光学ガラスとは? 特性・種類・用途例について解説します
この記事では、光学ガラスの基本的な特性から、その種類、用途、そして選定方法に至るまで、光学ガラスに関する情報を詳細に解説します。
このような方におすすめです。
- 光学ガラスの概要や特性について関心のある方
- 光学ガラスの種類とそれぞれの特徴について知りたい方
- 光学ガラスを活用した具体的な用途例について知りたい方
光学ガラスとは

光学ガラスは、レンズやプリズムなどの光学素子に使用される高い均質度を持つガラスです。透明性と均一な屈折率を有し、光の波長によって屈折率が変化する特性を持っており、色収差の補正が可能です。
また、近赤外線領域での吸収特性を持つ材料もあります。これらの特性により、光学ガラスは光学機器の性能向上に大きく貢献しています。
光学ガラスの特性

光学ガラスは、その独特な物理的特性により、高精度な光学機器の核心部材として使用されます。ここでは、光学ガラスの三つの基本的な特性(透明性、屈折率、アッベ数)について、より詳細に掘り下げて解説します。
透明性
光学ガラスの透明性は、その使用目的において最も重要な特性の一つです。光学ガラスは、非常に高い透過率を持ち、光がほとんどの波長で容易に通過できるように設計されています。この特性は、光の歪みや散乱を最小限に抑え、レンズやプリズムを通過する光の品質を保つために不可欠です。
また、光学ガラスは、紫外線や赤外線など、目に見えない光の範囲に対しても高い透過性を示します。このように、光学ガラスの透明性は、カメラレンズ、顕微鏡、天体望遠鏡など、あらゆる光学機器において、クリアで正確な画像を生成するための鍵となっているのです。
屈折率
屈折率は、光学ガラスのもう一つの重要な特性です。光が空気からガラスに入る際にどの程度方向を変えるかを示す値として、レンズ設計において極めて重要な役割を果たします。
高い屈折率を持つガラスは、より少ない材料で同様の焦点距離を実現でき、これによりレンズはよりコンパクトかつ軽量になります。そのため、屈折率は特にズームレンズや高倍率マイクロスコープレンズなど、高度な光学機器の設計において重要な考慮点となります。
また、屈折率の違いを利用して、複数のガラスを組み合わせることで、高い光学性能を持つ複合レンズを製造することも可能です。
アッベ数
アッベ数は、光学ガラスの色収差を評価するための指標です。色収差とは、異なる波長の光がガラスを通過する際に異なる角度で屈折し、結果として像がぼやける現象を指します。アッベ数が大きいガラスは、色収差が少ないことを意味し、その結果、より鮮明で色誤差の少ない画像が得られます。
そのため、高画質な写真撮影や精密な科学的観測を行う際には、高いアッベ数を持つガラスが好まれます。特に、プロの写真家や研究者にとって、色収差の少ないレンズは、その作業の質を大きく左右する要素となります。
光学ガラスの種類

光学ガラスは、その用途や機能によってさまざまな種類に分類されます。各種類の光学ガラスは、特有の特性を持ち、特定の光学機器や用途に最適化されています。以下では、代表的な光学ガラスの種類とその特徴について詳しく見ていきます。
モールドプレス用ガラス
モールドプレス用ガラスは、光学ガラスを高温で加熱して軟化させ、精密な金型でプレス成形するためのガラス材料です。
この種類のガラスは、一貫した品質と精密な形状を持つことが求められ、特に光学系の中核をなす高品質なカメラレンズや望遠鏡のレンズに適しています。精度の高い成形が可能なため、複雑な光学システムにおいても歪みの少ない、鮮明な画像の提供が可能です。
リヒートプレス用ガラス
リヒートプレス用ガラスは、熱を再適用することで形状を変更しやすい特性を持っています。この特性により、特定の形状への成形が容易であり、様々なカスタムメイドの光学製品に応用されます。
