DE102006033434A1

DE102006033434A1 - Optisches Glas, optisches Element und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102006033434A1
Application number: DE102006033434A
Authority: DE
Inventors: Youichi Hachitani
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-02-01
Also published as: JP2007055883A; US20070027017A1; JP4498315B2

Abstract

Beschrieben werden optische Gläser mit hohem Brechungsvermögen, niedrigen Dispersions- und ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften, die eine augezeichnete Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit haben. Diese Gläser sind ausgezeichnet als ungewöhnliche partiale Dispersionsgläser für die Unterdrückung einer chromatischen Aberration verwendbar. Sie enthalten P·5+·, Al·3+· und Erdalkalimetallionen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mg·2+·, Ca·2+·, Sr·2+· und Ba·2+·, als wesentliche kationische Komponenten, und umfassen F·-· und O·2-· als wesentliche anionische Komponenten, wobei das Verhältnis des Gehalts an Ba·2+· zu dem Gesamtgehalt R·2+· von Mg·2+·, Ca·2+·, Sr·2+· und Ba·2+·, Ba·2+·/R·2+·, 0,01 oder mehr, jedoch weniger als 0,5 auf der Basis der kationischen % beträgt. Die optischen Gläser haben eine AbbE-Zahl (nud) von 68 oder mehr, ein partiales Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr, einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger. Die optischen Gläser können in einer Polierstufe poliert werden, um ein optisches Element herzustellen. Es handelt sich um Fluorphosphatgläser mit einem Reibungsabrieb von 500 oder weniger.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Glas, ein optisches Element und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft spezieller ein optisches Glas mit einem hohen Brechungsvermögen, einer niedrigen Dispersion und ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften, das zur Verwendung als Glas für Linsen von Kameras oder Projektoren geeignet ist, und das eine ausgezeichnete Verarbeitungs- bzw. Bearbeitungsfähigkeit hat. Die Erfindung betrifft auch ein optisches Element, das aus dem obigen Glas geformt ist, und ein Verfahren zur Herstellung des optischen Elements.
Technischer Hintergrund
In optischen Systemen, wie in Kameras etc., wird im Allgemeinen ein Design für „Achromatismus" verwendet, wobei Gläser mit verschiedenen Abbé-Zahlen kombiniert werden, um chromatische Aberrationen der Linse zu entfernen. Es wird ein großer Effekt auf die oben genannte Entfernung zur Kombination von Gläsern ausgeübt, die sich hinsichtlich der Abbé-Zahlen stark unterscheiden. Insbesondere erfordert eine sekundäre Achromatisierung ein Glas mit ungewöhnlicher partialer Dispersion mit einem partialen Dispersionsverhältnis, das sich von demjenigen eines normalen optischen Glases unterscheidet. Als optische Gläser mit großer Abbé-Zahl und mit der Eigenschaft einer ungewöhnlichen partialen Dispersion haben Fluorphosphatgläser mit einer Abbé-Zahl von 80 oder mehr Eingang in die Praxis gefunden. Da jedoch diese Fluorphosphatgläser einen Brechungsindex von 1,5 oder weniger haben, sind sie für Linsen mit großer Brechungskraft nicht geeignet.
Andererseits ist schon als ein Glas mit ungewöhnlicher partialer Dispersion mit einem Brechungsindex von 1,5 beispielsweise ein Fluorphosphatglas beschrieben worden, das einen Brechungsindex von 1,54 bis 1,60, eine Abbé-Zahl von 68 bis 75 und ein partiales Dispersionsverhältnis von mindestens 0,537 hat (vergleiche z.B. JP-A-4-43854). Da jedoch dieses Fluorphosphatglas schlechte mechanische und thermische Eigenschaften hat und weiterhin mit dem Problem eines großen Reibungsabriebs behaftet ist, ist dessen Bearbeitbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit schlecht. Dies erhöht unvermeidlich die Verarbeitungskosten und es ist schwierig gewesen, billigere Hochleistungslinsen zu erhalten.
Als leichtes Glas mit ungewöhnlicher partialer Dispersion ist weiterhin schon ein optisches Glas mit einem Brechungsindex von 1,54 bis 1,60, einer Abbé-Zahl von 70 bis 80 und einem spezifischen Gewicht von weniger als 4,1 vorgeschlagen worden (vergleiche z.B. JP-A-2003-160356). Dieses optische Glas hat zwar ein geringes Gewicht und ausgezeichnete optische Eigenschaften, doch kann nicht gesagt werden, dass dieses Glas im Hinblick auf eine der mechanischen Eigenschaften, der thermischen Eigenschaften und des Reibungsabriebs vollständig zufrieden stellend ist.

Offenbarung der Erfindung

[Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben]

Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Glas mit niedriger Dispersion und hohem Brechungsvermögen zur Verfügung zu stellen, das die Eigenschaft einer ungewöhnlichen bzw. anormalen partialen Dispersion hat und das eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit hat. Es soll auch ein optisches Element, das aus dem obigen optischen Glas gebildet worden ist, wie eine Hochleistungslinse, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen optischen Elements zur Verfügung gestellt werden.

[Mittel zur Lösung der Aufgaben]

Zur Lösung der obigen Aufgaben haben die benannten Erfinder ausführliche Untersuchungen durchgeführt und als Ergebnis gefunden, dass die obige Aufgabe durch ein optisches Glas gelöst werden kann, das eine spezielle Glaszusammensetzung hat. Auf der Basis dieser Feststellung ist demgemäß die vorliegende Erfindung vervollständigt worden.

Die Erfindung stellt daher Folgendes zur Verfügung:

