JP2020015641A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】失透安定性が良好であり、高屈折低分散な光学ガラスの提供。【解決手段】質量％で、ＳｉＯ２成分：２〜６％、Ｂ２Ｏ３成分：７〜２０％、ＺｎＯ成分：１．５〜１０％、Ｇｄ２Ｏ３成分：５〜４２％、ＺｒＯ２成分：０．５〜１０％、Ｌａ２Ｏ３成分：０．５〜６０％、ＴｉＯ２成分：０〜８％、ＷＯ３成分：０〜０．５％、であり、ＳｉＯ２成分／Ｂ２Ｏ３成分が０．２３以上であり、Ｔａ２Ｏ５成分／ＺｎＯ成分が３以下であり、Ｇｄ２Ｏ３成分／Ｌａ２Ｏ３成分が０．１以上であり、（ＺｒＯ２成分＋Ｎｂ２Ｏ５成分＋Ｔａ２Ｏ５成分）／（ＳｉＯ２成分＋Ｂ２Ｏ３成分）が１以下である、光学ガラスの提供。【選択図】図１

Description

本発明は、光学ガラス、これを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、及び光学装置に関する。

近年、カメラ等の光学レンズ系の設計において、小型化や軽量化の進歩が著しい。それらの製品性能を達成するために、高性能な光学ガラスが求められている。このような光学ガラスとして、例えば、特許文献１にはＳｉＯ_２−ＰｂＯ−Ｌｉ_２Ｏ系のガラスが開示されている。

特開平０３−０５０１３８号公報

本発明の第一の態様は、質量％で、ＳｉＯ_２成分：２〜６％、Ｂ_２Ｏ_３成分：７〜２０％、ＺｎＯ成分：１．５〜１０％、Ｇｄ_２Ｏ_３成分：５〜４２％、ＺｒＯ_２成分：０．５〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３成分：０．５〜６０％、ＴｉＯ_２成分：０〜８％、ＷＯ_３成分：０〜０．５％、であり、ＳｉＯ_２成分／Ｂ_２Ｏ_３成分が０．２３以上であり、Ｔａ_２Ｏ_５成分／ＺｎＯ成分が３以下であり、Ｇｄ_２Ｏ_３成分／Ｌａ_２Ｏ_３成分が０．１以上であり、（ＺｒＯ_２成分＋Ｎｂ_２Ｏ_５成分＋Ｔａ_２Ｏ_５成分）／（ＳｉＯ_２成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分）が１以下である、光学ガラスである。

本発明の第二の態様は、上述の光学ガラスを用いた光学素子である。

本発明の第三の態様は、上述の光学ガラスを含む光学系である。

本発明の第四の態様は、上述の光学系を含む交換レンズである。

本発明の第五の態様は、上述の光学系を備える光学装置である。

図１は、本実施形態に係る光学ガラスを用いた光学素子を備える撮像装置の斜視図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る光学ガラスを用いた光学素子を備える撮像装置の他の例の概略図であり、図２（ａ）は撮像装置の正面図であり、図２（ｂ）は撮像装置の背面図である。 図３は、本実施形態に係る光学ガラスを用いた光学素子を備え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、各成分の含有量は全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％であるものとする。なお、ここで述べる酸化物換算組成とは、本実施形態の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。

本実施形態に係る光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２成分：２〜６％、Ｂ_２Ｏ_３成分：７〜２０％、ＺｎＯ成分：１．５〜１０％、Ｇｄ_２Ｏ_３成分：５〜４２％、ＺｒＯ_２成分：０．５〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３成分：０．５〜６０％、ＴｉＯ_２成分：０〜８％、ＷＯ_３成分：０〜０．５％、であり、ＳｉＯ_２成分／Ｂ_２Ｏ_３成分が０．２３以上であり、Ｔａ_２Ｏ_５成分／ＺｎＯ成分が３以下であり、Ｇｄ_２Ｏ_３成分／Ｌａ_２Ｏ_３成分が０．１以上であり、（ＺｒＯ_２成分＋Ｎｂ_２Ｏ_５成分＋Ｔａ_２Ｏ_５成分）／（ＳｉＯ_２成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分）が１以下である。

