JPH07118025A - Formation of optical glass element - Google Patents
Formation of optical glass elementInfo
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- JPH07118025A JPH07118025A JP5286284A JP28628493A JPH07118025A JP H07118025 A JPH07118025 A JP H07118025A JP 5286284 A JP5286284 A JP 5286284A JP 28628493 A JP28628493 A JP 28628493A JP H07118025 A JPH07118025 A JP H07118025A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラス素子の成形
方法に関し、特に、予備成形されたガラスブランクを加
熱下でプレス成形するための光学ガラス素子の成形方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for molding an optical glass element, and more particularly to a method for molding an optical glass element for press-molding a preformed glass blank under heating.
【0002】[0002]
【従来の技術】このようなプレス成形で使用される成形
型は、高精度光学機能面を成形するために、その成形用
上型部材、下型部材には高精度に形成された成形面が必
要であり、連続使用に耐えるものでなければならない。
通常、これら上型部材、下型部材は、胴型に対して上下
から摺動自在に嵌合しており、その間にブランクを装填
して、成形可能温度まで型部材を加熱している(ここで
は、ガラスブランクはガラス粘度で108〜1012dP
a・sに相当する温度まで加熱される)。そして、非酸
化性雰囲気、例えば、窒素雰囲気内で、適宜の時間、型
を閉じ、プレスして、成形面をガラスブランク表面に転
写している。その後、型部材を冷却し、成形品である光
学ガラス素子をガラス転移温度より十分低い温度で取り
出すのである。このような、光学ガラス素子の成形技術
については、既に、例えば、特開昭58ー84134号
公報、特開昭59ー150728号公報、特開昭60ー
9716号公報などに開示されている。2. Description of the Related Art In a molding die used in such press molding, in order to mold a high precision optical functional surface, a molding surface formed with high precision is formed on the upper mold member and the lower mold member for molding. Required and must withstand continuous use.
Usually, the upper mold member and the lower mold member are slidably fitted to the body mold from above and below, and a blank is loaded between them to heat the mold member to a moldable temperature (here Then, the glass blank has a glass viscosity of 10 8 to 10 12 dP.
heated to a temperature corresponding to as). Then, the mold is closed and pressed in a non-oxidizing atmosphere, for example, a nitrogen atmosphere, for an appropriate time to transfer the molding surface to the glass blank surface. Then, the mold member is cooled, and the optical glass element as a molded product is taken out at a temperature sufficiently lower than the glass transition temperature. The molding technique of such an optical glass element has already been disclosed in, for example, JP-A-58-84134, JP-A-59-150728, and JP-A-60-9716.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来のこ
のような技術においては、実際上、成形品は、ガラス素
材と金型の成形面との間の化学反応によって、表面に曇
りを生じる。また、金型の成形面が荒れることが多い。
上述の曇りの発生箇所は、光学機能面の中心部付近に集
中しており、この原因は、成形面の中心部分にガラス素
材が載せられた状態で、型の加熱が行われるので、ガラ
スとの接触箇所で化学反応が起こる故と考えられる。即
ち、ガラス素材は、そのTg点(ガラス転移温度)以上
に加熱されると、表面からアルカリ成分などが揮発され
る。この揮発成分は、通常であれば空間に放出される
が、型との接触箇所では、成形面に付着し、いわゆる、
酸化還元反応を起こし、型表面を劣化し、付着物の堆積
による凹凸を生じさせる。その結果、上述のような曇り
を生じるのである。However, in the conventional technique as described above, the surface of the molded product is actually clouded due to a chemical reaction between the glass material and the molding surface of the mold. In addition, the molding surface of the mold is often rough.
The locations where the above-mentioned cloudiness occurs are concentrated near the center of the optical function surface.This is because the mold is heated while the glass material is placed on the center of the molding surface, It is considered that a chemical reaction occurs at the contact point of. That is, when the glass material is heated above its Tg point (glass transition temperature), the alkaline components and the like are volatilized from the surface. This volatile component is normally released into the space, but at the point of contact with the mold, it adheres to the molding surface, so-called
It causes an oxidation-reduction reaction, deteriorates the mold surface, and causes unevenness due to the deposition of deposits. As a result, the above-mentioned fogging occurs.
【0004】本発明者の実験によれば、金型とガラス素
材とを接触させた状態で加熱すると、その隙間が0.1
mm以下の領域の型表面に顕著にガラスからの揮発物が
付着した。従って、少なくとも、該領域に相当する部分
は、後述のような処理層または薄膜による曇り防止層が
必要になると判明した。According to the experiments conducted by the present inventor, when the mold and the glass material are heated in contact with each other, the gap between them is 0.1
Volatile substances from the glass were remarkably adhered to the mold surface in a region of mm or less. Therefore, it has been found that at least a portion corresponding to the region needs a treatment layer or a thin film antifogging layer as described below.