(1) ein optisches Glas, umfassend P⁵⁺, Al³⁺ und Erdalkalimetallionen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, als wesentliche kationische Komponenten, und umfassend F^– und O^2– als wesentliche anionische Komponenten, wobei das Verhältnis des Gehalts von Ba²⁺ zu dem Gesamtgehalt R²⁺ von Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, Ba²⁺/R²⁺, 0,01 oder mehr, jedoch weniger als 0,5 auf Basis der kationischen % bzw. als kationische % beträgt, wobei das optische Glas eine Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr hat (nachstehend als „optisches Glas I" bezeichnet),
(2) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, enthaltend als kationische %, 20 bis 50% P⁵⁺ und 0, 1 bis 20 % Al³⁺,
(3) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, wobei der Gesamtgehalt von Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺ 35 bis 60 kationische % ist,
(4) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, enthaltend als kationische %, 0,1 bis 20% Mg²⁺, 0 bis 20% Ca²⁺, 0 bis 20 % Sr²⁺ und 0,1 bis 20% Ba²⁺,
(5) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, enthaltend 0,1 bis 10 kationische % von Y³⁺,
(6) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % von B³⁺,
(7) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, enthaltend 30 bis 60 anionische % von F^–,
(8) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, wobei das Glas einen Brechungsindex (nd) von 1,54 oder mehr hat,
(9) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, wobei das Glas einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger hat,
(10) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (1) angegeben, wobei das Glas ein partiales Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr hat,
(11) ein optisches Glas mit einer Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr, einem partialen Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr und einem Reibungsabrieb von 500 oder weniger (nachstehend als „optisches Glas II" bezeichnet),
(12) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (11) angegeben, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % von B³⁺,
(13) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (11) angegeben, wobei das Glas einen Brechungsindex (nd) von 1,54 oder mehr hat,
(14) ein optisches Glas, das in einer Polierungsstufe zur Herstellung eines optischen Elements poliert werden soll, und das ein Fluorphosphatglas ist, das einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger hat (nachstehend als „optisches Glas III" bezeichnet),
(15) ein optisches Glas, wie oben unter Punkt (14) angegeben, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % von B³⁺,
(16) ein optisches Glas, wie oben unter einem der Punkte (1), (11) oder (14) angegeben, mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 4,0,
(17) ein optisches Element, gebildet aus dem optischen Glas, wie oben unter einem der Punkte (1), (11) oder (14) angegeben,
(18) ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend die Stufen der Herstellung eines Pressform-Glastropfens, der aus dem optischen Glas, wie oben unter einem der Punkte (1), (11) und (14) angegeben, Erhitzen des genannten Glastropfens und Pressverformen des genannten Glastropfens,
(19) ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend das Aufschmelzen eines Glases, das Herausfließenlassen des geschmolzenen Glases, um ein Glasformmaterial zu bilden, das aus dem optischen Glas, wie oben unter einem der Punkte (1), (11) und (14) angegeben, und das Verarbeiten bzw. Bearbeiten des genannten Glasformmaterials.

Wirkung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein optisches Glas mit hohem Brechungsvermögen, niedriger Dispersion und ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften zur Verfügung gestellt werden, das als Glas für Linsen von Kameras oder Projektoren geeignet ist und das eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit besitzt. Es kann auch ein optisches Element, gebildet aus dem obigen Glas, z.B. eine Hochleistungslinse, und ein Verfahren zur Herstellung des optischen Elements zur Verfügung gestellt werden.

Das erfindungsgemäße optische Glas wird geeigneterweise insbesondere als Glas mit ungewöhnlicher partialer Dispersion zur Unterdrückung von chromatischen Aberrationen eingesetzt. Da weiterhin das Glas eine niedere Glasübergangstemperatur hat, kann das optische Glas gemäß der vorliegenden Erfindung bei niedriger Temperatur pressverformt werden und es ist für ein Formpressverformen (Präzisionspressverformen) mit einer Form für die Präzisionsverformung geeignet.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Das optische Glas gemäß der vorliegenden Erfindung schließt drei Ausführungsformen ein, nämlich ein optisches Glas I, ein optisches Glas II und ein optisches Glas III.

Das optische Glas I ist ein optisches Glas, umfassend P⁵⁺, Al⁵⁺ und Erdalkalimetallionen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, als wesentliche kationische Komponenten und umfassend F^– und O^2– als wesentliche anionische Komponenten,
wobei das Verhältnis des Gehalts von Ba²⁺ zu dem Gesamtgehalt R²⁺ von Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, Ba²⁺/R²⁺, 0,01 oder mehr, jedoch weniger als 0,5 auf Basis der kationischen % beträgt und
wobei das optische Glas eine Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr hat.

Das oben genannte optische Glas I hat ein hohes Brechungsvermögen, eine niedrige Dispersion und ungewöhnliche partiale Dispersionseigenschaften, so dass es ein optisches Glas darstellt, das zu einer Korrektur der chromatischen Aberration und zu einem "Downsizing" der Linsen einheit wirksam ist. Hinsichtlich der oberen Grenzen des Brechungsindex (nd) und der Abbé-Zahl (νd) des optischen Glases I werden keine speziellen Beschränkungen angelegt. Zur Realisierung einer ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber einem Entglasen und einer ausgezeichneten Bearbeitbarkeit wird jedoch festgelegt, dass der Brechungsindex 1,54 oder mehr, vorzugsweise 1,54 bis 1,60, beträgt und dass die Abbé-Zahl (νd) 68 bis 78 beträgt. Weiterhin kann bei dem optischen Glas I eine ungewöhnliche partiale Dispersion, ausgedrückt als partiales Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr, realisiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das optische Glas I ein spezifisches Gewicht von weniger als 4,0 und das Gewicht der Linse kann verringert werden, so dass die Belastung des Antriebsmotors in einem Autofokusmechanismus klein ist. Bei dem optischen Glas I wird ein optisches Glas mit einem spezifischen Gewicht bzw. einer Dichte von 3,9 oder weniger bevorzugt und ein optisches Glas mit einem spezifischen Gewicht bzw. einer Dichte von 3,8 oder weniger wird mehr bevorzugt.

Das optische Glas I hat im Allgemeinen einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger und daher eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit. Alle herkömmlichen Fluorphosphatgläser haben einen großen Reibungsabrieb und sie sind daher mit dem Nachteil behaftet, dass die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche verringert wird oder dass Poliermarken zurückbleiben. Bei dem optischen Glas I ist jedoch der Reibungsabrieb für ein Fluorphosphatglas klein, so dass der Abrieb während der Bearbeitung klein ist. Das optische Glas I ist nicht zu weich, so dass eine bearbeitete Oberfläche des optischen Glases I eine hohe Genauigkeit haben kann. Weiterhin bleiben auf der polierten Oberfläche davon nicht leicht Poliermarken zurück. Der Reibungsabrieb des optischen Glases I beträgt vorzugsweise 450 oder weniger, mehr bevorzugt 400 oder weniger.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das optische Glas I einen mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten, gemessen bei 100°C bis 300°C, von weniger als 160 × 10^–7/°C, und es hat daher eine ausgezeichnete thermische Schockbeständigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaft tritt nicht leicht eine Rissbildung, bewirkt durch die Temperaturdifferenzen des Schneidöls während des Polierens und des Waschmediums, auf. Wenn das Glas durch eine Abscheidung aus der Dampfphase oberflächenbeschichtet wird etc., dann kann die Zeitspanne für die Abkühlung des Glases auf Raumtemperatur verringert werden. Der oben genannte Ausdehnungskoeffizient ist vorzugsweise kleiner als 150 × 10^–7/°C, mehr bevorzugt kleiner als 140 × 10^–7/°C.

Nachstehend wird die Zusammensetzung des optischen Glases I im Detail erläutert. Die durch % angegebenen Kationengehalte bzw. der kationischen Komponenten und Gesamt-Kationengehalte bedeuten die kationischen Gehalte und die Gesamt-Kationengehalte als kationische %.

