JP4127949B2

JP4127949B2 - Optical glass and optical product using the same

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Publication number: JP4127949B2
Application number: JP2000192980A
Authority: JP
Inventors: 浩一佐藤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: JP2002012443A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ガラスおよびそれを用いた光学製品に関する。さらに詳しくは、本発明は、高屈折率、中低分散の光学ガラスであって、プレス成形、特に精密プレス成形に好適な低屈伏点、低液相温度を有し、化学的にも安定した光学ガラス、およびこの光学ガラスを精密プレス成形してなる光学製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屈折率ｎdが１．７から１．８５付近の高屈折率の光学ガラスであって、アッベ数νdが３５〜５０の中低分散特性を有する光学ガラスは、様々な光学機器を構成する光学製品材料として求められている。このような光学ガラスは、例えば特開昭６０−２２１３３８号公報（以下、公報１という）、特開平６−３０５７６９号公報（以下、公報２という）、特開平８−２６７６６号公報（以下、公報３という）に開示されている。
【０００３】
一方、レンズなどの光学製品を生産性よく、高精度の形状や寸法に成形する方法として、成形型の形状を精密にガラスに転写する精密プレス成形方法が知られている。この精密プレス成形は、上述のように高精度の光学製品を生産性よく製造できる点で非常に優れた方法ではあるが、ガラスを高温で加工する必要があること、高温状態にあるガラスに成形型で加圧してガラスを変形させるために、失透しやすいガラスを用いると作製された光学製品が曇り、光学製品としては使用できないものになってしまったり、あるいは、ガラスが成形型の成形面に融着し、成形面を破損してしまうという問題がある。特に精密プレス成形では、溶融ガラスから最終製品に比較的形状が近似するプリフォームを作製し、そのプリフォームを再加熱して成形型で加圧成形するため、この溶融ガラスからプリフォームを作製する際、あるいは加圧成形のために再加熱する際に、ガラスの失透が起こりやすい。したがって、このような失透を防ぐためには、液相温度が低いことが材料としての光学ガラスに求められる条件である。
また、上述したガラスと成形型の成形面との融着を防ぐには、プレスを比較的低温で行なう必要があり、そのため、低温で成形できる低屈伏点という特性が光学ガラスに求められている。
【０００４】
上述したように、高屈折率、中低分散特性を有し、精密プレス成形に好適な光学ガラスを得るには、上記光学的特性に加え、低液相温度、低屈伏点という特性が求められる。しかしながら、ガラス成分として、Ｙ₂Ｏ₃とＬｉ₂Ｏを共存させることによって、ガラスの低融点化を図っている公報１のガラスでは、Ｙ₂Ｏ₃を必須成分としているので、失透防止のため液相温度を１０００℃未満とし、上記高屈折率、中低分散特性を得ることは困難である。
【０００５】
また、公報２に記載されているガラスにおいては、化学的耐久性の低下を抑制するためにはＳｉＯ₂の量を６重量％より少なくすることができないために、上記高屈折率、中低分散特性を有するガラスでは、液相温度を低くすることができない。さらに、未溶解物がガラス中に残留し、光学特性を悪化させてしまうといった問題もあった。
さらに、公報３のガラスも同様で、高屈折率、中低分散特性を付与しようとすると、液相温度が高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、高屈折率、中低分散特性を有し、プレス成形、特に精密プレス成形に好適な特性を有する光学ガラス、およびこの光学ガラスからなる光学製品を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定のガラス組成を有し、かつ屈折率ｎdおよびアッベ数νdが特定の範囲にある光学ガラスにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、ガラス成分として、
ＳｉＯ₂ ２重量％以上６重量％未満、
Ｂ₂Ｏ₃ １７〜２６重量％、
ＺｎＯ６〜２６重量％、
Ｌｉ₂Ｏ０．１〜３重量％、
Ｌａ₂Ｏ₃ ２８〜４０重量％、
Ｎｂ₂Ｏ₅ １〜８重量％、
Ｔａ₂Ｏ₅ １〜８重量％、
ＷＯ₃ １〜１５重量％、
を含み、かつ屈折率ｎdが１．７２〜１．８６、アッベ数νdが３５〜５０であることを特徴とする光学ガラスを提供するものである。
また、本発明は、溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型で受け、ガラス製のプリフォームを作製する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、前記ガラスが、Ｂ ₂ Ｏ ₃ 、ＳｉＯ ₂ 、Ｌａ ₂ Ｏ ₃ 、Ｌｉ ₂ Ｏ、ＺｎＯ、Ｎｂ ₂ Ｏ ₅ 、Ｔａ ₂ Ｏ ₅ およびＷＯ ₃ を含み、屈折率（ｎ d ）が１．７２〜１．８６、アッベ数（ν d ）が３５〜５０、液相温度が１０００℃未満の光学ガラスであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法を提供するものである。
さらに、本発明は、上記光学ガラスを精密プレス成形して得られたことを特徴とする光学製品、上記精密プレス成形用プリフォームの製造方法により得られた精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形する工程を含むことを特徴とする光学製品の製造方法をも提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光学ガラスは、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｌａ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ₂Ｏ₅−Ｔａ₂Ｏ₅−ＷＯ₃系の光学ガラスである。つまり、Ｙ₂Ｏ₃を必須成分としていないので、屈折率ｎdが１．７２〜１．８６、アッベ数νdが３５〜５０という高屈折率、中低分散特性を有するとともに、低融点でかつ液相温度が低い熱間プリフォ−ム量産可能な精密プレスに好適な光学ガラスである。
さらにＳｉＯ₂が６重量％未満であるため溶融性、耐失透性に優れている。またＷＯ₃を必須成分としているので、上記高屈折率、中低分散特性を有するとともに、耐失透性に優れた光学ガラスである。
【００１０】
本発明の光学ガラスは、ガラス成分として、
ＳｉＯ₂ ２重量％以上６重量％未満、
Ｂ₂Ｏ₃ １７〜２６重量％、
ＺｎＯ６〜２６重量％、
Ｌｉ₂Ｏ０．１〜３重量％、
Ｌａ₂Ｏ₃ ２８〜４０重量％、
Ｎｂ₂Ｏ₅ １〜８重量％、
Ｔａ₂Ｏ₅ １〜８重量％、
ＷＯ₃ １〜１５重量％、
を含む（以下、光学ガラスＩという。）。そして、屈折率ｎdが１．７２〜１．８６、アッベ数νdが３５〜５０の範囲にあり、高屈折率、中低分散特性を有し、液相温度を１０００℃未満とすることができる。
【００１１】
これらの成分に加え、さらに、
ＺｒＯ₂ ０〜６重量％、
Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１重量％、
を含み、かつＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂の合計含有量を７８重量％以上とすることが、ガラスの屈伏点および液相温度を低下させる上で好ましい。
【００１２】
光学ガラスＩにおいて、ＴｉＯ₂を任意成分とすることもでき、その場合は含有量を０〜６重量％とすることができる。上記範囲でＴｉＯ₂の含有量を変化させることにより、上記光学恒数（屈折率ｎd、アッベ数νd）の範囲で屈折率ｎdを調整することができる。しかし、６重量％を超えるとアッベ数νdが３５未満となりやすい。
【００１３】
さらに上記ガラス成分の含有量を、
ＳｉＯ₂ ３〜５．５重量％
Ｂ₂Ｏ₃ １８〜２４重量％
ＺｎＯ１０〜２４重量％
Ｌｉ₂Ｏ０．５〜２重量％
Ｌａ₂Ｏ₃ ３０〜３８重量％
Ｎｂ₂Ｏ₅ ３〜７重量％
Ｔａ₂Ｏ₅ ２〜６重量％
ＷＯ₃ ３〜１０重量％
とし、かつＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂の合計含有量を８４重量％以上とすることにより、屈折率ｎdが１．７６〜１．８２、アッベ数νdが３８〜４８の光学恒数を有し、液相温度を９８０℃以下とすることができる（以下、光学ガラスIIという。）。
【００１４】
さらに、上記ガラス成分の含有量を、
Ｂ₂Ｏ₃ １９〜２２重量％
ＺｎＯ１６〜２３重量％
Ｌｉ₂Ｏ０．５〜１．５重量％
Ｌａ₂Ｏ₃ ３２〜３６重量％
Ｎｂ₂Ｏ₅ ４〜６重量％
Ｔａ₂Ｏ₅ ２〜５重量％
ＷＯ₃ ４〜６重量％
とし、かつＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂の合計含有量を９９重量％以上とすることにより、屈折率ｎdが１．８０〜１．８１、アッベ数νdが４０〜４５の光学恒数を有し、液相温度を９６０℃以下とすることができる（以下、光学ガラスIIIという。）。
【００１５】
光学ガラスII、IIIのいずれのガラスにおいても、屈折率調整のためにＴｉＯ₂を加えることができ、光学ガラスIIの場合は、０〜４重量％の範囲で、光学ガラスIIIの場合は、０〜１重量％の範囲で含有量を調整することができる。
【００１６】
光学ガラスＩは、任意成分として、重量％表示で、
ＧｅＯ₂ ０〜１０％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、
ＴｉＯ₂ ０〜６％、
ＺｒＯ₂ ０〜６％、
ＭｇＯ０〜５％、
ＣａＯ０〜５％、
ＳｒＯ０〜５％、
ＢａＯ０〜５％、
Ｎａ₂Ｏ０〜５％、
Ｋ₂Ｏ０〜５％、
Ｃｓ₂Ｏ０〜５％、
Ｐ₂Ｏ₅ ０〜５％、
Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜９％、
Ｙｂ₂Ｏ₃ ０〜１０％、
Ｇａ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｌｕ₂Ｏ₃ ０〜１０％、
ＳｎＯ₂ ０〜１％、
Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１％、
Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜１％、
を含んでいてもよく、これら任意成分の含有によっても、光学ガラスＩの光学恒数の範囲、液相温度範囲は維持される。
【００１７】
また、光学ガラスIIは、任意成分として、重量％表示で、
ＧｅＯ₂ ０〜５％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜３％、
ＴｉＯ₂ ０〜４％、
ＺｒＯ₂ ０〜５％、
ＭｇＯ０〜３％、
ＣａＯ０〜３％、
ＳｒＯ０〜３％、
ＢａＯ０〜３％、
Ｎａ₂Ｏ０〜３％、
Ｋ₂Ｏ０〜３％、
Ｃｓ₂Ｏ０〜３％、
Ｐ₂Ｏ₅ ０〜３％、
Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｙｂ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｇａ₂Ｏ₃ ０〜３％、
Ｌｕ₂Ｏ₃ ０〜５％、
ＳｎＯ₂ ０〜０．５％、
Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜０．５％、
Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜０．５％、
