WO2019102754A1 - 光学ガラス、光学部材および光学機器 - Google Patents
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
Definitions
- the present invention relates to an optical glass, an optical member, and an optical apparatus.
- Optical glass used in wearable devices such as glasses with a projector, glasses or goggles displays, virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, etc.
- high strength is required.
- Examples of the method for increasing the strength include a method of using a composition with high strength, and a method of chemically strengthening glass.
- an image generated by an image engine may be guided to a transparent body such as glass and guided to an eyeball, but in such a case, the image becomes difficult to see if the outside world is bright. Therefore, a technique is known in which a light control member capable of changing the transmittance in accordance with the brightness of the external world is combined with the above optical glass (quartz glass or BK7 (borosilicate glass)) (see, for example, Patent Documents 1 and 2) ).
- An optical device obtained by combining such a light control member and an optical glass can change the transmittance of light according to the brightness of the external world, and can adjust the brightness to be easy to view an image or the like. This eliminates the limitation of the use environment and enables use in a wider range of environments.
- permeability in transmission conditions among light control members is known.
- the light control member using this electrochromic since it is possible for the light control member using this electrochromic to change the transmittance according to the current-carrying state, it often exhibits a bluish color at the time of light shielding.
- optical glass protection glass
- the quartz glass and BK7 have a high transmittance in a wide wavelength range from the ultraviolet region to the infrared region, and the transmittance in the visible region is also 80% or more. Therefore, when this optical glass is combined with the light control member to form a wearable device, the image viewed through the wearable device becomes bluish, does not become natural, and the color reproducibility of the image is degraded. Is an issue.
- an optical glass used in a wearable device is required to have a high refractive index from the viewpoints of widening of image, high brightness and high contrast, improvement of light guide characteristics, and ease of processing of a diffraction grating.
- the present invention is made to solve the problems as described above, is an optical glass having a high refractive index, which improves the color when it is combined with a light control member, and is suitable as a wearable device member,
- An object of the present invention is to provide an optical member and an optical apparatus using the optical glass.
- the optical glass of the present invention is characterized in that the refractive index is 1.55 or more, and the chromaticity b * under the A light source in the CIELab display satisfies b * ⁇ 4.8.
- the other optical glass of the present invention has a refractive index of 1.55 or more, and the ratio of b * to the absolute value of the chromaticity a * under the A light source in the CIELab display (b * /
- the optical member of the present invention is characterized by having a configuration in which the optical glass of the present invention and a light control member are stacked.
- the optical apparatus of the present invention is characterized by using the optical member of the present invention.
- the optical glass of the present invention is suitable as an optical glass for use in wearable devices because its refractive index is 1.55 or more, and is combined with a light control member by setting its chromaticity b * to a predetermined characteristic. It makes it possible to observe natural colors when looking at the outside world through these structures.
- the optical member and the optical device combined with the light control member can be made a product with improved color reproduction of the image when it is made a wearable device.
- the optical glass according to the first embodiment of the present invention has a high refractive index (n d ) of 1.55 or more. Since the refractive index (n d ) is 1.55 or more, the optical glass of the present embodiment is an optical glass used in a wearable device, such as widening of image, high brightness and high contrast, improvement of light guiding characteristics, and diffraction grating It is suitable in terms of workability and the like.
- the refractive index (n d ) is preferably 1.60 or more, more preferably 1.65 or more, more preferably 1.68 or more, further preferably 1.70 or more, further preferably 1.72 or more, More preferably, it is 1.74 or more, more preferably 1.76 or more, still more preferably 1.78 or more, and particularly preferably 1.80 or more.
- the refractive index (n d ) of the optical glass of the present embodiment is preferably 2.0 or less.
- the refractive index (n d ) is preferably 1.95 or less, more preferably 1.90 or less, still more preferably 1.85 or less, and still more preferably 1.81 or less.
- the optical glass of this embodiment is 70% or more in light transmittance in wavelength 450nm, 550 nm, 650 nm, and 750 nm in all. Since the light transmittance is 70% or more, the optical glass of the present embodiment is suitable as an optical glass used in a wearable device in terms of high brightness and high contrast of an image, improvement of light guide characteristics, and the like.
- the light transmittance is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 82% or more, and particularly preferably 85% or more.
- the light transmittance in the present specification is a value measured with a spectrophotometer (U-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) for an optical glass.
- the chromaticity b * under the A light source in the CIELab display satisfies b * ⁇ 4.8.
- the chromaticity b * of the optical glass satisfies the above relationship, it is possible to improve the observed color when overlapping with a light control member described later. That is, in an optical member having a structure in which an optical glass and a light control member are stacked, which will be described later, the chromaticity a C * and b C * under the A light source in CIELab display at the time of light shielding of the light control member As it approaches and the image etc. is viewed through this optical member, the color becomes natural.
- the CIELab display in this specification is the CIE 1976 (L * a * b *) color space (CIELAB) standardized by the International Commission on Illumination (CIE).
- CIE International Commission on Illumination
- the lightness (L *) of the A light source and the chromaticity (a *, b *) of the reflected light of the A light source are used.
- the chromaticity b * of this optical glass is b * ⁇ 4.8.
- b * ⁇ 5 more preferably b * ⁇ 5.5, still more preferably b * ⁇ 6, still more preferably b * ⁇ 7, still more preferably b * ⁇ 8.
- the chromaticity b * of this optical glass is preferably b * ⁇ 15.
- the chromaticity b * of this optical glass is preferably b * ⁇ 14, more preferably b * ⁇ 13, still more preferably b * ⁇ 12, and particularly preferably b * ⁇ 11.
- the optical glass of the present embodiment is used by being superimposed on a light control member described later, and by using in this manner, the color of the observed image and the like can be recognized as a natural color.
- the optical glass of the present embodiment has the following characteristics from the viewpoint of easiness of production, improvement of strength and the like.
- Tg of optical glass of this embodiment 800 ° C or less is preferred.
- the Tg is more preferably 760 ° C. or less, still more preferably 720 ° C. or less, still more preferably 680 ° C. or less, particularly preferably 640 ° C. or less.
- Tg of the optical glass of this embodiment 500 degreeC or more is preferable.
- the Tg is more preferably 520 ° C. or more, still more preferably 540 ° C. or more, still more preferably 560 ° C. or more, particularly preferably 580 ° C. or more.
- the Tg of this optical glass can be determined, for example, by a known method such as a thermal expansion method.
- the Young's modulus (E) of the optical glass of the present embodiment is preferably 60 GPa or more. Having such characteristics, when used as a thin glass plate in a wearable device, or as a lens for an on-vehicle camera, a robot vision sensor, or the like, there is an advantage that the deflection is small.
- This E is more preferably 70 GPa or more, still more preferably 80 GPa or more, still more preferably 85 GPa or more, and particularly preferably 90 GPa or more, from the viewpoint of reducing the amount of deflection of the glass.
- the Young's modulus (E) of the optical glass of this embodiment 140 GPa or less is preferable. With such characteristics, the amount of deflection when transporting the glass by a roller or the like can be reduced, and problems such as breakage of the glass can be reduced. From the viewpoint of making the glass hard to break, this E is more preferably 120 GPa or less, still more preferably 100 GPa or less, still more preferably 95 GPa or less, particularly preferably 90 GPa or less.
- the thermal expansion coefficient ( ⁇ ) at 50 to 350 ° C. of the optical glass of the present embodiment is preferably 50 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more.
- expansion matching with the peripheral members is good, when ⁇ in the above-mentioned range.
- the ⁇ is more preferably 60 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more, still more preferably 70 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more, still more preferably 80 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more And particularly preferably 90 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more.
- (alpha) of the optical glass of this embodiment 150 (* 10 ⁇ -7 > / K) or less is preferable.
- ⁇ is in the above-described range, cracking during cooling can be made less likely to occur.
- the ⁇ is more preferably 120 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or more, still more preferably 110 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or less, and still more preferably 100 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or less And particularly preferably 95 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K) or less.
- the optical glass of this embodiment is preferably a glass plate having a thickness of 0.01 mm or more. If the thickness is 0.01 mm or more, the deflection of the optical glass due to its own weight can be suppressed.
- the thickness is more preferably 0.1 mm or more, still more preferably 0.3 mm or more, still more preferably 0.5 mm or more, and particularly preferably 0.7 mm or more. On the other hand, if the thickness is 2.0 mm or less, it is easy to reduce the weight of the entire optical member.
- the thickness is more preferably 1.5 mm or less, still more preferably 1.0 mm or less, still more preferably 0.8 mm or less, particularly preferably 0.6 mm or less.
- the optical glass of the present embodiment is preferably in the form of a glass plate, and in the case of a glass plate, the area of one of the main surfaces is preferably 8 cm 2 or more. If this area is 8 cm 2 or more, a large number of optical elements can be arranged, and the productivity is improved.
- the area is more preferably 30 cm 2 or more, still more preferably 170 cm 2 or more, still more preferably 300 cm 2 or more, and particularly preferably 1000 cm 2 or more.
- the area is 6500 cm 2 or less, handling of the glass plate becomes easy, and damage at the time of handling and processing of the glass plate can be suppressed.
- the area is more preferably not 4500Cm 2 or less, further preferably not more 4000 cm 2 or less, more further preferably 3000 cm 2 or less, particularly preferably 2000 cm 2 or less.
- surface roughness Ra of the one main surface of the optical glass of this embodiment 2 nm or less is preferable.
- Ra is in this range, a nanostructure of a desired shape can be formed on one main surface by using an imprint technique or the like, and a desired light guide characteristic can be obtained.
- the Ra is more preferably 1.7 nm or less, still more preferably 1.4 nm or less, still more preferably 1.2 nm or less, and particularly preferably 1.0 nm or less.
- the surface roughness Ra is an arithmetic mean roughness defined in JIS B0601 (2001).
- three different areas of 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m are values obtained by averaging results measured using an atomic force microscope (AFM).
- the content of each component is represented by mass% with respect to the total mass of the glass matrix composition based on oxide unless otherwise specified.
- the glass matrix composition is a component excluding Sb 2 O 3 and SnO 2 .
- a glass forming component in mass% display based on oxide 5 to 80% by mass of at least one selected from the group consisting of SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 , MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Li 2 O, Na 2 O, as a modified oxide
- composition of such optical glass include (1) La-B, (2) SiO 2 and (3) P 2 O 5 optical glasses.
- percentage means “mass%””massppm” except the case where it demonstrates especially.
- La-B system for example, a glass containing 5 to 70% of La 2 O 3 and 5 to 70% of B 2 O 3 when the total matrix composition is 100% can be exemplified.
- the content of the La 2 O 3 component is preferably 10%, more preferably 15%, still more preferably 20%, and still more preferably 30%.
- the content of the La 2 O 3 component is preferably 60%, more preferably 50%, still more preferably 40%, further preferably 30%.
- B 2 O 3 is a glass forming component, and the content of B 2 O 3 is preferably 5 to 70% when the total of the matrix composition is 100%.
- the content of the B 2 O 3 component is preferably 10%, more preferably 20%, and still more preferably 35%.
- the content of the B 2 O 3 component is preferably 60%, more preferably 50%, still more preferably 40%, further preferably 30%.
- MgO is an optional component.
- the content of MgO is preferably 0 to 20%, based on 100% of the total of the matrix composition. By containing the MgO component, the mechanical strength of the glass can be improved.
- the content of MgO is more preferably 1% or more, still more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 8% or more. If the content of MgO is 20% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of MgO is more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 3% or less.
- CaO is an optional component.
- the content of CaO is preferably 0 to 30%, based on 100% in total of the mother composition. By containing the CaO component, the chemical durability of the glass can be improved.
- the content of CaO is more preferably 1% or more, still more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If the content of CaO is 30% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of CaO is more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- SrO is an optional component.
- the content of SrO is preferably 0 to 30%, based on 100% of the total of the matrix composition. By containing the SrO component, the refractive index of the glass can be improved.
- the content of SrO is more preferably 1% or more, further preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If the content of SrO is 30% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of SrO is more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- BaO is an optional component.
- the content of BaO is preferably 0 to 40%, based on 100% of the total mother composition. By containing the BaO component, the refractive index of the glass can be improved.
- the content of BaO is more preferably 1% or more, further preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If the content of BaO is 40% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of BaO is more preferably 30% or less, still more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- ZnO is an optional component.