P⁵⁺ ist eine Grundkomponente für Fluorphosphatgläser und es ist eine wesentliche Komponente, um eine Beständigkeit gegenüber einer Entglasung und um einen hohen Brechungsindex zu erhalten. Wenn der Gehalt von P⁵⁺ kleiner als 20% ist, dann wird die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung verringert und es kann sein, dass auch der Brechungsindex kleiner wird. Wenn der andererseits über 50% hinausgeht, dann wird die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung verschlechtert und es kann auch sein, dass die Abbé-Zahl zu klein wird. Daher ist der Gehalt von P⁵⁺ vorzugsweise 20 bis 50%, mehr bevorzugt 25 bis 45% und noch mehr bevorzugt 30 bis 40%.

Al³⁺ ist eine wesentliche Komponente zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber einer Entglasung der Fluorphosphatgläser und zur Unterdrückung der thermischen Ausdehnung des Glases. Wenn der Gehalt an Al³⁺ kleiner als 0,1% ist, dann ist die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung schlecht und die Liquidus-Temperatur ist zu hoch, so dass es schwierig ist, durch Schmelzen ein Qualitätsglas zu bilden. Wenn er andererseits über 20% hinausgeht, dann besteht die Neigung, dass die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung sich verschlechtert. Daher beträgt der Gehalt an Al³⁺ vorzugsweise 0,1 bis 20%, mehr bevorzugt 1 bis 13%, noch mehr bevorzugt 5 bis 10%.

Zusätzlich zu P⁵+ und Al³⁺ enthält das optische Glas I als wesentliche kationische Komponenten Erdalkalimetallionen, ausgewählt aus Erdalkalimetallionen aus der Gruppe, bestehend aus Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺. Die Erdalkalimetallionen werden deswegen zugesetzt, um die Beständigkeit des Fluorphosphatglases gegenüber einer Entglasung zu verbessern, und auch dazu, um dessen optische Eigenschaften einzustellen. Das Ba²⁺ wirkt dahingehend, dass der Brechungsindex erhöht wird. Wenn jedoch zu große Mengen davon zugesetzt werden, dann erhöht das Ba²⁺ das spezifische Gewicht und die thermische Ausdehnung des Fluorphosphatglases und erhöht den Reibungsabrieb, wodurch die Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit verschlechtert wird, so dass es daher wünschenswert ist, das Verhältnis des Ba²⁺-Gehalts zu dem Gesamtgehalt der Erdalkalimetallionen zu begrenzen. Bei dem optischen Glas I ist das Verhältnis des Ba²⁺-Gehalts zu dem Gesamtgehalt R²⁺ von Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, Ba²⁺/R²⁺, auf 0,01 oder mehr, jedoch weniger als 0,5, eingeschränkt. Wenn das Verhältnis Ba²⁺/R²⁺ 0,5 oder höher ist, dann wird der Reibungsabrieb verstärkt und daher wird die Verarbeitbarkeit verschlechtert. Das Verhältnis von Ba²⁺/R²⁺ beträgt vorzugsweise 0,01 oder mehr, jedoch nicht mehr als 0,4.

Zur Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgaben wird, während die Beständigkeit des Glases gegenüber einem Entglasen verbessert wird, der oben genannte Gesamtgehalt von R²⁺ vorzugsweise auf 35 bis 60%, mehr bevorzugt auf 40 bis 55% eingestellt.

Nachstehend werden Funktionen und bevorzugte Gehalte der oben genannten Erdalkalimetallionen erläutert.

Mg²⁺ stellt eine wichtige kationische Komponente dar, die die Beständigkeit des Fluorphosphatglases gegenüber einer Entglasung verbessert, und die weiterhin das spezifische Gewicht verringert und den Reibungsabrieb verringert, wodurch die Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit des Glases verbessert wird. Wenn der Gehalt an Mg²⁺ weniger als 0,1% beträgt, dann ist es schwierig, die oben genannten Effekte zu erhalten. Wenn er andererseits über 20% hinausgeht, dann kann es sein, dass der Brechungsindex abnimmt und dass zur gleichen Zeit sich die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung verringern kann. Daher beträgt der Gehalt an Mg²⁺ vorzugsweise 0,1 bis 20%, mehr bevorzugt 5 bis 18%, noch mehr bevorzugt 8 bis 15%.

Ca²⁺ stellt eine kationische Komponente dar, die die Beständigkeit des Fluorphosphatglases gegenüber einer Entglasung verbessert und weiterhin den Reibungsabrieb davon verringert, wodurch die Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit des Glases verbessert wird. Wenn der Gehalt an Ca²⁺ über 20% hinausgeht, dann kann es sein, dass der Brechungsindex abnimmt und dass zur gleichen Zeit sich die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung verringern kann. Daher beträgt der Gehalt an Ca²⁺ vorzugsweise 0 bis 20%, mehr bevorzugt 1 bis 18%, noch mehr bevorzugt 5 bis 15%.

Sr²⁺ stellt eine kationische Komponente dar, die die Beständigkeit des Fluorphosphatglases gegenüber einer Entglasung verbessert und dessen Brechungsindex verbes sert. Wenn der Gehalt an Sr²⁺ über 20% hinausgeht, dann kann es sein, dass der Brechungsindex abnimmt und dass sich zur gleichen Zeit die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung verringern kann. Der Gehalt an Sr²⁺ beträgt daher vorzugsweise 0 bis 20%, mehr bevorzugt 1 bis 18%, noch mehr bevorzugt 5 bis 15%.

Obgleich Ba²⁺ eine Komponente ist, die das spezifische Gewicht und die thermische Ausdehnung erhöht und weiterhin den Reibungsabrieb erhöht, wodurch die Bearbeitbarkeit verschlechtert wird, wird es doch bevorzugt, eine kleine Menge von Ba²⁺ zum Zwecke der Verbesserung der Beständigkeit gegenüber einer Entglasung und der Verbesserung des Brechungsvermögens des Fluorphosphatglases, zuzugeben. Wenn der Gehalt an Ba²⁺ weniger als 0,1% beträgt, dann kann es sein, dass das Glas entglast, und wenn der Gehalt andererseits über 20% hinausgeht, dann besteht die Neigung dahingehend, dass der Reibungsabrieb zunimmt, wodurch die Bearbeitbarkeit verschlechtert wird. Der Gehalt an Ba²⁺ beträgt daher vorzugsweise 0,1 bis 20%, mehr bevorzugt 1 bis 20%. Wenn der Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit des Glases Priorität gegeben wird, dann beträgt der Gehalt an Ba²⁺ vorzugsweise 1 bis 15%, mehr bevorzugt 5 bis 10%. Wenn der Verbesserung der Beständigkeit des Glases gegenüber einer Entglasung und einer Erhöhung seines Brechungsindex Priorität gegeben wird, dann beträgt der Gehalt an Ba²⁺ mehr bevorzugt 5 bis 20%.

