JPS6243936B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6243936B2 JPS6243936B2 JP57160212A JP16021282A JPS6243936B2 JP S6243936 B2 JPS6243936 B2 JP S6243936B2 JP 57160212 A JP57160212 A JP 57160212A JP 16021282 A JP16021282 A JP 16021282A JP S6243936 B2 JPS6243936 B2 JP S6243936B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- mol
- lens
- aperture angle
- ion exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 83
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 22
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 20
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 18
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 7
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 7
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- -1 thallium ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N Arsenious Acid Chemical compound O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910001417 caesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- FYWSTUCDSVYLPV-UHFFFAOYSA-N nitrooxythallium Chemical compound [Tl+].[O-][N+]([O-])=O FYWSTUCDSVYLPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
- C03C13/046—Multicomponent glass compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/066—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/078—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing an oxide of a divalent metal, e.g. an oxide of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S501/00—Compositions: ceramic
- Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
- Y10S501/901—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number having R.I. at least 1.8
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S501/00—Compositions: ceramic
- Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
- Y10S501/903—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number having refractive index less than 1.8 and ABBE number less than 70
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
本発明は光伝送体、特に中心軸から周表面に向
かつて連続的に好ましくは放物線的に減少する屈
折率勾配を有するレンズを製造するに適したガラ
ス組成に関する。 屈折率分布が中心軸から周表面に向かつて半径
方向に連続的、好ましくは放物線的に減少してい
るガラス丸棒をある長さに輪切りにすると端面が
曲面状の単一凸レンズあるいは凸レンズ群と同じ
レンズ作用を有する円柱状レンズが得られる事は
すでに知られている。（以下このタイプのレンズ
を屈折率勾配型レンズまたは単にレンズと呼称す
る。）屈折率勾配型レンズが有する好ましい屈折
率分布はそのレンズの中心軸に直角な断面におい
て、中心における屈折率をNo.、中心から半径方向
の距離をｒ、正の常数をａとすれば屈折率Ｎが Ｎ＝No（１−ar2） ……(1) の式で実質的に表わされることである。 この屈折率勾配型レンズの製造方法としてたと
えば特公昭53−17605号明細書にはタリウムを含
むガラス棒（または繊維）をアルカリ金属イオン
の源、たとえばナトリウムまたはカリウムの溶融
塩と接触させてガラス棒のより表面に近い部分の
タリウムイオンをより多くのアルカリ金属イオン
と置換して所要の屈折率分布を得る方法が記載さ
れている。 又、同公報にはこの方法における母体ガラスの
一例として SiO251.0 B2O311.0 Na2O3.2 Tl2O17.8
ZnO12.0 K2O5.0モル％ が示されている。 そしてこの組成の直径1.0mm〓のガラス棒をこ
のガラスの粘性および10の10乗ポイズとなる温度
の溶融硝酸カリウム塩浴中で220時間浸漬してイ
オン交換処理を行なうと棒の中心から周表面に向
かつてタリウムの濃度は次第に減少し、棒の中心
から周表面に向かつてカリウムの濃度は次第に増
大する。これらの濃度分布によつて棒の内部に(1)
式によつて表わされる屈折率分布が形成される。
この時得られる屈折率勾配型レンズの開口角は75
度となると記載されている。 なお、ここでいう開口角は、レンズの実視野の
広さの限界の角度を表わすものであり、レンズ端
面の中心軸上に中心軸とθcの角度で交わつて空
気中から斜めに入射する光がレンズの側面に衝突
する時の臨界角度θcの２倍すなわち２θcで表わ
す。レンズの長さがπ／２√2（ａは(1)式の定
数）に、等しいかまたはそれよりも大である時、
