JP2561835B2 - 光学ガラス - Google Patents
光学ガラスInfo
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- JP2561835B2 JP2561835B2 JP62100272A JP10027287A JP2561835B2 JP 2561835 B2 JP2561835 B2 JP 2561835B2 JP 62100272 A JP62100272 A JP 62100272A JP 10027287 A JP10027287 A JP 10027287A JP 2561835 B2 JP2561835 B2 JP 2561835B2
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- Japan
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- glass
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- sio
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、屈折率(nd)が1.59〜1.83およびアッベ数
(νd)が20〜40未満の範囲の光学恒数と、優れた光線
透過特性および失透に対する安定性を有し、基本的にSi
O2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5−R2O−ZnOおよび/また
はPbO系(RはLi、NaおよびKの1種または2種以上)
からなる極めて高い分散性を有する光学ガラスに関す
る。
(νd)が20〜40未満の範囲の光学恒数と、優れた光線
透過特性および失透に対する安定性を有し、基本的にSi
O2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5−R2O−ZnOおよび/また
はPbO系(RはLi、NaおよびKの1種または2種以上)
からなる極めて高い分散性を有する光学ガラスに関す
る。
[従来の技術] 従来、上記のような光学恒数を有するガラスとして
は、珪酸塩ガラスあるいは燐酸塩ガラスにTiO2および/
またはNb2O5を含有させたガラスが知られている。
は、珪酸塩ガラスあるいは燐酸塩ガラスにTiO2および/
またはNb2O5を含有させたガラスが知られている。
例えば、特開昭48−65211号公報には、SiO2−B2O3−K
2O系に、任意成分としてTiO2を添加可能なガラスが開示
されているが、高分散域においては、多量のTiO2を添加
するため、着色が大きく、また耐失透性が十分でない。
2O系に、任意成分としてTiO2を添加可能なガラスが開示
されているが、高分散域においては、多量のTiO2を添加
するため、着色が大きく、また耐失透性が十分でない。
また、特開昭50−71708号公報には、P2O5−PbO−Nb2O
5−二価金属酸化物系のガラスが、特開昭52−132012号
公報には、P2O5−B2O3−Nb2O5系のガラスがそれぞれ開
示されているが、これらのガラスは、耐摩耗性、硬度等
の機械的性質に劣るため、ガラス加工の際、面精度が得
られにくかったり、傷がつきやすかったりする。また、
多量のPbOまたはNb2O5を含有させるために着色が大きい
などの欠点がある。
5−二価金属酸化物系のガラスが、特開昭52−132012号
公報には、P2O5−B2O3−Nb2O5系のガラスがそれぞれ開
示されているが、これらのガラスは、耐摩耗性、硬度等
の機械的性質に劣るため、ガラス加工の際、面精度が得
られにくかったり、傷がつきやすかったりする。また、
多量のPbOまたはNb2O5を含有させるために着色が大きい
などの欠点がある。
特公昭43−7121号公報には、SiO2−P2O5−TiO2−R2O
および/またはR′O系(R′はアルカリ土類金属)の
ガラスが開示されているが、多量のTiO2を含有させるた
めに、失透性や着色が大きいという欠点を有する。
および/またはR′O系(R′はアルカリ土類金属)の
ガラスが開示されているが、多量のTiO2を含有させるた
めに、失透性や着色が大きいという欠点を有する。
さらに、特開昭54−105119号公報には、SiO2−TiO2−
R2O−BPO4および/またはAl(PO3)3系ガラスが、特開
昭55−51732号公報には、SiO2−TiO2−R2O−BPO4および
