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JP7409629B2 - Optical glass, preforms for precision press molding, and optical elements - Google Patents

Optical glass, preforms for precision press molding, and optical elements Download PDF

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JP7409629B2
JP7409629B2 JP2018247001A JP2018247001A JP7409629B2 JP 7409629 B2 JP7409629 B2 JP 7409629B2 JP 2018247001 A JP2018247001 A JP 2018247001A JP 2018247001 A JP2018247001 A JP 2018247001A JP 7409629 B2 JP7409629 B2 JP 7409629B2
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Description

本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子に関する。 The present invention relates to an optical glass, a preform for precision press molding, and an optical element.

従来より、光学機器の普及及び発展に伴い、様々な特性を有する光学ガラスが求められている。特に、近年は、車載用の光学機器、監視カメラ等を念頭においた、製品の小型化及び高性能化を達成することが可能な光学ガラスの需要が一層高まっている。 BACKGROUND ART With the spread and development of optical equipment, optical glasses having various properties have been required. In particular, in recent years, there has been an increasing demand for optical glass that can achieve smaller size and higher performance products, with automotive optical equipment, surveillance cameras, and the like in mind.

製品の小型化及び高性能化の達成に際しては、高屈折率のガラス(例えば、屈折率(nd)が1.80以上のガラス)と、かかる高屈折率のガラスの光学特性を補填し得るガラスとを組み合わせることが肝要となっている。 In order to achieve miniaturization and high performance of products, it is necessary to use glass with a high refractive index (for example, glass with a refractive index (nd) of 1.80 or more) and a glass that can compensate for the optical properties of such high refractive index glass. It is essential to combine these.

ここで、高屈折率のガラスは、一般に分散性が高く、色収差をもたらし易い傾向にあるため、通常は、分散性が低いガラスと組み合わせて色収差を補正することが必要である。しかし一方で、低分散性のガラスは、屈折率が低い傾向にあるため、小型化の達成には不利となることが多い。そこで、現状、高屈折率のガラスと組み合わせるガラスとしては、ある程度屈折率が高く且つ低分散性が保持されたガラス、言い換えれば、中屈折率低分散性の光学ガラス(屈折率(nd):約1.55~1.63、アッベ数(νd):約50~65)に、ニーズがある。 Here, since glass with a high refractive index generally has high dispersion and tends to cause chromatic aberration, it is usually necessary to correct the chromatic aberration by combining it with glass with low dispersion. On the other hand, however, since low-dispersion glass tends to have a low refractive index, it is often disadvantageous in achieving miniaturization. Therefore, at present, as a glass to be combined with high refractive index glass, glasses that have a somewhat high refractive index and maintain low dispersion, in other words, optical glasses with medium refractive index and low dispersion (refractive index (nd): approx. 1.55 to 1.63, Abbe number (νd): approximately 50 to 65).

また、プロジェクター及び車載用の光学機器などに使用される光学ガラス(レンズ)は、激しい環境温度の変化に晒されることがあるため、温度変化に対する結像等への悪影響が少ないことが望まれる。この点、上述した高屈折率のガラスは、温度に対する屈折率の変化量が正に大きい傾向にある。そのため、かかる高屈折率のガラスと組み合わせるガラスとしては、温度に対する屈折率の変化量が小さいか、或いは負に大きいものを選択し、屈折率の温度依存性を相殺する又はできるだけ抑制することが求められる。 Furthermore, since optical glasses (lenses) used in projectors, vehicle-mounted optical equipment, and the like are sometimes exposed to severe changes in environmental temperature, it is desirable that temperature changes have little adverse effect on imaging, etc. In this regard, the high refractive index glass described above tends to have a large amount of change in refractive index with respect to temperature. Therefore, as a glass to be combined with such high refractive index glass, it is necessary to select a glass whose refractive index changes with respect to temperature is small or negatively large, so as to offset or suppress the temperature dependence of the refractive index as much as possible. It will be done.

中屈折率低分散性の光学ガラスとしては、例えば、特許文献1に、SiO2-B23-Al23-ZnO-BaO-Li2O系の所定の組成を有し、屈折率(nd)が1.55~1.63、アッベ数(νd)が55~63の範囲の光学恒数を有する光学ガラスが開示されている。 As an optical glass with a medium refractive index and low dispersion, for example, Patent Document 1 discloses a glass having a predetermined composition of SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -ZnO-BaO-Li 2 O system and having a refractive index of An optical glass having optical constants (nd) in the range of 1.55 to 1.63 and Abbe's number (νd) in the range of 55 to 63 is disclosed.

しかしながら、上記特許文献1に記載の光学ガラスは、温度に対する屈折率の変化量が正に大きいため、高屈折率のガラスと組み合わせた場合に、温度変化に応じて結像性が大きく悪化する虞がある。 However, since the optical glass described in Patent Document 1 has a significantly large change in refractive index with respect to temperature, when it is combined with glass having a high refractive index, there is a risk that the imaging performance will be significantly deteriorated in accordance with temperature changes. There is.

一方、特許文献2は、SiO2、B23、La23を含有し、温度変化による性能劣化が少ない光学ガラスを開示している。 On the other hand, Patent Document 2 discloses an optical glass that contains SiO 2 , B 2 O 3 , and La 2 O 3 and exhibits little performance deterioration due to temperature changes.

特開平10-194772号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-194772 特開2007-106611号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-106611

しかしながら、特許文献2に記載の光学ガラスは、高屈折率成分であるLa23及びGd23を多く含むため、屈折率(nd)が1.63より大きい。また、上述したLa23及びGd23は、難熔解性であるため、多量に配合した場合には、ガラスの熔融性及び耐失透性等が悪化する虞もある。 However, the optical glass described in Patent Document 2 contains a large amount of La 2 O 3 and Gd 2 O 3 which are high refractive index components, so the refractive index (nd) is larger than 1.63. Furthermore, since La 2 O 3 and Gd 2 O 3 described above are difficult to melt, if they are blended in large amounts, there is a risk that the meltability and devitrification resistance of the glass will deteriorate.

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、中屈折率低分散性である上、熔融性が良好であり、且つ、他のガラスと組み合わせたときに結像の温度依存性を抑制可能な光学ガラスを提供することを目的とする。また、本発明は、上述した光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子を提供することを目的とする。 The present invention was developed in view of the above-mentioned current situation, and has a medium refractive index and low dispersion, good meltability, and suppresses temperature dependence of imaging when combined with other glasses. The purpose is to provide optical glass that is possible. Another object of the present invention is to provide a precision press molding preform and an optical element using the above-mentioned optical glass.

本発明者は、前記目的を達成するため、鋭意検討を重ねた結果、SiO2及びBaOを基本組成とするとともに、Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量並びにCaO及びBaOの合計の含有量の適正化を図り、更に、ZnO及びSrOを含有させないことにより、温度(T)に対する屈折率(n)の変化量(相対屈折率の温度係数(dn/dT))が小さくなるか、或いは負に大きくなって結像の温度依存性を抑制できる上、熔融性が良好な光学ガラスが得られることを見出した。 In order to achieve the above object, as a result of extensive studies, the present inventor has determined that the basic composition is SiO 2 and BaO, and the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O, as well as CaO and BaO. By optimizing the total content of and not including ZnO and SrO, the amount of change in refractive index (n) with respect to temperature (T) (temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT)) is small. It has been found that the temperature dependence of image formation can be suppressed by increasing or becoming negatively large, and an optical glass having good meltability can be obtained.

即ち、本発明の光学ガラスは、質量%で
SiO2:30%以上60%以下、
23:0%以上15%以下、
Li2O:0%以上10%以下、
Na2O:0%以上10%以下、
2O:0%以上15%以下、
Al23:0%以上7%以下、
CaO:0%以上15%以下、
BaO:12%以上40%以下、
Nb25:0%以上5%以下、
ZrO2:0%以上7%以下、
TiO2:0%以上5%以下、
23:0%以上5%以下、
La23:0%以上5%以下、
を含有する組成を有し、
ZnO及びSrOを含有せず、
Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量が12%以上35%以下であり、
CaO及びBaOの合計の含有量が13%以上55%以下であり、
d線(587.562nm)に関する相対屈折率の温度係数(40~60℃)が-5.0×10-6-1以上3.0×10-6-1以下である、ことを特徴とする。かかる光学ガラスは、中屈折率低分散性である上、熔融性が良好であり、且つ、他のガラスと組み合わせたときに結像の温度依存性を抑制可能である。
That is, the optical glass of the present invention has SiO 2 :30% or more and 60% or less in mass %,
B 2 O 3 : 0% or more and 15% or less,
Li 2 O: 0% or more and 10% or less,
Na 2 O: 0% or more and 10% or less,
K 2 O: 0% or more and 15% or less,
Al 2 O 3 : 0% or more and 7% or less,
CaO: 0% or more and 15% or less,
BaO: 12% or more and 40% or less,
Nb 2 O 5 : 0% or more and 5% or less,
ZrO2 : 0% or more and 7% or less,
TiO2 : 0% or more and 5% or less,
Y2O3 : 0% or more and 5 % or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
has a composition containing
Does not contain ZnO and SrO,
The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 12% or more and 35% or less,
The total content of CaO and BaO is 13% or more and 55% or less,
The temperature coefficient of relative refractive index (40 to 60°C) with respect to the d-line (587.562 nm) is -5.0 x 10 -6 °C -1 or more and 3.0 x 10 -6 °C -1 or less. shall be. Such optical glass has a medium refractive index and low dispersion, has good meltability, and can suppress the temperature dependence of imaging when combined with other glasses.

