JP7401236B2 - Optical glass and optical elements - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラスおよび光学素子に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical glasses and optical elements.
ガラスは、ガラス転移温度Tgよりも高い温度に加熱すると軟化する。この性質を利用して、光学素子の成形方法としては、ガラス原料を加熱熔融し成形して得られるガラス素材を、再加熱して軟化させ、プレスして所望の形状に成形するプレス成形法(リヒートプレス)が知られている。このとき、ガラスの再加熱によって、ガラスに結晶が生じたり、ガラスが失透したりする場合がある。特にリン酸塩系の高分散光学ガラスでは、耐失透性に乏しい傾向にある。 Glass softens when heated to a temperature higher than the glass transition temperature Tg. Taking advantage of this property, the press molding method (which takes advantage of this property and forms the glass material into the desired shape by heating and melting the glass raw material, softening it, and pressing it into the desired shape) Reheat press) is known. At this time, reheating the glass may cause crystals to form in the glass or devitrification of the glass. In particular, phosphate-based high-dispersion optical glasses tend to have poor devitrification resistance.
また、同程度の屈折率ndを有する光学ガラスの中でもアッベ数νdがより低いガラスは、光学系の設計において、色収差を補正し、光学系を高機能化、コンパクト化する上で利用価値が高い。 In addition, a glass with a lower Abbe number νd among optical glasses with a similar refractive index nd has high utility value in the design of an optical system in terms of correcting chromatic aberration and making the optical system highly functional and compact. .
特許文献1には、アッベ数νdのより低い光学ガラスが開示されている。しかしながら、特許文献1のガラスでは、要求される耐失透性を満足しないことがわかった。 Patent Document 1 discloses an optical glass having a lower Abbe number νd. However, it was found that the glass of Patent Document 1 does not satisfy the required devitrification resistance.
再加熱時の安定性に優れるガラスでは、再加熱による失透が抑制される。そこで、本発明は、所望の光学恒数を有し、さらに再加熱時の安定性に優れる光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することを目的とする。 Glasses with excellent stability during reheating suppress devitrification due to reheating. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an optical glass having desired optical constants and excellent stability during reheating, and an optical element made of the optical glass.
本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)屈折率ndが1.60~1.72であり、
アッベ数νdが22~36であり、
P2O5の含有量が20~55質量%であり、
Nb2O5の含有量が0~45質量%であり、
K2Oの含有量が0質量%より大きく13質量%以下であり、
WO3の含有量が5質量%未満であり、
ZnOの含有量が15質量%未満であり、
Al2O3の含有量が5質量%未満であり、
TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5]が15~45質量%であり、
Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するP2O5、B2O3およびSiO2の合計含有量の質量比[(P2O5+B2O3+SiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]が1.0~2.0であり、
P2O5の含有量に対するB2O3の含有量の質量比[B2O3/P2O5]が0.39以下であり、
K2Oの含有量に対するNa2Oの含有量の質量比[Na2O/K2O]が1.0以上であり、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]が8.0質量%以下であり、
P2O5、B2O3、SiO2、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するTiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量の質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]が0.75以下である、光学ガラス。
The gist of the present invention is as follows.
(1) The refractive index nd is 1.60 to 1.72,
Abbe number νd is 22 to 36,
The content of P 2 O 5 is 20 to 55% by mass,
The content of Nb 2 O 5 is 0 to 45% by mass,
The content of K 2 O is greater than 0% by mass and not more than 13% by mass,
The content of WO 3 is less than 5% by mass,
The content of ZnO is less than 15% by mass,
The content of Al 2 O 3 is less than 5% by mass,
The total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 ] is 15 to 45% by mass. ,
The mass ratio of the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 and SiO 2 to the total content of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 )/(Li 2 O+Na 2 O+K 2 O+Cs 2 O)] is 1.0 to 2.0,
The mass ratio of the content of B 2 O 3 to the content of P 2 O 5 [B 2 O 3 /P 2 O 5 ] is 0.39 or less,
The mass ratio of the content of Na 2 O to the content of K 2 O [Na 2 O/K 2 O] is 1.0 or more,
The total content of MgO, CaO, SrO and BaO [MgO+CaO+SrO+BaO] is 8.0% by mass or less,
TiO2 , Nb2O5 , WO3 , Bi2O3 and Ta relative to the total content of P2O5 , B2O3 , SiO2 , Li2O , Na2O , K2O and Cs2O Mass ratio of total content of 2 O 5 [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O )] is 0.75 or less.
(2)P2O5の含有量に対するB2O3の含有量の質量比[B2O3/P2O5]が0より大きい、(1)に記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein the mass ratio of the content of B 2 O 3 to the content of P 2 O 5 [B 2 O 3 /P 2 O 5 ] is greater than 0.
(3)K2Oの含有量に対するNa2Oの含有量の質量比[Na2O/K2O]が5.0以下である、(1)または(2)に記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), wherein the mass ratio [Na 2 O/K 2 O] of the content of Na 2 O to the content of K 2 O is 5.0 or less.
(4)P2O5、B2O3、SiO2、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するTiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量の質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]が0.15以上である、(1)~(3)のいずれかに記載の光学ガラス。 (4) TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O relative to the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 , SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O The mass ratio of the total content of 3 and Ta 2 O 5 [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O + Na 2 O + K 2 O+Cs 2 O)] is 0.15 or more, the optical glass according to any one of (1) to (3).
(5)TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量に対するTiO2の含有量の質量比[TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)]が0.10以上である、(1)~(4)のいずれかに記載の光学ガラス。 (5) Mass ratio of the content of TiO 2 to the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 [TiO 2 /(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )] is 0.10 or more, the optical glass according to any one of (1) to (4).
(6)上記(1)~(5)のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。 (6) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (5) above.
本発明によれば、所望の光学恒数を有し、さらに再加熱時の安定性に優れる光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical glass having desired optical constants and excellent stability during reheating, and an optical element made of the optical glass.
本発明および本明細書において、光学ガラスのガラス組成は、特記しない限り、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいい、各ガラス成分の表記は慣習にならい、SiO2、TiO2などと記載する。ガラス成分の含有量および合計含有量は、特記しない限り質量基準であり、「%」は「質量%」を意味する。 In the present invention and this specification, the glass composition of optical glass is expressed on an oxide basis unless otherwise specified. Here, "oxide-based glass composition" refers to the glass composition obtained by converting the glass raw materials as if they were all decomposed during melting and existing as oxides in the optical glass, and the notation of each glass component is Following customary practice, they are written as SiO 2 , TiO 2 , etc. The content of the glass component and the total content are based on mass unless otherwise specified, and "%" means "% by mass".
ガラス成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)等の方法で定量することができる。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が0%とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容する。 The content of the glass component can be determined by a known method, for example, inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-AES), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), or the like. Furthermore, in this specification and the present invention, the content of a component of 0% means that the component is not substantially contained, and the component is allowed to be contained at an unavoidable impurity level.
本明細書において、ガラスの熱的安定性および耐失透性とは、ともにガラス中における結晶析出のしにくさを指す。特に、熱的安定性は熔融状態のガラスが固化する際の結晶析出のしにくさを指し、耐失透性はリヒートプレス時のように、固化したガラスを再加熱したときの結晶析出のしにくさを指すものとする。 In this specification, the thermal stability and devitrification resistance of glass both refer to the difficulty of crystal precipitation in the glass. In particular, thermal stability refers to the resistance to crystal precipitation when molten glass solidifies, and devitrification resistance refers to the resistance to crystal precipitation when solidified glass is reheated, such as during reheat pressing. It refers to difficulty.
また、本明細書では、屈折率は、特記しない限り、ヘリウムのd線(波長587.56nm)における屈折率ndをいう。 Furthermore, in this specification, unless otherwise specified, the refractive index refers to the refractive index nd at the d-line (wavelength 587.56 nm) of helium.
