JP7503163B2 - Optical glass, preforms and optical elements - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass, preforms, and optical elements.
近年、車載カメラ等の車載用光学機器に組み込まれる光学素子や、プロジェクタ、コピー機、レーザプリンタ及び放送用機材等のような多くの熱を発生する光学機器に組み込まれる光学素子では、より高温の環境での使用が増えている。このような高温の環境では、光学系を構成する光学素子の使用時の温度が大きく変動し易く、その温度が100℃以上に達する場合も多い。このとき、温度変動による光学系の結像特性等への悪影響が無視出来ないほど大きくなるため、温度変動によっても結像特性等に影響が生じ難い光学系を構成することが求められている。 In recent years, optical elements incorporated in on-board optical devices such as on-board cameras, and optical elements incorporated in optical devices that generate a lot of heat, such as projectors, copy machines, laser printers, and broadcasting equipment, are increasingly being used in higher temperature environments. In such high-temperature environments, the temperature of the optical elements that make up the optical system tends to fluctuate significantly during use, and in many cases the temperature can reach 100°C or higher. In such cases, the adverse effects of temperature fluctuations on the imaging characteristics of the optical system become significant enough to be ignored, so there is a demand to construct an optical system whose imaging characteristics are less susceptible to effects from temperature fluctuations.
温度変動による結像特性等への影響が生じ難い光学系を構成するにあたっては、温度が上昇したときに屈折率が低くなり、相対屈折率の温度係数がマイナスとなるガラスから構成される光学素子と、温度が上昇したときに屈折率が高くなり、相対屈折率の温度係数がプラスとなるガラスから構成される光学素子を併用することが、温度変化による結像特性等への影響を補正できる点で好ましい。 When constructing an optical system that is less susceptible to the effects of temperature fluctuations on imaging characteristics, etc., it is preferable to use optical elements made of glass whose refractive index decreases as the temperature increases and whose temperature coefficient of the relative refractive index is negative, in addition to optical elements made of glass whose refractive index increases as the temperature increases and whose temperature coefficient of the relative refractive index is positive, in that the effects of temperature changes on imaging characteristics, etc. can be corrected.
ここで、相対屈折率の温度係数に着目して開発されたガラスとしては、例えば特許文献1に代表されるようなガラス組成物が知られている。 Here, examples of glass that have been developed with a focus on the temperature coefficient of the relative refractive index include glass compositions such as those shown in Patent Document 1.
特許文献1に記載されたガラスは、高屈折率をもたらす成分を多く含んだガラスであり、相対屈折率の温度係数を高めることを目的とするものである。他方で、高屈折率をもたらす成分を多く含んだガラスにおいて、相対屈折率の温度係数が小さいガラスは得られていない。しかし、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる観点から、相対屈折率の温度係数がマイナスとなるガラスや、相対屈折率の温度係数の絶対値の小さなガラスも望まれている。 The glass described in Patent Document 1 is glass that contains many components that provide a high refractive index, and is intended to increase the temperature coefficient of the relative refractive index. On the other hand, no glass that contains many components that provide a high refractive index has a small temperature coefficient of the relative refractive index. However, from the perspective of being able to contribute to correcting the effects of temperature changes on imaging characteristics, there is also a demand for glass that has a negative temperature coefficient of the relative refractive index or glass with a small absolute value of the temperature coefficient of the relative refractive index.
加えて、光学設計を行う際、低屈折率低分散硝材と高屈折率高分散硝材を接合することがあり、接合時に組み合わせる硝材の平均線熱膨張係数の差が小さくなると接合が良好となる。特に、フッ素を含有する低屈折率低分散硝材は平均線熱膨張係数が大きいことが知られているが、高屈折率高分散硝材で平均線熱膨張係数が大きい硝材はほぼ存在しておらず、平均線熱膨張係数が大きい硝材が求められている。特許文献1に記載されたガラスは、平均線熱膨張係数が小さく、このような要求に十分応えるものとは言い難い。 In addition, when performing optical design, a low refractive index, low dispersion glass material may be bonded to a high refractive index, high dispersion glass material, and the smaller the difference in the average linear thermal expansion coefficient of the glass materials combined at the time of bonding, the better the bond. In particular, low refractive index, low dispersion glass materials that contain fluorine are known to have a large average linear thermal expansion coefficient, but there are almost no high refractive index, high dispersion glass materials with a large average linear thermal expansion coefficient, and glass materials with a large average linear thermal expansion coefficient are required. The glass described in Patent Document 1 has a small average linear thermal expansion coefficient and cannot be said to fully meet such demands.
さらに、本発明における光学ガラスでは、再加熱して熱処理をし、ガラスの着色を取り除くという工程を経ることなく、可視光における透過率が優れたガラスを得ることができるため、より安価に製造することができる。 In addition, the optical glass of the present invention can be produced at a lower cost because it has excellent transmittance in the visible light range without the need for a process of reheating and heat treating the glass to remove coloration.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、相対屈折率の温度係数が小さい値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与できる光学ガラスと、かつ低屈折率低分散硝材との接合に適した平均線熱膨張係数をもつ光学ガラスを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to obtain a preform and an optical element using optical glass that has a small temperature coefficient of relative refractive index and can contribute to correcting the effect of temperature changes on imaging characteristics, and that has an average linear thermal expansion coefficient suitable for bonding with low refractive index, low dispersion glass material.
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、P2O5成分及びNb2O5成分を含有し、Na2O成分及びK2O成分を所定量含有することで、相対屈折率の温度係数が低い値をとる安価なガラスが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 The present inventors have conducted extensive research and testing to solve the above problems, and have found that an inexpensive glass having a low temperature coefficient of relative refractive index can be obtained by containing P2O5 and Nb2O5 components and predetermined amounts of Na2O and K2O components, thereby completing the present invention. Specifically, the present invention provides the following:
(1) 質量%で、
P2O5成分 20.0~40.0%、
Nb2O5成分 25.0~50.0%、
質量和(Na2O+K2O)が3.0~30.0%、
を含有し、
相対屈折率(589.29nm)の温度係数(40~60℃)が+3.0×10-6~-10.0×10-6(℃-1)の範囲内にある光学ガラス。
(1) In mass percent,
P2O5 component 20.0 to 40.0%,
Nb2O5 component 25.0 to 50.0%,
The sum of mass (Na 2 O + K 2 O) is 3.0 to 30.0%,
Contains
An optical glass having a temperature coefficient (40 to 60° C.) of the relative refractive index (589.29 nm) within the range of +3.0×10 -6 to -10.0×10 -6 (° C. -1 ).
(2) 質量和(Na2O+K2O+BaO)が10.0~35.0%であることを特徴とする(1)記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), characterized in that the sum by mass of (Na 2 O+K 2 O+BaO) is 10.0 to 35.0%.
(3) 100~300℃における平均線熱膨張係数αが80(10-7℃-1)以上であることを特徴とする(1)又は(2)記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), characterized in that the average linear thermal expansion coefficient α at 100 to 300° C. is 80 (10 −7 ° C. −1 ) or more.
(4) 1.65以上2.00以下の屈折率(nd)を有し、10以上35以下のアッベ数(νd)を有する(1)から(3)記載の光学ガラス。 (4) The optical glass according to any one of (1) to (3), which has a refractive index (n d ) of 1.65 or more and 2.00 or less, and an Abbe number (ν d ) of 10 or more and 35 or less.
(5) (1)から(4)のいずれか記載の光学ガラスからなるプリフォーム。 (5) A preform made of the optical glass described in any one of (1) to (4).
(6) (1)から(4)のいずれか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 (4).
(7) (6)に記載の光学素子を備える光学機器。 (7) An optical device comprising the optical element described in (6).
本発明によれば、相対屈折率の温度係数が小さい値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与でき、かつ可視光における透過率が良好な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を、より安価に得ることができる。 According to the present invention, optical glass that has a small temperature coefficient of relative refractive index, contributes to correcting the effect of temperature changes on imaging characteristics, and has good transmittance in visible light, as well as preforms and optical elements using this, can be obtained more inexpensively.