本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)が1.55以上1.63以下であり、且つ、アッベ数(νd)が50以上65以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 1.55 or more and 1.63 or less, and an Abbe number (νd) of 50 or more and 65 or less.

本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が540℃以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a glass transition temperature (Tg) of 540°C or lower.

本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。かかる精密プレス成形用プリフォームは、他のガラスととともに、結像の温度依存性が抑制された製品を得るために用いることができる。 The precision press molding preform of the present invention is characterized by using the above optical glass as a material. Such a precision press molding preform can be used together with other glasses to obtain a product in which the temperature dependence of image formation is suppressed.

本発明の光学素子は、上記の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。かかる光学素子は、他のガラスと組み合わせて、結像の温度依存性が抑制された製品を得ることができる。 The optical element of the present invention is characterized in that the optical glass described above is used as a material. Such an optical element can be combined with other glasses to obtain a product in which the temperature dependence of imaging is suppressed.

本発明によれば、中屈折率低分散性である上、熔融性が良好であり、且つ、他のガラスと組み合わせたときに結像の温度依存性を抑制可能な光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上述した光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical glass that has a medium refractive index and low dispersion, has good meltability, and can suppress temperature dependence of imaging when combined with other glasses. can. Further, according to the present invention, it is possible to provide a precision press molding preform and an optical element using the above-mentioned optical glass.

以下、本発明を、実施形態を用いて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described using embodiments.

(光学ガラス)
本発明の一実施形態の光学ガラス(以下、「本実施形態の光学ガラス」と称することがある。)は、質量%で
SiO2:30%以上60%以下、
23:0%以上15%以下、
Li2O:0%以上10%以下、
Na2O:0%以上10%以下、
2O:0%以上15%以下、
Al23:0%以上7%以下、
CaO:0%以上15%以下、
BaO:12%以上40%以下、
Nb25:0%以上5%以下、
ZrO2:0%以上7%以下、
TiO2:0%以上5%以下、
23:0%以上5%以下、
La23:0%以上5%以下、
を含有する組成を有し、
ZnO及びSrOを含有せず、
Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量が12%以上35%以下であり、
CaO及びBaOの合計の含有量が13%以上55%以下であり、
d線(587.562nm)に関する相対屈折率の温度係数(40~60℃)が-5.0×10-6-1以上3.0×10-6-1以下である、ことを特徴とする。
(optical glass)
The optical glass of one embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "optical glass of the present embodiment") has SiO2 : 30% or more and 60% or less in mass %,
B 2 O 3 : 0% or more and 15% or less,
Li 2 O: 0% or more and 10% or less,
Na 2 O: 0% or more and 10% or less,
K 2 O: 0% or more and 15% or less,
Al 2 O 3 : 0% or more and 7% or less,
CaO: 0% or more and 15% or less,
BaO: 12% or more and 40% or less,
Nb 2 O 5 : 0% or more and 5% or less,
ZrO2 : 0% or more and 7% or less,
TiO2 : 0% or more and 5% or less,
Y2O3 : 0% or more and 5 % or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
has a composition containing
Does not contain ZnO and SrO,
The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 12% or more and 35% or less,
The total content of CaO and BaO is 13% or more and 55% or less,
The temperature coefficient of relative refractive index (40 to 60°C) with respect to the d-line (587.562 nm) is -5.0 x 10 -6 °C -1 or more and 3.0 x 10 -6 °C -1 or less. shall be.

なお、本実施形態の光学ガラスは、上述した成分以外のその他の成分(後述)を含んでもよい。但し、本実施形態の光学ガラスは、所望の光学恒数、熔融性の向上及び結像の温度依存性の抑制をより確実に発現させる観点から、上述した成分(SiO2、B23、Li2O、Na2O、K2O、Al23、CaO、BaO、Nb25、ZrO2、TiO2、Y23、La23)のみからなる組成を有することが好ましい。
ここで、「上述した成分のみからなる」とは、当該成分以外の不純物成分が不可避的に混入する、具体的には、不純物成分の割合が0.2質量%以下である場合を包含することとする。
In addition, the optical glass of this embodiment may contain other components (described later) other than the above-mentioned components. However, the optical glass of this embodiment contains the above-mentioned components (SiO 2 , B 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Al 2 O 3 , CaO, BaO, Nb 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 ). preferable.
Here, "consisting only of the above-mentioned components" includes cases where impurity components other than the above-mentioned components are unavoidably mixed, specifically, the case where the proportion of impurity components is 0.2% by mass or less. shall be.

まず、本実施形態において、光学ガラスの組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。なお、成分に関する「%」表示は、特に断らない限り、質量%を意味するものとする。 First, in this embodiment, the reason why the composition of the optical glass is limited to the above range will be explained. Note that "%" regarding components means mass % unless otherwise specified.

<SiO2
SiO2は、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの骨格となる網目構造を形成する主成分である。また、SiO2は、耐失透安定性及び化学的耐久性を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるSiO2の含有量が60%を超えると、屈折率の低下、熔融性の悪化、並びに、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の上昇をもたらす。一方、光学ガラスにおけるSiO2の含有量が30%未満であると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、SiO2の含有量を30%以上60%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるSiO2の含有量は、32%以上であることが好ましく、34%以上であることがより好ましく、また、58%以下であることが好ましく、56%以下であることがより好ましい。
<SiO2>
SiO 2 is an essential component in the optical glass of this embodiment, and is a main component forming the network structure that becomes the skeleton of the glass. Moreover, SiO 2 is a component that can improve devitrification resistance and chemical durability. However, when the content of SiO 2 in the optical glass exceeds 60%, the refractive index decreases, the meltability deteriorates, and the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At) increase. On the other hand, if the content of SiO 2 in the optical glass is less than 30%, chemical durability and anti-devitrification stability will deteriorate. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of SiO 2 is set in a range of 30% or more and 60% or less. From the same viewpoint, the content of SiO 2 in the optical glass of this embodiment is preferably 32% or more, more preferably 34% or more, and preferably 58% or less, 56% or more. % or less is more preferable.

<B23
23は、本実施形態の光学ガラスにおいて、SiO2と同様にガラスの網目構造を形成する成分であるとともに、適量用いることにより、ガラスの均質化及び熔融性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるB23の含有量が15%を超えると、屈折率の低下、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の上昇、並びに耐失透安定性の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、B23の含有量を0%以上15%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるB23の含有量は、14.5%以下であることが好ましく、14%以下であることがより好ましい。
<B 2 O 3 >
In the optical glass of this embodiment, B 2 O 3 is a component that forms the network structure of the glass like SiO 2 , and is also an effective component for homogenizing the glass and improving meltability when used in an appropriate amount. be. However, when the content of B 2 O 3 in the optical glass exceeds 15%, the refractive index decreases, the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At) increase, and the devitrification resistance stability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of B 2 O 3 is set in a range of 0% to 15%. From the same viewpoint, the content of B 2 O 3 in the optical glass of this embodiment is preferably 14.5% or less, more preferably 14% or less.

<Li2O>
Li2Oは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の低下、熔融性の向上、並びに、相対屈折率の温度係数の低減に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるLi2Oの含有量が10%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Li2Oの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるLi2Oの含有量は、9.5%以下であることが好ましく、9%以下であることがより好ましい。
<Li 2 O>
Li 2 O is an effective component for lowering the glass transition temperature (Tg) and yielding temperature (At), improving meltability, and lowering the temperature coefficient of relative refractive index. However, when the Li 2 O content in the optical glass exceeds 10%, chemical durability and anti-devitrification stability deteriorate. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of Li 2 O is set in a range of 0% to 10%. From the same viewpoint, the content of Li 2 O in the optical glass of this embodiment is preferably 9.5% or less, more preferably 9% or less.

<Na2O>
Na2Oは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の低下、熔融性の向上、並びに、相対屈折率の温度係数の低減に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるNa2Oの含有量が10%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Na2Oの含有量を0%以上10%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるNa2Oの含有量は、9.5%以下であることが好ましく、9%以下であることがより好ましい。
<Na 2 O>
Na 2 O is an effective component for lowering the glass transition temperature (Tg) and yielding temperature (At), improving meltability, and lowering the temperature coefficient of relative refractive index. However, when the content of Na 2 O in the optical glass exceeds 10%, chemical durability and anti-devitrification stability deteriorate. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of Na 2 O is set in a range of 0% to 10%. From the same viewpoint, the content of Na 2 O in the optical glass of this embodiment is preferably 9.5% or less, more preferably 9% or less.

