KR20130082136A

KR20130082136A - 광학 글래스

Info

Publication number: KR20130082136A
Application number: KR1020130078712A
Authority: KR
Inventors: 도모아끼 네기시; 수에루 조우
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2013-07-18
Also published as: US8741796B2; US20100081555A1; JP5180758B2; CN104250062B; JP2010083705A; CN101712530B; CN104250062A; KR101414328B1; CN104261672B; KR101503078B1; US8127570B2; CN104261672A; US20130288878A1; KR20100037006A; US20120142517A1; US8492299B2; CN101712530A

Abstract

안정 공급이 가능하며, 우수한 글래스 안정성을 갖고, 게다가 착색이 적은 고굴절률 저분산 광학 글래스를 제공한다. 질량％ 표시로, SiO₂ 및 B₂O₃을 합계로 5∼32％, La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃을 합계로 45∼65％, ZnO를 0.5∼10％, TiO₂ 및 Nb₂O₅를 합계로 1∼20％, ZrO₂를 0∼15％, WO₃을 0∼2％, Yb₂O₃을 0∼20％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 합계로 0∼10％, MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합계로 0∼10％, Ta₂O₅를 0∼12％, GeO₂를 0∼5％, Bi₂O₃을 0∼10％, Al₂O을 0∼10％, 포함하고, B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 0.3∼1.0, La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)가 0.05∼0.6이며, 굴절률 nd가 1.89∼2.0, 아베수 νd가 32∼38, 또한 착색도 λ70이 430㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 글래스.

Description

광학 글래스{OPTICAL GLASS}

본 발명은 고굴절률 저분산 특성을 갖는 광학 글래스, 상기 광학 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리 및 광학 소자와, 광학 소자 블랭크 및 광학 소자의 각각의 제조 방법에 관한 것이다.

고굴절률 저분산 글래스로 이루어지는 렌즈는, 고굴절률 고분산 글래스로 이루어지는 렌즈와 조합함으로써, 색 수차를 보정하면서, 광학계의 콤팩트화를 가능하게 한다. 그 때문에, 촬상 광학계나 프로젝터 등의 투사 광학계를 구성하는 광학 소자로서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.

특허 문헌 1에는 이와 같은 고굴절률 저분산 글래스가 개시되어 있다. 특허 문헌 1이 개시하는 글래스는, 굴절률 nd가 1.75∼2.00이고 Ta₂O₅의 함유량을 0∼25질량％의 범위로 하고 있지만, 굴절률 nd가 1.85 이상인 글래스는 모두 다량의 Ta₂O₅를 함유하고 있다. 이것은, 굴절률 nd 1.75 이상이라고 하는 고굴절률 영역에서는, 글래스 안정성을 확보하는 점에서 다량의 Ta₂O₅ 도입이 빠지지 않기 때문이다. 이와 같이 고굴절률 저분산 글래스에서, Ta₂O₅는 주요한 성분으로 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-269584호 공보

그런데, 탄탈(Ta)은 희소 가치가 높은 원소이며, 원래 매우 고가의 물질이다. 게다가, 최근 월드 와이드로 래어 메탈의 가격이 앙등하고 있어, 탄탈의 공급량도 부족하다. 글래스 제조 분야에서도 탄탈 원료가 부족하며, 이러한 상황이 계속되면 광학 기기 업계에 있어서 필요 불가결한 고굴절률 저분산 글래스를 안정 공급할 수 없게 되는 것이 위구된다. 마찬가지로, 게르마늄(Ge)도 글래스 성분으로서 이용함으로써, 글래스 안정성을 손상시키지 않고, 굴절률을 높일 수 있는 물질이지만, 탄탈 이상으로 고가의 물질이므로, 사용량의 삭감이 요구되고 있다.

그런데, 촬상 광학계나 투사 광학계를 구성하는 광학 소자에는, 매우 착색이 적은 글래스 재료가 요구된다. 이러한 광학계에는, 여러 가지의 수차를 보정하기 위해 복수매의 렌즈가 사용되고 있고, 렌즈 1매당의 투과광량이 충분하지 않으면 광학계 전체의 투과광량이 대폭 저하되게 된다. 특히 일안 레플렉스 카메라의 교환 렌즈는 콤팩트 카메라의 렌즈에 비해 구경이 크고, 렌즈 1매의 두께가 두껍기 때문에, 착색도가 나쁜 글래스를 이용하면, 교환 렌즈 전체의 투과광량이 격감하게 된다. 이러한 이유로부터, 고굴절률 저분산성을 살리기 위해서는, 착색이 적은 광학 글래스가 필요하다.

본 발명은 이와 같은 사정을 기초로, 안정 공급이 가능하며, 우수한 글래스 안정성을 갖고, 게다가 착색이 적은 고굴절률 저분산 광학 글래스, 이 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리 및 광학 소자와, 광학 소자 블랭크 및 광학 소자의 각각의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 특정한 글래스 조성과 굴절률과 아베수를 갖는 광학 글래스에 의해, 그 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 기초하여 본 발명을 완성되는 데에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

(1) 질량％ 표시로,

SiO₂ 및 B₂O₃을 합계로 5∼32％,

La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃을 합계로 45∼65％,

ZnO를 0.5∼10％,

TiO₂ 및 Nb₂O₅를 합계로 1∼20％,

ZrO₂를 0∼15％,

WO₃을 0∼2％,

Yb₂O₃을 0∼20％,

Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 합계로 0∼10％,

MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합계로 0∼10％,

Ta₂O₅를 0∼12％,

GeO₂를 0∼5％,

Bi₂O₃을 0∼10％,

Al₂O₃을 0∼10％,

포함하고,

B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 0.3∼1.0, La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)가 0.05∼0.6이며,

굴절률 nd가 1.89∼2.0, 아베수 νd가 32∼38, 또한 착색도 λ70이 430㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 글래스,

(2) SiO₂를 2∼15％,

B₂O₃을 6∼30％,

포함하는 상기 (1)에 기재된 광학 글래스,

(3) La₂O₃을 25∼65％,

Gd₂O₃을 0∼25％,

Y₂O₃을 0∼20％,

포함하는 상기 (1) 항 또는 (2)항에 기재된 광학 글래스,

(4) TiO₂를 0.1∼15％,

Nb₂O₅를 0.1∼15％,

포함하는 상기 (1)항∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(5) ZrO₂를 0.5∼15％ 포함하는 상기 (1)항∼(4)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(6) Ta₂O₅의 함유량이 0∼10％인 상기 (1)항∼(5)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(7) Ge 프리 글래스인 상기 (1)항∼(6)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(8) 액상 온도가 1300℃ 이하인 상기 (1)항∼(7)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(9) 글래스 전이 온도가 710℃ 이하인 상기 (1)항∼(8)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스,

(10) 상기 (1)항∼(9)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리,

(11) 상기 (1)항∼(9)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스로 이루어지는 광학 소자,

(12) 연삭, 연마에 의해 광학 소자로 형성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법으로서,

상기 (10)항에 기재된 프레스 성형용 글래스 덩어리를 가열, 연화하여 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 블랭크의 제조 방법,

(13) 연삭, 연마에 의해 광학 소자로 형성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법으로서,

글래스 원료를 용융하고, 얻어진 용융 글래스를 프레스 성형하고, 상기 (1)항∼(9)항 중 어느 한 항에 기재된 광학 글래스로 이루어지는 광학 소자 블랭크를 제작하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 블랭크의 제조 방법,

(14) 상기 (12)항 또는 (13)항에 기재된 방법에 의해 광학 소자 블랭크를 제작하고, 그 광학 소자 블랭크를 연삭, 연마하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법,

(15) 상기 (10)항에 기재된 글래스 덩어리를 가열하고, 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 안정 공급이 가능하며, 우수한 글래스 안정성을 갖는 고굴절률 저분산 광학 글래스, 이 광학 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리 및 광학 소자와, 광학 소자 블랭크 및 광학 소자의 각각의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1에서 얻은 글래스를 재가열한 후의 글래스 내부에 석출한 결정수 밀도와 재가열 온도의 관계를 나타내는 그래프.
도 2는 실시예 4에서의 글래스 덩어리의 가열 스케줄을 나타내는 그래프.

[광학 글래스]

우선, 본 발명의 광학 글래스에 대해 설명한다.

본 발명은, 글래스 성분 중에서도 특히 고가의 Ta₂O₅ 및 GeO₂ 도입량을 저감, 제한한 고굴절률 저분산 광학 글래스를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이지만, 내실투성을 유지하면서 고굴절률 저분산 특성을 부여하기 위해서는, 단순히 Ta₂O₅나 GeO₂의 양을 삭감하는 것만으로는, 글래스화하지 않거나, 생산 과정에서 글래스가 실투하여 쓸모없게 된다. 이러한 문제를 회피하면서, Ta₂O₅나 GeO₂의 도입량을 삭감하기 위해서는, 고굴절률 부여 성분의 배분이 중요하다.

