JP7484897B2 - 光学部材 - Google Patents
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Description
本発明は、光学部材に関する。
最近、各種の自動走行移動サービスの実現に向け、自動運転に関する技術開発が活発化している。自動運転技術において、車両と周囲の物体との距離を測定することは必須であり、そのために、赤外域の光を用いたＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサの技術が利用されている。
ＬｉＤＡＲセンサ等の光を利用したセンサは、例えば車両ボディー、Ａピラー、Ｂピラーのピラー部、バンパー等の車両の外側に配置することも想定される。車両の外側に配置される場合、センサを保護するためカバーが必要となり、耐傷付き性の点からはガラスが優位である。カバーにはセンサに用いる光に対して高い透過率が求められる一方、センサ精度の観点から不必要な光を入れないことや高温にならないようにしたい点、また意匠性の点からカバーを黒色もしくはシルバーとすることが好ましい。
例えば、特許文献１には、可視域から赤外域の光を利用したセンサに対応した材料として、ガラスを、鉄、クロムの含有量を所定量以下としたものとし、黒色インクで加飾したものが開示されている。また、特許文献２には、可視域から赤外域の光を利用した黒色のガラスが開示されている。
しかしながら、特許文献１のガラスは、インクの厚みムラが生じやすいこと、使用中における劣化から光学的な歪みによるセンサの誤検知が発生したり、センサを正常に動作させるためにガラスの曇りや氷を除去するために使用されるヒーターによる加熱により樹脂が変質したり、光学的に歪みが生じたりする懸念がある。
また、特許文献２のガラスは、光干渉膜を有さない構成の透過率を対象としているため、ＬｉＤＡＲセンサに対して十分な透過率を有していない。すなわち、自動運転技術に用いられるＬｉＤＡＲセンサにおいては、赤外域の光（以下、「赤外光」という。）の高い透過性は、光干渉膜を有した構成における、高い透過率が求められており、特許文献２のガラスでは、このような高い要求特性には応えられない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、可視光の透過率を下げることでセンサを秘匿し、熱によるセンサの誤動作を抑制し、かつＬｉＤＡＲセンサに使用される赤外光を歪むことなく十分に透過する光学部材の提供を主な目的とする。
本発明の光学部材は、非晶質のガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の主面に配置された光干渉膜と、を備えるセンサカバー用の光学部材であって、
入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内における最大透過率が１０％以下であり、８００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の所定の波長λｓにおける光の透過率の最小値が８６．５％以上であり、
前記光学部材を大気下、温度２００℃で２４時間加熱した前後の前記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差が３％以下の領域を備え、
前記ガラス基板は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率の最大値が６０％以下であり、
前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 換算で１質量ｐｐｍ以上１２０質量ｐｐｍ以下の割合でＦｅを含有し、Ｃｒ ２ Ｏ ３ 換算で５００質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合でＣｒを含有する。
入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内における最大透過率が１０％以下であり、８００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の所定の波長λｓにおける光の透過率の最小値が８６．５％以上であり、
前記光学部材を大気下、温度２００℃で２４時間加熱した前後の前記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差が３％以下の領域を備え、
前記ガラス基板は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率の最大値が６０％以下であり、
前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 換算で１質量ｐｐｍ以上１２０質量ｐｐｍ以下の割合でＦｅを含有し、Ｃｒ ２ Ｏ ３ 換算で５００質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合でＣｒを含有する。
本発明によれば、可視光の透過率を下げることでセンサを秘匿し、熱によるセンサの誤動作を抑制し、かつＬｉＤＡＲセンサに使用される赤外光を歪むことなく十分に透過する光学部材が提供できる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本明細書において、特定の波長域について、透過率が例えば７８％以上とは、その波長域の全域において透過率が７８％を下回らないことをいい、同様に透過率が例えば１％以下とは、その波長域の全域において透過率が１％を超えないことをいう。
本明細書において、数値範囲を表す「～」では、上下限を含む。
本明細書において、特定の波長域について、透過率が例えば７８％以上とは、その波長域の全域において透過率が７８％を下回らないことをいい、同様に透過率が例えば１％以下とは、その波長域の全域において透過率が１％を超えないことをいう。
本明細書において、数値範囲を表す「～」では、上下限を含む。
本発明の実施形態の光学部材（以下、「本光学部材」ともいう。）は、非晶質のガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の主面に配置された光干渉膜と、を備えるセンサカバー用の光学部材であって、以下の（１）～（３）の要件を満たす領域を備える。
（１）入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内における最大透過率（以下、「Ｔｍａｘ４００－７００」ともいう。）が１０％以下である。（２）入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、８００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の所定の波長λｓにおける光の透過率の最小値（以下、「Ｔｍｉｎ（２）」ともいう。）が８６．５％以上である。（３）光学部材を大気下、温度２００℃で２４時間加熱した前後の上記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差（以下、「ΔＴ２００℃λｓ」ともいう。）が３％以下である。
本光学部材が適用されるセンサとしては、ＬｉＤＡＲセンサ等の赤外域の光を用いてセンシングを行うセンサが挙げられる。
（１）～（３）において、入射角は光学部材の主面に対する入射角である。本発明において、光学特性の記載は、特に断りがない場合、光学部材のいずれか一方の主面から入射される光における特性であり、入射面は限定されない。本光学部材は主面の少なくとも、センサが赤外光の送受信を行う箇所に対応する所定の領域で（１）～（３）の要件を満たせばよい。本光学部材は主面の全領域で（１）～（３）の要件を満たしてもよい。
本明細書において、ガラス基板および光学部材における特定波長、例えば、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の光の透過率および反射率は、入射角が可変な分光光度計、例えば、日本分光社製Ｖ－７８０等で測定できる。
本光学部材は、（１）の要件を満たすことで、求められる可視光遮蔽性を有し、（２）の要件を満たすことで、センサに使用される赤外光を十分に透過し、（３）の要件を満たすことで、熱により該赤外光の透過性に歪みが発生するのを抑制できる。
（２）において所定の波長λｓは、例えば、本光学部材とともに用いるＬｉＤＡＲセンサ等のセンサがセンシングに用いるレーザー光の波長である。本光学部材は、（２）の要件を満たす所定の波長を１以上有すればよく、２以上の所定の波長で（２）の要件を満たしてもよい。λｓとして、具体的には、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍ等が挙げられ、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍ、および１５５０ｎｍから選ばれる１波長以上が好ましく、２波長以上がより好ましい。
（１）において、Ｔｍａｘ４００－７００は、１０％以下である。可視光遮蔽性をより高める観点から、Ｔｍａｘ４００－７００は、３％以下が好ましく、１．０％以下がより好ましい。
（２）において、Ｔｍｉｎ（２）は、８６．５％以上である。波長λｓにおける赤外光透過性をより高める観点から、Ｔｍｉｎ（２）は、８７％以上が好ましく、８９％以上がより好ましく、９０％以上が特に好ましい。
（３）において、ΔＴ２００℃λｓは３％以下である。赤外光透過性の熱による影響をより抑える観点から、ΔＴ２００℃λｓは、１．５％以下が好ましく、０．８％以下がより好ましい。
本光学部材は、さらに、上記所定の領域において、以下の（４）、および（５）の特性の少なくとも一方を有することが好ましく、両方の特性を有することがより好ましい。
（４）光学部材のセンサと反対側の主面から入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光（光源としてＤ６５光源を使用。以下、特に断りのない限り、光源はＤ６５光源である。）の入射角が５度から６０度に変化したときの反射色において、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標における色度空間の色度差のΔＥが８以下である。（４）の要件を満たすことで、外部からセンサを見たときに認識される反射光の色調が幅広い入射角に亘って変化が少なく、部材の質感と周囲の部材との色の調和が保たれるため好ましい。ΔＥは、７以下が好ましく、５以下がより好ましく、２．５以下がさらに好ましい。
（５）波長λｓにおける波面収差が１．０λＲＭＳ以下である。波面収差は、表面形状の測定装置、例えば、レーザー干渉式の平坦度計（例えば、Ｚｙｇｏ社製；Ｖｅｒｉｆｉｒｅ、Ｍａｒｋ ＩＶ；フジノン社製、Ｇ３１０Ｓ、ＴｏｅＩ社製；Ｆｉａｔ Ｍａｓｔｅｒ）やレーザー変位計、超音波変位計、接触式変位計等により表面形状を測定した結果から算出できる。各種測定装置を用いて得られた結果からチル卜成分を除いた残さが表面形状であり、表面形状の最大値と最小値の差が波面収差である。
本光学部材は主面の少なくとも、センサが赤外光の送受信を行う箇所に対応する所定の領域で波面収差が（５）の要件を満たせばよい。本光学部材は主面の全領域で（５）の要件を満たしてもよい。λｓにおける波面収差は、０．９λＲＭＳ以下が好ましく、０．６λＲＭＳ以下がより好ましい。０．３λＲＭＳ以下がよりさらに好ましい。
本光学部材は、さらに、センサと反対側の主面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率（以下、「Ｒｖ１ａｖｅ」ともいう。）によって、用途に応じた使用が可能である。
例えば、外部からセンサを見たときに低反射性が求められる場合、具体的には、センサが暗色系の車両のボディーに装着される場合等には、本光学部材はＲｖ１ａｖｅが６％未満であるのが好ましい。これにより、車両の外観を損なうことが殆どない。
また、外部からセンサを見たときに滑らかな表面のガラス等に類する光沢性が求められる場合、具体的には、センサが滑らかな表面のガラスやセラミックス等の部材の近傍に装着される場合等には、本光学部材はＲｖ１ａｖｅが６％以上３５％未満であるのが好ましい。
さらに、外部からセンサを見たときに金属質の光沢性が求められる場合、具体的にはメタリックカラーの車両のボディーに装着される場合等には、本光学部材はＲｖ１ａｖｅが３５％以上であるのが好ましい。これにより、車両の外観を損なうことが殆どない。さらに必要に応じて、Ｒｖ１ａｖｅを６０％以上としてもよく、７０％以上としてもよい。
また、本光学部材は、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光を照射して得られる透過光について、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標によるＬ＊が０～２５、ａ＊が－１３～１３、ｂ＊が－１３～１３、であることが好ましい。このような範囲とすることにより、光学部材の色味が、暗色系でもより黒色に近いものとなる。Ｌ＊は５～０がより好ましく、３～０がさらに好ましい。ａ＊は－１０～１０がより好ましく、-５～５がさらに好ましい。ｂ＊は－１０～１０がより好ましく、－５～５がさらに好ましい。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
本光学部材の実施形態の一例の断面図を図１Ａに概略的に示す。図１Ａに示す光学部材１０Ａは、互いに対向する第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂを有するガラス基板１と光干渉膜２とを備える。ガラス基板１は非晶質のガラスからなり、光干渉膜２はガラス基板１の第１の主面１ａの全面に配置されている。
光学部材１０Ａは、例えば、光干渉膜２のガラス基板１と反対側の主面２ａがセンサへの取り付け面であり、ガラス基板１の光干渉膜２と反対側の主面１ｂが、センサに取り付けた際に外部から見える面（以下、「外表面」ともいう。）である。外部からセンサを見たときに滑らかな表面のガラス等に類する光沢性が求められる場合は、光干渉膜２のガラス基板１と反対側の主面２ａが外表面であってもよい。
光学部材１０Ａは、ガラス基板１と光干渉膜２を備えることで、上記（１）～（３）の要件を満たしている。光干渉膜２は、例えば、ガラス基板１側から順に、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された多層膜である。なお、本光学部材において、非晶質のガラスからなるガラス基板と組み合わせて、要件（１）～（３）を満たす光干渉膜であれば、積層数および積層構成は制限されない。