<K2O>
2Oは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の低下、熔融性の向上、並びに、相対屈折率の温度係数の低減に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるK2Oの含有量が15%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、K2Oの含有量を0%以上15%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるK2Oの含有量は、14%以下であることが好ましく、13%以下であることがより好ましい。
<K 2 O>
K 2 O is an effective component for lowering the glass transition temperature (Tg) and yielding temperature (At), improving meltability, and reducing the temperature coefficient of relative refractive index. However, when the content of K 2 O in the optical glass exceeds 15%, chemical durability and devitrification resistance stability deteriorate. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of K 2 O is set in the range of 0% to 15%. From the same viewpoint, the content of K 2 O in the optical glass of this embodiment is preferably 14% or less, more preferably 13% or less.

<Li2O、Na2O及びK2Oの合計>
ここで、本実施形態の光学ガラスは、Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量が12%以上35%以下であることを要する。上記合計の含有量が12%未満であると、熔融性の低下、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の上昇、並びに、相対屈折率の温度係数の上昇をもたらす。一方、上記合計の含有量が35%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。また、同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるLi2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量は、12.5%以上であることが好ましく、13%以上であることがより好ましく、また、32%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。
<Total of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O>
Here, the optical glass of this embodiment requires that the total content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O be 12% or more and 35% or less. If the above-mentioned total content is less than 12%, it results in a decrease in meltability, an increase in glass transition temperature (Tg) and a yield temperature (At), and an increase in the temperature coefficient of relative refractive index. On the other hand, if the total content exceeds 35%, chemical durability and devitrification resistance stability will deteriorate. Further, from the same viewpoint, the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O in the optical glass of this embodiment is preferably 12.5% or more, and preferably 13% or more. More preferably, it is 32% or less, and more preferably 30% or less.

<Al23
Al23は、Li2O及びNa2O等の酸化物とともに添加することで、ガラスの網目構造を形成し、ガラスの耐失透安定性及び化学的耐久性を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるAl23の含有量が7%を超えると、熔融性が悪化する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Al23の含有量を0%以上7%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるAl23の含有量は、6.5%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
<Al2O3> _
Al 2 O 3 is a component that, when added together with oxides such as Li 2 O and Na 2 O, forms a network structure of the glass and can improve the devitrification resistance stability and chemical durability of the glass. be. However, when the content of Al 2 O 3 in the optical glass exceeds 7%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of Al 2 O 3 is set in a range of 0% or more and 7% or less. From the same viewpoint, the content of Al 2 O 3 in the optical glass of this embodiment is preferably 6.5% or less, more preferably 6% or less.

<CaO>
CaOは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の低下、熔融性の向上、並びに、相対屈折率の温度係数の低減に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるCaOの含有量が15%を超えると、耐失透安定性が低下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、CaOの含有量を0%以上15%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるCaOの含有量は、14%以下であることが好ましく、13%以下であることがより好ましい。
<CaO>
CaO is an effective component for lowering the glass transition temperature (Tg) and yielding temperature (At), improving meltability, and reducing the temperature coefficient of relative refractive index. However, when the content of CaO in the optical glass exceeds 15%, the devitrification resistance stability decreases. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of CaO is set in a range of 0% to 15%. From the same viewpoint, the content of CaO in the optical glass of this embodiment is preferably 14% or less, more preferably 13% or less.

<BaO>
BaOは、本実施形態の光学ガラスにおける必須成分であり、相対屈折率の温度係数の低減に有効な成分である。また、BaOは、屈折率の上昇及び熔融性の向上にも有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるBaOの含有量が40%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性が低下する。一方、光学ガラスにおけるBaOの含有量が12%未満であると、屈折率の温度係数を効果的に低減することができない上、熔融性も悪化する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、BaOの含有量を12%以上40%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるBaOの含有量は、13%以上であることが好ましく、14%以上であることがより好ましく、また、38%以下であることが好ましく、36%以下であることがより好ましい。
<BaO>
BaO is an essential component in the optical glass of this embodiment, and is an effective component for reducing the temperature coefficient of relative refractive index. BaO is also an effective component for increasing the refractive index and improving meltability. However, when the BaO content in the optical glass exceeds 40%, chemical durability and devitrification resistance stability decrease. On the other hand, if the BaO content in the optical glass is less than 12%, the temperature coefficient of refractive index cannot be effectively reduced, and the meltability also deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the BaO content is set in a range of 12% or more and 40% or less. From the same viewpoint, the BaO content in the optical glass of this embodiment is preferably 13% or more, more preferably 14% or more, and preferably 38% or less, 36% or more. It is more preferable that it is below.

<CaO及びBaOの合計>
ここで、本実施形態の光学ガラスは、CaO及びBaOの合計の含有量が13%以上55%以下であることを要する。上記合計の含有量が13%未満であると、熔融性の低下、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)の上昇、並びに、相対屈折率の温度係数の上昇をもたらす。一方、上記合計の含有量が55%を超えると、化学的耐久性及び耐失透安定性の悪化をもたらす。また、同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるCaO及びBaOの合計の含有量は、13.5%以上であることが好ましく、14%以上であることがより好ましく、また、52%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましい。
<Total of CaO and BaO>
Here, the optical glass of this embodiment requires that the total content of CaO and BaO is 13% or more and 55% or less. If the total content is less than 13%, the meltability decreases, the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At) increase, and the temperature coefficient of relative refractive index increases. On the other hand, if the total content exceeds 55%, chemical durability and devitrification resistance stability will deteriorate. Further, from the same viewpoint, the total content of CaO and BaO in the optical glass of this embodiment is preferably 13.5% or more, more preferably 14% or more, and 52% or less. It is preferably 50% or less, and more preferably 50% or less.

<Nb25
Nb25は、ガラスの屈折率の上昇、及び化学的耐久性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるNb25の含有量が5%を超えると、熔融性が悪下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Nb25の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるNb25の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<Nb 2 O 5 >
Nb 2 O 5 is an effective component for increasing the refractive index and chemical durability of glass. However, when the content of Nb 2 O 5 in the optical glass exceeds 5%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of Nb 2 O 5 is set in a range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of Nb 2 O 5 in the optical glass of this embodiment is preferably 4.5% or less, more preferably 4% or less.

<ZrO2
ZrO2は、ガラスの屈折率の上昇、及び化学的耐久性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるZrO2の含有量が7%を超えると、熔融性が悪下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、ZrO2の含有量を0%以上7%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるZrO2の含有量は、6.5%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
<ZrO2>
ZrO 2 is an effective component for increasing the refractive index of glass and improving chemical durability. However, when the content of ZrO 2 in the optical glass exceeds 7%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of ZrO 2 is set in the range of 0% to 7%. From the same viewpoint, the content of ZrO 2 in the optical glass of this embodiment is preferably 6.5% or less, more preferably 6% or less.

<TiO2
TiO2は、ガラスの屈折率の上昇、及び液相温度の低下に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるTiO2の含有量が5%を超えると、熔融性が悪下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、TiO2の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるTiO2の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<TiO2>
TiO 2 is an effective component for increasing the refractive index of glass and lowering the liquidus temperature. However, when the content of TiO 2 in the optical glass exceeds 5%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of TiO 2 is set in a range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of TiO 2 in the optical glass of this embodiment is preferably 4.5% or less, more preferably 4% or less.

<Y23
23は、ガラスの屈折率の上昇、及び化学的耐久性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるY23の含有量が5%を超えると、熔融性が悪下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、Y23の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるY23の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<Y2O3> _
Y 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index of glass and improving chemical durability. However, if the content of Y 2 O 3 in the optical glass exceeds 5%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of Y 2 O 3 is set in a range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of Y 2 O 3 in the optical glass of this embodiment is preferably 4.5% or less, more preferably 4% or less.

<La23
La23は、ガラスの屈折率の上昇、及び化学的耐久性の向上に有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるLa23の含有量が5%を超えると、熔融性が悪下する。そのため、本実施形態の光学ガラスにおいては、La23の含有量を0%以上5%以下の範囲とした。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスにおけるLa23の含有量は、4.5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましい。
<La 2 O 3 >
La 2 O 3 is an effective component for increasing the refractive index and chemical durability of glass. However, when the content of La 2 O 3 in the optical glass exceeds 5%, the meltability deteriorates. Therefore, in the optical glass of this embodiment, the content of La 2 O 3 is set in a range of 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the content of La 2 O 3 in the optical glass of this embodiment is preferably 4.5% or less, more preferably 4% or less.

<ZnO(不含有成分)>
ZnOは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)を低下させ得るものの、上述した成分を含有する光学ガラスでは、相対屈折率の温度係数を3.0×10-6-1以下に抑えることができない虞があることが判明した。そこで、本実施形態の光学ガラスは、ZnOを含有しないものとした。
ここで、本明細書において、ある成分について「含有しない」とは、当該成分を意図して含有させない、即ち、当該成分を実質的に含有しないことを意味する。
<ZnO (non-containing component)>
Although ZnO can lower the glass transition temperature (Tg) and yield temperature (At), in optical glasses containing the above-mentioned components, the temperature coefficient of relative refractive index is lower than 3.0 × 10 -6 °C -1. It became clear that there was a risk that it could not be contained. Therefore, the optical glass of this embodiment does not contain ZnO.
Here, in this specification, "not containing" a certain component means that the component is not intentionally contained, that is, the component is not substantially contained.