- the content of ZnO is preferably 0 to 30%, based on 100% of the total of the matrix composition.
- the refractive index of glass can be improved by containing a ZnO component.
- the content of ZnO is more preferably 1% or more, further preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If the content of ZnO is 30% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of ZnO is more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- Li 2 O is an optional component.
- the content of Li 2 O is preferably 0 to 15%, based on 100% of the total of the matrix composition. Inclusion of Li 2 O can improve strength (Kc) and crack resistance (CIL).
- the content of Li 2 O is more preferably 0.5% or more, still more preferably 1% or more, still more preferably 3% or more, and particularly preferably 5% or more.
- the content of Li 2 O is 15% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of Li 2 O is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 4% or less.
- Na 2 O is an optional component.
- the content of Na 2 O is 0 to 20% when the total of the matrix composition is 100%. If the content of Na 2 O is 20% or less, good crack resistance can be obtained.
- the content of Na 2 O is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 7% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the optical glass of the present embodiment contains Na 2 O, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics are obtained, and the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. More preferably, it is 2% or more, and particularly preferably 3% or more.
- K 2 O is an optional component.
- the content of K 2 O is 0 to 20% when the total of the matrix composition is 100%. If the content of K 2 O is 20% or less, good crack resistance can be obtained.
- the content of K 2 O is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 7% or less.
- the optical glass of the present embodiment contains K 2 O, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics are obtained.
- the content thereof is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more, and particularly preferably 3% or more.
- an alkali metal component (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) can be contained as an optional component.
- Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 4% or more, more preferably 6% or more, still more preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less.
- Li 2 O is a component that improves the strength of the glass, but if the amount is large, T 2 2 is likely to be low and devitrification tends to occur. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 0.45 or less as a value of the ratio by mass% on the basis of oxide. By setting Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) to 0.45 or less, T 2 tends to be high, devitrification is difficult, and the easy formability of the glass is improved. Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is more preferably 0.4 or less, still more preferably 0.35 or less, and particularly preferably 0.3 or less.
- Cs 2 O is an optional component.
- the content of Cs 2 O is 0 to 20% when the total of the matrix composition is 100%. When the content of Cs 2 O is more than 0%, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics are obtained.
- the optical glass of the present embodiment contains Cs 2 O, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more, and particularly preferably Is 3% or more. On the other hand, if the content of Cs 2 O is 20% or less, good crack resistance can be obtained.
- the content of Cs 2 O is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 7% or less.
- Ln 2 O 3 (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb and Lu) is an optional component.
- the total content of Ln 2 O 3 is 0 to 55% when the total of the matrix composition is 100%.
- the refractive index of the glass can be improved.
- the total content of Ln 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content as the total amount is preferably 55% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Al 2 O 3 is an optional component.
- the content of Al 2 O 3 is 0 to 55% or less, when the total of the matrix composition is 100%. When Al 2 O 3 is contained, the strength of the glass can be enhanced and the stability of the glass can be improved.
- the content of Al 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 8% or more.
- the devitrification temperature becomes lower if the content of Al 2 O 3 55% or less, preferably produced characteristics.
- the content of Al 2 O 3 is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, and particularly preferably 5% or less.
- TiO 2 is an optional component.
- the content of TiO 2 is 0 to 55%, based on 100% of the total of the matrix composition. When TiO 2 is contained, the refractive index of the glass can be increased and the stability of the glass can be improved.
- TiO 2 is a component to color the glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of TiO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of TiO 2 is 55% or less, the devitrification temperature becomes low, and the coloring of the glass can be suppressed.
- the content of TiO 2 is preferably 35% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- ZrO 2 is an optional component.
- the content of ZrO 2 is 0 to 55%, based on 100% of the total of the matrix composition. When ZrO 2 is contained, the refractive index of the glass can be increased and the chemical durability can be improved.
- the content of ZrO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of ZrO 2 is 55% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of ZrO 2 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- WO 3 is an optional component.
- the content of WO 3 is 0 to 55% when the total of the mother compositions is 100%.
- WO 3 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- WO 3 is a component for coloring glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of WO 3 is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the content of WO 3 is 55% or less, the devitrification temperature is lowered, and the coloring of the glass can be suppressed.
- the content of WO 3 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Bi 2 O 3 is an optional component.
- the content of Bi 2 O 3 is 0 to 55% when the total of the matrix composition is 100%.
- the refractive index of glass containing Bi 2 O 3 can be improved.
- Bi 2 O 3 is a component for coloring glass, and can be contained to increase both a * and b * and obtain a preferable chromaticity.
- the content of Bi 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, and still more preferably 10% or more.
- the devitrification temperature as long as the content of Bi 2 O 3 is 55% or less is low, suppressing the coloration of the glass.
- the content of Bi 2 O 3 is preferably 35% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- TeO 2 is an optional component.
- the content of TeO 2 is 0 to 30%, based on 100% of the total matrix composition. When TeO 2 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- the content of TeO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, further preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of TeO 2 is 55% or less, the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of TeO 2 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Ta 2 O 5 is an optional component.
- the content of Ta 2 O 5 is 0 to 30% when the total of the matrix composition is 100%. When Ta 2 O 5 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- the content of Ta 2 O 5 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of Ta 2 O 5 is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Nb 2 O 5 is an optional component.
- the content of Nb 2 O 5 is 0 to 55%, based on 100% of the total matrix composition. When Nb 2 O 5 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- Nb 2 O 5 is a component for coloring glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of Nb 2 O 5 is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, still more preferably 15% or more, and particularly preferably 30% or more.
- the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of Nb 2 O 5 is preferably 35% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- the SiO 2 system contains, for example, 10 to 70% of SiO 2 and contains Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Li 2 O, SrO, BaO, TiO 2 , ZrO 2 as high refractive index components. At least one selected from the group consisting of WO 3 , Bi 2 O 3 , TeO 2 and Ln 2 O 3 (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb and Lu) A glass containing 1% or more can be exemplified.
- SiO 2 is a glass forming component.
- the content of SiO 2 is 10 to 70% when the total of the matrix composition is 100%.
- the content of SiO 2 is preferably 15% or more, more preferably 20% or more, and still more preferably 25% or more.
- a component for obtaining a high refractive index can be contained.
- the content of SiO 2 is preferably 60% or less, more preferably 50% or less, and still more preferably 40% or less.
- Nb 2 O 5 is an optional component.
- the content of Nb 2 O 5 can increase the refractive index of the glass and reduce the Abbe number (v d ) by setting the content of Nb 5 O 5 to 5% or more when the total of the matrix composition is 100%.
- Nb 2 O 5 is a component for coloring glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of Nb 2 O 5 is more preferably 15% or more, still more preferably 25% or more, and particularly preferably 30% or more.
- the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of Nb 2 O 5 is preferably 60% or less, more preferably 55% or less, and still more preferably 50% or less.
- Ta 2 O 5 is an optional component.
- the content of Ta 2 O 5 is 0 to 30% when the total of the matrix composition is 100%.
- the refractive index can be improved by setting the content of Ta 2 O 5 to 1% or more.
- the content of Ta 2 O 5 is more preferably 5% or more, further preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of Ta 2 O 5 is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- an alkali metal component (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) can be contained as an optional component.
- the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is 0 to 20% when the total of the matrix composition is 100%. If Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is 2% or more, T 2 tends to be low, so that the dissolution temperature is low and the coloration can be suppressed.
- the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 4% or more, more preferably 6% or more, still more preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the devitrification temperature is lowered by setting the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O to 20% or less, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less.
- Li 2 O is a component that improves the strength of the glass, but if the amount is large, T 2 2 is likely to be low and devitrification tends to occur. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 0.45 or less as a value of the ratio by mass% on the basis of oxide. By setting Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) to 0.45 or less, T 2 tends to be high, devitrification is difficult, and the easy formability of the glass is improved. Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is more preferably 0.4 or less, still more preferably 0.35 or less, and particularly preferably 0.3 or less.
- Li 2 O is an optional component.
- the content of Li 2 O is preferably 0 to 15%, based on 100% of the total of the matrix composition. Inclusion of Li 2 O can improve strength (Kc) and crack resistance (CIL).
- the content of Li 2 O is more preferably 0.5% or more, still more preferably 1% or more, still more preferably 3% or more, and particularly preferably 5% or more.
- the content of Li 2 O is 15% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of Li 2 O is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 4% or less.
- SrO is an optional component.
- the content of SrO is preferably 0 to 30%, based on 100% of the total of the matrix composition. By containing the SrO component, the refractive index of glass can be improved.
- the content of SrO is more preferably 1% or more, further preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If this content is 30% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of SrO is more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- BaO is an optional component.
- the content of BaO is preferably 0 to 50%, based on 100% of the total mother composition.
- the refractive index of glass can be improved by containing a BaO component. More preferably, it is 1% or more, more preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more. If this content is 50% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of BaO is more preferably 35% or less, still more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- TiO 2 is an optional component.
- the content of TiO 2 is 0 to 55%, based on 100% of the total of the matrix composition. When TiO 2 is contained, the refractive index of the glass can be improved and the stability of the glass can be improved.
- TiO 2 is a component to color the glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of TiO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of TiO 2 is 55% or less, the devitrification temperature becomes low, and the coloring of the glass can be suppressed.
- the content of TiO 2 is preferably 35% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- ZrO 2 is an optional component.
- the content of ZrO 2 is 0 to 55%, based on 100% of the total of the matrix composition. When ZrO 2 is contained, the refractive index of the glass can be improved and the chemical durability can be improved.
- the content of ZrO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of ZrO 2 is 55% or less, the devitrification temperature is lowered, and preferable production characteristics can be obtained.
- the content of ZrO 2 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- WO 3 is an optional component.
- the content of WO 3 is 0 to 55% when the total of the mother compositions is 100%.
- WO 3 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- WO 3 is a component for coloring glass, and can be contained to increase b * and obtain desired chromaticity.
- the content of WO 3 is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the content of WO 3 is 55% or less, the devitrification temperature is lowered, and the coloring of the glass can be suppressed.
- the content of WO 3 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Bi 2 O 3 is an optional component.
- the content of Bi 2 O 3 is 0 to 55% when the total of the matrix composition is 100%.
- the refractive index of the glass can be improved.
- Bi 2 O 3 is a component for coloring glass, and can be contained to increase both a * and b * and obtain a preferable chromaticity.
- the content of Bi 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the devitrification temperature as long as the content of Bi 2 O 3 is 55% or less is low, suppressing the coloration of the glass.
- the content of Bi 2 O 3 is preferably 35% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- TeO 2 is an optional component.
- the content of TeO 2 is 0 to 30%, based on 100% of the total matrix composition. When TeO 2 is contained, the refractive index of the glass can be improved.
- the content of TeO 2 is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, further preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more.
- the content of TeO 2 is 55% or less, the devitrification temperature can be lowered, and the raw material cost can be lowered.
- the content of TeO 2 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less.
- Ln 2 O 3 (Ln is Y, La, Gd, Yb, and at least one member selected from the group consisting of Lu.) By containing, can improve the refractive index of the glass.
- the content of Ln 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
- the content of Ln 2 O 3 is 55% or less when the total of the matrix composition is 100%, the devitrification temperature becomes low, and preferable manufacturing characteristics are obtained.
- the total content of Ln 2 O 3 is preferably 35% or less, more preferably 20% or less, and particularly preferably 15% or less.
- the P 2 O 5 system contains, for example, 10 to 70% by mass of P 2 O 5 and contains Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Li 2 O, SrO, BaO, TiO 2 as high refractive index components.
- 2 selected from the group consisting of ZrO 2 , WO 3 , Bi 2 O 3 , TeO 2 and Ln 2 O 3 (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb and Lu)
- the glass which contains 1% or more of at least 1 sort of can be illustrated.
- P 2 O 5 is a glass-forming component that constitutes a glass, and has a large effect of providing the glass with a manufacturable stability and reducing the glass transition temperature and the liquidus temperature. However, when the content of P 2 O 5 is 100% of the total of the matrix composition, a sufficient effect can not be obtained when the content is less than 10%.
- the content of P 2 O 5 is preferably 15% or more, more preferably 20% or more, still more preferably 30% or more, and particularly preferably 40% or more. If the content of P 2 O 5 is 70% or less, good chemical durability can be obtained.