本光学部材の実施形態の別の一例の断面図を図１Ｂに概略的に示す。図１Ｂに示す光学部材１０Ｂは、互いに対向する第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂを有するガラス基板１と第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３とを備える。ガラス基板１は非晶質のガラスからなり、第１の光干渉膜２はガラス基板１の第１の主面１ａの全面に、第２の光干渉膜３はガラス基板１の第２の主面１ｂの全面に、それぞれ配置されている。光学部材１０Ｂにおいては、例えば、第２の光干渉膜３のガラス基板１と反対側の主面３ｂが外表面であり、第１の光干渉膜２のガラス基板１と反対側の主面２ａが、センサへの取り付け面である。
光学部材１０Ｂは、ガラス基板１と第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３を備えることで、上記（１）～（３）の要件を満たしている。第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３は、例えば、ガラス基板１側から順に、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された多層膜であり、両者の構成は同じであっても異なってもよい。
さらに、光学部材１０Ｂの変形例として、ガラス基板１の第１の主面上１ａ上に第１の光干渉膜２を有さず、第２の主面１ｂ上に第２の光干渉膜３を有する構成例が挙げられる。該例においては、例えば、第２の光干渉膜３のガラス基板１と反対側の主面３ｂが外表面であり、第１の光干渉膜２のガラス基板１と反対側の主面２ａがセンサへの取り付け面である。この例も要件（１）～（３）を満たす限り本光学部材の範疇に含まれる。
以下に、本光学部材を構成するガラス基板および光干渉膜について説明する。
［ガラス基板］
本実施形態において、ガラス基板１は互いに対向する第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂを有する。ガラス基板１を構成するガラスは非晶質のガラスである。
本実施形態において、ガラス基板１は互いに対向する第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂを有する。ガラス基板１を構成するガラスは非晶質のガラスである。
本光学部材が（１）および（２）の要件を満足するために、ガラス基板は、以下の（Ｇ－１）～（Ｇ－３）の要件を満足することが好ましい。
（Ｇ－１）４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率の最大値（以下、「ＴＧｍａｘ４００－７００」ともいう。）が６０％以下である。ガラス基板が（Ｇ－１）を満たせば、本光学部材は、組み合せる光干渉膜の層数を大きく増やすことなく、（１）の要件を達成しやすい。すなわち、可視光を十分に遮蔽しやすい。
本光学部材においてガラス基板のＴＧｍａｘ４００－７００が５５％より大きい場合、（１）の要件を満たすために、光干渉膜の層数を増加させることにより、波長４００ｎｍから７００ｎｍの帯域の光に対する光学部材の透過率を低くすると、外表面における反射色がグレーもしくは黒になりにくくなり、可視光の反射色の角度依存性も大きくなり好ましくない。ガラス基板のＴＧｍａｘ４００－７００は、より好ましくは５５％以下、さらに好ましくは５０％以下、最も好ましくは４５％以下、さらに好ましくは３０％以下である。
（Ｇ－２）４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率が２５％以上である波長域の幅（以下、「波長域幅（２５％以上）」ともいう。）が２５０ｎｍ以下である。ガラス基板が（Ｇ－２）を満たせば、本光学部材は、組み合せる光干渉膜の層数を大きく増やすことなく、（１）の要件を達成しやすい。
波長域幅（２５％以上）が２５０ｎｍ超となると、光干渉膜が光を遮蔽するための反射もしくは吸収する波長域が広くなり、可視光の遮蔽に必要な光干渉膜の層数が増えてしまう。それにより、外表面における反射色の入射光の角度依存性が大きくなり、斜めから見たときの反射色が黒以外に見え、意匠的に好ましくない。
本光学部材のガラス基板における波長域幅（２５％以上）は、好ましくは２２５ｎｍ以下、さらに好ましくは２００ｎｍ以下、さらにより好ましくは１５０ｎｍ以下,さらによりもっとも好ましくは１００ｎｍ以下、最も好ましくは５０ｎｍ以下である。
また、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、光の透過率が３％以上である波長域の幅（以下、「波長域幅（３％以上）」ともいう。）が１０ｎｍ以上であることが好ましい。１０ｎｍ以下にしようとすると、ガラス中のＣｒ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４量が多くなりガラスの製造特性が低下する。さらに８００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の透過率が低下する。波長域幅（３％以上）は５０ｎｍ以上であることがより好ましく、１００ｎｍ以上であることがよりさらに好ましい。
さらに、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、光の透過率が３０％以上である波長域の幅（以下、「波長域幅（３０％以上）」ともいう。）が２００ｎｍ以下であるのが好ましく、９０ｎｍ以下がより好ましい。波長域幅（３０％以上）は最も好ましくは４０ｎｍ以下である。
（Ｇ－３）波長λｓにおける光の透過率（以下、「ＴＧλｓ」ともいう。）が７８．５％以上である。ガラス基板が（Ｇ－３）を満たせば、本光学部材は、（２）の要件を達成しやすく、センサ精度を十分としやすい。ガラス基板のＴＧλｓは、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８３％以上、よりさらに好ましくは８４．５％以上、最も好ましくは８７％以上である。
なお、λｓは８００ｎｍ、９０５ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍおよび１５５０ｎｍから選択され、これらのうちの２波長以上でＴＧλｓが７８．５％以上であることが好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８３％以上、よりさらに好ましくは８４．５％以上、最も好ましくは８７％以上である。これにより、本光学部材は、幅広い２波長以上でセンサ精度を十分としやすい。
ガラス基板１の形状は、平板でもよいし、全面または一部に曲率を有してもよい。なお、ガラス基板１が曲率を有する場合、該ガラス基板１と同等の構成となるように平らなガラス基板を作製して透過率等の光学特性が測定される。曲率を有するガラス基板１を用いた光学部材においては、当該光学部材と同等の構成となるように平らなガラス基板を使用した光学部材を作製して光学特性が測定される。
ガラス基板１の厚みは、用途に応じて適宜調整できる。ガラス基板１の厚みは、飛び石による安全性確保による強度（グラベロ試験により評価）と重量バランスの観点から０．５～８ｍｍが好ましく、１～６ｍｍがより好ましく、２～５ｍｍがさらに好ましく、２．５～４ｍｍが特に好ましい。特に２．５ｍｍ以上とすることで物理強化をすることができ、４００ｎｍ以上の十分深い圧縮応力層を入れる事により、十分な飛び石耐性を得る事が可能となる。
ガラス基板１を構成する非晶質のガラスとしては、（Ｇ－１）～（Ｇ－３）の光学特性を満たす観点から、クロム（Ｃｒ）を含有するガラスが好ましい。具体的には、Ｃｒ２Ｏ３換算で１０質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合でＣｒを含有するガラスが好ましい。なお、Ｃｒは酸化物としてガラスに含有されるのが好ましい。ガラスが上記範囲でＣｒを含有することで、該ガラスを用いた光学部材は、（１）および（２）の特性を満たしやすい。また、Ｃｒ６＋の含有量を以下の範囲に調整しやすい。
Ｃｒの含有割合は、Ｃｒ２Ｏ３換算で、好ましくは１００～１１０００質量ｐｐｍ、より好ましくは５００～９５００質量ｐｐｍ、さらにより好ましくは８００～８０００質量ｐｐｍ、最も好ましくは１０００～７５００質量ｐｐｍである。
Ｃｒを含有するガラスにおいて、Ｃｒ６＋の人体への影響が指摘されている。したがって、Ｒｏｈｓ規制に対応して、ガラス中のＣｒ６＋の含有量は１０００質量ｐｐｍ未満が好ましい。より好ましくは８００質量ｐｐｍ未満、さらに好ましくは６００質量ｐｐｍ未満、よりさらに好ましくは４００質量ｐｐｍ未満、最も好ましくは２００質量ｐｐｍ未満である。Ｃｒ６＋の含有量は、ガラス溶解時の雰囲気に応じてＣを添加することで調整できる。
ここで、ガラスの製造時に混入が不可避のＦｅ成分は赤外光透過率を低下させてしまう。本実施形態においては、このようなＦｅ成分を含有しても高い赤外光透過性が得られるガラスが求められる。上記Ｃｒを含有するガラスは、Ｆｅを所定量含有しても高い赤外光透過性を維持できるため、本実施形態における使用が好ましいガラスである。
Ｆｅは酸化鉄としてガラスに含有し、Ｆｅ２Ｏ３換算で１質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下とすることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３が１質量ｐｐｍ未満であると、ガラス溶融時の輻射熱による温度安定性が不十分となる。一方、Ｆｅの含有量が、Ｆｅ２Ｏ３換算で５００質量ｐｐｍ超となると近赤外領域の透過率が低下する場合がある。Ｆｅの含有量は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、好ましくは５～２００質量ｐｐｍ、より好ましくは１５～１２０質量ｐｐｍ、さらに好ましくは２５～７５質量ｐｐｍ、最も好ましくは３０～５５質量ｐｐｍである。
Ｃｒが含有されるガラスとしては、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリアルミノシリケートガラス、石英ガラス等の二酸化ケイ素を主成分とするガラスが好ましい。
Ｃｒを含有するガラスは、例えば、酸化物基準の質量％表記で、以下の組成を有するソーダライムガラスが好ましい。また、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラスであってもよい。
Ｃｒを含有するガラスＡは、例えば、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７３．０％、Ａｌ２Ｏ３を０～２０％、ＲＯ（ここで、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種以上である）を５～３０％、Ｌｉ２Ｏを０～５％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である）を３～２５％、ＣｒをＣｒ２Ｏ３換算で１０質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で１質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下含有する。
Ｃｒを含有するガラスＢは、例えば、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を７０～８６．０％、Ａｌ２Ｏ３を０～１０％、Ｂ２Ｏ３を５～２０％、ＲＯ（ここで、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種以上である）を０～１０％、Ｌｉ２Ｏを０～５％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である）を０．５～７．５％、ＣｒをＣｒ２Ｏ３換算で１０質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で１質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下含有する。
ここで用いられるガラス材料は、強化処理によりガラス表面に圧縮応力層の形成が可能な材料であり、物理強化処理により圧縮応力層を形成できる材料が好ましい。
なお、ガラスの組成は、簡易的には蛍光エックス線法による半定量分析によって求められるが、より正確には、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。なお、各成分の含有量は、酸化物基準の質量百分率（質量％）表示で表し、特に断りのない限り、以下「％」で表す。ガラス組成Ａ，Ｂについて構成する成分を、以下、具体的に説明する。
ここでＡはガラスの溶融性、赤外透過率にすぐれた組成であり、Ｂは波面収差と飛び石強度にすぐれた組成である。
ここでＡはガラスの溶融性、赤外透過率にすぐれた組成であり、Ｂは波面収差と飛び石強度にすぐれた組成である。
まずガラスＡについて説明する。ガラスＡの説明において、％は質量％を意味する。また、ガラスＡの説明において、割合が外割である旨の説明がある場合を除き、割合は内割である。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
ＳｉＯ２の含有量は６０％以上である。上記特性を有効に発揮するため、ＳｉＯ２の含有量は、６４％以上が好ましく、６７％以上がより好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量が７３％超であると溶融性が低下する傾向にあるため、ＳｉＯ２の含有量は７３％以下であり、７１％以下が好ましく、７０％以下がより好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は耐酸性、ヤング率、硬度を向上させる成分であり、含まれると好ましい成分である。また、Ａｌ２Ｏ３はガラスのガラス転移点（Ｔｇ）を高くする成分でありガラス転移点の調整のために含有してもよい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．１％以上が好ましい。上記特性を有効に発揮するため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、０．３％以上が好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が２０％超であるとガラスの耐酸性が低下し、または失透温度が高くなる傾向にあるため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は２０％以下である。また、ガラスの粘性が増大し溶融性が低下するおそれがある。そのため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。
