特開2023-116631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
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023116631
(43)【公開日】2023-08-22
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
C03C 3/064 20060101AFI20230815BHJP
C03C 3/066 20060101ALI20230815BHJP
G02B 1/00 20060101ALI20230815BHJP
【ＦＩ】
C03C3/064
C03C3/066
G02B1/00
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023094613
(22)【出願日】2023-06-08
(62)【分割の表示】P 2020516032の分割
【原出願日】2019-01-29
(31)【優先権主張番号】P 2018082588
(32)【優先日】2018-04-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】110000198
【氏名又は名称】弁理士法人湘洋特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川嶋 辰典
(72)【発明者】
【氏名】山本 博史
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高分散であり、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低い光学ガラスを提供する。
【解決手段】質量百分率で、ＳｉＯ２：１０～３０％、Ｂ２Ｏ３：６～２０％、Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、Ｋ２Ｏ：１５～３０％、ＴｉＯ２：０～８％、Ｐ２Ｏ５：０～８％、ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、であり、Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である、光学ガラスを提供する。
【選択図】なし
【解決手段】質量百分率で、ＳｉＯ２：１０～３０％、Ｂ２Ｏ３：６～２０％、Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、Ｋ２Ｏ：１５～３０％、ＴｉＯ２：０～８％、Ｐ２Ｏ５：０～８％、ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、であり、Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である、光学ガラスを提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量百分率で、
ＳｉＯ２：１０～３０％、
Ｂ２Ｏ３：６～２０％、
Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、
Ｋ２Ｏ：１５～３０％、
ＴｉＯ２：０～８％、
Ｐ２Ｏ５：０～８％、
ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、
Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、
であり、
Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である、
光学ガラス。
ＳｉＯ２：１０～３０％、
Ｂ２Ｏ３：６～２０％、
Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、
Ｋ２Ｏ：１５～３０％、
ＴｉＯ２：０～８％、
Ｐ２Ｏ５：０～８％、
ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、
Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、
であり、
Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である、
光学ガラス。
【請求項2】
質量百分率で、
Ｎａ２Ｏ：０～１０％、
ＺｒＯ２：０～１２％、
Ｔａ２Ｏ５：０～１２％、
ＷＯ３：０～５％、
Ｓｂ２Ｏ３：０～１％、
である、請求項１に記載の光学ガラス。
Ｎａ２Ｏ：０～１０％、
ＺｒＯ２：０～１２％、
Ｔａ２Ｏ５：０～１２％、
ＷＯ３：０～５％、
Ｓｂ２Ｏ３：０～１％、
である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項3】
屈折率（ｎｄ）が、１．６０～１．８０の範囲である、
請求項１又は２に記載の光学ガラス。
請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項4】
アッベ数（νｄ）が、２５～３５の範囲である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項5】
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）が、下記式（１）で表される関係を満たす、
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
【請求項6】
内部透過率が５％となる波長（λ５）が、３５５ｎｍ以下である、
請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項7】
異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）が、０．００８０以下である、
請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項8】
部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）が下記式（２）で表される関係を満たす、
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
請求項１～７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
請求項１～７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いた光学素子。
【請求項10】
請求項９に記載の光学素子を含む光学系。
【請求項11】
請求項１０に記載の光学系を含むカメラ用交換レンズ。
【請求項12】