- the content of P 2 O 5 is preferably at most 65%, more preferably at most 60%, still more preferably at most 55%, particularly preferably at most 50%.
- the high refractive index component, (2) are the same as SiO 2, and a description thereof will be omitted.
- a coloring component can also be mix
- elements such as Fe, Cr, Ni, and Pt, are mentioned, These elements are contained as a simple substance, ion, compounds, such as an oxide.
- Fe is a component to color the glass, and can be contained to increase b * and obtain a desired chromaticity.
- the content of Fe is preferably 2 mass ppm or more, more preferably 5 mass ppm or more, further preferably 10 mass ppm or more, still more preferably 30 mass ppm or more, and particularly preferably 50 mass ppm or more.
- by setting the content of Fe to 500 mass ppm or less absorption of visible light is suppressed when using the wearable device, and the internal transmittance is improved.
- the content of Fe is preferably 300 mass ppm or less, more preferably 250 mass ppm or less, further preferably 200 mass ppm or less, still more preferably 100 mass ppm or less, still more preferably 50 mass ppm or less, particularly preferably 30 mass ppm or less It is less than ppm.
- Cr is a component that colors the glass, and can be included to increase both a * and b * and obtain a desired chromaticity.
- the content of Cr is preferably 0.3 mass ppm or more, more preferably 0.5 mass ppm or more, still more preferably 1 mass ppm or more, still more preferably 3 mass ppm or more, particularly preferably 5 mass ppm or more .
- by setting the content of Cr to 50 mass ppm or less absorption of visible light is suppressed when using the wearable device, and the internal transmittance is improved.
- the content of Cr is preferably 30 mass ppm or less, more preferably 25 mass ppm or less, still more preferably 20 mass ppm or less, still more preferably 10 mass ppm or less, still more preferably 5 mass ppm or less, particularly preferably 3 mass ppm It is less than ppm.
- Ni is a component that colors the glass, and can be contained to increase b * and obtain a desired chromaticity.
- the content of Ni is preferably 0.3 mass ppm or more, more preferably 0.5 mass ppm or more, still more preferably 1 mass ppm or more, still more preferably 3 mass ppm or more, particularly preferably 5 mass ppm or more .
- by setting the content of Ni to 50 mass ppm or less absorption of visible light is suppressed when using the wearable device, and the internal transmittance is improved.
- the content of Ni is preferably 30 mass ppm or less, more preferably 25 mass ppm or less, still more preferably 20 mass ppm or less, still more preferably 10 mass ppm or less, still more preferably 5 mass ppm or less, particularly preferably 3 mass ppm It is less than ppm.
- Pt is a component that colors the glass, and can be contained to increase b * and obtain a desired chromaticity.
- the content of Pt is preferably 0.3 mass ppm or more, more preferably 0.5 mass ppm or more, still more preferably 1 mass ppm or more, still more preferably 3 mass ppm or more, particularly preferably 5 mass ppm or more is there.
- by setting the content of Pt to 10 mass ppm or less absorption of visible light is suppressed when the wearable device is used, and the internal transmittance is improved.
- the content of Pt is preferably 30 mass ppm or less, more preferably 25 mass ppm or less, still more preferably 20 mass ppm or less, still more preferably 10 mass ppm or less, still more preferably 5 mass ppm or less, particularly preferably 3 mass ppm It is less than ppm.
- the optical glass of this embodiment contains at least one of Sb 2 O 3 and SnO 2 .
- Sb 2 O 3 and SnO 2 are not essential components, they can be added for the purpose of adjustment of refractive index characteristics, improvement of meltability, suppression of coloring, improvement of transmittance, clarification, and improvement of chemical durability.
- the total content thereof is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 1% or less, particularly preferably 0.5% It is below.
- the optical glass according to the second embodiment of the present invention has the same characteristics as the optical glass of the first embodiment in that it has a high refractive index (n d ) of 1.55 or more, and relates to its chromaticity.
- the characteristics differ somewhat in the points described below.
- the chromaticity a * and b * of optical glass satisfy
- the tint observed can be improved. That is, in an optical member having a structure in which an optical glass and a light control member are stacked, which will be described later, the chromaticity a C * and b C * under the A light source in CIELab display at the time of light shielding of the light control member As it approaches and the image etc. is viewed through this optical member, the color becomes natural.
- the chromaticity in this embodiment is such that the ratio of b * to the absolute value of the chromaticity a * of optical glass (b * /
- This ratio is preferably b * /
- fills the said relationship regarding the chromaticity of optical glass was shown in FIG.
- the light control member is in the light shielding (coloring) state by filling the region in the above-described chromaticity diagram, the color when the image etc. is viewed through the optical member having a configuration in which the optical glass and the light control member are overlapped. It is possible to suppress the decrease in lightness when viewing the surrounding scenery without the taste being biased to a specific color.
- the second embodiment other physical properties, shape characteristics and glass composition can be described in the same manner as in the first embodiment.
- the total content of Fe, Ni and Pt is preferably 0.3 mass ppm or more, more preferably 0.5 mass ppm or more, still more preferably 1 mass ppm or more, still more preferably 3 mass ppm or more, particularly preferably Is 5 mass ppm or more.
- the total content of Fe, Ni, and Pt to 10 mass ppm or less, absorption of visible light is suppressed when using the wearable device, and the internal transmittance is improved.
- optical glass of the said embodiment is manufactured as follows, for example.
- the raw materials are weighed so as to obtain the above-mentioned predetermined glass composition, and mixed uniformly.
- the obtained raw material mixture is charged into a continuous melting furnace, heated by a burner to melt the raw material mixture, homogenized by defoaming, stirring or the like, and then flowed out of the continuous melting furnace, cooled and solidified.
- the optical glass of the embodiment is obtained.
- This optical glass can be made into a glass plate by shaping
- molding methods such as a float method, a fusion method, and a roll out method.
- a glass molded body can be produced, for example, using means such as reheat press molding or precision press molding. That is, a lens preform for mold press molding is produced from optical glass, and reheat press molding is performed on the lens preform, and then polishing processing is performed to produce a glass molded body, for example, polishing processing is performed.
- the glass preform can be produced by precision press molding the produced lens preform.
- the means to produce a glass forming body is not limited to these means.
- the above-mentioned continuous melting method is suitable, but in addition to that, optical glass may be used by a conventionally known method.
- the mixture obtained by mixing the raw materials is placed in a platinum crucible, quartz crucible or alumina crucible and roughly melted, and then placed in a gold crucible, platinum crucible, platinum alloy crucible, reinforced platinum crucible or iridium crucible and The glass is melted in a temperature range of 1400 ° C. for 2 to 10 hours, homogenized by defoaming, stirring or the like to perform bubble breakage and the like, and then cast into a mold and gradually cooled to obtain an optical glass.
- Optical members such as a glass plate and a glass molded body manufactured in this manner are useful for various optical elements, but among them, (1) wearable devices such as glasses with a projector, glasses and goggles It is suitably used for displays, light guides used in virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, etc., filters, lenses, etc. (2) Lenses or cover glasses used in on-vehicle cameras, vision sensors for robots, etc. It is suitably used even in applications exposed to harsh environments such as in-vehicle cameras. Further, it is suitably used for applications such as a glass substrate for organic EL, a substrate for wafer level lens array, a substrate for lens unit, a substrate for lens formation by etching, and an optical waveguide.
- wearable devices such as glasses with a projector, glasses and goggles It is suitably used for displays, light guides used in virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, etc., filters, lenses, etc.
- Lenses or cover glasses used in on-vehicle
- the optical glass of the present embodiment described above has a high refractive index and a predetermined chromaticity, and is suitable as a wearable device used in combination with a light control member, an optical glass for vehicle mounting, and a robot mounting.
- the optical member of the present embodiment is a member obtained as a configuration in which the light control member is superimposed on the optical glass of the present embodiment described above.
- Examples of the optical member obtained in this manner include an optical member 10 in which the light control member 12 is laminated on an optical glass 11 as shown in FIG.
- the light transmittance of the optical member 10 can be arbitrarily adjusted. That is, by adjusting the light transmittance of the light control member 12, the transmittance of the entire optical member can be arbitrarily varied.
- FIG. 1 has shown the laminated
- the light control member 12 used here is demonstrated.
- the optical glass 11 is omitted because it has already been described above.
- the light control member 12 of the present embodiment is a glass in which the chromaticity b * under the A light source in CIELab display satisfies b * ⁇ 0 at the time of light shielding.
- the optical member 10 obtained by overlapping the light control member 12 and the optical glass 11 when b * at the time of light shielding satisfies this relationship has a chromaticity a C under a light source A in CIELab display at the time of light shielding. Both * and b C * are closer to 0 than in the case of the light control member 12 alone. Therefore, the color when the image is viewed by the optical member 10 becomes natural.
- the chromaticity b * of the light control member 12 is preferably b * ⁇ -1, more preferably b * ⁇ -2, still more preferably b * ⁇ -4, particularly preferably b * ⁇ -6.
- the chromaticity b * of the light control member 12 is preferably b *>-15.
- the optical member 10 has a configuration in which the optical glass 11 and the light control member 12 are stacked. The color when looking at images etc approaches natural color.
- the chromaticity b * of the light control member 12 is preferably b *>-10, more preferably b *>-8.0, still more preferably b *>-7.0, and particularly preferably Is b *>-6.0.
- the light control member in the present embodiment includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, first and second electrodes provided on each of the first substrate and the second substrate, and The light transmission control material layer may be sealed between the first substrate and the second substrate.
- a known light control member 12 that satisfies the relationship related to the chromaticity b * when light is blocked.
- This known light control member includes, for example, a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and light transmission control sealed between the first substrate and the second substrate. What is comprised and provided with a material layer can be illustrated.
- the light control member comprises a light transmission control material layer, (1) a liquid crystal material layer, (2) an inorganic electroluminescent material layer, (3) a large number of charged electrophoretic particles and a dispersion medium of a color different from that of the electrophoretic particles.
- produces by oxidation-reduction reaction, (6) the electrowetting material layer which controls light transmittance by the electrowetting phenomenon, etc. can be illustrated.
- an inorganic electroluminescent material layer an organic type, a tungsten type, etc. are mentioned as a material which comprises a light transmission control material layer. Such a light control member has a bluish color tone at the time of light shielding.
- Examples of such a light control member 12 include Gentex's Automatic-dimming mirror, MagnaMirror's EC Glass (auto-dimming), SAGE's Sage Glass, and Kinestral's Hailo.
- the optical member it is preferable to arrange the optical glass and the light control member in this order from the observer side, but the light control member and the optical glass may be arranged in the order.
- the optical member 10 of the present embodiment is used by being superimposed on the optical glass 11 and the light control member 12 described above, and an image observed in the light shielding (coloring) state by using in this manner.
- the color tone can be recognized as a natural color tone.
- the chromaticities of the configuration (optical member 10) in which the optical glass 11 and the light control member 12 are stacked (optical member 10) are a C * and b C *,
- the chromaticity of this chromaticity a C * structure is preferably
- the optical member 10 of this embodiment is
- the chromaticity of the optical member 10 is preferably
- ⁇ 3.5 Particularly preferably,
- the chromaticities a c * and b c * are given by the following relational expression (1) It is preferable to satisfy By setting this range, the color of the outside when looking at the outside through this structure becomes natural.
- the relationship formula (1) of this chromaticity is preferably 5.7 or less, more preferably 5.5 or less, still more preferably 5 or less, and particularly preferably 4 or less.
- relational expression (1) of this chromaticity 0.1 or more is preferable.
- the relationship formula (1) of this chromaticity is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, and particularly preferably 1.0 or more.
- the chromaticity of the optical member to a region surrounded by these four points, the color tone is natural when the image etc. is viewed by the optical member 10 having the configuration in which the optical glass 11 and the light control member 12 are stacked. Close to the color.
- size with the optical glass 11 and the light control member 12 respectively is shown, with respect to the optical glass 11, the light control member 12 is shown.
- the optical glass 12 may be provided on a part of the light control member 12.
- a transparent glass substrate such as soda lime glass, white sheet glass, a plastic substrate, a plastic sheet, a plastic ⁇
- a plastic substrate such as soda lime glass, white sheet glass, a plastic substrate, a plastic sheet, a plastic ⁇
- a plastic a cellulose ester such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, cellulose acetate, etc., a fluorine polymer such as polyvinylidene fluoride or a copolymer of polytetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, a polyoxyethylene, etc.
