CN117486491A - 光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置。本发明的目的在于提供一种能够适当地截止近红外光,而且透镜形状导致的光学特性的差异不易影响成像图像的光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置。本发明涉及一种光学玻璃,所述光学玻璃包含近红外光吸收成分,其中,所述光学玻璃对波长700nm的光的吸收系数α700为2.0mm‑1以下。
Description
技术领域
本发明涉及在数码照相机、彩色摄像机等固态成像元件的校色滤光片等中使用的近红外光的吸收性优异的光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置。
背景技术
用于数码照相机等的CCD、CMOS等固态成像元件从可见光区域到1200nm附近的近红外区域具有光谱灵敏度。因此,固态成像元件本身无法获得良好的颜色再现性,因此使用添加有吸收红外线的特定物质的近红外线截止滤光片玻璃来校正固态成像元件的视敏度。作为该近红外线截止滤光片玻璃,为了选择性地吸收近红外区域的波长的光,正在开发和使用在氟磷酸盐玻璃中添加Cu(铜)而得到的滤光片玻璃。
使用了固态成像元件的成像装置正在向薄型化发展。作为使成像装置薄型化的手段,例如提出了如下方法:构成成像光学系统的多个透镜中的一片用包含含Cu2+的氟磷酸盐玻璃的近红外线吸收玻璃来形成,对透镜附加校色功能,从而无需使用与透镜系统不同的另外的校色滤光片(专利文献1)。
专利文献1中提出的透镜为具有弯月形状的透镜,其中,在将中心轴部分的厚度设为t0[mm]、将玻璃中的Cu2+的含量设为MCu[阳离子%]时,MCu×t0在0.9阳离子%·mm~1.6阳离子%·mm的范围内。由此,通过减少Cu2+的含量而使透镜的厚度为规定厚度以上,即使是在沿着中心轴的透镜内光路长度与远离光轴的部分的透镜内光路长度存在差异的透镜,也能够减小通过各光路的光线的光透射量差,从而能够提供校色不均少的透镜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-101585号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来,经常使用将发射和接收近红外光的面部识别装置与成像装置彼此靠近地配置的移动设备。在这种情况下,为了使从面部识别装置发射的近红外光不会对成像装置的成像图像产生不利影响,要求成像装置中使用的校色滤光片具有更高的近红外光的截止特性。
然而,上述专利文献1中记载的透镜限制了玻璃中的Cu2+的含量,作为校色滤光片有可能得不到充分的效果。另外,玻璃中的Cu2+在近红外光到可见红色的波长区域具有吸收特性,因此如果玻璃中含有的Cu2+的含量大于专利文献1中记载的含量时,则根据透镜的厚度不同,红色的透射率有很大不同,有可能影响到成像图像,如校色不均等。
本发明是鉴于这样的背景而完成的,其目的在于,提供一种能够适当地截止近红外光,而且透镜形状导致的光学特性的差异不易影响成像图像的光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置。
用于解决问题的手段
本发明人经过深入研究,结果发现:通过具有特定的光学特性,与现有的透镜相比,特别是能够得到透镜形状导致的光学特性的差异不易影响成像图像的光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体和光学装置。
本发明如下所述。
[1]
一种光学玻璃,所述光学玻璃包含近红外光吸收成分,其中,所述光学玻璃对波长700nm的光的吸收系数α700为2.0mm-1以下。
[2]
一种光学玻璃,所述光学玻璃包含近红外光吸收成分,其中,
在所述光学玻璃的厚度为0.20mm~1.00mm的范围内,将任意厚度t1、t2下所述光学玻璃对波长600nm的光的透射率分别设为T1、T2时,|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值为30%/mm以下,其中,|t2-t1|=0.05mm。
[3]
根据所述[1]或[2]所述的光学玻璃,其中,在将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长700nm的光的透射率设为T700,将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000的情况下,T700/T1000大于1.0。
[4]
根据所述[1]~[3]中任一项所述的光学玻璃,其中,在将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长400nm的光的透射率设为T400,将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000的情况下,T400/T1000大于1.0。
[5]
根据所述[1]~[4]中任一项所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃的厚度为2.0mm时,波长范围500nm~950nm的光的透射率为50%时的波长IR50在600nm~900nm的范围内。
[6]
根据所述[1]~[5]中任一项所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃的屈服点为650℃以下。
[7]
根据所述[1]~[6]中任一项所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃实质上不含有氟。
[8]
根据所述[1]~[7]中任一项所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃实质上不含有锑。
[9]
根据所述[1]~[8]中任一项所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃实质上不含有铜。
[10]
根据所述[1]~[9]中任一项所述的光学玻璃,其中,玻璃包含选自由铜、铁和镱构成的组中的一种以上作为近红外光吸收成分。
[11]
根据所述[1]~[10]中任一项所述的光学玻璃,其中,以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
25%~75%的P2O5;
2.5%~22%的Al2O3;
0%~20%的ΣR2O,其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量;
0.1%~35%的ΣR’O,其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量;
0.1%~35%的Fe2O3。
[12]
