JP6866012B2 - Optical glass, preform materials and optical elements - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass, preform materials and optical elements.
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器や、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の画像再生（投影）機器等の各種光学機器の分野では、光学系で用いられるレンズやプリズム等の光学素子の枚数を削減し、光学系全体を軽量化及び小型化する要求が強まっている。 In recent years, the digitization and high definition of devices that use optical systems have been rapidly advancing, and various optical devices such as imaging devices such as digital cameras and video cameras, and image reproduction (projection) devices such as projectors and projection televisions. In this field, there is an increasing demand for reducing the number of optical elements such as lenses and prisms used in an optical system, and reducing the weight and size of the entire optical system.
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学系全体の軽量化及び小型化を図ることが可能な、１．７０以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率低分散ガラスとして、特許文献１及び２に代表されるようなガラス組成物が知られている。 Among the optical glasses for which optical elements are manufactured, it has a refractive index ( nd ) of 1.70 or more and 1.90 or less, and is 30 or more and 50 or less, which can reduce the weight and size of the entire optical system. The demand for high-refractive-index, low-dispersion glass having the Abbe number (ν d) is very high. As such a high refractive index low dispersion glass, glass compositions such as those represented by Patent Documents 1 and 2 are known.
光学ガラスから光学素子を作製する方法としては、例えば、光学ガラスから形成されたゴブ又はガラスブロックに対して研削及び研磨を行って光学素子の形状を得る方法、光学ガラスから形成されたゴブ又はガラスブロックを再加熱して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形体を研削及び研磨する方法、及び、ゴブ又はガラスブロックから得られたプリフォーム材を超精密加工された金型で成形（精密モールドプレス成形）して光学素子の形状を得る方法が知られている。いずれの方法であっても、熔融したガラス原料からゴブ又はガラスブロックを形成する際に、安定なガラスが得られることが求められる。ここで、得られるゴブ又はガラスブロックを構成するガラスの失透に対する安定性（耐失透性）が低下してガラスの内部に結晶が発生した場合、もはや光学素子として好適なガラスを得ることができない。 Examples of a method for manufacturing an optical element from optical glass include a method of obtaining a shape of an optical element by grinding and polishing a gob or a glass block formed of the optical glass, and a gob or glass formed of the optical glass. A method of grinding and polishing a glass molded body obtained by reheating a block and molding (reheat press molding), and molding a preform material obtained from a gob or a glass block with an ultra-precision machined mold. A method of obtaining the shape of an optical element by (precision mold press molding) is known. Regardless of the method, it is required that stable glass can be obtained when forming a gob or a glass block from a molten glass raw material. Here, when the stability (devitrification resistance) of the glass constituting the obtained gob or glass block against devitrification is lowered and crystals are generated inside the glass, it is possible to obtain a glass suitable as an optical element. Can not.
また、光学ガラスの材料コストを低減するために、光学ガラスを構成する諸成分の原料費は、なるべく安価であることが望まれる。また、光学ガラスを量産するにあたっては、ガラス作製時の失透が起こり難いことが望まれる。ところが、特許文献１〜８に記載されたガラス組成物は、これらの諸要求に十分応えるものとは言い難い。 Further, in order to reduce the material cost of the optical glass, it is desired that the raw material cost of various components constituting the optical glass is as low as possible. Further, in mass production of optical glass, it is desired that devitrification during glass production is unlikely to occur. However, it cannot be said that the glass compositions described in Patent Documents 1 to 8 sufficiently meet these requirements.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、耐失透性が高いガラスを、より安価に得ることにある。 The present invention was made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a refractive index (n d) and Abbe number ([nu d) is while remaining within the desired range, the devitrification resistance The purpose is to obtain high-priced glass at a lower cost.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分を含有するガラスにおいて、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にあり、且つ、材料コストの高い成分、特にＮｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分の含有量を低減させながらも、ガラスの液相温度が低くなることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
The present inventors have found that in order to solve the above problems, the results of extensive research, the glass contains B 2 O 3 component and La 2 O 3 component refractive index (n d) and Abbe number ([nu We have found that the liquidus temperature of glass is lowered while d ) is within the desired range and the content of high material cost components, particularly Nb 2 O 5 component and WO 3 component, is reduced. The invention was completed.
Specifically, the present invention provides the following.
（１） モル％で、
Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％以上５５．０％以下、
Ｌａ２Ｏ３成分を５．０％以上３０．０％以下
含有し、
モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１０．０％未満であり、
１．７０以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラス。
(1) In mol%,
B 2 O 3 component 10.0% or more and 55.0% or less,
Contains 5.0% or more and 30.0% or less of La 2 O 3 component,
The molar sum (Nb 2 O 5 + WO 3 ) is less than 10.0%,
An optical glass having a refractive index (nd ) of 1.70 or more and 1.90 or less and an Abbe number (ν d) of 30 or more and 50 or less.
（２） モル％で、
ＳｉＯ２成分 ０〜２５．０％
ＺｎＯ成分 ０〜４５．０％
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜２５．０％
である（１）記載の光学ガラス。
(2) In mol%,
SiO 2 component 0 to 25.0%
ZnO component 0-45.0%
ZrO 2 component 0 to 15.0%
Y 2 O 3 component 0 to 25.0%
The optical glass according to (1).
（３） モル％で、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％未満
ＷＯ３成分 ０〜１０．０％未満
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜４．０％未満
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜４．０％未満
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜５．０％未満
ＴｉＯ２成分 ０〜４０．０％未満
ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％
ＣａＯ成分 ０〜１０．０％
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％
ＢａＯ成分 ０〜２５．０％
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％
ＧｅＯ２成分 ０〜１０．０％
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
ＴｅＯ２成分 ０〜１５．０％
ＳｎＯ２成分 ０〜３．０％
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜１．０％
であり、
上記各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての含有量が０〜１５．０モル％である（１）又は（２）記載の光学ガラス。
(3) In mol%,
Nb 2 O 5 component 0 to less than 10.0% WO 3 component 0 to less than 10.0% Gd 2 O 3 component 0 to less than 4.0% Yb 2 O 3 component 0 to less than 4.0% Ta 2 O 5 Component 0 to less than 5.0% TiO 2 component 0 to less than 40.0% MgO component 0 to 10.0%
CaO component 0-10.0%
SrO component 0-10.0%
BaO component 0-25.0%
Li 2 O component 0 to 10.0%
Na 2 O component 0 to 10.0%
K 2 O component 0 to 10.0%
P 2 O 5 component 0 to 10.0%
GeO 2 component 0-10.0%
Al 2 O 3 component 0 to 15.0%
Ga 2 O 3 component 0 to 15.0%
Bi 2 O 3 component 0 to 15.0%
TeO 2 component 0 to 15.0%
SnO 2 component 0-3.0%
Sb 2 O 3 component 0-1.0%
And
The optical according to (1) or (2), wherein the content of fluoride as F in which a part or all of one or more oxides of each of the above metal elements is replaced is 0 to 15.0 mol%. Glass.
（４） モル比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が０．１３以上１．５０以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。 (4) The optical glass according to any one of (1) to (3), wherein the molar ratio SiO 2 / B 2 O 3 is 0.13 or more and 1.50 or less.
（５） モル和Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３が１０．０％未満である（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。 (5) The optical glass according to any one of (1) to (4), wherein the molar sum Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 is less than 10.0%.
