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公開番号2025104657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222608
出願日2023-12-28
発明の名称光学ガラスおよび光学素子
出願人HOYA株式会社,豪雅光電科技(威海)有限公司
代理人弁理士法人特許事務所サイクス
主分類C03C 3/247 20060101AFI20250703BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】熱膨張係数が低いフツリン酸ガラスを提供すること。
【解決手段】必須成分としてOイオン、Fイオン、Alイオン、Pイオン、Mgイオン、Caイオン、SrイオンおよびBaイオンを含み、原子%表示のガラス組成において、Pイオンの含有量に対するOイオンの含有量の比率(O/P)が3.30以上4.50以下、Pイオンの含有量に対するAlイオンの含有量の比率(Al/P)が1.50以下、Alイオンの含有量に対するFイオンの含有量の比率(F/Al)が6.00以下、カチオン%表示のガラス組成において、Mgイオン、Caイオン、SrイオンおよびBaイオンの合計含有量(Mg+Ca+Sr+Ba)が40.00カチオン%以上、かつMgイオン、Caイオン、SrイオンおよびBaイオンの合計含有量に対するMgイオンとCaイオンの合計含有量のカチオン比((Mg+Ca)/(Mg+Ca+Sr+Ba))が0.40以上である光学ガラス。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
必須成分としてＯイオン、Ｆイオン、Ａｌイオン、Ｐイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンを含み、
原子％表示のガラス組成において、
Ｐイオンの含有量に対するＯイオンの含有量の比率（Ｏ／Ｐ）が３．３０以上４．５０以下、
Ｐイオンの含有量に対するＡｌイオンの含有量の比率（Ａｌ／Ｐ）が１．５０以下、
Ａｌイオンの含有量に対するＦイオンの含有量の比率（Ｆ／Ａｌ）が６．００以下、
カチオン％表示のガラス組成において、
Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ）が４０．００カチオン％以上、かつ
Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンの合計含有量に対するＭｇイオンとＣａイオンの合計含有量のカチオン比（（Ｍｇ＋Ｃａ）／（Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ））が０．４０以上、
である光学ガラス。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
Ｌｉイオン、ＮａイオンおよびＫイオンの合計含有量（Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）は２０．００カチオン％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｂａイオン含有量に対するＭｇイオンの含有量のカチオン比（Ｍｇ／Ｂａ）は０．０５以上５．００以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ＭｇイオンとＣａイオンとの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ）は１．００カチオン％以上５０．００カチオン％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項５】
Ｙイオン、Ｌａイオン、ＧｄイオンおよびＹｂイオンの合計含有量（Ｙ＋Ｌａ＋Ｇｄ＋Ｙｂ）は０．１０カチオン％以上５．００カチオン％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項６】
ＳｉイオンとＢイオンとの合計含有量（Ｓｉ＋Ｂ）は１０．００カチオン％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項７】
１００℃～３００℃における平均線膨張係数αが１５５×１０
－７
／Ｋ未満である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項８】
Ｌｉイオン、ＮａイオンおよびＫイオンの合計含有量（Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）は２０．００カチオン％以下であり、
Ｂａイオン含有量に対するＭｇイオンの含有量のカチオン比（Ｍｇ／Ｂａ）は０．０５以上５．００以下であり、
ＭｇイオンとＣａイオンとの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ）は１．００カチオン％以上５０．００カチオン％以下であり、
Ｙイオン、Ｌａイオン、ＧｄイオンおよびＹｂイオンの合計含有量（Ｙ＋Ｌａ＋Ｇｄ＋Ｙｂ）は０．１０カチオン％以上５．００カチオン％以下であり、
ＳｉイオンとＢイオンとの合計含有量（Ｓｉ＋Ｂ）は１０．００カチオン％以下であり、かつ
１００℃～３００℃における平均線膨張係数αが１５５×１０
－７
／Ｋ未満である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。

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する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
フツリン酸ガラスは、一般に低分散性を有する光学ガラスであり、各種光学素子の材料として利用されている（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６０６２７１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学ガラスに望まれる物性の一つとしては、熱膨張係数が低いことが挙げられる。例えば、熱膨張係数が小さい光学ガラスによれば、プレス成形におけるガラスの割れやクラックの発生を抑制できるからである。
【０００５】