<SrO(不含有成分)>
SrOは、ガラス転移温度(Tg)及び屈伏温度(At)を低下させ、相対屈折率の温度係数を低減するためには有効な成分である。しかしながら、市場で容易に入手可能なSrO原料には、不純物として、可視域に吸収を持つ、即ち、ガラスの着色を引き起こす遷移金属が一定程度含まれていることが多い。また、上記のようなSrO原料中の不純物を低減させるためには、多大なコストを要することとなる。よって、本実施形態の光学ガラスは、SrOを含有しないものとした。
<SrO (non-containing component)>
SrO is an effective component for lowering the glass transition temperature (Tg) and the yield temperature (At), and for reducing the temperature coefficient of relative refractive index. However, SrO raw materials that are easily available on the market often contain a certain amount of transition metals as impurities that have absorption in the visible region, that is, cause coloration of glass. Further, reducing the impurities in the SrO raw material as described above requires a large amount of cost. Therefore, the optical glass of this embodiment does not contain SrO.

<その他の成分>
本実施形態の光学ガラスは、目的を外れない限り、上述した成分以外のその他の成分、例えば、MgO、Ga23、Sb23、Gd23、Bi23、GeO2、SnO2、P25、Ta25、MoO3、WO3などを少量(例えば、それぞれ5質量%以下となるような量で)含有することができる。
なお、本実施形態の光学ガラスは、環境への負荷及び人体への悪影響が高い成分、例えば、PbO、TeO2、As23、及びCdOを含有しないことが好ましい。
<Other ingredients>
The optical glass of this embodiment contains other components other than the above-mentioned components, for example, MgO, Ga 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , GeO 2 , as long as it does not deviate from the purpose. It may contain a small amount of SnO 2 , P 2 O 5 , Ta 2 O 5 , MoO 3 , WO 3 , etc. (for example, in an amount of 5% by mass or less each).
Note that the optical glass of this embodiment preferably does not contain components that have a high burden on the environment and have a high adverse effect on the human body, such as PbO, TeO 2 , As 2 O 3 , and CdO.

次に、本実施形態の光学ガラスの諸特性について説明する。 Next, various characteristics of the optical glass of this embodiment will be explained.

<屈折率(nd)及びアッベ数(νd)>
本実施形態の光学ガラスは、特定のニーズに応えるため、中屈折率低分散性であることが好ましい。より具体的に、本実施形態の光学ガラスは、屈折率(nd)が1.55以上1.63以下であり、且つ、アッベ数(νd)が50以上65以下であることが好ましい。また、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)は、1.56以上であることがより好ましく、また、1.62以下であることがより好ましい。更に、本実施形態の光学ガラスのアッベ数(νd)は、51以上であることがより好ましく、53.5以上であることが更に好ましく、また、64以下であることがより好ましい。
なお、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)は、実施例に記載の手順により測定することができる。また、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の調整は、例えば、上述した各成分の含有量を、所定の範囲内において適宜調節することにより行うことができる。
<Refractive index (nd) and Abbe number (νd)>
In order to meet specific needs, the optical glass of this embodiment preferably has a medium refractive index and low dispersion. More specifically, the optical glass of this embodiment preferably has a refractive index (nd) of 1.55 or more and 1.63 or less, and an Abbe number (vd) of 50 or more and 65 or less. Moreover, it is more preferable that the refractive index (nd) of the optical glass of this embodiment is 1.56 or more, and it is more preferable that it is 1.62 or less. Further, the Abbe number (vd) of the optical glass of this embodiment is more preferably 51 or more, even more preferably 53.5 or more, and more preferably 64 or less.
Note that the refractive index (nd) and Abbe number (vd) can be measured by the procedure described in Examples. Further, the refractive index (nd) and Abbe number (vd) of the optical glass of the present embodiment can be adjusted, for example, by appropriately adjusting the content of each component described above within a predetermined range.

<相対屈折率の温度係数(dn/dT)>
本実施形態の光学ガラスは、d線(587.562nm)に関する相対屈折率の温度係数(40~60℃)が、-5.0×10-6-1以上3.0×10-6-1以下であることを要する。ここで、光学ガラスの成分組成を上述した通りとしつつ、上記温度係数を-5.0×10-6-1未満とすると、光学ガラスとしての最低限の化学的耐久性を担保することができない。また、光学ガラスの上記温度係数が3.0×10-6-1超であると、温度に対する屈折率の変化量が正に大きいため、他のガラスと組み合わせたときの結像の温度依存性を十分に抑制することができない。そして、本実施形態の光学ガラスの上記温度係数は、化学的耐久性を高める観点から、-4.0×10-6-1以上であることが好ましく、-3.5×10-6-1以上であることがより好ましい。また、本実施形態の光学ガラスの上記温度係数は、結像の温度依存性をより効果的に抑制する観点から、2.7×10-6-1以下であることが好ましく、2.5×10-6-1以下であることがより好ましい。
なお、d線(587.562nm)に関する相対屈折率の温度係数(40~60℃)は、実施例に記載の手順により測定することができる。また、本実施形態の光学ガラスの上記温度係数の調整は、例えば、上述した各成分の含有量を、所定の範囲内において適宜調節することにより行うことができる。
<Temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT)>
The optical glass of this embodiment has a relative refractive index temperature coefficient (40 to 60°C) with respect to the d-line (587.562 nm) of -5.0×10 -6 °C -1 or more and 3.0×10 -6 °C. Must be -1 or less. Here, if the composition of the optical glass is as described above and the temperature coefficient is less than -5.0×10 -6 °C -1 , it is possible to ensure the minimum chemical durability as an optical glass. Can not. Furthermore, if the above-mentioned temperature coefficient of optical glass exceeds 3.0 × 10 -6 °C -1 , the amount of change in refractive index with respect to temperature is positively large, so that the temperature dependence of imaging when combined with other glasses is Unable to fully suppress sexuality. The above-mentioned temperature coefficient of the optical glass of this embodiment is preferably -4.0×10 -6 °C -1 or higher, and -3.5×10 -6 °C from the viewpoint of improving chemical durability. It is more preferable that it is -1 or more. Further, the temperature coefficient of the optical glass of this embodiment is preferably 2.7×10 -6 °C -1 or less, and 2.5 It is more preferable that the temperature is ×10 −6 °C −1 or less.
Note that the temperature coefficient of relative refractive index (40 to 60° C.) regarding the d-line (587.562 nm) can be measured by the procedure described in Examples. Further, the temperature coefficient of the optical glass of the present embodiment can be adjusted, for example, by appropriately adjusting the content of each component described above within a predetermined range.

<ガラス転移温度(Tg)>
本実施形態の光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が540℃以下であることが好ましい。光学ガラスのガラス転移温度(Tg)が540℃以下であることで、軟化温度も低くなり、精密プレス成形をより容易に行うことができる。同様の観点から、本実施形態の光学ガラスのガラス転移温度(Tg)は、535℃以下であることがより好ましく、530℃以下であることが更に好ましい。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、実施例に記載の手順により測定することができる。また、本実施形態の光学ガラスのガラス転移温度(Tg)の調整は、例えば、上述した各成分の含有量を、所定の範囲内において適宜調節することにより行うことができる。
<Glass transition temperature (Tg)>
The optical glass of this embodiment preferably has a glass transition temperature (Tg) of 540° C. or lower. When the glass transition temperature (Tg) of the optical glass is 540° C. or less, the softening temperature is also low, and precision press molding can be performed more easily. From the same viewpoint, the glass transition temperature (Tg) of the optical glass of this embodiment is more preferably 535°C or lower, and even more preferably 530°C or lower.
Note that the glass transition temperature (Tg) can be measured by the procedure described in Examples. Moreover, the glass transition temperature (Tg) of the optical glass of this embodiment can be adjusted, for example, by appropriately adjusting the content of each component mentioned above within a predetermined range.

<光学ガラスの製造方法>
次に、本実施形態の光学ガラスの製造方法について説明する。
ここで、本実施形態の光学ガラスは、各成分の組成が上述した範囲を満足していればよく、その製造方法については特に限定されることなく、従来の製造方法に従って製造することができる。
例えば、まず、本実施形態の光学ガラスに含まれ得る各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない熔融容器(例えば白金等の貴金属製の坩堝)に投入して、電気炉にて1000~1500℃に加熱して熔融する。その後、適時撹拌して均質化を図り、清澄化してから、適当な温度に予熱した金型内に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、本実施形態の光学ガラスを製造することができる。なお、脱泡のため、ごく少量(例えば、光学ガラス中において1質量%未満となるような量)のSb23等の清澄剤を加えることができる。
<Method for manufacturing optical glass>
Next, a method for manufacturing optical glass according to this embodiment will be explained.
Here, the optical glass of this embodiment only needs to satisfy the above-mentioned ranges for the composition of each component, and the manufacturing method thereof is not particularly limited, and can be manufactured according to a conventional manufacturing method.
For example, first, oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, etc. are weighed in predetermined proportions as raw materials for each component that can be included in the optical glass of this embodiment, and the mixture is sufficiently mixed to form a glass preparation raw material. . Next, this raw material is put into a melting container (for example, a crucible made of a noble metal such as platinum) that is not reactive with glass raw materials, and heated to 1000 to 1500° C. in an electric furnace to melt it. After that, the optical system of this embodiment is made by stirring at appropriate times to achieve homogenization and clarification, and then casting into a mold preheated to an appropriate temperature, and then slowly cooling in an electric furnace to remove distortion. Glass can be manufactured. Note that for defoaming, a very small amount (for example, an amount less than 1% by mass in the optical glass) of a fining agent such as Sb 2 O 3 can be added.