本発明の光学ガラスは、質量%で、P2O5成分を20.0%以上40.0%以下、Nb2O5成分を合計25.0%以上50.0%以下、Na2O成分及びK2O成分の質量和が3.0%以上30.0%以下含有し、相対屈折率(589.29nm)の温度係数(40~60℃)が+3.0×10-6~-10.0×10-6(℃-1)の範囲内にある。
Na2O成分及びK2O成分を多く含有することで、相対屈折率の温度係数が小さい値をとり平均線熱膨張係数が大きい硝材ガラスを得ることができる。
従って、可視光における透過率が良好でありながら、相対屈折率の温度係数が小さい値をとり、温度変化による結像特性への影響の補正に寄与でき、低屈折率低分散硝材との接合性の良く、可視光における透過率が良好な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子をより安価に得ることができる。
The optical glass of the present invention contains, by mass, 20.0% or more and 40.0% or less of a P2O5 component, 25.0% or more and 50.0% or less in total of a Nb2O5 component, and the sum of the masses of a Na2O component and a K2O component is 3.0% or more and 30.0% or less, and has a temperature coefficient (40 to 60°C) of the relative refractive index (589.29 nm) in the range of +3.0 x 10-6 to -10.0 x 10-6 (°C -1 ).
By containing a large amount of Na 2 O and K 2 O, it is possible to obtain a glass material having a small temperature coefficient of relative refractive index and a large average linear thermal expansion coefficient.
Therefore, optical glass that has good transmittance in visible light while having a small temperature coefficient of the relative refractive index, can contribute to correcting the effects of temperature changes on imaging characteristics, has good bonding ability with low refractive index, low dispersion glass materials, and has good transmittance in visible light, as well as preforms and optical elements using this optical glass can be obtained at lower cost.
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 The following is a detailed description of the embodiments of the optical glass of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be practiced with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. Note that duplicated explanations may be omitted as appropriate, but this does not limit the spirit of the invention.
[ガラス成分]
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量数を100質量%として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
[Glass components]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In this specification, the content of each component is expressed as mass% relative to the total mass of the composition converted into oxides, unless otherwise specified. Here, the "composition converted into oxides" refers to a composition that expresses each component contained in the glass, assuming that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass components of the present invention are all decomposed and converted into oxides during melting, with the total mass of the generated oxides being 100 mass%.
<必須成分、任意成分について>
P2O5成分はガラス形成酸化物として必須の成分である。特に、P2O5成分を20.0%以上含有することで、熔融ガラスの粘性を良好にし、ガラスの安定性を高められる。また、リヒートプレス時の失透性を良好とする。従って、P2O5成分の含有量は、好ましくは20.0%以上、より好ましくは21.0%超、さらに好ましくは22.0%超とする。
他方で、P2O5成分の含有量を40.0%以下にすることで、所望の屈折率及び分散を維持することが出来る。従って、P2O5成分の含有量は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは35.0%以下、さらに好ましくは30.0%未満とする。
P2O5成分は、原料としてAl(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4、NaH2PO4、KH2PO4等を用いることができる。
<Required and optional ingredients>
The P2O5 component is an essential component as a glass-forming oxide. In particular, by containing 20.0% or more of the P2O5 component, the viscosity of the molten glass is improved and the stability of the glass is enhanced. In addition, the devitrification resistance during reheat pressing is improved. Therefore, the content of the P2O5 component is preferably 20.0% or more, more preferably more than 21.0%, and even more preferably more than 22.0%.
On the other hand, by making the content of the P2O5 component 40.0% or less, it is possible to maintain the desired refractive index and dispersion. Therefore, the content of the P2O5 component is preferably 40.0% or less, more preferably 35.0% or less, and even more preferably less than 30.0%.
As the P2O5 component, Al( PO3 ) 3 , Ca( PO3 ) 2 , Ba( PO3 ) 2 , BPO4 , H3PO4 , NaH2PO4 , KH2PO4 , etc. can be used as raw materials.
Nb2O5成分は高屈折率高分散成分として必須の成分である。特に、Nb2O5成分を25.0%以上含有することで、高屈折率、高分散を維持しながらガラスの安定性を高めることができる。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは25.0%以上、より好ましくは28.0%超、さらに好ましくは30.0%超とする。
他方で、Nb2O5成分の含有量を50.0%以下にすることで、平均線熱膨張係数が大きく、所望の屈折率及び分散を維持することが出来る。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは50.0%以下、より好ましくは47.0%以下とする。Nb2O5成分は、原料としてNb2O5等を用いることができる。
The Nb2O5 component is an essential component as a high refractive index and high dispersion component. In particular, by containing 25.0% or more of the Nb2O5 component, the stability of the glass can be improved while maintaining a high refractive index and high dispersion. Therefore, the content of the Nb2O5 component is preferably 25.0% or more, more preferably more than 28.0%, and even more preferably more than 30.0%.
On the other hand, by making the content of the Nb2O5 component 50.0% or less, the average linear thermal expansion coefficient is large and the desired refractive index and dispersion can be maintained. Therefore, the content of the Nb2O5 component is preferably 50.0% or less, more preferably 47.0% or less. As the Nb2O5 component , Nb2O5 or the like can be used as a raw material.
Na2O成分は、0%超含有する場合に、ガラス原料の熔融性を高められ、透過率を良好とし、相対屈折率の温度係数を小さくできる任意成分である。従って、Na2O成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.1%超、さらに好ましくは0.5%超、さらに好ましくは1.0%超、さらに好ましくは1.5%超、さらに好ましくは2.0%超とする。
特に、10.0%を超えて含有する場合、相対屈折率の温度係数を小さくする効果が高まり、ガラスの熔融性も良好となるため、10.0%超としてもよい。
他方で、Na2O成分の含有量を35.0%以下にすることで、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、化学的耐久性(耐水性)の低下、失透を低減でき、リヒートプレス時の失透を抑制できる。従って、Na2O成分の含有量は、好ましくは35.0%以下、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満とする。
Na2O成分は、原料としてNa2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等を用いることができる。
The Na2O component is an optional component that, when contained in an amount of more than 0%, can improve the meltability of glass raw materials, improve the transmittance, and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the content of the Na2O component is preferably more than 0%, more preferably more than 0.1%, even more preferably more than 0.5%, even more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 1.5%, and even more preferably more than 2.0%.
In particular, when the content exceeds 10.0%, the effect of reducing the temperature coefficient of the relative refractive index is enhanced and the meltability of the glass is also improved, so that the content may be more than 10.0%.
On the other hand, by making the content of the Na2O component 35.0% or less, it is possible to reduce the decrease in the refractive index of the glass, the decrease in chemical durability (water resistance), and devitrification caused by excessive inclusion, and it is possible to suppress devitrification during reheat pressing. Therefore, the content of the Na2O component is preferably 35.0% or less, more preferably less than 30.0%, even more preferably less than 25.0%, and even more preferably less than 20.0%.
As the Na2O component, Na2CO3 , NaNO3 , NaF, Na2SiF6 , etc. can be used as a raw material.
K2O成分は、0%超含有する場合に、平均線熱膨張係数が大きく、透過率を良好とし、相対屈折率の温度係数を小さくできる任意成分である。従って、K2O成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%超、さらに好ましくは2.0%超としてもよい。
特に、5.0%を超えて含有する場合、相対屈折率の温度係数を小さくする効果が高まり、ガラスの安定性も良好となるため、5.0%超としてもよい。
他方で、K2O成分の含有量を30.0%以下にすることで、ガラスの安定性を維持し、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、K2O成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、さらに好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満、さらに好ましくは15.0%未満とする。
K2O成分は、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いることができる。
The K2O component is an optional component that, when contained in an amount of more than 0%, can increase the average linear thermal expansion coefficient, improve the transmittance, and reduce the temperature coefficient of the relative refractive index. Therefore, the content of the K2O component may be preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, even more preferably more than 1.0%, and even more preferably more than 2.0%.
In particular, when the content exceeds 5.0%, the effect of reducing the temperature coefficient of the relative refractive index is enhanced and the stability of the glass is also improved, so that the content may exceed 5.0%.
