WO2020017495A1 - 光学部材 - Google Patents

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WO2020017495A1
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transparent substrate
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oxide
glass
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山本　宏行
尚洋 眞下
尾山　卓司
田原　慎哉
長嶋　達雄
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Ａｇｃ株式会社
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    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical member, and more particularly, to an optical member having a high transmittance for infrared light over a wide range of incident angles.
  • Autonomous driving technology requires measuring the distance between a vehicle and surrounding objects.
  • a technique of a LiDAR (Light Detection and Ranging) sensor using light in an infrared region is used.
  • Patent Literature 1 discloses that a glass having a predetermined amount of iron, titania, and ceria is used as a window glass of a vehicle in correspondence with light in a visible region to an infrared region used for a sensor. Discloses a laminated glass having a transmittance of at least 30% in a wavelength range of
  • Patent Literature 1 discusses only the transmittance of the laminated glass with respect to light having an incident angle of 0 degrees, does not consider the transmittance with respect to light having a high incident angle, and has a sufficient transmittance with respect to a high incident angle. Was not a good value. That is, the LiDAR sensor used in the automatic driving technique is required to have high transmittance of infrared light (hereinafter, referred to as “infrared light”) over a wide range of incident angles.
  • infrared light infrared light
  • the laminated glass of Patent Document 1 cannot meet such a demand.
  • An object of the present invention is to provide an optical member having a high transmittance for infrared light over a wide range of incident angles.
  • the optical member of the present invention A transparent substrate including at least one substance selected from glass, glass ceramics, silicon, and sapphire, having a high infrared transmission region having a transmittance of 78% or more in a wavelength region of 700 nm to 1800 nm, and a high infrared transmission region; an optical member comprising a corresponding said transparent substrate optical interference film arranged on the main surface of the, in the infrared high permeability region of the transparent substrate at least one wavelength lambda s of the following wavelength range 700nm or 1800nm
  • the light transmittance of the corresponding region of the optical member has a minimum value of 86.5% or more and a minimum value of 9% or less and a maximum value of 9% or less when the incident angle is in a range of 0 to 60 degrees. It is an optical member having a difference.
  • permeability over a wide range of incident angles with respect to infrared light is obtained.
  • the optical member of the present invention is used, for example, as a cover member of a LiDAR sensor, transmission of infrared light used for sensing by the LiDAR sensor is not prevented over a wide incident angle.
  • the optical member of the present invention is used as a window glass, a reduction in the sensing function via the window glass is suppressed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the optical member according to the embodiment. It is a top view showing roughly an example of the optical member (windshield) concerning an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical member (front glass) shown in FIG. 1B, taken along line XX.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing one of the usage examples of the optical member shown in FIG. 1A.
  • 5 is a spectral transmittance curve of the optical member according to Example 1 for incident light at incident angles of 0 ° and 60 °.
  • ⁇ 5 is a spectral transmittance curve near a predetermined wavelength ⁇ s (940 nm) with respect to incident light having an incident angle of 0 ° and 60 ° of the optical member according to Example 1 of the embodiment.
  • 9 is a spectral transmittance curve of the optical member according to Example 2 for incident light at incident angles of 0 ° and 60 °.
  • 9 is a spectral transmittance curve near a predetermined wavelength ⁇ s (940 nm) with respect to incident light having an incident angle of 0 ° and 60 ° of the optical member according to Example 2 of the embodiment.
  • the transmittance for a specific wavelength range, that the transmittance is, for example, 78% or more means that the transmittance does not fall below 78% in the entire wavelength range.
  • a transmittance of, for example, 1% or less means that the transmittance does not exceed 1% in the entire wavelength region.
  • “to” indicating a numerical range includes an upper limit and a lower limit in the numerical range.
  • the optical member according to the embodiment of the present invention includes at least one substance selected from glass, glass ceramics, silicon, and sapphire, and has a transmittance in a wavelength range of 700 nm to 1800 nm.
  • a transparent substrate having a high infrared transmission region (hereinafter, also referred to as a “predetermined region”) having a ratio of 78% or more, and a light interference film disposed on a main surface of the transparent substrate corresponding to the high infrared transmission region.
  • the area of the optical member corresponding to the above-mentioned high infrared transmission area of the transparent substrate satisfies the following requirement (1).
  • the transparent substrate contains at least one substance selected from glass, glass ceramics, silicon and sapphire and has a transmittance of 78% or more in a wavelength range of 700 nm to 1800 nm is hereinafter referred to as requirement (A).
  • the transmittance in the requirement (A) is a transmittance measured with respect to incident light at an incident angle of 0 degree with respect to any one main surface of the transparent substrate, and the irradiation surface is not limited.
  • Light transmittance in at least one wavelength lambda s of 700nm or 1800nm wavelengths below region is in a range of incidence angles of 60 degrees or less than 0 degrees, the minimum value of more than 86.5% (hereinafter, “T ( 1) also referred to as “ min ”) and a difference between the minimum value and the maximum value of 9% or less (hereinafter also referred to as “ ⁇ T (1) ”).
  • T ( 1) also referred to as “ min ”
  • ⁇ T (1) a difference between the minimum value and the maximum value of 9% or less
  • the wavelength ⁇ s may be simply referred to as “ ⁇ s ”.
  • the incident angle is an incident angle with respect to the main surface of the optical member in the predetermined area.
  • the optical characteristics described in this specification are characteristics of light incident from any one main surface of the optical member, and the incident surface is not limited.
  • the transmittance and the reflectance of light having a specific wavelength for example, a wavelength of 700 nm or more and 1800 nm or less, in a transparent substrate and an optical member are determined by a spectrophotometer having a variable incident angle, for example, a V- spectrometer manufactured by Hitachi Spectroscopy. It can be measured at 570 or the like.
  • the optical member has a high transmittance for infrared light having a wavelength of 700 nm or more and 1800 nm or less over a wide range of incident angles.
  • the predetermined wavelength ⁇ s is, for example, the wavelength of laser light used for sensing by the LiDAR sensor used with the present optical member.
  • the present optical member may have at least one predetermined wavelength that satisfies the requirement of (1), and may satisfy the requirement of (1) at two or more predetermined wavelengths.
  • the wavelength lambda s is, 900 nm or less in the range of 750 nm, preferably 875 nm or less in the range of 775 nm, more preferably, it is 800nm or 850nm the range, the.
  • the wavelength ⁇ s is in a range from 830 nm to 980 nm, preferably in a range from 855 nm to 955 nm, and more preferably in a range from 880 nm to 930 nm.
  • the wavelength lambda s is, 1125Nm following range of 975 nm, preferably, 1100 nm or less in the range of 1000 nm, more preferably in the 1075nm following range of 1025Nm.
  • the wavelength ⁇ s is in the range from 1475 nm to 1625 nm, preferably in the range from 1500 nm to 1600 nm, more preferably in the range from 1525 nm to 1575 nm.
  • T (1) min ⁇ 86.5% is also referred to as a requirement of (1-1), and ⁇ T (1) ⁇ 9% is also referred to as a requirement of (1-2).
  • T (1) min is 86.5% or more, for example, when used in combination with a LiDAR sensor, it can be said that the transmittance is sufficient to maintain a wide-angle scan of the LiDAR sensor.
  • T (1) min is preferably at least 87%, more preferably at least 89%, particularly preferably at least 90%.
  • ⁇ T (1) is 9% or less, the fluctuation of the transmittance in the range of the incident angle of 0 ° to 60 ° at the wavelength ⁇ s can be used in combination with the LiDAR sensor, for example. And the possibility that the fluctuation becomes noise is small.
  • ⁇ T (1) is preferably at most 8%, more preferably at most 7%, further preferably at most 5%, particularly preferably at most 3.5%.
  • the present optical member further has at least one of the following requirements (2) to (4) in the predetermined region, and has at least two of the following requirements (2) to (4). It is more preferable that all of the requirements (2) to (4) are satisfied.
  • the light loss of the light of wavelength ⁇ s irradiated at an incident angle of 5 degrees is 3% or less.
  • the light loss can be calculated as a value obtained by subtracting the transmittance and the reflectance from 100%. It is preferable that the present optical member satisfies the requirement (2) when the present optical member is combined with a LiDAR sensor because the sensor can efficiently receive incident light.
  • the light loss is more preferably 2.5% or less, further preferably 1.0% or less, and particularly preferably 0.7% or less.
  • a change in transmittance of light having a wavelength of ⁇ s at an incident angle of 0 ° is 1% or less before and after exposing the optical member to an environment at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80% for 48 hours. If the requirement of (3) is satisfied, the present optical member has excellent durability in a high-temperature and high-humidity use environment.
  • the present optical member When the present optical member is used, for example, as a cover member of a LiDAR sensor mounted outside a vehicle, the present optical member is exposed to outside air.
  • the optical member even when the LiDAR sensor is mounted in a vehicle, the optical member may be placed in a high-temperature and high-humidity environment in the vehicle. Even in such a case, long-term stable use is possible if the requirement of (3) is satisfied.
  • the change in transmittance is more preferably 0.8% or less, further preferably 0.6% or less, and particularly preferably 0.4% or less.
  • the Martens hardness at the indentation depth of 50 nm measured on the surface of the optical interference film of the optical member is larger than the Martens hardness at the indentation depth of 50 nm measured on the surface of the transparent substrate.
  • the Martens hardness is measured by a micro hardness tester using a Vickers indenter, a maximum load reaching time of 10 seconds, a creep time of 5 seconds, a pushing load of 0.05 mN to 500 mN, and a load speed of 1 mmN / 10 s.
  • the Martens hardness at an indentation depth of 50 nm measured under the above measurement conditions is simply referred to as “Martens hardness”.
  • an optical member having a higher Martens hardness on the surface of the light interference film than on the surface of the transparent substrate can be obtained. That is, an optical member having high durability can be obtained.
  • the Martens hardness measured on the surface of the optical interference film of the present optical member and the Martens hardness of the transparent substrate used for the present optical member will be specifically described later.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a cross-sectional view of the optical member according to the embodiment.
  • the optical member 10A shown in FIG. 1 includes a transparent substrate 1 having a first main surface 1a and a second main surface 1b facing each other, and a light interference film 2.
  • the transparent substrate 1 as a whole satisfies the requirement (A), and the optical interference film 2 is disposed on the entire first main surface 1 a of the transparent substrate 1.
  • the optical member 10A including the transparent substrate 1 and the light interference film 2 satisfies the requirement (1).
