DE19922415A1 - Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante und optisches Glas - Google Patents

Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante und optisches Glas

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DE19922415A1
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/17Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium

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Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Glas mit einer kleinen Photoelastizitätskonstanten bereitgestellt, in dem kein giftiges PbO verwendet wird, dessen Photoelastizitätskonstante, Lichtdurchlaßgrad und ähnliche Parameter innerhalb vorgegebener Bereiche liegen, das eine sehr hohe Wetter- oder Verwitterungsbeständigkeit und eine sehr hohe chemische Beständigkeit aufweist, eine niedrige Schmelztemperatur aufweist und in großem Umfang hergestellt werden kann. Das Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante für ein optisches Polarisationssteuerungselement weist (in Gew.-%) 41 bis 52% P¶2¶O¶5¶, 47 bis 57% BaO und 0,5 bis 5% Al¶2¶O¶3¶ auf, wobei die Gesamtmenge der Komponenten P¶2¶O¶5¶ + BaO + Al¶2¶O¶3¶ 95 bis 100 Gew.-% beträgt (die Zusammensetzung ist beispielsweise in Fig. 1 in dem durch den Weg A ->B ->C ->D ->E ->F ->A umschlossenen Bereich definiert).

Description

Durch diese Anmeldung wird das Prioritätsrecht der ja­ panischen Patentanmeldungen Nr. Hei 10-152151, eingereicht am 15. Mai 1998, und Hei 11-005458, eingereicht am 12. Janu­ ar 1999, beansprucht, auf deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glas mit einer kleinen Photoelastizitätskonstanten bzw. polarisations- oder spannungsoptischen Konstanten für ein optisches Polarisati­ onssteuerungselement, das im wesentlichen kein PbO enthält, und für ähnliche Elemente. Außerdem ist die Photoelastizi­ tätskonstante innerhalb eines erfindungsgemäßen Glaszusam­ mensetzungsbereichs klein, und es tritt kaum Doppelbrechung auf. Daher kann die vorliegende Erfindung in einem Anwen­ dungsbeispiel als optisches Glas für allgemeine Zwecke ver­ wendet werden, z. B. als hochgradig zuverlässige Linse, als Prisma, optisches Fenstermaterial und für ähnliche Zwecke.
Ein Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante wird beispielsweise in einem optischen Polarisationssteuerungs­ element (optischer Teil), wie z. B. in einem Substrat oder einem Prismasubstrat, das einen polarisierten Strahlenteiler bildet, oder in einem optischen Polarisationssteuerungsele­ ment (optisches Produkt) verwendet, wie z. B. in einem raum­ optischen Modulationselement, das polarisiertes Licht modu­ liert. Außerdem ist der polarisierte Strahlenteiler ein Ele­ ment, in dem eine lichtpolarisierende Schicht, die natürli­ ches Licht in P-polarisiertes Licht und in S-polarisiertes Licht teilt, auf der Oberfläche eines optisch transparenten Substrats aufgebracht ist, wobei die kleine Photoelastizi­ tätskonstante im Prismasubstrat verwendet wird.
Eine kleine Photoelastizitätskonstante bedeutet, daß Doppelbrechung, die auftritt, wenn auf das Glas thermisch oder mechanisch eine äußere Kraft ausgeübt wird, gering ist.
Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante, das in einem optischen Polarisationssteuerungselement oder in einem ähn­ lichen Element verwendet wird, muß bestimmte Eigenschaften aufweisen, d. h. es muß, außer daß es eine kleine Photoela­ stizitätskonstante aufweisen muß, eine kleine Flüssigphasen- oder Schmelztemperatur aufweisen, leicht und durch Massen­ fertigung herstellbar sein, für eine vorgegebene Wellenlänge einen vorgegebenen Lichtdurchlaßgrad aufweisen, es darf nicht umweltschädlich sein, muß einen vorgegebenen Bre­ chungsindex und ähnliche Eigenschaften aufweisen. Unter die­ sen Eigenschaften ändern sich der Brechungsindex, der Licht­ durchlaßgrad und ähnliche Parameter in Abhängigkeit von den Anwendungen in geeignete Zahlenwerte.
In einem Flüssigkristallprojektor ist Doppelbrechung (Photoelastizitätskonstante) aus folgenden Gründen kritisch.
In einem Durchleuchtungs-Flüssigkristallprojektor sind die Gründe folgende:
Die Anzahl von Bildpunkten (Pixeln) in einem Flüssig­ kristall nimmt tendenziell von Jahr zu Jahr zu, wodurch ein hochaufgelöstes Bild erhalten wird, und stimmt mit der An­ zahl von Bildpunkten eines Personalcomputers oder eines ähn­ lichen Geräts überein; der VGA-Standard weist 640×480 Bildpunkte, der SVGA-Standard 800×600 Bildpunkte und der XGA-Standard 1024×768 Bildpunkte auf. Gegenwärtig wird zu­ nehmend der XGA-Standard verwendet. Die Tendenz für eine Er­ höhung der Bildpunkte oder Bildpunktdichte setzt sich fort, und der SXGA-Standard (1080×1024 Bildpunkte) ist dabei, sich als Standard zu etablieren.
Ein Bildpunkt besteht aus einer Öffnung zum Durchlassen von Licht und einem Transistorabschnitt zum Steuern des Bildpunktes. Der den Bildpunkt steuernde Transistor läßt kein Licht durch. Wenn die Anzahl von Bildpunkten zunimmt, wird die Fläche pro Bildpunkt im Flüssigkristall reduziert. Es besteht jedoch eine Grenze für die Reduzierung der Tran­ sistorgröße für einen Bildpunkt. Daher nimmt mit zunehmender Bildpunktdichte oder -zahl der Anteil des Transistorab­ schnitts, der kein Licht durchläßt, im Verhältnis zu (vergl. Fig. 2A bis 2C). Dadurch nimmt das Lichtdurchlaßverhält­ nis (Öffnungsverhältnis) des Flüssigkristalls ab. Um zu ver­ meiden, daß die Helligkeit abnimmt, muß eine Lampe mit hoher Intensität (hoher Ausgangsleistung) verwendet werden.
Dadurch wird in einem PBS-Prisma zum Polarisieren von P-Wellen- oder S-Wellenlicht eine Wärmeverteilung durch Licht erhalten, wird eine Spannung durch verschiedene Wär­ meausdehnungen erzeugt, und wird im Glas eine thermische Be­ anspruchung oder Spannung erzeugt. Die thermische Beanspru­ chung oder Spannung wird durch innere Erwärmung des Glases (durch Absorption optischer Energie) oder durch äußeres Er­ wärmen (Erwärmen durch eine Lichtquelle) erzeugt.
In einem Reflexions-Flüssigkristallprojektor sind die Gründe folgenden:
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Refle­ xions-Flüssigkristallprojektors. Der Reflexionsprojektor un­ terscheidet sich vom Durchleuchtungsprojektor dadurch, daß der Transistor zum Steuern des Flüssigkristalls unter einer reflektierenden Fläche angeordnet ist, wobei das Öffnungs­ verhältnis auch in Richtung einer hohen Präzision von Bild­ punkten nicht vermindert für zukünftige hohe Bildpunktzahlen oder -dichten des Flüssigkristallprojektors geeignet ist.
Die Konfiguration des Reflexionsprojektors hat jedoch den Nachteil, daß eine optische Weglänge größer ist, weil Licht im PBS-Prisma 1 und im Kreuzprisma 2 hin- und herläuft. Wenn eine durch Doppelbrechung erhaltene optische Weglängendiffe­ renz δ nm beträgt, gilt die folgende Beziehung:
δ = B×σ×d.
In der vorstehenden Gleichung bezeichnen σ (105 Pa) eine innere Spannung, wenn eine thermische oder dynamische Kraft ausgeübt wird, d (cm) eine optische Weglänge und B eine Pho­ toelastizitätskonstante (10-12 Pa). Insbesondere wenn die Photoelastizitätskonstante B einen festen Wert hat, führt eine Zunahme der inneren Spannung σ oder der optischen Weglänge d zu einer Zunahme der Doppelbrechung. Wenn die Doppelbrechung zunimmt, wird die Auflösung von P-po­ larisiertem Licht und von S-polarisiertem Licht ver­ schlechtert. Insbesondere bleibt in einem AUS-Zustand, in dem die Farbe Schwarz als Bildpunkt dargestellt wird, Licht, das von P-polarisiertem Licht in S-polarisiertes Licht umge­ wandelt wurde, weiterhin P-polarisiertes Licht, wodurch ein ungleichmäßiges schwarzes Bildschirmbild dargestellt wird (die innere Spannung σ im Durchleuchtungsprojektor und die optische Weglänge d im Reflexionsprojektor nehmen zu, was zu Problemen führt).
