JP7024802B2 - 光学ガラス、光学ガラスを備える光学素子、レンズ鏡筒、顕微鏡用対物レンズ、光学装置 - Google Patents
光学ガラス、光学ガラスを備える光学素子、レンズ鏡筒、顕微鏡用対物レンズ、光学装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7024802B2 JP7024802B2 JP2019565702A JP2019565702A JP7024802B2 JP 7024802 B2 JP7024802 B2 JP 7024802B2 JP 2019565702 A JP2019565702 A JP 2019565702A JP 2019565702 A JP2019565702 A JP 2019565702A JP 7024802 B2 JP7024802 B2 JP 7024802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- content
- optical
- optical glass
- glass
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims description 70
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 40
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 15
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 13
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 7
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 18
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- ATQUFXWBVZUTKO-UHFFFAOYSA-N CC1=CCCC1 Chemical compound CC1=CCCC1 ATQUFXWBVZUTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJYDCXOHBVUXPO-MRVPVSSYSA-N C[C@H](CCC1)CC1=C Chemical compound C[C@H](CCC1)CC1=C FJYDCXOHBVUXPO-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
- C03C3/17—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium
-
- 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
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron
- C03C3/247—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron containing fluorine and phosphorus
Landscapes
- 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
本発明は、光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子及び光学装置に関する。本発明は2018年1月18日に出願された日本国特許の出願番号2018-006394の優先権を主張し、文献の参照による織り込みが認められる指定国については、その出願に記載された内容は参照により本出願に織り込まれる。
低屈折率・低分散性を有する蛍石は、光学装置における光学系のレンズ材料として使用される。蛍石は、例えば、特許文献１に示されるような坩堝降下法（ブリッジマン法）により製造される。
本発明の第一の態様は、カチオンのモル％表示で、Ａｌ３＋の含有率が３０～４０％、Ｐ５＋の含有率が１～１５％、Ｌａ３＋の含有率が０．８３～５％、Ｍｇ２＋の含有率が５～８．１６％、Ｌｉ
＋
の含有率が０．２３～３％であり、かつ、アニオンのモル％表示で、Ｏ２－の含有率が５～１６％、Ｆ－の含有率が８４～９５％であり、かつ、リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）が３．１以上３．４未満である、光学ガラスである。また、本発明の第二の態様は、カチオンのモル％表示で、Ａｌ３＋の含有率が３０～４０％、Ｐ５＋の含有率が１～１５％、Ｌａ３＋の含有率が０．８３～５％、Ｂａ２＋の含有率が３～７．３５％、Ｌｉ
＋
の含有率が０．２３～３％であり、かつ、アニオンのモル％表示で、Ｏ２－の含有率が５～１６％、Ｆ－の含有率が８４～９５％であり、かつ、リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）が３．１以上３．４未満である、光学ガラスである。
本発明の第三の態様は、第一の態様又は第二の態様の光学ガラスを備える、光学素子である。本発明の第四の態様は、第三の態様の光学素子を備える、レンズ鏡筒である。本発明の第五の態様は、第三の態様の光学素子を備える、顕微鏡用対物レンズである。
本発明の第六の態様は、第三の態様の光学素子を備える、光学装置である。
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、各成分の含有量は、カチオンのモル％表示、及びアニオンのモル％表示で示される。ここでいうカチオンのモル％、及びアニオンのモル％とは、ガラス中に含まれるカチオン成分の総量とアニオン成分の総量をそれぞれ１００モル％とするものである。ガラス構成成分の原料として使用される炭酸塩、水酸塩、硝酸塩、含水塩等の複合塩は、熔解時に全て分解されて酸化物及び／又はフッ化物に変化すると仮定している。なお、複合塩の分解によって生じるガス成分はガラス構成成分として考慮しない。