  • the light interference film 2 is a multilayer film in which three layers denoted by reference numerals 21, 22, and 23 are sequentially stacked from the transparent substrate 1 side.
  • the number of stacked light interference films satisfying the requirement (1) is not limited in combination with the transparent substrate satisfying the requirement (A).
  • optical member 10A a configuration in which the optical interference film 2 is provided on the second main surface 1b of the transparent substrate 1 or a configuration in which the optical interference film 2 is provided on the first main surface 1a of the transparent substrate 1 and the second On the main surface 1b. Since these examples also satisfy the requirement (1), they are included in the category of the present optical member.
  • the present optical member may have a configuration in which the light interference film 2 is provided only in a predetermined region of the first main surface 1a of the transparent substrate 1.
  • the requirement (1) may be satisfied in the region of the transparent substrate 1 where the light interference film 2 is provided, and the region without the interference film 2 may not satisfy the requirement (1).
  • the transparent substrate 1 does not have to satisfy the requirement (A).
  • the energy transmittance of the region of the optical member corresponding to the region other than the infrared light transmitting region of the transparent substrate 1 measured according to JIS-R3106: 1998 is preferably 60% or less, more preferably 50% or less. It is particularly preferably at most 45%, more preferably at most 40%.
  • the present optical member when the present optical member is applied to a window glass for an automobile and a LiDAR sensor is installed inside the vehicle, only the area of the transparent substrate 1 provided in the size of the window glass through which the laser light from the LiDAR sensor is transmitted.
  • the light interference film 2 may be disposed on the main surface of the transparent substrate 1 that satisfies the requirement (A).
  • the light interference film 2 may be disposed on the vehicle interior surface of the transparent substrate 1, may be disposed on the vehicle exterior surface, or may be disposed on both of them.
  • FIG. 1B is a plan view of an example of the present optical member according to the embodiment, applied to a windshield for an automobile.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view obtained by cutting the windshield shown in FIG. 1B along the line XX.
  • the windshield 10B which is the present optical member, includes a transparent substrate 1 and a shielding layer 4 that is provided on the inner surface 1a of the transparent substrate 1 and along the outer periphery of the transparent substrate 1 and that shields visible light. .
  • the shielding layer 4 has a protruding portion formed to protrude from the center of the upper side of the transparent substrate 1 in the in-plane direction (downward).
  • the protruding portion has an opening 3 at the substantially center thereof, through which an infrared laser light signal of the LiDAR sensor is transmitted and received when the signal is transmitted and received.
  • the light interference film 2 is provided on the inner surface 1 a of the opening 3.
  • FIG. 1B is a plan view of the windshield 10B viewed from the inside of the vehicle.
  • FIG. 1B shows a mounting portion A of the LiDAR sensor by a dotted line.
  • the mounting portion A is located around the opening 3 of the shielding layer 4.
  • FIG. 1C schematically shows the configuration of the LiDAR sensor 40 attached to the windshield 10B by a dotted line.
  • the LiDAR sensor 40 has a LiDAR sensor main body 41 and a housing 42 that houses the LiDAR sensor main body 41.
  • the LiDAR sensor 40 is attached, for example, by attaching the housing 42 to the attachment portion A via the adhesive layer 43 to the shielding layer 4.
  • the transparent substrate 1 of the windshield 10B is a laminated glass.
  • the laminated glass that is the transparent substrate 1 has a configuration in which a vehicle interior glass plate 1A and a vehicle exterior glass plate 1B are bonded via an intermediate bonding layer 1C.
  • the laminated glass constituting the transparent substrate 1 is designed to satisfy the requirement (A) in the region inside the opening 3.
  • the windshield 10B has the light interference film 2 on the interior surface 1a of the transparent substrate 1 corresponding to the opening 3.
  • the opening 3 of the windshield 10B satisfies the requirement (1).
  • the decrease in the amount of the infrared laser light of the LiDAR sensor 40 transmitted and received through the opening 3 is suppressed over a wide incident angle, and the sensing function hardly decreases.
  • FIG. 1D shows an example of a LiDAR sensor attached to the inside of a windshield using the optical member 10A shown in FIG. 1A as a cover member of the LiDAR sensor.
  • the front glass 20 has a configuration in which a vehicle interior glass plate 21 and a vehicle exterior glass plate 22 are bonded via an intermediate bonding layer 23.
  • the optical member 10A is installed on the LiDAR sensor main body 41 such that the light interference film 2 is located on the LiDAR sensor main body 41 side.
  • the LiDAR sensor main body 41 with the optical member 10A is attached to the windshield 20 by bonding the transparent substrate 1 of the optical member 10A to the interior surface of the windshield 20 (the laminated glass 20) via the optical adhesive layer 5. Have been.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the plane stress is 10 MPa or less in at least one portion of the region 300 mm inward from the edge of the windshield 20. From the viewpoint of reducing the optical distortion of the sensor mounting portion, more preferably 5 MPa or less, most preferably 1 MPa or less.
  • the infrared laser light is transmitted and received between the inside of the vehicle and the outside of the vehicle via the optical member 10A and the laminated glass 20. Therefore, for example, if the configuration of the laminated glass 20 is designed to satisfy the requirement (A), the effect of the optical member 10A is sufficiently exerted, and the infrared laser light used by the LiDAR sensor main body 41 extends over a wide incident angle. Thus, a decrease in the amount of light is suppressed, and there is almost no decrease in sensing.
  • the transparent substrate 1 has a first main surface 1a and a second main surface 1b facing each other.
  • the transparent substrate 1 includes at least one substance selected from glass, glass ceramics, silicon, and sapphire, and has a minimum transmittance (hereinafter, also referred to as “ TB700-1800 ”) of 78% in a wavelength range of 700 nm to 1800 nm. That is all.
  • TB700-1800 minimum transmittance
  • the transparent substrate 1 may not partially satisfy the requirement (A) as necessary, but the following description will be made on an example in which the transparent substrate 1 as a whole satisfies the requirement (A). I do.
  • the TB700-1800 of the transparent substrate is 78% or more, the present optical member satisfies the requirement of (1).
  • the TB700-1800 of the transparent substrate is preferably at least 80%, more preferably at least 85%, even more preferably at least 88%, particularly preferably at least 88.5%, most preferably at least 89%, and preferably at least 89.5%. Even more preferred.
  • the transparent substrate preferably has a minimum transmittance (hereinafter, also referred to as “ TB800-1600 ”) of 79% or more in a wavelength range of 800 nm to 1600 nm. If the transparent substrate T B800-1600 79% or more, in the optical member (1), in particular, in the case having a wavelength lambda s in a wavelength range 800nm or 1600 nm T (1) min and [Delta] T (1 ) Requirements are more fully satisfied.
  • TB800-1600 of the transparent substrate is preferably at least 81%, more preferably at least 86%, further preferably at least 89%, particularly preferably at least 90.5%, most preferably at least 91%.
  • the transparent substrate 1 may be composed of only one of glass, glass ceramics, silicon, and sapphire, or may be composed of a mixture thereof. Other materials may be included.
  • the transparent substrate 1 may be a single plate or a laminate.
  • the transparent substrate 1 may be a laminated glass having a plurality of glass plates and a resin film disposed therebetween.
  • the transparent substrate 1 is composed of a plurality of layers such as laminated glass, the transmittance of each layer is adjusted so that TB700-1800 becomes 78% or more when the laminated glass is formed.
  • the shape of the transparent substrate 1 may be a flat plate, or may have a curvature on the entire surface or a part thereof.
  • a flat transparent substrate is prepared so as to have the same configuration as the transparent substrate 1, and optical characteristics such as transmittance are measured.
  • an optical member using the transparent substrate 1 having a curvature an optical member using a flat transparent substrate having the same configuration as the optical member is manufactured, and the optical characteristics are measured.
  • the thickness of the transparent substrate 1 can be appropriately adjusted according to the use within a range satisfying the requirement (A).
  • the thickness of the transparent substrate 1 is preferably 0.5 to 5 mm, more preferably 1 to 5 mm, still more preferably 1.5 to 4.5 mm, and more preferably 2 to 4.3 mm from the viewpoint of strength and weight balance by ensuring safety. Particularly preferred.
  • the total of the thickness of the plurality of glass plates and the thickness of the intermediate film is the thickness of the transparent substrate 1. Martens hardness measured at the surface of the transparent substrate 1, 4N / mm 2 or more, more preferably 4.5 N / mm 2 or more, 5N / mm 2 or more is more preferable.
  • the transparent substrate 1 is preferably made of an amorphous material, and more preferably made of glass. From the viewpoint of cost, it is particularly preferable to use an amorphous glass that can be manufactured by the float method.
  • Amorphous glass for example, soda lime glass, borosilicate glass, alkali-free glass, aluminosilicate glass, alkali-free aluminosilicate glass, quartz glass and the like as a basic glass, iron-containing glass containing iron in this preferable.
  • soda lime glass and borosilicate glass are preferable, and soda lime glass is particularly preferable.
  • the amount of iron (Fe) contained in the iron-containing glass is preferably from 1 to 500 ppm by mass, more preferably from 50 to 300 ppm by mass, and more preferably from 80 to 300 ppm by mass in terms of Fe 2 O 3 based on 100% by mass of the basic glass. 180 mass ppm is more preferred.
  • the iron-containing glass contains an Fe amount equal to or less than the above upper limit, TB700-1800 of the transparent substrate is easily adjusted to 78% or more.
  • the iron-containing glass contains the Fe content equal to or more than the above lower limit, it is possible to maintain the temperature by radiant heat during the production and maintain the production characteristics.
  • TB700-1800 is easily maintained at 78% or more.
  • the iron-containing glass is further selected from the group of metal oxides consisting of Cr oxide, Co oxide, Mn oxide, Ce oxide, Cu oxide and Se oxide with respect to 100% by mass of the basic glass. It is preferable to contain 0.0001 to 2.5% by mass of at least one metal oxide.
  • One of the above metal oxides may be used alone, or two or more metal oxides may be used in combination. Among these, preferably one or more metal oxides selected from Cr oxide such as Cr 2 O 3 and CoO, Co 2 O 3, Co 3 O Co oxide such as 4, Cr 2 O 3 and Co oxide It is particularly preferable to use a combination of substances.
  • the iron-containing glass further contains both Cr 2 O 3 and Co oxide, 20 to 500 ppm by mass of Fe and 0.0015 to 1% by mass of Cr 2 O 3 with respect to 100% by mass of the basic glass. , Co oxide in an amount of 0.0001 to 1% by mass.
