JP2009286673A - Optical glass, preform and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は極めて大きな部分分散比［θｇ，Ｆ］を有するビスマス系の光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to a bismuth-based optical glass having an extremely large partial dispersion ratio [θg, F], and a preform and an optical element using the same.
光学機器のレンズ系は、通常、異なる光学的性質を持つ複数のガラスレンズを組み合わせて設計されている。近年、多様化する光学機器のレンズ系の設計の自由度をさらに広げるため、従来用いられなかった光学特性を有する光学ガラスが、球面及び非球面レンズ等として用いられるようになった。特に、光学設計を行うに当たり、収差を小さくする目的に沿って、屈折率や分散傾向の異なるものが開発されている。その中で、極めて大きな部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスは、以下に述べる異常分散性が高まるため、収差の補正に顕著な効果を奏するものであり、光学設計の自由度を広げるものである。 A lens system of an optical apparatus is usually designed by combining a plurality of glass lenses having different optical properties. In recent years, optical glasses having optical characteristics that have not been used in the past have been used as spherical and aspherical lenses in order to further increase the degree of freedom in designing lens systems of diversifying optical devices. In particular, in optical design, those having different refractive indexes and dispersion tendencies have been developed in accordance with the purpose of reducing aberrations. Among them, the optical glass having an extremely large partial dispersion ratio [θg, F] has an extraordinary dispersion property described below, and thus has a remarkable effect in correcting aberrations, thereby expanding the degree of freedom in optical design. Is.
短波長域の部分分散性を表す部分分散比［θｇ，Ｆ］の式（１）に示す。
θｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）・・・・・・（１）
The partial dispersion ratio [θg, F] representing the partial dispersion in the short wavelength region is shown in Equation (1).
θg, F = (n g −n F ) / (n F −n C ) (1)
一般に光学ガラスには、短波長域の部分分散性を表す部分分散比［θｇ，Ｆ］とアッベ数（νｄ）との間に、およそ直線的な反比例の関係があるが、この関係から著しく外れているガラスは異常分散ガラスと呼ばれる。この反比例関係を表す直線は、部分分散比［θｇ，Ｆ］を縦軸に、アッベ数（νｄ）を横軸に採用した直交座標上で、ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線で表され、ノーマルラインと呼ばれている（図１参照）。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎に異なるが、同等の傾きと切片を持っている。（ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（νｄ）は３６．３，部分分散比［θｇ，Ｆ］は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（νｄ）は６０．５、部分分散比［θｇ，Ｆ］は０．５４３６である。）光学ガラスの異常分散性については、光学ガラスの部分分散比及びアッベ数のプロットが、ノーマルラインから縦軸方向にどれだけ離れているかが指標とされている。異常分散ガラスからなるレンズを他のレンズと組み合わせて用いた場合、紫外から赤外への幅広い波長範囲において色収差を補正することが可能となる。 In general, optical glass has an approximately linear inverse proportion relationship between a partial dispersion ratio [θg, F] representing partial dispersion in a short wavelength region and an Abbe number (ν d ). The detached glass is called anomalous dispersion glass. The straight line representing this inverse proportionality plots the partial dispersion ratio and Abbe number of NSL7 and PBM2 on the Cartesian coordinates using the partial dispersion ratio [θg, F] on the vertical axis and the Abbe number (ν d ) on the horizontal axis. It is represented by a straight line connecting the two points and is called a normal line (see FIG. 1). Normal glass, which is the standard for normal lines, varies from one optical glass manufacturer to another, but has the same slope and intercept. (NSL7 and PBM2 are optical glasses manufactured by OHARA, Inc., the Abbe number (ν d ) of PBM2 is 36.3, the partial dispersion ratio [θg, F] is 0.5828, and the Abbe number (ν d ) of NSL7. 60.5 and the partial dispersion ratio [θg, F] is 0.5436.) Regarding the anomalous dispersion of the optical glass, the plot of the partial dispersion ratio and the Abbe number of the optical glass is shown in the vertical direction from the normal line. How far away is an indicator. When a lens made of an anomalous dispersion glass is used in combination with another lens, chromatic aberration can be corrected in a wide wavelength range from ultraviolet to infrared.
異常分散ガラスは種々の文献において開示されており、例えば、特許文献１〜５には部分分散比［θｇ，Ｆ］が特異な値を有する光学ガラスが開示されている。具体的には、特許文献１〜３にはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｒＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系やＳｉＯ２−ＺｒＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｔａ２Ｏ５系のガラスであって、アッベ数（νｄ）が２８〜５５の範囲内にあり特異な小さい部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスが開示されている。また、特許文献４，５にはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系やＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系のガラスであって、アッベ数（νｄ）が３２〜５５の範囲内にあり特異な大きい部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する光学ガラスが開示されている。
しかしながら、特許文献１〜５に開示されたガラスの部分分散比の値は、０．５９以下の低い値にとどまっており、レンズの色収差をより高精度に補正するには高い部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する必要がありながら、近年高まっている光学設計上の要求を満たすには不十分であった。 However, the values of the partial dispersion ratios of the glasses disclosed in Patent Documents 1 to 5 remain as low as 0.59 or less, and a high partial dispersion ratio [θg is required to correct the chromatic aberration of the lens with higher accuracy. , F], but is insufficient to meet the increasing optical design requirements in recent years.
その一方で、部分分散比［θｇ，Ｆ］の高いガラスは、全体的に茶色く着色するものが多かった。着色したガラスは、可視域の波長における光線透過率が大きく低下しているため、光学素子の材料として適切なものではなかった。 On the other hand, many glasses with a high partial dispersion ratio [θg, F] are colored brown overall. Colored glass is not suitable as a material for optical elements because the light transmittance at wavelengths in the visible range is greatly reduced.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ＴｅＯ２成分を含有する光学ガラスにおいて、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、レンズの色収差をより高精度に補正でき、且つ可視域の波長の光線透過率が高い光学ガラス、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical glass containing a TeO 2 component while the Abbe number (ν d ) is within a desired range. It is to obtain an optical glass that can correct the chromatic aberration of the light with higher accuracy and has a high light transmittance at a wavelength in the visible range, and a preform and an optical element using the optical glass.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ＴｅＯ２成分と他の成分とを併用し、ＴｅＯ２成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの分散が所望の範囲内になり、ガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］が高められ、且つ可視域の特に短波長側におけるガラスの透明性が高められることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have repeatedly conducted intensive test studies. As a result, the TeO 2 component and other components are used in combination, and the content of the TeO 2 component is suppressed within a predetermined range. The present invention is completed by finding that the dispersion of the glass falls within a desired range, the partial dispersion ratio [θg, F] of the glass is increased, and the transparency of the glass on the short wavelength side in the visible region is increased. It came to. Specifically, the present invention provides the following.