On the other hand, by making the content of the K2O component 30.0% or less, the stability of the glass can be maintained and a decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the K2O component is preferably 30.0% or less, more preferably less than 25.0%, even more preferably less than 20.0%, and even more preferably less than 15.0%.
As the K2O component, K2CO3 , KNO3 , KF, KHF2 , K2SiF6 , etc. can be used.
BaO成分は、0%超含有する場合に、ガラス原料の熔融性を高められ、ガラスの失透を低減でき、屈折率を高められ、相対屈折率の温度係数を小さくできる任意成分である。また、高屈折率をもたらす成分の中では材料コストが低く、熔解し易い成分である。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.1%超、さらに好ましくは1.0%超、さらに好ましくは2.0%超とする。
他方で、BaO成分の含有量を20.0%以下にすることで、平均線熱膨張係数が大きく、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減できる。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは20.0%以下、より好ましくは19.0%未満、さらに好ましくは18.0%未満とする。
BaO成分は、原料としてBaCO3、Ba(NO3)2、Ba(PO3)2、BaF2、等を用いることができる。
The BaO component is an optional component that, when contained at more than 0%, can improve the melting property of glass raw materials, reduce devitrification of glass, increase the refractive index, and reduce the temperature coefficient of relative refractive index. In addition, among components that bring about a high refractive index, the BaO component has low material cost and is easily melted. Therefore, the content of the BaO component is preferably more than 0%, more preferably more than 0.1%, even more preferably more than 1.0%, and even more preferably more than 2.0%.
On the other hand, by setting the content of the BaO component to 20.0% or less, the average linear thermal expansion coefficient is large, and the decrease in the refractive index of the glass and devitrification due to excessive content can be reduced. Therefore, the content of the BaO component is preferably set to 20.0% or less, more preferably less than 19.0%, and further preferably less than 18.0%.
As the BaO component, BaCO 3 , Ba(NO 3 ) 2 , Ba(PO 3 ) 2 , BaF 2 , etc. can be used as a raw material.
TiO2成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を低くでき、安定なガラスを得易くできる成分である。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.0%超、さらに好ましくは3.0%超、さらに好ましくは5.0%以上としてもよい。
他方で、TiO2成分の含有量を30.0%以下にすることで、平均線熱膨張係数が大きく、相対屈折率の温度係数を小さくでき、TiO2成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光(特に波長500nm以下)に対する透過率の低下を抑えられる。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは26.0%未満、さらに好ましくは23.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満としてもよい。
TiO2成分は、原料としてTiO2等を用いることができる。
When the TiO2 component is contained in an amount of more than 0%, it is a component that can increase the refractive index of the glass, reduce the Abbe number, and make it easier to obtain a stable glass. Therefore, the content of the TiO2 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, even more preferably more than 3.0%, and even more preferably 5.0% or more.
On the other hand, by making the content of the TiO2 component 30.0% or less, the average linear thermal expansion coefficient is large, the temperature coefficient of the relative refractive index is small, devitrification due to excessive inclusion of the TiO2 component is reduced, and the decrease in the transmittance of the glass to visible light (especially wavelengths of 500 nm or less) is suppressed. Therefore, the content of the TiO2 component may be preferably 30.0% or less, more preferably less than 26.0%, even more preferably less than 23.0%, and even more preferably less than 20.0%.
As the TiO2 component, TiO2 or the like can be used as a raw material.
SiO2成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスの粘度を良好にすることができるガラス形成酸化物成分である。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.1%超、さらに好ましくは0.3%超とする。
他方で、SiO2成分の含有量を5.0%以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑えられ、かつ屈折率の低下を抑えられる。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%未満とする。
SiO2成分は、原料としてSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いることができる。
The SiO2 component is a glass-forming oxide component that can improve the viscosity of the molten glass when the content is more than 0%. Therefore, the content of the SiO2 component is preferably more than 0%, more preferably more than 0.1%, and even more preferably more than 0.3%.
On the other hand, by making the content of the SiO2 component 5.0% or less, the increase in the glass transition point and the decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the SiO2 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and further preferably less than 1.0%.
As the SiO2 component, SiO2 , K2SiF6 , Na2SiF6 , etc. can be used as raw materials.
B2O3成分は、0%超含有する場合に、ガラスの熔融性を高めることができるガラス形成酸化物として任意に用いられる成分である。
他方で、B2O3成分の含有量を5.0%以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、かつ化学的耐久性の悪化を抑えられ、リヒートプレス時の失透性の悪化を低減できる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、より好ましくは1.5%未満、さらに好ましくは1.3%未満とする。
The B2O3 component, when contained in an amount exceeding 0%, is a component that is optionally used as a glass-forming oxide capable of increasing the meltability of glass.
On the other hand, by making the content of the B2O3 component 5.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small, deterioration of chemical durability can be suppressed, and deterioration of devitrification during reheat pressing can be reduced. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably less than 1.5%, and even more preferably less than 1.3%.
WO3成分は、0%超含有する場合に、高屈折率をもたらす他の成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、アッベ数を低くでき、ガラス転移点を低くでき、かつ失透を低減できる任意成分である。
他方で、WO3成分の含有量を10.0%以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、リヒートプレス時の失透を抑えられる。また、WO3成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは9.0%未満、さらに好ましくは8.0%未満、さらに好ましくは6.5%未満、さらに好ましくは5.0%未満としてもよい。
WO3成分は、原料としてWO3等を用いることができる。
The WO3 component is an optional component that, when contained in excess of 0%, can increase the refractive index, lower the Abbe number, lower the glass transition point, and reduce devitrification while reducing the coloring of the glass due to other components that impart a high refractive index.
On the other hand, by making the content of the WO3 component 10.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, and devitrification during reheat pressing can be suppressed. Also, the coloring of the glass caused by the WO3 component can be reduced, and the visible light transmittance can be increased. Therefore, the content of the WO3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 9.0%, even more preferably less than 8.0%, even more preferably less than 6.5%, and even more preferably less than 5.0%.
As the WO3 component, WO3 or the like can be used as a raw material.
ZnO成分は、0%超含有する場合に、原料の熔解性を高め、熔解したガラスからの脱泡を促進し、また、ガラスの安定性を高められる任意成分である。また、ガラス転移点を低くでき、かつ化学的耐久性を改善できる成分でもある。
他方で、ZnO成分の含有量を5.0%未満にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、熱による膨張を低減でき、屈折率の低下を抑えられ、かつ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ZnO成分の含有量は、好ましくは5.0%未満、より好ましくは4.0%未満、さらに好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満としてもよい。また、ZnO成分は含有しなくてもよい。
ZnO成分は、原料としてZnO、ZnF2等を用いることができる。
ZnO is an optional component that, when contained at more than 0%, can increase the melting property of the raw material, promote degassing from the molten glass, and increase the stability of the glass. It is also a component that can lower the glass transition temperature and improve the chemical durability.
On the other hand, by making the content of the ZnO component less than 5.0%, the temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced, the expansion due to heat can be reduced, the decrease in the refractive index can be suppressed, and devitrification due to an excessive decrease in viscosity can be reduced. Therefore, the content of the ZnO component may be preferably less than 5.0%, more preferably less than 4.0%, even more preferably less than 2.0%, even more preferably less than 1.0%, and even more preferably less than 0.5%. In addition, the ZnO component may not be contained.
As the ZnO component, ZnO, ZnF2 , etc. can be used as the raw material.
ZrO2成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、かつ失透を低減できる任意成分である。従って、ZrO2成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは0.5%超、さらに好ましくは1.0%超としてもよい。
他方で、ZrO2成分の含有量を5.0%以下にすることで、相対屈折率の温度係数を小さくでき、ZrO2成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ZrO2成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満としてもよい。また、ZrO2成分は含有しなくてもよい。
ZrO2成分は、原料としてZrO2、ZrF4等を用いることができる。
The ZrO2 component is an optional component that can increase the refractive index of the glass and reduce devitrification when contained in an amount of more than 0%. Therefore, the content of the ZrO2 component may be preferably more than 0%, more preferably more than 0.5%, and even more preferably more than 1.0%.