  • the content of the metal oxide is preferably 1 to 200 ppm by mass, more preferably 2 to 100 ppm by mass, and most preferably 3 to 70 ppm by mass with respect to 100% by mass of the basic glass.
  • Iron-containing glass the said metal oxide contains in the range of the content of the, Redox ([bivalent iron as calculated as Fe 2 O 3 (Fe 2+) ] / [ bivalent in terms of Fe 2 O 3 Of the total of iron (Fe 2+ ) and trivalent iron (Fe 3+ ) (Fe 2+ + Fe 3+ )], thereby improving TB700-1800 while maintaining the manufacturing characteristics.
  • the iron-containing glass has a basic glass of soda lime glass, and preferably contains 0.1 to 30% by mass of Al 2 O 3 , MgO and CaO in total expressed as mass% in terms of oxide.
  • the content is more preferably from 5 to 25% by mass, and still more preferably from 10 to 20% by mass.
  • the composition of the basic glass will be described.
  • “%” represents mass% in terms of oxide, unless otherwise specified.
  • the basic glass used for the iron-containing glass preferably has a ratio represented by B 2 O 3 / (B 2 O 3 + R 2 O) of 0.3 or less in terms of mass% in terms of oxide. It is more preferably at most 2, more preferably at most 0.05.
  • R 2 O represents Na 2 O + K 2 O.
  • composition of the basic glass used for the iron-containing glass the following composition is preferable in terms of mass%. SiO 2 : 55% to 85%, Al 2 O 3 : 0% to 30%, B 2 O 3 : 0% to 20%, CaO: 0% to 20%, MgO: 0% to 15%, BaO: 0% to 20%, Na 2 O: 0% to 25%, K 2 O: 0% to 20%.
  • SiO 2 is a component that forms a glass skeleton.
  • the content of SiO 2 is preferably 60% or more.
  • the content of SiO 2 is preferably at most 78%, more preferably at most 75%.
  • Al 2 O 3 is not an essential component, but when Al 2 O 3 is contained, weather resistance, heat resistance, and chemical durability are improved, and the Young's modulus is increased. When the content of Al 2 O 3 is 30% or less, the viscosity at the time of melting the glass does not become too high, so that the melting property becomes good and the devitrification becomes difficult.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably at most 18%, more preferably at most 6%.
  • B 2 O 3 is not an essential component. However, when B 2 O 3 is contained, the viscosity at the time of melting the glass does not become too high, so that the melting property becomes good and the glass is hardly devitrified. When the content of B 2 O 3 is 20% or less, the glass transition temperature can be increased, and the Young's modulus increases. The content of B 2 O 3 is preferably 18% or less, more preferably 4% or less.
  • CaO is not an essential component, but when CaO is contained, the viscosity during melting of the glass does not become too high, so that the melting property is improved and the weather resistance is improved. When the content of CaO is 20% or less, devitrification becomes difficult. The content of CaO is preferably 15% or less.
  • MgO is not an essential component, but when MgO is contained, the viscosity at the time of glass melting does not become too high, so that the melting property is improved, the weather resistance is improved, and the Young's modulus is increased. When the content of MgO is 15% or less, devitrification becomes difficult.
  • the content of MgO is preferably 10% or less.
  • BaO is not an essential component, but when BaO is contained, the viscosity during melting of the glass does not become too high, so that the melting property becomes good and the weather resistance is improved. When the content of BaO is 20% or less, it is difficult to devitrify.
  • the content of BaO is preferably at most 10%, more preferably at most 5%.
  • the content of Na 2 O is preferably from 5% to 20%. Preferably it is 10% or more and 17% or less.
  • K 2 O is not an essential component, but when K 2 O is contained, the dissolution temperature is lowered. When the content of K 2 O is 20% or less, devitrification becomes difficult.
  • the content of K 2 O is preferably at most 10%, more preferably at most 5%.
  • the iron-containing glass may further contain, as a fining agent, for example, a component selected from the group consisting of SnO 2 , SO 3 , and Cl.
  • the iron-containing glass further includes, for example, ZnO, Li 2 O, WO 3 , Nb 2 O 5 , and V 2 in order to further improve weather resistance, melting property, devitrification property, ultraviolet light shielding property, visible light shielding property, and the like.
  • O 5 , Bi 2 O 3 , MoO 3 , P 2 O 5 , Ga 2 O 3 , I 2 O 5 , In 2 O 3 , Ge 2 O 5 and the like may be contained.
  • the visible light transmittance or the like of the optical member can be changed according to the use as described later.
  • the iron-containing glass does not substantially contain As 2 O 3 and Sb 2 O 3 in consideration of the environmental load. Further, for stable float molding, it is preferable that ZnO is not substantially contained.
  • a transparent substrate (hereinafter, referred to as a “glass substrate”) made of glass used for the present optical member is prepared by, for example, mixing various raw materials in appropriate amounts so that the composition is in a desired range, heating and melting, and then defoaming. Homogenize by stirring, etc., and form into a plate or the like by the well-known float method, down draw method, press method or roll-out method, or cast into a block shape, slowly cool, then process into a plate shape Is obtained by
  • the glass substrate for example, it is preferable to use a glass plate formed by a float method. Further, it is preferable that the glass substrate has been strengthened by air cooling (physical strengthening) or chemical strengthening. By the strengthening treatment, a compressive stress layer is formed on the surface of the glass substrate, and the strength against scratches and impact is improved.
  • the linear expansion coefficient of the glass constituting the glass substrate is preferably at least 60 ⁇ 10 -7 / °C, more preferably 71 ⁇ 10 -7 / °C or higher, 75 ⁇ 10 - 7 / ° C. or higher is more preferable, and 85 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher is particularly preferable.
  • the linear expansion coefficient of the glass is preferably 100 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less, more preferably 95 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less, and 90 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. in order to improve the dimensional accuracy after physical strengthening. The following are more preferred.
  • the coefficient of linear expansion in the present specification is an average coefficient of linear expansion in the range of 50 ° C. to 350 ° C.
  • the surface compression stress (CS) of the strengthened glass substrate is preferably, for example, 10 MPa or more.
  • the surface compressive stress is more preferably 30 MPa or more, further preferably 50 MPa or more, and particularly preferably 100 MPa or more.
  • the surface compressive stress (CS) is measured according to the following procedure.
  • a disk whose entire surface is a mirror surface is manufactured.
  • a photoelastic constant is determined by a disk compression method.
  • the cut surface is optically polished, and the retardation is measured by a birefringence measuring device. Then, by dividing the measured value of the retardation by the photoelastic constant and the thickness of the glass substrate, the generated stress (compressive stress (CS) on the surface) can be obtained.
  • CS compressive stress
  • the glass substrate used in the present optical member is a tempered glass plate
  • the number of pieces from a 50 mm ⁇ 50 mm square area is 40 or more and 400 or less.
  • the number of pieces from a 50 mm ⁇ 50 mm square area is 40 or more and 400 or less.
  • the glass substrate used in the present optical member is a laminated glass
  • the glass substrate is crushed by a method in accordance with JIS R 3211
  • the total mass of the debris separated from the surface opposite to the impact surface of the glass substrate is 20 g or less.
  • the size of the glass substrate used for the optical member can be appropriately adjusted according to the application.
  • a glass plate obtained by a float method or the like is used after being cut into a predetermined size.
  • the end face connecting the first main face and the second main face of the glass substrate is preferably chamfered for the purpose of preventing cracks at the end portion and the vicinity thereof.
  • the transparent glass is formed by forming the inner glass plate 1A or the outer glass plate 1B from, for example, the iron-containing glass described above. May satisfy the requirement (A).
  • the intermediate adhesive layer 1C mainly contains a thermoplastic resin such as polyvinyl butyral resin (PVB), ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA), or cycloolefin polymer (COP) used for ordinary laminated glass.
  • PVB polyvinyl butyral resin
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer resin
  • COP cycloolefin polymer
  • a near-infrared transmitting resin film may be disposed between the intermediate adhesive layer and the glass substrate.
  • the near-infrared transmitting resin film is formed as a coating film on the main surface of the inside glass plate or the outside glass plate on the side of the intermediate adhesive layer.
  • the optical interference film 2 is formed on the first main surface 1a of the transparent substrate 1, and functions so that the obtained optical member 10A satisfies the requirement (1).
  • Light interference film 2 is, for example, in optical members 10A obtained, for light of wavelength lambda s, the range of incident angle of 0 degrees to 60 degrees, the reflectance as compared with the case of using a transparent substrate 1 alone By lowering, the optical member 10A functions so as to satisfy the requirement (1). It is preferable that the optical interference film 2 further functions so that the obtained optical member 10A satisfies one or more requirements selected from requirements (2) to (4).
  • the optical interference film 2 is further made of, for example, visible light as long as the optical member 10A satisfies the requirement (1), and preferably functions so as to further satisfy the requirements (2) to (4).
  • a film having other functions such as enhancing light durability, light shielding property, ultraviolet shielding property, antifouling property, and dustproofing property may be used.
  • the configuration of the light interference film 2 is not particularly limited as long as it has the above function.
  • the optical interference film 2 may be provided only on the first main surface 1a of the transparent substrate 1 like the optical member 10A shown in FIG. 1, or may be provided on the second main surface 1b of the transparent substrate 1. May be provided only on the first main surface 1 a and the second main surface 1 b of the transparent substrate 1.
  • the obtained optical member satisfies the requirement (1) by combining the two optical interference films, and preferably further satisfies the requirements (2) to (4).
  • Each light interference film is designed to satisfy one or more selected requirements.
  • the optical member when each optical interference film is used alone does not have to satisfy the requirement (1).
  • an optical interference film that satisfies requirement (1), and preferably satisfies requirements (2) to (4), is provided on both main surfaces of the transparent substrate.
  • T (1) min and ⁇ T (1) tend to be improved, and the optical loss in (2) tends to increase, as compared with the case where each optical interference film is used alone.
  • the configuration of the light interference film is appropriately selected according to the optical characteristics required of the optical member.
  • the light interference film 2 may be a single-layer film composed of only one layer, or a multilayer film in which two or more layers are stacked, and is preferably a multilayer film.
  • a multilayer film including two or more layers including a low refractive index layer and a high refractive index layer is preferable.
  • the total number of layers of the multilayer film is preferably 10 layers or less, and particularly preferably 4 layers or less, from the viewpoint of manufacturing cost and thinning.
  • the low refractive index layer and the high refractive index layer are preferably stacked adjacent to each other.