（６） モル比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）が０．１０以上４．００以下である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。 (6) The optical glass according to any one of (1) to (5), wherein the molar ratio ZnO / (La 2 O 3 + Y 2 O 3) is 0.10 or more and 4.00 or less.
（７） Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上）のモル和が５．０％以上４０．０％以下であり、
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）のモル和が２５．０％以下であり、
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）のモル和が１０．０％以下である（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。
(7) The molar sum of the Ln 2 O 3 components (in the formula, Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, Yb, and Lu) is 5.0% or more and 40.0% or less. ,
The molar sum of the RO components (in the formula, R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is 25.0% or less.
The optical according to any one of (1) to (6), wherein the molar sum of the Rn 2 O component (in the formula, Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is 10.0% or less. Glass.
（８） （１）から（７）のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム材。 (8) A preform material made of the optical glass according to any one of (1) to (7).
（９） （１）から（７）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。 (9) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (7).
（１０） （８）又は（９）に記載の光学素子を備える光学機器。 (10) An optical device including the optical element according to (8) or (9).
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、耐失透性が高いガラスを、より安価に得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a glass having high devitrification resistance at a lower cost while having a refractive index (nd ) and an Abbe number (ν d) within desired ranges.
本発明の光学ガラスは、モル％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％以上５５．０％以下、Ｌａ２Ｏ３成分を５．０％以上３０．０％以下含有し、モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１０．０％未満であり、１．７０以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有する。Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分をベースとすることにより、１．７０以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）及び３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有しながらも、安定なガラスが得られ易くなる。また、本願発明者は、１．７０以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）及び３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有するガラスにおいて、材料コストの高い成分、特にＮｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分の含有量を低減させた場合であっても、ガラスの液相温度が低くなり、特にガラス作製時において失透を低減できることを見出した。従って、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、耐失透性が高い光学ガラスを、より安価に得ることができる。 The optical glass of the present invention contains a B 2 O 3 component of 10.0% or more and 55.0% or less and a La 2 O 3 component of 5.0% or more and 30.0% or less in mol%, and is a molar sum. nb 2 O 5 + WO 3) is less than 10.0%, a 1.70 or 1.90 or less of the refractive index (n d), with 30 or more and 50 or less in Abbe number (ν d). By the B 2 O 3 component and La 2 O 3 component based, while having 1.70 to 1.90 of the refractive index (n d) and 30 to 50 following Abbe number ([nu d) , It becomes easy to obtain stable glass. Further, the present inventors, in glass having a 1.70 1.90 a refractive index (n d) and 30 to 50 following an Abbe number ([nu d), high material cost components, in particular Nb 2 O 5 even when having a reduced content of the component and WO 3 components, the liquidus temperature of the glass is lowered, particularly it found that can reduce the devitrification during glass making. Therefore, it is possible to obtain an optical glass having high devitrification resistance at a lower cost while having a refractive index ( nd ) and an Abbe number (ν d) within desired ranges.
加えて、本発明の光学ガラスは、可視光についての透過率が高いことで可視光を透過させる用途に好適に使用できる。 In addition, the optical glass of the present invention can be suitably used for applications that transmit visible light due to its high transmittance for visible light.
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. It should be noted that the description may be omitted as appropriate for the parts where the explanations are duplicated, but the gist of the invention is not limited.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全モル数に対するモル％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が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、当該生成酸化物の総モル数を１００モル％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。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, the content of each component shall be expressed in mol% with respect to the total number of moles of the oxide conversion composition, unless otherwise specified. Here, the "oxide-equivalent composition" is used when it is assumed that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed into oxides at the time of melting. It is a composition in which each component contained in a glass is described, assuming that the total number of moles of the produced oxide is 100 mol%.
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂ２Ｏ３成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスでは、ガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以上にすることで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスのアッベ数を高められる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１５．０％超、さらに好ましくは１９．０％超、さらに好ましくは２０．０％超とする。
一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を５５．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５５．０％以下、より好ましくは５１．０％未満、さらに好ましくは４７．０％未満、さらに好ましくは４２．０％未満とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
<About essential ingredients and optional ingredients>
The B 2 O 3 component is an essential component as a glass-forming oxide in the optical glass of the present invention containing a large amount of rare earth oxides. In particular, by setting the content of the B 2 O 3 component to 10.0% or more, the devitrification resistance of the glass can be increased and the Abbe number of the glass can be increased. Therefore, the content of the B 2 O 3 component is preferably 10.0% or more, more preferably more than 15.0%, still more preferably more than 19.0%, still more preferably more than 20.0%.
On the other hand, by setting the content of the B 2 O 3 component to 55.0% or less, a larger refractive index can be easily obtained and deterioration of chemical durability can be suppressed. Therefore, the content of the B 2 O 3 component is preferably 55.0% or less, more preferably less than 51.0%, still more preferably less than 47.0%, still more preferably less than 42.0%.
B 2 O 3 component can be used H 3 BO 3 as a starting material, Na 2 B 4 O 7, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O, the BPO 4 and the like.
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を高める必須成分である。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１０．０％超とする。
一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を３０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられる。また、ガラス原料の熔解性を高められる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２５．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満とする。
Ｌａ２Ｏ３成分は、原料としてＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いることができる。
The La 2 O 3 component is an essential component that increases the refractive index and Abbe number of glass. Therefore, the content of the La 2 O 3 component is preferably 5.0% or more, more preferably more than 8.0%, still more preferably more than 10.0%.
On the other hand, by reducing the content of the La 2 O 3 component to 30.0% or less, devitrification can be reduced by increasing the stability of the glass, and an increase in the Abbe number more than necessary can be suppressed. In addition, the meltability of the glass raw material can be improved. Therefore, the content of the La 2 O 3 component is preferably 30.0% or less, more preferably less than 25.0%, still more preferably less than 20.0%.
As the La 2 O 3 component, La 2 O 3 , La (NO 3 ) 3 , XH 2 O (X is an arbitrary integer) or the like can be used as a raw material.
Ｎｂ２Ｏ５成分及びＷＯ３成分の合計量は、１０．０％未満にすることが好ましい。これにより、これら高価な成分の含有量が低減されるため、ガラスの材料コストを抑えられる。従って、モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。 The total amount of the Nb 2 O 5 component and the WO 3 component is preferably less than 10.0%. As a result, the content of these expensive components is reduced, so that the material cost of the glass can be suppressed. Therefore, the molar sum (Nb 2 O 5 + WO 3 ) is preferably less than 10.0%, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, even more preferably less than 1.0%, further. It is preferably less than 0.5%, more preferably less than 0.1%.
ＳｉＯ２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの着色を低減できる任意成分である。また、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分でもある。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは５．０％超、さらに好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１０．２％超としてもよい。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２２．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１８．０％未満とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
The SiO 2 component is an optional component that can increase the viscosity of the molten glass and reduce the coloring of the glass when it is contained in excess of 0%. It is also a component that enhances the stability of glass and makes it easier to obtain glass that can withstand mass production. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, still more preferably more than 5.0%, still more preferably more than 8.0%, still more preferably 10.2%. It may be super.
On the other hand, by setting the content of the SiO 2 component to 25.0% or less, an increase in the glass transition point can be suppressed and a decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 25.0%, more preferably less than 22.0%, still more preferably less than 20.0%, still more preferably less than 18.0%.