根据所述[1]~[10]中任一项所述的光学玻璃,其中,以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
25%~75%的P2O5;
0.1%~22%的Al2O3;
0.5%~20%的ΣR2O,其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量;
0%~35%的ΣR’O,其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量;
0.1%~15%的CuO。
[13]
根据所述[1]~[10]中任一项所述的光学玻璃,其中,以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
0.1%~50%的SiO2;
15%~40%的B2O3;
0%~15%的P2O5;
10%~60%的Yb2O3。
[14]
一种光学元件,其中,所述光学元件包含所述[1]~[13]中任一项所述的光学玻璃。
[15]
一种压制成型用玻璃预成型体,其中,所述压制成型用玻璃预成型体包含所述[1]~[13]中任一项所述的光学玻璃。
[16]
一种光学装置,其中,所述光学装置具有所述[1]或[2]所述的光学玻璃。
[17]
一种光学装置,其中,所述光学装置具有所述[1]或[2]所述的光学玻璃和与该光学玻璃的光吸收特性不同的滤光片。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够适当地截止近红外光,而且透镜形状导致的光学特性的差异不易影响成像图像的光学玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置。
附图说明
图1为用于说明根据透镜的形状、光的入射位置/入射角度而使透射透镜内的光的光路长度不同的透镜的剖面图。
图2为表示在例4的玻璃的各厚度下的外部透射率的图。
图3为表示在例8的玻璃的各厚度下的外部透射率的图。
标号说明
1透镜
2a光路长度
2b光路长度
3成像元件
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明不限于以下说明的实施方式。
另外,在本申请说明书中,表示范围的“A~B”是指“A以上且B以下”。
另外,在本申请说明书中,透射率是指外部透射率。
本发明的实施方式的光学玻璃(以下也简称为“玻璃”)为包含近红外光吸收成分的玻璃,其中,对波长700nm的光的吸收系数α700为2.0mm-1以下。本实施方式的玻璃通过具有这样的光学特性,即使存在透镜形状导致的透射光的光路长度的不同,光路长度所引起的波长700nm的光的光学特性的差异也非常小。因此,能够得到适合作为具有近红外光吸收特性并且不易影响成像图像的透镜。
光学元件(透镜)通常用于在成像元件的光接收面上形成被拍摄体的图像,并抑制其图像的失真、像差,例如在成像装置的成像光学系中使用多片。透镜根据所要求的光学特性,可以适当地采用球面、非球面、凸形、凹形、弯月形、平面形、这些形状的组合。在像这样透镜具有特定的形状的情况下,透射透镜内的光的光路长度根据光向透镜的入射位置、入射角度而改变。
将透射平凸透镜1(一个面为凸面,另一个面为平面的透镜)的光到达成像元件3的情况示于图1中。在此,当将透射平凸透镜1的光轴的光的光路长度2a与从远离平凸透镜的光轴的位置以相对于光轴有角度的状态透射平凸透镜内的光的光路长度2b进行比较时,可知前者的透射的平凸透镜的光轴的光的光路长度2a长于后者的光路长度2b。而且,在玻璃中包含吸收特定波长的光的成分的情况下,光路长度越长,透射该玻璃的特定波长的光的透射率越低。
本实施方式的玻璃包含近红外光吸收成分,对波长700nm的光的吸收系数α700为2.0mm-1以下。在可见光区域中使用的摄像头中,根据人的视敏度而大多使用在波长600nm~700nm之间具有截止端(透射区域(透過帯)与阻止区域(阻止帯)的边界)的光学特性的吸收滤光片。吸收系数为表示在光入射到某介质时,该介质吸收多大程度的光的常数,具有长度的倒数的量纲。因此,吸收系数与玻璃的厚度无关,但取决于所吸收的光的波长和玻璃的化学性质。
对波长700nm的光的吸收系数α700可以通过分光光度计(日本分光公司制造,型号:V-570)测定以0°的入射角向玻璃入射光时的光学特性,并根据所得到的透射率通过下述式(1)求出。
吸收系数α700(mm-1)=(-log10(T700/100)-A700)/t…(1)
其中,T700为波长700nm的光的外部透射率(%),t为玻璃的厚度(mm)。A700为考虑了玻璃的表面反射的校正项,当将波长700nm的光的玻璃的单面反射率(%)设为R700时,可以用下述式(2)求出A700。
A700=-log10((1-R700/100)2)…(2)。
本实施方式的玻璃通过具有上述光学特性,基本上不吸收波长700nm的光。因此,即使在因入射位置、入射角度而使透射透镜的光的光路长度不同的情况下,对波长700nm的光的透射造成的影响也小,结果能够抑制对成像图像的不利影响。例如,即使透射透镜的光的光路长度存在1.0mm、2.0mm的差异,也能够得到难以识别该差异的成像图像。
本实施方式的玻璃对波长700nm的光的吸收系数α700优选为2.0mm-1以下,更优选为1.5mm-1以下,进一步优选为1.0mm-1以下,更进一步优选为0.5mm-1以下,特别优选为0.25mm-1以下,最优选为0.1mm-1以下。当玻璃对波长700nm的光的吸收系数α700大于2.0mm-1时,有可能成像图像的一部分产生颜色再现性差的校色不均。
本发明的另一个实施方式的光学玻璃(以下也简称为“玻璃”)为包含近红外光吸收成分的玻璃,其中,玻璃的厚度在0.20mm~1.00mm的范围内,将任意厚度t1、t2(其中,|t2-t1|=0.05mm)中对波长600nm的透射率分别设为T1、T2时,|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值为30%/mm以下。以下,有时将(T2-T1)记载为ΔT。另外,有时将(t2-t1)记载为Δt。此外,有时将|(T2-T1)/(t2-t1)|记载为|ΔT/Δt|。
本实施方式的玻璃的|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值为一定以下,存在因厚度的差异导致的光学特性的变化小的玻璃的厚度范围。因此,即使透射光的光路长度因透镜形状而存在差异,通过使用光学特性的变化小的玻璃的厚度范围,光路长度导致的波长600nm的光的光学特性的差异也非常小,能够得到适合作为具有近红外光吸收特性同时不易影响成像图像的透镜的光学玻璃。|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值更优选为25%/mm以下,进一步优选为20%/mm以下,更进一步优选为15%/mm以下,最优选为10%/mm以下。需要说明的是,透射率T2、透射率T1为包含玻璃表面的反射在内的外部透射率。
