JP4671647B2 - Optical glass with small photoelastic constant - Google Patents

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Description

本発明は,偏光光学系部材や偏光制御素子基板等に好適な光弾性定数(β)が小さく、かつ、光学ガラス用途に有用な諸物性(適切な屈折率とアッベ数など)を持つ光学ガラスに関する。   The present invention is an optical glass having a small photoelastic constant (β) suitable for a polarizing optical system member, a polarization control element substrate, and the like, and various physical properties (appropriate refractive index and Abbe number, etc.) useful for optical glass applications. About.

近年、偏光を利用した光学系、すなわち偏光光学系は、液晶プロジェクタをはじめとして様々な分野において利用されている。例えば、偏光を空間的に変調する空間光変調素子や、S偏光とP偏光とを分離する偏光ビームスプリッタなどが液晶プロジェクタなどに利用されており、これらの偏光光学系においては、偏光特性をより高精度に制御することが望まれている。   In recent years, an optical system using polarized light, that is, a polarizing optical system has been used in various fields including a liquid crystal projector. For example, a spatial light modulator that spatially modulates polarized light and a polarizing beam splitter that separates S-polarized light and P-polarized light are used in liquid crystal projectors. It is desired to control with high accuracy.

偏光光学系中の光学部品のうち、偏光ビームスプリッタや空間光変調素子などの偏光特性保持が要求される光偏光制御素子のプリズムや基板等の部材に光学的異方性を有する材料を用いると、透過した主光線とこれに直交する異常光線との間の位相差(光路差)が材料を透過する前と比較して変化し、偏光特性が保持できなくなるので、それらの素子には光学的に等方性を有する材料を使用する必要がある。   Among optical components in a polarizing optical system, when a material having optical anisotropy is used for a member such as a prism or a substrate of a light polarization control element that requires polarization property maintenance such as a polarization beam splitter or a spatial light modulation element The phase difference (optical path difference) between the transmitted principal ray and the extraordinary ray orthogonal to this changes compared to before transmission through the material, and the polarization characteristics cannot be maintained. It is necessary to use an isotropic material.

十分にアニールされ、除歪された光学的等方性を有する従来の光学ガラスを偏光光学系中の偏光特性の保持が要求される光学部品に用いた場合でも、機械的応力や熱的応力がそれらのガラスに加わったときに、ガラスの光弾性定数が大きいと光弾性効果による光学的異方性、すなわち複屈折性を示すようになり、その結果、所望の偏光特性が得難くなるという問題がある。上記機械的応力は、たとえば、熱膨張率がガラスのそれと異なる材料をガラスと接合したりすることにより生じ、また、上記熱的応力は、たとえば、周辺機器の発熱や、透過光のエネルギーを吸収することによるガラス自体の発熱により生じる。これらの応力がガラスに加わることによりガラスが示す複屈折性の大きさは光路差で示すことができる。光路差をδ(nm)、ガラスの厚さをd(cm)、応力をF(Pa)とすると下記の式(1)が成り立ち、光路差が大きいほど複屈折性が大きい。   Even when conventional optical glass that has been sufficiently annealed and strain-removed and has optical isotropy is used in an optical component that requires the polarization characteristics to be maintained in a polarizing optical system, mechanical and thermal stresses are not generated. When added to such glass, if the photoelastic constant of the glass is large, the optical anisotropy due to the photoelastic effect, that is, birefringence is exhibited, and as a result, it is difficult to obtain desired polarization characteristics. There is. The mechanical stress is generated, for example, by bonding a material having a coefficient of thermal expansion different from that of glass to glass, and the thermal stress is, for example, absorbing heat generated by peripheral devices or transmitted light energy. This is caused by the heat generated by the glass itself. When these stresses are applied to the glass, the magnitude of birefringence exhibited by the glass can be indicated by an optical path difference. When the optical path difference is δ (nm), the glass thickness is d (cm), and the stress is F (Pa), the following formula (1) is established, and the larger the optical path difference is, the larger the birefringence is.

δ=β・d・F (1)     δ = β · d · F (1)

上記式(1)における比例定数(β)は光弾性定数と呼ばれており、その値はガラスの種類によって異なる。上記式(1)に示すとおり、ガラスに加わる応力(F)およびガラスの厚さ(d)が同じ場合、光弾性定数(β)の絶対値が小さいガラスほど光路差(δ)、すなわち複屈折性が小さい。   The proportionality constant (β) in the above formula (1) is called a photoelastic constant, and its value varies depending on the type of glass. As shown in the above formula (1), when the stress (F) applied to the glass and the glass thickness (d) are the same, the glass having a smaller absolute value of the photoelastic constant (β) has an optical path difference (δ), that is, birefringence. The nature is small.

偏光光学系に用いる部材の光弾性定数の寄与に関する論述は、例えば、特開平7−306314号公報や特開平8−234179号公報や特開平9−127461号公報などに記述されている通りである。より具体的な数値解析としては、例えば、特開2000−171770号公報に開示されているような以下の関係式を満たす部材が偏光光学系に望まれる。この式の右辺は、熱応力による複屈折量を示す。   The discussion on the contribution of the photoelastic constant of the member used in the polarization optical system is as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-306314, 8-234179, and 9-127461. . As a more specific numerical analysis, for example, a member satisfying the following relational expression as disclosed in JP 2000-171770 A is desired for the polarization optical system. The right side of this equation indicates the amount of birefringence due to thermal stress.

5.00×10≧K・α・E・∫(1−T)dλ/ρ/Cp…(2) 5.00 × 10 2 ≧ K · α · E · ∫ (1-T) dλ / ρ / Cp (2)

ここで、Kは光弾性定数(nm/mm・mm2/N)、αは線熱膨張係数(10-6/K)、Eはヤング率(10N/mm)、λは使用光の波長(nm)、Tは波長λにおける部材の内部透過率、ρは部材の比重(g/cm)、Cpは部材の比熱(J/g・k)であり、式(2)中の積分範囲は、部材の主たる吸収波長帯(420[nm]〜500[nm])である。
式(2)に示されるとおり、熱応力による複屈折量は光弾性定数の絶対値がゼロに近いほど低減できることが明らかである。
Here, K is a photoelastic constant (nm / mm · mm 2 / N), α is a linear thermal expansion coefficient (10 −6 / K), E is a Young's modulus (10 3 N / mm 2 ), and λ is a light used. , T is the internal transmittance of the member at wavelength λ, ρ is the specific gravity of the member (g / cm 3 ), Cp is the specific heat of the member (J / g · k), The integration range is the main absorption wavelength band (420 [nm] to 500 [nm]) of the member.
As shown in Equation (2), it is clear that the amount of birefringence due to thermal stress can be reduced as the absolute value of the photoelastic constant approaches zero.

また、光弾性定数には波長依存性があり、可視領域(400nm〜700nm)全般に渡って一定ではない。よって、光弾性定数の可視領域での代表値である波長546nmにおける光弾性定数が小さくても波長依存性が大きいと、波長によって偏光特性にばらつきが生じる。例えば、特開平11−133528号に開示されているようなPbO高含有のガラスでは、特に短波長になるほど光弾性定数が小さくなる波長依存性があり、400nm〜700nmの光弾性定数の変化量Δβは0.8×10-5nm/cm/Pa前後となる。そのようなガラスを、例えば、液晶プロジェクタにおける偏光ビームスプリッタとして使用した場合、緑色(G)光(波長550nm近傍)でβ=0.0×10-5nm/cm/Paとしても、青色(B)光(波長430nm近傍)や赤色(R)光(波長640nm近傍)では、βの絶対値は概算で0.4×10-5nm/cm/Pa程度となり、特にB光では屈折率が大きいため、複屈折による光路差が大きくなってしまうという問題がある。 In addition, the photoelastic constant has wavelength dependence and is not constant over the entire visible region (400 nm to 700 nm). Therefore, even if the photoelastic constant at a wavelength of 546 nm, which is a representative value in the visible region of the photoelastic constant, is small, if the wavelength dependency is large, the polarization characteristics vary depending on the wavelength. For example, in a glass containing a high amount of PbO as disclosed in JP-A-11-133528, there is a wavelength dependency in which the photoelastic constant is decreased as the wavelength becomes shorter, and the change amount Δβ of the photoelastic constant from 400 nm to 700 nm. Is about 0.8 × 10 −5 nm / cm / Pa. When such a glass is used as, for example, a polarizing beam splitter in a liquid crystal projector, even when β = 0.0 × 10 −5 nm / cm / Pa in green (G) light (wavelength near 550 nm), blue (B ) For light (wavelength near 430 nm) and red (R) light (wavelength near 640 nm), the absolute value of β is approximately 0.4 × 10 −5 nm / cm / Pa, and in particular, the B light has a large refractive index. Therefore, there is a problem that the optical path difference due to birefringence increases.

上記の複屈折の問題のほかにも、使用環境により光学部材の温度が大きく変化するような用途(例えば、高強度の照射光にさらされるプリズム・レンズや周辺電気回路・部品などによる発熱)では、温度変化に伴う光路長変化が少ない事が望まれる。特に高強度の照射光の光吸収による光学部材の温度上昇を抑えるには、高い内部透過率が必要である。   In addition to the problem of birefringence described above, in applications where the temperature of the optical member varies greatly depending on the usage environment (for example, heat generated by prisms, lenses, peripheral electrical circuits, parts, etc. exposed to high-intensity irradiation light) It is desirable that the optical path length change accompanying the temperature change is small. In particular, high internal transmittance is required to suppress an increase in the temperature of the optical member due to light absorption of high intensity irradiation light.

上述のような、偏光光学系部材として有用である光弾性定数の小さなガラスとしては、特開平9−48631号公報等のB−Al-PbO系や特開平11−335135号公報等のBaO及び/又はPbOを含有するリン酸塩系ガラス、特開平11−199269、特開2000−34132号公報、特開2002−128540号公報及び特開2002−338294号公報等のPbOを含有しないリン酸塩系ガラス、特開平9-48633号公報等の弗リン酸塩系ガラス、などが開示されている。 Examples of the glass having a small photoelastic constant useful as a polarizing optical system member as described above include a B 2 O 3 —Al 2 O 3 —PbO system such as JP-A-9-48631 and JP-A-11-335135. Phosphoric glasses containing BaO and / or PbO, such as JP-A-11-199269, JP-A-2000-34132, JP-A-2002-128540, and JP-A-2002-338294. Non-containing phosphate glass, fluorophosphate glass such as JP-A-9-48633 is disclosed.

Journal of The Society of Glass Technology (1957) 353T-362T“The Effect of the Polarisation of the Constituent Ions on the Photoelastic Birefringence of the Glass”by Megumi Tashiro 等の文献に示されている通り、PbOはガラス構成成分の中で光弾性定数を小さくする効果が大きいことが古くから知られている。その効果を用いた光弾性定数の小さいガラスは多種多様に存在するが、光弾性定数を著しく小さくするために環境負荷が高いPb化合物(例えば、PbO、PbFなどを意味する)を多量に含有させる必要があり、環境への悪影響が懸念されるため、実用上好ましくない。 Journal of the Society of Glass Technology (1957) 353T-362T “The Effect of the Polarization of the Constituent Ions on the Photoelastic Birefringence of the Glass” by Megumi Tashiro et al. It has long been known that the effect of reducing the photoelastic constant is large. There are a wide variety of glasses with small photoelastic constants using this effect, but they contain a large amount of Pb compounds (for example, PbO, PbF 2 etc.) that have a high environmental impact in order to significantly reduce the photoelastic constants. Since there is a concern about the adverse effect on the environment, it is not practically preferable.

リン酸塩系ガラスにおいては、特にP−BaO系ガラスの光弾性定数が比較的小さいことが、Journal of the American Ceramic Society Vo.68 (1985) P389-P391“ Photoelastic effects in Phosphate Glasses”by Matushita et.al に示されている。しかし、BaO成分の光弾性定数低下効果のみを利用する方法で可視光領域における光弾性定数(β)を0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1以下にするためには、P−BaO系におけるガラス化範囲の制限から、超急冷法などの特殊な製法を用いなければならず、生産性が非常に悪いばかりでなく所望の光学部材へ成形することも困難である。特開2002−338294号公報には、P−BaO系でBaOの含有比率が高いガラスの製造方法が開示され、0.15×10-12(1/Pa)という非常に小さな光弾性定数を持つガラスの実施例が記載されている。しかし、それらのガラスを得るためには、熔融ガラス中に複数のガス(湿潤空気や塩素ガス)を吹き込むという、生産性に劣る製法を取らねばならない。Pb化合物を含有しないリン酸塩系ガラスにおいて、BaO成分のみでなく、La成分が光弾性定数を小さくする効果があることが、特開平11−199269号公報や特開2000−34132号公報などに開示されているが、BaO/La成分の光弾性定数低下効果のみでは、光弾性定数が非常に小さなガラス、とりわけ可視光領域における光弾性定数(β)が0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1以下のガラスを作成することが困難であることが、それらの実施例から明らかである。 In phosphate-based glasses, the photoelastic constant of P 2 O 5 —BaO-based glasses is relatively small, especially in the Journal of the American Ceramic Society Vo.68 (1985) P389-P391 “Photoelastic effects in Phosphate Glasses”. by Matushita et.al. However, in order to reduce the photoelastic constant (β) in the visible light region to 0.3 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 or less by using only the photoelastic constant lowering effect of the BaO component, Due to the limitation of the vitrification range in the P 2 O 5 —BaO system, a special production method such as a super-quenching method must be used, and not only the productivity is very bad, but it is also difficult to form a desired optical member. is there. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-338294 discloses a method for producing a glass having a high BaO content ratio in the P 2 O 5 —BaO system, and has a very small photoelasticity of 0.15 × 10 −12 (1 / Pa). Examples of glasses with constants are described. However, in order to obtain these glasses, it is necessary to adopt a production method inferior in productivity, in which a plurality of gases (wet air and chlorine gas) are blown into the molten glass. In a phosphate glass not containing a Pb compound, not only the BaO component but also the La 2 O 3 component has the effect of reducing the photoelastic constant, as disclosed in JP-A-11-199269 and JP-A-2000-34132. Although it is disclosed in publications and the like, only the photoelastic constant lowering effect of the BaO / La 2 O 3 component has a photoelastic constant (β) of 0.3 × It is clear from these examples that it is difficult to produce a glass of 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 or less.

