JP7050294B2 - Optical glass, preforms for precision press molding, and optical elements - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass, preforms for precision press molding, and optical elements.
屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下であるような高屈折率高分散性ガラスは、幅広い用途に需要があり、これまで、種々の原材料を用いたものが製造されている。
また、上述した高屈折率高分散性ガラスの中でも、屈折率と分散性とのバランスでみたときに、屈折率に対して分散性が比較的低い(アッベ数が比較的大きい)ガラス、より具体的には、アッベ数(νd)をx軸とし、屈折率(nd)をy軸とする直交座標系において、(25.0,1.860)の点と(30.0,1.800)の点とを通るように引いた直線よりも高屈折率側に位置するアッベ数及び屈折率を有する高屈折率高分散性ガラスに、特定のニーズがある。より具体的に言うと、上述した高屈折率高分散性ガラスは、例えば、デジタルカメラ、プロジェクター、カメラ交換用レンズ等の光学部品に需要がある。
High-refractive-index, high-dispersible glass having a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less is in demand for a wide range of applications. It is manufactured.
Further, among the above-mentioned high refractive index and high dispersibility glasses, the glass having a relatively low dispersibility with respect to the refractive index (the number of abbreviations is relatively large) when viewed in terms of the balance between the refractive index and the dispersibility is more specific. Specifically, in an orthogonal coordinate system having the Abbe number (νd) as the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis, the points at (25.0, 1.860) and (30.0, 1.800). There is a specific need for a high refractive index high dispersibility glass having an abbreviation number and a refractive index located on the high refractive index side of a straight line drawn so as to pass through the point. More specifically, the above-mentioned high-refractive index and high-dispersion glass is in demand for optical components such as digital cameras, projectors, and camera interchangeable lenses.
そのような高屈折率高分散性ガラスとして、例えば特許文献1は、基本成分としてSiO2及びB2O3を含むとともに、ZnO、希土類酸化物、TiO2及びNb2O5をそれぞれ所定の割合で含むガラスを開示している。この特許文献1に開示のガラスは、いわゆるホウケイ酸ガラスであり、また、アッベ数(νd)が29以上32以下で、屈折率(nd)が1.83以上であるガラスを実際に得たことが開示されている。 As such a highly refractive index and highly dispersible glass, for example, Patent Document 1 contains SiO 2 and B 2 O 3 as basic components, and ZnO, rare earth oxides, TiO 2 and Nb 2 O 5 in predetermined proportions, respectively. The glass contained in is disclosed. The glass disclosed in Patent Document 1 is so-called borosilicate glass, and a glass having an Abbe number (νd) of 29 or more and 32 or less and a refractive index (nd) of 1.83 or more was actually obtained. Is disclosed.
しかしながら、一般に、ホウケイ酸ガラスの製造においては、原料を熔融する際に、1300℃以上と比較的高温に加熱する必要があり、このことは、上記特許文献1のガラスについても例外ではなかった。そのため、上記ガラスは、製造時に原料を熔融する温度(以下、「熔融温度」と称することがある。)を下げ、製造におけるコスト低減及び省エネルギー化を図るという点で、課題を有していた。 However, in general, in the production of borosilicate glass, it is necessary to heat the raw material to a relatively high temperature of 1300 ° C. or higher, and this is no exception to the glass of Patent Document 1 described above. Therefore, the above-mentioned glass has a problem in that the temperature at which the raw material is melted at the time of manufacturing (hereinafter, may be referred to as “melting temperature”) is lowered, and the cost and energy saving in the manufacturing are achieved.
これに対し、リン酸系ガラスは、一般に、ホウケイ酸ガラスに比べて熔融温度が低いことが知られている。そして、高屈折率高分散性であるリン酸系ガラスとして、例えば特許文献2は、P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、CaO、TiO2、Bi2O3、Nb2O5及びWO3が所定の組成で含まれるガラスを開示している。同様に、高屈折率高分散性であるリン酸系ガラスとして、例えば特許文献3は、P2O5、B2O3、WO3、Nb2O5、TiO2、Li2O及びNa2Oを必須成分として、それぞれ所定の割合で含むガラスを開示している。 On the other hand, it is known that phosphoric acid-based glass generally has a lower melting temperature than borosilicate glass. As phosphoric acid-based glass having a high refractive index and high dispersibility, for example, Patent Document 2 describes P 2 O 5 , B 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CaO, TiO 2 , Bi. Disclosed is a glass containing 2 O 3 , Nb 2 O 5 and WO 3 in a predetermined composition. Similarly, as phosphoric acid-based glass having a high refractive index and high dispersibility, for example, Patent Document 3 describes P 2 O 5 , B 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , Li 2 O and Na 2 . A glass containing O as an essential component in a predetermined ratio is disclosed.
しかしながら、上記特許文献2及び特許文献3に開示された組成のガラスは、いずれも、高屈折率高分散性であると認められ得るものの、屈折率がアッベ数に対して比較的小さい、より具体的には、アッベ数(νd)及び屈折率(nd)が、上述した直交座標系において上述した直線よりも低屈折率側に位置するため、特定のニーズに合うものではなかった。 However, although the glass having the composition disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 can be recognized as having a high refractive index and high dispersibility, the refractive index is relatively small with respect to the Abbe number, which is more specific. Since the Abbe number (νd) and the refractive index (nd) are located on the lower refractive index side than the above-mentioned straight line in the above-mentioned orthogonal coordinate system, they do not meet specific needs.
以上より、上述した特定のニーズに応えられるような光学恒数を有する上、熔融温度が低いガラスの開発が求められている。 From the above, it is required to develop a glass having an optical constant that can meet the above-mentioned specific needs and having a low melting temperature.
本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である中でも、更に屈折率が相対的に高い光学恒数を有し、且つ、原料を熔融する際に過度に高い温度を必要としない光学ガラスを提供することを目的とする。また、本発明は、上記の光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することを目的とする。 The present invention has been developed in view of the above-mentioned current situation, and has a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less. It is an object of the present invention to provide an optical glass having a high optical constant index and which does not require an excessively high temperature when melting a raw material. Another object of the present invention is to provide a preform for precision press molding and an optical element using the above optical glass.
本発明者は、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、P2O5、Li2O、Nb2O5、及びBaOを基本組成とするとともに、BaO、SrO、CaO及びMgOの合計と、アルカリ金属酸化物の合計とのバランスを調整することにより、TiO2等の所定の成分を用いることなく所望の光学恒数を有するとともに、原料の熔融温度が比較的低くて済む光学ガラスが得られることを見出した。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has P 2 O 5 , Li 2 O, Nb 2 O 5 , and BaO as basic compositions, and the total of BaO, SrO, CaO, and MgO. By adjusting the balance between the total of alkali metal oxides and the total amount of alkali metal oxides, an optical glass having a desired optical constant without using a predetermined component such as TiO 2 and having a relatively low melting temperature of the raw material can be obtained. I found that I could get it.
即ち、本発明の光学ガラスは、
質量%で、
P2O5:10%以上30%以下、
B2O3:0%以上10%以下、
Li2O:1%以上5%以下、
K2O:0%以上10%以下、
Nb2O5:25%以上50%以下、
WO3:0%以上9%未満、
Ta2O5:0%以上10%以下、
BaO:5%以上40%以下、
SrO:0%以上20%以下、
CaO:0%以上10%以下、
MgO:0%以上10%以下、
ZnO:0%以上10%以下、
Bi2O3:0%以上15%以下、
Y2O3:0%以上10%以下、
La2O3:0%以上5%以下、
Gd2O3:0%以上5%以下、
SiO2:0%以上5%以下、
を含む組成を有し、
Ti及びNaを含まず、
BaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量をROとし、Li2O及びK2Oの合計の含有量をR’2Oとしたときに、
ROが20%超40%以下であり、且つ、RO/R’2Oが3.1を超える、ことを特徴とする。かかる光学ガラスは、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である中でも、更に屈折率が相対的に高い光学恒数を有し、且つ、原料を熔融する際に過度に高い温度を必要としない。
That is, the optical glass of the present invention is
By mass%,
P 2 O 5 : 10% or more and 30% or less,
B 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
Li 2 O: 1% or more and 5% or less,
K 2 O: 0% or more and 10% or less,
Nb 2 O 5 : 25% or more and 50% or less,
WO 3 : 0% or more and less than 9%,
Ta 2 O 5 : 0% or more and 10% or less,
BaO: 5% or more and 40% or less,
SrO: 0% or more and 20% or less,
CaO: 0% or more and 10% or less,
MgO: 0% or more and 10% or less,
ZnO: 0% or more and 10% or less,
Bi 2 O 3 : 0% or more and 15% or less,
Y 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
Gd 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
SiO 2 : 0% or more and 5% or less,
Has a composition containing
Does not contain Ti and Na
When the total content of BaO, SrO, CaO and MgO is RO and the total content of Li 2 O and K 2 O is R'2 O,
It is characterized in that RO is more than 20% and 40% or less, and RO / R'2 O is more than 3.1. Such an optical glass has a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less, and has an optical constant with a relatively high refractive index. Moreover, an excessively high temperature is not required when melting the raw materials.
本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、アッベ数(νd)をx軸とし、屈折率(nd)をy軸とする直交座標系において、A点(25.0,1.860)、B点(30.0,1.800)、C点(32.0,1.820)、D点(27.0,1.880)を順次直線で結んだ線分A-B、B-C、C-D、D-Aで囲まれた領域内に位置することができる。 The optical glass of the present invention has a refractive index (nd) and an Abbe number (νd) in a Cartesian coordinate system having the Abbe number (νd) as the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis at point A (25. 0, 1.860), point B (30.0, 1.800), point C (32.0, 1.820), point D (27.0, 1.880) connected by a straight line. It can be located in the area surrounded by AB, BC, CD, DA.
また、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。 Further, the preform for precision press molding of the present invention is characterized in that the above optical glass is used as a material.
更に、本発明の光学素子は、上記光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。 Further, the optical element of the present invention is characterized in that the above optical glass is used as a material.
本発明によれば、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である中でも、更に屈折率が相対的に高い光学恒数を有し、且つ、原料を熔融する際に過度に高い温度を必要としない光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上記の光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することができる。 According to the present invention, it has an optical constant with a relatively high refractive index even though it has a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less. Moreover, it is possible to provide an optical glass that does not require an excessively high temperature when melting the raw materials. Further, according to the present invention, it is possible to provide a preform for precision press molding and an optical element using the above optical glass.
