JP3017468B2 - Ｕｖカットフィルター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ用のＵＶカ
ットフィルターに関し、詳細には、レンズ保護に十分の
強度を有すると共に、紫外線を完全にカットし、演色性
にも優れるＵＶカットフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラ用のＵＶカットフィルターは、カ
メラレンズの前面に装着されるものであり、レンズの傷
付きなどを防止すると共に、可視域の光やレンズの色特
性には全く影響を与えることなく、紫外線だけを遮断し
ようとするものである。したがって、ＵＶカットフィル
ターには所定の強度が要求される一方、可視光と紫外線
の境界領域において、急峻に変化する透過特性（シャー
プカット性）が要求される。また、可視域における透過
特性がフラットであり、演色性にも優れていることが望
まれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＵＶカットフィルターは、可視光と紫外線の境界領域に
おいて、透過特性の変化にシャープさが欠けるという問
題点があった。また、従来のＵＶカットフィルターは、
レンズ厚がそれほど薄くないので、可視光での透過率は
必ずしも十分とは言えず、しかも、可視域における透過
特性が必ずしもフラットではなく、演色性が十分ではな
いという問題点もあった。この発明は、この問題点に着
目してなされたものであって、レンズ保護に十分な強度
を有すると共に、紫外線を完全にカットし、演色性にも
優れるＵＶカットフィルターを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るＵＶカットフィルターは、円板状に成
形されたガラス生地を、１mm〜２mm程度の厚さにまで研
磨加工し、研磨加工後のガラス材を、硝酸カリウムを主
成分とする化学強化液の中に浸して、カリウムイオンに
よるイオン交換によって強化処理を行い、強化処理後の
ガラス材の両面に、低反射膜を真空蒸着して製造してな
ることを特徴とする。

【０００５】ガラス生地は、元々の厚みが３mm程度であ
ることが望ましく、これを１mm〜２mm程度の厚さにまで
研磨加工する。研磨加工後の厚みは２mm程度でも良い
が、好ましくは２mm未満であり、より好ましくは１mm程
度である。ガラス生地は、特に限定されないが、Ｎａ₂
Ｏが含有されているのが好ましく、より好ましくは、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 、Ｂ₂ Ｏ₃ 、ＢａＯ、Ｋ₂ Ｏ、Ｌｉ₂ Ｏ、Ｎａ
₂Ｏ、ＳｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂ を含有するべきである。更に
好ましくは、前記各成分の比率が５−１２％、１５−２
２％、１−６％、２−９％、０−５％、１−５％、３０
−５０％、１−６％である。このような材料を選択する
ことにより、極めて優れたシャープカット性を実現する
ことができる。

【０００６】本発明では、研磨加工によりガラス生地を
１mm〜２mm程度まで薄くするので、熱強化処理ではな
く、イオン交換による化学強化処理を行っている。イオ
ン交換のための化学強化液は、硝酸カリウムを主成分と
するものであり、研磨加工後のガラス材にカリウムイオ
ンが進入してガラス材が強化される。なお、化学強化液
は、好ましくは４００℃〜５００℃程度に加熱されてお
り、より好ましくは４５０℃程度に加熱されている。

【０００７】強化処理後のガラス材には、低反射膜（Ａ
Ｒコート）を真空蒸着するが、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂ 、Ｔｉ
Ｏ₂ などによるマルチコート（多層コート）を、ガラス
材の両面に数ミクロン以内で形成するのが好ましい。Ｓ
ｉＯ、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ などを選択して、数ミクロン
以内のＡＲコートを形成することにより、可視域での反
射ロスを１％以内に低減することができる。また、可視
域における反射率がフラットであり、着色の極めて少な
い理想的な写真用ＵＶカットフィルターを実現すること
ができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて、この発
明を更に詳細に説明する。先ず、直径Ｌで厚さｔの円板
状に型成形されたガラス生地を用意する。なお、ガラス
生地の大きさは適宜に設定可能であるが、典型的には、
厚さｔは３mm程度、直径Ｌは４９〜１１２mm程度であ
る。ガラス生地の組成は、特に限定されないが、本発明
者が種々検討したところによると、特に下記の組成のも
のが好ましいことが明らかとなった。なお、このガラス
生地は、ナトリウム光源で測定した屈折率Ｎ_D がＮ_D ＝
１．５２３１±０．００１０である。