特願2003−110394には、0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1以下の光弾性定数を有するリン酸塩系ガラスを作成することが可能であることが開示されている。しかし、PbOやBaOを大量に含有するリン酸塩ガラスでは、ガラス製造に不可欠な白金ルツボでの溶解時に、白金ルツボからの白金やパラジウムやロジウムなどの白金族イオンが溶出し、ガラスを着色することがしばしば問題となる。リン酸塩ガラスにおける白金族イオンの吸収は、Journal of the American Ceramic Society Vo.39 (1956) P173-P180“The Colors of Platinum, Palladium, and Rhodium in simple Glasses”by G.E.Rindone et.al によれば、400〜500nmで顕著に生じることが明らかになっている。このような吸収イオンが存在すると、400〜500nm波長の光が光学部材を透過する際に吸収された光が熱に変換され、望ましくない発熱を生じ部材中の熱応力が増大することを意味する。或いは、可視光領域全体を透過させる光学部品(レンズ・プリズムなど)に使用する場合には、特に400〜500nmの青色光が選択的に吸収されてしまうため、透過した光は黄色味を帯びてしまう。用途により要求レベルは異なるが、不要な光吸収は少ない方がより優れた特性を実現できるため、ガラスの内部透過率が高いことが望まれている。すなわち、PbOやBaOを大量に含有するリン酸塩ガラスの製造では、白金族イオンの溶出に対して、多大な注意を払う必要が生じる。 Japanese Patent Application No. 2003-110394 discloses that a phosphate glass having a photoelastic constant of 0.3 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 or less can be produced. . However, in phosphate glass containing a large amount of PbO or BaO, platinum group ions such as platinum, palladium, and rhodium from the platinum crucible are eluted when the glass is melted in a platinum crucible essential for glass production, and the glass is colored. Is often a problem. According to Journal of the American Ceramic Society Vo.39 (1956) P173-P180 “The Colors of Platinum, Palladium, and Rhodium in simple Glasses” by GERindone et.al It has been found that it occurs remarkably at 400-500 nm. The presence of such absorbed ions means that the light absorbed when light having a wavelength of 400 to 500 nm passes through the optical member is converted into heat, which causes undesirable heat generation and increases the thermal stress in the member. . Alternatively, when used for optical components that transmit the entire visible light region (lenses, prisms, etc.), blue light of 400 to 500 nm is selectively absorbed, so the transmitted light is yellowish. End up. Although the required level differs depending on the application, it is desired that the glass has a high internal transmittance because it is possible to realize better characteristics with less unnecessary light absorption. That is, in the production of a phosphate glass containing a large amount of PbO or BaO, it is necessary to pay great attention to the elution of platinum group ions.

一方、市販の弗リン酸塩系ガラス(S-FPL51、S-FPL52、S-FPL53:株式会社オハラ商品名)及び、特開平9−48633号公報、USP5969861、DE19631171A1及び特開平11−60267等に開示されている通り、弗リン酸塩系ガラスでは、一般的にガラス中の結合がSi−Oのような共有結合性ではなくイオン結合性が強いため、応力による電子構造の変形が少なくなるので、光弾性定数は比較的小さい。また、弗リン酸塩系ガラスでは、比較的低温でのガラス熔融が可能なため、BaO等を多く含有するリン酸塩ガラスで生じるような、白金製溶解装置(坩堝やガラス攪拌装置)からの白金族イオンの溶出は少なく、可視光領域(特に400〜500nm)の白金族イオンによる選択吸収は問題にならない。上記以外にも、光弾性定数に関しては明示していないが、屈折率(nd)が1.60〜1.68近傍であり、かつ、アッベ数(νd)が40〜65近傍の弗リン酸塩系ガラスとしては、特開昭50−50416、特開昭57−123842、特開昭59−18133、特開平2−124740のような異常分散性が大きいことが特徴的な弗リン酸ガラスや特開平6−157068や特開平10−53434等のような耐失透性及び溶融性に優れる弗リン酸ガラスなどが知られている。   On the other hand, commercially available fluorophosphate glass (S-FPL51, S-FPL52, S-FPL53: trade name of OHARA INC.), JP-A-9-48633, USP5969691, DE19631171A1, JP-A-11-60267, etc. As disclosed, in fluorophosphate glasses, the bonds in the glass are generally not covalent bonds such as Si-O but strong ionic bonds, so the deformation of the electronic structure due to stress is reduced. The photoelastic constant is relatively small. In addition, since the fluorophosphate glass can be melted at a relatively low temperature, it can be obtained from a platinum melting apparatus (a crucible or a glass stirrer) that occurs in a phosphate glass containing a large amount of BaO or the like. There is little elution of platinum group ions, and selective absorption by platinum group ions in the visible light region (especially 400 to 500 nm) is not a problem. Other than the above, although the photoelastic constant is not clearly shown, a fluorophosphate having a refractive index (nd) of around 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of around 40 to 65 Examples of the system glass include fluorophosphate glasses, which are characterized by large anomalous dispersion such as JP-A-50-50416, JP-A-57-123842, JP-A-59-18133, and JP-A-2-124740. Known are fluorophosphate glasses having excellent devitrification resistance and meltability, such as Kaihei 6-157068 and JP-A-10-53434.

一般的な弗リン酸塩ガラスは、特開平2−124740や特開平6−157068、特開平9−48633に示されている通り、屈折率(nd)が1.6未満、もしくは、アッベ数(νd)が65以上であるガラスが多い。また、屈折率(nd)を大きくするために、特開昭50−50416、特開昭57−123842、特開昭59−18133、特開平11−60267では、弗化物原料の合計量を多くとも45%未満に限定し、屈折率(nd)が1.6よりも大きい実施例が記載されているが、この場合、弗化物の導入が制限され、ガラス中に共有結合性が強くなり、所望の小さな光弾性定数を実現できない懸念がある。また、特開平10−53434では、Al(POの含有量が21.23〜26.35wt%と高く、MgF成分が必須であるため、光弾性定数が大きいと予想される。 As shown in JP-A-2-124740, JP-A-6-157068, and JP-A-9-48633, a general fluorophosphate glass has a refractive index (nd) of less than 1.6 or an Abbe number ( Many glasses have νd) of 65 or more. In order to increase the refractive index (nd), JP-A-50-50416, JP-A-57-123842, JP-A-59-18133, and JP-A-11-60267 increase the total amount of fluoride raw materials at most. An example is described in which the content is limited to less than 45% and the refractive index (nd) is greater than 1.6, but in this case, the introduction of fluoride is restricted, and the covalent bondability becomes stronger in the glass. There is a concern that a small photoelastic constant cannot be realized. In JP-A-10-53434, the content of Al (PO 3 ) 3 is as high as 21.23 to 26.35 wt%, and the MgF 2 component is essential, so that the photoelastic constant is expected to be large.

また、用途が異なるが、CeOやCuOのような特定の波長光吸収成分を必須含有とするフィルター用弗リン酸塩ガラスとして、特開平1−219038、特開平3−83835、特開平3−83834、特開平4−214043などが開示されている。特開平1−219038、特開平3−83835、特開平3−83834に関しては、Pを20%以上含有する実施例が多く、所望の光弾性定数が実現できない可能性が高く、Pが20%未満の実施例では、光弾性定数を比較的大きくさせるMgFを多く含有し(特開平1−219038の実施例1)、或いは、光弾性定数を大きくさせるBを多く含有している(特開平3−83835の実施例2,4,10、特開平3−83834の実施例2)。特開平4−214043に開示されている実施例では、MgFの含有量が多く所望の光弾性定数を実現できないばかりか、屈折率が低い懸念がある。
特開平2−124740号公報 特開昭50−50416号公報 特開昭57−123842号公報 特開昭59−18133号公報 特開平6−157068号公報 特開平10−53434号公報 特開平11−60267号公報 特開平7−306314 特開平8−234179号公報 特開平9−127461号公報 特開2000−171770号公報 特開平11−133528 特開平9−48631号公報 特開平11−335135号公報 特開平11−199269 特開2000−34132号公報 特開2002−128540号公報 特開2002−338294号公報 特開平9-48633号公報 特願2003−110394明細書 米国特許第5969861号 ドイツ特許公開19631171号公報 特開平1−219038号公報 特開平3−83835号公報 特開平3−83834号公報 特開平4−214043号公報 Journal of The Society of Glass Technology (1957) 353T-362T“The Effect of the Polarisation of the Constituent Ions on the Photoelastic Birefringence of the Glass”by Megumi Tashiro Journal of the American Ceramic Society Vo.68 (1985) P389-P391“Photoelastic effects in Phosphate Glasses”by Matushita et.al Journal of the American Ceramic Society Vo.39 (1956) P173-P180“The Colors of Platinum, Palladium, and Rhodium in simple Glasses”by G.E.Rindone et.al
Moreover, as a fluorophosphate glass for a filter which contains a light absorption component having a specific wavelength such as CeO 2 or CuO, although used for different purposes, JP-A-1-219038, JP-A-3-83835 and JP-A-3-83 83834, JP-A-4-214043, and the like are disclosed. JP 1-219038, JP-A-3-83835, for JP-A 3-83834, many examples containing P 2 O 5 more than 20%, there is a high possibility that desired photoelastic constant can not be realized, P 2 In an example in which O 5 is less than 20%, MgF 2 that contains a relatively large photoelastic constant is contained (Example 1 of JP-A-1-219038), or B 2 O 3 that increases the photoelastic constant is contained. A large amount is contained (Examples 2, 4, 10 of JP-A-3-83835, Example 2 of JP-A-3-83834). In the example disclosed in JP-A-4-214043, there is a concern that not only the content of MgF 2 is large but a desired photoelastic constant cannot be realized, and the refractive index is low.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-124740 Japanese Patent Laid-Open No. 50-50416 JP-A-57-123842 JP 59-18133 A JP-A-6-157068 Japanese Patent Laid-Open No. 10-53434 Japanese Patent Laid-Open No. 11-60267 JP-A-7-306314 JP-A-8-234179 JP-A-9-127461 JP 2000-171770 A JP-A-11-133528 JP 9-48631 A JP 11-335135 A JP-A-11-199269 JP 2000-34132 A JP 2002-128540 A JP 2002-338294 A JP-A-9-48633 Japanese Patent Application No. 2003-110394 Specification US Pat. No. 5,969,861 German Patent Publication No. 1963171 Japanese Patent Laid-Open No. 1-219038 Japanese Patent Laid-Open No. 3-83835 JP-A-3-83834 JP-A-4-214043 Journal of The Society of Glass Technology (1957) 353T-362T “The Effect of the Polarization of the Constituent Ions on the Photoelastic Birefringence of the Glass” by Megumi Tashiro Journal of the American Ceramic Society Vo.68 (1985) P389-P391 “Photoelastic effects in Phosphate Glasses” by Matushita et.al Journal of the American Ceramic Society Vo.39 (1956) P173-P180 “The Colors of Platinum, Palladium, and Rhodium in simple Glasses” by GERindone et.al

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、偏光光学系部材や偏光制御素子基板に好適な、光弾性定数(β)が非常に小さく、かつ、光学ガラス用途に有用な諸物性(例えば屈折率(nd)とアッベ数(νd))をあわせ持つ光学ガラスを提供する。さらに本発明はPb化合物を含まない前記光学ガラスを提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and is suitable for a polarizing optical system member and a polarization control element substrate, and has a very small photoelastic constant (β) and various physical properties useful for optical glass applications. An optical glass having both (for example, refractive index (nd) and Abbe number (νd)) is provided. Furthermore, the present invention provides the optical glass containing no Pb compound.

本発明者は、上記目標を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、光学ガラスの構成成分のうち、特定の量のBa、F及びNbを含有する組成を実現することにより、所望の物性をもつ光学ガラスを比較的安定に作成できることを発見し、本発明に至った。その構成を以下に示す。   As a result of intensive studies and studies to achieve the above-mentioned goal, the present inventor realized desired physical properties by realizing a composition containing specific amounts of Ba, F and Nb among the constituent components of the optical glass. The present inventors have found that an optical glass having a can be produced relatively stably, and have reached the present invention. The configuration is shown below.

