TW202109091A - 光學元件及光學裝置 - Google Patents

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江口勝
高窪豊
丹野義剛
松本奈緒美
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日商Ｈｏｙａ股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可抑制漫射光之發生並獲得充分遮光特性的光學元件及光學裝置，本發明係具有玻璃本體之光學元件，其特徵為具有設於玻璃本體內部且光學元件之有效徑外的著色層。所謂「玻璃本體之內部」，除了如文字所述的玻璃本體內部之外，還使用包含玻璃本體表面的概念。亦即，著色層可為設於從玻璃本體表面到達內部的樣態，及不設於玻璃本體表面而設於玻璃本體內部的樣態。

Description

光學元件及光學裝置
本發明係關於一種光學元件及光學裝置。更具體而言，本發明係關於藉由著色玻璃附加了功能性之光學元件及局部具有著色層之光學元件、以及使用該光學元件之光學裝置。
在光學系統及光學裝置中，入射於光學元件之有效徑外的部分之光透過及引起內面反射而到達受光元件，會成為幻像及閃光等之漫射光。因而，在用於光學系統及光學裝置之光學元件（例如，透鏡、稜鏡、光學窗、蓋玻片（Cover Glass）等）上實施各種漫射光對策。例如，過去之漫射光對策習知有將成為內面反射原因之部位及成為漫射光路徑的部位形成摩擦面；實施塗墨；及插入遮光片等。
專利文獻1中揭示有以含有氧化鉍之玻璃材料所形成的光學元件。該光學元件在光學有效區域外之玻璃表面形成有含有將玻璃材料中之氧化鉍還原變成的金屬鉍之變質層。光學元件具體而言藉由模準備工序與成形工序來製造。模準備工序具有將光學元件之形狀複製到玻璃材料的形狀之成形面，而準備成形面中，在複製光學元件之光學有效區域外的表面形狀之部分的至少表面設置含有離子化傾向比鉍大之元素的還原層之光學元件成形用模。成形工序係將光學元件成形用模配置於非氧化氣氛，藉由光學元件成形用模擠壓加熱後之玻璃材料，將光學元件之形狀複製到玻璃材料上，並且形成在與還原層密合之玻璃材料的表面含有金屬鉍的變質層。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5792026號公報
（發明所欲解決之問題）
但是，設置摩擦面作為漫射光對策時，雖然光之正反射成分減少，但是會發生散射光，而成為整個畫面籠罩薄霧的閃光發生源。
實施塗墨作為漫射光對策時，因為對鏡面部分之黏合困難，所以僅限於可塗墨的部位。此外，為了獲得充分之遮光特性而需要厚塗墨，但是容易發生墨厚度不均勻，外徑及邊緣厚等之尺寸精度偏差。再者，由於塗墨之邊界部分（端面）具有厚度，因此，因為塗墨之端面而發生漫射光。另外，薄塗墨時，漫射光會透過墨而無法獲得充分之遮光特性。
插入遮光片作為漫射光對策時，若遮光片過厚，會因為開口端面而發生漫射光。因而，需要插入儘量薄的遮光片，但是遮光片過薄時，在對鏡框插入時，遮光片歪扭而對目標位置配置困難，或是以鉗子等握持時會產生折痕，而導致處理困難。此外，由於對鏡框係夾著遮光片而固定光學元件，因此在鏡框內部容易發生光學元件倒塌等，而連帶影響裝配精度。
上述專利文獻1之含有金屬鉍的變質層，嚴格來說含有露出於光學元件之玻璃表面的凹凸，可看成與原本光學元件（玻璃材料）不同的元件。此外，形成專利文獻1之含有金屬鉍的變質層之目的為藉由將玻璃表面粗面化，而使墨等之光吸收性塗料的密合性提高，雖然金屬鉍粒子具有吸收光的特性，但是，為了防止閃光、幻像而需要塗抹光吸收塗料，不能說僅含有金屬鉍之變質層即具有充分的遮光特性。此外，專利文獻1之技術藉由設置含有離子化傾向比鉍大之元素的還原層之光學元件成形用模，因為需要將玻璃材料擠壓成形的工序，所以存在對切削、研磨玻璃母材而製造之光學元件，無法形成含有金屬鉍之變質層的問題。
本發明係依據以上問題意識而形成者，目的為提供一種可抑制漫射光之發生並獲得充分遮光特性的光學元件及光學裝置。 （解決問題之手段）
本實施形態之光學元件係具有玻璃本體，其特徵為具有著色層，其係設於前述玻璃本體之內部且前述光學元件的有效徑外。
本實施形態中所謂「玻璃本體之內部」，除了如文字所述的玻璃本體內部之外，還使用包含玻璃本體表面的概念。亦即，著色層可為設於從玻璃本體表面到達內部的樣態，及不設於玻璃本體表面而設於玻璃本體內部的樣態。
前述著色層之從前述玻璃本體表面到達內部的厚度可為1~300μm。
前述著色層在波長750nm下之光學濃度OD可為2.0以上。
前述著色層可由與前述玻璃本體相同之組成而構成。但是，玻璃本體與著色層之玻璃成分（陽離子）的價數不同。
前述光學元件具有：防反射塗布面、及非防反射塗布面，前述著色層可設於前述非防反射塗布面。
前述光學元件具有稜鏡，前述著色層可設於前述稜鏡之入射面、射出面、反射面、側面、在此等各面之任何一個邊界的倒角面之至少1個。
前述光學元件具有透鏡，前述著色層可設於前述透鏡之邊緣面、地面（Land面）之至少1個。
前述光學元件具有2片透鏡，前述2片透鏡彼此分配各透鏡之有效徑外的地面，前述著色層可設於前述2片透鏡之彼此分配的地面。
前述光學元件具有透鏡，前述著色層可規定前述透鏡的一方之面與另一方之面的有效徑。
前述光學元件具有透鏡，前述著色層可設於前述透鏡的一方之面與另一方之面的有效徑外之彼此不同的著色區域。
前述光學元件具有複數個透鏡面，前述著色層設於前述複數個透鏡面之有效徑外，可劃分前述複數個透鏡面。
前述光學元件具有：射出窗，其係射出來自發光部的光；及入射窗，其係入射向受光部之光；前述著色層設於前述射出窗與前述入射窗的有效徑外，可劃分前述射出窗與前述入射窗。
前述光學元件具有平行平板、蓋玻片、濾光器、分束器之至少1個，前述著色層可設於前述平行平板、前述蓋玻片、前述濾光器、前述分束器之至少1個的有效徑外。
本實施形態之光學裝置具有上述任何一種光學元件。 （發明之效果）
採用本發明時，可提供可抑制漫射光之發生且獲得充分遮光特性的光學元件及光學裝置。
《原理說明》
本實施形態之光學元件係具有玻璃本體的光學元件，而且係具有設於玻璃本體之內部且光學元件的有效徑外之著色層者。
本實施形態中所謂「玻璃本體之內部」，除了如文字所述的玻璃本體內部之外，還使用包含玻璃本體表面的概念。亦即，著色層可為設於從玻璃本體表面到達內部的樣態，及不設於玻璃本體表面而設於玻璃本體內部的樣態。不論哪一種樣態，著色層皆係層狀地存在於玻璃本體之內部，吸收通過玻璃本體之光的結果，可抑制漫射光之發生並獲得充分的遮光特性。
首先，參照圖1~圖9進行其原理說明，包括如何在玻璃本體內部形成著色層、著色層之構造及作用效果等。
本實施形態係依據陽離子％表示之各成分的含有比率來說明本實施形態之玻璃。因此，以下只要沒有特別記載各含量，則「％」是指「陽離子％」。
所謂陽離子％表示，是指將全部陽離子成分之合計含量作為100％時的摩爾百分比。此外，所謂合計含量，是指複數種陽離子成分之含量（亦包含含量為0％時）的合計量。此外，所謂陽離子比，是指在陽離子％表示中，各陽離子成分之含量（亦包含複數種陽離子成分的合計含量）的比率（比）。
玻璃成分之含量可利用習知之方法，例如電感耦合電漿發光分光分析法（ICP-AES）、電感耦合電漿質量分析法（ICP-MS）等之方法加以定量。此外，本說明書及本實施形態中所謂構成成分之含量為0％，是指實質地不含該構成成分，而容許該成分含有不可避免之雜質程度。
此外，本說明書所謂折射率，只要無特別記載，是指d線（波長587.56nm）時的折射率nd。
本實施形態之玻璃（玻璃本體）具有著色層。著色層係玻璃著色之部分，並宜從玻璃表面向內層狀地存在。另外，著色層亦可不存在於玻璃表面，而僅在玻璃內部層狀地存在。
著色層係關於入射玻璃之光透過率小的部分。因此，本實施形態之玻璃，在入射玻璃之光中，係吸收一部分或全部入射於著色層之光，且比不入射於著色層之光，其透過光的強度衰減。亦即，本實施形態之玻璃可具有透過率小之部分與大的部分。
本實施形態之玻璃，其著色層可藉由研削或研磨除去。本實施形態之玻璃，在除去著色層後之玻璃的透過率比除去著色層之前的透過率大。
本實施形態例如係具有相對之2個面的玻璃時，著色層2如圖1亦可僅設於玻璃本體1的一個面側，亦可如圖2設於兩個面側。圖1之例係在玻璃本體1上側之面設有在左右方向分離的2個著色層2。圖2之例係在玻璃本體1的上側與下側之面設有在左右方向分離的各2個（合計4個）著色層2。
此外，如圖3-1所示，藉由在玻璃表面選擇性地形成著色層，可在有著色層之部分遮光，並在無著色層之部分透過光。而後，例如，藉由特定圖案狀地形成著色層，可對玻璃賦予狹縫、光圈、及針孔等之功能。
圖3-1中，光之路徑A因為在中途並無著色層2，所以光從一個面通過另一面。而路徑B因為在中途有著色層2，所以光被著色層2吸收，此外，因為著色層2係與不著色部的組成相同，所以玻璃內部不存在折射率差，光也不至於在著色層2與不著色部的邊界反射。此時，就光之透過，如圖3-2係獲得與將著色層2設於整個玻璃厚度方向時相同的效果。另外，如習知，玻璃表面係藉由玻璃之折射率、以及與玻璃接觸之介質（例如空氣）的折射率來規定入射角與折射角的關係。只需考慮該關係來決定形成玻璃表面之著色層的區域、狹縫寬度、光圈直徑等即可。
如後述，本實施形態之玻璃可使用於光學元件。從使用於光學元件之觀點，本實施形態之玻璃宜係光學玻璃。
本實施形態之玻璃中，著色層與不著色部之玻璃成分的組成相同。但是，著色層與不著色部之玻璃成分（陽離子）的價數不同。
本實施形態之玻璃（光學元件）因為著色層之折射率係與玻璃本體相同的折射率，所以從玻璃本體外側入射於著色層之光與從玻璃本體外側入射於不著色部的光同樣地，藉由在玻璃表面之玻璃的折射率、及與玻璃接觸之介質（例如空氣）的折射率顯示取決於入射角之反射特性（菲涅耳反射）。因而，依需要為了降低在玻璃表面之反射，亦可在包含著色部之光學元件的表面塗布防反射膜。
著色層之著色宜係起因於玻璃成分之還原色，更宜係起因於過渡金屬之還原色。過渡金屬例如列舉鈦（Ti）、鈮（Nb）、鎢（W）及鉍（Bi）。因此，本實施形態之玻璃的玻璃成分宜包含由鈦離子、鈮離子、鎢離子、及鉍離子構成之群選擇的至少1個離子，更宜包含鉍離子。 （著色層之厚度）