ＲＯ（ここで、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種以上である）は、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整する成分でもあって、必須の成分である。ＲＯの含有量は、以下に説明するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量の合計量を示す。ＲＯの含有量は、５～３０％であり、好ましくは１５～２５％であり、より好ましくは１７～２３％であり、さらに好ましくは１９～２２％である。
ＭｇＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整する成分でもあり、含有させてもよい。ＭｇＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、２．４％以上が特に好ましく、３％以上が最も好ましい。一方、ＭｇＯの含有量が１０％超となると失透特性が低下するため、ＭｇＯの含有量は１０％以下が好ましい。ＭｇＯの含有量は、７．５％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、４％以下が最も好ましい。
ＣａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整する成分でもあり含有させてもよい。ＣａＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましく、４％以上が最も好ましい。一方、ＣａＯの含有量が１２％超となると失透特性が低下するため、ＣａＯの含有量は１２％以下が好ましい。ＣａＯの含有量は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましく、４．５％以下が最も好ましい。
ＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整する成分でもあり含有させてもよい。ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましく、５％以上が最も好ましい。一方、ＳｒＯの含有量が１５％超となると失透特性が低下するため、ＳｒＯの含有量は１５％以下が好ましい。ＳｒＯの含有量は、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、７％以下が最も好ましい。脆さを低減させるためには、５％以下が好ましく、含有しないことがより好ましい。
ＢａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整する成分でもあり含有させてもよい。ＢａＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、４％以上がさらに好ましく、６％以上が特に好ましく、７％以上が最も好ましい。一方、ＢａＯの含有量が２０％超となると失透特性が低下するため、ＢａＯの含有量は２０％以下が好ましい。ＢａＯの含有量は、１５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましく、８％以下が最も好ましい。脆さを低減させるためには、５％以下が好ましく、含有しないことが好ましい。
Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である）は、ガラスの粘性を調整し溶融性を改善する成分であり必須である。Ｒ２Ｏの含有量は、これら成分の合量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）である。Ｒ２Ｏの含有量は、３％以上であり、４％以上が好ましく、６％以上がより好ましく、８％以上がさらに好ましい。一方、Ｒ２Ｏの含有量が２５％超ではガラスの耐酸性が低下し、膨張係数が大きくなる傾向にあるため、Ｒ２Ｏの含有量は２５％以下である。Ｒ２Ｏの含有量は、２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましく、１２％以下が最も好ましい。
Ｌｉ２Ｏは、軽量で、絶縁性を有し、十分な強度を有する赤外線透過ガラスを実現するため、密度を低く維持したままヤング率を大きくするために有用な成分である。また、膨張係数を維持したまま、溶融粘性を低下させることができる。さらに赤外域の透過率を向上させるために含有させることが好ましい。
特にＣｒ２Ｏ３を０．２％以上含有させながら、赤外域の透過率を向上させたい場合は、Ｌｉ２Ｏの含有量は、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましく、３．５％以上が特に好ましい。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が５％超ではガラスの失透特性が低下し、ガラスの耐酸性が低下する傾向にあるため、Ｌｉ２Ｏの含有量は５％以下であり、４％以下が好ましく、３．５％以下がより好ましい。
また、Ｃｒ２Ｏ３を０．２％未満含有させながら、赤外域の透過率を向上させたい場合は、Ｌｉ２Ｏは含有させた方が好ましい。Ｌｉ２Ｏの含有量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、１．３％以上が特に好ましい。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が５％超ではガラスの失透特性が低下し、ガラスの耐酸性が低下する傾向にあるため、Ｌｉ２Ｏの含有量は５％以下であり、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下が最も好ましい。
Ｎａ２Ｏは、膨張係数を調整し、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させた方が好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量は、１％以上が好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が２０％超では膨張係数が大きくなりすぎ、耐酸性が低下する。Ｎａ２Ｏの含有量は、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、７％以下が特に好ましく、４％以下が最も好ましい。
Ｋ２Ｏは、膨張係数を調整し、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。Ｋ２Ｏを含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、３％以上がよりさらに好ましくい。一方、Ｋ２Ｏの含有量が１０％超であると、膨張係数が大きくなり、失透特性が低下し、ヤング率が低下するため、Ｋ２Ｏの含有量は１０％以下が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は、８％以下がより好ましく、７％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましい。
Ｃｒは酸化物として含有され、Ｃｒ２Ｏ３換算で１０質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合で含有することで、ガラスに上記の光学特性を付与する。Ｃｒの含有割合は、Ｃｒ２Ｏ３換算で、好ましくは１００～１１０００質量ｐｐｍ、より好ましくは５００～９５００質量ｐｐｍ、さらにより好ましくは８００～８０００質量ｐｐｍ、最も好ましくは１０００～７５００質量ｐｐｍである。
Ｒｏｈｓ規制に対応して、ガラス中のＣｒ６＋の含有量は１０００質量ｐｐｍ未満が好ましい。より好ましくは８００質量ｐｐｍ未満、さらに好ましくは６００質量ｐｐｍ未満、よりさらに好ましくは４００質量ｐｐｍ未満、最も好ましくは２００質量ｐｐｍ未満である。
Ｆｅは酸化物として含有され、Ｆｅ２Ｏ３換算で１質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下の割合で含有することで、ガラスに赤外透過率を維持しつつ溶解性改善を両立させることができる。Ｆｅの含有量は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、好ましくは５～２００質量ｐｐｍ、より好ましくは１５～１２０質量ｐｐｍ、さらに好ましくは２５～７５質量ｐｐｍ、最も好ましくは３０～５５質量ｐｐｍである。
また、このガラスＡのガラス組成としては、上記成分の他、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、種々の任意成分を含有できる。ここで任意成分としては、例えば、以下の成分が挙げられる。
また、このガラスＡのガラス組成としては、上記成分の他、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、種々の任意成分を含有できる。ここで任意成分としては、例えば、以下の成分が挙げられる。
Ｃｏ３Ｏ４は、可視領域の光を吸収し、８００～１１００ｎｍの近赤外波長域の光を透過させ、清澄性を改善する成分であり１０００質量ｐｐｍ以下の割合で含有させてもよい。１０００質量ｐｐｍ超であると、赤外透過率が低下する。好ましくは１０質量ｐｐｍ以上７００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１００質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下である。
ＭｎＯ２は可視領域の光を吸収し、近赤外領域の光を透過させる成分であり、２０００質量ｐｐｍ以下の割合で含有させてもよい。２０００質量ｐｐｍ超であると、赤外透過率が低下する。好ましくは１５００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは８００質量ｐｐｍ以下である。
Ｂ２Ｏ３は、赤外線透過ガラスの脆さを低減させ、耐衝撃性を改善させ、また溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、溶融性と耐衝撃性を向上させる為０．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、５％以上がさらに好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量は１５％を超えると耐酸性が悪化しやすいため、１２％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。
Ｐ２Ｏ５は、ガラスを安定化させると共に脆さを低減させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が６％超では、失透性が低下し、さらに耐酸性が低下するため、Ｐ２Ｏ５の含有量は、６％以下が好ましく、４％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。また、溶融時に脈理が発生し、ガラスの品質を低下しにくくするためには含有しないことが好ましい。
ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。一方、ＺｎＯの含有量が１５％超となるとガラスの耐候性が著しく低下するため、ＺｎＯの含有量は１５％以下が好ましい。ＺｎＯの含有量は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましい。
ＴｉＯ２は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。一方、ＴｉＯ２の含有量が７％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＴｉＯ２の含有量は７％以下が好ましい。ＴｉＯ２の含有量は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさら好ましく、１．５％以下が特に好ましい。
ＺｒＯ２は、ヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。一方、ＺｒＯ２の含有量が８％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＺｒＯ２の含有量は８％以下が好ましい。ＺｒＯ２の含有量は、６％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましく、１．２％以下が最も好ましい。
Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、２．５％以上が特に好ましく、３％以上が最も好ましい。一方、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ１５％超であると溶融時にガラスが失透しやすくなり、化学強化ガラスの品質が低下するおそれがあるため、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、１５％以下が好ましい。Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、ヤング率を向上させるために少量含有してもよいが、溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
さらに、ガラスをより可視域の色調を調整して使用する際は、所望の透過率特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
これら着色成分の含有量は、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなり望ましくない。この含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。ガラスの赤外透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
Ａｓ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。Ａｓ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。その場合の各成分のガラスへの添加量は、それぞれ外割で０．０１～０．５％が好ましく、０．０７～０．２％がより好ましい。
Ｃは、Ｃｒを含有するガラスにおけるＣｒ６＋の含有量を調整するために、ガラスの溶融の際の雰囲気に応じて任意に添加される。Ｃの添加量は、Ｃｒ６＋の含有量を上記範囲とする量として、外割で０．０１～０．１％が好ましく、０．０２～０．０６％がより好ましい。
次にガラスＢについて説明する。ガラスＢの説明において、％は質量％を意味する。また、ガラスＢの説明において、割合が外割である旨の説明がある場合を除き、割合は内割である。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