(精密プレス成形用プリフォーム)
以下、本発明の一実施形態の精密プレス成形用プリフォーム(以下、「本実施形態のプリフォーム」と称することがある。)を具体的に説明する。
精密プレス成形用プリフォーム(Precision press-molding preform)は、周知の精密プレス成形法に用いられる予備成形されたガラス素材であり、即ち、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味する。
(preform for precision press molding)
Hereinafter, a preform for precision press molding according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "preform of this embodiment") will be specifically described.
A precision press-molding preform is a preformed glass material used in the well-known precision press molding method, that is, a glass preform to be heated and subjected to precision press molding. means.

ここで、精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、最終的に得られる光学素子の光学機能面を、プレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは、光学素子における、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させたりする面を意味し、例えば、レンズにおけるレンズ面などが、この光学機能面に相当する。 Here, precision press molding is also known as mold optics molding, and is a method in which the optically functional surface of the finally obtained optical element is formed by transferring the molding surface of a press mold. Note that the optically functional surface refers to a surface in an optical element that refracts, reflects, diffracts, or enters and outputs the light to be controlled.For example, the lens surface of a lens has this optical function. Corresponds to the functional aspect.

そして、本実施形態のプリフォームは、上述した光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本実施形態のプリフォームは、素材が上述した光学ガラスであるため、他のガラス(例えば、高屈折率のガラス)ととともに、結像の温度依存性が抑制された製品を得るために用いることができる。なお、本実施形態のプリフォームは、所望の光学恒数をより確実に得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、各成分の組成に関する必須要件を満たすことが好ましく、本発明の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。 The preform of this embodiment is characterized by using the above-mentioned optical glass as a material. In this way, since the material of the preform of this embodiment is the above-mentioned optical glass, it is possible to obtain a product in which the temperature dependence of image formation is suppressed together with other glasses (for example, high refractive index glass). It can be used for In addition, from the viewpoint of more reliably obtaining the desired optical constants, the preform of the present embodiment preferably satisfies the essential requirements regarding the composition of each component as already described for the optical glass of the present invention. It is more preferable that the glass satisfies the various requirements already described as preferable.

本実施形態のプリフォームの作製方法としては、特に限定されない。ただし、本実施形態のプリフォームは、上記光学ガラスの優れた特質を活かして、次の作製方法により作製することが望ましい。 The method for manufacturing the preform of this embodiment is not particularly limited. However, it is preferable that the preform of this embodiment be manufactured by the following manufacturing method, taking advantage of the excellent characteristics of the above-mentioned optical glass.

第1のプリフォームの作製方法(「プリフォーム製法I」とする。)は、素材としての光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却する過程で、プリフォームに成形する方法である。 The first preform manufacturing method (referred to as "preform manufacturing method I") is to melt optical glass as a raw material, flow out the obtained molten glass, separate a molten glass lump, and separate the molten glass lump. In this method, the material is molded into a preform during the cooling process.

第2のプリフォームの作製方法(「プリフォーム製法II」とする。)は、素材としての光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して、プリフォームを得る方法である。 The second preform manufacturing method (referred to as "preform manufacturing method II") involves melting optical glass as a raw material, molding the obtained molten glass to create a glass molded body, and molding the molded body. This is a method of processing to obtain a preform.

プリフォーム製法I、IIとも、素材としての光学ガラスから均質な熔融ガラスを得る工程を含む点において、共通する。この工程では、例えば、所望の特性が得られるように調合して製造した光学ガラス原料を白金製の熔融容器内に入れ、加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金又は白金合金製の流出ノズル或いは流出パイプから流出することができる。なお、光学ガラス原料を粗熔解してカレットを作製し、このカレットを調合して加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを得、上記流出ノズル或いは流出パイプから流出するようにしてもよい。 Both preform manufacturing methods I and II have in common that they include a step of obtaining homogeneous molten glass from optical glass as a raw material. In this process, for example, optical glass raw materials prepared by blending to obtain desired properties are placed in a platinum melting container, heated, melted, clarified, and homogenized to prepare a homogeneous molten glass, and the temperature It can exit through a controlled platinum or platinum alloy outflow nozzle or outflow pipe. Note that it is also possible to roughly melt the optical glass raw material to produce a cullet, heat, melt, clarify, and homogenize the cullet to obtain a homogeneous molten glass, which then flows out from the above-mentioned outflow nozzle or outflow pipe. good.

ここで、小型のプリフォームや球状のプリフォームを作製する場合は、例えば、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それを金型等で受けてプリフォームに成形する方法を採用することができる。或いは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する方法を採用することができる。
一方、中大型のプリフォームを作製する場合は、例えば、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型等で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型との間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する方法を採用することができる。
Here, when producing a small preform or a spherical preform, for example, a method is used in which molten glass is dropped as molten glass droplets of a desired mass from an outflow nozzle, and the droplets are received by a mold or the like and formed into a preform. can be adopted. Alternatively, a method of molding a preform by dropping molten glass droplets of a desired mass into liquid nitrogen or the like from an outflow nozzle can be adopted.
On the other hand, when producing a medium-sized or large-sized preform, for example, the molten glass flow is made to flow down from an outflow pipe, the tip of the molten glass flow is received by a preform mold, etc., and the nozzle of the molten glass flow is connected to the preform mold. After forming a constriction between the preform and the mold, the preform mold is suddenly lowered, the molten glass flow is separated at the constriction by the surface tension of the molten glass, and the receiving member receives a desired mass of molten glass gob. A method of molding it into a preform can be adopted.

なお、キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを得るためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形したりする方法などが用いられる。 In addition, in order to obtain a preform with a smooth surface free from scratches, dirt, wrinkles, and surface deterioration, such as a free surface, the molten glass lump is floated by applying wind pressure on a preform mold, etc. Methods such as molding into a preform or molding into a preform by placing molten glass droplets in a medium such as liquid nitrogen, which is a gaseous substance at room temperature and pressure, is cooled and turned into a liquid, are used.

ここで、熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊には、ガス(浮上ガスという)が吹きつけられ、上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると、浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を3~60dPa・sにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。 Here, when forming a molten glass gob into a preform while floating it, gas (referred to as floating gas) is blown onto the molten glass gob, and upward wind pressure is applied to the molten glass gob. At this time, if the viscosity of the molten glass lump is too low, floating gas will enter the glass and remain as bubbles in the preform. However, by setting the viscosity of the molten glass gob to 3 to 60 dPa·s, the glass gob can be floated without the floating gas entering into the glass.

プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、N2ガス、O2ガス、Arガス、Heガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば、特に制限はない。 Examples of the gas used when the floating gas is blown onto the preform include air, N 2 gas, O 2 gas, Ar gas, He gas, and water vapor. Further, there is no particular restriction on the wind pressure as long as the preform can float without coming into contact with solid objects such as the surface of the mold.

プリフォームより製造される精密プレス成形品(例えば、光学素子)は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球或いは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状(球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状)を挙げることもできる。 Precision press molded products (for example, optical elements) manufactured from preforms often have an axis of rotational symmetry, such as lenses, so it is desirable that the shape of the preform also has an axis of rotational symmetry. Specific examples include a sphere or one having one axis of rotational symmetry. A shape with one axis of rotational symmetry is one that has a smooth contour line without corners or depressions in the cross section that includes the axis of rotational symmetry, for example, an ellipse whose short axis coincides with the axis of rotational symmetry in the cross section. For example, a shape in which a sphere is flattened (a shape in which one axis passing through the center of the sphere is defined and the dimensions are reduced in the axial direction) can also be mentioned.

プリフォーム製法Iでは、光学ガラスを塑性変形可能な温度域で成形するので、ガラス塊をプレス成形することによりプリフォームを得てもよい。その場合、プリフォームの形状を比較的自由に設定することができるので、目的とする精密プレス成形品の形状に近似させ、例えば、対向する面の一方を凸、他方を凹形状にしたり、両方を凹面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凸面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凹面にしたり、両面とも凸面にしたりすることができる。 In preform manufacturing method I, since optical glass is molded in a temperature range where it can be plastically deformed, a preform may be obtained by press molding a glass gob. In that case, the shape of the preform can be set relatively freely, so it can be made to approximate the shape of the target precision press-molded product, for example, one of the opposing surfaces can be made convex and the other concave, or both. can be concave, one surface can be flat and the other convex, one surface can be flat and the other concave, or both can be convex.

