JP2010265164A - 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子それぞれの製造方法、ならびに光学ガラスの着色抑制方法 - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
【解決手段】Feを含み、かつ酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%含むとともに、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である熔融ガラスを調製し、調製した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法。
【選択図】なし
Description
更に本発明は、光学ガラスの着色抑制方法に関するものである。
また、特許文献2には、高屈折率成分を含むリン酸系光学ガラスにSb2O3を添加することにより、着色を低減することができると記載されている。
特許文献1では、ガラスの着色機構について、ネットワーク形成成分が少なくTiO2を多量に含むホウ酸塩系ガラスでは、Tiイオンによる発色機能が高められることがガラスの着色の原因であると記載されている。また、特許文献2には、高屈折率のリン酸塩系ガラスでは、高屈折率成分の還元が着色の原因であると記載されている。
しかし本発明者の検討により、Feを含有する光学ガラスでは、特許文献1および2に記載されているような着色機構とは別に、Feに起因する波長360nm〜370nm近辺での光吸収が強まることによる着色機構が存在することが明らかとなった。
そこで本発明者は上記知見に基づき更に検討を重ねた結果、上記波長域の着色は所定量のSnO2を添加することにより低減できることを新たに見出し、本発明を完成するに至った。
[1]Feを含み、かつ酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%含むとともに、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である熔融ガラスを調製し、調製した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法。
[2]前記熔融ガラスを、必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔融することにより調製する[1]に記載の光学ガラスの製造方法。
[3]前記熔融ガラスを、必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔解し、次いで冷却することによりカレット原料を作製し、作製したカレット原料を加熱熔融することにより調製する[1]に記載の光学ガラスの製造方法。
[4]前記熔融ガラスは、Fe2O3に換算して0ppm超20ppm以下のFeを含む[1]〜[3]のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
[5]前記熔融ガラスは、Fe2O3に換算して0.05ppm以上20ppm以下のFeを含む[4]に記載の光学ガラスの製造方法。
[6]前記光学ガラスは、波長200〜700nmの範囲において、厚さ10nmにおける外部透過率が70%となる波長λ70が400nm以下である[1]〜[5]のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
[7][1]〜[6]のいずれかに記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
[8][7]に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
[9][8]に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
[10][7]に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
[11]酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%を含有させることにより、Feを含む光学ガラスであって、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である光学ガラスの着色を抑制する方法。
[12]前記着色の抑制は、波長200〜700nmの範囲において、前記光学ガラスの厚さ10nmにおける外部透過率が70%となる波長λ70および/または上記外部透過率が80%となる波長λ80を短波長化することを含む[11]に記載の方法。
[13]前記光学ガラスは、Fe2O3に換算して0ppm超20ppm以下のFeを含む[11]または[12]に記載の方法。
[14]前記光学ガラスは、Fe2O3に換算して0.05ppm以上20ppm以下のFeを含む[13]に記載の方法。
本発明の光学ガラスの製造方法は、Feを含み、かつ酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%含むとともに、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である熔融ガラスを調製し、調製した熔融ガラスを成形することを含むものである。
また、ステンレスのように鉄を含む材料で作られた装置を用いてガラス原料を調合したり、原料を熔融装置に供給する場合、上記材料の摩耗によってFeが原料に混入することがある。本発明によれば、こうした場合でもガラスの着色を抑制し、均質な光学ガラスを提供することができる。また、ガラス製造装置にステンレスのような鉄を含む耐久性の高い材料を使用してもガラスの品質に悪影響を及ぼすおそれがなくなるため、装置の耐久性向上による生産性向上を図ることもできる。
更に本発明によれば、Sn化合物および任意に添加されるSb化合物の清澄作用により、残留泡のない均質な光学ガラスを得ることができる。特に、Sn化合物はSb化合物と比べてルツボの侵蝕性が少ないことから、Sn化合物を必須成分として着色を抑制しつつ十分な清澄効果が得られる量を添加してもルツボの侵蝕が促進されることもない。