As the SiO 2 component, SiO 2 , K 2 SiF 6 , Na 2 SiF 6, or the like can be used as a raw material.
ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、原料の熔解性を高め、溶解したガラスからの脱泡を促進し、また、ガラスの安定性を高められる任意成分である。また、熔解時間を短くできること等により、ガラスの着色を低減できる成分でもある。また、ガラス転移点を低くでき、且つ化学的耐久性を改善できる成分でもある。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは２．５％超、さらに好ましくは４．５％超、さらに好ましくは５．５％超、さらに好ましくは６．５％超、さらに好ましくは８．５％超としてもよい。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を４５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％未満、さらに好ましくは３５．０％未満とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いることができる。
The ZnO component is an optional component that, when contained in excess of 0%, enhances the meltability of the raw material, promotes defoaming from the molten glass, and enhances the stability of the glass. It is also a component that can reduce the coloring of glass by shortening the melting time. It is also a component that can lower the glass transition point and improve the chemical durability. Therefore, the content of the ZnO component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, still more preferably more than 2.5%, still more preferably more than 4.5%, still more preferably more than 5.5%. , More preferably more than 6.5%, even more preferably more than 8.5%.
On the other hand, by setting the content of the ZnO component to 45.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index of the glass and reduce devitrification due to an excessive decrease in viscosity. Therefore, the content of the ZnO component is preferably 45.0% or less, more preferably less than 40.0%, still more preferably less than 35.0%.
As the ZnO component, ZnO, ZnF 2, or the like can be used as a raw material.
ＺｒＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。従って、ＺｒＯ２成分の含有量を、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは２．０％以上としてもよい。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは６．９％未満とする。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いることができる。
ZrO 2 component, when 0% ultra-containing, elevated refractive index of the glass and the Abbe number, which is an optional component that can and improving the devitrification resistance. Accordingly, the content of the ZrO 2 component is preferably 0 percent, more preferably 1.0 percent, more preferably may be more than 2.0%.
On the other hand, by setting the content of the ZrO 2 component to 15.0% or less, devitrification due to the excessive content of the ZrO 2 component can be reduced. Therefore, the content of the ZrO 2 component is preferably 15.0% or less, more preferably less than 12.0 percent, more preferably less than 10.0%, more preferably less than 6.9%.
As the ZrO 2 component, ZrO 2 , ZrF 4, or the like can be used as a raw material.
Ｙ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、ガラスの材料コストを抑えられ、且つ、他の希土類成分よりもガラスの比重を低減できる任意成分である。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは１．５％超としてもよい。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは８．０％未満とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
Y 2 O 3 component, when ultra containing 0%, while maintaining a high refractive index and high Abbe number is suppressed the material cost of the glass, and can reduce the specific gravity of the glass than the other rare earth components It is an optional ingredient. Accordingly, the content of Y 2 O 3 component is preferably 0 percent, more preferably from 1.0%, even more preferably may be 1.5% greater.
On the other hand, by setting the content of the Y 2 O 3 component to 25.0% or less, the decrease in the refractive index of the glass can be suppressed and the stability of the glass can be improved. In addition, deterioration of the meltability of the glass raw material can be suppressed. Accordingly, the content of Y 2 O 3 component is preferably 25.0% or less, more preferably less than 20.0%, more preferably less than 10.0%, more preferably less than 8.0%.
As the Y 2 O 3 component, Y 2 O 3 , YF 3, or the like can be used as a raw material.
Ｎｂ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、Ｎｂ２Ｏ５成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．４％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
The Nb 2 O 5 component is an optional component whose devitrification resistance can be enhanced by increasing the refractive index of the glass and lowering the liquidus temperature of the glass when the content exceeds 0%.
On the other hand, by reducing the content of the Nb 2 O 5 component to less than 10.0%, the material cost of the glass can be suppressed. In addition, devitrification due to excessive inclusion of the Nb 2 O 5 component can be reduced, and a decrease in the transmittance of the glass with respect to visible light (particularly, a wavelength of 500 nm or less) can be suppressed. Further, this can suppress a decrease in the Abbe number. Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component is preferably less than 10.0%, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 2.0%, even more preferably. It is less than 1.4%, more preferably less than 1.0%, still more preferably less than 0.5%, still more preferably less than 0.1%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable that the Nb 2 O 5 component is not contained.
As the Nb 2 O 5 component, Nb 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
ＷＯ３成分は、０％超含有する場合に、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、ガラス転移点を低くでき、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％未満にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、ＷＯ３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、ＷＯ３成分を含有しないことが最も好ましい。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
When the WO 3 component is contained in excess of 0%, it is an optional component that can increase the refractive index, lower the glass transition point, and enhance the devitrification resistance while reducing the coloring of the glass due to other high refractive index components. Is.
On the other hand, by reducing the content of WO 3 component to less than 10.0%, the material cost of glass can be suppressed. Also, it increased visible light transmittance to reduce the coloration of the glass due WO 3 components. Therefore, the content of the WO 3 component is preferably less than 10.0%, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%, still more preferably 0. It is less than 5%, more preferably less than 0.1%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable that the WO 3 component is not contained.
As the WO 3 component, WO 3 or the like can be used as a raw material.
Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｇｄ２Ｏ３成分やＹｂ２Ｏ３成分の含有を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量は、それぞれ好ましくは４．０％未満、より好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料としてＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙｂ２Ｏ３等を用いることができる。
The Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are optional components that can increase the refractive index of the glass when the content exceeds 0%.
However, since the raw material prices of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are high and the production cost is high when the content is high, the effect of reducing the Nb 2 O 5 component, the WO 3 component, etc. is diminished. Will be done. Further, by reducing the content of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component, an increase in the Abbe number of the glass can be suppressed. Therefore, the contents of the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are preferably less than 4.0%, more preferably less than 2.0%, still more preferably less than 1.0%, still more preferably 0. It is less than 5%, more preferably less than 0.1%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable not to contain these components.
As the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component, Gd 2 O 3 , GdF 3 , Yb 2 O 3 and the like can be used as raw materials.
Ｔａ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｎｂ２Ｏ５成分やＷＯ３成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を５．０％未満にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％未満、より好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ｔａ２Ｏ５成分を含有しないことが最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
The Ta 2 O 5 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass and enhance the devitrification resistance when it is contained in excess of 0%.
However, since the raw material price of the Ta 2 O 5 component is high and the production cost is high when the content is high, the effect of reducing the Nb 2 O 5 component, the WO 3 component, and the like is diminished. Further, by setting the content of the Ta 2 O 5 component to less than 5.0%, the melting temperature of the raw material is lowered, and the energy required for melting the raw material is reduced, so that the manufacturing cost of the optical glass can be reduced. Therefore, the content of the Ta 2 O 5 component is preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%, even more preferably less than 0.5%, even more preferably. It shall be less than 0.1%. In particular, from the viewpoint of reducing the material cost, it is most preferable that the Ta 2 O 5 component is not contained.
As the Ta 2 O 5 component, Ta 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
ＴｉＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの液相温度を低くすることで安定性を高められる任意成分である。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．１％超、さらに好ましくは４．０％超、さらに好ましくは５．０％超としてもよい。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を４０．０％未満にすることで、ＴｉＯ２成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは４０．０％未満、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満、さらに好ましくは２６．０％未満、さらに好ましくは２３．０％未満、さらに好ましくは２０．０％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
The TiO 2 component is an optional component whose stability can be enhanced by increasing the refractive index of the glass and lowering the liquidus temperature of the glass when the content exceeds 0%. Therefore, the content of the TiO 2 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.1%, still more preferably more than 4.0%, still more preferably more than 5.0%.