プリフォーム製法IIでは、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断又は割断を行って、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームを得ることができる。このようにして作製したプリフォームの表面にも、炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。プリフォーム製法IIは、研削、研磨を容易にすることができる球状のプリフォーム、平板状のプリフォームなどの製造に好適である。 In preform manufacturing method II, for example, after molten glass is cast into a mold and shaped, the distortion of the molded body is removed by annealing, and the molded body is divided into predetermined dimensions and shapes by cutting or fracturing. By making a piece and polishing the glass piece to make the surface smooth, a preform of glass of a given mass can be obtained. It is preferable that the surface of the preform thus produced is also coated with a carbon-containing film. Preform manufacturing method II is suitable for manufacturing spherical preforms, flat plate preforms, etc. that can be easily ground and polished.

次に、精密プレス成形による光学素子等の成形品の量産性を更に高める上から、より好ましいプリフォームについて説明する。 Next, a more preferable preform will be described from the viewpoint of further improving the mass productivity of molded products such as optical elements by precision press molding.

本実施形態のプリフォームの製造においては、精密プレス成形におけるガラスの変形量を減少させることにより、精密プレス成形時のガラスと成形型の温度の低下、プレス成形に要する時間の短縮化、プレス圧力の低減などが可能になる。その結果、ガラスと成形型の成形面との反応性が低下し、精密プレス成形時に発生する不具合が低減され、量産性がより高まる。 In manufacturing the preform of this embodiment, by reducing the amount of deformation of the glass during precision press molding, the temperature of the glass and mold during precision press molding can be lowered, the time required for press molding can be shortened, and the press pressure can be reduced. This makes it possible to reduce As a result, the reactivity between the glass and the molding surface of the mold is reduced, problems that occur during precision press molding are reduced, and mass productivity is further improved.

ここで、プリフォームを精密プレス成形してレンズを作製する場合における好ましいプリフォームは、互いに反対方向を向く被プレス面(精密プレス成形時に対向する成形型成形面でプレスされる面)を有するプリフォームであり、更に2つの被プレス面の中心を貫く回転対称軸を有するプリフォームがより好ましい。こうしたプリフォームのうち、メニスカスレンズの精密プレス成形に好適なものは、被プレス面の一方が凸面、他方が凹面、平面、前記凸面より曲率が小さいと凸面のいずれかであるプリフォームである。 Here, in the case where a lens is produced by precision press molding of a preform, a preferable preform is a preform having pressed surfaces facing in opposite directions (surfaces to be pressed by opposing forming surfaces of molds during precision press molding). More preferably, the preform is a reformed one and further has an axis of rotational symmetry passing through the centers of the two surfaces to be pressed. Among these preforms, those suitable for precision press molding of meniscus lenses are those in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface and the other is a concave surface, a flat surface, or a convex surface with a smaller curvature than the convex surface.

また、両凹レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面、凹面、平面のいずれかであり、他方が凸面、凹面、平面のいずれかであるプリフォームである。
一方、両凸レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面であり、他方が凸面又は平面であるプリフォームである。
Further, a preform suitable for precision press molding of a biconcave lens is a preform in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface, a concave surface, or a flat surface, and the other surface is a convex surface, a concave surface, or a flat surface.
On the other hand, a preform suitable for precision press molding of a biconvex lens is a preform in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface and the other surface is a convex surface or a flat surface.

いずれの場合においても、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状のプリフォームであることが好ましい。 In either case, the preform preferably has a shape that more closely approximates the shape of the precision press-molded product.

なお、プリフォーム成形型を用いて熔融ガラス塊をプリフォームに成形する場合、前記成形型上のガラスの下面は、成形型における成形面の形状によって概ね定まる。一方、前記ガラスの上面は、熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まる形状となる。ここで、精密プレス成形時におけるガラスの変形量を低減するには、プリフォーム成形型において成形中のガラスの上面の形状も制御する必要がある。熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まるガラス上面の形状は、凸面状の自由表面となるが、上面を平面、凹面或いは前記自由表面よりも曲率が小さい凸面にするには、前記ガラス上面に圧力を加えることができる。具体的には、ガラス上面を所望形状の成形面を有する成形型でプレスしたり、ガラス上面に風圧を加えて所望形状に成形したりすることができる。なお、成形型でガラス上面をプレスする際、成形型の成形面に複数のガス噴出口を設け、これらガス噴出口からガスを噴出して成形面とガラス上面の間にガスクッションを形成し、ガスクッションを介してガラス上面をプレスしてもよい。或いは、上記自由表面よりも曲率の大きい面にガラス上面を成形したい場合は、ガラス上面を近傍に負圧を発生させて上面を盛り上げるように成形してもよい。 Note that when a molten glass gob is molded into a preform using a preform mold, the lower surface of the glass on the mold is approximately determined by the shape of the molding surface of the mold. On the other hand, the top surface of the glass has a shape determined by the surface tension of the molten glass and the own weight of the glass. Here, in order to reduce the amount of deformation of the glass during precision press molding, it is also necessary to control the shape of the upper surface of the glass during molding in the preform mold. The shape of the top surface of the glass determined by the surface tension of the molten glass and the weight of the glass is a convex free surface. However, in order to make the top surface flat, concave, or convex with a smaller curvature than the free surface, the top surface of the glass pressure can be applied to. Specifically, the top surface of the glass can be pressed with a mold having a molding surface of a desired shape, or the top surface of the glass can be molded into a desired shape by applying wind pressure. In addition, when pressing the top surface of the glass with a mold, a plurality of gas jets are provided on the molding surface of the mold, and gas is jetted from these gas jets to form a gas cushion between the molding surface and the top surface of the glass. The top surface of the glass may be pressed through a gas cushion. Alternatively, if it is desired to form the top surface of the glass into a surface having a larger curvature than the free surface, negative pressure may be generated near the top surface of the glass to bulge the top surface.

また、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状とするため、表面を研磨したプリフォームであることも好ましい。例えば、被プレス面の一方が平面又は球面の一部になるように研磨され、他方が球面の一部又は平面になるように研磨されたプリフォームが好ましい。ここで、球面の一部は凸面でも凹面でもよいが、凸面とするか凹面とするかは、上記のように精密プレス成形品の形状によって決めることが望ましい。 Further, the preform is preferably a preform whose surface is polished so that the shape more closely approximates the shape of the precision press-molded product. For example, it is preferable to use a preform in which one of the surfaces to be pressed is polished so that it becomes a flat surface or part of a spherical surface, and the other surface is polished so that it becomes a part of a spherical surface or a flat surface. Here, a part of the spherical surface may be a convex surface or a concave surface, but it is desirable to decide whether it is a convex surface or a concave surface depending on the shape of the precision press molded product as described above.

上記各プリフォームは、直径が10mm以上のレンズの成形に好ましく用いることができ、直径が20mm以上のレンズの成形により好ましく用いることができる。また、中心肉厚が2mmを超えるレンズの成形にも好ましく用いることができる。 Each of the above preforms can be preferably used for molding lenses having a diameter of 10 mm or more, and can be more preferably used for molding lenses having a diameter of 20 mm or more. Further, it can be preferably used for molding lenses having a center wall thickness exceeding 2 mm.

(光学素子)
以下、本発明の一実施形態の光学素子(以下、「本実施形態の光学素子」と称することがある)を具体的に説明する。
本実施形態の光学素子は、上述した光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本実施形態の光学素子によれば、上述した光学ガラスを素材として用いているため、他のガラス(例えば、高屈折率のガラス)と組み合わせて、結像の温度依存性が抑制された製品を得ることができる。なお、本実施形態の光学素子は、所望の性能をより確実に得る観点から、本実施形態の光学ガラスについて既述した、各成分の組成に関する必須要件を満たすことが好ましく、本実施形態の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。
また、本実施形態の光学素子は、上述した精密プレス成形用プリフォームを用いた光学素子を含むものとする。
(optical element)
Hereinafter, an optical element according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "an optical element according to the present embodiment") will be specifically described.
The optical element of this embodiment is characterized by using the above-mentioned optical glass as a material. In this way, according to the optical element of this embodiment, since the above-mentioned optical glass is used as a material, temperature dependence of imaging can be suppressed by combining it with other glasses (for example, glass with a high refractive index). You can get the product. Note that, from the viewpoint of more reliably obtaining the desired performance, the optical element of this embodiment preferably satisfies the essential requirements regarding the composition of each component as already described for the optical glass of this embodiment. It is more preferable that the glass satisfies the various requirements already described as preferable.
Further, the optical element of this embodiment includes an optical element using the precision press molding preform described above.

光学素子の種類は限定されないが、典型的なものとしては、非球面レンズ、球面レンズ、或いは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ;マイクロレンズ;レンズアレイ;回折格子付きレンズ;プリズム;レンズ機能付きプリズム;などを例示することができる。光学素子として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。 The type of optical element is not limited, but typical examples include aspheric lenses, spherical lenses, or lenses such as plano-concave lenses, plano-convex lenses, biconcave lenses, biconvex lenses, convex meniscus lenses, and concave meniscus lenses; microlenses; Examples include a lens array; a lens with a diffraction grating; a prism; a prism with a lens function; and the like. Preferred examples of the optical element include lenses such as a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens, and a plano-concave lens, a prism, and a diffraction grating. Each of the above lenses may be an aspherical lens or a spherical lens. An antireflection film, a partially reflective film with wavelength selectivity, or the like may be provided on the surface, if necessary.