ＳｉＯ２の含有量は７０％以上である。上記特性を有効に発揮するため、ＳｉＯ２の含有量は、７４％以上が好ましく、７７％以上がより好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量が８６％超であると溶融性が低下する傾向にあるため、ＳｉＯ２の含有量は８６％以下であり、８４％以下が好ましく、８２％以下がより好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は耐酸性、ヤング率、硬度を向上させる成分であり、含まれると好ましい成分である。また、Ａｌ２Ｏ３はガラスのガラス転移点（Ｔｇ）を高くする成分でありガラス転移点の調整のために含有してもよい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．１％以上が好ましい。上記特性を有効に発揮するため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、０．３％以上が好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％超であるとガラスの溶融性を低下させ、さらに失透温度が高くなる傾向にあるため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０％以下である。そのため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、７．５％以下が好ましく、６％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、２．５％以下が特に好ましい。
Ｂ２Ｏ３は赤外線透過ガラスの脆さを低減させることにより、耐衝撃性を改善させ、さらにグラベロ試験時の傷深さを小さくさせ、また溶融性を向上させる成分であり必須である。含有量は５％以上である。上記特性を有効に発揮するため、Ｂ２Ｏ３の含有量は、７％以上が好ましく、１０％以上がより好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が２０％超であると化学耐久性が低下する傾向にあるため、Ｂ２Ｏ３の含有量は２０％以下であり、１８％以下が好ましく、１６％以下がより好ましく、１４％以下がさらに好ましい。
ＲＯ（ここで、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種以上である）は、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、膨張係数を調整するために１０％以下の範囲で含有してもよい。好ましくは７．５％以下、最も好ましくは５％以下である。ＲＯの含有量は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量の合計量である。
Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である）は、ガラスの粘性を調整し溶融性を改善する成分であり必須である。Ｒ２Ｏの含有量は、これら成分の合量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）である。Ｒ２Ｏの含有量は、０．５％以上であり、１．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。一方、Ｒ２Ｏの含有量が７．５％超ではガラスの耐酸性が低下し、膨張係数が大きくなる傾向にあるため、Ｒ２Ｏの含有量は７．５％以下である。Ｒ２Ｏの含有量は、６％以下が好ましく、５．５％以下がより好ましく、５％以下が最も好ましい。
Ｌｉ２Ｏは、軽量で、絶縁性を有し、十分な強度を有する赤外線透過ガラスを実現するため、密度を低く維持したままヤング率を大きくするために有用な成分であり、５％以下の範囲で含有させることが好ましい。５％超となると失透温度が高くなる恐れがある。また、膨張係数を維持したまま、溶融粘性を低下させることができる。さらに赤外域の透過率を向上させるために含有させることが好ましい。
Ｎａ２Ｏは、膨張係数を調整し、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させた方が好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量は、１％以上が好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が７．５％超では膨張係数が大きくなりすぎ、耐酸性が低下する。Ｎａ２Ｏの含有量は、７％以下が好ましく、６％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
Ｋ２Ｏは、膨張係数を調整し、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。Ｋ２Ｏを含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、２．５％以上がよりさらに好ましくい。一方、Ｋ２Ｏの含有量が７．５％超であると、膨張係数が大きくなり、失透特性が低下し、ヤング率が低下するため、Ｋ２Ｏの含有量は７．５％以下が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は、６％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、４％以下が特に好ましく、３％以下が最も好ましい。
Ｃｒは酸化物として含有され、Ｃｒ２Ｏ３換算で１０質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合で含有することで、ガラスに上記の光学特性を付与する。Ｃｒの含有割合は、Ｃｒ２Ｏ３換算で、好ましくは１００～１００００質量ｐｐｍ、より好ましくは２００～８５００質量ｐｐｍ、さらにより好ましくは３００～７０００質量ｐｐｍ、最も好ましくは５００～５０００質量ｐｐｍである。
Ｒｏｈｓ規制に対応して、ガラス中のＣｒ６＋の含有量は１０００質量ｐｐｍ未満が好ましい。より好ましくは８００質量ｐｐｍ未満、さらに好ましくは６００質量ｐｐｍ未満、よりさらに好ましくは４００質量ｐｐｍ未満、最も好ましくは２００質量ｐｐｍ未満である。
Ｆｅは酸化物として含有され、Ｆｅ２Ｏ３換算で１質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下の割合で含有することで、ガラスに赤外透過率を維持しつつ溶解性改善を両立させることができる。Ｆｅの含有量は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、好ましくは５～２００質量ｐｐｍ、より好ましくは１５～１２０質量ｐｐｍ、さらに好ましくは２５～７５質量ｐｐｍ、最も好ましくは３０～５５質量ｐｐｍである。
また、このガラスＢのガラス組成としては、上記成分の他、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、種々の任意成分を含有できる。ここで任意成分としては、例えば、以下の成分が挙げられる。
Ｃｏ３Ｏ４は、可視領域の光を吸収し、８００～１１００ｎｍの近赤外波長域の光を透過させ、清澄性を改善する成分であり１５００質量ｐｐｍ以下の割合で含有させてもよい。１５００質量ｐｐｍ超であると、赤外透過率が低下する。好ましくは１０質量ｐｐｍ以上１３００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５００質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下である。
ＭｎＯ２は可視領域の光を吸収し、近赤外領域の光を透過させる成分であり、２０００質量ｐｐｍ以下の割合で含有させてもよい。２０００質量ｐｐｍ超であると、赤外透過率が低下する。好ましくは１５００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは８００質量ｐｐｍ以下である。
Ｐ２Ｏ５は、ガラスを安定化させ脆さを低減させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が６％超では、失透性が低下し、さらに耐酸性が低下するため、Ｐ２Ｏ５の含有量は、６％以下が好ましく、４％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。また、溶融時に脈理が発生し、ガラスの品質を低下しにくくするためには含有しないことが好ましい。
ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。一方、ＺｎＯの含有量が１５％超となるとガラスの耐候性が著しく低下するため、ＺｎＯの含有量は１５％以下が好ましい。ＺｎＯの含有量は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましい。
ＴｉＯ２は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。一方、ＴｉＯ２の含有量が７％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＴｉＯ２の含有量は７％以下が好ましい。ＴｉＯ２の含有量は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさら好ましく、１．５％以下が特に好ましい。
ＺｒＯ２は、ヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。一方、ＺｒＯ２の含有量が８％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＺｒＯ２の含有量は８％以下が好ましい。ＺｒＯ２の含有量は、６％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましく、１．２％以下が最も好ましい。
Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、２．５％以上が特に好ましく、３％以上が最も好ましい。一方、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ１５％超であると溶融時にガラスが失透しやすくなり、化学強化ガラスの品質が低下するおそれがあるため、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、１５％以下が好ましい。Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましい。
Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、ヤング率を向上させるために少量含有してもよいが、溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
さらに、ガラスをより可視域の色調を調整して使用する際は、所望の透過率特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
これら着色成分の含有量は、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなり望ましくない。この含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。ガラスの赤外透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
Ａｓ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。Ａｓ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。その場合の各成分のガラスへの添加量は、それぞれ外割で０．０１～１．５％が好ましく、０．５～１．２％がより好ましい。
Ｃは、Ｃｒを含有するガラスにおけるＣｒ６＋の含有量を調整するために、ガラスの溶融の際の雰囲気に応じて任意に添加される。Ｃの添加量は、Ｃｒ６＋の含有量を上記範囲とする量として、外割で０．０１～０．１％が好ましく、０．０２～０．０６％がより好ましい。
ＣｄＳ－ＣｄＳｅ系の赤外線透過ガラスの含有成分であるカドミウム（Ｃｄ）が人体に対して毒性を有し、さらに、カドミウムは発がん性を有するとの報告もなされている。また、カドミウムは人体への蓄積性も指摘され、一度カドミウムに暴露されると、長期間その毒性にさらされる危険性があり、上記ガラスはＣｄを含有しない。
本光学部材に用いるガラス基板は、例えば、ガラス組成が所望の範囲、好ましくは上記Ｃｒを含有するガラスの組成となるように種々の原料を適量調合し、加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化し、周知の、フロート法、ダウンドロー法、プレス法またはロールアウト法などによって板状等に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後、板状に加工して得られる。
上記ガラス基板としては、例えば、フロート法により成形されたガラス板を用いることが好ましい。また、ガラス基板は風冷強化（物理強化）や化学強化により強化処理がなされていることが好ましい。強化処理により、ガラス基板の表面に圧縮応力層が形成され、傷や衝撃に対する強度が向上する。
物理強化による圧縮応力層を形成しやすい観点から、ガラス基板を構成するガラスの線膨張係数は、３０×１０－７／℃以上が好ましく、３５×１０－７／℃以上がより好ましく、６０×１０－７／℃以上がさらに好ましい。また、ガラスの線膨張係数は、物理強化後の寸法精度の観点から、１００×１０－６／℃以下が好まく、９５×１０－６／℃以下がより好ましく、９０×１０－６／℃以下がさらに好ましい。なお、本明細書における線膨張係数は、５０℃～３５０℃での平均線膨張係数である。
物理強化による圧縮応力層を形成する場合に、さらに波面収差を例えば１．０λＲＭＳと小さくしたい場合、もしくは飛び石によるチッピング耐性を確保したい場合は、ガラス基板を構成するガラスの線膨張係数は、２０×１０－７／℃以上が好ましく、２５×１０－７／℃以上がより好ましく、３０×１０－７／℃以上がさらに好ましい。また、ガラスの線膨張係数は、物理強化後の寸法精度や波面収差の観点から、５０×１０－６／℃以下が好まく、４０×１０－６／℃以下がより好ましく、３１×１０－６／℃以下がさらに好ましい。なお、本明細書における線膨張係数は、５０℃～３５０℃での平均線膨張係数である。
また、ガラス基板を構成するガラスのＴｇは、物理強化時の耐熱性および作業性の観点から４７０～６３０℃が好ましい。Ｔｇは、より好ましくは５００～６００℃、さらに好ましくは５３５～５８０℃である。既存の物理強化炉を用いて７５０℃以下の温度域で物理強化をすることが可能となる。