本実施形態に係る光学ガラスは、失透安定性が良好であり、高屈折低分散な光学ガラスである。従来、高屈折率低分散を指向した光学ガラスとして、例えば、シリカ、ホウ素、ランタン、を主成分にするガラス（Ｓｉ−Ｂ−Ｌａ系ガラス）等が挙げられるが、かかる組成のガラスはガラス化が難しい領域である。そのため、例えば、鉛やヒ素といった環境悪化成分を多量に含有させなければならないといった制約もあった。また、仮にガラス化できたとしても、十分な高屈折率低分散性が得られないといった問題もある。本実施形態に係る光学ガラスは、かかる事情を踏まえた上でなされたものである。

以下、本実施形態に係る光学ガラスの成分を説明する。

ＳｉＯ_２は、ガラス骨格を形成する成分である。ＳｉＯ_２の含有量が６％を超える場合には、ガラスを高屈折率とすることが難しくなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は、２〜６％である。そして、その含有量の下限値は、４％であることが好ましい。また、その上限値は、６％であることが好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス骨格を形成する成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が７％未満の場合には、ガラスの失透安定性が低下する。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が２０％を超える場合には、ガラスを高屈折率とすることが難しくなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、７〜２０％である。そして、その含有量の下限値は、１０％であることが好ましく、１２％であることがより好ましい。また、その上限値は、１８％であることが好ましい。

ＺｎＯは、ガラスの屈折率を高め、熔融性を向上させる成分である。ＺｎＯの含有量が１．５％未満の場合にはガラスを高屈折率とすることが難しくなる。また、ＺｎＯの含有量が１０％を超える場合には失透安定性が低下する。よって、ＺｎＯの含有量は、１．５〜１０％である。そして、その含有量の上限値は、９％であることが好ましく、８％であることがより好ましい。

Ｇｄ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を高める効果を有する成分である。Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が５％未満の場合にはガラスを高屈折率とすることが難しくなる。また、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が４２％を超える場合には失透安定性が低下する。よって、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は、５〜４２％である。そして、その含有量の下限値は、１０％であることが好ましい。また、その上限値は、３５％であることが好ましく、３０％であることがより好ましい。

ＺｒＯ_２は、ガラスの屈折率を高める効果を有する成分である。ＺｒＯ_２の含有量が０．５％未満の場合にはガラスを高屈折率とすることが難しくなる。また、ＺｒＯ_２の含有量が１０％を超える場合には失透安定性が低下する。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、０．５〜１０％である。そして、その含有量の下限値は、２％であることが好ましく、３％であることがより好ましい。また、その上限値は、９％であることが好ましく、８％であることがより好ましい。

Ｌａ_２Ｏ_３は、ガラスの屈折率を高める効果を有する成分であるが、その含有量が６０％を超える場合には失透安定性が低下する。よって、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は、０．５〜６０％である。そして、その含有量の下限値は、１５％であることが好ましく、２５％であることがより好ましい。また、その上限値は、５０％であることが好ましい。

ＴｉＯ_２は、ガラスの屈折率を大きく高めるが、分散も大きく高める成分である。ＴｉＯ_２の含有量が８％を超える場合には低分散とすることが難しくなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は、０〜８％である。そして、その含有量の上限値は、４％であることが好ましく、３％であることがより好ましい。また、その含有量の下限値は、０．５％であることが好ましく、１％であることがより好ましい。

ＷＯ_３は、ガラスの屈折率を高めるが、その含有量が０．５％を超える場合には失透安定性が低下する。よって、ＷＯ_３の含有量は、０〜０．５％である。そして、その含有量の上限値は、０．３％であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。本明細書中において、特に断りがない限り、「実質的に含有しない」とは、当該成分が、不純物として不可避的に含有される濃度を越えて、ガラス組成物の特性に影響する構成成分として含有されないことを意味する。例えば、製造過程における１００ｐｐｍ以下程度のコンタミネーションについては、実質的に含有されていないものとする。

ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３はそれぞれガラス骨格を形成する成分であるが、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎる場合、ガラス融液の粘性が低くなり、ガラスの失透安定性が低下する。これはＢ_２Ｏ_３に対するＳｉＯ_２の比率（ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３）を、一定の値以上とすることで解消することができる。かかる観点から、ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３を０．２３以上にすることが、失透安定性に優れたガラスを得るために有効である。ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３は、０．３０以上であることが好ましく、０．４０以上であることがより好ましい。

Ｔａ_２Ｏ_５はガラスの屈折率を高めるが、多く含有すると熔融性が悪くなり、ガラスの失透安定性が低下する。一方で、ＺｎＯを含有させることで、熔融性が高まり、また失透安定性も向上させることができる。かかる観点から、ＺｎＯに対するＴａ_２Ｏ_５の比率（Ｔａ_２Ｏ_５／ＺｎＯ）を３以下にすることが、熔融性や失透安定性に優れたガラスを得るために有効である。Ｔａ_２Ｏ_５／ＺｎＯは、２．７５以下であることが好ましく、２．５以下とすることがより好ましい。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３はガラスを高屈折率かつ低分散とする成分であるが、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量を、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量に比べて非常に多くした場合、失透安定性が低下する。かかる観点から、Ｌａ_２Ｏ_３に対するＧｄ_２Ｏ_３の比率（Ｇｄ_２Ｏ_３／Ｌａ_２Ｏ_３）を０．１以上にすることが、失透安定性に優れたガラスを得るために有効である。Ｇｄ_２Ｏ_３／Ｌａ_２Ｏ_３は、０．２以上であることが好ましく、０．３以上であることがより好ましい。

ＺｒＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５の合算量は、多いほど高屈折率化が容易となるが、失透安定性が低下する。一方、ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３の合算量は、多いほど失透安定性が向上するが、高屈折率とすることが難しくなる。これら合算量は相反する関係性にあり、（ＺｒＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）は、１以下とすることが、高屈折率、かつ失透安定性に優れたガラスを得るために有効である。（ＺｒＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の下限値は、０．０３であることが好ましく、０．０６であることがより好ましい。そして、この上限値は、０．９０であることが好ましく、０．８０であることがより好ましい。

さらに、本実施形態に係る光学ガラスは、以下の成分を含んでもよい。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、高屈折率のガラスを得るために有効な成分であるが、その一方で、多量に含有するとアッベ数が低くなり過ぎ、所望のガラスを得ることが困難となる。かかる観点から、その含有量は、０〜１０％であることが好ましい。この含有量の上限値は、９％であることがより好ましく、８％であることが更に好ましい。そして、下限値は、１％であることが好ましく、２％であることが更に好ましい。

Ｔａ_２Ｏ_５は、０％超含む場合に、アッベ数を低く維持する任意成分である。その一方で、多量に含有すると失透安定性が低下してしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０〜１２％であることが好ましい。また、その含有量の上限値は、１０％としてよく、８％としてもよい。また、その含有量の下限値は、２％としてもよい。

Ｙ_２Ｏ_３は、高屈折率のガラスを得るために有効な成分である。かかる観点から、その含有量は、０〜４０％であることが好ましい。この含有量の上限値は、３５％であることがより好ましく、３０％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．５％であることが好ましく、１％であることが更に好ましい。

本実施形態に係る光学ガラスにおける好ましい成分の組み合わせの１つとして、Ｎｂ_２Ｏ_５とＴａ_２Ｏ_５とＹ_２Ｏ_３が上述した数値範囲にあることが挙げられる。これにより、失透安定性と高屈折低分散性を一層向上させることができる。

また、Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果があるが、過剰に導入するとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、その含有量は、０〜６％であることが好ましい。この含有量の上限値は、４％であることがより好ましく、２％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．５％であることが好ましく、１％であることが更に好ましい。

ＢａＯは、ガラスの屈折率を高める効果があるが、過剰に導入するとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、その含有量は、０〜５％であることが好ましい。この含有量の上限値は、４％であることがより好ましく、３％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．１％であることが好ましく、０．５％であることが更に好ましい。