On the other hand, by making the content of the TiO 2 component less than 40.0%, devitrification due to the excessive content of the TiO 2 component can be reduced, and the transmittance of the glass with respect to visible light (particularly, the wavelength of 500 nm or less) can be reduced. It can be suppressed. Further, this can suppress a decrease in the Abbe number. Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably less than 40.0%, more preferably less than 35.0%, still more preferably less than 30.0%, still more preferably less than 26.0%, still more preferably 23. It is less than 0%, more preferably less than 20.0%.
As the TiO 2 component, TiO 2 or the like can be used as a raw material.
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。特に、ＢａＯ成分は、屈折率を高めることができ、また、ガラス原料の熔解性を高められる成分でもある。
このうち、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量をそれぞれ１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
また、ＢａＯ成分の含有量を２５．０％以下にすることでも、所望の屈折率を得易くでき、且つこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料としてＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
The MgO component, CaO component, SrO component and BaO component are optional components that can adjust the refractive index, meltability and devitrification resistance of the glass when they are contained in excess of 0%. In particular, the BaO component is a component that can increase the refractive index and also enhance the meltability of the glass raw material.
By setting the contents of the MgO component, the CaO component and the SrO component to 10.0% or less, the decrease in the refractive index can be suppressed and the devitrification due to the excessive content of these components can be reduced. .. Therefore, the contents of the MgO component, the CaO component and the SrO component are preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%. To do.
Further, by setting the content of the BaO component to 25.0% or less, a desired refractive index can be easily obtained, and devitrification due to excessive content of these components can be reduced. Therefore, the content of the BaO component is preferably 25.0% or less, more preferably less than 20.0%, still more preferably less than 15.0%.
The MgO component, CaO component, SrO component and BaO component are raw materials such as MgCO 3 , MgF 2 , CaCO 3 , CaF 2 , Sr (NO 3 ) 2 , SrF 2 , BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , BaF 2 and the like. Can be used.
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分のそれぞれ１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。また、特にＬｉ２Ｏ成分の含有量を低減させることで、ガラスの粘性が高められるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
The Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component are optional components that can improve the meltability of the glass and lower the glass transition point when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting each of the Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component to 10.0% or less, it is difficult to reduce the refractive index of the glass and the devitrification of the glass can be reduced. Further, in particular, by reducing the content of the Li 2 O component, the viscosity of the glass is increased, so that the veins of the glass can be reduced. Therefore, the contents of the Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component are preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferable. Is less than 1.0%, more preferably less than 0.5%, still more preferably less than 0.1%.
Li 2 O component, Na 2 O component and K 2 O component are raw materials of Li 2 CO 3 , LiNO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , NaNO 3 , NaF, Na 2 SiF 6 , K 2 CO 3 , KNO 3 , KF, KHF 2 , K 2 SiF 6, and the like can be used.
Ｐ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
The P 2 O 5 component is an optional component capable of lowering the liquidus temperature of the glass and increasing the devitrification resistance when the content exceeds 0%.
On the other hand, by reducing the content of the P 2 O 5 component to 10.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the chemical durability of the glass, particularly the water resistance. Therefore, the content of the P 2 O 5 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%.
As the P 2 O 5 component, Al (PO 3 ) 3 , Ca (PO 3 ) 2 , Ba (PO 3 ) 2 , BPO 4 , H 3 PO 4, and the like can be used as raw materials.
ＧｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Ｇｄ２Ｏ３成分やＴａ２Ｏ５成分等を低減することによる効果が減殺される。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。材料コストを低減させる観点で、ＧｅＯ２成分を含有しなくてもよい。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
The GeO 2 component is an optional component capable of increasing the refractive index of the glass and improving the devitrification resistance when it is contained in excess of 0%.
However, since the raw material price of GeO 2 is high and the production cost is high when the content of GeO 2 is high, the effect of reducing the Gd 2 O 3 component, the Ta 2 O 5 component, and the like is diminished. Therefore, the content of the GeO 2 component is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%, still more preferably 0. It shall be less than 1%. From the viewpoint of reducing the material cost, it is not necessary to contain the GeO 2 component.
As the GeO 2 component, GeO 2 or the like can be used as a raw material.
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の含有量をそれぞれ１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３等を用いることができる。
The Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are optional components that can improve the chemical durability of the glass and the devitrification resistance of the molten glass when the content exceeds 0%.
On the other hand, by setting the contents of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component to 15.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the contents of the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, still more preferably less than 5.0%, still more preferably 3.0. It shall be less than%.
As the Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component, Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlF 3 , Ga 2 O 3 , Ga (OH) 3 and the like can be used as raw materials.
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料としてＢｉ２Ｏ３等を用いることができる。
The Bi 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when it is contained in excess of 0%.
On the other hand, by reducing the content of the Bi 2 O 3 component to 15.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component is preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, still more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably. It shall be less than 1.0%.
As the Bi 2 O 3 component, Bi 2 O 3 or the like can be used as a raw material.
ＴｅＯ２成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、ＴｅＯ２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
The TeO 2 component is an optional component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when the content exceeds 0%.
On the other hand, TeO 2 has a problem that it can be alloyed with platinum when the glass raw material is melted in a platinum crucible or a melting tank in which the portion in contact with the molten glass is made of platinum. Therefore, the content of the TeO 2 component is preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, still more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably 1. It shall be less than 0%.
As the TeO 2 component, TeO 2 or the like can be used as a raw material.
ＳｎＯ２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を３．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いることができる。
The SnO 2 component is an optional component that can reduce the oxidation of the molten glass to make it clear and increase the visible light transmittance of the glass when it is contained in an amount of more than 0%.
On the other hand, by reducing the content of the SnO 2 component to 3.0% or less, it is possible to reduce the coloring of the glass and the devitrification of the glass due to the reduction of the molten glass. Further, since the alloying of the SnO 2 component and the melting equipment (particularly noble metal such as Pt) is reduced, the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the content of the SnO 2 component is preferably 3.0% or less, more preferably less than 1.0%, still more preferably less than 0.5%, still more preferably less than 0.1%.
As the SnO 2 component, SnO, SnO 2 , SnF 2 , SnF 4, or the like can be used as a raw material.
Ｓｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．３％未満とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
The Sb 2 O 3 component is an optional component capable of defoaming the molten glass when it contains more than 0%.
On the other hand, if the amount of Sb 2 O 3 is too large, the transmittance in the short wavelength region of the visible light region becomes poor. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component is preferably 1.0% or less, more preferably less than 0.5%, still more preferably less than 0.3%.
Sb 2 O 3 component can be used Sb 2 O 3, Sb 2 O 5, Na 2 H 2 Sb 2 O 7 · 5H 2 O and the like as raw materials.
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 The component that clarifies and defoams the glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component, and a clarifying agent, a defoaming agent, or a combination thereof known in the field of glass production can be used.
Ｆ成分は、０％超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての合計量が１５．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満とする。
Ｆ成分は、原料として例えばＺｒＦ４、ＡｌＦ３、ＮａＦ、ＣａＦ２等を用いることで、ガラス内に含有することができる。
The F component is an optional component capable of increasing the Abbe number of the glass, lowering the glass transition point, and improving the devitrification resistance when the content exceeds 0%.