本実施形態に係る光学ガラスは、カチオンのモル％表示で、Ａｌ３＋が３０～４０％、Ｐ５＋が１～１５％であり、かつ、アニオンのモル％表示で、Ｏ２－が５～１６％、Ｆ－が８４～９５％であり、かつ、リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）が３．４未満である、光学ガラスである。本実施形態によれば、フツリン酸塩系光学ガラスにおいて、低屈折率・低分散の光学恒数を有し、紫外及び可視光透過率の良好な光学ガラスとすることが可能となる。
例えば、蛍石はブリッジマン法により製造されるが、一度に製造できる量が限られ、時間もかかるため、大量生産に不向きであるといった問題がある。また、蛍石は、劈開性を有するため、機械的強度が乏しく、加工が困難であるという問題もある。これらの点について、本実施形態に係る光学ガラスは、蛍石相当の低屈折率・低分散性を有していながら、蛍石が抱える上記のような問題も解消できる。
（カチオン成分）
Ａｌ３＋は光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少ないと光学ガラスが失透しやすくなるが、過剰に導入しても光学ガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、Ａｌ３＋の含有量は、３０～４０％であり、好ましくは３２～３８％であり、より好ましくは３４～３７％である。
Ａｌ３＋は光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少ないと光学ガラスが失透しやすくなるが、過剰に導入しても光学ガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、Ａｌ３＋の含有量は、３０～４０％であり、好ましくは３２～３８％であり、より好ましくは３４～３７％である。
Ｐ５＋は光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少ないと光学ガラスが失透しやすくなるが、過剰に導入すると分散が大きくなりすぎてしまう。かかる観点から、Ｐ５＋の含有量は、１～１５％であり、好ましくは３～１２％であり、より好ましくは５～１０％である。
本実施形態では、例えば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋、Ｙ３＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｚｒ４＋等の成分を適宜含有することができる。
Ｌｉ＋は、光学ガラスの熔解性を高める効果を有するが、過剰に導入すると耐失透性が低下することに加え、成形時におけるガラスの粘性が低下し、ガラスの成形が困難となる傾向にある。かかる観点から、Ｌｉ＋の含有量は、好ましくは０～３％であり、より好ましくは０～２％であり、更に好ましくは０～１％である。
Ｎａ＋は、光学ガラスの熔解性を高める効果を有するが、過剰に導入すると耐失透性が低下することに加え、成形時におけるガラスの粘性が低下し、ガラスの成形が困難となる傾向にある。かかる観点から、Ｎａ＋の含有量は、好ましくは０～３％であり、より好ましくは０～２％であり、更に好ましくは０～１％である。
Ｋ＋は、光学ガラスの熔解性を高める効果を有するが、過剰に導入すると耐失透性が低下することに加え、成形時におけるガラスの粘性が低下し、ガラスの成形が困難となる傾向にある。かかる観点から、Ｋ＋の含有量は、好ましくは０～２％であり、より好ましくは０～１．５％であり、更に好ましくは０～１％である。
Ｍｇ２＋は、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少なすぎると耐失透性を向上させる効果を十分に得ることができない。また、過剰に導入すると屈折率が低下し、かえって耐失透性も低下する傾向にある。かかる観点から、Ｍｇ２＋の含有量は、好ましくは５～１０％であり、より好ましくは６～９％であり、更に好ましくは７～８％である。
Ｃａ２＋は、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少なすぎると耐失透性を向上させる効果を十分に得ることができない。また、過剰に導入すると屈折率が低下し、かえって耐失透性も低下する傾向にある。かかる観点から、Ｃａ２＋の含有量は、好ましくは２０～３０％であり、より好ましくは２２～２８％であり、更に好ましくは２３～２５％である。
Ｓｒ２＋は、光学ガラスの屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少なすぎると、屈折率を高める効果と耐失透性を向上させる効果を十分に得ることができない。また、過剰に導入すると分散性が大きくなりすぎてしまい、かえって耐失透性も低下する傾向にある。かかる観点から、Ｓｒ２＋の含有量は、好ましくは１０～２０％であり、より好ましくは１２～１８％であり、更に好ましくは１４～１７％である。
Ｂａ２＋は、光学ガラスの屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果がある。その含有量が少なすぎると、屈折率を高める効果と耐失透性を向上させる効果を十分に得ることができない。また、過剰に導入すると分散性が大きくなりすぎてしまい、かえって耐失透性も低下する傾向にある。かかる観点から、Ｂａ２＋の含有量は、好ましくは３～１０％であり、より好ましくは４～９％であり、更に好ましくは５～８％である。