例えば、特定の曲率を必要とする特殊なレンズや、光学機器内部の小さなコンポーネントの製造に適しています。
カルコゲナイドガラス
カルコゲナイドガラスは、主に赤外線領域での使用に適しています。赤外線を効率的に透過させる能力があり、赤外線カメラ、夜間視覚装置、赤外線センサーなど、特定の科学的および軍事的用途に不可欠です。
また、特定の化学組成により、赤外線領域での特有の光学特性を示します。
高屈折率ガラス基板
高屈折率ガラス基板は、その高い屈折率により、薄型でありながら高い性能を発揮するレンズの製造に使用されます。スマートフォンのカメラレンズや小型化が進むデジタルカメラに理想的な素材となります。
高屈折率ガラス基板は、小型化された光学系でも優れた光学性能を維持することが可能です。
IRカットフィルタ用ガラス
IRカットフィルタ用ガラスは、デジタルカメラやビデオカメラに使用される赤外線カットフィルタの製造に使われます。この種のガラスは、可視光線を通過させつつ、赤外線の透過を阻止することができる特殊な性質を持っています。
カメラの画像センサーが赤外線による影響を受けず、より自然な色彩の再現が可能になります。
光学ガラスの用途例

以下では、光学ガラスの主な用途として「レンズ」および「ガラス導光板」の分野での応用例を詳しく紹介します。
レンズとその製品例
カメラレンズ
光学ガラスは、デジタルカメラやスマートフォンのカメラなど、さまざまな種類のカメラレンズに使用されます。高品質な光学ガラスを使用することで、鮮明で歪みの少ない画像を得ることが可能です。また、特定の光学特性を持つガラスを選択することで、特殊な効果を持つレンズ(例えば広角レンズや望遠レンズ)も製造できます。
望遠鏡
天文学や自然観察用の望遠鏡においても、光学ガラスは不可欠です。遠くの天体や風景を明瞭に映し出すためには、高い透過率と精密な屈折率を持つガラスが必要です。特に、大型の望遠鏡では、特定の光学特性を持つガラスの選定が、観測の質に直接影響します。
顕微鏡
科学研究や医療診断において、顕微鏡は微細な構造を観察するために使用されます。光学ガラスは、高い倍率でのクリアな観察を可能にする顕微鏡レンズの製造に不可欠です。特に、色収差の少ない高品質なガラスは、精密な生物学的観察や医学的診断において重要な役割を果たします。
ガラス導光板とその製品例
ディスプレイ技術
現代のスマートフォン、タブレット、テレビなどのディスプレイには、ガラス導光板が広く使われています。これらの導光板は、画面の均一な明るさと鮮明な画質を実現するために必要です。光学ガラスは、光の拡散と集中を適切にコントロールし、明瞭で色鮮やかなディスプレイを提供します。
照明装置
LED照明などの現代照明技術では、ガラス導光板が使用されることが増えています。これらの導光板は、光を効率的に分散させ、より均一で快適な照明環境を提供します。特に、オフィスや公共の場で使用される照明装置において、光学ガラスは光の質を向上させる重要な役割を果たしています。
光学ガラスの選定ポイント

光学ガラスの選定は、その使用目的と応用分野に応じて非常に重要です。光学ガラスを選ぶ際には、まず使用される環境とその用途に適した特性を慎重に検討する必要があります。例えば、カメラレンズや望遠鏡用のガラスを選ぶ際には、高い透明性と適切な屈折率が求められます。屈折率は、光の曲がり具合を示す指標であり、レンズの焦点距離や像の鮮明さに直接影響します。一方、アッベ数は色収差の少なさを示し、特に高画質が要求される撮影機器や精密な観測機器において重要な指標となります。
耐久性も重要な選定基準の一つです。特に、過酷な環境下や高温・低温の条件下で使用される光学ガラスにおいては、熱衝撃や物理的衝撃に対する耐性が求められます。また、長期間にわたってその光学特性を維持するための耐腐食性や耐摩耗性も考慮する必要があります。
