JPH01103927A - 光集束性レンズ用母材ガラス組成物 - Google Patents
光集束性レンズ用母材ガラス組成物Info
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- JPH01103927A JPH01103927A JP25921187A JP25921187A JPH01103927A JP H01103927 A JPH01103927 A JP H01103927A JP 25921187 A JP25921187 A JP 25921187A JP 25921187 A JP25921187 A JP 25921187A JP H01103927 A JPH01103927 A JP H01103927A
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、断面内で屈折率勾配をもった光集束性レンズ
を製造するに適したガラス組成に関し、特にレンズ母材
ガラスファイバーの紡糸成形時に失透を生じ」い改良さ
れたガラス組成に関する。
を製造するに適したガラス組成に関し、特にレンズ母材
ガラスファイバーの紡糸成形時に失透を生じ」い改良さ
れたガラス組成に関する。
光集束性レンズは、断面内で中心から周辺に向けて変化
する屈折率分布をもったロッド状レンズであり、両端面
が平面でも結像作用をもち、徽小径のレンズも容易に製
造ができるなど多くの利点をもつため、近年、複写機、
ファクシミリ、LEDアレイプリンタ、液晶シャッター
プリンタなどの光学系として広範な用途に使用されてい
る。
する屈折率分布をもったロッド状レンズであり、両端面
が平面でも結像作用をもち、徽小径のレンズも容易に製
造ができるなど多くの利点をもつため、近年、複写機、
ファクシミリ、LEDアレイプリンタ、液晶シャッター
プリンタなどの光学系として広範な用途に使用されてい
る。
かかる光集束性レンズを製造する方法としては、溶解、
脱泡、清澄処理を行なった溶融ガラスを白金ポットに貯
留し、ポット内の溶融ガラスをゲット下底部のノズル中
を流下させつつ徐々に冷却した後、ノズル下端から流出
させてガラスファイバーを連続成形し、一定長に切断し
た上記ガラスファイバーを溶融塩中に浸漬して、ガラス
中の1価イオンと溶融塩中の7価イオンとを交換させ、
交換イオンの濃度分布に応じた屈折率分布を上記ガラス
ファイバー内に形成する方法がとられている。
脱泡、清澄処理を行なった溶融ガラスを白金ポットに貯
留し、ポット内の溶融ガラスをゲット下底部のノズル中
を流下させつつ徐々に冷却した後、ノズル下端から流出
させてガラスファイバーを連続成形し、一定長に切断し
た上記ガラスファイバーを溶融塩中に浸漬して、ガラス
中の1価イオンと溶融塩中の7価イオンとを交換させ、
交換イオンの濃度分布に応じた屈折率分布を上記ガラス
ファイバー内に形成する方法がとられている。
また、使用されるガラス組成としては、レンズ化した場
合に低色収差でしかも高開口角の得られるものが望まし
く、前述したような各種OA機器類の高性能化指向に伴
ない、上記レンズ性能に対する要求は次第に高まってき
ている。
合に低色収差でしかも高開口角の得られるものが望まし
く、前述したような各種OA機器類の高性能化指向に伴
ない、上記レンズ性能に対する要求は次第に高まってき
ている。
このような低色収差で且つ高開口角の光集束性レンズが
得られる代表的なガラス組成として、特公昭jター4!
lり3tに示されたLi2O系ガラスがある0 上記特許には、モル%で、5i02コz−Gr。
得られる代表的なガラス組成として、特公昭jター4!
