WO2018139167A1 - 光学ガラスレンズ - Google Patents

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WO2018139167A1
WO2018139167A1 PCT/JP2017/047310 JP2017047310W WO2018139167A1 WO 2018139167 A1 WO2018139167 A1 WO 2018139167A1 JP 2017047310 W JP2017047310 W JP 2017047310W WO 2018139167 A1 WO2018139167 A1 WO 2018139167A1
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WO
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optical glass
glass lens
content
cao
refractive index
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PCT/JP2017/047310
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French (fr)
Inventor
俣野　高宏
高山　佳久
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses

Definitions

  • the present invention relates to an optical glass lens.
  • the refractive index nd is 1.
  • a medium refractive index lens of 48 to 1.55 is required.
  • Patent Document 1 discloses a glass composition having a medium refractive index.
  • the glass composition disclosed in Patent Document 1 has a problem of low durability such as water resistance, chemical resistance and heat resistance.
  • an object of the present invention is to provide an optical glass lens having a medium refractive index (specifically, a refractive index nd of 1.48 to 1.55) excellent in durability.
  • Optical glass lens of the present invention in mass%, SiO 2 50 ⁇ 70% , B 2 O 3 1 ⁇ 18%, Al 2 O 3 0 ⁇ 15%, ZnO 0 ⁇ 20%, CaO 0.1 ⁇ 10% , Na 2 O + K 2 O 0.1-18%, Sb 2 O 3 0-1%, SnO 2 0-1%.
  • the content of B 2 O 3 and the alkali component affects the durability (water resistance, chemical resistance, heat resistance, etc.) of the optical glass.
  • excellent durability is achieved by regulating the contents of B 2 O 3 and the alkali component to 18% by mass or less.
  • the optical glass lens of the present invention preferably further contains, by mass%, BaO 0-15%, SrO 0-15%, MgO 0-15%, BaO + SrO + MgO 0-20%.
  • BaO + SrO + MgO means the total content of BaO, SrO and MgO.
  • the optical glass lens of the present invention preferably contains Na 2 O 0.1 to 18% and K 2 O 0 to 5% by mass.
  • the optical glass lens of the present invention preferably further contains 0.1 to 30% by mass of ZnO + CaO.
  • ZnO + CaO means the total content of ZnO and CaO.
  • the optical glass lens of the present invention preferably contains, by mass, ZrO 2 0 to 5%, La 2 O 3 0 to 10%, and Gd 2 O 3 0 to 15%.
  • the optical glass lens of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 1.48 to 1.55. “Nd” is the refractive index at the d-line.
  • the optical glass lens of the present invention preferably has a refractive index (n1310) of 1.46 to 1.53. “N1310” is the refractive index at 1310 nm.
  • the optical glass lens of the present invention preferably has a water resistance based on JOGIS of grade 2 or higher.
  • the optical glass lens of the present invention preferably has a liquidus viscosity of 10 5.0 dPa ⁇ s or more.
  • the optical glass lens of the present invention may have a polishing mark.
  • the optical glass lens of the present invention is preferably for press molding.
  • the lens cap of the present invention includes a metal shell composed of a cylindrical side wall portion, an end wall portion provided at the tip of the side wall portion and having a lens holding hole at the center thereof, and a lens holding of the metal shell.
  • the above-mentioned optical glass lens sealed and fixed in the hole, and a sealing material for fixing the optical glass lens in the lens holding hole of the metal shell.
  • an optical glass lens having a medium refractive index (specifically, a refractive index nd of 1.48 to 1.55) excellent in durability can be provided.
  • the optical glass lens of the present invention is SiO 2 50 to 70%, B 2 O 3 1 to 18%, Al 2 O 3 0 to 15%, ZnO 0 to 20%, CaO 0.1 to 10% by mass. Na 2 O + K 2 O 0.1-18%, Sb 2 O 3 0-1%, SnO 2 0-1%.
  • % means “mass%”.
  • SiO 2 has the effects of lowering the refractive index, increasing the liquid phase viscosity, and further improving the durability.
  • the content of SiO 2 is 50 to 70%, preferably 52 to 68%, 54 to 66%, particularly preferably 56 to 64%. When the content of SiO 2 is too small, it becomes difficult to lower the refractive index. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, deteriorated solubility in glass, devitrification is likely to precipitate containing SiO 2.
  • B 2 O 3 has the effects of lowering the refractive index, increasing the liquid phase viscosity, and further improving the durability.
  • the content of B 2 O 3 is 1 to 18%, preferably 2 to 16%, 4 to 14%, particularly preferably 6 to 12%. If the content of B 2 O 3 is too small, it becomes difficult to lower the refractive index. On the other hand, when the content of B 2 O 3 is too large, the durability is deteriorated, and striae is likely to occur because it easily evaporates during molding.