請求項１０に記載の光学系を備える光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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、及び光学装置に関する。本発明は２０１８年４月２３日に出願された日本国特許の出願番号２０１８－０８２５８８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。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、フツリン酸ガラスからなる光学ガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２８６６７０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第一の態様は、質量百分率で、ＳｉＯ２：１０～３０％、Ｂ２Ｏ３：６～２０％、Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、Ｋ２Ｏ：１５～３０％、ＴｉＯ２：０～８％、Ｐ２Ｏ５：０～８％、ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、であり、Ｎｂ２Ｏ５に対するＴｉＯ２の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である、光学ガラスである。
【0005】
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。
【0006】
本発明の第三の態様は、上述の光学素子を含む光学系である。
【0007】
本発明の第四の態様は、上述の光学系を含むカメラ用交換レンズである。
【0008】
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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
本実施形態に係る光学ガラスは、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｎｂ２Ｏ５－Ｋ２Ｏ系の光学ガラスであり、質量百分率で、ＳｉＯ２：１０～３０％、Ｂ２Ｏ３：６～２０％、Ｎｂ２Ｏ５：２５～５０％、Ｋ２Ｏ：１５～３０％、ＴｉＯ２：０～８％、Ｐ２Ｏ５：０～８％、ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つを表す。）：０～４％、Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、であり、Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）が、０～０．３である。
【0012】
本明細書中において、特に断りがない場合は、各成分の含有量は全て酸化物換算組成のガラス全重量に対する質量％であるものとする。ここでいう酸化物換算組成とは、ガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩等が溶融時に全て分解されて酸化物に変化すると仮定し、当該酸化物の総質量を１００％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。
【0013】
従来、蛍光顕微鏡等をはじめとする紫外光を利用した顕微鏡観察が盛んに行われている。こういった光学装置に用いる光学ガラスの材料等として、紫外光領域等において高透過率である硝材が望まれている。また、このような光学装置における光学系では、屈折率や分散が異なる硝材を組み合わせることで色収差を補正すること（色消し）が行われており、このような色消しを行う観点から、高分散（アッベ数が小さい）でありながら部分分散比の小さい硝材が望まれている。
【0014】
しかしながら、一般的な光学ガラスの特性として、分散が高くなるにしたがいアッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が高くなる傾向にある。そのため、高分散である光学ガラスは、アッベ数と部分分散比の関係が直線関係（基準線）から正の方向へ大きく偏差し、正の異常分散性が大きくなってしまうといった問題があった。
【0015】
この点、本実施形態に係る光学ガラスは、高分散であり、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低いものである。また、本実施形態に係る光学ガラスは、紫外光領域を含む広い領域における透過率も高い。さらには、本実施形態の好適な一態様として、例えば、１．６０≦ｎｄ≦１．８０、２５≦νｄ≦３５、かつ、ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００である中屈折率高分散領域において、内部透過率が５％となる波長がλ５≦３５５ｎｍであり、異常分散値がΔＰｇ，Ｆ≦０．００８０であり、かつ、Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３０×νｄ＋０．６９００の関係を満たす光学ガラスを実現可能である。
【0016】
このような光学ガラスは、紫外光の内部透過率が高く、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低いものであり、アッベ数と部分分散比の関係が直線関係（基準線）に近似するよう制御されたものである。すなわち、部分分散比の基準線からの正の方向への偏差が少なく、正の異常分散性が低い光学ガラスである。さらには、紫外光領域の内部透過率、アッベ数（νｄ）に対する屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が特異な光学ガラスとすることも可能である。本実施形態に係る光学ガラスは、かかる特性を有するため、上述した要求にも十分に応え得るものである。
【0017】
以下、本実施形態に係る光学ガラスの成分組成を説明する。
【0018】
ＳｉＯ２は、ガラスを形成する酸化物であり、耐失透性を向上させることができる。その一方で、多量に含有すると熔解性を悪化させ、アッベ数を上昇させてしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、１０～３０％である。また、含有量の上限値は、２９％としてよく、２８％としてもよい。また、含有量の下限値は、１２％としてよく、１５％としてもよい。
【0019】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスを形成する酸化物であり、熔解性を向上させることができる。また、アッベ数に対して屈折率を低下させることができる。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下してしまい、アッベ数を上昇させてしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、６～２０％である。また、含有量の上限値は、１９％としてよく、１８％としてもよい。また、含有量の下限値は、７％としてよく、８％としてもよい。