さらに、環境条件もガラス選定の重要な要素です。例えば、屋外で使用される光学機器には、UV耐性や湿度変化への耐性が必要となる場合があります。また、特定の化学的または生物学的環境下で使用される場合、ガラスがその環境に適応することが求められるでしょう。
最後に、コストも重要な考慮事項です。特に、大量生産される製品やコスト感度が高い市場に向けた製品では、材料コストや製造コストが製品の価格設定に大きな影響を及ぼします。したがって、最適な光学ガラスの選定には、性能とコストのバランスを考慮することが不可欠です。
まとめ
光学ガラスは、現代技術における多くの応用分野で不可欠な素材です。その特性を理解し、適切な種類を選定することで、高性能な光学製品の開発が可能となります。
eovrtでは、光学ガラスをはじめとした様々な光学系製品やソリューションを掲載しています。導入を検討中の企業様は、ぜひ一度ご覧になってみてください。
光学ガラスの
関連プレゼンテーション
関連記事
青色半導体レーザー2Kw
レーザーライン社の青色半導体レーザー2Kwの発振器及びハイブリッド光学系の組み合わせで御試作や設備御相談を承ります。(スポット径は0.6mm etc) 青色波長のレーザーは、銅や銀、金に対するレーザー光吸収率が良いため、銅と銅のみならず、銅と異素材の接合に有効です。バスバーやピンの溶接など、板厚でいうと2mm厚程度まで対応が可能です。 また他工法に比較して、スパッタが少ない施工が可能となっているのが特長で、よりピンポイント溶接、低歪み溶接に向いた工法といえます。
微細加工ファイバレーザ種光用 ピコ秒/ナノ秒/CW DFBレーザ
当社の1000nm帯DFBレーザは、豊富な波長かつ多彩なパルス幅の製品ラインナップが特長で、微細加工用レーザ、LiDAR、検査用光源など様々な用途の種光源に適しており、お客様のオンリーワン製品の創出に貢献いたします。 ファイバレーザ等の種光に使用されるDFBレーザは、パルスに裾引きやセカンドピークがあると、ファイバレーザのパルス品質に影響を及ぼします。微細加工用レーザのパルスに裾引きや波形の乱れが含まれている場合、加工対象に熱が残留してしまいシャープな加工形状が得られません。 当社の1000nm帯DFBレーザは、ナノ秒のパルス生成やGHz級の直接変調が可能ですが、さらに短い電気パルスを注入してゲインスイッチ動作させる事で外部変調器を用いることなく、ピコ秒でかつセカンドピークのない単峰性の短パルスを発生させることも可能です。 お客様の用途とご要望に対して、最適な波長、パルス幅、パルス波形のDFBレーザを提供いたします。
光加工機 Lasermeister 100Aシリーズ
Lasermeister 100Aシリーズは計測と造形を融合した金属造形機であり、多種多様な金属加工のニーズに応えます。より身近に、より手軽に金属積層造形の技術を試していただけるよう、ニコンが「誰でも簡単に使える装置」をコンセプトに開発した手軽に安心して使用していただける装置です。 Lasermeister 100Aシリーズは機能や造形可能な金属粉体によって3つのモデルをご用意しております。エントリーモデルのLasermeister 100A、5軸造形可能なLasermeister 101A、及びチタンの造形を対応したLasermeister 102Aです。 最新機種Lasermeister 102Aはチタン合金での造形に対応し、軽量で優れた機械特性、耐食性と生体適合性を併せ持つ材料を3D造形を実現しました。新たに加えた粉体再利用機能やリアルタイム制御機能により造形コストの低減や生産性・品質の大幅向上を実現しました。
高精度センシング用半導体レーザ