  • the low refractive index layer is composed of a material having a low refractive index (low refractive index material)
  • the high refractive index layer is composed of a material having a high refractive index (high refractive index material).
  • the refractive index difference between the low refractive index layer and the high refractive index layer that is, the refractive index difference between the low refractive index material and the high refractive index material may be larger than zero, preferably 0.1 or more.
  • the refractive index of the optical thin film constituting the optical interference films described herein exhibit all refractive index of each material in the light of the predetermined wavelength lambda s.
  • the multilayer film having a low refractive index layer and a high refractive index layer may further have an intermediate refractive index layer.
  • the intermediate refractive index layer is composed of an intermediate refractive index material having a refractive index higher than that of the low refractive index material and lower than that of the high refractive index material.
  • the geometric thickness of each layer is appropriately set according to the material used and the required optical characteristics.
  • the wavelength region in the infrared region is mainly a problem, it is preferable that at least one of the layers constituting the light interference film 2 has a geometric thickness of 50 nm or more.
  • the geometric thickness (thickness per layer) of each layer constituting the light interference film 2 can be set to 5 nm to 500 nm on the assumption that at least one layer is 50 nm or more.
  • the film thickness per layer of the light interference film 2 by setting the upper limit of the film thickness per layer to 500 nm, a decrease in transmittance due to light scattering can be suppressed.
  • the film thickness per layer of the light interference film 2 by setting the film thickness per layer of the light interference film 2 to 5 nm or more, the light interference film 2 actually exists as a continuous film, and its function is sufficiently exhibited.
  • the total geometric thickness of the optical interference film 2 is preferably 300 nm or more, more preferably 400 nm or more, and even more preferably 500 nm or more.
  • the total geometric thickness of the light interference film 2 is preferably 2000 nm or less, more preferably 1500 nm or less, and still more preferably 1200 nm or less, in order to prevent a decrease in transmittance and a warpage of the transparent substrate due to light scattering.
  • each light interference film may have the same configuration as described above.
  • the upper limit of the total geometric thickness of the optical interference films is preferably 4000 nm in total of the two optical interference films.
  • the optical interference film 2 in the optical member 10A shown in FIG. 1 is an example of an optical interference film having a configuration in which an intermediate refractive index layer, a low refractive index layer, and a high refractive index layer are stacked.
  • the light interference film 2 has a configuration in which an intermediate refractive index layer 21, a high refractive index layer 22, and a low refractive index layer 23 are sequentially stacked from the main surface 1 a side of the transparent substrate 1.
  • the refractive index of the low refractive index material constituting the low refractive index layer 23 is preferably 1.35 or more and less than 1.55.
  • the low-refractive-index material include materials mainly containing a low-refractive-index substance such as silicon oxide and magnesium fluoride. Note that “having a substance as a main component” in each refractive index layer means that the substance is contained in an amount of 50 mol% or more.
  • the low-refractive-index material has a low refractive index, and preferably contains at least one kind of low-refractive-index substance as a main component, and further contains an intermediate-refractive-index substance and a high-refractive-index substance, as long as the refractive index is adjusted to the above range.
  • the configuration may be as follows.
  • the low-refractive-index material is preferably composed of only a low-refractive-index substance, more preferably composed of only one kind of low-refractive-index substance. It is preferable to use silicon oxide as the low refractive index material from the viewpoints of reproducibility, stability, economy, and the like in film forming properties.
  • the high refractive index material constituting the high refractive index layer 22 preferably has a refractive index of 1.90 or more and 5.00 or less.
  • the high refractive index material for example, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, zirconium oxide, tin oxide, cerium oxide, silicon, copper oxide, germanium, titanium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, etc.
  • a material containing a refractive index substance as a main component is used.
  • the high-refractive-index material has a high refractive index, and preferably contains at least one high-refractive-index substance as a main component, and further contains a low-refractive-index substance and an intermediate-refractive-index substance, as long as the refractive index is adjusted to the above range.
  • the configuration may be as follows.
  • the high-refractive-index material is preferably composed only of a high-refractive-index substance.
  • silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, zirconium oxide, titanium oxide, niobium oxide tin oxide, Cerium oxide, silicon and copper oxide are preferred.
  • silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, zirconium oxide, tin oxide, and cerium oxide are preferred from the viewpoint of obtaining a desired hardness when formed into a multilayer film, and silicon nitride, zirconium oxide, and aluminum nitride are preferred. Is more preferable, and silicon nitride is particularly preferable.
  • the transparent substrate 1 having a curvature may include the light interference film 2 which is a multilayer film.
  • the optical interference film may be laminated after bending the glass plate into a predetermined shape, or the glass plate may be bent into a predetermined shape after laminating the optical interference film on the glass plate. Good. Bending the glass plate after laminating the optical interference film is preferable because the optical interference film can be laminated on a flat surface. However, in order to bend the glass plate, the glass plate is heated to a temperature close to the softening point, so that an optical interference film that does not deteriorate at high temperatures is required.
  • a light interference film As such a light interference film, as a high refractive material constituting the high refractive layer, zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum oxynitride, tantalum oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and a mixture thereof, titanium oxide and zirconium oxide A mixture is preferable, and silicon oxide is preferable as the low refractive material forming the low refractive layer.
  • the refractive index of the intermediate refractive index material constituting the intermediate refractive index layer 21 is preferably 1.55 or more and less than 1.90.
  • the intermediate refractive index material for example, a material mainly containing an intermediate refractive index material such as aluminum oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, a mixture of silicon oxide and zirconium oxide, and a mixture of silicon oxide and aluminum nitride can be used. .
  • the intermediate refractive index material has at least one intermediate refractive index material whose refractive index is between the refractive index of the high refractive index material and the refractive index of the low refractive index material, preferably as long as the refractive index is adjusted to the above range.
  • intermediate refractive index materials include a mixture of silicon oxide and aluminum nitride.
  • the intermediate refractive index material is preferably composed of only an intermediate refractive index substance, and more preferably composed of only one kind of intermediate refractive index substance.
  • the intermediate refractive index substance aluminum oxide, silicon oxynitride, and aluminum oxynitride are preferable in terms of obtaining desired optical properties and hardness when formed into a multilayer film, and aluminum oxide, a mixture of zirconium oxide and silicon oxide is particularly preferable. preferable.
  • a metal nitride, oxide, or oxynitride represented by a nitride + metal name, an oxide + metal name, or an oxynitride + metal name is a stoichiometric composition ratio unless otherwise specified.
  • Non-stoichiometric compositions of nitrides, oxides and oxynitrides are shown. If necessary, for example, also be described as SiN x, if silicon nitride.
  • the geometric thicknesses of the intermediate refractive index layer 21, the high refractive index layer 22, and the low refractive index layer 23 in the light interference film 2 are appropriately set according to the material constituting each layer and the required optical characteristics.
  • the thickness of each layer is the following optical thickness. The two combinations (i) and (ii) are preferred.
  • t 21 is the optical thickness of the intermediate refractive index layer 21 made of aluminum oxide
  • t 22 is the optical thickness of the high refractive index layer 22 made of silicon nitride
  • t 23 is made of silicon oxide. The optical thickness of the low refractive index layer 23 is shown.
  • each of the intermediate refractive index layer 21, the high refractive index layer 22, and the low refractive index layer 23 is made of aluminum oxide, silicon nitride, and silicon oxide
  • the thickness of each layer is determined by the optical film thickness.
  • t 21 0.147 ⁇ s
  • t 22 0.663 ⁇ s
  • t 23 0.358 ⁇ s as.
  • the transmittance becomes 85% or more when the incident angle is between 0 degree and 60 degrees, and the maximum value of the transmittance between these incident angles is obtained. Is 8% or less.
  • the light interference film 2 is, for example, an example in which a high-refractive-index layer and a low-refractive-index layer are laminated one by one in total from the main surface 1a side of the transparent substrate 1.
  • the copper oxide high refractive index layer, the thickness of each layer in the case of constituting the low refractive index layer of silicon oxide, as the optical film thickness, respectively is preferably 0.466Ramuda s and 0.155 ⁇ s.
  • silicon and the high refractive index layer, the thickness of each layer in the case of constituting the low refractive index layer of silicon oxide, as the optical film thickness, respectively, is preferably 0.492Ramuda s and 0.148 ⁇ s.
  • the light interference film 2 for example, two high refractive index layers and two low refractive index layers are alternately added in order from the main surface 1a side of the transparent substrate 1 to the high refractive index layer and the low refractive index layer.
  • An example in which four layers are stacked is given.
  • the transmittance of the optical interference film 2 is set such that the incident angle between the light of the sensor wavelength ⁇ s and the optical article is from 0 ° to 60 °.
  • the maximum value is preferably obtained when the incident angle is 25 degrees or more
  • the minimum value is more preferably obtained when the incident angle is 30 degrees or more
  • the maximum value is most preferably obtained when the incident angle is 35 degrees or more.
  • the windshield of the vehicle when being tilted surface of the optical article to the sensor light also ranges preferred in the above, preferably Nari high transmittance in the sensor wavelength lambda s.
  • the light interference film 2 provided on one main surface of the transparent substrate 1 has been described by taking as an example the configuration of two to four layers, but the laminated structure such as the number of layers, the constituent materials of the layers, the order of lamination, the thickness of the layers, etc. Can be appropriately changed according to the required optical characteristics.
  • the optical interference film is provided on both main surfaces of the transparent substrate
  • an optical interference film having two to four layers provided on one main surface of the transparent substrate 1 exemplified above may be used.
  • the configurations of the light interference films provided on both main surfaces may be the same or different.
  • the light interference film 2 can be formed on the transparent substrate 1 by a known film forming method.
  • the film is formed using a film formation method such as a heat evaporation method, a sputtering method, or an ion assisted deposition (IAD: Ion Assisted Deposition) method.
  • IAD Ion Assisted Deposition
  • a film having high scratch resistance is formed as the light interference film 2
  • the optical member 10A including the transparent substrate 1 and the light interference film 2 has been described above with reference to FIGS. 1A to 1D.
  • the design of the transparent substrate 1 and the light interference film 2 can be changed without impairing the effects of the present invention.
  • the optical member 10A may have any component other than the transparent substrate 1 and the light interference film 2 as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Optional components include a coating that imparts a water-repellent function, a hydrophilic function, an anti-fogging function, etc., a low radiation coating, an infrared light shielding coating, a visible light shielding coating, a conductive coating, and the like.
  • the optical member is measured on the surface of the optical interference film in the present optical member.