  • Al 2 O 3 is the refractive index is lowered, increasing the liquidus viscosity, an effect to further improve the durability.
  • the content of Al 2 O 3 is 0 to 15%, preferably 1 to 13%, 2 to 11%, particularly preferably 3 to 9%.
  • the content of Al 2 O 3 is too large, deteriorated solubility in glass, devitrification containing Al 2 O 3 is likely to precipitate.
  • SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 60 to 85%, 62-83%, 64-81%, particularly preferably 66 to 79%. If the content of SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 is too small, it is difficult to lower the refractive index. On the other hand, when the content of SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 is too large, solubility of the glass tends to deteriorate.
  • SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 means the total content of SiO 2 , B 2 O 3 and Al 2 O 3 .
  • CaO has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass while maintaining durability.
  • the CaO content is 0.1 to 10%, preferably 1 to 9%, 2 to 7%, particularly preferably 3 to 6%.
  • When there is too little content of CaO it will become difficult to acquire the said effect.
  • On the other hand when there is too much content of CaO, durability will deteriorate or the devitrification thing containing CaO will precipitate easily.
  • SiO 2 / CaO is preferably 8 to 400, 10 to 100, particularly 15 to 70. If SiO 2 / CaO is too small, a devitrified material containing CaO is likely to precipitate. On the other hand, if SiO 2 / CaO is too large, a devitrified material containing SiO 2 tends to precipitate.
  • SiO 2 / CaO refers to a value obtained by dividing the content of SiO 2 by the content of CaO.
  • the content of SiO 2 + CaO is preferably 51 to 70%, 53 to 68%, particularly 55 to 66%. If the content of SiO 2 + CaO is too small, it is difficult to lower the refractive index. On the other hand, when the content of SiO 2 + CaO is too large, solubility of the glass tends to deteriorate.
  • SiO 2 + CaO means the total content of SiO 2 and CaO.
  • ZnO has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass while maintaining durability.
  • the content of ZnO is 0 to 20%, preferably 1 to 18%, 2 to 16%, particularly preferably 3 to 14%. When there is too much content of ZnO, durability will deteriorate easily.
  • the content of Al 2 O 3 + ZnO is preferably 2-30%, 5-25%, particularly 8-20%.
  • Al 2 O 3 + content of ZnO is too small, the durability tends to deteriorate.
  • Al 2 O 3 + ZnO is too large, solubility of the glass tends to deteriorate.
  • Al 2 O 3 + ZnO means the total content of Al 2 O 3 and ZnO.
  • the content of ZnO + CaO is preferably 0.1 to 30%, 2 to 25%, 4 to 20%, particularly 6 to 15%. If the ZnO + CaO content is too low or too high, the durability tends to deteriorate.
  • (SiO 2 + CaO) / (Al 2 O 3 + ZnO) is preferably 1 to 20, 2 to 15, 3 to 10, particularly 5 to 8. If (SiO 2 + CaO) / (Al 2 O 3 + ZnO) is too small, the durability tends to deteriorate. On the other hand, when (SiO 2 + CaO) / (Al 2 O 3 + ZnO) is too large, a devitrified material containing SiO 2 and / or CaO tends to precipitate.
  • “(SiO 2 + CaO) / (Al 2 O 3 + ZnO)” refers to a value obtained by dividing the total content of SiO 2 and CaO by the total content of Al 2 O 3 and ZnO. .
  • Na 2 O and K 2 O have the effect of decreasing the high temperature viscosity of the glass and increasing the liquid phase viscosity.
  • the content of Na 2 O + K 2 O is 0.1 to 18%, preferably 1 to 16%, 2 to 14%, particularly preferably 3 to 12%.
  • Na 2 O + K content of 2 O is too small, the effect is difficult to obtain.
  • the content of Na 2 O + K 2 O is too large, the durability tends to deteriorate.
  • the preferable range of the content of Na 2 O is 0.1 to 18%, 1 to 16%, 2 to 14%, and 3 to 12%.
  • the preferable range of the content of K 2 O is 0 to 5%, 0-4%, 0-3%, 0.1-2%.
  • Sb 2 O 3 has an effect of defoaming, and also has an effect of suppressing coloring due to Pt ions (mixed in the glass as impurities by several ppm).
  • the content of Sb 2 O 3 is 0 to 1%, preferably 0 to 0.09%, particularly preferably 0 to 0.08%. Since Sb 2 O 3 has a strong oxidizing power, if the content of Sb 2 O 3 is too large, metals such as Pt and Rh used in the melting vessel are oxidized, and mass productivity tends to be lowered.
  • SnO 2 has a defoaming effect.