Y³⁺ ist eine Komponente, die nicht nur das Brechungsvermögen des optischen Glases I verbessert, sondern auch die Beständigkeit gegenüber einer Entglasung und die Bearbeitbarkeit davon verbessert, ohne dass die ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften verschlechtert werden. Wenn der Gehalt an Y³⁺ weniger als 0,1% beträgt, dann ist sein Effekt nicht ausreichend und wenn der Gehalt andererseits über 20% hinausgeht, dann besteht die Neigung zu einer Entglasung des Glases. Wenn das Y³⁺ eingeführt wird, dann beträgt sein Gehalt vorzugsweise 0,1 bis 10%, mehr bevorzugt 1 bis 8%, noch mehr bevorzugt 1 bis 5%.

Während das La³⁺ keine wesentliche Komponente darstellt, ist es doch eine kationische Komponente, die das Brechungsvermögen des optischen Glases I verbessert, ohne dass die ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften verschlechtert werden, und es kann eine kleine Menge von La³⁺ als Hilfsmittel für das Y³⁺ zugesetzt werden. Wenn der Gehalt an La³⁺ über 5% hinausgeht, dann kann jedoch wahrscheinlich eine Entglasung des Glases erfolgen. Daher beträgt der Gehalt an La³⁺ bevorzugt 0 bis 3%, mehr bevorzugt 0 bis 1%.

Während das B³⁺ keine wesentliche Komponente darstellt, stellt es doch eine kationische Komponente dar, die das Brechungsvermögen des optischen Glases I verbessert und auch das spezifische Gewicht verringert und die Beständigkeit des optischen Glases I gegenüber einer Entglasung und seine Verarbeitbarkeit verbessert, ohne dass die ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften verschlechtert werden. Wenn jedoch das B³⁺ zu dem optischen Glas I gegeben wird, das F^– enthält, dann tritt beim Aufschmelzen des Glases eine intensive Verflüchtigung auf, die im Hinblick auf technische Verfahren nicht erwünscht ist. Weiterhin bewirkt eine derartige Verflüchtigung eine Streifenbildung bzw. Schlierenbildung. Wenn der Gehalt von B³⁺ über 0 bis 20% hinausgeht, dann kann es leicht zu einer Entglasung des Glases kommen. Daher beträgt der Gehalt an B³⁺ vorzugsweise 0 bis 20%, mehr bevorzugt 0 bis 15%. Weiterhin wird, wenn ein Staubkollektor für die Glasschmelzvorrichtung vorgesehen werden kann und wenn der Einfluss der Verflüchtigung, die durch die Einführung von B³⁺ bewirkt worden ist, auf die Umgebung vollständig unterdrückt werden kann, es bevorzugt, das B³⁺ einzuführen, das die oben erläuterten Effekte hat. In diesem Fall beträgt der Gehalt an B³⁺ vorzugsweise 0, 1 bis 20%, mehr bevorzugt 5 bis 15%.

Obgleich es keinerlei wesentliche Komponente darstellt, stellt doch das Si⁴⁺ eine kationische Komponente dar die das Brechungsvermögen des optischen Glases I verbessert und auch das spezifische Gewicht des optischen Glases I verringert und Beständigkeit des optischen Glases I gegenüber einer Entglasung verbessert und auch die Verarbeitbarkeit verbessert, ohne dass die ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften verschlechtert werden. Wenn jedoch das Si⁴⁺ zu dem optischen Glas I zugesetzt wird, dann tritt beim Aufschmelzen des Glases eine intensive Verflüchtigung auf, die im Hinblick auf technische Verfahren nicht erwünscht ist. Wenn weiterhin eine überschüssige Menge von Si⁴⁺ eingeführt wird, dann kann es leicht sein, dass das Glas sich entglast. Daher beträgt der Gehalt an Si⁴⁺ vorzugsweise 0 bis 10%, mehr bevorzugt 0 bis 5% . Wie im Zusammenhang mit B³⁺ bereits erläutert wurde, wird es jedoch, wenn ein Staubkollektor für die Glasschmelzvorrichtung vorgesehen werden kann und wenn der Einfluss, den die Verflüchtigung, bewirkt durch die Einführung von Si⁴⁺, auf die Umgebung vollständig unterdrückt werden kann, bevorzugt, das Si⁴⁺, das die oben erläuterten Effekte zeigt, einzuführen. In diesem Fall beträgt der Gehalt an Si⁴⁺ vorzugsweise 0,1 bis 10%, mehr bevorzugt 0,1 bis 5%.

P⁵⁺, B³⁺ und Si⁴⁺ stellen Komponenten dar, die zu einer Verbesserung der Beständigkeit des Glases gegenüber einer Entglasung beitragen und der Gesamtgehalt dieser Komponenten beträgt vorzugsweise 35 bis 55%, mehr bevorzugt 35 bis 50%.

Zur Einstellung des Brechungsindex und der Abbé-Zahl (νd) des optischen Glases I, zur Verbesserung seiner Beständigkeit gegenüber einer Entglasung und zur Einstel lung seiner thermischen Eigenschaften können Sb³⁺, Zn²⁺, Li⁺, Na⁺ und K⁺ so zugesetzt werden, dass der Gesamtgehalt dieser Komponenten weniger als 5% beträgt. Der Gesamtgehalt dieser Komponenten beträgt vorzugsweise 2% oder weniger.

Weitere kationische Komponenten können in einem solchen Ausmaß eingeführt werden, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung hierdurch nicht beeinträchtigt werden. Jedoch liegt der Gesamtgehalt an P⁵⁺, Al³⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Y³⁺, La³⁺, B³⁺ und Si⁴⁺ in dem optischen Glas I vorzugsweise oberhalb 95%, mehr bevorzugt 98% oder mehr, noch mehr bevorzugt 99% oder mehr, ganz besonders bevorzugt 100.

F^– ist eine wesentliche anionische Komponente, die die Abbé-Zahl (νd) erhöht und die anomalen partialen Dispersionseigenschaften verbessert. Jedoch verringert sie die Festigkeit der Glasnetzwerkstruktur, so dass es eine Komponente darstellen kann, die die thermische Ausdehnung und den Reibungsabrieb des Glases erhöht. Wenn der Gehalt an F^– kleiner als 30 anionische % beträgt, dann ist die Abbé-Zahl klein und es können keine ausreichenden ungewöhnlichen partialen Dispersionseigenschaften erhalten werden. Wenn der Gehalt andererseits über 60 anionische % hinausgeht, dann ist die Abbé-Zahl zu groß und der thermische Ausdehnungskoeffizient und der Reibungsabrieb kann sich erhöhen. Wenn weiterhin das Glas beim Präzisionspressverformen verwendet wird, dann kann eine intensive Verflüchtigung erfolgen, so dass der Gehalt an F^– vorzugsweise auf 30 bis 60 anionische % beschränkt wird. Der Gehalt an F^– liegt mehr bevorzugt im Bereich von 35 bis 55 anionische und noch mehr bevorzugt im Bereich von 35 bis 50 anionische %.