強化処理されたガラス基板は、例えば、表面圧縮応力（ＣＳ）が１０ＭＰａ以上であることが好ましい。表面圧縮応力は３０ＭＰａ以上がより好ましく、５０ＭＰａ以上がさらに好ましく、１００ＭＰａ以上が特に好ましい。物理強化後の寸法精度を精度良く制御したい場合は７０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
ガラス基板に圧縮応力層を入れる部合に、さらに波面収差を例えば０．５λＲＭＳとより小さくしたい場合は、表面圧縮応力（ＣＳ）が９０ＭＰａ以下とすることが好ましい。表面圧縮応力は６５ＭＰａ以下がより好ましく、５０ＭＰａ以下がさらに好ましく、４０ＭＰａ以下が特に好ましい。
ガラス基板に圧縮応力層を入れる部合は、その深さが３００μｍ以上であることが好ましい。圧縮応力層の深さは３５０μｍ以上であることがより好ましく、４００μｍ以上であることがさらに好ましく、５００μｍ以上であることが最も好ましい。深さが３００μｍ未満であると十分な飛び強度を確保できない。
なお、表面圧縮応力（ＣＳ）と圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、次のようにして測定できる。
圧縮応力層を形成する前のガラス基板から、全面が鏡面である円板を作製する。作製した円板を用いて、円板圧縮法により、光弾性定数を求める。次いで、強化処理されたガラス基板を切断した後、切断面を光学研磨し、レターデーションを複屈折測定装置により測定する。そして、測定されたレターデーションの値を上記光弾性定数とガラス基板の厚みで除することで、発生応力（表面の圧縮応力（ＣＳ））を求めることができる。
なお、表面圧縮応力（ＣＳ）と圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、次のようにして測定できる。
圧縮応力層を形成する前のガラス基板から、全面が鏡面である円板を作製する。作製した円板を用いて、円板圧縮法により、光弾性定数を求める。次いで、強化処理されたガラス基板を切断した後、切断面を光学研磨し、レターデーションを複屈折測定装置により測定する。そして、測定されたレターデーションの値を上記光弾性定数とガラス基板の厚みで除することで、発生応力（表面の圧縮応力（ＣＳ））を求めることができる。
また表面から圧縮応力がゼロとなるまでの距離を算出し、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）を求める事ができる。ただし典型的には板厚の１/６である。
ガラス基板は、グラベロ試験 条件Ａにおいて破損しないことが好ましい。破損しないことで内部のセンサー部品等を保護することが可能となる。
ガラス基板は、グラベロ試験 条件Ｂにおいて任意の３点の平均傷深さが小さいことが好ましい。傷深さが５００μｍ以下であることが好ましく、さらには３００μｍ以下であることが好ましく、さらに１５０μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることが最も好ましい。
本光学部材に用いるガラス基板の大きさは用途に応じて適宜調整できる。例えば、フロート法等で得られたガラス板が所定のサイズに切断して用いられる。ガラス基板の第１の主面と第２の主面を繋ぐ端面は、端部やその近傍の割れを防止する等の目的で面取り加工されていることが好ましい。
ガラス基板としては、熱に対する形状安定性、特に（３）の要件を満足させる観点から単板のガラス板を用いることが好ましい。ただし、本光学部材が（１）～（３）の要件を満足する限りにおいて、ガラス基板は必要に応じて合わせガラスであってもよい。
［光干渉膜］
光干渉膜は、ガラス基板の主面上に形成され、得られる光学部材が（１）～（３）の要件を達成するように機能する。例えば、図１Ａに示す光学部材１０Ａにおいては、ガラス基板１の第１の主面１ａ上に形成された光干渉膜２が上記機能を有し、図１Ｂに示す光学部材１０Ｂにおいては、ガラス基板１の第１の主面１ａ上に形成された光干渉膜２および第２の主面１ｂ上に形成された光干渉膜３の機能の組み合わせにおいて上記機能を有する。光学部材が第２の主面上にのみ光干渉膜を有する場合も同様である。
光干渉膜は、ガラス基板の主面上に形成され、得られる光学部材が（１）～（３）の要件を達成するように機能する。例えば、図１Ａに示す光学部材１０Ａにおいては、ガラス基板１の第１の主面１ａ上に形成された光干渉膜２が上記機能を有し、図１Ｂに示す光学部材１０Ｂにおいては、ガラス基板１の第１の主面１ａ上に形成された光干渉膜２および第２の主面１ｂ上に形成された光干渉膜３の機能の組み合わせにおいて上記機能を有する。光学部材が第２の主面上にのみ光干渉膜を有する場合も同様である。
光干渉膜は、例えば、得られる光学部材において、入射角０度～５度の範囲で、ガラス基板を単独で使用した場合に比べてＴｍａｘ４００－７００を低下させるとともに、波長λｓにおいて、ガラス基板を単独で使用した場合に比べて反射率を低下させることで、（１）および（２）の要件を達成するように機能する。光干渉膜は耐熱性の材料で構成されることで（３）の要件を達成できる。光干渉膜は、さらに、得られる光学部材が（４）および（５）の要件の１以上を満たすように機能することが好ましい。
光干渉膜は、光学部材が（１）～（３）の要件を満足する、好ましくは、さらに、（４）および（５）の要件の１以上を満足するように機能するものであれば、これらに加えて、例えば、可視光遮蔽性、紫外線遮蔽性、防汚性、防塵性等の付与、耐久性の向上等の他の機能を併せもつ膜でもよい。
光干渉膜をガラス基板の両主面上に設ける場合、それぞれの光干渉膜については、これを単独で用いた場合に光学部材が（１）～（３）の要件を満たすものでなくともよい。好ましくは、単独で用いた場合に、光学部材が（１）～（３）の要件を満たし、好ましくは（４）および（５）の要件の１以上を満たす光干渉膜を、ガラス基板の両主面上に設ける。この場合、それぞれの光干渉膜を単独で用いる場合に比べて、Ｔｍａｘ４００－７００は低下し、Ｔｍｉｎ（２）は向上する傾向にある。光干渉膜の構成は、光学部材に求められる光学特性に応じて、適宜選択される。
光干渉膜は、１層のみで構成される単層膜であってもよく、２層以上が積層された多層膜であってもよく、多層膜が好ましい。光干渉膜が多層膜である場合、低屈折率層と高屈折率層を含む２層以上で構成される多層膜が好ましい。多層膜の合計の層数は、製造コストおよび薄層化の観点から３２層以下が好ましく、２０層以下が特に好ましい。
多層膜が低屈折率層と高屈折率層を含む場合、低屈折率層と高屈折率層は、好ましくは、互いに隣接して積層される。低屈折率層は屈折率の低い材料（低屈折率材料）から、高屈折率層は屈折率の高い材料（高屈折率材料）からそれぞれ構成される。低屈折率層と高屈折率層の屈折率差、すなわち、低屈折率材料と高屈折率材料の屈折率差は、０超であればよく、０．１以上が好ましい。なお、本明細書中での光干渉膜を構成する光学薄膜の屈折率についての記述は、全て設定波長λｓにおける各々の材料の屈折率のことを意味している。
低屈折率層と高屈折率層を有する多層膜は、さらに中間屈折率層を有する構成であってもよい。中間屈折率層は屈折率が低屈折率材料の屈折率より高く、高屈折率材料の屈折率より低い中間屈折率材料から構成される。多層膜が低屈折率層、高屈折率層、および中間屈折率層を有する場合、好ましくは、低屈折率層と高屈折率層は互いに隣接して積層され、中間屈折率層は、高屈折率層の低屈折率層に接する主面と反対側の主面に接するように積層される、または、低屈折率層の高屈折率層に接する主面と反対側の主面に接するように積層される。
低屈折率層を構成する低屈折率材料の屈折率は、１．３５以上１．５５未満が好ましい。低屈折率材料としては、例えば、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等の低屈折率物質を主成分とする材料が挙げられる。なお、各屈折率層において主成分とは、該物質を９０％以上含有することを表す。低屈折率材料は、屈折率が低く、好ましくは屈折率が上記範囲に調整される限り、低屈折率物質の少なくとも１種を主成分とし、さらに、中間屈折率物質、高屈折率物質を含有する構成でもよい。低屈折率材料は、好ましくは低屈折率物質のみから構成され、より好ましくは低屈折率物質の１種のみで構成される。成膜性における再現性、安定性、経済性等の点から、低屈折率物質として酸化ケイ素を用いることが好ましい。
高屈折率層を構成する高屈折率材料の屈折率は、１．９０以上５．００以下が好ましい。高屈折率材料としては、例えば、水素化ケイ素、ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化セリウム、ケイ素、酸化銅、ゲルマニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル等の高屈折率物質を主成分とする材料が挙げられる。
なお、これらの高屈折率物質には、窒化物、酸化物や酸窒化物を構成する金属以外の金属がドープされていてもよい。ドープされた金属を含む高屈折率物質としては、例えば、ジルコニウムドープ酸化チタン、ジルコニウムドープ酸化ケイ素、アルミドープ酸化ジルコニウム、ジルコニウムドープ酸化ニオブ、ハフニウムドープ酸化ジルコニウム、アルミドープ酸化亜鉛、アルミドープ窒化ケイ素、アルミドープ酸窒化ケイ素等が挙げられる。高屈折率材料は、屈折率が高く、好ましくは屈折率が上記範囲に調整される限り、高屈折率物質の少なくとも１種を主成分とし、さらに、低屈折率物質、中間屈折率物質を含有する構成でもよい。高屈折率材料は、好ましくは高屈折率物質のみから構成され、より好ましくは高屈折率物質の１種のみで構成される。
これらのうち、多層膜とした際に所望の光学特性が得られる点から、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化セリウム、ケイ素、酸化銅、水素化ケイ素、酸化ニオブ、酸化タンタル、ジルコニウムドープ酸化チタン、ジルコニウムドープ酸化ケイ素が好ましい。さらに、多層膜とした際に所望の硬度が得られる点から、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化セリウム、ケイ素、水素化ケイ素、酸化ニオブ、酸化タンタル、ジルコニウムドープ酸化チタン、ジルコニウムドープ酸化ケイ素が好ましく、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、酸化スズ、ケイ素、水素化ケイ素、酸化ニオブ、酸化タンタル、ジルコニウムドープ酸化チタン、ジルコニウムドープ酸化ケイ素がより好ましく、熱に対する形状安定性の観点から、窒化ケイ素、酸化ニオブ、水素化ケイ素、ケイ素、ジルコニウムドープ酸化チタンが特に好ましい。
中間屈折率層を構成する中間屈折率材料の屈折率は、１．５５以上１．９０未満が好ましい。中間屈折率材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素と酸化ジルコニウムの混合物、酸化ケイ素と窒化アルミニウムの混合物等の中間屈折率物質を主成分とする材料が挙げられる。中間屈折率材料は、屈折率が高屈折率材料の屈折率と低屈折率材料の屈折率の間にあり、好ましくは屈折率が上記範囲に調整される限り、中間屈折率物質の少なくとも１種を主成分とし、さらに、低屈折率物質、高屈折率物質を含有する構成でもよい。好ましい、中間屈折率物質として、酸化ケイ素と窒化アルミニウムの混合物が挙げられる。中間屈折率材料は、好ましくは中間屈折率物質のみから構成され、より好ましくは中間屈折率物質の１種のみで構成される。
中間屈折率物質としては、多層膜とした際に所望の光学特性および硬度が得られる点から、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウムが好ましく、酸化アルミニウムが特に好ましい。
なお、上に説明した各屈折率層に用いる金属化合物において、例えば、窒化ケイ素は、必ずしも化学量論的な組成比の窒化ケイ素（Ｓｉ：Ｎ＝３：４）からなる必要はなく、例えば組成比がこれからずれた非化学量論的な組成比の窒化ケイ素からなるものでもよい。本明細書において、窒化＋金属名、酸化＋金属名、酸窒化＋金属名で表記される金属の窒化物、酸化物や酸窒化物は、特に断りのない限り化学量論的な組成比または非化学量論的な組成比の窒化物、酸化物や酸窒化物を示す。必要に応じて、例えば、窒化ケイ素であればＳｉＮｘのように記載することもある。
好ましい高屈折率層、中間屈折率層、低屈折率層の組み合わせとして、ジルコニウムドープ酸化チタン（以下、ＴｉＺｒＯｘで示す。）層とＳｉＯ２層、ＳｉＮｘ層とＡｌ２Ｏ３層とＳｉＯ２層、ジルコニウムドープ酸化ケイ素（以下、ＳｉＺｒＯｘで示す。）層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＳｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層とＳｉＯ２層、ＴｉＯ２層とＳｉＯ２層、Ｎｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層、ＺｒＯ２層とＳｉＯ２層、ＳｎＯ２層とＳｉＯ２層が挙げられ、ＴｉＺｒＯｘ層とＳｉＯ２層、ＳｉＮｘ層とＡｌ２Ｏ３層とＳｉＯ２層、ＳｉＺｒＯｘ層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＳｉＺｒＯｘ層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＳｎＯ２層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＴｉＺｒＯｘ層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＳｉＮｘ層とＳｉＯ２層、Ｓｉ層とＴａ２Ｏ５層とＳｉＯ２層の組み合わせが特に好ましい。
光干渉膜が多層膜である場合の各層の幾何学的厚みは、用いる材料や求められる光学特性に応じて適宜設定される。光干渉膜において、主たる目的の波長域が赤外域であることから、光干渉膜を構成する層の少なくとも１層は幾何学的厚みが５０ｎｍ以上であることが好ましい。光干渉膜を構成する各層の幾何学的厚み（１層あたりの膜厚）は、それぞれ、１ｎｍ～５００ｎｍに設定することができる。各層の幾何学的厚みは１～４００ｎｍがより好ましく、１～４００ｎｍがさらに好ましい。
光干渉膜においては、１層あたりの膜厚の上限を５００ｎｍとすることにより、光散乱による透過率減少を抑制することができる。なお、光干渉膜の１層あたりの膜厚を１ｎｍ以上とするのは、光干渉膜が実際に連続膜として存在し、その機能を充分に発揮させるようにするためである。
また、主たる目的の波長域が赤外域であることから、光干渉膜の幾何学的総膜厚は、３００ｎｍ以上が好ましく、４００ｎｍ以上がより好ましく、５００ｎｍ以上がさらに好ましい。一方、光散乱による透過率低下防止およびガラス基板の反り防止の点から、光干渉膜の幾何学的総膜厚は、２０００ｎｍ以下が好ましく、１５００ｎｍ以下がより好ましく、１２００ｎｍ以下がさらに好ましい。