玻璃的厚度在0.20mm~1.00mm的范围内,有时|(T2-T1)/(t2-t1)|并不恒定。具体而言,当玻璃对波长600nm的光的吸收系数为一定值以上时,具有玻璃的厚度t1、t2越薄,|(T2-T1)/(t2-t1)|越大的倾向。因此,如果|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值为30%/mm以下,则即使在玻璃的厚度大于1.00mm的范围内,也可以得到光路长度导致的波长600nm的光的光学特性的差异非常小的光学玻璃。
光学元件(透镜)如上所述,在透镜具有特定形状的情况下,透射透镜内的光的光路长度根据光向透镜的入射位置、入射角度而改变。本实施方式的玻璃通过具有上述光学特性,随着玻璃的厚度的变化而波长600nm的光的透射率的变化率小。因此,即使在因入射位置、入射角度而使透射透镜的光的光路长度不同的情况下,对波长600nm的光的透射造成的影响也小,结果能够抑制对成像图像的不利影响。例如,即使在透射透镜的光的光路长度上存在差异,也能够得到难以识别该差异的成像图像。
本实施方式的玻璃或其它实施方式的玻璃包含近红外光吸收成分。近红外光吸收成分是指通过包含在玻璃中而吸收透射玻璃的波长750nm~1200nm的光。具体而言,以使在透射玻璃的波长750nm~1200nm的光中波长940nm的光的透射率在玻璃厚度2.0mm时为50%以下的方式含有近红外光吸收成分。作为近红外光吸收成分,优选使用选自铜、铁、镱中的一种以上。在此,在使用铜作为近红外光吸收成分的情况下,当铜的含量多时,对波长700nm的光的吸收系数有可能大于2.0mm-1,铜的含量需要考虑光学特性。另一方面,铁、镱对波长700nm的光的吸收系数的影响小,可以根据所期望的红外光吸收特性,适当地调节含量。
本实施方式的玻璃在将玻璃的厚度为0.2mm时所述玻璃对波长700nm的光的透射率设为T700[%],将玻璃的厚度为0.2mm时所述玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000[%]的情况下,优选T700/T1000大于1.0。本实施方式的玻璃的上述T700/T1000更优选为1.5以上,进一步优选为2.0以上,更进一步优选为3.0以上,最优选为5.0以上。需要说明的是,透射率T700、透射率T1000是包含玻璃表面的反射的外部透射率。本实施方式的玻璃通过具有这样的光学特性,能够得到抑制校色不均的发生且抑制了近红外光的影响的成像图像。
本实施方式的玻璃在将玻璃的厚度为0.2mm时所述玻璃对波长400nm的光的透射率设为T400[%],将玻璃的厚度为0.2mm时所述玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000[%]的情况下,优选T400/T1000大于1.0。本实施方式的玻璃的上述T400/T1000更优选为1.5以上,进一步优选为2.0以上,更进一步优选为3.0以上,最优选为5.0以上。需要说明的是,透射率T400是包含玻璃表面的反射的外部透射率。本实施方式的玻璃通过具有这样的光学特性,能够得到抑制校色不均的发生且抑制了近红外光的影响的成像图像。
本实施方式的玻璃优选表示玻璃的厚度为2.0mm时,波长范围500nm~950nm的光的透射率为50%时的波长IR50在600nm~900nm的范围内。通过本实施方式的玻璃为这样的光学特性,能够得到在成像元件中颜色再现性更好的图像。
上述表示透射率为50%时的波长IR50更优选为605nm以上,进一步优选为610nm以上,更进一步优选为615nm以上,最优选为620nm以上。另外,从阻隔近红外线的观点考虑,上述表示透射率为50%时的波长IR50更优选为890nm以下,进一步优选为880nm以下。需要说明的是,上述透射率是包含玻璃表面的反射的外部透射率。
本实施方式的玻璃的屈服点优选为650℃以下。本实施方式的玻璃通过具有这样的热特性,能够降低在对玻璃进行压制成型时所需的温度。因此,能够抑制压制成型中使用的模具劣化。本实施方式的玻璃的屈服点更优选为625℃以下,进一步优选为600℃以下,最优选为575℃以下。
本实施方式的玻璃优选在玻璃中实质上不含有氟。当对含有氟的玻璃进行压制成型时,有可能在成型中氟挥发而在玻璃表面产生波筋,从而光学均匀性显著变差。本实施方式的玻璃实质上不含有氟,因此能够得到抑制波筋产生、具有优异光学均匀性的高品质光学玻璃。
需要说明的是,在本发明中,在玻璃中实质上不含有特定成分是指不有意地添加,考虑到来自原料及制造工序等不可避免地混入的情况,在玻璃中实质上不含有特定成分是指玻璃中的特定成分浓度为0.01摩尔%以下。
本实施方式的玻璃优选在玻璃中实质上不含有锑。锑是在玻璃原料的熔融工序中用作脱泡剂的成分,但由于是对环境有害的物质,因此考虑到废玻璃的再循环利用等而在玻璃中实质上不含有。
本实施方式的玻璃优选在玻璃中实质上不含有铜。铜在玻璃中以Cu+(1价)、Cu2+(2价)的状态存在。Cu+在从近紫外到可见光区域(波长300nm~600nm附近)具有吸收特性,因此,在熔融玻璃原料时调节玻璃的氧化还原状态,以使得在近红外区域具有吸收特性的Cu2+以多于Cu+的状态存在于玻璃中。然而,Cu2+的近红外光的吸收区域涉及到可见光的红色波长区域,因此不应该在玻璃中过量地含有Cu2+。优选铜在玻璃中以氧化物(CuO)换算计含有1.5摩尔%以下,最优选实质上不含有铜。
本实施方式的玻璃优选包含选自由铜、铁和镱构成的组中的一种以上作为近红外线吸收成分。
铜如上所述在玻璃中以Cu2+的状态存在,由此玻璃具有近红外光的吸收特性。但是,Cu2+的近红外光的吸收区域达到可见光的红色波长区域,因此为了减少对波长600nm~700nm的光的透射率的影响,优选考虑铜在玻璃中的含量。
铁在玻璃中能够以Fe2+(2价)和Fe3+(3价)的状态存在。Fe2+吸收近红外线,Fe3+吸收可见光区域的光。因此,在熔融玻璃原料时调节整玻璃的氧化还原状态,以使得在近红外区域具有吸收特性的Fe2+以多于Fe3+的状态存在于玻璃中。通过以这样的方式在玻璃中含有铁,能够获得近红外吸收特性。
通过在玻璃中含有镱,有效地吸收波长900nm~1000nm附近的光、特别是波长940nm的光。此外,由于从吸收区域跃迁到透射区域时的光学特性急剧变化,因此能够将最大吸收波长范围以外的区域的透射性保持较高,可见光光区域及从可见光光到800nm左右的近红外光区域的透射性优异。因此,能够获得因光学玻璃的厚度不同而导致的波长600nm~700nm的光的透射率的变动少的光学特性。
接着,本发明的玻璃有三个优选方式,首先对第一方式的玻璃(以下称为玻璃A)进行说明。
<第一方式的玻璃>
以氧化物基准的摩尔%计,本发明的实施方式的玻璃A优选包含:
25%~75%的P2O5;
2.5%~22%的Al2O3;
0%~20%的ΣR2O(其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量);
