KR20120098748A - 광학 유리, 프리폼 및 광학소자 - Google Patents

광학 유리, 프리폼 및 광학소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120098748A
KR20120098748A KR1020127013436A KR20127013436A KR20120098748A KR 20120098748 A KR20120098748 A KR 20120098748A KR 1020127013436 A KR1020127013436 A KR 1020127013436A KR 20127013436 A KR20127013436 A KR 20127013436A KR 20120098748 A KR20120098748 A KR 20120098748A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
component
glass
mass
optical glass
oxide
Prior art date
Application number
KR1020127013436A
Other languages
English (en)
Inventor
아츠시 나가오카
Original Assignee
가부시키가이샤 오하라
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 오하라 filed Critical 가부시키가이샤 오하라
Publication of KR20120098748A publication Critical patent/KR20120098748A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Bi2O3를 함유하는 광학 유리에 있어서, 극히 높은 부분 분산비(θg, F)를 가지면서 가시광에 대한 투명성이 높고, 또한 소자나 광학계의 소형화를 도모할 수 있는 광학 유리와, 이것을 이용한 프리폼을 제공한다.
광학 유리는, SiO2성분 및/또는 B2O3성분을 함유하고, 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 40.0%이상 90.0%이하 함유하고, 부분 분산비(θg, F)가 0.63이상, 굴절율(nd)이 1.90이상, 아베수(νd)가 27이하이며, 또한 두께 10mm의 샘플에서 분광 투과율 5%를 나타내는 파장(λ5)이 460nm이하이다.

Description

광학 유리, 프리폼 및 광학소자{OPTICAL GLASS, PREFORM, AND OPTICAL ELEMENT}
본 발명은, 광학 유리, 프리폼 및 광학소자에 관한 것이다.
디지탈 카메라나 비디오 카메라 등의 광학계는, 그 대소는 있으나 수차라 불리는 일그러짐을 포함하고 있다. 이러한 수차는 단색 수차와 색 수차로 분류되며, 특히 색 수차는 광학계에 사용되는 렌즈의 재료 특성에 강하게 의존하고 있다.
일반적으로 색 수차는, 저분산의 볼록 렌즈와 고분산의 오목렌즈를 조합시킴으로써 보정되는데, 이러한 조합을 이용한 경우, 적색영역과 녹색영역 수차의 보정밖에 할 수 없어 청색영역의 수차가 남는다. 이와 같이 제거할 수 없는 청색영역의 수차를 2차 스펙트럼이라 부른다. 2차 스펙트럼을 보정하기 위해서는, 청색영역의 g선(435.835nm)의 동향을 가미한 광학설계를 할 필요가 있다. 이 때, 광학설계에서 주목되는 광학특성의 지표로서, 부분 분산비(θg, F)가 이용되고 있다. 특히, 특이한 부분 분산비(θg, F)를 가지는 광학 유리는 수차 보정에 현저한 효과를 나타내기 때문에, 광학설계의 자유도를 넓히기 위해 여러 가지 유리가 개발되고 있다. 이들의 이상분산 유리로 이루어진 렌즈를 다른 렌즈와 조합하여 사용한 경우, 자외선으로부터 적외선의 폭넓은 파장범위에서 색 수차를 보정할 수 있게 된다.
부분 분산비(θg, F)는, 하기 식 (1)로 표시된다.
θg, F= (ng-nF)/ (nF-nC) ???(1)
광학 유리에는, 단파장 영역의 부분 분산성을 나타내는 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd) 사이에, 대략 직선적인 관계가 있다. 이러한 관계를 나타내는 직선은, 부분 분산비(θg, F)를 세로축에, 아베수(νd)를 가로축에 적용한 직교좌표상에서, NSL7과 PBM2의 부분 분산비 및 아베수를 나타낸 2점을 잇는 직선으로 표시되는 것으로, 이 직선은 노멀 라인이라고 불리고 있다 (도 1 참조). 노멀 라인의 기준이 되는 노멀 유리는, 광학 유리 메이커마다 다르기는 하나, 각 사 모두 거의 동일한 기울기와 절편(切片)으로 정의하고 있다. (NSL7과 PBM2은 주식회사 오하라사 제품의 광학 유리로, PBM2의 아베수(νd)는 36.3, 부분 분산비(θg, F)는 0.5828, NSL7의 아베수(νd)는 60.5, 부분 분산비(θg, F)는 0.5436이다.)
여기서, Bi2O3성분을 주성분으로 함유하고, 유리의 부분 분산비(θg, F)에 대해 주목한 광학 유리로서, 예를 들면 특허문헌 1 및 2에 나타내는 광학 유리가 알려져 있다.
1. 일본 공개특허 2009-203135호 공보 2. 일본 공개특허 2009-234805호 공보
그러나, 특허문헌 1 및 2에 나타난 광학 유리는, 굴절율의 크기가 충분하지 않았다. 그 때문에, 광학계에 이용되는 광학소자의 점수의 삭감이나 광학소자의 박형화를 도모하고, 또한 광학계의 고정밀화, 경량화, 소형화의 요구에 부응하기 위해서는 굴절율을 한층 더 높일 필요가 있다.
또한, Bi2O3성분을 주성분으로 함유하는 유리는, 황색이나 등색으로 착색되는 경우가 많고, 가시영역의 파장의 빛에 대한 투과율을 잃는 경우가 많다. 이로 인해, 높은 부분 분산비(θg, F), 높은 굴절율 및 가시영역의 파장의 빛에 대한 높은 투명성을 겸비한 광학 유리가 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 Bi2O3를 함유하는 광학 유리에 있어서, 극히 높은 부분 분산비(θg, F)를 가지면서 가시광에 대한 투명성이 높고, 또한 소자나 광학계의 소형화를 도모할 수 있는 광학 유리와, 이것을 이용한 프리폼을 얻는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 시험 연구를 거듭한 결과, 적어도 Bi2O3의 함유량을 소정 범위내로 함으로써, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 높이면서 가시영역의 단파장측의 빛에 대한 유리의 투과율을 높이고, 또한 유리의 굴절율(nd)를 높일 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로 본 발명은 이하와 같은 것을 제공한다.
