特許ウォッチ

公開番号2025078528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023191157
出願日2023-11-08
発明の名称光学ガラス
出願人株式会社オハラ
代理人個人,個人,個人
主分類C03C 3/068 20060101AFI20250513BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】光学ガラスとして求められる可視域の光線透過率を有し、かつ、放射線の照射を受けた場合でも、可視域の光線透過率の低下が少ない光学ガラスを得ること。
【解決手段】酸化物基準の質量%で、SiO₂成分を0～35%、GeO₂成分を0～15%、B₂O₃成分を0～12%、P₂O₅成分を0～35%、Nb₂O₅成分を5～60%、TiO₂成分を0～35%、Ta₂O₅成分を0～10%、WO₃成分を0～8%、Bi₂O₃成分を0～5%、ZrO₂成分を0～10%、La₂O₃+Y₂O₃+Gd₂O₃成分を0～45%、Sb₂O₃成分を0～1%、Rn₂O成分を0～25%(但し、RnはLi、NaおよびKから選ばれる1種以上)含有し、吸収線量が100kradとなるようにコバルト60ガンマ線の照射を受けたとき、その照射前後の、450nm、550nmでの透過率低下が30%以下である光学ガラス。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ
２
成分を０～３５％、
ＧｅＯ
２
成分を０～１５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１２％、
Ｐ
２
Ｏ
５
成分を０～３５％、
Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分を５～６０％、
ＴｉＯ
２
成分を０～３５％、
Ｔａ
２
Ｏ
５
成分を０～１０％、
ＷＯ
３
成分を０～８％、
Ｂｉ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、
ＺｒＯ
２
成分を０～１０％、
Ｌａ
２
Ｏ
３
＋Ｙ
２
Ｏ
３
＋Ｇｄ
２
Ｏ
３
成分を０～４５％、
Ｓｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１％、
Ｒｎ
２
Ｏ成分を０～２５％（但し、ＲｎはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる１種以上。）、ＲＯ成分を０～３０％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎから選ばれる１種以上。）、および上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換したフッ化物のフッ素（Ｆ）としての合計０～８％含有し、ＣｅＯ
２
成分及びＰｂＯ成分を実質的に含有せず、吸収線量が１００ｋｒａｄとなるようにコバルト６０ガンマ線の照射を受けたとき、その照射前後の、４５０ｎｍ、５５０ｎｍでの透過率低下が３０％以下である光学ガラス。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ
２
成分を０～５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、
Ｐ
２
Ｏ
５
成分を２０～３５％、
Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分を３５～６０％、
ＴｉＯ
２
成分を０～２０％、
ＷＯ
３
成分を０～８％、
Ｂｉ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、
Ｓｂ
２
Ｏ
３
成分を０～０．５％、
Ｒｎ
２
Ｏ成分を３～２５％（但し、ＲｎはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる１種以上。）
ＲＯ成分を０～２０％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎから選ばれる１種以上。）
および上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換したフッ化物のフッ素（Ｆ）としての合計０～８％含有する請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ
２
成分を１～３５％、
ＧｅＯ
２
成分を０～１５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１２％、
Ｌａ
２
Ｏ
３
成分を０～４５％
Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分を５～５０％、
ＴｉＯ
２
成分を０～３５％、
Ｔａ
２
Ｏ
５
成分を０～１０％、
ＷＯ
３
成分を０～５％、
ＺｒＯ
２
成分を０～１０％、
Ｓｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１％
Ｒｎ
２
Ｏ成分を０～２０％（但し、ＲｎはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる１種以上。）
ＲＯ成分を０～３０％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる１種以上。）
および上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換したフッ化物のフッ素（Ｆ）としての合計０～８％含有する請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項４】
吸収線量が１００ｋｒａｄとなるようにコバルト６０ガンマ線の照射を受けたとき、その照射前後の、厚さ１０ｍｍの試料の光線透過率が７０％となる波長［λ
７０
］の差が２００ｎｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項５】
屈折率［ｎ
ｄ
］が１．７５０００以上、２．０５０００以下であり、アッベ数［ν
ｄ
］が１５．００以上、３５．００以下である、請求項１から３のいずれかに記載の光学ガラス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラスに関するものである。特に本発明は、γ線、Ｘ線などの放射線の照射にさらされた場合でも、可視域の光線透過率の低下が少ない、耐放射線性を有する光学ガラスに関するものであり、従来耐放射ガラスに使用されているＣｅＯ
２
を含有しない光学ガラスに関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、宇宙空間などの放射線環境下におけるカメラ、センサーなどの使用の要求が高まっている。これらのカメラやセンサーには、光学ガラスが使用される。しかし、従来の光学ガラスは、放射線の照射に曝されると、可視域の光線透過率が低下し、着色してしまう。そのため、耐放射線性を光学ガラスへ付与するために酸化セリウム等を含有したガラスが放射線環境下では使用されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１には、宇宙での使用のための鉛含有ガラスで、ｎ
ｄ