0.1%~35%的ΣR’O(其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量);
0.1%~35%的Fe2O3。
以上述方式限定上述各成分含量的理由如下进行说明。
P2O5是形成玻璃的主要成分,是用于提高近红外区域的截止性的成分。但是,当P2O5的含量小于25%时,不能充分获得截止近红外区域的光的效果,另外玻璃中铁成分中的Fe3+的比例增加而使可见光区域的光的透射率降低,因此是所不希望的。当P2O5的含量大于75%时,会产生玻璃变得不稳定、耐候性降低等的问题,因此是所不希望的。P2O5的含量更优选为30%~73%,进一步优选为32%~70%,更进一步优选为33%~65%。
Al2O3是形成玻璃的主要成分,是用于提高玻璃的耐候性、提高玻璃的强度等的必不可少的成分。但是,当Al2O3的含量小于2.5%时,不能充分获得该效果,当Al2O3的含量大于22%时,会产生玻璃变得不稳定、红外线截止性降低等的问题,因此是所不希望的。Al2O3的含量更优选为3.0%~20%,进一步优选为3.5%~18%。
R’O(其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分)是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的必不可少的成分。R’O的合计量(ΣR’O)小于0.1%时,不能充分获得该效果,当ΣR’O大于35%时,会产生玻璃变得不稳定、红外线截止性降低、玻璃的强度降低等的问题,因此是所不希望的。ΣR’O更优选为1.0%~33%,进一步优选为1.5%~32%。ΣR’O更进一步优选为2.0%~30%,最优选为2.5%~29%。
MgO不是必不可少的成分,但是MgO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的成分。在含有MgO的情况下,其含量优选为0.5%~15%。当MgO的含量小于0.5%时,不能充分获得该效果,当MgO的含量大于15%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。MgO的含量更优选为1.0%~13%,进一步优选为1.5%~10%。
CaO不是必不可少的成分,但是CaO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的成分。在含有CaO的情况下,其含量优选为0.1%~10%。当CaO的含量小于0.1%时,不能充分获得该效果,当CaO的含量大于10%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。CaO的含量更优选为0.3%~8%,进一步优选为0.5%~6%。
SrO不是必不可少的成分,但是SrO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。在含有SrO的情况下,其含量优选为0.1%~10%。当SrO的含量小于0.1%时,不能充分获得该效果,当SrO的含量大于10%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。SrO的含量更优选为0.3%~8%,进一步优选为0.5%~8%。
BaO不是必不可少的成分,但是BaO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。在含有BaO的情况下,其含量优选为0.1%~10%。当BaO的含量小于0.1%时,不能充分获得该效果,当BaO的含量大于10%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。BaO的含量更优选为0.5%~8%,进一步优选为1.0%~6%。
ZnO不是必不可少的成分,但ZnO具有降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度等效果。在含有ZnO的情况下,其含量优选为0.5%~20%。当ZnO的含量小于0.5%时,不能充分获得该效果,当ZnO的含量大于20%时,玻璃的熔化性变差,因此是所不希望的。ZnO的含量更优选为1.0%~18%,进一步优选为1.5%~17%。
Fe2O3是用于截止近红外线的成分。Fe2O3的含量优选为0.1%以上且35%以下。当Fe2O3的含量小于35%时,在使玻璃的厚度变薄时,不能充分获得该效果,当Fe2O3的含量为35%以上时,可见光区域的光的透射率降低,因此是所不希望的。Fe2O3的含量优选为0.5%~35%,更优选为1.0%~35%,进一步优选为2.0%~35%。
R2O不是必不可少的成分,但是R2O是用于提高玻璃的热膨胀系数、降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。当R2O的合计量(ΣR2O)大于20%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。ΣR2O更优选为0.5%~18%,进一步优选为1.0%~16%,更进一步优选为1.5%~15%。
Li2O不是必不可少的成分,但是Li2O是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。在含有Li2O的情况下,其含量优选为0%~10%。当Li2O的含量大于10%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。Li2O的含量更优选为0.5%~8%,进一步优选为1.0%~7%。
Na2O不是必不可少的成分,但是Na2O是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。在含有Na2O的情况下,其含量优选为0%~20%。当Na2O的含量大于20%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。Na2O的含量更优选为0.7%~18%,进一步优选为1.0%~16%。
K2O不是必不可少的成分,但是K2O具有降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度等效果的成分。K2O的含量优选为0%~15%。当K2O的含量大于15%时,玻璃会变得不稳定,因此是所不希望的。K2O的含量更优选为0.5%~13%,进一步优选为0.7%~10%。
B2O3不是必不可少的成分,但为了使玻璃稳定化,可以在10%以下的范围内含有B2O3。当B2O3的含量大于10%时,有可能耐候性会变差、熔融温度变得过高,因此是所不希望的。B2O3的含量优选为0%~9.0%,更优选为0%~8.5%,进一步优选为0%~8.0%,最优选为0%~7.5%。
接着,对第二方式的玻璃(以下称为玻璃B)进行说明。
<第二方式的玻璃>
以氧化物基准的摩尔%计,本发明的实施方式的玻璃B优选包含:
25%~75%的P2O5;