(1) SiO2성분 및/또는 B2O3성분을 함유하고, 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 40.0%이상 90.0%이하 함유하며, 부분 분산비(θg, F)가 0.63이상, 굴절율(nd)이 1.90이상, 아베수(νd)가 27이하이고, 또한 두께 10mm의 샘플에서 분광 투과율 5%를 나타내는 파장(λ5)이 460nm이하인 광학 유리.
(2) 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 67.0%이상 함유하는 (1)에 기재된 광학 유리.
(3) 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 85.0%미만 함유하는 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 유리.
(4) 산화물 기준의 질량%로,
SiO2성분 0~20.0%, 및/또는
B2O3성분 0~30.0%
의 각 성분을 함유하는 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(5) 산화물 기준의 질량%로 SiO2성분 및 B2O3성분의 질량 합이 0% 보다 많고 20.0%이하인 (4)에 기재된 광학 유리.
(6) 산화물 기준의 질량%로,
TiO2성분 0~10.0%, 및/또는
Nb2O5성분 0~10.0%
의 각 성분을 더 함유하는 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(7) 산화물 기준의 질량%로 TiO2성분 및 Nb2O5성분의 질량 합이 0% 보다 많고 15.0%이하인 (6)에 기재된 광학 유리.
(8) 산화물 기준의 질량%로,
MgO성분 0~20.0%, 및/또는
CaO성분 0~20.0%, 및/또는
SrO성분 0~20.0%, 및/또는
BaO성분 0~20.0%, 및/또는
ZnO성분 0~20.0%
의 각 성분을 더 함유하는 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(9) 산화물 기준의 질량%로 RO성분(식중, R은, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 30.0%이하인 (8)에 기재된 광학 유리.
(10) 산화물 기준으로, RO성분 (식중, R은, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합에 대한, 질량 합(SrO+ZnO)의 질량비가 0.40이상인 (8) 또는 (9)에 기재된 광학 유리.
(11) 산화물 기준의 질량%로,
Li2O성분 0~10.0%, 및/또는
Na2O성분 0~10.0%, 및/또는
K2O성분 0~10.0%, 및/또는
Rb2O성분 0~5.0%, 및/또는
Cs2O성분 0~5.0%
의 각 성분을 더 함유하는 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(12) 산화물 기준의 질량%로 Rn2O성분 (식중, Rn은, Li, Na, K, Rb 및 Cs로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 5.0%이하인 (11)에 기재된 광학 유리.
(13) 산화물 기준의 질량%로,
La2O3성분 0~10.0%, 및/또는
Gd2O3성분 0~10.0%, 및/또는
Y2O3성분 0~10.0%, 및/또는
Yb2O3성분 0~10.0%
의 각 성분을 더 함유하는 (1) 내지 (12)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(14) 산화물 기준의 질량%로 Ln2O3성분 (식중, Ln은, La, Gd, Y 및 Yb로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 20.0%이하인 (13)에 기재된 광학 유리.
(15) 산화물 기준의 질량%로,
GeO2성분 0~20.0%, 및/또는
P2O5성분 0~10.0%, 및/또는
Al2O3성분 0~10.0%, 및/또는
ZrO2성분 0~10.0%, 및/또는
Ta2O5성분 0~10.0%, 및/또는
WO3성분 0~10.0%, 및/또는
TeO2성분 0~20.0%, 및/또는
Tl2O3성분 0~10.0%, 및/또는
CeO2성분 0~10.0%, 및/또는
Sb2O3성분 0~3.0%
의 각 성분을 더 함유하는 (1) 내지 (14)의 어느 하나에 기재된 광학 유리.
(16) (1) 내지 (15)의 어느 하나에 기재된 광학 유리로 이루어지는 연마 가공용 및/또는 정밀 프레스 성형용의 프리폼.
(17) (16)에 기재된 연마 가공용의 프리폼을 연마하여 이루어지는 광학소자.
(18) (16)에 기재된 정밀 프레스 성형용의 프리폼을 정밀 프레스 성형하여 이루어지는 광학소자.
본 발명에 따르면, 적어도 Bi2O3의 함유량을 소정 범위내로 함으로써, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 높이면서 가시영역의 단파장측의 빛에 대한 유리의 투과율을 높이고, 유리의 굴절율(nd)을 높일 수 있다. 따라서, 극히 큰 부분 분산비(θg, F)를 가지면서 가시광에 대한 투명성이 높고, 또한 소자나 광학계의 소형화를 도모할 수 있는 광학 유리와, 이것을 이용한 프리폼을 얻을 수 있다.
도 1은, 세로축이 부분 분산비(θg, F)이고, 가로축이 아베수(νd)인 직교좌표에서의 노멀 라인을 나타내는 도면이다.
본 발명의 광학 유리는, SiO2성분 및/또는 B2O3성분을 함유하고, 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 40.0%이상 90.0%이하 함유하고, 부분 분산비(θg, F)가 0.63이상, 아베수(νd)가 27이하이며, 또한 두께 10mm의 샘플에서 분광 투과율 5%를 나타내는 파장(λ5)이 460nm이하이다. 적어도 Bi2O3의 함유량을 소정 범위내로 함으로써, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 높이면서 가시영역의 단파장측의 빛에 대한 유리의 투과율 (이하, 간단히 투과율이라고 기재할 수도 있다)을 높이고, 또한 유리의 굴절율(nd)을 높일 수 있다. 이로 인해, 극히 큰 부분 분산비(θg, F)를 가지면서, 가시광에 대한 투명성이 높고, 또한 소자나 광학계의 소형화를 도모할 수 있는 광학 유리와, 이것을 이용한 프리폼을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 광학 유리의 실시 형태에 대하여 상세히 설명하나, 본 발명이 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 원하는 범위내에서 적당히 변경을 가해 실시할 수 있다. 그리고 설명이 중복되는 부분에 대해서는 적당히 설명을 생략할 수 있으나, 이것이 발명의 취지를 한정하는 것은 아니다.
[유리 성분]
본 발명의 광학 유리를 구성하는 각 성분의 조성 범위를 이하에 기재한다. 각 성분의 함유율은, 특별한 언급이 없는 경우 산화물 기준의 질량%로 표현한다. 여기서, 「산화물 기준」이란, 본 발명의 유리 구성 성분의 원료로서 사용되는 산화물, 복합염, 금속불화물 등이 용융시에 모두 분해되어 산화물로 변화된다고 가정한 경우에, 생성된 해당산화물의 질량의 총합을 100질량%로 하여 유리중에 함유되는 각 성분을 표기한 조성이다. 또한, 산화물의 일부 또는 전부를 불화물 치환한 F의 합계량이란, 본 발명의 유리 조성물 중에 존재할 수 있는 불소의 함유율을, 산화물 기준의 조성 100%를 기준으로 하여 F원자로서 계산한 경우의 질량%로 나타낸 것이다.
