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公開番号2025026322
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024100834
出願日2024-06-21
発明の名称光学ガラスおよび光学素子
出願人株式会社オハラ
代理人個人,個人,個人
主分類C03C 3/091 20060101AFI20250214BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】成形性に優れ、製造工程での安定性が高く、広い領域での色補正に優れた光学ガラス、ならびに、当該光学ガラスを用いた光学素子の提供。
【解決手段】本発明に係る光学ガラスは、ヘリウムのd線での波長(587.6nm)における屈折率(n_d)が1.45000～1.65000の範囲にあり、ISO色特性指数ISO/CCIが、青色(B)については0.00、緑色(G)については0.80以下、赤色(R)について0.80以下の範囲にあり、S=E・α/(1-ν)で求められるSの値が、0.70×10⁶以上1.03×10⁶未満(Pa/℃)の範囲にある、光学ガラスである。ここで、Eはヤング率(単位:GPa)、αは100℃～300℃の温度範囲における平均線膨張係数(単位:10^-7℃^-1)、νはポアソン比である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ヘリウムのｄ線での波長（５８７．６ｎｍ）における屈折率（ｎ
ｄ
）が１．４５０００～１．６５０００の範囲にあり、
ＩＳＯ色特性指数ＩＳＯ／ＣＣＩが、青色（Ｂ）については０．００、緑色（Ｇ）については０．８０以下、赤色（Ｒ）については０．８０以下の範囲にあり、
下式（１）で求められるＳの値が、０．７０×１０
６
以上１．０３×１０
６
未満（Ｐａ／℃）の範囲にある、光学ガラス。
Ｓ＝Ｅ・α／（１－ν）・・・式（１）
Ｅ：ヤング率（単位：ＧＰａ）
α：１００℃～３００℃の温度範囲における平均線膨張係数（単位：１０
－７
℃
－１
）
ν：ポアソン比
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記屈折率（ｎ
ｄ
）の上限値が１．６４０００である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
前記ＩＳＯ色特性指数ＩＳＯ／ＣＣＩが、青色（Ｂ）については０．００、緑色（Ｇ）については０．７０以下、赤色（Ｒ）については０．７０以下の範囲にある、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項４】
前記Ｓの値が、０．７３×１０
６
以上１．００×１０
６
未満（Ｐａ／℃）の範囲にある、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項５】
酸化物基準のモル％で、ＴｉＯ
２
成分、Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分、Ｂｉ
２
Ｏ
３
成分、および、ＷＯ
３
成分の合計含有量が１０．０％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項６】
酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ
２
成分を３０．０～８０．０％、Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０．００～３０．０％含有する（但し、ＳｉＯ
２
成分とＢ
２
Ｏ
３
成分の和は１００．０％を超えない）、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項８】
透明樹脂板または硬化性樹脂材料とともに用いられることを特徴とする請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学素子は、ウェアラブル機器またはモバイル機器に用いられることを特徴とする請求項７に記載の光学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は光学ガラスおよび光学素子に関し、特に、屈折率が従来のものよりも比較的低い範囲にありつつ色彩の変化の程度が低い色特性指数を有する光学ガラスであり、成形性に優れ、製造工程での安定性が高く、広い領域での色補正に優れた光学ガラス、ならびに当該光学ガラスを用いた光学素子に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