  • Martens hardness 4N / mm 2 or more, more preferably 4.5 N / mm 2 or more, 5N / mm 2 or more is more preferable.
  • the value of the Martens hardness can be achieved by forming the high refractive index material of the optical interference film from a material which is preferable in terms of hardness in the above.
  • the visible light transmittance in the wavelength region of 380 nm to 780 nm measured at an incident angle of 0 degree is, for example, a design and a safety when the LiDAR sensor or the like in the vehicle is made invisible from the outside of the vehicle. From the viewpoint of, 30% or less is preferable, 20% or less is more preferable, and 10% or less is particularly preferable.
  • the visible light reflectance in the above wavelength range which is measured at an incident angle of 5 degrees on the surface of the optical interference film, is, for example, when the present optical member is mounted on a metallic color vehicle body. Is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more, from the viewpoint of maintaining a unified appearance of the vehicle.
  • the visible light reflectance is, for example, preferably 8% or less, more preferably 5% or less, from the viewpoint of not impairing the appearance of the vehicle when it is mounted on a matte vehicle body.
  • the wavefront aberration at the wavelength ⁇ s is preferably not more than 1.0 ⁇ RMS .
  • the wavefront aberration is measured by a surface shape measuring device, for example, a laser interference flatness meter (for example, Verifire, Mark IV; manufactured by Zygo; Fujinon, G310S, manufactured by ToeI; Fiat Master), a laser displacement meter, It can be calculated from the measurement result of the surface shape by an acoustic displacement meter, a contact type displacement meter or the like.
  • the residue obtained by removing the tilt component from the results obtained using various measuring devices is the surface shape, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface shape is the wavefront aberration.
  • the wavefront aberration satisfies predetermined requirements at least in a predetermined region corresponding to a position where the sensor transmits and receives infrared light on the main surface.
  • the optical member may satisfy a predetermined requirement in the entire area of the main surface.
  • wavefront aberration at ⁇ s is preferably not more than 0.9Ramuda RMS, and more preferably not more than 0.6 ⁇ RMS. Even more preferably 0.3 ⁇ RMS or less.
  • the transmittance and reflectance in the visible light region, and the transmission color and reflection color are adjusted so that the appearance thereof is in harmony with the surroundings, depending on the environment and the region in which the optical member is used.
  • a layer of an organic ink, an inorganic ink, or the like may be used in combination.
  • the material of the ink needs to be transparent in the near infrared region.
  • the water contact angle measured on the surface of the light interference film is, for example, the infrared absorption of water when the present optical member is disposed outside the vehicle such as the outer surface of a windshield of a vehicle, a cover member, or the like. Is preferably 90 degrees or more, and more preferably 100 degrees or more from the viewpoint of preventing the transmittance from being lowered. Further, the water contact angle measured on the surface of the light interference film is preferably 20 degrees or less from the viewpoint of ensuring transparency, for example, when the present optical member is disposed on the inner surface of the windshield of the vehicle. Degree or less is more preferable.
  • the present optical member has a high transmittance for infrared light over a wide incident angle.
  • this optical member is used, for example, as a cover member of a LiDAR sensor, it does not prevent transmission of infrared light used for sensing by the LiDAR sensor over a wide range of incident angles.
  • Examples of a method of attaching the present optical member to the LiDAR sensor as a cover member include a method of directly attaching the optical member via an adhesive that transmits infrared light, and a method of attaching the optical member to the housing of the LiDAR sensor.
  • the present optical member has an optical interference film only on one main surface of the transparent substrate, it is preferable that the optical interference film is disposed on the LiDAR sensor side.
  • the LiDAR sensor is used by being mounted on a transport machine, for example, a train, an automobile, a ship, or an aircraft.
  • This optical member is particularly suitable as a cover member of a LiDAR sensor mounted on an automobile.
  • the LiDAR sensor When mounted on an automobile, the LiDAR sensor may be attached to, for example, a bumper, a side mirror, a pillar, or a rear portion of an interior mirror.
  • the present optical member is advantageous in that the strength and design can be adjusted according to the application location.
  • the optical member of the present invention is used as a window glass, it is possible to suppress a decrease in sensing due to the passage of the window glass.
  • the optical member of the present invention is applicable to a windshield, a rear glass, a side glass, a roof glass, and the like in the case of a window glass for an automobile.
  • Examples 1 to 22 Five types of glass substrates having the composition, optical characteristics, and Martens hardness shown in Table 1 were used as the transparent substrates. The optical properties and the Martens hardness of the glass substrate were measured in the same manner as the method used for evaluating optical members described below.
  • the glass substrates GA, GB, GC, and GE are glass substrates satisfying the requirement (A), and the glass substrate GD does not satisfy the requirement (A), and TB700-1800 is less than 78%.
  • “Co” in the composition of the glass substrate GA indicates a component of cobalt (Co) oxide.
  • Table 2 shows the configurations of the eleven types of light interference films IA to IK used in this example, specifically, the number of layers, the order of lamination, the constituent materials of each layer, and the geometric thickness.
  • the optical members according to Examples 1 to 15 and 20 to 29 are obtained by changing one of the 11 types of optical interference films IA to IK shown in Table 2 to a transparent substrate according to the combinations shown in Tables 3 and 4. Was formed by forming a film on only the first main surface or both the first main surface and the second main surface by the following method.
  • Examples 1 and 2 Examples 5-8, Example 13, by setting the wavelength lambda s to 940 nm, were designed optical interference film.
  • Example 15 sets the wavelength lambda s on two wavelengths of 940nm and 1550 nm, were designed optical interference film.
  • the optical members according to Examples 16 to 19 have no light interference film.
  • Table 2 shows the layer structure of the light interference film as the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer in order from the transparent substrate side.
  • the shaded columns indicate that there are no layers.
  • the formation of the optical interference film was performed using a sputtering apparatus (RAS1100BII, manufactured by SYNCHRON).
  • the first layer is an aluminum oxide layer as an intermediate refractive index layer
  • the second layer is a silicon nitride layer as a high refractive index layer
  • the third layer is a low refractive index layer.
  • Each was composed of a silicon oxide layer as a rate layer.
  • the optical interference films IA to ID and the optical interference films II and IK were formed by the same method except that the geometric thickness of each layer was different.
  • An Al target was used for forming the aluminum oxide layer as the intermediate refractive index layer, argon was used as a discharge gas in the film formation chamber, and oxygen was used as a discharge gas in the reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of the aluminum oxide layer was adjusted in each of the optical interference films IA to ID and the optical interference films II and IK so as to have the thickness [nm] shown in Table 2.
  • the silicon nitride layer which is a high refractive index layer
  • an Si target was used, argon was used as a discharge gas in a film formation chamber, and nitrogen was used as a discharge gas in a reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of the silicon nitride layer was adjusted in the light interference films IA to ID and the light interference films II and IK so as to have the thickness [nm] shown in Table 2, respectively.
  • the silicon oxide layer As a low refractive index layer, an Si target was used, argon was used as a discharge gas in the film formation chamber, and oxygen was used as a gas in the reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of the silicon oxide layer was adjusted in each of the light interference films IA to ID and the light interference films II and IK so as to have the thickness [nm] shown in Table 2.
  • a titanium oxide layer containing zirconium oxide which is a high refractive index material
  • a titanium target containing 50 mol% of zirconium a titanium target for the titanium oxide layer
  • a niobium target for the niobium oxide layer a titanium target for the titanium oxide layer
  • a tantalum target for the tantalum oxide layer argon was used as a discharge gas in the film formation chamber
  • oxygen was used as a discharge gas in the reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of each high refractive index layer was adjusted so that the thickness [nm] shown in Table 2 was obtained in each of the light interference films IL to IP.
  • the copper oxide layer serving as the high refractive index layer and the silicon oxide layer serving as the low refractive index layer are arranged in this order from the glass substrate side. Was formed once or alternately twice each.
  • a Cu target was used for forming the copper oxide layer as the high refractive index layer, argon was used as a discharge gas in the film formation chamber, and oxygen was used as a discharge gas in the reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of the copper oxide layer was adjusted so that each of the optical interference films IE and IG had a thickness [nm] shown in Table 2.
  • the formation of the silicon oxide layer as the low refractive index layer was performed in the same manner as described above. In the light interference film IG, the formation of the copper oxide layer and the formation of the silicon oxide layer were repeatedly performed to obtain a light interference film having a configuration shown in Table 2.
  • a silicon layer which is a high refractive index layer and a silicon oxide layer which is a low refractive index layer are arranged in this order so that the geometric thickness of each layer becomes the value shown in Table 2.
  • the film was formed once or alternately twice.
  • a silicon target which is a high refractive index layer, was deposited using an Si target, and argon was used as a discharge gas in the deposition chamber and the reaction chamber.
  • the pressure during film formation was 0.15 Pa.
  • the geometric thickness of the silicon layer was adjusted so that the thickness [nm] shown in Table 2 was obtained in each of the optical interference films IF and IH.
  • the formation of the silicon oxide layer as the low refractive index layer was performed in the same manner as described above. In the light interference film IH, the formation of the silicon oxide layer and the formation of the silicon layer were repeatedly performed to obtain a light interference film having a configuration shown in Table 2.
  • a silicon oxynitride layer as a high refractive index layer and a silicon oxide layer as a low refractive index layer were sequentially changed in this order from the glass substrate to the values shown in Table 2 below. It formed so that it might become.
  • the silicon oxynitride layer which is a high refractive index layer For the formation of the silicon oxynitride layer which is a high refractive index layer, an Si target was used, argon was used as a discharge gas in a film formation chamber, and a discharge gas in a reaction chamber was 1:10 by volume ratio of oxygen and nitrogen. A mixed gas was used. The pressure during film formation was 0.15 Pa. The geometric thickness of the silicon layer was adjusted so as to have the thickness [nm] shown in Table 2 in the light interference film IJ. The formation of the silicon oxide layer as the low refractive index layer was performed in the same manner as described above.
  • Tables 3 and 4 show the abbreviations of the glass substrates used and the abbreviations of the light interference films formed on one or both main surfaces of the glass substrates, along with the following evaluation results.
  • the light interference film formed on the first main surface 1a of the transparent substrate (glass substrate) 1 is a first light interference film
  • the light interference film formed on the second main surface 1b is a light interference film. This is shown as a second light interference film. "-" Indicates that the light interference film was not formed.