Doppelbrechung ist ein Produkt aus den Faktoren B, σ und d. Daher nimmt, wenn σ und d zunehmen, B ab, so daß die Doppelbrechung relativ reduziert werden kann. Wenn B im Ex­ tremfall den Wert null hat, hat δ auch dann den Wert null, wenn σ und d große Warte aufweisen. Außerdem ist sowohl die im Durchleuchtungs-Flüssigkristallprojektor als auch die im Reflexions-Flüssigkristallprojektor verwendete Linse, weil sie in der Nähe einer Wärmequelle angeordnet ist, anfällig für thermische Spannungen. Dadurch nimmt die Doppelbrechung zu. Infolgedessen ist es vorteilhaft, auch die Linse aus ei­ nem Glas mit einer kleinen Photoelastizitätskonstante herzu­ stellen.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 48631/1997 ist ein Glas aus B2O3-Al2O3-PbO mit einer kleinen Photoelastizitätskonstanten beschrieben. Unter Komponenten, die für das Glas verwendet werden können, ist PbO besonders wirksam zum Reduzieren der Photoelastizitätskonstanten, und B2O3 und Al2O3 sind wirksam zum Erhöhen der Photoelastizi­ tätskonstanten. Daher kann, wenn ein hoher Anteil von PbO enthalten ist, die Photoelastizitätskonstante näherungsweise den Wert null aufweisen. Weil PbO jedoch hochgradig giftig ist, ist es schwierig, PbO-haltiges Glas in einem Gebiet zu verwenden, in dem strenge Umweltschutzvorschriften bestehen.
Außerdem wird in der offengelegten japanischen Pa­ tentanmeldung Nr. 48633/1997 ein Fluorphosphatglas mit einer kleinen Photoelastizitätskonstanten beschrieben. Weil das Glas Fluor enthält, wird das Fluor während eines Lösungspro­ zesses in hohem Maße verdampft, und es ist schwierig, Glas mit einer hohen Reproduzierbarkeit der optischen Eigenschaf­ ten, z. B. der Photoelastizitätskonstanten, der Dispersion usw., zu erhalten. Außerdem nimmt die Schlierenbildung im Glas zu, so daß der Anteil nicht beschädigter oder beein­ trächtigter Artikel übermäßig abnimmt. Außerdem wird, auch wenn Fluor (F) enthalten ist, die Photoelastizitätskonstante nicht notwendigerweise vermindert. Insbesondere wenn ein ho­ her F-Anteil verwendet wird, wird die Homogenität im Glas verschlechtert.
Darüber hinaus wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 188442/1990 ein optisches Phosphatglas aus P2O5-Al2O3-B2O3-RO (R = Mg, Ca, Sr, Ba, Pb) beschrieben, wobei das Glasmaterial jedoch zum Herstellen eines optischen Glases mit einem hohen Lichtdurchlaßgrad im Ultraviolettbe­ reich und nicht als Glas mit kleiner Photoelastizitätskon­ stante verwendet wird. Daher überschreitet die Photoelasti­ zitätskonstante den Wert +0,5×10-12 Pa, oder der Verglasungs­ prozeß kann nicht ausgeführt werden, wenn P2O5 außerhalb des Bereichs von 41 bis 52% liegt, oder wenn der BaO-Anteil kleiner ist als 47%. Außerdem enthält das Glas, wenn der BaO-Anteil im Bereich von 48 bis 53% liegt, 6% oder mehr Al2O3, so daß es für die Fertigung ungeeignet ist, weil die Schmelztemperatur L.T. erhöht ist. Außerdem wird, weil der P2O5-Anteil kleiner ist als 41%, der Verglasungsprozeß schwierig, und die Schmelztemperatur wird erhöht.
Außerdem wird in der offengelegten japanischen Pa­ tentanmeldung Nr. 71708/1975 ein optisches Phosphatglas aus P2O5-PbO-Nb2O5 beschrieben, wobei das Glasmaterial jedoch zum Herstellen eines optischen Glases mit geringer Farbentwick­ lung und hohem Brechungsindex und nicht für Anwendungen als Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante verwendet wird.
Weil viele Beispiele existieren, in denen 5 Gew.-% oder mehr Nb2O5 enthalten ist, überschreitet die Photoelastizitätskon­ stante den Wert +0,5×10-12 Pa. Beispielsweise wird, wenn der Nb2O5-Anteil kleiner ist als 5%, weil 50% oder mehr PbO ent­ halten ist, der Lichtdurchlaßgrad in der Nähe von 400 nm verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich des vor­ stehend erwähnten Hintergrunds entwickelt, und es ist Aufga­ be der Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen und ein Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante bereit­ zustellen, in dem kein giftiges PbO verwendet wird, dessen Photoelastizitätskonstante, Lichtdurchlaßgrad und ähnliche Parameter innerhalb vorgegebener Bereiche liegen, das in ho­ hem Maße wetter- oder verwitterungsbeständig und chemisch beständig ist, eine geringe Schmelztemperatur aufweist und durch Massenfertigung herstellbar ist.
Der vorliegende Anmelder hat ein Glas mit kleiner Pho­ toelastizitätskonstante, das P2O5-BaO enthält und grundsätz­ lich kein PbO (P2O5: 30 bis 60 Gew.-%, BaO: 40 bis 60 Gew.-%), als Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante entwickelt, um die vorstehende Aufgabe zu lösen, und ist Anmelder einer älteren Patentanmeldung (japanische Patentanmeldung Nr. 100101/1998). Die vorliegenden Erfinder et al. haben festgestellt, daß die Photoelastizitätskonstante durch Ver­ einfachen der Hauptzusammensetzung des früheren P2O5-BaO- Glases mit kleiner Photoelastizitätskonstante weiter redu­ ziert werden kann, um eine einfache Zusammensetzung mit im wesentlichen drei Komponenten bereit zustellen, die Al2O3 als wesentliche Komponente aufweisen, und haben die vorliegende Erfindung vervollständigt bzw. abgeschlossen.
Insbesondere werden durch das erfindungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante, das erfindungsgemäße op­ tische Glas und das daraus gebildete erfindungsgemäße Pro­ dukt folgende Ausführungsformen erhalten:
(Ausführungsform 1)
Ein optisches Glas mit P2O5, BaO und Al2O3, wobei die Gesamtmenge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt, und wobei die Photoelastizitätskonstante +0,5×10-12 Pa oder weniger beträgt.
(Ausführungsform 2)
Ein Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante für ein optisches Polarisationssteuerungsele­ ment mit 41 bis 52 Gew.-% P2O5, 47 bis 57 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt.
(Ausführungsform 3)
Ein Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante für ein optisches Polarisationssteuerungsele­ ment mit 42 bis 50 Gew.-% P2O5, 48 bis 56 Gew.-% BaO und 1 bis 4 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge der Komponenten 97 bis 100 Gew.-% beträgt.
(Ausführungsform 4)
Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante gemäß Ausführungsform 2 oder 3, ferner mit 0 bis 3 Gew.-% La2O3, 0 bis 3 Gew.-% ZnO, 0 bis 3 Gew.-% CaO, 0 bis 3 Gew.-% B2O3, 0 bis 3 Gew.-% WO3, 0 bis 3 Gew.-% Nb2O5, 0 bis 3 Gew.-% MgO, 0 bis 3 Gew.-% SrO, 0 bis 2 Gew.-% Sb2O3, 0 bis 2 Gew.-% As2O3, wobei die Gesamtmenge von P2O5+BaO+Al2O3+ La2O5+ZnO+CaO+B2O3+WO3+Nb2O5+MgO+SrO+Sb2O3+As2O3 98 bis 100% be­ trägt.
(Ausführungsform 5)
Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante gemäß einer der Ausführungsformen 2 bis 4, ferner mit einer oder mehreren Komponenten, die aus der Gruppe SiO2, GeO2, Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Y2O3 Gd2O3, Yb2O3, Ga2O3, ZrO2, Ta2O5, TiO2, TeO2 und Bi2O3 ausgewählt werden.
(Ausführungsform 6)
Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante für ein optisches Polarisationssteuerungselement mit einer Zusammensetzung in einem Bereich, der durch einen Weg A → B → G → H → I → J → K → F → A in einem unten darge­ stellten Dreiecksdiagramm für die Zusammensetzung aus P2O5-BaO-Al2O3 umschlossen ist:
(Ausführungsform 7)
Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante gemäß Ausführungsform 2 oder 6, wobei die Photo­ elastizitätskonstante höchstens +0,5×10-12 Pa beträgt.
(Ausführungsform 8)
Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante gemäß Ausführungsform 7, wobei ein externer Licht­ durchlaßgrad bei 400 nm in einer Dicke von 10 mm größer ist als 80%.
(Ausführungsform 9)
Durch Verwendung eines Glases mit kleiner Photoelastizitätskonstante gemäß einer der Ausfüh­ rungsformen 2, 6, 7 und 8 hergestelltes optisches Element.
(Ausführungsform 10)
Polarisierter Strahlenteiler, in dem ein Prisma gemäß Ausführungsform 9 verwendet wird.
(Ausführungsform 11)
Flüssigkristallprojektor, in dem der polarisierte Strahlenteiler gemäß Ausführungsform 10 verwendet wird.