On the other hand, by making the content of the ZrO2 component 5.0% or less, the temperature coefficient of the relative refractive index can be made small, and devitrification due to excessive inclusion of the ZrO2 component can be reduced. Therefore, the content of the ZrO2 component may be preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, even more preferably less than 1.0%, and even more preferably less than 0.5%. In addition, the ZrO2 component may not be contained.
As the ZrO2 component, ZrO2 , ZrF4 , etc. can be used as raw materials.
MgO成分、CaO成分及びSrO成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。
他方で、MgO成分、CaO成分及びSrO成分の含有量を5.0%以下にすることで、屈折率の低下を抑えることができ、かつこれらの成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、MgO成分、CaO成分及びSrO成分の含有量は、それぞれ好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.5%以下、さらに好ましくは2.0%未満とする。
The MgO component, the CaO component and the SrO component are optional components that, when contained in an amount of more than 0%, can adjust the refractive index, meltability and devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by making the contents of the MgO, CaO and SrO components 5.0% or less, it is possible to suppress the decrease in the refractive index and reduce devitrification due to the excessive inclusion of these components. Therefore, the contents of the MgO, CaO and SrO components are each preferably 5.0% or less, more preferably 3.5% or less, and further preferably less than 2.0%.
Li2O成分はガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Li2O成分の含有量を低減させることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、かつガラスの失透及びリヒートプレス時の失透を低減できる。従って、Li2O成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.5%未満としてもよい。
Li2O成分は、原料としてLi2CO3及び、LiNO3、LiF等を用いることができる。
The Li 2 O component is an optional component that can improve the melting properties of the glass and lower the glass transition point.
On the other hand, by reducing the content of the Li2O component, it is possible to make it difficult to lower the refractive index of the glass and to reduce devitrification of the glass and devitrification during reheat pressing. Therefore, the content of the Li2O component may be preferably 5.0% or less, more preferably less than 3.0%, even more preferably 1.0% or less, and even more preferably less than 0.5%.
As the Li 2 O component, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiF, etc. can be used as the raw material.
Al2O3成分及びGa2O3成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Al2O3成分又はGa2O3成分の含有量をそれぞれ10.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Al2O3成分及びGa2O3成分の含有量は、それぞれ好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、さらに好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
Al2O3成分は、原料としてAl2O3、Al(OH)3、AlF3等を用いることができ、Ga2O3成分は原料としてGa2O3等を用いることができる。
The Al 2 O 3 component and the Ga 2 O 3 component are optional components which, when contained in an amount exceeding 0%, can improve the devitrification resistance of the molten glass.
On the other hand, by making the content of the Al2O3 component or the Ga2O3 component 10.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the contents of the Al2O3 component and the Ga2O3 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, even more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%.
For the Al2O3 component, Al2O3 , Al(OH) 3 , AlF3, etc. can be used as raw materials, and for the Ga2O3 component , Ga2O3 , etc. can be used as raw materials.
Sb2O3成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Sb2O3成分の含有量を1.0%以下にすることで、可視光領域の短波長領域における透過率の低下や、ガラスのソラリゼーション、内部品質の低下を抑えられる。従って、Sb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.5%未満、より好ましくは0.2%未満、さらに好ましくは0.1%未満としてもよい。
Sb2O3成分は、原料としてSb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7・5H2O等を用いることができる。
The Sb 2 O 3 component is an optional component that can degas the molten glass when its content exceeds 0%.
On the other hand, by making the content of Sb2O3 component 1.0% or less, it is possible to suppress the decrease in transmittance in the short wavelength region of the visible light region, the solarization of the glass, and the deterioration of the internal quality. Therefore, the content of Sb2O3 component may be preferably 1.0% or less, more preferably less than 0.5%, more preferably less than 0.2%, and even more preferably less than 0.1%.
As the Sb2O3 component, Sb2O3 , Sb2O5 , Na2H2Sb2O7.5H2O , etc. can be used as raw materials .
Na2O成分及びK2O成分の合計含有量は、3.0%以上が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数を小さく、平均線熱膨張係数が大きくかつ透過率が良好なガラスを得易くできる。従って、質量和(Na2O+K2O)は、好ましくは3.0%以上、より好ましくは4.0%超、より好ましくは5.0%超、さらに好ましくは6.0%超とする。
他方で、この合計含有量を30.0%以下にすることで、化学的耐久性の悪化及び過剰な含有によるガラスの屈折率の低下を抑えられる。従って、質量和(Na2O+K2O)は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは23.0%未満とする。
The total content of the Na2O component and the K2O component is preferably 3.0% or more. This makes it easier to obtain glass with a small temperature coefficient of relative refractive index, a large average linear thermal expansion coefficient, and good transmittance. Therefore, the mass sum ( Na2O + K2O ) is preferably 3.0% or more, more preferably more than 4.0%, more preferably more than 5.0%, and even more preferably more than 6.0%.
On the other hand, by keeping the total content at 30.0% or less, deterioration of chemical durability and a decrease in the refractive index of the glass due to excessive content can be suppressed. Therefore, the mass sum ( Na2O + K2O ) is preferably 30.0% or less, more preferably less than 25.0%, and further preferably less than 23.0%.
Na2O成分、K2O成分及びBaO成分の合計含有量は、10.0%以上が好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数が小さいガラスを得易くできる。
従って、質量和(Na2O+K2O+BaO)は、好ましくは10.0%以上、より好ましくは12.0%超、より好ましくは14.0%超、より好ましくは16.0%以上、さらに好ましくは17.5%超とする。
他方で、この合計含有量を35.0%未満にすることで、化学的耐久性の悪化及び過剰な含有によるガラスの屈折率の低下、リヒートプレス時の失透性の低減を抑えられる。従って、質量和(Na2O+K2O+BaO)は、好ましくは35.0%、より好ましくは33.0%以下、さらに好ましくは30.0%未満とする。
The total content of the Na 2 O component, the K 2 O component and the BaO component is preferably 10.0% or more, which makes it easier to obtain a glass having a small temperature coefficient of the relative refractive index.
Therefore, the mass sum (Na 2 O+K 2 O+BaO) is preferably 10.0% or more, more preferably more than 12.0%, more preferably more than 14.0%, more preferably 16.0% or more, and even more preferably more than 17.5%.
On the other hand, by making the total content less than 35.0%, it is possible to suppress deterioration of chemical durability, a decrease in the refractive index of the glass due to an excessive content, and a decrease in devitrification during reheat pressing. Therefore, the mass sum ( Na2O + K2O +BaO) is preferably 35.0%, more preferably 33.0% or less, and further preferably less than 30.0%.
Nb2O5成分とTiO2成分の合計含有量は、30.0%以上が好ましい。これにより、高屈折率を維持しながらも、相対屈折率の温度係数を小さくすることができる。
従って、質量和(Nb2O5+TiO2)は、好ましくは30.0%以上、より好ましくは35.0%以上、さらに好ましくは40.0%以上とする。
一方で、質量和(Nb2O5+TiO2)は、65.0%以下とすることで、液相温度を下げ、安定したガラスを得ることができる。従って、質量和(Nb2O5+TiO2)は、好ましくは65.0%以下、より好ましくは63.0%以下、さらに好ましくは60.0以下とする。
The total content of the Nb2O5 component and the TiO2 component is preferably 30.0% or more, which makes it possible to reduce the temperature coefficient of the relative refractive index while maintaining a high refractive index.
Therefore, the mass sum (Nb 2 O 5 +TiO 2 ) is preferably 30.0% or more, more preferably 35.0% or more, and further preferably 40.0% or more.
On the other hand, by making the mass sum ( Nb2O5 + TiO2 ) 65.0% or less, the liquidus temperature can be lowered and a stable glass can be obtained. Therefore, the mass sum ( Nb2O5 + TiO2 ) is preferably 65.0% or less, more preferably 63.0% or less, and further preferably 60.0% or less.