著色層之厚度並無特別限制，不過宜為1~300μm，更宜為20~200μm，進一步宜為30~150μm。 （OD）
本實施形態之玻璃中，在從可見光帶（400nm~760nm之波長帶）至紅外帶之波長帶的著色層之分光透過率顯示隨著波長變長而增加的傾向。另外，著色層之OD顯示隨著波長變長而減少的傾向。所謂OD，係光學密度或光學濃度（Optical Density），且如下列公式所示，係作為將入射光強度I0 與透過光強度I之比的常用對數附上負號（Minus）的數值來表示。 OD = -log10 （I/I0 ）
本實施形態之玻璃由著色層、與可見光帶之透過率大的不著色部構成時，著色層之OD大，另外，不著色部之OD變小。測量OD中，當測量光通過著色層與不著色部兩者時，由於不著色部之OD非常小，因此著色層之OD成為支配性。
另外，具有相對之2個面的玻璃中，入射光透過設於其兩面的著色層時之OD，成為僅單面設置相同著色層時的約兩倍。 （折射率）
本實施形態之玻璃中，折射率nd宜為1.70以上，再者，依序更宜為1.73以上、1.75以上、1.76以上、1.77以上、1.78以上、1.79以上、1.80以上。折射率nd之上限並無特別限定，不過，通常係2.5，且宜為2.3。
圖4係在具有相對之2個面的玻璃中，以未形成著色層之部分發揮狹縫功能的方式，在兩面相對之部分分別以指定間隔設置複數個著色層者。這種情況下，玻璃之折射率低時，入射於狹縫部分之光線的入射角大（光線以淺角度入射）時，如路徑C，光線係透過相鄰的狹縫，可能無法獲得與圖3-2所示之元件同樣的效果。如上述範圍，當玻璃之折射率高時，如路徑B，因為藉由形成於玻璃背面之著色層吸收光線，光線不致透過相鄰的狹縫，所以可縮小狹縫之間隔。
將本實施形態之玻璃使用於後述的光學元件時，例如，使用於透鏡情況下，雖然玻璃之折射率高者可獲得相同功率（焦點距離）之透鏡，但是因為可增大（緩和）曲率半徑，所以可抑制各種像差之發生，並減少透鏡厚度。此外，例如，使用於稜鏡時，因為玻璃之折射率高者臨界角變小，所以入射於反射面上之正常光（有效光線）全反射的角度範圍寬廣，而不需要塗布全反射膜。 （平均線膨脹係數）
本實施形態之玻璃中，平均線膨脹係數宜為50×10-7 K-1 以上，再者，依序宜為60×10-7 K-1 以上、70×10-7 K-1 以上、75×10-7 K-1 以上、80×10-7 K-1 以上、85×10-7 K-1 以上、90×10-7 K-1 以上。平均線膨脹係數之上限並無特別限定，不過通常為200×10-7 K-1 ，並宜為150×10-7 K-1 。藉由平均線膨脹係數在上述範圍，在實施化學強化時可提高玻璃之強度。
平均線膨脹係數之測量方法按照日本光學玻璃工業會規格JOGIS 08-2003「光學玻璃之熱膨脹的測量法」。但是，圓棒狀之試料的直徑須為5mm。 （耐酸性重量減少率Da）
本實施形態之玻璃中，耐酸性重量減少率Da的等級宜為1~2等級，更宜為1等級。
耐酸性重量減少率Da按照日本光學玻璃工業會規格JOGIS06-2009的規定測量。具體而言，係將相當於比重之重量的玻璃粉末（粒度425~600μm）倒入白金籃，將其浸漬於倒入0.01mol/L硝酸水溶液的石英玻璃製圓底燒瓶內，在沸騰水浴中處理60分鐘，測量其處理前後的重量減少率（％）。依耐酸性重量減少率Da劃分的等級顯示於表A。
【表A】
等級 重量減少率（％）
1 未滿0.20
2 0.20以上，未滿0.35
3 0.35以上，未滿0.65
4 0.65以上，未滿1.20
5 1.20以上，未滿2.20
6 2.20以上
（玻璃組成）
就本實施形態之玻璃的組成，以下顯示非限制性之例。
本實施形態之玻璃宜係磷酸鹽玻璃。所謂磷酸鹽玻璃，是指作為玻璃之網路形成成分，而主要含有P5 ＋ 的玻璃。作為玻璃之網路形成成分習知有P5 ＋ 、B3 ＋ 、Si4 ＋ 、Al3 ＋ 等。此處，所謂作為玻璃之網路形成成分主要含有磷酸鹽，是指P5 ＋ 之含量比B3 ＋ 、Si4 ＋ 、Al3 ＋ 任何一個的含量多。因為是磷酸鹽玻璃，所以可提高在著色層之著色程度。
本實施形態之玻璃中，P5 ＋ 之含量的下限宜為10％，再者，依序宜為13％、15％、17％、20％。此外，P5 ＋ 之含量的上限宜為50％，再者，依序宜為45％、40％、38％、35％、33％、30％。
P5 ＋ 係玻璃之網路形成成分。另外，含P5 ＋ 過多時熔化性惡化。因而，P5 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，B3 ＋ 之含量的上限宜為30％，再者，依序宜為25％、20％、15％、13％、10％。此外，B3 ＋ 之含量的下限宜為0.1％，再者，依序宜為0.5％、1％、3％、5％。B3 ＋ 之含量亦可為0％。
B3 ＋ 係玻璃之網路形成成分，具有改善玻璃之熔化性的作用。另外，B3 ＋ 之含量過多時，有化學耐用性降低的傾向。因而，B3 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，對P5 ＋ 含量之B3 ＋ 含量的陽離子比[B3 ＋ /P5 ＋ ]的上限宜為0.70，再者，依序宜為0.60、0.55、0.50。陽離子比[B3 ＋ /P5 ＋ ]亦可為0。
本實施形態之玻璃中，Si4 ＋ 之含量的上限宜為10％，再者，依序宜為7％、5％、3％、2％、1％。此外，Si4 ＋ 之含量的下限宜為0.1％，再者，依序宜為0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。Si4 ＋ 之含量亦可為0％。
Si4 ＋ 係玻璃之網路形成成分，具有改善玻璃之熱穩定性、化學耐用性、耐氣候性的作用。另外，Si4 ＋ 之含量過多時，玻璃之熔化性降低，有玻璃原料沈澱的傾向。因而，Si4 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Al3 ＋ 之含量的上限宜為10％，再者，依序宜為7％、5％、3％、1％。Al3 ＋ 之含量亦可為0％。
Al3 ＋ 具有改善玻璃之化學耐用性、耐氣候性的作用。另外，Al3 ＋ 之含量過多時，玻璃之熱穩定性降低，玻璃轉變溫度Tg上升，熔化性容易降低。因而，Al3 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，P5 ＋ 、B3 ＋ 、Si4 ＋ 及Al3 ＋ 之合計含量[P5 ＋ ＋B3 ＋ ＋Si4 ＋ ＋Al3 ＋ ]的下限宜為10％，再者，依序宜為15％、18％、20％、23％、25％。此外，合計含量[P5 ＋ ＋B3 ＋ ＋Si4 ＋ ＋Al3 ＋ ]之上限宜為60％，再者，依序宜為50％、45％、40％、37％、35％。
本實施形態之玻璃的玻璃成分宜具有過渡金屬，更宜為具有從鈦離子、鈮離子、鉍離子及鎢離子構成之群選擇的至少1個玻璃成分，進一步宜含有鉍離子。
本實施形態之玻璃中，鈦離子之含量的下限宜為1％，再者，依序宜為2％、3％。此外，鈦離子之含量的上限宜為45％，再者，依序宜為40％、35％、30％、25％、20％、15％、12％。此處之鈦離子除了Ti4 ＋ 、Ti3 ＋ 之外，還包含價數不同之全部鈦離子。
鈦離子與鈮離子、鎢離子及鉍離子同樣地特別有助於高折射率化，此外，還具有增大玻璃著色之作用。另外，鈦離子之含量過多時，玻璃之熔化性降低，有玻璃原料沈澱的傾向。因而，鈦離子之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，鈮離子之含量的下限宜為1％，再者，依序宜為5％、10％、15％。此外，鈮離子之含量的上限宜為45％。再者，依序宜為40％、35％、30％、25％、23％、20％。鈮離子除了Nb5 ＋ 之外，還包含價數不同之全部鈮離子。
鈮離子有助於高折射率化，係增大玻璃著色之成分。此外，具有改善玻璃之熱穩定性及化學耐用性的作用。另外，鈮離子含量過多時，會有玻璃之熱穩定性降低的傾向。因而，鈮離子之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，鎢離子之含量的上限宜為30％，再者，依序宜為25％、20％、15％、13％。此外，鎢離子之含量的下限宜為0.5％，再者，依序宜為1％、2％、3％。鎢離子除了W6 ＋ 之外，還包含價數不同之全部鎢離子。
鎢離子有助於高折射率化，還具有增大玻璃著色之作用。因而，鎢離子之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，鉍離子之含量的上限宜為40％，再者，依序宜為35％、30％、28％、25％。此外，鉍離子之含量的下限宜為0.5％，再者，依序宜為1％、2％、2.5％。鉍離子除了Bi3 ＋ 之外，還包含價數不同之全部鉍離子。
鉍離子有助於高折射率化，還具有增大玻璃著色之作用。因而，鉍離子之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，鈦離子、鈮離子及鎢離子之合計含量[鈦＋鈮＋鎢]的下限宜為1％，再者，依序宜為5％、10％、15％、20％、23％。此外，合計含量[鈦＋鈮＋鎢]之上限宜為60％，再者，依序宜為55％、50％、45％、40％、38％、35％。
本實施形態之玻璃中，鈦離子、鈮離子、鎢離子及鉍離子之合計含量[鈦＋鈮＋鎢＋鉍]的上限宜為80％，再者，依序宜為75％、70％、68％、65％。此外，合計含量[鈦＋鈮＋鎢＋鉍]之下限宜為1％，再者，依序宜為5％、10％、15％、20％、23％、25％。
本實施形態之玻璃中，鈦離子、鈮離子、鎢離子及鉍離子之合計含量對P5 ＋ 、B3 ＋ 及Si4 ＋ 的合計含量之陽離子比[（鈦＋鈮+鎢＋鉍）/（P5 ＋ ＋B3 ＋ ＋Si4 ＋ ）]的下限宜為0.1，再者，依序宜為0.3、0.5、0.6、0.7。此外，陽離子比[（鈦＋鈮+鎢＋鉍）/（P5 ＋ ＋B3 ＋ ＋Si4 ＋ ）]之上限宜為4.0，再者，依序宜為3.5、3.0、2.7、2.5。
本實施形態之玻璃中，Ta5 ＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為3％、2％、1％。Ta5 ＋ 之含量亦可為0％。