(Ausführungsform 12)
Verfahren zum Herstellen eines Glases mit einer gewünschten Photoelastizitätskonstanten und gewünschten Eigenschaften mit den Schritten: Einstellen ei­ ner inhärenten Photoelastizität pro Mol für jede Komponente, aus der das Glas besteht (in Einheiten von 10-12 Pa/mol) auf: 0,029 für P2O5, -0,021 für BaO, -0,01 für La2O3, -0,036 für PbO, 0,05 für B2O3, 0,01 für Al2O3, 0,11 für Nb2O5, 0,05 für WO3, 0,04 für MgO, 0,016 für CaO, 0,008 für SrO, 0,037 für ZnO, 0,03 für Ti2O, 0,015 für Li2O, 0,025 für Na2O, 0,03 für K2O, 0,03 für Cs2O, 0,04 für Sb2O3 und 0,05 für Bi2O3; Berech­ nen einer Summe der inhärenten Photoelastizitätskonstanten, multipliziert mit Molargewichten; und Bestimmen der Kompo­ nenten, aus denen das Glas zusammengesetzt ist und ihrer An­ teile basierend auf dem berechneten Wert.
(Ausführungsform 13)
Optisches Glas mit 41 bis 52 Gew.-% P2O5, 47 bis 57 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% be­ trägt.
(Ausführungsform 14)
Optisches Glas mit 40 bis 46 Gew.-% P2O5, 52 bis 58 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% be­ trägt.
(Ausführungsform 15)
Optisches Glas gemäß Ausführungs­ form 13 oder 14, wobei ein Temperaturkoeffizient (dn/dT) ei­ nes Brechungsindex, der die Änderung dn des Brechungsindex bezüglich einer Temperaturänderung dT des optischen Glases anzeigt, eine negativen Wert hat und eine athermische Cha­ rakteristik aufweist.
(Ausführungsform 16)
Optisches Glas gemäß Ausführungs­ form 13 oder 15, wobei das Glas eine besondere Wellenlängen­ abhängigkeit derart aufweist, daß ein Wert eines durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellten partiellen Disper­ sionsverhältnisses Pg,F auf der kurzwelligen Seite von sicht­ barem Licht größer ist als bei einem optischem Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl, und wobei eine Änderung des Bre­ chungsindex in einem kurzwelligen Bereich des sichtbaren Lichts größer ist als bei einem optischen Glas mit der glei­ chen Abbeschen Zahl
Pg,F = (ng - nF)/(nF - nc) (1)
wobei ng einen Brechungsindex bei 436 nm, nF einen Bre­ chungsindex bei 480 nm und nc einen Brechungsindex bei 656 nm bezeichnen.
Gemäß Ausführungsform 2 kann ein Glas mit kleiner Pho­ toelastizitätskonstante bereitgestellt werden, dessen Photo­ elastizitätskonstante geeignet klein ist, so daß eine Funk­ tion, wie beispielsweise die Funktion des optischen Polari­ sationssteuerungselements, auch in einer Umgebung erfüllt werden kann, in der eine thermische oder mechanische Span­ nung auf das Glas ausgeübt wird. Außerdem weist das Glas ei­ nen sehr guten Lichtdurchlaßgrad auf, ist das Glas in hohem Maße chemisch beständig und wetter- oder verwitterungsbe­ ständig, hat eine hohe Lebensdauer und enthält kein PbO und ist bleifrei.
Außerdem kann, wenn die Zusammensetzung des Glases mit kleiner Photoelastizitätskonstante vereinfacht wird und eine einfache Zusammensetzung aus im wesentlichen drei Komponen­ ten P2O5-BaO-Al2O3 bereitgestellt wird, die Photoelastizi­ tätskonstante weiter reduziert werden. Insbesondere wenn P2O5-BaO-Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante eine vorgegebene Menge Al2O3 als wesentliche Komponente hinzuge­ fügt wird, kann ein zulässiger Wert für den BaO-Anteil im P2O5-BaO-Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante erhöht werden, und die Photoelastizitätskonstante kann weiter redu­ ziert werden. Dies ist der Fall, weil P2O5 eine positive und BaO eine negative Photoelastizitätskonstante aufweist. Wenn der BaO-Anteil erhöht werden kann, kann weiterhin eine Pho­ toelastizitätskonstante von etwa null erhalten werden. Au­ ßerdem dient Al2O3 zum Verbessern der Wetter- oder Verwitte­ rungsbeständigkeit.
Gemäß Ausführungsform 3 wird, weil jeder Zusammenset­ zungsbereich durch bevorzugte Grenzen festgelegt ist, die Wirkung der Ausführungsform 2 erhöht. Beispielsweise kann die Photoelastizitätskonstante reduziert werden, wird der Verglasungsprozeß erleichtert und werden die chemische Be­ ständigkeit und andere Verwitterungseigenschaften verbes­ sert. Insbesondere kann, weil 2 Gew.-% Al2O3 enthalten sind, die Photoelastizitätskonstante minimiert werden.
Gemäß Ausführungsform 4 werden durch Hinzufügen von La2O3, ZnO und CaO die chemische Beständigkeit und die Ver­ witterungseigenschaften effektiv verbessert, durch Hinzufü­ gen von B2O3, WO3, Nb2O5, MgO und SrO kann ein vorgegebener Brechungsindex eingestellt werden, und durch Hinzufügen von Sb2O3 und As2O3 kann eine Läuterungs- und Klärungswirkung er­ reicht werden. Wenn im wesentlichen drei Komponenten (P2O5- BaO-Al2O3) die Komponenten La2O3, ZnO oder Sb2O3 und ähnliche Komponenten hinzugefügt werden, sind sie mit den drei Kompo­ nenten verträglich oder kompatibel, und durch nur geringe Mengen dieser Komponenten können große Wirkungen erzielt werden. Insbesondere La2O3 ist aufgrund seiner negativen Pho­ toelastizitätskonstanten bevorzugt und kann die Photoelasti­ zitätskonstante weiter vermindern, während der Lichtdurch­ laßgrad und die Verwitterungsbeständigkeit beibehalten wer­ den.
Außerdem kann, wenn die Gesamtmenge der verwendeten Komponenten 98 bis 100% beträgt, die Photoelastizitätskon­ stante +0,5×10-12 Pa oder weniger betragen.
Gemäß Ausführungsform 5 können, weil diese Komponenten innerhalb eines Bereichs verwendet werden, in dem die erfin­ dungsgemäße Wirkung nicht beeinträchtigt wird, die Photoela­ stizitätskonstante, die Schmelztemperatur, der Brechungsin­ dex, der Lichtdurchlaßgrad, die Entglasungsbeständigkeit, die Verwitterungsbeständigkeit, die chemische Beständigkeit und andere Eigenschaften gesteuert und verbessert werden.
Gemäß Ausführungsform 6 wird unter Bezug auf Fig. 1 die Einstellung jeder Wirkung oder die Auswahl der für die Her­ stellung geeigneten Zusammensetzung ermöglicht.
Gemäß Ausführungsform 7 kann, weil die Photoelastizi­ tätskonstante höchstens +0,5x10-12 Pa beträgt, das Glas bei­ spielsweise geeignet als Substrat, Linsen- oder Prismasub­ strat verwendet werden, durch das der polarisierte Strahlen­ teiler im Flüssigkristallprojektor gebildet wird.
Gemäß Ausführungsform 8 kann, weil der externe Licht­ durchlaßgrad bei 400 nm mindestens 80% (bei einer Dicke von 10 mm) beträgt, das Glas als Substrat, Linsen- oder Prisma­ substrat verwendet werden, durch das der polarisierte Strahlenteiler im Flüssigkristallprojektor gebildet wird.
Gemäß den Ausführungsformen 9 bis 11 kann, wenn das er­ findungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante als Ausgangsmaterial verwendet wird, eine optische Komponen­ te oder ein optisches Produkt mit einem sehr guten Lei­ stungsvermögen erhalten werden.
Insbesondere wenn das Prisma durch transmittiertes Licht zu stark erwärmt wird, oder wenn der Flüssigkristall­ projektor einen langen optischen Weg für transmittiertes Licht aufweist, kann ein unter Verwendung des erfindungsge­ mäßen Glases mit kleiner Photoelastizitätskonstante gebilde­ tes Prisma in einem Flüssigkristallprojektor verwendet wer­ den, dessen Bild nicht durch Doppelbrechung gestört oder be­ einträchtigt ist.
Gemäß Ausführungsform 12 wird die beliebige inhärente Photoelastizitätskonstante für jede Komponente, aus der das Glas besteht, eingestellt, wird die Summe der inhärenten Photoelastizitätskonstanten, multipliziert mit Molargewich­ ten, berechnet, und die das Glas bildenden Komponenten und die Anteile werden basierend auf dem berechneten Wert be­ stimmt, so daß das Glas mit einer gewünschten Photoelastizi­ tätskonstanten und mit gewünschten Eigenschaften hergestellt werden kann.