を含んでいてもよく、これら任意成分の含有によっても、光学ガラスIIの光学恒数の範囲、液相温度範囲は維持される。
【００１８】
さらに、光学ガラスIIIは、任意成分として、重量％表示で、
ＧｅＯ₂ ０〜５％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜３％、
ＴｉＯ₂ ０〜４％、
ＺｒＯ₂ ０〜５％、
ＭｇＯ０〜３％、
ＣａＯ０〜３％、
ＳｒＯ０〜３％、
ＢａＯ０〜３％、
Ｎａ₂Ｏ０〜３％、
Ｋ₂Ｏ０〜３％、
Ｃｓ₂Ｏ０〜３％、
Ｐ₂Ｏ₅ ０〜３％、
Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｙｂ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｇａ₂Ｏ₃ ０〜３％、
Ｌｕ₂Ｏ₃ ０〜５％、
ＳｎＯ₂ ０〜０．３％、
Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜０．３％、
Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜０．３％、
を含んでいてもよく、これら任意成分の含有によっても、光学ガラスIIIの光学恒数の範囲、液相温度範囲は維持される。
【００１９】
上記光学ガラスＩ、II、IIIはともに、精密プレス用ガラスとして要求される屈伏点を有する。すなわち、光学ガラスＩ、II、IIIはともに、通常６００℃以下の屈伏点を有するとともに、精密プレス用ガラスとして好適な５６５℃以下のガラス転移温度を有している。
また光学ガラスＩ、II、IIIはともに１２００℃で溶解した場合、通常ガラス中に未溶解物が残留することがない。すなわち、光学ガラスとして使用した際に光の散乱の原因となる異物を通常含まない。
【００２０】
次に、上記の各成分の含有量を限定した理由について説明する。
ＳｉＯ₂は必須成分であり、２重量％未満では液相温度が上昇し、６重量％以上では溶解性が悪化し、未溶解物が残ってしまう。好ましくは３〜５．５重量％である。
【００２１】
Ｂ₂Ｏ₃も必須成分であり、１７重量％未満では液相温度が上昇し、２６重量％を超えると目的とする屈折率が得られない。なお、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が本発明の範囲より多い組成で液相温度、屈伏点が低く、未溶解物の残留もない光学ガラスは従来得られていたが、このようなガラスの屈折率は、本発明の屈折率範囲には入らず、光学恒数、プレスの適性という視点で、本発明の領域は空白の領域であった。Ｂ₂Ｏ₃の含有量として、好ましくは１８〜２４重量％、より好ましくは１９〜２２重量％である。
【００２２】
ＺｎＯも必須成分であり、６重量％未満では目的とする屈伏点、ガラス転移温度は得られない。２６重量％を超えると液相温度が上昇する。好ましくは１０〜２４重量％、より好ましくは１６〜２３重量％である。
Ｌｉ₂Ｏも必須成分であり、０．１重量％未満では目的とする屈伏点、ガラス転移温度は得られない。３重量％を超えると液相温度が上昇する。好ましくは０．５〜２重量％、より好ましくは０．５〜１．５重量％である。
【００２３】
Ｌａ₂Ｏ₃も必須成分であり、２８重量％未満では目的とする屈折率は得られない。４０重量％を超えると液相温度が上昇する。好ましくは３０〜３８重量％、より好ましくは３２〜３６重量％である。
Ｎｂ₂Ｏ₅も必須成分であり、１重量％未満では目的とする屈折率は得られない。８重量％を超えるとアッベ数νdが３５未満になる。好ましくは３〜７重量％、より好ましくは４〜６重量％である。
【００２４】
Ｔａ₂Ｏ₅も必須成分であり、１重量％未満では目的とする屈折率は得られない。８重量％を超えると液相温度が上昇する。好ましくは２〜６重量％、より好ましくは２〜５重量％である。
ＷＯ₃も必須成分であり、１重量％未満では液相温度が上昇し、１５重量％を超えても液相温度は上昇する。好ましくは３〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％である。
【００２５】
ＺｒＯ₂は任意成分であるが、６重量％を超えると液相温度が上昇する。好ましくは０〜５重量％、より好ましくは２〜５重量％の範囲である。これらの好ましい範囲、より好ましい範囲にすることによって、液相温度をより下げることができる。したがって、ＺｒＯ₂は任意成分ではあるが、ガラス成分としてこの成分を含むことが好ましい。
【００２６】
ＧｅＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは任意成分である。上述した適量添加で光学恒数の調整を行なうことができる。しかし、各成分とも上述した上限を超えると屈折率が低下する原因となる。
Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｃｓ₂Ｏも任意成分であり、上述した適量添加で光学恒数の調整と屈伏点、ガラス転移温度の低下が可能となる。各成分とも上述した上限を超えると屈折率が低下する原因となる。
【００２７】
Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、Ｇａ₂Ｏ₃、Ｌｕ₂Ｏ₃も任意成分であり、上述した適量添加で光学恒数の調整が可能であるが、各成分とも上述した上限を超えると液相温度が上昇する原因となる。
ＳｎＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃とも任意成分であり、上述した適量添加で脱泡、清澄効果を得ることができる。しかし、各成分とも上述した上限を超えると液相温度が上昇する原因となる。
【００２８】
光学ガラスＩ、II、IIIはともに、常法により調合され、溶解、清澄、撹拌、均一化されて光学ガラスとなる。
本発明はまた、前述の本発明の光学ガラス（光学ガラスＩ、II、III）を精密プレス成形して得られた光学製品をも提供する。
【００２９】
撹拌、均一化された溶融状態のガラスから直接、光学製品を作る場合は、撹拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより、下型成形面上に供給し、この下型に対向する上型と下型とにより、このガラスを加圧成形する（以下、ダイレクトプレスという。）。得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学製品となる。
均一化された溶融ガラスを一旦、冷却し、所望形状に冷間加工したものを再加熱し、成形型によって加圧成形することもでき、この場合も得られた成形品は、必要に応じて研削、研磨され、光学製品となる。
【００３０】
さらに、別の成形方法としては、撹拌、均一化された溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型で受け、球状のプリフォームを作製し、このプリフォームを再加熱して、上型と下型で加圧成形する方法もある。一般には、溶融ガラスを受ける成形型内にガスを流し、ガスの圧力によって流下したガラスを浮上させた状態で回転させ、球状に成形する。このような方法では、ガラスの温度が比較的高い状態に長く滞在することになるので、液相温度が１０００℃を超える光学ガラスでは、表面が失透してしまう。
【００３１】
プリフォームを精密プレス成形すれば、研削、研磨が不要な最終製品の形状と同じ成形品が得られる。したがって、失透したプリフォーム表面は、研削、研磨工程がないので最終製品に残ることになり、光学特性を悪化させることになる。本発明の光学ガラスは、液相温度が１０００℃未満と低く、上記のような方法でプリフォームを熱間成形しても表面が結晶化しない。
【００３２】
図１は、精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。この図１に示す装置は、支持棒９上に設けた支持台１０上に、上型１、下型２及び案内型３からなる成形型を載置したものを、外周にヒーター１２を巻き付けた石英管１１中に設けたものである。本発明の高屈折率・中低分散光学ガラスからなる被成形ガラスプリフォーム４は、例えば、直径２〜２０ｍｍ程度の球状物や楕円形球状物であることができる。球状物や楕円形球状物の大きさは、最終製品の大きさを考慮して適宜に決定される。
【００３３】
被成形ガラスプリフォーム４を下型２及び上型１の間に設置した後、ヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱する。成形型内の温度は、下型２の内部に挿入された熱電対１４によりコントロールされる。加熱温度は被成形ガラスプリフォーム４の粘度が精密プレスに適した、例えば約５×１０⁶Ｐａ・ｓ程度になる温度とする。所定の温度となった後に、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラスプリフォーム４をプレスする。プレスの圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜に決定できる。例えば、圧力は５〜１５ＭＰａ程度の範囲、時間は１０〜３００秒とすることができる。プレスの後、ガラスの転移温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷し、成形型から成形物を取り出すことで、本発明の光学製品を得ることができる。
【００３４】
また、ダイレクトプレスの場合であっても、液相温度が１０００℃未満と低いので、ガラスを結晶化させずに、流出パイプから溶融ガラスを流下させる温度条件、プレスの温度条件を選択する際の許容範囲を広くとれるというメリットがある。
上記各成形方法において、上型、下型、あるいは必要に応じて胴型の形状を適宜選択し、球面レンズ、非球面レンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学製品を成形することができる。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３６】
なお、光学ガラスの物性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率［ｎd］およびアッベ数［νd］
徐冷降温速度を−３０℃／ｈにして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）転移温度［Ｔｇ］および屈伏点温度［Ｔｓ］
熱膨張測定機を用い、昇温速度８℃／分の条件で測定した。
（３）液相温度［Ｌ.Ｔ.］
４００〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分間保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、液相温度を測定した。また、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際、同時に目視により観察した。
【００３７】
実施例１〜２１および比較例１〜７
表１〜表４に示すガラス組成に従って常法により、実施例１〜２１および比較例１〜７の光学ガラスを調製した。すなわち、原料としては、Ｐ₂Ｏ₅は正燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、メタリン酸塩又は五酸化二燐等を用い、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１２００℃に加熱した溶解炉に投入し、溶解、清澄後、撹拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、実施例１〜２１および比較例１〜７の光学ガラスを得た。得られたガラスの光学的性能を表１〜表４に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
【表３】