したがって、本発明においてSn化合物および任意にSb化合物が添加されるガラスは、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%であるものとする。Sn化合物の添加による着色改善効果は、TiO2の含有量、WO3の含有量が比較的少ないガラスのほうが顕著に現れる。こうした理由からTiO2の含有量の好ましい範囲は0〜0.5%、さらに好ましい範囲は0〜0.1%であり、TiO2を含有しないガラスがなお一層好ましい。WO3については、WO3の含有量は0〜3%とすることが好ましく、0〜2%とすることがより好ましく、0〜1%とすることが更に好ましく、0〜0.5%とすることがより一層好ましく、0〜0.1%とすることが更に一層好ましく、WO3を含有しないガラスがなお一層好ましい。
必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔融することにより熔融ガラスを調製する。
(方法2)
必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔解し、次いで冷却することによりカレット原料を作製し、作製したカレット原料を加熱熔融することにより熔融ガラスを調製する。
(1)ガラス原料にFe化合物を意図的に混合する。
(2)Feが混入したガラス原料を使用する。
(3)光学ガラス製造工程における装置からFeが混入する。
例えば、ガラス成分に対応する粉体状の複数種の化合物と添加剤としてSn化合物(例えばSnO2)を秤量し、ステンレス製容器に入れて、ステンレス製の攪拌具を用いて十分混合することにより、調合原料を得ることができる。この調合原料を用いて熔融ガラスを調製し、流出する熔融ガラスを鋳型に流し込んで成形し、得られたガラス成形品をアニールすることにより光学ガラスを得ることができる。熔融ガラスの調製は、例えば以下のように行うことができる。
まず調合原料を原料供給装置にセットし、次いで原料を適量ずつガラス熔融容器に投入し、加熱、熔融、清澄、均質化、流出する。原料の投入はガラス熔融容器内のガラスが概ね一定量に保たれるよう、連続的にもしくは間欠的に行うことができる。
上記工程では、例えば原料調合時に用いられるステンレス製容器、攪拌具の原料に接触する面は、僅かながら原料との摩擦によって削られ、ステンレスの微粉末が原料に混入することがある。ステンレス中には鉄が含まれており、こうして原料にFeが混入する。また、原料供給装置でも鉄またはステンレスなどの鉄を含む合金で作られた部分が削れ、原料に鉄が混入することがある。予めガラス原料または添加剤に不純物として含まれる鉄の量から算出されるガラス中の鉄不純物量より、実測したガラス中の鉄不純物量が多くなる場合があるが、その差はガラス製造中に上記理由によって原料に混入した鉄に起因すると考えられる。超高純度原料を使用しても上記のように原料に鉄が混入することがあるが、こうした場合でも、本発明によれば所定量のSn化合物を原料に加えることによりガラスの着色を低減、抑制することができる。
上記の例では粉体状化合物を用いて原料を調合したが、粉体状化合物を用いる代わりに、方法2においてカレットを調合し、ガラスを熔融する場合も、Sn化合物の添加により同様の効果を得ることができる。
また、環境負荷の問題から、Pb不含有ガラス(Pbフリーガラス)、Cd不含有ガラス(Cdフリーガラス)、Th不含有ガラス(Thフリーガラス)、U不含有ガラス(Uフリーガラス)、Cr不含有ガラス(Crフリーガラス)とすることが望ましい。
することができる。
本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、上記本発明の光学ガラスの製造方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するものである。上記ガラス素材は、着色が抑制され、均質性が高いガラスからなるため、高品質な光学素子をプレス成形によって作製する際、非常に有用なものである。
例えば、清澄、均質化した熔融ガラスを鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材とする。研磨によって表面を滑らかに仕上げたガラス素材は精密プレス成形用プリフォームとすることもできる。ガラス片をバレル研磨することにより、プレス成形後に成形品の表面を研削、研磨して光学素子とするための研磨用プレス成形品を作るためのガラス素材にすることもできる。
精密プレス成形用プリフォームの場合、表面に炭素含有膜など精密プレス成形時に成形型成形面に沿ってガラスの延びをよくするコートを形成してもよい。
本発明の光学素子ブランクの製造方法は、本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態でプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製するものである。
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、前記光学素子の形状に研削、研磨しろを加えたガラス物品であり、表面を研削、研磨することにより光学素子に仕上げられる光学素子母材である。なお、本発明の光学ガラスの製造方法において、熔融ガラスをプレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクとして光学ガラスを得ることもできる。この場合、プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形することが、ガラスと成形型の融着を確実に防止できるほか、プレス成形型の成形面に沿ってガラスをスムーズに延ばすことができるため好ましい。
本発明の光学素子の製造方法は、
(1)本発明の光学素子ブランクの製造方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法;
(2)本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法、
の2つの態様を含む。
撮像用光学素子、投影用光学素子としては、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凹レンズ、球面両凸メニスカスレンズ、球面平凸レンズ、球面平凹レンズ、非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凹レンズ、非球面両凸メニスカスレンズ、非球面平凸レンズ、非球面平凹レンズ、プリズムなどを例示することができる。これらの光学素子は、一眼レフカメラの交換レンズ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話搭載の撮像レンズ、パソコン搭載の撮像レンズ、監視カメラの撮像レンズ、車載カメラの撮像レンズ、液晶プロジェクタ搭載の投影レンズやプリズムなどに好適である。