Gemäß den Ausführungsformen 1 und 13 weisen im Glas mit der dargestellten Zusammensetzung der Temperaturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung dT des opti­ schen Glases anzeigt, und/oder das partielle Dispersionsver­ hältnis bestimmte Werte auf. Daher ist das Glas als allge­ meines optisches Glas für eine Kameralinse oder ein ähnli­ ches Element geeignet. Außerdem ist, weil die Photoelastizi­ tätskonstante klein ist und Doppelbrechung nicht leicht auf­ tritt, das Glas als Linsenmaterial geeignet. Außerdem ist das Glas, weil es gegen thermische Spannungen hochgradig be­ ständig ist, als Linsenmaterial zur Verwendung in einer Um­ gebung geeignet, in der rasche Temperaturänderungen auftre­ ten. Außerdem ist das Glas, weil der Lichtdurchlaßgrad bei 400 nm 80% beträgt (bei einer Dicke von 10 mm), oder das Glas einen hohen Lichtdurchlaßgrad im Ultraviolettbereich aufweist, auch in dieser Hinsicht als allgemeines optisches Glas für eine Kameralinse geeignet.
Gemäß Ausführungsform 14 weisen im Glas mit der darge­ stellten Zusammensetzung der Temperaturkoeffizient dn/dT und/oder das partielle Dispersionsverhältnis bestimmte Werte auf. Daher ist das Glas als allgemeines optisches Glas für eine Kameralinse geeignet. Außerdem ist das Glas, weil die Photoelastizitätskonstante klein ist und Doppelbrechung nicht leicht auftritt, als Linsenmaterial geeignet. Außerdem ist das Glas, weil es gegen thermische Spannungen hochgradig beständig ist, als Linsenmaterial zur Verwendung in einer Umgebung geeignet, in der rasche Temperaturänderungen auf­ treten.
Gemäß Ausführungsform 15 wird, weil der Temperatur­ koeffizient (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Brechungsindex bezüglich der Temperaturänderung dT des optischen Glases anzeigt, einen negativen Wert hat und eine athermische Charakteristik aufweist, die nachstehend aus­ führlich dargestellte Wirkung erhalten.
Der Brechungsindex n des optischen Glases ändert sich, wenn die Temperatur T sich ändert. Die Änderung des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung stellt den Tem­ peraturkoeffizienten (dn/dT) des Brechungsindex dar.
Wenn die Glastemperatur sich ändert, ändert sich die optische Weglänge ebenfalls. Der Temperaturkoeffizient (ds/dT) der optischen Weglänge wird durch folgende Gleichung dargestellt:
ds/dT = (n-1)α + dn/dT
(in der vorstehenden Gleichung bezeichnen n den Brechungsin­ dex und α einen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glases).
Im allgemeinen optischen Glas hat dn/dT einen positiven Wert, während α ebenfalls positiv ist. Daher ändert sich, wenn die Temperatur sich ändert, normalerweise auch die op­ tische Weglänge. Das Glas mit der in den Ausführungsformen 12 oder 13 dargestellten Zusammensetzung hat jedoch die Ei­ genschaft, daß der Brechungsindex mit zunehmender Temperatur abnimmt. Dies wird durch den negativen Wert von dn/dT ange­ zeigt (und wird als athermische Charakteristik bezeichnet).
Auch wenn die aus diesem Glas gebildete Linse oder das Pris­ ma in einem optischen System verwendet wird, das raschen Temperaturänderungen ausgesetzt ist, wird verhindert, daß die Brennweite beeinflußt wird, weil die Änderung der opti­ schen Weglänge klein ist. Dadurch kann ein stabiles Bild im Brennpunkt gebildet/erhalten werden.
Gemäß Ausführungsform 16 ist der Wert des partiellen Dispersionsverhältnisses Pg,F an der kurzwelligen Seite des sichtbaren Lichts größer als bei einem optischen Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl, und die Änderung des Brechungs­ index im kurzwelligen Bereich des sichtbaren Lichts ist grö­ ßer als bei einem optischen Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl. Durch eine solche besondere Abhängigkeit von der Wel­ lenlänge wird die nachstehend ausführlich beschriebene Wir­ kung erhalten.
Das partielle Dispersionsverhältnis Pg,F an der kurzwel­ ligen Seite des sichtbaren Lichts wird durch folgende Glei­ chung (1) dargestellt:
Pg,F = (ng - nF)/(nF - nc) (1)
(in Gleichung (1) bezeichnen ng einen Brechungsindex bei 436 nm, nF einen Brechungsindex bei 480 nm und nc einen Bre­ chungsindex bei 656 nm).
Durch das Glas mit der in den Ausführungsformen 12 oder 13 dargestellten Zusammensetzung wird beispielsweise Pg,F = 0,544, νd = 63,7 erhalten, wobei der Wert Pg,F größer ist als bei BSC7-Glas (Pg,F = 0,534, νd = 64,2), das im wesentlichen die gleiche Abbesche Zahl (νd) aufweist. Das Glas mit der in den Ausführungsformen 12 oder 13 dargestellten Zusammenset­ zung hat die Eigenschaft, daß die Änderung des Brechungsin­ dex im kurzwelligen Bereich des sichtbaren Lichts im Ver­ gleich zu einem optischen Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl groß ist. Bei der Konstruktion optischer Linsen werden mehrere Linsen mit verschiedenen Brechungsindizes und Wel­ lenlängenabhängigkeiten des Brechungsindex kombiniert, um die chromatische Aberration zu korrigieren. BSC7-Glas ist ein bei der Konstruktion optischer Linsen häufig verwendeter Glastyp. Durch die Verwendung eines Glases mit einer be­ stimmten Wellenlängenabhängigkeit an Stelle von BSC7-Glas wird der Freiheitsgrad der optischen Gestaltung erweitert, und es kann eine hochentwickelte bzw. hochwertige Linse be­ reitgestellt werden, in der die chromatische Aberration kor­ rigiert wird.
Außerdem kann, weil das erfindungsgemäße Glas mit klei­ ner Photoelastizitätskonstante und das erfindungsgemäße op­ tische Glas im wesentlichen kein PbO enthalten, die Sicher­ heit für die Umgebung verbessert werden. Hierbei bedeutet der Ausdruck "im wesentlichen", daß kein PbO absichtlich enthalten ist und schließt einen Fall ein, in dem PbO in Form von Verunreinigungen vorhanden ist, und einen Fall, ge­ mäß dem PbO auf die Größenordnung ppm oder ppb reduziert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Zusam­ mensetzungsbereichs von P2O5-BaO-Al2O3.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht zum Darstellen der Anzahl von Bildelementen und eines Öffnungsverhältnisses.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht zum schematischen Darstel­ len eines Reflexions-Flüssigkristallprojektors.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungs­ formen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante besteht im wesentlichen aus den drei Komponen­ ten P2O5-BaO-Al2O3. Hierbei bedeutet der Ausdruck "im wesent­ lichen", daß die Gesamtmenge dieser drei Komponenten minde­ stens 95% beträgt, und bezeichnet ein Konzept, gemäß dem das Glas fast nur aus den drei Komponenten besteht.
Nachstehend werden Gründe zum Begrenzen der Anteile be­ schrieben.
Als die das Glas bildende Komponente ist P2O5 unerläß­ lich. Außerdem weist sie bezogen auf das Äquivalentgewicht eine kleinere Photoelastizitätskonstante auf als andere glasbildende Komponenten, wie beispielsweise SiO2, B2O3. Wenn der Anteil von P2O5 kleiner ist als 41 Gew.-%, kann das Mate­ rial nicht glasig werden. Außerdem wird, wenn 52 Gew.-% überschritten werden, die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Daher kann der P2O5-Anteil 41 bis 52 Gew.-%, vorzugsweise 42 bis 50 Gew.-% und bevorzugter 42,5 bis 46 Gew.-% betragen.
Weil die BaO-Komponente hochgradig wirksam ist, um die Photoelastizitätskonstante negativ zu machen und auf einen Wert in der Nähe der Photoelastizitätskonstanten von PbO zu bringen, ist sie eine in der vorliegenden Erfindung unerläß­ liche Komponente. Wenn der BaO-Anteil geringer ist als 47 Gew.-%, wird die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Wenn dagegen 57 Gew.-% überschritten werden, kann das Material nicht glasig werden. Daher kann der BaO-Anteil 47 bis 57 Gew.-%, vorzugsweise 48 bis 56 Gew.-% und noch bevorzugter 51 bis 55,5 Gew.-% betragen.
Wenn eine geeignete Menge Al2O3 verwendet wird, wird ein Verglasungsbereich in einem Bereich, in dem eine hohe Menge BaO enthalten ist, wirksam erweitert, und die chemische Be­ ständigkeit wird wirksam verbessert. Daher ist die Komponente in der vorliegenden Erfindung unerläßlich. Wenn der Al2O3-An­ teil kleiner ist als 0,5 Gew.-%, wird die chemische Be­ ständigkeit verschlechtert. Wenn dagegen 5 Gew.-% über­ schritten werden und 47 Gew.-% oder mehr BaO enthalten sind, wird das Material nicht glasig. Daher kann der Anteil von Al2O3 0,5 bis 5 Gew.-% betragen. Außerdem kann bei 2 Gew.-% Al2O3 der BaO-Anteil maximiert werden. Insbesondere kann die Photoelastizitätskonstante minimiert werden. Der Al2O3-Anteil beträgt vorzugsweise 1 bis 4 Gew.-% und bevorzugter 1,5 bis 3,5 Gew.-%.