【００４１】
【表４】

【００４２】
なお、実施例１〜４のガラスが上記光学ガラスＩ、II、IIIに相当し、実施例５〜１１のガラスが上記光学ガラスＩ、IIに相当し、実施例１２〜２１のガラスが上記光学ガラスＩに相当する。比較例４のガラスは公報２の実施例１ガラス、比較例５〜７のガラスは公報３の実施例５、１３、１６に従って作製したガラスである。
【００４３】
表１〜表４から明らかなように、実施例１〜２１の各ガラスはともに、屈折率ｎdが１．７２〜１．８６、アッベ数νdが３５〜５０の範囲にあり、ガラス転移温度Ｔｇは５６５℃以下、屈伏点Ｔｓは６００℃以下であった。また、液相温度はすべて９８５℃以下であった。各実施例のガラスとも未溶解物は認められなかった。
【００４４】
一方、比較例１、２、３のガラスは、実施例１、８、１７のガラスのＬａ₂Ｏ₃をＹ₂Ｏ₃に置換したものであり、比較例１〜４、７のガラスは、１２００℃で溶解したときの未溶解物がガラス中に残存しており、光学ガラスとしては不適当な品質であった。さらに比較例２〜４、６、７のガラスは液相温度が１０００℃以上であり、失透しやすく、精密プレス成形のためのプリフォームを溶融ガラスから作製する際、ガラスが失透し、レンズなどの光学製品を精密プレス成形するための素材としては使用できなかった。
このように各実施例のガラスはともに、プレス成形、特に精密プレス成形に好適なものであった。
【００４５】
実施例２２
実施例１〜２１の各ガラスを用いて、図１に示すプレス装置を用いて非球面精密プレスすることにより非球面レンズを得た。プレス成形の対象としては非球面レンズに限られず、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、プリズム、ポリゴンミラーなどの光学製品全般に適応することができる。
【００４６】
直径２〜２０ｍｍの球状物とした各実施例のガラスを上型１及び下型２の間に配置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。成形型内の温度を、被成形ガラス塊の粘度が約１０⁶〜１０⁷Ｐａ・ｓとなる温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形ガラス塊をプレスした。プレスの圧力は８ＭＰａ、プレス時間は３０秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出した。得られた非球面レンズは、極めて精度の高いレンズであった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、屈折率ｎdが１．７２〜１．８３、アッベ数νdが３５〜５０の高屈折率、中低分散特性を有し、液相温度ならびに屈伏点が低い精密プレス成形に適した光学ガラスを提供することができる。
さらに本発明によれば、光学製品を上記光学ガラスを用いて精密プレス成形して得ているので、失透、未溶解物などの異物がない、屈折率ｎdが１．７２〜１．８３、アッベ数νdが３５〜５０の高屈折率、中低分散特性を有する光学製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】精密プレス成形装置の１例の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１上型
２下型
３案内型
４被成形ガラスプリフォーム
１０支持台
１１石英管
１３押し棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical glass and an optical product using the same. More specifically, the present invention is a high refractive index, medium and low dispersion optical glass having a low yield point and a low liquidus temperature suitable for press molding, particularly precision press molding, and chemically stable. The present invention relates to an optical glass and an optical product obtained by precision press molding the optical glass.
[0002]
[Prior art]
An optical glass having a medium-low dispersion characteristic with an Abbe number νd of 35 to 50, which is a high refractive index optical glass having a refractive index nd of 1.7 to 1.85, is an optical product constituting various optical devices. It is required as a material. Such optical glasses are disclosed in, for example, JP-A-60-221338 (hereinafter referred to as JP-A-1), JP-A-6-305769 (hereinafter-hereinafter referred to as JP-A-2), and JP-A-8-26766 (hereinafter referred to as JP-A-2006). 3).
[0003]
On the other hand, as a method for forming an optical product such as a lens into a highly accurate shape and size with high productivity, a precision press molding method is known in which the shape of a molding die is precisely transferred to glass. This precision press molding is an excellent method in that high-precision optical products can be manufactured with high productivity as described above, but it is necessary to process the glass at a high temperature, and it is molded into a glass in a high temperature state. If glass that is easy to devitrify is used to deform glass by pressurizing with a mold, the produced optical product may become cloudy and become unusable as an optical product, or the glass is the molding surface of the mold There is a problem that the molding surface is damaged. In particular, in precision press molding, a preform having a shape that is relatively close to the final product is produced from molten glass, and the preform is reheated and pressure-molded with a mold, so the preform is produced from this molten glass. At this time, or when reheating for pressure forming, the glass tends to be devitrified. Therefore, in order to prevent such devitrification, a low liquidus temperature is a requirement for optical glass as a material.
Further, in order to prevent the above-described fusion between the glass and the molding surface of the mold, it is necessary to perform pressing at a relatively low temperature, and therefore, the optical glass is required to have a low yield point that can be molded at a low temperature. .
[0004]
As described above, in order to obtain an optical glass having a high refractive index and medium-low dispersion characteristics and suitable for precision press molding, in addition to the above optical characteristics, characteristics such as a low liquidus temperature and a low yield point are required. . However, as the glass component, by the coexistence of Y ₂ O ₃ and Li ₂ O, the glass publications 1 which work to lower the melting point of the glass, because the Y ₂ O ₃ is an essential component, of preventing devitrification Therefore, it is difficult to obtain a liquid phase temperature of less than 1000 ° C. and to obtain the high refractive index and medium / low dispersion characteristics.
[0005]
Further, in the glass described in the publication 2, since the amount of SiO ₂ cannot be reduced to less than 6% by weight in order to suppress the decrease in chemical durability, the high refractive index, medium low dispersion With the glass having the characteristics, the liquidus temperature cannot be lowered. Further, there is a problem that undissolved substances remain in the glass and the optical properties are deteriorated.
Further, the glass of the publication 3 is the same, and there is a problem that the liquidus temperature becomes high when an attempt is made to provide a high refractive index and a medium-low dispersion characteristic.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention provides an optical glass having a high refractive index and a medium / low dispersion characteristic and suitable for press molding, particularly precision press molding, and an optical product comprising the optical glass. It is intended to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor achieved the object with an optical glass having a specific glass composition and having a refractive index nd and an Abbe number νd within a specific range. Based on this finding, the present invention has been completed.
[0008]
That is, the present invention as a glass component,