レンズ中心軸における屈折率Noとレンズの周表
面における屈折率N1との差（No−N1）を△Ｎとす
れば開口角２θcは ２θc＝2sin-1√2・△ ……(2) の式で表わされる。 しかしながら上記の如くして製造される従来の
屈折率勾配型レンズはイオン交換の過程で硝酸カ
リウムの如き溶融塩によつてその表面が侵食を受
けたりあるいは母体ガラスの組成変動あるいは溶
融塩の組成変動によつてガラス表面に失透物を形
成したり、場合によつてはガラス全体が結晶化す
るという欠点を有していた。 このような失透あるいは侵食をガラス表面に生
じるとレンズの機械的強度が低下するとともに、
レンズの視野が狭まるという問題を生じる。 屈折率勾配型レンズの用途としてビデオデイス
ク用あるいはデジタルオーデイオデスク用検出装
置、光学像観察装置、光通信用の各種デバイスに
使用されるレンズには非常に小径（一般に３mm〓
以下）で開口角が大きい（40度以上、好ましくは
80度以上）広開口角の屈折率勾配型レンズの開発
が強く望まれていた。 開口角を大きくする為には前記の(2)式右辺中の
2No・△Ｎの値を大きくしなければならない。実
際問題としてNoの値はそれ程大きくはならない
ので開口角を大きくするには△Ｎの値を大きくす
る必要がある。 特公昭53−17605によると45度以上の開口角を
もたせる為にはイオン交換処理を行なつた時の屈
折率差△Ｎはほぼ0.05以上必要であり、その一つ
の目安は、ガラス組成としてTl2O含有量が5.5モ
ル％を越える事である。ところがタリウムイオン
は他のアリカリ金属イオン例えばNa+、K+に比べ
ガラス中で不安定でありTl2Oの導入により一般
にガラスの失透性、耐候性は大きく劣化する。且
つTl2Oは極めて揮発し易い成分であるので熔融
温度が高目であるとTl2O原料の量を増量した場
合、揮発が激しい為ガラス中に多くのTl2Oを含
有させることが困難となり、しかも均質なガラス
を得るのが非常に困難となる。また着色し易い、
失透し易い等Tl2Oはガラス成分として取扱いの
難しい成分である。 タリウムの揮発を少なくすれば高均質なガラス
が得易くなるものであり、タリウムの揮発が温度
上昇により指数関数的に増加するものであるから
高均質化の点から熔融温度の低下が強く望まれ
る。 又、イオン交換処理において所要の屈折率分布
を得るために塩浴の温度及び浸漬時間が制御され
る。塩浴の温度を上昇させるとイオン交換の速度
は大となるがあまりに高温すぎると処理すべきガ
ラス棒が軟化変形して好ましくない。このためガ
ラス棒の粘性がおよそ1010〜13ポイズとなる温度付
近が用いられる。 しかし、この温度が高い場合には用いる溶融塩
の種類によつては塩の分解反応が進行しイオン交
換に障害を起すため、ガラス棒の粘性が1010〜13ポ
イズとなる温度が適当な温度域、例えばKNO3塩
浴の場合は上記粘性範囲が400〜650℃の温度範囲
になるようなガラスが求められることになる。 従来、広開口角の屈折率勾配型レンズを得よう
とすると多くのTl2Oを含有させる必要があるた
めガラスが着色、失透又は不均質に伴なうレンズ
の解像度の悪化を来たし広開口角の屈折率勾配型
レンズを得ることは困難であつた。 それ故、本発明の目的はイオン交換中アルカリ
金属溶融塩に対して耐性を有し、ガラス表面での
失透物の生成あるいはガラスの結晶化を引き起こ
さず、ガラスの着色、失透又は不均質に伴なうレ
ンズの解像度の悪化を来たさない開口角が40度以
上の屈折率勾配型レンズを製造するに適したガラ
ス組成を提供することにある。 本発明者らの研究によれば、タリウムイオンと
ガラス中においてタリウムイオンより拡散し易い
（自己拡散係数が大きい）アルカリイオン例えば
ナトリウムイオン又はリチウムイオンをガラス中
にある一定の比（（Na2O＋Li2O）／Tl2O＝0.18〜
5.5）で共存させたタリウム含有光学ガラスを、
タリウム及びナトリウム又はリチウムとは異なる
アルカリ金属例えば硝酸カリウム塩でイオン交換
処理することにより、上記と異なる同一モル数の
Tl2Oを含むガラスに比較して大きな開口角を持
つ屈折率勾配型レンズが得られることを見出し
た。このため従来よりTl2O量が少ないもので従
来と同等以上の開口角を持つ屈折率勾配型レンズ
を得ることができる。又、開口角の大きい（80度
以上）広開口角を屈折率勾配型レンズをガラスの
着色、失透又は不均質に伴なうレンズの解像度の
悪化なくして容易に得ることができる。 本発明によればイオン交換過程における溶融塩
に対しての耐性を有し、ガラス表面での失透物の
生成あるいはガラスの結晶化を引き起すさず、ガ
ラスの着色、失透又は不均質に伴なう解像度の悪
化を来たさない開口角が40度以上の屈折率勾配型
レンズは、モル％で、 SiO2：35〜80％、Tl2O：４〜26％、ZnO：２
〜26％、ZrO2：０〜２％、Al2O3：０〜８％、
SnO（SnO2）：０〜５％を主要成分とし、 且つTl2O＋R2O：８〜42％、 Na2O＋Li2O：４〜26％、 ZrO2＋Al2O3＋SnO（SnO2）：0.1〜８％、 （Na2O＋Li2O）／Tl2O：0.18〜5.50 の条件を満足するガラス組成範囲を選択すること
で達成される。 上記ガラス組成においてSiO2はガラス構成成
分として用いられ、そのモル割合はガラスに基づ
き35〜80モル％、好ましくは45〜70モル％であ
る。SiO2が35％未満ではガラスの耐久性安定性
が減少し上限を越えると熔融温度が上昇し、又、
他の構成成分の必要量が確保されず本発明の目的
が達成されない。 Tl2Oは４〜26モル％、好ましくは８〜18モル
％の範囲で含有される。下限より少ない量では目
的のレンズ開口角が得られず上限を越えるとガラ
スの耐久性が減少しかつガラスの着色の程度が激
しくなる。 （Tl2O＋R2O）は８〜42モル％好ましくは15
〜30モル％の範囲で含有される。ここでＲはアル
カリ金属を示す。下限より少い量では目的の開口
角が得られず、かつ熔融温度が上昇する。又、上
限を越えると熔融温度が低下し熔かし易くなるが
耐久性、失透性が急激に悪くなるため実用組成と
して適さない。 アルカリ金属ＲとしてはNaイオンまたはLiイ
オンは必須であり、Na2O＋Li2OはTl2Oとの比
（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値が0.18〜5.5、好まし
くは0.5〜３の範囲である。 またモル％でいえばNa2O＋Li2Oの量を４〜26
％の範囲内、好ましくは７〜20％の範囲内とする
必要がある。 一般に、一定のTl2O量に対してNa2O＋Li2O量
を増加させると得られるレンズの開口角は増加す
るが、一方レンズの収差も増加する。 さらに（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値の増大はガ