光通信用光学素子としては光ファイバー同士、あるいは光ファイバーと光部品のカップリングレンズなどを例示することができる。
その他光学素子としては、回折格子、フレネルレンズ、光フィルターなどを例示することができる。
これら光学素子の表面には、必要に応じて反射防止膜や部分反射膜、高反射膜、波長依存性を有する反射膜などをコートすることもできる。
更に本発明は、Feを含む光学ガラスの着色を抑制する方法に関する。
本発明の着色抑制方法では、酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%を含有させる。これにより、Feを含む光学ガラスにおける着色を抑制することができる。ここで、着色抑制対象とされるガラスは、前述の通り、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%であるものとする。また、上記「着色の抑制」とは、上記量のSnO2およびSb2O3を含まない点以外は同じガラス組成を有する光学ガラスに対し、着色が低減されていることをいう。抑制される着色は、好ましくはFeに起因する波長360nm〜370nm付近の着色である。Feに起因する着色が抑制されたことは、前述の波長λ70および/またはλ80が、上記量のSnO2およびSb2O3を含まない点以外は同じガラス組成を有する光学ガラスと比べて短波長化することによって確認することができる。
本発明の着色抑制方法におけるSnO2使用量、Sb2O3使用量、適用が好適な光学ガラス等の詳細は、前述の通りである。
なお、実施例11および比較例6を除く実施例、比較例の光学ガラスを得るためのガラス原料は汎用の光学ガラス原料用化合物を用いて調合した。実施例5〜7、9、10および比較例2〜4では、ガラス原料に表1記載の量のFe2O3を添加した。実施例11および比較例6の光学ガラス原料は高純度の化合物を用いて調合した。すなわち、実施例11および比較例6の光学ガラス原料は高純度原料とした。
次いで、これらガラス原料をガラス熔融槽に導入しながら加熱、熔融し、得られた熔融ガラスを熔融槽と連結パイプで連結した清澄槽に流し、清澄を行った後、清澄槽に連結パイプで連結した作業槽に流し、攪拌して均質化した後、作業槽の底部に取り付けた流出パイプから流出させて鋳型に鋳込み、成形した。上記熔融槽、清澄槽、作業槽、各連結パイプ、流出パイプは白金合金製とした。
また、ガラス原料の混合装置、ガラス原料の熔融槽への投入装置は、耐久性に優れるステンレス製装置を用い、ガラス原料による摩耗を抑制するようにしたため、装置からのFe混入はないとみなすことができる。したがって、実施例5〜7および比較例2〜4以外の実施例および比較例については、ガラス原料中のFe量を測定し、測定値から算出した熔融ガラス中のFe量(Fe2O3換算)を表1に示す。実施例5〜7、9、10および比較例2〜4については、添加したFe2O3量および上記と同様にガラス原料中のFe量から算出したFe量(Fe2O3換算)を表1に示す。なお、得られる光学ガラス中のFe量は、表1に示す熔融ガラス中のFe量と同一とみなすことができる。
また、上記ガラスの作製において、熔融槽内のガラスの熔融温度を1100〜1400℃、熔融時間を1〜5時間、清澄槽内のガラスの温度(清澄温度)を1200〜1500℃、清澄時間を1〜6時間、作業槽内におけるガラスの温度を1000〜1300℃、ガラスの流出温度を900〜1300℃とした。なお、上記ガラス製造装置は、熔融槽から清澄槽へ、清澄槽から作業槽へ熔融ガラスが連続的に流れるようになっている。そのため、上記熔融時間、清澄時間は、それぞれ熔融槽、清澄槽にガラスが滞在する平均時間である。
成形して得られた光学ガラスをガラス転移温度付近で保持した後、−30℃/時の冷却スピードで徐冷した後、着色度λ80、λ70、λ5、屈折率nd、アッベ数νd、ガラス転移温度Tg、屈伏点Tsを測定するための試料を採取し、前記各特性を測定した。測定結果を表1に示す。
なお、得られた光学ガラスには、結晶や残留泡は認められなかった。
(1)着色度λ80、λ70、λ5
厚さ10±0.1mmで光学研磨された互いに平行な平面を有するガラス試料を作製し、このガラス試料に、上記平面に対して垂直な方向から強度Iinの光線を入射し、透過光線の強度Ioutを測定し、強度比Iout/Iinをガラスの外部透過率と呼ぶ。波長200〜700nmの範囲において、外部透過率が80%となる波長をλ80、外部透過率が70%となる波長をλ70、外部透過率が5%となる波長をλ5とした。波長200〜700nmの範囲において、λ80以上の波長域で80%以上の外部透過率が得られ、λ70以上の波長域で70%以上の外部透過率が得られ、λ5以上の波長域で5%以上の外部透過率が得られる。なお、屈折率が高い光学ガラスでは、ガラス試料の表面における光線の反射率が高くなり、外部透過率が80%に達しない場合がある。こうした場合、λ80は測定できない、あるいは精度よく測定できないため、表1には示していない。
(2)屈折率nd、アッベ数νd
日本光学硝子工業会規格JOGIS「光学ガラスの屈折率の測定方法」に従い測定した。
(3)ガラス転移温度Tg、屈伏点Ts
熱機械分析装置を用いて、昇温速度4℃/分の条件下で測定した。
同様に、表1中のSn添加量、Fe混入量を除き、同じ組成であるその他の実施例と比較例との対比においても、Snを添加した実施例の光学ガラスのほうが、Snを添加しない比較例の光学ガラスより、λ80および/またはλ70が小さな値となり着色が抑制されていることが確認できる。
一方、比較例14〜16はTiO2含有量が1質量%超かつWO3含有量が4質量%超であり、Sn添加量、Sb添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例17〜19はTiO2含有量が1質量%超でありSn添加量、Sb添加量を除き同じ組成の光学ガラス、比較例20〜22はWO3含有量が4質量%超でありSn添加量、Sb添加量を除き同じ組成の光学ガラスである。これら比較例では、Sn化合物の添加によるλ80ないしλ70の低下は確認されなかった。
以上の結果から、TiO2含有量が1質量%以下かつWO3含有量が4質量%以下であるFeを含む光学ガラスにおいて、Snを添加することにより着色抑制効果が得られることがわかる。