본 발명에서는, 글래스의 메쉬 형성 산화물로서 B₂O₃, SiO₂를 도입함과 함께, 고굴절률 부여 성분인 La₂O₃, Gd₂O₃ 또는 Y₂O₃ 중 적어도 1종과, ZnO와 TiO₂ 또는 Nb₂O₅ 중 적어도 한쪽을 필수 성분으로서 공존시킨다. 본 발명에서 ZnO는 용해성의 향상, 글래스 전이 온도의 저하뿐만 아니라, 고굴절률 저분산화와 내실투성 향상에 기여하는 중요한 성분이다.

게다가, B₂O₃량과 SiO₂량의 밸런스를 조정하여 내실투성, 용해성, 용융 글래스의 성형성을 개선하여, 타성분과의 밸런스를 도모한다.

용해성 및 글래스 안정성을 높임으로써, 글래스의 용융 온도 상승을 억제할 수 있어, 글래스 용융 설비를 구성하는 재료를 글래스가 침식하기 어려워진다. 그 결과, 용융 글래스에 용해하는 백금 이온 등 착색을 악화시키는 물질의 혼입량을 저감, 억제하는 것이 가능하게 되어, 착색이 적은 글래스를 얻을 수 있다.

또한, 글래스 안정성을 높이는 TiO₂, Nb₂O₅의 합계 함유량의 상한을 제한함으로써, 글래스의 착색을 억제한다.

본 발명은, 이러한 지견에 기초하여, 상기 발명의 목적을 달성한 것이다.

본 발명의 광학 글래스는, 질량％ 표시로,

SiO₂ 및 B₂O₃을 합계로 5∼32％,

La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃을 합계로 45∼65％,

ZnO를 0.5∼10％,

TiO₂ 및 Nb₂O₅를 합계로 1∼20％,

ZrO₂를 0∼15％,

WO₃을 0∼2％,

Yb₂O₃을 0∼20％,

Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 합계로 0∼10％,

MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합계로 0∼10％,

Ta₂O₅를 0∼12％,

GeO₂를 0∼5％,

Bi₂O₃을 0∼10％,

Al₂O₃을 0∼10％,

포함하고,

굴절률 nd가 1.89∼2.0, 아베수 νd가 32∼38, 또한 착색도 λ70이 430㎚ 이하인 것을 특징으로 한다.

<조성 범위의 한정 이유>

본 발명의 광학 글래스의 조성 범위의 한정 이유에 대해서 설명하지만, 특기 하지 않는 한, 각 성분의 함유량, 합계 함유량은 질량％로 표시한다.

SiO₂, B₂O₃은, 모두 메쉬 형성 산화물이며, 글래스 안정성의 유지에 필요한 필수 성분이다. SiO₂의 B₂O₃의 합계 함유량이 5％ 미만이면 글래스 안정성의 유지가 곤란하게 되어, 글래스 제조 중에 실투하기 쉬워지고, 상기 합계 함유량이 32％를 초과하면 굴절률이 저하되므로, SiO₂와 B₂O₃의 합계 함유량은 5∼32％로 한다. SiO₂와 B₂O₃의 합계 함유량의 바람직한 범위는 5∼30％, 보다 바람직한 범위는 7∼28％, 더 바람직한 범위는 9∼25％, 한층 바람직한 범위는 12∼23％이다.

메쉬 형성 산화물 중, SiO₂는 글래스 안정성의 유지, 용융 글래스의 성형에 적합한 점성의 유지, 화학적 내구성의 개선 등의 효과를 갖지만, 과잉의 도입에 의해, 원하는 굴절률, 아베수를 실현하는 것이 곤란하게 되거나, 액상 온도나 글래스 전이 온도가 상승되거나, 글래스의 용융성이나 내실투성이 악화된다.

B₂O₃는 글래스의 용융성 유지, 액상 온도 상승의 억제, 저분산화 등의 효과를 갖지만, 과잉의 도입에 의해, 글래스 안정성이 저하되거나, 원하는 굴절률을 얻는 것이 곤란하게 되거나, 화학적 내구성이 악화된다.

SiO₂와 B₂O₃의 합계 함유량이 상기한 바와 같이 정해져 있는 상황에서, 원하는 광학 특성을 실현하면서, 글래스 안정성의 유지, 용융 글래스의 성형에 적합한 점성의 유지, 화학적 내구성의 개선, 액상 온도나 글래스 전이 온도의 상승 억제, 용융성의 개선을 동시에 달성하기 위해서는, SiO₂ 함유량과 B₂O₃함유량의 밸런스를 취할 필요가 있다.

B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 0.3 미만이면, 글래스 안정성이 저하되거나, 글래스 안정성이나 용융 글래스의 성형에 적합한 점성의 유지가 곤란하게 됨과 함께, 화학적 내구성이 저하되는 경향을 나타낸다. 한편, 상기 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 1.0을 초과하면, 액상 온도나 글래스 전이 온도가 상승되거나, 글래스의 용융성이나 내실투성이 악화된다. 또한, 저분산화도 곤란하게 된다. 따라서, B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)를 0.3∼1.0으로 한다. 질량비(SiO₂/B₂O₃)의 바람직한 범위는 0.3∼0.9, 보다 바람직한 범위는 0.4∼0.9, 더 바람직한 범위는 0.4∼0.8이다.

본 발명의 광학 글래스에서, 원하는 광학 특성을 실현하면서, 글래스 안정성의 유지, 용융 글래스의 성형에 적합한 점성의 유지, 화학적 내구성의 개선, 액상 온도나 글래스 전이 온도의 상승 억제, 용융성의 개선을 동시에 달성하는 점에서, SiO₂의 함유량을 2∼15％로 하고, B₂O₃의 함유량을 6∼30％로 하는 것이 바람직하다. SiO₂의 함유량의 보다 바람직한 범위는 4∼13％, 더 바람직한 범위는 5∼12％, 특히 바람직한 범위는 5∼10％이며, B₂O₃의 함유량의 보다 바람직한 범위는 6∼25％, 더 바람직한 범위는 8∼20％, 특히 바람직한 범위는 9∼15％이다.

또한, SiO₂, B₂O₃의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 글래스의 용융성 및 글래스 안정성이 개선되므로, 용융 온도의 상승을 억제할 수 있고, 글래스 용융 설비를 구성하는 백금 등의 내열성 재료의 침식이 억제되어, 침식물, 예를 들면 백금 이온의 글래스에의 혼입에 의한 착색을 억제, 저감할 수 있다.

La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃은, 고굴절률 저분산 특성을 부여하는 성분임과 함께, 고굴절률 부여 성분에 있어서, 글래스를 착색시키기 어려운 성분이기도 하다. 따라서, 글래스 안정성을 유지하면서, La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 합계 함유량을 증량할 수 있으면, 착색이 적은 고굴절률 저분산 글래스를 실현하는 점에서 매우 유효하다. 본 발명에서는, 후술하는 바와 같이 La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 배분을 최적화하거나, TiO₂ 또는 Nb₂O₅중 적어도 한쪽을 도입함으로써 글래스 안정성을 개선하고 있으므로, La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 합계 함유량을 증량할 수 있다. 이러한 것도, 착색이 적은 고굴절률 저분산 글래스를 실현 가능하게 하는 요인으로 되어 있다.

La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량이 45％ 미만이면 원하는 굴절률, 분산을 실현하는 것이 곤란하게 됨과 함께 화학적 내구성이 저하된다. 한편, 상기 합계 함유량이 65％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화된다. 또한, 용융 글래스를 성형할 때의 점성도 저하되기 때문에, 성형성도 저하되게 된다. 따라서, La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량을 45∼65％로 한다. La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 바람직한 범위는 47∼63％, 보다 바람직한 범위는 49∼61％, 더 바람직한 범위는 51∼60％이다.

La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ 중, 글래스 안정성을 유지하면서 굴절률을 높이는 효과가 가장 큰 성분은 La₂O₃이다. 그러나, 본 발명의 광학 글래스는 저분산성을 유지하면서, 굴절률이 매우 높기 때문에, 상기 3 성분 중 La₂O₃만의 사용으로는, 충분한 글래스 안정성을 확보하는 것이 곤란하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 3 성분 중, La₂O₃의 함유량을 가장 많게 하면서, La₂O₃과 Gd₂O₃을 공존시키거나, La₂O₃과 Y₂O₃을 공존시킴으로써, 고굴절률 저분산 글래스이면서, 우수한 글래스 안정성을 실현하고 있다.

이러한 이유로부터, La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)를 0.05∼0.6으로 한다. 이 범위로부터 벗어나면 글래스 안정성이 저하되고, 용융 글래스를 성형할 때의 점성이 저하되어, 성형성이 손상된다. 글래스 안정성을 보다 개선하는 점에서, 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)를 0.1∼0.5의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.1∼0.4의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.1∼0.3의 범위로 하는 것이 더 바람직하다.

또한, 글래스 안정성이 우수한 글래스를 얻는 점에서, Gd₂O₃와 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃의 함유량의 질량비(Gd₂O₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)를 0.1∼1의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.3∼1의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5∼1의 범위로 하는 것이 더 바람직하다.