SiO

₂ 2 wt% or more and less than 6 wt%,
B ₂ O ₃ 17-26% by weight,
ZnO 6-26% by weight,
Li ₂ O 0.1-3 wt%,
La ₂ O ₃ 28 to 40% by weight,
1 to 8% by weight of Nb ₂ O ₅
1 to 8% by weight of Ta ₂ O ₅
WO ₃ 1-15% by weight,
And an refractive index nd of 1.72 to 1.86 and an Abbe number νd of 35 to 50 is provided.
The present invention also relates to a method for producing a precision press-molding preform in which molten glass is caused to flow out from an outflow pipe, received by a mold, and a preform made of glass is produced, wherein the glass comprises B ₂ O ₃ , SiO ₂ , La ₂ O ₃ , Li ₂ O, ZnO, Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ and WO ₃ , the refractive index (n d ) is 1.72-1.86, and the Abbe number (ν d ) is The present invention provides a method for producing a precision press-molding preform, which is an optical glass having a liquidus temperature of less than 1000 ° C.
Furthermore, the present invention provides an optical product obtained by precision press-molding the optical glass, and a precision press-molding preform obtained by the method for producing the precision press-molding preform. The manufacturing method of the optical product characterized by including the process to perform is also provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The optical glass of the present invention is a B ₂ O ₃ —SiO ₂ —La ₂ O ₃ —Li ₂ O—ZnO—Nb ₂ O ₅ —Ta ₂ O ₅ —WO ₃ optical glass. That is, since Y ₂ O ₃ is not an essential component, it has a high refractive index of 1.72 to 1.86, an Abbe number νd of 35 to 50, a medium to low dispersion characteristic, a low melting point, and a liquid. It is an optical glass suitable for precision presses capable of mass production of hot preforms having a low phase temperature.
Furthermore, since SiO ₂ is less than 6% by weight, it has excellent meltability and devitrification resistance. Further, since WO ₃ is an essential component, it is an optical glass having the above-mentioned high refractive index, medium and low dispersion characteristics and excellent devitrification resistance.
[0010]
The optical glass of the present invention, as a glass component,