なお、光干渉膜がガラス基板の両主面上に設けられる場合、個々の光干渉膜について上記と同様の構成とできる。ただし、光干渉膜の幾何学的総膜厚の上限は、２つの光干渉膜の合計で、４０００ｎｍが好ましい。光干渉膜をガラス基板の両主面上に設けることで、光干渉膜の内部応力によりガラス基板に反りが生じるのを抑制する効果がある。
光干渉膜における層数、層の構成材料、積層順、層の厚み等の積層構造は、求められる光学特性に応じて適宜変更可能である。例えば、光干渉膜が中間屈折率層、高屈折率層、および低屈折率層の積層体で構成される場合、各層の幾何学的厚みは、各層を構成する材料や求められる光学特性に応じて適宜設定される。
光干渉膜がガラス基板の両方の主面に設けられる場合の例として、例えば、図１Ｂに示す光学部材１０Ｂを例に説明する。光学部材１０Ｂにおいて、ガラス基板１は第１の主面１ａがセンサ側、第２の主面１ｂが外部側に向かって位置する。ガラス基板１の第１の主面１ａ上に設けられた第１の光干渉膜２は、第１の主面１ａ側から高屈折率層と低屈折率層が交互に積層した構成が好ましい。また、ガラス基板１の第２の主面１ｂ上に設けられた第２の光干渉膜３は、第２の主面１ｂ側から高屈折率層と低屈折率層が交互に積層した構成が好ましい。
第１の光干渉膜２は、例えば、高屈折率層としてのＴｉＺｒＯｘ層もしくはＴａ２Ｏ５と、低屈折率層としてのＳｉＯ２層が交互に積層された多層膜が好ましい。また、高屈折率層としてのＴｉＺｒＯｘ層もしくはＴａ２Ｏ５層の一部が水素化ケイ素（以下、ＳＨｘで示す。）層またはケイ素Ｓｉに置換された構成も好ましい。この場合の第２の光干渉膜３としては、例えば、高屈折率層としてのＴｉＺｒＯｘ層、ＳｉＮｘ層またはＴａ２Ｏ５層と、低屈折率層としてのＳｉＯ２層が交互に積層された多層膜が多層膜の耐熱性の観点から好ましい。
上記において、第１の光干渉膜２の層数は６～２０が好ましく、６～１６がより好ましい。また各層の膜厚は１～３００ｎｍが好ましく、１～２５０ｎｍがより好ましい。第１の光干渉膜２の総膜厚は４００～１０００ｎｍが好ましく、４００～６００ｎｍがより好ましい。また、第２の光干渉膜３の層数は６～１６が好ましく、６～１１２がより好ましい。また各層の膜厚は１～４００ｎｍが好ましく、１～３００ｎｍがより好ましい。第２の光干渉膜３の総膜厚は３００～１２００ｎｍが好ましく、３００～７００ｎｍがより好ましい。
本光学部材は、使用される環境、部位に応じて、その外観を周囲と調和するように可視光領域の反射率が調整されていることが好ましく、Ｒｖ１ａｖｅに応じて、第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３を以下のように設計してもよい。
例えば、光学部材のＲｖ１ａｖｅを６％未満とするには、第１の光干渉膜２と第２の光干渉膜３のどちらかの光干渉膜、もしくは両方の光干渉膜中に波長４００～７００ｎｍの光に対して吸収を有する層が１層以上ある状態のガラス物品を、センサと反対側の主面から入射角５度で入射したＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の反射率の最大値が１２％未満になるように、第１の光干渉膜とガラス基板を設計することが好ましい。
また、本光学部材のＲｖ１ａｖｅを６％以上３５％未満とするには、第１の光干渉膜２と第２の光干渉膜３を成膜した状態のガラス物品を、センサと反対側の主面から入射角５度で入射したＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の反射率の最大値がＲｖ１ａｖｅ＋５％未満になるように、第１の光干渉膜とガラス基板を設計することが好ましい。
さらに、本光学部材のＲｖ１ａｖｅを３５％以上とするには、第２の光干渉膜３について、高屈折率層を３～１０層、低屈折率層を３～１０層として、層数を６～２０、各層の膜厚を１０～２００ｎｍ、総膜厚を３００～１０００ｎｍとした多層膜を用いることが好ましい。
光干渉膜は、ガラス基板に公知の成膜方法で形成することができる。具体的には、加熱蒸着法やスパッタリング法、イオンアシスト蒸着（ＩＡＤ：Ｉｏｎ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの成膜法を用いて形成する。特に、光干渉膜として耐擦傷性の高い膜を形成する場合は、緻密な膜が得られるように、スパッタリング法やイオンアシスト蒸着法を用いることが好ましい。
以上、図１Ｂを参照しながらガラス基板１、第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３からなる光学部材１０Ｂについて説明した。光学部材１０Ｂは、本発明の効果を損なわない範囲で、ガラス基板１、第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３の設計を変更可能である。また、光学部材１０Ｂは、本発明の効果を損なわない範囲で、ガラス基板１、第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３以外の任意の構成要素を有してもよい。任意の構成要素として、撥水機能、親水機能、防曇機能、防汚機能等を付与するコーティング、低放射性コーティング、赤外線遮光コーティング、導電性コーティング等が挙げられる。例えば、撥水機能、防汚機能等を付与するコーティングは、光学部材の外表面の最表層として、光学部材１０Ｂにおいては第２の光干渉膜３の主面３ｂ上に５～２０ｎｍの厚みで設けられることが好ましい。
本光学部材は、（３）の要件を満たすことで、熱により該赤外光の透過性に歪みが発生するのを抑制している。また、本光学部材は、より高い温度での耐熱性が要求される場合、光学部材を大気下、温度６００℃で２４時間加熱した前後の上記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差（以下、「ΔＴ６００℃λｓ」ともいう。）が３％以下であるのが好ましい。赤外光透過性の熱による影響をより抑える観点から、ΔＴ６００℃λｓは、１．０％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
本光学部材は、耐光性、特に紫外線耐性（以下、「耐ＵＶ性」）の観点から、光学部材を４０℃にて３００ｗ/ｍ２にてキセノンランプを２４時間照した前後の上記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差（以下、「ΔＴｕｖλｓ」ともいう。）が２％以下であるのが好ましい。赤外光透過性の紫外線による影響をより抑える観点から、ΔＴｕｖλｓは、１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
本光学部材は、耐薬品性、特に耐酸性の観点から、光学部材を１ｍｏｌ、２０℃のＨＣｌ溶液中に入れ、６時間放置した前後の上記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差（以下、「ΔＴＨＣｌλｓ」ともいう。）が２％以下であるのが好ましい。赤外光透過性の酸性雨による影響をより抑える観点から、ΔＴＨＣｌλｓは、１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
本光学部材において、光干渉膜の表面で測定される押込み深さ５０ｎｍのマルテンス硬度は、ガラス基板の表面に対して測定される押込み深さ５０ｎｍのマルテンス硬度よりも大きいことが好ましい。本明細書における、マルテンス硬度は、微小硬さ試験機により、ビッカース圧子を用い、最大荷重到達時間を１０秒、クリープ時間を５秒、押し込み荷重を０．０５ｍＮから５００ｍＮ、負荷速度を１ｍｍＮ／１０ｓ、除荷速度を１ｍｍＮ／１０ｓとして、負荷－除荷試験を行った際の、押込み深さ５０ｎｍにおけるマルテンス硬度である。以下、上記測定条件で測定される押込み深さ５０ｎｍのマルテンス硬度を、単に「マルテンス硬度」という。
本光学部材においてガラス基板の表面で測定されるマルテンス硬度は、４Ｎ／ｍｍ２以上が好ましく、４．５Ｎ／ｍｍ２以上がより好ましく、５Ｎ／ｍｍ２以上がさらに好ましい。光干渉膜の表面で測定されるマルテンス硬度は、ガラス基板の表面で測定されるマルテンス硬度より大きい条件を満たした上で、４Ｎ／ｍｍ２以上が好ましく、４．５Ｎ／ｍｍ２以上がより好ましく、５Ｎ／ｍｍ２以上がさらに好ましい。該マルテンス硬度は、光干渉膜を構成する材料の一部に上記において硬度の点で好ましいとした材料とすることで、達成できる。好ましい材料としてＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２を含む材料が上げられる。
本光学部材において波長λｓにおける入射角６０度の光の透過率が７０％以上であるとより高角度（広範囲）におけるセンサ精度を維持することが可能になり好ましい。より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上、よりさらに好ましくは８５％以上、最も好ましくは８７％以上である。
本光学部材においては、少なくとも一面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率が７５％以上であることが、ミラー効果があり、不必要な光を入れないことや高温にならないようにすることや、見栄えの点で好ましい。該平均反射率は８０％以上がより好ましく、８５％以上がさらに好ましい。
本光学部材は、光干渉膜の表面において測定される水接触角は、例えば、車両に使用するセンサカバーとして車両の外側に施される場合には、水の赤外線吸収による透過率低下を防止するという観点と汚れを防止する観点から９０度以上が好ましく、１００度以上がより好ましい。光干渉膜の水接触角を高めるには光干渉膜の最表面にフッ素系防汚剤やダイヤモンドライクカーボンを１から１５ｎｍの厚みでコーティングすることにより実現できる。
ＬｉＤＡＲセンサ等のセンサに本光学部材をカバーとして取り付ける方法としては、例えば、赤外光を透過する接着剤を介して直接貼付する方法、ＬｉＤＡＲセンサ等のセンサの筐体に取り付ける方法等が挙げられる。
ＬｉＤＡＲセンサは、輸送機、例えば、電車、自動車、船舶、航空機に搭載されて使用される。本光学部材は、特に、自動車に搭載される、ＬｉＤＡＲセンサのカバーとして好適である。ＬｉＤＡＲセンサは自動車に搭載される際に、例えば、バンパー、サイドミラー、ピラー、室内ミラーの背面部分等に取り付けられる場合がある。本光学部材は、適用箇所に応じて、強度や意匠性を調整できる点で有利である。
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。図１Ｂに示すのと同様の構成、ただし、第１の光干渉膜２および第２の光干渉膜３の構成が、各例により適宜変更された、光学部材を作製し評価した。例１～１１、１４が実施例であり、例１２、１３が比較例である。
［ガラス基板の作製］
ガラス基板として表１～３に組成および特性を示すＧ１～Ｇ２４のガラス基板を準備した。ガラス基板Ｇ１～Ｇ１５、Ｇ１７～Ｇ２４については以下の方法で作製した。ガラス基板Ｇ１６は、ショット社製のＲＧ７８０（商品名）である。
ガラス基板として表１～３に組成および特性を示すＧ１～Ｇ２４のガラス基板を準備した。ガラス基板Ｇ１～Ｇ１５、Ｇ１７～Ｇ２４については以下の方法で作製した。ガラス基板Ｇ１６は、ショット社製のＲＧ７８０（商品名）である。
酸化物基準の質量百分率表示で、表１～３に記載の組成となるように原料を調製し、白金製るつぼに入れ、１５５０℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、２時間溶融し、脱泡、均質化した。なお、表１～３に示される組成については、有効数字を四捨五入して記載しているため、ガラス組成における各成分の含有量の合計が１００％にならない場合がある。
得られたガラスを型材に流し込み、Ｔｇ＋５０℃の温度で１時間保持した後、１℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。次いで、ガラスブロックを切断、研磨し、両面を鏡面加工することにより、表１～３に示される厚み（単位：ｍｍ）を有する各例のガラス基板を得た。
ガラス基板Ｇ１～Ｇ１８、Ｇ２０～Ｇ２４は単板であり、ガラス基板Ｇ１９はガラス基板Ｇ１８と同じ組成のガラスからなる２．１ｍｍ厚のガラス板を２枚（ただし、内１枚は合わせガラスとする際の中間膜と接する主面に赤外透過黒色インク層を有する）を中間膜（ポリビニルブチラール製、０．７５ｍｍ厚）で接着した合わせガラスである。
（物性）
（１）密度
得られたガラス基板を構成するガラスについて、自動比重測定装置（ＡＳＧ－３２０Ｋ）関東メジャー（株）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８８０７に従って測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、自動比重測定装置で測定した密度の実測値と、自動比重測定装置で密度を測定した各ガラスと密度を計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。
（２）Ｔｇ
得られたガラス基板を構成するガラスについて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）（ＮＥＴＺＳＣＨ製 ＴＤ５０００ＳＡ）を用いて測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、熱機械分析装置で測定したＴｇの実測値と、熱機械分析装置でＴｇを測定した各ガラスとＴｇを計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。
（３）線膨張係数
得られたガラス基板を構成するガラスについて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）（ＮＥＴＺＳＣＨ製 ＴＤ５０００ＳＡ）を用いて、５０～３５０℃における熱膨張曲線を昇温速度５℃／分の条件で測定し、線熱膨張係数（単位：１０－７／℃）を測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、熱機械分析装置で測定した線膨張係数の実測値と、熱機械分析装置で線膨張係数を測定した各ガラスと線膨張係数を計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。また、表２において「＊１」の数値は、２００～３００℃における線膨張係数の実測値である。
（１）密度
