JP2018104204A

JP2018104204A - 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置

Info

Publication number: JP2018104204A
Application number: JP2016248954A
Authority: JP
Inventors: 哲也小出; Tetsuya Koide
Original assignee: Hikari Glass Co Ltd
Current assignee: Hikari Glass Co Ltd
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP6833500B2

Abstract

【課題】モールドプレス成形に適した光学ガラス、これを用いた光学素子、光学装置の提供。【解決手段】質量％で、Ｐ２Ｏ５成分：３０％以上４２％未満、Ｂ２Ｏ３成分：０％以上１５％以下、Ｌｉ２Ｏ成分：１％より多く５％未満、Ｎａ２Ｏ成分：０％以上２％未満、ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、Ｙ２Ｏ３成分：１％より多く１０％以下、であり、かつ、Ｒ２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、（Ｙ２Ｏ３成分−Ｌｉ２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ２Ｏ成分の総量）：２以上６未満である、光学ガラス。【選択図】図１

Description

本発明は、モールドプレス成形に適した光学ガラス、これを用いた光学素子、光学装置に関する。

例えば、特許文献１には、カメラ等のレンズとして使用可能な光学ガラスが開示されている。このような光学ガラスは、比重（Ｓｇ）が低いことが好ましい。

特開２００５−５３７４９号公報

本発明の第一の態様は、質量％で、Ｐ_２Ｏ_５成分：３０％以上４２％未満、Ｂ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、Ｌｉ_２Ｏ成分：１％より多く以上５％未満、Ｎａ_２Ｏ成分：０％以上２％未満、ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、Ｙ_２Ｏ_３成分：１％より多く１０％以下、であり、かつ、Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、（Ｙ_２Ｏ_３成分−Ｌｉ_２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ_２Ｏ成分の総量）：２以上６未満である、光学ガラスである。

本発明の第二の態様は、第一の態様の光学ガラスを用いた、光学素子である。

本発明の第三の態様は、第二の態様の光学素子を備える、光学装置である。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る多光子顕微鏡の構成の例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」という。）について説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。

本明細書中において、特に断りがない場合は、各成分の含有量は全て酸化物換算組成のガラス全重量に対する質量％であるものとする。なお、ここでいう酸化物換算組成とは、ガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩等が溶融時に全て分解されて酸化物に変化すると仮定し、当該酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。

本実施形態における光学ガラスは、質量％で、Ｐ_２Ｏ_５成分：３０％以上４２％未満、Ｂ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、Ｌｉ_２Ｏ成分：１％より多く以上５％未満、Ｎａ_２Ｏ成分：０％以上２％未満、ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、Ｙ_２Ｏ_３成分：１％より多く１０％以下、であり、かつ、Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、（Ｙ_２Ｏ_３成分−Ｌｉ_２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ_２Ｏ成分の総量）：２以上６未満である、光学ガラスである。本実施形態に係る光学ガラスは、高い屈折率を有していながら、ガラス転移点（Ｔｇ）と比重（Ｓｇ）が低い光学ガラスである。

Ｐ_２Ｏ_５は、ガラス骨格を形成し、失透安定性を向上させ、化学的耐久性を低下させる成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が少なすぎると、失透が生じ易くなる傾向にある。また、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多すぎると、屈折率と化学的耐久性が低下する傾向にある。このような観点から、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、３０％以上４２％未満であり、好ましくは３５％以上４２％未満であり、より好ましくは３５％以上４０％以下である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量をかかる範囲とすることで、失透安定性を高め、化学的耐久性を良好にしながら高屈折率化を図ることができる。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス骨格を形成し、失透安定性を向上させ、屈折率と化学的耐久性を低下させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、溶融性が悪化するとともに、失透が生じ易くなる傾向にある。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向にある。このような観点から、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、０％以上１５％以下であり、好ましくは０％以上１０％以下であり、より好ましくは３％以上８％以下である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量をかかる範囲とすることで、失透安定性を高め、化学的耐久性を良好にしながら高屈折率化を図ることができる。