Ta5 ＋ 具有改善玻璃之熱穩定性的作用。另外，Ta5 ＋ 之含量過多時，玻璃會有低折射率化或是熔化性降低之傾向。因而，Ta5 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Li＋ 之含量的上限宜為35％，再者，依序宜為30％、27％、25％、23％、20％。此外，Li＋ 之含量的下限宜為1％，再者，依序宜為2％、3％、5％、8％。Li＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Na＋ 之含量的上限宜為40％，再者，依序宜為35％、30％、25％、20％、18％。此外，Na＋ 之含量的下限宜為0.5％，再者，依序宜為1％、1.5％、3％、5％。Na＋ 之含量亦可為0％。
藉由玻璃含有Li＋ 或Na＋ ，容易對玻璃實施化學強化。另外，Li＋ 或Na＋ 之含量過多時，可能造成玻璃之熱穩定性降低。因而，Li＋ 及Na＋ 之各含量分別宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Li＋ 及Na＋ 之合計含量[Li＋ ＋Na＋ ]的上限宜為45％，再者，依序宜為43％、40％、38％。此外，合計含量[Li＋ ＋Na＋ ]之下限宜為1％，再者，依序宜為5％、10％、15％、20％。
本實施形態之玻璃中，K＋ 之含量的上限宜為20％，再者，依序宜為15％、13％、10％、8％、5％、3％。此外，K＋ 之含量的下限宜為0.1％，再者，依序宜為0.5％、1.0％、1.2％。K＋ 之含量亦可為0％。
K＋ 具有改善玻璃之熱穩定性的作用。另外，K＋ 之含量過多時，會有熱穩定性降低的傾向。因此，K＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Rb＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為3％、1％、0.5％。Rb＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Cs＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為3％、1％、0.5％。Cs＋ 之含量亦可為0％。
Rb＋ 及Cs＋ 具有改善玻璃之熔化性的作用。另外，此等之含量過多時，可能造成折射率nd降低，或是在熔解中玻璃成分的揮發增加。因而，Rb＋ 及Cs＋ 之各含量分別宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Mg2 ＋ 之含量的上限宜為15％，再者，依序宜為10％、5％、3％、1％。Mg2 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Ca2 ＋ 之含量的上限宜為15％，再者，依序宜為10％、5％、3％、1％。Ca2 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Sr2 ＋ 之含量的上限宜為15％，再者，依序宜為10％、5％、3％、1％。Sr2 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Ba2 ＋ 之含量的上限宜為25％，再者，依序宜為20％、18％、15％、10％、5％。Ba2 ＋ 之含量亦可為0％。
Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 及Ba2 ＋ 皆具有改善玻璃之熱穩定性、熔化性的作用。另外，此等之含量過多時，可能有損高折射率性，此外，玻璃之熱穩定性降低。因而，此等玻璃成分之各含量分別宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 及Ba2 ＋ 之合計含量[Mg2 ＋ ＋Ca2 ＋ ＋Sr2 ＋ ＋Ba2 ＋ ]的上限宜為30％，再者，依序宜為25％、20％、18％、15％、10％、5％。
本實施形態之玻璃中，Zn2 ＋ 之含量的上限宜為15％，再者，依序宜為10％、8％、5％、3％、1％。此外，Zn2 ＋ 之含量的下限宜為0.1％，再者，依序宜為0.3％、0.5％。Zn2 ＋ 之含量亦可為0％。
Zn2 ＋ 具有改善玻璃之熱穩定性的作用。另外，Zn2 ＋ 之含量過多時，可能造成熔化性惡化。因而，Zn2 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Zr4 ＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為3％、2％、1％。Zr4 ＋ 之含量亦可為0％。
Zr4 ＋ 具有改善玻璃之熱穩定性的作用。另外，Zr4 ＋ 之含量過多時，會有玻璃之熱穩定性及熔化性降低的傾向。因而，Zr4 ＋ 之含量宜在上述範圍。
本實施形態之玻璃中，Ga3 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Ga3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Ga3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，In3 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，In3 ＋ 之含量的下限宜為0％，In3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Sc3 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Sc3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Sc3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Hf4 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Hf4 ＋ 之含量的下限宜為0％。Hf4 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Lu3 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Lu3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Lu3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Ge4 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Ge4 ＋ 之含量的下限宜為0％。Ge4 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，La3 ＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為4％、3％。此外，La3 ＋ 之含量的下限宜為0％。La3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Gd3 ＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為4％、3％。此外，Gd3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Gd3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Y3 ＋ 之含量的上限宜為5％，再者，依序宜為4％、3％。此外，Y3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Y3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃中，Yb3 ＋ 之含量的上限宜為3％，再者，依序宜為2％、1％。此外，Yb3 ＋ 之含量的下限宜為0％。Yb3 ＋ 之含量亦可為0％。
本實施形態之玻璃的陽離子成分，主要宜由上述成分，亦即P5 ＋ 、B3 ＋ 、Si4 ＋ 、Al3 ＋ 、鈦離子、鈮離子、鎢離子、鉍離子、Ta5 ＋ 、Li＋ 、Na＋ 、K＋ 、Rb＋ 、Cs＋ 、Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 、Ba2 ＋ 、Zn2＋ 、Zr4 ＋ 、Ga3 ＋ 、In3 ＋ 、Sc3 ＋ 、Hf4 ＋ 、Lu3 ＋ 、Ge4 ＋ 、La3 ＋ 、Gd3 ＋ 、Y3 ＋ 及Yb3 ＋ 構成，上述成分之合計含量宜大於95％，更宜大於98％，進一步宜大於99％，更加宜大於99.5％。
本實施形態之玻璃亦可含有F- 及O2- 以外的成分，作為陰離子成分。F- 及O2- 以外之陰離子成分可例示Cl- 、Br- 、I- 。但是，Cl- 、Br- 、I- 在玻璃熔化中皆容易揮發。藉由此等成分之揮發而產生玻璃的特性變動、玻璃之均勻性降低、熔化設備之消耗顯著等的問題。因此，Cl- 之含量宜小於5陰離子％，更宜小於3陰離子％，進一步宜小於1陰離子％，特別宜小於0.5陰離子％，更加宜小於0.25陰離子％。此外，Br- 及I- 之合計含量宜小於5陰離子％，更宜小於3陰離子％，進一步宜小於1陰離子％，特別宜小於0.5陰離子％，更加宜小於0.1陰離子％，更更加宜為0陰離子％。
另外，所謂陰離子％，係將全部陰離子成分之含量的合計作為100％時的摩爾百分比。
本實施形態之玻璃基本上宜藉由上述成分構成，不過在不妨礙本實施形態之作用效果的範圍內，亦可含有其他成分。