<필수성분, 임의성분에 대하여>
Bi2O3성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 크게 하고, 유리의 굴절율(nd)를 높이며, 또한 유리의 저분산화에 효과가 있는 성분이다. 또한, 저Tg화(低Tg化)나 내수성의 향상 등에도 효과가 있는 성분으로, 본 발명의 유리에서 없어서는 안 되는 성분이다. 여기서, Bi2O3성분의 함유량을 40.0%이상으로 함으로써, 상기 기술적 효과를 쉽게 얻을 수 있다. 특히, Bi2O3성분의 함유량을 67.0%이상으로 함으로써 원하는 높은 굴절율(nd)를 가지는 광학 유리를 쉽게 얻을 수 있다. 한편, Bi2O3성분의 함유량을 90.0%이하, 더욱 바람직하게는 85.0%미만으로 함으로써, 유리의 안정성을 높일 수 있으므로 유리의 착색을 저감시킬 수 있다. 따라서, Bi2O3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 40.0%, 보다 바람직하게는 50.0%, 가장 바람직하게는 67.0%를 하한으로 한다. 또한, Bi2O3성분의 함유량은, 바람직하게는 90.0%, 보다 바람직하게는 88.0%를 상한으로 하고, 가장 바람직하게는 85.0%미만으로 한다. Bi2O3성분은, 원료로서 예를 들면 Bi2O3 등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
SiO2성분은, 유리의 안정성을 향상시켜 실투를 저감시키는 성분으로, 또한 유리의 저분산화를 도모하는 효과, 및 투과율을 향상시키는 효과가 있는 성분이며, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, SiO2성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 굴절율(nd)이나 부분 분산비(θg, F)가 저하되기 쉽고, 유리의 용융성도 악화되기 쉽다. 따라서, SiO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. SiO2성분은, 원료로서 예를 들면, SiO2, K2SiF6, Na2SiF6등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
B2O3성분은, 유리의 안정성을 향상시켜 실투를 저감시키고, 또한 유리의 부분 분산비(θg, F)를 높게 유지하는 효과가 있는 성분이다. 그러나, B2O3성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 쉽게 저하되어 실투가 발생되기 쉽고, 또한 유리가 저굴절율화 및 저분산화되기 쉽다. 따라서 B2O3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 30.0%, 보다 바람직하게는 23.0%, 가장 바람직하게는 15.0%를 상한으로 한다. B2O3성분은, 원료로서 예를 들면 H3BO3, Na2B4O7, Na2B4O7?10H2O, BPO4등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
SiO2성분 및 B2O3성분은 반드시 포함되는 것은 아니나, 이들은 유리 형성 성분으로 실투를 저감시킬 수 있는 성분이기 때문에 둘 중의 적어도 하나가 0% 넘게 함유되는 것이 바람직하다. 그러나, 이들의 함유량이 지나치게 많으면, 원하는 부분 분산비(θg, F)나 아베수(νd)를 얻기 어렵다. 따라서, SiO2성분 및 B2O3성분의 질량 합은, 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 0% 보다 많고, 보다 바람직하게는 0.5%, 가장 바람직하게는 1.0%를 하한으로 한다. 한편, SiO2성분 및 B2O3성분의 질량 합은, 바람직하게는 50.0%, 보다 바람직하게는 45.0%, 가장 바람직하게는 35.0%를 상한으로 한다.
TiO2성분은, 유리의 굴절율(nd), 분산 및 부분 분산비(θg, F)를 높이는 성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되어 투과율이 쉽게 저하된다. 따라서, TiO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. TiO2성분은, 원료로서 예를 들면 TiO2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Nb2O5성분은, 유리의 굴절율(nd) 및 부분 분산비(θg, F)를 향상시키기 위해 유용한 성분이다. 그러나, Nb2O5성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되어 투과율이 쉽게 저하된다. 따라서, Nb2O5성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. Nb2O5성분은, 원료로서 예를 들면 Nb2O5등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
TiO2성분 및 Nb2O5성분은 반드시 포함되는 것은 아니나, 소정량의 Bi2O3성분과, TiO2성분 및/또는 Nb2O5성분을 병용함으로써, 높은 투과율을 유지한 상태로 유리의 부분 분산비(θg, F)를 한층 더 높일 수 있다. 따라서, TiO2성분 및 Nb2O5성분의 합계 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 0%를 넘고, 보다 바람직하게는 0.5%, 가장 바람직하게는 0.9%를 하한으로 한다. 한편, TiO2성분 및 Nb2O5성분의 합계 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되어 가시영역의 파장의 빛에 대한 투과율이 쉽게 저하된다. 따라서, TiO2성분 및 Nb2O5성분의 합계 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 15.0%, 보다 바람직하게는 10.0%, 가장 바람직하게는 5.0%를 상한으로 한다.