本発明の第1の構成は、1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、ガラスを構成する原子として、
P 5〜10mol%
Al 1〜3mol%
Ba 8〜13mol%
Gd 1〜5mol%
Nb 0.1〜3mol%及び
F 15〜35mol%
O 40〜52mol%
の割合で各成分を含む光学ガラスである。
The first configuration of the present invention has a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65, and as the atoms constituting the glass,
P 5-10 mol%
Al 1-3 mol%
Ba 8-13 mol%
Gd 1-5 mol%
Nb 0.1-3 mol% and F 15-35 mol%
O 40-52 mol%
It is an optical glass containing each component in the ratio of

本発明の第2の構成は、1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、ガラスを構成する原子として、
P 5〜10mol%
Al 1〜3mol%
Ba 8〜13mol%
Gd 1〜5mol%
Nb 0.1〜3mol%
F 15〜35mol%
O 40〜52mol%及び
Y 0〜2mol%及び/又は
La 0〜2mol%及び/又は
Yb 0〜1mol%及び/又は
Ta 0〜1mol%及び/又は
Lu 0〜1mol%及び/又は
Ti 0〜1.5mol%及び/又は
Zr 0〜1.5mol%及び/又は
W 0〜1.5mol%及び/又は
Bi 0〜1.5mol%及び/又は
Mg 0〜2mol%及び/又は
Ca 0〜3mol%及び/又は
Sr 0〜5mol%及び/又は
Zn 0〜2mol%及び/又は
Li 0〜2mol%及び/又は
Na 0〜2mol%及び/又は
K 0〜2mol%及び/又は
Cs 0〜1mol%及び/又は
Tl 0〜3mol%及び/又は
Si 0〜2mol%及び/又は
B 0〜2mol%及び/又は
Sb 0〜1mol%
の割合の各成分を含む光学ガラスである。
The second configuration of the present invention has a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65, and as the atoms constituting the glass,
P 5-10 mol%
Al 1-3 mol%
Ba 8-13 mol%
Gd 1-5 mol%
Nb 0.1-3 mol%
F 15-35 mol%
O 40-52 mol% and Y 0-2 mol% and / or La 0-2 mol% and / or Yb 0-1 mol% and / or Ta 0-1 mol% and / or Lu 0-1 mol% and / or Ti 0-1 0.5 mol% and / or Zr 0-1.5 mol% and / or W 0-1.5 mol% and / or Bi 0-1.5 mol% and / or Mg 0-2 mol% and / or Ca 0-3 mol% and And / or Sr 0-5 mol% and / or Zn 0-2 mol% and / or Li 0-2 mol% and / or Na 0-2 mol% and / or K 0-2 mol% and / or Cs 0-1 mol% and / or. Tl 0-3 mol% and / or Si 0-2 mol% and / or B 0-2 mol% and / or Sb 0-1 mol%
It is an optical glass containing each component of the ratio.

本発明の第3の構成は、
1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、質量%で、
メタリン酸化合物 18.0 〜 30.0%
ただし、Al(PO 10.0 〜 20.0%
Ba(PO 3.0 〜 15.0%及び、
弗化物 43.0 〜 65.0%
ただし、BaF 41.0 〜 55.0%、
Gd 8.0 〜 25.0%
及び Nb 0.5 〜 7.0%
の各成分を含む光学ガラスである。
The third configuration of the present invention is:
Having a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65;
Metaphosphate compound 18.0-30.0%
However, Al (PO 3) 3 10.0 ~ 20.0%
Ba (PO 3) 2 3.0 ~ 15.0% and,
Fluoride 43.0-65.0%
However, BaF 2 41.0 ~ 55.0%,
Gd 2 O 3 8.0 ~ 25.0%
And Nb 2 O 5 0.5-7.0%
It is an optical glass containing each component.

本発明の第4の構成は、1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、質量%で、
メタリン酸化合物 18.0 〜 30.0%、
ただし、Al(PO 10.0 〜 20.0%
Ba(PO 3.0 〜 15.0%及び
Sr(PO 0.0 〜 10.0%及び/又は
Ca(PO 0.0 〜 10.0%及び/又は
Zn(PO 0.0 〜 5.0%及び/又は
La(PO 0.0 〜 5.0%
を含有し、
弗化物 43.0 〜 65.0%
ただし BaF 41.0 〜 55.0%及び
SrF 0.0 〜 10.0%及び/又は
CaF 0.0 〜 10.0%及び/又は
MgF 0.0 〜 2.0%及び/又は
AlF 0.0 〜 2.0%及び/又は
GdF 0.0 〜 15.0%及び/又は
YF 0.0 〜 7.0%及び/又は
LaF 0.0 〜 7.0%及び/又は
KHF 0.0 〜 3.0%
並びに、
Gd 8.0 〜 25.0%
Nb 0.5 〜 7.0%及び
0.0 〜 10.0%及び/又は
La 0.0 〜 10.0%及び/又は
Yb 0.0 〜 5.0%及び/又は
Ta 0.0 〜 5.0%及び/又は
Lu 0.0 〜 5.0%及び/又は
TiO 0.0 〜 7.0%及び/又は
ZrO 0.0 〜 5.0%及び/又は
WO 0.0 〜 7.0%及び/又は
Bi 0.0 〜 5.0%及び/又は
BaO 0.0 〜 8.0%及び/又は
CaO 0.0 〜 5.0%及び/又は
SrO 0.0 〜 10.0%及び/又は
ZnO 0.0 〜 5.0%及び/又は
LiO 0.0 〜 1.0%及び/又は
NaO 0.0 〜 3.0%及び/又は
O 0.0 〜 3.0%及び/又は
CsO 0.0 〜 5.0%及び/又は
TlO 0.0 〜 15.0%及び/又は
SiO 0.0 〜 3.0%及び/又は
0.0 〜 3.0%及び/又は
Sb 0.0 〜 3.0%、
を含む光学ガラスである。
The fourth configuration of the present invention has a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65, and is expressed in mass%.
Metaphosphate compound 18.0-30.0%,
However, Al (PO 3) 3 10.0 ~ 20.0%
Ba (PO 3 ) 2 3.0 to 15.0% and Sr (PO 3 ) 2 0.0 to 10.0% and / or Ca (PO 3 ) 2 0.0 to 10.0% and / or Zn (PO 3 ) 2 0.0-5.0% and / or La (PO 3 ) 3 0.0-5.0%
Containing
Fluoride 43.0-65.0%
However, BaF 2 41.0 to 55.0% and SrF 2 0.0 to 10.0% and / or CaF 2 0.0 to 10.0% and / or MgF 2 0.0 to 2.0% and / or Or AlF 3 0.0-2.0% and / or GdF 3 0.0-15.0% and / or YF 3 0.0-7.0% and / or LaF 3 0.0-7.0% and / or KHF 2 0.0 ~ 3.0%
And
Gd 2 O 3 8.0 ~ 25.0%
Nb 2 O 5 0.5 to 7.0% and Y 2 O 3 0.0 to 10.0% and / or La 2 O 3 0.0 to 10.0% and / or Yb 2 O 3 0.0 to 5.0% and / or Ta 2 O 5 0.0 to 5.0% and / or Lu 2 O 3 0.0 to 5.0% and / or TiO 2 0.0 - 7.0% and / Or ZrO 2 0.0-5.0% and / or WO 3 0.0-7.0% and / or Bi 2 O 3 0.0-5.0% and / or BaO 0.0-8.0 % and / or CaO 0.0 ~ 5.0% and / or SrO 0.0 ~ 10.0% and / or ZnO 0.0 ~ 5.0% and / or Li 2 O 0.0 ~ 1.0 % and / or Na 2 O 0.0 ~ 3.0% and / or K 2 O 0.0 ~ 3.0% and / or Cs 2 O 0.0 ~ 5. 0% and / or Tl 2 O 0.0-15.0% and / or SiO 2 0.0-3.0% and / or B 2 O 3 0.0-3.0% and / or Sb 2 O 3 0.0-3.0%,
Is an optical glass.

本発明の第5の構成は、1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、質量%で、
12 〜 22%未満、
Al 1 〜 5%
BaO 40 〜 55%
Gd 8 〜 25%及び
Nb 0.5 〜 8%並びに
0 〜 10%及び/又は
La 0 〜 10%及び/又は
Yb 0 〜 5%及び/又は
Ta 0 〜 5%及び/又は
Lu 0 〜 5%及び/又は
TiO 0 〜 7%及び/又は
ZrO 0 〜 5%及び/又は
WO 0 〜 7%及び/又は
Bi 0 〜 5%及び/又は
MgO 0 〜 1%及び/又は
CaO 0 〜 5%及び/又は
SrO 0 〜 10%及び/又は
ZnO 0 〜 5%及び/又は
LiO 0 〜 1%及び/又は
NaO 0 〜 3%及び/又は
O 0 〜 3%及び/又は
CsO 0 〜 5%及び/又は
TlO 0 〜 15%及び/又は
SiO 0 〜 3%及び/又は
0 〜 3%及び/又は
Sb 0 〜 3%
の酸化物換算組成を含有し、かつ一種又は二種以上の上記酸化物の一部又は全部を弗化物置換したFの合計量が、上記酸化物換算組成100重量部に対して8〜20重量部であることを特徴とする光学ガラスである。
The fifth configuration of the present invention has a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65, and expressed in mass%.
P 2 O 5 12 to less than 22%,
Al 2 O 3 1-5%
BaO 40-55%
Gd 2 O 3 8-25% and Nb 2 O 5 0.5-8% and Y 2 O 3 0-10% and / or La 2 O 3 0-10% and / or Yb 2 O 3 0-5% and / or Ta 2 O 5 0 ~ 5% and / or Lu 2 O 3 0 ~ 5% and / or TiO 2 0 ~ 7% and / or ZrO 2 0 ~ 5% and / or WO 3 0 ~ 7% and And / or Bi 2 O 30 to 5% and / or MgO 0 to 1% and / or CaO 0 to 5% and / or SrO 0 to 10% and / or ZnO 0 to 5% and / or Li 2 O 0 to 1% and / or Na 2 O 0 to 3% and / or K 2 O 0 to 3% and / or Cs 2 O 0 to 5% and / or Tl 2 O 0 to 15% and / or SiO 2 0 to 3 % and / or B 2 O 3 0 ~ 3% and / or S 2 O 3 0 ~ 3%
The total amount of F containing one or two or more of the above oxide-converted compositions and fluoride-substituted part or all of one or more of the above oxides is 8 to 20 weights per 100 parts by weight of the oxide-converted composition. It is an optical glass characterized by being a part.

本発明の第6の構成は、644nmにおける光弾性定数と436nmにおける光弾性定数の差が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1である前記構成1〜5の光学ガラスである。 In the sixth configuration of the present invention, the difference between the photoelastic constant at 644 nm and the photoelastic constant at 436 nm is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 to 0.1 × 10 −5 nm ·. It is the optical glass of the said structures 1-5 which is cm < -1 > * Pa < -1 >.

本発明の第7の構成は、屈折率(nd)が、1.60〜1.62の範囲では、546nmにおける光
弾性定数が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1であり、また、屈折率(nd)が、1.62〜1.68の範囲では、546nmにおける光弾性定数が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.5×10-5nm・cm-1・Pa-1である前記構成1〜6の光学ガラスである。
In the seventh configuration of the present invention, when the refractive index (nd) is in the range of 1.60 to 1.62, the photoelastic constant at 546 nm is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1. When the refractive index (nd) is in the range of 1.62 to 1.68, the photoelastic constant at 546 nm is −0.1.−0.3 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 × a 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1 ~0.5 × 10 -5 nm · cm -1 is · Pa -1 wherein structure 6 of the optical glass.

本発明の第8の構成は、屈折率(nd)が1.60〜1.65、アッベ数(νd)が50〜65未満であり、かつ、546nmにおける光弾性定数が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1である前記構成1〜7に記載の光学ガラスである。 The eighth configuration of the present invention has a refractive index (nd) of 1.60 to 1.65, an Abbe number (νd) of less than 50 to 65, and a photoelastic constant at 546 nm of −0.1 × 10. an optical glass as defined in -5 nm · cm -1 · Pa -1 ~0.3 × 10 -5 nm · cm the structure 7 is a -1 · Pa -1.

本発明の第9の構成は、鉛化合物を含有しない前記構成1〜8に記載の光学ガラスである。   The 9th structure of this invention is the optical glass of the said structures 1-8 which do not contain a lead compound.

本発明の第10の構成は、前記構成1〜9の光学ガラスを用いた、液晶プロジェクタ用偏光ビームスプリッタである。   A tenth configuration of the present invention is a polarizing beam splitter for a liquid crystal projector using the optical glass of the above configurations 1 to 9.

本発明によれば、偏光光学系部材や偏光制御素子基板に適する屈折率ndが1.60〜1.68、アッベ数νdが40〜65未満であり、波長546nmにおける光弾性定数(β)が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.5×10-5nm・cm-1・Pa-1で、かつ、上述のように光弾性定数の波長依存性が非常に小さい光学ガラスがPb化合物を使用せずに得られ、従来、得られなかった特性の優れた光学部材を作成できた。 According to the present invention, the refractive index nd suitable for a polarizing optical system member or a polarization control element substrate is 1.60 to 1.68, the Abbe number νd is less than 40 to 65, and the photoelastic constant (β) at a wavelength of 546 nm is. −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 to 0.5 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 , and the wavelength dependence of the photoelastic constant is as described above. An extremely small optical glass was obtained without using a Pb compound, and an optical member having excellent characteristics that could not be obtained in the past could be produced.