例如，本實施形態之玻璃進一步為了對玻璃賦予近紅外光吸收特性，玻璃成分亦可含有適量之銅（Cu）。其他亦可含有釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鐠、釹、鉅、釤、銪、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鈰等。此等可增大玻璃之著色，成為螢光之發生源。
此外，本實施形態中，並非排除含有不可避免之雜質。 ＜其他成分組成＞
鉛、砷、鎘、鉈、鈹、硒皆有毒性。因而，本實施形態之玻璃宜避免含有此等元素作為玻璃成分。
鈾、釷、鐳皆係放射性元素。因而，本實施形態之玻璃宜避免含有此等元素作為玻璃成分。
Sb3 ＋ 、Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 係發揮澄清劑功能且可任意添加之玻璃成分。其中，Sb3 ＋ 係澄清效果大之澄清劑。
Sb3 ＋ 之含量換算成Sb2 O3 ，為以外比率之質量％來表示。此處所謂外比率表示，係與Sb2 O3 同樣地，將Sb3 ＋ 、Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 以外之陽離子成分的含有比率換算成氧化物，並以質量％來表示Sb3 ＋ 、Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 以外之全部陽離子成分的含有比率合計為100質量％時之Sb2 O3 的含量。Sb2 O3 之含量宜小於2質量％，更宜小於1質量％，進一步宜小於0.5質量％，更加宜小於0.2質量％、小於0.1質量％、小於0.05質量％。藉由Sb2 O3 之含量在上述範圍，可改善玻璃之澄清性。
Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 之各含量亦為換算成氧化物並以外比率來表示。亦即，將Sb3 ＋ 、Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 以外之陽離子成分的含有比率換算成氧化物，並以質量％表示Sb3 ＋ 、Sn4 ＋ 及Ce4 ＋ 以外之全部陽離子成分的含有比率合計為100質量％時之SnO2 的含量、及CeO2 的含量。SnO2 及CeO2 之各含量分別宜小於2質量％，更宜小於1質量％，進一步宜小於0.5質量％，更加宜小於0.1質量％。SnO2 及CeO2 之各含量亦可為0質量％。藉由SnO2 及CeO2 之各含量分別在上述範圍，可改善玻璃之澄清性。 （玻璃之製造）
本實施形態之玻璃係調製無著色之玻璃，並在其中形成著色層而獲得。無著色之玻璃只需按照習知之玻璃製造方法來製作即可。例如，調合複數種化合物，充分混合後作為批次原料，將批次原料放入熔化容器中熔化、澄清、均勻化後形成熔化玻璃，逐漸冷卻後即獲得玻璃。或是，亦可將批次原料放入熔化容器中粗熔解（Rough Melt）。將藉由粗溶解而獲得之熔化物急冷並粉碎來製作碎玻璃（Cullet）。進一步將碎玻璃放入熔化容器中加熱再熔化（Re-melt）作為熔化玻璃，進一步澄清、均勻化後形成熔化玻璃，逐漸冷卻後獲得玻璃。形成熔化玻璃及逐漸冷卻只需應用習知之方法即可。
再者，本實施形態之玻璃製造工序中亦可包含提高熔化玻璃中之水分量的工序。提高熔化玻璃中之水分量的工序可列舉有在熔化氣氛中附加水蒸氣之工序、將含水蒸氣之氣體發泡於熔化物內的工序。其中，宜包含在熔化氣氛中附加水蒸氣的工序。藉由包含提高熔化玻璃中之水分量的工序，可提高玻璃之βOH值。藉由提高βOH值可獲得透明性更高之玻璃。 （著色層之形成）
著色層可在玻璃表面貼合金屬膜，並在還原氣氛中進行熱處理而形成。
構成金屬膜之金屬宜為包藏氣氛中之氫離子，進一步藉由氫離子及電子收授，而具有還原玻璃中所含之玻璃成分作用的金屬。玻璃成分中更宜為具有還原過渡金屬之作用的金屬。具體而言，可列舉金、銀、鉑、鎳及鉑-鈀合金等。
在玻璃表面貼合金屬膜之方法，只要可將金屬膜與玻璃表面密合地貼合即可，並無特別限制，例如，可列舉蒸鍍、濺鍍、或金屬膏塗布等。
還原氣氛只要含有具有還原力之氣體即可。具有還原力之氣體例如可列舉氫。因而，還原氣氛宜使用含氫氣體，亦可使用含氫之成型氣體。所謂成型氣體係由氫與氮構成之混合氣體，且通常包含3~5體積％程度的氫。
熱處理係在比玻璃轉變溫度Tg低200℃之溫度（Tg-200）以上，軟化點溫度以下進行加熱。熱處理時間依作為目的之著色程度、著色層範圍、著色層之厚度等而適當調整。
熱處理後，從玻璃表面剝離金屬膜。剝離方法並無特別限制，可列舉研磨或熔解而除去的方法等。
藉由在還原氣氛下熱處理，而在從與金屬膜接觸之玻璃表面至內部形成著色層。
藉由上述方法形成著色層之機制並無特別限定，其原委如下。
本實施形態中形成之著色層的著色應係源自玻璃成分之還原色，特別應為源自過渡金屬之還原色。通常，即使在3~5體積％程度之低濃度含氫的氣氛中熱處理玻璃成型體，玻璃幾乎不會呈現還原色。但是，上述金屬膜因為包藏氣氛中之氫離子，所以玻璃與金屬膜接觸之部分，比不與金屬膜接觸的部分供給較多氫離子，結果，還原反應快速進行。因而，玻璃與金屬膜接觸之部分的著色濃。藉由金屬膜包藏氫離子之量大，藉由金屬膜之包藏，造成氣氛中之氫濃度降低。也是因為不與金屬膜接觸之部分不易進行還原反應。
此處，成為著色原因之玻璃成分的還原反應係從與金屬膜接觸之部分向各個方向進行。亦即，從玻璃之剖面觀察時，著色層係從與金屬膜接觸之玻璃表面形成於厚度方向，而從玻璃表面觀察時，係從與金屬膜接觸之部分放射狀形成。
採用上述方法時，可形成著色更濃之著色層。因此，即使著色層之厚度小，仍可充分降低透過率。著色層之厚度小時，從玻璃表面觀察，從與金屬膜接觸的部分放射狀形成之著色層的範圍也小。換言之，採用本實施形態時，藉由調整著色層之形成條件，從玻璃表面觀察時，可形成與金屬膜概略相同形狀之著色層。 （光學元件等之製造）
由本實施形態之玻璃構成的光學元件，可調製無著色之光學元件而在其上形成著色層。無著色之光學元件只需按照習知之製造方法來製作即可。例如，將熔化玻璃流入鑄型形成板狀，來製作玻璃坯料。將獲得之玻璃坯料適切切斷、研削、研磨，製作適合擠壓成型之大小、形狀的待加工件（Cut piece）。將待加工件加熱、軟化，並以習知之方法擠壓成型（重熱擠壓），製作近似光學元件之形狀的光學元件毛坯（Blank）。將光學元件毛坯退火，以習知之方法研削、研磨來製作光學元件。或是，亦可按照習知之製造方法製作精密擠壓成型用的玻璃凝塊（Gob）或預成形件（Preform），藉由光學元件成形模將加熱而軟化後之玻璃凝塊或預成形件精密擠壓成形，來製作光學元件。
所製作之光學元件中，可藉由上述方法形成著色層。此外，亦可在製作光學元件之中途階段形成著色層。
亦可在所製作之光學元件的光學功能面上，依使用目的塗布防反射膜、全反射膜等。
採用本實施形態時，可提供由上述玻璃構成之光學元件。光學元件之種類可例示有球面透鏡、非球面透鏡等之透鏡、稜鏡、繞射光柵等。透鏡之形狀可例示有雙凸透鏡、平凸透鏡、雙凹透鏡、平凹透鏡、凸彎月透鏡、凹灣月透鏡等各種形狀。光學元件可藉由包含將由上述玻璃構成之玻璃成形體進行加工的工序之方法來製造。加工可例示有切斷、切削、粗研削、精研削、研磨、精密擠壓等。
光學元件之一例可顯示用於將傾斜入射於如CCD及C-MOS感測器之影像感測器的受光面之光遮光的光學元件。過去，為了遮斷傾斜入射於影像感測器之受光面的光，係使用在希望遮斷影像感測器之蓋玻片表面的傾斜入射光之部分塗布黑色墨，而使其具有遮光性的方法。該方法在塗布黑色墨之部分與未塗布黑色墨的部分之邊界，會有在黑色墨表面產生光之反射，成為漫射光導致影像感測器之畫質降低的問題。此外，當溫度上升時墨產生脫氣作用，造成蓋玻片表面模糊不清。針對此問題，藉由使用本實施形態之玻璃，並在希望遮住傾斜入射光的部位設置著色層作為蓋玻片，即可消除漫射光之問題及脫氣作用造成模糊的問題。 （實施例）
以下，利用實施例更詳細說明本實施形態，不過，本實施形態並非限定於此等實施例者。
按照以下步驟製作具有表1所示之玻璃組成的玻璃樣本，並進行各種評估。
【表1】
No. No. 1 No. 2 No. 3
陽離子％ Si4+ 0.0 0.0 0.0
B3+ 2.9 0.0 6.5
P5+ 28.0 27.2 26.3
Li+ 8.5 0.0 19.7
Al3+ 0.0 0.0 0.0
Na+ 8.0 1.9 16.4
K+ 1.9 1.4 2.3
Mg2+ 0.0 0.0 0.0
Ca2+ 0.0 0.0 0.0
Sr2+ 0.0 0.0 0.0
Ba2+ 0.8 4.0 0.5
Zn2+ 0.0 0.0 0.9
鈦離子 4.0 10.4 3.0
鈮離子 19.5 19.4 19.0
鎢離子 4.0 11.0 2.7
鉍離子 22.4 24.7 2.7
Ta5+ 0.0 0.0 0.0
Zr4+ 0.0 0.0 0.0
La3+ 0.0 0.0 0.0
Gd3+ 0.0 0.0 0.0
Y3+ 0.0 0.0 0.0
Yb3+ 0.0 0.0 0.0
合計 100 100 100
B3+ /P5+ 0.104 0.000 0.247
P5+ +B3+ +Si4+ +Al3+ 30.9 27.2 32.8
Ti+Nb+W+Bi 49.9 65.5 27.4
Ti+Nb+W 27.5 40.8 24.7
(Ti+Nb+W+Bi)/( P5+ +B3+ +Si4+ ) 1.615 2.408 0.835
Li+ +Na+ 16.5 1.9 36.1
Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ 0.8 4.0 0.5
質量％ （外比率） Sb2 O3 0.1 0.02 0.01
特性 折射率nd 2.00 2.10 1.82
比重 (g/cm3 ) 5.1 5.6 3.7
Tg (o C) 479 561 454
膨脹係數 (×10-7 /K) 101 82 121
耐酸性重量減少率(Da) 1級 1級 1級
[玻璃之製造]
準備對應於玻璃之構成成分的氧化物、氫氧化物、偏磷酸鹽、碳酸鹽、及硝酸鹽作為原材料，以獲得之玻璃的組成成為表1所示之各組成的方式，秤量、調合上述原材料，並將原材料充分混合。將獲得之調合原料（批次原料）投入白金坩堝，以1100~1450℃加熱2~3小時形成熔化玻璃。攪拌熔化玻璃謀求均勻化，澄清後，將熔化玻璃澆注於預熱至適當溫度的金屬模。將澆注之玻璃在玻璃轉變溫度Tg附近熱處理1小時程度，並在爐內自然冷卻至室溫。加工成長度40mm，寬度10mm，厚度1.0mm的大小，精密研磨（光學研磨）成為40mm×10mm之2個面，而獲得玻璃樣本。 [確認玻璃成分之組成]