ＣａＯは、ガラスの屈折率を高める効果があるが、過剰に導入するとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、その含有量は、０〜５％であることが好ましい。この含有量の上限値は、４％であることがより好ましく、３％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．１％であることが好ましく、０．５％であることが更に好ましい。

ＳｒＯは、ガラスの屈折率を高める効果があるが、過剰に導入するとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、その含有量は、０〜５％であることが好ましい。この含有量の上限値は、４％であることがより好ましく、３％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．１％であることが好ましく、０．５％であることが更に好ましい。

ＭｇＯ成分は、ガラスの屈折率を高める効果があるが、過剰に導入するとガラスが失透しやすくなる。かかる観点から、その含有量は、０〜５％であることが好ましい。この含有量の上限値は、４％であることがより好ましく、３％であることが更に好ましい。そして、下限値は、０．１％であることが好ましく、０．５％であることが更に好ましい。

Ｓｂ_２Ｏ_３は、０％超含む場合に、ガラスの清澄や均質化のために有効な任意成分である。かかる観点から、その含有量は、０〜２％であることが好ましい。その上限値は、１％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における好ましい成分の組み合わせの１つとして、Ａｌ_２Ｏ_３とＢａＯとＣａＯとＳｒＯとＭｇＯとＳｂ_２Ｏ_３が上述した数値範囲にあることが挙げられる。これにより、失透安定性と高屈折低分散性を一層向上させることができる。

また、Ｌｉ_２Ｏは、多量に含有すると失透安定性が低下する傾向にある。かかる観点から、Ｌｉ_２Ｏは、実質的に含有しないことがより好ましい。

本実施形態に係る光学ガラスは、環境汚染物質であり有害なＰｂＯを実質的に含有しないことが好ましい。本実施形態によれば、かかる環境汚染物質を用いなくとも、失透安定性が良好であり、高屈折低分散な光学ガラスとすることができる。

本実施形態に係る光学ガラスは、環境汚染物質であり有害なＡｓ_２Ｏ_３を実質的に含有しないことが好ましい。本実施形態によれば、かかる環境汚染物質を用いなくとも、失透安定性が良好であり、高屈折低分散な光学ガラスとすることができる。

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、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１２００〜１５００℃、より好ましくは１２５０〜１４５０℃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。

以下に、本実施形態における光学ガラスが持つ好適な特性を説明する。

まず、本実施形態に係る光学ガラスは、ｄ線に対する屈折率（ｎ_ｄ）が１．８０〜１．９０であることが好ましい。ここでいうｎ_ｄは、波長５８７．５６２ｎｍの光に対するガラスの屈折率である。

本実施形態に係る光学ガラスは、アッベ数（ν_ｄ）が３３〜４５であることが好ましい。

本実施形態に係る光学ガラスは、例えば、薄型の光学素子としての使用といった観点から、屈折率とアッベ数の両方が上述した数値範囲にあることが好ましい。

上述したような特性を有する本実施形態に係る光学ガラスは、例えば、光学装置等に用いられ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。そして、かかる光学素子を含む光学系としては、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の交換レンズが挙げられる。

さらに、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、多光子顕微鏡等の顕微鏡等の光学装置に好適に用いることができる。かかる光学装置としては、上述した撮像装置や顕微鏡に限られず、ビデオカメラ、テレコンバーター、望遠鏡、双眼鏡、単眼鏡、レーザー距離計、プロジェクタ等も含まれる。以下にこれらの一例を説明する。

＜撮像装置＞
図１は、光学装置を撮像装置とした場合の一例の斜視図である。

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の撮影レンズ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は、光学装置を撮像装置とした場合の他の例の概略図である。図２（ａ）は撮像装置ＣＡＭの正面図を、図２（ｂ）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、不図示の電源ボタンを押すと、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ーＭに表示される。撮影者は、液晶モニター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。

＜多光子顕微鏡＞
図３は、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により上述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。

次に、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について、各成分の酸化物基準の質量％による組成、及び得られた光学ガラスの物性の評価結果を示したものである。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＞
各実施例及び各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（質量％）となるよう、酸化物、炭酸塩、及び硝酸塩等のガラス原料を秤量した。次に、秤量した原料を混合して坩堝に投入し、１２００〜１５００℃の温度で溶融させて攪拌均質化した。清澄を行った後、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。