構成1及び2の光学ガラスは、従来の弗リン酸塩ガラスでは実現しにくい光学設計上特に偏光膜の作成に有利な屈折率nd=1.60〜1.68を実現でき、かつ、光弾性定数が小さく、例えば、熱応力や機械的応力による複屈折を低減した偏光ビームスプリッタ等の光学素子を作成することを可能にする。また、実現される屈折率やアッベ数などの光学恒数は、光学設計の自由度を拡げ、製品ニーズの多様化に柔軟に対応できる効果が得られる。
Pはガラス成形成分であり、5mol%より少ないと安定なガラスが得にくく、また10mol%を超えると、所望の光弾性定数を実現できなくなる。好ましくは5mol%、より好ましくは5.5mol%、最も好ましくは6mol%を下限とし、好ましくは10mol%、より好ましくは9.8mol%、もっとも好ましくは9.5mol%を上限として含有される。
前記ガラス中においてPは、LiPO、NaPO、KPO、Al(PO、Ba(PO、Sr(PO、Ca(PO、Mg(PO、Zn(PO、La(PO、P、HPO、NHPO、(NHHPO、LiPO、KPO、NaPO・12HO、NaHPO・12HO、Mg(PO・8HO、CaHPO・2HO、Ba(PO、Zn(PO・4HO、AlPO、BPO、KHPO、KHPO、KPF、ZnPO、BaHPOの形態により含有させることができ、Al(PO、Ba(PO、Sr(PO、Ca(PO、La(PO、P、HPO、NHPO、(NHHPOを使用することが好ましい。
Alはガラスの失透析出を防ぎ安定なガラスを得られやすくし、機械的強度や耐久性を高めるため、少なくとも1mol%を含有させることが必要であるが、3mol%を超えると所望の光弾性定数や光学恒数が実現できなくなる。好ましくは1mol%、より好ましくは1.3mol%、最も好ましくは1.5mol%を下限とし、好ましくは3mol%、より好ましくは2.9mol%、もっとも好ましくは2.8mol%を上限として含有される。
前記ガラス中においてAlはAl(PO、AlPO、Al、Al(OH)、AlF、NaAlFの形態で含有させることができ、Al(PO、AlPO、AlF、NaAlFを使用することが好ましい。
Baはガラス構成原子のうち、光弾性定数を小さくする効果が高いため、少なくとも8mol%を含有させることが必要であるが、13mol%を超えると安定なガラスが得られにくくなる。好ましくは8mol%、より好ましくは8.3mol%、最も好ましくは8.5mol%を下限とし、好ましくは13mol%、より好ましくは12.8mol%、もっとも好ましくは12.5mol%を上限として含有される。前記ガラス中においてBaはBa(PO、Ba(PO、BaHPO、Ba(NO2、BaCO、BaF、BaSiFの形態により含有させることができ、Ba(PO、Ba(NO2、BaCO、BaFを使用することが好ましい。
Gdは安定なガラス形成を促進し高屈折率化を実現するために、必須の成分である。1mol%より少ないとガラスの不安定化が顕著であり、また、所望の屈折率を実現できない。一方、5mol%を越えると高い溶融温度での溶解が必要となり、熔融中の成分揮発(特に弗素成分)を促進してしまう。従って、非常に小さな光弾性定数を実現するためには、好ましくは1mol%、より好ましくは1.2mol%、最も好ましくは1.3mol%を下限とし、好ましくは5mol%、より好ましくは4.5mol%、もっとも好ましくは4mol%を上限として含有される。
前記ガラス中において、Gdは任意のGd化合物の形態で含有させることができるが、Gd、GdFを使用することが好ましい。
Nbは少量の添加で高屈折率を実現でき、かつ、化学的耐久性を向上させる効果があるため、本発明において必須成分であり、3mol%を上限に添加することが可能である。但し、0.1 mol%より少ないと上記効果が得られにくく、所望の光学恒数を実現できない。また、3mol%より多く含有させると、光弾性定数が大きくなるため、好ましくは0.1mol%、より好ましくは0.2mol%、最も好ましくは0.3mol%を下限とし、好ましくは3mol%、より好ましくは2.8mol%、もっとも好ましくは2.5mol%を上限として含有される。
前記ガラス中において、Nbは任意の形態により含有させることができるが、Nbの形態で含有させることが好ましい。
Fは、弗リン酸塩ガラスにおいてガラス形成に不可欠な成分であり、ガラス熔融性を高め、かつ、光弾性定数を小さくする効果が高いので必須成分である。15 mol%より少ないと安定なガラスが得られにくく、所望の光弾性定数を実現しにくい。また、35mol%より多く含有させると、所望の光学恒数を実現しにくくなるため、好ましくは15mol%、より好ましくは17mol%、最も好ましくは19mol%を下限とし、好ましくは35mol%、より好ましくは34mol%、もっとも好ましくは33mol%を上限として含有される。
前記ガラス中においてFはBaF、SrF、CaF、MgF、AlF、GdF、YF、LaF、KHF、BaSiF、LiF、NaF、KF、ZnF、KPF、ZrF、KSiF、NaAlF、NaSiFの形態で含有させることができ、BaF、SrF、CaF、MgF、AlF、GdF、YF、LaF、KHFを使用することが好ましい。
Oは、弗リン酸塩ガラスにおいてガラス形成に不可欠な成分であり、所望の光学恒数を実現するために必須な成分である。40 mol%より少ないと安定なガラスが得られにくく、所望の光学恒数を実現しにくい。また、52mol%より多く含有させると、所望の光弾性定数を実現しにくくなるため、好ましくは40mol%、より好ましくは41mol%、最も好ましくは42mol%を下限とし、好ましくは52mol%、より好ましくは51mol%、もっとも好ましくは50mol%を上限として含有される。
Y、La、Yb、Ta、Lu、Ti、Zr、W、Biの各成分は、屈折率とアッベ数の調整が可能であるため、任意に添加することが可能である。より詳細には、Y、La成分は、光弾性定数を大きくさせることなく、高屈折率化が可能なため、好ましくは2mol%、より好ましくは1.9mol%、最も好ましくは1.8mol%を上限として添加できるが、過度の添加はガラスの失透安定性を悪化させる。また、Yb、Ta、Luは、効果的な高屈折率化が可能であるが、過度の添加はガラスを不安定化するため、好ましくは1.0mol%、より好ましくは0.9mol%、最も好ましくは0.8mol%を上限として添加できる。Zrはガラスの屈折率調整効果にあわせて機械的強度の向上の効果があるが、1.5mol%以上を添加するには、高温での溶解が必要なため、好ましくは1.5mol%、より好ましくは1.45mol%、最も好ましくは1.4mol%を上限として添加できる。Ti、W、Biは、高屈折率化及びアッベ数の調整に効果があるが、過度の添加はガラスに着色を与えるため、好ましくは1.5mol%、より好ましくは1.45mol%、最も好ましくは1.4mol%を上限として添加できる。
Y、La、Yb、Ta、Lu、Ti、Zr、W、Biの各成分は任意の形態で含有されることができるが、酸化物、フッ化物の形態で使用することが好ましい
Mg、Ca、Sr、Znは、適量の添加によりガラス安定化(耐失透性の向上)効果が得られるため必要に応じて添加が可能である。但し、過度の添加をすると、所望の光弾性定数及び屈折率が得られなくなるため、Caは好ましくは3mol%、より好ましくは2.95mol%、最も好ましくは2.9mol%を上限として添加でき、Srは好ましくは5mol%、より好ましくは4.5mol%、最も好ましくは4mol%を上限として添加でき、Znは、好ましくは2mol%、より好ましくは1.95mol%、最も好ましくは1.9mol%を上限として添加できる。Mgは、光弾性定数を大きくする作用が高いため、好ましくは2mol%、より好ましくは1mol%を上限として添加でき、最も好ましくは一切添加しないことである。
Mg、Ca、Sr、Znの各成分は任意の形態で含有されることができるが、酸化物、フッ化物、炭酸塩及び/又は硝酸塩の形態で使用することが好ましい
Li、Na、K、Csの各成分は、ガラス溶融性向上や脱泡効果のために、Li、Na、Kの各成分は、それぞれ好ましくは2mol%、より好ましくは1.95mol%、最も好ましくは1.9mol%を上限として、Csは好ましくは1mol%、より好ましくは0.95mol%、最も好ましくは0.9mol%を上限として任意に添加することが可能である。過度の添加は、ガラスが不安定化し失透発生などの不具合が生じやすくなるため、好ましくない。
Li、Na、K、Csの各成分は任意の形態で含有されることができるが、酸化物、フッ化物、炭酸塩及び/又は硝酸塩の形態で使用することが好ましい
Tl成分は、ガラス溶融性向上及び光弾性定数を小さくしつつ屈折率及びアッベ数を調整できる効果があるので、任意に添加することができるが、3mol%を超えるとガラスの着色が顕著になるため、好ましくは3mol%以下、より好ましくは2.7mol%以下、最も好ましくは2.5mol%以下であることが好ましい。Tlの各成分は任意の形態で含有されることができるが、酸化物の形態で使用することが好ましい
Si及びBは、屈折率調整及び機械的強度の向上に効果があるが、光弾性定数を著しく増大させるため、好ましくは2mol%、より好ましくは1mol%を上限とし、最も好ましくは一切添加しないことである。SiおよびBの各成分は任意の形態で含有されることができるが、酸化物及び/又は任意の複合塩の形態で使用することが好ましい
本発明の光学ガラスの清澄、均質化のために公知の脱泡成分であるSbを任意に添加することができる。また、前記効果のほかに屈折率・光弾性定数調整が可能なため、上限を1mol%として任意に添加することができるが、過度の添加は、熔融時の過度な発泡を促進するため、好ましくない。
Sbは任意の形態で含有されることができるが、酸化物の形態で使用することが好ましい。
The optical glasses having configurations 1 and 2 can realize a refractive index nd = 1.60 to 1.68 which is advantageous for the production of a polarizing film because of optical design which is difficult to realize with conventional fluorophosphate glasses, and is photoelastic. For example, an optical element such as a polarizing beam splitter having a small constant and reduced birefringence due to thermal stress or mechanical stress can be produced. In addition, the optical constants such as the refractive index and the Abbe number that are realized can increase the degree of freedom in optical design and can flexibly respond to diversification of product needs.
P is a glass forming component, and if it is less than 5 mol%, it is difficult to obtain a stable glass, and if it exceeds 10 mol%, a desired photoelastic constant cannot be realized. Preferably, the lower limit is 5 mol%, more preferably 5.5 mol%, most preferably 6 mol%, preferably 10 mol%, more preferably 9.8 mol%, and most preferably 9.5 mol%.
In the glass, P is LiPO 3 , NaPO 3 , KPO 3 , Al (PO 3 ) 3 , Ba (PO 3 ) 2 , Sr (PO 3 ) 2 , Ca (PO 3 ) 2 , Mg (PO 3 ) 2. , Zn (PO 3 ) 2 , La (PO 3 ) 3 , P 2 O 5 , H 3 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , Li 3 PO 4 , K 3 PO 4 , Na 3 PO 4 · 12H 2 O, Na 2 HPO 4 · 12H 2 O, Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O, CaHPO 4 · 2H 2 O, Ba 3 (PO 4 ) 2 , Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, AlPO 4 , BPO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , KPF 6 , Zn 2 PO 7 , BaHPO 4 , Al (PO 3 ) 3 , Ba (PO 3 ) 2 , Sr (PO 3 ) 2 , Ca (PO 3 ) 2 , La (PO 3 ) 3 , P 2 O 5 , H 3 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 Is preferred.
Al is required to contain at least 1 mol% in order to prevent glass from being dialyzed and to obtain a stable glass, and to increase mechanical strength and durability. However, if it exceeds 3 mol%, the desired photoelasticity is required. Constants and optical constants cannot be realized. Preferably 1 mol%, more preferably 1.3 mol%, most preferably 1.5 mol% is the lower limit, preferably 3 mol%, more preferably 2.9 mol%, most preferably 2.8 mol% is contained as the upper limit. .
In the glass, Al can be contained in the form of Al (PO 3 ) 3 , AlPO 4 , Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlF 3 , Na 3 AlF 6 , and Al (PO 3 ) 3 , It is preferable to use AlPO 4 , AlF 3 , Na 3 AlF 6 .
Since Ba has a high effect of reducing the photoelastic constant among the glass constituent atoms, it is necessary to contain at least 8 mol%. However, when it exceeds 13 mol%, it becomes difficult to obtain a stable glass. Preferably 8 mol%, more preferably 8.3 mol%, most preferably 8.5 mol% is the lower limit, preferably 13 mol%, more preferably 12.8 mol%, most preferably 12.5 mol% is the upper limit. . In the glass, Ba can be contained in the form of Ba (PO 3 ) 2 , Ba 3 (PO 4 ) 2 , BaHPO 4 , Ba (NO 3 ) 2, BaCO 3 , BaF 2 , BaSiF 6. It is preferable to use PO 3 ) 2 , Ba (NO 3 ) 2, BaCO 3 , BaF 2 .
Gd is an essential component for promoting stable glass formation and achieving a high refractive index. If the amount is less than 1 mol%, the glass becomes unstable and the desired refractive index cannot be realized. On the other hand, if it exceeds 5 mol%, melting at a high melting temperature is required, and component volatilization (especially fluorine component) during melting is promoted. Therefore, in order to realize a very small photoelastic constant, the lower limit is preferably 1 mol%, more preferably 1.2 mol%, most preferably 1.3 mol%, preferably 5 mol%, more preferably 4.5 mol%. %, And most preferably 4 mol% is contained as an upper limit.
In the glass, Gd can be contained in the form of any Gd compound, but it is preferable to use Gd 2 O 3 or GdF 3 .
Nb can achieve a high refractive index with a small amount of addition and has an effect of improving chemical durability. Therefore, Nb is an essential component in the present invention, and can be added up to 3 mol%. However, if the amount is less than 0.1 mol%, the above effect is difficult to obtain, and a desired optical constant cannot be realized. Further, when the content is more than 3 mol%, the photoelastic constant is increased, so that the lower limit is preferably 0.1 mol%, more preferably 0.2 mol%, most preferably 0.3 mol%, and more preferably 3 mol%. Preferably, the content is 2.8 mol%, and most preferably 2.5 mol%.
In the glass, Nb can be contained in any form, but it is preferably contained in the form of Nb 2 O 5 .
F is an indispensable component for glass formation in a fluorophosphate glass, and is an essential component because it has a high effect of increasing glass meltability and reducing the photoelastic constant. If it is less than 15 mol%, it is difficult to obtain a stable glass and it is difficult to realize a desired photoelastic constant. Further, if it is contained more than 35 mol%, it becomes difficult to realize a desired optical constant. Therefore, the lower limit is preferably 15 mol%, more preferably 17 mol%, most preferably 19 mol%, preferably 35 mol%, more preferably The upper limit is 34 mol%, and most preferably 33 mol%.
In the glass, F is BaF 2 , SrF 2 , CaF 2 , MgF 2 , AlF 3 , GdF 3 , YF 3 , LaF 3 , KHF 2 , BaSiF 6 , LiF, NaF, KF, ZnF 2 , KPF 6 , ZrF 4. , K 2 SiF 6 , Na 3 AlF 6 , Na 2 SiF 6 , BaF 2 , SrF 2 , CaF 2 , MgF 2 , AlF 3 , GdF 3 , YF 3 , LaF 3 , KHF 2 Is preferably used.
O is an essential component for glass formation in a fluorophosphate glass, and is an essential component for realizing a desired optical constant. If it is less than 40 mol%, it is difficult to obtain a stable glass, and it is difficult to realize a desired optical constant. Further, if it is contained in an amount of more than 52 mol%, it becomes difficult to achieve a desired photoelastic constant. Therefore, the lower limit is preferably 40 mol%, more preferably 41 mol%, and most preferably 42 mol%, preferably 52 mol%, more preferably The upper limit is 51 mol%, and most preferably 50 mol%.
The components Y, La, Yb, Ta, Lu, Ti, Zr, W, and Bi can be arbitrarily added because the refractive index and the Abbe number can be adjusted. More specifically, since the Y and La components can be increased in refractive index without increasing the photoelastic constant, preferably 2 mol%, more preferably 1.9 mol%, most preferably 1.8 mol%. Although it can be added as an upper limit, excessive addition deteriorates the devitrification stability of the glass. Yb, Ta, and Lu can effectively increase the refractive index. However, excessive addition destabilizes the glass, so 1.0 mol% is preferable, and 0.9 mol% is most preferable. Preferably 0.8 mol% can be added as an upper limit. Zr has the effect of improving the mechanical strength in accordance with the refractive index adjustment effect of the glass, but in order to add 1.5 mol% or more, since melting at high temperature is required, preferably 1.5 mol%, more The upper limit is preferably 1.45 mol%, and most preferably 1.4 mol%. Ti, W, and Bi are effective in increasing the refractive index and adjusting the Abbe number. However, excessive addition gives color to the glass, so that it is preferably 1.5 mol%, more preferably 1.45 mol%, most preferably. Can be added up to 1.4 mol%.
Each component of Y, La, Yb, Ta, Lu, Ti, Zr, W, and Bi can be contained in any form, but is preferably used in the form of an oxide or fluoride. Mg, Ca, Sr and Zn can be added as necessary because an effect of stabilizing the glass (improving devitrification resistance) can be obtained by adding an appropriate amount. However, if excessive addition, the desired photoelastic constant and refractive index can not be obtained, Ca can be preferably added 3 mol%, more preferably 2.95 mol%, most preferably 2.9 mol% as the upper limit, Sr is preferably added at an upper limit of 5 mol%, more preferably 4.5 mol%, most preferably 4 mol%, and Zn is preferably 2 mol%, more preferably 1.95 mol%, most preferably 1.9 mol%. It can be added as an upper limit. Since Mg has a high effect of increasing the photoelastic constant, it can be added preferably at an upper limit of 2 mol%, more preferably 1 mol%, and most preferably not added at all.
Each component of Mg, Ca, Sr, and Zn can be contained in any form, but is preferably used in the form of oxide, fluoride, carbonate and / or nitrate. Li, Na, K, Cs Each component of Li, Na, and K is preferably 2 mol%, more preferably 1.95 mol%, and most preferably 1.9 mol%, in order to improve glass meltability and defoaming effect. Cs is preferably 1 mol%, more preferably 0.95 mol%, and most preferably 0.9 mol% as an upper limit. Excessive addition is not preferable because the glass becomes unstable and defects such as devitrification easily occur.
Each component of Li, Na, K and Cs can be contained in any form, but is preferably used in the form of oxide, fluoride, carbonate and / or nitrate. Since there is an effect that the refractive index and the Abbe number can be adjusted while improving and reducing the photoelastic constant, it can be added arbitrarily, but if it exceeds 3 mol%, the coloring of the glass becomes remarkable, and preferably 3 mol% or less More preferably, it is 2.7 mol% or less, and most preferably 2.5 mol% or less. Each component of Tl can be contained in any form, but is preferably used in the form of an oxide. Si and B are effective in adjusting the refractive index and improving the mechanical strength, but have a photoelastic constant. In order to significantly increase the amount, the upper limit is preferably 2 mol%, more preferably 1 mol%, and most preferably no addition. Each component of Si and B can be contained in any form, but is preferably used in the form of an oxide and / or any composite salt. Known for clarification and homogenization of the optical glass of the present invention. Sb which is a defoaming component can be optionally added. Moreover, since the refractive index and photoelastic constant can be adjusted in addition to the above effects, the upper limit can be arbitrarily added as 1 mol%. However, excessive addition is preferable because it promotes excessive foaming during melting. Absent.
Sb can be contained in any form, but is preferably used in the form of an oxide.