- Ether polyacetal, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyolefin such as methyl pentene polymer, polyimide such as polyamide imide or polyether imide, polyamide, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyvinylidene fluoride, tetraacetyl cellulose, brominated phenoxy, poly Alilate, polysulfone and the like can be mentioned.
- the plastic sheet and the plastic film may have rigidity not easily bent or may have flexibility.
- a barrier layer made of an inorganic material or an organic material may be formed on the inner surface of the substrate.
- the first and second substrates of the light control member of the present embodiment preferably have a thickness of 0.01 mm or more.
- the thickness is more preferably 0.1 mm or more, still more preferably 0.3 mm or more, still more preferably 0.5 mm or more, and particularly preferably 0.7 mm or more.
- the thickness is 2.0 mm or less, the light transmission state and the coloring state can be favorably changed by light control.
- the thickness is more preferably 1.5 mm or less, still more preferably 1.0 mm or less, still more preferably 0.8 mm or less, particularly preferably 0.6 mm or less.
- the optical apparatus of the present embodiment uses the optical member of the present embodiment.
- this optical device include (1) wearable devices such as displays used for wearable devices such as glasses with a projector, glasses or goggles displays, virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, filters and lenses, etc. A lens, a cover glass, etc. which are used for a camera for vehicles, a vision sensor for robots, etc. are mentioned.
- FIG. 2 shows a schematic configuration of an optical device 20 which can apply the optical member 10 to a head mounted display or a goggle type display.
- This optical device 20 is the same as the optical member 10 shown in FIG. 1 in that the optical glass 11 and the light control member 12 are superimposed, but here the display element 21 for displaying an image, and the display The image displayed on the element 21 is made incident on the optical glass 11 via the light control member 12, and the image made incident in the optical glass 11 is totally reflected to reach the pupil of the person wearing the optical device 20.
- propagation means 22 for propagation.
- the display element 21 is an element for displaying an image, and the image displayed here is incident on the optical glass 11 via the light control member 12. At this time, the display element 21 may have a backlight.
- the image incident on the optical glass 11 is diffracted so as to propagate to a predetermined position while totally reflecting the inside of the optical glass 11 by the propagation means 22, and the image propagated to the predetermined position is further transmitted to the optical device 20. It is arranged to diffract toward the pupil of the wearer.
- the light control member 12 is set in the light shielding state to suppress the influence of external light, and the image can be easily viewed. At this time, as described above, since the color perceived through the optical glass 11 and the light control member 12 is improved, it is possible to view an image close to the original color.
- the transmission state of the light of the light control member 12 may be arbitrarily adjusted by the user, or the intensity of the external light may be detected by a sensor or the like to be automatically adjusted, or they may be combined. It is also good.
- the high purity raw material used for normal optical glasses such as an oxide, a hydroxide, carbonate, nitrate, a fluoride, a hydroxide, a metaphosphoric acid compound, as a raw material was selected and used.
- the weighed raw materials are uniformly mixed, placed in a platinum container, melted at about 1400 ° C. for about 5 hours, clarified, stirred, and cast into a 50 mm ⁇ 100 mm rectangular mold preheated to about 650 ° C., then about The glass was gradually cooled at 1 ° C./min to obtain optical glasses of Examples 1 to 28 and Comparative Example 1 having a predetermined plate thickness.
- Examples 1 to 5, 7 to 8, 14 and 22 are Si-Nb base glass mainly composed of SiO 2 and Nb 2 O 5
- Examples 6, 11, 15 to 17, 20, 23 to 25 is a Si—Ti based mother glass mainly composed of SiO 2 and TiO 2
- Examples 9, 10, 18 and 19 are La—B based mother glass mainly composed of La 2 O 3 and B 2 O 3
- Examples 12, 13 and 21 are P-based mother glass having P 2 O 5 as a main component
- Examples 26 to 28 are Bi-based mother glass having Bi 2 O 3 as a main component
- Comparative Example 1 is SiO 2 and Si-Al-based mother glass mainly composed of Al 2 O 3, and a.
- Fe, Cr, Ni, and Pt are contained as elements to be coloring components as shown in Tables 1 to 4 when the total of the components of the mother glass is 100% by mass for adjusting the chromaticity.
- Glass transition temperature A value measured using a differential thermal dilatometer (TMA), and determined according to JIS R 3103-3 (2001).
- Thermal expansion coefficient ( ⁇ ) linear thermal expansion coefficient measured in the range of 30 to 350 ° C. using a differential thermal expansion meter (TMA), average linear thermal expansion coefficient in the range of 30 to 350 ° C. according to JIS R 3102 (1995) I asked for.
- Transmittance Optical glass was processed into a plate having the thickness described in the Examples, and the sample was mirror-polished on both surfaces, and measured with a spectrophotometer (U-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Chromaticity: Using the CIE 1976 (L * a * b *) color space (CIELAB) standardized by the International Commission on Illumination (CIE) as the chromaticity, brightness (L *) at A light source, reflected light at A light source The chromaticity (a *, b *) of was measured (JIS Z 8781-4 (2013)).
- the optical glasses of Examples 1 to 28 are each an refractive index (n d) of 1.55 or higher and a high refractive index. Further, these optical glasses have an chromaticity b * of 4.8 or more or b * /
- the optical glass of Comparative Example 1 which is a comparative example has a chromaticity b * of less than 4.8 and b * /
- is greater than 4.9, and as an optical member for the above applications, it becomes difficult to recognize natural tints.
- FIG. 4 shows a graph in which the relationship between the chromaticity a * and b * under the A light source in the example and the comparative example is plotted, but in the optical glass of the example, all satisfy the predetermined range. There is.
- the optical member of the present embodiment has an optical glass with a high refractive index, and the chromaticity b * of the optical member satisfies a predetermined range, and is an optical member such as wearable equipment, vehicle mounting, robot mounting, etc. Is preferred.
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Abstract
高屈折率なガラスであって、調光部材と組み合わせた際にその色味を改善し、ウェアラブル機器の部材として好適な光学ガラス、その光学ガラスを用いた光学部材および光学機器を提供する。屈折率が1.55以上であり、CIELab表示における、A光源下での色度b*がb*>4.8を満たす光学ガラス11、その光学ガラス11と調光部材12とを重ねた構成を有する光学部材10、および該光学部材10を用いた光学機器。
Description
本発明は、光学ガラス、光学部材および光学機器に関する。
ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに用いられる光学ガラスとしては、装置全体の重量を減量するためにガラスの板厚を薄板化した際に高強度であることが求められる。高強度化の方法としては、強度の高い組成を用いたりガラスを化学強化したりする方法等が挙げられる。
また、このようなウェアラブル機器では、映像エンジンで生成された映像をガラス等の透明体に導光させて眼球に導くことがあるが、その場合、外界が明るいと映像が見にくくなってしまう。そのため、外界の明るさに合わせて透過率を変えられる調光部材を、上記光学ガラス(石英ガラスやBK7(ホウケイ酸ガラス))と組み合わせる技術が知られている(例えば、特許文献1および2参照)。
このような調光部材と光学ガラスとを組み合わせて得られる光学機器は、外界の明るさに応じて光の透過率を変動させ、映像等を見やすい明るさに調節することができる。これにより、使用環境の制限をなくし、より幅広い環境での使用を可能としている。このとき、調光部材のうち、透過条件における透過率が高いものとしてエレクトロクロミックを利用した調光部材が知られている。
しかしながら、このエレクトロクロミックを利用した調光部材は、通電状態により透過率を変動させることが可能であるが、遮光時に青みがかった色を呈することが多い。
そして、この調光部材と組み合わせる強度の高い光学ガラス(保護ガラス)としては、着色の少ないガラスを用いることが一般的である。上記石英ガラスやBK7は紫外域から赤外域までの広い波長域で透過率が高く、可視域全域の透過率も80%以上という透明性を有している。そのため、この光学ガラスを上記調光部材と組み合わせてウェアラブル機器とした際に、ウェアラブル機器を通して見た映像は青みがかった色になり、自然な色にならず、映像の色再現性を低下させてしまうことが課題となっている。
また、ウェアラブル機器に用いられる光学ガラスとしては、画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面から、高屈折率であることが求められる。
本発明は、上述のような課題を解消するためになされ、高屈折率なガラスであって、調光部材と組み合わせた際にその色味を改善し、ウェアラブル機器の部材として好適な光学ガラス、その光学ガラスを用いた光学部材および光学機器の提供を目的とする。
本発明の光学ガラスは、屈折率が1.55以上であり、CIELab表示における、A光源下での色度b*がb*≧4.8を満たすことを特徴とする。
また、本発明の他の光学ガラスは、屈折率が1.55以上であり、CIELab表示における、A光源下での色度a*の絶対値に対するb*の比(b*/|a*|)がb*/|a*|≧0.55であり、かつb*≧0.1を満たすことを特徴とする。
本発明の光学部材は、本発明の光学ガラスと調光部材とを重ねた構成を有することを特徴とする。
また、本発明の光学機器は、本発明の光学部材を用いたことを特徴とする。
本発明の光学ガラスは、屈折率が1.55以上であることからウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして好適であり、かつ、その色度b*を所定の特性とすることで、調光部材と組み合わせた構成とし、それらの構成を通して外界を見た際に、自然な色味の観察を可能とする。