  • T (1) min and ⁇ T (1) In the wavelength range of 200 nm to 1800 nm, 13 transmittances were measured from an incident angle of 0 degree to an incident angle of 60 degrees every 5 degrees. From transmittance curve of this 13, determining the minimum and maximum values of the transmittance at a wavelength lambda s, respectively. In Tables 3 and 4, the minimum value and the maximum value of the transmittance, together with the incident angle ( ⁇ 2 , ⁇ 1 ) at that time, are defined as T (1) min ( ⁇ 2 ) and T (1) max ( ⁇ 1 ). , And their difference as ⁇ T (1) .
  • T (1) min is the transmittance for an incident angle of 60 degrees, i.e., if the theta 2 takes a minimum value when the 60 degrees, wherein the angle bracketed omitted.
  • T (1) max is the transmittance when the degree incidence angle of 0, i.e., if the theta 1 takes a maximum value when the 0 degree, the description of the angle bracketed omitted.
  • T (1) min and T (1) max and ⁇ T (1) are shown in the spectral transmittance curve.
  • T (1) min is the transmittance when the incident angle is 60 degrees
  • T (1) max is the transmittance when the incident angle is 0 degrees, so that the incident angle is 5 degrees.
  • the description of the spectral transmittance curve of up to 55 degrees is omitted.
  • Tables 3 and 4 show optical characteristics corresponding to the wavelength ⁇ s set for designing the optical interference film in Examples 1 to 15 and Examples 20 to 22.
  • the predetermined wavelength lambda s is the assumption that when the 1550nm of 940 nm, was evaluated similar optical properties.
  • Martens hardness was measured on the surface of the first optical interference film of the optical member using PICODENTOR (HM500, manufactured by Fisher Instruments). The measurement was performed 15 times with an indentation depth of 50 ⁇ 10 nm. The average value of 15 times was defined as Martens hardness. For Examples 16 to 19 having no light interference film, no measurement was performed.
  • the optical member was placed in a batch furnace heated to 600 ° and 660 °, held for 10 minutes, taken out, and changed in transmittance at a wavelength of ⁇ s at an incident angle of 0 ° (the transmittance and the transmittance before the test). The difference from the transmittance after the test was evaluated. The change in transmittance is required to be 1% or less.
  • the surface shape is determined based on the residual shape excluding the tilt component from the surface shape measurement result by a laser interference type flatness meter (Verify Mark IV, manufactured by Zygo), and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface shape is determined by the wavefront.
  • the measurement was performed in a range of a diameter of 80 mm. Wavefront aberration was measured for the optical members of Examples 23 to 29 before and after the above-mentioned 660 ° heating test.
  • the optical member of the example satisfies the requirements of (1), (2) and (4). Further, the optical member of the embodiment satisfies the requirement of (3) except for Example 10.
  • the optical element of Comparative Example shown in Table 4 the optical member Examples 20 through Example 22, not satisfy the requirement (1) In setting wavelength lambda s of 940 nm, the optical member of Example 16 through Example 19, for example, 940 nm, in the case of setting the 1550nm at a predetermined wavelength lambda s, does not satisfy the requirement (1).
  • the optical member of the comparative example the spectral transmittance curves measured at an incident angle of 0 degrees to 60 degrees, not even meet the requirements (1) when any of the wavelength of 700nm or more 1800nm or less was set to lambda s It was confirmed that.

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Abstract

ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における透過率が７８％以上である領域を有する透明基板と、前記領域に対応する透明基板の主面に配置された光干渉膜と、を備える光学部材であって、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の所定の波長を波長λｓとしたときに、上記の領域において、入射角が０度以上６０度以下の範囲で入射する、波長λｓの光の透過率は、８６．５％以上の最小値を有し、かつ９％以下の最小値と最大値の差を有する光学部材。

Description

光学部材
本発明は光学部材に関し、特に、赤外域の光に対して広範囲の入射角に亘って高い透過率を有する光学部材に関する。
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。自動運転技術には、車両と周囲の物体との距離の測定が必須である。該距離の測定には、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。
車内に搭載した、ＬｉＤＡＲセンサ等の光を利用したセンサは、窓ガラス（例えば車両のフロントガラス）を介して、光信号の送受信を行う。そのため、窓ガラス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。例えば、特許文献１は、車両の窓ガラスとして、センサに利用する可視域から赤外域の光に対応して、所定量の鉄、チタニア、セリアを含有した色つきガラスを用いた、４００～２１００ｎｍの波長域で少なくとも３０％の透過率を有する合わせガラスを開示する。
特表２０１０－５２８９６８号公報
しかしながら、特許文献１では、入射角が０度の光に対する合わせガラスの透過率のみが議論されており、高入射角の光に対する透過性は考慮されておらず、高入射角に対する透過率は十分な値ではなかった。すなわち、自動運転技術に用いられるＬｉＤＡＲセンサには、赤外域の光（以下、「赤外光」という。）の高い透過性が、広範囲の入射角に対して求められている。特許文献１の合わせガラスは、このような要求には応えられない。
本発明は、赤外光に対して広範囲の入射角に亘って高い透過率を有する光学部材の提供を目的とする。
本発明の光学部材は、
ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における透過率が７８％以上である赤外線高透過領域を有する透明基板と、前記赤外線高透過領域に対応する前記透明基板の主面に配置された光干渉膜と、を備える光学部材であって、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の少なくとも一つの波長λｓにおける前記透明基板の前記赤外線高透過領域に対応する前記光学部材の領域の光の透過率が、入射角が０度以上６０度以下の範囲で、８６．５％以上の最小値を有し、かつ９％以下の最小値と最大値の差を有する光学部材である。
本発明によれば、赤外光に対して広範囲の入射角に亘って高い透過率を有する光学部材が得られる。本発明の光学部材を、例えば、ＬｉＤＡＲセンサのカバー部材として用いれば、ＬｉＤＡＲセンサがセンシングに用いる赤外光の透過を幅広い入射角に亘って妨げない。さらに、ＬｉＤＡＲセンサを車内に搭載する際に、本発明の光学部材を窓ガラスとして用いた場合は、窓ガラスを介したセンシング機能の低下が抑制される。
実施形態に係る光学部材の一例を概略的に示す断面図である。 実施形態に係る光学部材（フロントガラス）の一例を概略的に示す平面図である。 図１Ｂに示す光学部材（フロントガラス）のＸ－Ｘ線における断面図である。 図１Ａに示す光学部材の使用例の一つを概略的に示す断面図である。 実施例の例１に係る光学部材の入射角０度と６０度の入射光に対する分光透過率曲線である。 実施例の例１に係る光学部材の入射角０度と６０度の入射光に対する、所定の波長λｓ（９４０ｎｍ）付近の分光透過率曲線である。 実施例の例２に係る光学部材の入射角０度と６０度の入射光に対する分光透過率曲線である。 実施例の例２に係る光学部材の入射角０度と６０度の入射光に対する、所定の波長λｓ（９４０ｎｍ）付近の分光透過率曲線である。
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、その全波長領域において透過率が７８％を下回らないことをいう。同様に、透過率が例えば１％以下とは、その全波長領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、上限値と下限値を数値の範囲に含む。
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、ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における透過率が７８％以上である赤外線高透過領域（以下、「所定の領域」ともいう。）を有する透明基板と、上記赤外線高透過領域に対応する該透明基板の主面に配置された光干渉膜と、を備え、透明基板の上記赤外線高透過領域に対応する光学部材の領域において、以下の（１）の要件を満たす。
透明基板において、ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における透過率が７８％以上である要件を、以下、要件（Ａ）という。本明細書において、要件（Ａ）における透過率は、透明基板のいずれか一方の主面に対する入射角０度の入射光に対して測定される透過率であり、照射面は限定されない。
（１）７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の少なくとも一つの波長λｓにおける光透過率が、入射角が０度以上６０度以下の範囲で、８６．５％以上の最小値（以下、「Ｔ（１）ｍｉｎ」ともいう。）を有し、９％以下の最小値と最大値の差（以下、「ΔＴ（１）」ともいう。）を有する。以下の説明において、波長λｓを単に「λｓ」と示す場合がある。
（１）において、入射角とは、上記所定の領域における光学部材の主面に対する入射角である。本明細書において記載される光学特性は、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ついての特性であり、入射面は限定されない。
本明細書において、透明基板および光学部材における特定の波長、例えば、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長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、日立分光社製Ｖ－５７０等で測定できる。
本光学部材は、上記所定の領域において（１）の要件を満たすことにより、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長の赤外光に対して広範囲の入射角に亘って高い透過率を有する。（１）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、（１）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（１）の要件を満たしてもよい。一つの実施形態では、波長λｓは、７５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲、好ましくは、７７５ｎｍ以上８７５ｎｍ以下の範囲、さらに好ましくは、８００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の範囲、にある。他の実施形態では、波長λｓは、８３０ｎｍ以上９８０ｎｍ以下の範囲、好ましくは、８５５ｎｍ以上９５５ｎｍ以下の範囲、さらに好ましくは、８８０ｎｍ以上９３０ｎｍ以下の範囲、にある。さらに他の実施形態においては、波長λｓは、９７５ｎｍ以上１１２５ｎｍ以下の範囲、好ましくは、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲、さらに好ましくは、１０２５ｎｍ以上１０７５ｎｍ以下の範囲にある。さらに他の実施形態においては、波長λｓは、１４７５ｎｍ以上１６２５ｎｍ以下の範囲、好ましくは、１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の範囲、さらに好ましくは、１５２５ｎｍ以上１５７５ｎｍ以下の範囲にある。
なお、以下の説明において、Ｔ（１）ｍｉｎ≧８６．５％を（１－１）の要件、ΔＴ（１）≦９％を（１－２）の要件ともいう。
（１－１）において、Ｔ（１）ｍｉｎが８６．５％以上であれば、例えば、ＬｉＤＡＲセンサと組み合わせて使用した場合、ＬｉＤＡＲセンサの広角スキャンを保持するのに充分な透過率と言える。Ｔ（１）ｍｉｎ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。
（１－２）において、ΔＴ（１）は９％以下であれば、波長λｓにおいて、入射角０度～６０度の範囲における透過率の変動が、例えば、ＬｉＤＡＲセンサと組み合わせて使用するのに充分小さく、該変動がノイズとなる可能性は小さい。ΔＴ（１）は８％以下が好ましく、７％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、３．５％以下が特に好ましい。
本光学部材は、さらに、上記所定の領域において、以下の（２）～（４）の要件の少なくとも１つを有することが好ましく、（２）～（４）の要件のうち２つ以上を有することがより好ましく、（２）～（４）の要件の全てを有するのがさらに好ましい。
（２）入射角５度で照射した波長λｓの光について光損失が３％以下である。なお、光損失は１００％から透過率と反射率を減じた値として算出できる。本光学部材が（２）の要件を満たせば、本光学部材をＬｉＤＡＲセンサと組み合わせた場合に、該センサが入射光を効率よく受信できるため好ましい。該光損失は、２．５％以下がより好ましく、１．０％以下がさらに好ましく、０．７％以下が特に好ましい。
（３）光学部材を、温度６０℃、相対湿度８０％の環境に４８時間暴露した前後において、波長λｓの光について入射角０度の透過率の変化が１％以下である。（３）の要件を満たせば、本光学部材は、高温多湿の使用環境において優れた耐久性を有する。
本光学部材を、例えば、車外に取り付けられるＬｉＤＡＲセンサのカバー部材として使用する場合、本光学部材は外気に曝される。また、ＬｉＤＡＲセンサが車内に搭載される場合においても、本光学部材は車内が高温多湿の環境におかれる場合がある。このような場合においても、（３）の要件を満たせば、長時間の安定した使用が可能である。（３）において透過率の変化は、０．８％以下がより好ましく、０．６％以下がさらに好ましく、０．４％以下が特に好ましい。
（４）光学部材の光干渉膜の表面で測定される押込み深さ５０ｎｍのマルテンス硬度が、透明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。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。
（４）の要件を満たせば、光干渉膜の表面において、透明基板の表面より高いマルテンス硬度を有する光学部材が得られる。すなわち、耐久性の高い光学部材が得られる。本光学部材の光干渉膜の表面で測定されるマルテンス硬度および本光学部材に用いる透明基板のマルテンス硬度は、具体的には後述する。
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。
実施形態に係る本光学部材の断面図の一例を図１に概略的に示す。図１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を有する透明基板１と、光干渉膜２とを備える。透明基板１は、全体が上記要件（Ａ）を満足し、光干渉膜２は透明基板１の第１の主面１ａの全面に配置されている。
透明基板１と光干渉膜２を備えた光学部材１０Ａは、上記（１）の要件を満たす。図１に示す例では、光干渉膜２は、透明基板１側から順に符号２１、２２および２３が付された３層が積層された多層膜である。なお、本光学部材において、要件（Ａ）を満たす透明基板と組み合わせて、要件（１）を満たす光干渉膜の積層数は制限されない。
また、光学部材１０Ａの変形例として、光干渉膜２を透明基板１の第２の主面１ｂ上に有する構成や、光干渉膜２を透明基板１の第１の主面１ａ上および第２の主面１ｂ上に備える構成が挙げられる。これらの例も要件（１）を満たすので、本光学部材の範疇に含まれる。
さらに、本光学部材は、透明基板１の第１の主面１ａの所定の領域にのみ光干渉膜２が設けられた構成でもよい。その場合、要件（１）は、透明基板１の光干渉膜２が設けられた領域において満たされていればよく、干渉膜２のない領域は要件（１）を満たさなくともよい。さらに、干渉膜２のない領域において、透明基板１は要件（Ａ）を満たさなくともよい。透明基板１の赤外線光透過領域以外の領域に対応する本光学部材の領域の、ＪＩＳ－Ｒ３１０６：１９９８に準拠して測定したエネルギー透過率は、好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５０％以下、特に好ましくは４５％以下、さらに特に好ましくは４０％以下である。
例えば、本光学部材を自動車用の窓ガラスに適用し、車内側にＬｉＤＡＲセンサを設置する場合、窓ガラスの大きさに設けられた透明基板１のうち、ＬｉＤＡＲセンサによるレーザー光が透過する領域だけが、要件（Ａ）を満たす透明基板１の主面上に光干渉膜２が配置された構成を有してもよい。この場合、光干渉膜２は、透明基板１の車内面に配置されてもよく、車外面に配置されてもよく、その両方に配置されてもよい。
図１Ｂは、自動車用のフロントガラスに適用した、実施形態に係る本光学部材の一例の平面図である。図１Ｃは図１Ｂに示すフロントガラスをＸ－Ｘ線に沿って切断して得られる断面図である。
本光学部材であるフロントガラス１０Ｂは、透明基板１と、透明基板１の車内面１ａ上であって、透明基板１の外周に沿って設けられた、可視光を遮蔽する遮蔽層４とを有する。遮蔽層４は、透明基板１の上辺中央から面内方向（下方）に向けて突出するように形成された突出部を有する。突出部は、略中央にＬｉＤＡＲセンサの赤外レーザー光信号の送受信にともない該信号が透過する開口部３を有する。開口部３の車内面１ａ上には、光干渉膜２が設けられている。なお、図１Ｂは、フロントガラス１０Ｂの車内側から見た平面図である。
図１ＢにＬｉＤＡＲセンサの取り付け部Ａを点線で示す。取り付け部Ａは遮蔽層４の開口部３の周辺に位置する。図１Ｃに、フロントガラス１０Ｂに取り付けられるＬｉＤＡＲセンサ４０の構成を概略的に点線で示す。ＬｉＤＡＲセンサ４０は、ＬｉＤＡＲセンサ本体４１とそれを収容する筐体４２を有する。ＬｉＤＡＲセンサ４０は、例えば、筐体４２が取り付け部Ａに接着層４３を介して遮蔽層４に接着することにより、取り付けられている。
フロントガラス１０Ｂが有する透明基板１は合わせガラスである。透明基板１である合わせガラスは、車内ガラス板１Ａと、車外ガラス板１Ｂが、中間接着層１Ｃを介して接着された構成である。透明基板１を構成する合わせガラスは、開口部３内の領域では要件（Ａ）を満たす設計である。上記のとおり、フロントガラス１０Ｂは、開口部３に対応する透明基板１の車内面１ａ上に光干渉膜２を有する。これにより、フロントガラス１０Ｂの開口部３は、上記（１）の要件を満足する。そして、開口部３を介して送受信されるＬｉＤＡＲセンサ４０の赤外レーザー光は、幅広い入射角に亘って光量の減少が抑制され、センシング機能が殆ど低下しない。
図１Ｄに、図１Ａに示す光学部材１０ＡをＬｉＤＡＲセンサのカバー部材として使用して、フロントガラスの車内側に取り付けたＬｉＤＡＲセンサの例を示す。フロントガラス２０は、車内ガラス板２１と、車外ガラス板２２が、中間接着層２３を介して接着された構成である。光学部材１０Ａは、ＬｉＤＡＲセンサ本体４１に光干渉膜２がＬｉＤＡＲセンサ本体４１側に位置するように設置される。そして、光学部材１０Ａ付きＬｉＤＡＲセンサ本体４１は、光学部材１０Ａの透明基板１がフロントガラス２０（合わせガラス２０）の車内面に光学接着層５を介して接着されることで、フロントガラス２０に取り付けられている。
この場合、フロントガラス２０の表層の平面応力分布において、フロントガラス２０のエッジ部から、３００ｍｍだけ内側の領域の少なくとも１か所以上で、平面応力の最大値と最小値の差が１０ＭＰａ以下であることがセンサ取り付け部の光学ひずみを低減できる観点から好ましく、５ＭＰａ以下であることがさらに好ましく、１ＭＰａ以下であることが最も好ましい。
この場合、ＬｉＤＡＲセンサ本体４１が作動する際に、赤外レーザー光は、車内側と車外側との間で、光学部材１０Ａと合わせガラス２０を介して、送受信される。したがって、例えば、合わせガラス２０の構成を、要件（Ａ）を満たす設計とすれば、光学部材１０Ａの効果が充分に発揮され、ＬｉＤＡＲセンサ本体４１が用いる赤外レーザー光は、幅広い入射角に亘って光量の減少が抑制され、センシングの低下が殆どない。
以下に、本光学部材を構成する透明基板および光干渉膜について説明する。
［透明基板］
本実施形態において、透明基板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。透明基板１は、ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における最小透過率（以下、「ＴＢ７００－１８００」ともいう。）が７８％以上である。なお、上記のとおり、透明基板１は必要に応じて、部分的に要件（Ａ）を満たさなくてもよいが、以下では、透明基板１が全体として要件（Ａ）を満たす場合を例に説明する。
透明基板のＴＢ７００－１８００が７８％以上であれば、本光学部材は（１）の要件を満足する。透明基板のＴＢ７００－１８００は８０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましく、８８％以上がさらに好ましく、８８．５％以上が特に好ましく、８９％以上が最も好ましく、８９．５％以上がさらに最も好ましい。
なお、透明基板は、８００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の波長域における最小透過率（以下、「ＴＢ８００－１６００」ともいう。）が７９％以上であることが好ましい。透明基板のＴＢ８００－１６００が７９％以上であれば、本光学部材は（１）において、特に、８００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の波長域に波長λｓを有する場合のＴ（１）ｍｉｎおよびΔＴ（１）の要件をより充分に満足する。透明基板のＴＢ８００－１６００は８１％以上が好ましく、８６％以上がより好ましく、８９％以上がさらに好ましく、９０．５％以上が特に好ましく、９１％以上が最も好ましい。
透明基板１は、ＴＢ７００－１８００が７８％以上であれば、ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素、サファイヤのいずれか１つの物質のみで構成されてもよく、これらの混合物で構成されてもよく、これら以外の他の材料を含んでもよい。透明基板１は単板でもよく積層体であってもよい。透明基板１が積層体である場合、透明基板１は複数のガラス板とこれらの間に配置される樹脂膜を有する合わせガラスであってもよい。透明基板１が合わせガラスのように複数の層から構成される場合、合わせガラスとした際にＴＢ７００－１８００が７８％以上となるように各層の透過率を調整する。