就獲得之玻璃樣本，以電感耦合電漿發光分光分析法（ICP-AES）測量各玻璃成分之含量，確認如同表1所示之各組成。 [測量光學特性]
就獲得之玻璃樣本，測量折射率nd、比重及玻璃轉變溫度Tg。將結果顯示於表1。 (i)       折射率nd
藉由JIS規格 JIS B 7071-1之折射率測量法來測量折射率nd。 (ii)     比重
比重藉由阿基米德法測量。 (iii)   玻璃轉變溫度Tg
玻璃轉變溫度Tg使用MAC Science Corporation製熱機械分析裝置（TMA4000S），並以升溫速度4℃/分鐘進行測量。 [平均線膨脹係數]
平均線膨脹係數之測量方法按照日本光學玻璃工業會規格JOGIS 08-2003「光學玻璃之熱膨脹的測量法」進行測量。圓棒狀之試料的直徑為5mm。將結果顯示於表1。 [耐酸性重量減少率Da]
按照日本光學玻璃工業會規格JOGIS 06-2009之規定，將獲得之玻璃樣本形成相當於比重之重量的玻璃粉末（粒度425~600μm），並倒入白金籃，將其浸漬於放入0.01mol/L硝酸水溶液之石英玻璃製圓底燒瓶內，在沸騰水浴中處理60分鐘，測量其處理前後的重量減少率（％）。以等級評估其重量減少率。並將結果顯示於表1。 實施例1：在玻璃組成不同之樣本中形成著色層 （實施例1-1）
獲得之玻璃樣本中，在具有No.1之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上，藉由濺鍍圖案狀地形成鉑-鈀膜（濺鍍時之電流15mA，成膜時間900sec）。
以0.2L/min之流量供給成型氣體（氫為3體積％，氮為97體積％）作為還原氣氛，以400℃熱處理形成了鉑-鈀膜之玻璃樣本5小時。
藉由研磨剝離鉑-鈀膜。而獲得具有著色層之玻璃樣本。將獲得之玻璃樣本顯示於圖5-1。 [測量透過率]
測量波長為300~2500nm時之外部透過率。外部透過率係以在玻璃樣本之厚度方向入射光時，透過光強度對入射光強度之百分比[透過光強度/入射光強度×100]來定義。另外，外部透過率中亦包含在試料表面之光線的反射損失。並將結果顯示於圖6-1。圖中，虛線係具有著色層之部分的透過率，實線係相同部分形成著色層前之透過率。 [測量OD]
就具有著色層之部分，測量在波長1100nm時入射光強度I0 及透過光強度I，並藉由下列公式算出OD（光學密度）。就相同部分亦同樣算出形成著色層前之OD。將結果顯示於表2。 OD = -log10 （I/I0 ） （實施例1-2）
除了使用具有No.2之玻璃組成的玻璃樣本之外，與實施例1-1同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。並將獲得之玻璃樣本顯示於圖5-2。與實施例1-1同樣地測量透過率。並將結果顯示於圖6-2。與實施例1-1同樣地測量OD。並將結果顯示於表2。 （實施例1-3）
除了使用具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本，並以430℃熱處理9小時之外，與實施例1-1同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。與實施例1-1同樣地測量透過率。並將結果顯示於圖6-3。與實施例1-1同樣地測量OD。並將結果顯示於表2。
【表2】
玻璃樣本 形成著色層前 形成著色層後
No. 1 0.1 4.0
No. 2 0.1 0.9
No. 3 0.1 2.1
實施例2：藉由膜厚不同之金屬膜形成著色層 （實施例2-1）
在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上，調整成膜條件，形成膜厚分別為28nm、256nm、288nm、420nm之鉑-鈀膜。
以0.2L/min之流量供給成型氣體（氫為3體積％，氮為97體積％）作為還原氣氛，以400℃熱處理形成了鉑-鈀膜之玻璃樣本4小時。
就具有著色層之部分，與實施例1-1同樣地測量透過率。並將鉑-鈀膜之膜厚與透過率的關係顯示於圖7-1。就具有著色層之部分，與實施例1-1同樣地測量OD。並將鉑-鈀膜之膜厚與OD的關係顯示於圖8。 （實施例2-2）
在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上，調整成膜條件，形成膜厚分別為437nm、695nm、778nm、892nm之鉑-鈀膜。
以0.2L/min之流量供給成型氣體（氫為3體積％，氮為97體積％）作為還原氣氛，以400℃熱處理形成了鉑-鈀膜之玻璃樣本9小時。藉由研磨除去鉑-鈀膜，獲得具有著色層之玻璃樣本。
與實施例2-1同樣地測量透過率。並將鉑-鈀膜之膜厚與透過率的關係顯示於圖7-2。與實施例2-1同樣地測量OD。並將鉑-鈀膜之膜厚與OD的關係顯示於圖8。
從圖7-1、圖7-2、圖8瞭解具有著色層之部分的透過率及OD取決於熱處理時間，而並非金屬膜之膜厚。 實施例3：藉由種類不同之金屬膜形成著色層 （實施例3-1）
除了在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面上，取代鉑-鈀膜，而形成膜厚為15nm、300nm之金膜，並在450℃下熱處理7小時之外，與實施例1-1同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。就具有著色層之部分，與實施例1-1同樣地測量OD。 （實施例3-2）
除了在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面上，取代形成鉑-鈀膜，而塗布銀膏，並在430℃下熱處理10小時之外，與實施例1-1同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。與實施例3-1同樣地測量OD，並將結果顯示於表3。
【表3】
  金膜 銀膏
膜厚(nm) 15 300 -
OD 0.69 4.22 0.642
實施例4：觀察形成了著色層之玻璃的剖面 （實施例4-1）
在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上形成鉑-鈀膜。此外，使用1000號（#1000）之研磨劑研磨相同樣本之光學研磨面的一部分，亦在該部分形成鉑-鈀膜。
以0.2L/min之流量供給成型氣體（氫為3體積％，氮為97體積％），並以400℃熱處理5小時。藉由研磨除去鉑-鈀膜，獲得具有著色層之玻璃樣本。
測量著色層之厚度。並將結果顯示於表4。此外，將具有著色層之部分的剖面之顯微鏡照片顯示於表4。在表4之顯微鏡照片中，右側係玻璃，中央之黑色部分係著色層。 （實施例4-2）
除了在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上形成金膜。並以450℃熱處理7小時之外，與實施例4-1同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。
將著色層之厚度及具有著色層之部分的剖面之顯微鏡照片顯示於表4。就具有著色層之部分，與實施例1-1同樣地測量OD。並將結果顯示於表4。 （實施例4-3）
除了在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的一個面上形成金膜。且金膜之成膜時間比實施例4-2長之外，與實施例4-2同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。
將著色層之厚度及具有著色層之部分的剖面之顯微鏡照片顯示於表4。與實施例4-2同樣地測量OD。並將結果顯示於表4。 （實施例4-4）
除了在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面的兩面上形成鉑-鈀膜之外，與實施例4-2同樣地獲得具有著色層之玻璃樣本。
將著色層之厚度及具有著色層之部分的剖面之顯微鏡照片顯示於表4。與實施例4-2同樣地測量OD。並將結果顯示於表4。
【表4】
實施例 4-1 4-2 4-3 4-4
 
Figure 02_image001
Figure 02_image002
Figure 02_image003
Figure 02_image004
著色層厚度（μm） 46（#1000研磨面） 42（光學研磨面） 29 84 109
OD (1100 nm) - 0.69 4.22 ≧5
使用1000號（#1000）之研磨劑所研磨的面之表面粗度比光學研磨面大。從表4瞭解藉由玻璃之表面粗度形成的著色層之厚度變化。 實施例5：形成具有點圖案之著色層
在具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本之光學研磨面上，將鉑-鈀膜形成點圖案狀。詳細內容如下。
準備可覆蓋玻璃表面程度地平坦性高，且具有點圖案狀之開口部的金屬板。使其金屬板密合於玻璃樣本的光學研磨面，並對準該點圖案狀之開口部而形成鉑-鈀膜。
剝離金屬板，將具有形成點圖案狀之鉑-鈀膜的玻璃樣本，與實施例1-3同樣地進行熱處理，而獲得具有著色層之玻璃樣本。並將獲得之玻璃樣本顯示於圖9。 實施例6：藉由除去著色層之透過率的變化
就具有No.3之玻璃組成的玻璃樣本，除了加工成厚度為750μm之外，與實施例1-3同樣地獲得具有著色層的玻璃樣本。
以顯微鏡觀察具有著色層之部分的剖面，確認著色層之厚度係110μm。此外，就具有著色層之部分，與實施例1-1同樣地測量OD。並將結果顯示於表5。
就獲得之玻璃樣本，從具有著色層之面研磨成玻璃樣本之厚度為660μm，就相同部分測量OD，並將結果顯示於表5。
同樣地，將玻璃樣本研磨成厚度為610μm、500μm、380μm，就相同之部分測量OD。此外，算出從研磨前（無研磨留量）之OD的變化量。並將OD結果顯示於表5。
【表5】