次に構成3に記載のガラス構成成分について説明する。
Al(POは、ガラス成形成分として機能するため、本発明のガラスにおいて特に好ましい成分である。安定なガラス形成のためには、10%以上含有することが必要であるが、20質量%を超えると所望の光弾性定数や光学恒数が得られなくなる。従ってガラス全質量に対して、好ましくは10質量%、より好ましくは11質量%、最も好ましくは12質量%を下限とし、好ましくは20質量%、より好ましくは18質量%、もっとも好ましくは17質量%を上限として含有される。
Next, the glass constituent components described in Configuration 3 will be described.
Al (PO 3 ) 3 is a particularly preferable component in the glass of the present invention because it functions as a glass forming component. In order to form stable glass, it is necessary to contain 10% or more, but when it exceeds 20% by mass, a desired photoelastic constant or optical constant cannot be obtained. Accordingly, the lower limit is preferably 10% by mass, more preferably 11% by mass, and most preferably 12% by mass, preferably 20% by mass, more preferably 18% by mass, and most preferably 17% by mass with respect to the total mass of the glass. Is contained as the upper limit.

Ba(POは、ガラス形成成分としての作用の他に、BaOによる光弾性定数を小さくする効果及び屈折率を高める効果があるため、本発明のガラスにおいて特に好ましい成分である。所望の特性を実現するためには、少なくとも3質量%以上を含有することが必要であるが、15質量%を超えると所望の光弾性定数が得られなくなる(Pは、光弾性定数を大きくする作用があるため)。従って、ガラス全質量に対して好ましくは3質量%、より好ましく5質量%、もっとも好ましくは6質量%を下限とし、好ましくは15質量%、より好ましくは14質量%、もっとも好ましくは13質量%を上限として含有される。 Ba (PO 3 ) 2 is a particularly preferable component in the glass of the present invention because it has an effect of reducing the photoelastic constant of BaO and an effect of increasing the refractive index in addition to the action as a glass forming component. In order to realize the desired characteristics, it is necessary to contain at least 3% by mass or more, but if it exceeds 15% by mass, a desired photoelastic constant cannot be obtained (P 2 O 5 is a photoelastic constant). Because of the effect of increasing Accordingly, the lower limit is preferably 3% by mass, more preferably 5% by mass, most preferably 6% by mass, preferably 15% by mass, more preferably 14% by mass, and most preferably 13% by mass with respect to the total mass of the glass. It is contained as an upper limit.

メタリン酸化合物の合計量は、18質量%未満であると、安定なガラスが得にくく、30質量%を超えると所望の特性(特に、小さな光弾性定数)が実現できなくなる。従って、ガラス全質量に対して好ましくは18質量%、より好ましくは19質量%、もっとも好ましくは20質量%を下限とし、好ましくは30質量%、より好ましくは29質量%、もっとも好ましくは28質量%を上限とすることが好ましい。   When the total amount of the metaphosphate compound is less than 18% by mass, it is difficult to obtain a stable glass, and when it exceeds 30% by mass, desired characteristics (particularly, a small photoelastic constant) cannot be realized. Accordingly, the lower limit is preferably 18% by mass, more preferably 19% by mass, and most preferably 20% by mass, preferably 30% by mass, more preferably 29% by mass, and most preferably 28% by mass with respect to the total mass of the glass. Is preferably the upper limit.

BaFは、光弾性定数を小さくする効果が高く、熔融性を向上させる効果があるため、本発明において必須の成分である。41質量%より少ないと、小さな光弾性定数を持つガラスを実現できない。一方、55質量%を超えるとガラスの不安定化が顕著になるばかりでなく、所望の屈折率(nd)=1.60〜1.68を実現できない。従ってガラス全質量に対して、好ましくは41質量%、より好ましくは41.5質量%、もっとも好ましくは41.8質量%を下限とし、好ましくは55質量%、より好ましくは50質量%、最も好ましくは49質量%を上限として含有される。 BaF 2 is an essential component in the present invention because it has a high effect of reducing the photoelastic constant and an effect of improving the meltability. If it is less than 41% by mass, a glass having a small photoelastic constant cannot be realized. On the other hand, if it exceeds 55% by mass, not only the instability of the glass becomes remarkable, but also the desired refractive index (nd) = 1.60 to 1.68 cannot be realized. Accordingly, the lower limit is preferably 41% by mass, more preferably 41.5% by mass, and most preferably 41.8% by mass, preferably 55% by mass, more preferably 50% by mass, and most preferably, based on the total mass of the glass. Is contained up to 49% by mass.

弗化物の合計量は、43質量%未満であると、ガラス中の結合が共有結合性を増すので、結果として光弾性定数が大きくなり、65質量%を越えると所望の屈折率を実現できないばかりでなく、脈理などの不具合を生じやすい。非常に小さな光弾性定数を実現するためにガラス全質量に対して好ましくは43質量%、より好ましくは43.5質量%、もっとも好ましくは43.8質量%を下限とし、好ましくは65質量%、より好ましくは64質量%、もっとも好ましくは63質量%を上限として含有される。   If the total amount of fluoride is less than 43% by mass, the bonds in the glass increase the covalent bond. As a result, the photoelastic constant increases, and if it exceeds 65% by mass, the desired refractive index cannot be realized. In addition, problems such as striae are likely to occur. In order to realize a very small photoelastic constant, the lower limit is preferably 43% by mass, more preferably 43.5% by mass, and most preferably 43.8% by mass, preferably 65% by mass, based on the total mass of the glass. More preferably, it is 64% by mass, and most preferably 63% by mass.

Gdは安定なガラス形成を促進し高屈折率化を実現するために、必須の成分である。8質量%より少ないとガラスの不安定化が顕著であり、また、所望の屈折率を実現できない。一方、25質量%を越えると高い溶融温度での溶解が必要となり、熔融中の成分揮発(特に弗素成分)を促進してしまう。従って、非常に小さな光弾性定数を実現するためには、ガラス全質量に対して好ましくは8質量%、より好ましくは9質量%、もっとも好ましくは9.5質量%を下限とし、好ましくは25質量%、より好ましくは20質量%もっとも好ましくは19質量%を上限として含有される。 Gd 2 O 3 is an essential component for promoting stable glass formation and achieving a high refractive index. If the amount is less than 8% by mass, the glass is significantly destabilized and a desired refractive index cannot be realized. On the other hand, if it exceeds 25 mass%, melting at a high melting temperature is required, and component volatilization (especially fluorine component) during melting is promoted. Therefore, in order to realize a very small photoelastic constant, the lower limit is preferably 8% by mass, more preferably 9% by mass, and most preferably 9.5% by mass, preferably 25% by mass with respect to the total mass of the glass. %, More preferably 20% by mass, most preferably 19% by mass.