Ｌｉ_２Ｏは、溶融性を向上させ、屈折率とガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有量が少なすぎると、溶融性が低下し、失透が生じやすい傾向にある。また、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多すぎると、屈折率が低下する傾向にある。このような観点から、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、１％より多く５％未満であり、好ましくは２％以上４％以下である。Ｌｉ_２Ｏの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに低いガラス転移点（Ｔｇ）を実現することができる。なお、ガラスの溶融性の評価方法としては、例えば、白金ルツボにバッチを約５０ｇ入れて１２８０℃で１０分間加熱した時に、バッチに溶け残りがあるかないかを目視判定する方法が挙げられる。

Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏと同様に、溶融性を向上させ、屈折率とガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、０％以上２％未満であり、好ましくは０％以上１％以下である。Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは０％以上４％未満であり、より好ましくは０％以上３％以下である。Ｎａ_２ＯやＫ_２Ｏの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに低いガラス転移点（Ｔｇ）を実現することができる。なお、Ｎａ_２Ｏの含有量とＫ_２Ｏの含有量のいずれもが、上記した範囲にあることが更に好ましい。

Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量（以下、ΣＲ_２Ｏと略記する場合がある。）は、１％より多く５％未満であり、好ましくは１．５％以上４％以下である。Ｒ_２Ｏ成分の含有量の総和をかかる範囲とすることで、高い屈折率を維持しつつ、低いガラス転移点（Ｔｇ）を実現することができる。

ＭｇＯは、化学的耐久性を向上させ、屈折率を下げる成分である。ＭｇＯの含有量が少なすぎると化学的耐久性が低下する傾向がある。また、ＭｇＯの含有量が多すぎると屈折率が低くなる傾向がある。このような観点から、ＭｇＯの含有量は、好ましくは０％以上３０％以下であり、より好ましくは０％以上２０％以下であり、更に好ましくは０％以上１０％以下である。ＭｇＯの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに高い化学的耐久性を実現することができる。

ＣａＯは、比重を小さくし屈折率を下げる成分である。ＣａＯの含有量が少なすぎると比重が大きくなる傾向がある。また、ＣａＯの含有量が多すぎると屈折率が低くなる傾向がある。このような観点から、ＣａＯの含有量は、１０％より多く２８％未満であり、好ましくは１２％以上２５％以下であり、より好ましくは１２％以上２０％以下である。ＣａＯの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに低比重を実現することができる。

ＳｒＯは、屈折率を上げ、比重を大きくする成分である。ＳｒＯの含有量が少なすぎると屈折率が低くなる傾向がある。また、ＳｒＯの含有量が多すぎると比重が大きくなる傾向がある。このような観点から、ＳｒＯの含有量は、好ましくは０％以上３０％以下であり、より好ましくは０％以上２０％以下であり、更に好ましくは０％以上１０％以下である。ＳｒＯの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに低比重を実現することができる。

ＢａＯは、屈折率を上げ、比重を大きくする成分である。ＢａＯの含有量が少なすぎると屈折率が低くなる傾向がある。また、ＢａＯの含有量が多すぎると比重が大きくなる傾向がある。このような観点から、ＢａＯの含有量は、１０％より多く３０％未満であり、好ましくは１５％以上２５％以下である。ＢａＯの含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を低下させずに低比重を実現することができる。

ＺｎＯは、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げ、比重を大きくする成分である。ＺｎＯの含有量が少なすぎるとＴｇが高くなる傾向がある。また、ＺｎＯの含有量が多すぎると比重が大きくなる傾向がある。このような観点から、ＺｎＯの含有量は、０％以上１５％未満であり、好ましくは０％以上１０％以下である。ＺｎＯの含有量をかかる範囲とすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）を上げずに低比重を実現することができる。

Ｙ_２Ｏ_３は、屈折率を上げ、比重を大きくする成分である。Ｙ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると屈折率が低くなる傾向がある。また、Ｙ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると比重が大きくなる傾向がある。このような観点から、Ｙ_２Ｏ_３の含有量は、１％より多く１０％以下であり、好ましくは２％以上８％以下である。Ｙ_２Ｏ_３の含有量をかかる範囲とすることで、屈折率を下げずに低比重を実現することができる。