近年、様々な測定機器の光源にレーザが使用されています。 バイオメディカル分野では細胞分析装置として、フローサイトメータや蛍光顕微鏡等の需要が高まり、装置の高性能化・小型化が進んでいます。同装置に使用される波長帯561、594 nmのレーザは、半導体レーザ単体では得られない波長帯の為、非線形結晶による波長変換技術を用いたレーザが使用されています。当社では独自の技術を用いた半導体レーザ素子と非線形結晶を小型パッケージに実装した532、561、594 nm 小型可視レーザの開発・生産を行っています。単一波長発振と高い光出力安定性により、測定対象の検出感度・分解能向上が期待できます。 また、任意の4波長を単一のSMファイバから同時出力が可能な小型マルチカラーレーザ光源は、小型、低消費電力、高い光出力安定性が特長で、フローサイトメータや蛍光顕微鏡、眼科検査装置等のバイオメディカル用途に適しており、お客様の製品の設計自由度向上・高機能化に貢献いたします。 産業分野ではマシンビジョンやパーティクルカウンタ等の光源として、可視から近赤外帯域のFPレーザが使用されています。レーザ光を短パルス/高ピーク化する事で、長距離センシングを可能にします。当社では様々な駆動条件で信頼性試験を実施し、その蓄積された試験データから、CWだけでなく、高出力ナノ秒パルス駆動においても信頼性を保証しています。 地形観測等の超高精度LiDARにはナノ秒パルスが適しており、かつ高い安定性も求められます。パルス波形の乱れ、光出力の安定性が低い場合、信号対雑音費が悪化し、検出感度の低下を招きます。当社は、このような用途に最適な、波形が綺麗で光出力安定性の高い1064 nm帯DFBレーザを提供いたします。
SLS 380
高強度な最終用途部品および機能プロトタイピングをより高速に製造 サポートや後処理を使用せず、どんなデザインも簡単に3Dプリント 最大造形サイズ (幅 x 奥行き x 高さ): 15 x 13 x 18 インチ (381 x 330 x 460 mm) 完全な純度の粉末 3D SystemsのSLS ナイロン材料は、添加物や結合剤を加えることなく純粋なナイロン11とナイロン12でできています。 積層ナイ ロンパーツは、一般的な生産方法で作られたパーツと同じ特性をもち、ナイロン材料の模倣材料を使用する必要がありません。 SLS ナイロン材料を使えば、今まで生産で使っていた材料から変更をする必要はないため、量産に適した素材となっています。
PureFocus850 (ピュアフォーカス850)
サンプル観察・撮像時、対物レンズの焦点距離を自動で調整するレーザーオートフォーカスユニットです。 金属、生物系など多様なサンプルで使用することができ、長時間観察時のドリフト対策にも有効です。お手持ちの顕微鏡や光学システムに組み込んでお使いいただけます。 プライアーの電動フォーカスドライブ、電動フォーカスブロック、対物ピエゾ、ピエゾZステージと組み合わせてお使いいただく仕様です。
株式会社レーザックスの事業について
●レーザ加工事業 1984年のCO2レーザ導入を皮切りにレーザによる受託加工事業を開始し、近年のファイバーレーザに至るまでレーザ発振器の発展と共に加工需要に応えてきました。 溶接・切断・孔あけ・表面改質など多様なレーザ加工の経験を基に新たな生産技術への挑戦をお手伝いします。 ●レーザ周辺機器事業 1984年のレーザ加工事業開始以来、多くのお客様とともに多くのレーザ加工を行ってきました。その経験とノウハウを基にお客様の用途に適したレーザ加工ヘッド・システムの提案を行っています。 【レーザー加工の導入は、まずはレーザックスにお問い合わせください】 ★1個の試作からでもOK♪ ★試作やテスト加工後の対応もバッチリ♪ →「継続的な試験」「レーザー設備の導入」「試作加工、量産加工」「代替え生産」など、これからレーザー加工を導入するお客様へ様々な角度からサポート致します。 ★しっかりした品質保証体制で安心♪ →レーザックスでは航空機部品の加工を25年以上携わっており、自動車、医療等の業界のお仕事も行っています。画像測定器やX線検査装置など計測機器も充実しております。