본 발명의 광학 글래스의 바람직한 양태에서, La₂O₃의 함유량은 25∼65％, Gd₂O₃의 함유량은 0∼25％, Y₂O₃의 함유량은 0∼20％로 한다. La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 합계 함유량 및 La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 배분비를 상기 범위로 함으로써, 바람직하게는 La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃의 각 함유량을 상기 범위 내로 함으로써, 글래스 안정성이 보다 개선되고, 용융 글래스의 성형성도 보다 개선된다. 또한, 글래스 용융 온도의 상승을 억제할 수 있어, 용융 용기를 구성하는 백금이나 백금 합금이 글래스에 의해 침식되고, 글래스 내에 이온으로서 녹아들어가 글래스가 착색되거나, 고형물로서 혼입하는 것을 방지할 수 있다.

La₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 30∼60％, 보다 바람직한 범위는 30∼58％, 더 바람직한 범위는 32∼55％이며, Gd₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 0.1∼20％, 보다 바람직한 범위는 1∼18％, 더 바람직한 범위는 2∼15％, 한층 바람직한 범위는 5∼15％, 보다 한층 바람직한 범위는 7∼15％이며, Y₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 0.1∼18％, 보다 바람직한 범위는 0.1∼16％, 더 바람직한 범위는 0.1∼10％이다.

ZnO는, 고굴절률 저분산 특성을 실현하는 점에서 유용한 필수 성분이며, 글래스의 용융성, 내실투성을 개선하고, 액상 온도나 글래스 전이 온도를 저하시키는 기능을 한다. 그 양이 0.5％ 미만이면 굴절률이 저하되거나, 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화된다. 또한, 글래스 전이 온도가 상승되고, 글래스를 어닐링할 때의 온도나 가열, 연화하여 프레스 성형할 때의 가열 온도를 높게 해야만 한다. 한편, 그 양이 10％를 초과하면 원하는 굴절률을 실현하는 것이 곤란하게 된다. 따라서, ZnO의 함유량은 0.5∼10％로 한다. ZnO의 함유량의 보다 바람직한 범위는 1∼10％, 더 바람직한 범위는 1∼8％이다.

TiO₂, Nb₂O₅는, 모두 굴절률을 높이는 기능이 큰 성분이다. La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃등의 희토류 산화물 성분만으로 굴절률을 높이고자 하면 글래스 안정성이 저하되어 제조가 곤란하게 되지만, 희토류 산화물과 TiO₂, Nb₂O₅ 중 적어도 한쪽을 공존시킴으로써, 글래스 안정성을 유지하면서, 굴절률을 높일 수 있다. 또한, TiO₂, Nb₂O₅중 적어도 한쪽을 도입함으로써, 글래스의 화학적 내구성도 향상된다. 이러한 효과를 얻는 점에서, TiO₂ 및 Nb₂O₅의 합계 함유량을 1％ 이상으로 하지만, 상기 합계 함유량이 20％를 초과하면 액상 온도가 상승됨과 함께, 용융 글래스를 성형할 때의 점성이 저하되어 성형성이 악화된다. 또한, 글래스 전이 온도도 상승하여 어닐링 온도를 높게 하거나, 글래스 소재를 가열하여 프레스 성형할 때의 가열 온도도 높게 해야만 하여, 어닐링 설비나 프레스 성형형의 열적 열화가 현저하게 된다. 또한, 글래스의 착색도 증대된다. 그 때문에, TiO₂ 및 Nb₂O₅의 합계 함유량을 1∼20％로 한다. TiO₂ 및 Nb₂O₅의 합계 함유량의 바람직한 범위는 2∼20％, 보다 바람직한 범위는 2∼18％, 더 바람직한 범위는 2∼16％이다.

TiO₂의 함유량은, 굴절률을 높이고, 화학적 내구성 및 내실투성을 보다 개선하는 점에서 0.1％ 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 액상 온도 및 글래스 전이 온도를 낮게 억제하는 점에서 15％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 따라서, TiO₂의 함유량의 바람직한 범위는 0.1∼15％, 보다 바람직한 범위는 1∼15％, 더 바람직한 범위는 2∼13％, 한층 바람직한 범위는 2∼9％이다.

Nb₂O₅의 함유량은, 굴절률을 높이고, 액상 온도를 보다 저하시키고, 내실투성을 한층 개선하는 관점에서 0.1％ 이상으로 하지만, Nb₂O₅의 함유량이 15％를 초과하면 액상 온도의 상승 경향, 고분산화 경향, 글래스의 착색 경향이 나타나기 시작하므로, Nb₂O₅의 함유량의 바람직한 범위는 0.1∼15％로 한다. Nb₂O₅의 함유량의 보다 바람직한 범위는 1∼15％, 더 바람직한 범위는 1∼13％, 한층 바람직한 범위는 1∼9％이다.

본 발명에서 바람직한 광학 글래스는, TiO₂ 및 Nb₂O₅가 글래스 성분으로서 공존하는 글래스이며, 고굴절률 글래스이면서 우수한 글래스 안정성을 나타낸다.

ZrO₂는, 굴절률을 높이고, 화학적 내구성을 개선하는 효과를 갖는다. 소량의 도입으로도 우수한 상기 효과가 얻어진다. 그러나, 그 양이 15％를 초과하면, 글래스 전이 온도나 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 저하된다. 따라서, ZrO₂의 함유량은 0∼15％로 한다. 본 발명의 광학 글래스의 바람직한 양태에서, ZrO₂의 함유량은 0.5∼15％로 한다. ZrO₂의 함유량의 보다 바람직한 범위는 0.5∼13％, 더 바람직한 범위는 1∼11％, 특히 바람직한 범위는 2∼9％이다.

WO₃은, 굴절률을 높이고, 액상 온도를 저하시키고, 내실투성의 개선에 기여하는 성분이지만, WO₃의 양이 2％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화되게 된다. 또한, 글래스의 착색도 강해진다. 따라서, WO₃의 함유량은 0∼2％로 한다. WO₃의 함유량의 바람직한 범위는 0∼1.5％, 보다 바람직한 범위는 0∼1％, 더 바람직한 범위는 0∼0.5％이다. 글래스에의 착색을 생각하면, WO₃을 함유하지 않는 것이 보다 한층 바람직하다.

Yb₂O₃은, 굴절률을 높이는 기능을 하고, La₂O₃과 공존시킴으로써 액상 온도를 저하시켜, 내실투성을 대폭 개선하는 기능을 한다. 그 양이 20％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화된다. 따라서, Yb₂O₃의 함유량은 0∼20％로 한다. Yb₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 0∼18％, 보다 바람직한 범위는 0∼16％, 더 바람직한 범위는 0∼14％, 한층 바람직한 범위는 0∼8％, 보다 한층 바람직한 범위는 0∼5％, 한층 더 바람직한 범위는 0∼2％, 더욱 한층 바람직한 범위는 0∼1％이다. 그러나, Yb₂O₃은 La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃에 비해 고가의 성분이며, Yb₂O₃을 이용하지 않아도 충분한 글래스 안정성이 얻어지므로, Yb₂O₃을 도입하지 않아도 된다. 그 경우, 글래스의 제조 코스트를 저감할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

Li₂O, Na₂O 및 K₂O는 용융성을 개선하고, 글래스 전이 온도를 저하시키는 기능을 하는 임의 성분이다. Li₂O, Na₂O 및 K₂O의 합계 함유량이 10％를 초과하면 원하는 굴절률을 실현하는 것이 곤란하게 되어, 화학적 내구성도 저하된다. 따라서, Li₂O, Na₂O 및 K₂O의 합계 함유량은 0∼10％로 한다. Li₂O, Na₂O 및 K₂O의 합계 함유량의 바람직한 범위는 0∼8％, 보다 바람직한 범위는 0∼6％, 더 바람직한 범위는 0∼4％, 한층 바람직한 범위는 0∼2％이다. 글래스 안정성을 유지하면서, 글래스를 보다 고굴절률화하는 경우, 상기 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 것이 보다 한층 바람직하다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO는, 글래스의 용융성이나 가시 영역에서의 광선 투과율을 개선하는 기능을 한다. 또한, 탄산염이나 질산염의 형태로 글래스에 도입함으로써, 탈포 효과도 얻어진다. 그러나, 그 양이 10％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화되는 것 외에, 굴절률이 저하되어, 화학적 내구성도 악화되게 된다. 따라서, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합계 함유량을 0∼10％로 한다. MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합계 함유량의 바람직한 범위는 0∼8％, 보다 바람직한 범위는 0∼6％, 더 바람직한 범위는 0∼4％, 한층 바람직한 범위는 0∼2％, 보다 한층 바람직한 범위는 0∼1％이다. 글래스 안정성을 유지하면서, 글래스를 보다 고굴절률화하는 경우, 알칼리 토류 금속 산화물을 함유하지 않는 것이 보다 한층 바람직하다.

Ta₂O₅는, 고굴절률 저분산화와 글래스 안정성의 개선에 있어서 매우 유효한 성분이지만, 매우 고가의 성분이므로, 본 발명의 목적인 고굴절률 저분산 글래스의 안정 공급을 달성하기 위해, 그 함유량을 12％ 이하로 억제한다. Ta₂O₅의 함유량을 상기 범위로 하면 굴절률이 저하되거나, 글래스 안정성이 대폭 저하되지만, TiO₂, Nb₂O₅중 적어도 한쪽, 바람직하게는 TiO₂ 및 Nb₂O₅의 양방을 함유함으로써, 고굴절률 저분산 특성과 글래스 안정성을 손상시키지 않고, Ta₂O₅의 함유량을 삭감할 수 있다.