Ｙ_２Ｏ_３の含有量とＬｉ_２Ｏの含有量との差（Ｙ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ）は、０％より多く５％未満であり、好ましくは０％より多く３％以下である。Ｙ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏをかかる範囲とすることで、屈折率を上げながら、比重を低くすることができる。

ΣＲ_２Ｏに対するＭｇＯとＣａＯの和（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の比（（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／ΣＲ_２Ｏ）は、２以上６未満であり、好ましくは３以上６未満である。（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／ΣＲ_２Ｏをかかる範囲とすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げながら、比重を低くすることができる。

さらに、Ｋ_２Ｏ成分：０％以上４％以下、ＭｇＯ成分：０％以上３０％以下、及びＳｒＯ成分：０％以上３０％以下、という組み合わせを満たすことが好ましい。

また、本実施形態に係る光学ガラスは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及びＹｂ_２Ｏ_３からなる群より選ばれる一種以上を更に含有してもよい。

ＳｉＯ_２の含有量は、溶融性の観点から、好ましくは０％以上１０％以下であり、より好ましくは０％以上５％以下であり、更に好ましくは０％以上３％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、溶融性の観点から、好ましくは０％以上１５％以下であり、より好ましくは０％以上１０％以下であり、更に好ましくは０％以上７％以下である。

Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は、比重低減の観点から、好ましくは０％以上２０％以下であり、より好ましくは０％以上１５％以下であり、更に好ましくは０％以上１０％以下である。

Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は、比重低減の観点から、好ましくは０％以上２０％以下であり、より好ましくは０％以上１５％以下であり、更に好ましくは０％以上１０％以下である。

Ｙｂ_２Ｏ_３の含有量は、比重低減の観点から、好ましくは０％以上２０％以下であり、より好ましくは０％以上１５％以下であり、更に好ましくは０％以上１０％以下である。

これらの含有量の好適な組み合わせとしては、ＳｉＯ_２成分：０％以上１０％以下、Ａｌ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、Ｌａ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下、Ｇｄ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下、及びＹｂ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下である。

また、本実施形態に係る光学ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３が次の関係を満たすことが好ましい。

Ｙ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３とＹｂ_２Ｏ_３の総量に対するＰ_２Ｏ_５とＢ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の総量の比（（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３）／（Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３））は、好ましくは４．８以上３０以下であり、より好ましくは６以上２０以下であり、更に好ましくは１０以上２０以下である。（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３）／（Ｙ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）をかかる範囲とすることで、比重を低くすることができる。

ＳｒＯとＢａＯの総量に対するΣＲ_２Ｏの総量の比（ΣＲ_２Ｏ／（ＳｒＯ＋ＢａＯ））は、好ましくは０．０５以上０．５以下であり、より好ましくは０．０５以上０．３以下であり、更に好ましくは０．０５以上０．２以下である。ΣＲ_２Ｏ／（ＳｒＯ＋ＢａＯ）をかかる範囲とすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）と比重を低くすることができる。

ＳｒＯとＢａＯの総量に対するＭｇＯとＣａＯの総量の比（（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＳｒＯ＋ＢａＯ））は、好ましくは０．２以上１．５以下であり、より好ましくは０．３以上１以下であり、更に好ましくは０．３以上０．８以下である。（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＳｒＯ＋ＢａＯ）をかかる範囲とすることで、比重を低くすることができる。

Ｐ_２Ｏ_５とＢ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の総量に対するＹ_２Ｏ_３の比（Ｙ_２Ｏ_３／（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３））は、好ましくは０．０２以上０．２以下であり、より好ましくは０．０４以上０．１５以下であり、更に好ましくは０．０４以上０．１２以下である。Ｙ_２Ｏ_３／（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３）をかかる範囲とすることで、屈折率を上げながら比重を低くすることができる。

Ｐ_２Ｏ_５とＢ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の総量に対するΣＲ_２Ｏの比（ΣＲ_２Ｏ／（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３））は、好ましくは０．５以上１．５以下であり、より好ましくは０．６以上１．２以下であり、更に好ましくは０．７以上１．１以下である。ΣＲ_２Ｏ／（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｂ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３）をかかる範囲とすることで、ガラス転移点（Ｔｇ）と比重を低くすることができる。