Figure4
Figure4という3Dプリンタは、これまでの試作用の樹脂プリンタと比べて、非常に高速で高精度な造形を実現しています。 小型製品造形に適していて、造形スピードはこれまでの樹脂プリンタの6倍から10倍となっています。 特徴は【高速・高精度・高精細】 自動車パーツから電子機器まで多岐にわたる産業で活躍頂いております。 あらゆる素材を取り揃えておりますので、製品特性に合ったものを選択いただけます。 最大造形サイズ (幅 x 奥行き x 高さ): 124.8 x 70.2 x 196 mm (4.9x 2.8 x 7.7 インチ)
RFID関連製品
株式会社サーランド・アイエヌイーは、急速に発展するユビキタス社会の到来を見据え、具体化に必要なRFID関連製品を幅広く取り扱っております。 企画・開発・製造に至るまでのハード機器のご提案や、ソフト構築を含めたソリューション提案、またOEMはもちろん、ODMでの対応も可能となる事で、それぞれのお客様にあったベストな製品をご提供致します。
DesktopMetal 3Dプリンター
DesktopMetalは、マサチューセッツ州バーリントンの3Dプリンターメーカーで、同社プリンターは、複合材もしくは、小規模生産用、量産用の金属3Dプリントを可能とします。 - 複合材プリント 独自技術のμAFP技術(Micro Automated Fiber Placement)により、炭素繊維やガラス繊維の連続長繊維テープを積層。高密度に強化されたパーツは、鋼の2倍の強度を持ちながら、アルミの半分の軽さを誇ります。 - 金属プリント 材料押出堆積方式(Bound Metal Deposition)であり、密度96~99.8%のパーツをプリント可能。治具、固定具、工具用の複雑なパーツやアセンブリを製造することができる Studio System 2 メタルバインダージェッティング方式であり、焼結後Ra 4µmの表面粗さを実現、レーザー粉末床溶融方式の最大10倍の速度で高品質の金属プリント、1日あたり最大70kgの金属パーツを製造可能な Shop System
AIエッジカメラ Eeye(イーアイ)
『Eeye(イーアイ)』は、高い認識率と処理速度を実現したAIカメラです。 顔認証によりドアロックの解除や、監視カメラ、商業店舗でのマーケティングなどに幅広く活用が可能です。 高性能な暗視機能により、暗い場所での認証もスムーズにおこなえます。手のひらサイズで、USBからデータ出力と電源供給をおこなうことができ、簡単に取り付け・運用が可能です。インターフェイスへの影響も最小限で、カメラを設置することで顧客に与えるストレスを軽減することも可能です。 カメラ本体とEeye開発キットの買い切り販売のため、ランニングコストも最小限に抑えることができます。
高速3Dスキャナ 「HDI Carbon 3D scanner」
HDI Carbon はコンパクトで軽いため簡単に持ち運ぶことができ様々な場所でのスキャンを可能にします。カメラの位置を変更することで様々な大きさの被写体に対応できる柔軟性の高い3Dスキャナーです。付属のソフト ウェアで自動位置合わせを行うためマーカーレスで作業を行うことができます。
顕微鏡カメラ K3 C
12ビット色深度で、ダイナミックレンジが広く、明暗をクリアに描写できます。 また、背面照射型CMOS採用し、高感度と低ノイズを実現。 さらに、転送速度が速く、金属解析や清浄度分析など解析用に最適です。
エンベッデッドビジョンカメラシステム