또한, Ta₂O₅의 함유량이 12％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화된다. 따라서, Ta₂O₅의 함유량은 0∼12％로 한다. Ta₂O₅의 함유량의 바람직한 범위는 0∼10％, 보다 바람직한 범위는 0∼8％, 더 바람직한 범위는 0∼6％, 한층 바람직한 범위는 0∼4％, 보다 한층 바람직한 범위는 0∼2％, 한층 더 바람직한 범위는 0∼1％이다. Ta₂O₅를 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.

단, 글래스 안정성의 한층 개선을 우선하는 경우는, 소량의 Ta₂O₅를 도입하는 것이 바람직하다. 소량의 Ta₂O₅를 도입함으로써, 글래스 안정성을 한층 개선할 수 있는 것 외에, 고굴절률을 유지하면서 La₂O₃의 함유량을 저감할 수 있으므로, 글래스 용융 온도를 저하할 수 있다. 용융 온도를 저하시킴으로써, 전술한 바와 같이 용융 용기의 침식과 글래스의 착색을 저감, 억제할 수 있다.

그 경우의 Ta₂O₅의 함유량의 바람직한 범위는 0.5∼12％, 보다 바람직한 범위는 1∼12％, 더 바람직한 범위는 2∼12％이다.

GeO₂는 메쉬 형성 산화물이며, 굴절률을 높이는 기능도 하기 때문에, 글래스 안정성을 유지하면서 굴절률을 높일 수 있는 성분이지만, 매우 고가의 성분이며, Ta 성분과 함께, 그 양을 좀 적게 취하는 것이 요구되는 성분이다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 조성을 결정하고 있으므로, GeO₂의 함유량을 5％ 이하로 억제하여도, 원하는 광학 특성의 실현과 우수한 글래스 안정성의 실현을 양립할 수 있다. 따라서 GeO₂의 함유량은 0∼5％로 한다. GeO₂의 함유량의 바람직한 범위는 0∼3％, 보다 바람직한 범위는 0∼2.5％, 더 바람직한 범위는 0∼2％이며, 한층 바람직한 범위는 0∼1.5％이며, 보다 한층 바람직한 범위는 0∼1％이며, 또한 한층 바람직한 범위는 0∼0.5％이다. GeO₂를 함유하지 않는 것, 즉 Ge 프리 글래스인 것이 특히 바람직하다. 전술한 바와 같이 GeO₂는 메쉬 형성 산화물이기 때문에, GeO₂의 함유량을 상기한 바와 같이 제한한 광학 글래스는, 소정량 이상의 GeO₂의 함유를 전제로 하여 고굴절률 저분산 특성을 실현하는 광학 글래스와는 기본 조성을 달리하는 글래스라고 할 수 있다. 또한, GeO₂는 글래스 안정성을 유지하면서 굴절률을 높일 수 있는 특이한 성분이며, 고가의 GeO₂의 사용량을 제한하고, 상기 굴절률 및 아베수와 우수한 글래스 안정성을 갖는 광학 글래스를 제공하는 것은, 매우 의의 깊은 것이다.

Bi₂O₃은, 굴절률을 높임과 함께 글래스 안정성도 높이는 기능을 하지만, 그 양이 10％를 초과하면 가시 영역에서의 광선 투과율이 저하되어, 글래스가 착색 경향을 나타낸다. 따라서, Bi₂O₃의 함유량은 0∼10％로 한다. Bi₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 0∼5％, 보다 바람직한 범위는 0∼2％, 더 바람직한 범위는 0∼1％이며, Bi₂O₃을 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.

Al₂O₃은, 소량이면 글래스 안정성 및 화학적 내구성을 개선하는 기능을 하지만, 그 양이 10％를 초과하면 액상 온도가 상승되어, 내실투성이 악화된다. 따라서, Al₂O₃의 함유량은 0∼10％로 한다. Al₂O₃의 함유량의 바람직한 범위는 0∼5％, 보다 바람직한 범위는 0∼2％, 더 바람직한 범위는 0∼1％이며, Al₂O₃을 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.

Sb₂O₃은, 청등제로서 첨가 가능하며, 소량의 첨가로 Fe 등의 불순물 혼입에 의한 광선 투과율의 저하를 억제하는 기능도 하지만, 그 강력한 산화 작용에 의해 프레스 성형 시, 프레스 성형형의 성형면 열화를 조장하게 된다. 또한, Sb₂O₃의 첨가에 의해 글래스의 착색이 증대 경향을 나타낸다. 따라서, Sb₂O₃의 첨가량은, 외할로 0∼1％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0∼0.5％, 더 바람직하게는 0∼0.1％로 한다. Sb₂O₃을 첨가하지 않는 것, 즉 Sb 프리 글래스인 것이 특히 바람직하다.

SnO₂도 청등제로서 첨가 가능하지만, 외할로 1％를 초과하여 첨가하면 글래스가 착색되거나, 글래스를 가열, 연화하여 프레스 성형 등의 재성형을 할 때에, Sn이 결정 핵 생성의 기점으로 되어 실투 경향이 생긴다. 따라서, SnO₂의 첨가량을 외할로 0∼1％로 하는 것이 바람직하고, 0∼0.5％로 하는 것이 보다 바람직하고, 첨가하지 않는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 광학 글래스는, 글래스 안정성을 유지하면서 고굴절률 저분산의 광학 특성을 실현하고 있고, Lu, Hf 등의 성분을 함유시키는 것을 필요로 하지 않는다. Lu, Hf도 고가의 성분이므로, Lu₂O₃, HfO₂의 함유량을 각각 0∼1％로 억제하는 것이 바람직하고, 각각 0∼0.5％로 억제하는 것이 보다 바람직하고, Lu₂O₃을 도입하지 않는 것, HfO₂를 도입하지 않는 것이 각각 특히 바람직하다.

또한, 환경 영향을 배려하여, As, Pb, U, Th, Te, Cd도 도입하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 글래스의 우수한 광선 투과성을 살리는 점에서, Cu, Cr, V, Fe, Ni, Co 등의 착색이 요인으로 되는 물질을 도입하지 않는 것이 바람직하다.

<광학 글래스의 특성>

본 발명의 광학 글래스의 굴절률 nd는 1.89∼2.0이다. 상기 광학 글래스로 렌즈를 제작하는 경우, 굴절률이 높은 쪽이, 동일한 초점 거리의 렌즈를 제작하는 것으로 하여도, 렌즈면의 커브를 완만하게 할(곡률 반경의 절대값을 크게 할) 수 있어, 렌즈의 제작이 용이하게 되거나, 혹은 수차의 보정이 용이하게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 복수의 렌즈를 조합하여 촬상 광학계나 투사 광학계를 구성하는 경우, 광학계를 콤팩트하게 할 수도 있다.

또한 촬상 광학계나 투사 광학계 등의 광학계에서, 광로 길이를 단축화하기 위해, 프리즘을 이용하여 광로를 절곡할 때, 프리즘을 구성하는 글래스의 굴절률이 높은 쪽이 광로 길이를 단축화하는 점에서 유효하다. 또한, 촬상 광학계에서는 화각을 크게 할 수 있다. 이러한 이유로부터 굴절률 nd의 하한을 상기한 바와 같이 정한다. 한편, 굴절률을 과도하게 높이면 글래스 안정성이 저하되어, 글래스의 제조가 곤란하게 되는 경향을 나타내기 때문에, 굴절률 nd의 상한을 상기한 바와 같이 정한다. 굴절률 nd의 바람직한 하한은 1.892, 보다 바람직한 하한은 1.894, 더 바람직한 하한은 1.895, 한층 바람직한 하한은 1.90이며, 바람직한 상한은 1.98, 보다 바람직한 상한은 1.95, 더 바람직한 상한은 1.94, 한층 바람직한 상한은 1.93이다.

본 발명의 광학 글래스의 아베수 νd는 32∼38이다. 본 발명의 광학 글래스로 이루어지는 렌즈와 고굴절률 고분산 글래스제 렌즈를 조합함으로써 콤팩트한 색 수차 보정 광학계를 얻을 수 있지만, 이러한 색 수차 보정 광학계에서는, 본 발명의 광학 글래스의 아베수와 고굴절률 고분산 글래스의 아베수의 차가 큰 쪽이, 콤팩트하고 또한 양호한 색 수차 보정을 실현하는 점에서 유리하게 된다. 이러한 이유로부터 아베수 νd의 하한을 상기값으로 한다. 한편, 고굴절률을 유지하면서 과도한 저분산화를 행하면, 글래스 안정성이나 용융 글래스 성형성이 저하되어, 글래스의 제조가 곤란하게 된다. 따라서, 아베수 νd의 상한을 상기값으로 한다. 아베수 νd의 바람직한 하한은 32.5, 보다 바람직한 하한은 33.0, 더 바람직한 하한은 33.5, 한층 바람직한 하한은 34.0, 보다 한층 바람직한 하한은 34.5이며, 아베수 νd의 바람직한 상한은 37.9, 보다 바람직한 상한은 37.8, 더 바람직한 상한은 37.7이다.