B2O3成分及びTiO2成分の合計含有量に対する、Na2O成分及びK2O成分及びBaO成分の比率は、0.5超であることが好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数を小さくし、かつ平均線熱膨張係数を大きくすることができる。従って、質量比(Na2O+K2O+BaO)/(B2O3+TiO2)は、好ましくは0.5超、より好ましくは0.7超、さらに好ましくは1.0超とする。
一方で、質量比(Na2O+K2O+BaO)/(B2O3+TiO2)を5.5未満とすることで、所望の屈折率および透過率を維持しながら、リヒートプレスが良好なガラスを得ることができる。従って、質量比(Na2O+K2O+BaO)/(B2O3+TiO2)は、好ましくは5.5未満、より好ましくは5.0未満、さらに好ましくは4.8未満とする。
The ratio of Na2O , K2O and BaO to the total content of B2O3 and TiO2 is preferably more than 0.5. This allows the temperature coefficient of the relative refractive index to be small and the average linear thermal expansion coefficient to be large . Therefore, the mass ratio ( Na2O + K2O +BaO)/( B2O3 + TiO2 ) is preferably more than 0.5, more preferably more than 0.7, and even more preferably more than 1.0.
On the other hand, by making the mass ratio ( Na2O + K2O +BaO) / ( B2O3 + TiO2 ) less than 5.5, it is possible to obtain a glass that is excellent in reheat pressing while maintaining the desired refractive index and transmittance. Therefore, the mass ratio ( Na2O + K2O +BaO)/ ( B2O3 + TiO2 ) is preferably less than 5.5, more preferably less than 5.0, and even more preferably less than 4.8.
RO成分(式中、RはMg、Ca、Sr、Baからなる群より選択される1種以上)の含有量の和(質量和)は、0%超とすることで、ガラスの屈折率を高められ、熔融性及び耐失透性を高めることができる。従って、RO成分の含有量の和(質量和)は、好ましくは0%超、より好ましくは0.5%超、さらに好ましくは1.0%超を下限とする。一方で、RO成分を30.0%以下とすることで、平均線熱膨張係数が大きく、過剰な含有によるガラスの屈折率の低下や、失透を低減できる。そのため、RO成分の含有量の和(質量和)は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%以下、さらに好ましくは20.0%以下を上限とする。 By making the sum (sum of mass) of the contents of RO components (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) more than 0%, the refractive index of the glass can be increased, and the melting property and devitrification resistance can be improved. Therefore, the lower limit of the sum (sum of mass) of the contents of RO components is preferably more than 0%, more preferably more than 0.5%, and even more preferably more than 1.0%. On the other hand, by making the RO components 30.0% or less, the average linear thermal expansion coefficient is large, and the decrease in the refractive index of the glass and devitrification due to excessive inclusion can be reduced. Therefore, the upper limit of the sum (sum of mass) of the contents of RO components is preferably 30.0% or less, more preferably 25.0% or less, and even more preferably 20.0% or less.
La2O3成分、Gd2O3成分、Y2O3成分、Yb2O3成分及びTa2O5成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、かつ耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、La2O3成分、Gd2O3成分、Y2O3成分、Yb2O3成分及びTa2O5成分の含有量を5.0%以下にすることで、光学ガラスの原料コストを低減でき、また、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、これら各成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%未満、より好ましくは2.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
The La2O3 component , Gd2O3 component , Y2O3 component, Yb2O3 component and Ta2O5 component are optional components which , when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index of the glass and can also increase the resistance to devitrification.
On the other hand, by making the content of La2O3 , Gd2O3 , Y2O3 , Yb2O3 and Ta2O5 less than 5.0 % , the raw material cost of the optical glass can be reduced, and the melting temperature of the raw materials is lowered, and the energy required for melting the raw materials is reduced, so that the manufacturing cost of the optical glass can be reduced. Therefore, the content of each of these components may be preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, more preferably less than 2.0%, and even more preferably less than 1.0%.
GeO2成分は、0%超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、かつ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、GeO2は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなる。従って、GeO2成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
GeO2成分は、原料としてGeO2等を用いることができる。
The GeO 2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index of the glass and improve the devitrification resistance.
However, the raw material price of GeO2 is high, and the production cost increases if the content is high. Therefore, the content of GeO2 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%.
As the GeO2 component, GeO2 or the like can be used as a raw material.
Bi2O3成分は、0%超含有する場合に、屈折率を高められ、アッベ数を低くでき、かつガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Bi2O3成分の含有量を5.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Bi2O3成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。特に、良好な透過率のガラスを取得するという観点では含有しないことが好ましい。
Bi2O3成分は、原料としてBi2O3等を用いることができる。
The Bi2O3 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index, decrease the Abbe number, and lower the glass transition point.
On the other hand, by making the content of the Bi2O3 component 5.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and the devitrification resistance can be improved. Therefore, the content of the Bi2O3 component may be preferably 5.0% or less, more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%. In particular, from the viewpoint of obtaining glass with good transmittance, it is preferable that the Bi2O3 component is not contained.
As the Bi2O3 component , Bi2O3 or the like can be used as a raw material.
TeO2成分は、0%超含有する場合に、屈折率を高められ、かつガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、TeO2は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、TeO2成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
TeO2成分は、原料としてTeO2等を用いることができる。
The TeO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0%, can increase the refractive index and lower the glass transition point.
On the other hand, there is a problem that TeO2 may be alloyed with platinum when melting glass raw materials in a platinum crucible or a melting tank whose part in contact with the molten glass is made of platinum. Therefore, the content of TeO2 component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, and even more preferably less than 1.0%.
As the TeO2 component, TeO2 or the like can be used as a raw material.
SnO2成分は、0%超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、かつガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、SnO2成分の含有量を3.0%以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、SnO2成分と熔解設備(特にPt等の貴金属)の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、SnO2成分の含有量は、好ましくは3.0%以下、より好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満、さらに好ましくは0.1%未満としてもよい。
SnO2成分は、原料としてSnO、SnO2、SnF2、SnF4等を用いることができる。
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分やSnO2成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
The SnO2 component is an optional component that, when contained in an amount of more than 0%, reduces the oxidation of the molten glass to clarify it and also increases the visible light transmittance of the glass.
On the other hand, by making the content of the SnO2 component 3.0% or less, it is possible to reduce coloration of the glass due to reduction of the molten glass and devitrification of the glass. In addition, alloying of the SnO2 component with the melting equipment (especially precious metals such as Pt) is reduced, so that the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the content of the SnO2 component may be preferably 3.0% or less, more preferably less than 1.0%, even more preferably less than 0.5%, and even more preferably less than 0.1%.
As the SnO2 component, SnO, SnO2 , SnF2 , SnF4 , etc. can be used as raw materials.
The components for clarifying and defoaming the glass are not limited to the above Sb 2 O 3 component and SnO 2 component, and any fining agent, defoaming agent or combination thereof known in the field of glass manufacturing can be used.
F成分は、0%超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、かつ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、F成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の1種又は2種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のFとしての合計量が10.0%を超えると、F成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、F成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%未満、より好ましくは3.0%未満、さらに好ましくは1.0%未満としてもよい。
F成分は、原料として例えばZrF4、AlF3、NaF、CaF2等を用いることで、ガラス内に含有することができる。
The F component is an optional component which, when contained in an amount of more than 0%, can increase the Abbe number of the glass, lower the glass transition point, and improve resistance to devitrification.
However, when the content of the F component, i.e., the total amount of F in the fluorides which have substituted a part or all of the oxides of one or more of the above-mentioned metal elements, exceeds 10.0%, the amount of volatilization of the F component increases, making it difficult to obtain stable optical constants and homogeneous glass, and the Abbe number increases more than necessary.
Therefore, the content of the F component may be preferably 10.0% or less, more preferably less than 5.0%, more preferably less than 3.0%, and further preferably less than 1.0%.
The F component can be contained in the glass by using, for example, ZrF 4 , AlF 3 , NaF, CaF 2 or the like as a raw material.