  • the SnO 2 content is 0 to 1%, preferably 0 to 0.09%, particularly preferably 0 to 0.08%. When the content of SnO 2 is too large, it tends to be devitrified.
  • BaO has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass while maintaining durability.
  • the BaO content is preferably 0 to 15%, 1 to 13%, 2 to 11%, particularly 3 to 9%. When there is too much content of BaO, durability will deteriorate easily.
  • SrO has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass while maintaining durability.
  • the SrO content is preferably 0 to 15%, 1 to 13%, 2 to 11%, particularly preferably 3 to 9%. If the SrO content is too large, the durability tends to deteriorate.
  • MgO has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass while maintaining durability.
  • the MgO content is preferably 0 to 15%, 1 to 13%, 2 to 11%, particularly 3 to 9%. When the content of MgO is too large, durability tends to deteriorate.
  • the content of BaO + SrO + MgO is preferably 0 to 20%, 2 to 18%, 4 to 16%, particularly 6 to 14%. When there is too much content of BaO + SrO + MgO, durability will deteriorate easily.
  • the content of MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO is preferably 0.1 to 25%, 1 to 23%, particularly 2 to 21%. If the content of MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO is too small or too large, the durability tends to deteriorate.
  • “MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO” means the total content of MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO.
  • ZrO 2 has an effect of increasing the refractive index and an effect of improving durability.
  • the content of ZrO 2 is preferably 0 to 5%, 0 to 4%, particularly preferably 0.1 to 3%. When the content of ZrO 2 is too large, it tends to be devitrified.
  • La 2 O 3 has an effect of increasing the refractive index and an effect of improving durability.
  • the content of La 2 O 3 is preferably 0 to 5%, 0 to 4%, particularly preferably 0.1 to 3%. When the content of La 2 O 3 is too large, it tends to be devitrified.
  • Gd 2 O 3 has an effect of increasing the refractive index and an effect of improving durability.
  • Content of Gd 2 O 3 is 0-5% 0-4%, and particularly preferably 0.1 to 3%. When the content of Gd 2 O 3 is too large, it tends to be devitrified.
  • Li 2 O has an effect of decreasing the high temperature viscosity of the glass and increasing the liquid phase viscosity.
  • Li 2 O content is 0 to 10%, 0.1 to 10 percent 1-8% 2-6%, particularly preferably 3-5%.
  • the content of Li 2 O is too large, the durability tends to deteriorate.
  • the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 0.1 to 20%, 1 to 18%, particularly 3 to 16%.
  • Li 2 O + Na 2 O + K 2 O content is too small, the solubility of the glass tends to deteriorate.
  • the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is too large, the durability tends to deteriorate.
  • “Li 2 O + Na 2 O + K 2 O” means the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O.
  • (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 0.2 to 4, 0.3 to 3.5, particularly preferably 0.4 to 3. If (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is too small or too large, the durability tends to deteriorate.
  • the "(MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is, MgO, CaO, SrO, containing BaO and total amount Li 2 O content of ZnO, Na 2 O and K 2 O The value divided by the total amount.
  • substantially not containing means that these components are not intentionally added to the glass, and does not mean that unavoidable impurities are completely eliminated. More objectively, it means that the content of these components including impurities is 0.00001% or less for As 2 O 3 and 0.01% or less for F.
  • Cu, Ag, Pr, and Br are components that color the glass, it is preferable not to contain them.
  • Cd is preferably not contained in consideration of the influence on the environment.
  • the optical glass lens having the above composition tends to have a refractive index nd of 1.48 to 1.55, 1.50 to 1.53, particularly 1.51 to 1.52, and a refractive index at 1310 nm of 1.46. ⁇ 1.53, 1.47 ⁇ 1.52, especially 1.48 ⁇ 1.51.
  • the optical glass lens of the present invention may be provided with an antireflection film.
  • the antireflection film need not be provided.
  • the water resistance tends to be 2 or higher grade based on JOGIS, further liquidus viscosity, it tends to more than 10 5.0 dPa ⁇ s.
  • the optical glass lens of the present invention has a thermal expansion coefficient in the range of 30 to 300 ° C. of 50 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. to 85 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 55 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. to 80 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. In particular, it is preferably 60 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. to 75 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. Even if the thermal expansion coefficient is too small or too large, when an optical glass lens is used as a component member of the lens cap, the difference in thermal expansion coefficient between the optical glass lens and the metal shell increases, and a lens cap is produced. At this time, the optical glass lens is easily damaged.
  • the optical glass lens of the present invention preferably has a yield point of 640 ° C. or lower, 630 ° C. or lower, particularly 620 ° C. or lower. If the yield point is too high, the heating temperature becomes high during press molding described later, and the mold is likely to be damaged.
  • the lower limit of the yield point is not particularly limited, but is actually 500 ° C. or higher.
  • glass raw materials are prepared so as to have a desired composition and then melted in a glass melting furnace.
  • the melting temperature of the glass is preferably 1150 ° C. or higher, 1200 ° C. or higher, particularly 1250 ° C. or higher.
  • the melting temperature is preferably 1450 ° C. or lower, 1400 ° C. or lower, 1350 ° C. or lower, particularly 1300 ° C. or lower from the viewpoint of preventing glass coloring due to Pt melting from platinum metal constituting the melting vessel.
  • the melting time is preferably 2 hours or more, particularly 3 hours or more.
  • the melting time is preferably within 8 hours, particularly within 5 hours.
  • molten glass is dropped from the tip of the nozzle to temporarily produce droplet glass.
  • a glass block is temporarily produced by rapidly casting molten glass. Thereafter, grinding, polishing, and washing are performed to obtain an optical glass lens.
  • optical glass lens of the present invention Since the optical glass lens of the present invention is polished, it tends to have polishing marks. Moreover, since durability is favorable, even if it grinds, grind
  • the optical glass lens may be put into a precision-processed mold and press-molded while being heated until it becomes softened, and the surface shape of the mold may be transferred to the optical glass lens.
  • a biconvex shape for example, a spherical shape
  • a plano-convex shape for example, a meniscus shape, or the like
  • the optical glass lens of the present invention can be used as a lens array by forming the optical glass lens of the present invention on a plate-like substrate. Further, by forming the optical glass lens of the present invention on a prism, it is possible to combine the performance of the prism and the lens.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the lens cap.
  • the lens cap 1 includes a metal shell 4 including a cylindrical side wall portion 2 and an end wall portion 3 provided at the tip of the side wall portion 2 and having a lens holding hole at the center thereof, and the metal shell 4. And an optical glass lens 6 sealed with a sealing material 5 in the lens holding hole.
  • Hastelloy registered trademark
  • Inconel registered trademark
  • SUS Spin-Coupled Device
  • optical glass lens of the present invention will be described in detail based on examples.
  • Tables 1 and 2 show examples (sample Nos. 1 to 15) and comparative examples (sample No. 16) of the present invention.
  • glass raw materials prepared so as to have the compositions shown in Tables 1 and 2 were put in a platinum crucible and melted at 1300 ° C. for 2 hours, respectively.
  • the molten glass was poured onto a carbon plate, cooled and solidified, and then annealed to produce a glass block. Thereafter, grinding, polishing, and washing were performed to obtain an optical glass lens.
  • Various characteristics of the sample thus obtained were evaluated. The results are shown in each table.
  • Refractive index nd is indicated by a measured value at d-line (wavelength: 587.6 nm) using a refractometer.
  • the refractive index n1310 is shown as a measured value at 1310 nm using a refractometer.
  • the thermal expansion coefficient and the yield point at 30 to 300 ° C. were measured with a thermal expansion measuring device (dilat meter).
  • Water resistance was measured based on the powder method specified in JOGIS.
  • Liquid phase viscosity was measured by a platinum ball pulling method.
  • each of the samples 1 to 15 has a refractive index nd of 1.501 to 1.528, a refractive index n1310 of 1.486 to 1.513, and a thermal expansion coefficient of 64 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. to 80 ⁇ 10 ⁇ 7 /
  • the yield point was 536 to 624 ° C.
  • the JOGIS water resistance (powder method) was 1 to 2 and the liquid phase viscosity was 10 5.0 to 10 6.5 dPa ⁇ s.
  • No. which is a comparative example. It was found that the sample No. 16 has a JOGIS water resistance (powder method) of grade 3 and a liquid phase viscosity of 104.3 dPa ⁇ s, which is inferior in mass productivity.