(光学ガラス)
以下、本発明の一実施形態の光学ガラス(以下、「本実施形態の光学ガラス」と称することがある。)を具体的に説明する。本実施形態の光学ガラスは、質量%で、
P2O5:10%以上30%以下、
B2O3:0%以上10%以下、
Li2O:1%以上5%以下、
K2O:0%以上10%以下、
Nb2O5:25%以上50%以下、
WO3:0%以上9%未満、
Ta2O5:0%以上10%以下、
BaO:5%以上40%以下、
SrO:0%以上20%以下、
CaO:0%以上10%以下、
MgO:0%以上10%以下、
ZnO:0%以上10%以下、
Bi2O3:0%以上15%以下、
Y2O3:0%以上10%以下、
La2O3:0%以上5%以下、
Gd2O3:0%以上5%以下、
SiO2:0%以上5%以下、
を含む組成を有し、
Ti及びNaを含まず、
BaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量をROとし、Li2O及びK2Oの合計の含有量をR’2Oとしたときに、
ROが20%超40%以下であり、且つ、RO/R’2Oが3.1を超える、ことを特徴とする。
(Optical glass)
Hereinafter, the optical glass of one embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “optical glass of the present embodiment”) will be specifically described. The optical glass of this embodiment is based on mass%.
P 2 O 5 : 10% or more and 30% or less,
B 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
Li 2 O: 1% or more and 5% or less,
K 2 O: 0% or more and 10% or less,
Nb 2 O 5 : 25% or more and 50% or less,
WO 3 : 0% or more and less than 9%,
Ta 2 O 5 : 0% or more and 10% or less,
BaO: 5% or more and 40% or less,
SrO: 0% or more and 20% or less,
CaO: 0% or more and 10% or less,
MgO: 0% or more and 10% or less,
ZnO: 0% or more and 10% or less,
Bi 2 O 3 : 0% or more and 15% or less,
Y 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
Gd 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
SiO 2 : 0% or more and 5% or less,
Has a composition containing
Does not contain Ti and Na
When the total content of BaO, SrO, CaO and MgO is RO and the total content of Li 2 O and K 2 O is R'2 O,
It is characterized in that RO is more than 20% and 40% or less, and RO / R'2 O is more than 3.1.
なお、本実施形態の光学ガラスは、上述した成分以外のその他の成分(後述)を含んでもよい。但し、本実施形態の光学ガラスは、所望の光学恒数、及び熔融温度の低減をより確実に発現させる観点から、上述した成分(P2O5、B2O3、Li2O、K2O、Nb2O5、WO3、Ta2O5、BaO、SrO、CaO、MgO、ZnO、Bi2O3、Y2O3、La2O3、Gd2O3、及びSiO2)のみからなる組成を有することが好ましい。
ここで、「上述した成分のみからなる」とは、当該成分以外の不純物成分が不可避的に混入する、具体的には、不純物成分の割合が0.2質量%以下である場合を包含することとする。
The optical glass of the present embodiment may contain other components (described later) other than the above-mentioned components. However, the optical glass of the present embodiment has the above-mentioned components (P 2 O 5 , B 2 O 3 , Li 2 O, K 2 ) from the viewpoint of more reliably expressing the desired optical constant and reduction of the melting temperature. O, Nb 2 O 5 , WO 3 , Ta 2 O 5 , BaO, SrO, CaO, MgO, ZnO, Bi 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and SiO 2 ) only It is preferable to have a composition consisting of.
Here, "consisting only of the above-mentioned components" includes a case where an impurity component other than the component is inevitably mixed, specifically, the ratio of the impurity component is 0.2% by mass or less. And.
まず、本実施形態において、光学ガラスの組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。なお、成分に関する「%」表示は、特に断らない限り、質量%を意味するものとする。 First, in the present embodiment, the reason why the composition of the optical glass is limited to the above range will be described. In addition, unless otherwise specified, the "%" indication regarding a component shall mean mass%.
<P2O5>
P2O5は、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの骨格となる網目構造を形成する主成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるP2O5の含有量が30%を超えると、屈折率が低下して所望の光学恒数が得られなくなるとともに、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)が上昇する。更に、光学ガラスにおけるP2O5の含有量が30%を超えると、液相温度及び熔融温度も上昇する。一方、光学ガラスにおけるP2O5の含有量が10%未満であると、ガラスの安定化を図ることができず、失透する傾向が増大する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、P2O5の含有量を10%以上30%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるP2O5の含有量は、12%以上であることが好ましく、13%以上であることがより好ましく、また、28%以下であることが好ましく、26%以下であることがより好ましい。
<P 2 O 5 >
P 2 O 5 is an essential component in the optical glass of the present embodiment, and is a main component forming a network structure that forms the skeleton of the glass. However, when the content of P 2 O 5 in the optical glass exceeds 30%, the refractive index decreases and the desired optical constant cannot be obtained, and the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At) increase. do. Further, when the content of P 2 O 5 in the optical glass exceeds 30%, the liquid phase temperature and the melting temperature also rise. On the other hand, if the content of P 2 O 5 in the optical glass is less than 10%, the glass cannot be stabilized and the tendency of devitrification increases. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of P 2 O 5 is set in the range of 10% or more and 30% or less. From the same viewpoint, the content of P 2 O 5 in the optical glass of the present embodiment is preferably 12% or more, more preferably 13% or more, and preferably 28% or less. , 26% or less is more preferable.
<B2O3>
B2O3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、P2O5と同様にガラスの網目構造を形成し、適量用いることにより、ガラスの均質化及び熔融性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるB2O3の含有量が10%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、B2O3の含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるB2O3の含有量は、8%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
<B 2 O 3 >
In the optical glass of the present embodiment, B 2 O 3 is an effective component for forming a glass network structure and using an appropriate amount in the same manner as P 2 O 5 for homogenizing the glass and improving the meltability. However, when the content of B 2 O 3 in the optical glass exceeds 10%, the glass becomes unstable and the tendency of devitrification increases. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of B 2 O 3 is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of B 2 O 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 8% or less, and more preferably 6% or less.
<Li2O>
Li2Oは、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、熔融温度の低減及び屈折率の上昇に有効であるとともに、ガラス転移温度(Tg)の低減にも有効な成分である。特に、Li2Oは、ガラス中の非架橋酸素の分極率を高めることができるため、より効果的に屈折率を向上させることができる。しかしながら、光学ガラスにおけるLi2Oの含有量が5%を超えると、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性が悪化する上、ガラスの膨張係数が大きくなり、精密プレス成形の際にレンズ面の正確な転写が困難になる。一方、光学ガラスにおけるLi2Oの含有量が1%未満であると、少なくとも屈折率の上昇及びガラス転移温度(Tg)の低減の効果を十分に得ることができない。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Li2Oの含有量を1%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるLi2Oの含有量は、1.5%以上であることが好ましく、2%以上であることがより好ましく、また、4%以下であることが好ましく、3.8%以下であることがより好ましい。
<Li 2 O>
Li 2 O is an essential component in the optical glass of the present embodiment, and is effective in reducing the melting temperature and increasing the refractive index, and is also an effective component in reducing the glass transition temperature (Tg). In particular, Li 2 O can increase the polarizability of non-crosslinked oxygen in the glass, so that the refractive index can be improved more effectively. However, if the Li 2 O content in the optical glass exceeds 5%, the devitrification resistance and chemical durability of the glass deteriorate, and the expansion coefficient of the glass becomes large, so that the lens surface is formed during precision press molding. Accurate transfer of is difficult. On the other hand, if the Li 2 O content in the optical glass is less than 1%, at least the effects of increasing the refractive index and reducing the glass transition temperature (Tg) cannot be sufficiently obtained. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the Li 2 O content is set in the range of 1% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the Li 2 O content in the optical glass of the present embodiment is preferably 1.5% or more, more preferably 2% or more, and more preferably 4% or less. It is preferably 3.8% or less, and more preferably 3.8% or less.
<K2O>
K2Oは、本実施形態の光学ガラスにおいて、熔融温度及びガラス転移温度(Tg)の低減に有効であるとともに、Li2Oと併せて適量用いることにより、混合アルカリ効果でガラスの液相温度を下げることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるK2Oの含有量が10%を超えると、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性が悪化する虞がある上、ガラスの膨張係数が大きくなる。また、たとえ耐失透性が保持されたとしても、高い屈折率を維持することができなくなる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、K2Oの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるK2Oの含有量は、8%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
<K 2 O>
K 2 O is effective in reducing the melting temperature and the glass transition temperature (Tg) in the optical glass of the present embodiment, and by using an appropriate amount in combination with Li 2 O, the liquid phase temperature of the glass due to the mixed alkali effect. It is an ingredient that can lower the temperature. However, if the K 2 O content in the optical glass exceeds 10%, the devitrification resistance and chemical durability of the glass may deteriorate, and the expansion coefficient of the glass becomes large. Moreover, even if the devitrification resistance is maintained, it becomes impossible to maintain a high refractive index. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of K 2 O is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of K 2 O in the optical glass of the present embodiment is preferably 8% or less, more preferably 6% or less.
<Nb2O5>
Nb2O5は、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、屈折率の上昇及び化学的耐久性の向上に有効である必須の成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるNb2O5の含有量が50%を超えると、熔融温度が著しく高くなる。一方、光学ガラスにおけるNb2O5の含有量が25%未満であると、屈折率を十分に高めることができず、所望の光学恒数が得られなくなる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Nb2O5の含有量を25%以上50%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるNb2O5の含有量は、30%以上であることが好ましく、33%以上であることがより好ましく、また、45%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。
<Nb 2 O 5 >
Nb 2 O 5 is an essential component in the optical glass of the present embodiment, and is an essential component effective for increasing the refractive index and improving the chemical durability. However, when the content of Nb 2 O 5 in the optical glass exceeds 50%, the melting temperature becomes significantly high. On the other hand, if the content of Nb 2 O 5 in the optical glass is less than 25%, the refractive index cannot be sufficiently increased and the desired optical constant cannot be obtained. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of Nb 2 O 5 is set in the range of 25% or more and 50% or less. From the same viewpoint, the content of Nb 2 O 5 in the optical glass of the present embodiment is preferably 30% or more, more preferably 33% or more, and preferably 45% or less. , 40% or less is more preferable.