上記の中で好適な組み合わせとしては、（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）／（Ｙ_２Ｏ_３成分＋Ｇｄ_２Ｏ_３成分＋Ｌａ_２Ｏ_３成分＋Ｙｂ_２Ｏ_３成分）：４．８以上３０以下、（Ｒ_２Ｏ成分の総量）／（ＳｒＯ成分＋ＢａＯ成分）：０．０５以上０．５以下、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（ＳｒＯ成分＋ＢａＯ成分）：０．２以上１．５以下、Ｙ_２Ｏ_３成分／（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）：０．０２以上０．２以下、（Ｒ_２Ｏ成分の総量）／（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）：０．５以上１．５以下、である。

その他、必要に応じて清澄、着色、消色や光学恒数値の微調整等の目的で、上記以外の成分で、公知の清澄剤や着色剤、脱泡剤、フッ素化合物、リン酸等の成分を、本実施形態の効果が得られる範囲で、ガラス組成に適量添加することができる。また、上記成分に限らず、本実施形態の効果が得られる範囲で、その他の成分を添加することもできる。

本実施形態に係る光学ガラスの製造方法は、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。また、製造条件は、適宜好適な条件を選択することができる。例えば、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の原料を目標組成となるように調合し、好ましくは１１００〜１５００℃、より好ましくは１２００〜１４００℃にて溶融し、攪拌することで均一化し、泡切れを行った後、金型に流し成形する製造方法等を採用できる。このようにして得られた光学ガラスは、必要に応じてリヒートプレス等を行って所望の形状に加工し、研磨等を施すことで、所望の光学素子とすることができる。

次に、本実施形態に係る光学ガラスの物性について説明する。

レンズの薄型化の観点からは、本実施形態に係る光学ガラスは、高い屈折率を有している（屈折率（ｎ_ｄ）が大きい）ことが望ましい。しかしながら、一般的に、屈折率（ｎ_ｄ）が高いほど比重が増大する傾向にある。かかる実情を踏まえれば、本実施形態に係る光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、１．５〜１．７の範囲であることが好ましく、１．６〜１．７の範囲であることがより好ましい。

本実施形態に係る光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、６０〜６６の範囲であることが好ましく、６０〜６５の範囲であることがより好ましい。

そして、本実施形態に係る光学ガラスについて、屈折率（ｎ_ｄ）とアッベ数（ν_ｄ）の好ましい組み合わせは、屈折率（ｎ_ｄ）が１．５０〜１．７０であり、かつ、アッベ数（ν_ｄ）が６０〜６６である。かかる性質を有する本実施形態に係る光学ガラスは、例えば、他の光学ガラスと組み合わせることで、色収差や他の収差が良好に補正された光学系を設計可能である。

レンズの軽量化の観点からは、本実施形態に係る光学ガラスは、低い比重を有していることが望ましい。しかしながら、一般的に、比重が大きいほど屈折率が低下する傾向にある。かかる観点から、本実施形態に係る光学ガラスの好適な比重（Ｓｇ）は、３．０を下限、３．７を上限とした、３．０〜３．７の範囲であり、好ましくは３．０〜３．６であり、より好ましくは、３．０〜３．５の範囲である。

プレス成形の観点から、本実施形態に係る光学ガラスとしては、ガラス転移点（Ｔｇ）は低いことが望ましい。Ｔｇが高いと、成形時に高温にしなければならないので、高温でも成形物に影響を与えないモールド部材の選択が必要となる傾向にあり、そのようなモールド部材は取扱いの難易度が増す。また、一旦高温にすると、温度を徐々に下げる工程が必要になり、製造工程が煩雑になる。かかる観点から、本実施形態に係る光学ガラスの好適なガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは５７０℃以下であり、より好ましくは５５０℃以下である。

上述した観点から、本実施形態に係る光学ガラスは、例えば、光学機器が備えるレンズ等の光学素子として好適に用いることができる。光学装置としては、とりわけ撮像装置や多光子顕微鏡として特に好適である。