光学素子の製造に際してはその原材料として光学ガラスが用いられるが、光学ガラスから光学素子を作製する方法としては、従来から、例えば、光学ガラスから形成されたゴブやガラスブロックに対して研削や研磨を行って光学素子の形状を得る方法（例えば、特開２００１－１６６１１７号公報）、光学ガラスから形成されたゴブやガラスブロックを再加熱して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形体を研削及び研磨する方法（例えば、特開２００１－１９４４６号公報）、ゴブやガラスブロックから得られたプリフォーム材を超精密加工された金型で成形（精密モールドプレス成形）して光学素子の形状を得る方法（例えば、特開２００５－２８１１０６号公報）などが知られている。
【０００３】
また、光学素子を作製する昨今の方法としては、光学ガラスから形成されたガラス板に対して研磨を行いコーティングしたものを積み重ねた後、切断工程、洗浄工程、研磨工程、形成工程などを経て光学素子を作製する方法もある。
【０００４】
しかし、光学ガラスから光学素子を製造する際の工程が多い場合には、光学ガラスがもつ本来の特性が変化し、その結果、光学素子としての諸物性に影響を及ぼすという問題が生じる。特に、切断工程や形成工程は、光学素子諸物性への影響が大きいことに加え、割れや欠けが生じやすくなる。そのような理由から、成形性に優れ、製造工程での安定性の高い光学ガラスが求められる。
【０００５】
また、昨今では、光学素子の使用用途として、ＡＲ（Augmented Reality：拡張現実）、ＶＲ（Virtual Reality：仮想現実）、ＭＲ（Mixed Reality：複合現実）などのウェラブル用途やモバイル機器用途が増えてきている。例を挙げれば、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、虚像表示装置などのウェラブル用途や、携帯電話やスマートフォンなどのモバイル機器用途である。
【０００６】
ウェラブル用途の光学ガラスの発明を開示するものとして、例えば、下記のものがある。特表２０１９－５１１４４９号公報には、仮想または拡張現実装置に使用できる光学ガラスとして、波長λ＝５８７．６ｎｍでの屈折率が１．６５を超える高屈折率の光学ガラスの発明が開示されている。また、特開２０２１－１０２５４９号公報には、ガラス組成としてＴｉＯ
２
及びＮｂ
２
Ｏ
５
から選択される少なくとも１種並びにＢ
２
Ｏ
３
を含有させた、屈折率ｎｄが１．９５以上の光学ガラスの発明が開示されている。さらに、特開２０２１－３１３７８号公報には、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ
２
：９．０～１１．０％、Ｂ
２
Ｏ
３
：２２．０～２４．０％、Ｌａ
２
Ｏ
３
：１８．０～２０．０％、ＴｉＯ
２
：３０．０～３１．０％を含有する、屈折率が１．９０～２．１０の範囲にある高屈折率の光学ガラスの発明が開示されている。
【０００７】
これらの発明は何れも、ウェラブル用途の光学ガラスには高い屈折率が求められるとの観点からなされた、高屈折率を有する光学ガラスの発明である。しかし、屈折率を高めるためには、ＴｉＯ
２
やＮｂ
２
Ｏ
５
などのガラスの屈折率を顕著に高める成分を高い割合で含有させる必要がある。そして、このようなガラスの屈折率を顕著に高める成分を高い割合でガラス中に含有させるとガラス化が不安定になるため、ガラス化を安定にするためにＢ
２
Ｏ
３
を高い割合でガラス中に含有させる必要が生じる。例えば、上述の特開２０２１－３１３７８号公報では、酸化物基準のモル％表示で、３０．０～３１．０％ものＴｉＯ
２
を含有させ、さらに、２２．０～２４．０％ものＢ
２
Ｏ
３
を含有させることで、屈折率が１．９０～２．１０の範囲にある高屈折率の光学ガラスを得ている。
【０００８】
しかし、ウェアラブル機器またはモバイル機器に用いられる光学素子の構成や設計の自由度によっては、必ずしも高い屈折率は要求されない。そして、高屈折率が求められない光学素子を作製するために用いられる光学ガラスは、必ずしも高屈折率である必要はなく、光学ガラスが必ずしも高屈折率である必要がなければ、ＴｉＯ
２
やＮｂ
２
Ｏ
５
などのガラスの屈折率を顕著に高める成分を高い割合でガラス中に含有させる必要もなく、その結果、ガラス化を安定にするためにＢ
２
Ｏ
３
を高い割合でガラス中に含有させる必要も生じない。
【０００９】
必ずしも高い屈折率が要求されないウェアラブル機器やモバイル機器製造用の光学ガラスでは、屈折率そのものよりも、寧ろ、色彩の変化の程度が低い色特性指数を有すること、広い領域での色補正に優れていることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２００１－１６６１１７号公報
特開２００１－１９４４６号公報
特開２００５－２８１１０６号公報
特表２０１９－５１１４４９号公報
特開２０２１－１０２５４９号公報
特開２０２１－３１３７８号公報
特許第４５３７３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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