<WO3>
WO3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、所望の光学恒数を得るのに有効であるとともに、Nb2O5と併せて適量用いることにより、屈伏温度(At)を上昇させることなく屈折率を調整することができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるWO3の含有量が9%以上であると、分散性が高くなり過ぎるとともに、ガラス着色、化学的耐久性の悪化、及びガラス比重の増大が生じる虞がある。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、WO3の含有量を0%以上9%未満の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるWO3の含有量は、8.8%以下であることが好ましく、8.6%以下であることがより好ましい。
<WO 3 >
WO 3 is effective in obtaining a desired optical constant in the optical glass of the present embodiment, and when used in an appropriate amount in combination with Nb 2 O 5 , the refractive index does not increase the yield temperature (At). Is an ingredient that can be adjusted. However, when the content of WO 3 in the optical glass is 9% or more, the dispersibility becomes too high, and there is a possibility that the glass is colored, the chemical durability is deteriorated, and the glass specific gravity is increased. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of WO 3 is set in the range of 0% or more and less than 9%. From the same viewpoint, the content of WO 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 8.8% or less, and more preferably 8.6% or less.
<Ta2O5>
Ta2O5は、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるTa2O5の含有量が10%を超えると、ガラスの熔融性が著しく悪化して、ガラスが不安定になる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Ta2O5の含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるTa2O5の含有量は、9%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましい。
<Ta 2 O 5 >
Ta 2 O 5 is an effective component for increasing the refractive index and improving the chemical durability in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of Ta 2 O 5 in the optical glass exceeds 10%, the meltability of the glass is significantly deteriorated and the glass becomes unstable. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of Ta 2 O 5 is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of Ta 2 O 5 in the optical glass of the present embodiment is preferably 9% or less, more preferably 8% or less.
<BaO>
BaOは、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、屈折率を高めるとともに、液相温度を低下させて耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるBaOの含有量が40%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大し、また、ガラスの化学的耐久性が悪化する。一方、光学ガラスにおけるBaOの含有量が5%未満であると、屈折率を十分に高めることができず、所望の光学恒数が得られなくなる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、BaOの含有量を5%以上40%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるBaOの含有量は、6%以上であることが好ましく、8%以上であることがより好ましく、また、35%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。
<BaO>
BaO is an essential component in the optical glass of the present embodiment, and is an effective component for increasing the refractive index and lowering the liquidus temperature to improve the devitrification resistance. However, when the BaO content in the optical glass exceeds 40%, the glass becomes unstable, the tendency to devitrify increases, and the chemical durability of the glass deteriorates. On the other hand, if the BaO content in the optical glass is less than 5%, the refractive index cannot be sufficiently increased and a desired optical constant cannot be obtained. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the BaO content is set in the range of 5% or more and 40% or less. From the same viewpoint, the content of BaO in the optical glass of the present embodiment is preferably 6% or more, more preferably 8% or more, and preferably 35% or less, preferably 30%. The following is more preferable.
<SrO>
SrOは、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、液相温度を低下させて耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるSrOの含有量が20%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大し、また、ガラスの化学的耐久性が悪化する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、SrOの含有量を0%以上20%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるSrOの含有量は、19%以下であることが好ましく、18%以下であることがより好ましい。
<SrO>
SrO is an effective component for increasing the refractive index and lowering the liquidus temperature to improve the devitrification resistance in the optical glass of the present embodiment. However, when the SrO content in the optical glass exceeds 20%, the glass becomes unstable, the tendency to devitrify increases, and the chemical durability of the glass deteriorates. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of SrO is set in the range of 0% or more and 20% or less. From the same viewpoint, the content of SrO in the optical glass of the present embodiment is preferably 19% or less, more preferably 18% or less.
<CaO>
CaOは、本実施形態の光学ガラスにおいて、液相温度を低下させて耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるCaOの含有量が10%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大し、また、ガラスの化学的耐久性が悪化する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、CaOの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるCaOの含有量は、8%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
<CaO>
CaO is an effective component for lowering the liquidus temperature and improving the devitrification resistance in the optical glass of the present embodiment. However, when the CaO content in the optical glass exceeds 10%, the glass becomes unstable, the tendency to devitrify increases, and the chemical durability of the glass deteriorates. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the CaO content is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the CaO content in the optical glass of the present embodiment is preferably 8% or less, and more preferably 5% or less.
<MgO>
MgOは、本実施形態の光学ガラスにおいて、液相温度を低下させて耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるMgOの含有量が10%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大し、また、ガラスの熔融性が悪化する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、MgOの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるMgOの含有量は、8%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
<MgO>
MgO is an effective component for lowering the liquidus temperature and improving the devitrification resistance in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of MgO in the optical glass exceeds 10%, the glass becomes unstable, the tendency of devitrification increases, and the meltability of the glass deteriorates. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the MgO content is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of MgO in the optical glass of the present embodiment is preferably 8% or less, and more preferably 5% or less.
<BaO、SrO、CaO及びMgOの合計>
ここで、本実施形態の光学ガラスは、BaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量(本明細書において「RO」で表される。)が、20%超40%以下であることを要する。上記合計の含有量が40%を超えると、ガラスが不安定になり、失透する傾向が増大する。一方、上記合計の含有量が20%以下であると、屈折率を十分に高めることができず、所望の光学恒数が得られなくなる。
なお、本実施形態の光学ガラスにおけるBaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量は、ガラスの失透をより効果的に抑制する観点から、35%以下であることが好ましく、33%以下であることがより好ましく、また、屈折率をより十分に高める観点から、20.5%以上であることが好ましく、21%以上であることがより好ましい。
<Total of BaO, SrO, CaO and MgO>
Here, the optical glass of the present embodiment requires that the total content of BaO, SrO, CaO and MgO (represented by "RO" in the present specification) is more than 20% and 40% or less. .. When the total content exceeds 40%, the glass becomes unstable and the tendency to devitrify increases. On the other hand, if the total content is 20% or less, the refractive index cannot be sufficiently increased and a desired optical constant cannot be obtained.
The total content of BaO, SrO, CaO and MgO in the optical glass of the present embodiment is preferably 35% or less, preferably 33% or less, from the viewpoint of more effectively suppressing devitrification of the glass. It is more preferably 20.5% or more, and more preferably 21% or more from the viewpoint of further increasing the refractive index.
<ROとR’2Oとの比>
また、本実施形態の光学ガラスは、BaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量をROとし、Li2O及びK2Oの合計の含有量をR’2Oとしたときに、RO/R’2Oが3.1を超えることを要する。本発明者は、Ba、Sr、Ca及びMg等の金属のイオンが、アルカリ金属のイオンに比べてイオン電場強度が高く、ガラス中の非架橋酸素の分極率をより高めることができる傾向にあるという知見に基づき、密度の影響を考慮しながら、各成分の含有量を限定しつつ、ROとR’2Oとの比の適正化を図ることで、高屈折率高分散性の中でも屈折率が相対的に高い光学恒数が得られることを見出した。なお、RO/R’2Oが3.1以下であると、屈折率を十分に高めることができず、所望の光学恒数が得られなくなる。この点に関し、原子価が大きく屈折率の上昇に寄与し得る成分(例えば、Nb2O5、WO3等)を多量に追加することで、屈折率の上昇を補填する方法が考えられる。しかしながら、それら成分はいずれも分散性を高める(アッベ数を小さくする)働きがあるため、多量に追加したとしても、やはり所望の光学恒数を得ることができない。その上、上述した成分は、いずれも難熔解性であるため、多量の追加は熔融温度の上昇及び煮込みの長時間化をもたらす。
また、本実施形態の光学ガラスにおけるRO/R’2Oは、屈折率をより十分に高めて所望の光学恒数を得る観点から、3.5を超えることが好ましく、4.0を超えることがより好ましい。
<Ratio of RO and R'2 O>
Further, in the optical glass of the present embodiment, when the total content of BaO, SrO, CaO and MgO is RO and the total content of Li 2 O and K 2 O is R'2 O, RO / R'2 O needs to exceed 3.1. The present inventor has a tendency that metal ions such as Ba, Sr, Ca and Mg have a higher ionic electric field strength than alkali metal ions and can further increase the polarizability of unbridged oxygen in glass. Based on this finding, by optimizing the ratio of RO and R'2 O while limiting the content of each component while considering the influence of density, the refractive index is high even in high dispersibility. Found that a relatively high optical constant can be obtained. If RO / R'2 O is 3.1 or less, the refractive index cannot be sufficiently increased and a desired optical constant cannot be obtained. In this regard, a method of compensating for the increase in the refractive index can be considered by adding a large amount of components (for example, Nb 2 O 5 , WO 3 , etc.) having a large valence and which can contribute to the increase in the refractive index. However, since all of these components have a function of increasing dispersibility (reducing the Abbe number), even if a large amount is added, the desired optical constant cannot be obtained. Moreover, since all of the above-mentioned components are difficult to melt, the addition of a large amount causes an increase in the melting temperature and a long boiling time.
Further, the RO / R'2 O in the optical glass of the present embodiment is preferably more than 3.5 and more than 4.0 from the viewpoint of obtaining a desired optical constant by further increasing the refractive index. Is more preferable.
<ZnO>
ZnOは、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、屈伏温度(At)の低下及び膨張係数の低減を図るのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるZnOの含有量が10%を超えると、ガラスが失透する傾向が増大するとともに、熔融温度も上昇する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、ZnOの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるZnOの含有量は、9%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましい。
<ZnO>
ZnO is an effective component for increasing the refractive index, lowering the bending temperature (At), and reducing the expansion coefficient in the optical glass of the present embodiment. However, when the ZnO content in the optical glass exceeds 10%, the tendency of the glass to devitrify increases and the melting temperature also rises. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the ZnO content is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the ZnO content in the optical glass of the present embodiment is preferably 9% or less, more preferably 8% or less.