SiO

₂ 2 wt% or more and less than 6 wt%,
B ₂ O ₃ 17-26% by weight,
ZnO 6-26% by weight,
Li ₂ O 0.1-3 wt%,
La ₂ O ₃ 28 to 40% by weight,
1 to 8% by weight of Nb ₂ O ₅
1 to 8% by weight of Ta ₂ O ₅
WO ₃ 1-15% by weight,
(Hereinafter referred to as optical glass I). The refractive index nd is in the range of 1.72-1.86, the Abbe number νd is in the range of 35-50, and has a high refractive index, medium-low dispersion characteristics, and the liquidus temperature can be made less than 1000 ° C. .
[0011]
In addition to these ingredients,
ZrO ₂ 0-6% by weight,
Sb ₂ O ₃ 0 to 1% by weight,
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ and ZrO ₂ should be 78% by weight or more. Is preferable for reducing the yield point and the liquidus temperature of the glass.
[0012]
In the optical glass I, TiO ₂ can also be an optional component, in which case the content can be 0 to 6% by weight. By changing the content of TiO _{2 in} the above range, the refractive index nd can be adjusted in the range of the optical constants (refractive index nd, Abbe number νd). However, if it exceeds 6% by weight, the Abbe number νd tends to be less than 35.
[0013]
Furthermore, the content of the glass component,
SiO ₂ 3 to 5.5% by weight
B ₂ O ₃ 18-24% by weight
ZnO 10-24% by weight
Li ₂ O 0.5-2% by weight
La ₂ O ₃ 30-38% by weight
Nb ₂ O ₅ 3-7% by weight
Ta ₂ O ₅ 2-6% by weight
WO ₃ 3-10% by weight
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ , ZrO ₂ is 84 wt% or more. And an optical constant having a refractive index nd of 1.76 to 1.82 and an Abbe number νd of 38 to 48, and a liquidus temperature of 980 ° C. or lower (hereinafter referred to as optical glass II).
[0014]
Furthermore, the content of the glass component,
B ₂ O ₃ 19 to 22 wt%
ZnO 16-23 wt%
Li ₂ O 0.5-1.5% by weight
La ₂ O ₃ 32 to 36% by weight
Nb ₂ O ₅ 4-6% by weight
Ta ₂ O ₅ 2-5% by weight
WO ₃ 4-6% by weight
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ and ZrO ₂ is 99% by weight or more. And an optical constant having an index of refraction nd of 1.80 to 1.81 and an Abbe number νd of 40 to 45, and a liquidus temperature of 960 ° C. or lower (hereinafter referred to as optical glass III).
[0015]
In any of the optical glasses II and III, TiO ₂ can be added to adjust the refractive index. In the case of the optical glass II, it is in the range of 0 to 4% by weight, and in the case of the optical glass III, it is 0. The content can be adjusted in the range of ˜1% by weight.
[0016]
The optical glass I is an optional component, expressed in weight%,
GeO ₂ 0-10%,
Al ₂ O ₃ 0-5%,
TiO ₂ 0-6%,
ZrO ₂ 0-6%,
MgO 0-5%,
CaO 0-5%,
SrO 0-5%,
BaO 0-5%,
Na ₂ O 0-5%,
K ₂ O 0-5%,
Cs ₂ O 0~5%,
P ₂ O ₅ 0-5%,
Gd ₂ O ₃ 0-9%,
Yb ₂ O ₃ 0-10%,
Ga ₂ O ₃ 0~5%,
Lu ₂ O ₃ 0-10%,
SnO ₂ 0 to 1%,
Sb ₂ O ₃ 0 to 1%,
As ₂ O ₃ 0 to 1%,
The range of the optical constant of the optical glass I and the liquidus temperature range are maintained by the inclusion of these optional components.
[0017]
In addition, optical glass II, as an optional component, is expressed by weight%,
GeO ₂ 0-5%,
Al ₂ O ₃ 0-3%,
TiO ₂ 0-4%,
ZrO ₂ 0-5%,
MgO 0-3%,
CaO 0-3%,
SrO 0-3%,
BaO 0-3%,
Na ₂ O 0-3%,
K ₂ O 0~3%,
Cs ₂ O 0~3%,
P ₂ O ₅ 0-3%,
Gd ₂ O ₃ 0-5%,
Yb ₂ O ₃ 0-5%,
Ga ₂ O ₃ 0~3%,
Lu ₂ O ₃ 0-5%,
SnO ₂ 0-0.5%,
Sb ₂ O ₃ 0-0.5%,
As ₂ O ₃ 0-0.5%,
The optical constant range and the liquidus temperature range of the optical glass II are maintained by the inclusion of these optional components.
[0018]
Furthermore, optical glass III is an optional component, expressed in weight%,
GeO ₂ 0-5%,
Al ₂ O ₃ 0-3%,
TiO ₂ 0-4%,
ZrO ₂ 0-5%,
MgO 0-3%,
CaO 0-3%,
SrO 0-3%,
BaO 0-3%,
Na ₂ O 0-3%,
K ₂ O 0~3%,
Cs ₂ O 0~3%,
P ₂ O ₅ 0-3%,
Gd ₂ O ₃ 0-5%,
Yb ₂ O ₃ 0-5%,
Ga ₂ O ₃ 0~3%,
Lu ₂ O ₃ 0-5%,
SnO ₂ 0-0.3%,
Sb ₂ O ₃ 0-0.3%,
As ₂ O ₃ 0-0.3%,
The optical constant range and the liquidus temperature range of the optical glass III are maintained by the inclusion of these optional components.
[0019]
The optical glasses I, II, and III all have a yield point required for precision press glasses. That is, all of the optical glasses I, II, and III usually have a yield point of 600 ° C. or less and a glass transition temperature of 565 ° C. or less suitable as a glass for precision press.
In addition, when all of the optical glasses I, II, and III are melted at 1200 ° C., no undissolved matter usually remains in the glass. That is, it does not normally contain foreign substances that cause light scattering when used as optical glass.
[0020]
Next, the reason which limited content of said each component is demonstrated.
SiO ₂ is an essential component, and if it is less than 2% by weight, the liquidus temperature rises, and if it is 6% by weight or more, the solubility deteriorates and undissolved matter remains. Preferably it is 3 to 5.5 weight%.
[0021]
B ₂ O _{3 is} also an essential component, and if it is less than 17% by weight, the liquidus temperature rises, and if it exceeds 26% by weight, the desired refractive index cannot be obtained. An optical glass having a composition having a B ₂ O ₃ content larger than the range of the present invention, a low liquidus temperature, a low yield point, and no undissolved residue has been obtained in the past. The refractive index does not fall within the refractive index range of the present invention, and the area of the present invention was a blank area from the viewpoint of optical constants and suitability for pressing. The content of B ₂ O ₃ is preferably 18 to 24% by weight, more preferably 19 to 22% by weight.
[0022]
ZnO is also an essential component, and if it is less than 6% by weight, the desired yield point and glass transition temperature cannot be obtained. If it exceeds 26% by weight, the liquidus temperature rises. Preferably it is 10-24 weight%, More preferably, it is 16-23 weight%.
Li ₂ O is also an essential component, and if it is less than 0.1% by weight, the desired yield point and glass transition temperature cannot be obtained. If it exceeds 3% by weight, the liquidus temperature rises. Preferably it is 0.5 to 2 weight%, More preferably, it is 0.5 to 1.5 weight%.
[0023]
La ₂ O _{3 is} also an essential component, and if it is less than 28% by weight, the desired refractive index cannot be obtained. If it exceeds 40% by weight, the liquidus temperature rises. Preferably it is 30 to 38 weight%, More preferably, it is 32 to 36 weight%.
Nb ₂ O _{5 is} also an essential component, and if it is less than 1% by weight, the desired refractive index cannot be obtained. If it exceeds 8% by weight, the Abbe number νd becomes less than 35. Preferably it is 3-7 weight%, More preferably, it is 4-6 weight%.
[0024]
Ta ₂ O _{5 is} also an essential component, and if it is less than 1% by weight, the desired refractive index cannot be obtained. If it exceeds 8% by weight, the liquidus temperature rises. Preferably it is 2 to 6 weight%, More preferably, it is 2 to 5 weight%.
WO _{3 is} also an essential component, and the liquidus temperature rises if it is less than 1% by weight, and the liquidus temperature rises even if it exceeds 15% by weight. Preferably it is 3 to 10 weight%, More preferably, it is 4 to 6 weight%.
[0025]
ZrO ₂ is an optional component, but if it exceeds 6% by weight, the liquidus temperature rises. Preferably it is 0 to 5 weight%, More preferably, it is the range of 2 to 5 weight%. By making these preferable ranges and more preferable ranges, the liquidus temperature can be further lowered. Therefore, although ZrO ₂ is an optional component, it is preferable to include this component as a glass component.
[0026]
_{_{_{GeO 2, Al 2 O 3,}}} P 2 O 5, MgO, CaO, SrO, BaO is an optional component. The optical constant can be adjusted by adding an appropriate amount as described above. However, if each component exceeds the above-described upper limit, the refractive index is reduced.
Na ₂ O, K ₂ O, and Cs ₂ O are also optional components, and the optical constants can be adjusted, the yield point, and the glass transition temperature can be lowered by adding the appropriate amounts described above. If each component exceeds the above-described upper limit, the refractive index is lowered.
[0027]
Gd ₂ O ₃ , Yb ₂ O ₃ , Ga ₂ O ₃ , and Lu ₂ O ₃ are also optional components, and the optical constants can be adjusted by adding the appropriate amounts described above, but when each component exceeds the upper limit described above. Causes the liquidus temperature to rise.
SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , and As ₂ O ₃ are optional components, and defoaming and clarification effects can be obtained by adding appropriate amounts as described above. However, when each component exceeds the above-described upper limit, the liquidus temperature increases.
[0028]
Optical glasses I, II, and III are all prepared by conventional methods, and dissolved, clarified, stirred, and homogenized to become optical glass.
The present invention also provides an optical product obtained by precision press-molding the above-described optical glass (optical glass I, II, III) of the present invention.
[0029]
When making optical products directly from agitation and homogenized molten glass, the agitated and homogenized molten glass is supplied from the outflow pipe onto the lower mold surface, and the upper mold is opposed to this lower mold. The glass is pressure-molded with a lower mold (hereinafter referred to as direct press). The obtained molded product is ground and polished as necessary to become an optical product.
The homogenized molten glass is once cooled, cold-processed into a desired shape, reheated, and pressure-molded with a molding die. It is ground and polished to become an optical product.
[0030]
Furthermore, as another forming method, the molten glass that has been stirred and homogenized is discharged from the outflow pipe, received by a forming die, a spherical preform is produced, the preform is reheated, and the upper die and There is also a method of pressure molding with a lower mold. In general, a gas is flowed into a mold that receives molten glass, and the glass that has flowed down due to the pressure of the gas is rotated in a floated state to form a spherical shape. In such a method, since the glass stays at a relatively high temperature for a long time, the surface of the optical glass having a liquidus temperature exceeding 1000 ° C. is devitrified.
[0031]
If the preform is precision press-molded, a molded product having the same shape as the final product that does not require grinding or polishing can be obtained. Accordingly, the devitrified preform surface is left in the final product because there is no grinding or polishing step, and the optical properties are deteriorated. The optical glass of the present invention has a liquidus temperature as low as less than 1000 ° C., and the surface does not crystallize even if the preform is hot-molded by the method described above.
[0032]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a precision press molding apparatus. In the apparatus shown in FIG. 1, a heater 12 is wound around an outer periphery of a support base 10 provided on a support bar 9 on which a molding die including an upper die 1, a lower die 2 and a guide die 3 is placed. This is provided in the quartz tube 11. The molded glass preform 4 made of the high refractive index / medium / low dispersion optical glass of the present invention can be, for example, a sphere or an oval sphere having a diameter of about 2 to 20 mm. The size of the sphere or oval sphere is appropriately determined in consideration of the size of the final product.
[0033]
After the glass preform 4 to be molded is placed between the lower mold 2 and the upper mold 1, the heater 12 is energized to heat the inside of the quartz tube 11. The temperature in the mold is controlled by a thermocouple 14 inserted in the lower mold 2. The heating temperature is a temperature at which the viscosity of the glass preform 4 to be molded is suitable for precision press, for example, about 5 × 10 ⁶ Pa · s. After reaching a predetermined temperature, the push rod 13 is lowered and the upper mold 1 is pushed from above to press the glass preform 4 to be molded in the mold. The press pressure and time can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass. For example, the pressure can be in the range of about 5 to 15 MPa, and the time can be 10 to 300 seconds. After the pressing, the optical product of the present invention can be obtained by gradually cooling to the glass transition temperature, then rapidly cooling to room temperature, and taking out the molded product from the mold.
[0034]
Even in the case of direct pressing, since the liquidus temperature is as low as less than 1000 ° C., the temperature condition for flowing the molten glass from the outflow pipe without selecting the glass to crystallize, and the temperature condition for pressing are selected. There is a merit that the allowable range can be widened.
In each of the above molding methods, an upper die, a lower die, or a barrel die shape is appropriately selected as necessary, and a lens such as a spherical lens or an aspheric lens, an optical product such as a micro lens, a lens array, a prism, or a polygon mirror. Can be molded.
[0035]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
[0036]
In addition, the physical property of optical glass was measured by the method shown below.
(1) Refractive index [nd] and Abbe number [νd]
It measured about the optical glass obtained by making slow cooling temperature-fall rate into -30 degrees C / h.
(2) Transition temperature [Tg] and yield point temperature [Ts]
Using a thermal expansion measuring device, the measurement was performed under the condition of a temperature rising rate of 8 ° C / min.
(3) Liquidus temperature [LT]
It hold | maintained for 30 minutes in the devitrification test furnace with a temperature gradient of 400-1050 degreeC, the presence or absence of the crystal | crystallization was observed with the microscope of 80 times magnification, and the liquidus temperature was measured. Further, the devitrification property near the softening point was also visually observed at the time of measuring the liquidus temperature.
[0037]
Examples 1-21 and Comparative Examples 1-7
Optical glasses of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 7 were prepared by a conventional method according to the glass compositions shown in Tables 1 to 4. That is, as raw materials, P ₂ O ₅ uses orthophosphoric acid (H ₃ PO ₄ ), metaphosphate, diphosphorus pentoxide or the like, and other components use carbonate, nitrate, oxide, etc. The raw materials are weighed in a desired ratio, mixed to prepare a mixed raw material, which is put into a melting furnace heated to 1200 ° C., melted, clarified, stirred, homogenized, cast into a mold, and gradually cooled. The optical glasses of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 7 were obtained. Tables 1 to 4 show the optical performance of the obtained glass.
[0038]
[Table 1]

[0039]
[Table 2]

[0040]
[Table 3]

[0041]
[Table 4]

[0042]
In addition, the glass of Examples 1-4 is equivalent to the said optical glass I, II, III, the glass of Examples 5-11 is equivalent to the said optical glass I, II, and the glass of Examples 12-21 is the said optical glass. Corresponds to glass I. The glass of the comparative example 4 is the glass produced in accordance with the glass of Example 1 of the publication 2, and the glasses of the comparative examples 5 to 7 are produced according to the examples 5, 13, and 16 of the publication 3.
[0043]
As is apparent from Tables 1 to 4, the glasses of Examples 1 to 21 have a refractive index nd of 1.72 to 1.86, an Abbe number νd of 35 to 50, and a glass transition temperature Tg. Was 565 ° C. or lower, and the yield point Ts was 600 ° C. or lower. Moreover, all liquid phase temperatures were 985 degrees C or less. No undissolved material was observed in the glass of each example.
[0044]
On the other hand, the glass of Comparative Examples 1, _{2, and} ₃ is obtained by substituting Y ₂ O ₃ for La ₂ O ₃ of the glass of Examples 1, 8, and 17, and the glasses of Comparative Examples 1 to 4 and 7 are The undissolved material when melted at 1200 ° C. remained in the glass, and the quality was inappropriate for optical glass. Furthermore, the glass of Comparative Examples 2-4, 6, and 7 has a liquidus temperature of 1000 ° C. or higher, and is easily devitrified. When preparing a preform for precision press molding from molten glass, the glass is devitrified, It could not be used as a material for precision press molding of optical products such as lenses.
Thus, the glass of each example was suitable for press molding, particularly precision press molding.
[0045]
Example 22
Using each glass of Examples 1 to 21, an aspherical lens was obtained by aspherical precision pressing using the press apparatus shown in FIG. The object of press molding is not limited to an aspheric lens, and can be applied to all optical products such as a spherical lens, a microlens, a lens array, a prism, and a polygon mirror.
[0046]
After placing the glass of each example in a spherical shape having a diameter of 2 to 20 mm between the upper mold 1 and the lower mold 2, the quartz tube 11 was heated by energizing the heater 12 with a nitrogen atmosphere in the quartz tube 11. . After the temperature in the mold is set to a temperature at which the viscosity of the glass block to be molded is about 10 ⁶ to 10 ⁷ Pa · s, while maintaining this temperature, the push bar 13 is lowered to move the upper mold 1 from above. The glass block to be molded in the mold was pressed to press. The press pressure was 8 MPa, and the press time was 30 seconds. After pressing, the pressure of the press is released, and the glass molded body formed by aspherical press is gradually cooled to the glass transition temperature while being in contact with the upper die 1 and the lower die 2, and then rapidly cooled to near room temperature. The glass formed into an aspherical surface was taken out of the mold. The obtained aspherical lens was a highly accurate lens.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, for high precision press molding having a refractive index nd of 1.72-1.83, an Abbe number νd of 35-50, a medium-low dispersion characteristic, a low liquidus temperature and a low yield point. A suitable optical glass can be provided.
Furthermore, according to the present invention, since the optical product is obtained by precision press molding using the optical glass, there is no foreign matter such as devitrification and undissolved material, and the refractive index nd is 1.72-1.83. It is possible to provide an optical product having a high refractive index and a medium to low dispersion characteristic with an Abbe number νd of 35 to 50.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of an example of a precision press molding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold | type 2 Lower mold | type 3 Guide mold | type 4 Molded glass preform 10 Support stand 11 Quartz tube 13 Push rod

Claims

ガラス成分として、
ＳｉＯ_２２重量％以上６重量％未満、
Ｂ_２Ｏ_３１７〜２６重量％、
ＺｎＯ６〜２６重量％、
Ｌｉ_２Ｏ０．１〜３重量％、
Ｌａ_２Ｏ_３２８〜４０重量％、
Ｎｂ_２Ｏ_５１〜８重量％、
Ｔａ_２Ｏ_５１〜８重量％、
ＷＯ_３１〜１５重量％、
を含み（ただし、Ｙ_２Ｏ_３を含まない）、かつ屈折率（ｎｄ）が１．７２〜１．８６、アッベ数（νｄ）が３５〜５０、液相温度が１０００℃未満である光学ガラスよりなることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。As a glass component,
SiO ₂ 2 wt% or more and less than 6 wt%,
B ₂ O ₃ 17 to 26 wt%,
ZnO 6-26% by weight,
Li ₂ O 0.1~3% by weight,
La ₂ O ₃ 28~40% by weight,
1 to 8% by weight of Nb ₂ O ₅
Ta ₂ O ₅ 1-8% by weight,
WO ₃ 1-15% by weight,
(However, Y ₂ O ₃ is not included), refractive index (nd) is 1.72-1.86, Abbe number (νd) is 35-50, and liquidus temperature is less than 1000 ° C. A precision press-molding preform characterized by comprising:

ガラス成分として、さらに、
ＺｒＯ₂ ０〜６重量％、
ＣａＯ０〜３重量％、
Ｙｂ_２Ｏ_３０〜１０重量％、
ＴｉＯ_２０〜４重量％、
Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１重量％、
を含み、かつＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂の合計含有量が７８重量％以上である光学ガラスよりなることを特徴とする請求項１に記載の精密プレス成形用プリフォーム。As a glass component,
ZrO ₂ 0-6% by weight,
CaO 0-3 wt%,
Yb ₂ O ₃ 0-10% by weight,
TiO ₂ 0-4% by weight,
Sb ₂ O ₃ 0 to 1% by weight,
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ and ZrO ₂ is 78% by weight or more 2. The precision press-molding preform according to claim 1, which is made of glass.

ガラス成分の含有量が、
ＳｉＯ_２３〜５．５重量％
Ｂ_２Ｏ_３１８〜２４重量％
ＺｎＯ１０〜２４重量％
Ｌｉ_２Ｏ０．５〜２重量％
Ｌａ_２Ｏ_３３０〜３８重量％
Ｎｂ_２Ｏ_５３〜７重量％
Ｔａ_２Ｏ_５２〜６重量％
ＷＯ_３３〜１０重量％
であり、かつＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ_２の合計含有量が８４重量％以上である光学ガラスよりなることを特徴とする請求項１または２に記載の精密プレス成形用プリフォーム。The glass component content is
SiO ₂ 3 to 5.5% by weight
B ₂ O ₃ 18-24% by weight
ZnO 10-24% by weight
Li ₂ O 0.5-2% by weight
La ₂ O ₃ 30~38 weight%
Nb ₂ O ₅ 3-7% by weight
Ta ₂ O ₅ 2 to 6% by weight
WO ₃ 3-10% by weight
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O 3, ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ , ZrO ₂ is 84% by weight or more. The precision press-molding preform according to claim 1 or 2, characterized by comprising:

ガラス成分の含有量が、
Ｂ_２Ｏ_３１９〜２２重量％
ＺｎＯ１６〜２３重量％
Ｌｉ_２Ｏ０．５〜１．５重量％
Ｌａ_２Ｏ_３３２〜３６重量％
Ｎｂ_２Ｏ_５４〜６重量％
Ｔａ_２Ｏ_５２〜５重量％
ＷＯ_３４〜６重量％
であり、かつＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ_２の合計含有量が９９重量％以上である光学ガラスよりなることを特徴とする請求項３に記載の精密プレス成形用プリフォーム。The glass component content is
B ₂ O ₃ 19 to 22 wt%
ZnO 16-23 wt%
Li ₂ O 0.5~1.5 weight%
La ₂ O ₃ 32 to 36% by weight
Nb ₂ O ₅ 4-6% by weight
Ta ₂ O ₅ 2-5% by weight
WO ₃ 4-6% by weight
And the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ and ZrO ₂ is 99% by weight or more. The precision press-molding preform according to claim 3, wherein the preform is made of glass.

前記光学ガラスの屈伏点が６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の精密プレス成形用プリフォーム。 The precision press-molding preform according to any one of claims 1 to 4, wherein the yield point of the optical glass is 600 ° C or lower.

溶融ガラスを流出パイプより流出させて、成形型で受け、プリフォームを作製する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
ガラスが、ガラス成分として、
ＳｉＯ_２２重量％以上６重量％未満、
Ｂ_２Ｏ_３２６重量％以下、
ＺｎＯ６重量％以上、
Ｌｉ_２Ｏ０．１〜３重量％、
Ｌａ_２Ｏ_３２８〜４０重量％、
Ｎｂ_２Ｏ_５１〜８重量％、
Ｔａ_２Ｏ_５１〜８重量％、
ＷＯ_３１〜１５重量％、
ＺｒＯ_２０〜６重量％、
ＣａＯ０〜３重量％、
Ｙｂ_２Ｏ_３０〜１０重量％、
ＴｉＯ_２０〜４重量％、
Ｓｂ_２Ｏ_３０〜１重量％、
を含み(ただしＹ_２Ｏ_３を含まない)、
ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３およびＺｒＯ_２の合計含有量が７８重量％以上である組成を有し、かつ屈折率（ｎｄ）が１．７２〜１．８６、アッベ数（νｄ）が３５〜５０、液相温度が１０００℃未満である光学ガラスであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。 In the manufacturing method of the precision press-molding preform in which the molten glass flows out from the outflow pipe, is received by the mold, and the preform is produced.
Glass is a glass component
SiO ₂ 2 wt% or more and less than 6 wt%,
B ₂ O ₃ 26 wt% or less,
ZnO 6 wt% or more,
Li ₂ O 0.1~3% by weight,
La ₂ O ₃ 28~40% by weight,
1 to 8% by weight of Nb ₂ O ₅
Ta ₂ O ₅ 1-8% by weight,
WO ₃ 1-15% by weight,
ZrO ₂ 0-6% by weight,
CaO 0-3 wt%,
Yb ₂ O ₃ 0-10% by weight,
TiO ₂ 0-4% by weight,
Sb ₂ O ₃ 0 to 1% by weight,
(Excluding Y ₂ O ₃ )
Having a composition in which the total content of SiO ₂ , B ₂ O ₃ , ZnO, Li ₂ O, La ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , Ta ₂ O ₅ , WO ₃ and ZrO ₂ is 78% by weight or more, and a refractive index (nd) of 1.72 to 1.86, an Abbe's number ([nu] d) 35 to 50, up for precision press molding you, wherein the liquidus temperature of optical glass is lower than 1000 ° C. Reform manufacturing method.

前記ガラスの屈伏点が６００℃以下であることを特徴とする請求項６に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。The method for producing a precision press-molding preform according to claim 6, wherein the yield point of the glass is 600 ° C. or less.

請求項１〜５のいずれか１項に記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形する工程を含むことを特徴とする光学製品の製造方法。 A method for producing an optical product comprising a step of precision press molding the preform for precision press molding according to any one of claims 1 to 5.

請求項６または７に記載の方法により得られた精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形する工程を含むことを特徴とする光学製品の製造方法。A method for producing an optical product, comprising the step of precision press-molding a precision press-molding preform obtained by the method according to claim 6 or 7 .

非球面レンズ、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、プリズム、ポリゴンミラーのいずれかの光学製品を作製することを特徴とする請求項９に記載の光学製品の製造方法。The optical product manufacturing method according to claim 9 , wherein an optical product of any one of an aspheric lens, a spherical lens, a micro lens, a lens array, a prism, and a polygon mirror is manufactured.