또한, 아베수 νd가 작은 글래스, 즉 분산이 높은 글래스의 쪽이, 안정성이나 용융 글래스 성형 시의 점성을 유지하면서, 굴절률을 높이기 쉽다. 그러나, 상기 광학 특성의 범위 내에서, 고굴절률 저분산화하여도 글래스 안정성이나 용융 글래스 성형성이 유지되므로, 광학 설계상, 특히 유용한 광학 특성을 실현할 수 있다. 이러한 관점에서, 하기 수학식 1을 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 바람직하고, 하기 수학식 2를 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 보다 바람직하고, 하기 수학식 3을 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 더 바람직하고, 하기 수학식 4를 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 한층 바람직하고, 하기 수학식 5를 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 보다 한층 바람직하고, 하기 수학식 6을 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 한층 더 바람직하다.

여기서, 수학식 1∼수학식 6으로 정해지는 각 범위와 굴절률 nd의 바람직한 하한을 조합하면, 본 발명의 범위에서,

nd≥2.54-0.02×νd(단, νd>32.5) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤32.5)

로 정해지는 범위가 바람직하고,

nd≥2.55-0.02×νd(단, νd>33.0) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤33.0)

로 정해지는 범위가 보다 바람직하고,

nd≥2.56-0.02×νd(단, νd>33.5) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤33.5)

로 정해지는 범위가 더 바람직하고,

nd≥2.57-0.02×νd(단, νd>34.0) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤34.0)

로 정해지는 범위가 한층 바람직하고,

nd≥2.58-0.02×νd(단, νd>34.5) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤34.5)

로 정해지는 범위가 보다 한층 바람직하고,

nd≥2.59-0.02×νd(단, νd>35.0) 또한

nd≥1.89 (단, νd≤35.0)

로 정해지는 범위가 한층 더 바람직하다.

상기의 예는, 굴절률 nd가 1.89 이상, 또한 수학식 1∼수학식 6이 성립되는 범위이지만, 굴절률 nd가 1.892 이상 또한 수학식 1∼수학식 6이 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.894 이상 또한 수학식 1∼수학식 6이 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.895 이상 또한 수학식 1∼수학식 6이 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.90 이상 또한 수학식 1∼수학식 6이 성립되는 범위도 각각, 마찬가지로 정의할 수 있다.

한편, 보다 한층 우수한 글래스 안정성을 실현하는 점에서, 하기 수학식 7을 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 바람직하고, 하기 수학식 8을 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 보다 바람직하고, 하기 수학식 9를 충족하는 광학 특성을 갖는 광학 글래스가 더 바람직하다.

여기서, 수학식 7∼수학식 9로 정해지는 각 범위와 굴절률 nd의 바람직한 상한을 조합하면, 본 발명의 범위에서,

nd≤2.69-0.02×νd(단, νd>34.5) 또한

nd≤2.0 (단, νd≤34.5)

으로 정해지는 범위가 바람직하고,

nd≤2.68-0.02×νd(단, νd>34.0) 또한

nd≤2.0 (단, νd≤34.0)

으로 정해지는 범위가 보다 바람직하고,

nd≤2.67-0.02×νd(단, νd>33.5) 또한

nd≤2.0 (단, νd≤33.5)

으로 정해지는 범위가 더 바람직하다.

상기의 예는, 굴절률 nd가 2.0 이하, 또한 수학식 7∼수학식 9가 성립되는 범위이지만, 굴절률 nd가 1.98 이하 또한 수학식 7∼수학식 9가 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.95 이하 또한 수학식 7∼수학식 9가 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.94 이하 또한 수학식 7∼수학식 9가 성립되는 범위, 굴절률 nd가 1.93 이하 또한 수학식 7∼수학식 9가 성립되는 범위도 각각, 마찬가지로 정의할 수 있다.

<글래스의 착색>

본 발명의 광학 글래스의 착색도 λ70은 430㎚ 이하이다. 착색도 λ70은, 서로 평행하고, 광학 연마된 2개의 대향하는 평면을 갖는 두께 10±0.1㎜의 글래스를 이용하여, 280㎚로부터 700㎚까지의 파장 영역에서의 분광 투과율을 측정하고, 투과율 70％를 나타내는 파장에 상당한다. 여기서, 분광 투과율 혹은 투과율이란, 글래스의 상기 표면에 대해 수직으로 강도 I_in의 광을 입사하고, 글래스를 투과하여 한쪽의 평면으로부터 강도 I_out의 광이 출사하는 경우에, I_out/I_in에 의해 나타내는 양이며, 글래스의 상기 평면에서의 표면 반사 손실도 포함된 투과율이다.

표면 반사 손실은 글래스의 굴절률이 높을수록 커진다. 그 때문에, 고굴절률 글래스에서 λ70이 작다고 하는 것은, 글래스 자체의 착색이 매우 적은 것을 의미한다. λ70을 430㎚ 이하로 함으로써, 컬러 밸런스가 우수한 촬상 광학계 혹은 투사 광학계를 구성하는 광학 소자를 제공할 수 있다. 촬상 광학계 혹은 투사 광학계에서는, 여러 가지의 수차를 보정하기 위해, 복수매의 렌즈를 이용한다. 그 때문에, 착색한 글래스로 이루어지는 렌즈를 이용하면 광학계 전체의 투과광량이 저하되게 되는 문제가 있다. 특히 일안 레플렉스 카메라의 교환 렌즈에서는, 구경이 크기 때문에 렌즈의 두께가 두껍고, 착색한 글래스를 이용하면 투과광량의 저하가 현저하게 된다. 본 발명의 광학 글래스를 이용하여 렌즈를 제작하면, 고굴절률 저분산 글래스이면서 착색이 매우 적기 때문에, 렌즈 1매로서도 광학계 전체로서도 투과광량을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 착색이 적은 것과, 고굴절률 저분산성을 구비하는 것이 더불어, 촬상 광학계나 투사 광학계를 콤팩트하게 할 수도 있다. 이러한 점으로부터, 본 발명의 광학 글래스는 촬상 광학계나 투사 광학계를 구성하는 광학 소자 재료로서 바람직하며, 특히 일안 레플렉스 카메라의 교환 렌즈를 구성하는 광학 소자용 재료로서 바람직하다.

이러한 요구에 부응하기 위해서는, λ70이 상기 범위에 있는 광학 글래스가 필요하지만, 또한 본 발명의 광학 글래스에서, 바람직한 착색도의 범위는 λ70이 425㎚ 이하의 범위이며, 보다 바람직한 착색도의 범위는 λ70이 420㎚ 이하의 범위이며, 더 바람직한 착색도의 범위는 λ70이 415㎚ 이하의 범위이며, 한층 바람직한 착색도의 범위는 λ70이 410㎚ 이하의 범위이며, 보다 한층 바람직한 착색도의 범위는 λ70이 405㎚ 이하의 범위이다. 또한, λ70의 하한은, 굴절률 등의 글래스의 특성이나 조성에 의해 자연히 정해진다.

또한, λ70 이외의 착색도로서는 λ80, λ5도 있다. λ80은 투과율 80％를 나타내는 파장, λ5는 투과율 5％를 나타내는 파장이다.

<액상 온도에서의 글래스의 점성>

고굴절률 글래스, 특히 고굴절률 저분산 글래스는 용융 글래스 성형 시의 실투를 방지하기 위해, 전반적으로 용융 글래스 유출, 성형 시의 온도를 높게 한다. 그 때문에, 유출, 성형 시의 점성이 매우 낮아, 고품질의 글래스를 높은 생산성의 기초로 제조하는 것이 어렵다.

예를 들면, 글래스 유출 온도가 높으면, 고온의 글래스 표면으로부터 특정한 휘발하기 쉬운 글래스 성분이 휘발하여 글래스 표면이 변질된다. 그 결과, 글래스 표면에 맥리라고 불리는 광학적으로 불균질한 부분이 생기게 된다. 또한, 유출, 성형 시의 점성이 낮으면 유출한 글래스의 표면이 내부에 말려들어가, 글래스 내부에 맥리가 생기게 된다. 또한, 유출 시의 온도가 높으면 고온의 글래스와 접촉하는 주형이 열적으로 열화, 소모되기 쉬워진다.

고굴절률 저분산 글래스에서, 액상 온도에서의 점성을 확보할 수 있으면, 용융 글래스의 성형성을 개선할 수 있어, 고품질의 글래스를 높은 생산성을 바탕으로 공급할 수 있다. 또한, 액상 온도의 상승 억제도 고품질 글래스의 생산성 향상에 있어서 유리하게 기능한다.

이러한 이유로부터, 본 발명에서, 액상 온도에서의 점도가 1dPaㆍs 이상인 광학 글래스인 것이 바람직하다. 상기 점성 특성을 부여함으로써, 고굴절률 저분산 글래스의 용융 글래스 성형성을 비약적으로 개선할 수 있다. 상기 성형성을 한층 개선하는 점에서, 액상 온도에서의 점도를 1.2dPaㆍs 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.4dPaㆍs 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.6dPaㆍs 이상으로 하는 것이 더 바람직하고, 2.0dPaㆍs 이상으로 하는 것이 한층 바람직하고, 2.5dPaㆍs 이상으로 하는 것이 한층 바람직하다. 액상 온도에서의 점도의 상한은 상기 글래스 조성 범위로부터 자연히 제한되지만, 목표로서 30dPaㆍs 이하로 생각하면 된다.

또한, 전술한 관점에서 본 발명의 광학 글래스에서, 액상 온도를 1300℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1280℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 1250℃ 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 액상 온도의 하한도 글래스 조성으로부터 자연히 제한되지만, 목표로서 1000℃ 이상으로 생각하면 된다.

<글래스 전이 온도>

본 발명의 광학 글래스는, 복수의 고굴절률 부여 성분을 밸런스 좋게 도입하여, 특정한 고굴절률 부여 성분의 함유량이 돌출되어 많아지지 않도록 하고 있다. 또한, ZnO를 필수 성분으로서 도입하고 있기 때문에, 고굴절률 저분산 글래스로서는 글래스 전이 온도를 낮게 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 글래스에서 글래스 전이 온도의 바람직한 범위는 710℃ 이하, 보다 바람직한 범위는 700℃ 이하, 더 바람직한 범위는 695℃ 이하이다. 글래스 전이 온도를 낮게 억제함으로써, 글래스의 어닐링 온도의 상승을 억제할 수 있어, 어닐링 설비의 열적 열화, 소모를 억제할 수 있다. 또한, 글래스를 재가열, 연화하여 프레스 성형할 때의 가열 온도도 낮게 억제할 수 있기 때문에, 프레스 성형형 등의 프레스 성형 설비의 열적 열화, 소모를 억제할 수 있다. 어닐링로나 어닐링로 내에서 글래스를 이동하는 장치, 프레스 성형 장치 등에는 스테인레스강이 이용되는 경우가 많다. 스테인레스강의 변형 온도는 700℃ 부근이기 때문에, 글래스 전이 온도를 상기 범위, 특히 700℃ 이하, 바람직하게는 695℃ 이하로 억제함으로써, 상기 각 공정에서의 스테인레스강의 변형을 방지할 수 있다.

글래스 전이 온도의 하한은 글래스 조성으로부터 자연히 제한되지만, 목표로서 650℃ 이상으로 생각하면 된다.

<재가열 시의 내실투성>

본 발명의 광학 글래스는, 글래스를 재가열하여 성형할 때의 내실투성에도 우수하다. 본 발명의 광학 글래스의 바람직한 것에서는, 글래스 시료를 600℃∼800℃에서, 10분간 글래스를 유지하고(1차 열 처리), 그 후 820℃∼900℃에서 승온하고, 그 온도에서 10분간 유지(2차 열 처리)한 후에서도 글래스 내부에 결정의 석출은 확인되지 않는다. 도 1은, 나중에 기재하는 실시예 1에서 얻은 글래스의 1차 열 처리 및 2차 열 처리(재가열)의 온도와 글래스 내부에 석출한 결정수 밀도의 관계를 나타내는 것이다. 도 1로부터, 재가열 시의 결정수 밀도가 매우 낮고, 내실투성이 매우 우수한 글래스인 것을 알 수 있다. 또한, 상기 테스트를 행하는 경우, 글래스 시료로서는 절단, 연마에 의해 얻은 것이 바람직하고, 예를 들면 크기 15×15×15㎜의 것을 이용할 수 있다. 또한, 결정 석출의 유무는 글래스 내부를 100배의 광학 현미경으로 확대 관찰함으로써 행할 수 있다.

또한, 절단, 배럴을 실시한 글래스 시료(시료 중량=6.05g)를 이용하여, 예를 들면 도 2에 도시한 가열 스케줄에 따라, 재가열하여 프레스 성형을 행한 바, 프레스 성형한 글래스의 내부에 결정의 석출은 확인되지 않았다.

이와 같이, 본 발명의 광학 글래스는 내실투성이 우수하기 때문에, 고품질의 프레스 성형품을 성형할 수 있는 프레스 성형용 글래스 소재의 재료로서 바람직하다.

<광학 글래스의 제조 방법>

다음으로 본 발명의 광학 글래스의 제조 방법에 대해 설명한다. 예를 들면, 분체 형상의 화합물 원료, 즉 산화물, 탄산염, 질산염, 황산염, 수산화물 등을 원하는 글래스 조성에 대응하여 칭량, 조합하여 얻어지는 미가공 글래스화 원료, 혹은 화합물 원료를 개략 용융(러프 멜트)하여 얻어지는 컬리트 원료를 원하는 글래스 조성에 대응하여 칭량, 조합한 글래스화 원료를 이용하여, 백금 합금제의 용융 용기 내에 공급한 후, 이를 가열, 용융한다. 상기 원료를 완전하게 용융하여 용융 글래스(글래스 융액)를 얻은 후, 이 용융 글래스의 온도를 상승시켜 청등을 행한다. 청등한 용융 글래스를 교반기를 이용하여 교반, 균질화하고, 글래스 유출 파이프에 연속 공급, 유출하고, 급냉, 고화하여 글래스 성형체를 얻는다.

얻어진 글래스 성형체를 어닐링하고, 성형체 내부의 변형을 저감 혹은 제거하고, 필요에 따라서 굴절률을 미세 조정하여, 광학 소자의 재료 혹은 프레스 성형용 글래스 소재용의 재료로 한다.

다음으로 본 발명의 프레스 성형용 글래스 덩어리에 대해 설명한다.

[프레스 성형용 글래스 덩어리]

본 발명의 프레스 성형용 글래스 덩어리는 상기한 본 발명의 광학 글래스로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 덩어리의 형상은, 목적으로 하는 프레스 성형품의 형상에 따라서 프레스 성형하기 쉬운 형상으로 한다. 또한, 덩어리의 질량도 프레스 성형품에 맞춰서 설정한다. 본 발명에서는, 안정성이 우수한 글래스를 사용하고 있으므로, 재가열, 연화하여 프레스 성형하여도 글래스가 실투하기 어렵고, 고품질의 성형품을 안정적으로 생산할 수 있다.

프레스 성형용 글래스 덩어리의 제조예는 이하와 같다.

제1 제조예에서는, 유출 파이프의 하방에 수평하게 배치한 주형에 파이프로부터 유출하는 용융 글래스를 연속적으로 주입하여, 일정한 두께를 갖는 판 형상으로 성형한다. 성형된 글래스는 주형 측면에 형성한 개구부로부터 수평 방향으로 연속해서 인출된다. 판 형상 글래스 성형체의 인출은 벨트 컨베어에 의해 행한다. 벨트 컨베어의 인출 속도를 일정하게 하여 글래스 성형체의 판 두께가 일정하게 되도록 인출함으로써, 소정의 두께, 판 폭의 글래스 성형체를 얻을 수 있다. 글래스 성형체는 벨트 컨베어에 의해 어닐링로 내에 반송되고, 서냉된다. 서냉한 글래스 성형체를 판 두께 방향으로 절단 혹은 할단하고, 연마 가공을 실시하거나, 배럴 연마를 실시하여 프레스 성형용 글래스 덩어리로 한다.

제2 제조예에서는, 상기 주형 대신에 원통 형상의 주형 내에 용융 글래스를 주입하여 원주 형상의 글래스 성형체를 성형한다. 주형 내에서 성형된 글래스 성형체는 주형 저부의 개구부로부터 일정한 속도로 연직 하방에 인출된다. 인출 속도는 주형 내에서의 용융 글래스 액위가 일정하게 되도록 행하면 된다. 글래스 성형체를 서냉한 후, 절단 혹은 할단하고, 연마 가공 또는 배럴 연마를 실시하여 프레스 성형용 글래스 덩어리로 한다.

제3 제조예에서는, 유출 파이프의 하방에 원형의 턴테이블의 원주 상에 복수개의 성형형을 등간격으로 배치한 성형기를 유출 파이프의 하방에 설치하고, 턴테이블을 인덱스 회전하고, 성형형의 정류 위치의 하나를 성형형에 용융 글래스를 공급하는 위치(캐스트 위치로 함)로 하여 용융 글래스를 공급하고, 공급한 용융 글래스를 글래스 성형체로 성형한 후, 캐스트 위치와는 상이한 소정의 성형형의 정류 위치(테이크 아웃 위치)로부터 글래스 성형체를 취출한다. 테이크 아웃 위치를 어느 정류 위치로 하는지는, 턴테이블의 회전 속도, 글래스의 냉각 속도 등을 고려하여 정하면 된다. 캐스트 위치에서의 성형형에의 용융 글래스의 공급은, 유출 파이프의 글래스 유출구로부터 용융 글래스를 적하하고, 글래스 방울을 상기 성형형으로 받는 방법, 캐스트 위치에 정류하는 성형형을 글래스 유출구에 가까이 하여 유출하는 용융 글래스 흐름의 하단부를 지지하고, 글래스 흐름 도중에 잘록한 부분을 만들고, 소정의 타이밍에서 성형형을 연직 방향으로 급강하함으로써 잘록한 부분보다 아래의 용융 글래스를 분리하여 성형형 위로 받는 방법, 유출하는 용융 글래스 흐름을 절단날로 절단하고, 분리한 용융 글래스 덩어리를 캐스트 위치에 정류하는 성형형으로 받는 방법 등에 의해 행할 수 있다.

성형형 상에서의 글래스의 성형은 공지의 방법을 이용하면 된다. 그 중에서도 성형형으로부터 상향으로 가스를 분출하여 글래스 덩어리에 상향의 풍압을 가하고, 글래스를 부상시키면서 성형하면, 글래스 성형체의 표면에 주름이 생기거나, 성형형과의 접촉에 의해 글래스 성형체에 금이나 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

글래스 성형체의 형상은, 성형형 형상의 선택이나 상기 가스의 분출의 방법에 의해, 구 형상, 회전 타원체 형상, 회전 대상축을 1개 갖고, 그 회전 대상축의 축 방향을 향한 2개의 면이 모두 외측에 볼록 형상인 형상 등으로 할 수 있다. 이들 형상은 렌즈 등의 광학 소자 혹은 광학 소자 블랭크를 프레스 성형하기 위한 글래스 덩어리에 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 글래스 성형체는 그대로, 혹은 표면을 연마 혹은 배럴 연마하여 프레스 성형용 글래스 덩어리로 할 수 있다.

[광학 소자]

다음으로 본 발명의 광학 소자에 대해 설명한다.

본 발명의 광학 소자는, 상기한 본 발명의 광학 글래스로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광학 소자는, 고굴절률 저분산 특성을 갖고, Ta₂O₅나 GeO₂등의 고가의 성분의 함유량이 소량 또는 제로로 억제되어 있으므로, 저코스트로 광학적인 가치가 높은 각종 렌즈, 프리즘 등의 광학 소자를 제공할 수 있다.

렌즈의 예로서는, 렌즈면이 구면 또는 비구면인, 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈 등의 각종 렌즈를 들 수 있다.

이러한 렌즈는, 고굴절률 고분산 글래스제의 렌즈와 조합함으로써 색 수차를 보정할 수 있어, 색 수차 보정용의 렌즈로서 바람직하다. 또한, 광학계의 콤팩트화에도 유효한 렌즈이다.

또한 본 발명의 광학 소자는, 착색도 λ70이 430㎚ 이하인 광학 글래스에 의해 구성되므로, 높은 광선 투과율이 요구되는 촬상 광학계, 특히 교환 렌즈(예를 들면, 일안 레플렉스 카메라의 교환 렌즈)나, 투사 광학계에 조립하는 광학 소자로서 바람직하다.

또한, 프리즘에 대해서는 굴절률이 높으므로 촬상 광학계에 조립함으로써, 광로를 구부려 원하는 방향을 향하게 함으로써 콤팩트하며 넓은 화각의 광학계를 실현할 수도 있다.

또한 본 발명의 광학 소자의 광학 기능면에는, 반사 방지막 등의 광선 투과율을 제어하는 막을 형성할 수도 있다.

[광학 소자 블랭크의 제조 방법]

다음으로 본 발명의 광학 소자 블랭크의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 광학 소자 블랭크의 제조 방법에는, 이하에 기재하는 2개의 양태가 있다.

<제1 광학 소자 블랭크의 제조 방법>

본 발명의 제1 광학 소자 블랭크의 제조 방법은, 연삭, 연마에 의해 광학 소자로 완성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법에서, 상기한 본 발명의 프레스 성형용 글래스 덩어리를 가열, 연화하여 프레스 성형하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 재가열 시의 내실투성이 우수한 상기 본 발명의 광학 글래스로 이루어지는 덩어리를 이용하기 때문에, 글래스를 실투시키지 않고 광학 소자 블랭크를 생산할 수 있다. 또한, 착색이 적은 글래스를 이용하기 때문에, 투과광량이 충분하고 컬러 밸런스가 우수한 광학 소자를 얻기 위한 블랭크를 생산할 수도 있다.

광학 소자 블랭크는, 목적으로 하는 광학 소자의 형상으로, 연삭, 연마에 의해 제거하는 가공 마진을 가한 광학 소자의 형상으로 근사하는 형상을 갖는 글래스 성형체이다.

광학 소자 블랭크를 제작할 때에, 그 블랭크의 형상을 반전한 형상의 성형면을 갖는 프레스 성형형을 준비한다. 프레스 성형형은 상형, 하형 그리고 필요에 따라서 몸통형을 포함하는 형 부품에 의해 구성되고, 상하형의 성형면, 혹은 몸통형을 사용하는 경우는 몸통형 성형면을 전술한 형상으로 한다.

다음으로 프레스 성형용 글래스 덩어리의 표면에 질화 붕소 등의 분말 형상 이형제를 균일하게 도포하고, 가열, 연화하고 나서 예열된 하형에 도입하고, 하형과 대향하는 상형으로 프레스하여, 광학 소자 블랭크로 성형한다.

다음으로 광학 소자 블랭크를 이형하여 프레스 성형형으로부터 취출하고, 어닐링 처리한다. 이 어닐링 처리에 의해 글래스 내부의 변형을 저감하여, 굴절률 등의 광학 특성이 원하는 값으로 되도록 한다.

글래스 덩어리의 가열 조건, 프레스 성형 조건, 프레스 성형형에 사용하는 재료 등은 공지의 것을 적용하면 된다. 이상의 공정은 대기 중에서 행할 수 있다.

<제2 광학 소자 블랭크의 제조 방법>

본 발명의 제2 광학 소자 블랭크의 제조 방법은, 연삭, 연마에 의해 광학 소자로 완성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법으로, 글래스 원료를 용융하고, 얻어진 용융 글래스를 프레스 성형하여, 상기한 본 발명의 광학 글래스로 이루어지는 광학 소자 블랭크를 제작하는 것을 특징으로 한다.

상형, 하형, 필요에 따라서 몸통형을 포함하는 형 부품에 의해 프레스 성형형을 구성한다. 전술한 바와 같이 광학 소자 블랭크의 표면 형상을 반전한 형상으로 프레스 성형형의 성형면을 가공한다.

하형 성형면 상에 질화 붕소 등의 분말 형상 이형제를 균일하게 도포하고, 전술한 광학 글래스의 제조 방법에 따라서 용융한 용융 글래스를 하형 성형면 상에 유출하고, 하형 상의 용융 글래스량이 원하는 양으로 된 부분에서 용융 글래스 흐름을 시아라고 불리는 절단날로 절단한다. 이렇게 하여 하형 상에 용융 글래스 덩어리를 얻은 후, 상방에 상형이 대기하는 위치에 용융 글래스 덩어리마다 하형을 이동하고, 상형과 하형으로 글래스를 프레스하여, 광학 소자 블랭크로 성형한다.

글래스 덩어리의 가열 조건, 프레스 성형 조건, 프레스 성형형에 사용하는 재료 등은 공지의 것을 적용하면 된다. 이상의 공정은 대기 중에서 행할 수 있다. 제2 광학 소자 블랭크의 제조 방법도 글래스를 실투시키지 않고 블랭크를 생산할 수 있다. 또한, 투과광량이 충분히 확보된 광학 소자를 얻기 위한 블랭크를 제공할 수도 있다.

다음으로 본 발명의 광학 소자의 제조 방법에 대해 설명한다.

[광학 소자의 제조 방법]

본 발명의 광학 소자의 제조 방법은, 2개의 양태로 대별할 수 있다.

본 발명의 광학 소자의 제조 방법의 제1 양태(광학 소자의 제조 방법 I라고 함)는, 상기한 본 발명의 방법으로 광학 소자 블랭크를 제작하고, 그 광학 소자 블랭크를 연삭, 연마하는 것을 특징으로 한다. 연삭, 연마는 공지의 방법을 적용할 수 있다. 광학 소자의 제조 방법 I는 구면 렌즈나 프리즘 등의 제조에 바람직하다.

본 발명의 광학 소자의 제조 방법의 제2 양태(광학 소자의 제조 방법 II라고 함)는, 상기 본 발명의 프레스 성형용 글래스 덩어리를 가열하고, 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법이다. 정밀 프레스 성형에는 공지의 프레스 성형형을 사용하고, 공지의 성형 방법을 적용할 수 있다. 광학 소자의 제조 방법 II는 비구면 렌즈나 마이크로 렌즈, 회절 격자 등의 제조에 바람직하다.

<실시예>

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이들 예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

우선, 표 1∼표 6에 나타내는 조성을 갖는 글래스 NO. 1∼22가 얻어지는 바와 같이, 원료로서 탄산염, 질산염, 황산염, 수산화물, 산화물, 붕산 등을 이용하고, 각 원료 분말을 칭량하여 충분히 혼합하고, 조합 원료로 하고, 이 조합 원료를 백금제 도가니에 넣어서 1200∼1400℃에서 1∼3 시간, 가열, 용융하고, 청등, 교반하여 균질한 용융 글래스로 하였다. 이 용융 글래스를 예열한 주형에 유입시켜 급냉하고, 글래스 전이 온도 근방의 온도에서 2 시간 유지한 후, 서냉하여 글래스 NO. 1∼22의 각 광학 글래스를 얻었다. 어떠한 글래스 내에도 결정의 석출은 확인되지 않았다.