【0005】これを解決する方法として、ガラス素材
(ガラスブランク)を表面処理して、アルカリ成分や鉛
のような揮発成分の濃度を低下させたり、SiO2を主
体とする薄膜をガラス素材にコーティングしたりしてい
る。例えば、特開昭62ー207728号公報には、硝
酸処理や赤外線集中加熱処理による鉛ガラスの処理方法
が開示されており、また、特開昭62ー297225号
公報には、真空蒸着法でガラス表面に高軟化点のガラス
層を形成する方法が開示されている。As a method for solving this, a glass material (glass blank) is surface-treated to reduce the concentration of volatile components such as alkali components and lead, or a thin film mainly composed of SiO 2 is coated on the glass material. I am doing it. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-207728 discloses a method for treating lead glass by nitric acid treatment or infrared intensive heating treatment, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-297225 discloses a method of vacuum-depositing glass. A method of forming a glass layer having a high softening point on the surface is disclosed.
【0006】上記処理によって得られる表面層は、保護
層として作用するが、その厚さが薄いと、所期の効果が
果たせず、逆に、それが厚いと、表面層にクラックが発
生し、出来上がった成形品に光学素子としての機能が失
われてしまう。その表面層の厚さが100オングストロ
ーム未満では曇り防止効果がなく、200オングストロ
ーム以上では、表層クラックが発生する。しかし、曇り
防止効果だけを考慮すれば、それが厚いほど効果的であ
る。従って、望ましい処理厚さは500オングストロー
ム以上であるが、前述の表層クラックを回避するために
は、上述の方法は使用不可能である。The surface layer obtained by the above treatment acts as a protective layer, but if the thickness is thin, the desired effect cannot be achieved, and conversely if it is thick, cracks occur in the surface layer. The function as an optical element is lost in the finished molded product. If the thickness of the surface layer is less than 100 angstroms, there is no fogging prevention effect, and if it is 200 angstroms or more, surface layer cracks occur. However, if only the antifogging effect is considered, the thicker it is, the more effective it is. Therefore, although the desired processing thickness is 500 Å or more, the above method cannot be used to avoid the above-mentioned surface cracks.
【0007】そこで、本発明者は、表層クラックの発生
位置に着目して、検討した結果、成形品の周辺部ではク
ラック発生が顕著であるが、中心部では発生していない
ことを突き止めた。そして、その原因は、成形型内での
ガラス成形品の冷却の過程で、周辺部ほどガラスの変形
量が大きいためであり、中心部ではガラスの変形量が小
さく、たとえ処理層が厚くても、クラックが発生しない
ことが判明した。Therefore, the present inventor has paid attention to the position where the surface layer crack is generated, and as a result, has found that the crack is remarkable in the peripheral portion of the molded product, but not in the central portion. And, the cause is that, in the process of cooling the glass molded product in the molding die, the deformation amount of the glass is larger toward the peripheral portion, the deformation amount of the glass is smaller in the central portion, and even if the treatment layer is thick. , It was found that no cracks occurred.
【0008】[0008]
【発明の目的】本発明は、上述した問題点を解決するた
めになされたものであり、曇りが発生するガラス素材の
中心部だけに、所要の厚さの処理層を設けることによっ
て、表層クラックの発生を回避しながら、しかも、光学
素子の中心部での曇りが発生しないように光学機能面に
工夫をなした光学ガラス素子の成形方法を提供しようと
するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a surface layer crack is formed by providing a treatment layer having a required thickness only in the central portion of a glass material in which fogging occurs. It is an object of the present invention to provide a method for molding an optical glass element in which the occurrence of the above phenomenon is avoided and the optical function surface is devised so as not to cause fogging at the center of the optical element.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
光学素子ガラス素材をプレス成形により所要の形状に成
形するための成形方法において、ガラス素材を成形型内
に投入する際に、ガラス素材が成形型の成形面に接する
中央部に対応して、予め、ガラス素材に、揮発成分を除
去して処理層を形成するか、あるいは、SiO2を主体
とする薄膜を形成している。Therefore, in the present invention,
In a molding method for molding an optical element glass material into a desired shape by press molding, when the glass material is put into a molding die, the glass material corresponds to the central portion in contact with the molding surface of the molding die in advance. A volatile component is removed from the glass material to form a treatment layer, or a thin film mainly composed of SiO 2 is formed.