B2O3成分及びRn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)の合計含有量に対する、SiO2成分及びAl2O3成分及びZnO成分含有量の比率は、15.0以下が好ましい。この比率を小さくすることで、熔融性の悪化を抑えることができる。
従って、質量比(SiO2+Al2O3+ZnO)/(B2O3+Rn2O)は、好ましくは15.0以下、より好ましくは12.0以下、より好ましくは10.0以下、より好ましくは8.0以下、より好ましくは6.0以下、さらに好ましくは5.0未満とする。
一方で、質量比(SiO2+Al2O3+ZnO)/(B2O3+Rn2O)を0超とすることができる。これにより、相対屈折率の温度係数を小さくし、かつ平均線熱膨張係数を大きくすることができる。従って、質量比(SiO2+Al2O3+ZnO)/(B2O3+Rn2O)は、好ましくは0超、より好ましくは1.0超、さらに好ましくは2.0超とする。
The ratio of the content of the SiO2 component, the Al2O3 component , and the ZnO component to the total content of the B2O3 component and the Rn2O component (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is preferably 15.0 or less. By reducing this ratio, deterioration of the melting property can be suppressed.
Therefore , the mass ratio ( SiO2 + Al2O3 +ZnO)/( B2O3 + Rn2O ) is preferably 15.0 or less, more preferably 12.0 or less, more preferably 10.0 or less , more preferably 8.0 or less, more preferably 6.0 or less, and even more preferably less than 5.0.
On the other hand, the mass ratio ( SiO2 + Al2O3 +ZnO)/( B2O3 + Rn2O ) can be made to be greater than 0. This can reduce the temperature coefficient of the relative refractive index and increase the average linear thermal expansion coefficient . Therefore, the mass ratio ( SiO2 + Al2O3 +ZnO)/( B2O3 + Rn2O ) is preferably greater than 0, more preferably greater than 1.0 , and even more preferably greater than 2.0.
Rn2O成分(式中、RnはLi、Na、Kからなる群より選択される1種以上)の含有量の和(質量和)は、1.0%超含有することで、相対屈折率の温度係数を小さくし、かつ平均線熱膨張係数を大きくすることができる。従って、Rn2O成分の含有量の和(質量和)は、好ましくは1.0%超、よりに好ましくは1.5%超、さらに好ましくは2.0%超とする。
他方で、この和を30.0%以下にすることで、所望の屈折率、分散を維持しながらガラスの粘性の低下による失透を低減することができる。従って、Rn2O成分の含有量の和(質量和)は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは25.0%未満、さらに好ましくは23.0%未満とする。
The temperature coefficient of the relative refractive index can be reduced and the average linear thermal expansion coefficient can be increased by containing the sum of the contents (sum of mass) of Rn2O components (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) of more than 1.0%. Therefore, the sum of the contents (sum of mass) of Rn2O components is preferably more than 1.0%, more preferably more than 1.5%, and even more preferably more than 2.0%.
On the other hand, by making this sum 30.0% or less, it is possible to reduce devitrification due to a decrease in the viscosity of the glass while maintaining the desired refractive index and dispersion. Therefore, the sum of the contents of the Rn2O component (mass sum) is preferably 30.0% or less, more preferably less than 25.0%, and even more preferably less than 23.0%.
本発明の光学ガラスは、上述のRn2O成分のうち2種以上の成分を含有することが好ましい。これにより、相対屈折率の温度係数を小さくし、透過率を良好とする為に再加熱して熱処理する工程が不要となる。特に、Rn2O成分として、Na2O成分とK2O成分を含む2種以上の成分を含有することが、平均線熱膨張係数が大きく、透過率を良好とし、相対屈折率の温度係数を小さくできる点で好ましい。 The optical glass of the present invention preferably contains two or more of the above-mentioned Rn2O components. This makes it unnecessary to perform a heat treatment by reheating in order to reduce the temperature coefficient of the relative refractive index and improve the transmittance. In particular, it is preferable to contain two or more components including Na2O and K2O as the Rn2O component, because it has a large average linear thermal expansion coefficient, improves the transmittance, and can reduce the temperature coefficient of the relative refractive index.
Ln2O3成分(式中、LnはLa、Gd、Y、Yb、Luからなる群より選択される1種以上)の含有量の和(質量和)は、5.0%以下が好ましい。
これにより、耐失透性に優れ、かつ透過率の良好なガラスを取得出来る。従って、Ln2O3成分の含有量の和(質量和)は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.5%以下、さらに好ましくは2.0%未満とする。
The sum of the contents (sum of mass) of Ln2O3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of La, Gd, Y, Yb and Lu) is preferably 5.0% or less.
This makes it possible to obtain glass having excellent resistance to devitrification and good transmittance. Therefore, the sum of the contents (sum of mass) of the Ln2O3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.5% or less, and further preferably less than 2.0%.
<含有すべきでない成分について>
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<Ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components whose inclusion is undesirable will be described.
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Luを除く、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及びMo等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。 Other components may be added as necessary to the extent that they do not impair the properties of the glass of the present invention. However, transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb, and Lu, have the property of coloring the glass and absorbing specific wavelengths in the visible range even when contained alone or in combination in small amounts, so it is preferable that they are substantially absent, especially in optical glasses that use wavelengths in the visible range.
また、PbO等の鉛化合物及びAs2O3等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。 Furthermore, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components that impose a high environmental load, it is desirable that they are not contained substantially, that is, that they are not contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Th、Cd、Tl、Os、Be、及びSeの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。 Furthermore, in recent years, there has been a trend to reduce the use of the components Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se as harmful chemical substances, and environmental measures are required not only in the glass manufacturing process, but also in the processing process and disposal after productization. Therefore, when environmental impact is important, it is preferable that these components are not substantially contained.
[製造方法]
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を、各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で1000~1500℃の温度範囲で1~10時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows: High-purity raw materials for ordinary optical glass, such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphate compounds, are mixed uniformly as the raw materials for each of the above components so that the content of each component falls within a prescribed range, the mixture thus produced is placed in a platinum crucible, and melted in an electric furnace at a temperature range of 1000 to 1500° C. for 1 to 10 hours depending on the degree of melting difficulty of the glass raw materials, stirred and homogenized, and then the temperature is lowered to an appropriate level, and the glass is cast into a mold and slowly cooled.
<物性>
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び低アッベ数(高分散)を有することが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.65以上、より好ましくは1.67以上、さらに好ましくは1.69以上とする。この屈折率(nd)は、好ましくは2.00以下、より好ましくは1.98以下、さらに好ましくは1.96以下、さらに好ましくは1.95以下としてもよい。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは10.0以上、より好ましくは13.0以上、さらに好ましくは15.0以上、さらに好ましくは17.0以上とする。このアッベ数(νd)は、好ましくは35.0以下、より好ましくは34.0以下、さらに好ましくは32.0以下、さらに好ましくは30.0以下としてもよい。
このような高屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような高分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長によって焦点を適切にずらすことができる。そのため、例えば低分散(高いアッベ数)を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。
<Physical Properties>
The optical glass of the present invention preferably has a high refractive index and a low Abbe number (high dispersion).
In particular, the refractive index ( nd ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.65 or more, more preferably 1.67 or more, and even more preferably 1.69 or more. This refractive index (nd) may be preferably 2.00 or less, more preferably 1.98 or less, even more preferably 1.96 or less, and even more preferably 1.95 or less.
The Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 10.0 or more, more preferably 13.0 or more, even more preferably 15.0 or more, and even more preferably 17.0 or more. This Abbe number (ν d ) may be preferably 35.0 or less, more preferably 34.0 or less, even more preferably 32.0 or less, and even more preferably 30.0 or less.
By having such a high refractive index, a large amount of light refraction can be obtained even if the optical element is made thin. In addition, by having such a high dispersion, when used as a single lens, the focus can be appropriately shifted depending on the wavelength of light. Therefore, for example, when an optical system is configured by combining it with an optical element having low dispersion (high Abbe number), the aberration of the entire optical system can be reduced, and high imaging characteristics can be achieved.
Thus, the optical glass of the present invention is useful in optical design, and in particular when used in an optical system, it is possible to reduce the size of the optical system while achieving high imaging characteristics, thereby expanding the freedom of optical design.