Das optische Glas I ist ein Fluorphosphatglas und es enthält, abgesehen von F^–, O^2–. Der Gehalt an O^2– be trägt vorzugsweise 40 bis 70 anionische %, mehr bevorzugt 44 bis 65%, noch mehr bevorzugt 50 bis 65 anionische %. Es wird weiterhin bevorzugt, den Gesamtgehalt an F^– und O^2– auf 100 anionische % einzustellen.

Das optische Glas II gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Glas mit einer Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr, einem partialen Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr und einem Reibungsabrieb von 500 oder weniger. Bevorzugte Glaszusammensetzungen und verschiedene Eigenschaften davon mit Einschluss des Brechungsindex (nd), die im Zusammenhang mit dem optischen Glas I erläutert wurden, gelten auch für das optische Glas II.

Das optische Glas III gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Glas, das in einer Polierstufe poliert werden kann, um ein optisches Element herzustellen. Es stellt ein Fluorphosphatglas mit einem Reibungsabrieb von 500 oder weniger dar. Dieses Fluorphosphatglas ist dazu geeignet, um Niederdispersionseigenschaften, angegeben durch eine Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr, zu erhalten. Ein Niederdispersionsglas ist besonders wirksam als Linse eines optischen Abtastsystems, die am nächsten an der Objektseite angeordnet ist, oder als eine Linse eines optischen Projektionssystems, die an der Lichtaustretenden Seite angeordnet ist, und diese Linsen haben in vielen Fällen große Durchmesser. Bei der Herstellung von Linsen mit einem derart großen Durchmesser ist es erforderlich, Linsen herzustellen, die jeweils über einen großen Bereich von Poliermarken frei sind. Das optische Glas III kann ein Fluorphosphatglas sein und sein Reibungsabrieb beträgt 500 oder weniger, so dass optische Elemente mit hoher Oberflächengenauigkeit mit hoher Produktivität aus dem optischen Glas III hergestellt werden können, indem ein Polieren durchgeführt wird, ohne dass Poliermarken zurückbleiben. Bevorzugte Bereiche des Reibungsabriebs, beschrieben im Zusammenhang mit den opti schen Gläsern I und II, können auch für das optische Glas III gelten.

Das optische Glas III hat vorzugsweise die gleichen thermischen Ausdehnungseigenschaften wie diejenigen der optischen Gläser I und II. Das Fluorphosphatglas ist besonders als Material für Linsen mit großem Durchmesser, wie oben beschrieben, geeignet. Bei der Herstellung von solchen optischen Elementen mit großem Durchmesser aus dem Glas durch Polieren kann es zu Brüchen kommen, wenn das Glas einen großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform können optische Elemente mit großem Durchmesser, die ausgezeichnete Oberflächen haben, mit hoher Produktivität durch ein Polieren hergestellt werden, ohne dass ein Bruch erfolgt. Bevorzugte Glaszusammensetzungen und verschiedene Eigenschaften (wie der Brechungsindex (nd), die Abbé-Zahl (νd), die partialen Dispersionseigenschaften, das spezifische Gewicht etc.), die im Zusammenhang mit den optischen Gläsern I und II erläutert wurden, können auch für das optische Glas III gelten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein optisches Element zur Verfügung gestellt, das aus dem optischen Glas I, II oder III gebildet worden ist. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements zur Verfügung gestellt, das die Stufen der Herstellung eines Pressform-Glastropfens, gebildet aus dem optischen Glas I, II oder III, das Erhitzen des obigen Glastropfens und dessen Pressverformung umfasst. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend die Stufen des Schmelzens eines Glases, des Herausfließenlassens des geschmolzenen Glases, um das geschmolzene Glas in ein Glasformmaterial, gebildet aus dem obigen optischen Glas I, II oder III, zu verformen, und das Verarbeiten bzw. Bearbeiten des Glasformmaterials.

Zur Herstellung eines Glasformmaterials oder eines Pressform-Glastropfens, gebildet aus dem erfindungsgemäßen optischen Glas, und weiterhin zum Erhalt eines optischen Elements kann z.B. das folgende Verfahren zum Einsatz kommen.

Zuerst werden Ausgangsmaterialien, wie ein Phosphat, ein Fluorid, ein Carbonat, ein Nitrat, ein Oxid etc., wie erforderlich, bereitgestellt und die Ausgangsmaterialien werden so abgewogen, dass die gewünschte Glaszusammensetzung erhalten werden kann. Die auf diese Weise vorbereiteten Ausgangsmaterialien werden miteinander vermischt und das Gemisch wird in einem feuerfesten Tiegel bei einer Temperatur von ungefähr 900 bis 1200°C geschmolzen. Hydroxide, Hydrate etc. fördern die Verflüchtigung von Fluor, so dass es nicht bevorzugt wird, solche Materialien einzusetzen. Wenn das Gemisch aufgeschmolzen wird, dann wird zweckmäßig ein feuerfester Deckel eingesetzt. Das Glas im geschmolzenen Zustand wird gerührt und raffiniert, wonach das Verformen des Glases durchgeführt wird. Das Verformungsverfahren kann aus herkömmlichen Verfahren ausgewählt werden, wie beispielsweise Gießverfahren, Stangenmaterial-Verformungsverfahren, Pressverformungsverfahren und dergleichen. Das geformte Glas wird in einen Vergütungsofen, der zuvor auf eine Temperatur in der Gegend der Übergangstemperatur des Glases erhitzt worden ist, überführt und das geformte Glas wird allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt. Das so erhaltene Glasformmaterial wird geschnitten, geschliffen oder poliert, wie erforderlich. Wie erforderlich kann das Glasformmaterial zerschnitten werden und die Schnittstücke können erhitzt und verpresst oder unter Erhitzen verpresst werden. Alternativ kann auch ein Präzisions-Glastropfen hergestellt werden, erhitzt werden und zu einer asphärikalen Form pressverformt werden. Auf diese Weise kann ein zuvor bestimmtes optisches Element hergestellt werden.