However, when the content of the F component, that is, the total amount of fluoride substituted with a part or all of one or more oxides of each of the above-mentioned metal elements exceeds 15.0%, F Since the amount of volatilization of the components increases, it becomes difficult to obtain a stable optical constant, and it becomes difficult to obtain a homogeneous glass. In addition, the Abbe number rises more than necessary.
Therefore, the content of the F component is preferably 15.0% or less, more preferably less than 10.0%, still more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%.
The F component can be contained in glass by using, for example, ZrF 4 , AlF 3 , NaF, CaF 2, etc. as a raw material.
Ｂ２Ｏ３成分の含有量に対するＳｉＯ２成分の含有量の比率（モル比）は、０．１３以上１．５０以下が好ましい。
特に、このモル比を０．１３以上にすることで、失透を低減して量産に耐える安定なガラスを得易くできる。従って、モル比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は、好ましくは０．１３以上、より好ましくは０．１５以上、さらに好ましくは０．１８以上、さらに好ましくは０．２０超、さらに好ましくは０．２４超とする。
他方で、このモル比を１．５０以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられる。従って、モル比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は、好ましくは１．５０以下、より好ましくは１．３０以下、さらに好ましくは１．２０未満、さらに好ましくは１．００未満、さらに好ましくは０．８０未満、さらに好ましくは０．７０未満とする。
The ratio (molar ratio) of the content of the SiO 2 component to the content of the B 2 O 3 component is preferably 0.13 or more and 1.50 or less.
In particular, by setting this molar ratio to 0.13 or more, it is possible to reduce devitrification and easily obtain stable glass that can withstand mass production. Therefore, the molar ratio SiO 2 / B 2 O 3 is preferably 0.13 or more, more preferably 0.15 or more, still more preferably 0.18 or more, still more preferably more than 0.20, still more preferably 0.24. To be super.
On the other hand, by setting this molar ratio to 1.50 or less, an increase in the glass transition point can be suppressed. Therefore, the molar ratio SiO 2 / B 2 O 3 is preferably 1.50 or less, more preferably 1.30 or less, still more preferably less than 1.20, still more preferably less than 1.00, still more preferably 0.80. Less than, more preferably less than 0.70.
Ｔａ２Ｏ５成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の合計量（モル和）は、１０．０％未満が好ましい。これにより、これら高価な成分の含有量が低減されるため、ガラスの材料コストを抑えられる。従って、モル和Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３は、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは８．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。特に材料コストの低廉なガラスを得る観点では、モル和Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３を０．１％未満にすることがさらに好ましく、０％にすることが最も好ましい。 The total amount (molar sum) of Ta 2 O 5 component, Nb 2 O 5 component, WO 3 component, Gd 2 O 3 component and Yb 2 O 3 component is preferably less than 10.0%. As a result, the content of these expensive components is reduced, so that the material cost of the glass can be suppressed. Therefore, the molar sum Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 is preferably less than 10.0%, more preferably less than 8.0%, still more preferably less than 5.0%. It is more preferably less than 3.0%, further preferably less than 2.0%, still more preferably less than 1.0%. In particular, from the viewpoint of obtaining glass with a low material cost, it is more preferable that the molar sum Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 is less than 0.1%, and it is set to 0%. Is the most preferable.
Ｌａ２Ｏ３成分及びＹ２Ｏ３成分の含有量に対する、ＺｎＯ成分の含有量の比率（モル比）は、０．１０以上４．００以下が好ましい。
特に、このモル比を０．１０以上にすることで、ガラス原料の熔解性を高められ、より安定なガラスを得易くできる。従って、モル比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは０．１０、より好ましくは０．１５、さらに好ましくは０．２０、さらに好ましくは０．２４、さらに好ましくは０．２７、さらに好ましくは０．３２、さらに好ましくは０．３５を下限とする。
他方で、このモル比を４．００以下にすることで、液相温度を低くでき、且つ、ガラス転移点の必要以上の低下による失透を低減できる。従って、モル比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、好ましくは４．００、より好ましくは３．５０、さらに好ましくは３．００を上限とする。
The ratio (molar ratio) of the content of the ZnO component to the content of the La 2 O 3 component and the Y 2 O 3 component is preferably 0.10 or more and 4.00 or less.
In particular, by setting this molar ratio to 0.10 or more, the meltability of the glass raw material can be enhanced, and more stable glass can be easily obtained. Therefore, the molar ratio ZnO / (La 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is preferably 0.10, more preferably 0.15, still more preferably 0.20, still more preferably 0.24, still more preferably 0. The lower limit is 27, more preferably 0.32, and even more preferably 0.35.
On the other hand, by setting the molar ratio to 4.00 or less, the liquidus temperature can be lowered and devitrification due to an unnecessarily low glass transition point can be reduced. Therefore, the molar ratio ZnO / (La 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is preferably 4.00, more preferably 3.50, and even more preferably 3.00.
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（モル和）は、５．０％以上４０．０％以下が好ましい。
特に、この和を５．０％以上にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数が高められるため、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くすることができる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分のモル和は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％超、さらに好ましくは１１．０％超とする。
他方で、この和を４０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの失透を低減できる。また、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分のモル和は、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３５．０％未満、さらに好ましくは３０．０％未満、さらに好ましくは２７．０％未満とする。
The sum (molar sum) of the contents of the Ln 2 O 3 component (in the formula, Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, Yb, and Lu) is 5.0% or more and 40.0. % Or less is preferable.
In particular, when the sum is 5.0% or more, the refractive index and Abbe number of the glass are increased, so that it is possible to easily obtain a glass having a desired refractive index and Abbe number. Therefore, the molar sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 5.0% or more, more preferably more than 8.0%, still more preferably more than 11.0%.
On the other hand, when the sum is 40.0% or less, the liquidus temperature of the glass is lowered, so that the devitrification of the glass can be reduced. In addition, it is possible to suppress an increase in the Abbe number more than necessary. Therefore, the molar sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 40.0% or less, more preferably less than 35.0%, still more preferably less than 30.0%, still more preferably less than 27.0%.
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（モル和）は、２５．０％以下が好ましい。これにより、屈折率の低下を抑えられ、また、ガラスの安定性を高められる。従って、ＲＯ成分のモル和は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満とする。 The sum (molar sum) of the contents of the RO component (in the formula, R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is preferably 25.0% or less. As a result, a decrease in the refractive index can be suppressed, and the stability of the glass can be improved. Therefore, the molar sum of the RO components is preferably 25.0% or less, more preferably less than 20.0%, still more preferably less than 15.0%.
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（モル和）は、１０．０％以下が好ましい。これにより、溶融ガラスの粘性の低下を抑えられ、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分のモル和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満、さらに好ましくは０．５％未満、さらに好ましくは０．１％未満とする。 The sum (molar sum) of the contents of the Rn 2 O component (in the formula, Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is preferably 10.0% or less. As a result, the decrease in the viscosity of the molten glass can be suppressed, the refractive index of the glass can hardly be decreased, and the devitrification of the glass can be reduced. Therefore, the molar sum of the Rn 2 O components is preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, still more preferably less than 3.0%, still more preferably less than 1.0%, still more preferably 0. Less than 5.5%, more preferably less than 0.1%.