本発明の光学ガラスは、相対屈折率の温度係数(dn/dT)が低い値をとる。
より具体的には、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは+3.0×10-6℃-1、より好ましくは+1.5×10-6℃-1、さらに好ましくは+1.0×10-6℃-1を上限値とし、この上限値又はそれよりも低い(マイナス側)の値をとりうる。
他方で、本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、好ましくは-10.0×10-6℃-1、より好ましくは-8.0×10-6℃-1、さらに好ましくは-7.0×10-6℃-1を下限値とし、この下限値又はそれよりも高い(プラス側)の値をとりうる。
このうち、1.65以上の屈折率(nd)を有し、かつ10以上35以下のアッベ数(νd)を有するガラスとして、相対屈折率の温度係数の低いガラスは多く存在しておらず、温度変化による結像のずれ等の補正の選択肢を広げられ、その補正をより容易にできる。従って、このような範囲の相対屈折率の温度係数にすることで、温度変化による結像のずれ等の補正に寄与することができる。
本発明の光学ガラスの相対屈折率の温度係数は、光学ガラスと同一温度の空気中における屈折率(589.29nm)の温度係数のことであり、40℃から60℃に温度を変化させた際の、1℃当たりの変化量(℃-1)で表される。
The optical glass of the present invention has a low temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT).
More specifically, the upper limit of the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention is preferably +3.0×10 −6 ° C. −1 , more preferably +1.5×10 −6 ° C. −1 , and even more preferably +1.0×10 −6 ° C. −1 , and the temperature coefficient can be either this upper limit or a value lower (on the negative side).
On the other hand, the temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention has a lower limit of preferably -10.0 x 10 -6 ° C. -1 , more preferably -8.0 x 10 -6 ° C. -1 , and even more preferably -7.0 x 10 -6 ° C. -1 , and can take on values either higher than this lower limit (on the positive side).
Among these, there are not many glasses with a low temperature coefficient of relative refractive index that have a refractive index ( nd ) of 1.65 or more and an Abbe number ( vd ) of 10 to 35, which broadens the options for correcting image shifts due to temperature changes and makes the correction easier. Therefore, setting the temperature coefficient of the relative refractive index in such a range can contribute to correcting image shifts due to temperature changes.
The temperature coefficient of the relative refractive index of the optical glass of the present invention is the temperature coefficient of the refractive index (589.29 nm) in air at the same temperature as the optical glass, and is expressed as the amount of change (° C ) per degree Celsius when the temperature is changed from 40°C to 60°C.
本発明の光学ガラスは、100~300℃における平均線熱膨張係数αが80(10-7℃-1)以上であることが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの100~300℃における平均線熱膨張係数αは、好ましくは80(10-7℃-1)以上、より好ましくは85(10-7℃-1)以上、より好ましくは90(10-7℃-1)以上とする。
一 般的に、平均線熱膨張係数αが大きいとガラスを加工する際に割れが生じやすくなるため、平均線熱膨張係数αの値は小さいほうが望ましい。一方で、相対屈折率の温度係数が低く、かつ平均線熱膨張係数αの値が大きい硝材と組み合わせて接合する観点においては、当該硝材と平均線熱膨張係数αの値が同一又は近似であることが望ましい。
このうち、1.65以上の屈折率(nd)を有し、かつ10以上35以下のアッベ数(νd)を有するガラスでは、平均線熱膨張係数αが大きい硝材が少なく、低屈折率低分散硝材と組み合わせて使用する場合に、本発明のように平均線熱膨張係数αが大きい値を有する方が有用である。
The optical glass of the present invention preferably has an average linear thermal expansion coefficient α of at least 80 (10 −7 ° C. −1 ) at 100 to 300° C. That is, the average linear thermal expansion coefficient α of the optical glass of the present invention at 100 to 300° C. is preferably at least 80 (10 −7 ° C. −1 ), more preferably at least 85 (10 −7 ° C. −1 ), and even more preferably at least 90 (10 −7 ° C. −1 ).
Generally, a large average linear thermal expansion coefficient α makes glass more susceptible to cracking during processing, so a small average linear thermal expansion coefficient α is desirable. On the other hand, from the viewpoint of combining and bonding with a glass material having a low temperature coefficient of relative refractive index and a large average linear thermal expansion coefficient α, it is desirable for the glass material and the average linear thermal expansion coefficient α to have the same or similar values.
Among these, for glasses having a refractive index (n d ) of 1.65 or more and an Abbe number (ν d ) of 10 or more and 35 or less, there are few glass materials with a large average linear thermal expansion coefficient α. Therefore, when used in combination with a low refractive index, low dispersion glass material, it is more useful to have a glass material having a large average linear thermal expansion coefficient α, as in the present invention.
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、ガラスの透過率で表すと、厚み10mmのサンプルで分光透過率80%を示す最も短い波長(λ80)は、好ましくは460nm以下、より好ましく450nm以下、さらに好ましくは440nm以下とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み10mmのサンプルで分光透過率70%を示す最も短い波長(λ70)は、好ましくは430nm以下、より好ましくは420nm以下、さらに好ましくは410nm以下とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み10mmのサンプルで分光透過率5%を示す最も短い波長(λ5)は、好ましくは400nm以下、より好ましくは390nm以下、さらに好ましくは380nm以下とする。
これらにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
It is preferable that the optical glass of the present invention has a high visible light transmittance, particularly a high transmittance for light on the short wavelength side of visible light, and therefore has little coloring.
In particular, the optical glass of the present invention, when expressed in terms of glass transmittance, preferably has the shortest wavelength (λ 80 ) at which a 10 mm thick sample exhibits a spectral transmittance of 80% is 460 nm or less, more preferably 450 nm or less, and even more preferably 440 nm or less.
In the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 70 ) at which a sample having a thickness of 10 mm exhibits a spectral transmittance of 70% is preferably 430 nm or less, more preferably 420 nm or less, and even more preferably 410 nm or less.
In the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 5 ) at which a sample having a thickness of 10 mm exhibits a spectral transmittance of 5% is preferably 400 nm or less, more preferably 390 nm or less, and even more preferably 380 nm or less.
These properties bring the absorption edge of the glass near the ultraviolet region, enhancing the transparency of the glass to visible light, and therefore this optical glass can be preferably used in optical elements that transmit light, such as lenses.
[プリフォーム及び光学素子]
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。
なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
[Preform and optical element]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced, for example, by using a polishing means or a mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. That is, a glass molded body can be produced by subjecting the optical glass to mechanical processing such as grinding and polishing, a preform for mold press molding can be produced from the optical glass, and the preform can be subjected to reheat press molding and then polished to produce a glass molded body, or a preform produced by polishing or a preform molded by known floating molding or the like can be subjected to precision press molding to produce a glass molded body.
However, the means for producing the glass molded body is not limited to these means.
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。 In this way, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. In particular, it is preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and use this preform to perform reheat press molding, precision press molding, or the like to produce optical elements such as lenses and prisms. This makes it possible to form preforms with large diameters, so that while the optical elements can be made larger, high-definition, high-precision imaging and projection characteristics can be achieved when used in optical equipment.
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的には車載用光学機器やプロジェクタやコピー機等の、高温になり易い機器に用いることができる。 The glass molded body made of the optical glass of the present invention can be used for optical elements such as lenses, prisms, and mirrors, and can typically be used in devices that are prone to high temperatures, such as in-vehicle optical devices, projectors, and copy machines.
本発明の実施例(No.1~No.51)及び比較例(No.A、B)の組成、並びに、これらのガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、相対屈折率の温度係数(dn/dT)、平均線熱膨張係数(100~300℃)、透過率(λ80、λ70、λ5)の結果を表1~表8に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。 The compositions of the examples (No. 1 to No. 51) of the present invention and the comparative examples (No. A, B), as well as the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT), average linear thermal expansion coefficient (100 to 300° C.), and transmittance (λ 80 , λ 70 , λ 5 ) of these glasses are shown in Tables 1 to 8. Note that the following examples are merely for illustrative purposes, and the present invention is not limited to these examples.