【0010】[0010]
【作用】これによって、曇り防止と表層クラックの防止
とに対応することができる。なお、ここでは、曇りの発
生防止を効果的に発揮するには、少なくとも処理層また
は薄膜の厚さは、100オングストローム以上であるこ
とが必要である。This makes it possible to prevent fogging and prevent surface cracks. Here, in order to effectively prevent the occurrence of fogging, at least the thickness of the treatment layer or the thin film needs to be 100 angstroms or more.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を、添付図面を
参照して、詳細に説明する。図1には、本発明に係わる
成形方法で、型内にガラス素材1を装填し、加熱してい
る状態が模式的に示されている。図中、符号2は、ガラ
ス素材1に設けた処理領域であり、下型部材3の成形面
のほぼ中央に対応して予め設定されている。この処理領
域2は、成形型に装填した最初の段階で、下型の成形面
の中央に対応するガラス素材1の所要の領域から揮発成
分を除去することで、所要厚さの処理層を構成するか、
あるいは、100オングストローム以上の厚さで、Si
O2を主体とする薄膜を形成することで構成される。ま
た、符号4は成形型の上型部材である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a state in which a glass material 1 is loaded in a mold and heated by the molding method according to the present invention. In the figure, reference numeral 2 is a processing region provided on the glass material 1, which is set in advance corresponding to substantially the center of the molding surface of the lower mold member 3. This treatment region 2 is a first stage of loading into the molding die, and by removing volatile components from a required region of the glass material 1 corresponding to the center of the molding surface of the lower mold, a treatment layer having a required thickness is formed. Or,
Alternatively, if the thickness is 100 angstroms or more,
It is formed by forming a thin film mainly containing O 2 . Further, reference numeral 4 is an upper die member of the forming die.
【0012】上述の成形方法で成形された光学ガラス成
形品は、図2に示すような、中央に処理領域2を備えた
形をしている。これに比較して、従来の成形品5は、図
3に示すように、中央に曇り6が形成される。また、ガ
ラス素材の表面全体に200オングストローム以上の厚
さのコーテイングを施した従来の成形品は、図4に示す
ように、表層クラック7を形成する。The optical glass molded product molded by the above-mentioned molding method has a shape having a treatment region 2 in the center as shown in FIG. In comparison with this, in the conventional molded product 5, as shown in FIG. 3, a cloud 6 is formed in the center. Further, the conventional molded article in which the entire surface of the glass material is coated with a thickness of 200 angstroms or more forms a surface layer crack 7 as shown in FIG.
【0013】図5は、本発明の成形方法を実現するため
の装置を模式的に示したもので、ガラス素材8は、処理
領域に対応する保持台9の通気孔12に置かれて、ヒー
ター10で加熱されると共に、その加熱で揮発した処理
領域の成分を真空ポンプ11で吸引、排出させることに
なる。FIG. 5 schematically shows an apparatus for realizing the molding method of the present invention, in which the glass material 8 is placed in the ventilation holes 12 of the holding table 9 corresponding to the processing area, and the heater is placed. While being heated by 10, the components in the processing region that have volatilized by the heating are sucked and discharged by the vacuum pump 11.
【0014】次に、このような装置によって、光学ガラ
スSK12(nd=1.58313、νd=59.4、
Tg=550℃、At=588℃)をガラス素材に採用
して、これを処理して凸レンズを成形した結果について
述べる。ここでは、ガラス素材は、両面R=10mm、
外径=11mmφ、肉厚=5.3mmに調整している。
ガラス素材は、上述のように、処理領域を通気孔12
(この実施例では直径=5mmφ)に対応した状態で、
保持台9に載せられ、ヒーター10で、保持台と共に、
580℃に加熱される。その後、真空ポンプ11によ
り、負圧状態で1時間、保持される。そして、大気圧に
戻し、冷却して、ガラス素材の前処理作業を完了する。
この時の処理領域の層の厚さ(深さ)を測定したとこ
ろ、1000オングストロームであった。Next, the optical glass SK12 (nd = 1.58313, νd = 59.4,
Tg = 550 ° C., At = 588 ° C.) is adopted as the glass material, and the result of processing this to form a convex lens will be described. Here, the glass material has both sides R = 10 mm,
The outer diameter is adjusted to 11 mmφ and the wall thickness is adjusted to 5.3 mm.
As described above, the glass material has ventilation holes 12 for the treatment area.