<光学素子の製造方法>
次に、本実施形態の光学素子の製造方法について説明する。
本実施形態の光学素子は、例えば、上記のプリフォームをプレス成形型を用いて精密プレス成形することにより、製造することができる。
<Method for manufacturing optical elements>
Next, a method for manufacturing the optical element of this embodiment will be described.
The optical element of this embodiment can be manufactured, for example, by precision press molding the above preform using a press mold.

ここで、精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いることができるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、貴金属(白金、白金合金)の膜、酸化物(Si、Al、Zr、Yの酸化物など)の膜、窒化物(B、Si、Alの窒化物など)の膜、炭素含有膜が挙げられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの(膜中の元素含有量を原子%で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの)が望ましく、具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。 Here, in precision press molding, it is possible to use a press mold whose molding surface has been processed with high precision into the desired shape in advance. A release film may be formed to allow the glass to stretch well along the surface. As the mold release film, a film of noble metal (platinum, platinum alloy), a film of oxide (oxide of Si, Al, Zr, Y, etc.), a film of nitride (nitride of B, Si, Al, etc.), Examples include carbon-containing films. As a carbon-containing film, it is desirable that the main component is carbon (when the element content in the film is expressed in atomic %, the carbon content is higher than the content of other elements). can be exemplified by a carbon film or a hydrocarbon film. The carbon-containing film can be formed using known methods such as vacuum evaporation, sputtering, and ion plating using carbon raw materials, and thermal decomposition using material gases such as hydrocarbons. Just use it. Other films can be formed using a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a sol-gel method, or the like.

また、プレス成形型並びにプリフォームの加熱及び精密プレス成形工程は、プレス成形型の成形面或いは前記成形面に好適に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、或いは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中では、プリフォームの表面を被覆する離型膜、特には炭素含有膜が酸化されずに、当該膜が、精密プレス成形された成形品の表面に残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜等の離型膜を比較的容易に且つ完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜等の離型膜の除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、炭素含有膜等の離型膜の除去は、ガラスの転移温度未満の温度範囲で行うことが好ましい。 In addition, during the heating and precision press molding process of the press mold and preform, nitrogen gas or nitrogen gas is used to prevent oxidation of the molding surface of the press mold or a release film suitably provided on the molding surface. It is preferable to carry out the process in a non-oxidizing gas atmosphere such as a mixed gas of hydrogen gas. In a non-oxidizing gas atmosphere, the release film covering the surface of the preform, particularly the carbon-containing film, is not oxidized and remains on the surface of the precision press-molded product. This film must be removed eventually, but in order to remove the release film such as the carbon-containing film relatively easily and completely, the precision press molded product should be placed in an oxidizing atmosphere, for example in the air. Just heat it. Removal of a release film such as a carbon-containing film should be carried out at a temperature at which the precision press molded product will not be deformed by heating. Specifically, it is preferable to remove a release film such as a carbon-containing film at a temperature range below the transition temperature of glass.

なお、本実施形態の光学素子の製造方法としては、特に限定されず、以下に示す2つの製造方法が挙げられる。ここで、本実施形態の光学素子の製造においては、上記の精密プレス成形用プリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返すことが、光学素子の量産の観点で好ましい。 Note that the method for manufacturing the optical element of this embodiment is not particularly limited, and includes the following two manufacturing methods. Here, in manufacturing the optical element of this embodiment, it is preferable from the viewpoint of mass production of optical elements to repeat the process of precision press molding the above-mentioned precision press molding preform using the same press mold. .

第1の光学素子の製造方法(「光学素子製法I」とする。)は、プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型とを一緒に加熱して精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
第2の光学素子の製造方法(「光学素子製法II」とする。)は、加熱したプリフォームを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
The first optical element manufacturing method (referred to as "Optical element manufacturing method I") includes introducing a preform into a press mold, heating the preform and the press mold together to perform precision press molding, This is a method for obtaining optical elements.
The second optical element manufacturing method (hereinafter referred to as "optical element manufacturing method II") is a method in which a heated preform is introduced into a preheated press mold, precision press molding is performed, and an optical element is obtained.

光学素子製法Iでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が105~109dPa・s相当の温度まで成形型及びプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法Iは、面精度、偏心精度など成形精度の向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In optical element manufacturing method I, after a preform is supplied between a pair of opposing upper and lower molds whose molding surfaces are precisely shaped, the preform is heated to a temperature equivalent to a glass viscosity of 10 5 to 10 9 dPa・s. By heating both the mold and the preform to soften the preform and press-molding it, the molding surface of the mold can be precisely transferred to the glass. Optical element manufacturing method I is a method recommended when improving molding accuracy such as surface accuracy and eccentricity accuracy is important.

光学素子製法IIでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で104~108dPa・sに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法IIは、生産性向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In optical element manufacturing method II, the temperature is raised in advance to a temperature corresponding to the viscosity of glass of 10 4 to 10 8 dPa·s between a pair of opposing upper and lower molds whose molding surfaces have been precisely shaped. By supplying a preform and press-molding it, the molding surface of the mold can be precisely transferred to the glass. Optical element manufacturing method II is a recommended method when productivity improvement is important.

加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約5~15MPa、プレス時間は10~300秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。 The pressure and time during pressurization can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass, etc., and for example, the press pressure can be about 5 to 15 MPa, and the pressing time can be about 10 to 300 seconds. Press conditions such as press time and press pressure may be appropriately set within a known range according to the shape and dimensions of the molded product.

この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。 Thereafter, the mold and the precision press-molded product are cooled, and when the temperature is preferably below the strain point, the molds are released and the precision press-molded product is taken out. Note that, in order to precisely adjust the optical properties to desired values, the annealing treatment conditions of the molded product during cooling, such as the annealing rate, etc., may be adjusted as appropriate.

なお、本実施形態の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックの切断又は割断を行ってガラス片を作り、更に研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。 Note that the optical element of this embodiment can be manufactured without going through a press molding process. For example, a glass block is formed by pouring homogeneous molten glass into a mold, annealing it to remove distortion, and adjusting the optical properties by adjusting the annealing conditions so that the refractive index of the glass reaches the desired value. After this, the glass block is then cut or fractured to produce glass pieces, which are further ground and polished to form an optical element.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

各成分の原料として、各々相当する酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩を準備し、ガラス化した後の組成が表1~表4に示す通りとなるように秤量し、十分混合し、調合原料を得た。この調合原料を白金坩堝に投入し、電気炉にて熔融した。なお、熔融の際の温度は、十分な脱泡を図るため、1000~1500℃の範囲内で適宜調整した。その後、適時撹拌して均質化を図り、清澄化してから、適当な温度に予熱した金型内に鋳込んだ。次いで、電気炉内で徐冷することで、各例の光学ガラスを得た(ガラスが得られない例もあった)。 Prepare the corresponding oxides, fluorides, carbonates, and nitrates as raw materials for each component, weigh them, mix them thoroughly, and prepare them so that the composition after vitrification is as shown in Tables 1 to 4. I got the raw material. This mixed raw material was put into a platinum crucible and melted in an electric furnace. Note that the temperature during melting was appropriately adjusted within the range of 1000 to 1500°C in order to ensure sufficient defoaming. Thereafter, the mixture was stirred at appropriate times to achieve homogenization, clarified, and then cast into a mold preheated to an appropriate temperature. Next, each example of optical glass was obtained by slow cooling in an electric furnace (there were some cases in which no glass was obtained).

なお、電気炉にて熔融する際に、熔融性の評価のため、1300℃で30分間加熱した後、撹拌せずに電気炉から白金坩堝を取り出して、ガラスにおける熔け残りの有無を確認した。そして、熔け残りが確認されなかった場合には「○」、熔け残りが確認された場合には「×」として、熔融性を評価した。結果を表1~表4に示す。 In addition, when melting in an electric furnace, in order to evaluate meltability, after heating at 1300° C. for 30 minutes, the platinum crucible was taken out from the electric furnace without stirring, and the presence or absence of unmelted glass was checked. The meltability was evaluated as "○" if no unmelted material was observed, and as "x" if any unmelted material was observed. The results are shown in Tables 1 to 4.

次いで、得られた各例の光学ガラスについて、以下に示す手順に従い、屈折率(nd)、アッベ数(νd)、ガラス転移温度(Tg)、相対屈折率の温度係数(dn/dT)の測定を行った。なお、上記の熔融性の評価が「×」であった例、及びガラスが得られなかった例については、これらの測定を行わなかった。結果を表1~表4に示す。 Next, the refractive index (nd), Abbe number (νd), glass transition temperature (Tg), and temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT) were measured for each of the obtained optical glasses according to the procedures shown below. I did it. In addition, these measurements were not performed for the examples in which the above-mentioned meltability evaluation was "x" and the examples in which no glass was obtained. The results are shown in Tables 1 to 4.

屈折率(nd)及びアッベ数(νd)の測定は、日本光学硝子工業会規格のJOGIS01-2003「光学ガラスの屈折率の測定方法」に記載された方法に従って行った。 The refractive index (nd) and Abbe number (vd) were measured according to the method described in JOGIS01-2003 "Method for measuring refractive index of optical glass" of the Japan Optical Glass Industry Association standard.