したがって、この光学ガラスを用いることで、調光部材と組み合わせた光学部材および光学機器は、ウェアラブル機器とした際に、映像の色味再現性を向上させた製品とできる。
以下、本発明の光学ガラス、光学部材および光学機器の実施形態について説明する。
[光学ガラス]
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態である光学ガラスは1.55以上の高い屈折率(nd)を有する。屈折率(nd)が1.55以上であるので、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面で好適である。また車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に用いられる小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズとしては、より小型で広い範囲を撮影するために好適である。この屈折率(nd)は好ましくは、1.60以上であり、より好ましくは1.65以上、さらに好ましくは1.68以上、さらに好ましくは1.70以上、さらに好ましくは1.72以上、さらに好ましくは1.74以上、さらに好ましくは1.76以上、さらに好ましくは1.78以上、特に好ましくは1.80以上である。
[光学ガラス]
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態である光学ガラスは1.55以上の高い屈折率(nd)を有する。屈折率(nd)が1.55以上であるので、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面で好適である。また車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に用いられる小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズとしては、より小型で広い範囲を撮影するために好適である。この屈折率(nd)は好ましくは、1.60以上であり、より好ましくは1.65以上、さらに好ましくは1.68以上、さらに好ましくは1.70以上、さらに好ましくは1.72以上、さらに好ましくは1.74以上、さらに好ましくは1.76以上、さらに好ましくは1.78以上、特に好ましくは1.80以上である。
一方、本実施形態の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは2.0以下である。屈折率(nd)が、2.0以下であることで、密度が低くなりやすいため強度が向上しやすく、また失透温度が低くなりやすいため好ましい製造特性を得やすい。この屈折率(nd)は好ましくは、1.95以下であり、より好ましくは1.90以下、さらに好ましくは1.85以下、よりさらに好ましくは1.81以下である。
また、本実施形態の光学ガラスは、波長450nm、550nm、650nmおよび750nmにおける光透過率がすべて70%以上であることが好ましい。光透過率が70%以上であるので、本実施形態の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして画像の高輝度・高コントラスト化、導光特性向上などの面で好適である。この光透過率は好ましくは、75%以上であり、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは82%以上、特に好ましくは85%以上である。
なお、本明細書における光透過率は、光学ガラスについて、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U-4100)にて測定される値である。
本実施形態の光学ガラスは、CIELab表示におけるA光源下での色度b*がb*≧4.8を満たす。このように該光学ガラスの色度b*が上記関係を満たすことで、後述する調光部材と重ねた際に、観察される色味を改善することができる。すなわち、後述する、光学ガラスと調光部材を重ねた構成である光学部材は、その調光部材の遮光時におけるCIELab表示におけるA光源下での色度aC*、bC*がともに0に近づき、この光学部材を通して映像等を見たときの色味が自然な色味となる。
なお、本明細書におけるCIELab表示は、国際照明委員会(CIE)で規格化されたCIE 1976(L*a*b*)色空間(CIELAB)である。本願においては、A光源における明度(L*)、A光源における反射光の色度(a*、b*)をいう。
この光学ガラスの色度b*は、b*≧4.8である。この色度b*がb*≧4.8を満たすことで、調光部材を遮光(着色)状態としたとき、光学ガラスと調光部材とを重ねた構成である光学部材を通して映像等を見たときの色味が自然な色味に近づく。好ましくはb*≧5であり、より好ましくはb*≧5.5であり、さらに好ましくはb*≧6であり、さらに好ましくはb*≧7であり、さらに好ましくはb*≧8であり、特に好ましくはb*≧10である。
また、この光学ガラスの色度b*はb*≦15が好ましい。この色度b*がb*≦15を満たすことで、調光部材を遮光(着色)状態としたとき、光学ガラスと調光部材とを重ねた構成である光学部材を通して映像等を見たときの色味が自然な色味に近づく。この光学ガラスの色度b*は、好ましくはb*≦14であり、より好ましくはb*≦13であり、さらに好ましくはb*≦12であり、特に好ましくはb*≦11である。
本実施形態の光学ガラスは、後述する調光部材と重ねて用いられるものであり、このように重ねて用いることで、上記観察される映像等の色味が自然な色味として認識できる。
さらに、本実施形態の光学ガラスは、製造の容易さ、強度を向上させるなどの観点から、以下の特性を有していることが好ましい。
本実施形態の光学ガラスのTgは、800℃以下が好ましい。本実施形態の光学ガラスを、上記した範囲のTgとすると、プレス成型およびリドロー成形における成形性が良好である。このTgは、より好ましくは760℃以下であり、さらに好ましくは720℃以下、さらにより好ましくは680℃以下、特に好ましくは640℃以下である。
また、本実施形態の光学ガラスのTgは、500℃以上が好ましい。本実施形態の光学ガラスを、上記した範囲のTgとすると、高温プロセスにガラスを使用した際にたわみ等がおさえられる。このTgは、より好ましくは520℃以上であり、さらに好ましくは540℃以上、さらにより好ましくは560℃以上、特に好ましくは580℃以上である。
この光学ガラスのTgは、例えば、熱膨張法等の公知の方法によって求めることができる。
本実施形態の光学ガラスのヤング率(E)は、60GPa以上が好ましい。このような特性を有すると、薄いガラス板としてウェアラブル機器に用いた際や、レンズとして車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどに用いられた場合に、たわみが少ないという利点がある。
ガラスのたわみ量を少なくする観点で、このEは、より好ましくは70GPa以上であり、さらに好ましくは80GPa以上、よりさらに好ましくは85GPa以上、特に好ましくは90GPa以上である。また、本実施形態の光学ガラスのヤング率(E)は、140GPa以下が好ましい。このような特性を有すると、ガラスをローラー等で搬送する際のたわみ量が少なくなり,ガラスの割れ等のトラブルを減らすことができる。ガラスを割れにくくするという観点では、このEは、より好ましくは120GPa以下であり、さらに好ましくは100GPa以下、よりさらに好ましくは95GPa以下、特に好ましくは90GPa以下である。
また、本実施形態の光学ガラスの50~350℃における熱膨張係数(α)は、50(×10-7/K)以上が好ましい。本実施形態の光学ガラスは、上記した範囲のαとすると、周辺部材との膨張マッチングが良好である。このαは、より好ましくは60(×10-7/K)以上であり、さらに好ましくは70(×10-7/K)以上であり、さらにより好ましくは80(×10-7/K)以上であり、特に好ましくは90(×10-7/K)以上である。
また、本実施形態の光学ガラスのαは、150(×10-7/K)以下が好ましい。本実施形態の光学ガラスは、上記した範囲のαとすると、冷却時の割れを起こりにくくすることができる。このαは、より好ましくは120(×10-7/K)以上であり、さらに好ましくは110(×10-7/K)以下であり、さらにより好ましくは100(×10-7/K)以下であり、特に好ましくは95(×10-7/K)以下である。
本実施形態の光学ガラスは、厚さが0.01mm以上のガラス板であることが好ましい。厚さが0.01mm以上であれば、光学ガラスの自重によるたわみを抑えられる。この厚さは、より好ましくは0.1mm以上であり、さらに好ましくは0.3mm以上であり、よりさらに好ましくは0.5mm以上、特に好ましくは0.7mm以上である。一方で厚さが2.0mm以下であれば、光学部材全体を軽量化することが容易になる。この厚さは、より好ましくは1.5mm以下であり、さらに好ましくは1.0mm以下であり、よりさらに好ましくは0.8mm以下、特に好ましくは0.6mm以下である。
本実施形態の光学ガラスはガラス板の形状であることが好ましく、ガラス板である場合においては、その一の主表面の面積は、8cm2以上が好ましい。この面積が8cm2以上であれば、多数の光学素子を配置でき生産性が向上する。この面積はより好ましくは30cm2以上であり、さらに好ましくは170cm2以上であり、よりさらに好ましくは300cm2以上であり、特に好ましくは1000cm2以上である。一方で面積が6500cm2以下であればガラス板の取り扱いが容易になり、ガラス板の取り扱い時や加工時の破損を抑制できる。この面積はより好ましくは4500cm2以下であり、さらに好ましくは4000cm2以下であり、よりさらに好ましくは3000cm2以下であり、特に好ましくは2000cm2以下である。
また、本実施形態の光学ガラスの一の主表面の表面粗さRaは、2nm以下が好ましい。この範囲のRaとすると、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性が得られる。このRaは、より好ましくは1.7nm以下であり、さらに好ましくは1.4nm以下、さらにより好ましくは1.2nm以下、特に好ましくは1.0nm以下である。ここで、表面粗さRaは、JIS B0601(2001年)で定義された算術平均粗さである。本明細書では、10μm×10μmの異なる3つのエリアを、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した結果を平均した値である。
[ガラス成分]
次に、本実施形態の光学ガラスが含有し得る各成分の組成範囲の一実施形態について詳細に説明する。本明細書において、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のガラス母組成の全質量に対する質量%で示す。ここでガラス母組成は、Sb2O3およびSnO2を除いた成分である。
次に、本実施形態の光学ガラスが含有し得る各成分の組成範囲の一実施形態について詳細に説明する。本明細書において、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のガラス母組成の全質量に対する質量%で示す。ここでガラス母組成は、Sb2O3およびSnO2を除いた成分である。
本実施形態の光学ガラスにおける高屈折率かつ光透過率が良好であって、さらに溶解性が高いという特性を満たす母組成としては、例えば、酸化物基準の質量%表示で、ガラス形成成分として、SiO2、B2O3およびP2O5からなる群から選ばれる少なくとも1種を5~80質量%、修飾酸化物としてMgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Li2O、Na2O、K2O、Cs2O、Ln2O3(LnはY、La、Gd、YbおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1種である。)からなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物を合計で5~70質量%、中間酸化物としてAl2O3、TiO2、ZrO2、WO3、Bi2O3、TeO2、Ta2O5、Nb2O5からなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物を合計で0~50質量%、を含有する組成が挙げられる。
このような光学ガラスの組成としては、具体的には、(1)La-B系、(2)SiO2系、(3)P2O5系の光学ガラスが挙げられる。なお、ガラス組成における含有量の説明で、単に「%」「ppm」との表記は、特に説明をしている場合を除き「質量%」「質量ppm」を意味する。
(1)La-B系としては、例えば、母組成の合計を100%としたとき、La2O3を5~70%、B2O3を5~70%含有するガラスが例示できる。
La2O3成分を5%以上含有することで、所望の高屈折率にでき、且つ分散を小さく(アッベ数を大きく)できる。従って、La2O3成分の含有量は、好ましくは10%、より好ましくは15%、さらに好ましくは20%、さらに好ましくは30%を下限とする。
他方で、La2O3成分の含有量を70%以下にすることで、ガラスの溶融性の低下を抑えられ、ガラスの耐失透性を高められる。従って、La2O3成分の含有量は、好ましくは60%、より好ましくは50%、さらに好ましくは40%、さらに好ましくは30%を上限とする。
B2O3は、ガラス形成成分であり、B2O3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、5~70%が好ましい。
B2O3成分を5%以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つガラスの分散を小さくできる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは10%、より好ましくは20%、さらに好ましくは35%を下限とする。
他方で、B2O3成分の含有量を70%以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは60%、より好ましくは50%、さらに好ましくは40%、さらに好ましくは30%を上限とする。
MgOは任意成分である。MgOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%が好ましい。MgO成分を含有することで、ガラスの機械的強度を向上できる。MgOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは8%以上である。MgOの含有量が20%以下であれば失透温度を低くし、好ましい製造特性が得られる。MgOの含有量は、より好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは5%以下であり、特に好ましくは3%以下である。
CaOは任意成分である。CaOの含有量は、母組成の合計100%としたとき、0~30%が好ましい。CaO成分を含有することで、ガラスの化学的耐久性を向上できる。CaOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。CaOの含有量が30%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。CaOの含有量は、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
SrOは任意成分である。SrOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%が好ましい。SrO成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。SrOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。SrOの含有量が30%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。SrOの含有量は、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
BaOは任意成分である。BaOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~40%が好ましい。BaO成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。BaOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。BaOの含有量が40%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。BaOの含有量は、より好ましくは30%以下であり、さらに好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
ZnOは任意成分である。ZnOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%が好ましい。ZnO成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。ZnOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。ZnOの含有量が30%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ZnOの含有量は、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
Li2Oは任意成分である。Li2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~15%が好ましい。Li2Oを含有させると、強度(Kc)およびクラック耐性(CIL)を向上できる。Li2Oの含有量は、より好ましくは0.5%以上であり、さらに好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、特に好ましくは5%以上である。一方、Li2Oの含有量が15%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Li2Oの含有量は好ましくは10%以下であり、より好ましくは7%以下であり、さらに好ましくは5%以下であり、特に好ましくは4%以下である。
Na2Oは任意成分である。Na2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%である。Na2Oの含有量が20%以下であれば良好なクラック耐性が得られる。Na2Oの含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは7%以下であり、特に好ましくは5%以下である。本実施形態の光学ガラスがNa2Oを含有する場合、失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られ、その含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上である。
K2Oは任意成分である。K2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%である。K2Oの含有量が20%以下であれば良好なクラック耐性が得られる。K2Oの含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは7%以下である。本実施形態の光学ガラスがK2Oを含有する場合、失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。その含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上である。
また、本実施形態の光学ガラスにおいては、任意成分としてアルカリ金属成分(Li2O+Na2O+K2O)を含有できる。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%である。Li2O+Na2O+K2Oが2%以上であれば、ガラスの粘性がlogη=2となる温度T2が低くなり易く、溶解温度が低くなり着色を抑えられる。Li2O+Na2O+K2Oは、好ましくは4%以上であり、より好ましくは6%以上であり、さらに好ましくは8%以上であり、特に好ましくは10%以上である。また、Li2O+Na2O+K2Oの含有量を20%以下にすることで失透温度を下げ好ましい製造特性が得られる。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは8%以下であり、特に好ましくは6%以下である。
本実施形態の光学ガラスにおいて、アルカリ金属成分(Li2O、Na2O、K2O)のなかでも、Li2Oは、ガラスの強度を向上させる成分であるが、その量が多いとT2が低くなり易く失透し易くなる。そこで、本実施形態の光学ガラスでは、酸化物基準の質量%による比の値で、Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)は0.45以下が好ましい。Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)を0.45以下とすることで、T2が高くなりやすく、失透し難くなりガラスの易成形性が向上する。Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)は、より好ましくは0.4以下であり、さらに好ましくは0.35以下であり、特に好ましくは0.3以下である。
Cs2Oは任意成分である。Cs2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%である。Cs2Oの含有量が0%超であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。本実施形態の光学ガラスがCs2Oを含有する場合、その含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上である。一方、Cs2Oの含有量が20%以下であれば良好なクラック耐性が得られる。Cs2Oの含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは7%以下である。
Ln2O3(LnはY、La、Gd、YbおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1種である。)は任意成分である。Ln2O3の合量としての含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。Ln2O3を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ln2O3の合量としての含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、Ln2O3の含有量が55%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。そのため、合量としての含有量は、好ましくは55%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Al2O3は任意成分である。Al2O3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%以下である。Al2O3を含有させると、ガラスの強度を高めるとともにガラスの安定性を向上できる。Al2O3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは8%以上である。
また、Al2O3の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Al2O3の含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは8%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
TiO2は任意成分である。TiO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。TiO2を含有させると、ガラスの屈折率を高めるとともにガラスの安定性を向上できる。また、TiO2はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。TiO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、TiO2の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。TiO2の含有量は、好ましくは35%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
ZrO2は任意成分である。ZrO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。ZrO2を含有させると、ガラスの屈折率を高めるとともに化学耐久性を向上できる。ZrO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、ZrO2の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ZrO2の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
WO3は任意成分である。WO3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。WO3を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。また、WO3はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。WO3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。
また、WO3の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。WO3の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Bi2O3は任意成分である。Bi2O3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。Bi2O3を含有させる、ガラスの屈折率を向上できる。また、Bi2O3はガラスを着色させる成分であり、a*とb*をともに増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Bi2O3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上である。
また、Bi2O3の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。Bi2O3の含有量は、好ましくは35%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
TeO2は任意成分である。TeO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%である。TeO2を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。TeO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、TeO2の含有量が55%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。TeO2の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Ta2O5は任意成分である。Ta2O5の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%である。Ta2O5を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。Ta2O5の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、Ta2O5の含有量が30%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ta2O5の含有量は、好ましくは25%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Nb2O5は任意成分である。Nb2O5の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。Nb2O5を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。また、Nb2O5はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Nb2O5の含有量は、好ましくは5%以上であり、より好ましくは10%以上であり、さらに好ましくは15%以上であり、特に好ましくは30%以上である。
また、Nb2O5の含有量が55%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Nb2O5の含有量は、好ましくは35%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
(2)SiO2系としては、例えば、SiO2を10~70%含有し、高屈折率成分としてNb2O5、Ta2O5、Li2O、SrO、BaO、TiO2、ZrO2、WO3、Bi2O3、TeO2およびLn2O3(LnはY、La、Gd、YbおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1種である。)からなる群から選ばれる少なくとも1種を1%以上含有するガラスが例示できる。
SiO2は、ガラス形成成分である。SiO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、10~70%である。SiO2の含有量が10%以上で、ガラスの粘性がlogη=2となる温度T2を好ましい範囲にし、ガラスに高い強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上できる。SiO2の含有量は、好ましくは15%以上であり、より好ましくは20%以上であり、さらに好ましくは25%以上である。一方、SiO2の含有量が70%以下で、高い屈折率を得るための成分を含有できる。SiO2の含有量は、好ましくは60%以下であり、より好ましくは50%以下であり、さらに好ましくは40%以下である。
Nb2O5は、任意成分である。Nb2O5の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、5%以上とすることでガラスの屈折率を高めるとともに、アッベ数(vd)を小さくできる。また、Nb2O5はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Nb2O5の含有量は、より好ましくは15%以上であり、さらに好ましくは25%以上であり、特に好ましくは30%以上である。
また、Nb2O5の含有量が70%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Nb2O5の含有量は、好ましくは60%以下であり、より好ましくは55%以下であり、さらに好ましくは50%以下である。
Ta2O5は任意成分である。Ta2O5の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%である。Ta2O5の含有量は、1%以上とすることで屈折率を向上できる。Ta2O5の含有量は、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、Ta2O5の含有量が30%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。Ta2O5の含有量は、好ましくは25%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
また、本実施形態の光学ガラスにおいては、任意成分としてアルカリ金属成分(Li2O+Na2O+K2O)を含有できる。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~20%である。Li2O+Na2O+K2Oが2%以上であれば、T2が低くなり易く、溶解温度が低くなり着色を抑えられる。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、好ましくは4%以上であり、より好ましくは6%以上であり、さらに好ましくは8%以上であり、特に好ましくは10%以上である。また、Li2O+Na2O+K2Oの含有量を20%以下にすることで失透温度を下げ、好ましい製造特性が得られる。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは8%以下であり、特に好ましくは6%以下である。
本実施形態の光学ガラスにおいて、アルカリ金属成分(Li2O、Na2O、K2O)のなかでも、Li2Oは、ガラスの強度を向上させる成分であるが、その量が多いとT2が低くなり易く失透し易くなる。そこで、本実施形態の光学ガラスでは、酸化物基準の質量%による比の値で、Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)は0.45以下が好ましい。Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)を0.45以下とすることで、T2が高くなりやすく、失透し難くなりガラスの易成形性が向上する。Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)は、より好ましくは0.4以下であり、さらに好ましくは0.35以下であり、特に好ましくは0.3以下である。
Li2Oは任意成分である。Li2Oの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~15%が好ましい。Li2Oを含有させると、強度(Kc)およびクラック耐性(CIL)を向上できる。Li2Oの含有量は、より好ましくは0.5%以上であり、さらに好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、特に好ましくは5%以上である。一方、Li2Oの含有量が15%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Li2Oの含有量は、好ましくは10%以下であり、より好ましくは7%以下であり、さらに好ましくは5%以下であり、特に好ましくは4%以下である。
SrOは任意成分である。SrOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%が好ましい。SrO成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上させることができる。SrOの含有量は、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。この含有量が30%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。SrOの含有量は、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
BaOは任意成分である。BaOの含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~50%が好ましい。BaO成分を含有することで、ガラスの屈折率を向上させることができる。より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。この含有量が50%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。BaOの含有量は、より好ましくは35%以下であり、さらに好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
TiO2は任意成分である。TiO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。TiO2を含有させると、ガラスの屈折率を向上させ、ガラスの安定性を向上できる。また、TiO2はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。TiO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、TiO2の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。TiO2の含有量は、好ましくは35%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
ZrO2は任意成分である。ZrO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。ZrO2を含有させると、ガラスの屈折率を向上させ、化学耐久性を向上できる。ZrO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、ZrO2の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。ZrO2の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
WO3は任意成分である。WO3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。WO3を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。また、WO3はガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。WO3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。
また、WO3の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。WO3の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Bi2O3は任意成分である。Bi2O3の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~55%である。Bi2O3を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。また、Bi2O3はガラスを着色させる成分であり、a*とb*をともに増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Bi2O3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。
また、Bi2O3の含有量が55%以下であれば失透温度が低くなり、ガラスの着色を抑えられる。Bi2O3の含有量は、好ましくは35%以下であり、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
TeO2は任意成分である。TeO2の含有量は、母組成の合計を100%としたとき、0~30%である。TeO2を含有させると、ガラスの屈折率を向上できる。TeO2の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上であり、特に好ましくは15%以上である。
また、TeO2の含有量が55%以下であれば失透温度を低くできる上、原料コストを下げられる。TeO2の含有量は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
Ln2O3(LnはY、La、Gd、Yb、およびLuからなる群から選ばれる1種以上である。)を含有することで、ガラスの屈折率を向上できる。Ln2O3の含有量は、好ましくは1%以上であり、より好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、特に好ましくは10%以上である。一方、Ln2O3の含有量が、母組成の合計を100%としたとき、55%以下であれば失透温度が低くなり、好ましい製造特性が得られる。Ln2O3の含有量は、合計で、好ましくは35%以下であり、さらに好ましくは20%以下であり、特に好ましくは15%以下である。
(3)P2O5系としては、例えば、P2O5を10~70質量%含有し、高屈折率成分としてNb2O5、Ta2O5、Li2O、SrO、BaO、TiO2、ZrO2、WO3、Bi2O3、TeO2およびLn2O3(LnはY、La、Gd、YbおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1種である。)からなる群から選ばれる少なくとも1種を1%以上含有するガラスが例示できる。
P2O5はガラスを構成するガラス形成成分であり、ガラスに製造可能な安定性を持たせ、ガラス転移温度と液相温度を小さくする作用が大きい。しかし、P2O5の含有量が、母組成の合計を100%としたとき、10%未満であると十分な効果が得られない。P2O5の含有量は、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上、特に好ましくは40%以上である。また、P2O5の含有量が70%以下であれば、良好な化学的耐久性が得られる。P2O5の含有量は、好ましくは65%以下、より好ましくは60%以下、さらに好ましくは55%以下、特に好ましくは50%以下である。
なお、高屈折率成分については、上記(2)SiO2と同一であるため、説明は省略する。
そして、本実施形態の光学ガラスにおいては、該光学ガラスが上記した色度b*を満たすように、上記母組成中に着色成分を配合させることもできる。このとき用いられる着色成分としては、Fe、Cr、Ni、Pt等の元素が挙げられ、これらの元素は単体、イオン、酸化物等の化合物、として含有される。
Feはガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Feの含有量は、好ましくは2質量ppm以上、より好ましくは5質量ppm以上、さらに好ましくは10質量ppm以上、さらに好ましくは30質量ppm以上、特に好ましくは50質量ppm以上である。一方で、Feの含有量を500質量ppm以下とすることで、ウェアラブル機器の使用時に可視光の吸収が抑えられ、内部透過率が向上する。Feの含有量は、好ましくは300質量ppm以下、より好ましくは250質量ppm以下、さらに好ましくは200質量ppm以下、さらに好ましくは100質量ppm以下、さらに好ましくは50質量ppm以下、特に好ましくは30質量ppm以下である。
Crはガラスを着色させる成分であり、a*とb*をともに増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Crの含有量は、好ましくは0.3質量ppm以上、より好ましくは0.5質量ppm以上、さらに好ましくは1質量ppm以上、さらに好ましくは3質量ppm以上、特に好ましくは5質量ppm以上である。一方で、Crの含有量を50質量ppm以下とすることで、ウェアラブル機器の使用時に可視光の吸収が抑えられ、内部透過率が向上する。Crの含有量は、好ましくは30質量ppm以下、より好ましくは25質量ppm以下、さらに好ましくは20質量ppm以下、さらに好ましくは10質量ppm以下、さらに好ましくは5質量ppm以下、特に好ましくは3質量ppm以下である。
Niはガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。Niの含有量は、好ましくは0.3質量ppm以上、より好ましくは0.5質量ppm以上、さらに好ましくは1質量ppm以上、さらに好ましくは3質量ppm以上、特に好ましくは5質量ppm以上である。一方で、Niの含有量を50質量ppm以下とすることで、ウェアラブル機器の使用時に可視光の吸収が抑えられ、内部透過率が向上する。Niの含有量は、好ましくは30質量ppm以下、より好ましくは25質量ppm以下、さらに好ましくは20質量ppm以下、さらに好ましくは10質量ppm以下、さらに好ましくは5質量ppm以下、特に好ましくは3質量ppm以下である。
Ptはガラスを着色させる成分であり、b*を増大させ、好ましい色度を得るために含有することができる。このPtの含有量は、好ましくは0.3質量ppm以上、より好ましくは0.5質量ppm以上、さらに好ましくは1質量ppm以上、さらに好ましくは3質量ppm以上、特に好ましくは5質量ppm以上である。一方でPtの含有量を10質量ppm以下とすることで、ウェアラブル機器の使用時に可視光の吸収が抑えられ、内部透過率が向上する。Ptの含有量は、好ましくは30質量ppm以下、より好ましくは25質量ppm以下、さらに好ましくは20質量ppm以下、さらに好ましくは10質量ppm以下、さらに好ましくは5質量ppm以下、特に好ましくは3質量ppm以下である。
さらに本実施形態の光学ガラスには、Sb2O3およびSnO2のうちの少なくとも一つが含有されることが好ましい。これらは必須の成分ではないが、屈折率特性の調整、溶融性の向上、着色の抑制、透過率の向上、清澄、化学的耐久性の向上などの目的で添加できる。これらの成分を含有させる場合、それらの含有量は、合計で、好ましくは5%以下であり、より好ましくは3%以下であり、さらに好ましくは1%以下であり、特に好ましくは0.5%以下である。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態である光学ガラスは、1.55以上の高い屈折率(nd)を有する点で第1の実施形態の光学ガラスと同一の特性を有し、その色度に関する特性が以下に説明する点で若干異なる。なお、色度に関して第1の実施形態とは異なる観点で規定しているが、これらの実施形態においては重複するガラスが多く含まれる。
本発明の第2の実施形態である光学ガラスは、1.55以上の高い屈折率(nd)を有する点で第1の実施形態の光学ガラスと同一の特性を有し、その色度に関する特性が以下に説明する点で若干異なる。なお、色度に関して第1の実施形態とは異なる観点で規定しているが、これらの実施形態においては重複するガラスが多く含まれる。
そして、光学ガラスの色度a*、b*がこのような特性を満たすことで、後述する調光部材と重ねた際に、観察される色味を改善することができる。すなわち、後述する、光学ガラスと調光部材を重ねた構成である光学部材は、その調光部材の遮光時におけるCIELab表示におけるA光源下での色度aC*、bC*がともに0に近づき、この光学部材を通して映像等を見たときの色味が自然な色味となる。
本実施形態における色度は、光学ガラスの色度a*の絶対値に対するb*の比(b*/|a*|)が、b*/|a*|≧0.55を満たすものである。この比が、b*/|a*|≧0.55を満たすことで、調光部材を遮光(着色)状態としたとき、光学ガラスと調光部材とを重ねた構成である光学部材を通して映像等を見たときの色味が自然な色味に近づく。この比は、好ましくはb*/|a*|≧0.60であり、より好ましくはb*/|a*|≧0.70であり、さらに好ましくはb*/|a*|≧0.80であり、特に好ましくはb*/|a*|≧1.00である。また、上記関係に加えて、b*≧0.1を満たすことが好ましい。
なお、光学ガラスの色度に関し、上記関係を満たす領域を示す色度図を図3に示した。
上記説明した色度図における領域を満たすことで、調光部材を遮光(着色)状態としたとき、光学ガラスと調光部材とを重ねた構成である光学部材を通して映像等を見たときの色味が特定の色味に偏ることなく、また周囲の景色等を見た時の明度の減少を抑えることができる。
上記説明した色度図における領域を満たすことで、調光部材を遮光(着色)状態としたとき、光学ガラスと調光部材とを重ねた構成である光学部材を通して映像等を見たときの色味が特定の色味に偏ることなく、また周囲の景色等を見た時の明度の減少を抑えることができる。
この第2の実施形態においては、その他の物性や形状特性やガラス組成については、第1の実施形態と同様に説明できる。なお、上記色度特性を満たすために、Fe、NiまたはPtを含むことが好ましい。このFe、Ni、Ptの含有量の合計は、好ましくは0.3質量ppm以上、より好ましくは0.5質量ppm以上、さらに好ましくは1質量ppm以上、さらに好ましくは3質量ppm以上、特に好ましくは5質量ppm以上である。一方でFe、Ni、Ptの含有量の合計を10質量ppm以下とすることで、ウェアラブル機器の使用時に可視光の吸収が抑えられ、内部透過率が向上する。
[光学ガラスおよびガラス成形体の製造方法]
上記実施形態の光学ガラスは、例えば以下のように製造される。
上記実施形態の光学ガラスは、例えば以下のように製造される。
すなわち、まず、上記所定のガラス組成となるように原料を秤量し、均一に混合する。得られた原料混合物を、連続溶解炉に投入し、バーナーにより加熱して原料混合物を溶解し、脱泡、撹拌などにより均質化した後、連続溶解炉から流出させ、冷却し、固化させて本実施形態の光学ガラスが得られる。
この光学ガラスは、溶融したガラスをフロート法、フュージョン法、ロールアウト法といった公知の成型方法によって板状に成形することでガラス板とできる。また、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、ガラス成形体を作製できる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のレンズプリフォームを作製し、このレンズプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したレンズプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりできる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
また、溶融方法についても、上記連続溶融法が適しているが、それ以外にも、従来公知の方法により光学ガラスとしてもよい。例えば、原料を混合して得た混合物を白金坩堝、石英坩堝またはアルミナ坩堝に投入して粗溶融し、その後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝、強化白金坩堝またはイリジウム坩堝に入れて1200~1400℃の温度範囲で2~10時間溶融し、脱泡、撹拌などにより均質化して泡切れ等を行った後、金型に鋳込んで徐冷して、光学ガラスが得られる。
このようにして作製されるガラス板やガラス成形体のような光学部材は、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、(1)ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに使われる導光体、フィルターやレンズ等、(2)車載用カメラ、ロボット用視覚センサーに使われるレンズやカバーガラス等に好適に用いられる。車載用カメラのような過酷な環境に曝される用途であっても好適に用いられる。また、有機EL用ガラス基板,ウエハーレベルレンズアレイ用基板、レンズユニット用基板、エッチング法によるレンズ形成基板、光導波路といった用途にも好適に用いられる。
以上説明した本実施形態の光学ガラスは高屈折率かつ所定の色度を有し、調光部材と組合わせて用いるウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、の光学ガラスとして好適である。
(第3の実施形態)
[光学部材]
本実施形態の光学部材は、上記説明した本実施形態の光学ガラスに、調光部材を重ねた構成として得られる部材である。このようにして得られる光学部材は、例えば、図1に示したように、光学ガラス11に調光部材12を積層した光学部材10が挙げられる。このように光学ガラス11と調光部材12とを重ねることで、この光学部材10における光の透過率を任意に調節することができる。すなわち、調光部材12の光の透過率を調節することにより、光学部材全体の透過率を任意に変動できる。なお、図1は積層した構成を示しているが、光学ガラス11と調光部材12とを離間させて配置することもできる。
[光学部材]
本実施形態の光学部材は、上記説明した本実施形態の光学ガラスに、調光部材を重ねた構成として得られる部材である。このようにして得られる光学部材は、例えば、図1に示したように、光学ガラス11に調光部材12を積層した光学部材10が挙げられる。このように光学ガラス11と調光部材12とを重ねることで、この光学部材10における光の透過率を任意に調節することができる。すなわち、調光部材12の光の透過率を調節することにより、光学部材全体の透過率を任意に変動できる。なお、図1は積層した構成を示しているが、光学ガラス11と調光部材12とを離間させて配置することもできる。
以下、ここで用いられる調光部材12について説明する。なお、光学ガラス11は既に上記で説明しているため省略する。
〈調光部材〉
本実施形態の調光部材12は、遮光時にCIELab表示におけるA光源下での色度b*がb*<0を満たすガラスである。遮光時のb*がこの関係を満たすことで、調光部材12と上記光学ガラス11とを重ねて得られる光学部材10は、その遮光時でのCIELab表示におけるA光源下での色度aC*、bC*が、調光部材12単独の場合よりも、ともに0に近づくものとなる。そのため、この光学部材10により映像を見たときの色味が自然な色味となる。この調光部材12の色度b*は、好ましくはb*<-1であり、より好ましくはb*<-2であり、さらに好ましくはb*<-4であり、特に好ましくはb*<-6である。
本実施形態の調光部材12は、遮光時にCIELab表示におけるA光源下での色度b*がb*<0を満たすガラスである。遮光時のb*がこの関係を満たすことで、調光部材12と上記光学ガラス11とを重ねて得られる光学部材10は、その遮光時でのCIELab表示におけるA光源下での色度aC*、bC*が、調光部材12単独の場合よりも、ともに0に近づくものとなる。そのため、この光学部材10により映像を見たときの色味が自然な色味となる。この調光部材12の色度b*は、好ましくはb*<-1であり、より好ましくはb*<-2であり、さらに好ましくはb*<-4であり、特に好ましくはb*<-6である。
また、この調光部材12の色度b*はb*>-15が好ましい。この色度b*がb*>-15を満たすことで、調光部材12を遮光(着色)状態としたとき、上記光学ガラス11と調光部材12とを重ねた構成である光学部材10により映像等を見たときの色味が自然な色味に近づく。この調光部材12の色度b*は、好ましくはb*>-10であり、より好ましくはb*>-8.0であり、さらに好ましくはb*>-7.0であり、特に好ましくはb*>-6.0である。
また、本実施形態における調光部材は、第1基板、および、第1基板と対向する第2基板、第1基板および第2基板のそれぞれに設けられた第1電極および第2電極、並びに、第1基板と第2基板との間に封止された光透過制御材料層、から成る形態とすることができる。
このような調光部材12としては、遮光時に上記色度b*に関する関係を満たす公知の調光部材12が好ましい。
この公知の調光部材は、例えば、第1の基板と、この第1の基板と対向する第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に封止された光透過制御材料層を備えて構成されるものが例示できる。
調光部材は、光透過制御材料層として(1)液晶材料層、(2)無機エレクトロルミネッセンス材料層、(3)帯電した多数の電気泳動粒子および電気泳動粒子とは異なる色の分散媒から構成された電気泳動分散液層、(4)金属(例えば、銀粒子)の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式(エレクトロデポジション・電界析出)材料層、(5)酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用したエレクトロクロミック材料層、(6)エレクトロウェッティング現象によって光透過率を制御するエレクトロウェッティング材料層、等が例示できる。
ここで、(2)無機エレクトロルミネッセンス材料層を用いる場合、光透過制御材料層を構成する材料として、有機系、タングステン系等が挙げられる。このような調光部材は遮光時に青みがかった色調となる。このような調光部材12としては、例えば、Gentex社Automatic-dimming mirror、MagnaMirror社EC Glass (auto-dimming)、SAGE社SageGlass、 Kinestral社Hailoが挙げられる。
ここで、上記光学部材にあっては、観察者側から、光学ガラス、調光部材の順に配することが好ましいが、調光部材、光学ガラスの順に配してもよい。
この公知の調光部材は、例えば、第1の基板と、この第1の基板と対向する第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に封止された光透過制御材料層を備えて構成されるものが例示できる。