Ｚｎ２＋は、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果がある。しかしながら、過剰に導入すると分散性が大きくなりすぎる傾向にある。かかる観点から、Ｚｎ２＋の含有量は、好ましくは０～３％であり、より好ましくは０～２％であり、更に好ましくは０～１％である。
Ｙ３＋は、光学ガラスの低分散性を維持しつつ屈折率を高めるとともに、原料の熔解性を維持し液相温度の上昇を抑制し、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果を有する。しかしながら、過剰に導入するとガラス原料の熔解性が悪化し、かつ液相温度が上昇してガラスの耐失透性を低下させる傾向にある。かかる観点から、Ｙ３＋の含有量は、好ましくは０～５％であり、より好ましくは０～３％であり、更に好ましくは０～２％であり、より更に好ましくは０～１％である。
Ｌａ３＋は、光学ガラスの低分散性を維持しつつ屈折率を高めるとともに、原料の熔解性を維持し液相温度の上昇を抑制し、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果を有する。しかしながら、過剰に導入するとガラス原料の熔解性が悪化し、かつ液相温度が上昇してガラスの耐失透性を低下させる傾向にある。かかる観点から、Ｌａ３＋の含有量は、好ましくは０～５％であり、より好ましくは０～３％であり、更に好ましくは０～２％であり、より更に好ましくは０～１％である。
Ｇｄ３＋は、光学ガラスの低分散性を維持しつつ屈折率を高めるとともに、原料の熔解性を維持し液相温度の上昇を抑制し、光学ガラスの耐失透性を向上させる効果を有する。しかしながら、過剰に導入するとガラス原料の熔解性が悪化し、かつ液相温度が上昇してガラスの耐失透性を低下させる傾向にある。かかる観点から、Ｇｄ３＋の含有量は、好ましくは０～５％であり、より好ましくは０～３％であり、更に好ましくは０～２％であり、より更に好ましくは０～１％である。
Ｚｒ４＋は、光学ガラスの屈折率を高め、分散を抑えるとともに、耐失透性を向上させる効果を有する。しかしながら、過剰に導入すると分散性が大きくなりすぎてしまい、耐失透性も低下する傾向にある。かかる観点から、Ｚｒ４＋の含有量は、好ましくは０～１％である。
上述した成分についての好適な含有量の組み合わせとしては、Ｍｇ２＋が５～１０％、Ｃａ２＋が２０～３０％、Ｓｒ２＋が１０～２０％、Ｂａ２＋が３～１０％である。また、Ｌｉ＋が０～３％、Ｎａ＋が０～３％、Ｋ＋が０～２％、Ｚｎ２＋が０～３％である。また、Ｙ３＋が０～５％、Ｌａ３＋が０～５％、Ｇｄ３＋が０～５％、Ｚｒ４＋が０～１％である。
（アニオン成分）
アニオン成分であるＯ２－とＦ－は、光学ガラスの屈折率、分散性、安定性等に寄与する。光学ガラスの分散と屈折率の観点から、アニオンのモル％表示でＯ２－は、５～１６％であり、好ましくは７～１４％であり、より好ましくは９～１２％である。光学ガラスの分散と屈折率の観点から、アニオンのモル％表示でＦ－は８４～９５％であり、好ましくは８６～９３％であり、より好ましくは８８～９１％である。
アニオン成分であるＯ２－とＦ－は、光学ガラスの屈折率、分散性、安定性等に寄与する。光学ガラスの分散と屈折率の観点から、アニオンのモル％表示でＯ２－は、５～１６％であり、好ましくは７～１４％であり、より好ましくは９～１２％である。光学ガラスの分散と屈折率の観点から、アニオンのモル％表示でＦ－は８４～９５％であり、好ましくは８６～９３％であり、より好ましくは８８～９１％である。
リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）は、３．４未満であれば良好な紫外透過率を維持できるが、３．４以上であると内部透過率が８０％となる波長（λ８０）が長波長側へシフトし、紫外域の光透過性が悪化する。かかる観点から、Ｏ／Ｐは、３．４未満であり、好ましくは３．２以下であり、より好ましくは３．０以下である。なお、リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）とは、原子％（ａｔ．％）表示におけるリン（Ｐ）に対する酸素（Ｏ）の比と同等の意味である。
上記成分に限らず、本実施形態に係る光学ガラスの効果が得られる範囲でその他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、フッ化物等の原料を目標組成となるように調合し、好ましくは８５０～１１５０℃、より好ましくは９５０～１０５０℃にて熔解し、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値について説明する。
本実施形態に係る光学ガラスは、低屈折率・低分散（アッベ数（νｄ）が大きい）である。本実施形態に係る光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは９２～９７であり、より好ましくは９３～９７であり、更に好ましくは９４～９７である。また、本実施形態に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．４１～１．４５であり、より好ましくは１．４２～１．４５であり、更に好ましくは１．４３～１．４５である。そして、本実施形態に係る光学ガラスの物性として好適な組み合わせは、屈折率（ｎｄ）が１．４１～１．４５の範囲であり、かつ、アッベ数（νｄ）が９２～９７の範囲にある。
光学系の紫外及び可視光透過率の観点から、本実施形態に係る光学ガラスにおける、光路長１０ｍｍにおける内部透過率が８０％となる波長（λ８０）は、好ましくは３４０ｎｍ以下であり、より好ましくは３３８ｎｍ以下であり、更に好ましくは３３６ｎｍ以下である。
