JPH06234546A - 近赤外線カットフィルタガラス - Google Patents
近赤外線カットフィルタガラスInfo
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- JPH06234546A JPH06234546A JP4323793A JP4323793A JPH06234546A JP H06234546 A JPH06234546 A JP H06234546A JP 4323793 A JP4323793 A JP 4323793A JP 4323793 A JP4323793 A JP 4323793A JP H06234546 A JPH06234546 A JP H06234546A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C4/08—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
- C03C4/082—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths for infrared absorbing glass
-
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 波長８００〜１２００ｎｍの近赤外線吸収特
性を向上させ、化学的耐久性に優れた近赤外線カットフ
ィルタガラスを提供することを目的とする。 【構成】 重量百分率で、Ｐ2 Ｏ5 ６５〜８５％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ７〜１５％、Ｌｉ2 Ｏ ０〜７％、Ｎａ2 Ｏ
０〜７％、Ｋ2 Ｏ ０．５〜７％、 ＭｇＯ０〜１５
％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ
０〜１５％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０
〜１０％、Ｌａ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｙ2 Ｏ3 ０〜１
０％、ＣｕＯ ０．５〜１５％であり、Ｌｉ2 ＯとＮａ
2 ＯとＫ2 Ｏの合量がＯ．５〜７％、ＭｇＯとＣａＯと
ＳｒＯとＢａＯの合量がＯ〜１５％であり、アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物のうち０．５％以上
の酸化物の陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９ｎ
ｍ以上であることを特徴とする近赤外線カットフィルタ
ガラス。
性を向上させ、化学的耐久性に優れた近赤外線カットフ
ィルタガラスを提供することを目的とする。 【構成】 重量百分率で、Ｐ2 Ｏ5 ６５〜８５％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ７〜１５％、Ｌｉ2 Ｏ ０〜７％、Ｎａ2 Ｏ
０〜７％、Ｋ2 Ｏ ０．５〜７％、 ＭｇＯ０〜１５
％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ
０〜１５％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０
〜１０％、Ｌａ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｙ2 Ｏ3 ０〜１
０％、ＣｕＯ ０．５〜１５％であり、Ｌｉ2 ＯとＮａ
2 ＯとＫ2 Ｏの合量がＯ．５〜７％、ＭｇＯとＣａＯと
ＳｒＯとＢａＯの合量がＯ〜１５％であり、アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物のうち０．５％以上
の酸化物の陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９ｎ
ｍ以上であることを特徴とする近赤外線カットフィルタ
ガラス。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，近赤外線の吸収に優れ
たリン酸塩ガラスに係り、特にＶＴＲカメラ等の色補正
に使用されるガラス製フィルタに関する。
たリン酸塩ガラスに係り、特にＶＴＲカメラ等の色補正
に使用されるガラス製フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＶＴＲカメラ等の撮像管に使われ
る光電素子やカメラ、露出計、照度計、等に用いられて
いる光半導体素子の分光感度は可視域から近赤外域まで
伸びており、人間の視感度に合わせるために近赤外域を
カットする必要がある。カラーＶＴＲカメラの撮像管に
使われる光電素子は、出力のピークが波長６００〜７０
０ｎｍにあり波長８００〜１０００ｎｍの光が多少透過
してもさほど影響はない。
る光電素子やカメラ、露出計、照度計、等に用いられて
いる光半導体素子の分光感度は可視域から近赤外域まで
伸びており、人間の視感度に合わせるために近赤外域を