MgO성분은, 유리의 저분산화와 내실투성의 향상에 유용한 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, MgO성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 쉽게 저하되므로 가시광의 투과율이 저하되기 쉽고, 또한 프레스 성형시의 재가열 처리에 의해 쉽게 실투된다. 따라서, MgO성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. MgO성분은, 원료로서 예를 들면 MgO, MgCO3, MgF2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
CaO성분은, 유리의 저분산화와 내실투성, 화학적 내구성의 향상에 유용한 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, CaO성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 내실투성이 저하되기 쉽다. 따라서, CaO성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. CaO성분은, 원료로서 예를 들면 CaCO3, CaF2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
SrO성분은, 유리의 내실투성의 향상에 유용한 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, SrO성분의 함유량이 지나치게 많으면 내실투성이 저하되기 쉽다. 또한, 원하는 부분 분산비(θg, F)나 아베수(νd)를 얻기 어렵다. 따라서, SrO성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. SrO성분은, 원료로서 예를 들면 Sr(NO3)2, SrF2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
BaO성분은, 유리의 내실투성의 향상에 유용한 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, BaO성분의 함유량이 지나치게 많으면, 원하는 부분 분산비(θg, F)나 아베수(νd)를 얻기 어렵다. 따라서, BaO성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. BaO성분은, 원료로서 예를 들면 BaCO3, Ba(NO3)2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
ZnO성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 높게 유지하면서 유리의 안정성을 높여서 착색을 저감시키고, 또한 내실투성을 향상시키기 위해 유용한 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, ZnO성분의 함유량이 지나치게 많으면, 아베수(νd)가 쉽게 상승된다. 따라서, ZnO성분의 함유량은, 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%가 상한이다. 한편, ZnO성분을 함유하지 않더라도 본 발명에서의 원하는 특성을 가지는 광학 유리를 제작할 수 있으나, ZnO성분을 함유함으로써 유리의 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd)의 조정을 쉽게 할 수 있다. 따라서, ZnO성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 0%를 넘고, 보다 바람직하게는 0.5%, 가장 바람직하게는 1.0%를 하한으로 한다. ZnO성분은, 원료로서 예를 들면 ZnO, ZnF2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
본 발명의 광학 유리에서 RO성분(R은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이다)은, 유리의 내실투성이나 분산, 기계적 강도 등의 모든 물성을 조정하기 위하여 유용한 성분이다. 그러나, RO성분의 합계 함유량이 지나치게 크면, 원하는 부분 분산비(θg, F)나 아베수(νd)를 얻기 어렵다. 따라서, RO성분의 합계 함유량은, 바람직하게는 35.0%, 보다 바람직하게는 30.0%, 가장 바람직하게는 25.0%를 상한으로 한다. 한편, RO성분을 함유하지 않더라도, 본 발명에서의 원하는 특성을 가지는 광학 유리를 제작할 수 있으나, RO성분의 적어도 어느 하나를 함유함으로써, 유리의 내실투성을 높이면서 유리의 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd)의 조정을 쉽게 할 수 있다. 따라서, RO성분의 합계 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 0%를 넘고, 보다 바람직하게는 1.0%, 가장 바람직하게는 2.0%를 하한으로 한다.
또한, 본 발명의 광학 유리에서는, RO성분 (식중, R은, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합에 대한, 질량 합(SrO+ZnO)의 질량비가 0.40이상인 것이 바람직하다. 이로 인해, 유리의 안정성을 높이는 RO성분 중, 유리의 투과율에 영향을 미치기 어려운 SrO성분 및 ZnO성분의 비율을 높일 수 있기 때문에, 내실투성을 가지면서 가시영역의 파장의 빛에 대한 투명성이 높은 유리를 얻을 수 있다. 이러한 경향은, 해당 질량비가 0.70이상일 때 특히 현저해진다. 따라서, 산화물 기준에서의 질량비 (SrO+ZnO)/RO는, 바람직하게는 0.40, 보다 바람직하게는 0.60, 가장 바람직하게는 0.70을 하한으로 한다.
Li2O성분은, 유리의 안정성을 향상시켜서 실투나 착색을 저감시키는 성분으로, 또한 유리의 저Tg화에 효과가 있는 성분이며, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, Li2O성분의 함유량이 지나치게 많으면, 오히려 유리의 안정성이 저하되기 쉽고, 부분 분산비(θg, F)가 낮아지며 또한 기계적 강도가 저하되기 쉽다. 따라서, Li2O성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 8.0%, 가장 바람직하게는 5.0%를 상한으로 한다. Li2O성분은, 원료로서 예를 들면 Li2CO3, LiNO3, LiF 등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Na2O성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd)를 조정할 수 있는 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, Na2O성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되기 쉽고, 유리의 화학적 내구성 및 기계적 강도도 저하되기 쉽다. 따라서, Na2O성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 8.0%, 가장 바람직하게는 5.0%를 상한으로 한다. Na2O성분은, 원료로서 예를 들면 Na2CO3, NaNO3, NaF, Na2SiF6등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
K2O성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd)를 조정할 수 있는 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, K2O성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되기 쉽고, 유리의 화학적 내구성 및 기계적 강도도 저하되기 쉽다. 따라서, K2O성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 8.0%, 가장 바람직하게는 5.0%를 상한으로 한다. K2O성분은, 원료로서 예를 들면 K2CO3, KNO3, KF, KHF2, K2SiF6등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Rb2O성분 및 Cs2O성분도, 유리의 부분 분산비(θg, F)와 아베수(νd)를 조정할 수 있는 성분으로, 본 발명의 광학 유리의 임의성분이다. 그러나, 이들을 과잉으로 함유하면, 다른 알칼리 금속 성분과 동일하게 화학적 내구성 및 기계적 강도가 저하되기 쉽다. 그리고, Rb2O성분은 산출량이 적어 광학 유리 원료로는 적합하지 않다. 따라서, Rb2O성분 및 Cs2O성분의 각각의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 5.0%, 보다 바람직하게는 4.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다.
본 발명의 광학 유리에서는, Rn2O성분(Rn은 Li, Na, K, Rb 및 Cs에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이다)의 함유량의 질량 합이 5.0%이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 질량 합을 5.0%이하로 함으로써, 유리의 아베수(νd)를 원하는 범위로 조정하면서 유리의 안정성을 보다 높여서 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 특히, Rn2O성분의 질량 합을 1.6%이하로 함으로써 부분 분산비(θg, F)의 저하가 억제되기 때문에, 원하는 높은 부분 분산비(θg, F)를 보다 쉽게 얻을 수 있다. 따라서, Rn2O성분(Rn은 Li, Na, K, Rb, Cs에서 선택되는 1종 이상이다)의 함유량은, 바람직하게는 5.0%, 보다 바람직하게는 3.0%, 가장 바람직하게는 1.6%를 상한으로 한다.
La2O3성분, Gd2O3성분, Y2O3성분 및 Yb2O3성분은, 유리의 분산을 낮게 조정하는 임의성분이다. 그러나, 이들의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되어 가시영역의 빛에 대한 투과율이 저하되기 쉽다. 따라서, La2O3성분, Gd2O3성분, Y2O3성분 및 Yb2O3성분의 각각의 함유량은, 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 8.0%, 가장 바람직하게는 6.0%를 상한으로 한다. 또한, Ln2O3성분 (식중, Ln은 La, Gd, Y 및 Yb로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합은, 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 10.0%, 더욱 바람직하게는 6.0%를 상한으로 한다. 특히, Ln2O3성분의 질량 합은, 1.0%미만으로 하는 것이 유리의 착색을 한층 더 저감시킬 수 있기 때문에 가장 바람직하다. 유리의 La2O3성분, Gd2O3성분, Y2O3성분 및 Yb2O3성분은, 원료로서 예를 들면 La2O3, La(NO3)3?XH2O (X는 임의인 정수), Gd2O3, GdF3, Y2O3, YF3, Yb2O3등을 사용할 수 있다.