また、本実施形態に係る光学ガラスにおける、光路長１０ｍｍにおける内部透過率が５％となる波長（λ５）は、好ましくは３００ｎｍ以下であり、より好ましくは２９８ｎｍ以下であり、更に好ましくは２９６ｎｍ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１０３（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（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）タイプのモジュールである。
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１０３（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（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）タイプのモジュールである。
このような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光学ガラスを用いることが有効である。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２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。
図２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（ｐｈｏｔｏ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ：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２０６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２１３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、実施例及び比較例に係る光学ガラスの組成を、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、光路長１０ｍｍにおける内部透過率が８０％となる波長（λ８０）、及び光路長１０ｍｍにおける内部透過率が５％となる波長（λ５）の測定結果と共に示したものである。なお、本発明はこれら実施例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、各表に記載の化学組成（重量％）となるよう、酸化物、リン酸塩及びフッ化物等の光学ガラス原料を光学ガラス重量が１００ｇとなるよう秤量した。次に、秤量した原料を混合して白金ルツボに投入して、９５０℃の温度で１時間程度熔解し、攪拌均質化した。その後、温度を下げてから金型等に鋳込みし、徐冷することにより、各サンプルを得た。
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、各表に記載の化学組成（重量％）となるよう、酸化物、リン酸塩及びフッ化物等の光学ガラス原料を光学ガラス重量が１００ｇとなるよう秤量した。次に、秤量した原料を混合して白金ルツボに投入して、９５０℃の温度で１時間程度熔解し、攪拌均質化した。その後、温度を下げてから金型等に鋳込みし、徐冷することにより、各サンプルを得た。
＜光学ガラスの測定＞
１．屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）
各サンプルの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、屈折率測定器（株式会社島津製作所製；「ＫＰＲ－２０００」）を用いて測定及び算出した。ｎｄは、５８７．５６２ｎｍの光に対する光学ガラスの屈折率を示す。νｄは、以下の式（１）より求めた。ｎＣ、ｎＦは、それぞれ波長６５６．２７３ｎｍ、４８６．１３３ｎｍの光に対する光学ガラスの屈折率を示す。なお、屈折率の値は、小数点以下第５位までとした。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）・・・（１）
１．屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）
各サンプルの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、屈折率測定器（株式会社島津製作所製；「ＫＰＲ－２０００」）を用いて測定及び算出した。ｎｄは、５８７．５６２ｎｍの光に対する光学ガラスの屈折率を示す。νｄは、以下の式（１）より求めた。ｎＣ、ｎＦは、それぞれ波長６５６．２７３ｎｍ、４８６．１３３ｎｍの光に対する光学ガラスの屈折率を示す。なお、屈折率の値は、小数点以下第５位までとした。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）・・・（１）
２．内部透過率が８０％となる波長（λ８０）と５％となる波長（λ５）
１２ｍｍ厚と２ｍｍ厚の光学研磨された互いに平行な光学ガラス試料を用意し、厚み方向と平行に光が入射した際の波長２００～７００ｎｍの範囲における内部透過率を測定した。そして、光路長１０ｍｍにおける内部透過率が８０％となる波長をλ８０とし、内部透過率が５％となる波長をλ５とした。
１２ｍｍ厚と２ｍｍ厚の光学研磨された互いに平行な光学ガラス試料を用意し、厚み方向と平行に光が入射した際の波長２００～７００ｎｍの範囲における内部透過率を測定した。そして、光路長１０ｍｍにおける内部透過率が８０％となる波長をλ８０とし、内部透過率が５％となる波長をλ５とした。
各表に各実施例及び比較例の結果を示し、図３にＯ／Ｐに対するλ８０値をプロットした図を示す。なお、表中の組成の数値について、特に断りがない限り、カチオン成分についてはカチオンのモル％で、アニオン成分についてはアニオンのモル％で示している。また、表中の「失透」とは、光学ガラスを製造した際に失透が生じ、測定（即ち、光学ガラスとしての使用）が不可能であったことを示すものである。