＝１．５２乃至１．６５の屈折率を有する耐放射線光学ガラスが開示されているが、様々な光学定数が要求される光学用途としては屈折率が低く、また宇宙での使用を考えた場合、打ち上げに掛かる負担の低減の点で、比重の大きい鉛含有ガラスは好ましくない。
特開２０１８－２０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、光学ガラスとして求められる可視域の光線透過率を有し、かつ、放射線の照射を受けた場合でも、可視域の光線透過率の低下が少ない光学ガラスを得ることであり、また、使用される光学系をコンパクトとする事が出来る、高い屈折率を有するガラスを提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意試験研究を重ねた結果、特定の組成を有し、特定の物性を指標とすることで、上記課題を解決するガラスが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。特にＮｂ
２
Ｏ
５
の効果により、従来発生する放射線照射による着色中心が抑制される。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００６】
（構成１）
酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ
２
成分を０～３５％、
ＧｅＯ
２
成分を０～１５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１２％、
Ｐ
２
Ｏ
５
成分を０～３５％、
Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分を５～６０％
ＴｉＯ
２
成分を０～３５％、
Ｔａ
２
Ｏ
５
成分を０～１０％、
ＷＯ
３
成分を０～８％、
Ｂｉ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、
ＺｒＯ
２
成分を０～１０％、
Ｌａ
２
Ｏ
３
＋Ｙ
２
Ｏ
３
＋Ｇｄ
２
Ｏ
３
成分を０～４５％、
Ｓｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１％、
Ｒｎ
２
Ｏ成分を０～２５％（但し、ＲｎはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる１種以上。）、ＲＯ成分を０～３０％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎから選ばれる１種以上。）、および上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換したフッ化物のフッ素（Ｆ）としての合計０～８％含有し、ＣｅＯ
２
成分及びＰｂＯ成分を実質的に含有せず、吸収線量が１００ｋｒａｄとなるようにコバルト６０ガンマ線の照射を受けたとき、その照射前後の、４５０ｎｍ、５５０ｎｍでの透過率低下が３０％以下である光学ガラス。
（構成２）
酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ
２
成分を０～５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、
Ｐ
２
Ｏ
５
成分を２０～３５％、
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学ガラスとして求められる可視域の光線透過率を有し、かつ、放射線の照射を受けた場合でも、放射線の照射に曝される前と比較して、可視域の光線透過率の低下が少ない光学ガラスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
コバルト６０ガンマ線の照射前後の実施例１－３に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の実施例１－７に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の実施例２－１に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の実施例２－５に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の比較例１に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の比較例２に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の比較例３に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
コバルト６０ガンマ線の照射前後の比較例４に係る光学ガラスの分光透過率曲線である。サンプルの厚さは１０ｍｍである。実線が照射前の分光透過率を示し、破線が照射後の分光透過率を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の光学ガラスについて詳細に説明する。なお、本明細書において、各成分の含有量は、酸化物基準の質量％で表記する。これは、本発明の光学ガラスの原料である酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され、酸化物へ変化すると仮定して、光学ガラス中に含有される各成分の組成を表記する方法である。この方法では、変化して生成すると仮定した光学ガラス中の酸化物の質量の総和を１００質量％として、光学ガラス中に含有される各成分の量を表記する。
【００１０】
本発明の光学ガラスは、酸化物基準の質量％でＳｉＯ
２
成分を０～３５％、ＧｅＯ
２
成分を０～１５％、Ｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１２％、Ｐ
２
Ｏ
５
成分を０～３５％、Ｎｂ
２
Ｏ
５
成分を５～６０％、ＴｉＯ
２
成分を０～３５％、Ｔａ
２
Ｏ
５
成分を０～１０％、ＷＯ
３
成分を０～８％、Ｂｉ
２
Ｏ
３
成分を０～５％、ＺｒＯ
２
成分を０～１０％、Ｌａ
２
Ｏ
３
＋Ｙ
２
Ｏ
３
＋Ｇｄ
２
Ｏ
３
成分を０～４５％、Ｓｂ
２
Ｏ
３
成分を０～１％、Ｒｎ
２
Ｏ成分を０～２５％（但し、ＲｎはＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる１種以上。）、ＲＯ成分を０～３０％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎから選ばれる１種以上。）、および上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換したフッ化物のフッ素（Ｆ）としての合計０～８％含有し、ＣｅＯ
２
成分及びＰｂＯ成分を実質的に含有せず、吸収線量が１００ｋｒａｄとなるようにコバルト６０ガンマ線の照射を受けたとき、その照射前後の、４５０ｎｍ、５５０ｎｍでの透過率低下が３０％以下である。上記組成と光学的指標を充足することにより、光学ガラスとして求められる可視域の光線透過率を有し、かつ、放射線の照射を受けた場合でも、放射線の照射に曝される前と比較して、可視域の光線透過率の低下が少ない光学ガラスを得ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許