In a state corresponding to (diameter = 5 mmφ in this embodiment),
It is placed on the holder 9 and the heater 10 is used together with the holder.
Heat to 580 ° C. Then, the vacuum pump 11 holds the negative pressure for 1 hour. Then, the pressure is returned to atmospheric pressure, and the glass material is cooled to complete the pretreatment work of the glass material.
When the thickness (depth) of the layer in the processing region at this time was measured, it was 1000 Å.
【0015】このガラス素材を下型3(この実施例では
R=16mm)の上に載せ、処理層2が下型の成形面に
接触する状態にする。この時、上型4は未だ降下してい
ない。そして、ガラス素材を温度630℃迄、3分間、
加熱し、成形できるまで軟化し、その後、上型を降下さ
せてプレス成形する。プレス後は、Tg点以下まで冷却
して、型から成形品を取り出す。その成形品は、曇りや
表層クラックがなく、光学素子として良好な品質を保っ
ていた。This glass material is placed on the lower mold 3 (R = 16 mm in this embodiment) so that the treatment layer 2 is in contact with the molding surface of the lower mold. At this time, the upper mold 4 has not descended yet. Then, the glass material is heated to a temperature of 630 ° C. for 3 minutes,
It is heated and softened until it can be molded, and then the upper mold is lowered and press-molded. After pressing, the molded product is taken out from the mold by cooling to a temperature not higher than the Tg point. The molded product was free from fogging and surface cracks and maintained good quality as an optical element.
【0016】また、別の事例として、同様な材質のガラ
ス素材の表面に、図6に示すような樹脂によるマスキン
グ13を施して、処理領域2の周辺部を覆い、室温で、
ガラス素材を3N硝酸液に2分間、浸漬した後、水洗い
し、更に、有機溶剤でマスキングを除去することで、前
処理する場合を挙げる。この非マスキング部(処理層)
の深さは、測定の結果、600オングストローム出ある
ことが明らかになった。このガラス素材を用いて、前述
同様の成形を行った結果、得られた成形品は、曇りや表
層クラックがなく、光学素子として良好な品質を保って
いた。As another example, a masking 13 made of resin as shown in FIG. 6 is applied to the surface of a glass material of the same material to cover the peripheral portion of the processing region 2 and at room temperature,
The case where the glass material is pretreated by immersing the glass material in a 3N nitric acid solution for 2 minutes, washing with water, and then removing the masking with an organic solvent will be described. This non-masking part (treatment layer)
As a result of the measurement, it was revealed that the depth of ∘ was 600 Å. As a result of molding in the same manner as described above using this glass material, the molded product obtained did not have fog or surface layer cracks and maintained good quality as an optical element.
【0017】更に、他の事例として、同様な材質のガラ
ス素材を、図7に示すように、その表面の中心部(直径
=5mm¢)だけが露出する状態で、SUS製ホルダー
14に入れ、真空蒸着槽内にセットし、SiO2のコー
テイングを施すことで、前処理する場合を挙げる。この
中心部(処理層)の膜厚は100オングストロームであ
った。このガラス素材を用いて、前述同様の成形を行っ
た結果、得られた成形品は、曇りや表層クラックがな
く、光学素子として良好な品質を保っていた。Further, as another example, as shown in FIG. 7, a glass material of the same material is placed in the SUS holder 14 with only the central portion (diameter = 5 mm ¢) of the surface exposed. An example of pretreatment by setting in a vacuum vapor deposition tank and coating with SiO 2 will be given. The thickness of the central portion (treatment layer) was 100 Å. As a result of molding in the same manner as described above using this glass material, the molded product obtained did not have fog or surface layer cracks and maintained good quality as an optical element.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学素子
の成形方法によれば、光学素子ガラス素材をプレス成形
により所要の形状に成形するための成形方法において、
ガラス素材を成形型内に投入する際に、ガラス素材が成
形型の成形面に接する中央部に対応して、予め、ガラス
素材に、揮発成分を除去して処理層を形成するか、ある
いは、SiO2を主体とする薄膜を形成したので、表層
クラックの発生を回避しながら、しかも、光学素子の中
心部での曇りが発生しない、優れた光学機能面を持つ光
学素子が得られる。As described above, according to the method for molding an optical element of the present invention, in the molding method for molding the optical element glass material into a desired shape by press molding,
When the glass material is put into the molding die, the glass material corresponds to the central part in contact with the molding surface of the molding die, and in advance, the glass material is formed with a treatment layer by removing volatile components, or Since the thin film mainly composed of SiO 2 is formed, it is possible to obtain an optical element having an excellent optical functional surface while avoiding the generation of surface layer cracks and at the same time, clouding does not occur at the center of the optical element.