本発明の一態様は、熱膨張係数が低いフツリン酸ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、下記のガラス組成を有するフツリン酸ガラスが、低い熱膨張係数を示すことができることを新たに見出した。
【０００７】
本発明の一態様は、以下の通りである。
［１］必須成分としてＯイオン、Ｆイオン、Ａｌイオン、Ｐイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンを含み、
原子％表示のガラス組成において、
Ｐイオンの含有量に対するＯイオンの含有量の比率（Ｏ／Ｐ）（以下、「Ｏ／Ｐ比率」または「Ｏ／Ｐ」とも記載する）が３．３０以上４．５０以下、
Ｐイオンの含有量に対するＡｌイオンの含有量の比率（Ａｌ／Ｐ）（以下、「Ａｌ／Ｐ比率」または「Ａｌ／Ｐ」とも記載する）が１．５０以下、
Ａｌイオンの含有量に対するＦイオンの含有量の比率（Ｆ／Ａｌ）（以下、「Ｆ／Ａｌ比率」または「Ｆ／Ａｌ」とも記載する）が６．００以下、
カチオン％表示のガラス組成において、
Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ）が４０．００カチオン％以上、かつ
Ｍｇイオン、Ｃａイオン、ＳｒイオンおよびＢａイオンの合計含有量に対するＭｇイオンとＣａイオンの合計含有量のカチオン比（（Ｍｇ＋Ｃａ）／（Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ））が０．４０以上、
である光学ガラス（以下、単に「ガラス」とも記載する）。
［２］Ｌｉイオン、ＮａイオンおよびＫイオンの合計含有量（Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）は２０．００カチオン％以下である、［１］に記載の光学ガラス。
［３］Ｂａイオン含有量に対するＭｇイオンの含有量のカチオン比（Ｍｇ／Ｂａ）は０．０５以上５．００以下である、［１］または［２］に記載の光学ガラス。
［４］ＭｇイオンとＣａイオンとの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ）は１．００カチオン％以上５０．００カチオン％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の光学ガラス。
［５］Ｙイオン、Ｌａイオン、ＧｄイオンおよびＹｂイオンの合計含有量（Ｙ＋Ｌａ＋Ｇｄ＋Ｙｂ）は０．１０カチオン％以上５．００カチオン％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の光学ガラス。
［６］ＳｉイオンとＢイオンとの合計含有量（Ｓｉ＋Ｂ）は１０．００カチオン％以下である、［１］～［５］のいずれかに記載の光学ガラス。
［７］１００℃～３００℃における平均線膨張係数αが１５５×１０
－７
／Ｋ未満である、［１］～［６］のいずれかに記載の光学ガラス。
［８］Ｌｉイオン、ＮａイオンおよびＫイオンの合計含有量（Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）は２０．００カチオン％以下であり、
Ｂａイオン含有量に対するＭｇイオンの含有量のカチオン比（Ｍｇ／Ｂａ）は０．０５以上５．００以下であり、
ＭｇイオンとＣａイオンとの合計含有量（Ｍｇ＋Ｃａ）は１．００カチオン％以上５０．００カチオン％以下であり、
Ｙイオン、Ｌａイオン、ＧｄイオンおよびＹｂイオンの合計含有量（Ｙ＋Ｌａ＋Ｇｄ＋Ｙｂ）は０．１０カチオン％以上５．００カチオン％以下であり、
ＳｉイオンとＢイオンとの合計含有量（Ｓｉ＋Ｂ）は１０．００カチオン％以下であり、かつ
１００℃～３００℃における平均線膨張係数αが１５５×１０
－７
／Ｋ未満である、［１］～［７］のいずれかに記載の光学ガラス。
［９］［１］～［８］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、熱膨張係数が低いフツリン酸ガラスである光学ガラス、および、この光学ガラスからなる光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［光学ガラス］
＜ガラス組成＞
（分析方法）
ガラスを構成する各種成分については、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）等により、ガラス中に含まれる元素の含有量（元素の質量％）を定量することができる。
アニオン成分については、公知の分析法、例えばイオンクロマトグラフィー法、非分散赤外線吸収法（ＮＤ－ＩＲ）等によって、ガラスに含まれるアニオン成分を同定および定量することができる。
なお、本発明および本明細書において、構成成分の含有量が０％、０．０％、０．００％または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分が不可避的不純物レベルで含まれることは許容される。
【００１０】
（酸化物基準のガラス組成の表記）
上記の分析で得られた結果をもとに、酸化物基準のガラス組成における各成分の含有量（単位：モル％）を算出することができる。具体的方法は以下の通りである。
上記の分析方法で得られた元素ｉの含有量（元素の質量％Ｐ
ｉ
）を元素ｉの原子量Ｍ
ｉ
で除することにより、各元素のモル数ｎ
ｉ
＝Ｐ
ｉ
／Ｍ
ｉ
を求める。
上記の元素ｉがカチオン成分Ａ
ｉ
である場合は、上記で得られた元素のモル数ｎ
ｉ
を、対応する酸化物のモル数ｎ’
ｉ
に置き換える。具体的には元素ｉに対応するカチオン成分Ａ
ｉ
の酸化物の組成式がＡ
ｉ
ｘＯｙで表されるとき、ｎ’
ｉ
＝ｎ
ｉ
／ｘとなる。
上記の元素ｉがＯイオン以外のアニオン成分Ｂ
ｉ
である場合の、対応する上記の元素のモル数ｎ
ｉ
は以降ｍ
ｉ
と表記する。
酸化物基準のガラス組成における、カチオン成分Ａ
ｉ
の酸化物Ａ
ｉ
ｘＯｙとしての含有量ＰＡ
ｉ
（モル％）は、
ＰＡ
ｉ
＝ｎ’
ｉ
／（Σｎ’
ｉ
＋Σｍ
ｉ
）×１００
で表される。酸化物基準のガラス組成における含有量は、酸化物基準分率ということもできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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