得られたガラス基板を構成するガラスについて、自動比重測定装置（ＡＳＧ－３２０Ｋ）関東メジャー（株）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８８０７に従って測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、自動比重測定装置で測定した密度の実測値と、自動比重測定装置で密度を測定した各ガラスと密度を計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。
（２）Ｔｇ
得られたガラス基板を構成するガラスについて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）（ＮＥＴＺＳＣＨ製 ＴＤ５０００ＳＡ）を用いて測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、熱機械分析装置で測定したＴｇの実測値と、熱機械分析装置でＴｇを測定した各ガラスとＴｇを計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。
（３）線膨張係数
得られたガラス基板を構成するガラスについて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）（ＮＥＴＺＳＣＨ製 ＴＤ５０００ＳＡ）を用いて、５０～３５０℃における熱膨張曲線を昇温速度５℃／分の条件で測定し、線熱膨張係数（単位：１０－７／℃）を測定した。なお、表２及び表３において（）の数値は、熱機械分析装置で測定した線膨張係数の実測値と、熱機械分析装置で線膨張係数を測定した各ガラスと線膨張係数を計算するガラスとのガラス組成差とから、線形回帰法で求めた計算値である。また、表２において「＊１」の数値は、２００～３００℃における線膨張係数の実測値である。
（４）光学特性
光学特性は、分光光度計（Ｖ－７８０自動絶対反射率測定システム、日本分光社製）を用いて、で以下の項目について測定した。
光学特性は、分光光度計（Ｖ－７８０自動絶対反射率測定システム、日本分光社製）を用いて、で以下の項目について測定した。
（Ｔｖ、Ｔｍａｘ４００－７００）
入射角０度における波長４００～７００ｎｍの平均透過率をＴｖとした。入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、波長４００～７００ｎｍの透過率の最大値をＴｍａｘ４００－７００とした。
（波長域幅（３％以上）、（２５％以上）、（３０％以上））
波長４００～７００ｎｍの波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率が３％以上、２５％以上および３０％以上である波長域の幅をそれぞれ求めた。
入射角０度における波長４００～７００ｎｍの平均透過率をＴｖとした。入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、波長４００～７００ｎｍの透過率の最大値をＴｍａｘ４００－７００とした。
（波長域幅（３％以上）、（２５％以上）、（３０％以上））
波長４００～７００ｎｍの波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率が３％以上、２５％以上および３０％以上である波長域の幅をそれぞれ求めた。
（Ｔ３６５、Ｔ８００、Ｔ９０５、Ｔ１０５０、Ｔ１５５０）
入射角０°における波長３６５ｎｍ、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍの透過率をそれぞれ、Ｔ３６５、Ｔ８００、Ｔ９０５、Ｔ１０５０、Ｔ１５５０で示した。
（透過Ｌ＊、透過ａ＊、透過ｂ＊）
ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光を照射して得られる透過光について、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標を、透過Ｌ＊、透過ａ＊、透過ｂ＊で示した。
入射角０°における波長３６５ｎｍ、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍの透過率をそれぞれ、Ｔ３６５、Ｔ８００、Ｔ９０５、Ｔ１０５０、Ｔ１５５０で示した。
（透過Ｌ＊、透過ａ＊、透過ｂ＊）
ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光を照射して得られる透過光について、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標を、透過Ｌ＊、透過ａ＊、透過ｂ＊で示した。
（Ｔ８００－６０ｄｅｇ、Ｔ９０５－６０ｄｅｇ、Ｔ１０５０－６０ｄｅｇ、Ｔ１５５０－６０ｄｅｇ）
入射角６０°における波長８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍの透過率をそれぞれ、Ｔ８００－６０ｄｅｇ、Ｔ９０５－６０ｄｅｇ、Ｔ１０５０－６０ｄｅｇ、Ｔ１５５０－６０ｄｅｇで示した。
入射角６０°における波長８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍの透過率をそれぞれ、Ｔ８００－６０ｄｅｇ、Ｔ９０５－６０ｄｅｇ、Ｔ１０５０－６０ｄｅｇ、Ｔ１５５０－６０ｄｅｇで示した。
（表面の圧縮応力）
まず、圧縮応力層を形成する前のガラス基板から、全面が鏡面である円板を作製した。作製した円板を用いて、円板圧縮法により、光弾性定数を求めた。次いで、全面が鏡面である５０×５０×４ｍｍのサイズのガラスを準備し、ＳＵＳ製のジグを用いてガラスを所望の温度（物理強化温度）まで１４０秒で昇温後、７０秒保持した。その後所望の風圧にて圧縮空気を吹き付け急冷した。作製した急冷ガラスを切断した後、切断面を光学研磨し、レターデーションを複屈折測定装置により測定した。そして、測定されたレターデーションの値を光弾性定数とガラス厚みにて除することで、発生応力（表面の圧縮応力（単位：ＭＰａ））を求めた。
まず、圧縮応力層を形成する前のガラス基板から、全面が鏡面である円板を作製した。作製した円板を用いて、円板圧縮法により、光弾性定数を求めた。次いで、全面が鏡面である５０×５０×４ｍｍのサイズのガラスを準備し、ＳＵＳ製のジグを用いてガラスを所望の温度（物理強化温度）まで１４０秒で昇温後、７０秒保持した。その後所望の風圧にて圧縮空気を吹き付け急冷した。作製した急冷ガラスを切断した後、切断面を光学研磨し、レターデーションを複屈折測定装置により測定した。そして、測定されたレターデーションの値を光弾性定数とガラス厚みにて除することで、発生応力（表面の圧縮応力（単位：ＭＰａ））を求めた。
飛び石耐性はグラベロ試験を行う事によって評価した。まず、ガラス基板から、全面が鏡面であるガラス基板５０×５０×４ｍｍを作成した。この基板を４５×４５の孔があいているＳＵＳジグに貼り付け、ガラス基板の周辺端部のみがジグに接するように張り付けた。さらにガラス端部が露出しないように両面テープを用いて保護を行った。このガラス基板に対して飛び石が４５°の角度でぶつかるようにセットし、下記条件にてグラベロ試験を実施した。なお、グラベロ試験はスガ試験機株式会社製の飛び石試験機JA400を用いて実施した。
条件Ａ：射出圧 0.5MPa 投射材 玄武岩6号 投射量 500ml
条件Ｂ：射出圧 0.2MPa 投射材 玄武岩7号 投射量 50ｇ
これによりガラスが破損した場合×、ガラスが破損しなかった場合を〇とした。
条件Ａ：射出圧 0.5MPa 投射材 玄武岩6号 投射量 500ml
条件Ｂ：射出圧 0.2MPa 投射材 玄武岩7号 投射量 50ｇ
これによりガラスが破損した場合×、ガラスが破損しなかった場合を〇とした。
上記グラベロ試験により破損しなかった場合、ガラス表面上の任意の3点の傷深さをレーザー顕微鏡で測定し、最も深い部分を傷深さとし、平均値を算出し、傷深さとした。
上記で得られたガラス基板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１０、Ｇ１５、Ｇ１６、Ｇ２０を用いて、以下の方法で各層を成膜して、表５、６に積層構成を示す光学部材を作製した。表５、６において、表の最上段の層がセンサ側に位置する層であり、最下段の層が外部から見た際に最表層とされる層である。基板より上側に積層構造を示す積層体が第１の光干渉膜２であり、基材より下側に積層構造を示す積層体が第２の光干渉膜３である。表中には、各層の膜厚とともに第１の光干渉膜２の合計膜厚を「合計膜厚１」、第２の光干渉膜３の合計膜厚を「合計膜厚２」、これらの合計を「総膜厚（１＋２）」として記載した。
＜成膜方法＞
スパッタリング装置（ＲＡＳ１１００ＢII、シンクロン社製）を用いて、ガラス基板の主面上に各層を表５、６に示す順および厚みで積層した。高屈折率層として、ＴｉＺｒＯｘ層、Ｔａ２Ｏ５層、ＳｉＮｘ層、ＳＨｘ層、を使用した。中間屈折率層としてＡｌ２Ｏ３層を使用し、低屈折率層として、ＳｉＯ２層を使用した。なお、表中、各層の構成材料をそれぞれ、ＴｉＺｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮｘ、ＳＨｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２と表記した。
スパッタリング装置（ＲＡＳ１１００ＢII、シンクロン社製）を用いて、ガラス基板の主面上に各層を表５、６に示す順および厚みで積層した。高屈折率層として、ＴｉＺｒＯｘ層、Ｔａ２Ｏ５層、ＳｉＮｘ層、ＳＨｘ層、を使用した。中間屈折率層としてＡｌ２Ｏ３層を使用し、低屈折率層として、ＳｉＯ２層を使用した。なお、表中、各層の構成材料をそれぞれ、ＴｉＺｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮｘ、ＳＨｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２と表記した。
ＴｉＺｒＯｘ層は成膜にはターゲットに原子比でＴｉ／（Ｔｉ＋Ｚｒ）＝０．８のＴｉＺｒＯｘ－ａ（ａは正の数）の導電性のある低級酸化物ターゲットを用い成膜室の放電ガスとして３５０ｓｃｃｍのアルゴンを導入し、ターゲットに５ｋＷの電力を印加し、反応室の放電ガスとして９０ｓｃｃｍの酸素導入し、ラジカル源に４ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
Ｔａ２Ｏ５層の成膜には純Ｔａターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを２５０ｓｃｃｍ導入し、ターゲットに５ｋＷの電力を印加し、反応室の放電ガスとして９０ｓｃｃｍの酸素を導入しラジカル源に３ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
ＳｉＮｘ層の成膜にはＢドープの多結晶Ｓｉターゲットを用い、成膜室の放電ガス室の放電ガスとして９０ｓｃｃｍ窒素を導入し、ラジカル源に１ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
ＳｉＨｘ層の成膜にはＢドープの多結晶Ｓｉターゲットを用い、基板の温度を２００℃に昇温し温度を保持した状態で成膜室の放電ガスとして３５０ｓｃｃｍの水素が原子比で７％添加されたアルゴンの混合ガスを導入し、ターゲットに５ｋＷの電力を印加し、反応室の放電ガスとして１５０ｓｃｃｍの水素が原子比で７％添加されたアルゴンの混合ガスを導入し、ラジカル源に４ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
ＳｉＯ２層の成膜にはＢドープの多結晶Ｓｉターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを２５０ｓｃｃｍ導入し、ターゲットに７ｋＷの電力を印加し、反応室の放電ガスとして９０ｓｃｃｍの酸素を導入しラジカル源に３ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
Ａｌ２Ｏ３層の成膜には純Ａｌターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを２５０ｓｃｃｍ導入し、ターゲットに７ｋＷの電力を印加し、反応室の放電ガスとして８０ｓｃｃｍの酸素を導入しラジカル源に１．５ｋＷの電力を印加し成膜を行った。
得られた例１～１４の光学部材の特性を以下のとおり評価した。結果を表７、８に示す。また、図２に、例６の光学部材の入射角０度における分光透過率曲線（実線）およびガラス基板Ｇ４の入射角０度における分光透過率曲線（破線）を示す。
［分光光度測定］
分光光度計（Ｖ－７８０自動絶対反射率測定システム、日本分光社製）を用い、絶対透過、絶対反射測定で角度可変ユニットを用いて反射率および透過率を測定した。入射角度が５度を超える場合は、Ｓ偏光、Ｐ偏光の光源で透過率、反射率の測定をそれぞれ行い、Ｓ偏光とＰ偏光を光源とした測定値の平均値を、透過率、反射率とした。透過率については、測定光を、光学部材の第１の光干渉膜２に対して照射して測定した。反射率については、測定光を、光学部材の第１の光干渉膜２に対して照射して測定した場合をＲ２、光学部材の第２の光干渉膜３に対して照射して測定した場合をＲ１とした。
分光光度計（Ｖ－７８０自動絶対反射率測定システム、日本分光社製）を用い、絶対透過、絶対反射測定で角度可変ユニットを用いて反射率および透過率を測定した。入射角度が５度を超える場合は、Ｓ偏光、Ｐ偏光の光源で透過率、反射率の測定をそれぞれ行い、Ｓ偏光とＰ偏光を光源とした測定値の平均値を、透過率、反射率とした。透過率については、測定光を、光学部材の第１の光干渉膜２に対して照射して測定した。反射率については、測定光を、光学部材の第１の光干渉膜２に対して照射して測定した場合をＲ２、光学部材の第２の光干渉膜３に対して照射して測定した場合をＲ１とした。
（Ｔｖ、Ｔｍａｘ４００－７００）
入射角０度以上５度以下の範囲で入射する波長４００～７００ｎｍの光の平均透過率をＴｖとした。入射角０度以上５度以下の範囲で入射する波長４００～７００ｎｍの光の透過率の最大値をＴｍａｘ４００－７００とした。
入射角０度以上５度以下の範囲で入射する波長４００～７００ｎｍの光の平均透過率をＴｖとした。入射角０度以上５度以下の範囲で入射する波長４００～７００ｎｍの光の透過率の最大値をＴｍａｘ４００－７００とした。
（Ｔｍｉｎ（２）；Ｔｍｉｎ（２）８００、Ｔｍｉｎ（２）９０５、Ｔｍｉｎ（２）１０５０、Ｔｍｉｎ（２）１５５０）
λｓが８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍのときの入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の透過率の最小値をそれぞれ、Ｔｍｉｎ（２）８００、Ｔｍｉｎ（２）９０５、Ｔｍｉｎ（２）１０５０、Ｔｍｉｎ（２）１５５０で示した。
λｓが８００ｎｍ、９０５ｎｍ、１０５０ｎｍ、１５５０ｎｍのときの入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の透過率の最小値をそれぞれ、Ｔｍｉｎ（２）８００、Ｔｍｉｎ（２）９０５、Ｔｍｉｎ（２）１０５０、Ｔｍｉｎ（２）１５５０で示した。