また、アッベ数νdは、分散に関する性質を表す値として用いられるものであり、以下の式で表される。ここで、nFは青色水素のF線(波長486.13nm)における屈折率、nCは赤色水素のC線(656.27nm)における屈折率である。
νd=(nd-1)/nF-nC ・・・(1)
Further, the Abbe number νd is used as a value representing properties related to dispersion, and is expressed by the following formula. Here, nF is the refractive index of blue hydrogen at the F line (wavelength 486.13 nm), and nC is the refractive index of red hydrogen at the C line (656.27 nm).
νd=(nd-1)/nF-nC...(1)
本実施形態に係る光学ガラスについて詳細に説明する。 The optical glass according to this embodiment will be explained in detail.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ndは1.60~1.72である。屈折率ndの下限は1.62、1.64、または1.66でもよく、屈折率ndの上限は1.71、1.70、または1.695でもよい。 The optical glass according to this embodiment has a refractive index nd of 1.60 to 1.72. The lower limit of the refractive index nd may be 1.62, 1.64, or 1.66, and the upper limit of the refractive index nd may be 1.71, 1.70, or 1.695.
屈折率ndは各ガラス成分の含有量を適宜調整することにより所望の値にすることができる。相対的に屈折率ndを高める働きを有する成分(高屈折率化成分)は、Nb2O5、TiO2、WO3、Bi2O3、Ta2O5、ZrO2、La2O3等である。一方、相対的に屈折率ndを低くする働きを有する成分(低屈折率化成分)は、P2O5、SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等である。したがって、P2O5、B2O3、SiO2、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するTiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量の質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]を増加させることにより屈折率ndを高めることができ、該質量比を減少させることにより屈折率ndを低下させることができる。 The refractive index nd can be set to a desired value by appropriately adjusting the content of each glass component. Components that have the function of relatively increasing the refractive index nd (high refractive index components) include Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , Bi 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , La 2 O 3 and the like. It is. On the other hand, components that have the function of relatively lowering the refractive index nd (lower refractive index components) include P 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, etc. be. Therefore , TiO2, Nb2O5, WO3, Bi2O3 for the total content of P2O5 , B2O3 , SiO2 , Li2O , Na2O , K2O and Cs2O . and the mass ratio of the total content of Ta 2 O 5 [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O)], the refractive index nd can be increased, and by decreasing the mass ratio, the refractive index nd can be decreased.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νdは22~36である。アッベ数νdの下限は24、25、または26でもよく、アッベ数νdの上限は34、32、または30でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the Abbe number νd is 22 to 36. The lower limit of the Abbe number νd may be 24, 25, or 26, and the upper limit of the Abbe number νd may be 34, 32, or 30.
アッベ数νdは、各ガラス成分の含有量を適宜調整することにより所望の値にすることができる。相対的にアッベ数νdを低くする成分、すなわち高分散化成分は、Nb2O5、TiO2、WO3、Bi2O3、Ta2O5、ZrO2等である。一方、相対的にアッベ数νdを高くする成分、すなわち低分散化成分は、P2O5、SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、La2O3、BaO、CaO、SrO等である。 The Abbe number νd can be set to a desired value by appropriately adjusting the content of each glass component. Components that relatively lower the Abbe number νd, that is, highly dispersible components, include Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , Bi 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 and the like. On the other hand, components that relatively increase the Abbe number νd, that is, low dispersion components, include P 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, La 2 O 3 , These include BaO, CaO, SrO, etc.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、P2O5の含有量は20~55%である。P2O5の含有量の下限は、好ましくは23%であり、さらには25%、27%、29%の順により好ましい。また、P2O5の含有量の上限は、好ましくは51%であり、さらには49%、48%、47%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of P 2 O 5 is 20 to 55%. The lower limit of the content of P 2 O 5 is preferably 23%, and more preferably 25%, 27%, and 29% in that order. Further, the upper limit of the content of P 2 O 5 is preferably 51%, and more preferably 49%, 48%, and 47% in that order.
P2O5は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラス中に高分散成分を多く含有するために必須の成分である。P2O5の含有量を上記範囲とすることで、熱的安定性を向上できる。 P 2 O 5 is a network forming component of glass, and is an essential component in order to contain a large amount of highly dispersed components in the glass. By setting the content of P 2 O 5 within the above range, thermal stability can be improved.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Nb2O5の含有量は0~45%である。Nb2O5の含有量の下限は、好ましくは4%であり、さらには7%、9%、10%の順により好ましい。また、Nb2O5の含有量の上限は、好ましくは41%であり、さらには39%、37%、36%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Nb 2 O 5 is 0 to 45%. The lower limit of the content of Nb 2 O 5 is preferably 4%, and more preferably 7%, 9%, and 10% in that order. Further, the upper limit of the content of Nb 2 O 5 is preferably 41%, and more preferably 39%, 37%, and 36% in that order.
Nb2O5は、高屈折率化および高分散化に寄与する成分である。したがって、Nb2O5の含有量は上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。一方、Nb2O5の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、また、ガラスの着色が強まるおそれがある。 Nb 2 O 5 is a component that contributes to high refractive index and high dispersion. Therefore, by setting the content of Nb 2 O 5 within the above range, an optical glass having desired optical constants can be obtained. On the other hand, if the content of Nb 2 O 5 is too large, the thermal stability of the glass may decrease and the coloring of the glass may become stronger.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、K2Oの含有量は0%より大きく、13%以下である。K2Oの含有量の下限は、好ましくは1%であり、さらには2%、3%、4%の順により好ましい。また、K2Oの含有量の上限は、好ましくは12%であり、さらには11%、10.5%、10%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of K 2 O is greater than 0% and 13% or less. The lower limit of the K 2 O content is preferably 1%, and more preferably 2%, 3%, and 4% in that order. Further, the upper limit of the content of K 2 O is preferably 12%, and more preferably 11%, 10.5%, and 10% in that order.
K2Oの含有量は上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善できる。 By setting the content of K 2 O within the above range, the thermal stability of the glass can be improved.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、WO3の含有量は5%未満である。WO3の含有量の上限は、好ましくは4%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。WO3の含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは0%である。WO3の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of WO 3 is less than 5%. The upper limit of the content of WO 3 is preferably 4%, and more preferably 3%, 2%, and 1% in that order. The content of WO 3 is preferably as low as possible, and its lower limit is preferably 0%. The content of WO 3 may be 0%.
WO3の含有量を上記範囲とすることで、透過率を高めることができ、また、ガラスの比重の増大を抑制できる。 By setting the content of WO 3 within the above range, the transmittance can be increased and an increase in the specific gravity of the glass can be suppressed.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZnOの含有量は15%未満である。ZnOの含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには7%、5%、3%の順により好ましい。ZnO含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは0%である。ZnOの含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the ZnO content is less than 15%. The upper limit of the ZnO content is preferably 10%, and more preferably 7%, 5%, and 3% in that order. The lower the ZnO content, the better, and the lower limit is preferably 0%. The content of ZnO may be 0%.
ZnOの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善でき、また、ガラスの比重の増大を抑制できる。さらに、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。 By setting the content of ZnO within the above range, the thermal stability of the glass can be improved and an increase in the specific gravity of the glass can be suppressed. Furthermore, an optical glass having desired optical constants is obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Al2O3の含有量は5%未満である。Al2O3の含有量の上限は、好ましくは4%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。Al2O3含有量は少ない方が好ましく、その下限は好ましくは0%である。Al2O3の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the content of Al 2 O 3 is less than 5%. The upper limit of the content of Al 2 O 3 is preferably 4%, and more preferably 3%, 2%, and 1% in that order. The lower the Al 2 O 3 content, the better, and the lower limit is preferably 0%. The content of Al 2 O 3 may be 0%.
Al2O3の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの耐失透性が低下するのを抑制できる。 By setting the content of Al 2 O 3 within the above range, it is possible to suppress the deterioration of the devitrification resistance of the glass.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5]は15~45%である。該合計含有量の下限は、好ましくは17%であり、さらには19%、21%、23%の順により好ましい。また、該合計含有量の上限は、好ましくは44%であり、さらには43%、42%、41%の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 ] is 15-45%. The lower limit of the total content is preferably 17%, and more preferably 19%, 21%, and 23% in that order. Further, the upper limit of the total content is preferably 44%, and more preferably 43%, 42%, and 41% in that order.
TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5は、ガラスの高分散化に寄与する成分である。したがって、合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5]を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性も改善できる。一方、該合計含有量が多すぎると、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られないおそれがあり、また、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラスの着色が強まるおそれがある。 TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 are components that contribute to high dispersion of the glass. Therefore, by setting the total content [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 ] within the above range, an optical glass having desired optical constants can be obtained. Furthermore, the thermal stability of the glass can also be improved. On the other hand, if the total content is too large, there is a possibility that an optical glass having desired optical constants cannot be obtained, and there is also a possibility that the thermal stability of the glass decreases and the coloring of the glass becomes stronger.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するP2O5、B2O3およびSiO2の合計含有量の質量比[(P2O5+B2O3+SiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]は1.0~2.0である。該質量比の下限は、好ましくは1.10であり、さらには1.20、1.30、1.40の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは1.95であり、さらには1.90、1.85、1.80の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the total content of P2O5 , B2O3 and SiO2 to the total content of Li2O , Na2O , K2O and Cs2O [( P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 )/(Li 2 O+Na 2 O+K 2 O+Cs 2 O)] is 1.0 to 2.0. The lower limit of the mass ratio is preferably 1.10, and more preferably 1.20, 1.30, and 1.40 in this order. Further, the upper limit of the mass ratio is preferably 1.95, and more preferably in the order of 1.90, 1.85, and 1.80.
質量比[(P2O5+B2O3+SiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]を上記範囲とすることで、熱的安定性に優れる光学ガラスが得られる。 By setting the mass ratio [(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 )/(Li 2 O+Na 2 O+K 2 O+Cs 2 O)] within the above range, an optical glass with excellent thermal stability can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、P2O5の含有量に対するB2O3の含有量の質量比[B2O3/P2O5]は0.39以下である。該質量比の上限は、好ましくは0.30であり、さらには0.20、0.15、0.13の順により好ましい。また、該質量比は、好ましくは0より大きく、さらにその下限は0.005、0.01、0.015の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the content of B 2 O 3 to the content of P 2 O 5 [B 2 O 3 /P 2 O 5 ] is 0.39 or less. The upper limit of the mass ratio is preferably 0.30, and more preferably 0.20, 0.15, and 0.13 in this order. Further, the mass ratio is preferably larger than 0, and the lower limit thereof is more preferably in the order of 0.005, 0.01, and 0.015.
質量比[B2O3/P2O5]を上記範囲とすることで、熱的安定性に優れる光学ガラスが得られる。 By setting the mass ratio [B 2 O 3 /P 2 O 5 ] within the above range, an optical glass with excellent thermal stability can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、K2Oの含有量に対するNa2Oの含有量の質量比[Na2O/K2O]は1.0以上である。該質量比の下限は、好ましくは1.2であり、さらには1.4、1.5、1.6の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは5.0であり、さらには4.5、4.0、3.7の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the mass ratio [Na 2 O/K 2 O] of the content of Na 2 O to the content of K 2 O is 1.0 or more. The lower limit of the mass ratio is preferably 1.2, and more preferably 1.4, 1.5, and 1.6 in this order. Further, the upper limit of the mass ratio is preferably 5.0, and more preferably in the order of 4.5, 4.0, and 3.7.
質量比[Na2O/K2O]を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性、耐失透性を改善できる。また、質量比[Na2O/K2O]の下限を上記範囲とすることで屈折率の過度な低下や、化学的耐久性の低下を抑えることができる。 By setting the mass ratio [Na 2 O/K 2 O] within the above range, the thermal stability and devitrification resistance of the glass can be improved. Further, by setting the lower limit of the mass ratio [Na 2 O/K 2 O] within the above range, excessive decrease in refractive index and decrease in chemical durability can be suppressed.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]が8.0%以下である。該合計含有量の上限は、好ましくは6.0%であり、さらには4.0%、3.0%、2.0%の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the total content of MgO, CaO, SrO, and BaO [MgO+CaO+SrO+BaO] is 8.0% or less. The upper limit of the total content is preferably 6.0%, and more preferably 4.0%, 3.0%, and 2.0% in that order. Further, the lower limit of the total content is preferably 0%.
合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]を上記範囲とすることで、高分散化を妨げることなく熱的安定性および耐失透性を維持できる。 By setting the total content [MgO+CaO+SrO+BaO] within the above range, thermal stability and devitrification resistance can be maintained without hindering high dispersion.
P2O5、B2O3、SiO2、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するTiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量の質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]は0.75以下である。該質量比の上限は、好ましくは0.70であり、さらには0.67、0.65、0.63の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは0.15であり、さらには0.25、0.30、0.35の順により好ましい。 TiO2 , Nb2O5 , WO3 , Bi2O3 and Ta relative to the total content of P2O5 , B2O3 , SiO2 , Li2O , Na2O , K2O and Cs2O Mass ratio of total content of 2 O 5 [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O )] is 0.75 or less. The upper limit of the mass ratio is preferably 0.70, and more preferably 0.67, 0.65, and 0.63 in this order. Further, the lower limit of the mass ratio is preferably 0.15, and more preferably 0.25, 0.30, and 0.35 in this order.
質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。 The mass ratio [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O+Na 2 O+K 2 O+Cs 2 O)] should be within the above range. Thus, an optical glass having desired optical constants can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量に対するTiO2の含有量の質量比[TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)]の下限は、好ましくは0.00であり、さらには0.10、0.13、0.15、0.16の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは1.00であり、さらには0.90、0.80、0.70、0.65の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the content of TiO 2 to the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 [TiO 2 /(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )], the lower limit is preferably 0.00, and more preferably in the order of 0.10, 0.13, 0.15, and 0.16. Further, the upper limit of the mass ratio is preferably 1.00, and more preferably in the order of 0.90, 0.80, 0.70, and 0.65.
TiO2は、高屈折率高分散化成分の中でも、特に高分散化の作用が大きい成分である。したがって、質量比[TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)]を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有し、かつ熱的安定性が高く、耐失透性の良い光学ガラスが得られる。 Among the high refractive index and high dispersion components, TiO 2 is a component that has a particularly large effect of increasing dispersion. Therefore, by setting the mass ratio [TiO 2 /(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )] to the above range, it is possible to obtain desired optical constants and thermal stability. Optical glass with high devitrification resistance can be obtained.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、P2O5、B2O3、SiO2の合計含有量に対するTiO2の含有量の質量比[TiO2/(P2O5+B2O3+SiO2)]の下限は、好ましくは0.00であり、さらには0.05、0.08、0.10、0.12の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは0.60であり、さらには0.55、0.52、0.50の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the mass ratio of the content of TiO 2 to the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 , and SiO 2 [TiO 2 /(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 ) The lower limit of ] is preferably 0.00, and more preferably in the order of 0.05, 0.08, 0.10, and 0.12. Further, the upper limit of the mass ratio is preferably 0.60, and more preferably in the order of 0.55, 0.52, and 0.50.
TiO2は、高屈折率高分散化成分の中でも、特に高分散化の作用が大きい成分である。しかしTiO2量を多く含有させようとすると、熱的安定性、耐失透性が悪くなる。質量比[TiO2/(P2O5+B2O3+SiO2)]を上記範囲とすることで高分散であり、熱的安定性、耐失透性が高い光学ガラスが得られる。 Among the high refractive index and high dispersion components, TiO 2 is a component that has a particularly large effect of increasing dispersion. However, when trying to contain a large amount of TiO 2 , thermal stability and devitrification resistance deteriorate. By setting the mass ratio [TiO 2 /(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 )] within the above range, an optical glass having high dispersion, thermal stability, and high resistance to devitrification can be obtained.