GeO2성분은, 유리의 내실투성을 향상시키기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, GeO2성분의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 용융성이 저하되기 쉽다. 따라서, GeO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. GeO2성분은, 원료로서 예를 들면 GeO2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
P2O5성분은, 유리의 투과율을 향상시키기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, P2O5성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 용융성이 저하되기 쉽다. 따라서, P2O5성분의 함유량의 상한은, 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. P2O5성분은, 원료로서 예를 들면 Al(PO3)3, Ca(PO3)2, Ba(PO3)2, Na(PO3), BPO4, H3PO4등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Al2O3성분은, 유리의 화학적 내구성이나 기계적 강도를 향상시키기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, Al2O3성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 용융성이 저하되기 쉽다. 따라서, Al2O3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. Al2O3성분은, 원료로서 예를 들면 Al2O3, Al(OH)3, AlF3등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
ZrO2성분은, 유리의 화학적 내구성이나 기계적 강도를 향상시키기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, ZrO2성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되고, 또한 투과율이 저하되기 쉽다. 따라서, ZrO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. ZrO2성분은, 원료로서 예를 들면 ZrO2, ZrF4등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Ta2O5성분은, 유리의 안정성을 향상시키기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, Ta2O5성분의 함유량이 지나치게 많으면, 오히려 유리의 안정성이 저하되어 투과율이 저하되기 쉽고, 또한 유리 원료 가격이 대폭 상승한다. 따라서, Ta2O5성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. Ta2O5성분은, 원료로서 예를 들면 Ta2O5 등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
WO3성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 향상시키고, 또한 저Tg화를 도모하기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 안정성이 저하되어 투과율이 저하되기 쉽다. 따라서, WO3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. WO3성분은, 원료로서 예를 들면 WO3등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
TeO2성분은, 유리의 청징을 촉진시키는 효과가 있는 임의성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 내실투성이 저하되기 쉽다. 따라서, TeO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 20.0%, 보다 바람직하게는 15.0%, 가장 바람직하게는 10.0%를 상한으로 한다. TeO2성분은, 원료로서 예를 들면 TeO2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Tl2O3성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)나 아베수(νd)를 조정하기 위해 유용한 임의성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 투과율이 대폭 저하되기 쉽다. 따라서, Tl2O3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 가장 바람직하게는 3.0%를 상한으로 한다. Tl2O3성분은, 원료로서 예를 들면 Tl2O3등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
CeO2성분은, 유리의 부분 분산비(θg, F)를 크게 하는 임의성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리가 착색되어 투과율이 저하되기 쉽다. 따라서, CeO2성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 3.0%, 보다 바람직하게는 2.0%, 더욱 바람직하게는 1.0%이다. 가장 바람직하게는, CeO2성분을 실질적으로 함유하지 않는다. CeO2성분은, 원료로서 예를 들면 CeO2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
Sb2O3성분은, 유리의 청징을 촉진시키는 효과가 있는 임의성분이다. 그러나, 그 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 내실투성이 저하된다. 따라서, Sb2O3성분의 함유량은 산화물 기준의 질량%로 바람직하게는 3.0%, 보다 바람직하게는 2.0%, 가장 바람직하게는 1.0%를 상한으로 한다. Sb2O3성분은, 원료로서 예를 들면 Sb2O3, Sb2O5, Na2H2Sb2O?5H2O등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
한편, 유리를 청징하여 탈포(脫泡) 하는 성분은, 상기의 Sb2O3성분으로 한정되는 것은 아니며, 유리 제조 분야에서의 공지된 청징제나 탈포제, 혹은 그들의 조합을 사용할 수 있다.
F성분은, 유리의 저분산화나, 용융성의 향상에 효과가 있는 성분이다. 그러나, F성분의 함유량이 지나치게 많으면, 유리의 내실투성이 대폭 저하되기 때문에 가시광에 대한 투명성을 쉽게 잃어버린다. 따라서, 산화물의 일부 또는 전부를 불화물 치환한 F의 합계량은, 바람직하게는 10.0%, 보다 바람직하게는 5.0%, 더욱 바람직하게는 1.0%를 상한으로 한다. 특히 유리의 내실투성을 높일 경우, F성분을 함유하지 않는 것이 가장 바람직하다. F성분은, 원료로서 예를 들면 ZrF4, AlF3, NaF, CaF2등을 사용하여 유리내에 함유시킬 수 있다.
<함유시키지 않아야 하는 성분에 대하여>
본 발명에서는, 다른 성분을 본 발명의 유리의 특성을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 첨가할 수 있다. 단, Ti, Zr, Nb를 제외한 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Ag, Mo, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Lu등의 각 천이금속 성분은, 각각을 단독 또는 복합하여 소량 함유한 경우에도 유리가 착색되어 가시영역의 특정한 파장에 흡수를 일으킨다. 따라서, 본 발명의 광학 유리는 상기 성분을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 포함하지 않는다」란, 불순물로서 혼입되는 경우를 제외하고, 인위적으로 함유시키지 않는다는 것을 의미한다.
더욱이, PbO 등의 납 화합물 및 As2O3등의 비소화합물 및, Th, Cd, Tl, Os, Be, Se의 각 성분은, 최근 유해한 화학물질로서 사용을 삼가하는 경향이 있으며, 유리의 제조 공정뿐만 아니라, 가공 공정, 및 제품화 후의 처분에 이르기까지 환경대책상의 조치를 필요로 한다. 따라서, 환경상의 영향을 중시하는 경우에는, 불가피한 혼입을 제외하고, 이들을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이로 인해, 광학 유리에 환경을 오염시키는 물질이 실질적으로 포함되지 않게 된다. 그 때문에, 특별한 환경대책상의 조치를 강구하지 않더라도, 이러한 광학 유리를 제조하고, 가공하며, 및 폐기할 수 있다.