0.1%~22%的Al2O3;
0.5%~20%的ΣR2O(其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量);
0%~35%的ΣR’O(其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量);
0.1%~15%的CuO。
P2O5是形成玻璃的主要成分,是用于提高近红外线截止性的成分。如果P2O5的含量为25%以上,则可以充分获得该效果,如果P2O5的含量为75%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、耐候性降低等的问题。因此,P2O5的含量优选为30%~73%,更优选为35%~70%,进一步优选为40%~70%,更进一步优选为45%~70%,最优选为50%~70%。
Al2O3是形成玻璃的主要成分,是用于提高玻璃的强度、提高玻璃的耐候性等的成分。如果Al2O3的含量为0.1%以上,则可以充分获得该效果,如果Al2O3的含量为22%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低等的问题。因此,Al2O3的含量优选为0.25%~20%,更优选为0.50%~20%,进一步优选为0.75%~20%,更进一步优选为1.00%~20%,最优选为1.25%~20%。如果Al2O3的含量为1.40%以上,则能够提高玻璃的耐候性。
R2O(其中,R2O为选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分)是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。如果R2O的合计量(ΣR2O)为0.5%以上,则可以充分获得该效果,如果ΣR2O为20%以下,则玻璃不易变得不稳定,因此是优选的。因此,ΣR2O优选为0.5%~20%,更优选为1.0%~20%,进一步优选为2.0%~20%,更进一步优选为3.0%~20%,最优选为4.0%~20%。
Li2O是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。Li2O的含量优选为0%~15%。如果Li2O的含量为15%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外性截止性降低等的问题,因此是优选的。Li2O的含量更优选为0%~8%,进一步优选为0%~7%,更进一步优选为0%~6%。
Na2O是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。Na2O的含量优选为0%~15%。如果Na2O的含量为15%以下,则玻璃不易变得不稳定,因此是优选的。Na2O的含量更优选为0.5%~14%,进一步优选为1.0%~13%,更进一步优选为2.0%~13%。
K2O是具有降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度等效果的成分。K2O的含量优选为0%~15%。如果K2O的含量为15%以下,则玻璃不易变得不稳定,因此是优选的。K2O的含量更优选为0.5%~14%,进一步优选为1.0%~13%,更进一步优选为2.0%~13%。
另外,由上述R2O表示的碱金属成分通过同时添加两种以上的各成分而在玻璃中产生混合碱效应,R+离子的迁移度减少。因此,在玻璃与水接触时,阻碍由水分子中的H+离子与玻璃中的R+离子的离子交换所产生的水合反应,玻璃的耐候性提高。因此,本实施方式的玻璃优选包含选自Li2O、Na2O和K2O中的两种以上的成分。在这种情况下,作为R2O(其中,R2O为Li2O、Na2O)的合计量(ΣR2O)优选为7%~18%(其中不包括7%)。如果R2O的合计量大于7%,则可以充分获得该效果,如果R2O的合计量为18%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、玻璃的强度降低等的问题,因此是优选的。因此,ΣR2O优选为大于7.0%且18%以下,更优选为7.5%~17%,进一步优选为8.0%~16%,更进一步优选为8.5%~15%,最优选为9.0%~14%。
R’O(其中,R’O为选自CaO、MgO、BaO、SrO和ZnO中的一种以上的成分)是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的成分。R’O的合计量(ΣR’O)优选为0%~35%。如果R’O的合计量为35%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低、玻璃的强度降低等的问题,因此是优选的。ΣR’O更优选为0.5%~30%,进一步优选为1.0%~35%。更进一步优选为1.5%~30%,更进一步优选为2.0%~30%。
CaO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的成分。CaO的含量优选为0%~10%。如果CaO的含量为10%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。CaO的含量更优选为0%~8%,进一步优选为0%~6%,更进一步优选为0%~5%,最优选实质上不含有CaO。
MgO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化、提高玻璃的强度等的成分。MgO的含量优选为0%~15%。如果MgO的含量为15%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。MgO的含量更优选为0%~13%,进一步优选为0%~10%,更进一步优选为0%~9%,最优选实质上不含有MgO。
BaO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。BaO的含量优选为0.1%~10%。如果BaO的含量为10%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。BaO的含量更优选为0%~8%,进一步优选为0%~6%,更进一步优选为0%~5%。
SrO是用于降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度、使玻璃稳定化等的成分。SrO的含量优选为0%~10%。如果SrO的含量为10%以下,则不易发生玻璃变得不稳定、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。SrO的含量更优选为0%~8%,进一步优选为0%~7%,最优选实质上不含有SrO。
ZnO具有降低玻璃的熔融温度、降低玻璃的液相线温度等效果。ZnO的含量优选为0%~15%。如果ZnO的含量为15%以下,则不易发生玻璃的熔化性变差、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。ZnO的含量更优选为0%~13%,进一步优选为0%~10%,更进一步优选为0%~9%,最优选实质上不含有ZnO。