【０００９】

【表１】

【００１０】上記のガラス生地の両面をダイヤモンドゼ
ネレーターで粗擦りして、ガラス生地の厚みを１．４〜
１．２mm程度まで薄くする。次に、ガラス生地の外径を
丸めた後、ダイヤモンドペレットで砂掛け仕上げ処理を
施し、最後に、両面同時研磨機を用いて最終仕上げ処理
を行い、厚さ１．１mm程度の鏡面に仕上げる。厚さ１．
１mm程度に仕上げられたガラス材は、次に、強化液の中
で１６時間加熱攪拌される。ここで、強化液とは、硝酸
カリウム(Potassium Nitrate) ９９．５％、ケイ酸(Sil
icic Acid)０．５％からなる液体であり、この強化液を
４５０℃に加熱して攪拌しつつガラス材と１６時間反応
させる。この処理によって、イオン半径の小さいＮａイ
オンが、イオン半径の大きいＫイオンと置換されてガラ
ス表面の強度が増すことになる。なお、ガラス表面の化
学強化層は、数ミクロン程度である。

【００１１】公的機関に耐衝撃性試験を依頼し、化学強
化処理を終えた後のサンプル（直径５５mm）を米国国家
規格（ＡＮＳＩ Ｚ８０．１９９６）に定められた条件
で試験したところ、「適合」との試験成績が得られた。
この耐衝撃性試験は、直径１６mm(5/8-in)、重量１６．
１ｇ（０．５７oz）の鋼球を用い、１．２７ｍの高さか
らサンプルに自然落下させるものであるが、サンプルは
破砕しなかった。図１は、同じサンプルについての光透
過率を測定したものであり、限界波長４０３．３nmであ
って、波長３９８．８nmでの透過率が５％、波長４０
７．７nmでの透過率が７２％となっている。図１より明
らかなように、紫外線領域についての透過率は０％であ
り、しかも、紫外線カットフィルターとして、従来技術
にはない急峻なシャープカット性を発揮している。な
お、可視領域での透過率は９２％程度であるが、ガラス
材の薄さに対応して内部吸収が非常に少ないことを確認
しており（１％以下である）、したがって、サンプル表
面での反射によって片面で４％程度の損失が生じている
ものと考えられる。

【００１２】最後に、化学強化処理されたガラス材に対
してＡＲコート（anti-reflection)処理を施す。具体的
には、屈折率や膜厚の設計に基づいて、ＳｉＯ、ＳｉＯ
₂ 、ＴｉＯ₂ などを真空蒸着してマルチ反射コートを形
成する。なお、ＡＲコートの膜厚は、数ミクロン以内で
ある。このＡＲコート処理により、サンプル表裏面での
反射が抑制され、図２に示すように、可視域における反
射率が１％未満となる。すなわち、反射ロスが極めて少
ない高透過率のＵＶカットフィルターが得られる。ま
た、可視域における反射率がほぼフラットであり、着色
の極めて少ない理想的な写真用ＵＶカットフィルターが
得られる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズ保護に必要な十分な強度を有すると共に、紫外線
を完全にカットし演色性にも優れるＵＶカットフィルタ
ーを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】化学強化処理後のガラス材について、その透過
特性を図示したものである。

【図２】ＡＲコートを施した後のガラス材について、そ
の反射特性を図示したものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/22 C03C 4/08 G02B 1/11 G02B 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状に成形されたガラス生地を、１mm
   〜２mm程度の厚さにまで研磨加工し、研磨加工後のガラ
   ス材を、硝酸カリウムを主成分とする化学強化液の中に
   浸して、カリウムイオンによるイオン交換によって強化
   処理を行い、強化処理後のガラス材の両面に、低反射膜
   を真空蒸着して製造してなるＵＶカットフィルターであ
   って、前記ガラス生地は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｂ₂ Ｏ₃ 、Ｂａ
   Ｏ、Ｋ₂ Ｏ、Ｌｉ₂ Ｏ、Ｎａ₂ Ｏ、ＳｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂
   を含有し、前記各成分の比率が５−１２％、１５−２２
   ％、１−６％、２−９％、０−５％、１−５％、３０−
   ５０％、１−６％であるＵＶカットフィルター。
2. 【請求項２】 前記強化処理は、４００℃〜５００℃程
   度に加熱された前記化学強化液によって行われる請求項
   １に記載のＵＶカットフィルター。
3. 【請求項３】 前記低反射膜は、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、Ｔ
   ｉＯ2 から選択される一または二以上のコート層からな
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＵ
   Ｖカットフィルター。