/またはAl(PO3)3−Nb2O5系ガラスがそれぞれ開示さ
れているが、これらのガラスは失透に対する安定性が光
線透過特性が不十分である。
R2O−BPO4および/またはAl(PO3)3系ガラスが、特開
昭55−51732号公報には、SiO2−TiO2−R2O−BPO4および
/またはAl(PO3)3−Nb2O5系ガラスがそれぞれ開示さ
れているが、これらのガラスは失透に対する安定性が光
線透過特性が不十分である。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、前述の所定の光学恒数を有し、かつ、上記
従来の技術に見られる諸欠点を総合的に解消した光学ガ
ラスを提供することを目的とする。
従来の技術に見られる諸欠点を総合的に解消した光学ガ
ラスを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意試験研究
を重ねた結果、従来の技術資料には具体的に開示されて
いない特定組成範囲のSiO2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5
−R2O−ZnOおよび/またはPbO系のガラスにおいて、極
めて高い分散性を維持しつつ、しかも着色と失透傾向が
改善された量産可能な所期のガラスが得られることを見
出し、本発明をなすにいたった。
を重ねた結果、従来の技術資料には具体的に開示されて
いない特定組成範囲のSiO2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5
−R2O−ZnOおよび/またはPbO系のガラスにおいて、極
めて高い分散性を維持しつつ、しかも着色と失透傾向が
改善された量産可能な所期のガラスが得られることを見
出し、本発明をなすにいたった。
本発明にかかる光学ガラスの特徴は、重量%で、SiO2
5〜45%、B2O3 0.5〜15%、P2O5 0.5〜30%、但し、Si
O2+B2O3+P2O5≦55%、TiO2 1〜35%、Nb2O5 1〜50
%、ZnO 0〜5%、PbO 0〜5%、但し、ZnO+PbO=
0.1〜5%、Li2O 0〜5%、Na2O 0〜25%、K2O 0
〜30%、但し、Li2O+Na2O+K2O=17.5〜30%、MgO 0
〜5%、CaO 0〜5%、SrO 0〜5%、BaO 0〜5
%、ZrO2 0〜3%、Al2O30〜6%、As2O3 0〜2%、Sb2
O3 0〜2%および上記各金属酸化物の1種以上の金属の
弗化物がFの合計量として0〜10%の組成からなり、屈
折率(nd)が1.59〜1.83、アッベ数(νd)が20〜40未
満の範囲内にあるところにある。
5〜45%、B2O3 0.5〜15%、P2O5 0.5〜30%、但し、Si
O2+B2O3+P2O5≦55%、TiO2 1〜35%、Nb2O5 1〜50
%、ZnO 0〜5%、PbO 0〜5%、但し、ZnO+PbO=
0.1〜5%、Li2O 0〜5%、Na2O 0〜25%、K2O 0
〜30%、但し、Li2O+Na2O+K2O=17.5〜30%、MgO 0
〜5%、CaO 0〜5%、SrO 0〜5%、BaO 0〜5
%、ZrO2 0〜3%、Al2O30〜6%、As2O3 0〜2%、Sb2
O3 0〜2%および上記各金属酸化物の1種以上の金属の
弗化物がFの合計量として0〜10%の組成からなり、屈
折率(nd)が1.59〜1.83、アッベ数(νd)が20〜40未
満の範囲内にあるところにある。
上記のとおり各成分の組成範囲を限定した理由は、次
のとおりである。
のとおりである。
すなわち、ガラス形成酸化物であるSiO2成分は、機械
的性質および熱膨張係数を良好に保つのに有効である。
しかし、その量が5%未満であると屈折率および熱膨張
係数が過大となりやすく、また機械的性が劣化しやすく
なる。またその量は多過ぎると所要の屈折率を得難くな
るので、45%以下とする。
的性質および熱膨張係数を良好に保つのに有効である。
しかし、その量が5%未満であると屈折率および熱膨張
係数が過大となりやすく、また機械的性が劣化しやすく
なる。またその量は多過ぎると所要の屈折率を得難くな
るので、45%以下とする。
B2O3およびP2O5の各成分は、ガラス骨格成分として
は、SiO2に比べより高分散であり、また、ガラスの粘性
を調整するのに有効である。このうちB2O3は、P2O5を多
量に含有した際に生ずる乳白化を抑制する効果がある