ガラス転移温度(Tg)の測定は、日本光学硝子工業会規格のJOGIS08-2003「光学ガラスの熱膨張の測定方法」に記載された方法に従って行った。 The glass transition temperature (Tg) was measured according to the method described in JOGIS08-2003 "Method for measuring thermal expansion of optical glass" of the Japan Optical Glass Industry Association standard.

相対屈折率の温度係数(dn/dT)の測定は、日本光学硝子工業会規格のJOGIS18-1994「光学ガラスの屈折率の温度係数の測定方法」に記載された方法に従って、d線(587.562nm)を用い、40~60℃の温度範囲で行った。 The temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT) was measured using the d-line (587. 562 nm) at a temperature range of 40 to 60°C.

表1及び表2から、実施例1~30の光学ガラスは、いずれも、熔融性が良好であることが分かる。また、実施例1~30の光学ガラスは、いずれも、屈折率(nd)が1.55以上1.63以下であり、アッベ数(νd)が50以上65以下である、即ち、中屈折率低分散性であることが分かる。更に、実施例1~30の光学ガラスは、いずれも、相対屈折率の温度係数が-5.0×10-6-1以上3.0×10-6-1以下であることが分かる。 From Tables 1 and 2, it can be seen that the optical glasses of Examples 1 to 30 all have good meltability. Further, the optical glasses of Examples 1 to 30 all have a refractive index (nd) of 1.55 or more and 1.63 or less, and an Abbe number (νd) of 50 or more and 65 or less, that is, a medium refractive index. It can be seen that it has low dispersion. Furthermore, it can be seen that the optical glasses of Examples 1 to 30 all have temperature coefficients of relative refractive index of -5.0×10 -6 °C -1 to 3.0×10 -6 °C -1. .

その上、実施例1~30の光学ガラスは、いずれも、ガラス転移温度(Tg)が540℃以下であることから、軟化温度が低く、精密プレス成形をより容易に行うことができることが分かる。 Furthermore, the optical glasses of Examples 1 to 30 all have glass transition temperatures (Tg) of 540° C. or lower, which indicates that they have low softening temperatures and can be more easily precision press molded.

これに対し、表3から、比較例1では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、SiO2が少なすぎること等によるものと考えられる。
また、比較例2の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、SiO2が多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例3の光学ガラスは、屈折率が1.55未満であった。更に、比較例3の光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が540℃超であった。これらは、B23が多すぎること等によるものと考えられる。
On the other hand, Table 3 shows that in Comparative Example 1, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is considered to be due to the fact that the amount of SiO 2 is too small.
Moreover, the optical glass of Comparative Example 2 had poor meltability at least. This is considered to be due to too much SiO 2 .
Moreover, the optical glass of Comparative Example 3 had a refractive index of less than 1.55. Furthermore, the optical glass of Comparative Example 3 had a glass transition temperature (Tg) of over 540°C. This is thought to be due to too much B 2 O 3 .

また、比較例4では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、Li2Oが多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例5では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、Na2Oが多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例6では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、K2Oが多すぎること等によるものと考えられる。
Furthermore, in Comparative Example 4, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is thought to be due to too much Li 2 O.
Furthermore, in Comparative Example 5, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is thought to be due to too much Na 2 O.
Furthermore, in Comparative Example 6, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is thought to be due to too much K 2 O.

また、比較例7の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Al23が多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例8では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、CaOが多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例9の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数が3.0×10-6-1より大きかった。これは、BaOが少なすぎること等によるものと考えられる。
Moreover, the optical glass of Comparative Example 7 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much Al 2 O 3 .
Furthermore, in Comparative Example 8, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is considered to be due to the fact that there is too much CaO.
Further, the optical glass of Comparative Example 9 had a temperature coefficient of relative refractive index greater than 3.0×10 −6 ° C. −1 . This is considered to be due to the fact that BaO is too small.

また、比較例10では、失透が生じ、ガラスを得ることができなかった。これは、BaOが多すぎること等によるものと考えられる。
また、表4から、比較例11の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Nb25が多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例12の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、ZrO2が多すぎること等によるものと考えられる。
Furthermore, in Comparative Example 10, devitrification occurred and glass could not be obtained. This is considered to be due to the fact that there is too much BaO.
Moreover, from Table 4, the optical glass of Comparative Example 11 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much Nb 2 O 5 .
Moreover, the optical glass of Comparative Example 12 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much ZrO 2 .

また、比較例13の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、TiO2が多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例14の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Y23が多すぎること等によるものと考えられる。
また、比較例15の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、La23が多すぎること等によるものと考えられる。
Moreover, the optical glass of Comparative Example 13 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much TiO 2 .
Moreover, the optical glass of Comparative Example 14 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much Y 2 O 3 .
Moreover, the optical glass of Comparative Example 15 had poor meltability at least. This is thought to be due to too much La 2 O 3 .

また、比較例16の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数が3.0×10-6-1より大きかった。これは、Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量が少なすぎること等によるものと考えられる。
また、比較例17の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数が3.0×10-6-1より大きかった。これは、CaO及びBaOの合計の含有量が少なすぎること等によるものと考えられる。
また、比較例18の光学ガラスは、少なくとも熔融性が不良であった。これは、Li2O、Na2O及びK2Oの合計の含有量が少なすぎること、並びに、CaO及びBaOの合計の含有量が少なすぎること等によるものと考えられる。
また、比較例19の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数が3.0×10-6-1より大きかった。これは、ZnOを含有していること等によるものと考えられる。
Further, the optical glass of Comparative Example 16 had a temperature coefficient of relative refractive index greater than 3.0×10 −6 ° C. −1 . This is considered to be due to the fact that the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 17 had a temperature coefficient of relative refractive index greater than 3.0×10 −6 ° C. −1 . This is considered to be due to the fact that the total content of CaO and BaO is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 18 had poor meltability at least. This is considered to be due to the fact that the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is too small, and the total content of CaO and BaO is too small.
Further, the optical glass of Comparative Example 19 had a temperature coefficient of relative refractive index greater than 3.0×10 −6 ° C. −1 . This is considered to be due to the fact that it contains ZnO.

本発明によれば、中屈折率低分散性である上、熔融性が良好であり、且つ、他のガラスと組み合わせたときに結像の温度依存性を抑制可能な光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上述した光学ガラスを用いた精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical glass that has a medium refractive index and low dispersion, has good meltability, and can suppress temperature dependence of imaging when combined with other glasses. can. Further, according to the present invention, it is possible to provide a precision press molding preform and an optical element using the above-mentioned optical glass.

Claims (4)

質量%で
SiO:30%以上60%以下、
:0%以上15%以下、
LiO:0%以上10%以下、
NaO:0%以上10%以下、
O:0%以上15%以下、
Al:0%以上7%以下、
CaO:0%以上15%以下、
BaO:23.00%以上40%以下、
Nb:0%以上5%以下、
ZrO:0%以上7%以下、
TiO:0%以上4.5%以下、
:0%以上5%以下、
La:0%以上5%以下、
Gd :0%以上5%以下、
を含有する組成を有し、
ZnO及びSrOを含有せず、
LiO、NaO及びKOの合計の含有量が12%以上35%以下であり、
CaO及びBaOの合計の含有量が23%以上55%以下であり、
d線(587.562nm)に関する相対屈折率の温度係数(40~60℃)が-5.0×10-6-1以上3.0×10-6-1以下であり、
屈折率(nd)が1.55以上1.63以下であり、且つ、アッベ数(νd)が50以上65以下である、ことを特徴とする、光学ガラス。
SiO 2 in mass%: 30% or more and 60% or less,
B2O3 : 0% or more and 15% or less,
Li 2 O: 0% or more and 10% or less,
Na 2 O: 0% or more and 10% or less,
K2O : 0% or more and 15% or less,
Al2O3 : 0% or more and 7% or less,
CaO: 0% or more and 15% or less,
BaO: 23.00% or more and 40% or less,
Nb2O5 : 0% or more and 5% or less,
ZrO2 : 0% or more and 7% or less,
TiO2 : 0% or more and 4.5% or less,
Y2O3 : 0% or more and 5 % or less,
La 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
Gd 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
has a composition containing
Does not contain ZnO and SrO,
The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 12% or more and 35% or less,
The total content of CaO and BaO is 23 % or more and 55% or less,
The temperature coefficient of relative refractive index (40 to 60 °C) with respect to the d-line (587.562 nm) is -5.0 × 10 -6 °C -1 or more and 3.0 × 10 -6 °C -1 or less ,
An optical glass characterized by having a refractive index (nd) of 1.55 or more and 1.63 or less, and an Abbe number (νd) of 50 or more and 65 or less .
ガラス転移温度(Tg)が540℃以下である、請求項1に記載の光学ガラス。 The optical glass according to claim 1 , having a glass transition temperature (Tg) of 540°C or less. 請求項1又は2に記載の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする、精密プレス成形用プリフォーム。 A preform for precision press molding, characterized in that the optical glass according to claim 1 or 2 is used as a raw material. 請求項1又は2に記載の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする、光学素子。 An optical element characterized by using the optical glass according to claim 1 or 2 as a material.
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