본 발명의 광학 유리로서 바람직하게 사용되는 유리는, 그 조성이 산화물 기준의 질량%로 표시되어 있기 때문에 직접적으로 몰%의 기재로 나타낼 수 있는 것은 아니나, 본 발명에서 요구되는 제반 특성을 충족시키는 유리 조성물 중에 존재하는 각 성분의 몰% 표시에 의한 조성은, 산화물 기준으로 대략 이하의 값을 취한다.
Bi2O3성분 20.0~80.0몰%
및
SiO2성분 0~15.0몰%, 및/또는
B2O3성분 0~30.0몰%, 및/또는
Li2O성분 0~25.0몰%, 및/또는
Na2O성분 0~25.0몰%, 및/또는
K2O성분 0~25.0몰%, 및/또는
Rb2O성분 0~25.0몰%, 및/또는
Cs2O성분 0~25.0몰%, 및/또는
MgO성분 0~15.0몰%, 및/또는
CaO성분 0~15.0몰%, 및/또는
SrO성분 0~15.0몰%, 및/또는
BaO성분 0~20.0몰%, 및/또는
ZnO성분 0~15.0몰%, 및/또는
La2O3성분 0~15.0몰%, 및/또는
Gd2O3성분 0~15.0몰%, 및/또는
Y2O3성분 0~15.0몰%, 및/또는
Yb2O3성분 0~15.0몰%, 및/또는
GeO2성분 0~20.0몰%, 및/또는
P2O5성분 0~15.0몰%, 및/또는
Al2O3성분 0~15.0몰%, 및/또는
TiO2성분 0~15.0몰%, 및/또는
ZrO2성분 0~15.0몰%, 및/또는
Nb2O5성분 0~15.0몰%, 및/또는
Ta2O5성분 0~15.0몰%, 및/또는
WO3성분 0~15.0몰%, 및/또는
TeO2성분 0~10.0몰%, 및/또는
Tl2O3성분 0~10.0몰%, 및/또는
Sb2O3성분 0~3.0몰%, 및/또는
CeO2성분 0~10.0몰%, 및/또는
F성분 0~10.0몰%
[제조 방법]
본 발명의 광학 유리는, 예를 들면 이하와 같이 제작된다. 즉, 상기 원료를 각 성분이 소정 함유율의 범위내가 되도록 균일하게 혼합하고, 제작된 혼합물을 석영도가니 또는 금도가니에 넣어 750℃~950℃의 온도범위에서 2~3시간 용융하여 교반 균질화를 실시하고, 800℃~650℃ 정도의 온도로 내린 후 1시간 정도 경과한 후, 금형에 주입하여 서랭함으로써 제작된다.
<물성>
본 발명의 광학 유리는, 높은 부분 분산비(θg, F)를 가진다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 광학 유리의 부분 분산비(θg, F)는, 바람직하게는 0.63, 보다 바람직하게는 0.64, 가장 바람직하게는 0.65를 하한으로 한다. 이로 인해, 큰 이상부분 분산(Δθg, F)을 가지는 광학 유리를 얻을 수 있기 때문에, 광학소자의 색 수차의 보정에 현저한 효과를 나타낼 수 있으며, 광학설계의 자유도를 넓힐 수 있다. 한편, 본 발명의 광학 유리의 부분 분산비(θg, F)의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 대략 0.70이하, 보다 구체적으로는 0.69이하, 더욱 구체적으로는 0.68이하인 것이 많다.
또한, 본 발명의 광학 유리는 착색이 적은 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 광학 유리는, 유리의 투과율로 나타내면 두께 10mm의 샘플에서 분광 투과율 70%를 나타내는 파장(λ70)이 600nm이하이고, 보다 바람직하게는 580nm이하이며, 가장 바람직하게는 550nm이하이다. 또한, 분광 투과율 5%를 나타내는 파장(λ5)이 460nm이하이고, 보다 바람직하게는 455nm이하이며, 더욱 바람직하게는 440nm이하이고, 가장 바람직하게는 432nm이하이다. 이로 인해, 유리의 흡수단이 자외영역의 근방에 위치하게 되고, 가시영역에서의 유리의 투명성이 높아지기 때문에, 이러한 광학 유리를 렌즈 등의 광학소자의 재료로서 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 유리는, 고굴절율 및 고분산(저아베수)을 가지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 광학 유리의 굴절율(nd)은, 바람직하게는 1.90, 보다 바람직하게는 2.10, 더욱 바람직하게는 2.13, 가장 바람직하게는 2.15을 하한으로 한다. 여기서, 본 발명의 광학 유리의 굴절율(nd)의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 대략 2.40이하, 보다 구체적으로는 2.35이하, 더욱 구체적으로는 2.30이하인 것이 많다. 한편, 본 발명의 광학 유리의 아베수(νd)는, 바람직하게는 27, 보다 바람직하게는 25, 가장 바람직하게는 20을 상한으로 한다. 여기서, 본 발명의 광학 유리의 아베수(νd)의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 대략 10이상, 보다 구체적으로는 12이상, 더욱 구체적으로는 14이상인 것이 많다. 이들에 의해, 광학설계의 자유도가 넓어지고, 더욱 소자의 박형화를 도모하더라도 큰 빛의 굴절량을 얻을 수 있다. 또한, 광학계에서의 소자의 점수를 삭감할 수 있기 때문에 광학계 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
[프리폼 및 광학소자]
제작된 광학 유리로, 예를 들면 리히트 프레스 성형이나 정밀 프레스 성형 등의 수단을 이용하여 유리 형성체를 제작할 수 있다. 즉, 광학 유리로 몰드 프레스 성형용의 프리폼을 제작하고, 이 프리폼에 대하여 리히트 프레스 성형을 실시한 후에 연마 가공을 하여 유리 형성체를 제작하거나, 예를 들면 연마 가공을 하여 제작된 프리폼에 대하여 정밀 프레스 성형을 실시하여 유리 형성체를 제작할 수 있다. 본 발명의 광학 유리로 이루어지는 유리 성형체는, 예를 들면 렌즈, 프리즘, 미러 등의 광학소자의 용도로 이용할 수 있고, 전형적으로는 디지탈 카메라나 프로젝터 등에 이용할 수 있다. 한편 유리 성형체를 제작하는 수단이 이들 수단으로 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 실시예(No.1~No.91) 및 비교예(No.1)의 조성, 및, 굴절율(nd), 아베수(νd), 부분 분산비(θg, F), 이상부분 분산(Δθg, F), 분광 투과율 70% 및 5%를 나타내는 파장(λ70, λ5)의 결과를 표 1~표 10에 나타낸다. 이하의 실시예는 어디까지나 예시의 목적이며, 이들 실시예로 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예(No.1~No.91) 및 비교예(No.1)의 유리는, 모두 각 성분의 원료로서 각각 상당하는 산화물, 수산화물, 탄산염, 질산염, 불화물, 수산화물, 메타인산화합물 등의 통상의 광학 유리에 사용되는 고순도의 원료를 선정하고, 표 1~표 10에 나타낸 각 실시예 및 비교예의 조성으로 유리 중량이 400g이 되도록 칭량하여 균일하게 혼합한 후, 석영도가니 또는 금도가니에 투입하고, 유리 조성의 용융 난이도에 따라서 전기로에서 750℃~950℃의 온도범위에서 2~3시간 용융하여 교반 균질화를 실시하고, 800℃~650℃ 정도의 온도로 내린 후에 1시간 정도 경과한 후, 금형에 주입하여 서랭함으로써 제작하였다.