ラス中のTl2O＋R2O量の増加を意味し、ガラス
の失透性、耐久性を低下させる。 したがつて（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値が0.18
未満では目的の開口角が得られず、5.5を越える
と得られるレンズの収差が許容範囲を越える。ま
たモル％でいえばNa2O＋Li2Oが４％未満ではガ
ラスの溶融温度が上昇し、26％を越えるとガラス
の失透性、耐久性を低下させ溶融塩浴中にガラス
を浸漬してイオン交換処理する際にガラスにクラ
ツクが発生しやすくなる。 このためNa2O＋Li2O量を組成全体に対する含
有割合（モル％）及びTl2O含有量に対する比率
の両者を考慮して選択する必要がある。 なお、Li2OとNa2Oとを比較した場合、Li2O含
有ガラスは一般に失透し易い傾向にあるので、
Na2Oの方が好ましい。 その他のアルカリ金属Ｒとしては、コスト特性
（失透性、耐久性等）から選ぶとＫイオンおよび
Csイオンが好ましい。但し、K2Oは10モル％以
下であることが必要である。 K2Oは開口角を小さくするので含有量が10モル
％を越えると目的の開口角が得られない。 好ましくは５モル％以下である。 ZnOは２〜26モル％、好ましくは５〜25モル％
の範囲で含有される。ZnOはガラス化範囲を広げ
熔融温度を低下させ失透性、耐久性の向上に寄与
するが26％を越えるものはイオン交換の際の温度
が高くなり過ぎ、又ガラスの耐久性が悪くなり２
％未満ではガラスの失透性、耐久性が悪くなる。 ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）は少量をそれぞれ
単独あるいは組合せて用いることによりイオン交
換処理におけるアルカリ金属熔融塩に対する耐性
を著しく向上させるとともにこの様なアルカリ金
属熔融塩で処理した後に得られるガラスの耐候性
を向上させることになる。 ただし、ZrO2は２モル％以下に抑える必要が
あり、好ましくは１モル％以下である。上限を越
える場合には不熔解が生じ易くなる。 またAl2O3はあまり多くなると熔解性を悪化さ
せるため最大８モル％を限度とし、好ましくは５
モル％以下の割合である。 SnO（SnO2）は５モル％以下に抑えることが必
要であり、好ましくは３モル％以下で５％を越え
るものではガラスが失透を生じ易くなり、またガ
ラスの着色が生じ易くなる。 また、ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）の合計量が
あまり多くなるとガラスの溶解性を悪化させたり
着色を著しくするという問題が生じるので本発明
では、ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）の合計量を0.1
〜８モル％の範囲内に限定するものであり、望ま
しい範囲は0.5〜３モル％である。 後述実施例に示されるように本発明の組成のガ
ラスは、上記組成によつて表わされる各構成成分
が相俟つて秀れた性能、特に広開口角の屈折率匂
配型レンズとした場合に秀れた性能を発揮する。 又、本発明の研究によれば本発明のガラスは、
上記構成成分に更に下記する付加的成分を同様に
下記する量割合で必要に応じて含有させ得ること
が明らかとされた。 B2O3は10モル％未満の範囲で含有される。
B2O3の存在はガラスの溶解を容易にするが、多
量に存在させると揮発による脈理の発生、および
Tl2Oの揮発を助長し、又イオン交換時に失透を
生じさせ易い。さらに開口角を小さくするため上
記割合を上限とする。好ましくは５モル％以下で
ある。 GeO2は０〜30モル％の範囲で含有される。 GeO2はガラス化範囲を広げ熔融温度を下げる
効果がある。上限値を越えるとGeO2の蒸発が著
しくなり均質なガラスを得ることが困難となる。
好ましくは３〜15モル％の範囲である。 TiO2は20モル％以下で含有される。TiO2は熔
融温度を下げガラス化の範囲を広げるが、上限値
を超えると失透性が生じ、またガラスの着色を著
しくする。好ましくは３〜15モル％である。 MgOは20モル％以下で含有される。MgOはガ
ラス化の範囲を広げるが上限値を越えるもので
は、ガラスの溶融温度および溶融粘性が高くな
る。好ましくは５〜15モル％である。 BaO、CaO、SrO、PbOは単独又は二種以上を
組み合せて合計が10モル％以下で含有される。 BaO、CaO、SrO、PbOはガラス化組成範囲の
拡大とガラスの溶解性向上のために用いられる
が、多量に存在するものはイオン交換が円滑に進
行し難くなり、また得られるレンズの屈折率分布
が悪くなる。 勿論これら付加的成分は全く含有させなくても
よい。 更に、AS2O3または／およびSb2O3が清澄剤と
して0.5モル％まで含有され得る。 実施例 第１表のガラス組成に示したそれぞれの酸化物
の起源としてそれぞれの酸化物が含有する金属を
含む珪石粉、硝酸タリウム、炭酸リチウム、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸
バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニ
ウム、酸化スズ、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マ
グシウム、炭酸ストロンチウム、酸化鉛、酸化ゲ
ルマニウム、ホウ酸、水酸化アルミニウム、酸化
アンチモンおよび無水亜砒酸をガラス原料として
用いた。 これらの原料の所定量を良く混合して得た調合
物を白金ルツボに入れ1200〜1450℃の電気炉中で
熔融した。 良く撹拌してガラスを均質化せしめた後、1000
〜1250℃でモールドに流し込み徐冷して第１表に
示したガラスを得た。 第１表中、屈伏点（℃）とはイオン交換処理時
の基準となる温度であり直径４mm長さ50mmのガラ
ス棒の一端を支持し吊下げ下端に10ｇの荷重をか
け１分間に４℃の割合で加熱し伸びを記録する方
法により測定される。 上記テストで切断した時点における温度が屈伏
点であり、またこの温度は通常ガラスが1011〜
1012ポイズの粘度を示す温度でもある。 更に第１表中の開口角（θｃ）は各々のガラス
につき屈伏点付近の温度において硝酸カリウム溶
融塩中にて所定時間イオン交換処理して得られる
屈折率匂配型レンズの光軸上での値を示す。 次に第１表中の実施例１〜20並びに比較例１〜
２のガラスを例にとりイオン交換の詳細な条件
かつて連続的に好ましくは放物線的に減少する屈
折率勾配を有するレンズを製造するに適したガラ
ス組成に関する。 屈折率分布が中心軸から周表面に向かつて半径
方向に連続的、好ましくは放物線的に減少してい