<Bi2O3>
Bi2O3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるのに有効であるとともに、ガラス転移温度(Tg)の低減にも有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるBi2O3の含有量が15%を超えると、ガラス比重の増大が生じる虞があり、また、熔融容器を構成する貴金属を侵食し易くなってガラスの着色が生じる虞がある。更に、光学ガラスにおけるBi2O3の含有量が15%を超えると、プレス成形後のレンズの表面が曇る虞がある。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Bi2O3の含有量を0%以上15%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるBi2O3の含有量は、13%以下であることが好ましく、11%以下であることがより好ましい。
<Bi 2 O 3 >
Bi 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index and also for reducing the glass transition temperature (Tg) in the optical glass of the present embodiment. However, if the content of Bi 2 O 3 in the optical glass exceeds 15%, the specific gravity of the glass may increase, and the noble metal constituting the melting vessel may be easily eroded, resulting in coloring of the glass. be. Further, if the Bi 2 O 3 content in the optical glass exceeds 15%, the surface of the lens after press molding may become cloudy. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of Bi 2 O 3 is set in the range of 0% or more and 15% or less. From the same viewpoint, the content of Bi 2 O 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 13% or less, more preferably 11% or less.
<Y2O3>
Y2O3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるY2O3の含有量が10%を超えると、ガラスの熔融性が著しく悪化して、ガラスが不安定になる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Y2O3の含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるY2O3の含有量は、8%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
<Y 2 O 3 >
Y 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index and improving the chemical durability in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of Y 2 O 3 in the optical glass exceeds 10%, the meltability of the glass is significantly deteriorated and the glass becomes unstable. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of Y 2 O 3 is set in the range of 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of Y 2 O 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 8% or less, and more preferably 5% or less.
<La2O3>
La2O3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるLa2O3の含有量が5%を超えると、ガラスの熔融性が著しく悪化して、ガラスが不安定になる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、La2O3の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるLa2O3の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<La 2 O 3 >
La 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index and improving the chemical durability in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of La 2 O 3 in the optical glass exceeds 5%, the meltability of the glass is significantly deteriorated and the glass becomes unstable. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of La 2 O 3 is set in the range of 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the content of La 2 O 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 4.5% or less, and more preferably 4% or less.
<Gd2O3>
Gd2O3は、本実施形態の光学ガラスにおいて、屈折率を高めるとともに、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるGd2O3の含有量が5%を超えると、ガラスの熔融性が著しく悪化して、ガラスが不安定になる。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Gd2O3の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるGd2O3の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<Gd 2 O 3 >
Gd 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index and improving the chemical durability in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of Gd 2 O 3 in the optical glass exceeds 5%, the meltability of the glass is significantly deteriorated and the glass becomes unstable. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of Gd 2 O 3 is set in the range of 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the content of Gd 2 O 3 in the optical glass of the present embodiment is preferably 4.5% or less, and more preferably 4% or less.
<SiO2>
SiO2は、本実施形態の光学ガラスにおいて、融液の粘性を高めてガラスを安定化することができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるSiO2の含有量が5%を超えると、屈折率が低下して所望の光学恒数が得られなくなるとともに、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)が上昇する。更に、光学ガラスにおけるSiO2の含有量が5%を超えると、液相温度及び熔融温度も上昇する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、SiO2の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるSiO2の含有量は、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましい。
<SiO 2 >
SiO 2 is a component that can increase the viscosity of the melt and stabilize the glass in the optical glass of the present embodiment. However, when the content of SiO 2 in the optical glass exceeds 5%, the refractive index decreases, the desired optical constant cannot be obtained, and the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At) increase. Further, when the content of SiO 2 in the optical glass exceeds 5%, the liquid phase temperature and the melting temperature also rise. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, the content of SiO 2 is set in the range of 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the content of SiO 2 in the optical glass of the present embodiment is preferably 3% or less, and more preferably 2% or less.
<Ti(不含成分)>
なお、本実施形態の光学ガラスは、Tiを含まないことを要する。上述した成分を含有する光学ガラスにおいて、Ti(例えば、TiO2)を用いると、屈折率を高めることはできるものの、相応して分散性も高くなって所望の光学恒数を得ることができなくなり、その上、熔融温度が著しく高くなるからである。
<Ti (non-containing component)>
The optical glass of the present embodiment needs to be free of Ti. In the optical glass containing the above-mentioned components, if Ti (for example, TiO 2 ) is used, the refractive index can be increased, but the dispersibility is correspondingly increased, and the desired optical constant cannot be obtained. Moreover, the melting temperature is significantly increased.
<Na(不含成分)>
また、上述した成分を含む光学ガラスにおいて、Na(例えば、Na2O)は、耐失透性を著しく悪化させる虞がある上、所望の光学恒数の達成を阻害することが判明した。そこで、本実施形態の光学ガラスは、Naを含まないこととした。
<Na (non-containing component)>
Further, it has been found that in an optical glass containing the above-mentioned components, Na (for example, Na 2 O) may significantly deteriorate the devitrification resistance and hinder the achievement of a desired optical constant. Therefore, it was decided that the optical glass of the present embodiment does not contain Na.
<その他の成分>
本実施形態の光学ガラスには、目的を外れない限り、上述した成分以外のその他の成分、例えば、ZrO2、Sb2O3、GeO2、Ga2O3などを少量(例えば、それぞれ5%以下で)含ませることができる。
なお、本実施形態の光学ガラスは、環境への負荷や人体への悪影響が高い成分、例えば、PbO、TeO2、As2O3、及びCdOを含まないことが好ましい。
<Other ingredients>
The optical glass of the present embodiment contains a small amount (for example, 5% each) of other components other than the above-mentioned components, such as ZrO 2 , Sb 2 O 3 , GeO 2 , and Ga 2 O 3 , unless the purpose is not deviated. Can be included (below).
The optical glass of the present embodiment preferably does not contain components having a high environmental load or adverse effect on the human body, such as PbO, TeO 2 , As 2 O 3 , and CdO.
次に、本実施形態の光学ガラスの諸特性について説明する。 Next, various characteristics of the optical glass of the present embodiment will be described.
<屈折率(nd)及びアッベ数(νd)>
本実施形態の光学ガラスは、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である中でも、更に屈折率が相対的に高い光学恒数を有することができる。より具体的に、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)は、図1に示すように、アッベ数(νd)をx軸とし、屈折率(nd)をy軸とする直交座標系において、A点(25.0,1.860)とB点(30.0,1.800)とを通るように引いた直線上又は当該直線よりも高屈折率側に位置することができる。そのため、本実施形態の光学ガラスは、特定のニーズに応えることができる。
<Refractive index (nd) and Abbe number (νd)>
The optical glass of the present embodiment has a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less, and has an optical constant with a relatively high refractive index. Can have. More specifically, as shown in FIG. 1, the refractive index (nd) and the Abbe number (νd) of the optical glass of the present embodiment have the Abbe number (νd) as the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis. In the Cartesian coordinate system, the position is on a straight line drawn so as to pass through points A (25.0, 1.860) and B (30.0, 1.800) or on the higher refractive index side than the straight line. can do. Therefore, the optical glass of the present embodiment can meet a specific need.
また、本実施形態の光学ガラスは、これを用いた光学設計の自由度を大きく広げる観点から、屈折率(nd)が、1.800以上であることが好ましく、1.805以上であることがより好ましく、1.810以上であることが更に好ましく、また、1.880以下であることが好ましく、1.875以下であることがより好ましく、1.870以下であることが更に好ましい。同様に、本実施形態の光学ガラスは、これを用いた光学設計の自由度を大きく広げる観点から、アッベ数(νd)が、25.0以上であることが好ましく、25.5以上であることがより好ましく、26.0以上であることが更に好ましく、また、32.0以下であることが好ましく、31.0以下であることがより好ましく、30.0以下であることが更に好ましい。 Further, the optical glass of the present embodiment preferably has a refractive index (nd) of 1.800 or more, and preferably 1.805 or more, from the viewpoint of greatly expanding the degree of freedom in optical design using the optical glass. It is more preferably 1.810 or more, still more preferably 1.880 or less, still more preferably 1.875 or less, still more preferably 1.870 or less. Similarly, the optical glass of the present embodiment preferably has an Abbe number (νd) of 25.0 or more, preferably 25.5 or more, from the viewpoint of greatly expanding the degree of freedom in optical design using the optical glass. Is more preferably 26.0 or more, more preferably 32.0 or less, still more preferably 31.0 or less, still more preferably 30.0 or less.
そして、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)は、特に制限されず、図1に示すように、A点(25.0,1.860)、B点(30.0,1.800)、C点(32.0,1.820)、D点(27.0,1.880)を順次直線で結んだ線分A-B、B-C、C-D、D-Aで囲まれた領域内に位置することができる。
なお、上記「領域内」とは、A-B、B-C、C-D、D-Aの線分上を含むものとする。また、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の調整は、例えば、上述した各成分の含有量を、所定の範囲内において適宜調節することにより達成することができる。
The refractive index (nd) and Abbe number (νd) of the optical glass of the present embodiment are not particularly limited, and as shown in FIG. 1, points A (25.0, 1.860) and points B (30). .0, 1.800), point C (32.0, 1.820), point D (27.0, 1.880) connected by a straight line, line segments AB, BC, CD , Can be located within the area surrounded by DA.
The above "inside the region" includes the line segments of AB, BC, CD, and DA. Further, the refractive index (nd) and Abbe number (νd) of the optical glass of the present embodiment can be adjusted, for example, by appropriately adjusting the content of each of the above-mentioned components within a predetermined range. ..
<ガラス転移温度(Tg)>
本実施形態の光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が、560℃以下であることが好ましい。光学ガラスのガラス転移温度(Tg)が560℃以下であることで、軟化温度も低くなり、精密プレス成形をより容易に行うことができる。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスのガラス転移温度(Tg)は、555℃以下であることがより好ましく、550℃以下であることが更に好ましい。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、実施例に記載の手順により測定することができる。また、本実施形態の光学ガラスのガラス転移温度(Tg)の調整は、例えば、上述した各成分の含有量を、所定の範囲内において適宜調節することにより達成することができる。
<Glass transition temperature (Tg)>
The optical glass of the present embodiment preferably has a glass transition temperature (Tg) of 560 ° C. or lower. When the glass transition temperature (Tg) of the optical glass is 560 ° C. or lower, the softening temperature is also lowered, and precision press molding can be performed more easily. From the same viewpoint, the glass transition temperature (Tg) of the optical glass of the present embodiment is more preferably 555 ° C or lower, further preferably 550 ° C or lower.
The glass transition temperature (Tg) can be measured by the procedure described in Examples. Further, the adjustment of the glass transition temperature (Tg) of the optical glass of the present embodiment can be achieved, for example, by appropriately adjusting the content of each of the above-mentioned components within a predetermined range.