カットする必要がある。カラーＶＴＲカメラの撮像管に
使われる光電素子は、出力のピークが波長６００〜７０
０ｎｍにあり波長８００〜１０００ｎｍの光が多少透過
してもさほど影響はない。
【０００３】しかし、ＶＴＲカメラなどに用いられる光
半導体素子（フォトダイオード）は、波長９００ｎｍ付
近にピーク感度のあるものがほとんどであり、波長８０
０〜１０００ｎｍの光をほぼ完全に吸収することが必要
となる。
半導体素子（フォトダイオード）は、波長９００ｎｍ付
近にピーク感度のあるものがほとんどであり、波長８０
０〜１０００ｎｍの光をほぼ完全に吸収することが必要
となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、着色剤を増
量して近赤外線を吸収しているが、着色剤を増量すると
可視域透過率低下の原因となり、実用に耐えるガラスは
得られなかった。また、ピーク感度を可視側に持つ素子
もあるが、材料的にコスト高で汎用製品には向かないと
いう欠点がある。また一般にリン酸塩ガラスは、耐候性
が不十分なためガラス研磨面にウエザリングを生じるの
で、長期間にわたって使用するには難点がある。本発明
は、上記事情を考慮してなされたもので波長８００〜１
２００ｎｍの近赤外線吸収特性を向上させ、化学的耐久
性に優れた近赤外線カットフィルタガラスを提供するこ
とを目的とする。
量して近赤外線を吸収しているが、着色剤を増量すると
可視域透過率低下の原因となり、実用に耐えるガラスは
得られなかった。また、ピーク感度を可視側に持つ素子
もあるが、材料的にコスト高で汎用製品には向かないと
いう欠点がある。また一般にリン酸塩ガラスは、耐候性
が不十分なためガラス研磨面にウエザリングを生じるの
で、長期間にわたって使用するには難点がある。本発明
は、上記事情を考慮してなされたもので波長８００〜１
２００ｎｍの近赤外線吸収特性を向上させ、化学的耐久
性に優れた近赤外線カットフィルタガラスを提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は上記
目的を達成するために、Ｐ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 とを主成
分としたリン酸塩ガラスにおいて、アルカリ金属酸化物
及びアルカリ土類金属酸化物の陽イオンのイオン半径の
平均値を０．０９ｎｍ以上にすることで赤外線吸収効果
を高めたものである。すなわち、重量百分率で、Ｐ2 Ｏ
5 ６５〜８５％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜１５％、Ｌｉ2 Ｏ
０〜７％、Ｎａ2 Ｏ ０〜７％、Ｋ2 Ｏ ０．５〜７
％、 ＭｇＯ ０〜１５％、ＣａＯ ０〜１５％、Ｓｒ
Ｏ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜１５％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜
１０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｌａ2 Ｏ3 ０〜１
０％、Ｙ2 Ｏ3 ０〜１０％、ＣｕＯ ０．５〜１５％
であり、Ｌｉ2 ＯとＮａ2 ＯとＫ2 Ｏの合量がＯ．５〜
７％、ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯの合量がＯ〜１
５％であり、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸
化物のうち０．５％以上の酸化物の陽イオンのイオン半
径の平均値が０．０９ｎｍ以上であることを特徴とする
近赤外線カットガラスである。
目的を達成するために、Ｐ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 とを主成
分としたリン酸塩ガラスにおいて、アルカリ金属酸化物
及びアルカリ土類金属酸化物の陽イオンのイオン半径の
平均値を０．０９ｎｍ以上にすることで赤外線吸収効果
を高めたものである。すなわち、重量百分率で、Ｐ2 Ｏ
5 ６５〜８５％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜１５％、Ｌｉ2 Ｏ
０〜７％、Ｎａ2 Ｏ ０〜７％、Ｋ2 Ｏ ０．５〜７
％、 ＭｇＯ ０〜１５％、ＣａＯ ０〜１５％、Ｓｒ
Ｏ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜１５％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜
１０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｌａ2 Ｏ3 ０〜１
０％、Ｙ2 Ｏ3 ０〜１０％、ＣｕＯ ０．５〜１５％
であり、Ｌｉ2 ＯとＮａ2 ＯとＫ2 Ｏの合量がＯ．５〜
７％、ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯの合量がＯ〜１