るガラス丸棒をある長さに輪切りにすると端面が
曲面状の単一凸レンズあるいは凸レンズ群と同じ
レンズ作用を有する円柱状レンズが得られる事は
すでに知られている。（以下このタイプのレンズ
を屈折率勾配型レンズまたは単にレンズと呼称す
る。）屈折率勾配型レンズが有する好ましい屈折
率分布はそのレンズの中心軸に直角な断面におい
て、中心における屈折率をNo.、中心から半径方向
の距離をｒ、正の常数をａとすれば屈折率Ｎが Ｎ＝No（１−ar2） ……(1) の式で実質的に表わされることである。 この屈折率勾配型レンズの製造方法としてたと
えば特公昭53−17605号明細書にはタリウムを含
むガラス棒（または繊維）をアルカリ金属イオン
の源、たとえばナトリウムまたはカリウムの溶融
塩と接触させてガラス棒のより表面に近い部分の
タリウムイオンをより多くのアルカリ金属イオン
と置換して所要の屈折率分布を得る方法が記載さ
れている。 又、同公報にはこの方法における母体ガラスの
一例として SiO251.0 B2O311.0 Na2O3.2 Tl2O17.8
ZnO12.0 K2O5.0モル％ が示されている。 そしてこの組成の直径1.0mm〓のガラス棒をこ
のガラスの粘性および10の10乗ポイズとなる温度
の溶融硝酸カリウム塩浴中で220時間浸漬してイ
オン交換処理を行なうと棒の中心から周表面に向
かつてタリウムの濃度は次第に減少し、棒の中心
から周表面に向かつてカリウムの濃度は次第に増
大する。これらの濃度分布によつて棒の内部に(1)
式によつて表わされる屈折率分布が形成される。
この時得られる屈折率勾配型レンズの開口角は75
度となると記載されている。 なお、ここでいう開口角は、レンズの実視野の
広さの限界の角度を表わすものであり、レンズ端
面の中心軸上に中心軸とθcの角度で交わつて空
気中から斜めに入射する光がレンズの側面に衝突
する時の臨界角度θcの２倍すなわち２θcで表わ
す。レンズの長さがπ／２√2（ａは(1)式の定
数）に、等しいかまたはそれよりも大である時、
レンズ中心軸における屈折率Noとレンズの周表
面における屈折率N1との差（No−N1）を△Ｎとす
れば開口角２θcは ２θc＝2sin-1√2・△ ……(2) の式で表わされる。 しかしながら上記の如くして製造される従来の
屈折率勾配型レンズはイオン交換の過程で硝酸カ
リウムの如き溶融塩によつてその表面が侵食を受
けたりあるいは母体ガラスの組成変動あるいは溶
融塩の組成変動によつてガラス表面に失透物を形
成したり、場合によつてはガラス全体が結晶化す
るという欠点を有していた。 このような失透あるいは侵食をガラス表面に生
じるとレンズの機械的強度が低下するとともに、
レンズの視野が狭まるという問題を生じる。 屈折率勾配型レンズの用途としてビデオデイス
ク用あるいはデジタルオーデイオデスク用検出装
置、光学像観察装置、光通信用の各種デバイスに
使用されるレンズには非常に小径（一般に３mm〓
以下）で開口角が大きい（40度以上、好ましくは
80度以上）広開口角の屈折率勾配型レンズの開発
が強く望まれていた。 開口角を大きくする為には前記の(2)式右辺中の
2No・△Ｎの値を大きくしなければならない。実
際問題としてNoの値はそれ程大きくはならない
ので開口角を大きくするには△Ｎの値を大きくす
る必要がある。 特公昭53−17605によると45度以上の開口角を
もたせる為にはイオン交換処理を行なつた時の屈
折率差△Ｎはほぼ0.05以上必要であり、その一つ
の目安は、ガラス組成としてTl2O含有量が5.5モ
ル％を越える事である。ところがタリウムイオン
は他のアリカリ金属イオン例えばNa+、K+に比べ
ガラス中で不安定でありTl2Oの導入により一般
にガラスの失透性、耐候性は大きく劣化する。且
つTl2Oは極めて揮発し易い成分であるので熔融
温度が高目であるとTl2O原料の量を増量した場
合、揮発が激しい為ガラス中に多くのTl2Oを含
有させることが困難となり、しかも均質なガラス
を得るのが非常に困難となる。また着色し易い、
失透し易い等Tl2Oはガラス成分として取扱いの
難しい成分である。 タリウムの揮発を少なくすれば高均質なガラス
が得易くなるものであり、タリウムの揮発が温度
上昇により指数関数的に増加するものであるから
高均質化の点から熔融温度の低下が強く望まれ
る。 又、イオン交換処理において所要の屈折率分布
を得るために塩浴の温度及び浸漬時間が制御され
る。塩浴の温度を上昇させるとイオン交換の速度
は大となるがあまりに高温すぎると処理すべきガ
ラス棒が軟化変形して好ましくない。このためガ
ラス棒の粘性がおよそ1010〜13ポイズとなる温度付
近が用いられる。 しかし、この温度が高い場合には用いる溶融塩
の種類によつては塩の分解反応が進行しイオン交
換に障害を起すため、ガラス棒の粘性が1010〜13ポ
イズとなる温度が適当な温度域、例えばKNO3塩
浴の場合は上記粘性範囲が400〜650℃の温度範囲
になるようなガラスが求められることになる。 従来、広開口角の屈折率勾配型レンズを得よう
とすると多くのTl2Oを含有させる必要があるた
めガラスが着色、失透又は不均質に伴なうレンズ
の解像度の悪化を来たし広開口角の屈折率勾配型
レンズを得ることは困難であつた。 それ故、本発明の目的はイオン交換中アルカリ
金属溶融塩に対して耐性を有し、ガラス表面での
失透物の生成あるいはガラスの結晶化を引き起こ
さず、ガラスの着色、失透又は不均質に伴なうレ
ンズの解像度の悪化を来たさない開口角が40度以
上の屈折率勾配型レンズを製造するに適したガラ
ス組成を提供することにある。 本発明者らの研究によれば、タリウムイオンと
ガラス中においてタリウムイオンより拡散し易い
（自己拡散係数が大きい）アルカリイオン例えば
ナトリウムイオン又はリチウムイオンをガラス中
にある一定の比（（Na2O＋Li2O）／Tl2O＝0.18〜
5.5）で共存させたタリウム含有光学ガラスを、
タリウム及びナトリウム又はリチウムとは異なる
アルカリ金属例えば硝酸カリウム塩でイオン交換
処理することにより、上記と異なる同一モル数の
Tl2Oを含むガラスに比較して大きな開口角を持
つ屈折率勾配型レンズが得られることを見出し
た。このため従来よりTl2O量が少ないもので従
来と同等以上の開口角を持つ屈折率勾配型レンズ
を得ることができる。又、開口角の大きい（80度
以上）広開口角を屈折率勾配型レンズをガラスの
着色、失透又は不均質に伴なうレンズの解像度の
悪化なくして容易に得ることができる。 本発明によればイオン交換過程における溶融塩
に対しての耐性を有し、ガラス表面での失透物の
生成あるいはガラスの結晶化を引き起すさず、ガ
ラスの着色、失透又は不均質に伴なう解像度の悪
化を来たさない開口角が40度以上の屈折率勾配型
レンズは、モル％で、 SiO2：35〜80％、Tl2O：４〜26％、ZnO：２