또한, 각 글래스의 특성은, 이하에 기재하는 방법으로 측정하였다. 측정 결과를 표 1∼표 6에 나타낸다.

(1) 굴절률 nd 및 아베수 νd

1 시간당 30℃의 강온 속도로 냉각한 광학 글래스에 대해서 측정하였다.

(2) 글래스 전이 온도 Tg

열 기계 분석 장치를 이용하여, 승온 속도 4℃/분의 조건 하에서 측정하였다.

(3) 액상 온도 LT

글래스를 소정 온도로 가열된 노내에 넣어서 2 시간 유지하고, 냉각 후, 글래스 내부를 100배의 광학 현미경으로 관찰하고, 결정의 유무로부터 액상 온도를 결정하였다.

(4) 액상 온도에서의 점도

점도 JIS 규격 Z8803, 공축 이중 원통형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법에 의해 점도를 측정하였다.

(5) 비중

아르키메데스법에 의해 측정하였다.

(6) λ70, λ80, λ5

서로 대향하는 2개의 광학 연마된 평면을 갖는 두께 10±0.1㎜의 글래스 시료를 이용하여 분광 투과율을 측정하고, 그 결과로부터 산출하였다.

(7) 부분 분산비 P_g _{, F}

굴절률 nF, nc, ng를 측정하고, 그들 결과로부터 산출하였다.

<실시예 2>

다음으로 실시예 1의 NO. 1∼22의 각 광학 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리를 다음과 같이 하여 제작하였다.

우선, 상기 각 글래스가 얻어지도록 글래스 원료를 조합하고, 백금제 도가니에 투입하고, 가열, 용융하고, 청등, 교반하여 균질한 용융 글래스를 얻었다. 다음으로, 용융 글래스를 유출 파이프로부터 일정 유량으로 유출하고, 유출 파이프의 하방에 수평하게 배치한 주형에 주입하여, 일정한 두께를 갖는 글래스판을 성형하였다. 성형된 글래스판을 주형 측면에 형성한 개구부로부터 수평 방향으로 연속해서 인출하고, 벨트 컨베어에 의해 어닐링로 내로 반송하고, 서냉하였다.

서냉한 글래스판을 절단 혹은 할단하여 글래스편을 만들고, 이들 글래스편을 배럴 연마하여 프레스 성형용 글래스 덩어리로 하였다.

또한, 유출 파이프의 하방에 원통형의 주형을 배치하고, 이 주형 내에 용융 글래스를 주입하여 원주 형상 글래스로 성형하고, 주형 저부의 개구부로부터 일정한 속도로 연직 하방에 인출한 후, 서냉하고, 절단 혹은 할단하여 글래스편을 만들고, 이들 글래스편을 배럴 연마하여 프레스 성형용 글래스 덩어리를 얻을 수도 있다.

<실시예 3>

실시예 2와 마찬가지로 용융 글래스를 유출 파이프로부터 유출하고, 성형형으로 유출하는 용융 글래스 하단을 받은 후, 성형형을 급강하하고, 표면 장력에 의해 용융 글래스 흐름을 절단하고, 성형형 상에 원하는 양의 용융 글래스 덩어리를 얻었다. 그리고, 성형형으로부터 가스를 분출하여 글래스에 상향의 풍압을 가하고, 부상시키면서 글래스 덩어리로 성형하고, 성형형으로부터 취출하여 어닐링하였다. 그리고 나서 글래스 덩어리를 배럴 연마하여 프레스 성형용 글래스 덩어리로 하였다.

<실시예 4>

실시예 3에서 얻은 각 프레스 성형용 글래스 덩어리의 전체 표면에 질화 붕소 분말로 이루어지는 이형제를 균일하게 도포한 후, 상기 덩어리를 도 2에 도시한 가열 스케줄로 가열, 연화하여 프레스 성형하여, 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈 등의 각종 렌즈, 프리즘의 블랭크를 제작하였다.

<실시예 5>

실시예 2와 마찬가지로 하여 용융 글래스를 만들고, 용융 글래스를 질화 붕소 분말의 이형제를 균일하게 도포한 하형 성형면에 공급하고, 하형 상의 용융 글래스량이 원하는 양으로 된 부분에서 용융 글래스 흐름을 절단날로 절단하였다.

이렇게 하여 하형 상에 얻은 용융 글래스 덩어리를 상형과 하형으로 프레스 하여, 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈 등의 각종 렌즈, 프리즘의 블랭크를 제작하였다.

<실시예 6>

실시예 4, 5에서 제작한 각 블랭크를 어닐링하였다. 어닐링에 의해 글래스 내부의 변형을 저감하여, 굴절률 등의 광학 특성이 원하는 값으로 되도록 한다.

다음으로 각 블랭크를 연삭, 연마하여 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈 등의 각종 렌즈, 프리즘을 제작하였다. 얻어진 광학 소자의 표면에는 반사 방지막을 코트하여도 된다.

<실시예 7>

실시예 2와 마찬가지로 하여 글래스판 및 원주 형상 글래스를 제작하고, 얻어진 글래스 성형체를 어닐링하여 내부의 변형을 저감함과 함께, 굴절률 등의 광학 특성이 원하는 값으로 되도록 하였다.

다음으로 이들 글래스 성형체를 절단, 연삭, 연마하여 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈 등의 각종 렌즈, 프리즘의 블랭크를 제작하였다. 얻어진 광학 소자의 표면에 반사 방지막을 코트하여도 된다.

<실시예 8>

실시예 2에서 제작한 글래스 덩어리를 가열, 연화하고, 프레스 성형형을 이용하여 정밀 프레스 성형하여, 오목 메니스커스 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 양볼록 렌즈, 양오목 렌즈 등 각종 비구면 렌즈를 제작하였다. 얻어진 렌즈의 표면에 반사 방지막을 코트하여도 된다.

본 발명은, 안정 공급이 가능하며, 또한 착색이 매우 적어, 우수한 글래스 안정성을 갖는 고굴절률 저분산성을 구비하는 광학 글래스이며, 프레스 성형용 글래스 덩어리, 광학 소자 블랭크 및 광학 소자에 바람직하다.

Claims

질량％ 표시로,
SiO₂를 5∼12％,
B₂O₃을 9∼15％,
La₂O₃를 32∼55％,
La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃를 합계로 56.32∼65％ (Gd₂O₃를 0.1％ 이상 포함함),
ZnO를 1∼8％,
TiO₂및 Nb₂O₅를 합계로 1∼20％ (TiO₂ 및 Nb₂O₅를 각각 0.1％ 이상 포함함),
ZrO₂를 0.5∼15％,
Ta₂O₅를 0∼12％,
GeO₂를 0∼5％
포함하고,
B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 0.3∼1.0, La₂O₃, Gd₂O₃및 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)가 0.05∼0.6이며,
굴절률 nd가 1.90∼2.0, 아베수 νd가 32∼38, 또한 착색도 λ70이 430nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학 글래스.
제1항에 있어서,
Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 어느 것도 포함하지 않는 광학 글래스.
제1항에 있어서,
질량％ 표시로, Gd₂O₃를 0.1∼25％ 포함하는 광학 글래스.
제1항에 있어서,
질량％ 표시로,
TiO₂를 0.1∼15％,
Nb₂O₅를 0.1∼15％
포함하는 광학 글래스.
제1항에 있어서,
Ta₂O₅의 함유량이 0∼10 질량％인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
Ge 프리 글래스인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
B₂O₃의 함유량에 대한 SiO₂의 함유량의 질량비(SiO₂/B₂O₃)가 0.3∼0.9인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
La₂O₃, Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃ 및 Y₂O₃의 합계 함유량의 질량비(Gd₂O₃+Y₂O₃)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃)가 0.1∼0.5인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
Gd₂O₃와 Y₂O₃의 합계 함유량에 대한 Gd₂O₃의 함유량의 질량비(Gd₂O₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)가 0.1∼1인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
착색도 λ70이 425nm 이하인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
액상 온도가 1300℃ 이하인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
글래스 전이 온도가 710℃ 이하인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
글래스 전이 온도가 650℃ 이상인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
글래스 전이 온도가 681℃ 이상인 광학 글래스.
제1항에 있어서,
비중이 4.94∼5.24인 광학 글래스.
제1항의 광학 글래스로 이루어지는 프레스 성형용 글래스 덩어리.
제1항의 광학 글래스로 이루어지는 광학 소자.
연삭, 연마에 의해 광학 소자로 형성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법으로서,
제16항의 프레스 성형용 글래스 덩어리를 가열, 연화하여 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 블랭크의 제조 방법.
연삭, 연마에 의해 광학 소자로 형성되는 광학 소자 블랭크의 제조 방법으로서,
글래스 원료를 용융하고, 얻어진 용융 글래스를 프레스 성형하고, 제1항의 광학 글래스로 이루어지는 광학 소자 블랭크를 제작하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 블랭크의 제조 방법.
제18항 또는 제19항의 방법에 의해 광학 소자 블랭크를 제작하고, 그 광학 소자 블랭크를 연삭, 연마하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
제16항의 프레스 성형용 글래스 덩어리를 가열하고, 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법.