各実施例はいずれも低屈折率かつ低分散であり、透過率が良好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
Claims (14)
- カチオンのモル％表示で、
Ａｌ３＋の含有率が３０～４０％、
Ｐ５＋の含有率が１～１５％、
Ｌａ３＋の含有率が０．８３～５％、
Ｍｇ２＋の含有率が５～８．１６％、
Ｌｉ ＋ の含有率が０．２３～３％であり、かつ、
アニオンのモル％表示で、
Ｏ２－の含有率が５～１６％、
Ｆ－の含有率が８４～９５％であり、かつ、
リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）が３．１以上３．４未満である、光学ガラス。 - カチオンのモル％表示で、
Ｃａ２＋の含有率が２０～３０％、
Ｓｒ２＋の含有率が１０～２０％、
Ｂａ２＋の含有率が３～１０％である、請求項１に記載の光学ガラス。 - カチオンのモル％表示で、
Ａｌ３＋の含有率が３０～４０％、
Ｐ５＋の含有率が１～１５％、
Ｌａ３＋の含有率が０．８３～５％、
Ｂａ２＋の含有率が３～７．３５％、
Ｌｉ ＋ の含有率が０．２３～３％であり、かつ、
アニオンのモル％表示で、
Ｏ２－の含有率が５～１６％、
Ｆ－の含有率が８４～９５％であり、かつ、
リン原子の数に対する酸素原子の数の比（Ｏ／Ｐ）が３．１以上３．４未満である、光学ガラス。 - カチオンのモル％表示で、
Ｃａ２＋の含有率が２０～３０％、
Ｓｒ２＋の含有率が１０～２０％、
Ｍｇ２＋の含有率が５～１０％である、請求項３に記載の光学ガラス。 - カチオンのモル％表示で、
Ｎａ ＋ の含有率が０～３％、
Ｋ＋の含有率が０～２％、
Ｚｎ２＋の含有率が０～３％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。 - カチオンのモル％表示で、
Ｙ３＋の含有率が０～５％、
Ｇｄ３＋の含有率が０～５％、
Ｚｒ４＋の含有率が０～１％である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。 - 屈折率（ｎｄ）が１．４１～１．４５の範囲である、請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- アッベ数（νｄ）が９２～９７の範囲である、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- 光路長１０ｍｍにおける内部透過率が８０％となる波長（λ８０）が、３４０ｎｍ以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- 光路長１０ｍｍにおける内部透過率が５％となる波長（λ５）が、３００ｎｍ以下である、請求項１～９のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の光学ガラスを備える、光学素子。
- 請求項１１に記載の光学素子を備える、レンズ鏡筒。
- 請求項１１に記載の光学素子を備える、顕微鏡用対物レンズ。
- 請求項１１に記載の光学素子を備える、光学装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018006394 | 2018-01-18 | ||
| JP2018006394 | 2018-01-18 | ||
| PCT/JP2018/034202 WO2019142397A1 (ja) | 2018-01-18 | 2018-09-14 | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2019142397A1 JPWO2019142397A1 (ja) | 2021-01-07 |
| JP7024802B2 true JP7024802B2 (ja) | 2022-02-24 |
Family
ID=67302101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019565702A Active JP7024802B2 (ja) | 2018-01-18 | 2018-09-14 | 光学ガラス、光学ガラスを備える光学素子、レンズ鏡筒、顕微鏡用対物レンズ、光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7024802B2 (ja) |
| WO (1) | WO2019142397A1 (ja) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5983960A (ja) * | 1982-11-06 | 1984-05-15 | Minolta Camera Co Ltd | 異常分散ガラス |
| JPS60210545A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-23 | Ohara Inc | 弗燐酸塩光学ガラス |
| JPS63144141A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Sumita Kogaku Glass Seizosho:Kk | 弗燐酸塩光学ガラス |
| JPH01270537A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-27 | Sumita Kogaku Glass Seizosho:Kk | 弗燐酸塩光学ガラス |
| JP3194804B2 (ja) * | 1992-12-25 | 2001-08-06 | ホーヤ株式会社 | 弗燐酸塩光学ガラス用調合組成物 |
| JP3575836B2 (ja) * | 1994-10-03 | 2004-10-13 | Ｈｏｙａ株式会社 | 高紫外線透過性弗燐酸塩ガラス及びその製造方法 |