ＺｎＯ成分の含有量に対するＢａＯ成分の含有量の比率（モル比）は、５．００以下が好ましい。これにより、ガラス原料の熔融性と、ガラスの安定性を高められる。従って、モル比ＢａＯ／ＺｎＯは、好ましくは５．００、より好ましくは４．００、さらに好ましくは３．００、さらに好ましくは２．８０、さらに好ましくは２．５０を上限とする。 The ratio (molar ratio) of the content of the BaO component to the content of the ZnO component is preferably 5.00 or less. As a result, the meltability of the glass raw material and the stability of the glass can be enhanced. Therefore, the molar ratio BaO / ZnO is preferably 5.00, more preferably 4.00, still more preferably 3.00, still more preferably 2.80, still more preferably 2.50 as the upper limit.
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<Ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferable to be contained will be described.
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。 Other components can be added as needed within a range that does not impair the characteristics of the glass of the present invention. However, each transition metal component such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb and Lu, is used alone. Alternatively, even if it is compounded and contained in a small amount, the glass is colored and has a property of causing absorption at a specific wavelength in the visible region. Therefore, it is preferable that the glass is substantially not contained, especially in optical glass using a wavelength in the visible region. ..
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。 Further, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components having a high environmental load, it is desirable that they are not substantially contained, that is, they are not contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。 Furthermore, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se has tended to refrain from being used as a harmful chemical substance in recent years, and is used not only in the glass manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Environmental measures are required up to this point. Therefore, when the environmental impact is important, it is preferable that these are not substantially contained.
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００〜１５００℃の温度範囲で２〜５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, the above raw materials are uniformly mixed so that each component is within a predetermined content range, the prepared mixture is put into a platinum crucible, and the temperature is 1500 to 1500 ° C. in an electric furnace according to the difficulty of melting the glass raw material. It is produced by melting in the temperature range of 2 to 5 hours, stirring and homogenizing, lowering the temperature to an appropriate temperature, casting into a mold, and slowly cooling.
このとき、ガラス原料として熔解性の高いものを用いることが好ましい。これにより、より低温での熔解や、より短時間での熔解が可能になるため、ガラスの生産性を高め、生産コストを低減できる。また、成分の揮発や坩堝等との反応が低減されるため、着色の少ないガラスを得易くできる。 At this time, it is preferable to use a glass raw material having high meltability. As a result, melting at a lower temperature and melting in a shorter time become possible, so that the productivity of glass can be increased and the production cost can be reduced. Further, since the volatilization of the components and the reaction with the crucible and the like are reduced, it is possible to easily obtain a glass with less coloring.
［物性］
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高アッベ数（低分散）を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７０、より好ましくは１．７２、さらに好ましくは１．７４を下限とする。この屈折率（ｎｄ）は、１．９０を上限とするが、好ましくは１．８８、より好ましくは１．８５を上限としてもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは３１、さらに好ましくは３２を下限とする。このアッベ数（νｄ）は、好ましくは５０を上限とするが、好ましくは４８、より好ましくは４５を上限としてもよい。
このような高屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ（色収差）を小さくできる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
[Physical characteristics]
The optical glass of the present invention preferably has a high refractive index and a high Abbe number (low dispersion). In particular, the refractive index ( nd ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.70, more preferably 1.72, and even more preferably 1.74 as the lower limit. The refractive index (n d) is the upper limit of 1.90, preferably 1.88, more preferably from a maximum of 1.85. The Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 30, more preferably 31, and even more preferably 32 as the lower limit. The Abbe number (ν d ) is preferably up to 50, but may be preferably up to 48, more preferably 45.
By having such a high refractive index, a large amount of refraction of light can be obtained even if the optical element is made thinner. Further, by having such a low dispersion, it is possible to reduce the focus shift (chromatic aberration) due to the wavelength of light when used as a single lens. Therefore, for example, when an optical system is configured by combining with an optical element having a high dispersion (low Abbe number), it is possible to reduce aberrations as a whole of the optical system and achieve high imaging characteristics and the like.
As described above, the optical glass of the present invention is useful in optical design, and particularly when the optical system is configured, the optical system can be miniaturized while achieving high imaging characteristics and the like, and the optical design can be achieved. The degree of freedom can be expanded.
本発明の光学ガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは１２００℃、より好ましくは１１５０℃、さらに好ましくは１１００℃を上限とする。これにより、熔解後のガラスをより低い温度で流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減でき、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、概ね８００℃以上、具体的には８５０℃以上、さらに具体的には９００℃以上であることが多い。なお、本明細書中における「液相温度」とは、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて１２５０℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して１時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を表す。ここで降温する際の所定の温度は、１２００℃〜８００℃の間の１０℃刻みの温度である。 The optical glass of the present invention preferably has high devitrification resistance, and more specifically, has a low liquidus temperature. That is, the liquidus temperature of the optical glass of the present invention is preferably 1200 ° C., more preferably 1150 ° C., and even more preferably 1100 ° C. As a result, even if the molten glass flows out at a lower temperature, the crystallization of the produced glass is reduced, so that devitrification when the glass is formed from the molten state can be reduced, and optics using the glass can be reduced. The influence on the optical characteristics of the element can be reduced. Further, since the glass can be molded even if the melting temperature of the glass is lowered, the manufacturing cost of the glass can be reduced by suppressing the energy consumed during the molding of the glass. On the other hand, the lower limit of the liquidus temperature of the optical glass of the present invention is not particularly limited, but the liquidus temperature of the glass obtained by the present invention is approximately 800 ° C. or higher, specifically 850 ° C. or higher, and more specifically 900. Often above ° C. The term "liquid phase temperature" as used herein refers to a 30 cc cullet-shaped glass sample placed in a platinum crucible having a capacity of 50 ml and completely melted at 1250 ° C., and the temperature is lowered to a predetermined temperature. When the temperature is maintained for 1 hour, taken out of the furnace, cooled, and immediately observed on the glass surface and the presence or absence of crystals in the glass, it represents the lowest temperature at which no crystals are observed. Here, the predetermined temperature at the time of lowering the temperature is a temperature in increments of 10 ° C. between 1200 ° C. and 800 ° C.
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）は、好ましくは５５０ｎｍ、より好ましくは５２０ｎｍ、さらに好ましくは５００ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは４００ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３６０ｎｍを上限とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域又はその近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
It is preferable that the optical glass of the present invention has a high visible light transmittance, particularly a light transmittance on the short wavelength side of visible light, and thus less coloring.
In particular, in the optical glass of the present invention, the wavelength (λ 80 ) showing a spectral transmittance of 80% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 550 nm, more preferably 520 nm, and further preferably 500 nm in terms of glass transmittance. The upper limit.
Further, in the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 5 ) showing a spectral transmittance of 5% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 400 nm, more preferably 380 nm, and further preferably 360 nm as the upper limit.
As a result, the absorbing edge of the glass becomes an ultraviolet region or its vicinity, and the transparency of the glass with respect to visible light is enhanced. Therefore, this optical glass can be preferably used for an optical element such as a lens that transmits light.