Wenn die Gesamtmenge von P2O5, BaO, Al2O3 kleiner ist als 95 Gew.-%, überschreitet die Photoelastizitätskonstante den Wert +0,5×10-12 Pa, wird das Material nicht glasig, oder wird die chemische Beständigkeit verschlechtert, wodurch, wenn das Glas poliert/verarbeitet wird, ein Problem durch Trübung entsteht. Daher kann die Gesamtmenge von P2O5, BaO, Al2O3 95 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 97 bis 100 Gew.-% und noch be­ vorzugter 98 bis 100 Gew.-% betragen.
Wenn eine geeignete Menge einer beliebigen Komponente La2O3, ZnO, CaO verwendet wird, wird die chemische Beständig­ keit des Glases wirksam verbessert. Wenn die Menge jedoch 3 Gew.-% überschreitet, wird die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Daher kann die verwendete Menge von La2O3, ZnO oder CaO 0 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 2 Gew.-% betragen.
Durch Verwendung einer geeigneten Menge einer beliebi­ gen Komponente B2O3, WO3, Nb2O5, MgO oder SrO kann der Bre­ chungsindex eingestellt werden. Wenn die Menge jedoch 3 Gew.-% überschreitet, wird die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Daher kann die verwendete Menge von B2O3, WO3, Nb2O5, MgO oder SrO 0 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 2 Gew.-% betragen.
Die beliebige Komponente Sb2O3 oder As2O3 hat eine Läute­ rungs- und Klärungswirkung, wenn eine geeignete Menge ver­ wendet wird. Wenn die Menge jedoch 2 Gew.-% überschreitet, wird die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa.
Daher kann die verwendete Menge von Sb2O3 oder As2O3 0 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,5 Gew.-%, betragen.
Im erfindungsgemäßen Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante wird, wenn die Gesamtmenge von Pb2O5+BaO+Al2O3+La2O3+ZnO+CaO+B2O3+WO3+Nb2O3+MgO+SrO+Sb2O3+As2O3 kleiner ist als 98 Gew.-%, die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Daher beträgt die Gesamtmenge vor­ zugsweise 98 bis 100 Gew.-% und bevorzugter 99 bis 100 Gew.-%.
Die Komponenten SiO2, GeO2, Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Y2O3, Gd2O3, Yb2O3, Ga2O3, ZrO2, Ta2O5, TiO2, TeO2 und Bi2O3 können innerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs und innerhalb des Bereichs, in dem die erfindungsgemäße Wirkung nicht beein­ trächtigt wird, verwendet werden.
Fig. 1 zeigt ein Dreiecksdiagramm zum Darstellen einer Zusammensetzung von P2O5-BaO-Al2O3. Fig. 1 zeigt ein Drei­ ecksdiagramm unter Verwendung eines Dreiecks, dessen Schei­ telpunkte Zusammensetzungspunkte der drei Komponenten P2O5, BaO, Al2O3 darstellen. In der Zeichnung kann die Glaszusam­ mensetzung, bei der die Gesamtmenge der drei Komponenten 100% beträgt, durch Punkte innerhalb des Dreiecks darge­ stellt werden, und der Glaszusammensetzungsbereich kann durch Ebenen dargestellt werden. Jede Komponente P2O5, BaO, Al2O3 wird durch eine Höhe von einer jedem Scheitelpunkt ge­ genüberliegenden Seite dargestellt. Beispielsweise bezeich­ net der Punkt A in Fig. 1 52 Gew.-% P2O5, 47 Gew.-% BaO und 1 Gew.-% Al2O3 (wobei auf die in Fig. 1 dargestellten Graduatio­ nen oder Unterteilungen Bezug genommen wird).
In Fig. 1 ist die Zusammensetzung in einem durch einen Weg A → B → C → D → E → F → A umschlossenen Bereich mit dem Bereich konsistent, in dem die Menge der drei Komponenten 100% beträgt und der dem durch die Ausführungsform 1 dargestellten Bereichen-von 41 bis 52 Gew.-% P2O5, 47 bis 57 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% Al2O3 entspricht. Außerdem ist der durch einen Weg A → B → G → H → I → J → K → F → A umschlossene Zusammensetzungsbereich für eine Fertigung (Massenfertigung) geeignet.
Außerdem bezeichnet der Punkt B 52 Gew.-% P2O5, 47,5 Gew.-% BaO und 0,5 Gew.-% Al2O3; der Punkt G bezeichnet 47,5 Gew.-% P2O5, 52 Gew.-% BaO und 0,5 Gew.-% Al2O3; der Punkt H bezeichnet 43 Gew.-% P2O5, 56 Gew.-% BaO und 1 Gew.-% Al2O3; der Punkt I bezeichnet 41,5 Gew.-% P2O5, 56,5 Gew.-% BaO und 2 Gew.-% Al2O3; der Punkt J bezeichnet 41 Gew.-% P2O5, 56 Gew.-% BaO und 3 Gew.-% Al2O3; der Punkt K bezeichnet 46 Gew.-% P2O5, 49 Gew.-% BaO und 5 Gew.-% Al2O3; und der Punkt F bezeichnet 48 Gew.-% P2O5, 47 Gew.-% BaO und 5 Gew.-% Al2O3.
In der vorliegenden Erfindung kann, wenn andere Kompo­ nenten als P2O5, BaO und Al2O3 verwendet werden, d. h., wenn La2O3, ZnO, CaO, B2O3, WO3, Nb2O5, MgO, SrO, Sb2O3 und As2O3 verwendet werden, eine beliebige Komponente oder der Gesamt­ anteil von P2O5, BaO, Al2O3 bis zu 5 Gew.-% in einem Bereich innerhalb des Rahmens von Fig. 1 ersetzt werden, in dem der Al2O3-Anteil nicht weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, und die Photoelastizitätskonstante +0,5×10-12 Pa nicht überschreitet.
In der vorliegenden Erfindung ist die Schmelztemperatur vorzugsweise geringer als 900°C und beträgt bevorzugter höchstens 880°C.
In der vorliegenden Erfindung kann die beliebige inhä­ rente Photoelastizitätskonstante für jede Komponente einge­ stellt werden, aus der das Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante besteht, und das erfindungsgemäße Glas kann basierend auf dem von der inhärenten Photoelastizitätskon­ stante berechneten Wert hergestellt werden.
Insbesondere wird die inhärente Photoelastizitätskon­ stante pro 1 Mol für jede Komponente, aus der das Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante besteht (in der Einheit von 10-12 Pa/mol) eingestellt auf: 0,029 für P2O5, -0,021 für BaO, -0,036 für PbO (zur Verwendung beim Berechnen des Ein­ flusses, wenn die Komponente als Verunreinigung enthalten ist), -0,01 für La2O3, 0,05 für B2O3, 0,01 für Al2O3, 0,11 für Nb2O5, 0,05 für WO3, 0,04 für MgO, 0,016 für CaO, 0,008 für SrO, 0,037 für ZnO, 0,03 für Ti2O, 0,015 für Li2O, 0,025 für Na2O, 0,03 für K2O1 0,03 für Cs2O, 0,04 für Sb2O3 und 0,05 für Bi2O3; die Summe der inhärenten Photoelestizitätskonstanten, multipliziert mit Molargewichten wird berechnet; und die Komponenten, die das Glas mit kleiner Photoelastizitätskon­ stante bilden, und die Anteile werden basierend auf dem be­ rechneten Wert bestimmt, um Glas mit einer gewünschten Pho­ toelastizitätskonstanten herzustellen. In diesem Fall können die Komponenten und Anteile unter Berücksichtigung nicht nur der Photoelastizitätskonstanten, sondern auch unter Berück­ sichtigung des Brechungsindex, des Lichtdurchlaßgrades, der Schmelztemperatur, der Lösungsmitteleigenschaften, der che­ mischen Beständigkeit, der Farbentwicklung usw. bestimmt werden.
Außerdem ist die inhärente Photoelastizitätskonstante pro 1 Mol für jede Komponente, aus der das Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante besteht (in der Einheit von 10-12 Pa/mol) nicht auf die vorstehend erwähnten Werte be­ grenzt und kann beispielsweise gesetzt werden auf: 0,029 ± 0,01 für P2O5, -0,021 ± 0,01 für BaO, -0,036 ± 0,01 für PbO, -0,01 ± 0,01 für La2O3, 0,05 ± 0,01 für B2O3, 0,01 ± 0,01 für Al2O3, 0,11 ± 0,01 für Nb2O5, 0,05 ± 0,01 für WO3, 0,04 ± 0,01 für MgO, 0,016 ± 0,01 für CaO, 0,008 ± 0,01 für SrO, 0,037 ± 0,01 für ZnO, 0,03 ± 0,01 für Ti2O, 0,015 ± 0,01 für Li2O, 0,025 ± 0,01 für Na2O, 0,03 ± 0,01 für K2O, 0,03 ± 0,01 für Cs2O, 0,04 ± 0,01 für Sb2O3 und 0,05 ± 0,01 für Bi2O3, und die Komponenten, aus denen das Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante besteht, und die Anteile werden basierend auf diesen inhärenten Photoelastizitätskonstanten so bestimmt, daß ein Glas mit einer gewünschten Photoelastizitätskonstan­ ten hergestellt werden kann.