本発明の実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で800~1300℃の温度範囲で1~10時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。 The glasses in the examples and comparative examples of the present invention were all made by selecting high-purity raw materials used in ordinary optical glass, such as the corresponding oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds, as the raw materials for each component, weighing them out to obtain the composition ratios shown in the table for each example, mixing them uniformly, and then placing them in a platinum crucible. Depending on the degree of difficulty of melting the glass raw materials, the mixture was melted in an electric furnace at a temperature range of 800 to 1300°C for 1 to 10 hours, and then stirred and homogenized before being cast into a mold or the like and slowly cooled.
実施例及び比較例のガラスの屈折率(nd)及びアッベ数(νd)は、ヘリウムランプのd線(587.56nm)に対する測定値で示した。また、アッベ数(νd)は、上記d線の屈折率と、水素ランプのF線(486.13nm)に対する屈折率(nF)、C線(656.27nm)に対する屈折率(nC)の値を用いて、アッベ数(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]の式から算出した。 The refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) of the glasses in the examples and comparative examples are shown as measured values for the d-line (587.56 nm) of a helium lamp. The Abbe number (ν d ) was calculated from the above-mentioned d-line refractive index, the refractive index (n F ) for the F-line (486.13 nm) of a hydrogen lamp, and the refractive index (n C ) for the C-line (656.27 nm) of a hydrogen lamp, according to the formula: Abbe number (ν d )=[(n d -1)/(n F -n C )].
実施例及び比較例のガラスの相対屈折率の温度係数(dn/dT)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS18-2008「光学ガラスの屈折率の温度係数の測定方法」に記載された方法のうち干渉法により、波長589.29nmの光についての、40~60℃における相対屈折率の温度係数の値を測定した。 The temperature coefficient of relative refractive index (dn/dT) of the glasses in the examples and comparative examples was measured at 40 to 60°C for light with a wavelength of 589.29 nm using the interference method described in the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS18-2008 "Method for measuring the temperature coefficient of refractive index of optical glass."
また、実施例及び比較例のガラスの平均線熱膨張係数(100-300℃)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS08-2003「光学ガラスの熱膨張の測定方法」に従い、温度と試料の伸びとの関係を測定することで得られる熱膨張曲線より求めた。 The average linear thermal expansion coefficient (100-300°C) of the glass in the examples and comparative examples was determined from the thermal expansion curve obtained by measuring the relationship between temperature and sample elongation in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS08-2003 "Method for measuring thermal expansion of optical glass."
実施例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格JOGIS02-2003に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ10±0.1mmの対面平行研磨品をJISZ8722に準じ、200~800nmの分光透過率を測定し、λ80(透過率80%時の波長)、λ70(透過率70%時の波長)及びλ5(透過率5%時の波長)を求めた。 The transmittance of the glass in the examples was measured in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS02-2003. In the present invention, the presence or absence and the degree of coloration of the glass was determined by measuring the transmittance of the glass. Specifically, the spectral transmittance of a 10±0.1 mm thick parallel-polished product was measured in the range of 200 to 800 nm in accordance with JIS Z8722 to determine λ 80 (wavelength at 80% transmittance), λ 70 (wavelength at 70% transmittance), and λ 5 (wavelength at 5% transmittance).
本発明の実施例の光学ガラスは、P2O5成分及びNb2O5成分を含有し、Na2O成分及びK2O成分を所定量含有することで、相対屈折率の温度係数が小さい値をとる安価なガラスが得ることができる。 The optical glass according to the embodiment of the present invention contains P2O5 and Nb2O5 components, and also contains predetermined amounts of Na2O and K2O components, making it possible to obtain inexpensive glass with a small temperature coefficient of relative refractive index.
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも相対屈折率の温度係数が+1.0×10-6~-10.0×10-6(℃-1)の範囲内、より詳細には+3.0×10-6~-10.0×10-6(℃-1)の範囲内にあり、所望の範囲内であった。 As shown in the table, the temperature coefficient of relative refractive index of the optical glasses of the examples was all within the range of +1.0× 10-6 to -10.0× 10-6 (°C -1 ), more specifically, within the range of +3.0× 10-6 to -10.0× 10-6 (°C -1 ), which was within the desired range.
また、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.65以上であり、所望の範囲内であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数(νd)が10以上35以下の範囲内にあり、所望の範囲内であった。 The optical glasses of the Examples all had a refractive index (n d ) of 1.65 or more, which was within the desired range, and the optical glasses of the Examples of the present invention all had an Abbe number (ν d ) in the range of 10 to 35, which was also within the desired range.
また、実施例の光学ガラスは、いずれも平均線熱膨張係数(100-300℃)が80(10-7℃-1)以上であった。 Moreover, the optical glasses of the examples all had an average linear thermal expansion coefficient (100-300° C.) of 80 (10 −7 ° C. −1 ) or more.
また、実施例の光学ガラスは、透過率(λ80)が460nm以下、透過率(λ70)が430nm以下、透過率(λ5)が400nm以下であった。 Moreover, the optical glasses of the Examples had a transmittance (λ 80 ) of 460 nm or less, a transmittance (λ 70 ) of 430 nm or less, and a transmittance (λ 5 ) of 400 nm or less.
また、実施例の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。一方で、比較例Aのガラスは失透が生じたため、ガラス化しなかった。 The optical glasses of the examples formed stable glasses and were less likely to devitrify during glass production. On the other hand, the glass of Comparative Example A did not vitrify because it devitrified.
従って、実施例の光学ガラスは、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)が所望の範囲内にあり、相対屈折率の温度係数が小さい値をとり、より安価な材料コストで得られることが明らかになった。このことから、本発明の実施例の光学ガラスは、高温の環境で用いられる車載用光学機器やプロジェクタ等の光学系の小型化に寄与し、温度変化による結像特性のずれ等の補正に寄与することが推察される。 It was therefore made clear that the optical glasses of the Examples have a refractive index (n d ) and Abbe number (v d ) within the desired range, have a small temperature coefficient of relative refractive index, and can be obtained at lower material costs. From this, it is presumed that the optical glasses of the Examples of the present invention will contribute to the miniaturization of optical systems such as in-vehicle optical devices and projectors used in high-temperature environments, and will contribute to the correction of deviations in imaging characteristics due to temperature changes.
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。 Furthermore, a glass block was formed using the optical glass of the embodiment of the present invention, and this glass block was then ground and polished to be processed into the shapes of lenses and prisms. As a result, it was possible to stably process a variety of lens and prism shapes.
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。 The present invention has been described in detail above for illustrative purposes, but it will be understood that the present examples are for illustrative purposes only and that many modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (6)
P2O5成分 24.77~26.50%、
Nb2O5成分 36.02~50.0%、
ZnO成分 0~2.0%未満、
BaO成分 0~8.96%以下、
Bi2O3成分 0~3.0%未満、
Gd2O3成分 0~1.0%未満
含有し、
質量和(Nb2O5+TiO2)が40.0%以上57.11%以下、
質量和(Na2O+K2O)が12.15~30.0%、
質量比(Na2O+K2O+BaO)/(B2O3+TiO2)が0.7超1.31以下であり、
PbOを実質的に含有せず、
1.65以上1.88以下の屈折率(nd)を有し、
相対屈折率(589.29nm)の温度係数(40~60℃)が+1.0×10-6~-10.0×10-6(℃-1)の範囲内にある光学ガラス。 In mass percent,
P2O5 component 24.77-26.50 % ,
Nb2O5 component 36.02 to 50.0%,
ZnO content: 0 to less than 2.0%
BaO content: 0 to 8.96%
Bi2O3 component 0 to less than 3.0%
Contains 0 to less than 1.0 % of Gd2O3 component,
The sum of masses ( Nb2O5 + TiO2 ) is 40.0 % or more and 57.11% or less ,
The sum of mass (Na 2 O + K 2 O) is 12.15 to 30.0%,
a mass ratio ( Na2O + K2O +BaO)/( B2O3 + TiO2 ) of more than 0.7 and not more than 1.31;
Contains substantially no PbO;
A refractive index (n d ) of 1.65 or more and 1.88 or less;
An optical glass having a temperature coefficient (40 to 60° C.) of the relative refractive index (589.29 nm) within the range of +1.0×10 -6 to -10.0×10 -6 (° C. -1 ).
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