| JP3823402B2 (ja) * | 1996-11-13 | 2006-09-20 | フジノン株式会社 | 弗燐酸系光学ガラスの射出成形方法 |
| JP4165703B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2008-10-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 |
| JP4166173B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2008-10-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 |
| JP5491686B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2014-05-14 | 株式会社オハラ | ガラス |
| JP4597937B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2010-12-15 | 株式会社オハラ | 光学ガラス |
-
2018
- 2018-09-14 WO PCT/JP2018/034202 patent/WO2019142397A1/ja active Application Filing
- 2018-09-14 JP JP2019565702A patent/JP7024802B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2019142397A1 (ja) | 2021-01-07 |
| WO2019142397A1 (ja) | 2019-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6927758B2 (ja) | 光学ガラス、これを用いた光学素子、光学系、レンズ鏡筒、対物レンズ及び光学装置 | |
| JP7388505B2 (ja) | 光学ガラス、これを用いた光学素子、当該光学素子を備える光学装置、接合レンズ、光学系、カメラ用交換レンズ及び当該光学系を含む光学装置 | |
| JP2022071000A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスからなる光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP2024056885A (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP7544191B2 (ja) | 光学ガラス、これを用いた光学素子、光学系、カメラ用交換レンズ、及び光学装置 | |
| JP7410929B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP2024026121A (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP2020059641A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法 | |
| JP7024802B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを備える光学素子、レンズ鏡筒、顕微鏡用対物レンズ、光学装置 | |
| WO2020246544A1 (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP2021011409A (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP6833500B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置 | |
| JP7325253B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置 | |
| JP6809480B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子および光学装置 | |
| JP6985173B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学系、カメラ用交換レンズ及び光学装置 | |
| JP2021054693A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法 | |
| JP2020200204A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、及び光学装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200703 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200703 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210622 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210820 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211013 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220124 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7024802 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |