WO2023277005A1 - 光学ガラス、光学素子、光学系、接合レンズ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、及び光学装置 - Google Patents

光学ガラス、光学素子、光学系、接合レンズ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、及び光学装置 Download PDF

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幸平 吉本
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Definitions

  • the present invention relates to optical glass, optical elements, optical systems, cemented lenses, interchangeable lenses for cameras, objective lenses for microscopes, and optical devices.
  • the present invention claims priority of Japanese Patent Application No. 2021-107778 filed on June 29, 2021, and for designated countries where incorporation by reference of documents is permitted, the content described in the application is incorporated into this application by reference.
  • Optical glasses are used in various optical elements and optical devices.
  • Patent Document 1 discloses halide glasses used in the ultraviolet to infrared region. 2. Description of the Related Art In order to increase the degree of freedom in designing optical systems used in optical devices, development of optical glass having a high refractive index is desired.
  • La 3+ content more than 0 to 40%, Ti 4+ content: 15 to 65%, Zr 4+ content: more than 0 to 20%, d It is an optical glass having a refractive index (nd) for a line of 2.00 to 2.35.
  • nd refractive index
  • La 3+ content more than 0 to 40%, Ti 4+ content: 15 to 65%, Zr 4+ content: more than 0 to 20%, Si 4+ content: 0 to 20%.
  • La 3+ content more than 0 to 40%, Ti 4+ content: 15 to 65%, Zr 4+ content: more than 0 to 20%, Si 4+ content: 0 to 20%.
  • B 3+ is an optical glass.
  • the La 3+ content more than 0 to 40%, the Ti 4+ content: 15 to 65%, the Zr 4+ content: more than 0 to 20%, and the group consisting of Si 4+ and Al 3+ Optical glass containing at least one type of cation among them.
  • the optical glass produced by the floating melting method contains as cationic components La 3+ , Ti 4+ and Zr 4+ as essential components, and at least from the group consisting of Si 4+ , Nb 5+ , Ta 5+ and Al 3+ .
  • Optical glass containing a kind of cation is a kind of cation.
  • a second aspect of the present invention is an optical element using the optical glass described above.
  • a third aspect of the present invention is an optical system including the optical element described above.
  • a fourth aspect of the present invention is an interchangeable camera lens including an optical system including the optical element described above.
  • a fifth aspect of the present invention is a microscope objective lens including an optical system including the optical element described above.
  • a sixth aspect of the present invention is an optical device including an optical system including the optical element described above.
  • a seventh aspect of the present invention has a first lens element and a second lens element, wherein at least one of the first lens element and the second lens element is the optical glass described above. is the lens.
  • An eighth aspect of the present invention is an optical system including the cemented lens described above.
  • a ninth aspect of the present invention is a microscope objective lens including an optical system including the cemented lens described above.
  • a tenth aspect of the present invention is an interchangeable camera lens including an optical system including the cemented lens described above.
  • An eleventh aspect of the present invention is an optical device including an optical system including the cemented lens described above.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example in which an optical device according to this embodiment is used as an imaging device; FIG. It is a schematic diagram showing another example in which the optical device according to the present embodiment is used as an imaging device, and is a front view of the imaging device.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example in which the optical device according to the present embodiment is used as an imaging device, and is a rear view of the imaging device.
  • 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a multiphoton microscope according to this embodiment;
  • FIG. It is a schematic diagram showing an example of a junction lens concerning this embodiment.
  • 1 is a schematic diagram of the overall configuration of a gas jet floating furnace according to the present embodiment; FIG. FIG.
  • 4 is an enlarged schematic diagram of a pedestal on the stage of the gas jet floating furnace according to the present embodiment. 4 is a graph plotting the optical constant values ( ⁇ d ⁇ P g,F ) of each example. 4 is a graph plotting the optical constant values ( ⁇ d ⁇ n d ) of each example.
  • this embodiment An embodiment according to the present invention (hereinafter referred to as "this embodiment") will be described below.
  • the following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents.
  • the present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.
  • the expression that the Q content is "0 to N%" includes the case where the Q component is not included and the case where the Q component exceeds 0% and is equal to or less than N%.
  • the expression "does not contain Q component” means that this Q component is not substantially contained, and indicates that the content of this component is below the impurity level.
  • About the impurity level or less means, for example, less than 0.01%.
  • the expression "stability against devitrification” means the resistance of glass to devitrification.
  • devitrification means that the glass loses its transparency due to crystallization or phase separation that occurs when the temperature of the glass is raised to the glass transition temperature or higher, or when the temperature is lowered from the molten state to the liquidus temperature or lower. It means phenomenon.
  • the optical glass according to the present embodiment has a La 3+ content of more than 0 to 40%, a Ti 4+ content of 15 to 65%, a Zr 4+ content of more than 0 to 20% in terms of cation %, and a V block.
  • the refractive index (nd) for the d-line measured by the method or the minimum deflection angle method is 2.00 to 2.35.
  • the total content of Ti 4+ , Zr 4+ and Si 4+ (Ti 4+ +Zr 4+ +Si 4+ ): 40-80%, optical glass.
  • B 3+ is an optical glass.
  • the optical glass produced by the floating melting method contains as cationic components La 3+ , Ti 4+ and Zr 4+ as essential components, and at least from the group consisting of Si 4+ , Nb 5+ , Ta 5+ and Al 3+ .
  • Optical glass containing a kind of cation is a kind of cation.
  • Cation % refers to the ratio of the number of moles of the target cation to the number of moles of the total cations contained in the optical glass. More specifically, when it consists of 50 mol of SiO 2 and 50 mol of Na 2 O, Si 4+ is 33.3% and Na + is 66.7% in cation % notation.
  • the mode of each cation is not particularly limited, for example, it can be contained in the optical glass in the form of an oxide or the like.
  • the optical glass according to this embodiment is a novel optical glass that can be vitrified even if the content of cations constituting network-forming oxides such as SiO 2 and B 2 O 3 is low.
  • the optical glass according to the present embodiment can have a high refractive index, a low dispersibility (wavelength dependence of the refractive index), a low specific gravity, and a high level of stability against devitrification. Furthermore, by setting it as the composition of this embodiment, a large sized glass gob can be produced stably.
  • La 3+ is, for example, a component contained as La 2 O 3 in terms of oxide composition.
  • La 3+ has the effect of increasing the refractive index without impairing the low dispersion, and can maintain the devitrification resistance stability of the glass.
  • the content of La 3+ is more than 0 to 40%.
  • the lower limit of this content is preferably 5%, more preferably 10%, and even more preferably 20%.
  • the upper limit of this content is preferably 35%, more preferably 32%, and still more preferably 30%.
  • Ti 4+ is, for example, a component contained as TiO 2 in the oxide conversion composition. Ti 4+ can increase the refractive index while maintaining a low specific gravity. From the viewpoint of such effects and the content of rare earth components and transition metal components, the content of Ti 4+ is 15 to 65%. The lower limit of this content is preferably 20%, more preferably 30%, and even more preferably 40%. Also, the upper limit of this content is preferably 60%, more preferably 55%, and still more preferably 52%.
  • Zr 4+ is, for example, a component contained as ZrO 2 in terms of oxide composition.
  • Zr 4+ has the effect of increasing devitrification resistance stability and refractive index while maintaining low dispersion. If the content is too low, the dispersibility becomes high, and if it exceeds 20%, the glass tends to devitrify. From this point of view, the content of Zr 4+ is more than 0 to 20%.
  • the lower limit of this content is preferably 1%, more preferably 5%, and still more preferably 8%.
  • the upper limit of this content is preferably 18%, more preferably 15%, and still more preferably 12%.
  • the Si 4+ component is, for example, included as SiO 2 in terms of oxide composition, and is a component that constitutes a network-forming oxide.
  • Si 4+ is a component that can improve meltability and stability against devitrification and at the same time maintain a low specific gravity. If this content exceeds 20%, sufficient meltability cannot be obtained, and the refractive index tends to decrease. From this point of view, the content of Si 4+ is 0 to 20%.
  • the lower limit of this content is preferably 1%, more preferably 4%, and still more preferably 7%.
  • the upper limit of this content is preferably 18%, more preferably 16%, and still more preferably 14%.
  • Ta 5+ is, for example, a component contained as Ta 2 O 5 in terms of oxide composition. Ta 5+ has the effect of increasing devitrification resistance stability while maintaining low dispersibility. From this point of view, the Ta 5+ content is 0 to 20%. The lower limit of this content is preferably 1%, more preferably 3%, and even more preferably 4%. Also, the upper limit of this content is preferably 15%, more preferably 12%, and still more preferably 8%.
  • Nb 5+ is, for example, a component contained as Nb 2 O 5 in terms of oxide composition. Nb 5+ can further improve the low dispersion of the glass. From this point of view, the content of Nb 5+ is 0 to 30%. The lower limit of this content is preferably 2%, more preferably 5%, and still more preferably 10%. Also, the upper limit of this content is preferably 25%, more preferably 20%, and still more preferably 15%.
  • Ga 3+ is, for example, a component contained as Ga 2 O 3 in terms of oxide composition.
  • Ga 3+ is a component that improves the low dispersion while maintaining the stability against devitrification of the optical glass. From this point of view, the content of Ga 3+ is 0 to 20%.
  • the lower limit of this content is preferably 1%, more preferably 5%, and still more preferably 10%.
  • the upper limit of this content is preferably 18%, more preferably 15%, and still more preferably 13%.
  • Gd 3+ is, for example, a component contained as Gd 2 O 3 in terms of oxide composition.
  • Gd 3+ is a component that can increase the refractive index without impairing the low dispersion properties, and in particular, coexisting with La 3+ in the glass can further enhance devitrification resistance stability.
  • the content of Gd 3+ is 0 to 25%.
  • the lower limit of this content is preferably 2%, more preferably 4%, and still more preferably 6%.
  • the upper limit of this content is preferably 20%, more preferably 15%, and still more preferably 10%.
  • Y 3+ is, for example, a component contained as Y 2 O 3 in terms of oxide composition.
  • Y 3+ is a component that can increase the refractive index without impairing low dispersion properties, and in particular, coexisting with La 3+ in the glass can further improve devitrification resistance stability.
  • the content of Y 3+ is 0 to 10%.
  • the lower limit of this content is preferably 2%, more preferably 4%, and still more preferably 6%.
  • the upper limit of this content is preferably 9%, more preferably 8%, and still more preferably 7%.
  • B 3+ is, for example, included as B 2 O 3 in terms of oxide composition, and is a component constituting a network-forming oxide. Since B 3+ is a highly volatile component, if it is introduced in excess, it may lead to fluctuations in the composition of the glass during production, resulting in the appearance of striae. From this point of view, the B 3+ content is 0 to 18%. It is preferably substantially free of B 3+ .
  • the lower limit of this content is preferably 3%, more preferably 6%, and still more preferably 9%.
  • the upper limit of this content is preferably 16%, more preferably 14%, and still more preferably 12%.
  • the Al 3+ component is, for example, a component contained as Al 2 O 3 in terms of oxide composition.
  • Al 3+ is a component that can improve the meltability during the production of optical glass and the devitrification resistance stability of optical glass.
  • the Al 3+ content is 0 to 5%.
  • the lower limit of this content is preferably 1%, more preferably 2%, and still more preferably 3%.
  • the upper limit of this content is preferably 5%, more preferably 4%, and still more preferably 3%.
  • Ba 2+ is, for example, a component contained as BaO in terms of oxide composition.
  • Ba 2+ is a component that improves the low dispersion while maintaining the stability against devitrification of the optical glass. From this point of view, the Ba 2+ content is 0 to 30%.
  • the lower limit of this content is preferably 2%, more preferably 5%, and still more preferably 8%.
  • the upper limit of this content is preferably 25%, more preferably 20%, and still more preferably 15%.
  • the total content of Ti 4+ , Zr 4+ and Si 4+ (Ti 4+ +Zr 4+ +Si 4+ ) is 40-80%.
  • the lower limit of this total content is preferably 45%, more preferably 55%, and still more preferably 60%.
  • the upper limit of this total content is preferably 78%, more preferably 76%, and still more preferably 74%.
  • the total content of La 3+ , Y 3+ , Gd 3+ and Ba 2+ (La 3+ +Y 3+ +Gd 3+ +Ba 2+ ) is 20-40%.
  • the lower limit of this total content is preferably 22%, more preferably 24%, and even more preferably 26%.
  • the upper limit of this total content is preferably 38%, more preferably 36%, and still more preferably 34%.
  • the ratio of the total content of La 3+ , Y 3+ , Gd 3+ and Ba 2+ to the total content of Ti 4+ , Zr 4+ and Si 4+ is , 0.30 to 0.65.
  • the lower limit of this ratio is preferably 0.34, more preferably 0.36, still more preferably 0.37.
  • the upper limit of this ratio is preferably 0.62, more preferably 0.58, still more preferably 0.54.
  • the ratio Si 4+ /(Ti 4+ +Zr 4+ ) of the content of Si 4+ to the total content of Ti 4+ and Zr 4+ is 0 to 0.50.
  • the lower limit of this ratio is preferably 0.05, more preferably 0.10, still more preferably 0.15.
  • the upper limit of this ratio is preferably 0.40, more preferably 0.35, still more preferably 0.30.
  • the ratio La 3+ /(Ti 4+ +Zr 4+ ) of the La 3+ content to the total content of Ti 4+ and Zr 4+ is 0.05 to 0.95.
  • the lower limit of this ratio is preferably 0.10, more preferably 0.20, still more preferably 0.35.
  • the upper limit of this ratio is preferably 0.90, more preferably 0.75, still more preferably 0.60.
  • high-purity products For raw materials, it is preferable to use high-purity products with a low impurity content.
  • a high-purity product contains 99.85% by mass or more of the component. The use of high-purity products tends to reduce the amount of impurities, and as a result, the internal transmittance of the optical glass tends to be increased.
  • the optical glass according to the present embodiment has a high refractive index (large refractive index (n d )).
  • the refractive index (n d ) for the d-line in the optical glass according to this embodiment is preferably in the range of 2.00 to 2.35.
  • the lower limit of the refractive index (n d ) is more preferably 2.05, still more preferably 2.10.
  • the upper limit of the refractive index (n d ) is more preferably 2.30, still more preferably 2.25.
  • the refractive index (n d ) is a value measured by the V-block method or the minimum deflection angle method.
  • the Abbe number ( ⁇ d ) of the optical glass according to this embodiment is preferably in the range of 15-25.
  • the lower limit of the Abbe number ( ⁇ d ) is more preferably 17, still more preferably 19.
  • the upper limit of the Abbe number ( ⁇ d ) is more preferably 23, still more preferably 22.
  • the Abbe number ( ⁇ d ) is a value calculated based on the refractive index measured by the V-block method or the minimum deflection angle method.
  • the partial dispersion ratio (P g , F ) of the optical glass according to this embodiment is preferably in the range of 0.615 to 0.650.
  • the lower limit of the partial dispersion ratio (P g , F ) is more preferably 0.618, still more preferably 0.619.
  • the upper limit of the partial dispersion ratio (P g , F ) is more preferably 0.648, still more preferably 0.646.
  • the partial dispersion ratio (P g , F ) of the optical glass according to the present embodiment is expressed by the following formula (1) ⁇ 0.00607 ⁇ d +0.752 ⁇ P g, F ⁇ 0.00607 ⁇ d +0.762 (1) is preferably satisfied.
  • the partial dispersion ratio (P g , F ) is a value calculated based on the refractive index measured by the V-block method or the minimum deflection angle method.
  • the optical glass according to this embodiment preferably has positive anomalous dispersion ( ⁇ P g , F ).
  • the anomalous dispersion ( ⁇ P g , F ) of the optical glass according to this embodiment is preferably 0.013 to 0.031.
  • the anomalous dispersion is a value calculated based on the refractive index measured by the V-block method or the minimum deflection angle method.
  • the lower limit of the difference is more preferably 100°C, still more preferably 120°C.
  • the upper limit of the difference is more preferably 190°C, still more preferably 180°C.
  • ⁇ T can be used as an index of devitrification resistance stability.
  • a high ⁇ T means that the glass has high stability against devitrification.
  • both the glass transition temperature (T g ) and the crystallization start temperature (T x ) can be measured by differential thermal analysis.
  • the optical glass according to this embodiment preferably has a specific gravity (S g ) of 5.4 or less.
  • the lower limit of the specific gravity is more preferably 4.7, still more preferably 4.8.
  • the upper limit of the specific gravity is more preferably 5.3, still more preferably 5.2.
  • the diameter (D) of the optical glass according to this embodiment is preferably 6 mm or more, more preferably 8 mm or more, even more preferably 9 mm or more, and even more preferably 10 mm or more.
  • the "diameter” as used herein refers to the maximum value in the diameter direction of the glass gob, and in the case of a substantially spherical shape, it refers to the diameter value.
  • the thickness (T) of the optical glass according to this embodiment is preferably 4 mm or more, more preferably 4.5 mm or more, and even more preferably 5 mm or more.
  • the "thickness” as used herein means the height in the direction perpendicular to the maximum diameter (diameter (D)) of the glass gob, and in the case of a substantially spherical shape, it means the diameter.
  • the optical glass according to the present embodiment can be suitably used as an optical element included in optical equipment, for example.
  • optical elements include mirrors, lenses, prisms, filters, and the like.
  • optical systems using the above optical elements include objective lenses, condenser lenses, imaging lenses, and interchangeable lenses for cameras.
  • These optical systems can be suitably used in various optical devices such as imaging devices such as lens-interchangeable cameras and non-interchangeable-lens cameras, and microscope devices such as fluorescence microscopes and multiphoton microscopes.
  • imaging devices such as lens-interchangeable cameras and non-interchangeable-lens cameras
  • microscope devices such as fluorescence microscopes and multiphoton microscopes.
  • Such optical devices are not limited to the imaging devices and microscopes described above, but also include, but are not limited to, telescopes, binoculars, laser rangefinders, projectors, and the like. Examples of these are described below.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example in which the optical device according to this embodiment is used as an imaging device.
  • the imaging apparatus 1 is a so-called digital single-lens reflex camera (interchangeable lens camera), and the taking lens 103 (optical system) includes an optical element whose base material is the optical glass according to this embodiment.
  • a lens barrel 102 is detachably attached to a lens mount (not shown) of the camera body 101 . Light passing through the lens 103 of the lens barrel 102 forms an image on the sensor chip (solid-state imaging device) 104 of the multi-chip module 106 arranged on the rear side of the camera body 101 .
  • the sensor chip 104 is a bare chip such as a so-called CMOS image sensor, and the multi-chip module 106 is, for example, a COG (Chip On Glass) type module in which the sensor chip 104 is mounted on a glass substrate 105 as a bare chip.
  • COG Chip On Glass
  • FIG. 2 and 3 are schematic diagrams showing other examples in which the optical device according to this embodiment is used as an imaging device.
  • FIG. 2 shows a front view of the imaging device CAM
  • FIG. 3 shows a rear view of the imaging device CAM.
  • the imaging device CAM is a so-called digital still camera (lens non-interchangeable camera), and the photographic lens WL (optical system) has an optical element whose base material is the optical glass according to this embodiment.
  • the shutter (not shown) of the photographing lens WL is opened, and the light from the subject (object) is condensed by the photographing lens WL and placed on the image plane.
  • An image is formed on the image sensor.
  • a subject image formed on the imaging device is displayed on a liquid crystal monitor M arranged behind the imaging device CAM. After determining the composition of the subject image while looking at the liquid crystal monitor M, the photographer depresses the release button B1 to capture the subject image with the image sensor and store it in a memory (not shown).
  • the imaging device CAM is provided with an auxiliary light emitting unit EF that emits auxiliary light when the subject is dark, a function button B2 used for setting various conditions of the imaging device CAM, and the like.
  • Optical systems used in such digital cameras and the like are required to have higher resolution, lower chromatic aberration, and miniaturization. In order to realize these, it is effective to use glasses having different dispersion characteristics in the optical system. In particular, there is a high demand for glasses that have a high partial dispersion ratio (P g , F ) while having low dispersion. From this point of view, the optical glass according to this embodiment is suitable as a member of such an optical device.
  • an optical device applicable to the present embodiment is not limited to the imaging device described above, and may include, for example, a projector.
  • Optical elements are not limited to lenses, and include prisms, for example.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the multiphoton microscope 2 according to this embodiment.
  • the multiphoton microscope 2 has an objective lens 206 , a condenser lens 208 and an imaging lens 210 . At least one of the objective lens 206, the condenser lens 208, and the imaging lens 210 has an optical element whose base material is the optical glass according to this embodiment.
  • the optical system of the multiphoton microscope 2 will be mainly described below.
  • the pulse laser device 201 emits, for example, ultra-short pulse light having a near-infrared wavelength (about 1000 nm) and a pulse width in femtosecond units (for example, 100 femtoseconds).
  • the ultrashort pulsed light immediately after being emitted from the pulsed laser device 201 is generally linearly polarized light polarized in a predetermined direction.
  • the pulse splitting device 202 splits the ultrashort pulsed light, increases the repetition frequency of the ultrashort pulsed light, and emits it.
  • the beam adjusting unit 203 has a function of adjusting the beam diameter of the ultrashort pulsed light incident from the pulse splitting device 202 to match the pupil diameter of the objective lens 206, and the wavelength of the light emitted from the sample S and the wavelength of the ultrashort pulsed light.
  • it has a pre-chirp function (group velocity dispersion compensating function) or the like that imparts reverse group velocity dispersion to the ultrashort pulse light.
  • the repetition frequency of the ultrashort pulsed light emitted from the pulse laser device 201 is increased by the pulse splitting device 202, and the beam adjusting section 203 performs the adjustment described above.
  • the ultrashort pulsed light emitted from the beam adjustment unit 203 is reflected by the dichroic mirror 204 toward the dichroic mirror, passes through the dichroic mirror 205, is condensed by the objective lens 206, and is irradiated onto the sample S.
  • the observation surface of the sample S may be scanned with the ultrashort pulsed light by using scanning means (not shown).
  • the fluorescent dye with which the sample S is dyed is multiphoton-excited in the region irradiated with the ultrashort pulsed light of the sample S and in the vicinity thereof, and the ultrashort pulsed light having an infrared wavelength is excited. Fluorescence with a shorter wavelength (hereinafter referred to as “observation light”) is emitted.
  • Observation light emitted from the sample S in the direction of the objective lens 206 is collimated by the objective lens 206 and reflected by the dichroic mirror 205 or transmitted through the dichroic mirror 205 depending on the wavelength.
  • the observation light reflected by the dichroic mirror 205 enters the fluorescence detection section 207 .
  • the fluorescence detection unit 207 is composed of, for example, a barrier filter, a PMT (photomultiplier tube: photomultiplier tube), etc., receives observation light reflected by the dichroic mirror 205, and outputs an electric signal corresponding to the amount of light. .
  • the fluorescence detection unit 207 detects observation light over the observation surface of the sample S as the observation surface of the sample S is scanned with the ultrashort pulsed light.
  • the observation light is descanned by scanning means (not shown), transmitted through the dichroic mirror 204, condensed by the condensing lens 208, and focused by a pin provided at a position substantially conjugate with the focal position of the objective lens 206. It passes through the hole 209 , passes through the imaging lens 210 , and enters the fluorescence detection section 211 .
  • the fluorescence detection unit 211 is composed of, for example, a barrier filter, a PMT, etc., receives observation light imaged on the light receiving surface of the fluorescence detection unit 211 by the imaging lens 210, and outputs an electric signal corresponding to the amount of light. In addition, the fluorescence detection unit 211 detects observation light over the observation surface of the sample S as the observation surface of the sample S is scanned with the ultrashort pulsed light.
  • the observation light emitted from the sample S in the direction opposite to the objective lens 206 is reflected by the dichroic mirror 212 and enters the fluorescence detection section 213 .
  • the fluorescence detector 113 is composed of, for example, a barrier filter, a PMT, etc., receives the observation light reflected by the dichroic mirror 212, and outputs an electric signal corresponding to the amount of light.
  • the fluorescence detection unit 213 detects observation light over the observation surface of the sample S as the observation surface of the sample S is scanned with the ultrashort pulsed light.
  • the electrical signals output from the fluorescence detection units 207, 211, and 213 are input to, for example, a computer (not shown), and the computer generates an observation image based on the input electrical signals, and the generated observation Images can be displayed and observed image data can be stored.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a cemented lens according to this embodiment.
  • the cemented lens 3 is a compound lens having a first lens element 301 and a second lens element 302 . At least one of the first lens element and the second lens element uses the optical glass according to this embodiment.
  • the first lens element and the second lens element are bonded via a bonding member 303 .
  • a known adhesive or the like can be used as the bonding member 303 .
  • the “lens element” means each lens constituting a single lens or a cemented lens.
  • the cemented lens according to this embodiment is useful from the viewpoint of correcting chromatic aberration, and can be suitably used for the above-described optical elements, optical systems, optical devices, and the like.
  • An optical system including a cemented lens can be particularly suitably used for an interchangeable camera lens, an optical device, and the like.
  • the cemented lens using two lens elements has been described in the above aspect, the cemented lens is not limited to this, and may be a cemented lens using three or more lens elements. In the case of a cemented lens using three or more lens elements, at least one of the three or more lens elements should be formed using the optical glass according to this embodiment.
  • the optical glass according to this embodiment can be manufactured using, for example, a floating furnace.
  • Floating furnaces include electrostatic, electromagnetic, sonic, magnetic, and gas jet types, and are not particularly limited, but gas jet type levitation furnaces are used for floating melting of oxides. is preferred.
  • a manufacturing method using a gas jet floating furnace will be described below as an example.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of the overall configuration of the gas jet floating furnace
  • FIG. 7 is an enlarged schematic diagram of the pedestal on the stage of the gas jet floating furnace.
  • the raw material M is placed on a pedestal 402 on a stage 401.
  • the laser light L emitted from the laser light source 403 is applied to the raw material M via the mirrors 404 and 405 .
  • the temperature of the raw material M heated by the irradiation of the laser light L is monitored by the radiation thermometer 406 .
  • the computer 407 controls the output of the laser light source 403 based on the temperature information of the raw material M monitored by the radiation thermometer 406 .
  • the state of the raw material M is imaged by the CCD camera 408 and output to the monitor 409 (see FIG. 6).
  • the laser light source for example, a carbon dioxide laser can be used.
  • the raw material M is suspended by the gas sent to the pedestal (see Fig. 7).
  • the flow rate of gas delivered to the pedestal is controlled by gas flow regulator 410 .
  • gas flow regulator 410 For example, it is possible to inject gas from a nozzle provided with a conical hole, and perform non-contact heating with laser light L in a state where the raw material M is suspended.
  • the raw material M melts, it assumes a spherical or ellipsoidal shape due to its own surface tension and floats in that state.
  • the molten raw material is cooled and a transparent glass is obtained.
  • the type of gas is not particularly limited, and any known gas can be used as appropriate. Examples thereof include oxygen, nitrogen, carbon dioxide, argon, and air.
  • the shape of the nozzle and the heating method are not particularly limited, and known methods can be appropriately employed.
  • the optical glass according to this embodiment for example, when optical glass is produced by the above-described method using a floating furnace, there is no contact between the container and the melt, so heterogeneous nucleation can be suppressed to the maximum. As a result, the formation of glass in the melt is greatly accelerated, and it becomes possible to vitrify even a composition containing little or no network-forming oxide, which cannot be produced by melting in a crucible.
  • the optical glass according to this embodiment has a high refractive index and a high Abbe number. Since the optical glass according to the present embodiment has many advantages as described above, it can be applied as a high-refractive-low-dispersion glass material or a broadband transmission material.
  • Optical glasses according to each of Examples and Comparative Examples 1 and 2 were produced by the following procedure using a gas-jet floating furnace 4 shown in FIGS.
  • glass raw materials selected from oxides were weighed so as to obtain the composition (cation %) shown in each table. Further, glass raw materials may be selected from hydroxides, carbonates, nitrates and sulfates.
  • the weighed raw materials were mixed in an alumina mortar. This raw material was uniaxially pressed at 20 MPa to form cylindrical pellets. The obtained pellets were fired in an electric furnace at 1000 to 1300° C. in the air for 6 to 12 hours to prepare a sintered body.
  • the obtained sintered body was roughly crushed, and 50 to 4100 mg was sampled and placed in the nozzle of the pedestal. Then, the raw material was melted by irradiating carbon dioxide laser from above while injecting air gas. The melted raw material became spherical or ellipsoidal due to its own surface tension, and was made to float under gas pressure. By cutting off the laser output when the raw material is completely melted, the raw material is cooled and a glass gob (glass ball) having a diameter of 6.88 to 15.40 mm and a thickness of 4.6 to 6.4 mm is obtained for each example. Obtained. Regarding the glass of each example, no visible volatilization was observed during melting, and neither bubbles nor devitrification was observed.
  • the optical glass of Comparative Example 3 was produced by the following procedure using a crucible, like normal optical glass. First, glass raw materials of oxides, hydroxides, and carbonates were weighed so as to have the chemical compositions (cation %) shown in the table. Next, the weighed raw materials were mixed, put into a platinum crucible, melted at a temperature of about 1400° C. for about 1 hour, and stirred and homogenized. Thereafter, the temperature was lowered to an appropriate temperature, cast into a mold or the like, and slowly cooled to obtain a sample.
  • ⁇ Physical property evaluation> 8 and 9 are graphs plotting the optical constant values of each example.
  • T x crystallization initiation temperature
  • T g glass transition temperature
  • ⁇ T temperature difference
  • Diameter (D), Thickness (T) The diameter (D) of each sample and the thickness (T) of each sample were measured with an electronic caliper.
  • Refractive index (n d ) and Abbe number ( ⁇ d ) Among Examples 1 to 26, Examples 1 to 23 processed the sample with a prism of 90 degrees, and used a refractometer (manufactured by Calnew Optical Co., Ltd.; "KPR-3000") to refract by the V-block method. The ratio was measured, and the Abbe number, partial dispersion ratio, and anomalous dispersion were calculated.
  • Example 24 the sample was processed with a prism of 40 degrees, and the refractive index was measured by the minimum deviation method using a precision refractometer (manufactured by TRIOPTICS; "Spectro Master HR”), and the Abbe number and A partial dispersion ratio and anomalous dispersion were calculated.
  • a prism coupler (manufactured by Metricon, model "2010/M”) was used to measure the refractive index and calculate the Abbe number by the prism coupling method.
  • the refractive index was measured by the V-block method using a refractometer (manufactured by Kalnew Optical Co., Ltd.; "KPR-3000"), and the Abbe number and the partial dispersion ratio were determined. Anomalous dispersion was calculated.
  • a glass sample was polished, the polished surface was brought into close contact with a single crystal rutile prism, and the angle of total reflection was measured when light of the measurement wavelength was incident to determine the refractive index. Measurement was performed five times each at three wavelengths of 473 nm, 594.1 nm, and 656 nm, and the average value was taken as the measured value.
  • n refractive index
  • m electron mass
  • c speed of light
  • e elementary charge
  • N number of molecules per unit volume
  • f oscillator strength
  • ⁇ 0 intrinsic resonance wavelength
  • wavelength
  • n d indicates the refractive index of the glass for light of 587.562 nm.
  • the Abbe number ( ⁇ d ) was obtained from the following formula (2).
  • n C and n F represent the refractive indices of glass for light with wavelengths of 656.273 nm and 486.133 nm, respectively.
  • v d (n d ⁇ 1)/(n F ⁇ n C ) (2) Refractive index values are given to the fifth decimal place.
  • Partial dispersion ratio (P g , F )
  • the partial dispersion ratio (P g , F ) of each sample indicates the ratio of the partial dispersion (n g ⁇ n F ) to the principal dispersion (n F ⁇ n C ), and was obtained from the following formula (2).
  • ng indicates the refractive index of the glass for light with a wavelength of 435.835 nm.
  • the value of the partial dispersion ratio (P g , F ) was given to four decimal places.
  • P g , F (n g ⁇ n F )/(n F ⁇ n C ) (3)
  • Anomalous dispersion ( ⁇ P g,F ) The anomalous dispersion ( ⁇ P g,F ) of each sample indicates the deviation from the partial dispersion ratio standard line based on the two glass types F2 and K7 as glasses having normal dispersion. That is, the difference in the ordinate between the straight line connecting the two types of glass and the value of the glass to be compared is the partial dispersion ratio (P g, F ) on the vertical axis and the Abbe number ⁇ A deviation of the dispersion ratio, that is, anomalous dispersion ( ⁇ P g,F ).
  • the glass when the value of the partial dispersion ratio is above the straight line connecting the reference glass types, the glass exhibits positive anomalous dispersion (+ ⁇ P g,F ) and is below the straight line. In some cases the glass exhibits negative anomalous dispersion (- ⁇ P g,F ).
  • the Abbe number ⁇ d and partial dispersion ratio (P g,F ) of F2 and K7 are as follows.
  • Each table shows the composition and physical property values of each example and each comparative example. Unless otherwise specified, the content of each component is based on cation %.
  • Comparative Examples 1 and 2 glasses having a higher specific gravity than the glass of this embodiment were obtained.
  • Comparative Example 3 a glass having a lower refractive index than the glass of this embodiment was obtained.
  • the optical glass of each example had a high refractive index, low dispersion, low specific gravity, and stability against devitrification at a high level.
  • REFERENCE SIGNS LIST 1 imaging device 101 camera body, 102 lens barrel, 103 lens, 104 sensor chip, 105 glass substrate, 106 multi-chip module, CAM... imaging device (lens non-interchangeable camera), WL... photographing lens, M... liquid crystal monitor, EF... auxiliary light emitting unit, B1... release button, B2... function button , 2... multiphoton microscope, 201... pulse laser apparatus, 202... pulse splitting apparatus, 203... beam adjusting unit, 204, 205, 212... dichroic mirror, 206... objective lens , 207, 211, 213... fluorescence detection unit, 208... condenser lens, 209... pinhole, 210... imaging lens, S... sample, 3...

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Abstract

カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%であり、d線に対する屈折率(nd)が、2.00~2.35である、光学ガラス。

Description

光学ガラス、光学素子、光学系、接合レンズ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、及び光学装置
 本発明は、光学ガラス、光学素子、光学系、接合レンズ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡用対物レンズ、及び光学装置に関する。本発明は2021年6月29日に出願された日本国特許の出願番号2021-107778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。
 光学ガラスは、様々な光学素子や光学装置に用いられており、例えば、特許文献1には紫外から赤外領域に用いられるハロゲン化物ガラスが開示されている。光学装置に用いられる光学系の設計の自由度を広げるために、高い屈折率を有する光学ガラスの開発が求められている。
特開平07-081973号公報
 本発明に係る第一の態様は、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%であり、d線に対する屈折率(nd)が、2.00~2.35である、光学ガラスである。
 また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、Si4+含有率:0~20%であり、Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+):40~80%である、光学ガラスである。また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、Si4+含有率:0~20%であり、B3+を実質的に含有しない、光学ガラスである。
 また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、さらに、Si4+、Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラスである。
 また、浮遊熔解法で製造された光学ガラスであって、カチオン成分で、La3+,Ti4+及びZr4+を必須成分として含み、Si4+,Nb5+,Ta5+,Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラスである。
 本発明に係る第二の態様は、上述の光学ガラスを用いた、光学素子である。
 本発明に係る第三の態様は、上述の光学素子を含む、光学系である。
 本発明に係る第四の態様は、上述の光学素子を含む光学系を含む、カメラ用交換レンズである。
 本発明に係る第五の態様は、上述の光学素子を含む光学系を含む、顕微鏡用対物レンズである。
 本発明に係る第六の態様は、上述の光学素子を含む光学系を含む、光学装置である。
 本発明に係る第七の態様は、第1のレンズ要素と第2のレンズ要素を有し、第1のレンズ要素と第2のレンズ要素の少なくとも1つは、上述の光学ガラスである、接合レンズである。
 本発明に係る第八の態様は、上述の接合レンズを含む、光学系である。
 本発明に係る第九の態様は、上述の接合レンズを含む光学系を含む、顕微鏡用対物レンズである。
 本発明に係る第十の態様は、上述の接合レンズを含む光学系を含む、カメラ用交換レンズである。
 本発明に係る第十一の態様は、上述の接合レンズを含む光学系を含む、光学装置である。
本実施形態に係る光学装置を撮像装置とした一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る光学装置を撮像装置とした他の例を示す概略図であり、撮像装置の正面図である。 本実施形態に係る光学装置を撮像装置とした他の例を示す概略図であり、撮像装置の背面図である。 本実施形態に係る多光子顕微鏡の構成の一例の示すブロック図である。 本実施形態に係る接合レンズの一例を示す概略図である。 本実施形態に係るガスジェット式の浮遊炉の全体構成の模式図である。 本実施形態に係るガスジェット式の浮遊炉のステージ上の台座の拡大模式図である。 各実施例の光学恒数値(ν-Pg,F)をプロットしたグラフである。 各実施例の光学恒数値(ν-n)をプロットしたグラフである。
 以下、本発明に係る実施形態(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。
 また、Q含有率が「0~N%」という表現は、Q成分を含まない場合及び、Q成分が0%を超えてN%以下である場合を含む表現である。
 また、「Q成分を含まない」という表現は、このQ成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有率が不純物レベル程度以下であることを指す。不純物レベル程度以下とは、例えば、0.01%未満であることを意味する。
 「耐失透安定性」という表現は、ガラスの失透に対する耐性のことを意味する。ここで「失透」とは、ガラスをガラス転移温度以上に昇温した際、あるいは融液状態から液相温度以下に降温した際に生じる結晶化又は分相等により、ガラスの透明性が失われる現象のことを意味する。
<光学ガラス>
 本実施形態に係る光学ガラスは、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%であり、Vブロック法または最小偏角法で測定されたd線に対する屈折率(nd)は、2.00~2.35である。
 また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、Si4+含有率:0~20%であり、Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+):40~80%である、光学ガラスである。
 また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、Si4+含有率:0~20%であり、B3+を実質的に含有しない、光学ガラスである。
 また、カチオン%表示で、La3+含有率:0超~40%、Ti4+含有率:15~65%、Zr4+含有率:0超~20%、さらに、Si4+、Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラスである。
 また、浮遊熔解法で製造された光学ガラスであって、カチオン成分で、La3+,Ti4+及びZr4+を必須成分として含み、Si4+,Nb5+,Ta5+,Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラスである。
 なお、本明細書中において、特に断らない場合は、各成分の含有率は全てカチオン%表示であるものとする。カチオン%とは、光学ガラス中に含まれる総カチオンのモル数に対する対象のカチオンのモル数の割合のことを指す。より具体的には、SiO50mol及びNaO50molからなる場合、カチオン%表記では、Si4+は33.3%、Naは、66.7%となる。また、各カチオンの態様は特に限定されないが、例えば、酸化物等の態様で光学ガラスに含有され得る。
 本実施形態に係る光学ガラスは、SiOやB等の網目形成酸化物を構成するカチオンの含有率が低くともガラス化することができる新規な光学ガラスである。そして、本実施形態に係る光学ガラスは、高い屈折率、低い分散性(屈折率の波長依存性)、低比重及び耐失透安定性を高いレベルで兼ね備えることができる。さらに、本実施形態の組成とすることで、大型のガラスゴブを安定して作製することができる。
 まず、本実施形態に係る光学ガラスの各成分について説明する。
 La3+は、例えば、酸化物換算組成ではLaとして含まれる成分である。La3+は、低分散性を損なわずに屈折率を高める効果を有し、また、ガラスの耐失透安定性を維持することができる。しかし、この含有率が高まると高比重化しやすくなる。かかる観点から、La3+の含有率は、0超~40%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは5%であり、より好ましくは10%であり、更に好ましくは20%である。また、この含有率の上限は、好ましくは35%であり、より好ましくは32%、更に好ましくは30%である。
 Ti4+は、例えば、酸化物換算組成ではTiOとして含まれる成分である。Ti4+は、屈折率を高め、同時に低比重を維持することができる。このような効果や、希土類成分や遷移金属成分の含有率との観点から、Ti4+の含有率は、15~65%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは20%であり、より好ましくは30%であり、更に好ましくは40%である。また、この含有率の上限は、好ましくは60%であり、より好ましくは55%、更に好ましくは52%である。
 Zr4+は、例えば、酸化物換算組成ではZrOとして含まれる成分である。Zr4+は、低分散性を維持しつつ、耐失透安定性及び屈折率を高める効果を有する。この含有率が低すぎると分散性が高くなり、20%を超えるとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、Zr4+の含有率は、0超~20%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは1%であり、より好ましくは5%であり、更に好ましくは8%である。また、この含有率の上限は、好ましくは18%であり、より好ましくは15%、更に好ましくは12%である。
 Si4+成分は、例えば、酸化物換算組成ではSiOとして含まれ、網目形成酸化物を構成する成分である。Si4+は、熔融性や耐失透安定性を高めることができると同時に、低比重を維持することができる成分である。この含有率が20%を超えると十分な熔融性が得られず、さらに屈折率が低下しやすくなる。かかる観点から、Si4+の含有率は、0~20%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは1%であり、より好ましくは4%であり、更に好ましくは7%である。また、この含有率の上限は、好ましくは18%であり、より好ましくは16%、更に好ましくは14%である。
 Ta5+は、例えば、酸化物換算組成ではTaとして含まれる成分である。Ta5+は、低分散性を維持しつつ、耐失透安定性を高める効果を有する。かかる観点から、Ta5+の含有率は、0~20%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは1%であり、より好ましくは3%であり、更に好ましくは4%である。また、この含有率の上限は、好ましくは15%であり、より好ましくは12%、更に好ましくは8%である。
 Nb5+は、例えば、酸化物換算組成ではNbとして含まれる成分である。Nb5+は、ガラスの低分散性を一層向上させることができる。かかる観点から、Nb5+の含有率は、0~30%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは2%であり、より好ましくは5%であり、更に好ましくは10%である。また、この含有率の上限は、好ましくは25%であり、より好ましくは20%、更に好ましくは15%である。
 Ga3+は、例えば、酸化物換算組成ではGaとして含まれる成分である。Ga3+は、光学ガラスの耐失透安定性を維持しながら低分散性を向上する成分である。かかる観点から、Ga3+の含有率は、0~20%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは1%であり、より好ましくは5%であり、更に好ましくは10%である。また、この含有率の上限は、好ましくは18%であり、より好ましくは15%、更に好ましくは13%である。
 Gd3+は、例えば、酸化物換算組成ではGdとして含まれる成分である。Gd3+は、低分散性を損なわずに屈折率を高めることができる成分であり、特にLa3+とガラス中に共存させることで耐失透安定性を一層高めることができる。かかる観点から、Gd3+の含有率は、0~25%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは2%であり、より好ましくは4%であり、更に好ましくは6%である。また、この含有率の上限は、好ましくは20%であり、より好ましくは15%、更に好ましくは10%である。そして、La3+及びGd3+を、ともに含有することが好ましい。
 Y3+は、例えば、酸化物換算組成ではYとして含まれる成分である。Y3+は、低分散性を損なわずに屈折率を高めることができる成分であり、特にLa3+とガラス中に共存させることで耐失透安定性を一層向上させることができる。かかる観点から、Y3+の含有率は、0~10%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは2%であり、より好ましくは4%であり、更に好ましくは6%である。また、この含有率の上限は、好ましくは9%であり、より好ましくは8%、更に好ましくは7%である。そして、La3+及びY3+を、ともに含有することが好ましい。
 B3+は、例えば、酸化物換算組成ではBとして含まれ、網目形成酸化物を構成する成分である。B3+は、揮発性が高い成分であるため、過剰に導入すると製造時においてガラスの組成変動を招き、脈理を顕在化させることがある。かかる観点から、B3+の含有率は、0~18%である。B3+を実質的に含まないことが好ましい。また、B3+を含む場合は、この含有率の下限は、好ましくは3%であり、より好ましくは6%であり、更に好ましくは9%である。また、この含有率の上限は、好ましくは16%であり、より好ましくは14%、更に好ましくは12%である。
 Al3+成分は、例えば、酸化物換算組成ではAlとして含まれる成分である。Al3+は、光学ガラス製造時の熔融性や、光学ガラスの耐失透安定性を高めることができる成分である。かかる観点から、Al3+の含有率は、0~5%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは1%であり、より好ましくは2%であり、更に好ましくは3%である。また、この含有率の上限は、好ましくは5%であり、より好ましくは4%、更に好ましくは3%である。
 Ba2+は、例えば、酸化物換算組成ではBaOとして含まれる成分である。Ba2+は、光学ガラスの耐失透安定性を維持しながら低分散性を向上する成分である。かかる観点から、Ba2+の含有率は、0~30%である。そして、この含有率の下限は、好ましくは2%であり、より好ましくは5%であり、更に好ましくは8%である。また、この含有率の上限は、好ましくは25%であり、より好ましくは20%、更に好ましくは15%である。
 Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+)は、40~80%である。そして、この総含有率の下限は、好ましくは45%であり、より好ましくは55%であり、更に好ましくは60%である。この総含有率の上限は、好ましくは78%であり、より好ましくは76%であり、更に好ましくは74%である。(Ti4++Zr4++Si4+)をかかる範囲とすることで屈折率を高め、同時に低比重を維持することができる。
 La3+とY3+とGd3+とBa2+の総含有率(La3++Y3++Gd3++Ba2+)は、20~40%である。この総含有率の下限は、好ましくは22%であり、より好ましくは24%であり、更に好ましくは26%である。この総含有率の上限は、好ましくは38%であり、より好ましくは36%であり、更に好ましくは34%である。(La3++Y3++Gd3++Ba2+)をかかる範囲とすることで光学ガラスの耐失透安定性を維持しながら低分散性を向上することができる。
 Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率に対するLa3+とY3+とGd3+とBa2+の総含有率の比(La3++Y3++Gd3++Ba2+)/(Ti4++Zr4++Si4+)は、0.30~0.65である。そして、この比の下限は、好ましくは0.34であり、より好ましくは0.36であり、更に好ましくは0.37である。この比の上限は、好ましくは0.62であり、より好ましくは0.58であり、更に好ましくは0.54である。(La3++Y3++Gd3++Ba2+)/(Ti4++Zr4++Si4+)をかかる範囲とすることで、光学ガラスの耐失透安定性を維持しながら比重を低減し、さらに屈折率を高めることができる。
 Ti4+とZr4+の総含有率に対するSi4+の含有率の比Si4+/(Ti4++Zr4+)は0~0.50である。そして、この比の下限は、好ましくは0.05であり、より好ましくは0.10であり、更に好ましくは0.15である。この比の上限は、好ましくは0.40であり、より好ましくは0.35であり、更に好ましくは0.30である。Si4+/(Ti4++Zr4+)をかかる範囲とすることで、高い屈折率を維持しながら光学ガラスの安定性を高めることができる。
 Ti4+とZr4+の総含有率に対するLa3+含有率の比La3+/(Ti4++Zr4+)は0.05~0.95である。そして、この比の下限は、好ましくは0.10であり、より好ましくは0.20であり、更に好ましくは0.35である。この比の上限は、好ましくは0.90であり、より好ましくは0.75であり、更に好ましくは0.60である。La3+/(Ti4++Zr4+)をかかる範囲とすることで、光学ガラスの耐失透安定性を維持しながら高屈折率と低分散性を向上ことができる。
 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、公知の清澄剤や着色剤、脱泡剤、フッ素化合物等の成分を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。
 原料は、不純物の含有率が少ない高純度品を使用するのが好ましい。高純度品とは、当該成分を99.85質量%以上含むものである。高純度品の使用によって、不純物量が少なくなる結果、光学ガラスの内部透過率を高くできる傾向にある。
 次に、本実施形態の光学ガラスの物性値について説明する。
 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)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)が高いほど透過率が低下する傾向にある。かかる実情を踏まえれば、本実施形態に係る光学ガラスにおけるd線に対する屈折率(n)は、2.00~2.35の範囲であることが好ましい。そして、屈折率(n)の下限は、より好ましくは2.05であり、更に好ましくは2.10である。屈折率(n)の上限は、より好ましくは2.30であり、更に好ましくは2.25である。なお、屈折率(n)は、Vブロック法または最小偏角法で測定される値である。
 本実施形態に係る光学ガラスのアッベ数(ν)は、15~25の範囲であることが好ましい。そして、アッベ数(ν)の下限は、より好ましくは17であり、更に好ましくは19である。アッベ数(ν)の上限は、より好ましくは23であり、更に好ましくは22である。なお、アッベ数(ν)は、Vブロック法または最小偏角法で測定された屈折率に基づいて算出される値である。
 レンズの収差補正の観点からは、本実施形態に係る光学ガラスの部分分散比(P)は、0.615~0.650の範囲であることが好ましい。そして部分分散比(P)の下限は、より好ましくは0.618であり、さらに好ましくは0.619である。部分分散比(P)の上限は、より好ましくは0.648であり、さらに好ましくは0.646である。また、本実施形態に係る光学ガラスの部分分散比(P)は、以下の式(1)
-0.00607×ν+0.752<Pg,F<-0.00607×ν+0.762   ・・・(1)
を満たすことが好ましい。なお、部分分散比(P)は、Vブロック法または最小偏角法で測定された屈折率に基づいて算出される値である。
 レンズの収差補正の観点からは、本実施形態に係る光学ガラスは、正の異常分散性(ΔP)を有することが望ましい。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異常分散性(ΔP)は、0.013~0.031であることが好ましい。なお、異常分散性は、Vブロック法または最小偏角法で測定された屈折率に基づいて算出される値である。
 本実施形態に係る光学ガラスは、そのガラス転移温度(T)と結晶化開始温度(T)の温度差(ΔT=T-T)が70℃~200℃であることが好ましい。そして、その差の下限は、より好ましくは100℃であり、更に好ましくは120℃である。そして、その差の上限は、より好ましくは190℃であり、更に好ましくは180℃である。ΔTは、耐失透安定性の指標として用いることができる。一般的に、ΔTが高いことは、ガラスの耐失透安定性が高いことを意味する。そして、本実施形態において、ガラス転移温度(T)と結晶化開始温度(T)は、いずれも示差熱分析によって測定できる。
 本実施形態に係る光学ガラスは、比重(S)が5.4以下であることが好ましい。そして、比重の下限は、より好ましくは4.7であり、更に好ましくは4.8である。比重の上限は、より好ましくは5.3であり、更に好ましくは5.2である。
 本実施形態に係る光学ガラスは、直径(D)が6mm以上であることが好ましく、より好ましくは8mm以上であり、さらに好ましくは9mm以上であり、更により好ましくは10mm以上である。ここでいう「直径」とは、ガラスゴブの直径方向の最大値をいい、略球形の場合はその直径値をいう。
 本実施形態に係る光学ガラスは、厚み(T)が4mm以上であることが好ましく、より好ましくは4.5mm以上であり、更に好ましくは5mm以上である。ここでいう「厚み」とは、ガラスゴブの直径の最大値(直径(D))に対して垂直な方向の高さをいい、略球形の場合はその直径値をいう。
 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。このような光学素子には、ミラー、レンズ、プリズム、フィルタ等が含まれる。また上記光学素子が用いられる光学系としては、例えば、対物レンズ、集光レンズ、結像レンズ、カメラ用交換レンズ等が挙げられる。そして、これらの光学系は、レンズ交換式カメラ、レンズ非交換式カメラ等の撮像装置、蛍光顕微鏡や多光子顕微鏡等の顕微鏡装置の各種光学装置に好適に使用できる。かかる光学装置は、上述した撮像装置や顕微鏡に限られず、望遠鏡、双眼鏡、レーザ距離計、プロジェクタ等も含まれるが、これらに限られない。以下に、これらの一例を説明する。
<撮像装置>
 図1は、本実施形態に係る光学装置を撮像装置とした一例を示す斜視図である。撮像装置1はいわゆるデジタル一眼レフカメラ(レンズ交換式カメラ)であり、撮影レンズ103(光学系)は本実施形態に係る光学ガラスを母材とする光学素子を備えたものである。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2及び図3は、本実施形態に係る光学装置を撮像装置とした他の例を示す概略図である。図2は、撮像装置CAMの正面図を示し、図3は、撮像装置CAMの背面図を示す。撮像装置CAMはいわゆるデジタルスチルカメラ(レンズ非交換式カメラ)であり、撮影レンズWL(光学系)は本実施形態に係る光学ガラスを母材とする光学素子を備えたものである。
 撮像装置CAMは、電源ボタン(不図示)を押すと、撮影レンズWLのシャッタ(不図示)が開放されて、撮影レンズWLで被写体(物体)からの光が集光され、像面に配置された撮像素子に結像される。撮像素子に結像された被写体像は、撮像装置CAMの背後に配置された液晶モニタMに表示される。撮影者は、液晶モニタMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズボタンB1を押し下げて被写体像を撮像素子で撮像し、メモリー(不図示)に記録保存する。
 撮像装置CAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部EF、撮像装置CAMの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンB2等が配置されている。
 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、低い色収差、小型化が求められる。これらを実現するには光学系に分散特性が互いに異なるガラスを用いることが有効である。特に、低分散でありながらより高い部分分散比(P)を有するガラスの需要は高い。このような観点から、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。
<顕微鏡>
 図4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、対物レンズ206、集光レンズ208、結像レンズ210を備える。対物レンズ206、集光レンズ208、結像レンズ210のうち少なくとも1つは、本実施形態に係る光学ガラスを母材とする光学素子を備えたものである。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、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。
 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。その場合、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。
 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。
<接合レンズ>
 図5は、本実施形態に係る接合レンズの一例を示す概略図である。接合レンズ3は、第1のレンズ要素301と第2のレンズ要素302とを有する複合レンズである。第1のレンズ要素と第2のレンズ要素の少なくとも1つは、本実施形態に係る光学ガラスを用いる。第1のレンズ要素と第2のレンズ要素は、接合部材303を介して接合されている。接合部材303としては、公知の接着剤等を用いることができる。なお、「レンズ要素」とは、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズのことを意味する。
 本実施形態に係る接合レンズは、色収差補正の観点で有用であり、上述した光学素子や光学系や光学装置等に好適に使用できる。そして、接合レンズを含む光学系は、カメラ用交換レンズや光学装置等にとりわけ好適に使用できる。なお、上述の態様では2つのレンズ要素を用いた接合レンズについて説明したが、これに限られず、3つ以上のレンズ要素を用いた接合レンズとしてもよい。3つ以上のレンズ要素を用いた接合レンズとする場合、3つ以上のレンズ要素のうち少なくとも1つが本実施形態に係る光学ガラスを用いて形成されていればよい。
<光学ガラスの製造方法>
 本実施形態に係る光学ガラスは、例えば、浮遊炉を用いて製造することができる。浮遊炉には、静電式、電磁式、音波式、磁気式、及びガスジェット式等があり、特に限定されるものではないが、酸化物の浮遊熔解にはガスジェット式の浮遊炉を用いることが好ましい。以下、ガスジェット式の浮遊炉を用いる製造方法を一例として説明する。
 図6は、ガスジェット式の浮遊炉の全体構成の模式図を示し、図7は、ガスジェット式の浮遊炉のステージ上の台座の拡大模式図である。
 ガスジェット式の浮遊炉4では、原料Mは、ステージ401上の台座402に配置される。そして、レーザ光源403から出射されたレーザ光Lは、ミラー404とミラー405を介して原料Mへ照射される。レーザ光Lの照射により加熱される原料Mの温度は、放射温度計406でモニタされる。放射温度計406がモニタする原料Mの温度情報に基づき、レーザ光源403の出力がコンピュータ407によって制御される。また、原料Mの状態はCCDカメラ408によって撮像され、それがモニタ409へ出力される(図6参照)。なお、レーザ光源としては、例えば、炭酸ガスレーザを使用できる。
 ガスジェット式の浮遊炉4では、台座に送り込まれるガスによって原料Mが浮遊する状態にある(図7参照)。台座に送り込まれるガスの流量は、ガス流量調節器410によって制御される。例えば、円錐状の孔を設けたノズルからガスを噴射し、原料Mを浮遊させた状態でレーザ光Lによる非接触加熱を行うことができる。原料Mが熔解すると自身の表面張力によって球形、又は楕円体形状となりその状態で浮遊する。
 その後、レーザ光Lを遮断すると融液状態となった原料は冷却され、透明なガラスが得られる。なお、ガスの種類は特に限定されず、公知のものを適宜採用することができ、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等が挙げられる。また、ノズルの形状や加熱方式は特に限定されず、公知の方法を適宜採用することができる。
 従来において、例えば、るつぼ等の容器を用いて光学ガラスを製造する場合、SiO、B、P、GeO等の網目形成酸化物を多く含ませてガラス形成能を高めることが必要であった。そのため、網目形成酸化物でない材料を多量に含有し、上述した網目形成酸化物の含有量が少ないガラス組成とした場合には、容器-融液界面を起点とした結晶化(不均一核生成)が発生して、ガラス化できないことが多いといった事情があった。また、各種光学機器の光学レンズの材料としてガラスゴブが用いられることがあるが、このガラスゴブについては大型なものを安定して作製できることが望まれている。
 この点、本実施形態では、例えば、上述した浮遊炉を用いる方法によって光学ガラスを製造する場合、容器と融液の接触がないため、不均一核生成を最大限抑制することができる。結果、融液のガラス形成を大きく促進し、るつぼ熔解では製造不可能な、網目形成酸化物の含有量が少ない、或いは一切含まない組成であってもガラス化することが可能になる。かかる製造方法を採用することで、従来ではガラス化させることができなかった本実施形態に係る組成系の光学ガラスを製造することができる。さらに、上述したような大型のガラスゴブも作製することができる。加えて、本実施形態に係る光学ガラスは、高屈折率かつ高アッベ数である。本実施形態に係る光学ガラスはこのような利点を多々有するため、高屈低分散硝材や広帯域透過材料としての応用が可能である。
 次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。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1、2に係る光学ガラスは、図6及び図7に示すガスジェット式の浮遊炉4を用い、以下の手順で作製した。まず、各表に記載の組成(カチオン%)となるよう、酸化物から選ばれるガラス原料を秤量した。また、ガラス原料を水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩から選んでも良い。次に、秤量した原料をアルミナ製乳鉢で混合した。この原料を20MPaで一軸加圧し円柱形のペレットに成形した。得られたペレットを電気炉で1000~1300℃、大気中で6~12時間焼成し、焼結体を作製した。得られた焼結体を粗く砕き、50~4100mgを採取して台座のノズルに設置した。そして、空気ガスを噴射しながら炭酸ガスレーザを上方から照射することで原料を熔解させた。熔解した原料は、自身の表面張力で球形又は楕円体形状になり、ガスの圧力で浮遊状態とした。原料が完全に熔解した状態でレーザ出力を遮断することで、原料を冷却して各実施例については直径6.88~15.40mm、厚み4.6~6.4mmのガラスゴブ(ガラス球)を得た。各実施例のガラスについては、いずれも熔解中に視認できる揮発は確認されず、泡や失透についても確認されなかった。
 比較例3の光学ガラスは、通常の光学ガラス同様、ルツボを用いて以下の手順で作製した。まず、表に記載の化学組成(カチオン%)となるよう、酸化物、水酸化物、及び炭酸塩の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、1400℃程度の温度で1時間程度熔融し、攪拌均質化した。その後、適当な温度に下げてから金型等に鋳込み、徐冷することによりサンプルを得た。 
<物性評価>
 図8、図9は、各実施例の光学恒数値をプロットしたグラフである。
 結晶化開始温度(T)、ガラス転移温度(T)、その温度差(ΔT)の測定
 結晶化開始温度(T)と、ガラス転移温度(T)は、いずれも昇温過程における示差熱分析(昇温温度10℃/分)によって測定し、T-Tを温度差(ΔT)とした。
 比重(S
 各サンプルの比重(S)は、乾式密度計(島津製作所社製;「アキュピックII1340」)によって測定した。比重の値は、小数点以下第3位までとした。
 直径(D)、厚み(T)
 各サンプルの直径(D)及び各サンプルの厚み(T)は、電子ノギスで測定した。
 屈折率(n)とアッベ数(ν
 実施例1~26のうち、実施例1~23は、サンプルを90度のプリズム加工を行い、屈折率測定器(カルニュー光学工業社製;「KPR-3000」)を用いてVブロック法により屈折率を測定し、アッベ数と部分分散比と異常分散性とを算出した。実施例24~26は、サンプルを40度のプリズム加工を行い、精密屈折率測定器(TRIOPTICS社製;「Spectro Master HR」)を用いて最小偏角法により屈折率を測定し、アッベ数と部分分散比と異常分散性とを算出した。
 比較例1、2は、プリズムカプラ(Metricon製、モデル「2010/M」)を用いてプリズムカップリング法により屈折率を測定及びアッベ数を算出した。比較例3は、実施例1~23と同様に屈折率測定器(カルニュー光学工業社製;「KPR-3000」)を用いてVブロック法により屈折率を測定し、アッベ数と部分分散比と異常分散性とを算出した。
 プリズムカップリング法ではガラス試料を研磨し、研磨面を単結晶ルチルプリズムに密着させ、測定波長の光を入射させた際の全反射角を測定して屈折率を求めた。473nm、594.1nm、656nmの3波長で各5回測定し、平均値を測定値とした。さらに、得られた実測値に対し、以下のDrude-Voigtの分散式(数1)を用いて最小二乗法によるフィッティングを行い、d線(587.562nm)、F線(486.133nm)、C線(656.273nm)における屈折率と、アッベ数(ν)を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
(n:屈折率、m:電子質量、c:光速度、e:電荷素量、N:単位体積当たりの分子数、f:振動子強度、λ:固有共鳴波長、λ:波長)
 nは、587.562nmの光に対するガラスの屈折率を示す。アッベ数(ν)は、以下の式(2)より求めた。n、n、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=(n-1)/(n-n)・・・(2)
屈折率の値は、小数点以下第5位までとした。
 部分分散比(P
 各サンプルの部分分散比(P)は、主分散(n-n)に対する部分分散(n-n)の比を示し、以下の式(2)より求めた。nは、波長435.835nmの光に対するガラスの屈折率を示す。部分分散比(P)の値は、小数点以下第4位までとした。
 P=(n-n)/(n-n)・・・(3)
 異常分散性(ΔPg,F
 各サンプルの異常分散性(ΔPg,F)は、正常分散性を有するガラスとしてF2およびK7の2硝種を基準とした部分分散比標準線からの偏りを示す。すなわち、縦軸を部分分散比(Pg,F)、横軸をアッベ数νとする座標上で、2硝種を結ぶ直線と、比較対象のガラスの値との縦座標の差分が、部分分散比の偏り、すなわち異常分散性(ΔPg,F)となる。上記の座標系で、部分分散比の値が、基準となる硝種を結ぶ直線よりも上側に位置する場合にはガラスは正の異常分散性(+ΔPg,F)を示し、下側に位置する場合にはガラスは負の異常分散性(-ΔPg,F)を示す。なお、F2およびK7のアッベ数νdと部分分散比(Pg,F)は以下の通りである。
F2:アッベ数νd=36.33、部分分散比(Pg,F)=0.5834
K7:アッベ数νd=60.47、部分分散比(Pg,F)=0.5429
異常分散性(ΔP)の値は、小数点以下第4位までとした。
 ΔP=P-(-0.0016777×ν+0.6443513)・・・(4)
 各表に、各実施例及び各比較例の組成及びその物性値をそれぞれ示す。なお、特に断りがない限り、各成分の含有率はカチオン%基準である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 比較例1、2は、本実施形態のガラスよりも比重が大きいガラスが得られた。比較例3は、本実施形態のガラスよりも屈折率が低いガラスが得られた。
 以上より、各実施例の光学ガラスは、高屈折率、低分散性、低比重及び耐失透安定性を高いレベルで兼ね備え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、CAM・・・撮像装置(レンズ非交換式カメラ)、WL・・・撮影レンズ、M・・・液晶モニタ、EF・・・補助光発光部、B1・・・レリーズボタン、B2・・・ファンクションボタン、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、3・・・接合レンズ、301・・・第1のレンズ要素、302・・・第2のレンズ要素、303・・・接合部材、4・・・ガス浮遊炉、401・・・ステージ、402・・・台座、403・・・レーザ光源、404,405・・・ミラー、406・・・放射温度計、407・・・コンピュータ、408・・・CCDカメラ、409・・・モニタ、410・・・ガス流量調節器、L・・・レーザ光、M・・・原料

Claims (37)

  1.  カチオン%表示で、
     La3+含有率:0超~40%、
     Ti4+含有率:15~65%、
     Zr4+含有率:0超~20%、であり
     d線に対する屈折率(n)が、2.00~2.35である、光学ガラス。
  2.  カチオン%表示で、
     La3+含有率:0超~40%、
     Ti4+含有率:15~65%、
     Zr4+含有率:0超~20%、
     Si4+含有率:0~20%であり、
     Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+):40~80%である、光学ガラス。
  3.  カチオン%表示で、
     B3+含有率:0~18%である、
    請求項1または2に記載の光学ガラス。
  4.  カチオン%表示で、
     La3+含有率:0超~40%、
     Ti4+含有率:15~65%、
     Zr4+含有率:0超~20%、
     Si4+含有率:0~20%であり、
     B3+を実質的に含有しない、光学ガラス。
  5.  カチオン%表示で、
     La3+含有率:0超~40%、
     Ti4+含有率:15~65%、
     Zr4+含有率:0超~20%、
     さらに、Si4+、Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラス。
  6.  カチオン%で、
     Si4+含有率:0~20%である、請求項1または3に記載の光学ガラス。
  7.  カチオン%で、
     Al3+含有率:0~5%である、請求項1~5のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  8.  カチオン%表示で、
     Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+):40~80%である、請求項1、3~7のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  9.  カチオン%表示で、
     Ti4+とZr4+の総含有率に対するLa3+含有率の比La3+/(Ti4++Zr4+):0.05~0.95である、
     請求項1~8のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  10.  カチオン%表示で、
     Y3+含有率:0~10%、
     Ba2+含有率:0~30%、
    である、請求項1~9のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  11.  カチオン%表示で、
     Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率に対するLa3+とY3+とGd3+とBa2+の総含有率の比(La3++Y3++Gd3++Ba2+)/(Ti4++Zr4++Si4+):0.30~0.65である、
    請求項1~10のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  12.  カチオン%表示で、
     La3+とY3+とGd3+とBa2+の総含有率の比(La3++Y3++Gd3++Ba2+):20~40%である、
    請求項1~11のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  13.  カチオン%表示で、
     Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率に対するLa3+とY3+とGd3+とBa2+の総含有率の比(La3++Y3++Gd3++Ba2+)/(Ti4++Zr4++Si4+):0.30~0.65である、
    請求項1~12のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  14.  カチオン%表示で、
     Ti4+とZr4+の総含有率に対するSi4+の含有率の比Si4+/(Ti4++Zr4+):0~0.50である、
    請求項1~13のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  15.  カチオン%表示で、
     Ta5+含有率:0~20%である、
    請求項1~14のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  16.  カチオン%表示で、
     Nb5+含有率:0~30%、
     Ga3+含有率:0~20%、
     Gd3+含有率:0~25%、
     Y3+含有率:0~10%である、
    請求項1~15のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  17.  カチオン%表示で、
     Ba2+含有率:0~30%である、
    請求項1~16のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  18.  浮遊熔解法で製造された光学ガラスであって、
     カチオン成分で、
     La3+,Ti4+及びZr4+を必須成分として含み、
     Si4+,Nb5+,Ta5+,Al3+からなる群のうち少なくとも一種のカチオンを含む、光学ガラス。
  19.  カチオン%表示で、
     La3+含有率:0超~40%、
     Ti4+含有率:15~65%、
     Zr4+含有率:0超~20%、である、請求項18に記載の光学ガラス。
  20.  カチオン%で、
     Si4+含有率:0~20%であり、
     Ti4+とZr4+とSi4+の総含有率(Ti4++Zr4++Si4+):40~80%である、請求項18または19に記載の光学ガラス。
  21.  前記光学ガラスのd線に対する屈折率(n)が、2.00~2.35である、請求項2~20のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  22.  前記光学ガラスのアッベ数(ν)が、15~25である、請求項1~21のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  23.  前記光学ガラスの比重(S)が、5.4以下である、
    請求項1~22のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  24.  前記光学ガラスの部分分散比が、以下の式(1)
     -0.00607×ν+0.752<Pg,F<-0.00607×ν+0.762 ・・・(1)
    を満たす、請求項1~23のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  25.  前記光学ガラスの結晶化開始温度(T)-ガラス転移温度(T)で表される温度差(ΔT=T-T)が、70℃~200℃である、請求項1~24のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  26.  直径(D)が、6mm以上である、請求項1~25のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  27.  厚み(T)が、4mm以上である、請求項1~26のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  28.  請求項1~27のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いた光学素子。
  29.  請求項28に記載の光学素子を含む、光学系。
  30.  請求項29に記載の光学系を含む、顕微鏡用対物レンズ。
  31.  請求項29に記載の光学系を含む、カメラ用交換レンズ。
  32.  請求項29に記載の光学系を含む、光学装置。
  33.  第1のレンズ要素と第2のレンズ要素とを有し、
     前記第1のレンズ要素と前記第2のレンズ要素の少なくとも1つは、請求項1~27のいずれか一項に記載の光学ガラスである、接合レンズ。
  34.  請求項33に記載の接合レンズを含む、光学系。
  35.  請求項34に記載の光学系を含む、顕微鏡用対物レンズ。
  36.  請求項34に記載の光学系を含む、カメラ用交換レンズ。
  37.  請求項34に記載の光学系を含む、光学装置。
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