＜光学ガラスの測定＞
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。なお、アッベ数（ν_ｄ）は下記式（１）に基づき算出した。屈折率の値は小数点以下第４位までとした。
ν_ｄ＝（ｎ_ｄ−１）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）・・・・（１）
ｎ_ｄ：波長５８７．５６２ｎｍの光に対するガラスの屈折率
ｎ_Ｆ：波長４８６．１３３ｎｍの光に対するガラスの屈折率
ｎ_Ｃ：波長６５６．２７３ｎｍの光に対するガラスの屈折率

以下に、各実施例及び各比較例の化学組成と評価結果を示す。特に断りがない限り、表中の化学組成は質量％基準である。

各実施例の光学ガラスは、いずれものサンプルでも失透が認められず、実用可能なガラスであり、環境汚染物質であり有害なＰｂＯやＡｓ_２Ｏ_３を含有せずとも、高屈折率かつ低分散であることが少なくとも確認された。一方、表４に示すように、本実施形態の成分範囲と異なる組成である比較例１、２の光学ガラスは、いずれのサンプルでも失透が認められ、ガラスの失透安定性が低下していることが確認された。また、比較例３は、ある程度ガラス化はしたものの、十分な屈折率が得られていないことが確認された。

１・・・撮像装置、１０１・・・カメラボディ、１０２・・・レンズ鏡筒、１０３・・・撮影レンズ、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、ＣＡＭ・・・撮像装置、ＷＬ・・・撮影レンズ、ＥＦ・・・補助光発光部、Ｍ・・・液晶モニター、Ｂ１・・・レリーズボタン、Ｂ２・・・ファンクションボタン、Ｓ・・・試料

Claims (13)

1. 質量％で、
   ＳｉＯ_２成分：２〜６％、
   Ｂ_２Ｏ_３成分：７〜２０％、
   ＺｎＯ成分：１．５〜１０％、
   Ｇｄ_２Ｏ_３成分：５〜４２％、
   ＺｒＯ_２成分：０．５〜１０％、
   Ｌａ_２Ｏ_３成分：０．５〜６０％、
   ＴｉＯ_２成分：０〜８％、
   ＷＯ_３成分：０〜０．５％、
   であり、
   ＳｉＯ_２成分／Ｂ_２Ｏ_３成分が０．２３以上であり、
   Ｔａ_２Ｏ_５成分／ＺｎＯ成分が３以下であり、
   Ｇｄ_２Ｏ_３成分／Ｌａ_２Ｏ_３成分が０．１以上であり、
   （ＺｒＯ_２成分＋Ｎｂ_２Ｏ_５成分＋Ｔａ_２Ｏ_５成分）／（ＳｉＯ_２成分＋Ｂ_２Ｏ_３成分）が１以下である、
   光学ガラス。
2. Ｎｂ_２Ｏ_５成分：０〜１０％
   Ｔａ_２Ｏ_５成分：０〜１２％
   Ｙ_２Ｏ_３成分：０〜４０％
   である請求項１に記載の光学ガラス。
3. Ａｌ_２Ｏ_３成分：０〜６％、
   ＢａＯ成分：０〜５％、
   ＣａＯ成分：０〜５％、
   ＳｒＯ成分：０〜５％、
   ＭｇＯ成分：０〜５％、
   Ｓｂ_２Ｏ_３成分：０〜２％、
   である請求項１又は２に記載の光学ガラス。
4. Ｌｉ_２Ｏ成分を実質的に含有しない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
5. ＷＯ_３成分を実質的に含有しない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
6. ＰｂＯ成分を実質的に含有しない、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
7. Ａｓ_２Ｏ_３を実質的に含有しない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
8. ｄ線に対する屈折率（ｎ_ｄ）が１．８０〜１．９０である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
9. アッベ数（ν_ｄ）が３３〜４５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. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いた光学素子。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学ガラスを含む光学系。
12. 請求項１１に記載の光学系を含む交換レンズ。
13. 請求項１１に記載の光学系を備える光学装置。

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