(ガラス成分)
本実施形態に係る光学ガラスにおける上記以外のガラス成分の含有量および比率について、以下に非制限的な例を示す。
(Glass component)
Non-limiting examples will be shown below regarding the content and ratio of glass components other than the above in the optical glass according to the present embodiment.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、B2O3の含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには8%、7%、6%の順により好ましい。また、B2O3の含有量の下限は、好ましくは0.2%であり、さらには0.3%、0.4%、0.5%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of B 2 O 3 is preferably 10%, and more preferably 8%, 7%, and 6% in that order. Further, the lower limit of the content of B 2 O 3 is preferably 0.2%, and more preferably 0.3%, 0.4%, and 0.5% in that order.
B2O3は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。一方、B2O3の含有量が多いと、耐失透性が低下する傾向がある。そのため、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する観点から、B2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 B 2 O 3 is a network forming component of glass and has the function of improving the thermal stability of glass. On the other hand, when the content of B 2 O 3 is large, the devitrification resistance tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of improving the thermal stability and devitrification resistance of the glass, the content of B 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SiO2の含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。SiO2の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of SiO 2 is preferably 5%, and more preferably 3%, 2%, and 1% in this order. The content of SiO 2 may be 0%.
SiO2は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性、耐候性を改善し、熔融ガラスの粘度を高め、熔融ガラスを成形しやすくする働きを有する。一方、SiO2の含有量が多いと、ガラスの耐失透性が低下する傾向がある。そのため、ガラスの熱的安定性および耐失透性等を改善する観点から、SiO2の含有量の上限は上記範囲であることが好ましい。 SiO 2 is a network forming component of glass, and has the function of improving the thermal stability, chemical durability, and weather resistance of glass, increasing the viscosity of molten glass, and making it easier to shape molten glass. On the other hand, when the content of SiO 2 is high, the devitrification resistance of the glass tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of improving the thermal stability and devitrification resistance of the glass, the upper limit of the SiO 2 content is preferably within the above range.
なお、ガラスの熔融に石英ガラス製坩堝などの石英ガラス製の熔融器具を使用することがある。この場合、熔融器具からガラス熔融物に少量のSiO2が溶け込むため、ガラス原料がSiO2を含んでいなくても作製したガラスは少量のSiO2を含有する。石英ガラス製の熔融器具からガラスに混入するSiO2の量は熔融条件にもよるが、例えば、全ガラス成分の含有量の合計に対し、0.5~1質量%程度である。SiO2以外のガラス成分の含有比は一定のまま、SiO2の量が0.5~1質量%程度増加する。なお、熔解条件によって上記量は増減する。SiO2の含有量によって、屈折率、アッベ数などの光学特性が変化するので、SiO2以外のガラス成分の含有量を微調整して所望の光学特性を有する光学ガラスを得る。 Note that a quartz glass melting tool such as a quartz glass crucible may be used to melt the glass. In this case, a small amount of SiO 2 melts into the glass melt from the melting equipment, so even if the glass raw material does not contain SiO 2 , the produced glass contains a small amount of SiO 2 . The amount of SiO 2 mixed into the glass from the quartz glass melting device depends on the melting conditions, but is, for example, about 0.5 to 1% by mass based on the total content of all glass components. While the content ratio of glass components other than SiO 2 remains constant, the amount of SiO 2 increases by about 0.5 to 1% by mass. Note that the above amount increases or decreases depending on the melting conditions. Since optical properties such as refractive index and Abbe number change depending on the content of SiO 2 , optical glass having desired optical properties is obtained by finely adjusting the content of glass components other than SiO 2 .
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiO2の含有量の下限は、好ましくは0%であり、さらには1%、2%、3%、4%の順により好ましい。TiO2の含有量は0%でもよい。また、TiO2の含有量の上限は、好ましくは30%であり、さらには28%、26%、24%、22%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the lower limit of the TiO 2 content is preferably 0%, and more preferably 1%, 2%, 3%, and 4% in this order. The content of TiO 2 may be 0%. Further, the upper limit of the content of TiO 2 is preferably 30%, and more preferably 28%, 26%, 24%, and 22% in this order.
TiO2は、高分散化に大きく寄与する。一方、TiO2は、比較的ガラスの着色を増大させやすい。また、TiO2は、熔融ガラスを成形、徐冷して光学ガラスを得る過程で、ガラス内における結晶生成を促進させ、ガラスの透明性を低下(白濁)させる。したがって、TiO2の含有量は上記範囲であることが好ましい。 TiO 2 greatly contributes to high dispersion. On the other hand, TiO 2 is relatively easy to increase the coloration of glass. Furthermore, TiO 2 promotes crystal formation within the glass during the process of forming and slowly cooling molten glass to obtain optical glass, thereby reducing the transparency of the glass (clouding). Therefore, it is preferable that the content of TiO 2 is within the above range.
本実施形態において、Bi2O3の含有量の上限は、好ましくは15%であり、さらには10%、7%、5%、3%の順により好ましい。また、Bi2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In this embodiment, the upper limit of the content of Bi 2 O 3 is preferably 15%, and more preferably 10%, 7%, 5%, and 3% in that order. Moreover, the lower limit of the content of Bi 2 O 3 is preferably 0%.
Bi2O3は、適量を含有させることによりガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。一方、Bi2O3の含有量を高めると、ガラスの着色が増大する。したがって、Bi2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 Bi 2 O 3 has the function of improving the thermal stability of glass by containing it in an appropriate amount. On the other hand, increasing the content of Bi 2 O 3 increases the coloring of the glass. Therefore, the content of Bi 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]の下限は、好ましくは15%であり、さらには17%、19%、21%の順により好ましい。また、合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]の上限は、好ましくは45%であり、さらには44%、43%、42%の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the lower limit of the total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 and Bi 2 O 3 [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 ] is preferably 15%. and more preferably 17%, 19%, and 21% in that order. Further, the upper limit of the total content [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 ] is preferably 45%, and more preferably in the order of 44%, 43%, and 42%.
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3は、ガラスの高分散化に寄与し、また、適量を含有させることにより、ガラスの熱的安定性を改善する働きも有する。一方、ガラスの着色を増大させる成分でもある。したがって、合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]は上記範囲であることが好ましい。 TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 and Bi 2 O 3 contribute to high dispersion of the glass, and also have the function of improving the thermal stability of the glass by containing them in appropriate amounts. On the other hand, it is also a component that increases the coloration of glass. Therefore, the total content [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 ] is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ta2O5の含有量の上限は、好ましくは10%であり、さらには7%、5%、3%の順により好ましい。また、Ta2O5の含有量の下限は、好ましくは0%である。Ta2O5の含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Ta 2 O 5 is preferably 10%, and more preferably 7%, 5%, and 3% in that order. Moreover, the lower limit of the content of Ta 2 O 5 is preferably 0%. The content of Ta 2 O 5 may be 0%.
Ta2O5は、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。一方、Ta2O5は、屈折率を上昇させ、ガラスを高分散化させる。また、Ta2O5の含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラスを熔融するときに、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。そのため、Ta2O5の含有量は上記範囲であることが好ましい。さらに、Ta2O5は、他のガラス成分と比較し、極めて高価な成分であり、Ta2O5の含有量が多くなるとガラスの生産コストが増大する。さらに、Ta2O5は他のガラス成分と比べて分子量が大きいため、ガラスの比重を増大させ、結果的に光学素子の重量を増大させる。 Ta 2 O 5 is a glass component that has the function of improving the thermal stability and devitrification resistance of glass. On the other hand, Ta 2 O 5 increases the refractive index and makes the glass highly dispersible. Moreover, when the content of Ta 2 O 5 increases, the thermal stability of the glass decreases, and unmelted glass raw materials tend to remain when melting the glass. Therefore, the content of Ta 2 O 5 is preferably within the above range. Furthermore, Ta 2 O 5 is an extremely expensive component compared to other glass components, and as the content of Ta 2 O 5 increases, the production cost of the glass increases. Furthermore, since Ta 2 O 5 has a larger molecular weight than other glass components, it increases the specific gravity of the glass and, as a result, increases the weight of the optical element.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Li2Oの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。Li2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。Li2Oの含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to the present embodiment, the upper limit of the Li 2 O content is preferably 5%, and more preferably 3%, 2%, and 1% in that order. The lower limit of the Li 2 O content is preferably 0%. The content of Li 2 O may be 0%.