調光部材は、光透過制御材料層として(1)液晶材料層、(2)無機エレクトロルミネッセンス材料層、(3)帯電した多数の電気泳動粒子および電気泳動粒子とは異なる色の分散媒から構成された電気泳動分散液層、(4)金属(例えば、銀粒子)の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式(エレクトロデポジション・電界析出)材料層、(5)酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用したエレクトロクロミック材料層、(6)エレクトロウェッティング現象によって光透過率を制御するエレクトロウェッティング材料層、等が例示できる。
ここで、(2)無機エレクトロルミネッセンス材料層を用いる場合、光透過制御材料層を構成する材料として、有機系、タングステン系等が挙げられる。このような調光部材は遮光時に青みがかった色調となる。このような調光部材12としては、例えば、Gentex社Automatic-dimming mirror、MagnaMirror社EC Glass (auto-dimming)、SAGE社SageGlass、 Kinestral社Hailoが挙げられる。
ここで、上記光学部材にあっては、観察者側から、光学ガラス、調光部材の順に配することが好ましいが、調光部材、光学ガラスの順に配してもよい。
本実施形態の光学部材10は、上記の光学ガラス11と調光部材12と重ねて用いられるものであり、このように重ねて用いることで、遮光(着色)状態としたときの観察される映像等の色味が自然な色味として認識できる。
本実施形態の光学部材10は、光学ガラス11と調光部材12とを重ねた構成(光学部材10)の色度をaC*、bC*としたとき、|aC*|≦3.1であることが好ましい。この範囲とすることで、光学部材10により観察される映像等の色味が自然に近い色となる。この色度aC*構造の色度は、好ましくは|aC*|≦2.9であり、より好ましくは|aC*|≦2.7であり、さらに好ましくは|aC*|≦2.5であり、特に好ましくは|aC*|≦2.4である。
本実施形態の光学部材10は、|bC*|≦4.9であることが好ましい。この範囲とすることで、光学部材10により観察される映像等の色味が自然に近い色となる。この光学部材10の色度は、好ましくは|bC*|≦4.6であり、より好ましくは|bC*|≦4.3であり、さらに好ましくは|bC*|≦4であり、特に好ましくは|bC*|≦3.5である。
また、本実施形態の光学部材10は、その色度aC*、bC*が、次の関係式(1)
を満たすことが好ましい。この範囲とすることで、この構造を通して外界を見たときの外界の色が自然な色となる。この色度の関係式(1)は、好ましくは5.7以下であり、より好ましくは5.5以下であり、さらに好ましくは5以下であり、特に好ましくは4以下である。
また、この色度の関係式(1)は、0.1以上が好ましい。色度の関係式(1)を0.1以上とすることで、紫外線が目に与える影響を低減することができる。この色度の関係式(1)は、好ましくは0.3以上であり、より好ましくは0.5以上であり、特に好ましくは1.0以上である。
本実施形態の光学部材は、調光部材の遮光時にCIELab表示におけるA光源下での色度が、aC*=10,bC*=10である点1、aC*=10,bC*=-10である点2、aC*=-10,bC*=-10である点3、aC*=-10,bC*=10である点4、で囲まれる領域に含まれることが好ましい。光学部材の色度をこの4点で囲まれる領域とすることにより、上記光学ガラス11と調光部材12とを重ねた構成である光学部材10により映像等を見たときの色味が自然な色味に近づく。点1は(aC*=5,bC*=5)がより好ましく、(aC*=5,bC*=2.5)がさらに好ましい。点2は(aC*=5,bC*=-5)がより好ましい。点3は(aC*=-5,bC*=-5)がより好ましく、(aC*=-2.5,bC*=-5)がさらに好ましい。点4は(aC*=-5,bC*=5)がより好ましく、(aC*=-2.5,bC*=-2.5)がさらに好ましい。図4では4点を結んでできる四角が正方形となる領域を示しているが、(aC*=0,bC*=0)を囲むように4点を選択することもできる。
なお、図1においては、光学ガラス11と調光部材12とは、同一の大きさのものをそれぞれ積層した例を示しているが、光学ガラス11に対して、その一部に調光部材12を設けたり、調光部材12に対して、その一部に光学ガラス12を設けたり、してもよい。
本実施形態の調光部材に使用する第1基板と第2基板を構成する材料として、具体的には、ソーダライムガラス、白板ガラス等の透明なガラス基板や、プラスチック基板、プラスチック・シート、プラスチック・フィルムを挙げることができる。ここで、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、テトラアセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、ポリアリレート、ポリスルフォン等を挙げることができる。プラスチック・シート、プラスチック・フィルムは、容易に曲がらない剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。第1基板および第2基板を透明なプラスチック基板から構成する場合、基板内面に無機材料あるいは有機材料から成るバリア層を形成しておいてもよい。
本実施形態の調光部材の第1基板と第2基板は、厚さが0.01mm以上であることが好ましい。厚さが0.01mm以上であれば、調光部材の取り扱い時や加工時の破損を抑制できる。また、光学ガラスの自重によるたわみを抑えられる。この厚さは、より好ましくは0.1mm以上であり、さらに好ましくは0.3mm以上であり、よりさらに好ましくは0.5mm以上、特に好ましくは0.7mm以上である。一方で厚さが2.0mm以下であれば、調光により透過状態と着色状態とをそれぞれ良好に変動させることができる。この厚さは、より好ましくは1.5mm以下であり、さらに好ましくは1.0mm以下であり、よりさらに好ましくは0.8mm以下、特に好ましくは0.6mm以下である。
(第4の実施形態)
[光学機器]
本実施形態の光学機器は、本実施形態の光学部材を用いたものである。
この光学機器としては、上記した(1)ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置、に使用されるディスプレイ、フィルターやレンズ等、(2)車載用カメラ、ロボット用視覚センサー等に使用されるレンズやカバーガラス等が挙げられる。
[光学機器]
本実施形態の光学機器は、本実施形態の光学部材を用いたものである。
この光学機器としては、上記した(1)ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置、に使用されるディスプレイ、フィルターやレンズ等、(2)車載用カメラ、ロボット用視覚センサー等に使用されるレンズやカバーガラス等が挙げられる。
ウェアラブル機器の1例として、図2には光学部材10をヘッドマウントディスプレイやゴーグル型ディスプレイに適用し得る光学機器20の概略構成を示した。この光学機器20は、光学ガラス11と調光部材12とを重ね合わせている点は図1に示した光学部材10と同様であるが、ここでは映像を表示するための表示素子21と、表示素子21に表示された映像を、調光部材12を経由して光学ガラス11に入射させ、光学ガラス11内部において上記入射された映像を全反射させ、光学機器20を装着した者の瞳にまで伝搬させる伝搬手段22と、を有する。
表示素子21は、映像を表示するための素子であって、ここで表示される映像は、調光部材12を経由して光学ガラス11に入射させる。このとき、表示素子21はバックライトを有していてもよい。
光学ガラス11に入射した映像は、伝搬手段22により光学ガラス11内を全反射させながら所定の位置まで伝搬させるように回折させ、さらに、所定の位置にまで伝搬された映像を、光学機器20を装着した者の瞳に向かって回折させるように配置される。
このとき、屋外等の明るい環境の場合、外光が強いため、映像が見にくくなる場合がある。その場合、本実施形態の光学機器20においては、調光部材12を遮光状態として外光の影響を抑制し、画像を見やすくできる。その際、さらに、上記説明したように光学ガラス11と調光部材12とを通して感じる色味が改善されているので、本来の色味に近い映像を見ることができる。
なお、調光部材12の光の透過状態は、使用者が任意に調整してもよいし、センサ等により外光の強さを感知して自動で調整してもよいし、それらを組み合わせてもよい。
原料として酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、フッ化物、水酸化物、メタリン酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定して使用した。
秤量した原料を均一に混合し、白金容器内に入れて、約1400℃で約5時間溶融、清澄、撹拌後、およそ650℃に予熱した縦50mm×横100mmの長方形のモールドに鋳込み後、約1℃/分で徐冷して、所定の板厚の実施例1~28、比較例1の光学ガラスを得た。
なお、実施例1~5、7~8、14、22は、SiO2とNb2O5を主成分とするSi-Nb系母ガラス、実施例6、11、15~17、20、23~25はSiO2とTiO2を主成分とするSi-Ti系母ガラス、実施例9、10、18、19はLa2O3とB2O3を主成分とするLa-B系母ガラス、実施例12、13、21はP2O5を主成分とするP系母ガラス、実施例26~28はBi2O3を主成分とするBi系母ガラス、比較例1は、SiO2とAl2O3を主成分とするSi-Al系母ガラス、とした。また、色度の調整のため、母ガラスの構成成分の合計を100質量%としたとき、着色成分となる元素として、Fe、Cr、Ni、Ptを表1~4に示したように含有させた。
次いで、得られた光学ガラスをGentex-PPG社:Alteos(登録商標) Interactive Window Systemsの調光部材(be*=-5.2)と重ねあわせて、実施例1~28および比較例1それぞれについて光学部材を得た。
[特性]
上記で得られた光学ガラスについて、ガラス転移点(Tg)、熱膨張係数(α)、ヤング率(E)、屈折率(nd)、透過率、色度、を次のように測定した。また、光学部材について色度を次のように測定した。得られた結果を表1~4に併せて示した。
上記で得られた光学ガラスについて、ガラス転移点(Tg)、熱膨張係数(α)、ヤング率(E)、屈折率(nd)、透過率、色度、を次のように測定した。また、光学部材について色度を次のように測定した。得られた結果を表1~4に併せて示した。
ガラス転移温度(Tg):示差熱膨張計(TMA)を用いて測定した値であり、JIS R3103-3(2001年)により求めた。
熱膨張係数(α):示差熱膨張計(TMA)を用いて30~350℃の範囲における線熱膨張係数測定し、JIS R3102(1995年)により30~350℃の範囲における平均線熱膨張係数を求めた。
熱膨張係数(α):示差熱膨張計(TMA)を用いて30~350℃の範囲における線熱膨張係数測定し、JIS R3102(1995年)により30~350℃の範囲における平均線熱膨張係数を求めた。
ヤング率(E):20mm×20mm×1mmの板状のサンプルについて、超音波精密板厚計(OLYMPAS社製、MODEL 38DL PLUS)を用いて測定を行った(単位:GPa)。
屈折率(nd):サンプルのガラスを一辺が30mm、厚さが10mmの三角形状プリズムに加工し、屈折率計(Kalnew社製、機器名:KPR-2000)により測定した。
屈折率(nd):サンプルのガラスを一辺が30mm、厚さが10mmの三角形状プリズムに加工し、屈折率計(Kalnew社製、機器名:KPR-2000)により測定した。
透過率:光学ガラスを実施例に記載の厚みを持つ板状に加工し、両表面を鏡面研磨したサンプルについて、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U-4100)にて測定した。
色度:色度として国際照明委員会(CIE)で規格化されたCIE 1976(L*a*b*)色空間(CIELAB)を用い、A光源における明度(L*)、A光源における反射光の色度(a*、b*)を測定した(JIS Z 8781-4(2013))。
色度:色度として国際照明委員会(CIE)で規格化されたCIE 1976(L*a*b*)色空間(CIELAB)を用い、A光源における明度(L*)、A光源における反射光の色度(a*、b*)を測定した(JIS Z 8781-4(2013))。
実施例1~28の光学ガラスは、いずれも、屈折率(nd)が1.55以上と高屈折率である。また、これら光学ガラスは、その色度b*が4.8以上またはb*/|a*|が0.55以上であり、ウェアラブル機器や車載用カメラやロボット用視覚に用いられる光学部材として好適である。さらに、実施例1~26の光学ガラスは、調光部材と重ねあわせて得られた光学部材の色度|bC*|が4.9以下で、かつaC*とbC*で示す関係式(1)の値が5.9以下となっている。そのため、ウェアラブル機器や車載用カメラやロボット用視覚に用いられる光学部材として好適である。
一方、比較例である比較例1の光学ガラスは、その色度b*が4.8未満およびb*/|a*|が0.55未満であるため、光学部材としたときの色度|bC*|が4.9超であり、上記用途の光学部材としては、自然な色味の認識が難しくなる。
さらに、実施例および比較例におけるA光源下における色度a*とb*の関係をプロットしたグラフを図4に示しているが、実施例の光学ガラスにおいては、いずれも所定の範囲を満たしている。
以上より、本実施例の光学部材は、高屈折率の光学ガラスを有するとともに、その色度b*が所定の範囲を満たすものであり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、等の光学部材として好適である。
10…光学部材、11…光学ガラス、12…調光部材、20…光学機器、21…表示素子、22…伝搬手段。
Claims (11)
- 屈折率が1.55以上であり、CIELab表示における、A光源下での色度b*がb*≧4.8を満たすことを特徴とする光学ガラス。
- 屈折率が1.55以上であり、CIELab表示における、A光源下での色度a*の絶対値に対するb*の比(b*/|a*|)がb*/|a*|≧0.55であり、かつb*≧0.1を満たすことを特徴とする光学ガラス。
- 波長450nm、550nm、650nmおよび750nmにおける光透過率がすべて70%以上である請求項1または2に記載の光学ガラス。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の光学ガラスと調光部材とを重ねた構成を有することを特徴とする光学部材。
- 前記調光部材の遮光時のCIELab表示におけるA光源下での色度be*がbe*<0となる請求項4に記載の光学部材。
- 前記調光部材の遮光時に、前記光学部材のCIELab表示におけるA光源下での色度aC*が、|aC*|≦3.1を満たす請求項4または5に記載の光学部材。
- 前記調光部材の遮光時に、前記光学部材のCIELab表示におけるA光源下での色度bC*が|bC*|≦4.9を満たす請求項4または5に記載の光学部材。
- 前記調光部材の遮光時に、前記光学部材のCIELab表示におけるA光源下での色度が、aC*=10,bC*=10である点1、aC*=10,bC*=-10である点2、aC*=-10,bC*=-10である点3、aC*=-10,bC*=10である点4、で囲まれる領域に含まれる請求項4~8のいずれか1項に記載の光学部材。
- 請求項4~9のいずれか1項に記載の光学部材を用いたことを特徴とする光学機器。
- 前記光学部材がヘッドマウントディスプレイとして用いられる請求項10に記載の光学機器。
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CN113985519B (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-08 | 深圳铅笔视界科技有限公司 | 一种光波导器件、显示装置和显示设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003183047A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 赤色ガラス組成物および透明結晶化ガラス |
WO2014175366A1 (ja) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | 旭硝子株式会社 | 塗膜付きガラス、塗膜付き化学強化ガラス、外装部材および電子機器 |
Family Cites Families (9)
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---|---|---|---|---|
JP2009120704A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Toshiba Corp | 内装用塗料 |
US8957835B2 (en) * | 2008-09-30 | 2015-02-17 | Apple Inc. | Head-mounted display apparatus for retaining a portable electronic device with display |
JP5790187B2 (ja) * | 2011-06-16 | 2015-10-07 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
JP5983100B2 (ja) * | 2011-07-19 | 2016-08-31 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス基材 |
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JPWO2014175367A1 (ja) * | 2013-04-25 | 2017-02-23 | 旭硝子株式会社 | ガラス、化学強化ガラス、外装部材および電子機器 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003183047A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 赤色ガラス組成物および透明結晶化ガラス |
WO2014175366A1 (ja) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | 旭硝子株式会社 | 塗膜付きガラス、塗膜付き化学強化ガラス、外装部材および電子機器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021172237A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | Agc株式会社 | 導光板及び映像表示装置 |
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