【図1】本発明の成形方法を実施するためのプレス成形
型を示す概略的な正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing a press mold for carrying out a molding method of the present invention.
【図2】本発明による成形品の模式的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a molded product according to the present invention.
【図3】本発明による成形品と比較するための従来例の
模式的な平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a conventional example for comparison with a molded product according to the present invention.
【図4】本発明による成形品と比較するための別の従来
例の模式的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of another conventional example for comparison with the molded product according to the present invention.
【図5】本発明によるガラス素材の前処理装置の模式的
な縦断側面図である。FIG. 5 is a schematic vertical sectional side view of a glass material pretreatment apparatus according to the present invention.
【図6】本発明による前処理時のガラス素材の模式的な
平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of a glass material during pretreatment according to the present invention.
【図7】本発明による別の前処理時のガラス素材の模式
的な縦断側面図である。FIG. 7 is a schematic vertical sectional side view of a glass material during another pretreatment according to the present invention.
1 ガラス素材 2 処理領域 3 下型 4 上型 5 成形品 6 曇り 7 表層クラック 8 ガラス素材 9 保持台 10 ヒーター 11 真空ポンプ 12 通気孔 13 マスキング部 14 ホルダー 1 Glass Material 2 Processing Area 3 Lower Mold 4 Upper Mold 5 Molded Product 6 Cloudy 7 Surface Crack 8 Glass Material 9 Holding Stand 10 Heater 11 Vacuum Pump 12 Vent 13 Masking Part 14 Holder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 直 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nao Miyazaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (2)
所要の形状に成形するための成形方法において、ガラス
素材を成形型内に投入する際に、ガラス素材が成形型の
成形面に接する中央部に対応して、予め、ガラス素材
に、揮発成分を除去して処理層を形成するか、あるい
は、SiO2を主体とする薄膜を形成したことを特徴と
する光学ガラス素子の成形方法。1. A molding method for molding an optical element glass material into a desired shape by press molding, wherein when the glass material is put into a molding die, the glass material is placed in a central portion in contact with the molding surface of the molding die. Correspondingly, a method for forming an optical glass element, characterized in that a treatment layer is formed by removing volatile components or a thin film mainly composed of SiO 2 is formed on a glass material in advance.
トローム以上の厚さであり、ガラス素材を下型の上に載
せた際、上記ガラス素材と成形面との間隙が0.1mm
以下の領域では、上記処理層または薄膜が形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の光学ガラス素子の
成形方法。2. The treatment layer or thin film has a thickness of 100 angstroms or more, and when the glass material is placed on the lower mold, the gap between the glass material and the molding surface is 0.1 mm.
The method for molding an optical glass element according to claim 1, wherein the treatment layer or the thin film is formed in the following region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5286284A JPH07118025A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Formation of optical glass element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5286284A JPH07118025A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Formation of optical glass element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07118025A true JPH07118025A (en) | 1995-05-09 |
Family
ID=17702384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5286284A Pending JPH07118025A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Formation of optical glass element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07118025A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102428048A (en) * | 2009-05-15 | 2012-04-25 | Hoya株式会社 | Glass material for press forming, method for manufacturing glass optical element using same, and glass optical element |
CN102428045A (en) * | 2009-05-20 | 2012-04-25 | Hoya株式会社 | Glass material for press forming, method for manufacturing glass optical element using same, and glass optical element |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP5286284A patent/JPH07118025A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102428048A (en) * | 2009-05-15 | 2012-04-25 | Hoya株式会社 | Glass material for press forming, method for manufacturing glass optical element using same, and glass optical element |
US8486536B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-07-16 | Hoya Corporation | Glass material for press molding, method for manufacturing optical glass element using same, and optical glass element |
CN102428045A (en) * | 2009-05-20 | 2012-04-25 | Hoya株式会社 | Glass material for press forming, method for manufacturing glass optical element using same, and glass optical element |
CN102862347A (en) * | 2009-05-20 | 2013-01-09 | Hoya株式会社 | Glass material for press molding, method for manufacturing optical glass element employing same, and optical glass element |
US8945713B2 (en) | 2009-05-20 | 2015-02-03 | Hoya Corporation | Glass material for press molding, method for manufacturing optical glass element employing same, and optical glass element |
CN102862347B (en) * | 2009-05-20 | 2015-03-25 | Hoya株式会社 | Glass material for press molding, method for manufacturing optical glass element employing same, and optical glass element |
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