＜撮像装置＞
図１に、本実施形態に係る光学ガラスを母材とするレンズ４（光学素子）を備えた撮像装置１（光学機器）を示す。撮像装置１はいわゆるデジタル一眼レフカメラであり、カメラボディ１０１のレンズマウント（不図示）にレンズ鏡筒１０２が着脱自在に取り付けられる。そして該レンズ鏡筒１０２のレンズ１０３を通した光がカメラボディ１０１の背面側に配置されたマルチチップモジュール１０６のセンサチップ（固体撮像素子）１０４上に結像される。このセンサチップ１０４は、いわゆるＣＭＯＳイメージセンサー等のベアチップであり、マルチチップモジュール１０６は、例えばセンサチップ１０４がガラス基板１０５上にベアチップ実装されたＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）タイプのモジュールである。

デジタルカメラ等に用いられる光学系にはより高い解像度、軽量化、小型化が求められる。これらを実現するには光学系に高屈折率なガラスを用いることが有効である。特に、高屈折率でありながらより低い比重（Ｓｇ）を有し、高いプレス成形性を有するガラスの需要は高い。かかる観点から、本実施形態に係る光学ガラスは、かかる光学機器の部材として好適である。なお、本実施形態において適用可能な光学機器としては、上述した撮像装置に限らず、例えばプロジェクタ等も挙げられる。光学素子についても、レンズに限らず、例えばプリズム等も挙げられる。

＜多光子顕微鏡＞
図１は、本実施形態に係る多光子顕微鏡２の構成の例を示すブロック図である。多光子顕微鏡２は、光学素子として、対物レンズ２０６、集光レンズ２０８、結像レンズ２１０を備える。以下、多光子顕微鏡２の光学系を中心に説明する。

パルスレーザ装置２０１は、例えば、近赤外波長（約１０００ｎｍ）であって、パルス幅がフェムト秒単位の（例えば、１００フェムト秒の）超短パルス光を射出する。パルスレーザ装置２０１から射出された直後の超短パルス光は、一般に所定の方向に偏光された直線偏光となっている。

パルス分割装置２０２は、超短パルス光を分割し、超短パルス光の繰り返し周波数を高くして射出する。

ビーム調整部２０３は、パルス分割装置２０２から入射される超短パルス光のビーム径を、対物レンズ２０６の瞳径に合わせて調整する機能、試料Ｓから発せられる多光子励起光の波長と超短パルス光の波長との軸上の色収差（ピント差）を補正するために超短パルス光の集光及び発散角度を調整する機能、超短パルス光のパルス幅が光学系を通過する間に群速度分散により広がってしまうのを補正するために、逆の群速度分散を超短パルス光に与えるプリチャープ機能（群速度分散補償機能）等を有する。

パルスレーザ装置２０１から射出された超短パルス光は、パルス分割装置２０２によりその繰り返し周波数が大きくされ、ビーム調整部２０３により上記した調整が行われる。そして、ビーム調整部２０３から射出された超短パルス光は、ダイクロイックミラー２０４によりダイクロイックミラー２０５の方向に反射され、ダイクロイックミラー２０５を通過し、対物レンズ２０６により集光されて試料Ｓに照射される。このとき、走査手段（不図示）を用いることにより、超短パルス光を試料Ｓの観察面上に走査させてもよい。

例えば、試料Ｓを蛍光観察する場合には、試料Ｓの超短パルス光の被照射領域及びその近傍では、試料Ｓが染色されている蛍光色素が多光子励起され、赤外波長である超短パルス光より波長が短い蛍光（以下、「観察光」という。）が発せられる。

試料Ｓから対物レンズ２０６の方向に発せられた観察光は、対物レンズ２０６によりコリメートされ、その波長に応じて、ダイクロイックミラー２０５により反射されたり、あるいは、ダイクロイックミラー２０５を透過したりする。

ダイクロイックミラー２０５により反射された観察光は、蛍光検出部２０７に入射する。蛍光検出部２０７は、例えば、バリアフィルタ、ＰＭＴ（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｔｕｂｅ：光電子増倍管）等により構成され、ダイクロイックミラー２０５により反射された観察光を受光し、その光量に応じた電気信号を出力する。また、蛍光検出部２０７は、超短パルス光が試料Ｓの観察面において走査されるのに合わせて、試料Ｓの観察面にわたる観察光を検出する。