Außerdem kann, auch wenn eine von den vorstehend er­ wähnten Komponenten verschiedene Komponente verwendet wird, ihre inhärente Photoelastizitätskonstante einfach aus dem tatsächlich gemessenen Wert der Photoelastizitätskonstante bestimmt und auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrie­ ben verwendet werden.
Um das erfindungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante herzustellen, wird für das P2O5-Ausgangs- oder Rohmaterial Orthophosphorsäure (H3PO4), Metaphosphat, Diphos­ phorpentaoxid oder ein ähnliches Material verwendet. Außer­ dem kann für die anderen Komponenten geeignet Carbonat, Ni­ trat, Oxid oder ein ähnliches Material verwendet werden. Die Rohmaterialien werden in einem gewünschten Verhältnis abge­ wogen und vermischt, um ein vermischtes Rohmaterial zu er­ zeugen, das dann in einen auf 900 bis 1200°C erwärmten Lö­ sungsofen eingebracht oder geworfen wird. Nach dem Lösen und Läutern oder Rektifizieren wird das Material gerührt, homo­ genisiert, in eine Form gegossen und langsam abgekühlt, so daß das erfindungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizitäts­ konstante erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizi­ tätskonstante kann als optisches Element zum Steuern der Po­ larisation (eines Substrats oder eines Prismasubstrats, das einen polarisierten Strahlenteiler bildet, eines raumopti­ schen Modulationselements zum Modulieren von polarisiertem Licht, eines elektronischen optischen Glassubstrats, einer elektronischen optischen Glaskomponente oder eines ähnlichen Elements) und für andere optische Komponenten oder Produkte verwendet werden. Das Glas ist insbesondere dann optimal, wenn es in einer Projektions-Farb-Sichtanzeige (eines Flüs­ sigkristallprojektors oder einer ähnlichen Vorrichtung) oder in einer anderen, auf eine hohe Temperatur erwärmten Vor­ richtung verwendet wird. Beispiele eines Verfahrens zum Her­ stellen eines Prismas beinhalten ein Verfahren zum Schneiden eines Glases, das durch das vorstehend beschriebene Verfah­ ren grobgegossen und in gewünschte Formen geformt wird, ein Verfahren zum Herstellen einer Form mit einer geeigneten Form im voraus und zum Gießen des Materials in die Form, und ähnliche Verfahren. Außerdem sind Beispiele einer Prismen­ form eine rechteckige oder quadratische Säule mit dreiecki­ gen oder trapezförmigen Seitenflächen und ähnliche.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen ausführlicher beschrieben.
Beispiele 1-17, Vergleichsbeispiele 1 bis 5 und Refe­ renzbeispiele 1-4
Ein Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante wurde durch ein herkömmliches Verfahren gemäß einer in den Tabel­ len 1 bis 3 dargestellten Mischungszusammensetzung (Gew.-%) hergestellt. Für das vermischte Rohmaterial wurde für P2O5 Orthophosphorsäure (H2PO4), Metaphosphat, Diphosphorpentaoxid und ähnliche Materialien verwendet, und Carbonat, Nitrat, Oxid und andere Materialien wurden für die anderen Komponen­ ten verwendet. Diese Rohmaterialien wurden in einem ge­ wünschten Verhältnis abgewogen, vermischt, um das vermischte Rohmaterial herzustellen, und in einen auf 1000 bis 1300°C erwärmten Lösungsofen eingebracht oder geworfen. Nach dem Lösen und Klären wurde das Material gerührt, homogenisiert, in eine Form gegossen und langsam abgekühlt, so daß Gläser mit kleiner Photoelastizitätskonstante der Beispiele 1 bis 17, der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 und der Referenzbeispie­ le 1 bis 4 erhalten wurden.
Für jedes gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltene Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante wurden die Photoelastizitätskonstante, der Lichtdurchlaßgrad und die Schmelztemperatur (L.T.) und die Wasserbeständigkeit (Dw) gemessen. Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 8 sind in Tabelle 1 dargestellt, die Ergebnisse der Beispiele 9 bis 17 sind in Tabelle 2 dargestellt, und die Ergebnisse der Ver­ gleichsbeispiele 1 bis 5 und der Referenzbeispiele 1 bis 4 sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Außerdem wurde die Photoelastizitätskonstante durch Verwendung eines He-Ne-Laserstrahls zum Messen eines opti­ schen Weglängenunterschieds bestimmt, der in der Glasmitte erzeugt wird, wenn eine Verdichtungs- oder Druckkraft in ge­ rader Richtung zu einem Glas ausgeübt wird, dessen gegen­ überliegende Flächen poliert sind und einen Durchmesser von 20 mm und eine Höhe von 15,8 mm aufweisen.
Außerdem wurde das Glas zum Bestimmen der Schmelztem­ peratur (L.T.) in einem Ofen mit einem Temperaturgradienten von 700 bis 1100°C belassen und nach 30 Minuten entfernt, wobei das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von erweichten Glaskristallen durch ein Mikroskop beobachtet und die klein­ ste Temperatur, bei der keine Kristalle erkennbar waren, aufgezeichnet oder gekennzeichnet wurde. In den Tabellen be­ deutet "L.T. nicht bestimmt", daß in keinem Temperaturbe­ reich Kristalle gefunden wurden.
Zum Bestimmen der Wasserbeständigkeit wurde Glaspulver (Teilchengröße 420 bis 590 um) mit einem einem spezifischen Gewicht entsprechenden Gewicht in einem Platinkäfig angeord­ net, und der Käfig wurde in einem Kolben aus Quarzglas mit rundem Boden, der 80 ml Reinwasser enthielt (pH-Wert: 6,5 bis 7,5), angeordnet und das Pulver wurde eingeweicht oder genäßt, und es wurde eine Behandlung in einem kochendem Was­ serbad für 60 Minuten ausgeführt, so daß sich die Wasserbe­ ständigkeit durch ein Gewichtsverlustverhältnis (Gew.-%) er­ gibt.
Auswertung
Das Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante der Beispiele 1 bis 17 hat eine Photoelastizitätskonstante von +0,3 bis +0,5×10-12 Pa, eine kleine Schmelztemperatur und ei­ nen externen Lichtdurchlaßgrad von über 80% bei 400 nm (bei einer Dicke von 10 mm). Außerdem wird eine sehr gute Wasser­ beständigkeit erhalten.
Die Vergleichsbeispiele 1, 2 entsprechen den in den Beispielen 20, 26 der vorstehend erwähnten offengelegten ja­ panischen Patentanmeldung Nr. 188442/1990 beschriebenen Glä­ sern. Im Vergleichsbeispiel 1 ist, weil der BaO-Anteil klei­ ner ist als 47 Gew.-%, die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Im Vergleichsbeispiel 2 ist, weil der P2O5-An­ teil kleiner ist als 41 Gew.-% und 3 Gew.-% oder mehr Al2O3 enthalten sind, die Schmelztemperatur hoch.
Die Vergleichsbeispiele 3, 4 sind in Beispiel 2 in Ta­ belle 3 und in Beispiel 21 in Tabelle 1 der vorstehend er­ wähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 71708/1975 beschriebene Gläser. Weil sie giftiges PbO ent­ halten, ist die Umweltsicherheit oder -verträglichkeit ge­ ring. Außerdem ist, weil das Vergleichsbeispiel 3 50 Gew.-% oder mehr PbO enthält, der Lichtdurchlaßgrad bei 400 nm mit 65 Gew.-% sehr gering. Weil das Vergleichsbeispiel 4 mehr als 3 Gew.-% Nb2O5 enthält, ist die Photoelastizitätskonstan­ te größer als +0,5×10-12 Pa.
Weil das Vergleichsbeispiel 5 einen hohen F-Anteil ent­ hält, ist die Photoelastizitätskonstante größer als +0,8×10-12 Pa, und die Schmelztemperatur ist ebenfalls hoch. Die Referenzbeispiele 1 bis 4 sind in den Beispielen 4 bis 6 beschriebene Gläser für ein Glas aus P2O5-BaO mit klei­ ner Photoelastizitätskonstante, das kein PbO enthält, gemäß der früheren Patentanmeldung des vorliegenden Erfinders (ja­ panische Patentanmeldung Nr. 100101/1998). Im Referenzbei­ spiel 1 beträgt die Gesamtmenge von P2O5 und BaO 98,5 Gew.-%, die erfindungsgemäße unerläßliche Komponente Al2O3 ist jedoch nicht enthalten. Daher ist die chemische Beständigkeit (Dw) schlechter als beim erfindungsgemäßen Glas. Für das Refe­ renzbeispiel 2 ist, weil die Gesamtmenge von P2O5 und BaO 92 Gew.-% beträgt, die Photoelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa. Für das Referenzbeispiel 3 ist, weil der BaO- Anteil kleiner ist als 47 Gew.-%, die Photoelastizitätskon­ stante größer als +0,5×10-12 Pa. Für das Referenzbeispiel 4 ist, weil der P2O5-Anteil größer ist als 52 Gew.-%, die Pho­ toelastizitätskonstante größer als +0,5×10-12 Pa.