Beim Verformen des Glases in geschmolzenem Zustand zu einem Glasformmaterial bewirkt eine Verflüchtigung von der Oberfläche des Glases mit hoher Temperatur eine Schlierenbildung, so dass es zweckmäßig ist, die Verflüchtigung von der Glasoberfläche zu unterdrücken, wenn das geschmolzene Glas herausfließen gelassen wird und verformt wird. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, bei dem das geschmolzene Glas herausfließen gelassen wird und in einer trockenen Atmosphäre verformt wird oder ein Verfahren, bei dem das geschmolzene Glas herausfließen gelassen wird und in einer Atmosphäre eines inerten Gases (das vorzugsweise ein trockenes inertes Gas sein kann), wie Stickstoffgas oder dergleichen, verformt wird. Im Falle des Gießverformens wird es bevorzugt, eine derartige Anordnung vorzusehen, bei der das Glas in der Gießform der umgebenden Atmosphäre nicht ausgesetzt ist. Es wird daher bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine Gießform mit einem Durchgangsloch vorgesehen ist, das geschmolzene Glas durch einen Öffnungsteil des Durchgangslochs eingeführt wird, um das geschmolzene Glas in das Innere des Durchgangslochs einzufüllen. Ein in dem Durchgangsloch gebildetes Glasformmaterial wird dann von dem anderen Öffnungsteil des Durchgangslochs entnommen. Insbesondere, wenn das Durchgangsloch in Form einer Geraden oder einer geraden Linie vorgesehen ist, bewegt sich das Glas glatt und ein Glasteil in der Nähe der Oberfläche des gegossenen Glases und ein Glasteil im Inneren des gegossenen Glases werden in dem Durchgangsloch miteinander nicht vermischt, so dass, wenn die Oberfläche des geschmolzenes Glases durch die Verflüchtigung verändert wird, der veränderte Teil auf die Oberfläche des Glasformmaterials begrenzt werden kann. Daher kann ein optisch gleichförmiges Glasformmaterial dadurch erhalten werden, indem die Glasoberfläche durch Schleifen oder Polieren durch Entfernen behandelt wird. Aufgrund des obigen Gesichtspunktes wird es bevorzugt, eine derartige Anordnung einzusetzen, bei der die Gießform so angeordnet ist, dass das Durchgangsloch vertikal positioniert ist, wobei das geschmolzene Glas durch einen oberen Öffnungsteil eingegossen wird, und ein Glasformmaterial vom unteren Öffnungsteil abgenommen wird. Bei der obigen Art und Weise des Gießens ist es zweckmäßig, eine derartige Anordnung einzusetzen, bei der der Raum, der den Auslass des Rohrs, aus dem das geschmolzene Glas ausfließen gelassen wird, und der Öffnungsteil des Durchgangslochs, durch das das geschmolzene Glas gegossen wird, einschließt, isoliert ist und dass der isolierte Raum mit der oben genannten Atmosphäre gefüllt wird, um ein optisch gleichförmiges Glasformmaterial herzustellen. Um einen Bruch des von der Gießform abgezogenen Glasformmaterials aufgrund des raschen Abkühlens zu verhindern, wird es bevorzugt, eine Verfahrensweise anzuwenden, bei der die Temperatur im Inneren des Glasformmaterials und die Temperatur der Oberfläche des Glasformmaterials eng aneinander gebracht werden. Speziell wird das Glasformmaterial, das aus der Gießform abgenommen worden ist, in eine Atmosphäre platziert, deren Temperatur bei einer Temperatur in der Gegend der Glasübergangstemperatur des Glases gehalten wird, und die obige Verfahrensweise wird durchgeführt. Während die Form des Glasformmaterials in Abhängigkeit von der Form des Durchgangslochs bestimmt wird, ist das oben genannte Verformungsverfahren dazu geeignet, um ein Glasformmaterial mit stabartiger Form, wie säulenförmiger Form, prismaförmiger Gestalt oder dergleichen, zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die Beispiele weiter erläutert, wobei die vorliegende Erfindung durch diese Beispiele nicht eingeschränkt werden soll.
Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
Die Ausgangsmaterialien, wie Phosphate, Fluoride, Carbonate, Nitrate, Oxide etc., wurden wie erforderlich hergestellt und die Ausgangsmaterialien wurden so abgewogen, dass die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Glaszusammensetzungen erhalten wurden. Hydroxide etc. wurden nicht verwendet, da sie eine Verflüchtigung von Fluor fördern würden. Als Ausgangsmaterial für das B³⁺ wurden wasserfreie Materialien, wie Borphosphat (BPO₄) und Borsäureanhydrid (B₂O₃) anstelle von Borsäure eingesetzt. In jedem Beispiel wurden die formulierten Ausgangsmaterialien miteinander vermischt und das Gemisch wurde in einem Platintiegel geschmolzen. Bei den einzelnen Beispielen schmolz das Glas bei einer Temperatur von 900 bis 1200°C.
In jedem Beispiel wurde das Glas gerührt und raffiniert und auf eine Eisenplatte herausfließen gelassen, um einen Block zu bilden. Der Glasblock wurde in einen Ofen, der auf eine Temperatur in der Gegend der Glasübergangstemperatur vorerhitzt worden war, überführt und bei Raumtemperatur vergütet.
Proben für die verschiedenen Messungen wurden von den jeweils so erhaltenen Glasblöcken abgenommen und ihre physikalischen Eigenschaften wurden wie folgt gemessen.
Der Brechungsindex (nd) und die Abbé-Zahl (νd) wurden entsprechend der Norm mit der Bezeichnung Japan Optical Glass Industrial Society Standard JOGIS-01 gemessen.
Partiales Dispersionsverhältnis (Pg,F)
Bestimmt auf der Basis von Pg,F = (ng – nc)/(nF – nc) unter Verwendung der Brechungsindices des g-Strahls, des F-Strahls und des c-Strahls.
Mittlerer linearer Ausdehnungskoeffizient (a) bei 100°C bis 300°C
Eine Probe wurde gemäß der Norm mit der Bezeichnung Japan Optical Glass Industrial Society Standard JOGIS-08 gemessen.
Spezifisches Gewicht (Sg)
Eine Probe wurde gemäß der Norm mit der Bezeichnung Japan Optical Glass Industrial Society Standard JOGIS-05 gemessen.
Reibungsabrieb (FA)
Eine Probe wurde gemäß der Norm mit der Bezeichnung Japan Optical Glass Industrial Society Standard JOGIS-10 gemessen.
Die erhaltenen Messergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengestellt.
[Tabelle 1] Tabelle 1

Anmerkungen: Bsp. = Beispiel, An. Komp. = anionische Komponente (kat.: kationische %, an%: anionische %)

Tabelle 2

Anmerkungen: Bsp. = Beispiel, Vgl.-bsp. = Vergleichsbeispiel, An. Komp. = anionische Komponente (kat%: kationische %, an%: anionische %)