が、その量が0.5%未満ではそれらの効果は十分でな
く、また15%を超えると化学的耐久性の劣化や着色をま
ねきやすくなる。一方、P2O5は、酸に対する化学的耐久
性を向上させるのに有効であるが、その量が0.5%未満
であるとそれらの効果は十分ではなく、また30%を超え
ると機械的性質が著しく劣化したり、溶融の際揮発量が
大きくなるために均質なガラスが得難くなったりする。
は、SiO2に比べより高分散であり、また、ガラスの粘性
を調整するのに有効である。このうちB2O3は、P2O5を多
量に含有した際に生ずる乳白化を抑制する効果がある
が、その量が0.5%未満ではそれらの効果は十分でな
く、また15%を超えると化学的耐久性の劣化や着色をま
ねきやすくなる。一方、P2O5は、酸に対する化学的耐久
性を向上させるのに有効であるが、その量が0.5%未満
であるとそれらの効果は十分ではなく、また30%を超え
ると機械的性質が著しく劣化したり、溶融の際揮発量が
大きくなるために均質なガラスが得難くなったりする。
なお、所定の光学恒数を維持し、優れた耐失透性を得
るために、SiO2、B2O3およびP2O5の合計量を55%以下と
する。
るために、SiO2、B2O3およびP2O5の合計量を55%以下と
する。
TiO2およびNb2O5の各成分は、ガラスに高分散性能を
与えるのに有効な成分である。さらにNb2O5はガラスの
失透傾向を抑制するのに有効である。しかし、TiO2の量
が1%未満では所要の光学恒数が得にくく、また35%を
超えるとガラスが著しく着色したり、失透傾向が増大し
たりする。また、Nb2O5の量は、所要の光学恒数を得る
ためには、少なくとも1%以上必要であるが、50%を超
えるとかえって失透傾向が増大する。
与えるのに有効な成分である。さらにNb2O5はガラスの
失透傾向を抑制するのに有効である。しかし、TiO2の量
が1%未満では所要の光学恒数が得にくく、また35%を
超えるとガラスが著しく着色したり、失透傾向が増大し
たりする。また、Nb2O5の量は、所要の光学恒数を得る
ためには、少なくとも1%以上必要であるが、50%を超
えるとかえって失透傾向が増大する。
ZnOおよびPbOの各成分は、本発明のガラスにおいて、
その少量の導入により、意外にも、TiO2およびNb2O5の
添加による着色や失透傾向の増大を抑制することが見出
された重要な成分であり、またガラスの溶融性改善にも
効果がある。これらの効果を発揮させるためには、ZnO
および/またはPbOの量は0.1%以上必要であるが、5%
を超えると、化学的耐久性の劣化をまねいたり、かえっ
て失透性や着色の増大を伴ったりする。
その少量の導入により、意外にも、TiO2およびNb2O5の
添加による着色や失透傾向の増大を抑制することが見出
された重要な成分であり、またガラスの溶融性改善にも
効果がある。これらの効果を発揮させるためには、ZnO
および/またはPbOの量は0.1%以上必要であるが、5%
を超えると、化学的耐久性の劣化をまねいたり、かえっ
て失透性や着色の増大を伴ったりする。
Li2O、Na2OおよびK2Oの各成分は、ガラスの融剤とし
てのみならず、失透傾向および着色の抑制に有効な成分
である。しかし、これらの1種または2種以上の成分の
合計量が17.5%未満では、それらの効果が十分でない。
また、これらの成分がそれぞれ5%、25%および30%を
超えたり、または合計で30%を超えると、ガラスの化学
的耐久性の劣化や失透傾向の増大をまねきやすく、また
溶融の際のこれらの成分の著しく揮発を伴ないやすいの
で、好ましくない。
てのみならず、失透傾向および着色の抑制に有効な成分
である。しかし、これらの1種または2種以上の成分の
合計量が17.5%未満では、それらの効果が十分でない。
また、これらの成分がそれぞれ5%、25%および30%を
超えたり、または合計で30%を超えると、ガラスの化学
的耐久性の劣化や失透傾向の増大をまねきやすく、また
溶融の際のこれらの成分の著しく揮発を伴ないやすいの
で、好ましくない。
本発明のガラスにおいては、以上の成分の他、ガラス
の安定性、科学的耐久性、機械的性質等の改善、光学恒
数、粘性等の調整のため、下記の成分を任意に添加する
ことができる。
の安定性、科学的耐久性、機械的性質等の改善、光学恒
数、粘性等の調整のため、下記の成分を任意に添加する
ことができる。
すなわち、MgO、CaO、SrOおよびBaOのアルカリ土類金