〜26％、ZrO2：０〜２％、Al2O3：０〜８％、
SnO（SnO2）：０〜５％を主要成分とし、 且つTl2O＋R2O：８〜42％、 Na2O＋Li2O：４〜26％、 ZrO2＋Al2O3＋SnO（SnO2）：0.1〜８％、 （Na2O＋Li2O）／Tl2O：0.18〜5.50 の条件を満足するガラス組成範囲を選択すること
で達成される。 上記ガラス組成においてSiO2はガラス構成成
分として用いられ、そのモル割合はガラスに基づ
き35〜80モル％、好ましくは45〜70モル％であ
る。SiO2が35％未満ではガラスの耐久性安定性
が減少し上限を越えると熔融温度が上昇し、又、
他の構成成分の必要量が確保されず本発明の目的
が達成されない。 Tl2Oは４〜26モル％、好ましくは８〜18モル
％の範囲で含有される。下限より少ない量では目
的のレンズ開口角が得られず上限を越えるとガラ
スの耐久性が減少しかつガラスの着色の程度が激
しくなる。 （Tl2O＋R2O）は８〜42モル％好ましくは15
〜30モル％の範囲で含有される。ここでＲはアル
カリ金属を示す。下限より少い量では目的の開口
角が得られず、かつ熔融温度が上昇する。又、上
限を越えると熔融温度が低下し熔かし易くなるが
耐久性、失透性が急激に悪くなるため実用組成と
して適さない。 アルカリ金属ＲとしてはNaイオンまたはLiイ
オンは必須であり、Na2O＋Li2OはTl2Oとの比
（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値が0.18〜5.5、好まし
くは0.5〜３の範囲である。 またモル％でいえばNa2O＋Li2Oの量を４〜26
％の範囲内、好ましくは７〜20％の範囲内とする
必要がある。 一般に、一定のTl2O量に対してNa2O＋Li2O量
を増加させると得られるレンズの開口角は増加す
るが、一方レンズの収差も増加する。 さらに（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値の増大はガ
ラス中のTl2O＋R2O量の増加を意味し、ガラス
の失透性、耐久性を低下させる。 したがつて（Na2O＋Li2O）／Tl2Oの値が0.18
未満では目的の開口角が得られず、5.5を越える
と得られるレンズの収差が許容範囲を越える。ま
たモル％でいえばNa2O＋Li2Oが４％未満ではガ
ラスの溶融温度が上昇し、26％を越えるとガラス
の失透性、耐久性を低下させ溶融塩浴中にガラス
を浸漬してイオン交換処理する際にガラスにクラ
ツクが発生しやすくなる。 このためNa2O＋Li2O量を組成全体に対する含
有割合（モル％）及びTl2O含有量に対する比率
の両者を考慮して選択する必要がある。 なお、Li2OとNa2Oとを比較した場合、Li2O含
有ガラスは一般に失透し易い傾向にあるので、
Na2Oの方が好ましい。 その他のアルカリ金属Ｒとしては、コスト特性
（失透性、耐久性等）から選ぶとＫイオンおよび
Csイオンが好ましい。但し、K2Oは10モル％以
下であることが必要である。 K2Oは開口角を小さくするので含有量が10モル
％を越えると目的の開口角が得られない。 好ましくは５モル％以下である。 ZnOは２〜26モル％、好ましくは５〜25モル％
の範囲で含有される。ZnOはガラス化範囲を広げ
熔融温度を低下させ失透性、耐久性の向上に寄与
するが26％を越えるものはイオン交換の際の温度
が高くなり過ぎ、又ガラスの耐久性が悪くなり２
％未満ではガラスの失透性、耐久性が悪くなる。 ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）は少量をそれぞれ
単独あるいは組合せて用いることによりイオン交
換処理におけるアルカリ金属熔融塩に対する耐性
を著しく向上させるとともにこの様なアルカリ金
属熔融塩で処理した後に得られるガラスの耐候性
を向上させることになる。 ただし、ZrO2は２モル％以下に抑える必要が
あり、好ましくは１モル％以下である。上限を越
える場合には不熔解が生じ易くなる。 またAl2O3はあまり多くなると熔解性を悪化さ
せるため最大８モル％を限度とし、好ましくは５
モル％以下の割合である。 SnO（SnO2）は５モル％以下に抑えることが必
要であり、好ましくは３モル％以下で５％を越え
るものではガラスが失透を生じ易くなり、またガ
ラスの着色が生じ易くなる。 また、ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）の合計量が
あまり多くなるとガラスの溶解性を悪化させたり
着色を著しくするという問題が生じるので本発明
では、ZrO2、Al2O3、SnO（SnO2）の合計量を0.1
〜８モル％の範囲内に限定するものであり、望ま
しい範囲は0.5〜３モル％である。 後述実施例に示されるように本発明の組成のガ
ラスは、上記組成によつて表わされる各構成成分
が相俟つて秀れた性能、特に広開口角の屈折率匂
配型レンズとした場合に秀れた性能を発揮する。 又、本発明の研究によれば本発明のガラスは、
上記構成成分に更に下記する付加的成分を同様に
下記する量割合で必要に応じて含有させ得ること
が明らかとされた。 B2O3は10モル％未満の範囲で含有される。
B2O3の存在はガラスの溶解を容易にするが、多
量に存在させると揮発による脈理の発生、および
Tl2Oの揮発を助長し、又イオン交換時に失透を
生じさせ易い。さらに開口角を小さくするため上
記割合を上限とする。好ましくは５モル％以下で
ある。 GeO2は０〜30モル％の範囲で含有される。 GeO2はガラス化範囲を広げ熔融温度を下げる
効果がある。上限値を越えるとGeO2の蒸発が著
しくなり均質なガラスを得ることが困難となる。
好ましくは３〜15モル％の範囲である。 TiO2は20モル％以下で含有される。TiO2は熔
融温度を下げガラス化の範囲を広げるが、上限値
を超えると失透性が生じ、またガラスの着色を著
しくする。好ましくは３〜15モル％である。 MgOは20モル％以下で含有される。MgOはガ
ラス化の範囲を広げるが上限値を越えるもので
は、ガラスの溶融温度および溶融粘性が高くな
る。好ましくは５〜15モル％である。 BaO、CaO、SrO、PbOは単独又は二種以上を
組み合せて合計が10モル％以下で含有される。 BaO、CaO、SrO、PbOはガラス化組成範囲の
拡大とガラスの溶解性向上のために用いられる
が、多量に存在するものはイオン交換が円滑に進
行し難くなり、また得られるレンズの屈折率分布
が悪くなる。 勿論これら付加的成分は全く含有させなくても
よい。 更に、AS2O3または／およびSb2O3が清澄剤と
して0.5モル％まで含有され得る。 実施例 第１表のガラス組成に示したそれぞれの酸化物
の起源としてそれぞれの酸化物が含有する金属を