CuO是用于截止近红外线的成分。如果CuO的含量为0.1%以上,则可以充分获得该效果,另外如果CuO的含量为15%以下,则不易发生可见光区域的透射率降低、短波长红外区域的透射率降低等的问题,因此是优选的。CuO的含量更优选为0.1%~10%,进一步优选为0.1%~5.0%,更进一步优选为0.1%~2.5%,特别优选为0.1%~1.5%,最优选为0.1%~1.0%。
为了使玻璃稳定化可以在10%以下的范围内含有B2O3。如果B2O3的含量为10%以下,则不易发生玻璃的耐候性变差、近红外线截止性降低、短波长红外线的透射性降低等的问题,因此是优选的。B2O3的含量优选为9%以下,更优选为8%以下,进一步优选为7%以下,更进一步优选为6%以下,最优选实质上不含有B2O3。
接着,对第三方式的玻璃(以下称为玻璃C)进行说明。
<第三方式的玻璃>
以氧化物基准的摩尔%计,本发明的实施方式的玻璃C优选包含:
0.1%~50%的SiO2;
15%~40%的B2O3;
0%~15%的P2O5;
10%~60%的Yb2O3。
Yb2O3是用于有效吸收波长900nm~1000nm附近的光、特别是波长940nm的光而降低透射率的成分。在本实施方式的玻璃中,如果Yb2O3的含量为10%以上,则可以充分获得该效果,如果Yb2O3的含量为60%以下,则不易发生玻璃的失透性变差、熔融性变差、因荧光产生杂散光等的问题。
因此,Yb2O3的含量优选为10%~60%,更优选为15%~60%,进一步优选为20%~60%,更进一步优选为25%~60%,更进一步更优选为30%~60%,特别优选为大于40%且小于等于60%,最优选为45%~60%。
SiO2是形成玻璃的主要成分,是用于提高玻璃的耐失透性和对于液相线温度的粘度的成分。在本实施方式的玻璃中,如果SiO2的含量为0.1%以上,则不易发生玻璃变得不稳定、耐候性降低、在玻璃中产生波筋等的问题。如果SiO2的含量为50%以下,则不易发生玻璃的熔融性变差等的问题。
因此,SiO2的含量优选为0.1%~50%,更优选为0.1%~40%,进一步优选为0.1%~30%,更进一步优选为0.1%~20%,特别优选为0.1%~10%,最优选为0.1%~小于3%。
B2O3是形成玻璃的主要成分,是用于提高玻璃的耐失透性和对于液相线温度的粘度的成分。在本实施方式的玻璃中,如果B2O3的含量为15%以上,则不易发生玻璃变得不稳定等的问题。如果B2O3的含量为40%以下,则不易发生玻璃的耐候性降低、在玻璃中产生波筋等的问题。
因此,B2O3的含量优选为15%~40%,更优选为15%~38%,进一步优选为15%~36%,更进一步优选为15%~34%,特别优选为15%~32%,最优选为15%~30%。
从得到稳定玻璃的观点考虑,本实施方式的玻璃C优选含有SiO2和B2O3中的至少一种。从不易发生玻璃变得不稳定等的问题的观点考虑,SiO2和B2O3的合计含量优选大于65%,另外,从不易发生玻璃的熔融性变差等的问题的观点考虑,SiO2和B2O3的合计含量优选为80%以下。
因此,SiO2和B2O3的合计含量更优选为大于65%且小于等于79%,进一步优选为大于65%且小于等于78%,更进一步优选为大于65%且小于等于77%,特别优选为大于65%且小于等于76%,最优选为大于65%且小于等于75%。
P2O5是用于改善玻璃的熔融性和稳定性的成分。在本实施方式的玻璃中,P2O5的含量优选为0%~15%。如果P2O5的含量为15%以下,则不易发生玻璃的耐候性变差、玻璃分相、在玻璃中产生波筋等的问题。
P2O5的含量更优选为1%~13%,进一步优选为2%~12%,更进一步优选为3%~11%,最优选为4%~10%。
Ga2O3是用于提高玻璃的杨氏模量、改善熔融性和稳定性的成分。在本实施方式的玻璃中,Ga2O3的含量优选为0%~30%。如果Ga2O3的含量为30%以下,则不易发生玻璃的失透性变差、反射率变大、因反射光而产生杂散光等的问题。
Ga2O3的含量更优选为0.5%~28%,进一步优选为1.0%~26%,更进一步优选为2.0%~24%,最优选为3.0%~22%。
ZrO2是用于提高玻璃的杨氏模量、提高对于玻璃液相线温度的粘度的成分。在本实施方式的玻璃中,ZrO2的含量优选为0%~7%。如果ZrO2的含量为7%以下,则不易发生玻璃的失透性变差、熔融性变差等的问题。
ZrO2的含量更优选为0%~6%,进一步优选为0%~5%,更进一步优选为0%~4%,最优选为0%~3%。
La2O3是用于提高玻璃的杨氏模量、改善熔融性的成分。在本实施方式的玻璃中,La2O3的含量优选为0.1%~20%。如果La2O3的含量为0.1%以上,则可以充分获得该效果,如果La2O3的含量为20%以下,则不易发生玻璃的失透性变差、反射率变大、因反射光而产生杂散光等的问题。
La2O3的含量更优选为0.5%~19%,进一步优选为1.0%~18%,更进一步优选为2.0%~17%,最优选为2.0%~16%。
Al2O3是提高玻璃的杨氏模量、降低玻璃折射率的成分。在本实施方式的玻璃C中,Al2O3的含量优选为0.1%~20%。如果Al2O3的含量为0.1%以上,则可以充分获得该效果,如果Al2O3的含量为20%以下,则不易发生玻璃的失透性变差、反射率变大、因反射光而产生杂散光等的问题。
Al2O3的含量更优选为0.1%~18%,进一步优选为0.1%~15%,更进一步优选为0.1%~13%,最优选为0.1%~11%。
从使包含Yb成分的玻璃在不失透的情况下玻璃化的观点考虑,Al2O3、GeO2、Ga2O3和P2O5成分的合计量与SiO2和B2O3成分的合计含量之比、即(Al2O3、GeO2、Ga2O3和P2O5的合计含量)/(SiO2和B2O3的合计含量)优选小于0.1。
在不损害本发明的目的的范围内,本实施方式的玻璃C可以含有碱金属氧化物、碱土金属氧化物、Sb2O3、Cl、F和其它成分。
本实施方式的玻璃优选用于光学元件。本发明中的光学元件是指具有透射可见光等特定波长的光并折射该光以会聚或发散光束的功能的各种透镜。作为透镜的形状,光的入射面和出射面可以通过球面、非球面和平面的组合来构成。另外,为了使光会聚、扩散、平行化、均一化,也可以是多个透镜排列在单面或两面的面上而成的透镜阵列。另外,也可以是仅对一个方向具有折射力的由圆筒面构成的柱面透镜。另外,也可以是具有将通常的透镜分割为同心圆状的区域并减少厚度而得到的锯齿形剖面的菲涅耳透镜。
使用了本实施方式的玻璃的光学元件,即使存在透镜的剖面形状导致的透射光的光路长度的不同,光路长度所引起的波长600nm、700nm的光的光学特性差异也非常小。因此,能够得到具有近红外光吸收特性并且不易影响成像图像的光学元件。