（ΔＥ）
光学部材の第２の光干渉膜３側の主面から入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の入射角が５度から６０度に変化したときの反射色の、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標における色度空間の色度差ΔＥを測定した。
光学部材の第２の光干渉膜３側の主面から入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の入射角が５度から６０度に変化したときの反射色の、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標における色度空間の色度差ΔＥを測定した。
（Ｒｖ１ａｖｅ、Ｒｖ２ａｖｅ）
測定面に対して入射角５度で入射するＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率を測定した。第１の光干渉膜２に対して照射して測定した場合をＲｖ２ａｖｅ、光学部材の第２の光干渉膜３に対して照射して測定した場合をＲｖ１ａｖｅとした。
測定面に対して入射角５度で入射するＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率を測定した。第１の光干渉膜２に対して照射して測定した場合をＲｖ２ａｖｅ、光学部材の第２の光干渉膜３に対して照射して測定した場合をＲｖ１ａｖｅとした。
［波面収差］
レーザー干渉式の平坦度計（Ｚｙｇｏ社製、Ｖｅｒｉｆｉｒｅ ＭａｒｋＩＶ）により表面形状を測定した結果からチル卜成分を除いた残さが表面形状を求め、表面形状の最大値と最小値の差を波面収差とした。測定波長は６３３ｎｍを用い、測定箇所は、φ３０ｍｍとした。
レーザー干渉式の平坦度計（Ｚｙｇｏ社製、Ｖｅｒｉｆｉｒｅ ＭａｒｋＩＶ）により表面形状を測定した結果からチル卜成分を除いた残さが表面形状を求め、表面形状の最大値と最小値の差を波面収差とした。測定波長は６３３ｎｍを用い、測定箇所は、φ３０ｍｍとした。
［ΔＴ２００℃λｓ］
耐熱性の測定はまず、光学部材の入射角０度以上５度以下の範囲の４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、その後、バッチ炉にて２００℃まで１ｈで昇温し２００℃にて２４ｈ保持をし、そのまま室温まで１ｈで降温し光学部材を取り出した。再度光学部材の入射角０度以上５度以下の範囲の４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における光の入射角０度以上５度以下の範囲の最大透過率の変化ΔＴ２００℃λｓを算出した。
耐熱性の測定はまず、光学部材の入射角０度以上５度以下の範囲の４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、その後、バッチ炉にて２００℃まで１ｈで昇温し２００℃にて２４ｈ保持をし、そのまま室温まで１ｈで降温し光学部材を取り出した。再度光学部材の入射角０度以上５度以下の範囲の４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における光の入射角０度以上５度以下の範囲の最大透過率の変化ΔＴ２００℃λｓを算出した。
［ΔＴ６００℃λｓ］
耐熱性の測定はまず入射角０度以上５度以下の範囲で入射する４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域の光における透過率を測定し、その後バッチ炉にてサンプルを６００℃まで３０分で昇温し６００℃にて１０分保持をし、そのまま室温まで３０分で降温しサンプルを取り出した。再度入射角０度以上５度以下の範囲で入射する４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における光の入射角０度以上５度以下の範囲の最大透過率の変化ΔＴ６００℃λｓを算出した。
耐熱性の測定はまず入射角０度以上５度以下の範囲で入射する４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域の光における透過率を測定し、その後バッチ炉にてサンプルを６００℃まで３０分で昇温し６００℃にて１０分保持をし、そのまま室温まで３０分で降温しサンプルを取り出した。再度入射角０度以上５度以下の範囲で入射する４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における光の入射角０度以上５度以下の範囲の最大透過率の変化ΔＴ６００℃λｓを算出した。
［耐ＵＶ性；ΔＴｕｖλｓ］
光学部材を３００ｗ/ｍ２のキセノンランプにて４０℃で２４ｈ照射した前後の上記波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における入射角０度以上５度以下の範囲の光の最大透過率の差ΔＴｕｖλｓを得た。ΔＴｕｖλｓが２％以下である場合を〇とし２％を超える場合を×とした。
光学部材を３００ｗ/ｍ２のキセノンランプにて４０℃で２４ｈ照射した前後の上記波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における入射角０度以上５度以下の範囲の光の最大透過率の差ΔＴｕｖλｓを得た。ΔＴｕｖλｓが２％以下である場合を〇とし２％を超える場合を×とした。
［耐酸性；ΔＴＨＣｌλｓ］
耐薬品性を確認するため１ｍｏｌ、２０℃のＨＣｌ溶液中に光学部材を入れ、６時間放置した（耐酸性試験）。光学部材の試験前と試験後に４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における入射角０度以上５度以下の範囲の光の透過率変化ΔＴＨＣｌλｓを算出した。ΔＴＨＣｌλｓが２％以下である場合を〇とし２％を超える場合を×とした。
耐薬品性を確認するため１ｍｏｌ、２０℃のＨＣｌ溶液中に光学部材を入れ、６時間放置した（耐酸性試験）。光学部材の試験前と試験後に４００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域における透過率を測定し、波長λｓ（本評価では、９０５ｎｍ）における入射角０度以上５度以下の範囲の光の透過率変化ΔＴＨＣｌλｓを算出した。ΔＴＨＣｌλｓが２％以下である場合を〇とし２％を超える場合を×とした。
本発明によれば、センサカバーとして用いて、可視光の透過率を下げることでセンサを秘匿し、熱によるセンサの誤動作を抑制し、かつＬｉＤＡＲセンサに使用される赤外光を歪むことなく十分に透過する光学部材が得られる。本発明の光学部材は、上記特徴を有することから、車両、特に、自動車に搭載される、ＬｉＤＡＲセンサのカバーとして好適である。
本出願は、２０１９年４月３日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－０７１５０１号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１９－０７１５０１号の全内容を本出願に援用する。
１０Ａ，１０Ｂ…光学部材、１…ガラス基板、２，３…光干渉膜。
Claims (24)
- 非晶質のガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の主面に配置された光干渉膜と、を備えるセンサカバー用の光学部材であって、
入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内における最大透過率が１０％以下であり、８００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の所定の波長λｓにおける光の透過率の最小値が８６．５％以上であり、
前記光学部材を大気下、温度２００℃で２４時間加熱した前後の前記波長λｓにおける入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光の最大透過率の差が３％以下の領域を備え、
前記ガラス基板は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率の最大値が６０％以下であり、
前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 換算で１質量ｐｐｍ以上１２０質量ｐｐｍ以下の割合でＦｅを含有し、Ｃｒ ２ Ｏ ３ 換算で５００質量ｐｐｍ以上２００００質量ｐｐｍ以下の割合でＣｒを含有する、光学部材。 - 前記ガラス基板は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、入射角０度以上５度以下の範囲で入射する光に対して、光の透過率が２５％以上である波長域の幅が２５０ｎｍ以下であり、かつ前記波長λｓにおける光の透過率が７８．５％以上である請求項１に記載の光学部材。
- 前記所定の波長λｓは、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍおよび１５５０ｎｍから選択され、前記ガラス基板は、８００ｎｍ、９０５ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍおよび１５５０ｎｍから選択される２波長以上の所定の波長λｓにおける光の透過率が７８．５％以上である請求項１または２に記載の光学部材。
- 前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｃｒ２Ｏ３換算で９５００質量ｐｐｍ以下の割合でＣｒを含有する請求項１～３のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｆｅ２Ｏ３換算で１５質量ｐｐｍ以上の割合でＦｅを含有する請求項４記載の光学部材。
- 前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｃｒ６＋の含有量が１０００質量ｐｐｍ未満である請求項４または５記載の光学部材。
- 前記ガラス基板を構成するガラスは、Ｌｉ２Ｏを０．１質量％以上５．０質量％以下の割合で含有する請求項４～６のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記ガラス基板を構成するガラスは、５０～３５０℃における線膨張係数が３０×１０－７／℃以上１００×１０－７／℃以下である請求項１～７のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記ガラス基板は、表面圧縮応力が１０ＭＰａ以上である請求項１～８のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記ガラス基板は、板厚が２ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項１～９のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光学部材は、センサを保護するセンサカバー用であって、前記センサと反対側の主面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率が６％未満である請求項１～１０のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光学部材は、センサを保護するセンサカバー用であって、前記センサと反対側の主面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率が６％以上３５％未満である請求項１～１０のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光学部材は、センサを保護するセンサカバー用であって、前記センサと反対側の主面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率が３５％以上である請求項１～１０のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光学部材は、センサを保護するセンサカバー用であって、前記センサと反対側の主面から入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の入射角が５度から６０度に変化したときの反射色において、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標における色度空間の色度差のΔＥが８以下である請求項１～１３のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光干渉膜は、低屈折率層と高屈折率層を含む２層以上からなる請求項１～１４のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記低屈折率層と前記高屈折率層は互いに隣接し、隣接する前記低屈折率層と前記高屈折率層との屈折率差は０．１以上である請求項１５に記載の光学部材。
- 前記低屈折率層は、酸化ケイ素およびフッ化マグネシウムから選ばれる少なくとも１種を主成分とする請求項１５または１６記載の光学部材。
- 前記高屈折率層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化セリウム、ケイ素、酸化銅、水素化ケイ素、酸化ニオブ、酸化タンタル、ジルコニウムドープ酸化チタンおよびジルコニウムドープ酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種を主成分とする請求項１５～１７のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光干渉膜を構成する層の少なくとも１層は幾何学的厚みが５０ｎｍ以上である請求項１５～１８のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光干渉膜の幾何学的総膜厚が３００ｎｍ以上である請求項１～１９のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記光干渉膜は、前記ガラス基板の２つの主面上に配置される請求項１～２０のいずれか１項に記載の光学部材。
- 前記光学部材は、少なくとも一面から入射角５度で入射する、ＩＳＯ９０５０：２００３に規定される可視光の平均反射率が７５％以上である請求項１～２１のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記波長λｓにおける波面収差が１．０λＲＭＳ以下である請求項１～２２のいずれか１項記載の光学部材。
- 前記ガラス基板が合わせガラスである請求項１～２３のいずれか１項記載の光学部材。
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