含む珪石粉、硝酸タリウム、炭酸リチウム、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸
バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニ
ウム、酸化スズ、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マ
グシウム、炭酸ストロンチウム、酸化鉛、酸化ゲ
ルマニウム、ホウ酸、水酸化アルミニウム、酸化
アンチモンおよび無水亜砒酸をガラス原料として
用いた。 これらの原料の所定量を良く混合して得た調合
物を白金ルツボに入れ1200〜1450℃の電気炉中で
熔融した。 良く撹拌してガラスを均質化せしめた後、1000
〜1250℃でモールドに流し込み徐冷して第１表に
示したガラスを得た。 第１表中、屈伏点（℃）とはイオン交換処理時
の基準となる温度であり直径４mm長さ50mmのガラ
ス棒の一端を支持し吊下げ下端に10ｇの荷重をか
け１分間に４℃の割合で加熱し伸びを記録する方
法により測定される。 上記テストで切断した時点における温度が屈伏
点であり、またこの温度は通常ガラスが1011〜
1012ポイズの粘度を示す温度でもある。 更に第１表中の開口角（θｃ）は各々のガラス
につき屈伏点付近の温度において硝酸カリウム溶
融塩中にて所定時間イオン交換処理して得られる
屈折率匂配型レンズの光軸上での値を示す。 次に第１表中の実施例１〜20並びに比較例１〜
２のガラスを例にとりイオン交換の詳細な条件
【表】
【表】
及び得られた所見を以下に記載する。
比較例１、２のガラスを直径１mm〓のガラス棒
に成形加工したのち各々ガラスの屈伏点である
485℃、580℃の硝酸カリウム熔融塩にて各々
200、100時間浸漬しイオン交換処理し屈折率匂配
型レンズを得た。 次に同じ組成の未処理ガラスを、硝酸カリウム
１Kgにつき20ｇに相当するガラス量のイオン交換
処理を経た硝酸カリウム熔融塩に浸漬して処理を
おこなつたところ比較例１のガラスはガラス棒の
表面が侵蝕を受け又一部ガラス内部に失透物が生
成していた。 比較例２のガラスは、ガラス表面に侵蝕、失透
等は見い出されなかつたが、Tl2O量が16モル％
にもかかわらず９モル％の比較例１のガラスの開
口角と同じであつた。 これとは別に実施例１、17のガラスを直径１mm
〓のガラス棒に成形加工したのち各々ガラスの屈
伏点温度である529℃、437℃の硝酸カリウム熔融
塩にて50時間浸漬しイオン交換処理を行ない屈折
率匂配型レンズを得た。 次に同じ組成の未処理のガラスを、硫酸カリウ
ム１Kgにつき20ｇに相当するガラス量の処理を経
た硝酸カリウム熔融塩に浸漬し処理を行なつたと
ころ表面の侵蝕、失透等は見いだされなかつた。 又、各々の開口角は実施例１の場合Tl2O10モ
ル％でも37゜と大きくTl2O16モル％の実施例17
の場合は55゜と驚異的な大きさを示した。 実施例11、14、５、19はTl2Oを８モル％含有
するガラスであるが（Na2O＋Li2O）Tl2Oはそれ
ぞれ0.63、1.25、1.50、2.0と順次大きな値を示し
ている。 得られたレンズの開口角は31度、34度、37度、
39度と上記比率の増加に応じて増加しており、
Tl2Oを９モル％含有する比較例１のガラスに比
べ、イオン交換中の侵蝕、失透の発生が見られな
いばかりでなく、高い開口角を示していることが
わかる。 他の実施例のガラスについても上記と全く同様
の実験を行ない比較例１〜２に比べ熔融塩に対す
る耐性が大きくイオン交換過程で失透物生成ある
いは結晶化を引きおこさず、開口角の大きい屈折
率匂配型レンズを取得し得ることが明らかとされ
た。
に成形加工したのち各々ガラスの屈伏点である
485℃、580℃の硝酸カリウム熔融塩にて各々
200、100時間浸漬しイオン交換処理し屈折率匂配
型レンズを得た。 次に同じ組成の未処理ガラスを、硝酸カリウム
１Kgにつき20ｇに相当するガラス量のイオン交換
処理を経た硝酸カリウム熔融塩に浸漬して処理を
おこなつたところ比較例１のガラスはガラス棒の
表面が侵蝕を受け又一部ガラス内部に失透物が生
成していた。 比較例２のガラスは、ガラス表面に侵蝕、失透
等は見い出されなかつたが、Tl2O量が16モル％
にもかかわらず９モル％の比較例１のガラスの開
口角と同じであつた。 これとは別に実施例１、17のガラスを直径１mm
〓のガラス棒に成形加工したのち各々ガラスの屈
伏点温度である529℃、437℃の硝酸カリウム熔融
塩にて50時間浸漬しイオン交換処理を行ない屈折
率匂配型レンズを得た。 次に同じ組成の未処理のガラスを、硫酸カリウ
ム１Kgにつき20ｇに相当するガラス量の処理を経
た硝酸カリウム熔融塩に浸漬し処理を行なつたと
ころ表面の侵蝕、失透等は見いだされなかつた。 又、各々の開口角は実施例１の場合Tl2O10モ
ル％でも37゜と大きくTl2O16モル％の実施例17
の場合は55゜と驚異的な大きさを示した。 実施例11、14、５、19はTl2Oを８モル％含有
するガラスであるが（Na2O＋Li2O）Tl2Oはそれ
ぞれ0.63、1.25、1.50、2.0と順次大きな値を示し
ている。 得られたレンズの開口角は31度、34度、37度、
39度と上記比率の増加に応じて増加しており、
Tl2Oを９モル％含有する比較例１のガラスに比
べ、イオン交換中の侵蝕、失透の発生が見られな
いばかりでなく、高い開口角を示していることが
わかる。 他の実施例のガラスについても上記と全く同様
の実験を行ない比較例１〜２に比べ熔融塩に対す
る耐性が大きくイオン交換過程で失透物生成ある
いは結晶化を引きおこさず、開口角の大きい屈折
率匂配型レンズを取得し得ることが明らかとされ
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モル％で、 SiO2：35〜80％、Tl2O：４〜26％ ZnO：２〜26％、ZrO2：０〜２％ Al2O3：０〜８％、SnOまたはSnO2：０〜５％ K2O：０〜10％、B2O3：０〜10％未満 GeO2：０〜30％、TiO2：０〜20％ MgO：０〜20％、K2O：０〜10％ Tl2O＋R2O（Ｒはアルカリ金属）：８〜42％ Na2O＋Li2O：４〜26％ ZrO2＋Al2O3＋SnO（SnO2）：0.1〜８％ BaO＋CaO＋SrO＋PbO：０〜10％ AS2O3＋Sb2O3：０〜0.5％ （Na2O＋Li2O）／Tl2O：0.18〜5.50 から成るガラス組成。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57160212A JPS5950047A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 広開口角の屈折率分布型レンズを製造するに適したガラス組成 |