<光学ガラスの製造方法>
次に、本実施形態の光学ガラスの製造方法について説明する。
ここで、本実施形態の光学ガラスは、各成分の組成が上述した範囲を満足していればよく、その製造方法については特に限定されることなく、従来の製造方法に従って製造することができる。
例えば、まず、本実施形態の光学ガラスに含まれ得る各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩などを所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない熔融容器(例えば白金等の貴金属製の坩堝)に投入して、電気炉にて900~1150℃に加熱して熔融する。その後、適時撹拌して均質化を図り、清澄化してから、適当な温度に予熱した金型内に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、本実施形態の光学ガラスを製造することができる。そして、本実施形態の光学ガラスは、原料を熔融する際に過度に高い温度を必要としないため、加熱温度が上述の通り高くとも1150℃で済み、製造におけるコスト低減及び省エネルギー化を図ることができる。なお、脱泡のため、ごく少量(例えば、光学ガラス中において1%未満となるような量)のSb2O3等の清澄剤を加えることができる。
<Manufacturing method of optical glass>
Next, a method for manufacturing the optical glass of the present embodiment will be described.
Here, the optical glass of the present embodiment may be manufactured according to a conventional manufacturing method without particular limitation as long as the composition of each component satisfies the above-mentioned range.
For example, first, as a raw material for each component that can be contained in the optical glass of the present embodiment, an oxide, a hydroxide, a carbonate, a nitrate, a phosphate, etc. are weighed at a predetermined ratio, and a glass is sufficiently mixed. Used as a compounding ingredient. Next, this raw material is put into a melting container (for example, a crucible made of a precious metal such as platinum) that does not react with a glass raw material or the like, and heated to 900 to 1150 ° C. in an electric furnace to melt. After that, the optics of the present embodiment are subjected to timely stirring for homogenization, clarification, casting into a mold preheated to an appropriate temperature, and then slowly cooling in an electric furnace to remove strain. Glass can be manufactured. Further, since the optical glass of the present embodiment does not require an excessively high temperature when melting the raw materials, the heating temperature can be as high as 1150 ° C. as described above, and it is possible to reduce the manufacturing cost and save energy. can. For defoaming, a very small amount (for example, an amount of less than 1% in optical glass) of a clearing agent such as Sb 2 O 3 can be added.
(精密プレス成形用プリフォーム)
以下、本発明の一実施形態の精密プレス成形用プリフォーム(以下、「本実施形態のプリフォーム」と称することがある。)を具体的に説明する。
ここで、精密プレス成形用プリフォーム(Precision press-molding preform)は、周知の精密プレス成形法に用いられる予備成形されたガラス素材であり、即ち、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味する。
(Preform for precision press molding)
Hereinafter, the preform for precision press molding of one embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “preform of the present embodiment”) will be specifically described.
Here, the precision press-molding preform is a preformed glass material used in a well-known precision press molding method, that is, a glass reserve that is heated and used for precision press molding. It means a molded product.
ここで、精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、最終的に得られる光学素子の光学機能面を、プレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは、光学素子における、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させたりする面を意味し、例えば、レンズにおけるレンズ面などが、この光学機能面に相当する。 Here, precision press molding is also called mold optics molding as is well known, and is a method of forming an optical functional surface of a finally obtained optical element by transferring a molding surface of a press molding mold. The optical functional surface means a surface of the optical element that refracts, reflects, diffracts, and emits light to be controlled. For example, the lens surface of the lens is the optical surface. It corresponds to the functional aspect.
そして、本実施形態のプリフォームは、上述した光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本実施形態のプリフォームは、上述した光学ガラスを素材として用いているため、上述した特定のニーズに応えることができるとともに、製造におけるコスト低減及び省エネルギー化を図ることができる。なお、本実施形態のプリフォームは、所望の光学恒数をより確実に得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、各成分の組成に関する必須要件を満たすことが好ましく、本発明の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。 The preform of the present embodiment is characterized in that the above-mentioned optical glass is used as a material. As described above, since the preform of the present embodiment uses the above-mentioned optical glass as a material, it is possible to meet the above-mentioned specific needs, and it is possible to reduce the cost and save energy in manufacturing. From the viewpoint of more reliably obtaining the desired optical constant, the preform of the present embodiment preferably satisfies the essential requirements regarding the composition of each component described above for the optical glass of the present invention, and the optical of the present invention. It is more preferable to meet the various preferable requirements described above for glass.
本実施形態のプリフォームの作製方法としては、特に限定されない。ただし、本実施形態のプリフォームは、上記光学ガラスの優れた特質を活かして、次の作製方法により作製することが望ましい。 The method for producing the preform of the present embodiment is not particularly limited. However, it is desirable that the preform of the present embodiment be produced by the following production method by taking advantage of the excellent characteristics of the above optical glass.
第1のプリフォームの作製方法(「プリフォーム製法I」とする。)は、素材としての光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却する過程で、プリフォームに成形する方法である。 The first method for producing a preform (referred to as "preform manufacturing method I") is to melt optical glass as a material, flow out the obtained molten glass, separate the molten glass ingot, and separate the molten glass ingot. It is a method of forming into a preform in the process of cooling.
第2のプリフォームの作製方法(「プリフォーム製法II」とする。)は、素材としての光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して、プリフォームを得る方法である。 In the second method for producing a preform (referred to as "preform manufacturing method II"), optical glass as a material is melted, and the obtained molten glass is molded to produce a glass molded body, and the molded body is used. It is a method of processing to obtain a preform.
プリフォーム製法I、IIとも、素材としての光学ガラスから均質な熔融ガラスを得る工程を含む点において、共通する。この工程では、例えば、所望の特性が得られるように調合して製造した光学ガラス原料を白金製の熔融容器内に入れ、加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金又は白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出することができる。なお、光学ガラス原料を粗熔解してカレットを作製し、このカレットを調合して加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを得、上記流出ノズルあるいは流出パイプから流出するようにしてもよい。 Both the preform manufacturing methods I and II are common in that they include a step of obtaining a homogeneous molten glass from optical glass as a material. In this step, for example, an optical glass raw material prepared and manufactured so as to obtain desired characteristics is placed in a platinum melting container, heated, melted, clarified, homogenized to prepare a homogeneous molten glass, and the temperature is adjusted. It can flow out of a conditioned platinum or platinum alloy outflow nozzle or outflow pipe. It should be noted that even if the optical glass raw material is roughly melted to produce a cullet, and the cullet is mixed and heated, melted, clarified, and homogenized to obtain a homogeneous molten glass, the glass is discharged from the outflow nozzle or outflow pipe. good.
ここで、小型のプリフォームや球状のプリフォームを作製する場合は、例えば、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それを金型等で受けてプリフォームに成形する方法を採用することができる。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する方法を採用することができる。
一方、中大型のプリフォームを作製する場合は、例えば、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型等で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型との間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する方法を採用することができる。
Here, when producing a small preform or a spherical preform, for example, a method in which molten glass is dropped from an outflow nozzle as molten glass droplets having a desired mass, and the molten glass is received by a mold or the like and molded into a preform. Can be adopted. Alternatively, a method of forming a preform by dropping molten glass droplets having a desired mass onto liquid nitrogen or the like from an outflow nozzle can be adopted.
On the other hand, when producing a medium-sized or large preform, for example, a molten glass flow is made to flow down from an outflow pipe, the tip of the molten glass flow is received by a preform molding die, etc., and a nozzle and a preform forming die of the molten glass flow are received. After forming a constricted part between the glass and the constricted part, the preform molding die is swooped down directly below, the molten glass flow is separated at the constricted part by the surface tension of the molten glass, and the molten glass ingot having a desired mass is received by the receiving member. It is possible to adopt a method of molding into a preform.
なお、キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを得るためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形したりする方法などが用いられる。 In order to obtain a preform having a smooth surface without scratches, stains, wrinkles, surface deterioration, etc., for example, a preform having a free surface, the molten glass block is floated by applying wind pressure on a preform molding die or the like. A method of molding into a preform, or putting molten glass droplets in a medium obtained by cooling a gaseous substance into a liquid at room temperature such as liquid nitrogen and under normal pressure to form a preform is used.
ここで、熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊には、ガス(浮上ガスという)が吹きつけられ、上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると、浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を3~60dPa・sにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。 Here, when the molten glass ingot is molded into a preform while floating, a gas (referred to as floating gas) is blown to the molten glass ingot, and an upward wind pressure is applied to the molten glass ingot. At this time, if the viscosity of the molten glass block is too low, the floating gas enters the glass and remains as bubbles in the preform. However, by setting the viscosity of the molten glass gob to 3 to 60 dPa · s, the glass gob can be levitated without the floating gas entering the glass.
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、N2ガス、O2ガス、Arガス、Heガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば、特に制限はない。 Examples of the gas used when the floating gas is blown onto the preform include air, N 2 gas, O 2 gas, Ar gas, He gas, and water vapor. Further, the wind pressure is not particularly limited as long as the preform can float without coming into contact with a solid such as the surface of a molding die.
プリフォームより製造される精密プレス成形品(例えば、光学素子)は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状(球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状)を挙げることもできる。 Since many precision press-molded products (for example, optical elements) manufactured from preforms have a rotation symmetry axis like a lens, it is desirable that the shape of the preform also has a rotation symmetry axis. As a specific example, a sphere or a device having one axis of rotational symmetry can be shown. As a shape having one axis of rotational symmetry, a shape having a smooth contour line with no corners or dents in the cross section including the axis of rotational symmetry, for example, an ellipse whose short axis coincides with the axis of rotational symmetry in the above cross section is defined as a contour line. A shape in which the sphere is flattened (a shape in which one axis passing through the center of the sphere is defined and the dimensions are reduced in the axial direction) can also be mentioned.
プリフォーム製法Iでは、光学ガラスを塑性変形可能な温度域で成形するので、ガラス塊をプレス成形することによりプリフォームを得てもよい。その場合、プリフォームの形状を比較的自由に設定することができるので、目的とする精密プレス成形品の形状に近似させ、例えば、対向する面の一方を凸、他方を凹形状にしたり、両方を凹面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凸面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凹面にしたり、両面とも凸面にしたりすることができる。 In the preform manufacturing method I, since the optical glass is molded in a temperature range in which the optical glass can be plastically deformed, the preform may be obtained by press-molding the glass block. In that case, since the shape of the preform can be set relatively freely, it can be approximated to the shape of the target precision press-molded product, for example, one of the facing surfaces may be convex and the other may be concave, or both. Can be concave, one surface can be flat and the other surface can be convex, one surface can be flat, the other surface can be concave, or both sides can be convex.