厚度（μm） 750 660 610 500 380
研磨留量（μm） 0 90 140 250 370
OD（1100nm） 1.52 0.86 0.06 0.08 0.02
OD（1100nm）之變化量 - -0.66 -1.45 -1.44 -1.49
依表5，當玻璃樣本之研磨留量超過140μm時，OD之變化量變小。玻璃樣本藉由研磨而消除著色層時，僅留下非著色部（無著色之透明區域）。因而，即使更加研磨而減少厚度，結果OD幾乎不變化。亦即，從藉由研磨造成OD變化量之結果，推斷玻璃樣本之著色層的厚度超過90μm，而未達140μm。這與依據顯微鏡觀察剖面之著色層的厚度（110μm）一致。另外，研磨留量為140~370μm之範圍的OD之增減極少，應係測量誤差。 《在玻璃本體設置著色層之光學元件的具體例》
如圖1、圖2所示，本實施形態之光學元件具有玻璃本體1，並且具有設於玻璃本體1內部且光學元件之有效徑外的著色層2。著色層2從玻璃本體1之表面設置到內部。或是，著色層2亦可不設於玻璃本體1之表面，而設於玻璃本體1的內部。
藉由在玻璃本體1之內部且光學元件的有效徑外（光學有效區域外）選擇性形成著色層2，如圖3（圖3-1、圖3-2）、圖4所示，係以有著色層2之部分遮光，並以無著色層2之部分使光透過，可發揮希望之光學性能。特別是藉由著色層2抑制漫射光之發生，獲得充分遮光特性，可實現優異之影像品質。
著色層2從玻璃本體1之表面到達內部的厚度宜為1~300μm，更宜為20~200μm，更宜為30~150μm。藉由滿足該條件，可良好地發揮作為含遮光性能之光學元件的功能。低於該條件之最下限時（著色層2之厚度比1μm小時）可能造成著色層2之遮光性能不充分。超過該條件之最上限時（著色層2之厚度比300μm大時），依形成著色層之光學元件的部位，突出於玻璃內部側之著色層可能會遮蔽正常光（有效光線）等，而導致作為光學元件的功能不充分。
著色層2在波長750nm下之光學濃度OD宜為2.0以上，在波長750nm下之光學濃度OD宜為3.0以上。在從可見光帶至紅外光帶之波長帶，著色層2之分光透過率隨著波長變長而顯示增加的傾向。以光學濃度OD表示時，與隨著波長變長，光學濃度OD顯示減少之傾向同義。藉由滿足上述條件，可良好地發揮作為含有可見光帶之遮光性能的光學元件之功能。低於該條件之最下限時（著色層2在波長750nm下之光學濃度OD比2.0小時）可能作為含有遮光性能之光學元件的功能不充分。 ＜將光學元件適用於稜鏡之例＞
參照圖10至圖13，說明將本實施形態之光學元件適用於稜鏡10的情況。另外，適用本實施形態之光學元件的對象不限定於直角稜鏡，亦可為各種角度之偏角稜鏡、五稜鏡、立方體稜鏡等。
如圖10所示，稜鏡10具有：光（景物光）之入射面11、射出面12、反射面13、側面14。在入射面11與反射面13之邊界設有倒角面15，在射出面12與反射面13之邊界設有倒角面16。另外，設置倒角面15、16之位置係一例，只需設於上述各面11~14之任何一個邊界即可。或是，亦可省略包含倒角面15、16之一切倒角面。
光（景物光）以各種漫射光路徑進入稜鏡10。本實施形態為了抑制漫射光之發生而獲得充分的遮光特性，係在稜鏡10之入射面11、射出面12、反射面13、側面14、及在此等各面11~14之任何一個邊界的倒角面（此處係倒角面15、16）之至少1個位置設置著色層。
圖11A、圖11B係顯示第一漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。
如圖11A所示，第一漫射光路徑係從入射面11入射，被反射面13反射，再被入射面11反射，而從射出面12射出者。
如圖11B所示，以位於第一漫射光路徑之方式，藉由從稜鏡10之射出面12的表面至內部設置著色層20A，而在該著色層20A中吸收在第一漫射光路徑行進之光（景物光）。
圖12A~圖12C係顯示第二漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。
如圖12A所示，第二漫射光路徑係從入射面11入射，被倒角面15反射，再被反射面13反射，而從射出面12射出者。此處，當倒角面15以滑動面構成時，入射於倒角面15之光成為擴散光，不過，從考察漫射光之主要成分的觀點而言，圖12A係描繪光之正反射成分。
如圖12B所示，以位於第二漫射光路徑之方式，藉由從稜鏡10之倒角面15表面至內部設置著色層20B，而在該著色層20B中吸收在第二漫射光路徑上行進之光（景物光）。
如圖12C所示，以位於第二漫射光路徑之方式，藉由在稜鏡10之反射面13的有效徑外，從表面至內部設置著色層20C，而在該著色層20C中吸收在第二漫射光路徑上行進之光（景物光）。
圖13A~圖13E係顯示第三漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。
如圖13A所示，第三漫射光路徑係從入射面11入射，被側面14反射，再被反射面13反射，而從射出面12射出者。
如圖13B所示，以位於第三漫射光路徑之方式，藉由從稜鏡10之側面14的表面至內部設置著色層20D，而在該著色層20D中吸收在第三漫射光路徑上行進之光（景物光）。
如圖13C所示，以位於第三漫射光路徑之方式，藉由從稜鏡10之射出面12的表面至內部設置著色層20E，而在該著色層20E中吸收在第三漫射光路徑上行進之光（景物光）。圖13C係將第三漫射光路徑與著色層20E設於2個側面14的一側，不過亦可設於2個側面14之另一側。或是，亦可將第三漫射光路徑與著色層20E設於2個側面14的兩側。
如圖13D所示，以位於第三漫射光路徑之方式，藉由在稜鏡10之反射面13的有效徑外，從表面至內部設置著色層20G，而在該著色層20G中吸收在第三漫射光路徑上行進之光（景物光）。即使反射面13係鏡面部，仍可藉由著色層20G防止反射（防止漫射光）。即使在著色層20G上塗布黏接劑，進行鋁蒸鍍、銀蒸鍍等，因為著色層20G存在於玻璃本體之內部，所以吸光特性不變。因為反射面13不僅是有效光線，就連漫射光也多全反射，所以從反射面13之有效徑外至內部設置著色層20G進行遮光，為有效之漫射光對策。
稜鏡10中除了第一至第三所示的漫射光路徑之外，光（景物光）還會以各種漫射光路徑進入，所以如圖13E所示，藉由從稜鏡10之各面11~16的至少一面之有效徑以外部分的表面至內部設置著色層20H，而在該著色層20H中，吸收在多條漫射光路徑上行進之光（景物光）亦為有效之漫射光對策。因此，設置著色部之部位亦可係稜鏡10之各面11~16的組合，亦可僅係其一部分。
曾提出有搭載於行動電話、智慧型手機等之攝影機，係藉由使用在攝像透鏡之指定部位（前頭、末尾、中間）將光程彎曲概略90°的反射構件，以謀求單元厚度方向之小型化。此外，曾提出有藉由驅動該反射構件，以消除攝影時手的晃動。反射構件使用稜鏡之光學系統係以來自稜鏡側面等之漫射光（內面反射、散射之光）不到達攝像面的方式，將造成漫射光原因之面作為滑動面，或是將稜鏡尺寸大型化，使有害光線不致入射於後續的透鏡群或是攝像元件等，或是塗墨，或是插入遮光片。
但是，作為漫射光對策而設置滑動面時，雖然光之正反射成分減少，不過會發生散射光，而成為整個畫面模糊不清之閃光的發生源。
將稜鏡之尺寸大型化時，會造成單元的尺寸也大型化。此外，稜鏡之重量增加，以黏接劑等固定之稜鏡無法承受單元掉落時的撞擊而可能脫落。再者，需要增大用於驅動增重之稜鏡的驅動電力，電池消耗快速。
實施塗墨作為漫射光對策時，若沒有實施塗墨至足夠厚度，光會透過而無法獲得充分的遮光效果。此外，將實施塗墨之面與鏡框等以黏接劑黏合時，為了修理（再組合）該零件而從鏡框拆卸並剝落黏接劑時，墨也一起剝落而無法再利用，或是須再度實施塗墨。
再者，因為對稜鏡之入射面、射出面、反射面等的鏡面（光學研磨面）黏合墨困難，而考慮另外插入遮光片來遮住有害光線。此時，因為在遮光片之開口端面發生反射，宜使用儘量薄之片材，不過薄型化有限度。另外，將整片薄型化情況下，裝入單元內時處理困難。例如，以鉗子等握持時會造成遮光片歪扭，對目標位置之配置困難，或是以鉗子等夾著時留下折痕。結果，係夾著遮光片而固定稜鏡，容易發生稜鏡倒塌等，而連帶影響裝配精度。
本實施形態藉由在稜鏡10中設置著色層20A~20E、20G、20H，吸光度大，反射及散射少，可成為遮光特性優異之漫射光對策。此外，還有不論鏡面或滑動面等玻璃本體的表面狀態為何皆可著色的優點。此外，即使黏接劑等之折射率與空氣不同者與著色層接觸時，不致於對吸收特性帶來不良影響。此外，也不致於因為黏接劑等而造成著色層剝離。此外，因為著色部與非著色部之折射率相同，不致於在著色部與非著色部的邊界因折射率差而發生反射，所以光在著色層端面之反射極小。此外，由於玻璃表面不設塗墨等層，因此不致於對玻璃（光學元件）與其他構件（例如，其他玻璃（光學元件））之定位精度造成不良影響。 ＜將光學元件適用於透鏡之例＞
參照圖14~圖18說明將本實施形態之光學元件適用於透鏡30的情況。
圖14係顯示作為光學元件之透鏡30的一種構成圖。圖14係將左側設為物體側（一方面側），並將右側設為影像側（另一方面側）。透鏡30在物體側具有由凸面構成之物體側透鏡面31，在影像側具有由凹面構成之影像側透鏡面32。物體側透鏡面31與影像側透鏡面32分別構成包含有效徑內區域與有效徑外區域之光學面。透鏡30在物體側透鏡面31之外側具有平面狀的物體側地面（物體側凸緣部）33，並在影像側透鏡面32之外側具有平面狀的影像側地面（影像側凸緣部）34。透鏡30具有平面狀之邊緣面35作為聯繫物體側地面33與影像側地面34之外徑端部的外周面。
另外，圖14所例示之透鏡形狀只不過是一例，可變更各種設計。例如，透鏡亦可係雙凸形狀、雙凹形狀、凸彎月形狀、凹彎月形狀、平凸形狀、平凹形狀。此外，透鏡係柱面透鏡、陣列透鏡、菲涅耳透鏡等，種類不拘。此外，透鏡除了圓形狀之外，還可為概略四方形狀、概略長方形狀、多角形狀等，形狀不拘。
圖15A~圖15C係顯示在透鏡30之有效徑外設置著色層時的一例圖。如圖15A至圖15C所示，著色層可設於透鏡30之邊緣面35、地面（物體側地面33、影像側地面34）的至少1個（位於）。
圖15A係在透鏡30之邊緣面35設有著色層40A（使其位於）。
圖15B係在透鏡30之物體側地面33設有著色層40B（使其位於）。