【0020】
Ｎｂ２Ｏ５は、所望のアッベ数を得るために有効な成分である。また、アッベ数に対して屈折率を低下させることができる。その一方で、多量に含有すると耐失透性や熔解性が低下し、アッベ数に対する部分分散比が上昇し、透過率が悪化する傾向にある。かかる観点から、その含有量は、２５～５０％である。また、含有量の上限値は、好ましくは４９％であり、より好ましくは４８％である。また、含有量の下限値は、好ましくは２７％であり、より好ましくは２９％である。
【0021】
Ｋ２Ｏは、アッベ数に対する所望の部分分散比を得るために有効な成分である。また、透過率を向上させることができる。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下し、アッベ数を上昇させてしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、１５～３０％である。また、その含有量の上限値は、２６％としてよく、２２％としてもよい。また、その含有量の下限値は、１５％超としてよく、１５．５％としてもよい。
【0022】
ＴｉＯ２は、０％超含む場合に、アッベ数に対する屈折率を低下させることができる任意成分である。その一方で、多量に含有すると透過率が悪化する傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０～８％である。また、その含有量の上限値は、６％としてよく、４％としてもよい。また、その含有量の下限値は、０％超としてよく、１％としてもよい。
【0023】
なお、Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量が多すぎると、透過率が低下する傾向にある。かかる観点から、Ｎｂ２Ｏ５の含有量に対するＴｉＯ２の含有量の比（ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５）は、０～０．３である。また、その比の上限値は、０．２５としてよく、０．２４としてもよい。また、その比の下限値は、０超としてよく、０．０１としてもよい。
【0024】
Ｐ２Ｏ５は、０％超含む場合に、アッベ数に対する屈折率を低下させる任意成分である。その一方で、多量に含有するとアッベ数に対する部分分散比が大きくなり、また、アッベ数が上昇してしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０～８％である。また、その含有量の上限値は、７％としてよく、６％としてもよい。また、その含有量の下限値は、０％超としてよく、１％としてもよい。
【0025】
ＲＯ（Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上を表す。）は、０％超含む場合に、アッベ数に対する部分分散比を低下させる任意成分である。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下し、アッベ数に対する屈折率が上昇してしまう傾向にある。かかる観点から、ＲＯに該当する成分の含有量の合計は、０～４％である。また、その含有量の合計の上限値は、３％としてよく、２％としてもよい。また、その含有量の合計の下限値は、０％超としてよく、０．３％としてよい。
【0026】
Ｌｉ２Ｏは、０％超含む場合に、アッベ数に対する部分分散比を低下させ、透過率を向上させる任意成分である。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下し、アッベ数が上昇し、アッベ数に対する屈折率が上昇してしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０～１０％である。また、その含有量の上限値は、８％としてよく、７％としてもよい。また、その含有量の下限値は、０％超としてよく、１％としてもよい。
【0027】
Ｎａ２Ｏは、０％超含む場合に、アッベ数に対する部分分散比を低下させ、透過率を向上させる任意成分である。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下し、アッベ数が上昇し、アッベ数に対する屈折率が上昇してしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０～１０％である。また、その含有量の上限値は、８％としてよく、７％としてもよい。また、その含有量の下限値は、０％超としてよく、１％としてもよい。
【0028】
ＺｒＯ２は、０％超含む場合に、アッベ数を上昇させずにアッベ数に対する部分分散比を低下させる任意成分である。その一方で、多量に含有すると耐失透安定性が低下し、透過率が悪化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。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、０％超としてよく、１％としてよもよい。
【0029】
Ｔａ２Ｏ５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、多量に含有すると耐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。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、０％超としてよく、２％としてもよい。
【0030】
ＷＯ３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、多量に含有すると透過率が悪化してしまう傾向にある。かかる観点から、その含有量は、０～５％である。また、その含有量の上限値は、４％としてよく、３％としてもよい。また、その含有量の下限値は、０％超としてよく、１％としてもよい。
【0031】
Ｓｂ２Ｏ３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、好ましくは０～１％である。
【0032】
上述した各成分に限らず、本実施形態において目的とする光学ガラスの達成に支障のない範囲で、その他の任意成分を添加することもできる。
【0033】
上述した成分組成を有する本実施形態に係る光学ガラスは、高分散であり、かつ、紫外光領域を含む広い領域において、内部透過率が高く、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低い。特に、中屈折率高分散領域であっても、かかる特性を維持できる。
【0034】
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。
【0035】
まず、本実施形態に係る光学ガラスが中屈折率高分散領域での使用に適するといった観点から、当該領域として、その好適な屈折率（ｎｄ）は、１．６０～１．８０の範囲であり、かつ、好適なアッベ数（νｄ）は、２５～３５の範囲であるものが挙げられる。
【0036】
次に、本実施形態に係る光学ガラスの好適な態様として、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）が、下記式（１）で表される関係を満たすものが挙げられる。
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
【0037】
上記の中でも、中屈折率高分散領域においても所望の特性を一層良好に発揮できるものとして、屈折率（ｎｄ）が１．６０～１．８０の範囲であり、アッベ数（νｄ）が２５～３５の範囲であり、かつ、式（１）で表される関係を満たすものが挙げられる。
【0038】
そして、本実施形態に係る光学ガラスは、高い紫外光透過率を有する。例えば、紫外光の利用と色消しに供する有用性の観点から、紫外光領域においても透過率が良く、アッベ数に対する部分分散比が低い光学ガラスとすることができる。その好適な具体例として、内部透過率が５％となる波長（λ５）が、３５５ｎｍ以下である光学ガラスが挙げられる。
【0039】
さらに、本実施形態の好適な具体例としては、異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）が、０．００８０以下である光学ガラスが挙げられる。異常分散値は、異常分散性の指標であり、具体的な定義については後述する。
【0040】
従来、とりわけ中屈折率高分散領域では、光学ガラスの分散性が大きくなるにつれて異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）が大きくなるといった問題点があるところ、この点を考慮した本実施形態の好適な具体例として、部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）が下記式（２）で表される関係を満たすものが挙げられる。
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
【0041】
そして、本実施形態に係る光学ガラスの一層好適な態様としては、上記式（２）で表される関係を満たし、かつ、内部透過率が５％となる波長（λ５）が、３５５ｎｍ以下であり、異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）が、０．００８０以下のものである。これらの特性を併せ持つ光学ガラスは、中屈折率高分散領域においても、紫外光の内部透過率が高く、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低いものである。
【0042】
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。
【0043】
＜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。
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。
【0044】
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。
【0045】
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
＜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。
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【実施例0063】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0064】
＜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、表２～表１０に記載の化学組成（質量％）となるよう、酸化物、水酸化物、炭酸塩、リン酸化合物（リン酸塩、正リン酸等）、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白金ルツボに投入し、１１００～１４００℃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、各サンプルを得た。
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、表２～表１０に記載の化学組成（質量％）となるよう、酸化物、水酸化物、炭酸塩、リン酸化合物（リン酸塩、正リン酸等）、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白金ルツボに投入し、１１００～１４００℃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、各サンプルを得た。
【0065】
＜光学ガラスの屈折率の測定＞
各サンプルの屈折率（ｎｄ）は、精密屈折率測定器（ＴＲＩＯＰＴＩＣＳ社製；「Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｍａｓｔｅｒ ＨＲ」）を用いて測定した。そして、得られた実測値を用いて、アッベ数（νｄ）、部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）をそれぞれ算出した。なお、計算に用いた屈折率の値は、小数点以下第７位までとした。
各サンプルの屈折率（ｎｄ）は、精密屈折率測定器（ＴＲＩＯＰＴＩＣＳ社製；「Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｍａｓｔｅｒ ＨＲ」）を用いて測定した。そして、得られた実測値を用いて、アッベ数（νｄ）、部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）をそれぞれ算出した。なお、計算に用いた屈折率の値は、小数点以下第７位までとした。
【0066】
＜光学ガラスの内部透過率の測定＞
各サンプルの透過率は、紫外可視近赤外分光光度計（日立ハイテクサイエンス社製；「ＵＨ４１５０」）を用いて測定した。厚み１２ｍｍのサンプルと厚み２ｍｍのサンプルの透過率の差から内部透過率を算出した。なお、表中の「失透」との記載は、ガラスを製造した際に、ガラスの失透などによって測定が不可能であったこと（即ち、光学ガラスとしての使用が不可能なこと）を示す。
各サンプルの透過率は、紫外可視近赤外分光光度計（日立ハイテクサイエンス社製；「ＵＨ４１５０」）を用いて測定した。厚み１２ｍｍのサンプルと厚み２ｍｍのサンプルの透過率の差から内部透過率を算出した。なお、表中の「失透」との記載は、ガラスを製造した際に、ガラスの失透などによって測定が不可能であったこと（即ち、光学ガラスとしての使用が不可能なこと）を示す。
【0067】
＜光学ガラスの分散性の評価＞
部分分散比（Ｐｇ，F）とは、主分散（ｎＦ－ｎＣ）に対する（ｎｇ－ｎF）の比のことである。ここで、ｎＦは、波長４８６．１３３ｎｍの光（Ｆ線）に対するガラスの屈折率であり、ｎＣは、波長６５６．２７３ｎｍの光（Ｃ線）に対するガラスの屈折率であり、ｎｇは、波長４３５．８３５ｎｍの光（ｇ線）に対するガラスの屈折率である。
部分分散比（Ｐｇ，F）とは、主分散（ｎＦ－ｎＣ）に対する（ｎｇ－ｎF）の比のことである。ここで、ｎＦは、波長４８６．１３３ｎｍの光（Ｆ線）に対するガラスの屈折率であり、ｎＣは、波長６５６．２７３ｎｍの光（Ｃ線）に対するガラスの屈折率であり、ｎｇは、波長４３５．８３５ｎｍの光（ｇ線）に対するガラスの屈折率である。
【0068】
異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）とは、異常分散性を示す指標であり、以下の方法により算出した。まず、表１に示すアッベ数（νｄ）と部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）を有する２硝種のガラス「ＮＳＬ７」と「ＰＢＭ２」（ともに株式会社オハラ硝種名）を、基準材として用いた。
【0069】
続いて、部分分散比（Ｐｇ，F）を縦軸に、アッベ数（νｄ）を横軸に取り、上述の基準材に対応する２点を結ぶ直線を基準線とした。そして、各実施例及び各比較例の値を当該グラフ上にプロットし、基準線との縦軸（部分分散比Ｐｇ，Ｆ）の差分をΔＰｇ，Ｆとした。そして、部分分散比が基準線の上側にあるものを正の異常分散性、直線の下側にあるものを負の異常分散性を有するという。
【0070】
この異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）の基準線の方程式は、Ｐｇ，Ｆ＝０．６４１４６２＋（－０．００１６１７８）×νｄである（図６の基準線参照）。
【0071】
【表1】
【0072】
表２～１０に、各実施例及び各比較例の成分組成（質量基準）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）、式（ｉ）としてｎｄ＋０．０４×νｄ－３．００の値（式（１）参照）、内部透過率が５％となる波長（λ５）、異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）、及び式（ｉｉ）としてＰｇ，Ｆ＋０．００３０×νｄ－０．６９００の値（式（２）参照）を示す。
【0073】
そして、式（ｉ）の値が０又は負の値であれば、式（１）の関係（ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００）を満たすことになる。また、式（ｉｉ）の値が０又は負の値であれば、式（２）の関係（Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３０×νｄ＋０．６９００）を満たすことになる。
【0074】
図４に、各実施例及び各比較例のλ５とνｄをプロットしたグラフを示し、図５に、各実施例及び各比較例のΔＰｇ，Ｆとνｄをプロットしたグラフを示し、図６に、各実施例及び各比較例のＰｇ，Ｆとνｄをプロットしたグラフを示す。
【0075】
【表2】
【0076】
【表3】
【0077】
【表4】
【0078】
【表5】
【0079】
【表6】
【0080】
【表7】
【0081】
【表8】
【0082】
【表9】
【0083】
【表10】
【0084】
※式（ｉ）＝ｎｄ＋０．０４×νｄ－３．００
式（ｉｉ）＝Ｐｇ，Ｆ＋０．００３０×νｄ－０．６９００
式（ｉｉ）＝Ｐｇ，Ｆ＋０．００３０×νｄ－０．６９００
【0085】
以上より、各実施例の光学ガラスは、内部透過率が高く、かつ、アッベ数（νｄ）に対する部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）が低いことが確認された。とりわけ、１．６０≦ｎｄ≦１．８０、２５≦νｄ≦３５、であり、かつ、ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００の関係を満たす領域においても、アッベ数と部分分散比の関係を示す基準線からの偏差が少なく、正の異常分散性が低いことが確認された。
【0086】
一方、各比較例については、サンプルが失透してしまい、光学ガラスとして使用できないもの、透過率が悪いもの、あるいは、部分分散比が大きく、正の異常分散性が高いものであった。
【符号の説明】
【0087】
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量百分率で、
ＳｉＯ２ の含有量：１０％以上２８％以下、
Ｂ２Ｏ３ の含有量：６％以上２０％以下、
Ｎｂ２Ｏ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、
Ｋ２Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、
Ｐ２Ｏ５ の含有量：０％以上８％以下、である、
光学ガラス。
ＳｉＯ２ の含有量：１０％以上２８％以下、
Ｂ２Ｏ３ の含有量：６％以上２０％以下、
Ｎｂ２Ｏ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、
Ｋ２Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、
Ｐ２Ｏ５ の含有量：０％以上８％以下、である、
光学ガラス。
【請求項2】
質量百分率で、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、請求項１に記載の光学ガラス。
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項3】
質量百分率で、
ＳｉＯ ２ の含有量：１０％以上２８％以下、
Ｂ ２ Ｏ ３ の含有量：６％以上２０％以下、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、
Ｋ ２ Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、
光学ガラス。
ＳｉＯ ２ の含有量：１０％以上２８％以下、
Ｂ ２ Ｏ ３ の含有量：６％以上２０％以下、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、
Ｋ ２ Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、
光学ガラス。
【請求項4】
質量百分率で、
Ｐ ２ Ｏ ５ の含有量：０％以上８％以下、である、
請求項３に記載の光学ガラス。
Ｐ ２ Ｏ ５ の含有量：０％以上８％以下、である、
請求項３に記載の光学ガラス。
【請求項5】
質量百分率で、
Ｌｉ ２ Ｏの含有量：０％以上１０％以下、
ＴｉＯ ２ の含有量：０％以上８％以下、
ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つ
を表す。）の合計含有量：０％以上４％以下
である、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
Ｌｉ ２ Ｏの含有量：０％以上１０％以下、
ＴｉＯ ２ の含有量：０％以上８％以下、
ＲＯ（式中、Ｒは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一つ
を表す。）の合計含有量：０％以上４％以下
である、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項6】
質量百分率で、
Ｎａ ２ Ｏの含有量：０％以上１０％以下、
ＺｒＯ ２ の含有量：０％以上１２％以下、
Ｔａ ２ Ｏ ５ の含有量：０％以上１２％以下、
ＷＯ ３ の含有量：０％以上５％以下、
Ｓｂ ２ Ｏ ３ の含有量：０％以上１％以下、
である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
Ｎａ ２ Ｏの含有量：０％以上１０％以下、
ＺｒＯ ２ の含有量：０％以上１２％以下、
Ｔａ ２ Ｏ ５ の含有量：０％以上１２％以下、
ＷＯ ３ の含有量：０％以上５％以下、
Ｓｂ ２ Ｏ ３ の含有量：０％以上１％以下、
である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項7】
屈折率（ｎｄ）が、１．６０以上１．８０以下の範囲である、
請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項8】
アッベ数（νｄ）が、２５以上３５以下の範囲である、
請求項１～７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１～７のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項9】
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）が、下記式（１）で表される関係を満たす、
請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラス。
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラス。
ｎｄ≦－０．０４×νｄ＋３．００・・・（１）
【請求項10】
内部透過率が５％となる波長（λ５）が、３５５ｎｍ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１～９のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項11】
異常分散値（ΔＰｇ，Ｆ）が、０．００８０以下である、
請求項１～１０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。
【請求項12】
部分分散比（Ｐｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）が下記式（２）で表される関係を満たす、
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
請求項１～１１のいずれか一項に記載の光学ガラス。
Ｐｇ，Ｆ≦－０．００３νｄ＋０．６９００・・・（２）
請求項１～１１のいずれか一項に記載の光学ガラス。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の光学ガラスを用いた光学素子。
【請求項14】
請求項１３に記載の光学素子を含む光学系。
【請求項15】
請求項１４に記載の光学系を含むカメラ用交換レンズ。
【請求項16】
請求項１４に記載の光学系を含む顕微鏡用対物レンズ。
【請求項17】
請求項１４に記載の光学系を含む光学装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0004】
本発明の第一の態様は、質量百分率で、ＳｉＯ２
の含有量：１０％以上２８％以下、Ｂ２Ｏ３
の含有量：６％以上２０％以下、Ｎｂ２Ｏ５
の含有量：２５％以上４４．０８％以下、Ｋ２Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、Ｐ
２
Ｏ
５
の含有量：０％以上８％以下、である、光学ガラスである。
本発明の第二の態様は、質量百分率で、ＳｉＯ ２ の含有量：１０％以上２８％以下、Ｂ ２ Ｏ ３ の含有量：６％以上２０％以下、Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、Ｋ ２ Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、光学ガラスである。
本発明の第二の態様は、質量百分率で、ＳｉＯ ２ の含有量：１０％以上２８％以下、Ｂ ２ Ｏ ３ の含有量：６％以上２０％以下、Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量：２５％以上４４．０８％以下、Ｋ ２ Ｏの含有量：１５％以上３０％以下、Ｎｂ ２ Ｏ ５ の含有量に対するＴｉＯ ２ の含有量の比（ＴｉＯ ２ ／Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）が、０以上０．３以下、である、光学ガラスである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
本発明の第三の態様は、上述の光学ガラスを用いた光学素子である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の第四の態様は、上述の光学素子を含む光学系である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明の第五の態様は、上述の光学系を含むカメラ用交換レンズである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明の第六の態様は、上述の光学系を備える顕微鏡用対物レンズである。
本発明の第七の態様は、上述の光学系を備える光学装置である。
本発明の第七の態様は、上述の光学系を備える光学装置である。