Li2Oは、ガラス転移温度Tgを下げる働きを有する。一方、Li2Oの含有量が多くなると、耐酸性が低下する。したがって、Li2Oの含有量は上記範囲であることが好ましい。 Li 2 O has the function of lowering the glass transition temperature Tg. On the other hand, when the Li 2 O content increases, acid resistance decreases. Therefore, it is preferable that the content of Li 2 O is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Na2Oの含有量の下限は、好ましくは6%であり、さらには8%、9%、10%の順により好ましい。また、Na2Oの含有量の上限は、好ましくは30%であり、さらには28%、26%、25%の順により好ましい。 In the optical glass according to this embodiment, the lower limit of the Na 2 O content is preferably 6%, and more preferably 8%, 9%, and 10% in that order. Further, the upper limit of the content of Na 2 O is preferably 30%, and more preferably 28%, 26%, and 25% in that order.
Na2Oは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、含有量が多くなると、屈折率、熱的安定性、耐酸性が低下する。したがって、Na2Oの含有量は上記範囲であることが好ましい。 Na 2 O has the function of improving the thermal stability of glass, but when the content increases, the refractive index, thermal stability, and acid resistance decrease. Therefore, the content of Na 2 O is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Li2O、Na2OおよびK2Oの合計含有量[Li2O+Na2O+K2O]の上限は、好ましくは40%であり、さらには35%、34%、33%の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは10%であり、さらには12%、13%、14%の順により好ましい。 In the optical glass according to the present embodiment, the upper limit of the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O [Li 2 O + Na 2 O + K 2 O] is preferably 40%, more preferably 35%, 34%. % and 33% are more preferred. Further, the lower limit of the total content is preferably 10%, and more preferably 12%, 13%, and 14% in that order.
Li2O、Na2OおよびK2Oは、いずれもガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。しかし、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Li2O、Na2OおよびK2Oの合計含有量[Li2O+Na2O+K2O]は上記範囲であることが好ましい。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O all have the function of improving the thermal stability of glass. However, when these contents increase, chemical durability and weather resistance decrease. Therefore, the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O [Li 2 O+Na 2 O+K 2 O] is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Cs2Oの含有量の上限は、好ましくは5%であり、さらには3%、2%、1%の順により好ましい。また、Cs2Oの含有量の下限は、好ましくは0%である。Cs2Oの含有量は0%でもよい。 In the optical glass according to the present embodiment, the upper limit of the Cs 2 O content is preferably 5%, and more preferably 3%, 2%, and 1% in that order. Moreover, the lower limit of the content of Cs 2 O is preferably 0%. The content of Cs 2 O may be 0%.
Cs2Oは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Cs2Oの含有量は、上記範囲であることが好ましい。 Cs 2 O has the function of improving the thermal stability of glass, but when its content increases, the thermal stability, chemical durability, and weather resistance of glass decrease. Therefore, the content of Cs 2 O is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、MgOの含有量は、好ましくは5%以下であり、さらには3%以下、1%以下の順により好ましい。また、MgOの含有量の下限は、好ましくは0%である。MgOの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to the present embodiment, the content of MgO is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and then 1% or less. Further, the lower limit of the MgO content is preferably 0%. The content of MgO may be 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、CaOの含有量は、好ましくは5%以下であり、さらには3%以下、1%以下の順により好ましい。また、CaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。CaOの含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to the present embodiment, the content of CaO is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and then 1% or less, in that order. Further, the lower limit of the CaO content is preferably 0%. The content of CaO may be 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、SrOの含有量は、好ましくは5%以下であり、さらには3%以下、1%以下の順により好ましい。また、SrOの含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to the present embodiment, the SrO content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and then 1% or less, in that order. Further, the lower limit of the SrO content is preferably 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、BaOの含有量は、好ましくは8%以下であり、さらには5%以下、3%以下、1%以下の順により好ましい。また、BaOの含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to the present embodiment, the BaO content is preferably 8% or less, and more preferably 5% or less, 3% or less, and 1% or less, in this order. Further, the lower limit of the BaO content is preferably 0%.
MgO、CaO、SrO、BaOは、いずれもガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。しかし、これらガラス成分の含有量が多くなると、高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。そのため、これらガラス成分の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。 MgO, CaO, SrO, and BaO are glass components that all have the function of improving the thermal stability and devitrification resistance of glass. However, when the content of these glass components increases, high dispersibility is impaired and the thermal stability and devitrification resistance of the glass are reduced. Therefore, the content of each of these glass components is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ZrO2の含有量は、好ましくは5%以下であり、さらには3%以下、1%以下の順により好ましい。また、ZrO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to the present embodiment, the ZrO 2 content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and then 1% or less. Further, the lower limit of the content of ZrO 2 is preferably 0%.
ZrO2は、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。しかし、ZrO2の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下する傾向を示す。そのため、ガラスの熱的安定性および耐失透性を良好に維持する観点から、ZrO2の含有量は上記範囲であることが好ましい。 ZrO 2 is a glass component that has the function of improving the thermal stability and devitrification resistance of glass. However, if the content of ZrO 2 is too large, thermal stability tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of maintaining good thermal stability and devitrification resistance of the glass, the content of ZrO 2 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Sc2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、Sc2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Sc 2 O 3 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of Sc 2 O 3 is preferably 0%.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、HfO2の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、HfO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of HfO 2 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of HfO 2 is preferably 0%.
Sc2O3、HfO2は、いずれも屈折率ndを高める働きを有し、また高価な成分である。そのため、Sc2O3、HfO2の各含有量は上記範囲であることが好ましい。 Both Sc 2 O 3 and HfO 2 have the function of increasing the refractive index nd, and are expensive components. Therefore, it is preferable that each content of Sc 2 O 3 and HfO 2 is within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Lu2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、Lu2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Lu 2 O 3 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of Lu 2 O 3 is preferably 0%.
Lu2O3は、屈折率ndを高める働きを有する。また、分子量が大きいことから、ガラスの比重を増加させるガラス成分でもある。そのため、Lu2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 Lu 2 O 3 has the function of increasing the refractive index nd. Moreover, since it has a large molecular weight, it is also a glass component that increases the specific gravity of glass. Therefore, the content of Lu 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、GeO2の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、GeO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of GeO 2 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of GeO 2 is preferably 0%.
GeO2は、屈折率ndを高める働きを有し、また、一般的に使用されるガラス成分の中で、突出して高価な成分である。したがって、ガラスの製造コストを低減する観点から、GeO2の含有量は上記範囲であることが好ましい。 GeO 2 has the function of increasing the refractive index nd, and is by far the most expensive component among commonly used glass components. Therefore, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost of glass, the content of GeO 2 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、La2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、La2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。La2O3の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of La 2 O 3 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of La 2 O 3 is preferably 0%. The content of La 2 O 3 may be 0%.
La2O3の含有量が多くなるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下し、製造中にガラスが失透しやすくなる。したがって、熱的安定性および耐失透性の低下を抑制する観点から、La2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 When the content of La 2 O 3 increases, the thermal stability and devitrification resistance of the glass decrease, and the glass becomes more likely to devitrify during production. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in thermal stability and devitrification resistance, the content of La 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Gd2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、Gd2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Gd 2 O 3 is preferably 2%. Moreover, the lower limit of the content of Gd 2 O 3 is preferably 0%.
Gd2O3の含有量が多くなり過ぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下し、製造中にガラスが失透しやすくなる。また、Gd2O3の含有量が多くなり過ぎるとガラスの比重が増大し、好ましくない。したがって、ガラスの熱的安定性および耐失透性を良好に維持しつつ、比重の増大を抑制する観点から、Gd2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 If the content of Gd 2 O 3 becomes too large, the thermal stability and devitrification resistance of the glass will decrease, and the glass will easily devitrify during production. Moreover, if the content of Gd 2 O 3 is too large, the specific gravity of the glass will increase, which is not preferable. Therefore, from the viewpoint of suppressing an increase in specific gravity while maintaining good thermal stability and devitrification resistance of the glass, the content of Gd 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Y2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、Y2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。Y2O3の含有量は0%であってもよい。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 2%. Moreover, the lower limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 0%. The content of Y 2 O 3 may be 0%.
Y2O3の含有量が多くなり過ぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。したがって、熱的安定性および耐失透性の低下を抑制する観点から、Y2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 If the content of Y 2 O 3 becomes too large, the thermal stability and devitrification resistance of the glass will decrease. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in thermal stability and devitrification resistance, the content of Y 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Yb2O3の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、Yb2O3の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of Yb 2 O 3 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of Yb 2 O 3 is preferably 0%.
Yb2O3は、La2O3、Gd2O3、Y2O3と比べて分子量が大きいため、ガラスの比重を増大させる。ガラスの比重が増大すると、光学素子の質量が増大する。例えば、質量の大きいレンズをオートフォーカス式の撮像レンズに組み込むと、オートフォーカス時にレンズの駆動に要する電力が増大し、電池の消耗が激しくなる。したがって、Yb2O3の含有量を低減させて、ガラスの比重の増大を抑えることが望ましい。 Since Yb 2 O 3 has a larger molecular weight than La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Y 2 O 3 , it increases the specific gravity of the glass. As the specific gravity of the glass increases, the mass of the optical element increases. For example, if a lens with a large mass is incorporated into an autofocus type imaging lens, the power required to drive the lens during autofocus increases, resulting in rapid battery consumption. Therefore, it is desirable to reduce the content of Yb 2 O 3 to suppress an increase in the specific gravity of the glass.
また、Yb2O3の含有量が多すぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。ガラスの熱的安定性の低下を防ぎ、比重の増大を抑制する観点から、Yb2O3の含有量は上記範囲であることが好ましい。 Moreover, if the content of Yb 2 O 3 is too large, the thermal stability and devitrification resistance of the glass will decrease. From the viewpoint of preventing a decrease in the thermal stability of the glass and suppressing an increase in specific gravity, the content of Yb 2 O 3 is preferably within the above range.
本実施形態に係る光学ガラスは、主として上述のガラス成分、すなわち、必須成分としてP2O5、K2O、Na2O、任意成分としてNb2O5、WO3、ZnO、Al2O3、B2O3、SiO2、TiO2、Bi2O3、Ta2O5、Li2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZrO2、Sc2O3、HfO2、Lu2O3、GeO2、La2O3、Gd2O3、Y2O3、およびYb2O3で構成されていることが好ましく、上述のガラス成分の合計含有量は、95%以上が好ましく、98%以上より好ましく、99%以上がさらに好ましく、99.5%以上が一層好ましい。 The optical glass according to this embodiment mainly contains the above-mentioned glass components, that is, P 2 O 5 , K 2 O, and Na 2 O as essential components, and Nb 2 O 5 , WO 3 , ZnO, and Al 2 O 3 as optional components. , B2O3 , SiO2 , TiO2, Bi2O3 , Ta2O5 , Li2O, Cs2O , MgO, CaO , SrO , BaO, ZrO2 , Sc2O3 , HfO2 , Lu 2 O 3 , GeO 2 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , and Yb 2 O 3 , and the total content of the above-mentioned glass components is 95% or more. It is preferably 98% or more, more preferably 99% or more, and even more preferably 99.5% or more.
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、TeO2の含有量の上限は、好ましくは2%である。また、TeO2の含有量の下限は、好ましくは0%である。 In the optical glass according to this embodiment, the upper limit of the content of TeO 2 is preferably 2%. Further, the lower limit of the content of TeO 2 is preferably 0%.
TeO2は毒性を有することから、TeO2の含有量を低減させることが好ましい。そのため、TeO2の含有量は上記範囲であることが好ましい。 Since TeO 2 is toxic, it is preferable to reduce the content of TeO 2 . Therefore, the content of TeO 2 is preferably within the above range.
なお、本実施形態に係る光学ガラスは、基本的に上記ガラス成分により構成されることが好ましいが、本発明の作用効果を妨げない範囲において、その他の成分を含有することも可能である。また、本発明において、不可避的不純物の含有を排除するものではない。 Although it is preferable that the optical glass according to the present embodiment is basically composed of the above-mentioned glass components, it is also possible to contain other components within a range that does not impede the effects of the present invention. Furthermore, the present invention does not exclude the inclusion of unavoidable impurities.
<その他の成分組成>
Pb、As、Cd、Tl、Be、Seは、いずれも毒性を有する。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
<Other component composition>
Pb, As, Cd, Tl, Be, and Se are all toxic. Therefore, it is preferable that the optical glass according to this embodiment does not contain these elements as glass components.
U、Th、Raはいずれも放射性元素である。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。 U, Th, and Ra are all radioactive elements. Therefore, it is preferable that the optical glass according to this embodiment does not contain these elements as glass components.
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tmは、ガラスの着色を増大させ、蛍光の発生源となり得る。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm increase the coloring of the glass and can be a source of fluorescence. Therefore, it is preferable that the optical glass according to this embodiment does not contain these elements as glass components.
Sb(Sb2O3)、Ce(CeO2)は清澄剤として機能する任意に添加可能な元素である。このうち、Sb(Sb2O3)は、清澄効果の大きな清澄剤である。しかし、Sb(Sb2O3)は酸化性が強く、Sb(Sb2O3)の添加量を多くしていくと、Sbイオンによる光吸収により、ガラスの着色が増大し、好ましくない。また、ガラスを熔融するときに、熔融物中にSbがあると、ガラス熔融坩堝を構成する白金の熔融物への溶出が促進され、ガラス中の白金濃度が高くなる。ガラス中において、白金がイオンとして存在すると、光の吸収によりガラスの着色が増大する。また、ガラス中に白金が固形物として存在すると光の散乱源となり、ガラスの品質を低下させる。Ce(CeO2)は、Sb(Sb2O3)と比較し、清澄効果が小さい。Ce(CeO2)は、多量に添加するとガラスの着色が強まる。したがって、清澄剤を添加する場合は、添加量に注意しつつ、Sb(Sb2O3)を添加することが好ましい。 Sb (Sb 2 O 3 ) and Ce (CeO 2 ) are elements that function as refining agents and can be added arbitrarily. Among these, Sb (Sb 2 O 3 ) is a clarifying agent with a large clarifying effect. However, Sb (Sb 2 O 3 ) has strong oxidizing properties, and as the amount of Sb (Sb 2 O 3 ) added increases, coloring of the glass increases due to light absorption by Sb ions, which is not preferable. Further, when glass is melted, if Sb is present in the melt, the elution of platinum constituting the glass melting crucible into the melt is promoted, increasing the platinum concentration in the glass. When platinum is present as an ion in glass, the coloring of the glass increases due to absorption of light. Furthermore, if platinum is present as a solid substance in glass, it becomes a source of light scattering and deteriorates the quality of the glass. Ce (CeO 2 ) has a smaller refining effect than Sb (Sb 2 O 3 ). When Ce (CeO 2 ) is added in a large amount, the coloring of the glass becomes stronger. Therefore, when adding a clarifier, it is preferable to add Sb (Sb 2 O 3 ) while paying attention to the amount added.
Sb2O3の含有量は、外割り表示とする。すなわち、Sb2O3およびCeO2以外の全ガラス成分の合計含有量を100質量%としたときのSb2O3の含有量は、好ましくは1質量%未満、より好ましくは0.1質量%未満である。さらに、は0.05質量%未満、0.03質量%未満、0.02質量%未満の順に好ましい。Sb2O3の含有量は0質量%であってもよい。 The content of Sb 2 O 3 is expressed in terms of the outside. That is, the content of Sb 2 O 3 is preferably less than 1% by mass, more preferably 0.1% by mass when the total content of all glass components other than Sb 2 O 3 and CeO 2 is 100% by mass. less than Furthermore, is preferably less than 0.05% by mass, less than 0.03% by mass, and less than 0.02% by mass in this order. The content of Sb 2 O 3 may be 0% by mass.
CeO2の含有量も、外割り表示とする。すなわち、CeO2、Sb2O3以外の全ガラス成分の合計含有量を100質量%としたときのCeO2の含有量は、好ましくは2質量%未満、より好ましくは1質量%未満、さらに好ましくは0.5質量%未満、一層好ましくは0.1質量%未満の範囲である。CeO2の含有量は0質量%であってもよい。CeO2の含有量を上記範囲とすることによりガラスの清澄性を改善できる。 The content of CeO 2 is also expressed in terms of the outside. That is, when the total content of all glass components other than CeO 2 and Sb 2 O 3 is 100% by mass, the content of CeO 2 is preferably less than 2% by mass, more preferably less than 1% by mass, and even more preferably is in the range of less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.1% by weight. The content of CeO 2 may be 0% by mass. By setting the content of CeO 2 within the above range, the clarity of the glass can be improved.
(ガラス特性)
<ガラスの比重>
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、比重は、好ましくは3.60以下であり、さらには、3.40以下、3.30以下の順により好ましい。ガラスの比重を低減することができれば、レンズの重量を減少できる。その結果、レンズを搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動の消費電力を低減できる。
(Glass characteristics)
<Specific gravity of glass>
In the optical glass according to the present embodiment, the specific gravity is preferably 3.60 or less, and more preferably 3.40 or less and 3.30 or less in that order. If the specific gravity of the glass can be reduced, the weight of the lens can be reduced. As a result, it is possible to reduce power consumption for autofocus driving of a camera lens equipped with a lens.
<ガラス転移温度Tg>
本実施形態に係る光学ガラスのガラス転移温度Tgは、好ましくは560℃以下であり、さらには550℃以下、540℃以下、530℃以下の順により好ましい。
<Glass transition temperature Tg>
The glass transition temperature Tg of the optical glass according to this embodiment is preferably 560°C or lower, and more preferably 550°C or lower, 540°C or lower, and 530°C or lower in this order.
ガラス転移温度Tgの上限が上記範囲を満たすことにより、ガラスの成型温度およびアニール温度の上昇を抑制することができ、プレス成形用設備およびアニール設備への熱的ダメージを軽減できる。また、ガラス転移温度Tgの下限が上記範囲を満たすことにより、所望のアッベ数、屈折率を維持しつつ、ガラスの熱的安定性を良好に維持しやすくなる。 When the upper limit of the glass transition temperature Tg satisfies the above range, increases in the molding temperature and annealing temperature of the glass can be suppressed, and thermal damage to press molding equipment and annealing equipment can be reduced. Further, when the lower limit of the glass transition temperature Tg satisfies the above range, it becomes easy to maintain good thermal stability of the glass while maintaining a desired Abbe number and refractive index.
<ガラスの光線透過性>
本実施形態に係る光学ガラスの光線透過性は、着色度λ5により評価できる。
厚さ10.0mm±0.1mmのガラス試料について波長200~700nmの範囲で分光透過率を測定し、外部透過率が5%となる波長をλ5とする。
<Light transmittance of glass>
The light transmittance of the optical glass according to this embodiment can be evaluated by the degree of coloration λ5.
The spectral transmittance of a glass sample with a thickness of 10.0 mm±0.1 mm is measured in the wavelength range of 200 to 700 nm, and the wavelength at which the external transmittance is 5% is defined as λ5.
本実施形態に係る光学ガラスのλ5は、好ましくは400nm以下であり、より好ましくは390nm以下であり、さらに好ましくは380nm以下である。 λ5 of the optical glass according to this embodiment is preferably 400 nm or less, more preferably 390 nm or less, and even more preferably 380 nm or less.
λ5が短波長化された光学ガラスを用いることで、好適な色再現を可能とする光学素子を提供できる。 By using optical glass whose wavelength λ5 is shortened, it is possible to provide an optical element that enables suitable color reproduction.
(光学ガラスの製造)
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解(ラフメルト)する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融(リメルト)して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
(manufacture of optical glass)
The optical glass according to the embodiment of the present invention may be produced by blending glass raw materials to have the above-mentioned predetermined composition, and using the blended glass raw materials according to a known glass manufacturing method. For example, a plurality of compounds are prepared and sufficiently mixed to form a batch raw material, and the batch raw material is put into a quartz crucible or a platinum crucible and roughly melted (rough melted). The molten material obtained by rough melting is rapidly cooled and pulverized to produce cullet. Further, the cullet is placed in a platinum crucible, heated and remelted to obtain molten glass, and after further clarification and homogenization, the molten glass is shaped and slowly cooled to obtain optical glass. A known method may be applied to forming and slowly cooling the molten glass.
なお、ガラス中に所望のガラス成分を所望の含有量となるように導入することができれば、バッチ原料を調合するときに使用する化合物は特に限定されないが、このような化合物として、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、フッ化物等が挙げられる。 Note that the compounds used when preparing the batch raw materials are not particularly limited as long as the desired glass components can be introduced into the glass at the desired content, but examples of such compounds include oxides, carbonates, etc. Examples include salts, nitrates, hydroxides, fluorides, and the like.
(光学素子等の製造)
本発明の実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、ガラス原料を熔融して熔融ガラスとし、この熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形(リヒートプレス)し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
(Manufacture of optical elements, etc.)
In order to produce an optical element using the optical glass according to the embodiment of the present invention, a known method may be applied. For example, a glass material made of the optical glass according to the present invention is produced by melting glass raw materials to obtain molten glass, and pouring this molten glass into a mold to form it into a plate shape. The obtained glass material is appropriately cut, ground, and polished to produce cut pieces of a size and shape suitable for press molding. The cut piece is heated and softened, and then press-molded (reheat-pressed) by a known method to produce an optical element blank that approximates the shape of the optical element. An optical element blank is annealed, ground and polished by a known method to produce an optical element.
作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。 The optically functional surface of the manufactured optical element may be coated with an antireflection film, a total reflection film, etc. depending on the purpose of use.
光学素子としては、球面レンズなどの各種レンズ、プリズム、回折格子などが例示できる。 Examples of optical elements include various lenses such as spherical lenses, prisms, and diffraction gratings.
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものでは無い。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例)
[ガラスサンプルの作製]
表1~6に示す試料No.1~40の組成を有するガラスとなるように、各成分に対応する化合物原料、すなわち、リン酸塩、炭酸塩、酸化物等の原料を秤量し、十分混合して調合原料とした。該調合原料を白金製坩堝に投入し、大気雰囲気下で900~1350℃に加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して熔融ガラスを得た。該熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形し、徐冷して、ブロック形状のガラスサンプルを得た。
なお、調合原料を石英ガラス製坩堝に投入し、熔融した後、白金製坩堝へ移してさらに加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して得た熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形、徐冷してもよい。
(Example)
[Preparation of glass sample]
Sample No. shown in Tables 1 to 6. Compound raw materials corresponding to each component, ie, raw materials such as phosphates, carbonates, oxides, etc., were weighed and thoroughly mixed to obtain a blended raw material so as to obtain a glass having a composition of 1 to 40. The blended raw materials were put into a platinum crucible, heated to 900 to 1350°C in an air atmosphere to melt them, and were homogenized and clarified by stirring to obtain molten glass. The molten glass was cast into a mold, molded, and slowly cooled to obtain a block-shaped glass sample.
In addition, the blended raw materials are put into a quartz glass crucible and melted, then transferred to a platinum crucible, further heated and melted, homogenized by stirring, and clarified.The resulting molten glass is cast into a mold and molded. , may be slowly cooled.
[ガラスサンプルの評価]
得られたガラスサンプルについて、以下に示す方法にて、ガラス組成、比重、屈折率nd、アッベ数νd、λ5、ガラス転移温度Tgを測定し、また、耐失透性を評価した。結果を、表1、3、5に示す。
[Evaluation of glass sample]
Regarding the obtained glass samples, the glass composition, specific gravity, refractive index nd, Abbe number νd, λ5, and glass transition temperature Tg were measured, and the devitrification resistance was evaluated. The results are shown in Tables 1, 3, and 5.
〔1〕ガラス組成
得られたガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)で各ガラス成分の含有量を測定した。
[1] Glass composition Regarding the obtained glass sample, the content of each glass component was measured by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES).