属酸化物は、失透傾向の抑制に有効である。しかし、そ
れぞれ5%を超えると、化学的耐久性の劣化が生じやす
くなったり、所定の光学恒数が得難くなったりする。Zr
O2は、ガラスの化学的耐久性の向上に有効であるが、3
%を超えると失透傾向が増大する。Al2O3は、ガラスの
粘性の調整、耐失透性および化学的耐久性の改善に有効
であり、SiO2の一部と6%まで置換できる。As2O3およ
びSb2O3は、ガラスの清澄剤として有効であるが、それ
ぞれ2%までで十分である。さらに、上記各金属酸化物
の金属の弗化物は、いずれもガラスの屈折率および粘性
の調整に有効であるが、これらの弗化物がFの合計量と
して、10%を超えると、ガラス溶融の際、F成分の揮発
が大きくなるとともにガラスが失透しやすくなる。
属酸化物は、失透傾向の抑制に有効である。しかし、そ
れぞれ5%を超えると、化学的耐久性の劣化が生じやす
くなったり、所定の光学恒数が得難くなったりする。Zr
O2は、ガラスの化学的耐久性の向上に有効であるが、3
%を超えると失透傾向が増大する。Al2O3は、ガラスの
粘性の調整、耐失透性および化学的耐久性の改善に有効
であり、SiO2の一部と6%まで置換できる。As2O3およ
びSb2O3は、ガラスの清澄剤として有効であるが、それ
ぞれ2%までで十分である。さらに、上記各金属酸化物
の金属の弗化物は、いずれもガラスの屈折率および粘性
の調整に有効であるが、これらの弗化物がFの合計量と
して、10%を超えると、ガラス溶融の際、F成分の揮発
が大きくなるとともにガラスが失透しやすくなる。
さらに、本発明のガラスに、必要に応じ、その他の成
分、例えばRb2Oおよび/またはCs2Oを10%程度まで、In
2O3、GeO2、SnO2、Bi2O3、TeO2およびLa2O3等の1種以
上の成分を合計で5%程度まで添加してもさしつかえな
い。
分、例えばRb2Oおよび/またはCs2Oを10%程度まで、In
2O3、GeO2、SnO2、Bi2O3、TeO2およびLa2O3等の1種以
上の成分を合計で5%程度まで添加してもさしつかえな
い。
[実施例] 次に、実施例について説明する。
表−1は、本発明の光学ガラスの好適な実施例(No.1
〜6)および従来技術の比較例(No.A〜E)を、これら
のガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、失透試験
結果および80%透過波長とともに示したものである。こ
こで、No.1、2とNo.A、B、No.3とNo.C、No.4、5とN
o.DおよびNo.6とNo.Eはそれぞれほぼ同等の光学恒数を
有するガラスの比較である。表−1における失透試験結
果は、予め調合した原料バッチを、各ガラスの溶融性の
難易度に応じて1150〜1300℃で溶融した後、1100℃まで
降温して、鋳型に注入し、アニール条件として600℃の
徐冷炉で2時間保持後降温したものを、観察した結果で
ある。また、80%透過波長は、各ガラスから得た10mm厚
の両面研磨試料を、分光光学計により測定したもの(た
だし( )内は先行技術資料中の数値)である。
〜6)および従来技術の比較例(No.A〜E)を、これら
のガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、失透試験
結果および80%透過波長とともに示したものである。こ
こで、No.1、2とNo.A、B、No.3とNo.C、No.4、5とN
o.DおよびNo.6とNo.Eはそれぞれほぼ同等の光学恒数を
有するガラスの比較である。表−1における失透試験結
果は、予め調合した原料バッチを、各ガラスの溶融性の
難易度に応じて1150〜1300℃で溶融した後、1100℃まで
降温して、鋳型に注入し、アニール条件として600℃の
徐冷炉で2時間保持後降温したものを、観察した結果で
ある。また、80%透過波長は、各ガラスから得た10mm厚
の両面研磨試料を、分光光学計により測定したもの(た
だし( )内は先行技術資料中の数値)である。
また、表−2は、本発明のその他の好適な実施例につ
いて、その光学恒数とともに示したものである。なお、
表−2の実施例No.36のK2Oの含有量は、K2TiF6のK2O換
算により、21.4重量%となる。
いて、その光学恒数とともに示したものである。なお、
表−2の実施例No.36のK2Oの含有量は、K2TiF6のK2O換
算により、21.4重量%となる。
表−1にみられるように、従来のガラスの比較例No.