一方、ダイクロイックミラー２０５を透過した観察光は、走査手段（不図示）によりデスキャンされ、ダイクロイックミラー２０４を透過し、集光レンズ２０８により集光され、対物レンズ２０６の焦点位置とほぼ共役な位置に設けられているピンホール２０９を通過し、結像レンズ２１０を透過して、蛍光検出部２１１に入射する。

蛍光検出部２１１は、例えば、バリアフィルタ、ＰＭＴ等により構成され、結像レンズ２１０により蛍光検出部２１１の受光面において結像した観察光を受光し、その光量に応じた電気信号を出力する。また、蛍光検出部２１１は、超短パルス光が試料Ｓの観察面において走査されるのに合わせて、試料Ｓの観察面にわたる観察光を検出する。

なお、ダイクロイックミラー２０５を光路から外すことにより、試料Ｓから対物レンズ２０５の方向に発せられた全ての観察光を蛍光検出部２１１で検出するようにしてもよい。

また、試料Ｓから対物レンズ２０６と逆の方向に発せられた観察光は、ダイクロイックミラー２１２により反射され、蛍光検出部２１３に入射する。蛍光検出部１１３は、例えば、バリアフィルタ、ＰＭＴ等により構成され、ダイクロイックミラー２１２により反射された観察光を受光し、その光量に応じた電気信号を出力する。また、蛍光検出部２１３は、超短パルス光が試料Ｓの観察面において走査されるのに合わせて、試料Ｓの観察面にわたる観察光を検出する。

蛍光検出部２０７、２１１、２１３からそれぞれ出力された電気信号は、例えば、コンピュータ（不図示）に入力され、そのコンピュータは、入力された電気信号に基づいて、観察画像を生成し、生成した観察画像を表示したり、観察画像のデータを記憶したりすることができる。

本発明の実施例及び比較例について説明する。各表は、本実施例において作製した光学ガラスについて、各成分の酸化物基準の質量％による組成と各物性の評価結果を示す。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜光学ガラスの作製＞
各実施例及び比較例に係る光学ガラスは、以下の手順で作製した。まず、各表に記載の組成（質量％）となるよう、酸化物、水酸化物、リン酸化合物（リン酸塩、正リン酸等）、炭酸塩、及び硝酸塩等から選ばれるガラス原料を秤量した。次に、秤量した原料を混合して白金ルツボに投入し、１１００〜１３００℃の温度で溶融させて攪拌均一化した。泡切れを行った後、適当な温度に下げてから金型に鋳込んで徐冷し、成形することで各サンプルを得た。

１．屈折率（ｎ_ｄ）とアッベ数（ν_ｄ）
各サンプルの屈折率（ｎ_ｄ）及びアッベ数（ν_ｄ）は、屈折率測定器（株式会社島津デバイス製造製：ＫＰＲ−２０００）を用いて測定及び算出した。ｎ_ｄは、５８７．５６２ｎｍの光に対するガラスの屈折率を示す。ν_ｄは、以下の式（１）より求めた。ｎＣ、ｎＦは、それぞれ波長６５６．２７３ｎｍ、４８６．１３３ｎｍの光に対するガラスの屈折率を示す。
ν_ｄ＝（ｎ_ｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）・・・（１）

２．比重（Ｓｇ）
各サンプルの比重（Ｓｇ）は、４℃における同体積の純水に対する質量比から求めた。

３．ガラス転移点（Ｔｇ）
各サンプルのガラス転移点（Ｔｇ）は、４℃／分の昇温速度で測定したＤＴＡ曲線から決定した。

本実施例の光学ガラスは、低い比重を有していることが確認された。また、本実施例の光学ガラスは低いガラス転移点（Ｔｇ）を示し、モールドプレス成形において極めて好適であることが確認された。