創業25年のスマートカメラの老舗Vision Components GmbHです。 スマートカメラ一筋で開発、製造を続けて参りました。 コンパクトなカメラの筐体で撮像から画像処理まで完結することによりビジョンシステムの小型化・省エネ化を促進します。 レーザーとスマートカメラを一つの筐体に統合して3D計測が可能なレーザープロファイラーVC nano 3D-Z、ステレオカメラを重機に搭載して後方の作業員の検出を行うEmitrace安全運転支援システム、半導体ウエハや医療器具のIDリーダー、駐車場のゲートコントロールを行う防塵・防水仕様のVC Pro Z など様々な分野のビジョンシステムとして活躍しています。 2021年にはイメージセンサー、CPU、メモリ、及びリアルタイムOSをわずか22 mm x 23.5 mmの基板上に統合したおそらく現時点では世界最小のエンベッデッドビジョンモジュールを発表しました。
高速三次元カメラモジュール
液体可変焦点レンズ「TAGレンズ」と独自開発のカメラ「TeCEカメラ」を組み合わせることで、一回の撮影で複数の焦点距離の撮影を実現しました。多重露光することにより、実用に足りる明るい画像を撮影できます。 本技術を活用することで、生命科学や医療分野、FAを中心とした製造技術の分野でこれまで難しいとされていた撮影を可能にします。
レーザー応用機器開発
標準品として光切断用のライン光源やDOE(回折光学素子)を使用し幾何学パターンを照射する光源などを提供させていただいていますが、その他各種のオプトメカトロニクスの開発案件を手掛けています。 今回は近年開発依頼が多い下記の案件をご紹介いたします。 ■レーザースキャニングシステム ■LiDAR開発 ■パーティクルセンサ開発
TOF(三次元距離計測)センサーユニット
三次元距離計測センサーに独自の光学系を組合せ、面で距離を捉えます。 暗い環境でも高精度に距離を測定することが可能です。 さらに人物や物体の検出やカウントなど幅広い用途に応できます。 各種シーンに合わせた最適なセンシングを提案します。
蒸着による光学薄膜
CBCオプテックスは誘導体多層膜、金属膜、透明電極膜をはじめ、光学薄膜製品全般の設計・開発・製造及び販売をおこなっています。 試作・開発で培った高度な技術とノウハウを活かした光学薄膜製品を提供いたします。小ロット(1個)の試作、開発段階の性能確認から量産まで対応可能です。
CTL : スイープ型波長可変レーザー
CTLは広帯域かつ連続的なモードホップフリーチューニングを可能にした波長可変レーザーシステムです。波長ラインナップは880nm ~ 1630nm。高出力・低ノイズ & 低ドリフト (線幅<10kHz)を同時に実現し量子限界の超高分解能測定を可能にします。 また、制御はDLC PROコントローラから直感的操作が可能なタッチパネル操作 やPCからのリモート制御が利用可能です。各種の波長安定化オプション、波長計等もご用意していますので自由なシステム設計が可能です。 DUT特性試験などの各種データコム・テレコム向けアプリケーションだけでなくマイクロ共振器励起、量子ドット、狭線幅レーザー分光など様々な基礎物理アプリケーションにご利用頂くことが可能です。
LDドライバー
基板上にLCDモニタ、LD ON/OFFボタン、各パラメータ設定用ロータリーエンコーダを配備、さらに外部PCコントロール可能なUSBポートも備えています。 また、付属の子基板を取り替えることでほとんどのメーカのLDモジュールに対応します。用途に応じて、2シリーズでそれぞれ500mA/2A(3Aオプション対応)の4タイプをご用意しております。 ☆コンパクト一体型ACC/APC対応 LDドライバ、温度コントローラ ☆ほとんどのメーカのLDモジュールに対応 ☆SOA(半導体光増幅器)も対応(モニタPD及び光カプラを接続することで、APC駆動も可能) ☆LDモジュール内蔵PDモニタ電流による光出力パワーモニタ表示 ☆外形寸法:わずか100mm×100mm ☆内部変調機能:(サイン、矩形、ノコギリ、任意波(最大8パルス))、1Hz〜10KHz、変調度:5〜90% ☆装置化にも対応、OEM供給可能