（１） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を３０．０〜９０．０％含有し、０．６３以上０．７０以下の部分分散比（θｇ，Ｆ）を有し、１３以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有する光学ガラス。 (1) 30.0-90.0% of TeO 2 component is contained in mol% with respect to the total amount of glass in an oxide conversion composition, and a partial dispersion ratio (θg, F) of 0.63 or more and 0.70 or less. ) And an Abbe number (ν d ) of 13 or more and 30 or less.
（２） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢｉ２Ｏ３成分の含有量が０％を超え且つ２０．０％以下である（１）記載の光学ガラス。 (2) the glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of content of Bi 2 O 3 component is less and 20.0% more than 0% by mole% (1), wherein the optical glass.
（３） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢｉ２Ｏ３成分の含有量が２．０％を超え且つ２０．０％以下である（２）記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (2), wherein the content of the Bi 2 O 3 component is more than 2.0% and not more than 20.0% in terms of mol% with respect to the total amount of the glass having an oxide conversion composition.
（４） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
ＷＯ３成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜３０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜３０．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
(4) WO 3 component 0 to 30.0% and / or BaO component 0 to 35.0% and / or Ta 2 O 5 component 0 to 30 in mol% with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition 0.0% and / or Nb 2 O 5 component 0-30.0%
The optical glass according to any one of (1) to (3), further comprising:
（５） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和（ＷＯ３＋ＢａＯ＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）が５０％以下である（４）記載の光学ガラス。 (5) The optical glass according to (4), wherein the total amount of substances (WO 3 + BaO + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) with respect to the total amount of glass having an oxide conversion composition is 50% or less.
（６） 酸化物換算組成の物質量比ＢａＯ／（ＷＯ３＋ＢａＯ）が０以上０．５０未満、又は０．７５以上１以下である（４）又は（５）記載の光学ガラス。 (6) The optical glass according to (4) or (5), wherein the substance amount ratio BaO / (WO 3 + BaO) of the oxide equivalent composition is 0 or more and less than 0.50, or 0.75 or more and 1 or less.
（７） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＺｎＯ成分を１０．０％以下含有する（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。 (7) The optical glass according to any one of (1) to (6), which contains 10.0% or less of a ZnO component in mol% with respect to the total amount of glass having an oxide equivalent composition.
（８） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和（ＺｎＯ＋ＢａＯ）が６０％以下である（７）記載の光学ガラス。 (8) The optical glass according to (7), wherein a substance amount sum (ZnO + BaO) with respect to the total amount of the glass having an oxide conversion composition is 60% or less.
（９） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＳｉＯ２成分を５％以下含有する（１）から（８）のいずれか記載の光学ガラス。 (9) The optical glass according to any one of (1) to (8), which contains 5% or less of a SiO 2 component in mol% with respect to the total amount of glass having an oxide equivalent composition.
（１０） 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する（１）から（９）のいずれか記載の光学ガラス。
(10) the glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of, from 0 to 20.0% Li 2 O component in mol% and / or Na 2 O component from 0 to 20.0% and / or K 2 O ingredient 0 ~ 20.0%
The optical glass according to any one of (1) to (9), further containing each component of
（１１） ２．００以上２．３０以下の屈折率（ｎｄ）を有する（１）から（１０）のいずれか記載の光学ガラス。 (11) 2.00 or 2.30 or less of the refractive index (n d) any description of the optical glass (1) to (10) having a.
（１２） 透過率５％時の波長λ５が４６０ｎｍ以下である（１）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。 (12) The optical glass according to any one of (1) to (11), wherein a wavelength λ 5 at a transmittance of 5% is 460 nm or less.
（１３） 透過率７０％時の波長λ７０が５５０ｎｍ以下である（１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラス。 (13) The optical glass according to any one of (1) to (12), wherein the wavelength λ 70 at a transmittance of 70% is 550 nm or less.
（１４） （１）から（１３）のいずれか１項の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。 (14) A preform for polishing and / or precision press molding comprising the optical glass of any one of (1) to (13).
（１５） （１４）のプリフォームを研磨してなる光学素子。 (15) An optical element obtained by polishing the preform of (14).
（１６） （１４）のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。 (16) An optical element obtained by precision press-molding the preform of (14).
本発明によれば、ＴｅＯ２成分と他の成分とを併用し、ＴｅＯ２成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、レンズの色収差をより高精度に補正でき、且つ可視域の波長の光線透過率が高い光学ガラス、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。 According to the present invention, the TeO 2 component and other components are used in combination, and the content ratio of the TeO 2 component is suppressed within a predetermined range, so that the Abbe number (ν d ) is within a desired range. Thus, an optical glass having a high light transmittance at a visible wavelength and a preform and an optical element using the optical glass can be obtained.
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＴｅＯ２成分を３０．０〜９０．０％含有し、０．６３以上０．７０以下の部分分散比（θｇ，Ｆ）を有し、１３以上３０以下のアッベ数（νｄ）を有する。ＴｅＯ２成分と他の成分とを併用し、ＴｅＯ２成分の含有率を所定の範囲内に抑えることによって、ガラスの分散が所望の範囲内になり、ガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］が高められ、且つ分光透過率５％及び７０％を示す波長（λ５及びλ７０）が短くなる。このため、アッベ数（νｄ）が１３以上２７以下の範囲内にありながら、レンズの色収差をより高精度に補正でき、且つ可視域の波長の光線透過率が高い光学ガラスを得ることができる。 The optical glass of the present invention contains 30.0 to 90.0% of TeO 2 component in mol% with respect to the total amount of glass in an oxide conversion composition, and a partial dispersion ratio of 0.63 to 0.70. (Θg, F) and an Abbe number (ν d ) of 13 to 30. Combination of the TeO 2 component and other components, by reducing the content of TeO 2 components within a predetermined range, the dispersion of the glass is within the desired range, the partial dispersion ratio of glass [[theta] g, F] is The wavelengths (λ 5 and λ 70 ) that are enhanced and exhibit spectral transmittances of 5% and 70% are shortened. For this reason, it is possible to obtain an optical glass that can correct the chromatic aberration of the lens with higher accuracy and has a high light transmittance at a wavelength in the visible region, while the Abbe number (ν d ) is in the range of 13 to 27. .
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. be able to. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the meaning of invention is not limited.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総物質量を１００モル％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, unless otherwise specified, the content of each component is all expressed in mol% with respect to the total amount of glass having an oxide equivalent composition. Here, the “oxide equivalent composition” means that the oxide, composite salt, metal fluoride, etc. used as the raw material of the glass component of the present invention are all decomposed and changed into oxides when melted. It is the composition which described each component contained in glass by making the total substance amount of the said production | generation oxide into 100 mol%.
＜必須成分、任意成分について＞
ＴｅＯ２成分は、ガラスの屈折率を高める成分である。特に、ＴｅＯ２成分の含有率を３０．０％以上にすることで、可視域におけるガラスの透明性を高め、所望の屈折率を得易くすることができる。一方、ＴｅＯ２成分の含有率を９０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＴｅＯ２成分の含有率は、好ましくは３０．０％、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは４０．０％を下限とし、好ましくは９０．０％、より好ましくは８５．０％、最も好ましくは８０．０％を上限とする。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
<About essential and optional components>
The TeO 2 component is a component that increases the refractive index of the glass. In particular, by setting the content of the TeO 2 component to 30.0% or more, it is possible to increase the transparency of the glass in the visible region and easily obtain a desired refractive index. On the other hand, by setting the content of TeO 2 components below 90.0%, it is possible to reduce the devitrification resistance of the glass. Therefore, the content ratio of the TeO 2 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 35.0%, and most preferably 40.0%, and preferably 90. The upper limit is 0%, more preferably 85.0%, and most preferably 80.0%. The TeO 2 component can be contained in the glass using, for example, TeO 2 as a raw material.
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］と高め、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの屈伏温度（Ａｔ）を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高め、ガラスの透過率を低下し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢｉ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。なお、Ｂｉ２Ｏ３成分を含有しなくとも、所望の光学特性を有する光学ガラスを作製することはできるが、Ｂｉ２Ｏ３成分を含有することで、所望のガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］を得易くすることができる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有率は、好ましくは０％を超え、より好ましくは２％を超え、最も好ましくは５％を下限とする。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３等を用いてガラス内に含有することができる。 The Bi 2 O 3 component is a component that increases the partial dispersion ratio [θg, F] of the glass, increases the refractive index of the glass, and lowers the yield temperature (At) of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. is there. In particular, by setting the content of the Bi 2 O 3 component to 20.0% or less, it is possible to increase the stability of the glass and make it difficult to reduce the transmittance of the glass. Accordingly, the content of the Bi 2 O 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. An optical glass having desired optical characteristics can be produced without containing the Bi 2 O 3 component, but by containing the Bi 2 O 3 component, the partial dispersion ratio [θg, F] can be easily obtained. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component is preferably more than 0%, more preferably more than 2%, and most preferably 5%. The Bi 2 O 3 component can be contained in the glass using, for example, Bi 2 O 3 as a raw material.
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＷＯ３成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスの透過率を低下し難くして、ガラスが紫外光にさらされた場合の、ガラスの可視域の波長における光線透過率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＷＯ３成分の含有率は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは２６．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。 The WO 3 component is a component that increases the refractive index and dispersibility of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the WO 3 component 30.0% or less, it is difficult to lower the transmittance of the glass, and light transmission at wavelengths in the visible range of the glass when the glass is exposed to ultraviolet light. The rate can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the WO 3 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 28.0%, and most preferably 26.0%. The WO 3 component can be contained in the glass using, for example, WO 3 as a raw material.
ＢａＯ成分は、ガラスの溶解性及び安定性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＢａＯ成分の含有率を３５．０％以下にすることで、ガラスの安定性を維持し易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＢａＯ成分の含有率は、好ましくは３５．０％、より好ましくは３３．０％、最も好ましくは３１．０％を上限とする。ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２等を用いてガラス内に含有することができる。 The BaO component is a component that improves the solubility and stability of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, the stability of the glass can be easily maintained by setting the content of the BaO component to 35.0% or less. Therefore, the upper limit of the content of the BaO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 35.0%, more preferably 33.0%, and most preferably 31.0%. The BaO component can be contained in the glass using, for example, BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 or the like as a raw material.
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高め、ガラスを安定化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｔａ２Ｏ５成分の含有率を３０．０％以下にすることで、希少鉱物資源であるＴａ２Ｏ５成分の使用量が減るとともに、ガラスがより低温で溶解し易くなるため、ガラスの生産コストを低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２７．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。 The Ta 2 O 5 component is a component that increases the refractive index of the glass and stabilizes the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of Ta 2 O 5 component 30.0% or less, the amount of Ta 2 O 5 component, which is a rare mineral resource, is reduced, and the glass is more easily melted at a lower temperature. The production cost can be reduced. Therefore, the content of the Ta 2 O 5 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 27.0%, and most preferably 25.0%. The Ta 2 O 5 component can be contained in the glass using, for example, Ta 2 O 5 as a raw material.
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率及び分散性を高める成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有率を３０．０％以下にすることで、ガラスが紫外光にさらされた場合の、ガラスの可視域の波長における光線透過率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有率は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２７．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。 Nb 2 O 5 component is a component that raises the refractive index and dispersion of the glass, an optional component of the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of the Nb 2 O 5 component to 30.0% or less, the light transmittance at a wavelength in the visible region of the glass when the glass is exposed to ultraviolet light can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the Nb 2 O 5 component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 27.0%, and most preferably 25.0%. The Nb 2 O 5 component can be contained in the glass using, for example, Nb 2 O 5 as a raw material.
本発明の光学ガラスでは、ＷＯ３成分、ＢａＯ成分、Ｔａ２Ｏ５成分、及びＮｂ２Ｏ５成分の含有率の物質量和が５０％以下であることが好ましい。特に、この物質量和を４０％以下にすることで、所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和（ＷＯ３＋ＢａＯ＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）は、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。なお、この物質量和の値は、この範囲内であれば技術的には特に不利益は無いが、この物質量和を１０％以上にすることで、ガラスを形成し易くすることができる。このときの物質量和の値は、好ましくは１０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは２０％を下限とする。 In the optical glass of the present invention, it is preferable that the total amount of the contents of the WO 3 component, BaO component, Ta 2 O 5 component, and Nb 2 O 5 component is 50% or less. In particular, the desired partial dispersion ratio [θg, F] can be easily obtained by setting the total amount of substances to 40% or less. Accordingly, the upper limit of the substance amount sum (WO 3 + BaO + Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 ) with respect to the total glass substance amount of the oxide conversion composition is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%. In addition, if the value of this substance amount sum is in this range, there is no technical disadvantage in particular, but glass can be easily formed by setting this substance sum to 10% or more. In this case, the lower limit of the substance amount sum is preferably 10%, more preferably 15%, and most preferably 20%.
また、本発明の光学ガラスでは、物質量和（ＷＯ３＋ＢａＯ）に対するＢａＯ成分の含有率の物質量比が、０以上０．５０未満であることが好ましい。この物質量比を０．５０未満にすることで、ガラスを形成し易くすることができる。従って、酸化物換算組成におけるこの物質量比は、好ましくは０．５０未満とし、より好ましくは０．４５、最も好ましくは０．４０を上限とする。また、物質量和（ＷＯ３＋ＢａＯ）に対するＢａＯ成分の含有率の物質量比が０．７５以上１以下であっても、所望の光学特性を有する光学ガラスを作製することはできる。従って、酸化物換算組成におけるこの物質量比は、好ましくは０．７５、より好ましくは０．８０、最も好ましくは０．８５を下限とする。 In the optical glass of the present invention, it is preferable that the substance amount ratio of the content of the BaO component to the substance amount sum (WO 3 + BaO) is 0 or more and less than 0.50. By making this substance amount ratio less than 0.50, glass can be easily formed. Therefore, this substance amount ratio in the oxide conversion composition is preferably less than 0.50, more preferably 0.45, and most preferably 0.40. Moreover, even if the substance amount ratio of the content ratio of the BaO component to the substance amount sum (WO 3 + BaO) is 0.75 or more and 1 or less, an optical glass having desired optical characteristics can be produced. Therefore, the lower limit of the amount ratio of the substance in the oxide conversion composition is preferably 0.75, more preferably 0.80, and most preferably 0.85.
ＺｎＯ成分は、ガラスの耐失透性を向上する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有率を１０．０％以下にすることで、所望の部分分散比［θｇ，Ｆ］及びアッベ数（νｄ）を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＺｎＯ成分の含有率は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いてガラス内に含有することができる。 A ZnO component is a component which improves the devitrification resistance of glass, and is an arbitrary component in the optical glass of this invention. In particular, by setting the content of the ZnO component to 10.0% or less, it is possible to easily obtain a desired partial dispersion ratio [θg, F] and Abbe number (ν d ). Accordingly, the content of the ZnO component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 6.0%. The ZnO component can be contained in the glass using, for example, ZnO, ZnF 2 or the like as a raw material.
本発明の光学ガラスでは、ＺｎＯ成分及びＢａＯ成分の含有率の物質量和が６０％以下であることが好ましい。特に、この物質量和を６０％以下にすることで、ガラス作成時の失透を低減してガラスの透過率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対する物質量和（ＺｎＯ＋ＢａＯ）は、好ましくは６０％、より好ましくは５５％、最も好ましくは５０％を上限とする。なお、この物質量和の値は、この範囲内であれば技術的には特に不利益は無いが、この物質量和を１％以上にすることで、ガラスの安定性を高めることができる。このときの物質量和の値は、好ましくは１％、より好ましくは２％、最も好ましくは３％を下限とする。 In the optical glass of the present invention, it is preferable that the substance amount sum of the contents of the ZnO component and the BaO component is 60% or less. In particular, by setting the total amount of substances to 60% or less, devitrification at the time of glass production can be reduced and the transmittance of the glass can be increased. Therefore, the upper limit of the substance amount sum (ZnO + BaO) with respect to the total glass substance amount of the oxide conversion composition is preferably 60%, more preferably 55%, and most preferably 50%. In addition, if the value of this substance amount sum is in this range, there is no technical disadvantage in particular, but the stability of the glass can be improved by setting this substance sum to 1% or more. In this case, the lower limit of the total amount of substances is preferably 1%, more preferably 2%, and most preferably 3%.
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促し、ガラスの失透を低減する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有率を５．０％以下にすることで、所望のガラスの屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＳｉＯ２成分の含有率は、好ましくは５．０％、より好ましくは２４．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。 The SiO 2 component is a component that promotes stable glass formation and reduces devitrification of the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, when the content of the SiO 2 component is 5.0% or less, the desired refractive index of the glass can be easily obtained. Accordingly, the content of the SiO 2 component with respect to the total amount of the glass having an oxide conversion composition is preferably 5.0%, more preferably 24.0%, and most preferably 3.0%. SiO 2 component may be contained in the glass by using as a raw material such as SiO 2, K 2 SiF 6, Na 2 SiF 6 or the like.
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの融点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの膨張係数を低減し、精密プレス成形の際のレンズ面の正確な転写を容易にし、ガラスの耐水性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＬｉ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ等を用いてガラス内に含有することができる。 The Li 2 O component is a component that lowers the melting point of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by making the content of the Li 2 O component 20.0% or less, the glass expansion coefficient is reduced, the lens surface is accurately transferred during precision press molding, and the water resistance of the glass is increased. be able to. Therefore, the upper limit of the content of the Li 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The Li 2 O component can be contained in the glass using, for example, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiF or the like as a raw material.
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの融点を下げ、ガラスを安定化する成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｎａ２Ｏ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐水性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＮａ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｎａ２Ｏ成分は、原料として例えばＮａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。 The Na 2 O component is a component that lowers the melting point of the glass and stabilizes the glass, and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, by setting the content of Na 2 O component below 20.0%, it is possible to increase the water resistance of the glass. Therefore, the upper limit of the content ratio of the Na 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The Na 2 O component can be contained in the glass using, for example, Na 2 CO 3 , NaNO 3 , NaF, Na 2 SiF 6 or the like as a raw material.