| US06/529,874 US4495299A (en) | 1982-09-14 | 1983-09-06 | Thallium-containing optical glass composition |
| CA000436213A CA1203816A (en) | 1982-09-14 | 1983-09-07 | Thallium-containing optical glass composition |
| GB08324139A GB2127010B (en) | 1982-09-14 | 1983-09-09 | Thallium-containing optical glass composition |
| DE19833333017 DE3333017A1 (de) | 1982-09-14 | 1983-09-13 | Thallium-haltige optische glasmasse |
| NL8303157A NL193865C (nl) | 1982-09-14 | 1983-09-13 | Thalliumbevattend optisch glas. |
| FR8314616A FR2532931B1 (fr) | 1982-09-14 | 1983-09-14 | Composition de verre optique contenant du thallium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57160212A JPS5950047A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 広開口角の屈折率分布型レンズを製造するに適したガラス組成 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950047A JPS5950047A (ja) | 1984-03-22 |
| JPS6243936B2 true JPS6243936B2 (ja) | 1987-09-17 |
Family
ID=15710168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57160212A Granted JPS5950047A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 広開口角の屈折率分布型レンズを製造するに適したガラス組成 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4495299A (ja) |
| JP (1) | JPS5950047A (ja) |
| CA (1) | CA1203816A (ja) |
| DE (1) | DE3333017A1 (ja) |
| FR (1) | FR2532931B1 (ja) |
| GB (1) | GB2127010B (ja) |
| NL (1) | NL193865C (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH657118A5 (fr) * | 1984-03-07 | 1986-08-15 | Battelle Memorial Institute | Verres optiques aluminosilicates. |
| JPH07108796B2 (ja) * | 1986-09-20 | 1995-11-22 | 日本板硝子株式会社 | 屈折率分布型レンズ用母材ガラス基板の製造方法 |
| US5283211A (en) * | 1990-11-28 | 1994-02-01 | Corning Incorporated | Thallium germanate, tellurite, and antimonite glasses |
| US6128926A (en) * | 1999-03-15 | 2000-10-10 | Dicon Fiberoptics, Inc. | Graded index lens for fiber optic applications and technique of fabrication |
| JP2001159702A (ja) | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型レンズ |
| US6845634B2 (en) | 2001-06-21 | 2005-01-25 | Wave Crossing Corporation | Method for fabricating thallium-doped GRIN lens |
| JP2003021704A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム |
| JP4267240B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2009-05-27 | 日本板硝子株式会社 | ガラス構造物の製造方法 |
| JP2004292215A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学ガラスおよび、該光学ガラスを用いた光学素子および、該光学素子を用いた光学機器 |
| CN100340874C (zh) * | 2004-12-14 | 2007-10-03 | 西南师范大学 | 改善自聚焦透镜折射率分布的方法 |
| CN100356196C (zh) * | 2004-12-14 | 2007-12-19 | 西南师范大学 | 提高批量制作的自聚焦透镜光学性能一致性的方法 |
| JP2007108835A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Keyence Corp | 画像処理装置 |
| US9352069B2 (en) | 2012-05-03 | 2016-05-31 | Dalhousie University | Germanium-based glass polyalkenoate cement |
| CN107572776B (zh) * | 2017-08-01 | 2021-01-12 | 苏州端景光电仪器有限公司 | 一种梯度折射率透镜用基础玻璃及梯度折射率透镜 |
| CN112358179B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-11-22 | 郑州大正光电科技有限公司 | 一种自聚焦透镜及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4899214A (ja) * | 1972-03-30 | 1973-12-15 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3941474A (en) * | 1968-03-15 | 1976-03-02 | Nippon Selfoc Kabushiki Kaisha | Light-conducting glass structures |
| GB1279464A (en) * | 1968-10-03 | 1972-06-28 | Nippon Selfoc Co Ltd | Production of light conducting glass fibres |
| US3859103A (en) * | 1973-03-08 | 1975-01-07 | Nippon Selfoc Co Ltd | Optical glass body having a refractive index gradient |
| DE2749683C3 (de) * | 1977-11-07 | 1980-09-25 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz | Glas für optische Elemente mit relativ großem Brechwertgradienten nach Ionenaustausch |
| JPS57188431A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-19 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Optical glass containing thallium |
-
1982
- 1982-09-14 JP JP57160212A patent/JPS5950047A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-06 US US06/529,874 patent/US4495299A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-07 CA CA000436213A patent/CA1203816A/en not_active Expired
- 1983-09-09 GB GB08324139A patent/GB2127010B/en not_active Expired
- 1983-09-13 NL NL8303157A patent/NL193865C/nl not_active IP Right Cessation
- 1983-09-13 DE DE19833333017 patent/DE3333017A1/de active Granted
- 1983-09-14 FR FR8314616A patent/FR2532931B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4899214A (ja) * | 1972-03-30 | 1973-12-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL8303157A (nl) | 1984-04-02 |
| GB2127010B (en) | 1986-09-10 |
| GB8324139D0 (en) | 1983-10-12 |
| DE3333017A1 (de) | 1984-03-15 |
| US4495299A (en) | 1985-01-22 |
| FR2532931A1 (fr) | 1984-03-16 |
| NL193865B (nl) | 2000-09-01 |
| CA1203816A (en) | 1986-04-29 |
| NL193865C (nl) | 2001-01-03 |
| FR2532931B1 (fr) | 1986-03-21 |
| JPS5950047A (ja) | 1984-03-22 |
| DE3333017C2 (ja) | 1987-06-25 |
| GB2127010A (en) | 1984-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4472030A (en) | Cesium-containing optical glass | |
| US4495298A (en) | Thallium-containing optical glass | |
| JP2747964B2 (ja) | 光学ガラスの製造方法 | |
| JPS6243936B2 (ja) | ||
| JPS63265840A (ja) | 光学ガラス | |
| JPS63170247A (ja) | 屈折率分布ガラスの製造方法 | |
| JPH01133956A (ja) | 屈折率分布型レンズ用ガラス組成物 | |
| JP2002121048A (ja) | 屈折率分布型レンズ用母材ガラス組成物 | |
| JPS61286237A (ja) | リングレ−ザ−ジヤイロに適するガラスセラミツク体およびその製造方法 | |
| JPS63230536A (ja) | タリウム含有光学ガラス | |
| JPH0624998B2 (ja) | 無アルカリガラス | |
| JPS6311292B2 (ja) | ||
| JP3130245B2 (ja) | 光学ガラス | |
| EP0105670A1 (en) | Lead aluminoborofluorosilicate moldable glasses | |
| JPS5941934B2 (ja) | 光集束性レンズ用ガラス組成物 | |
| JP2000264675A (ja) | 光ファイバー用ガラス | |
| JPH0444612B2 (ja) | ||
| JP2002211947A (ja) | 屈折率分布型レンズ用母材ガラス組成物 | |
| JPH0437628A (ja) | 光学ガラス、及びモールド成形品 | |
| US4376170A (en) | Zinc borosilicate opal glasses | |
| JPS63288931A (ja) | 屈折率分布型レンズ用ガラス組成物 | |
| JPS6344693B2 (ja) | ||
| WO2023026715A1 (ja) | 化学強化光学ガラス | |
| JPS5891044A (ja) | 光集束性レンズに適したガラス組成物 | |
| JPH042629A (ja) | 銀含有燐酸塩ガラス |