lり3tに示されたLi2O系ガラスがある0 上記特許には、モル%で、5i02コz−Gr。
TiO22ん#、B203Q〜λj r Al2O3Q
へio。
へio。
5i02 + TiO2+ B2O3+ Al2O3J
r〜77 、 MgO←りλ、pboO〜/j、MgO
+PbO←−J 2 、 Li2O2ン/ I t N
a2O3〜λコの主要成分と、La2030−夕+ Y
2O30−j + ZrO20〜j 、 K2O0〜J
、 Zn0O〜t、CaOOA−j、SrQ O〜J
、BaOO−j、5n020〜/ 、A32030−0
.!の安定(ヒ剤とからなる光集束性レンズの製造に適
したガラス組成物が開示されている。
r〜77 、 MgO←りλ、pboO〜/j、MgO
+PbO←−J 2 、 Li2O2ン/ I t N
a2O3〜λコの主要成分と、La2030−夕+ Y
2O30−j + ZrO20〜j 、 K2O0〜J
、 Zn0O〜t、CaOOA−j、SrQ O〜J
、BaOO−j、5n020〜/ 、A32030−0
.!の安定(ヒ剤とからなる光集束性レンズの製造に適
したガラス組成物が開示されている。
〔発明が解決しようとする間%!点点
上上記範囲組成のガラスは、光集束性レンズ化した場合
に低色収差で且つ比較的高開口角のレン ズが得ら
れるという利点がある半面、実生産への適用では次のよ
うな問題がある。
に低色収差で且つ比較的高開口角のレン ズが得ら
れるという利点がある半面、実生産への適用では次のよ
うな問題がある。
すなわち、組成中にガラスの失透傾向を増大させるLi
2O、TiO2)MgOの各成分を含有し、特にLi2
Oの失透作用が激しく、このためレンズ母材ガラスファ
イバーの紡糸成形時に、白金ポットのノズル内で失透か
発生して長時間のファイバー成形(紡糸)を続けること
ができず、しかも失透の発生の都度、溶融ガラスをポッ
トから抜き出して入れ替えを行なう長時間の作業を必要
とし、このため生産効率が悪いという問題があった。そ
してレンズの開口角をより高めるには、L 120 r
T 102の含有量を増やす必要があり、上記傾向は
益々増大する方向にある。
2O、TiO2)MgOの各成分を含有し、特にLi2
Oの失透作用が激しく、このためレンズ母材ガラスファ
イバーの紡糸成形時に、白金ポットのノズル内で失透か
発生して長時間のファイバー成形(紡糸)を続けること
ができず、しかも失透の発生の都度、溶融ガラスをポッ
トから抜き出して入れ替えを行なう長時間の作業を必要
とし、このため生産効率が悪いという問題があった。そ
してレンズの開口角をより高めるには、L 120 r
T 102の含有量を増やす必要があり、上記傾向は
益々増大する方向にある。
5102.TiO2,MgO,Li2O,Na2Oを必
須成分とす選ばれた7種又は一種以上の成分を、合計量
で0.5〜3重量%添加する。
須成分とす選ばれた7種又は一種以上の成分を、合計量
で0.5〜3重量%添加する。
上記成分を添加したLi系ガラスは、理由は充分に解明
されていないが添加しない組成に比べて失透を生じ難く
、このため本発明ガラスを使用することKより、レンズ
母材ガラスファイバーを紡糸する際にポットノズル内で
の失透発生によるファイバー切断が大幅に減り、長時間
にわたる連続成形が可能になる。
されていないが添加しない組成に比べて失透を生じ難く
、このため本発明ガラスを使用することKより、レンズ
母材ガラスファイバーを紡糸する際にポットノズル内で
の失透発生によるファイバー切断が大幅に減り、長時間
にわたる連続成形が可能になる。
以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明する0モル%
”C’ 、5i02 : j 4〜j L120 :
P 、71〜j Na2O:1.7t%、MgO:/
II%t BaO: 2%、 pbo : a%+ T
i02J、3%の組成K ZrO2: /重量% 、
5b7203:0.3重量%を添加した組成のガラス(
比較例)と、上記組成にBPO4: J重量%を添加し
た本発明組成のガラスとを準備し、これら各ガラスを用
いて白金ポットでガラス7アイパーの紡糸テストをそれ
ぞれ初数回ずつ行なった。その結果を第1表及び第2表
に示す。紡糸条件はいずれも繊維径へ/swψ、引張り
速度約iomy分とした。
”C’ 、5i02 : j 4〜j L120 :
P 、71〜j Na2O:1.7t%、MgO:/
II%t BaO: 2%、 pbo : a%+ T
i02J、3%の組成K ZrO2: /重量% 、