本实施方式的玻璃优选用于压制成型用玻璃预成型体。压制成型用玻璃预成型体是指在对透镜进行压制成型时使用的块状的玻璃。压制成型用玻璃预成型体通过适当地控制重量和形状,可以在压制成型后不进行研削及研磨而得到透镜。使用了本实施方式的玻璃的压制成型用玻璃预成型体通过加工成光学元件,即使存在透镜形状导致的透射光的光路长度的不同,光路长度所引起的波长600nm、700nm的光的光学特性差异也非常小。因此,能够得到用于制造具有近红外光吸收特性并且不易影响成像图像的透镜的压制成型用玻璃预成型体。
本实施方式的玻璃优选透镜的光轴方向的厚度为0.20mm~3.00mm,更优选为0.20mm~2.00mm,进一步优选为0.20mm~1.50mm,最优选为0.20mm~1.00mm。另外,透镜的光轴方向的厚度的最大值与最小值之差优选为0.05mm以上,更优选为0.10mm以上。
本实施方式的玻璃例如可以如下方式制作。
首先,例如,以成为上述玻璃A、玻璃B、玻璃C中的任一组成范围的方式称量玻璃原料并进行混合(混合工序)。将该原料混合物放入坩埚内,在电炉内在800℃~1650℃的温度下加热熔化(熔化工序)。充分搅拌并澄清后,将其倒入到模具内,由此得到了块状的玻璃(块状玻璃成型工序)。对块状玻璃进行切割并研磨,从而得到规定的重量、形状的压制成型用玻璃预成型体(预成型体成型工序)。接着,对压制成型用玻璃预成型体进行加热,使用模具进行压制成型,从而得到所期望的光学元件(光学元件成型工序)。
本实施方式的玻璃可以在玻璃的至少一面具有功能层。通过在玻璃上设置功能膜,能够赋予所期望的光学特性、耐候性的提高等功能。
作为功能层,可以列举用于赋予光学特性的电介质膜。电介质膜有IR截止膜(反射近红外线的膜)、UV/IR截止膜(反射紫外线和近红外线的膜)、UV截止膜(反射紫外线的膜)、减反射膜等。这些电介质膜为单层结构或多层结构,可以通过蒸镀法、溅射法等公知的方法形成。
作为其它功能层,可以列举用于赋予光学特性的光吸收层。光吸收层包含含有在红外区域、紫外区域具有最大吸收波长的吸收材料的树脂。吸收材料有铜络合物等无机色素;方酸内盐色素、酞菁色素、花菁色素、二亚铵色素等有机色素等。通过使用添加了这些吸收材料的透明树脂并将光吸收层设置在玻璃表面,能够对玻璃赋予所期望的光学特性。透明树脂有丙烯酸类树脂、环氧树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚对苯撑树脂、聚亚芳基醚氧化膦树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环烯烃树脂、聚酯树脂等,这些物质可以单独使用或混合两种以上使用。
作为其它功能层,可以列举:用于提高玻璃的耐候性的电介质膜、树脂涂层。
作为其它功能层,可以列举被称为用于抑制玻璃表面的光反射的蛾眼(Moth-eye,蛾的眼睛)结构的微细凹凸结构。这些微细凹凸结构在玻璃表面形成具有适当的周期和高度的微细结构,因此光不会发生散射,在宽的波长区域和入射角下能够显示高的减反射性能。凹凸构造可以通过在玻璃上设置适当的掩模进行干蚀刻的方法、使用纳米压印技术将树脂成型等公知的方法来形成。
本实施方式的玻璃能够适用于光学装置。光学装置是指利用光实现信息的记录、传递等的装置。作为光学装置,例如可以列举:数码照相机的成像装置、检测光并将其转换为电信号的光传感器等。通过将本实施方式的玻璃适用于光学装置,从而具有光学玻璃的形状导致的光学特性差异不易影响成像图像或光感测的优点。
本实施方式的玻璃在应用于光学装置时,可以与具有与本实施方式的玻璃的光吸收特性不同的滤光片并用。作为滤光片的光吸收特性,例如是在与本实施方式的玻璃不同的波长区域具有吸收能力、在与本实施方式的玻璃相同的近红外波长区域具有不同的吸收能力等。通过将本实施方式的玻璃与具有不同光吸收特性的滤光片并用并适用于光学装置,能够得到在单一的玻璃中难以获得的光学特性。作为滤光片,可以列举:设置在成像装置的成像元件附近的红外线截止滤光片、覆盖光学装置的被拍摄体侧的开口部的保护玻璃、设置在光学装置内的透镜等。另外,本实施方式的玻璃和滤光片也可以层叠使用。
实施例
以下,对实施例进行说明,但本发明并不限于这些实施例。例1~例7为实施例的玻璃,例8、例9为比较例的玻璃。
需要说明的是,玻璃的透射率基于规定厚度的玻璃样品的入射角为0度时的实测透射率,利用以下的式(3)换算为厚度t(0.20mm~2.00mm,0.05mm间隔)的透射率而求出。式(3)中R为使用玻璃的折射率(考虑分散)而计算出的单面反射率(%)。
换算透射率(厚度tmm)=100×(1-R/100)2×{实测透射率/(100×(1-R/100)2)}(t/实测厚度)…(3)
[玻璃的制作]
这些玻璃以成为表1所示的组成(氧化物摩尔%,将熔融玻璃原料前的原料换算成氧化物的值)的方式称量原料并进行混合,放入内容积约400cc的坩埚内,在大气氛围下或在还原氛围下,在800℃~1650℃下熔融2小时。然后进行澄清并搅拌,倒入预热至约300℃~500℃的纵100mm×横50mm×高20mm的长方形模具中,以约-1℃/分钟的速度缓慢冷却至室温,以纵40mm×横30mm×厚度0.2mm~1.5mm的范围切割为规定厚度,并将两面进行光学研磨,从而得到了板状体的玻璃。表1中屈服点的数值未记载的玻璃表示屈服点未测定。玻璃的屈服点按照以下方法进行测定。将上述经缓慢冷却后的玻璃加工成直径4.0mm~6.0mm×长度10mm~20mm的圆柱形状的玻璃试样。使用热机械分析装置(理学公司制造,型号:TMA8311),在对该玻璃试样施加200mN载荷的状态下,以4℃/分钟的升温速度进行加热,制作每秒测定相对于温度的伸长量(单位:mm)而得到的图表(即热膨胀曲线)。在上述图表中,将表观上膨胀停止的温度、即伸长率随着温度上升从增加转变为减少时的拐点的温度作为屈服点。
需要说明的是,各玻璃的原料使用了下述所示的原料。
SiO2:氧化物;
P2O5:H3PO4、Al(PO3)3、Mg(PO3)2、Zn(PO3)2、LiPO3、NaPO3、KPO3和PBO4中的任意一种以上;
Al2O3:氧化物、Al(PO3)3和Al(OH)3中的任意一种以上;
Li2O:LiPO3、LiNO3和Li2CO3中的任意一种以上;
Na2O:NaPO3、NaNO3和Na2CO3中的任意一种以上;
K2O:KPO3、KNO3和K2CO3中的任意一种以上;
B2O3:选自氧化物、PBO4和H3BO3中的一种以上;
CaO:Ca(PO3)2和CaCO3中的任意一种以上;
SrO:SrCO3、SrSO4和Sr(NO3)2中的任意一种以上;
MgO:氧化物和Mg(PO3)2中的任意一种以上;
BaO:Ba(NO3)2、Ba(PO3)2和BaCO3中的任意一种以上;
ZnO:氧化物和Zn(PO3)2中的任意一种以上;
ZrO2:氧化物;
Fe2O3:氧化物和Fe中的任意一种以上;
CuO:氧化物、Cu(PO3)2和CuSO4中的任意一种以上;
Ga2O3:氧化物;
La2O3:氧化物;
F:AlF3、LaF3、MgF3、CaF2、SrF2、BaF2、LiF、NaF、KF中的任意一种以上。
需要说明的是,玻璃的原料并不限于上述,可以使用公知的原料。