A、DおよびEは、キャスト直後またはアニール中に失
透したのに対し、これらとそれぞれほぼ同等の光学恒数
を有する本発明の実施例No.1と2、No.4と5およびNo.6
のガラスは、いずれも透明であった。また、従来のガラ
スNo.BおよびNo.Cと比べ、これらとそれぞれほぼ同等の
光学恒数を有する本発明のガラスNo.1と2およびNo.3の
80%透過波長は、いずれもより短波長域にシフトしてお
り、着色性が改善されている。
A、DおよびEは、キャスト直後またはアニール中に失
透したのに対し、これらとそれぞれほぼ同等の光学恒数
を有する本発明の実施例No.1と2、No.4と5およびNo.6
のガラスは、いずれも透明であった。また、従来のガラ
スNo.BおよびNo.Cと比べ、これらとそれぞれほぼ同等の
光学恒数を有する本発明のガラスNo.1と2およびNo.3の
80%透過波長は、いずれもより短波長域にシフトしてお
り、着色性が改善されている。
また、表−2の本発明による実施例のガラスは、いず
れも所定の光学恒数を満足するものであり、表−1の本
発明の実施例のガラスと同様、耐失透性と光線透過性に
優れたものである。
れも所定の光学恒数を満足するものであり、表−1の本
発明の実施例のガラスと同様、耐失透性と光線透過性に
優れたものである。
なお、表−1および表−2に掲げた本発明の実施例の
ガラスは、いずれも耐摩耗性と硬度が改善されており、
機械加工性に優れている。
ガラスは、いずれも耐摩耗性と硬度が改善されており、
機械加工性に優れている。
本発明の実施組成例のガラスは、調合原料を白金ルツ
ボに投入し、1100〜1400℃で熔解、清澄、均質化した
後、適当な温度に予熱され鋳型等に注入して徐冷するこ
とにより、容易に製造することができる。
ボに投入し、1100〜1400℃で熔解、清澄、均質化した
後、適当な温度に予熱され鋳型等に注入して徐冷するこ
とにより、容易に製造することができる。
[発明の効果] 以上述べたとおり、本発明の光学ガラスは、新規な特
定組成範囲のSiO2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5−R2O−Zn
Oおよび/またはPbO系ガラスであるから、屈折率(nd)
1.59〜1.83およびアッベ数(νd)20〜40未満の光学恒
数を有し、しかも、従来のガラスに比べて光線透過率性
能に優れ、着色が少く、また、失透に対する安定性も改
善されており、量産性に優れている。
定組成範囲のSiO2−B2O3−P2O5−TiO2−Nb2O5−R2O−Zn
Oおよび/またはPbO系ガラスであるから、屈折率(nd)
1.59〜1.83およびアッベ数(νd)20〜40未満の光学恒
数を有し、しかも、従来のガラスに比べて光線透過率性
能に優れ、着色が少く、また、失透に対する安定性も改
善されており、量産性に優れている。
Claims (1)
- 【請求項1】重量%で、 SiO2 5〜45%、 B2O3 0.5〜15%、 P2O5 0.5〜30%、 但し、SiO2+B2O3+P2O5≦55%、 TiO2 1〜35%、 Nb2O5 1〜50%、 ZnO 0〜5%、 PbO 0〜5%、 但し、ZnO+PbO=0.1〜5%、 Li2O 0〜5%、 Na2O 0〜25%、 K2O 0〜30%、 但し、Li2O+Na2O+K2O=17.5〜30%、 MgO 0〜5%、 CaO 0〜5%、 SrO 0〜5%、 BaO 0〜5%、 ZrO2 0〜3%、 Al2O3 0〜6%、 As2O3 0〜2%、 Sb2O3 0〜2% および、上記各金属酸化物の1種以上の金属の弗化物が
Fの合計量として0〜10%の組成からなり、屈折率(n
d)が1.59〜1.83、アッベ数(νd)が20〜40未満の範
囲内にあることを特徴とする光学ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62100272A JP2561835B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 光学ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62100272A JP2561835B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 光学ガラス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63265840A JPS63265840A (ja) | 1988-11-02 |
JP2561835B2 true JP2561835B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14269570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62100272A Expired - Fee Related JP2561835B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 光学ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2561835B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2554295B2 (ja) * | 1991-04-11 | 1996-11-13 | 株式会社オハラ | 低比重低屈折光学ガラス |
JP2512366B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1996-07-03 | 株式会社オハラ | 高分散光学ガラス |
JP2700512B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1998-01-21 | 株式会社オハラ | 高分散性光学ガラス |
US5320985A (en) * | 1992-10-01 | 1994-06-14 | Kabushiki Kaisha Ohara | Low refractive optical glass of a flint glass type |
JP2795333B2 (ja) * | 1992-10-08 | 1998-09-10 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
DE19958517C1 (de) * | 1999-12-04 | 2001-06-21 | Schott Glas | Bleifreie optische Leichtflintgläser |
JP4990805B2 (ja) * | 2001-10-15 | 2012-08-01 | Hoya株式会社 | プレス成形用ガラス素材の製造方法、ガラスプレス成形品の製造方法、ならびに光学素子の製造方法 |
EP1350770A1 (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-08 | Kabushiki Kaisha Ohara | Optical glass |
US7528083B2 (en) * | 2003-06-10 | 2009-05-05 | Kabushiki Kaish Ohara | Optical glass |
DE102005034785B3 (de) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | Schott Ag | Glaszusammensetzung ausschließlich bestehend aus Oxiden,welche bei Reaktion mit Fluor schon bei niedrigen Temperaturen flüchtige Fluoride ausbilden, sowie deren Verwendung |
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