5b7203:0.3重量%を添加した組成のガラス(
比較例)と、上記組成にBPO4: J重量%を添加し
た本発明組成のガラスとを準備し、これら各ガラスを用
いて白金ポットでガラス7アイパーの紡糸テストをそれ
ぞれ初数回ずつ行なった。その結果を第1表及び第2表
に示す。紡糸条件はいずれも繊維径へ/swψ、引張り
速度約iomy分とした。
第1表 比較例: BPO4無添加
第−表 実施例: BPO4lit%鯵加第1表、第2
表から明らかなように、BPO4を添加することにより
、白金ポットのノズル中での失透発生が大きく低減し、
従来に比べ平均して2倍弱の時間にわたりファイバーを
連続紡糸できるようになりだ。
表から明らかなように、BPO4を添加することにより
、白金ポットのノズル中での失透発生が大きく低減し、
従来に比べ平均して2倍弱の時間にわたりファイバーを
連続紡糸できるようになりだ。
次(上記紡糸で得られた。2釉類のガラスファイバーを
それぞれ溶融塩中に浸漬してイオン交換処理し、BPO
4の添加がレンズ性能に及ぼす影響について調べた。
それぞれ溶融塩中に浸漬してイオン交換処理し、BPO
4の添加がレンズ性能に及ぼす影響について調べた。
第3表にイオン交換処理の条件とレンズ特性値を示す。
第3表
第3表において、「最大入射角」はレンズ開口角に対応
するものであり、「レンズ有効視野面積率」とは、レン
ズの全断面積に対する有効に使える神野の面積(適切な
屈折率分布を有する節回)の比率を表わす。
するものであり、「レンズ有効視野面積率」とは、レン
ズの全断面積に対する有効に使える神野の面積(適切な
屈折率分布を有する節回)の比率を表わす。
第3表のように、同一のイオン交換処理条件で両者にほ
とんど差が詔められず、BPO4の添加はレンズ特性値
に実質的な影響を及ぼさないことが確認された。
とんど差が詔められず、BPO4の添加はレンズ特性値
に実質的な影響を及ぼさないことが確認された。
BPO4の望ましい添加量は、基本ガラス組成によって
異なるが、基本組成をモル%で、5i02 :2jん6
j%、 TiO2: 2へ16%、 B2O3: 0ん
2j%、 Al2O3:Oへ70%、 5i02+Ti
O2+ B2O3+ Al2O3: j J’〜77%
、 MgO:←り2%、pbQ:0−77%、 MgO
+ PbO:弘へ22%、Ligo:J〜/rs +N
a2O:j ヘJJ% の範囲とした場合、BPO4
添加量が7重量%未満では充分な失透抑制効果が得られ
ず、またJ[1%を越えて添加すると失透が増大する傾
向を示すので、7〜3重量%の範囲から選ぶことが望ま
しい。
異なるが、基本組成をモル%で、5i02 :2jん6
j%、 TiO2: 2へ16%、 B2O3: 0ん
2j%、 Al2O3:Oへ70%、 5i02+Ti
O2+ B2O3+ Al2O3: j J’〜77%
、 MgO:←り2%、pbQ:0−77%、 MgO
+ PbO:弘へ22%、Ligo:J〜/rs +N
a2O:j ヘJJ% の範囲とした場合、BPO4
添加量が7重量%未満では充分な失透抑制効果が得られ
ず、またJ[1%を越えて添加すると失透が増大する傾
向を示すので、7〜3重量%の範囲から選ぶことが望ま
しい。
本発明者らは、BPO4以外K、Al(PO3)3
モrffJ様の失透抑制効果を発揮することを見い出し
た。
モrffJ様の失透抑制効果を発揮することを見い出し
た。
さらに詳しくは、前述の実験と同様に、5i02:jt
+Li2O: ?、j、N&20:?+MgO:/4
!、BaO:2゜PbO: A、TiO2Lj各%ル%
lC対しJ テZrO2: / +5b2o3 o、3
各重量%を添加した組成のガラスをペースとし、これに
BPO4及びAl(PO3)3の添加量を種々変えた組
成のガラスを用意し、前述実験と同様にして白金ポット
によるガラス7アイパーの紡糸成形を行なった。
+Li2O: ?、j、N&20:?+MgO:/4
!、BaO:2゜PbO: A、TiO2Lj各%ル%
lC対しJ テZrO2: / +5b2o3 o、3
各重量%を添加した組成のガラスをペースとし、これに
BPO4及びAl(PO3)3の添加量を種々変えた組
成のガラスを用意し、前述実験と同様にして白金ポット
によるガラス7アイパーの紡糸成形を行なった。
その結果、AICPO3)sを単独でl−参重量%添加
することによっても、BPO4とほぼ同様の失透発生抑
制効果が得られることがわかった。
することによっても、BPO4とほぼ同様の失透発生抑
制効果が得られることがわかった。
ただしAl(PO3)3の単独添加よりもAl(PO3
)3とBPO4の両者を添加した方が好結果が得られ、
両者の合計量の好ましい範囲はl−μ重Ik%である。
)3とBPO4の両者を添加した方が好結果が得られ、
両者の合計量の好ましい範囲はl−μ重Ik%である。
さらに、BPO4,Al(PO3)3以外にNb2O5
の温潤では充分な失透抑制効果が得られず、また2%を
越えて添加すると失透発生が増大する傾向を示すO 次にBPO4添加量(PO3)3+Nb2O5の三者を
添加した実験例にもいて説明する。
の温潤では充分な失透抑制効果が得られず、また2%を
越えて添加すると失透発生が増大する傾向を示すO 次にBPO4添加量(PO3)3+Nb2O5の三者を
添加した実験例にもいて説明する。
前述の実験例と同一の、Sing 、 Li2O、Na
2O。
2O。
MgO、BaO、pbo 、 Tic)2 、 ZrO
2)5b203から成るペースガラス組成に、BPO4
2重量%、 Al1(PO3)3−1重量%、 Nb2
O5/fig@%を添加した組成のガラスを用意し、白
金ポットでファイバー°を連続紡糸して、失透発生に伴
なう7アイパー切断までの連続紡糸時間を測定するとと
もに、得られた7アイパーをイオン交換処理した後レン
ズ特性を測定した。
2)5b203から成るペースガラス組成に、BPO4
2重量%、 Al1(PO3)3−1重量%、 Nb2
O5/fig@%を添加した組成のガラスを用意し、白
金ポットでファイバー°を連続紡糸して、失透発生に伴
なう7アイパー切断までの連続紡糸時間を測定するとと
もに、得られた7アイパーをイオン交換処理した後レン
ズ特性を測定した。
その結果を第参表及び第3表に示す。
第参表 連続紡糸時間
第!表 イオン交換条件、レンズ特性値上記の結果を、
先の第1表及び第3表に示した比較例(ベースガラス組
成のみ)と比べると、連続紡糸時間が平均で約i、r@
延長し、且つレンズ特性は実質的に変化しないことがわ
かる。
先の第1表及び第3表に示した比較例(ベースガラス組
成のみ)と比べると、連続紡糸時間が平均で約i、r@
延長し、且つレンズ特性は実質的に変化しないことがわ
かる。
他の実験結果と総合すると、BPO4、A41 (PO
3) 3 。
3) 3 。
nb2o5の3種とも添加する場合、その合計鼠は0J
−51目の範囲内とするのか望ましく、下限よりも少な
い添加値では光分な失透抑制効果が得られず、また上限
を越えると失透発生が増大して、ガラスファイバーの連
続紡糸可能な時間が短かくなる知向を示す。
−51目の範囲内とするのか望ましく、下限よりも少な
い添加値では光分な失透抑制効果が得られず、また上限
を越えると失透発生が増大して、ガラスファイバーの連
続紡糸可能な時間が短かくなる知向を示す。
本発明により、優れたレンズ特性か得られるもののレン
ズ母材7アイパー成形の工程における失透発生のために
連続長時間紡糸ができなかったリチウム含有ガラスの耐
失透性が増大し、長時間の連続紡糸が可能になった。
ズ母材7アイパー成形の工程における失透発生のために
連続長時間紡糸ができなかったリチウム含有ガラスの耐
失透性が増大し、長時間の連続紡糸が可能になった。
また、ガラスの粘性、熱的性質(Tg、At、熱膨張係
数)、イオン交換特性(イオン交換時間、1周期長、レ
ンズ性能)等は従来組成とほとんど遜色がなく、本発明
の実施によって、低色収差、高開口角の高性前光集束性
レンズの生産効率が大きく向上した。
数)、イオン交換特性(イオン交換時間、1周期長、レ
ンズ性能)等は従来組成とほとんど遜色がなく、本発明
の実施によって、低色収差、高開口角の高性前光集束性
レンズの生産効率が大きく向上した。
Claims (2)
- (1)SiO_2、TiO_2、MgO、Li_2O、
Na_2Oを必須成分とする基本ガラス組成に、BPO
_4、Al(PO_3)_3、Nb_2O_5のうちか
ら選んだ1種又は2種以上を添加して成る光集束性レン
ズ用ガラス組成物。 - (2)特許請求の範囲第1項において、前記基本ガラス
組成は、モル%で、SiO_2:25〜68、TiO_
2:2〜16、B_2O_3:0〜25、Al_2O_
3:0〜10、SiO_2+TiO_2+B_2O_3
+Al_2O_3:58〜77、MgO:4〜22、P
bO:0〜13、MgO+PbO:4〜22、Li_2
O:2〜18、Na_2O:3〜22を主要成分として
おり、且つBPO_4、Al(PO_3)_3、Nb_
2O_5の添加量はBPO_4:1〜3重量%、Al(
PO_3)_3:1〜4重量%、Nb_2O_5:0.