Im Vergleich zu dem in der japanischen Patentanmeldung Nr. 100101/1998 beschriebenen Glas mit kleiner Photoelasti­ zitätskonstante (dessen Photoelastizitätskonstante +0,8×10-12 Pa oder weniger beträgt) weist das erfindungsgemäße Glas ei­ ne Photoelastizitätskonstante von +0,5×10-12 Pa oder weniger auf, d. h. eine geringere Photoelastizitätskonstante, eine bessere Wasserbeständigkeit und eine bessere chemische Be­ ständigkeit und ist zur praktischen Verwendung geeigneter.
Beispiele 18 bis 41
Um eine durch eine geringe Menge von La2O3, ZnO verur­ sachte Wirkung zu prüfen, wurden Gläser mit kleiner Photo­ elastizitätskonstante gemäß der in den Tabellen 4 bis 6 dar­ gestellten Mischungszusammensetzung (Gew.-%) hergestellt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Er­ gebnisse sind in den Tabellen 4 bis 6 dargestellt. Gemäß den Tabellen 4 bis 6 ist ersichtlich, daß auch eine geringe Men­ ge von La2O3, ZnO zum Verbessern der Haltbarkeit und ähnli­ cher Eigenschaften in hohem Maße wirksam ist.
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Beispiel 42
Das Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante der Beispiele 1 bis 41 wurde verwendet, um ein Substrat und ein Prismasubstrat herzustellen, die einen polarisierten Strahlenteiler eines Flüssigkristallprojektors bilden, wo­ durch ein Flüssigkristallprojektor erhalten wurde, der diese Elemente aufweist. Während des Betriebs des Flüssigkristall­ projektors betrug die Temperatur an der Heizseite des Pris­ masubstrats 150°C und die Temperatur an der Kühlseite 50°C, so daß der Temperaturunterschied 100°C betrug, wobei kein Einfluß durch Doppelbrechung beobachtet wurde.
Anwendungsbeispiel
Als Ergebnis der detaillierten Prüfung der Eigenschaf­ ten der Gläser mit den Zusammensetzungen der vorstehend er­ wähnten Beispiele zeigte sich, daß der Temperaturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung dT des opti­ schen Glases anzeigt, und/oder das partielle Dispersionsver­ hältnis bestimmte Werte aufweisen, und daß die Gläser als allgemeine optische Gläser für Kameralinsen geeignet sind.
Beispielsweise hat das Glas mit der in Beispiel 3 dar­ gestellten Zusammensetzung (43,0 Gew.-% P2O5, 55,0 Gew.-% BaO, 2,0 Gew.-% Al2O3, Gesamtmenge von P2O5+BaO+Al2O3 = 100 Gew.-%) folgende Eigenschaften:
Der Brechungsindex nd = 1,6063, die Abbesche Zahl (νd) = 63,7.
Außerdem hat sich gezeigt, daß der Temperaturkoeffizi­ ent (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung dT des opti­ schen Glases anzeigt, ein negativer Wert ist, wie in Tabelle 7 dargestellt, und eine athermische Charakteristik hat.
Der Temperaturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex wird in der Atmosphäre bei einer Meßwellenlänge von 632,8 nm gemessen.
Außerdem beträgt das partielle Dispersionsverhältnis Pg,F = (ng - nF)/(nF - nc) = 0,544.
Die Photoelastizitätskonstante beträgt +0,36×10-12 Pa, und der externe Lichtdurchlaßgrad bei 400 nm beträgt 88,2% (bei einer Dicke von 10 mm). Außerdem ist die Schmelztempe­ ratur gering, und die Wasserbeständigkeit ist sehr gut.
Tabelle 7
Für die vorstehend erwähnten Eigenschaften trifft das folgende für dn/dT zu.
Wenn die Temperatur T sich ändert, ändert sich der Bre­ chungsindex n des optischen Glases. Die Änderung des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung stellt den Tem­ peraturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex dar.
Wenn die Glastemperatur sich ändert, ändert sich auch die optische Weglänge. Der den Änderungsgrad anzeigende Tem­ peraturkoeffizient (ds/dT) der optischen Weglänge wird durch folgende Gleichung dargestellt:
ds/dT = (n - 1)º + dn/dT
(in der vorstehenden Gleichung bezeichnet n den Brechungsin­ dex des Glases, und α bezeichnet die Wärmeausdehnungszahl des Glases).
Im allgemeinen optischen Glas hat dn/dT einen positiven Wert, und α ist ebenfalls positiv. Daher ändert sich, wenn die Temperatur sich ändert, normalerweise auch die optische Weglänge. Andererseits hat das Glas mit der im Anwendungs­ beispiel dargestellten Zusammensetzung (z. B. Glas mit der im Beispiel 3 dargestellten Zusammensetzung) die Eigenschaft, daß der Brechungsindex mit zunehmender Temperatur abnimmt.
Dies wird durch einen negativen Wert von dn/dT angezeigt (und als athermische Charakteristik bezeichnet). Auch wenn die Linse oder das Prisma, die durch das Glas gebildet wer­ den, in einem optischen System verwendet werden, das einer raschen Temperaturänderung ausgesetzt ist, wird verhindert, daß die Brennweite beeinträchtigt wird, weil die Änderung der optischen Weglange gering ist. Dadurch kann im Brenn­ punkt ein stabiles Bild erzeugt/erhalten werden.
Unter den vorstehenden Eigenschaften trifft das folgen­ de auf das partielle Dispersionsverhältnis Pg,F zu.
Das partielle Dispersionsverhältnis Pg,F an der kurzwel­ ligen Seite des sichtbaren Lichts wird durch folgende Glei­ chung (1) dargestellt:
Pg,F = (ng - nF)/(nF - nc) (1)
(in Gleichung (1) bezeichnen ng einen Brechungsindex bei 436 nm, nF einen Brechungsindex bei 480 nm und nc einen Bre­ chungsindex bei 656 nm).
Für das Glas mit der im Anwendungsbeispiel dargestell­ ten Zusammensetzung (z. B. Glas mit der im Beispiel 3 darge­ stellten Zusammensetzung) werden z. B. die Werte Pg,F = 0,544, νd = 63,7 erhalten, wobei Pg,F im Vergleich zu BSC7-Glas (Pg,F = 0,534, νd = 64,2) mit im wesentlichen der gleichen Abbe­ schen Zahl (νd) größer ist. Das Glas mit der im Anwendungs­ beispiel dargestellten Zusammensetzung hat die Eigenschaft, daß die Änderung des Brechungsindex im kurzwelligen Bereich des sichtbaren Lichts im Vergleich zu optischem Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl groß ist. Bei der Konstruktion opti­ scher Linsen werden mehrere Linsen mit verschiedenen Bre­ chungsindizes und Wellenlängenabhängigkeiten des Brechungs­ index kombiniert, um die chromatische Aberration zu korri­ gieren. BSC7-Glas ist ein bei der Konstruktion von Linsen häufig verwendeter Glastyp. Durch Verwendung eines Glases mit einer besonderen Wellenlängenabhängigkeit, z. B. des im Anwendungsbeispiel dargestellten Glases, an Stelle von BSC7-Glas wird der Freiheitsgrad bei der optischen Gestaltung oder Konstruktion erweitert, so daß eine hochentwickelte bzw. hochwertige Linse bereitgestellt werden, in der die chromatische Aberration korrigiert wird.
Außerdem ist als Zusammensetzung des im Anwendungsbei­ spiel dargestellten optischen Glases eine Zusammensetzung bevorzugt, die (in Gew.-%) aufweist: 41 bis 52% P2O5, 47 bis 57% BaO und 0,5 bis 5% AI2O3, wobei die Gesamtmenge von P2O5+BaO+Al2O3 95 bis 100% beträgt, oder ein optisches Glas, das (in Gew.-%) aufweist: 40 bis 46% P2O5, 52 bis 58% BaO und 0,5 bis 5% Al2O3, wobei die Gesamtmenge von P2O5+BaO+Al2O3 95 bis 100% beträgt.