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの融点を下げる成分であり、本発明の光学ガラス中の任意成分である。特に、Ｋ２Ｏ成分の含有率を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐水性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス全物質量に対するＫ２Ｏ成分の含有率は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１７．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｋ２Ｏ成分は、原料として例えばＫ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いてガラス内に含有することができる。 The K 2 O component is a component that lowers the melting point of the glass and is an optional component in the optical glass of the present invention. In particular, the water resistance of the glass can be increased by setting the content of the K 2 O component to 20.0% or less. Therefore, the upper limit of the content of the K 2 O component with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 17.0%, and most preferably 15.0%. The K 2 O component can be contained in the glass using, for example, K 2 CO 3 , KNO 3 , KF, KHF 2 , K 2 SiF 6 or the like as a raw material.
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<About ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferably contained will be described.
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することがで
きる。ただし、Ｔｉを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
Other components can be added as necessary within the range not impairing the properties of the glass of the present invention. However, the transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag and Mo, excluding Ti, are colored in the visible region even when they are contained individually or in combination and in small amounts. In particular, in an optical glass using a wavelength in the visible region, it is preferably substantially not contained.
さらに、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等のヒ素化合物、並びに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、Ｓｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄することができる。 Furthermore, lead compounds such as PbO, arsenic compounds such as As 2 O 3 , and components of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se have been refraining from being used as harmful chemical substances in recent years. Environmental measures are required not only in the manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Therefore, when importance is placed on the environmental impact, it is preferable not to substantially contain them except for inevitable mixing. As a result, the optical glass is substantially free of substances that pollute the environment. Therefore, the optical glass can be manufactured, processed, and discarded without taking any special environmental measures.
本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全物質量に対するモル％で表されているため直接的に質量％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分の質量％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
ＴｅＯ２成分 ２５．０〜７５．０質量％
並びに
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜４５．０質量％及び／又は
ＷＯ３成分 ０〜３３．０質量％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３０．０質量％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜５０．０質量％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜３０．０質量％及び／又は
ＺｎＯ成分 ０〜５．０質量％及び／又は
ＳｉＯ２成分 ０〜３．０質量％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜３．０質量％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜６．０質量％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１０．０質量％
The glass composition of the present invention is not expressed directly in terms of mass% because the composition is expressed in terms of mol% with respect to the total amount of glass in the oxide-converted composition, but is required in the present invention. The composition represented by mass% of each component present in the glass composition satisfying the characteristics generally takes the following values in terms of oxide conversion.
TeO 2 component 25.0-75.0 mass%
And Bi 2 O 3 component from 0 to 45.0% by weight and / or WO 3 components from 0 to 33.0% by weight and / or BaO components from 0 to 30.0% by weight and / or Ta 2 O 5 component 0-50. 0% by mass and / or Nb 2 O 5 component 0-30.0% by mass and / or ZnO component 0-5.0% by mass and / or SiO 2 component 0-3.0% by mass and / or Li 2 O component 0-3.0% by weight and / or Na 2 O component from 0 to 6.0 wt% and / or K 2 O ingredient 0 to 10.0 wt%
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて７００〜１２００℃の温度範囲で溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, the above raw materials are uniformly mixed so that each component is within a predetermined content range, and the prepared mixture is put into a quartz crucible or an alumina crucible and roughly melted, and then a gold crucible, a platinum crucible, a platinum alloy It is prepared by putting in a crucible or iridium crucible, melting in a temperature range of 700 to 1200 ° C., stirring and homogenizing, blowing out bubbles, etc., then lowering to an appropriate temperature, casting into a mold and slow cooling. .
［物性］
本発明の光学ガラスは、所望の分散（アッベ数）を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは１３、より好ましくは１４、最も好ましくは１６を下限とし、好ましくは３０、より好ましくは２５、最も好ましくは２３を上限とする。これにより、本発明の光学ガラスを光学素子に用いたときの光学設計の自由度を大幅に広げることができる。
[Physical properties]
The optical glass of the present invention needs to have a desired dispersion (Abbe number). In particular, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 13, more preferably 14, most preferably 16, the lower limit, preferably 30, more preferably 25, and most preferably 23. . Thereby, the freedom degree of an optical design when the optical glass of this invention is used for an optical element can be expanded significantly.
また、本発明の光学ガラスは、高い部分分散比［θｇ，Ｆ］を有する必要がある。特に、本発明の光学ガラスの部分分散比［θｇ，Ｆ］は、好ましくは０．６３、より好ましくは０．６４、最も好ましくは０．６５を下限とし、好ましくは０．７０、より好ましくは０．６９、最も好ましくは０．６８を上限とする。これにより、光学機器におけるレンズの色収差をより高精度に補正することができる。 Further, the optical glass of the present invention needs to have a high partial dispersion ratio [θg, F]. In particular, the partial dispersion ratio [θg, F] of the optical glass of the present invention is preferably 0.63, more preferably 0.64, most preferably 0.65, and preferably 0.70, more preferably The upper limit is 0.69, most preferably 0.68. Thereby, the chromatic aberration of the lens in an optical apparatus can be corrected with higher accuracy.
また、本発明の光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．００、より好ましくは２．０２、最も好ましくは２．０４を下限とし、好ましくは２．３０、より好ましくは２．２７、最も好ましくは２．２４を上限とする。これにより、本発明の光学ガラスを高性能な光学素子、例えばレンズの用途に用いることができる。 The optical glass of the present invention preferably has a high refractive index (n d ). In particular, the refractive index of the optical glass of the present invention (n d) is preferably 2.00, more preferably 2.02, and most preferably with a lower limit on 2.04, preferably 2.30, more preferably 2. 27, most preferably 2.24. Thereby, the optical glass of this invention can be used for the use of a high performance optical element, for example, a lens.
また、本発明の光学ガラスは、可視域の波長の光線透過率が高い必要がある。特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）が５５０ｎｍ以下であり、より好ましくは５４５ｎｍ以下であり、最も好ましくは５４０ｎｍ以下である。これにより、可視域の特に短波長側におけるガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスをレンズ等の光学素子の材料として用いることができる。また、同様の理由により、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す波長（λ５）は、好ましくは４６０ｎｍ以下であり、より好ましくは４５５ｎｍ以下であり、最も好ましくは４５０ｎｍ以下である。 In addition, the optical glass of the present invention needs to have a high light transmittance at wavelengths in the visible range. In particular, the optical glass of the present invention has a wavelength (λ 70 ) of 550 nm or less, more preferably 545 nm or less, most preferably a wavelength of 10% of a sample having a spectral transmittance of 70% when expressed by the transmittance of the glass. Is 540 nm or less. This enhances the transparency of the glass in the visible region, particularly on the short wavelength side, so that this optical glass can be used as a material for optical elements such as lenses. For the same reason, the wavelength (λ 5 ) exhibiting a spectral transmittance of 5% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 460 nm or less, more preferably 455 nm or less, and most preferably 450 nm or less.
また、本発明の光学ガラスは、光学ガラスに必要とされる光学的物性以外にも、機械的物性、化学的耐久性、熱的性質、量産性、溶解成形品の残存泡、及び再加熱時の失透性について、良好な物性値を有している。 In addition to the optical properties required for optical glass, the optical glass of the present invention has mechanical properties, chemical durability, thermal properties, mass productivity, residual foam of a melt-molded product, and reheating time. The devitrification property has good physical property values.
光学ガラスの機械的物性である磨耗度は、光学ガラスの加工性の指標とされる物性であり、大きすぎるとガラス加工時に不具合が生じる。磨耗度の値は、「日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１０−１９９４光学ガラスの磨耗度の測定方法」に準じた測定方法によって測定される。本発明の光学ガラスにおける磨耗度の値は、好ましくは１１００以下であり、より好ましくは１０５０以下、最も好ましくは１０００以下である。 The degree of wear, which is a mechanical property of optical glass, is a physical property that is used as an index of workability of optical glass. The value of the degree of abrasion is measured by a measuring method according to “Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS 10-1994 Measuring Method of Abrasion Level of Optical Glass”. The value of the degree of wear in the optical glass of the present invention is preferably 1100 or less, more preferably 1050 or less, and most preferably 1000 or less.
光学ガラスの化学的耐久性は、光学ガラスの加工性及び耐環境性の指標とされる物性であり、化学的耐久性のクラスが大きすぎると、光学ガラスの加工性及び耐環境性に不具合が生じる。本発明のガラスは「日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６−１９９９光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）」に準じた測定方法によって測定される。本発明の光学ガラスの耐酸性・耐水性は、好ましくはクラス５以下であり、最も好ましくはクラス４以下である。 The chemical durability of optical glass is a physical property that is an index of the workability and environmental resistance of optical glass. If the chemical durability class is too large, the optical glass has poor workability and environmental resistance. Arise. The glass of the present invention is measured by a measuring method according to “Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS06-1999 Optical Glass Chemical Durability Measuring Method (Powder Method)”. The acid resistance and water resistance of the optical glass of the present invention is preferably class 5 or less, and most preferably class 4 or less.
光学ガラスの熱的特性は、光学ガラスの耐熱衝撃性、及びモールドプレス成形時の成形性の指標とされる物性である。このうちガラス転移点（Ｔｇ）が低いと、モールドプレス成形を低温で行うことができ、低エネルギー化を図り且つ高価な金型の長寿命化を図ることができる。また、熱膨張係数（α）が小さいと、ガラスの加熱時にガラスを割れ難くすることができる。本発明の光学ガラスは、「日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３光学ガラスの熱膨張の測定方法」に準じた測定方法にてガラス転移点（Ｔｇ）と熱膨張係数（α）が測定される。これらガラス転移点（Ｔｇ）と熱膨張係数（α）の値は、好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）が５３０℃以下、熱膨張係数（α）が１６０以下であり、より好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下、熱膨張係数（α）が１５０以下であり、最も好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）が４７０℃以下、熱膨張係数（α）が１４０以下である。 The thermal characteristics of the optical glass are physical properties that are used as indicators of the thermal shock resistance of the optical glass and the moldability during mold press molding. Among these, when the glass transition point (Tg) is low, the mold press molding can be performed at a low temperature, the energy can be reduced, and the lifetime of an expensive mold can be extended. Moreover, when the thermal expansion coefficient (α) is small, it is possible to make the glass difficult to break when the glass is heated. The optical glass of the present invention has a glass transition point (Tg) and a coefficient of thermal expansion (α) measured by a measuring method according to “Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS08-2003 Measuring Method of Thermal Expansion of Optical Glass”. . The glass transition point (Tg) and the coefficient of thermal expansion (α) are preferably such that the glass transition point (Tg) is 530 ° C. or less and the thermal expansion coefficient (α) is 160 or less, more preferably the glass transition point ( Tg) is 500 ° C. or less, and the thermal expansion coefficient (α) is 150 or less. Most preferably, the glass transition point (Tg) is 470 ° C. or less, and the thermal expansion coefficient (α) is 140 or less.
光学ガラスの液相温度と、液相温度における粘性は、量産時のガラス溶解成形の指標とされる物性である。 The liquid phase temperature of the optical glass and the viscosity at the liquid phase temperature are physical properties that are used as indicators of glass melt molding during mass production.
ここで、光学ガラスの液相温度が低いと、失透の析出し易い液相温度以下の温度領域まで温度を下げずに成形に適した粘性を得ることができる。本発明のガラスの液相温度は、好ましくは１０００℃以下であり、より好ましくは９５０℃以下であり、最も好ましくは９００℃以下である。本発明の光学ガラスの液相温度は、８００℃から１２００℃の温度勾配のついた失透試炉に光学ガラスを１０ｍｍ間隔に並べ、その後３０分間保持し、倍率８０倍の顕微鏡により失透の有無を観察することで測定される。この際、サンプルとして光学ガラスを直径２ｍｍ程度の粒状に成形する。 Here, when the liquidus temperature of the optical glass is low, viscosity suitable for molding can be obtained without lowering the temperature to a temperature range below the liquidus temperature at which devitrification is likely to precipitate. The liquidus temperature of the glass of this invention becomes like this. Preferably it is 1000 degrees C or less, More preferably, it is 950 degrees C or less, Most preferably, it is 900 degrees C or less. The liquid phase temperature of the optical glass of the present invention is such that the optical glass is arranged at 10 mm intervals in a devitrification test furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 1200 ° C., held for 30 minutes, and then devitrified by a microscope with a magnification of 80 times. It is measured by observing the presence or absence. At this time, the optical glass is formed into a particle having a diameter of about 2 mm as a sample.
また、光学ガラスの液相温度における粘性が高いと、光学ガラスの成形に適した粘性域で成形する事ができるが、この粘性が低いと、光学ガラスの成形が困難となり、ガラス表面や内部に異物が生じてしまう。本発明の光学ガラスの液相温度における粘性は、好ましくは０．１Ｐａ・ｓ以上、好ましくは０．１２Ｐａ・ｓ以上、最も好ましくは０．１５Ｐａ・ｓ以上である。この粘性の値は、球引き上げ式粘度計（有限会社オプト企業社製 型番ＢＶＭ−１３ＬＨ）により粘度η（Ｐａ・ｓ）から求められる。 In addition, if the viscosity of the optical glass at the liquidus temperature is high, it can be molded in a viscosity range suitable for molding of optical glass. Foreign matter is generated. The viscosity at the liquidus temperature of the optical glass of the present invention is preferably 0.1 Pa · s or more, preferably 0.12 Pa · s or more, and most preferably 0.15 Pa · s or more. The viscosity value is obtained from the viscosity η (Pa · s) by a ball pulling-up type viscometer (model number BVM-13LH manufactured by Opt Enterprise Co., Ltd.).
光学ガラスの溶解成形品の残存泡は、光学ガラスの清澄性を評価する為の指標とされる物性である。残存泡が少なく、泡の級が小さいことは、光学ガラスの清澄性が良いことであるため、光学ガラスを量産し易くすることができる。本発明の光学ガラスの泡は、「ＪＯＧＩＳ１２−１９９４光学ガラスの泡の測定方法」に準じた測定方法において、４〜１級であることが好ましく、３〜１級であることがよりも好ましい。 The residual foam of the melt-molded product of the optical glass is a physical property that is used as an index for evaluating the clarity of the optical glass. Since there are few residual bubbles and the bubble class is small, the clarity of the optical glass is good, so that the optical glass can be easily mass-produced. In the measuring method according to “JOGIS12-1994 Optical Glass Bubble Measuring Method”, the optical glass bubbles of the present invention are preferably in the 4th to 1st class, and more preferably in the 3rd to 1st class.
光学ガラスの再加熱時の失透性は、製造過程における再加熱工程、例えば精密プレス成形又はリヒートプレス成形の工程において重要な指標となる。再加熱時の失透性が低い場合には、製造過程の再加熱工程においても光学ガラスの内部に失透が生じ難くなる。本発明のガラスでは、再加熱試験を行ったときに、ガラスの内部に失透が析出しないことが好ましい（再加熱試験：試験片１５ｍｍ×１５ｍｍ×３０ｍｍを再加熱し、前記光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）よりも８０℃高い温度で３０分間保温し、その後常温まで冷却し、試験片の対向する２面を厚み１０ｍｍに研磨した後に目視観察する）。 The devitrification property at the time of reheating the optical glass is an important index in a reheating step in the manufacturing process, for example, a step of precision press molding or reheat press molding. If the devitrification at the time of reheating is low, devitrification is less likely to occur inside the optical glass even in the reheating step of the manufacturing process. In the glass of the present invention, it is preferable that devitrification does not precipitate inside the glass when the reheating test is performed (reheating test: test piece 15 mm × 15 mm × 30 mm is reheated, and the glass transition of the optical glass is performed. The temperature is kept for 30 minutes at a temperature 80 ° C. higher than the point (Tg), then cooled to room temperature, and two opposing surfaces of the test piece are polished to a thickness of 10 mm and visually observed).
［プリフォーム及び光学素子］
本発明の光学ガラスは、様々な光学素子、典型的にはレンズ、プリズム、ミラー用途の用途に有用であるが、その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームに対して精密プレス成形又は研磨加工の手段を用いて、光学素子を作製することが好ましい。これにより、本発明の光学ガラスから所望の光学特性を有する光学素子を効率よく製造することができる。ここで、プリフォーム材を製造する方法は特に限定されるものではなく、例えば特開平８−３１９１２４に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のように溶融ガラスから直接プリフォーム材を製造する方法を用いることもでき、また、光学ガラスから形成したストリップ材に対して研削研磨等の冷間加工を行って製造する方法を用いることもできる。
[Preforms and optical elements]
The optical glass of the present invention is useful for various optical elements, typically lenses, prisms, and mirrors. Among them, a preform is formed from the optical glass of the present invention, and the preform is formed on the preform. On the other hand, it is preferable to produce an optical element by means of precision press molding or polishing. Thereby, the optical element which has a desired optical characteristic from the optical glass of this invention can be manufactured efficiently. Here, the method for producing the preform material is not particularly limited. For example, a glass gob forming method described in JP-A-8-319124 and an optical glass manufacturing method and manufacturing apparatus described in JP-A-8-73229 are disclosed. Thus, a method of manufacturing a preform material directly from molten glass can also be used, and a method of manufacturing by performing cold processing such as grinding and polishing on a strip material formed from optical glass can also be used.
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）及び参考例（Ｎｏ．１）の組成、及び、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、及び部分分散比［θｇ，Ｆ］の結果を表１及び表２に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。 Composition of Examples (No. 1 to No. 9) and Reference Example (No. 1) of the present invention, and the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), and partial dispersion ratio of these glasses [ The results of θg, F] are shown in Tables 1 and 2. The following examples are merely for illustrative purposes, and are not limited to these examples.
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表１及び表２に示した各実施例及び参考例の組成の割合になるように原料を秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で７５０℃〜９５０℃の温度範囲で２〜３時間溶解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、８００〜６５０℃程度に温度を下げ、１時間程度保温して攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。 The optical glass of Examples (No. 1 to No. 9) of the present invention and the glass of Reference Example (No. 1) are all oxides, hydroxides, carbonates and nitrates corresponding to the raw materials of the respective components. Select high-purity raw materials used in ordinary optical glass such as fluoride, hydroxide, and metaphosphoric acid compounds so that the composition ratios of the examples and reference examples shown in Tables 1 and 2 are obtained. After the raw materials are weighed and mixed uniformly, they are put into a quartz crucible or a gold crucible, and are melted in an electric furnace in a temperature range of 750 ° C. to 950 ° C. for 2 to 3 hours according to the melting difficulty of the glass composition. Then, the temperature was lowered to about 800 to 650 ° C., kept warm for about 1 hour, homogenized with stirring, cast into a mold, and gradually cooled to produce glass.
ここで、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、及び部分分散比［θｇ，Ｆ］については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。 Here, the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), and partial dispersion ratio [θg, F] of the optical glass of Example (No. 1 to No. 9) and the glass of Reference Example (No. 1) ] Was measured based on Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS01-2003. The glass used in this measurement was annealed under a slow cooling furnace with a slow cooling rate of −25 ° C./hr.
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）の光学ガラス及び参考例（Ｎｏ．１）のガラスの可視域の波長の光線透過率については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ７０（透過率７０％時の波長）とλ５（透過率５％時の波長）を求めた。 Further, the light transmittance in the visible wavelength range of the optical glass of the examples (No. 1 to No. 9) and the glass of the reference example (No. 1) was measured according to Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS02. . Specifically, a face parallel polished product having a thickness of 10 ± 0.1 mm was measured for a spectral transmittance of 200 to 800 nm in accordance with JISZ8722, and λ 70 (wavelength at 70% transmittance) and λ 5 (transmittance). Wavelength at 5%).
表１及び表２に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上、より詳細には０．６５以上であるとともに、この部分分散比［θｇ，Ｆ］は０．７０以下、より詳細には０．６８以下であり、所望の範囲内であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは高い部分分散比［θｇ，Ｆ］を有することが明らかになった。 As shown in Tables 1 and 2, the optical glasses of the examples of the present invention each have a partial dispersion ratio [θg, F] of 0.63 or more, more specifically 0.65 or more, This partial dispersion ratio [θg, F] was 0.70 or less, more specifically 0.68 or less, and was within a desired range. For this reason, it became clear that the optical glass of the Example of this invention has a high partial dispersion ratio [(theta) g, F].
また、一般に光学ガラスは、部分分散比［θｇ，Ｆ］と高めると可視域の波長の光線透過率が低下する傾向にあり、これらを両立させた光学ガラスを作製することが困難である。しかし、表１及び表２に表されるように、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上でありながら、λ７０（透過率７０％時の波長）が５５０ｎｍ以下、より詳細には５４０ｎｍ以下であった。一方、参考例のガラスは、部分分散比［θｇ，Ｆ］が０．６３以上ではあったものの、λ７０の値は５４０ｎｍよりも大きかった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）が４６０ｎｍ以下、より詳細には４５０ｎｍ以下であった。一方で、参考例のガラスはλ５の値は４５０ｎｍよりも大きかった。このため、本発明の実施例の光学ガラスが、参考例のガラスとは異なり、高い部分分散比［θｇ，Ｆ］と可視域の波長における光線透過率の高さとを両立するものであることが明らかになった。 In general, when the optical glass is increased to a partial dispersion ratio [θg, F], the light transmittance of wavelengths in the visible region tends to be lowered, and it is difficult to produce an optical glass in which these are compatible. However, as shown in Tables 1 and 2, the optical glasses of the examples of the present invention both have λ 70 (transmittance 70%) while the partial dispersion ratio [θg, F] is 0.63 or more. Wavelength) was 550 nm or less, more specifically 540 nm or less. On the other hand, the glass of the reference example had a partial dispersion ratio [θg, F] of 0.63 or more, but the value of λ 70 was larger than 540 nm. Further, in the optical glass of the example of the present invention, λ 5 (wavelength at a transmittance of 5%) was 460 nm or less, more specifically 450 nm or less. On the other hand, the glass of Example values of lambda 5 was greater than 450nm. For this reason, unlike the glass of the reference example, the optical glass of the example of the present invention has both a high partial dispersion ratio [θg, F] and a high light transmittance at a visible wavelength. It was revealed.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が１３以上、より詳細には１６以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は２７以下、より詳細には２３以下であり、所望の範囲内であった。一方で、参考例のガラスはアッベ数（νｄ）が１６未満であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスが、参考例のガラスよりも高いアッベ数（νｄ）を有することが明らかになった。 The optical glasses of the examples of the present invention all have an Abbe number (ν d ) of 13 or more, more specifically 16 or more, and the Abbe number (ν d ) of 27 or less, more specifically 23. And within the desired range. On the other hand, the glass of the reference example had an Abbe number (ν d ) of less than 16. For this reason, it became clear that the optical glass of the Example of this invention has higher Abbe number ((nu) d ) than the glass of a reference example.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が２．００以上、より詳細には２．０４以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．３０以下、より詳細には２．２４以下であった。 The optical glasses of the examples of the present invention all have a refractive index (n d ) of 2.00 or more, more specifically 2.04 or more, and the refractive index (n d ) of 2.30 or less. More specifically, it was 2.24 or less.
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、レンズの色収差をより高精度に補正でき、且つ可視域の波長の光線透過率が高いことが明らかになった。 Therefore, in the optical glass of the embodiment of the present invention, the chromatic aberration of the lens can be corrected with higher accuracy while the Abbe number (ν d ) is within a desired range, and the light transmittance at wavelengths in the visible range is high. Became clear.
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、研磨加工用プリフォームを形成した後で研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。また、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、精密プレス成形用プリフォームを形成し、精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形加工してレンズ及びプリズムの形状に加工した。いずれの場合も、様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。 Furthermore, using the optical glass of the example of the present invention, after forming a preform for polishing, grinding and polishing were performed to form lenses and prisms. In addition, a precision press-molding preform was formed using the optical glass of the example of the present invention, and the precision press-molding preform was precision press-molded into a lens and a prism. In either case, it could be processed into various lens and prism shapes.
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。 Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (16)
ＷＯ３成分 ０〜３０．０％及び／又は
ＢａＯ成分 ０〜３５．０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜３０．０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜３０．０％
の各成分をさらに含有する請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。 WO 3 component 0 to 30.0% and / or BaO component 0 to 35.0% and / or Ta 2 O 5 component 0 to 30.0% in mol% with respect to the total amount of glass in the oxide conversion composition And / or Nb 2 O 5 component 0 to 30.0%
The optical glass according to claim 1, further comprising:
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０．０％及び／又は
Ｋ２Ｏ成分 ０〜２０．０％
の各成分をさらに含有する請求項１から９のいずれか記載の光学ガラス。 Li 2 O component 0-20.0% and / or Na 2 O component 0-20.0% and / or K 2 O component 0-20. 0%
The optical glass according to claim 1, further comprising:
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