25〜2重量%、BPO_4+Al(PO_3)_3+
Hb_2O_5=0.5〜5重量%の範囲内である光集
束性レンズ用ガラス組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62259211A JPH0813691B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光集束性レンズ用母材ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62259211A JPH0813691B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光集束性レンズ用母材ガラス組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01103927A true JPH01103927A (ja) | 1989-04-21 |
JPH0813691B2 JPH0813691B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=17330937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62259211A Expired - Lifetime JPH0813691B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光集束性レンズ用母材ガラス組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0813691B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193108B2 (en) | 2004-07-23 | 2012-06-05 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Clad glass composition and mother glass rod for gradient-index rod lens formed using the same, gradient-index rod lens and method of manufacturing the same, rod lens array, and image processor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5950048A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-22 | Ohara Inc | 光学ガラス |
JPS62275038A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-11-30 | Nikon Corp | 軽量高屈折率光学ガラス |
JPS63288931A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Canon Inc | 屈折率分布型レンズ用ガラス組成物 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62259211A patent/JPH0813691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193108B2 (en) | 2004-07-23 | 2012-06-05 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Clad glass composition and mother glass rod for gradient-index rod lens formed using the same, gradient-index rod lens and method of manufacturing the same, rod lens array, and image processor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0813691B2 (ja) | 1996-02-14 |
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