１・・・撮像装置、１０１・・・カメラボディ、１０２・・・レンズ鏡筒、１０３・・・レンズ、１０４・・・センサチップ、１０５・・・ガラス基板、１０６・・・マルチチップモジュール、２・・・多光子顕微鏡、２０１・・・パルスレーザ装置、２０２・・・パルス分割装置、２０３・・・ビーム調整部、２０４，２０５，２１２・・・ダイクロイックミラー、２０６・・・対物レンズ、２０７，２１１，２１３・・・蛍光検出部、２０８・・・集光レンズ、２０９・・・ピンホール、２１０・・・結像レンズ、Ｓ・・・試料

本発明の第一の態様は、質量％で、Ｐ_２Ｏ_５成分：３０％以上４２％未満、Ｂ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、Ｌｉ_２Ｏ成分：１％より多く５％未満、Ｎａ_２Ｏ成分：０％以上２％未満、ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、Ｙ_２Ｏ_３成分：１％より多く１０％以下、であり、かつ、Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、（Ｙ_２Ｏ_３成分−Ｌｉ_２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ_２Ｏ成分の総量）：２以上６未満である、光学ガラスである。

本実施形態における光学ガラスは、質量％で、Ｐ_２Ｏ_５成分：３０％以上４２％未満、Ｂ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、Ｌｉ_２Ｏ成分：１％より多く５％未満、Ｎａ_２Ｏ成分：０％以上２％未満、ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、Ｙ_２Ｏ_３成分：１％より多く１０％以下、であり、かつ、Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、（Ｙ_２Ｏ_３成分−Ｌｉ_２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ_２Ｏ成分の総量）：２以上６未満である、光学ガラスである。本実施形態に係る光学ガラスは、高い屈折率を有していながら、ガラス転移点（Ｔｇ）と比重（Ｓｇ）が低い光学ガラスである。

Claims

質量％で、
Ｐ_２Ｏ_５成分：３０％以上４２％未満、
Ｂ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、
Ｌｉ_２Ｏ成分：１％より多く以上５％未満、
Ｎａ_２Ｏ成分：０％以上２％未満、
ＣａＯ成分：１０％より多く２８％未満、
ＢａＯ成分：１０％より多く３０％未満、
ＺｎＯ成分：０％以上１５％未満、
Ｙ_２Ｏ_３成分：１％より多く１０％以下、
であり、かつ、
Ｒ_２Ｏ成分（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫからなる群より選ばれる一種以上）の総量が、１％より多く５％未満、
（Ｙ_２Ｏ_３成分−Ｌｉ_２Ｏ成分）：０％より多く５％未満、
（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（Ｒ_２Ｏ成分の総量）：２以上６未満であることを特徴とする、光学ガラス。
質量％で、
Ｋ_２Ｏ成分：０％以上４％以下、
ＭｇＯ成分：０％以上３０％以下、
ＳｒＯ成分：０％以上３０％以下、
であることを特徴とする、請求項１に記載の光学ガラス。
質量％で、
（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）／（Ｙ_２Ｏ_３成分＋Ｇｄ_２Ｏ_３成分＋Ｌａ_２Ｏ_３成分＋Ｙｂ_２Ｏ_３成分）：４．８以上３０以下、
（Ｒ_２Ｏ成分の総量）／（ＳｒＯ成分＋ＢａＯ成分）：０．０５以上０．５以下、
（ＭｇＯ成分＋ＣａＯ成分）／（ＳｒＯ成分＋ＢａＯ成分）：０．２以上１．５以下、
Ｙ_２Ｏ_３成分／（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）：０．０２以上０．２以下、
（Ｒ_２Ｏ成分の総量）／（Ｐ_２Ｏ_５成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分＋Ａｌ_２Ｏ_３成分）：０．５以上１．５以下、であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学ガラス。
質量％で、
ＳｉＯ_２成分：０％以上１０％以下、
Ａｌ_２Ｏ_３成分：０％以上１５％以下、
Ｌａ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下、
Ｇｄ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下、
Ｙｂ_２Ｏ_３成分：０％以上２０％以下、
であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
屈折率（ｎ_ｄ）が１．５〜１．７の範囲、かつ、アッベ数（ν_ｄ）が６０〜６６の範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
比重（Ｓｇ）が３．０〜３．７であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
ガラス転移点（Ｔｇ）が、５７０℃以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いた、光学素子。
請求項８に記載の光学素子を備える、光学装置。