여기서, 실시예(No.1~No.91) 및 비교예(No.1)의 유리의 굴절율(nd), 아베수(νd), 및 부분 분산비(θg, F)는 일본 광학유리공업회 규격 JOGIS01-2003에 기초하여 측정하였다. 그리고, 구한 아베수(νd) 및 부분 분산비(θg, F) 값에 대하여, 상술한 노멀 라인과의 차의 크기를 나타내는 이상부분 분산(Δθg, F)을 구하였다. 본 측정에 사용한 유리는, 서랭 강하 속도를 -25℃/hr로 하여 서랭로에서 처리한 것을 이용하였다.
또한, 실시예(No.1~No.91) 및 비교예(No.1)의 유리의 투과율에 대해서는, 일본 광학유리공업회 규격 JOGIS02에 준해 측정하였다. 본 발명에서는, 유리의 투과율을 측정함으로써, 유리의 착색의 유무와 정도를 구하였다. 구체적으로는, 두께 10±0.1mm의 대면(對面) 평행 연마품을 JISZ8722에 준하여 200~800nm의 분광 투과율을 측정하고, λ5 및 λ70(투과율 5%일 때 및 70%일 때의 파장)을 구하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
표 1~표 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광학 유리는 부분 분산비(θg, F)가 0.63이상, 보다 상세하게는 0.66이상이었다. 그 반면으로 본 발명의 실시예의 광학 유리의 부분 분산비(θg, F)는 0.70이하, 보다 상세하게는 0.68이하이었다. 따라서, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 원하는 큰 부분 분산비(θg, F)를 가진다는 것이 분명해졌다.
또한, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 이상부분 분산(Δθg, F)이 0.05이상이었다. 따라서, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 원하는 큰 이상부분 분산(Δθg, F)을 가진다는 것도 분명해졌다.
또한, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 모두 λ5(투과율 5%일 때의 파장)가 460nm이하, 보다 상세하게는 429nm이하이었다. 또한, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 모두 λ70(투과율 70%일 때의 파장)이 600nm이하, 보다 상세하게는 550nm이하이었다. 한편, 비교예의 유리는, λ5가 440nm보다 컸다. 이 때문에, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 비교예의 유리에 비해서 착색되기 어렵다는 것이 분명해졌다.
또한, 본 발명의 실시예의 광학 유리는 모두 굴절율(nd)이 1.90이상, 보다 상세하게는 2.09이상이며, 원하는 범위내이었다. 특히, 실시예(No. 10~13, 23, 27~91)는 모두 굴절율(nd)이 2.13이상이었다. 이러한 굴절율(nd)은 2.40이하, 보다 상세하게는 2.18이하이며, 원하는 범위내이었다.
또한, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 모두 아베수(νd)가 10이상, 보다 상세하게는 16이상임과 동시에, 이 아베수(νd)는 27이하, 보다 상세하게는 18이하이며, 원하는 범위내이었다.
따라서, 본 발명의 실시예의 광학 유리는, 극히 큰 부분 분산비(θg, F)를 가지면서, 고굴절율(nd) 및 고분산(저아베수νd)을 가지고, 또한 가시영역의 파장의 빛에 대한 투명성이 높다는 것이 분명해졌다.
이상, 본 발명을 예시의 목적으로 상세하게 설명했으나, 본 실시예는 어디까지나 예시의 목적이며, 본 발명의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 많은 변경이 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해해야 할 것이다.

Claims (18)

  1. SiO2성분 및/또는 B2O3성분을 함유하고, 산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 40.0%이상, 90.0%이하 함유하고, 부분 분산비(θg, F)가 0.63이상, 굴절율(nd)이 1.90이상, 아베수(νd)가 27이하이며, 또한 두께 10mm의 샘플에서 분광 투과율 5%를 나타내는 파장(λ5)이 460nm이하인 광학 유리.
  2. 제 1항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 67.0%이상 함유하는 광학 유리.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 Bi2O3성분을 85.0%미만 함유하는 광학 유리.
  4. 제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    SiO2성분 0~20.0%, 및/또는
    B2O3성분 0~30.0%
    의 각 성분을 함유하는 광학 유리.
  5. 제 4항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 SiO2성분 및 B2O3성분의 질량 합이 0% 보다 많고 20.0%이하인 광학 유리.
  6. 제 1항 내지 제 5항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    TiO2성분 0~10.0%, 및/또는
    Nb2O5성분 0~10.0%
    의 각 성분을 더 함유하는 광학 유리.
  7. 제 6항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 TiO2성분 및 Nb2O5성분의 질량 합이 0% 보다 많고 15.0%이하인 광학 유리.
  8. 제 1항 내지 제 7항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    MgO성분 0~20.0%, 및/또는
    CaO성분 0~20.0%, 및/또는
    SrO성분 0~20.0%, 및/또는
    BaO성분 0~20.0%, 및/또는
    ZnO성분 0~20.0%
    의 각 성분을 더 함유하는 광학 유리.
  9. 제 8항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 RO성분 (식중, R은, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 30.0%이하인 광학 유리.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    산화물 기준으로, RO성분 (식중, R은, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합에 대한, 질량 합(SrO+ZnO)의 질량비가 0.40이상인 광학 유리.