プリフォーム製法IIでは、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断又は割断を行って、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームを得ることができる。このようにして作製したプリフォームの表面にも、炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。プリフォーム製法IIは、研削、研磨を容易にすることができる球状のプリフォーム、平板状のプリフォームなどの製造に好適である。 In the preform manufacturing method II, for example, after molding by casting molten glass into a mold, the strain of the molded body is removed by annealing, cutting or cutting is performed, and the glass is divided into predetermined dimensions and shapes, and a plurality of glasses are formed. Pieces can be made and the glass pieces polished to smooth the surface and a preform made of glass of a given mass can be obtained. It is preferable to cover the surface of the preform thus produced with a carbon-containing film for use. The preform manufacturing method II is suitable for manufacturing a spherical preform, a flat plate-shaped preform, and the like that can facilitate grinding and polishing.
いずれの製法においても、使用する光学ガラスの熔融温度が低いため、製造コストの低減及び省エネルギー化を図ることができる。 In any of the manufacturing methods, since the melting temperature of the optical glass used is low, it is possible to reduce the manufacturing cost and save energy.
次に、精密プレス成形による光学素子等の成形品の量産性を更に高める上から、より好ましいプリフォームについて説明する。 Next, a more preferable preform will be described in order to further enhance the mass productivity of molded products such as optical elements by precision press molding.
本実施形態のプリフォームの製造においては、精密プレス成形におけるガラスの変形量を減少させることにより、精密プレス成形時のガラスと成形型の温度の低下、プレス成形に要する時間の短縮化、プレス圧力の低減などが可能になる。その結果、ガラスと成形型の成形面との反応性が低下し、精密プレス成形時に発生する不具合が低減され、量産性がより高まる。 In the production of the preform of the present embodiment, by reducing the amount of deformation of the glass in the precision press molding, the temperature of the glass and the molding die during the precision press molding is lowered, the time required for the press molding is shortened, and the press pressure is pressed. Can be reduced. As a result, the reactivity between the glass and the molding surface of the molding die is lowered, defects that occur during precision press molding are reduced, and mass productivity is further improved.
ここで、プリフォームを精密プレス成形してレンズを作製する場合における好ましいプリフォームは、互いに反対方向を向く被プレス面(精密プレス成形時に対向する成形型成形面でプレスされる面)を有するプリフォームであり、更に2つの被プレス面の中心を貫く回転対称軸を有するプリフォームがより好ましい。こうしたプリフォームのうち、メニスカスレンズの精密プレス成形に好適なものは、被プレス面の一方が凸面、他方が凹面、平面、前記凸面より曲率が小さいと凸面のいずれかであるプリフォームである。 Here, in the case of producing a lens by precision press molding of a preform, a preferable preform has a surface to be pressed (a surface pressed by a molding mold facing surface facing each other during precision press molding). A preform which is a reform and further has a rotation symmetry axis penetrating the centers of the two pressed surfaces is more preferable. Among these preforms, those suitable for precision press molding of meniscus lenses are preforms in which one of the pressed surfaces is a convex surface, the other is a concave surface, a flat surface, or a convex surface when the curvature is smaller than the convex surface.
また、両凹レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面、凹面、平面のいずれかであり、他方が凸面、凹面、平面のいずれかであるプリフォームである。
一方、両凸レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面であり、他方が凸面又は平面であるプリフォームである。
Further, a preform suitable for precision press molding of both concave lenses is a preform in which one of the pressed surfaces is either a convex surface, a concave surface, or a flat surface, and the other is a convex surface, a concave surface, or a flat surface.
On the other hand, a preform suitable for precision press molding of a biconvex lens is a preform in which one of the pressed surfaces is a convex surface and the other is a convex surface or a flat surface.
いずれの場合においても、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状のプリフォームであることが好ましい。 In any case, the preform is preferably a preform having a shape that more closely resembles the shape of the precision press-molded product.
なお、プリフォーム成形型を用いて熔融ガラス塊をプリフォームに成形する場合、前記成形型上のガラスの下面は、成形型における成形面の形状によって概ね定まる。一方、前記ガラスの上面は、熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まる形状となる。ここで、精密プレス成形時におけるガラスの変形量を低減するには、プリフォーム成形型において成形中のガラスの上面の形状も制御する必要がある。熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まるガラス上面の形状は、凸面状の自由表面となるが、上面を平面、凹面あるいは前記自由表面よりも曲率が小さい凸面にするには、前記ガラス上面に圧力を加えることができる。具体的には、ガラス上面を所望形状の成形面を有する成形型でプレスしたり、ガラス上面に風圧を加えて所望形状に成形したりすることができる。なお、成形型でガラス上面をプレスする際、成形型の成形面に複数のガス噴出口を設け、これらガス噴出口からガスを噴出して成形面とガラス上面の間にガスクッションを形成し、ガスクッションを介してガラス上面をプレスしてもよい。あるいは、上記自由表面よりも曲率の大きい面にガラス上面を成形したい場合は、ガラス上面を近傍に負圧を発生させて上面を盛り上げるように成形してもよい。 When a molten glass block is molded into a preform using a preform molding die, the lower surface of the glass on the molding die is largely determined by the shape of the molding surface in the molding die. On the other hand, the upper surface of the glass has a shape determined by the surface tension of the molten glass and the weight of the glass itself. Here, in order to reduce the amount of deformation of the glass during precision press molding, it is necessary to control the shape of the upper surface of the glass being molded in the preform molding die. The shape of the upper surface of the glass, which is determined by the surface tension of the molten glass and the weight of the glass itself, is a convex free surface. To make the upper surface flat, concave, or a convex surface with a smaller curvature than the free surface, the upper surface of the glass. Pressure can be applied to the glass. Specifically, the upper surface of the glass can be pressed with a molding die having a molding surface having a desired shape, or the upper surface of the glass can be molded into a desired shape by applying wind pressure. When pressing the upper surface of the glass with the molding die, a plurality of gas outlets are provided on the molding surface of the molding die, and gas is ejected from these gas ejection ports to form a gas cushion between the molding surface and the upper surface of the glass. The upper surface of the glass may be pressed through the gas cushion. Alternatively, when it is desired to form the upper surface of the glass on a surface having a curvature larger than that of the free surface, the upper surface of the glass may be formed so as to raise the upper surface by generating a negative pressure in the vicinity thereof.
また、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状とするため、表面を研磨したプリフォームであることも好ましい。例えば、被プレス面の一方が平面又は球面の一部になるように研磨され、他方が球面の一部又は平面になるように研磨されたプリフォームが好ましい。ここで、球面の一部は凸面でも凹面でもよいが、凸面とするか凹面とするかは、上記のように精密プレス成形品の形状によって決めることが望ましい。 Further, since the preform has a shape that more closely resembles the shape of the precision press-molded product, it is also preferable that the preform has a polished surface. For example, a preform polished so that one of the pressed surfaces is a flat surface or a part of a spherical surface and the other is a part of a spherical surface or a flat surface is preferable. Here, a part of the spherical surface may be a convex surface or a concave surface, but it is desirable to determine whether the spherical surface is a convex surface or a concave surface depending on the shape of the precision press-molded product as described above.
上記各プリフォームは、直径が10mm以上のレンズの成形に好ましく用いることができ、直径が20mm以上のレンズの成形により好ましく用いることができる。また、中心肉厚が2mmを超えるレンズの成形にも好ましく用いることができる。 Each of the above preforms can be preferably used for molding a lens having a diameter of 10 mm or more, and can be preferably used for molding a lens having a diameter of 20 mm or more. It can also be preferably used for molding a lens having a central wall thickness of more than 2 mm.
(光学素子)
以下、本発明の一実施形態の光学素子(以下、「本実施形態の光学素子」と称することがある)を具体的に説明する。
本実施形態の光学素子は、上述した光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本実施形態の光学素子は、上述した光学ガラスを素材として用いているため、上述した特定のニーズに応えることができるとともに、製造におけるコスト低減及び省エネルギー化を図ることができる。なお、本実施形態の光学素子は、所望の性能をより確実に得る観点から、本実施形態の光学ガラスについて既述した、各成分の組成に関する必須要件を満たすことが好ましく、本実施形態の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。
(Optical element)
Hereinafter, the optical element of one embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “optical element of the present embodiment”) will be specifically described.
The optical element of the present embodiment is characterized in that the above-mentioned optical glass is used as a material. As described above, since the optical element of the present embodiment uses the above-mentioned optical glass as a material, it is possible to meet the above-mentioned specific needs, and to reduce the cost and energy in manufacturing. From the viewpoint of more reliably obtaining the desired performance, the optical element of the present embodiment preferably satisfies the essential requirements regarding the composition of each component described above for the optical glass of the present embodiment, and the optical of the present embodiment. It is more preferable to meet the various preferable requirements described above for glass.
光学素子の種類は限定されないが、典型的なものとしては、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ;マイクロレンズ;レンズアレイ;回折格子付きレンズ;プリズム;レンズ機能付きプリズム;などを例示することができる。光学素子として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。 The type of optical element is not limited, but is typically a non-spherical lens, a spherical lens, or a lens such as a plano-concave lens, a plano-convex lens, a biconcave lens, a biconvex lens, a convex meniscus lens, a concave meniscus lens; A lens array; a lens with a diffraction grid; a prism; a prism with a lens function; and the like can be exemplified. As the optical element, preferably, a lens such as a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens, a plano-concave lens, a prism, and a diffraction grating can be exemplified. Each of the above lenses may be an aspherical lens or a spherical lens. If necessary, an antireflection film or a partially reflective film having wavelength selectivity may be provided on the surface.
<光学素子の製造方法>
次に、本実施形態の光学素子の製造方法について説明する。
本実施形態の光学素子は、例えば、上記のプリフォームをプレス成形型を用いて精密プレス成形することにより、製造することができる。
<Manufacturing method of optical element>
Next, a method of manufacturing the optical element of the present embodiment will be described.
The optical element of this embodiment can be manufactured, for example, by precision press molding the above preform using a press molding mold.