Beispiel 11
Glasformmaterialien, gebildet aus den in den Beispielen 1 bis 10 beschriebenen Gläsern wurden auf folgende Art und Weise erhalten. In jedem Fall der Glasformmaterialien wurden die Glasausgangsmaterialien erhitzt, geschmolzen, raffiniert und homogenisiert in einem Schmelzgefäß, um ein geschmolzenes Glas herzustellen. Das geschmolzene Glas wurde herausfließen gelassen und in eine Form eingegossen, um ein Glasformmaterial mit der Form eines Stabes, ein Glasformmaterial mit der Form einer Platte oder dergleichen zu bilden.
Die Glasformmaterialien wurden allmählich abgekühlt und dann zerschnitten oder zerspalten, um sie in Glasstücke aufzuteilen, die als „Schnittstücke" bezeichnet wurden. Die Schnittstücke wurden maschinell bearbeitet, um Pressform-Glastropfen, jeweils mit vorherbestimmtem Gewicht, zu bilden.
Ein puderförmiges Formtrennmittel, wie Bornitrid oder dergleichen, wurde gleichförmig auf die Oberfläche der einzelnen Glastropfen aufgebracht und jeder Glastropfen wurde erhitzt, um erweicht zu werden und in einer Pressform in Atmosphäre pressverformt. Die jeweiligen Pressformprodukte hatten eine Form, die dadurch erhalten worden war, dass ein Rahmen zugegeben wurde, der durch Maschinenbearbeitung entfernt wurde, um die Form des optischen Elements als ein Endprodukt zu ergeben. Die pressgeformten Produkte wurden vergütet, um ihre Spannungen zu verringern, und dann abgeschliffen und poliert, wodurch optische Elemente, gebildet aus den optischen Gläsern der Beispiele 1 bis 10, erhalten wurden. Defekte, wie Poliermarken etc., wurden auf der Oberfläche der einzelnen, auf die obige Art und Weise hergestellten, optischen Elemente nicht beobachtet. Es konnten optische Elemente mit hoher Qualität hergestellt werden. Weiterhin erfolgte die obige maschinelle Bearbeitung ohne irgendeinen Glasbruch.
Weiterhin kann die Bildung der oben genannten Glasformmaterialien, die Herstellung der oben genannten Glasstücke, die Bildung der oben genannten Glastropfen, das Pressverformen der obigen Glastropfen und das Schleifen und Polieren der obigen pressgeformten Produkte gemäß bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Optische Elemente mit Einschluss verschiedener Linsen, wie kugelförmige Linsen, wurden auf die obige Art und Weise hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm oder dergleichen, kann auf der Oberfläche der oben genannten optischen Elemente gebildet werden.
Beispiel 12
In der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 11 wurden Glasstücke, die als „Schnittstücke" bezeichnet wurden, hergestellt. Sie wurden abgeschliffen und poliert, wodurch Präzisionspressverformungs-Glastropfen erhalten wurden, deren gesamte Oberfläche glatt war. Jeder Glastropfen hatte ein vorbestimmtes Gewicht.
Ein Film aus einem Formtrennmittel kann auf der Oberfläche der einzelnen Glastropfen wie erforderlich gebildet werden. Jeder Glastropfen wurde getrennt in eine Präzisionspressform eingeführt und der Glastropfen und die Form wurden miteinander erhitzt. Der Glastropfen wurde unter Bildung eines optischen Elements Präzisions-pressverformt. Auf diese Art und Weise wurden optische Elemente, gebildet aus den Gläsern der Beispiele 1 bis 10, erhalten.
Bei dem obigen Verfahren wurde der Glastropfen und die Präzisionspressform miteinander erhitzt, wobei eine Anordnung dahingehend angewendet werden kann, dass ein gesondert erhitzter Glastropfen in eine vorerhitzte Präzisionsform eingeführt wird und einem Präzisionspressverformen unterworfen wird, um ein optisches Element zu erzeugen.
Die Bildung der Glasformmaterialien, die Herstellung der Glasstücke, die Herstellung der Glastropfen und das Präzisionspressverformen der Glastropfen kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Auf die obige Art und Weise wurden optische Elemente mit Einschluss von verschiedenen Linsen, wie asphärikale Linsen, hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm, kann auf der Oberfläche jedes optischen Elements, wie erforderlich, gebildet werden.
Beispiel 13
In der gleichen Art und Weise wie in den Beispielen 11 und 12 wurde ein raffiniertes und homogenisiertes geschmolzenes Glas hergestellt. Das geschmolzene Glas wurde aus einem Rohr, hergestellt aus Platin, mit konstanter Fließgeschwindigkeit herausfließen gelassen und die geschmolzenen Glasmassen jeweils mit einem vorher bestimmten Gewicht wurden nacheinander von dem Vorwärtsendteil des geschmolzenen Glases, das aus dem Rohr herausfließt, abgetrennt und in einer Form zu einer Glasmasse verformt, wenn sie abgekühlt waren.
Die Glasmassen wurden vergütet, um ihre Spannungen zu verringern und sie wurden maschinell bearbeitet, um Glastropfen zu erhalten.
Ein pulverförmiges Formtrennmittel, wie Bornitrid oder dergleichen, wurde gleichförmig auf die Oberfläche der einzelnen Glastropfen aufgebracht und jeder Glastropfen wurde erhitzt, um erweicht zu werden und in einer Pressform in Atmosphäre pressverformt. Die jeweiligen Pressformprodukte hatten eine Form, die dadurch erhalten worden war, dass ein Rahmen zugegeben wurde, der durch Maschinenbearbeitung entfernt wurde, um die Form des optischen Elements als ein Endprodukt zu ergeben. Die pressgeformten Produkte wurden vergütet, um ihre Spannungen zu verringern, und dann abgeschliffen und poliert, wodurch optische Elemente, gebildet aus den optischen Gläsern der Beispiele 1 bis 10, erhalten wurden. Defekte, wie Poliermarken etc., wurden auf der Oberfläche der einzelnen, auf die obige Art und Weise hergestellten, optischen Elemente nicht beobachtet. Es konnten optische Elemente mit hoher Qualität hergestellt werden. Weiterhin erfolgte die obige maschinelle Bearbeitung ohne irgendeinen Glasbruch.
Weiterhin kann die Trennung der geschmolzenen Glasmassen, ihr Verformen in die Glasmassen, das Maschinenverarbeiten der Glastropfen, das Pressverformen der obigen Glastropfen und das Schleifen und Polieren der obigen pressgeformten Produkte gemäß bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Optische Elemente mit Einschluss verschiedener Linsen, wie kugelförmige Linsen, wurden auf die obige Art und Weise hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm oder dergleichen, kann auf der Oberfläche der oben genannten optischen Elemente gebildet werden.
Beispiel 14
Eine Glasmasse wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 13 gebildet und die Glasmasse wurde als Glastropfen verwendet und einem Präzisionspressverformen unterworfen. Das Präzisionspressverformen wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 12 durchgeführt.
Die Bildung des Glasformmaterials, die Herstellung des Glasstückes, die Herstellung des Glastropfens und das Präzisionspressverformen des Glastropfens können nach bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Auf die obige Art und Weise wurden optische Elemente mit Einschluss von verschiedenen Linsen, wie asphärikale Linsen, hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm, kann auf der Oberfläche jedes optischen Elements, wie erforderlich, gebildet werden.
Beispiel 15
Glasmaterialien wurden erhitzt, geschmolzen, raffiniert und homogenisiert in einem Schmelzgefäß, um ein geschmolzenes Glas zu erhalten. Das geschmolzene Glas wurde in eine Form hineinfließen gelassen, um ein Glasformmaterial mit der Form eines Stabes, ein Glasformmaterial mit der Form einer Platte und dergleichen zu erhalten. Auf diese Art und Weise wurden Glasformmaterialien, gebildet aus den Gläsern der Beispiele 1 bis 10, erhalten.
Diese Glasformmaterialien wurden allmählich abgekühlt und zerschnitten oder zerspalten und optische Elemente wurden dadurch fertiggestellt, dass die so geschnittenen oder gespalteten Stücke abgeschliffen oder poliert wurden. Defekte, wie Poliermarken etc., wurden auf den Oberflächen der so hergestellten optischen Elemente nicht beobachtet und es wurden optische Qualitätselemente erhalten. Weiterhin wurden die oben genannten Glasformmaterialien einem maschinellen Bearbeiten ohne irgendwelchen Bruch unterworfen.
Die Bildung, das Schneiden oder das Zerspalten der Glasformmaterialien und das Schleifen und Polieren der zugeschnittenen oder abgespaltenen Glasstücke kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Auf die obige Art und Weise wurden optische Elemente mit Einschluss von verschiedenen Linsen, wie asphärikale Linsen, hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm, kann auf der Oberfläche jedes optischen Elements, wie erforderlich, gebildet werden.
Beispiel 16
Die Glasausgangsmaterialien wurden erhitzt, geschmolzen, raffiniert und homogenisiert in einem Schmelzgefäß, wo durch ein geschmolzenes Glas erhalten wurde. Das geschmolzene Glas wurde mit konstanter Geschwindigkeit herausfließen gelassen. Der Strom des geschmolzenen Glases wurde mit einer als „Scher" bezeichneten Schneidklinge zerschnitten, um eine geschmolzene Glasmasse von dem Strom des geschmolzenen Glases abzutrennen. Die geschmolzene Glasmasse wurde in einer Pressform pressverformt.
Die Pressformprodukte, gebildet aus den Gläsern der Beispiele 1 bis 10, die auf die obige Art und Weise erhalten worden waren, wurden vergütet, um ihre Spannungen zu verringern. Sie wurden geschliffen und poliert, um optische Elemente zu erhalten.
Die Abtrennung von dem Strom des geschmolzenen Glases, das Pressverformen der geschmolzenen Glasmasse, das Schleifen und das Polieren der pressgeformten Produkte und dergleichen kann nach bekannten Verfahren erfolgen.
Auf die obige Art und Weise wurden optische Element mit Einschluss von verschiedenen Linsen, wie asphärikale Linsen, hergestellt. Ein optischer mehrschichtiger Film, wie ein Antireflexionsfilm, kann auf der Oberfläche jedes optischen Elements, wie erforderlich, gebildet werden.
Technische Verwendbarkeit
Das erfindungsgemäße optische Glas hat ein hohes Brechungsvermögen, niedrige Dispersions- und ungewöhnliche partiale Dispersionseigenschaften sowie eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit. Es kann in geeigneter Weise, beispielsweise als Glas für Linsen, die in Kameras, Projektoren oder dergleichen verwendet werden, zum Einsatz kommen.