圖15C係在透鏡30之物體側地面33設有著色層40B（使其位於），且在透鏡30之影像側地面34設有著色層40C（使其位於）。
圖16係顯示在光軸方向鄰接之2片透鏡50、60的有效徑外設置著色層時之一例圖。圖16係將左側設為物體側（一方面側），並將右側設為影像側（另一方面側）。物體側之透鏡50在影像側之透鏡面的外側具有影像側地面51，影像側之透鏡60在物體側之透鏡面的外側具有物體側地面61。2片透鏡50、60藉由彼此分配各透鏡之影像側地面51與物體側地面61，而在光軸方向限制位置。
而後，在透鏡50之影像側地面51設有著色層70（位於），並在透鏡60之物體側地面61設有著色層80（位於）。亦即，著色層70、80係設於2片透鏡50、60彼此分配的地面（影像側地面51、物體側地面61）（位於）。
為了使鄰接之各透鏡的間隔、偏芯精度提高，分配各地面而組合之構造（方法），若在分配部位（地面）塗墨或插入遮光片時，會造成各透鏡之組裝精度降低。因而，該部位無法遮光，通過該部位之光線會造成漫射光。
另外，本實施形態如圖16所示，由於2片透鏡50、60的影像側地面51、物體側地面61之間並非存在異物，著色層70、80係作為2片透鏡50、60的一部分而存在，因此係以高水準維持2片透鏡50、60（影像側地面51、物體側地面61）之分配精度（組裝精度），且可實現良好的漫射光對策。
圖17係顯示著色層發揮光圈功能時之一例圖。如圖17所示，著色層90A係跨過透鏡30之物體側地面33與物體側透鏡面31而設（位於），著色層90B係跨過透鏡30之影像側地面34與影像側透鏡面32而設（位於），著色層90C係設於透鏡30之邊緣面35（位於）。
著色層90A與著色層90B係從透鏡30之物體側透鏡面31與影像側透鏡面32（一方之面與另一方之面）的有效徑位置跨過各地面而形成，來規定透鏡30之有效徑（著色層90A與著色層90B發揮光圈功能）。藉此，由於不插入實體光圈，而規定景物光束之有效徑，因此，可簡化構造，並且減少零件數量，組合簡單。另外，光圈功能例如可為決定軸上光束之光線高度的孔徑光圈、及決定軸外光束之光線高度的固定光圈。
圖18A~圖18C係顯示在透鏡之兩面使著色層之著色區域彼此不同時的一例圖。圖18A至圖18C中，在中央描繪之矩形區域表示攝像元件之攝像區域IM。圖18A中，比包圍攝像區域IM之環狀線外側的圖案部分表示透鏡30的物體側之面（一方之面）的著色區域90A。圖18A中，包圍攝像區域IM之環狀線內外的圖案部分表示透鏡30的影像側之面（另一方之面）的著色區域90B。圖18B顯示有透鏡30在物體側之面（一方之面）的著色區域90A，圖18C顯示透鏡30在影像側之面（另一方之面）的著色區域90B。透鏡30具有正的功率（Power）而使光（景物光）收束時，如圖18A至圖18C所示，相對縮小透鏡30的物體側之面（一方之面）的著色區域90A，並相對增大透鏡30的影像側之面（另一方之面）的著色區域90B。
相反地，透鏡30具有負的功率而使光（景物光）發散時，亦可相對增大透鏡30的物體側之面（一方之面）的著色區域，並相對縮小透鏡30的影像側之面（另一方之面）的著色區域。
因此，係配合（依）希望遮光之光線角度，將著色層設於透鏡30的物體側之面與影像側之面（一方之面與另一方之面）的有效徑外之彼此不同的著色區域（使其位於）。此時，例如，即使是鑽入凹面之位置仍可藉由著色而遮光（由於越過回折點插入遮光片困難，因此，是本實施形態中特有的作用效果）。此處，著色區域之形狀不限於圓形，可配合（依）有效光線區域之形狀而形成有自由度的形狀。
即使在數位攝影機、監視攝影機、車裝攝影機、動態攝影機（Action Camera）等光學系統中仍須講求透鏡的漫射光對策。例如，光學零件（透鏡）之有效徑外的遮光、防反射對策係實施塗墨，或是插入遮光片。
實施塗墨時，因為需要在考慮墨之厚度的透鏡徑上實施加工，所以管理困難。此外，因為塗墨厚度有偏差，所以會有外徑尺寸精度變差的傾向。此外，若墨的厚度不足時，有害光線會通過墨，使有害光線到達影像感測器。另外，塗墨過厚時，因為墨的邊緣發光而造成幻像。此外，藉由精密擠壓成形，在形成透鏡面與地面的透鏡中，在地面實施塗墨時，通常墨不易與鏡面黏合，為了使墨黏合而追加用於形成滑動面之定心等的工序。因而，即使藉由精密擠壓成形而獲得具有高精度之弧矢（凸面時，對地面部之透鏡中心高度，凹面時，對地面部之透鏡中心深度）尺寸的透鏡，藉由用於將地面部作為滑動面之工序仍會有弧矢尺寸之精度變差的傾向。
例如，插入概略矩形形狀之遮光片時，若片之安裝偏芯精度差，會造成在某個特定方位的遮光不足。此外，使遮光片鑽入透鏡之凹面困難。
本實施形態藉由在透鏡30、50、60中設置著色層40A~40C、70、80、90A~90C，吸光度大，反射及散射小，可成為遮光特性優異的漫射光對策。此外，還有不論鏡面或滑動面等玻璃本體的表面狀態為何皆可著色的優點。此外，由於不取決於透鏡形狀，而依配合有效光線區域之具有自由度的透鏡形狀設置著色層，因此可成為遮光特性優異之漫射光對策。此外，因為著色部與非著色部之折射率相同，在著色部與非著色部之邊界不致於因為折射率差而發生反射，所以光在著色層之端面的反射極小。此外，由於並未在玻璃表面設置塗墨等之層，因此，不致於對玻璃（光學元件）與其他構件（例如，其他玻璃（光學元件））的定位精度造成不良影響。 ＜將光學元件適用於透鏡陣列或雙凸透鏡之例＞
參照圖19A~圖19C說明將本實施形態之光學元件適用於微型透鏡陣列100及雙凸透鏡120的情況。圖19A係顯示微型透鏡陣列100之俯視圖，圖19B係顯示雙凸透鏡120之俯視圖，圖19C係沿著圖19A之A-A線與圖19B之B-B線的剖面圖（合併記載符號）。
如圖19A所示，微型透鏡陣列100係集結複數個（多數個）微型透鏡101（透鏡面）者，此處，係例示性地描繪縱橫為3×3之合計9個微型透鏡101。而後，如圖19A、圖19C所示，著色層110位於複數個微型透鏡101之有效徑外，來劃分複數個微型透鏡101。
如圖19B所示，雙凸透鏡120係集結在上下方向延伸之半圓錐形狀的3個透鏡面121者（透鏡面數量不限定於3個，可變更各種設計）。而後，如圖19B、圖19C所示，著色層130位於複數個（此處係3個）透鏡面121之有效徑外，來劃分複數個（此處係3個）微型透鏡101。
因此，光學元件（微型透鏡陣列100或雙凸透鏡120）具有複數個透鏡面（101或121），著色層（110或130）位於複數個透鏡面（101或121）的有效徑外，來劃分複數個透鏡面（101或121）。藉此，可有效防止例如無法入射於複數個透鏡面（101或121）之光透過有效徑外而變成漫射光。 ＜將光學透鏡適用於實施防反射塗布的稜鏡及透鏡之例＞
參照圖20A說明將本實施形態之光學元件適用於實施防反射塗布的稜鏡10之情況。
如圖20A所示，在稜鏡10之入射面11的中央實施有防反射塗布140A，並在稜鏡10之射出面12的中央實施有防反射塗布140B。另外，在稜鏡10之入射面11與射出面12中，位於兩者連接部（邊界部）之概略L字狀的部分並未實施防反射塗布。此外，稜鏡10之入射面11中，在位於與倒角面15之連接部（邊界部）的部分並未實施防反射塗布。此外，在稜鏡10之射出面12中，在位於與倒角面16之連接部（邊界部）的部分並未實施防反射塗布。
而後，在稜鏡10之入射面11與射出面12中，從並未實施防反射塗布之部位的玻璃表面到達玻璃內部設有著色層150A、150B、150C。更具體而言，著色層150A係設於在稜鏡10之入射面11與射出面12中，位於兩者連接部（邊界部）之概略L字狀的部分。著色層150B係設於在稜鏡10之入射面11中，位於與倒角面15之連接部（邊界部）的部分。著色層150C係設於在稜鏡10之射出面12中，位於與倒角面16之連接部（邊界部）的部分。
參照圖20B說明將本實施形態之光學元件適用於實施防反射塗布的透鏡160之情況。
如圖20B所示，透鏡160具有：物體側透鏡面161；影像側透鏡面162；及連接物體側透鏡面161與影像側透鏡面162之外周端部的邊緣面163。物體側透鏡面161將凸面朝向物體側，影像側透鏡面162將凸面朝向影像側，整個透鏡160具有雙凸形狀。
在透鏡160之物體側透鏡面161的概略全部區域實施有防反射塗布170A，並在透鏡160之影像側透鏡面162的概略全部區域實施有防反射塗布170B。另外，在透鏡160之物體側透鏡面161與影像側透鏡面162中，在位於與邊緣面163之連接部（邊界部）的部分並未實施防反射塗布。此外，透鏡160之邊緣面163上亦未實施防反射塗布。
而後，在透鏡160之物體側透鏡面161與影像側透鏡面162中，從並未實施防反射塗布之部位的玻璃表面到達玻璃內部設有著色層180A、180B。更具體而言，著色層180A係設於透鏡160之物體側透鏡面161中，位於與邊緣面163之連接部（邊界部）的部分。著色層180B係設於在透鏡160之影像側透鏡面162中，位於與邊緣面163之連接部（邊界部）的部分。
如圖20A、圖20B所示，作為光學元件之稜鏡10與透鏡160具有防反射塗布面（實施防反射塗布140A、140B、170A、170B之面）；與並未實施防反射塗布之非防反射塗布面，在該非防反射塗布面上設有著色層150A~150C、180A、180B（位於）。
透鏡及稜鏡等之光學零件一般會在光學面上實施防反射塗布。對光學零件實施防反射塗布時，會用夾具壓住光學零件之一部分，避免光學零件在夾具內搖動。此時，因為光學零件中被夾具壓住的部分未形成防反射塗膜，而玻璃面露出，所以會形成反射率高之部位。此外，防反射塗布面與非防反射塗布面之邊界的塗布特性受到塗布夾具之遮蔽等的影響，防反射塗布無法形成如設計的膜厚，可能導致反射率格外高的狀態。
因此，為了遮蔽光入射非防反射塗布面（包含與防反射塗布面之邊界部），而考慮從光學零件外側以鏡框或遮光片覆蓋非防反射塗布面。但是，此時，雖然可遮蔽從光學零件外側進入非防反射塗布面之光，但是，因為無法遮蔽從光學零件內部進入非防反射塗布面之光，所以可能因為非防反射塗布面而發生漫射光。
在光學零件（透鏡及稜鏡）之加工中，為了避免產生此種非防反射塗布面而在定心前對整個透鏡實施防反射塗布，然後，作為進行定心之加工程序，而考慮使整個光學面具有防反射功能。但是，因為該加工程序係使定心機之鐘狀夾（Bell Clamp）接觸實施防反射塗布的面，來進行定心加工，所以會有防反射塗布上容易發生傷痕或痕跡的問題。