Nbは、少量の添加で高屈折率を実現でき、かつ、化学的耐久性を向上させる効果があるため、本発明において必須成分であり、7.0質量%を上限に添加することが可能である。但し、0.5質量%より少ないと上記効果が得られにくく、所望の光学恒数を実現できない。なお、7.0質量%より多く含有させると、光弾性定数が大きくなる。従ってガラス全質量に対して好ましくは0.5質量%、より好ましくは0.8質量%、最も好ましくは1.0質量%を下限とし、好ましくは7.0質量%、より好ましくは6.5質量%、もっとも好ましくは6.0質量%を上限として含有される。 Nb 2 O 5 is an essential component in the present invention because it can achieve a high refractive index with a small amount of addition and has an effect of improving chemical durability, and 7.0% by mass should be added to the upper limit. Is possible. However, if the amount is less than 0.5% by mass, it is difficult to obtain the above effect, and a desired optical constant cannot be realized. In addition, when it contains more than 7.0 mass%, a photoelastic constant will become large. Accordingly, the lower limit is preferably 0.5% by mass, more preferably 0.8% by mass, and most preferably 1.0% by mass, preferably 7.0% by mass, and more preferably 6.5% by mass with respect to the total mass of the glass. It is contained by mass%, most preferably 6.0 mass% as an upper limit.

構成4でガラス構成成分を限定した理由は以下のとおりである。なお、構成3と重複する成分については、上記構成3に記載した通りである。   The reason for limiting the glass constituent components in Configuration 4 is as follows. In addition, components overlapping with configuration 3 are as described in configuration 3 above.

Sr(PO、Ca(PO、Zn(PO、La(POの各成分は、ガラス成形成分としての作用があるため、必要に応じて添加してもよい。Sr(PO成分は、前記作用の他に光弾性定数を小さくする効果があるため、好ましくは10質量%、より好ましくは9質量%、もっとも好ましくは8質量%を上限とする。Ca(PO成分は、ガラスの安定性を向上する効果があるため、好ましくは10重量%、より好ましくは9質量%、もっとも好ましくは8質量%を上限とする。Zn(PO成分は、光弾性定数を大きくする効果があるため、好ましくは5質量%、より好ましくは4質量%、もっとも好ましくは3質量%を上限とする。La(PO成分は、5質量%を超えるとガラスの失透性を悪化させるため、好ましくは5質量%、より好ましくは4質量%、もっとも好ましくは3.5質量%を上限とする。なお、メタリン酸化合物の合計量は、構成3と同じである。 Since each component of Sr (PO 3 ) 2 , Ca (PO 3 ) 2 , Zn (PO 3 ) 2 , and La (PO 3 ) 3 has an action as a glass forming component, it may be added as necessary. Good. The Sr (PO 3 ) 2 component has an effect of reducing the photoelastic constant in addition to the above-described action, and therefore, the upper limit is preferably 10% by mass, more preferably 9% by mass, and most preferably 8% by mass. Ca (PO 3) 2 component, because of the effect of improving the stability of the glass, preferably 10 wt%, more preferably 9 mass%, and most preferably a maximum of 8% by weight. Since the Zn (PO 3 ) 2 component has the effect of increasing the photoelastic constant, the upper limit is preferably 5% by mass, more preferably 4% by mass, and most preferably 3% by mass. When La (PO 3 ) 3 component exceeds 5% by mass, the devitrification property of the glass is deteriorated. Therefore, the upper limit is preferably 5% by mass, more preferably 4% by mass, and most preferably 3.5% by mass. . In addition, the total amount of the metaphosphate compound is the same as in the configuration 3.

SrF及びCaFは、BaFと同様に光弾性定数を小さくする効果及び熔融性の向上効果がえられため、好ましくは10質量%、より好ましくは9質量%、もっとも好ましくは8.5質量%を上限として添加することが可能である。10質量%を超えると、所望の屈折率を実現できなくなる。MgF及びAlFは、熔融性の向上及びガラスの機械的強度を高める効果が得られるが、過度の添加は、光弾性定数を著しく増大さるため、好ましくは2質量%、より好ましくは1質量%を上限とし、最も好ましくは一切添加しない。 SrF 2 and CaF 2 are preferably 10% by mass, more preferably 9% by mass, and most preferably 8.5% by mass because the effect of reducing the photoelastic constant and the effect of improving the meltability are obtained in the same manner as BaF 2. % Can be added up to the upper limit. When it exceeds 10 mass%, a desired refractive index cannot be realized. MgF 2 and AlF 3 can improve the meltability and increase the mechanical strength of the glass. However, excessive addition significantly increases the photoelastic constant, so that it is preferably 2% by mass, more preferably 1% by mass. % Is the upper limit, most preferably not added at all.

GdF及びLaFは、光弾性定数を維持したまま、屈折率を高める効果があるため、GdFは好ましくは15質量%、より好ましくは14質量%、最も好ましくは13.5質量%を上限として添加できる。なお15質量%以上の添加はガラスの不安定化を顕著にする。LaFは好ましくは7質量%、より好ましくは6質量%、最も好ましくは5質量%を上限として添加できる。なお過度の添加はガラスの不安定化を顕著にする。
YFはガラスの安定化効果があり、かつ、屈折率の調整が可能であるため、好ましくは7質量%、より好ましくは6質量%、最も好ましくは5.5質量%を上限として添加できる。過度の添加は、光弾性定数を増大させる。
KHFは、ガラス熔融性の向上及び脱泡効果が得られるため、好ましくは3質量%、より好ましくは2.5質量%、最も好ましくは2質量%を上限として添加できる。過度の添加は屈折率を著しく低下させるため、所望の屈折率を実現できない。なお、弗化物の合計量は、構成3に関する記述通りである。
GdF 3 and LaF 3 have the effect of increasing the refractive index while maintaining the photoelastic constant. Therefore, GdF 3 is preferably 15% by mass, more preferably 14% by mass, and most preferably 13.5% by mass. Can be added as Note that addition of 15% by mass or more makes the glass unstable. LaF 3 is preferably 7 mass%, more preferably 6 wt%, most preferably added to 5 mass% as the upper limit. Excessive addition makes the glass unstable.
YF 3 has an effect of stabilizing the glass and the refractive index can be adjusted, so that it can be added preferably at an upper limit of 7% by mass, more preferably 6% by mass, and most preferably 5.5% by mass. Excessive addition increases the photoelastic constant.
KHF 2 can be added with an upper limit of preferably 3% by mass, more preferably 2.5% by mass, and most preferably 2% by mass, since an improvement in glass meltability and a defoaming effect can be obtained. Excessive addition significantly reduces the refractive index, so that the desired refractive index cannot be realized. The total amount of fluoride is as described for Configuration 3.

、La、Yb、Ta、Lu、TiO、ZrO、WO、Biの各金属酸化物成分は、屈折率とアッベ数の調整が可能であるため、任意に添加することが可能である。より詳細には、Y、La成分は、光弾性定数を大きくさせることなく、高屈折率化が可能なため、好ましくは10.0質量%、より好ましくは8質量%、最も好ましくは7質量%を上限として添加できるが、過度の添加はガラスの失透安定性を悪化させる。また、Yb、Ta、Lu及びBiは、効果的な高屈折率化が可能であるが、過度の添加はガラスを不安定化するため、好ましくは5.0質量%、より好ましくは4質量%、最も好ましくは3質量%を上限として添加できる。ZrOはガラスの屈折率調整効果にあわせて機械的強度の向上の効果があるが、5.0質量%以上を添加するには、高温での溶解が必要なため、好ましくは5.0質量%、より好ましくは4.5質量%、最も好ましくは4質量%を上限として添加できる。TiO、WOは、高屈折率化及びアッベ数の調整に効果があるが、過度の添加はガラスに着色を与えるため、好ましくは7.0質量%、より好ましくは6質量%、最も好ましくは5質量%を上限として添加できる。 Each metal oxide component of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Lu 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , WO 3 , Bi 2 O 3 has a refractive index and an Abbe Since the number can be adjusted, it can be arbitrarily added. More specifically, the Y 2 O 3 and La 2 O 3 components can be increased in refractive index without increasing the photoelastic constant, and therefore are preferably 10.0% by mass, more preferably 8% by mass, Most preferably, the upper limit can be 7% by mass, but excessive addition deteriorates the devitrification stability of the glass. Yb 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Lu 2 O 3, and Bi 2 O 3 can effectively increase the refractive index, but since excessive addition destabilizes the glass, 5.0% by mass, more preferably 4% by mass, and most preferably 3% by mass can be added as the upper limit. ZrO 2 has the effect of improving the mechanical strength in accordance with the refractive index adjustment effect of the glass, but in order to add 5.0% by mass or more, since melting at high temperature is required, preferably 5.0% by mass. %, More preferably 4.5% by mass, and most preferably 4% by mass. TiO 2 and WO 3 are effective in increasing the refractive index and adjusting the Abbe number. However, excessive addition gives color to the glass, and therefore preferably 7.0% by mass, more preferably 6% by mass, most preferably Can be added up to 5 mass%.

BaOは光弾性定数を小さくする効果が大きく、かつ、屈折率とアッベ数の調整に有効なため、BaF以外に、好ましくは8質量%以下、より好ましくは7.5質量%以下、最も好ましくは7質量%以下を任意に添加できる。なお8質量%を超えて添加すると、ガラスの不安定化が顕著になるため、好ましくない。 BaO has a large effect of reducing the photoelastic constant and, for effective adjustment of the refractive index and Abbe number, in addition to BaF 2, preferably 8 wt% or less, more preferably 7.5 wt% or less, most preferably 7 mass% or less can be arbitrarily added. In addition, when it exceeds 8 mass%, since destabilization of glass will become remarkable, it is not preferable.

CaO、SrO、ZnOは、適量の添加によりガラス安定化(耐失透性の向上)効果が得られるため必要に応じて添加が可能である。但し、過度の添加をすると、所望の光弾性定数及び屈折率が得られなくなるため、CaO、ZnOは好ましくは5.0質量%、より好ましくは4.5質量%、最も好ましくは4.0質量%を上限として添加でき、SrOは好ましくは10.0質量%、より好ましくは9質量%、最も好ましくは8質量%を上限として添加できる。   CaO, SrO, and ZnO can be added as necessary because an effect of stabilizing the glass (improving devitrification resistance) can be obtained by adding an appropriate amount. However, since excessive addition of the desired photoelastic constant and refractive index cannot be achieved, CaO and ZnO are preferably 5.0% by mass, more preferably 4.5% by mass, and most preferably 4.0% by mass. % Can be added up to the upper limit, and SrO can preferably be added up to 10.0% by weight, more preferably 9% by weight, and most preferably 8% by weight.

LiO、NaO、KO、CsOの各成分は、ガラス溶融性向上や脱泡効果のために、LiOは、好ましくは1.0質量%、より好ましくは0.8質量%、最も好ましくは0.5質量%を上限として、NaO及びKOは好ましくは3.0質量%、より好ましくは2.5質量%、最も好ましくは2.0質量%を上限として、CsOは好ましくは5.0質量%、より好ましくは4質量%、最も好ましくは3質量%を上限として任意に添加することが可能である。過度の添加は、ガラスが不安定化し失透発生などの不具合が生じやすくなるため、好ましくない。 For each component of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, and Cs 2 O, Li 2 O is preferably 1.0% by mass, more preferably 0.8%, in order to improve glass meltability and defoaming effect. Na 2 O and K 2 O are preferably 3.0% by weight, more preferably 2.5% by weight, most preferably 2.0% by weight, with an upper limit of 8% by weight, most preferably 0.5% by weight. As an upper limit, Cs 2 O is preferably added in an amount of 5.0% by mass, more preferably 4% by mass, and most preferably 3% by mass. Excessive addition is not preferable because the glass becomes unstable and defects such as devitrification easily occur.

TlO成分は、ガラス溶融性向上及び光弾性定数を小さくしつつ屈折率及びアッベ数を調整できる効果があるので、任意に添加することができるが、15質量%を超えるとガラスの着色が顕著になるため、好ましくは15質量%以下、より好ましくは14質量%以下、最も好ましくは13質量%以下であることが好ましい。 The Tl 2 O component has an effect of adjusting the refractive index and the Abbe number while improving the glass meltability and reducing the photoelastic constant, so that it can be arbitrarily added. Since it becomes remarkable, it is preferably 15% by mass or less, more preferably 14% by mass or less, and most preferably 13% by mass or less.

SiO及びBは、屈折率調整及び機械的強度の向上に効果があるが、光弾性定数を著しく増大させるため、好ましくは3.0質量%、より好ましくは2質量%を上限とし、最も好ましくは一切添加しない。 SiO 2 and B 2 O 3 are effective in adjusting the refractive index and improving the mechanical strength. However, in order to significantly increase the photoelastic constant, the upper limit is preferably 3.0% by mass, more preferably 2% by mass. Most preferably, no addition.

本発明の光学ガラスの清澄、均質化のために公知の脱泡剤であるSbを任意に添加することができる。また、前記効果のほかに屈折率・光弾性定数調整が可能なため、上限を3.0質量%として任意に添加することができるが、過度の添加は、熔融時の過度な発泡を促進するため、好ましくない。 For clarifying and homogenizing the optical glass of the present invention, Sb 2 O 3 which is a known defoaming agent can be optionally added. In addition to the above effects, the refractive index and photoelastic constant can be adjusted, so the upper limit can be arbitrarily added at 3.0% by mass. However, excessive addition promotes excessive foaming during melting. Therefore, it is not preferable.

構成4と構成5はほぼ同等のガラス構成成分範囲を示す。例えば、Ba(POは、高温でのガラス熔融時に、BaO成分とP成分に分解する。構成4は、複合塩や弗化物を基準にした記述であり、構成5は、ガラス化反応により生じる酸化物を基準にした記述である。
なお構成5において「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分として使用される複合塩、弗化物等がガラス熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、生成酸化物の総重量を100質量%として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
構成5でガラス構成成分を限定した理由は以下のとおりである。構成1、2、3及び4と重複する成分については、上述の通りである。
Configurations 4 and 5 show nearly equivalent glass component ranges. For example, Ba (PO 3 ) 2 decomposes into a BaO component and a P 2 O 5 component during glass melting at a high temperature. Configuration 4 is a description based on a composite salt or fluoride, and Configuration 5 is a description based on an oxide generated by vitrification reaction.
In composition 5, “oxide equivalent composition” means that the composite salt, fluoride, etc. used as the glass constituent of the present invention are all decomposed and changed into oxides when the glass is melted. It is the composition which described each component contained in glass by making the total weight into 100 mass%.
The reason why the glass constituent components are limited in configuration 5 is as follows. The components overlapping with configurations 1, 2, 3 and 4 are as described above.

はガラス形成酸化物のため、本発明のガラスにおいて必須の成分である。安定なガラス形成のためには、12質量%以上含有することが必要であるが、22質量%以上では所望の光弾性定数が得られなくなる。従って好ましくは12質量%、より好ましくは13質量%、最も好ましくは14質量%を下限とし、好ましくは22質量%未満、より好ましくは20質量%、最も好ましくは19質量%を上限として含有できる。 For P 2 O 5 is a glass forming oxide, is an essential component in the glass of the present invention. In order to form a stable glass, it is necessary to contain 12% by mass or more, but when it is 22% by mass or more, a desired photoelastic constant cannot be obtained. Therefore, it is preferably 12% by mass, more preferably 13% by mass, most preferably 14% by mass as the lower limit, preferably less than 22% by mass, more preferably 20% by mass, and most preferably 19% by mass.

Alは、弗リン酸塩系ガラスにおいて安定なガラス形成を促進する効果が高く、機械的強度や化学的耐久性の向上効果が得られるために1質量%以上含有することが必要であるが、5質量%を超えると所望の光弾性定数を得られなくなる。従って、好ましくは1質量%、より好ましくは1.5質量%、最も好ましくは2質量%を下限として含有でき、好ましくは5質量%、より好ましくは4.5質量%、最も好ましくは4質量%を上限として含有できる。 Al 2 O 3 is highly effective in promoting stable glass formation in a fluorophosphate glass, and it is necessary to contain 1% by mass or more in order to obtain an effect of improving mechanical strength and chemical durability. However, if it exceeds 5% by mass, a desired photoelastic constant cannot be obtained. Accordingly, it can be contained preferably 1% by mass, more preferably 1.5% by mass, and most preferably 2% by mass, preferably 5% by mass, more preferably 4.5% by mass, most preferably 4% by mass. Can be contained as an upper limit.

BaOは光弾性定数を小さくする効果が大きく、かつ、屈折率とアッベ数の調整に有効なため、必須成分である。40質量%よりも少ないと、所望の光弾性定数及び光学恒数(屈折率、アッベ数)が得られない。55質量%よりも多いと、失透析出など製造上好ましくないガラスの不安定化が顕著になる。従って好ましくは40質量%、より好ましくは41質量%、最も好ましくは42質量%を下限とし、好ましくは55質量%、より好ましくは54質量%、もっとも好ましくは53質量%を上限として含まれ得る。   BaO is an essential component because it has a large effect of reducing the photoelastic constant and is effective in adjusting the refractive index and the Abbe number. When it is less than 40% by mass, desired photoelastic constants and optical constants (refractive index, Abbe number) cannot be obtained. If it exceeds 55% by mass, destabilization of the glass, which is undesirable in production, such as out of dialysis, becomes remarkable. Accordingly, the lower limit may preferably be 40% by mass, more preferably 41% by mass, and most preferably 42% by mass, preferably 55% by mass, more preferably 54% by mass, and most preferably 53% by mass.

F(弗素)のガラス中での効果は前述のとおりであるが、酸化物換算組成100重量部に対して、一種又は二種以上の酸化物の一部又は全部を弗化物置換したFの合計量で、8重量部未満では、安定なガラスが得られず、20重量部より多く含有させると、所望の屈折率を実現できない。従って好ましくは8重量部、より好ましくは9重量部、最も好ましくは10重量部を下限とし、好ましくは20重量部、より好ましくは19重量部、もっとも好ましくは18重量部を上限として含まれ得る。   The effect of F (fluorine) in the glass is as described above, but the total of F in which one or more oxides are partially or entirely substituted with respect to 100 parts by weight of the oxide equivalent composition. If the amount is less than 8 parts by weight, a stable glass cannot be obtained, and if more than 20 parts by weight is contained, the desired refractive index cannot be realized. Therefore, the lower limit is preferably 8 parts by weight, more preferably 9 parts by weight, and most preferably 10 parts by weight, preferably 20 parts by weight, more preferably 19 parts by weight, and most preferably 18 parts by weight.

MgO(原料形態としては、MgFやMg(PO、MgCO、MgO等が用いられる)は、ガラスの光弾性定数を著しく増大させる効果があるため、含有しないことが望ましいが、化学的耐久性や機械的強度の向上及び熱膨張係数の調整効果があるため、MgO成分として1質量%まで添加できる。 MgO (MgF 2 , Mg (PO 3 ) 2 , MgCO 3 , MgO, etc. are used as the raw material form) has the effect of remarkably increasing the photoelastic constant of the glass. Therefore, it can be added up to 1% by mass as an MgO component.

構成6によれば、波長依存性が小さく、各波長での複屈折量は均一であるため、光学設計の際に製品特性の複屈折による影響の波長依存性を考慮しなくて良い。   According to the configuration 6, since the wavelength dependency is small and the birefringence amount at each wavelength is uniform, it is not necessary to consider the wavelength dependency of the influence due to the birefringence of the product characteristics in the optical design.

構成7によれば、機械的及び熱的応力によって生じる複屈折量が小さいため、設計した光学特性を忠実に実現することができ、また、高精度な偏光制御が可能な光学部材(レンズ・プリズム・基板など)を実現できる。光弾性定数の波長依存性については、可視域全般に渡り機能する光学部材での用途では重要である。   According to Configuration 7, since the amount of birefringence generated by mechanical and thermal stress is small, the designed optical characteristics can be faithfully realized, and an optical member (lens / prism) capable of high-precision polarization control.・ Board etc. can be realized. The wavelength dependence of the photoelastic constant is important for applications in optical members that function over the entire visible range.

構成8によれば、構成7より更に光弾性定数値や屈折率などを最適化することにより、構成7に示した効果が得られ、特に高精度な偏光制御が要求される光学部材(レンズ・プリズム・基板など)を実現できる。   According to the configuration 8, by optimizing the photoelastic constant value and the refractive index further than the configuration 7, the effect shown in the configuration 7 can be obtained, and an optical member (lens and lens) that requires particularly high-precision polarization control is obtained. Prism, substrate, etc.).

なお本発明のガラス中においてPb化合物の含有量は、ガラス全質量に対し0.1質量%未満、好ましくは全く含有されないことが好ましい。   In the glass of the present invention, the Pb compound content is less than 0.1% by mass, preferably not contained at all, with respect to the total mass of the glass.

本発明の実施例について説明する。表1及び2(構成2に準じたガラス構成成分記述)、表3及び4(構成4に準じたガラス構成成分記述)及び表5及び6(構成5に準じたガラス構成成分記述)に、屈折率(nd)が1.60〜1.68及びアッベ数νdが40〜65未満であり、波長546nmにおける光弾性定数(β)が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.5×10-5nm・cm-1・Pa-1の光学ガラスを得るための好適な実施例(No.1〜18)を示す。また公知の光学ガラスの比較例(No.A〜I)の組成と、得られたガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、光弾性定数(β)の数値を表7(構成2に準じたガラス構成成分記述)、表8(構成4に準じたガラス構成成分記述)及び表9(構成5に準じたガラス構成成分記述)に示す。なお、表1〜3並びに表4〜6において、実施例の番号が同一の場合は同一の組成の試料を意味する。 Examples of the present invention will be described. Tables 1 and 2 (Glass component description according to Configuration 2), Tables 3 and 4 (Glass component description according to Configuration 4) and Tables 5 and 6 (Glass component description according to Configuration 5) The rate (nd) is 1.60 to 1.68, the Abbe number νd is less than 40 to 65, and the photoelastic constant (β) at a wavelength of 546 nm is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −. preferred embodiments for obtaining the optical glass 1 ~0.5 × 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1 indicating the (No.1~18). Table 7 (Configuration 2) shows the composition of comparative examples (No. A to I) of known optical glass and the refractive index (nd), Abbe number (νd), and photoelastic constant (β) of the obtained glass. Table 8 (glass component description according to configuration 4) and Table 9 (glass component description according to configuration 5). In Tables 1 to 3 and Tables 4 to 6, when the example numbers are the same, it means samples having the same composition.

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光弾性定数(β)は、試料形状を対面研磨した直径25mm、厚さ8mmの円板状とし、所定方向に圧縮荷重を加え、ガラスの中心に生じる光路差を測定し、前記式(1)により、求めた。436nm及び546nm測定光源は超高圧水銀灯を使用し、644nm測定光源は、ハロゲンランプを使用した。   The photoelastic constant (β) is obtained by measuring the optical path difference generated at the center of the glass by applying a compressive load in a predetermined direction to a disk shape having a diameter of 25 mm and a thickness of 8 mm obtained by polishing the sample face-to-face. Sought by. The ultra-high pressure mercury lamp was used for the 436 nm and 546 nm measurement light sources, and the halogen lamp was used for the 644 nm measurement light source.

実施例1〜18のガラスを,いずれもメタリン酸化合物、酸化物,炭酸塩、硝酸塩、弗素化合物及び水酸化物等の通常の光学ガラス原料を用いて所定の割合で秤量混合した後,白金ルツボ等に投入し,ガラス組成の溶融の難易度に応じて900〜1200℃の温度で3〜4時間溶融し,撹拌均質化した後,適当な温度に下げてから金型等に鋳込み徐冷することにより得た。また、必要に応じ、溶解時に蓋をして弗素の揮発を低減させた。   The glasses of Examples 1 to 18 were weighed and mixed at a predetermined ratio using ordinary optical glass materials such as metaphosphate compounds, oxides, carbonates, nitrates, fluorine compounds and hydroxides, and then platinum crucibles. Is melted at a temperature of 900 to 1200 ° C. for 3 to 4 hours according to the degree of difficulty in melting the glass composition, homogenized with stirring, then cooled to an appropriate temperature, and then poured into a mold or the like and gradually cooled. Was obtained. In addition, if necessary, a lid was applied during melting to reduce the volatilization of fluorine.

実施例1〜18は、いずれも屈折率(nd)が1.60〜1.68、アッベ数(νd)が40〜65未満であり、波長546nmにおける光弾性定数(β)が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.5×10-5nm・cm-1・Pa-1の範囲内であった。特に、実施例1〜16においては、光弾性定数(β)が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1の範囲であり、非常に小さな光弾性定数を持つ光学ガラスを実現した。 In each of Examples 1 to 18, the refractive index (nd) is 1.60 to 1.68, the Abbe number (νd) is less than 40 to 65, and the photoelastic constant (β) at a wavelength of 546 nm is −0.1. was in the range of × 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1 ~0.5 × 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1. In particular, in Examples 1 to 16, the photoelastic constant (β) is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 to 0.3 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −. An optical glass having a very small photoelastic constant in the range of 1 was realized.

図1は各実施例における644nm及び436nmの入射光を用いた際の光弾性定数の値をプロットしたものである。図1から明らかなように644nmにおける光弾性定数と436nmにおける光弾性定数の差が−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1と非常に小さかった。 FIG. 1 is a plot of photoelastic constant values when incident light at 644 nm and 436 nm is used in each example. As apparent from FIG. 1, the difference between the photoelastic constant at 644 nm and the photoelastic constant at 436 nm is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 to 0.1 × 10 −5 nm · cm −. It was very small at 1 · Pa −1 .