Claims

Optisches Glas, umfassend P²⁺, Al²⁺ und Erdalkalimetallionen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, als wesentliche kationische Komponenten, und umfassend F^– und O^2– als wesentliche anionische Komponenten, wobei das Verhältnis des Gehalts an Ba²⁺ zu dem Gesamtgehalt R²⁺ an Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, Ba²⁺/R²⁺ 0,01 oder mehr, jedoch weniger als 0,5 auf Basis der kationischen % beträgt und wobei das optische Glas eine Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr hat.
Optisches Glas nach Anspruch 1, enthaltend, als kationische %, 20 bis 50% P⁵⁺ und 0,1 bis 20 % Al³⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 1, wobei der Gesamtgehalt an Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺ 35 bis 60 kationische ist.
Optisches Glas nach Anspruch 1, enthaltend als kationische %, 0, 1 bis 20% Mg²⁺, 0 bis 20 % Ca²⁺, 0 bis 20 % Sr²⁺ und 0,1 bis 20% Ba²⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 1, enthaltend 0,1 bis 10 kationische % Y³⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 1, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % B³⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 1, enthaltend 30 bis 60 anionische % F^–.
Optisches Glas nach Anspruch 1, wobei das Glas einen Brechungsindex (nd) von 1,54 oder mehr hat.
Optisches Glas nach Anspruch 1, wobei das Glas einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger hat.
Optisches Glas nach Anspruch 1, wobei das Glas ein partiales Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr hat.
Optisches Glas mit einer Abbé-Zahl (νd) von 68 oder mehr, einem partialen Dispersionsverhältnis von 0,535 oder mehr und einem Reibungsabrieb von 500 oder weniger.
Optisches Glas nach Anspruch 11, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % B³⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 11, wobei das Glas einen Brechungsindex (nd) von 1,54 oder mehr hat.
Optisches Glas, das in einer Polierungsstufe zur Herstellung eines optischen Elements poliert werden soll, und das ein Fluorphosphatglas ist, das einen Reibungsabrieb von 500 oder weniger hat.
Optisches Glas nach Anspruch 14, enthaltend 0,1 bis 20 kationische % B³⁺.
Optisches Glas nach Anspruch 1, 11 oder 14 mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 4,0.
Optisches Element, gebildet aus dem optischen Glas nach Anspruch 1, 11 oder 14.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend die Stufen der Herstellung eines Pressform-Glastropfens, der aus dem optischen Glas nach einem der Ansprüche 1, 11 und 14 gebildet worden ist, Erhitzen des genannten Glastropfens und Pressverformen des genannten Glastropfens.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend das Aufschmelzen eines Glases, das Herausfließenlassen des geschmolzenen Glases, um ein Glasformmaterial zu bilden, das aus dem optischen Glas nach einem der Ansprüche 1, 11 und 14 gebildet worden ist, und das Verarbeiten bzw. Bearbeiten des genannten Glasformmaterials.