本発明の光学ガラスは、７００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。
これにより、光学ガラスが７００℃以下のガラス転移点を有することで、ガラスがより低い温度で軟化するため、光学ガラスをプレス成形に用いた場合であっても、より低い温度でガラスをプレス成形し易くできる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは７００℃以下、より好ましくは６５０℃以下、さらに好ましくは６３０℃以下とする。
他方で、光学ガラスのガラス転移点は、５００℃以上としてもよい。これにより、ガラスの安定性が高められて結晶化が起こり難くなるため、ガラス作製時やプレス成形時の失透を低減でき、これによりプレス成形に好適なガラスを得られる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは５００℃以上、より好ましくは５３０℃以上、さらに好ましくは５５０℃以上としてもよい。
The optical glass of the present invention preferably has a glass transition point (Tg) of 700 ° C. or lower.
As a result, the optical glass has a glass transition point of 700 ° C. or lower, so that the glass softens at a lower temperature. Therefore, even when the optical glass is used for press molding, the glass is press-molded at a lower temperature. It can be done easily. Therefore, the glass transition point of the optical glass of the present invention is preferably 700 ° C. or lower, more preferably 650 ° C. or lower, and further preferably 630 ° C. or lower.
On the other hand, the glass transition point of the optical glass may be 500 ° C. or higher. As a result, the stability of the glass is enhanced and crystallization is less likely to occur, so that devitrification during glass production and press molding can be reduced, and thus glass suitable for press molding can be obtained. Therefore, the glass transition point of the optical glass of the present invention may be preferably 500 ° C. or higher, more preferably 530 ° C. or higher, and even more preferably 550 ° C. or higher.
本発明の光学ガラスは、８００℃以下の屈伏点（Ａｔ）を有することが好ましい。屈伏点は、ガラス転移点と同様にガラスの軟化性を示す指標の一つであり、プレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈伏点が７００℃以下のガラスを用いることにより、光学ガラスをプレス成形に用いた場合であっても、より低い温度でガラスをプレス成形し易くできる。従って、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは８００℃、より好ましくは７５０℃、さらに好ましくは７００℃を上限とする。
なお、本発明の光学ガラスの屈伏点は特に限定されないが、好ましくは５００℃、より好ましくは５５０℃、さらに好ましくは６００℃を下限としてもよい。
The optical glass of the present invention preferably has a yield point (At) of 800 ° C. or lower. The yield point is one of the indexes showing the softness of the glass as well as the glass transition point, and is an index showing a temperature close to the press forming temperature. Therefore, by using glass having a yield point of 700 ° C. or lower, it is possible to easily press-mold the glass at a lower temperature even when the optical glass is used for press molding. Therefore, the yield point of the optical glass of the present invention is preferably 800 ° C., more preferably 750 ° C., and even more preferably 700 ° C. as the upper limit.
The bending point of the optical glass of the present invention is not particularly limited, but may be preferably 500 ° C., more preferably 550 ° C., and even more preferably 600 ° C. as the lower limit.
本発明の光学ガラスは、比重が小さいことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの比重は５．００以下である。これにより、光学素子やそれを用いた光学機器の質量が低減されるため、光学機器の軽量化に寄与することができる。従って、本発明の光学ガラスの比重は、好ましくは５．００、より好ましくは４．７０、好ましくは４．５０を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの比重は、概ね３．００以上、より詳細には３．３０以上、さらに詳細には３．５０以上であることが多い。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
The optical glass of the present invention preferably has a small specific gravity. More specifically, the specific gravity of the optical glass of the present invention is 5.00 or less. As a result, the mass of the optical element and the optical device using the optical element is reduced, which can contribute to the weight reduction of the optical device. Therefore, the specific gravity of the optical glass of the present invention is preferably 5.00, more preferably 4.70, and preferably 4.50. The specific gravity of the optical glass of the present invention is often 3.00 or more, more specifically 3.30 or more, and more specifically 3.50 or more.
The specific gravity of the optical glass of the present invention is measured based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS05-1975 “Method for measuring the specific gravity of optical glass”.
本発明の光学ガラスは、平均線膨張係数（α）が小さいことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの平均線膨張係数は、好ましくは１００×１０−７Ｋ−１、より好ましくは９×１０−７Ｋ−１、さらに好ましくは８０×１０−７Ｋ−１を上限とする。これにより、光学ガラスを成形型でプレス成形する際に、ガラスの温度変化による膨張や収縮の総量が低減される。そのため、プレス成形時に光学ガラスを割れ難くでき、光学素子の生産性を高めることができる。 The optical glass of the present invention preferably has a small coefficient of linear expansion (α). In particular, the average coefficient of linear expansion of the optical glass of the present invention is preferably 100 × 10 -7 K -1 , more preferably 9 × 10 -7 K -1 , and even more preferably 80 × 10 -7 K -1 . And. As a result, when the optical glass is press-molded with a molding die, the total amount of expansion and contraction due to the temperature change of the glass is reduced. Therefore, the optical glass can be hard to break during press molding, and the productivity of the optical element can be improved.
［プリフォーム材及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
[Preform material and optical element]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced by using, for example, polishing means or mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. That is, a glass molded body is produced by performing machining such as grinding and polishing on optical glass, or a preform for mold press molding is produced from optical glass, and reheat press molding is performed on this preform. After that, a glass molded body is produced by polishing, a preform produced by polishing, or a preform formed by a known levitation molding or the like is subjected to precision press molding to produce a glass molded body. Can be produced. The means for producing the glass molded body is not limited to these means.
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。 As described above, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. Among them, it is particularly preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and perform reheat press molding, precision press molding, or the like using this preform to produce an optical element such as a lens or a prism. This makes it possible to form a preform with a large diameter, so that while increasing the size of the optical element, it has high-definition and high-precision imaging characteristics and projection characteristics when used in optical equipment such as cameras and projectors. Can be realized.
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８５）及び比較例（Ｎｏ．Ａ）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、液相温度、分光透過率が５％、８０％を示す波長（λ５、λ８０）、比重及び平均線膨張係数（α）の結果を表１〜表１１に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。 The compositions of Examples (No. 1 to No. 85) and Comparative Examples (No. A) of the present invention, as well as the refractive index ( nd ), Abbe number (ν d ), and glass transition point (Tg) of these glasses. ), Yield point (At), liquidus temperature, wavelengths showing spectral transmittances of 5% and 80% (λ 5 , λ 80 ), specific gravity and average linear expansion coefficient (α) are shown in Tables 1 to 11. Shown. The following examples are for purposes of illustration only, and are not limited to these examples.
本発明の実施例及び比較例のガラスは、いずれ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、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００〜１５００℃の温度範囲で２〜５時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。 The glasses of Examples and Comparative Examples of the present invention are ordinary optical glasses such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphoric acid compounds, which correspond to each other as raw materials for each component. The high-purity raw materials used in the above are selected, weighed so as to have the composition ratio of each example shown in the table, mixed uniformly, and then put into a platinum crucible, depending on the difficulty of melting the glass raw material. The mixture was melted in an electric furnace in a temperature range of 1100 to 1500 ° C. for 2 to 5 hours, homogenized by stirring, cast into a mold or the like, and slowly cooled.
ここで、実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。ここで、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。 Here, the refractive index of the glass of Example and Comparative Example (n d) and Abbe number ([nu d) was measured according to Japan Optical Glass Industry Society Standard JOGIS01-2003. Here, the refractive index ( nd ) and the Abbe number (ν d ) were determined by measuring the glass obtained at a slow cooling rate of −25 ° C./hr.