下記方法1−1または方法1−2により、上記各実施例の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子を作製した。
表1に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体をアニールし、その成形体を切断または割断してガラス片に分割し、ガラス片を研削、研磨してプレス成形用ガラス素材を作製した。
表1に示す組成を有する光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材1個分の熔融ガラス塊を調製し、熔融ガラス塊に風圧を加え、浮上状態でプレス成形用ガラス素材に成形した。
下記方法2−1または方法2−2により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子ブランクを作製した。
上記方法1−1または1−2により得られた各プレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。ガラス素材の加熱、プレス成形はともに大気中で行った。ガラス素材の表面には、窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、プレス成形した。プレス成形して得られた光学素子ブランクを成形型から取り出し、アニールして内部の歪を低減するとともに、屈折率などの光学特性が所望の値になるように微調整した。
表1に示す組成を有する光学ガラスからなる均質化した熔融ガラスを、プレス成形型を用いてプレス成形し、光学素子ブランクを作製した。プレス成形型の成形面には窒化硼素などの粉末状離型剤を均一に塗布しておき、そこに熔融ガラスを供給してプレス成形した。
下記方法3−1〜方法3−3により、上記各実施例の光学ガラスからなる光学素子を作製した。
上記方法2−1または2−2により得られた各光学素子ブランクを研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
表1に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して作製した表面が滑らかな精密プレス成形用プリフォーム、または表1に示す組成を有する光学ガラスからなる熔融ガラス塊を調製し、浮上させながら成形した精密プレス成形用プリフォームを加熱して、プレス成形型を用いて精密プレス成形し、非球面レンズやマイクロレンズなどの各種光学素子を作製した。
表1に示す組成を有する光学ガラスを熔融し、鋳型に流し込んで急冷、成形して得たガラス成形体を切断、研削、研磨して各種球面レンズやプリズムを作製した。
なお、各光学素子の表面には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
Claims (14)
- Feを含み、かつ酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%含むとともに、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である熔融ガラスを調製し、調製した熔融ガラスを成形することを含む光学ガラスの製造方法。
- 前記熔融ガラスを、必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔融することにより調製する請求項1に記載の光学ガラスの製造方法。
- 前記熔融ガラスを、必須添加剤としてSn化合物を添加し、任意添加剤としてSb化合物を添加したガラス原料を加熱熔解し、次いで冷却することによりカレット原料を作製し、
作製したカレット原料を加熱熔融することにより調製する請求項1に記載の光学ガラスの製造方法。 - 前記熔融ガラスは、Fe2O3に換算して0ppm超20ppm以下のFeを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学ガラスの製造方法。
- 前記熔融ガラスは、Fe2O3に換算して0.05ppm以上20ppm以下のFeを含む請求項4に記載の光学ガラスの製造方法。
- 前記光学ガラスは、波長200〜700nmの範囲において、厚さ10nmにおける外部透過率が70%となる波長λ70が400nm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学ガラスの製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法により光学ガラスを作製し、作製した光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
- 請求項7に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する光学素子ブランクの製造方法。
- 請求項8に記載の方法により光学素子ブランクを作製し、作製した光学素子ブランクを研削および/または研磨することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
- 請求項7に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材を加熱により軟化した状態で、プレス成形型を用いて精密プレス成形することにより光学素子を作製する光学素子の製造方法。
- 酸化物換算のガラス組成において、外割りでSnO2を0.01〜3質量%およびSb2O3を0〜0.1質量%を含有させることにより、Feを含む光学ガラスであって、Fe2O3、SnO2およびSb2O3を除くガラス質量に対するTiO2含有量が0〜1質量%でありWO3含有量が0〜4質量%である光学ガラスの着色を抑制する方法。
- 前記着色の抑制は、波長200〜700nmの範囲において、前記光学ガラスの厚さ10nmにおける外部透過率が70%となる波長λ70および/または上記外部透過率が80%となる波長λ80を短波長化することを含む請求項11に記載の方法。
- 前記光学ガラスは、Fe2O3に換算して0ppm超20ppm以下のFeを含む請求項11または12に記載の方法。
- 前記光学ガラスは、Fe2O3に換算して0.05ppm以上20ppm以下のFeを含む請求項13に記載の方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010248046A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス |
WO2015152161A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Hoya株式会社 | コリメータレンズ |
JP2017171578A (ja) * | 2017-06-23 | 2017-09-28 | 株式会社オハラ | 光学ガラス及び光学素子 |
JP2018065747A (ja) * | 2018-01-18 | 2018-04-26 | Hoya株式会社 | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 |
JPWO2018235725A1 (ja) * | 2017-06-23 | 2020-04-23 | Agc株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005075665A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法 |
JP2006036626A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-02-09 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 無アルカリガラス基板 |
JP2006248897A (ja) * | 2002-12-27 | 2006-09-21 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子 |
JP2007112697A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、ガラス成形体、光学素子およびそれらの製造方法 |
JP2007314409A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-12-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 照明用ガラス |
JP2010184816A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-08-26 | Asahi Glass Co Ltd | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
JP2010248046A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス |
-
2010
- 2010-03-05 JP JP2010048515A patent/JP5727149B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006248897A (ja) * | 2002-12-27 | 2006-09-21 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子 |
JP2005075665A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法 |
JP2006036626A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-02-09 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 無アルカリガラス基板 |
JP2007112697A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、ガラス成形体、光学素子およびそれらの製造方法 |
JP2007314409A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-12-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 照明用ガラス |
JP2010184816A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-08-26 | Asahi Glass Co Ltd | 固体撮像素子パッケージ用窓ガラス |
JP2010248046A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
作花済夫編: ""3.1.光学設計と光学ガラス"", ガラスハンドブック, vol. 初版, JPN6014030252, 30 September 1975 (1975-09-30), JP, pages 71 - 73, ISSN: 0002870968 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010248046A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス |
WO2015152161A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Hoya株式会社 | コリメータレンズ |
JPWO2015152161A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | Hoya株式会社 | コリメータレンズ |
JP2017171578A (ja) * | 2017-06-23 | 2017-09-28 | 株式会社オハラ | 光学ガラス及び光学素子 |
JPWO2018235725A1 (ja) * | 2017-06-23 | 2020-04-23 | Agc株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
US11554985B2 (en) | 2017-06-23 | 2023-01-17 | AGC Inc. | Optical glass and optical component |
JP2018065747A (ja) * | 2018-01-18 | 2018-04-26 | Hoya株式会社 | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 |
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