ここで、精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いることができるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、貴金属(白金、白金合金)の膜、酸化物(Si、Al、Zr、Yの酸化物など)の膜、窒化物(B、Si、Alの窒化物など)の膜、炭素含有膜が挙げられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの(膜中の元素含有量を原子%で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの)が望ましく、具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。 Here, in precision press molding, a press molding die in which the molded surface is preliminarily processed into a desired shape with high accuracy can be used, but the molded surface is molded while preventing the fusion of glass during pressing. A release film may be formed to ensure good elongation of the glass along the surface. The release film includes a precious metal (platinum, platinum alloy) film, an oxide (Si, Al, Zr, Y oxide, etc.) film, a nitride (B, Si, Al nitride, etc.) film, and the like. Examples include carbon-containing films. As the carbon-containing film, it is desirable that the film contains carbon as a main component (when the element content in the film is expressed in atomic%, the carbon content is higher than the content of other elements), and specifically. Can exemplify a carbon film, a hydrocarbon film, or the like. As a method for forming a carbon-containing film, a known method such as a vacuum vapor deposition method using a carbon raw material, a sputtering method, an ion plating method, or a known method such as thermal decomposition using a material gas such as a hydrocarbon can be used. It may be used. For other films, it is possible to form a film by using a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a sol-gel method, or the like.
また、プレス成形型並びにプリフォームの加熱及び精密プレス成形工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に好適に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中では、プリフォームの表面を被覆する離型膜、特には炭素含有膜が酸化されずに、当該膜が、精密プレス成形された成形品の表面に残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜等の離型膜を比較的容易に且つ完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜等の離型膜の除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、炭素含有膜等の離型膜の除去は、ガラスの転移温度未満の温度範囲で行うことが好ましい。 Further, the press molding die and the preform heating and precision press molding steps are performed with nitrogen gas or nitrogen gas in order to prevent oxidation of the molding surface of the press molding die or the release film suitably provided on the molding surface. It is preferably performed in a non-oxidizing gas atmosphere such as a mixed gas of hydrogen gas. In the non-oxidizing gas atmosphere, the release film covering the surface of the preform, particularly the carbon-containing film, is not oxidized, and the film remains on the surface of the precision press-molded molded product. This film should be removed in the end, but in order to remove the release film such as a carbon-containing film relatively easily and completely, the precision press-molded product should be removed in an oxidizing atmosphere, for example, in the atmosphere. You just have to heat it. The release film such as the carbon-containing film should be removed at a temperature at which the precision press-molded product is not deformed by heating. Specifically, it is preferable to remove the release film such as a carbon-containing film in a temperature range lower than the transition temperature of the glass.
なお、本実施形態の光学素子の製造方法としては、特に限定されず、以下に示す2つの製造方法が挙げられる。ここで、本実施形態の光学素子の製造においては、上記の精密プレス成形用プリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返すことが、光学素子の量産の観点で好ましい。 The method for manufacturing the optical element of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include the following two manufacturing methods. Here, in the production of the optical element of the present embodiment, it is preferable to repeat the step of precision press molding the above-mentioned preform for precision press molding using the same press molding mold from the viewpoint of mass production of the optical element. ..
第1の光学素子の製造方法(「光学素子製法I」とする。)は、プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型とを一緒に加熱して精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
第2の光学素子の製造方法(「光学素子製法II」とする。)は、加熱したプリフォームを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
In the first method for manufacturing an optical element (referred to as "optical element manufacturing method I"), a preform is introduced into a press molding die, and the preform and the press molding die are heated together for precision press molding. This is a method for obtaining an optical element.
The second method for manufacturing an optical element (referred to as "optical element manufacturing method II") is a method in which a heated preform is introduced into a preheated press-molding mold and precision press-molded to obtain an optical element.
光学素子製法Iでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が105~109dPa・s相当の温度まで成形型及びプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法Iは、面精度、偏心精度など成形精度の向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In the optical element manufacturing method I, after the preform is supplied between the pair of the upper and lower dies facing each other in which the molded surface is precisely shaped, the viscosity of the glass is a temperature equivalent to 105 to 10 9 dPa · s. By heating both the molding die and the preform to soften the preform and then pressure molding the preform, the molding surface of the molding die can be precisely transferred to the glass. The optical element manufacturing method I is a recommended method when improvement of molding accuracy such as surface accuracy and eccentricity accuracy is important.
光学素子製法IIでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で104~108dPa・sに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法IIは、生産性向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In the optical element manufacturing method II, the temperature was raised to a temperature corresponding to 104 to 108 dPa · s in advance with the viscosity of the glass between the pair of the upper and lower dies facing each other in which the molded surface was precisely shaped. By supplying the preform and pressure-molding it, the molding surface of the molding die can be precisely transferred to the glass. The optical element manufacturing method II is a recommended method when productivity improvement is important.
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約5~15MPa、プレス時間は10~300秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。 The pressure and time at the time of pressurization can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass and the like. For example, the press pressure can be about 5 to 15 MPa and the press time can be 10 to 300 seconds. Pressing conditions such as pressing time and pressing pressure may be appropriately set within a well-known range according to the shape and dimensions of the molded product.
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。 After that, the molding die and the precision press-molded product are cooled, and when the temperature is preferably equal to or lower than the strain point, the mold is released and the precision press-molded product is taken out. In addition, in order to precisely adjust the optical characteristics to a desired value, the annealing treatment conditions of the molded product at the time of cooling, for example, the annealing speed and the like may be appropriately adjusted.
なお、本実施形態の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックの切断又は割断を行ってガラス片を作り、更に研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。 The optical element of the present embodiment can be manufactured without going through a press molding step. For example, uniform molten glass is cast into a mold to form a glass block, which is annealed to remove strain, and the annealing conditions are adjusted so that the refractive index of the glass becomes a desired value to adjust the optical characteristics. After that, it can be obtained by cutting or cutting the glass block to make a glass piece, and further grinding and polishing to finish the optical element.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the optical glass of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩などを、ガラス化した後に表1~表4に記載の組成となるように秤量し、十分混合して、白金坩堝に投入し、電気炉にて900~1150℃で熔融した。その後、適時撹拌して均質化を図り、清澄化してから、適当な温度に予熱した金型内に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷することで、各例の光学ガラスを得た。
なお、電気炉にて熔融する際に、熔融性の評価として、1150℃で30分間加熱した後、撹拌せずに電気炉から白金坩堝を取り出して、ガラスにおける熔け残りの有無を確認した。そして、熔け残りが確認されなかった場合には「○」、熔け残りが確認された場合には「×」として、熔融性を評価した。結果を表1~表4に示す。
Oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, phosphates, etc. corresponding to each of the raw materials of each component are weighed so as to have the compositions shown in Tables 1 to 4 after vitrification, and are sufficiently mixed. Then, it was put into a platinum crucible and melted at 900 to 1150 ° C. in an electric furnace. Then, the optical glass of each example was obtained by stirring at appropriate times to homogenize, clarifying, casting in a mold preheated to an appropriate temperature, and then slowly cooling in an electric furnace.
When melting in an electric furnace, as an evaluation of meltability, after heating at 1150 ° C. for 30 minutes, the platinum crucible was taken out from the electric furnace without stirring, and the presence or absence of unmelted residue in the glass was confirmed. Then, the meltability was evaluated as "○" when no unmelted residue was confirmed and as "x" when unmelted residue was confirmed. The results are shown in Tables 1 to 4.
次いで、得られた各例の光学ガラスについて、以下に示す手順に従い、屈折率(nd)、アッベ数(νd)及びガラス転移温度(Tg)の測定を行った。結果を表1~表4に示す。 Next, the refractive index (nd), Abbe number (νd), and glass transition temperature (Tg) of each of the obtained optical glasses were measured according to the procedure shown below. The results are shown in Tables 1 to 4.
屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の測定は、株式会社島津デバイス製「KPR-200」を用いて行った。参考までに、図1に、アッベ数(νd)をx軸とし、屈折率(nd)をy軸とする直交座標系における実施例1~35の光学ガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)のプロットを示す。 The refractive index (nd) and Abbe number (νd) were measured using "KPR-200" manufactured by Shimadzu Device Co., Ltd. For reference, in FIG. 1, the refractive index (nd) and the Abbe number of the optical glasses of Examples 1 to 35 in a Cartesian coordinate system having the Abbe number (νd) as the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis ( The plot of νd) is shown.
ガラス転移温度(Tg)の測定は、熱膨張測定器を用いて、毎分5℃で昇温させて行った。 The glass transition temperature (Tg) was measured by raising the temperature at 5 ° C. per minute using a thermal expansion measuring instrument.
表1及び表2並びに図1から、実施例1~35の光学ガラスは、いずれも、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である上、アッベ数(νd)及び屈折率(nd)が、直交座標系においてA点(25.0,1.860)とB点(30.0,1.800)とを通るように引いた直線上又は当該直線よりも高屈折率側に位置することが分かる。また、表1及び表2から、実施例1~35の光学ガラスは、いずれも、熔融性が良好であり、より具体的には、1150℃での加熱で原料の全てを熔融することができることが分かる。 From Table 1 and Table 2 and FIG. 1, the optical glasses of Examples 1 to 35 all have a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less. In addition, the Abbe number (νd) and refractive index (nd) are subtracted so as to pass through points A (25.0, 1.860) and B (30.0, 1.800) in the orthogonal coordinate system. It can be seen that it is located on a straight line or on the higher refractive index side than the straight line. Further, from Tables 1 and 2, the optical glasses of Examples 1 to 35 all have good meltability, and more specifically, all of the raw materials can be melted by heating at 1150 ° C. I understand.
更に、表1及び表2から、実施例1~35の光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が560℃以下であることから、軟化温度も低くなって精密プレス成形をより容易に行うことができることが分かる。 Further, from Tables 1 and 2, since the optical glass of Examples 1 to 35 has a glass transition temperature (Tg) of 560 ° C. or lower, the softening temperature is also low, and precision press molding can be performed more easily. I know I can do it.
これに対し、表3から、比較例1の光学ガラスは、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低い上、熔融性が不良であった。これは、TiO2を含んでいること、Na2Oを含んでいること、ROが少なすぎること、RO/R’2Oが小さすぎること、Nb2O5が少なすぎること、WO3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例2の光学ガラスは、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低い上、熔融性が不良であった。これは、TiO2を含んでいること、Na2Oを含んでいること、ROが少なすぎること、RO/R’2Oが小さすぎること、WO3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例3の光学ガラスは、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低かった。これは、Na2Oを含んでいること、ROが少なすぎること、RO/R’2Oが小さすぎること、WO3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例4の光学ガラスは、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低かった。これは、Na2Oを含んでいること、ROが少なすぎること、RO/R’2Oが小さすぎること、Nb2O5が少なすぎること、WO3が多すぎること等に因るものと考えられる。
On the other hand, from Table 3, the optical glass of Comparative Example 1 had a relatively low refractive index in relation to the Abbe number and had poor meltability. This is because it contains TiO 2 , it contains Na 2 O, RO is too low, RO / R'2 O is too small, Nb 2 O 5 is too low, and WO 3 is high. It is thought that it is due to too much.
Further, the optical glass of Comparative Example 2 had a relatively low refractive index in relation to the Abbe number and had poor meltability. It is considered that this is due to the fact that it contains TiO 2 , that it contains Na 2 O, that RO is too low, that RO / R'2 O is too small, that WO 3 is too high, and so on. Be done.
Further, the optical glass of Comparative Example 3 had a relatively low refractive index in relation to the Abbe number. It is considered that this is due to the fact that Na 2 O is contained, RO is too small, RO / R'2 O is too small, WO 3 is too large, and the like.
Further, the optical glass of Comparative Example 4 had a relatively low refractive index in relation to the Abbe number. This is due to the fact that it contains Na 2 O, RO is too low, RO / R'2 O is too small, Nb 2 O 5 is too low, and WO 3 is too high. Conceivable.
また、比較例5,6の光学ガラスは、熔融性が不良であった。これは、得られた光学ガラスがいわゆるホウケイ酸ガラスであったこと、TiO2を多量に含んでいること等に因るものと考えられる。
また、比較例7の光学ガラスは、少なくとも、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低かった。これは、ROが少なすぎること等に因るものと考えられる。また、比較例7の光学ガラスは、熔融性が不良であった。これは、屈折率をある程度高めるため、原子価が大きい成分を比較的多量に追加した結果、熔解温度が上昇したこと等に因るものと考えられる。
また、比較例8の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、ROが多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例9の光学ガラスは、高屈折率化を図ることができなかった。これは、RO/R’2Oが小さすぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例10の光学ガラスは、実施例8の光学ガラスの組成においてK2OをNa2Oで置換したものに相当するが、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、やはりNa2Oを含んでいること等に因るものと考えられる。
Further, the optical glasses of Comparative Examples 5 and 6 had poor meltability. It is considered that this is because the obtained optical glass was so-called borosilicate glass and contained a large amount of TiO 2 .
Further, the optical glass of Comparative Example 7 had a relatively low refractive index at least in relation to the Abbe number. This is considered to be due to the fact that RO is too small. Further, the optical glass of Comparative Example 7 had poor meltability. It is considered that this is because the melting temperature has risen as a result of adding a relatively large amount of components having a large valence in order to increase the refractive index to some extent.
Further, the optical glass of Comparative Example 8 was devitrified and could not obtain a desired optical constant. This is considered to be due to the fact that there are too many ROs.
Further, the optical glass of Comparative Example 9 could not achieve a high refractive index. This is considered to be due to the fact that RO / R'2 O is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 10 corresponds to the one in which K 2 O is replaced with Na 2 O in the composition of the optical glass of Example 8, but devitrification occurs and a desired optical constant can be obtained. I didn't. It is considered that this is also due to the fact that it contains Na 2 O and the like.
また、比較例11の光学ガラスは、高屈折率化を図ることができなかった上、熔融性が不良であった。これは、P2O5が多すぎること等に因るものと考えられる。また、比較例11の光学ガラスは、P2O5が多すぎるため、ガラス転移温度(Tg)が比較的高かった。
また、比較例12の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、P2O5が少なすぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例13の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、B2O3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例14の光学ガラスは、高屈折率化を図ることができなかった。これは、Li2Oが少なすぎること等に因るものと考えられる。また、比較例14の光学ガラスは、Li2Oが少なすぎるため、ガラス転移温度(Tg)が比較的高かった。
Further, the optical glass of Comparative Example 11 could not have a high refractive index and had poor meltability. This is considered to be due to the fact that there are too many P 2 O 5 and the like. Further, the optical glass of Comparative Example 11 had a relatively high glass transition temperature (Tg) because it contained too much P 2 O 5 .
Further, the optical glass of Comparative Example 12 had devitrification and could not obtain a desired optical constant. This is considered to be due to the fact that P 2 O 5 is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 13 was devitrified and could not obtain a desired optical constant. This is considered to be due to the fact that there are too many B 2 O 3 .
Further, the optical glass of Comparative Example 14 could not achieve a high refractive index. This is considered to be due to the fact that the amount of Li 2 O is too small. Further, the optical glass of Comparative Example 14 had a relatively high glass transition temperature (Tg) because the amount of Li 2 O was too small.
また、比較例15の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、Li2Oが多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例16の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった。これは、K2Oが多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例17の光学ガラスは、高屈折率化を図ることができなかった。これは、Nb2O5が少なすぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例18の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Nb2O5が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例19の光学ガラスは、屈折率がアッベ数との関係において相対的に低かった。これは、WO3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例20の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Ta2O5が多すぎること等に因るものと考えられる。
Further, the optical glass of Comparative Example 15 had devitrification and could not obtain a desired optical constant. This is considered to be due to the fact that there is too much Li 2 O.
Further, the optical glass of Comparative Example 16 was devitrified and could not obtain a desired optical constant. This is considered to be due to the fact that there is too much K 2 O.
Further, the optical glass of Comparative Example 17 could not achieve a high refractive index. This is considered to be due to the fact that Nb 2 O 5 is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 18 had at least poor meltability. It is considered that this is due to the fact that Nb 2 O 5 is too much.
Further, the optical glass of Comparative Example 19 had a relatively low refractive index in relation to the Abbe number. This is thought to be due to the fact that there is too much WO 3 .
Further, the optical glass of Comparative Example 20 had at least poor meltability. It is considered that this is due to the fact that Ta 2 O 5 is too much.
また、比較例21の光学ガラスは、失透が生じ、所望の光学恒数を得ることができなかった上、熔融性が不良であった。これは、ZnOが多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例22の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Y2O3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例23の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、La2O3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例24の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Gd2O3が多すぎること等に因るものと考えられる。
また、比較例25の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、SiO2が多すぎること等に因るものと考えられる。
Further, the optical glass of Comparative Example 21 had devitrification, a desired optical constant could not be obtained, and the meltability was poor. It is considered that this is due to the fact that there is too much ZnO.
Further, the optical glass of Comparative Example 22 had at least poor meltability. This is considered to be due to the fact that there are too many Y 2 O 3 .
Further, the optical glass of Comparative Example 23 had at least poor meltability. This is considered to be due to the fact that there are too many La 2 O 3 and the like.
Further, the optical glass of Comparative Example 24 had at least poor meltability. It is considered that this is due to the fact that Gd 2 O 3 is too much.
Further, the optical glass of Comparative Example 25 had at least poor meltability. It is considered that this is due to the fact that the amount of SiO 2 is too large.
本発明によれば、屈折率(nd)1.800以上、アッベ数(νd)32.0以下と高屈折率高分散性である中でも、更に屈折率が相対的に高い光学恒数を有し、且つ、原料を熔融する際に過度に高い温度を必要としない光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上記の光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することができる。 According to the present invention, it has an optical constant with a relatively high refractive index even though it has a high refractive index and high dispersibility with a refractive index (nd) of 1.800 or more and an Abbe number (νd) of 32.0 or less. Moreover, it is possible to provide an optical glass that does not require an excessively high temperature when melting the raw materials. Further, according to the present invention, it is possible to provide a preform for precision press molding and an optical element using the above optical glass.
Claims (3)
P2O5:10%以上30%以下、
B2O3:0%以上10%以下、
Li2O:1%以上5%以下、
K2O:0%以上10%以下、
Nb2O5:25%以上50%以下、
WO3:0%以上9%未満、
Ta2O5:0%以上10%以下、
BaO:5%以上40%以下、
SrO:0%以上20%以下、
CaO:0%以上8%以下、
MgO:0%以上10%以下、
ZnO:0%以上10%以下、
Bi2O3:0%以上15%以下、
Y2O3:0%以上10%以下、
La2O3:0%以上5%以下、
Gd2O3:0%以上5%以下、
SiO2:0%以上5%以下、
を含む組成を有し、
Ti及びNaを含まず、
BaO、SrO、CaO及びMgOの合計の含有量をROとし、Li2O及びK2Oの合計の含有量をR’2Oとしたときに、
ROが20%超40%以下であり、且つ、RO/R’2Oが3.1を超え、
屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が、アッベ数(νd)をx軸とし、屈折率(nd)をy軸とする直交座標系において、A点(25.0,1.860)、B点(30.0,1.800)、C点(32.0,1.820)、D点(27.0,1.880)を順次直線で結んだ線分A-B、B-C、C-D、D-Aで囲まれた領域内に位置する、ことを特徴とする、光学ガラス。 By mass%,
P 2 O 5 : 10% or more and 30% or less,
B 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
Li 2 O: 1% or more and 5% or less,
K 2 O: 0% or more and 10% or less,
Nb 2 O 5 : 25% or more and 50% or less,
WO 3 : 0% or more and less than 9%,
Ta 2 O 5 : 0% or more and 10% or less,
BaO: 5% or more and 40% or less,
SrO: 0% or more and 20% or less,
CaO: 0% or more and 8% or less,
MgO: 0% or more and 10% or less,
ZnO: 0% or more and 10% or less,
Bi 2 O 3 : 0% or more and 15% or less,
Y 2 O 3 : 0% or more and 10% or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
Gd 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
SiO 2 : 0% or more and 5% or less,
Has a composition containing
Does not contain Ti and Na
When the total content of BaO, SrO, CaO and MgO is RO and the total content of Li 2 O and K 2 O is R'2 O,
RO is more than 20% and 40% or less, and RO / R'2 O is more than 3.1.
Point A (25.0, 1.860) in a Cartesian coordinate system in which the Abbe number (νd) has the Abbe number (νd) as the x-axis and the Abbe number (nd) has the y-axis. Lines AB, BC connecting points B (30.0, 1.800), point C (32.0, 1.820), and point D (27.0, 1.880) in sequence with a straight line. An optical glass, characterized in that it is located within a region surrounded by, CD, DA .
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