実施例及び比較例のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）及び屈伏点（Ａｔ）は、横型膨張測定器を用いた測定を行うことで求めた。ここで、測定を行う際のサンプルはφ４．８ｍｍ、長さ５０〜５５ｍｍのものを使用し、昇温速度を４℃／ｍｉｎとした。 The glass transition point (Tg) and yield point (At) of the glass of Examples and Comparative Examples were determined by measuring using a horizontal expansion measuring instrument. Here, a sample having a diameter of 4.8 mm and a length of 50 to 55 mm was used for the measurement, and the heating rate was set to 4 ° C./min.
実施例及び比較例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ５（透過率５％時の波長）、λ８０（透過率８０％時の波長）を求めた。 The transmittance of the glass of Examples and Comparative Examples was measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS02. In the present invention, the presence or absence and degree of coloring of the glass were determined by measuring the transmittance of the glass. Specifically, a face-to-face parallel polished product having a thickness of 10 ± 0.1 mm was measured for a spectral transmittance of 200 to 800 nm according to JISZ8722, and λ 5 (wavelength at a transmittance of 5%) and λ 80 (transmittance). The wavelength at 80%) was determined.
実施例及び比較例のガラスの液相温度は、５０ｍｌの容量の白金製坩堝に３０ｃｃのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて１２５０℃で完全に熔融状態にし、１２００℃〜８００℃まで１０℃刻みで設定したいずれかの温度まで降温して１時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察したときに、結晶が認められない一番低い温度を求めた。 The liquidus temperature of the glass of Examples and Comparative Examples is as follows: 30 cc of cullet-shaped glass sample is placed in a platinum crucible having a capacity of 50 ml and completely melted at 1250 ° C. from 1200 ° C. to 800 ° C. When the temperature was lowered to one of the temperatures set in ℃ increments, held for 1 hour, taken out of the furnace, cooled, and immediately observed for the presence or absence of crystals on the glass surface and in the glass, no crystals were observed. The temperature was calculated.
実施例及び比較例のガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。 The specific gravity of the glass of Examples and Comparative Examples was measured based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS05-1975 “Method for measuring the specific gravity of optical glass”.
実施例及び比較例のガラスの平均線膨張係数（α）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３「光学ガラスの熱膨張の測定方法」に従い、−３０〜＋７０℃における平均線膨張係数を求めた。
For the average linear expansion coefficient (α) of the glass of Examples and Comparative Examples, the average linear expansion coefficient at -30 to + 70 ° C. was obtained according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS08-2003 “Method for measuring thermal expansion of optical glass”. It was.
表に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１０．０％未満であるため、より安価に得ることが可能である。他方で、比較例（Ｎｏ．Ａ）のガラスは、モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１１．５３％であるため、材料コストの高いものである。 As shown in the table, the optical glass of the embodiment of the present invention can be obtained at a lower cost because the molar sum (Nb 2 O 5 + WO 3) is less than 10.0%. On the other hand, the glass of Comparative Example (No. A) has a high material cost because the molar sum (Nb 2 O 5 + WO 3) is 11.53%.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７０以上、より詳細には１．７４以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は１．９０以下であり、所望の範囲内であった。 The optical glasses of Examples of the present invention are both refractive index (n d) of 1.70 or more, with more detail is 1.74 or more, the refractive index (n d) is 1.90 or less It was within the desired range.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）は５０以下であるとともに、このアッベ数（νｄ）が３０以上、より詳細には３２以上であり、所望の範囲内であった。 Further, all of the optical glasses of the examples of the present invention have an Abbe number (ν d ) of 50 or less, and the Abbe number (ν d ) is 30 or more, more specifically 32 or more, which is a desired range. It was inside.
また、本発明の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。このことは、本発明の光学ガラスの液相温度が１２５０℃以下、より詳細には１２１０℃以下であることからも推察される。 Further, the optical glass of the present invention forms a stable glass, and devitrification is unlikely to occur during glass production. This can be inferred from the fact that the liquidus temperature of the optical glass of the present invention is 1250 ° C. or lower, and more specifically, 1210 ° C. or lower.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ８０（透過率８０％時の波長）がいずれも５００ｎｍ以下、より詳細には４９０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも４００ｎｍ以下、より詳細には３６０ｎｍ以下であり、所望の範囲内であった。 Further, in the optical glass of the example of the present invention, λ 80 (wavelength at the time of transmittance 80%) was 500 nm or less, and more specifically, 490 nm or less. Further, the optical glass of the example of the present invention had λ 5 (wavelength at a transmittance of 5%) of 400 nm or less, more specifically 360 nm or less, which was within a desired range.
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながらも、可視短波長における透過率が高く、耐失透性が高いことが明らかになった。 Therefore, the optical glass of the embodiment of the present invention has high transmittance at visible short wavelengths and high devitrification resistance while having a refractive index (nd ) and an Abbe number (ν d) within desired ranges. It became clear.
加えて、本発明の実施例の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が７００℃以下、より詳細には６２０℃以下であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、屈伏点（Ａｔ）が８００℃以下、より詳細には６７０℃以下であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも比重が５．００以下、より詳細には４．５０以下であった。
また、実施例の光学ガラスは、平均線膨張係数（α）が１００×１０−７Ｋ−１以下、より詳細には８０×１０−７Ｋ−１以下であった。
In addition, the optical glass of the examples of the present invention had a glass transition point (Tg) of 700 ° C. or lower, more specifically 620 ° C. or lower.
Further, the optical glass of the example of the present invention had a yield point (At) of 800 ° C. or lower, and more specifically, 670 ° C. or lower.
Further, all of the optical glasses of the examples of the present invention had a specific gravity of 5.00 or less, more specifically 4.50 or less.
Further, the optical glass of the example had an average coefficient of linear expansion (α) of 100 × 10 -7 K -1 or less, and more specifically, 80 × 10 -7 K -1 or less.
これらのことから、本発明の実施例の光学ガラスは、比重や平均線膨張係数が小さく、ガラス転移点や屈伏点が低く、平均線膨張係数が小さいことも推察される。 From these facts, it can be inferred that the optical glass of the embodiment of the present invention has a small specific gravity and an average coefficient of linear expansion, a low glass transition point and a yield point, and a small average coefficient of linear expansion.
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。 Further, a glass block was formed using the optical glass of the embodiment of the present invention, and the glass block was ground and polished to be processed into the shape of a lens and a prism. As a result, it was possible to stably process various lens and prism shapes.
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 above for the purpose of exemplification, the present embodiment is merely for the purpose of exemplification, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the idea and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (5)
Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％以上３８．８４％以下、
Ｌａ２Ｏ３成分を５．０％以上３０．０％以下
含有し、
モル和（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が１．０％未満、
モル和Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３が１．０％未満、
モル比ＺｎＯ／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）が１．３４以上４．００以下、
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（モル和）が１５．０％未満であり、
１．７８１以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、３０以上５０以下のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラス。 In mol%
B 2 O 3 component 10.0% or more and 38.84% or less,
Contains 5.0% or more and 30.0% or less of La 2 O 3 component,
The molar sum (Nb 2 O 5 + WO 3 ) is less than 1.0%,
Mol sum Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 is less than 1.0%,
Molar ratio ZnO / (La 2 O 3 + Y 2 O 3 ) is 1.34 or more and 4.00 or less,
The sum (molar sum) of the contents of the RO component (in the formula, R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is less than 15.0%.
A 1.781 or 1.90 or less of the refractive index (n d), the optical glass having a 30 or more and 50 or less of the Abbe number (ν d).
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