表1
[评价]
对于以上述方式制作的各玻璃板,使用分光光度计(日本分光公司制造,V-570)测定波长350nm~1200nm的透射率(入射角为0度),利用上述式(3)换算为厚度t(0.20mm~2.00mm、0.05mm间隔)的透射率。由换算后的透射率计算出以下各值。各玻璃的光学特性的结果示于表2中。在表2中,α700、|ΔT/Δt|、T700/T1000、T400/T1000和IR50的含义如上所述。
表2
例1 | 例2 | 例3 | 例4 | 例5 | 例6 | 例7 | 例8 | 例9 | |
α700[mm-1] | 1.66 | 0.26 | 1.90 | 0.08 | 0.17 | 0.00 | 0.00 | 2.48 | 2.92 |
|ΔT/Δt|的最小值[%/mm] | 30.38 | 7.29 | 22.39 | 2.50 | 5.66 | 1.10 | 0.22 | 33.93 | 34.42 |
T700/T1000 | 1.37 | 3.65 | 20.01 | 1.65 | 1.02 | 1.59 | 1.32 | 1.60 | 8.85 |
T400/T1000 | 2.87 | 31.81 | 45.72 | 1.70 | 1.10 | 1.56 | 1.30 | 4.84 | 4.03 |
IR50[nm] | 578 | 660 | 596 | 731 | 676 | 856 | 870 | 566 | 562 |
对于例4、例8的各玻璃,为了确认透射率的厚度依赖性,使用分光光度计(日本分光公司制造,V-570)测定波长350nm~1200nm的光的透射率(入射角为0度),利用上述式(3)求出各厚度(0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm)下的透射率。例4的各厚度下的透射率示于图2中,例8的各厚度下的透射率示于图3中。
根据上述结果可知,对于厚度的变动,例1~例7(实施例)的玻璃对波长600nm、波长700nm的光的光学特性的变化小。因此,将这些玻璃用于光学元件的情况下,能够得到具有近红外光吸收特性并且不易影响成像图像的光学元件。
产业实用性
本发明的玻璃、光学元件、压制成型用玻璃预成型体以及光学装置能够适当地截止近红外光,而且透镜形状导致的光学特性的差异不易影响成像图像,能够适当地用于成像装置用途。
Claims (17)
1.一种光学玻璃,所述光学玻璃包含近红外光吸收成分,其中,
所述光学玻璃对波长700nm的光的吸收系数α700为2.0mm-1以下。
2.一种光学玻璃,所述光学玻璃包含近红外光吸收成分,其中,
在所述光学玻璃的厚度为0.20mm~1.00mm的范围内,将任意厚度t1、t2下所述光学玻璃对波长600nm的光的透射率分别设为T1、T2时,|(T2-T1)/(t2-t1)|的最小值为30%/mm以下,其中,|t2-t1|=0.05mm。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
在将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长700nm的光的透射率设为T700,将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000的情况下,T700/T1000大于1.0。
4.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
在将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长400nm的光的透射率设为T400,将所述光学玻璃的厚度为0.2mm时所述光学玻璃对波长1000nm的光的透射率设为T1000的情况下,T400/T1000大于1.0。
5.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃的厚度为2.0mm时,波长范围500nm~950nm的光的透射率为50%时的波长IR50在600nm~900nm的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃的屈服点为650℃以下。
7.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃实质上不含有氟。
8.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃实质上不含有锑。
9.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃实质上不含有铜。
10.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
所述光学玻璃包含选自由铜、铁和镱构成的组中的一种以上作为近红外光吸收成分。
11.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
25%~75%的P2O5;
2.5%~22%的Al2O3;
0%~20%的ΣR2O,其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量;
0.1%~35%的ΣR’O,其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量;
0.1%~35%的Fe2O3。
12.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
25%~75%的P2O5;
0.1%~22%的Al2O3;
0.5%~20%的ΣR2O,其中,R2O表示选自Li2O、Na2O和K2O中的一种以上的成分,ΣR2O表示R2O的总量;
0%~35%的ΣR’O,其中,R’O表示选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的一种以上的成分,ΣR’O表示R’O的总量;
0.1%~15%的CuO。
13.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
以氧化物基准的摩尔%计,所述光学玻璃包含:
0.1%~50%的SiO2;
15%~40%的B2O3;
0%~15%的P2O5;
10%~60%的Yb2O3。
14.一种光学元件,其中,所述光学元件包含权利要求1或2所述的光学玻璃。
15.一种压制成型用玻璃预成型体,其中,所述压制成型用玻璃预成型体包含权利要求1或2所述的光学玻璃。
16.一种光学装置,其中,所述光学装置具有权利要求1或2所述的光学玻璃。
17.一种光学装置,其中,所述光学装置具有权利要求1或2所述的光学玻璃和与该光学玻璃的光吸收特性不同的滤光片。
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