５％であり、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸
化物のうち０．５％以上の酸化物の陽イオンのイオン半
径の平均値が０．０９ｎｍ以上であることを特徴とする
近赤外線カットガラスである。
【０００７】次に上記組成範囲の数値限定理由について
詳述する。Ｐ2 Ｏ5 は６５％未満ではガラス化せず、８
５％を越えると失透傾向が強くなる。Ａｌ2 Ｏ3 は７％
未満では化学的耐久性が悪くなり、１５％を越えると溶
融性が低下する。
詳述する。Ｐ2 Ｏ5 は６５％未満ではガラス化せず、８
５％を越えると失透傾向が強くなる。Ａｌ2 Ｏ3 は７％
未満では化学的耐久性が悪くなり、１５％を越えると溶
融性が低下する。
【０００８】アルカリ成分は、溶融性向上と透過率向上
のため添加するが、７％を越えると化学的耐久性が悪く
なる。Ｋ2 ＯはＣｕＯと組み合わせて使用すると波長８
００〜１０００ｎｍにかけての吸収性を向上させるが、
０．５％未満ではその効果がなく７％を越えると化学的
耐久性が悪くなる。
のため添加するが、７％を越えると化学的耐久性が悪く
なる。Ｋ2 ＯはＣｕＯと組み合わせて使用すると波長８
００〜１０００ｎｍにかけての吸収性を向上させるが、
０．５％未満ではその効果がなく７％を越えると化学的
耐久性が悪くなる。
【０００９】アルカリ土類金属酸化物はガラスの溶融性
を改善し、失透を改善する効果があるが、１５％を越え
ると失透傾向が増し溶融温度が高くなる。
を改善し、失透を改善する効果があるが、１５％を越え
ると失透傾向が増し溶融温度が高くなる。
【００１０】Ｂ2 Ｏ3 とＳｂ2 Ｏ3 とＬａ2 Ｏ3 とＹ2
Ｏ3 とは、修飾酸化物として失透防止のため有効である
が、１０％を越えると失透傾向が増し溶融温度が高くな
る。
Ｏ3 とは、修飾酸化物として失透防止のため有効である
が、１０％を越えると失透傾向が増し溶融温度が高くな
る。
【００１１】ＣｕＯは、着色剤として添加され近赤外線
シャープカットのための必須成分であるが、０．５％未
満ではその効果が得られず、１５％を越えると可視域の
透過率が低下し失透傾向が増し好ましくない。
シャープカットのための必須成分であるが、０．５％未
満ではその効果が得られず、１５％を越えると可視域の
透過率が低下し失透傾向が増し好ましくない。
【００１２】ガラス中で１価、２価の金属酸化物は修飾
酸化物として働き、ＣｕＯは着色剤として働く、アルカ
リ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物はそれ自体に
着色性はないが、ＣｕＯの着色性を促進する効果があ
る。アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物でガ
ラス中に０．５％存在する成分の陽イオンのイオン半径
の平均値が０．０９ｎｍ以上のとき、８００〜１２００
ｎｍの赤外線吸収効果が高まる。
酸化物として働き、ＣｕＯは着色剤として働く、アルカ
リ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物はそれ自体に
着色性はないが、ＣｕＯの着色性を促進する効果があ
る。アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物でガ
ラス中に０．５％存在する成分の陽イオンのイオン半径
の平均値が０．０９ｎｍ以上のとき、８００〜１２００
ｎｍの赤外線吸収効果が高まる。
【００１３】ガラス中に含有されるアルカリ金属酸化物
とアルカリ土類金属酸化物の成分が０．５％未満では赤
外域の吸収性をよくする効果が得られない。アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物で０．５％以上のも
ののうち、陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９ｎ
ｍより小さいときはＣｕＯの赤外吸収特性に満足なもの
が得られず、陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９
ｎｍ以上では赤外吸収特性に優れたものが得られる。以
上のようにアルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオ
ンはそれ自体近赤外域に吸収効果を持たないがその陽イ
オンのイオン半径の平均値を０．０９ｎｍ以上にするこ
とによって銅イオンの配位状態に影響を与え、赤外吸収
特性を向上させる。
とアルカリ土類金属酸化物の成分が０．５％未満では赤
外域の吸収性をよくする効果が得られない。アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物で０．５％以上のも
ののうち、陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９ｎ
ｍより小さいときはＣｕＯの赤外吸収特性に満足なもの
が得られず、陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９
ｎｍ以上では赤外吸収特性に優れたものが得られる。以
上のようにアルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオ
ンはそれ自体近赤外域に吸収効果を持たないがその陽イ
オンのイオン半径の平均値を０．０９ｎｍ以上にするこ
とによって銅イオンの配位状態に影響を与え、赤外吸収
特性を向上させる。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を表１に示す。表１のガラス
組成は重量％で示し、耐水性は日本光学硝子工業会規格
の粉末法により測定した。表１のガラスは所定の酸化物
組成が得られるように原料を調合した。そして、白金製
ルツボを用いて１２５０〜１３００℃で溶融し攪拌清澄
した。その後、１２００℃まで温度を下げ、金型内に鋳
込み徐冷した後厚さ０．５ｍｍになるように切断研磨
し、このフィルタを得た。なお、ＣｕＯは溶融清澄中は
還元されやすいので、酸化雰囲気が保たれるようアルカ
リ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の原料に可能な
限り硝酸塩を用いた。表１のＮｏ．１〜８の組成はいず
れもよい赤外吸収特性を示した。また、耐水性の測定結
果から従来例Ｎｏ．９〜１０と同等以上に化学的耐久性
が優れていることがわかる。
組成は重量％で示し、耐水性は日本光学硝子工業会規格
の粉末法により測定した。表１のガラスは所定の酸化物
組成が得られるように原料を調合した。そして、白金製
ルツボを用いて１２５０〜１３００℃で溶融し攪拌清澄
した。その後、１２００℃まで温度を下げ、金型内に鋳
込み徐冷した後厚さ０．５ｍｍになるように切断研磨
し、このフィルタを得た。なお、ＣｕＯは溶融清澄中は
還元されやすいので、酸化雰囲気が保たれるようアルカ
リ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の原料に可能な
限り硝酸塩を用いた。表１のＮｏ．１〜８の組成はいず
れもよい赤外吸収特性を示した。また、耐水性の測定結
果から従来例Ｎｏ．９〜１０と同等以上に化学的耐久性
が優れていることがわかる。
【００１５】
【表１】
【００１６】図１に表１の実施例Ｎｏ．２と実施例Ｎ
ｏ．１０との分光透過率特性を示す。着色剤であるＣｕ
Ｏの重量が同じであるのに実施例Ｎｏ．２のほうが実施
例Ｎｏ．１０より良好な赤外吸収性を示している。また
失透防止や化学的耐久性向上のため、アルカリ土類金属
酸化物の２価の金属イオンたとえばＺｎＯやＰｂＯなど
を添加することは差支えない。
ｏ．１０との分光透過率特性を示す。着色剤であるＣｕ
Ｏの重量が同じであるのに実施例Ｎｏ．２のほうが実施
例Ｎｏ．１０より良好な赤外吸収性を示している。また
失透防止や化学的耐久性向上のため、アルカリ土類金属
酸化物の２価の金属イオンたとえばＺｎＯやＰｂＯなど
を添加することは差支えない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＣｕ
Ｏを添加したリン酸塩系ガラスを用いた近赤外線カット
ガラスは、優れた近赤外吸収特性と可視域も効率よく透
過する特性とを持っている。この化学的耐久性と透過率
特性とは、特に半導体素子に用いられる視感度補正フィ
ルタに適している。また、このフィルタは、着色剤の添
加量を変えることによって、ＣＣＤに用いられる視感度
補正フィルタに適している。
Ｏを添加したリン酸塩系ガラスを用いた近赤外線カット
ガラスは、優れた近赤外吸収特性と可視域も効率よく透
過する特性とを持っている。この化学的耐久性と透過率
特性とは、特に半導体素子に用いられる視感度補正フィ
ルタに適している。また、このフィルタは、着色剤の添
加量を変えることによって、ＣＣＤに用いられる視感度
補正フィルタに適している。
【図１】本発明の近赤外線カットガラスと従来のガラス
との分光透過率の相違を示す特性図である。
との分光透過率の相違を示す特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量百分率で、Ｐ2 Ｏ5 ６５〜８５
％、Ａｌ2 Ｏ3 ７〜１５％、Ｌｉ2 Ｏ ０〜７％、Ｎ
ａ2 Ｏ ０〜７％、Ｋ2 Ｏ ０．５〜７％、ＭｇＯ ０
〜１５％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、
ＢａＯ ０〜１５％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｓｂ2 Ｏ
3 ０〜１０％、Ｌａ2 Ｏ3 ０〜１０％、Ｙ2 Ｏ3
０〜１０％、ＣｕＯ ０．５〜１５％であり、Ｌｉ2 Ｏ
とＮａ2 ＯとＫ2 Ｏの合量がＯ．５〜７％、ＭｇＯとＣ
ａＯとＳｒＯとＢａＯの合量が０〜１５％、アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物のうち０．５％以上
の酸化物の陽イオンのイオン半径の平均値が０．０９ｎ
ｍ以上であることを特徴とする近赤外線カットフィルタ
ガラス。
Priority Applications (1)
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