一方、公知の弗リン酸塩光学ガラスの光弾性定数を調べるため、表7〜9に示す比較例A〜Iのガラスを作成して物性取得を試みた。なお、表7〜9において、実施例の記号が同一の場合は同一の組成の試料を意味する。
比較例A及びBは、特開平11−60267号公報の実施例14及び22、比較例C及びDは、特開昭50−50416号公報の実施例14及び24、比較例Eは、特開昭57−123842号公報の実施例24、比較例F及びGは、特開昭59−18133号公報の実施例7及び22、比較例Hは、特開平10−53434号公報の実施例6、比較例Iは、USP−5969861の実施例No.47である。なお、表7は、構成2に準じたガラス構成成分記述である(それらは、各公報中の記述と同様である)、表8は、構成4に準じたガラス構成成分記述であり、表9は構成5に準じたガラス構成分記述である。比較例B及びCは、冷却中に失透が析出したため透明なガラスが得られず、物性評価ができなかった。その他の実施例については、屈折率nd≒1.60、アッベ数νd≒60に近い光学恒数であったが、実施例A、E及びHを除き、光弾性定数が0.5×10-5nm・cm-1・Pa-1よりも大きく、本発明で所望の特性とは程遠いものであった。一般的なガラスの光弾性定数は2.0〜3.0×10-5nm・cm-1・Pa-1程度であることを考慮すると、比較的光弾性定数は小さいと言えるが、例えば、偏光ビームスプリッタなどの高精度の偏光制御が必要な用途においては、限りなくゼロに近いことが望ましいため、十分とは言えない。
On the other hand, in order to investigate the photoelastic constants of known fluorophosphate optical glasses, glass of Comparative Examples A to I shown in Tables 7 to 9 was prepared, and physical property acquisition was attempted. In Tables 7 to 9, when the symbols in the examples are the same, it means samples having the same composition.
Comparative Examples A and B are Examples 14 and 22 of JP-A-11-60267, Comparative Examples C and D are Examples 14 and 24 of JP-A-50-50416, and Comparative Example E is JP-A-11-60267. Example 24 of JP-A-57-123842, Comparative Examples F and G are Examples 7 and 22 of JP-A-59-18133, and Comparative Example H is Example 6 of JP-A-10-53434, Comparative Example I is Example No. 47 of USP-5969861. Table 7 is a glass component description according to Configuration 2 (they are the same as the descriptions in each publication), Table 8 is a glass component description according to Configuration 4, and Table 9 Is a glass component description according to Configuration 5. In Comparative Examples B and C, devitrification was precipitated during cooling, so that a transparent glass could not be obtained, and physical properties could not be evaluated. Other examples were optical constants close to a refractive index nd≈1.60 and an Abbe number νd≈60, except for Examples A, E, and H, the photoelastic constant was 0.5 × 10 −. It is larger than 5 nm · cm −1 · Pa −1 , and is far from the desired characteristics in the present invention. Considering that the photoelastic constant of general glass is about 2.0 to 3.0 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 , it can be said that the photoelastic constant is relatively small. In applications that require highly accurate polarization control, such as a polarizing beam splitter, it is not sufficient because it is desirably close to zero.

比較例A及びEは、光学恒数(屈折率nd及びアッベ数νd)が本発明における所望の範囲から大きく外れ、例えば、これらのガラスを用いて偏光ビームスプリッタを作成する場合、偏光分離膜の作成において良い偏光分離特性を得るのに、多大な困難がある。   In Comparative Examples A and E, the optical constants (refractive index nd and Abbe number νd) deviate significantly from the desired ranges in the present invention. For example, when a polarizing beam splitter is formed using these glasses, There are tremendous difficulties in obtaining good polarization separation characteristics in fabrication.

比較例Hは、屈折率(nd)が1.60〜1.62である場合は、光弾性定数(β)は−0.1×10-5nm・cm-1・Pa-1〜0.4×10-5nm・cm-1・Pa-1の範囲であることがより好ましいため、実用上に十分であると言えない。例えば、同等の屈折率である実施例2及び4と比較例Hを比べると、比較例Hの光弾性定数は2倍以上であるため、比較例Eのガラスを光学素子として使用した時には、実施例2及び4で作成した光学素子よりも、望ましくない複屈折が生じやすい。 In Comparative Example H, when the refractive index (nd) is 1.60 to 1.62, the photoelastic constant (β) is −0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 to 0. Since the range of 4 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 is more preferable, it cannot be said that it is practically sufficient. For example, when Examples 2 and 4 having the same refractive index are compared with Comparative Example H, the photoelastic constant of Comparative Example H is twice or more. Therefore, when the glass of Comparative Example E is used as an optical element, Undesirable birefringence is more likely to occur than the optical elements made in Examples 2 and 4.

また、比較例Iの弗リン酸塩ガラスは、公報中では、屈折率nd=1.527、アッベ数νd=72.8、He−Neレーザー波長(633nm)における光弾性定数は、0.43×10-8cm/N(=0.43×10-5nm・cm-1・Pa-1)と記載されているが、追試を行ったところ、ガラス中に微細な失透或いは分相が存在し、透明なガラスが得られなかった(乳白状の外観)。乳白状のガラスで物性取得を行ったが、表7〜9の通り、公報記載値に近い物性値は得られなかった。 Further, in the publication, the fluorophosphate glass of Comparative Example I has a refractive index nd = 1.527, an Abbe number νd = 72.8, and a photoelastic constant at a He—Ne laser wavelength (633 nm) of 0.43. Although it is described as × 10 −8 cm / N (= 0.43 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 ), when additional tests were performed, fine devitrification or phase separation was observed in the glass. A transparent glass was not obtained (milky appearance). Although physical property acquisition was performed with milky white glass, as shown in Tables 7 to 9, physical property values close to the values described in the publication were not obtained.

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以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。   Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.

本発明の各実施例の光弾性定数を示すグラフである。It is a graph which shows the photoelastic constant of each Example of this invention.

Claims (7)

1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd) を有し、ガラスを構成する原子として、
P 5〜10 mol%
Al 1〜3 mol%
Ba 8〜13mol%
Gd 1〜5mol%
Nb 0.1〜3mol%
F 15〜35mol% 及び
O 40〜52mol%
の割合で各成分を含み、644nmにおける光弾性定数と436nmにおける光弾性定数との差が− 0.1×10 -5 〜0.1×10 -5 nm・cm -1 ・Pa -1 である光学ガラス。
As an atom constituting the glass, having a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65,
P 5-10 mol%
Al 1-3 mol%
Ba 8-13 mol%
Gd 1-5 mol%
Nb 0.1-3 mol%
F 15-35 mol% and O 40-52 mol%
In 0.1 × 10 -5 ~0.1 × 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1 - for each component viewed contains a proportion, a difference between the photoelastic constant at photoelastic constant and 436nm in 644nm is Some optical glass.
1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd) を有し、ガラスを構成する原子として、
P 5 〜 1 0mol%
A l 1 〜 3mol%
B a 8 〜 1 3 mol%
G d 1 〜 5 mol%
N b 0 . 1 〜 3 mol%
F 1 5 〜 3 5 mol%
O 4 0 〜 5 2 mol% 及び
Y 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
L a 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
Y b 0 〜 1 mol% 及び/ 又は
T a 0 〜 1 mol% 及び/ 又は
L u 0 〜 1 mol% 及び/ 又は
T i 0 〜 1 . 5 mol% 及び/ 又は
Z r 0 〜 1 . 5 mol% 及び/ 又は
W 0 〜 1 . 5 mol% 及び/ 又は
B i 0 〜 1 . 5 mol% 及び/ 又は
M g 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
C a 0 〜 3 mol% 及び/ 又は
S r 0 〜 5 mol% 及び/ 又は
Z n 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
L i 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
N a 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
K 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
C s 0 〜 1 mol% 及び/ 又は
T l 0 〜 3 mol% 及び/ 又は
S i 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
B 0 〜 2 mol% 及び/ 又は
S b 0 〜 1 mol%
の割合の各成分を含み、644nmにおける光弾性定数と436nmにおける光弾性定数との差が− 0.1×10 -5 〜0.1×10 -5 nm・cm -1 ・Pa -1 である光学ガラス。
As an atom constituting the glass, having a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65,
P 5 to 10 mol%
Al 1-3 mol%
B a 8 to 13 mol%
G d 1 to 5 mol%
N b 0. 1 to 3 mol%
F 15 to 35 mol%
O 40 to 52 mol% and Y 0 to 2 mol% and / or La 0 to 2 mol% and / or Y b 0 to 1 mol% and / or Ta 0 to 1 mol% and / or Lu 0 to 1 mol% and / or T i 0 to 1. 5 mol% and / or Zr0-1. 5 mol% and / or W0-1. 5 mol% and / or B i 0 to 1. 5 mol% and / or Mg 0 to 2 mol% and / or Ca 0 to 3 mol% and / or Sr 0 to 5 mol% and / or Zn 0 to 2 mol% and / or Li 0 to 2 mol% and / or Na 0 to 2 mol% and / or K 0 to 2 mol% and / or C s 0 to 1 mol% and / or T 10 to 3 mol% and / or Si 0 to 2 mol% and / or B0-2 mol% and / or Sb0-1 mol%
In 0.1 × 10 -5 ~0.1 × 10 -5 nm · cm -1 · Pa -1 - of viewing including the components of the percentage difference between the photoelastic constant at photoelastic constant and 436nm in 644nm is Some optical glass.
1.60〜1.68の屈折率(nd)及び40以上かつ65未満のアッベ数(νd)を有し、質量%で、
1 2 〜 2 2 % 未満、
A l 1 〜 4.5
B a O 4 0 〜 5 5 %
G d 8 〜 2 5 % 及び
N b 0 . 5 〜 8 % 並びに
0 〜 1 0 % 及び/ 又は
L a 0 〜 1 0 % 及び/ 又は
Y b 0 〜 5 % 及び/ 又は
T a 0 〜 5 % 及び/ 又は
L u 0 〜 5 % 及び/ 又は
T i O 0 〜 7 % 及び/ 又は
Z r O 0 〜 5 % 及び/ 又は
W O 0 〜 7 % 及び/ 又は
B i 0 〜 5 % 及び/ 又は
M g O 0 〜 1 % 及び/ 又は
C a O 0 〜 5 % 及び/ 又は
S r O 0 〜 1 0 % 及び/ 又は
Z n O 0 〜 5 % 及び/ 又は
L i O 0 〜 1 % 及び/ 又は
N a O 0 〜 3 % 及び/ 又は
O 0 〜 3 % 及び/ 又は
C s O 0 〜 5 % 及び/ 又は
T l O 0 〜 1 5 % 及び/ 又は
S i O 0 〜 3 % 及び/ 又は
0 〜 3 % 及び/ 又は
S b 0 〜 3 %
の酸化物換算組成を含有し、かつ一種又は二種以上の上記酸化物の一部又は全部を弗化物置換したF の合計量が、上記酸化物換算組成100重量部に対して8〜20重量部であり、644nmにおける光弾性定数と436nmにおける光弾性定数との差が− 0.1×10 -5 〜0.1×10 -5 nm・cm -1 ・Pa -1 である光学ガラス。
Having a refractive index (nd) of 1.60 to 1.68 and an Abbe number (νd) of 40 or more and less than 65;
P 2 O 5 12 to less than 2 to 22%,
Al 2 O 3 1 to 4.5 %
BaO 40-55%
G d 2 O 3 8 ~ 2 5% and N b 2 O 5 0. 5 to 8% and Y 2 O 3 0 to 10% and / or La 2 O 3 0 to 10% and / or Y b 2 O 3 0 to 5% and / or Ta 2 O 50 0 to 5 % and / or L u 2 O 3 0 ~ 5 % and / or T i O 2 0 ~ 7% and / or Z r O 2 0 ~ 5% and / or W O 3 0 ~ 7% and / or B i 2 O 30 to 5% and / or MgO 0 to 1% and / or CaO 0 to 5% and / or SrO 0 to 10% and / or ZnO 0 to 5% and / or Or Li 2 O 0 to 1% and / or Na 2 O 0 to 3% and / or K 2 O 0 to 3% and / or C s 2 O 0 to 5% and / or T l 2 O 0 to 1 5% and / or S i O 2 0 ~ 3% and / or B 2 O 3 0 ~ 3% and / or S b 2 O 30 to 3%
The total amount of F 1 containing one or two or more of the above oxide-converted compositions and fluoride-substituted part or all of one or more of the above oxides is 8 to 20 weights per 100 parts by weight of the oxide-converted composition. Optical glass having a difference between the photoelastic constant at 644 nm and the photoelastic constant at 436 nm of −0.1 × 10 −5 to 0.1 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 .
屈折率(nd)が、1.60〜1.62の範囲では、546nmにおける光弾性定数が−0.1×10-5〜0.3×10-5nm・cm-1・Pa-1であり、また、屈折率(nd)が、1.62〜1.68の範囲では、546nmにおける光弾性定数が−0.1×10-5〜0.5×10-5nm・c m-1・Pa-1である請求項1〜 のいずれか1項に記載の光学ガラス。
When the refractive index (nd) is in the range of 1.60 to 1.62, the photoelastic constant at 546 nm is −0.1 × 10 −5 to 0.3 × 10 −5 nm · cm −1 · Pa −1 . In addition, when the refractive index (nd) is in the range of 1.62 to 1.68, the photoelastic constant at 546 nm is −0.1 × 10 −5 to 0.5 × 10 −5 nm · cm −1. The optical glass according to any one of claims 1 to 3 , which is Pa- 1 .
屈折率(nd)が、1.60〜1.65、アッベ数(νd)が、50〜65未満であり、かつ、546nmにおける光弾性定数が−0.1×10-5〜0.3×1 0-5nm・cm-1・Pa-1であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1 項に記載の光学ガラス。
The refractive index (nd) is 1.60 to 1.65, the Abbe number (νd) is less than 50 to 65, and the photoelastic constant at 546 nm is −0.1 × 10 −5 to 0.3 ×. 1 0 -5 nm · optical glass according to any one of claims 1-4, characterized in that the cm-1 · Pa-1.
鉛化合物を含有しない請求項1〜のいずれか1 項に記載の光学ガラス。
The optical glass according to any one of claims 1 to 5 containing no lead compounds.
請求項1〜のいずれか1項に記載の光学ガラスを用いた、液晶プロジェクタ用偏光ビームスプリッタ。 Using the optical glass according to any one of claims 1 to 6 polarizing beam splitter for a liquid crystal projector.
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