〔2〕比重
日本光学硝子工業会規格JOGIS-05に基づいて測定した。
[2] Specific gravity Measured based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-05.
〔3〕屈折率ndおよびアッベ数νd
日本光学硝子工業会規格JOGIS-01に基づいて測定した。
[3] Refractive index nd and Abbe number νd
Measurement was performed based on the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-01.
〔4〕ガラス転移温度Tg
ガラス転移温度Tgは、示差走査型熱量計DSC3300SA(ネッチ・ジャパン株式会社(NETZSCH Japan))を用いて固体状態のガラスを昇温したときのDSCチャートに基づいて求めた。
[4] Glass transition temperature Tg
The glass transition temperature Tg was determined based on a DSC chart when solid state glass was heated using a differential scanning calorimeter DSC3300SA (NETZSCH Japan).
〔5〕λ5
ガラスサンプルを、厚さ10mmで、互いに平行かつ光学研磨された平面を有するように加工し、波長280nmから700nmまでの波長域における分光透過率を測定した。光学研磨された一方の平面に垂直に入射する光線の強度を強度Aとし、他方の平面から出射する光線の強度を強度Bとして、分光透過率B/Aを算出した。分光透過率が5%になる波長をλ5とした。なお、分光透過率には試料表面における光線の反射損失も含まれる。
[5] λ5
A glass sample was processed to have a thickness of 10 mm, parallel to each other, and optically polished planes, and the spectral transmittance in the wavelength range from 280 nm to 700 nm was measured. The spectral transmittance B/A was calculated by setting the intensity of the light beam perpendicularly incident on one optically polished plane as intensity A, and the intensity of the light beam emerging from the other plane as intensity B. The wavelength at which the spectral transmittance was 5% was defined as λ5. Note that the spectral transmittance also includes reflection loss of light rays on the sample surface.
〔6〕軟化テスト(耐失透性)
軟化テストは、本実施形態において、耐失透性の指標となる評価手法である。1cm角のガラスサンプルを、そのガラスのガラス転移温度Tgに設定した第1の試験炉で10分間加熱し、さらにそのガラスのTgよりも120~200℃高い温度に設定した第2の試験炉に10分間加熱した後、結晶または白濁の有無を光学顕微鏡で確認した。光学顕微鏡の観察倍率は、10~100倍とした。ガラス内部に、結晶も白濁も確認されなかった場合は「良」、結晶および白濁の少なくとも一方が確認された場合は「不良」と判定した。実施例の試料No.1~40はいずれも「良」の判定であった。実施例の試料No.1~40は、耐失透性に優れたガラスであることが確認された。
[6] Softening test (devitrification resistance)
In this embodiment, the softening test is an evaluation method that serves as an index of devitrification resistance. A 1 cm square glass sample was heated for 10 minutes in a first test furnace set to the glass transition temperature Tg of the glass, and then heated in a second test furnace set to a temperature 120 to 200°C higher than the Tg of the glass. After heating for 10 minutes, the presence or absence of crystals or cloudiness was confirmed using an optical microscope. The observation magnification of the optical microscope was 10 to 100 times. When neither crystals nor cloudiness was observed inside the glass, it was judged as "good", and when at least one of crystals and cloudiness was observed, it was judged as "poor". Example sample No. All scores from 1 to 40 were judged as "good". Example sample No. It was confirmed that glasses Nos. 1 to 40 had excellent devitrification resistance.
(比較例)
(ガラスサンプルNo.Iの作製および評価)
ガラスの作製および評価は、実施例ガラスNo.1~40と同様の方法により行なった。結果を表5、6に示す。
(Comparative example)
(Preparation and evaluation of glass sample No. I)
The production and evaluation of glass was carried out using Example Glass No. It was carried out in the same manner as in 1 to 40. The results are shown in Tables 5 and 6.
比較例No.Iのガラスは、軟化テストの評価において、「不良」の判定となっている。比較例No.Iのガラスは、実施例ガラスと比べて耐失透性に劣るものであった。 Comparative example no. Glass I was evaluated as "poor" in the softening test evaluation. Comparative example no. Glass I was inferior in devitrification resistance compared to the example glass.
(実施例2)
実施例1で得られたガラスサンプルを、切断、研削してカットピースを作製した。カットピースをリヒートプレスによりプレス成形して、光学素子ブランクを作製した。光学素子ブランクを精密アニールし、所要の屈折率になるよう屈折率を精密に調整した後、公知の方法で研削、研磨することで、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズが得られた。
(Example 2)
The glass sample obtained in Example 1 was cut and ground to produce cut pieces. The cut piece was press-molded using a reheat press to produce an optical element blank. After precision annealing the optical element blank and precisely adjusting the refractive index to the desired refractive index, the optical element blank is ground and polished using known methods to produce biconvex lenses, biconcave lenses, plano-convex lenses, plano-concave lenses, and concave meniscus lenses. Various lenses such as , convex meniscus lenses, etc. were obtained.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製できる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の2つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
For example, the optical glass according to one embodiment of the present invention can be produced by adjusting the composition described in the specification with respect to the glass composition exemplified above.
Furthermore, it is of course possible to arbitrarily combine two or more of the items described as examples or preferred ranges in the specification.
Claims (5)
アッベ数νdが22~36であり、
P2O5の含有量が20~55質量%であり、
Nb2O5の含有量が0~45質量%であり、
Li 2 Oの含有量が2質量%以下であり、
K2Oの含有量が0質量%より大きく13質量%以下であり、
WO3の含有量が5質量%未満であり、
ZnOの含有量が3質量%以下であり、
Al2O3の含有量が1質量%以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5]が15~45質量%であり、
Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するP2O5、B2O3およびSiO2の合計含有量の質量比[(P2O5+B2O3+SiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]が1.0~2.0であり、
P2O5の含有量に対するB2O3の含有量の質量比[B2O3/P2O5]が0.005以上0.39以下であり、
K2Oの含有量に対するNa2Oの含有量の質量比[Na2O/K2O]が1.0以上であり、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量[MgO+CaO+SrO+BaO]が4.0質量%以下であり、
P2O5、B2O3、SiO2、Li2O、Na2O、K2OおよびCs2Oの合計含有量に対するTiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3およびTa2O5の合計含有量の質量比[(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3+Ta2O5)/(P2O5+B2O3+SiO2+Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)]が0.75以下である、光学ガラス。 The refractive index nd is 1.60 to 1.72,
Abbe number νd is 22 to 36,
The content of P 2 O 5 is 20 to 55% by mass,
The content of Nb 2 O 5 is 0 to 45% by mass,
The content of Li 2 O is 2% by mass or less,
The content of K 2 O is greater than 0% by mass and not more than 13% by mass,
The content of WO 3 is less than 5% by mass,
The content of ZnO is 3 % by mass or less ,
The content of Al 2 O 3 is 1 % by mass or less ,
The total content of TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta 2 O 5 [TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 ] is 15 to 45% by mass. ,
The mass ratio of the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 and SiO 2 to the total content of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O [(P 2 O 5 + B 2 O 3 + SiO 2 )/(Li 2 O+Na 2 O+K 2 O+Cs 2 O)] is 1.0 to 2.0,
The mass ratio of the content of B 2 O 3 to the content of P 2 O 5 [B 2 O 3 /P 2 O 5 ] is 0.005 or more and 0.39 or less,
The mass ratio of the content of Na 2 O to the content of K 2 O [Na 2 O/K 2 O] is 1.0 or more,
The total content of MgO, CaO, SrO and BaO [MgO+CaO+SrO+BaO] is 4.0 % by mass or less,
TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Ta relative to the total content of P 2 O 5 , B 2 O 3 , SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O , K 2 O and Cs 2 O Mass ratio of total content of 2 O 5 [(TiO 2 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Bi 2 O 3 +Ta 2 O 5 )/(P 2 O 5 +B 2 O 3 +SiO 2 +Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O )] is 0.75 or less.
An optical element made of the optical glass according to any one of claims 1 to 4 .
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