  11. 제 1항 내지 제 10항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    Li2O성분 0~10.0%, 및/또는
    Na2O성분 0~10.0%, 및/또는
    K2O성분 0~10.0%, 및/또는
    Rb2O성분 0~5.0%, 및/또는
    Cs2O성분 0~5.0%
    의 각 성분을 더 함유하는 광학 유리.
  12. 제 11항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 Rn2O성분 (식중, Rn은, Li, Na, K, Rb 및 Cs로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 5.0%이하인 광학 유리.
  13. 제 1항 내지 제 12항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    La2O3성분 0~10.0%, 및/또는
    Gd2O3성분 0~10.0%, 및/또는
    Y2O3성분 0~10.0%, 및/또는
    Yb2O3성분 0~10.0%
    의 각 성분을 더 함유하는 광학 유리.
  14. 제 13항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로 Ln2O3성분 (식중, Ln은, La, Gd, Y 및 Yb로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다)의 질량 합이 20.0%이하인 광학 유리.
  15. 제 1항 내지 제 14항의 어느 한 항에 있어서,
    산화물 기준의 질량%로,
    GeO2성분 0~20.0%, 및/또는
    P2O5성분 0~10.0%, 및/또는
    Al2O3성분 0~10.0%, 및/또는
    ZrO2성분 0~10.0%, 및/또는
    Ta2O5성분 0~10.0%, 및/또는
    WO3성분 0~10.0%, 및/또는
    TeO2성분 0~20.0%, 및/또는
    Tl2O3성분 0~10.0%, 및/또는
    CeO2성분 0~10.0%, 및/또는
    Sb2O3성분 0~3.0%
    의 각 성분을 더 함유하는 광학 유리.
  16. 제 1항 내지 제 15항의 어느 한 항에 기재된 광학 유리로 이루어지는 연마 가공용 및/또는 정밀 프레스 성형용의 프리폼.
  17. 제 16항에 기재된 연마 가공용의 프리폼을 연마하여 이루어지는 광학소자.
  18. 제 16항에 기재된 정밀 프레스 성형용의 프리폼을 정밀 프레스 성형하여 이루어지는 광학소자.
KR1020127013436A 2009-10-28 2010-10-28 광학 유리, 프리폼 및 광학소자 KR20120098748A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-247840 2009-10-28
JP2009247840A JP2011093731A (ja) 2009-10-28 2009-10-28 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120098748A true KR20120098748A (ko) 2012-09-05

Family

ID=43922109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127013436A KR20120098748A (ko) 2009-10-28 2010-10-28 광학 유리, 프리폼 및 광학소자

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2011093731A (ko)
KR (1) KR20120098748A (ko)
CN (1) CN102596835A (ko)
WO (1) WO2011052687A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140025481A (ko) * 2011-04-21 2014-03-04 쇼오트 아게 고굴절율 광학 유리
JP2012236756A (ja) * 2011-04-28 2012-12-06 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2012232874A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子
KR101255020B1 (ko) 2011-06-02 2013-04-16 주식회사 이글래스 정밀몰드 성형이 가능한 비구면 렌즈용 광학유리 조성물 및 그것을 이용한 광학유리 제조방법 및 그 제품
JP2013087009A (ja) * 2011-10-17 2013-05-13 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN102718567A (zh) * 2012-06-12 2012-10-10 卡罗比亚釉料（昆山）有限公司 一种不含铅的粉红制陶用的熔块
JP2014015383A (ja) * 2012-06-15 2014-01-30 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子
JP2014015384A (ja) * 2012-06-15 2014-01-30 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子
JP6537806B2 (ja) * 2014-10-29 2019-07-03 株式会社オハラ 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム
KR102215135B1 (ko) * 2019-04-12 2021-02-10 주식회사 베이스 유리 조성물 및 이를 포함하는 색변환 유리

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4557314B2 (ja) * 1996-02-15 2010-10-06 旭硝子株式会社 封着用組成物および封着用低融点ガラス
JP4158369B2 (ja) * 2000-10-23 2008-10-01 旭硝子株式会社 プレス成形用ガラスおよびレンズ
WO2003022766A1 (de) * 2001-09-10 2003-03-20 Schott Glas Germaniumoxid-haltige bismutoxidgläser
JP5313440B2 (ja) * 2005-09-06 2013-10-09 株式会社オハラ 光学ガラス
JP5033339B2 (ja) * 2006-03-14 2012-09-26 株式会社オハラ ガラス組成物
JP2008001531A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Ohara Inc ガラス
JP4590386B2 (ja) * 2006-10-23 2010-12-01 株式会社オハラ 光学ガラス
JP5349791B2 (ja) * 2007-11-19 2013-11-20 旭硝子株式会社 色素増感型太陽電池製造用無鉛ガラスおよびガラスセラミックス組成物
JP2009203135A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Ohara Inc 光学ガラス、光学素子及び精密プレス成形用プリフォーム
JPWO2009107612A1 (ja) * 2008-02-28 2011-06-30 旭硝子株式会社 光学ガラス
JP5652991B2 (ja) * 2008-03-25 2015-01-14 株式会社オハラ 光学ガラス
JP5650371B2 (ja) * 2008-04-29 2015-01-07 株式会社オハラ 光学ガラス
JP2009286673A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Ohara Inc 光学ガラス、プリフォーム、及び光学素子
CN102015562A (zh) * 2009-04-17 2011-04-13 株式会社小原 光学玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
CN102596835A (zh) 2012-07-18
WO2011052687A1 (ja) 2011-05-05
JP2011093731A (ja) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6033486B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子
JP5827067B2 (ja) 光学ガラス及び光学素子
JP5767179B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
KR20120098748A (ko) 광학 유리, 프리폼 및 광학소자
KR20120052349A (ko) 광학 유리
JP7089844B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP5854956B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP7195040B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
WO2012133420A1 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
WO2016067921A1 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP6664826B2 (ja) 光学ガラス及び光学素子
KR20120125466A (ko) 광학유리, 프리폼 및 광학소자
JP2022167990A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2012206893A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2016088835A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP6937540B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN115259656A (zh) 光学玻璃、预成型体及光学元件
JP5748613B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2012206891A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2017088485A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2014080317A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP5748614B2 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP2016088759A (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
WO2012133421A1 (ja) 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP6635667B2 (ja) 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid