ) and Abbe number (ν d )
It measured about the optical glass obtained by making slow cooling temperature-fall rate -30 degreeC / hour.
(2) Glass transition temperature (T g ) and yield point (T s )
The temperature was increased at a rate of 4 ° C./min with a thermomechanical analyzer from Rigaku Corporation.
(3) Liquidus temperature (LT)
About 50 g of a glass sample is placed in a platinum crucible, melted at about 1000 to 1150 ° C. for about 15 to 30 minutes, cooled to below the glass transition temperature, and then reheated to 840 ° C., 850 ° C., 860 ° C., and 870 ° C., respectively. 880 ° C., 890 ° C., 900 ° C., 910 ° C., 920 ° C., 930 ° C., 940 ° C., 950 ° C., 960 ° C., 970 ° C. When observed under magnification, the lowest temperature at which no crystals were observed was defined as the liquidus temperature (LT).
(4) Viscosity at liquidus temperature (LT viscosity)
Viscosity was measured by a viscosity measuring method using JIS standard Z8803 and a coaxial double cylindrical rotational viscometer.
(5) Specific gravity It calculated using the Archimedes method.
(6) Specific transmittance wavelength As described above, light is incident on a glass sample having a thickness of 10 mm whose surfaces are optically polished in parallel with each other from the direction perpendicular to the optically polished surface. Measure the rate. The wavelength at which the external transmittance is 80% is λ 80 , the wavelength at which the external transmittance is 70% is λ 70 , and the wavelength at which the external transmittance is 5% is λ 5 .
（実施例１４、参考例２）
次に実施例１、２、４〜１３、参考例１に相当する清澄、均質化した熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定流量で流出し、滴下又は降下切断法にて目的とするプリフォームの重量の熔融ガラス塊を分離し、熔融ガラス塊をガス噴出口を底部に有する受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上しながらプレス成形用プリフォームを成形した。熔融ガラスの分離間隔を調整、設定することにより直径２〜３０ｍｍの球状プリフォームを得る。プリフォームの重量は設定値に精密に一致しており、いずれも表面が滑らかなものであった。
なお、上記熔融ガラスを鋳型に鋳込み、ガラスブロックを成形し、アニールして歪を低減してから切断してガラス片を作り、このガラス片に研削、研磨加工を施してプリフォームを作ることもできる。
(Example 14 , Reference Example 2 )
Next, a platinum alloy in which the clarified and homogenized molten glass corresponding to Examples 1 , 2, 4 to 13 and Reference Example 1 was temperature-adjusted to a temperature range in which the glass could be stably discharged without devitrification. The molten glass lump that flows out from the pipe made at a constant flow rate, is separated by a dripping or descending cutting method and has the weight of the desired preform, and the molten glass lump is received by a receiving mold having a gas outlet at the bottom, A preform for press molding was formed while gas was ejected from the outlet to float the glass lump. A spherical preform having a diameter of 2 to 30 mm is obtained by adjusting and setting the separation interval of the molten glass. The weight of the preform was exactly the same as the set value, and in all cases, the surface was smooth.
It is also possible to cast the above molten glass into a mold, mold a glass block, anneal to reduce strain, cut to make a glass piece, and then grind and polish this glass piece to make a preform. it can.
（実施例１５、参考例３）
実施例１４、参考例２で得られたプリフォームを、図１に示すプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。具体的にはプリフォームをプレス成形型を構成する下型２及び上型１の間に設置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。プレス成形型内部の温度を成形されるガラスが１０8〜１０10ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に設定し、同温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を押して成形型内にセットされたプリフォームをプレスした。プレスの圧力は８MPa、プレス時間は３０秒とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、プレス成形されたガラス成形品を下型２及び上型１と接触させたままの状態で前記ガラスの粘度が１０12ｄＰａ・ｓ以上になる温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷してガラス成形品を成形型から取り出し非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。
(Example 15 , Reference Example 3 )
Example 14 The preform obtained in Reference Example 2 was precision press-molded using the press apparatus shown in FIG. 1 to obtain an aspheric lens. Specifically, after the preform was placed between the
（実施例１６）
実施例１４で得られたプリフォームを、浮上しながらプリフォームを構成するガラスの粘度が１０8ｄＰａ・ｓになる温度に予熱する。一方で上型、下型、胴型を備えるプレス成形型を加熱し、前記ガラスが１０9〜１０12ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にし、予熱したプリフォームをプレス成形型のキャビティ内に導入して精密プレス成形する。プレスの圧力は１０MPａとした。プレス開始とともにガラスとプレス成形型の冷却を開始し、成形されたガラスの粘度が１０12ｄＰａ・ｓ以上となるまで冷却した後、成形品を離型して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けてもよい。
(Example 16)
The preform obtained in Example 14 is preheated to a temperature at which the viscosity of the glass constituting the preform becomes 10 8 dPa · s while floating. On the other hand, a press mold having an upper mold, a lower mold, and a body mold is heated to a temperature at which the glass exhibits a viscosity of 10 9 to 10 12 dPa · s, and a preheated preform is introduced into the cavity of the press mold. And precision press molding. The press pressure was 10 MPa. Cooling of the glass and the press mold was started at the start of pressing, and the glass was cooled until the viscosity of the molded glass became 10 12 dPa · s or more, and then the molded product was released to obtain an aspheric lens. The obtained aspherical lens was a lens having extremely high surface accuracy. An aspherical lens obtained by precision press molding may be provided with an antireflection film as required.
Claims (17)
モル％表示で、Ｐ2Ｏ5を１２〜３４％、Ｂｉ2Ｏ3を６％超かつ２８％以下、Ｎｂ2Ｏ5をＢｉ2Ｏ3含有量（モル％）の３倍未満、Ｌｉ2Ｏを０〜２８％、Ｎａ2Ｏを０〜１６％含み、屈折率（ｎd）が１．９００５以上かつ液相温度が９３０℃以下であることを特徴とするリン酸塩光学ガラス。 In phosphate optical glass containing P 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 as essential components,
In terms of mol%, P 2 O 5 is 12 to 34%, Bi 2 O 3 is more than 6% and not more than 28%, Nb 2 O 5 is less than 3 times the Bi 2 O 3 content (mol%), Li 2 A phosphate optical glass comprising 0 to 28% of O and 0 to 16% of Na 2 O, a refractive index (n d ) of 1.9005 or more and a liquidus temperature of 930 ° C. or less .
熔融ガラスを流出して前記プリフォームの重量に相等する重量の熔融ガラス塊を分離し、前記ガラス塊が冷却する過程で請求項１１に記載のリン酸塩光学ガラスからなるプリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。 In the manufacturing method of the precision press molding preform which flows out the molten glass and molds it into a glass precision press molding preform,
The molten glass lump having a weight equivalent to the weight of the preform is separated by flowing out the molten glass, and is formed into a preform made of the phosphate optical glass according to claim 11 in the process of cooling the glass lump. A method for producing a precision press-molding preform.
請求項１２に記載のプリフォームを使用するか、または請求項１４に記載の製造方法によりプリフォームを作製し、作製したプリフォームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法。 In the manufacturing method of the optical element made of glass, which heats the preform made of optical glass and performs precision press molding,
A method for producing an optical element, wherein the preform according to claim 12 is used or a preform is produced by the production method according to claim 14 , and the produced preform is used.
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