Wie vorstehend beschrieben, haben im im Anwendungsbei­ spiel dargestellten optischen Glas der Temperaturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Bre­ chungsindex bezüglich der Temperaturänderung dT des opti­ schen Glases anzeigt, und/oder das partielle Dispersionsver­ hältnis charakteristische Werte. Daher ist das Glas als all­ gemeines optisches Glas für Kameralinsen geeignet. Außerdem ist, weil die Photoelastizitätskonstante klein ist und Dop­ pelbrechung nicht leicht auftritt, das Glas als Linsenmate­ rial geeignet. Darüber hinaus ist das Glas, weil es gegen thermische Spannungen in hohem Maße beständig ist, als Lin­ senmaterial zur Verwendung in einer Umgebung geeignet, in der rasche Temperaturänderungen auftreten. Als Anwendungs­ beispiele kann beispielsweise eine hochgradig zuverlässige Linse, ein Prisma, ein optisches Fenstermaterial und anderes allgemeines optisches Glas hergestellt werden. Insbesondere ist das im vorliegenden Anwendungsbeispiel dargestellte op­ tische Glas als Glasmaterial in einer Kamera- oder VTR-Ka­ meralinse und in anderen optischen Vorrichtungen geeignet, durch das die chromatische Aberratin korrigiert wird, und als Linsenmaterial zur Verwendung in einer optischen Vor­ richtung geeignet, die in einer Umgebung verwendet wird, in der rasche Temperaturänderungen auftreten, weil es gegen thermische Spannungen hochgradig beständig ist.
Vorstehend wurden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt.
Beispielsweise können von den in den Beispielen oder Anwendungsbeispielen dargestellten Komponenten verschiedene Komponenten verwendet werden, so lange die Eigenschaften und Wirkungen der vorliegenden Erfindung beibehalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, hat das erfindungsgemäße Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante die folgenden Wirkungen bzw. Eigenschaften.
  • 1) Die Photoelastizitätskonstante beträgt +0,5×10-12 Pa oder weniger und ist damit klein.
  • 2) Weil kein PbO enthalten ist, ist das Glas in hohem Maße umweltverträglich oder -sicher.
  • 3) Weil das Glas eine sehr gute Wasserbeständigkeit und chemische Beständigkeit aufweist, ist es zur praktischen Verwendung in hohem Maße geeignet.
  • 4) Weil die Schmelztemperatur gering ist, ist es für eine Massenfertigung geeignet.
  • 5) Weil der Lichtdurchlaßgrad bei 400 nm 80% oder mehr beträgt, ist das Glas für optische Anwendungen geeignet.
  • 6) Für eine optische Anwendung, bei der der Brechungs­ index begrenzt ist, kann der Brechungsindex durch Verwendung einer brechungsindexregulierenden Komponente innerhalb des erfindungsgemäßen Anteil- oder Mengenbereichs eingestellt werden, um einen vorgegebenen Brechungsindex zu erhalten.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Glas mit geringer Photoelastizitätskonstante, das eine Photoelastizitätskon­ stante von +0,5×10-12 Pa oder weniger, einen Lichtdurchlaß­ grad bei 400 nm von 80% oder mehr und eine geringe Schmelz­ temperatur aufweist und in Massenfertigung herstellbar ist, besonders geeignet als polarisierter Strahlenteiler in einem Flüssigkristallprojektor.
Außer den vorstehend erwähnten Eigenschaften und Wir­ kungen des erfindungsgemäßen Glases mit kleiner Photoelasti­ zitätskonstante haben der Temperaturkoeffizient (dn/dT) des Brechungsindex, der die Änderung dn des Brechungsindex be­ züglich der Temperaturänderung dT des optischen Glases an­ zeigt, und/oder das partielle Dispersionsverhältnis bestimm­ te Werte. Daher ist das Glas als allgemeines optisches Glas für Kameralinsen geeignet. Außerdem ist das Glas, weil seine Photoelastizitätskonstante klein ist und Doppelbrechung nicht leicht auftritt, als Linsenmaterial geeignet. Darüber hinaus ist das Glas, weil es in hohem Maße gegen thermische Spannungen beständig ist, als Linsenmaterial zur Verwendung in einer Umgebung geeignet, in der rasche Temperaturänderun­ gen auftreten.

Claims (16)

1. Optisches Glas mit P2O5, BaO und Al2O3, wobei die Gesamt­ menge dieser Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt und wobei eine Photoelastizitätskonstante +0,5×10-12 Pa oder weniger beträgt.
2. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante für ein op­ tisches Polarisationssteuerungselement mit 41 bis 52 Gew.-% P2O5, 47 bis 57 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge dieser Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt.
3. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante für ein op­ tisches Polarisationssteuerungselement mit 42 bis 50 Gew.-% P2O5, 48 bis 56 Gew.-% BaO und 1 bis 4 Gew.-% Al2O3, wobei die Gesamtmenge dieser Komponenten 97 bis 100 Gew.-% beträgt.
4. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante nach An­ spruch 2 oder 3, ferner mit 0 bis 3 Gew.-% La2O3, 0 bis 3 Gew.-% ZnO, 0 bis 3 Gew.-% CaO, 0 bis 3 Gew.-% B2O3, 0 bis 3 Gew.-% WO3, 0 bis 3 Gew.-% Nb2O5, 0 bis 3 Gew.-% MgO, 0 bis 3 Gew.-% SrO, 0 bis 2 Gew.-% Sb2O3, 0 bis 2 Gew.-% As2O3, wobei die Gesamtmenge von P2O5+Ba0+Al2O3+La2O3+ZnO+CaO+B2O3+WO3+Nb2O5+MgO+SrO+Sb2O3+ As2O3 98 bis 100 Gew.-% beträgt.
5. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner mit einer oder mehreren aus der Gruppe SiO2, GeO2, Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Y2O3, Gd2O3, Yb2O3, Ga2O3, ZrO2, Ta2O5, TiO2, TeO2 und Bi2O3 aus­ gewählten Komponenten.
6. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante für ein op­ tisches Polarisationssteuerungselement mit einer Zusam­ mensetzung in einem Bereich, der durch einen Weg A → B → G → H → I → J → K → F → A in einem Dreiecksdiagramm gemäß Fig. 1 für die Zusammensetzung P2O5-BaO-Al2O3 umschlossen ist.
7. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante nach An­ spruch 2 oder 6, wobei die Photoelastizitätskonstante +0,5×10-12 Pa oder weniger beträgt.
8. Glas mit kleiner Photoelastizitätskonstante nach An­ spruch 7, wobei ein externer Lichtdurchlaßgrad bei 400 nm bei einer Dicke von 10 mm größer ist als 80%.
9. Optisches Element, das durch Verwendung des Glases mit kleiner Photoelastizitätskonstante nach einem der An­ sprüche 1, 2, 6, 7 und 8 hergestellt ist.
10. Polarisierter Strahlenteiler, in dem das optische Ele­ ment nach Anspruch 9 verwendet wird.
11. Flüssigkristallprojektor, in dem der polarisierte Strahlenteiler nach Anspruch 10 verwendet wird.
12. Verfahren zum Herstellen eines Glases mit einer ge­ wünschten Photoelastizitätskonstanten und gewünschten Eigenschaften mit den Schritten:
Einstellen einer inhärenten Photoelastizitätskon­ stanten pro Mol für jede Komponente, aus der das Glas besteht (in der Einheit von 10-12 Pa/mol) auf 0,029 für P2O5, -0,021 für BaO, -0,01 für La2O3, -0,036 für PbO, 0,05 für B2O3, 0,01 für Al2O3, 0,11 für Nb2O5, 0,05 für WO3, 0,04 für MgO, 0,016 für CaO, 0,008 für SrO, 0,037 für ZnO, 0,03 für Ti2O, 0,015 für Li2O, 0,025 für Na2O, 0,03 für K2O, 0,03 für Cs2O, 0,04 für Sb2O3 und 0,05 für Bi2O3;
Berechnen einer Summe der inhärenten Photoelasti­ zitätskonstanten, multipliziert mit Molargewichten; und
Bestimmen der Komponenten, aus denen das Glas zu­ sammengesetzt ist und ihrer Anteile basierend auf dem berechneten Wert.
13. Optisches Glas mit 41 bis 52 Gew.-% P2O5, 47 bis 57 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% AI2O3, wobei die Gesamt­ menge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt.
14. Optisches Glas mit 40 bis 46 Gew.-% P2O5, 52 bis 58 Gew.-% BaO und 0,5 bis 5 Gew.-% AI2O3, wobei die Gesamt­ menge der Komponenten 95 bis 100 Gew.-% beträgt.
15. Optisches Glas nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Tem­ peraturkoeffizient (dn/dT) eines Brechungsindex, der die Änderung dn des Brechungsindex bezüglich einer Tem­ peraturänderung dT des optischen Glases anzeigt, eine negativen Wert hat und eine athermische Charakteristik aufweist.
16. Optisches Glas nach Anspruch 13 oder 15, wobei das Glas eine besondere Wellenlängenabhängigkeit derart auf­ weist, daß ein Wert eines durch Gleichung (1) darge­ stellten partiellen Dispersionsverhältnisses Pg,F auf der kurzwelligen Seite von sichtbarem Licht größer ist als bei einem optischem Glas mit der gleichen Abbeschen Zahl, und wobei eine Änderung des Brechungsindex in ei­ nem kurzwelligen Bereich des sichtbaren Lichts größer ist als bei einem optischen Glas mit der gleichen Abbe­ schen Zahl:
Pg,F = (ng - nF)/(nF - nc) (1)
wobei ng einen Brechungsindex bei 436 nm, nF einen Bre­ chungsindex bei 480 nm und nc einen Brechungsindex bei 656 nm bezeichnen.
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