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Abstract

耐久性に優れた中屈折率（具体的には屈折率ｎｄが１．４８～１．５５）の光学ガラスレンズを提供する。　質量％で、ＳｉＯ２　５０～７０％、Ｂ２Ｏ３　１～１８％、Ａｌ２Ｏ３　０％～１５％、ＺｎＯ　０～２０％、ＣａＯ　０．１～１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ　０．１～１８％、Ｓｂ２Ｏ３　０～１％、ＳｎＯ２　０～１％を含有することを特徴とする光学ガラスレンズ。

Description

光学ガラスレンズ
　本発明は光学ガラスレンズに関するものである。
　ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等の用途では、屈折率ｎｄが１．４８～１．５５の中屈折率レンズが必要である。
　特許文献１には中屈折率を有するガラス組成が開示されている。
特開２００２－２０１０３７号公報
　特許文献１に開示されているガラス組成は、耐水性、耐薬品性、耐熱性等の耐久性が低いという問題がある。
　本発明の目的は上記課題に鑑み、耐久性に優れた中屈折率（具体的には屈折率ｎｄが１．４８～１．５５）の光学ガラスレンズを提供することである。
　本発明の光学ガラスレンズは、質量％で、ＳｉＯ２　５０～７０％、Ｂ２Ｏ３　１～１８％、Ａｌ２Ｏ３　０～１５％、ＺｎＯ　０～２０％、ＣａＯ　０．１～１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ　０．１～１８％、Ｓｂ２Ｏ３　０～１％、ＳｎＯ２　０～１％を含有することを特徴とする。光学ガラスの耐久性（耐水性、耐薬品性、耐熱性等）には、Ｂ２Ｏ３とアルカリ成分の含有量が影響を与える。本発明ではＢ２Ｏ３とアルカリ成分の含有量を各々１８質量％以下に規制することにより優れた耐久性を達成している。
　本発明の光学ガラスレンズは、さらに、質量％で、ＢａＯ　０～１５％、ＳｒＯ　０～１５％、ＭｇＯ　０～１５％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ　０～２０％を含有することが好ましい。ここで、「ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ」とは、ＢａＯ、ＳｒＯ及びＭｇＯの含有量の合量を意味する。
　本発明の光学ガラスレンズは、質量％で、Ｎａ２Ｏ　０．１～１８％、Ｋ２Ｏ　０～５％を含有することが好ましい。
　本発明の光学ガラスレンズは、さらに、質量％で、ＺｎＯ＋ＣａＯ　０．１～３０％を含有することが好ましい。ここで、「ＺｎＯ＋ＣａＯ」とは、ＺｎＯ及びＣａＯの含有量の合量を意味する。
　本発明の光学ガラスレンズは、質量％で、ＺｒＯ２　０～５％、Ｌａ２Ｏ３　０～１０％、Ｇｄ２Ｏ３　０～１５％を含有することが好ましい。
　本発明の光学ガラスレンズは、屈折率（ｎｄ）が１．４８～１．５５であることが好ましい。なお、「ｎｄ」は、ｄ線における屈折率である。
　本発明の光学ガラスレンズは、屈折率（ｎ１３１０）が１．４６～１．５３であることが好ましい。なお、「ｎ１３１０」は、１３１０ｎｍにおける屈折率である。
　本発明の光学ガラスレンズは、ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が２級以上であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスレンズは、液相粘度が１０５．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスレンズは、研磨痕を有していてもよい。
　本発明の光学ガラスレンズは、プレス成型用であることが好ましい。
　本発明のレンズキャップは、円筒形状の側壁部と、側壁部の先端に設けられ且つその中心部にレンズ保持孔を有する端壁部とから構成された金属製シェルと、金属製シェルのレンズ保持孔に封着固定された上記の光学ガラスレンズと、金属製のシェルのレンズ保持孔に上記の光学ガラスレンズを固定する封着材料とを備えていることを特徴とする。
　本発明によれば、耐久性に優れた中屈折率（具体的には屈折率ｎｄが１．４８～１．５５）の光学ガラスレンズを提供することができる。
レンズキャップの構成を示す説明図である。
　本発明の光学ガラスレンズは、質量％で、ＳｉＯ２　５０～７０％、Ｂ２Ｏ３　１～１８％、Ａｌ２Ｏ３　０～１５％、ＺｎＯ　０～２０％、ＣａＯ　０．１～１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ　０．１～１８％、Ｓｂ２Ｏ３　０～１％、ＳｎＯ２　０～１％を含有する。以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りが無い場合、以下の「％」は「質量％」を意味する。
　ＳｉＯ２は、屈折率を低下させ、また液相粘度を高くし、さらに耐久性を向上させる効果がある。ＳｉＯ２の含有量は５０～７０％であり、５２～６８％、５４～６６％、特に５６～６４％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化したり、ＳｉＯ２を含む失透物が析出しやすくなる。
　Ｂ２Ｏ３は屈折率を低下させ、また液相粘度を高くし、さらに耐久性を向上させる効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１～１８％であり、２～１６％、４～１４％、特に６～１２％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、耐久性が悪化したり、成形時に蒸発しやすいため脈理が発生しやすくなる。
　Ａｌ２Ｏ３は、屈折率を低下させ、また液相粘度を高くし、さらに耐久性を向上させる効果がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０～１５％であり、１～１３％、２～１１％、特に３～９％であることが好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化したり、Ａｌ２Ｏ３を含む失透物が析出しやすくなる。
　なお、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３の含有量は、６０～８５％、６２～８３％、６４～８１％、特に６６～７９％であることが好ましい。ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になる。一方、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化しやすくなる。ここで、「ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３」とは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合量を意味する。
　ＣａＯは、耐久性を維持しながら、ガラスの高温粘性を低下させる効果がある。ＣａＯの含有量は０．１～１０％であり、１～９％、２～７％、特に３～６％であることが好ましい。ＣａＯの含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、ＣａＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化したり、ＣａＯを含む失透物が析出しやすくなる。
　ＳｉＯ２／ＣａＯは、８～４００、１０～１００、特に１５～７０であることが好ましい。ＳｉＯ２／ＣａＯが小さすぎると、ＣａＯを含む失透物が析出しやすくなる。一方、ＳｉＯ２／ＣａＯが大きすぎると、ＳｉＯ２を含む失透物が析出しやすくなる。ここで、「ＳｉＯ２／ＣａＯ」とは、ＳｉＯ２の含有量をＣａＯの含有量で除した値を指す。
　なお、ＳｉＯ２＋ＣａＯの含有量は、５１～７０％、５３～６８％、特に５５～６６％であることが好ましい。ＳｉＯ２＋ＣａＯの含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になる。一方、ＳｉＯ２＋ＣａＯの含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化しやすくなる。ここで、「ＳｉＯ２＋ＣａＯ」とは、ＳｉＯ２及びＣａＯの含有量の合量を意味する。
　ＺｎＯは、耐久性を維持しながら、ガラスの高温粘性を低下させる効果がある。ＺｎＯの含有量は０～２０％であり、１～１８％、２～１６％、特に３～１４％であることが好ましい。ＺｎＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　なお、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯの含有量は、２～３０％、５～２５％、特に８～２０％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯの含有量が少なすぎると、耐久性が悪化しやすくなる。一方、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯの含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化しやすくなる。ここで、「Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯ」とは、Ａｌ２Ｏ３及びＺｎＯの含有量の合量を意味する。
　また、ＺｎＯ＋ＣａＯの含有量は、０．１～３０％、２～２５％、４～２０％、特に６～１５％であることが好ましい。ＺｎＯ＋ＣａＯの含有量が少なすぎても、多すぎても、耐久性が悪化しやすくなる。
　（ＳｉＯ２＋ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯ）は、１～２０、２～１５、３～１０、特に５～８であることが好ましい。（ＳｉＯ２＋ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯ）が小さすぎると、耐久性が悪化しやすくなる。一方、（ＳｉＯ２＋ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯ）が大きすぎると、ＳｉＯ２及び／またはＣａＯを含む失透物が析出しやすくなる。ここで、「（ＳｉＯ２＋ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｎＯ）」とは、ＳｉＯ２及びＣａＯの含有量の合量をＡｌ２Ｏ３及びＺｎＯの含有量の合量で除した値を指す。
　Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、ガラスの高温粘性を低下し、液相粘度を高くする効果がある。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、０．１～１８％であり、１～１６％、２～１４％、特に３～１２％であることが好ましい。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　なお、Ｎａ２Ｏの含有量の好ましい範囲は、０．１～１８％、１～１６％、２～１４％、３～１２％であり、Ｋ２Ｏの含有量の好ましい範囲は、０～５％、０～４％、０～３％、０．１～２％である。
　Ｓｂ２Ｏ３は脱泡の効果があり、またＰｔイオン（不純物としてガラス中に数ｐｐｍ混入）による着色を抑える効果がある。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、０～１％であり、０～０．０９％、特に０～０．０８％であることが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３は強い酸化力を有するため、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶融容器に使用するＰｔやＲｈといった金属を酸化し、量産性が低下しやすくなる。
　ＳｎＯ２は脱泡の効果がある。ＳｎＯ２の含有量は、０～１％であり、０～０．０９％、特に０～０．０８％であることが好ましい。ＳｎＯ２の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
　上記成分以外にも、以下に示す種々の成分を含有させることができる。
　ＢａＯは、耐久性を維持しながら、ガラスの高温粘性を低下させる効果がある。ＢａＯの含有量は０～１５％、１～１３％、２～１１％、特に３～９％であることが好ましい。ＢａＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　ＳｒＯは、耐久性を維持しながら、ガラスの高温粘性を低下させる効果がある。ＳｒＯの含有量は０～１５％、１～１３％、２～１１％、特に３～９％であることが好ましい。ＳｒＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　ＭｇＯは、耐久性を維持しながら、ガラスの高温粘性を低下させる効果がある。ＭｇＯの含有量は０～１５％、１～１３％、２～１１％、特に３～９％であることが好ましい。ＭｇＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　なお、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの含有量は、０～２０％、２～１８％、４～１６％、特に６～１４％であることが好ましい。ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量は、０．１～２５％、１～２３％、特に２～２１％であることが好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量が少なすぎても、多すぎても、耐久性が悪化しやすくなる。ここで、「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ」とは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの含有量の合量を意味する。
　ＺｒＯ２は、屈折率を高める効果があり、また耐久性を向上させる効果がある。ＺｒＯ２の含有量は、０～５％、０～４％、特に０．１～３％であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
　Ｌａ２Ｏ３は、屈折率を高める効果があり、また耐久性を向上させる効果がある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は、０～５％、０～４％、特に０．１～３％であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
　Ｇｄ２Ｏ３は、屈折率を高める効果があり、また耐久性を向上させる効果がある。Ｇｄ２Ｏ３の含有量は、０～５％、０～４％、特に０．１～３％であることが好ましい。Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。
　Ｌｉ２Ｏは、ガラスの高温粘性を低下させ、液相粘度を高くする効果がある。Ｌｉ２Ｏの含有量は、０～１０％、０．１～１０％、１～８％、２～６％、特に３～５％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。
　なお、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、０．１～２０％、１～１８％、特に３～１６％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少なすぎると、ガラスの溶解性が悪化しやすくなる。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、耐久性が悪化しやすくなる。ここで、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」とは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合量を意味する。
　（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、０．２～４、０．３～３．５、特に０．４～３であることが好ましい。（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が小さすぎても、大きすぎても、耐久性が悪化しやすくなる。ここで、「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）」とは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの含有量の合量をＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合量で除した値を指す。
　なお清澄剤として広く知られているＡｓ２Ｏ３は有害であるので、実質的に含有しないことが好ましい。またＦ成分は環境に悪影響を及ぼすおそれがあることから実質的に含有しないことが好ましい。ここで「実質的に含有しない」とは、これらの成分を意図的にガラス中に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで完全に排除するということを意味するものではない。より客観的には、不純物を含めたこれらの成分の含有量が、Ａｓ２Ｏ３で０．００００１％以下、Ｆで０．０１％以下であるということを意味する。
　また、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｒ，Ｂｒはガラスを着色させる成分であることから、含有しないことが好ましい。Ｃｄは環境に対する影響を考慮し、含有しないことが好ましい。
　以上の組成を有する光学ガラスレンズは、屈折率ｎｄが１．４８～１．５５、１．５０～１．５３、特に１．５１～１．５２になりやすく、１３１０ｎｍにおける屈折率が１．４６～１．５３、１．４７～１．５２、特に１．４８～１．５１になりやすい。
　本発明の光学ガラスレンズは、反射防止膜を設けてもよい。ただし、上記のように屈折率が低い場合は、反射防止膜を設けなくても構わない。
　以上の組成を有する光学ガラスレンズは、ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が２級以上になりやすく、さらに液相粘度が、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上になりやすい。
　本発明の光学ガラスレンズは、３０～３００℃の範囲における熱膨張係数が５０×１０－７／℃～８５×１０－７／℃、５５×１０－７／℃～８０×１０－７／℃、特に６０×１０－７／℃～７５×１０－７／℃であることが好ましい。熱膨張係数が小さすぎても大きすぎても、レンズキャップの構成部材として光学ガラスレンズを使用した際に、光学ガラスレンズと金属製シェルとの熱膨張係数差が大きくなり、レンズキャップを作製する際に光学ガラスレンズが破損しやすくなる。
　本発明の光学ガラスレンズは、屈伏点が６４０℃以下、６３０℃以下、特に６２０℃以下であることが好ましい。屈伏点が高すぎると、後述するプレス成型の際に加熱温度が高くなり、金型が破損しやすくなる。なお、屈伏点の下限は特に限定されないが、現実的には５００℃以上である。
　次に、本発明の光学ガラスレンズを製造する方法を述べる。
　まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉で溶融する。ガラスの溶融温度は１１５０℃以上、１２００℃以上、特に１２５０℃以上であることが好ましい。なお溶融容器を構成する白金金属からのＰｔ溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融温度は１４５０℃以下、１４００℃以下、１３５０℃以下、特に１３００℃以下であることが好ましい。
　また溶融時間が短すぎると、十分に脱泡できない可能性があるので、溶融時間は２時間以上、特に３時間以上であることが好ましい。ただし溶融容器からのＰｔ溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融時間は８時間以内、特に５時間以内であることが好ましい。
　次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して一旦液滴状ガラスを作製する。または溶融ガラスを急冷鋳造して一旦ガラスブロックを作製する。その後、研削、研磨、洗浄して光学ガラスレンズを得る。なお、作製したガラスブロックを加熱延伸成形した後に研削、研磨、洗浄しても構わない。加熱延伸成形することにより、ガラス表面が滑らかな火造り面となるため、研削、研磨工程の時間を短くすることができる。
　本発明の光学ガラスレンズは、研磨されるため、研磨痕を有しやすい。また、耐久性が良好であるため、研削、研磨、洗浄を施しても、ヤケが発生しにくい。
　続いて、精密加工を施した金型中に光学ガラスレンズを投入して軟化状態となるまで加熱しながらプレス成型し、金型の表面形状を光学ガラスレンズに転写させても構わない。このようにすれば、両凸形状（例えば球状）、平凸形状、メニスカス形状等にすることが可能である。
　なお、本発明の光学ガラスレンズを板状基板上に形成することによりレンズアレイとして使用することができる。また、本発明の光学ガラスレンズをプリズム上に形成することにより、プリズムとレンズの性能を兼ね備えることができる。
　次に、本発明の光学ガラスレンズを用いたレンズキャップの実施形態について説明する。
　図１は、レンズキャップの構成を示す説明図である。
　レンズキャップ１は、円筒形状の側壁部２と、側壁部２の先端に設けられ且つその中心部にレンズ保持孔を有する端壁部３とから構成された金属製シェル４と、金属製シェル４のレンズ保持孔に封着材料５で封着された光学ガラスレンズ６とを備えている。
　なお、金属製シェル４の材質としては、ハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）、ＳＵＳ等を使用することができる。また、封着材料５としては、低融点ガラス、接着剤、はんだ等を使用することができる。
　以下、本発明の光学ガラスレンズを実施例に基づいて詳細に説明する。
　表１及び２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１～１５）及び比較例（試料Ｎｏ．１６）を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　各試料は、次のようにして作製した。
　まず、表１及び２に記載の組成となるように調合したガラス原料を白金ルツボに入れ、１３００℃でそれぞれ２時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却固化した後、アニールを行ってガラスブロックを作製した。その後、研削、研磨、洗浄して光学ガラスレンズを得た。このようにして得られた試料について、各種特性を評価した。結果を各表に示す。
　屈折率ｎｄは、屈折率計を用いて、ｄ線（波長：５８７．６ｎｍ）における測定値で示した。
　屈折率ｎ１３１０は、屈折率計を用いて、１３１０ｎｍにおける測定値で示した。
　３０～３００℃における熱膨張係数、屈伏点は、熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ　ｍｅｔｅｒ）にて測定した。
　耐水性は、ＪＯＧＩＳに定める粉末法に基づき測定した。
　液相粘度は、白金球引き上げ法にて測定した。
　表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１～１５の各試料は、屈折率ｎｄが１．５０１～１．５２８、屈折率ｎ１３１０が１．４８６～１．５１３、熱膨張係数が６４×１０－７／℃～８０×１０－７／℃、屈伏点が５３６～６２４℃であった。またＪＯＧＩＳ耐水性（粉末法）は１～２級であり、液相粘度は１０５．０～１０６．５ｄＰａ・ｓであった。これに対して比較例であるＮｏ．１６の試料は、ＪＯＧＩＳ耐水性（粉末法）は３級であり、液相粘度が１０４．３ｄＰａ・ｓであり、量産性に劣ることが分かった。
　１　レンズキャップ
　２　側壁部
　３　端壁部
　４　金属製シェル
　５　封着材料
　６　光学ガラスレンズ
 

Claims (12)

  1. 　質量％で、ＳｉＯ２　５０～７０％、Ｂ２Ｏ３　１～１８％、Ａｌ２Ｏ３　０～１５％、ＺｎＯ　０～２０％、ＣａＯ　０．１～１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ　０．１～１８％、Ｓｂ２Ｏ３　０～１％、ＳｎＯ２　０～１％を含有することを特徴とする光学ガラスレンズ。
  2. 　さらに、質量％で、ＢａＯ　０～１５％、ＳｒＯ　０～１５％、ＭｇＯ　０～１５％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ　０～２０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラスレンズ。
  3. 　質量％で、Ｎａ２Ｏ　０．１～１８％、Ｋ２Ｏ　０～５％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラスレンズ。
  4. 　質量％で、ＺｎＯ＋ＣａＯ　０．１～３０％を含有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  5. 　さらに、質量％で、ＺｒＯ２　０～５％、Ｌａ２Ｏ３　０～１０％、Ｇｄ２Ｏ３　０～１５％を含有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  6. 　屈折率（ｎｄ）が１．４８～１．５５であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  7. 　屈折率（ｎ１３１０）が１．４６～１．５３であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  8. 　ＪＯＧＩＳに基づく耐水性が２級以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  9. 　液相粘度が１０５．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  10. 　研磨痕を有することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  11. 　プレス成型用であることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
  12. 　円筒形状の側壁部と、側壁部の先端に設けられ且つその中心部にレンズ保持孔を有する端壁部とから構成された金属製シェルと、金属製シェルのレンズ保持孔に封着固定された請求項１～１１のいずれかに記載の光学ガラスレンズと、金属製のシェルのレンズ保持孔に光学ガラスレンズを固定する封着材料とを備えていることを特徴とするレンズキャップ。
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