另外，本實施形態之光學元件（透鏡及稜鏡）藉由在非防反射塗布面上設置著色層，可藉由吸收而衰減、遮蔽從光學零件內部進入非防反射塗布面之光。此外，因為不論鏡面或滑動面等玻璃之表面狀態為何皆設置著色層，所以可有效實現衰減、遮光。此外，由於在形成著色層並進行定心加工後，或是在進行定心加工並形成著色層後的時間，可作為防反射塗布之成膜工序，因此，亦可確實避免例如因為鐘狀夾而在防反射塗布上發生傷痕或痕跡。 ＜將光學元件適用於光學窗之例＞
參照圖21A、圖21B及圖22A、圖22B說明將本實施形態之光學元件適用於包含射出窗及入射窗的光學窗之情況。此處，係例示說明使來自發光部之光被檢測對象物反射，並以受光部受光而取得檢測對象物之資訊的感測器裝置。
如圖21B、圖22B所示，感測器裝置具有收納光學零件（光學元件）之框體190。框體190具有：收納發光側之光學零件（光學元件）的發光側收納室191；及收納受光側之光學零件（光學元件）的受光側收納室192。
發光側收納室191中收納有發光部200，並在其上面設有射出窗201。射出窗201將發光部200之光朝向檢測對象物射出（射出來自發光部200之光）。另外，係明示發光部200作為發光側收納室191中之光學零件（光學元件），不過，除此之外，亦可包含投影透鏡、濾光鏡、擴散板、繞射元件等各種光學零件（光學元件）。
受光側收納室192中收納有受光部210，並在其上面設有入射窗211。入射窗211使發光部200發光而被檢測對象物反射之光朝向受光部210入射（對受光部210入射之光）。另外，係明示受光部210作為受光側收納室192中之光學零件（光學元件），不過，除此之外，亦可包含受光透鏡及濾光鏡等各種光學零件（光學元件）。
圖21A、圖21B係位於射出窗201與入射窗211之有效徑外設有劃分射出窗201與入射窗211之著色層220。該著色層220係設於射出窗201與入射窗211之有效徑外的整個區域（概略整個區域）部分。
圖22A、圖22B係位於射出窗201與入射窗211之有效徑外設有劃分射出窗201與入射窗211之著色層230。該著色層230包含：位於射出窗201之有效徑外的環狀著色層；及位於入射窗211之有效徑外的環狀著色層。
例如本實施形態，發光部200與受光部210鄰接，來自發光部200之光被檢測對象物反射，並以受光部210受光而取得檢測對象物之資訊的感測器裝置，係來自發光部200之光的一部分通過射出窗201與入射窗211之窗材反射、散射而傳播至框體190的內部。換言之，來自發光部200之光並非朝向檢測對象物射出，而係在框體190內部重複複數次反射後入射於受光部210，結果可能成為感測時之雜訊或錯誤檢測的原因。
藉由充分確保發光部與受光部之距離，且/或，發光部與受光部使用個別之窗材，可降低上述的影響，但是會有需要在各窗材之間配置用於固定個別窗材的窗框零件等，不可避免地造成產品尺寸增大、零件數量增加、及高成本化的缺點。
另外，因為本實施形態之光學元件（光學窗、射出窗、入射窗）係在光學窗（射出窗、入射窗）之玻璃內部形成著色層（吸光度高之吸收層），所以入射於著色層時漫射光衰減，可防止在窗框內部反射、散射。此外，藉由縮短發光部與受光部之距離，縮小維持產品之尺寸，並且除了在光學窗（射出窗、入射窗）中設置著色層之外，可以不需要在構造上特別花功夫，因此可謀求減少零件數量及低成本化。此外，藉由不論鏡面或滑動面等玻璃的表面狀態為何皆設置著色層，可有效實現衰減、遮光。此外，因為對光學窗（射出窗、入射窗）之著色的形狀具有自由度，所以亦可提高設計性。 ＜將光學元件適用於其他用途之例＞
除了上述例之外，本實施形態之光學元件亦可為平行平板、蓋玻片（攝像元件之蓋玻片）、濾光器（IR切割濾光器、偏光濾光器、ND濾光器等）、及分束器之至少1個。此時，著色層可設於平行平板、蓋玻片（攝像元件之蓋玻片）、濾光器（IR切割濾光器、偏光濾光器、ND濾光器等）、及分束器之至少1個的有效徑外。 [產業上之可利用性]
本實施形態之光學元件及光學裝置例如可適用於搭載於各種行動電話、智慧型手機等之攝影機、數位攝影機、監視攝影機、車裝攝影機、動態攝影機等。
1:玻璃本體 2:著色層 10:稜鏡 11:入射面 12:射出面 13:反射面 14:側面 15,16:倒角面 20A~20E,20G,20H:著色層 30:透鏡 31:物體側透鏡面 32:影像側透鏡面 33:物體側地面 34:影像側地面 35:邊緣面 40A,40B,40C:著色層 50,60:透鏡 51:影像側地面 61:物體側地面 70,80,90A,90B,90C:著色層 100:微型透鏡陣列 101:微型透鏡 110,130,150A,150B,150C:著色層 120:雙凸透鏡 121:透鏡面 140A,140B,170A,170B:防反射塗布 160:透鏡 161:物體側透鏡面 162:影像側透鏡面 163:邊緣面 180A,180B:著色層 190:框體 191:發光側收納室 192:受光側收納室 200:發光部 201:射出窗 210:受光部 211:入射窗 220,230:著色層
圖1係顯示本發明一種實施樣態之模式圖。 圖2係顯示本發明一種實施樣態之模式圖。 圖3-1係顯示本發明一種實施樣態之模式圖。 圖3-2係用於說明圖3-1之實施樣態的模式圖。 圖4係顯示本發明一種實施樣態之模式圖。 圖5-1係顯示實施例1-1中之樣本與用於參考之基準的影像。 圖5-2係顯示實施例1-2中之樣本與用於參考之基準的影像。 圖6-1係顯示實施例1-1中之樣本的具有著色層之部分的透過率曲線圖。 圖6-2係顯示實施例1-2中之樣本的具有著色層之部分的透過率曲線圖。 圖6-3係顯示實施例1-3中之樣本的具有著色層之部分的透過率曲線圖。 圖7-1係依金屬膜之不同膜厚顯示實施例2-1中之樣本的具有著色層部分之透過率的曲線圖。 圖7-2係依金屬膜之不同膜厚顯示實施例2-2中之樣本的具有著色層部分之透過率的曲線圖。 圖8係依不同熱處理時間顯示實施例2-1及2-2中之樣本的金屬膜之膜厚與OD的關係曲線圖。 圖9係顯示實施例5中之樣本與用於參考之基準的影像。 圖10係顯示作為光學元件之稜鏡的一種構成圖。 圖11係顯示第一漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。 圖12係顯示第二漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。 圖13係顯示第三漫射光路徑與其所對應之著色層的配置例圖。 圖14係顯示作為光學元件之透鏡的一種構成圖。 圖15係顯示在透鏡之有效徑外設置著色層時的一例圖。 圖16係顯示在光軸方向鄰接之2片透鏡的有效徑外設置著色層時之一例圖。 圖17係顯示著色層發揮光圈功能時之一例圖。 圖18係顯示在透鏡之兩面使著色層之著色區域彼此不同時的一例圖。 圖19係顯示在作為光學元件之透鏡陣列及雙凸透鏡中設置著色層時的一例圖。 圖20係顯示在光學元件之非防反射塗布面設置著色層時的一例圖。 圖21係顯示將光學元件適用於光學窗之第一例圖。 圖22係顯示將光學元件適用於光學窗之第二例圖。
10:稜鏡
11:入射面
12:射出面
13:反射面
14:側面
15,16:倒角面
20A:著色層

Claims (14)

  1. 一種光學元件，係具有玻璃本體， 該光學元件具有著色層，該著色層係設於前述玻璃本體之內部且前述光學元件的有效徑外。
  2. 如請求項1之光學元件，其中前述著色層係從前述玻璃本體之表面設到內部。
  3. 如請求項2之光學元件，其中前述著色層之從前述玻璃本體表面到達內部的厚度係1~300μm。
  4. 如請求項1~3中任一項之光學元件，其中前述著色層在波長750nm下之光學濃度OD係2.0以上。
  5. 如請求項1~4中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有：防反射塗布面、及非防反射塗布面， 前述著色層設於前述非防反射塗布面。
  6. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有稜鏡， 前述著色層設於前述稜鏡之入射面、射出面、反射面、側面、在此等各面之任何一個邊界的倒角面之至少1個。
  7. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有透鏡， 前述著色層設於前述透鏡之邊緣面、地面（Land面）之至少1個。
  8. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有2片透鏡， 前述2片透鏡彼此分配各透鏡之有效徑外的地面， 前述著色層設於前述2片透鏡之彼此分配的地面。
  9. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有透鏡， 前述著色層規定前述透鏡的至少一方之面的有效徑。
  10. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有透鏡， 前述著色層設於前述透鏡的一方之面與另一方之面的有效徑外之彼此不同的著色區域。
  11. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有複數個透鏡面， 前述著色層設於前述複數個透鏡面之有效徑外，來劃分前述複數個透鏡面。
  12. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有：射出窗，其係射出來自發光部的光；及入射窗，其係入射向受光部之光； 前述著色層設於前述射出窗與前述入射窗的有效徑外，來劃分前述射出窗與前述入射窗。
  13. 如請求項1~5中任一項之光學元件，其中前述光學元件具有平行平板、蓋玻片、濾光器、分束器之至少1個， 前述著色層設於前述平行平板、前述蓋玻片、前述濾光器、前述分束器之至少1個的有效徑外。
  14. 一種光學裝置，係具有請求項1~13中任一項之光學元件。
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