透明基板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、曲率を有する透明基板１については、該透明基板１と同等の構成となるように平らな透明基板を作製して透過率等の光学特性が測定される。曲率を有する透明基板１を用いた光学部材については、当該光学部材と同等の構成を有する、平らな透明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。
透明基板１の厚みは、要件（Ａ）を満たす範囲内で、用途に応じて適宜調整できる。透明基板１の厚みは、安全性確保による強度と重量バランスの観点から０．５～５ｍｍが好ましく、１～５ｍｍがより好ましく、１．５～４．５ｍｍがさらに好ましく、２～４．３ｍｍが特に好ましい。透明基板１が合わせガラスの場合は、複数のガラス板の厚みと中間膜の厚みとの合計が透明基板１の厚みとなる。透明基板１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。
透明基板１は、非晶質材料からなるのが好ましく、ガラスからなるのがより好ましい。コストの観点から、フロート法により製造することが可能な非晶質ガラスからなることが特に好ましい。非晶質ガラスは、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、石英ガラス等を基本のガラスとして、これに鉄を含有させた鉄含有ガラスが好ましい。基本のガラスとしては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラスが好ましく、ソーダライムガラスが特に好ましい。
鉄含有ガラスが含有する鉄（Ｆｅ）の量としては、基本のガラス１００質量％に対して、Ｆｅ２Ｏ３換算で１～５００質量ｐｐｍが好ましく、５０～３００質量ｐｐｍがより好ましく、８０～１８０質量ｐｐｍがさらに好ましい。鉄含有ガラスが上記の上限値以下のＦｅ量を含有すると、透明基板のＴＢ７００－１８００は７８％以上に容易に調整される。また、鉄含有ガラスが上記の下限値以上のＦｅ量を含有すると、製造時に輻射熱による温度保持が可能となり製造特性を維持することが可能となる。鉄含有ガラスが上記上限値以下のＦｅを含有すると、ＴＢ７００－１８００が７８％以上に容易に維持される。
鉄含有ガラスはさらに、基本のガラス１００質量％に対して、Ｃｒ酸化物、Ｃｏ酸化物、Ｍｎ酸化物、Ｃｅ酸化物、Ｃｕ酸化物およびＳｅ酸化物からなる金属酸化物の群より選択される少なくとも１つの金属酸化物を０．０００１～２．５質量％含有することが好ましい。上記の１つの金属酸化物を単独で用いてもよく、２つ以上の金属酸化物を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、Ｃｒ２Ｏ３等のＣｒ酸化物およびＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４等のＣｏ酸化物から選ばれる１つ以上の金属酸化物が好ましく、Ｃｒ２Ｏ３とＣｏ酸化物を組み合わせて用いることが特に好ましい。
鉄含有ガラスがさらにＣｒ２Ｏ３とＣｏ酸化物の両方を含有する場合、基本のガラス１００質量％に対して、Ｆｅを２０～５００質量ｐｐｍ、Ｃｒ２Ｏ３を０．００１５～１質量％、Ｃｏ酸化物を０．０００１～１質量％含有することが好ましい。
上記金属酸化物の含有量は、基本のガラス１００質量％に対して、１～２００質量ｐｐｍがより好ましく、２～１００質量ｐｐｍがさらに好ましく、３～７０質量ｐｐｍであることが最も好ましい。鉄含有ガラスが、上記金属酸化物を上記の含有量の範囲内で含有すると、Ｒｅｄｏｘ（［Ｆｅ２Ｏ３に換算した二価鉄（Ｆｅ２＋）］／［Ｆｅ２Ｏ３に換算した二価鉄（Ｆｅ２＋）と三価鉄（Ｆｅ３＋）の合計（Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３＋）］の値が高くなる。これにより、製造特性を維持したままＴＢ７００－１８００が向上する。
鉄含有ガラスは、基本のガラスがソーダライムガラスであって、好ましくは、酸化物換算の質量％表示で、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯを合計で０．１～３０質量％含有する。該含有量は、５～２５質量％がより好ましく、１０～２０質量％がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が上記範囲内であれば、耐水性、耐酸性、耐侯性が良好である。以下、基本のガラスの組成を説明する。基本のガラスの組成において「％」は、特に断りのない限り、酸化物換算の質量％を表す。
鉄含有ガラスに用いる基本のガラスは、酸化物換算の質量％表示で、Ｂ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｒ２Ｏ）で示される比が０．３以下であることが好ましく、０．２以下であることがさらに好ましく、０．０５以下であることが特に好ましい。なお、Ｒ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏを表す。該比が上記の範囲内であれば、Ｂ２Ｏ３の揮散による組成変化が抑制され、無研磨の状態のガラス板でも本光学部材へ適用できる。
鉄含有ガラスに用いる基本のガラスの組成として、質量％換算で下記の組成が好ましい。
ＳｉＯ２　：５５％～８５％、
Ａｌ２Ｏ３　：０％～３０％、
Ｂ２Ｏ３　　：０％～２０％、
ＣａＯ　　：０％～２０％、
ＭｇＯ　　：０％～１５％、
ＢａＯ　　：０％～２０％、
Ｎａ２Ｏ　　：０％～２５％、
Ｋ２Ｏ　　：０％～２０％。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量が５５％以上であれば、耐熱性、化学的耐久性、耐候性が良好となる。ＳｉＯ２の含有量が８５％以下であれば、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎず溶融性が良好となる。ＳｉＯ２の含有量は、６０％以上が好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、７８％以下が好ましく、７５％以下がより好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は必須成分ではないが、Ａｌ２Ｏ３を含有すると、耐候性、耐熱性、化学的耐久性が良好となり、ヤング率が高くなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％以下であれば、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、失透しにくくなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１８％以下が好ましく、６％以下がより好ましい。
Ｂ２Ｏ３は必須成分ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有すると、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、失透しにくくなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が２０％以下であれば、ガラス転移温度を高くすることができ、ヤング率が高くなる。Ｂ２Ｏ３の含有量は、１８％以下が好ましく、４％以下がより好ましい。
ＣａＯは必須成分ではないが、ＣａＯを含有すると、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上する。ＣａＯの含有量が２０％以下であれば、失透しにくくなる。ＣａＯの含有量は、１５％以下が好ましい。
ＭｇＯは必須成分ではないが、ＭｇＯを含有すると、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上し、ヤング率が高くなる。ＭｇＯの含有量が、１５％以下であれば、失透しにくくなる。ＭｇＯの含有量は、１０％以下が好ましい。
ＢａＯは必須成分ではないが、ＢａＯを含有すると、ガラス溶融時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上する。ＢａＯの含有量が２０％以下であれば、失透しにくくなる。ＢａＯの含有量は、好ましくは１０％以下であり、５％以下がより好ましい。
Ｎａ２Ｏを含有すると、溶解温度が下がる。Ｎａ２Ｏの含有量が２５％以下であれば、失透しにくくなり、成型温度が下がり曲げ成型が容易になる。Ｎａ２Ｏの含有量は、５％以上２０％以下が好ましい。好ましくは１０％以上１７％以下である。
また、Ｋ２Ｏは必須成分ではないが、Ｋ２Ｏを含有すると溶解温度が低下する。Ｋ２Ｏの含有量が２０％以下であれば、失透しにくくなる。Ｋ２Ｏの含有量は、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
鉄含有ガラスは、さらに、清澄剤として、例えば、ＳｎＯ２、ＳＯ３、およびＣｌからなる群より選ばれる成分を含有させてもよい。
鉄含有ガラスには、さらに、耐候性、溶融性、失透性、紫外線遮蔽性、可視光遮蔽性等を向上させるため、例えば、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｐ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｉ２Ｏ５、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇｅ２Ｏ５等を含有させてもよい。これにより、例えば、後述のように用途に応じて、光学部材における可視光透過率等を変更できる。
鉄含有ガラスは、環境負荷を考慮すると、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３を実質的に含有しないことが好ましい。また、安定してフロート成形するために、ＺｎＯを実質的に含有しないことが好ましい。
本光学部材に用いるガラスからなる透明基板（以下、「ガラス基板」という。）は、例えば、組成が所望の範囲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、徐冷した後、板状に加工することにより得られる。
上記ガラス基板として、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。
物理強化により圧縮応力層を形成する場合、ガラス基板を構成するガラスの線膨張係数は、６０×１０－７／℃以上が好ましく、７１×１０－７／℃以上がより好ましく、７５×１０－７／℃以上がさらに好ましく、８５×１０－７／℃以上が特に好ましい。また、ガラスの線膨張係数は、物理強化後の寸法精度を向上させるため、１００×１０－６／℃以下が好ましく、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℃の範囲における平均線膨張係数である。
強化処理されたガラス基板の表面圧縮応力（ＣＳ）は、例えば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。なお、表面圧縮応力（ＣＳ）は、以下の手順に従って測定される。
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、レターデーションの測定値を上記光弾性定数とガラス基板の厚みで除することにより、発生応力（表面の圧縮応力（ＣＳ））を求めることができる。
本光学部材に用いるガラス基板が強化ガラス板である場合、ＪＩＳ　Ｒ　３２１１に準拠した方法によりガラス基板を破砕したとき、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形の領域からの破片の数が４０個以上４００個以下となることが好ましい。
本光学部材に用いるガラス基板が合わせガラスである場合、ＪＩＳ　Ｒ　３２１１に準拠した方法によりガラス基板を破砕したとき、ガラス基板の衝撃面の反対側の面からの剥離破片の総質量は２０ｇ以下となることが好ましい。
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の主面とを繋ぐ端面は、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。
本光学部材に用いる透明基板が、図１Ｂ、図１Ｃに示すような合わせガラスである場合、車内ガラス板１Ａ或いは車外ガラス板１Ｂを、例えば、上記の鉄含有ガラスで構成することにより、透明基板が要件（Ａ）を満たしてもよい。車内ガラス板１Ａおよび車外ガラス板１Ｂを、上記の鉄含有ガラスで構成することにより、透明基板が要件（Ａ）を満たすことがより好ましい。この場合、中間接着層１Ｃには、通常の合わせガラスに用いるポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の熱可塑性樹脂を主成分とする中間接着層が特に制限なく使用可能である。
また、本光学部材を着色する場合、例えば、透明基板が合わせガラスであれば、中間接着層とガラス基板の間に近赤外透過樹脂膜を配置してもよい。その場合、近赤外透過樹脂膜は、車内ガラス板もしくは車外ガラス板の中間接着層側の主面にコーティング膜として形成される。
［光干渉膜］
光干渉膜２は、透明基板１の第１の主面１ａ上に形成され、得られる光学部材１０Ａが要件（１）を満たすように機能する。光干渉膜２は、例えば、得られる光学部材１０Ａにおいて、波長λｓの光に対して、入射角０度～６０度の範囲で、透明基板１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、光学部材１０Ａが要件（１）を満たすように機能する。光干渉膜２は、さらに、得られる光学部材１０Ａが要件（２）～（４）から選ばれる１つ以上の要件を満たすように機能することが好ましい。
光干渉膜２は、光学部材１０Ａが（１）の要件を満足する、好ましくは、さらに、（２）～（４）の要件を満足するように機能するものであれば、さらに、例えば、可視光遮蔽性、紫外線遮蔽性、防汚性、防塵性等を付与してもよく、耐久性を向上させる等の他の機能を有する膜でもよい。
光干渉膜２は、上記機能を有するものであれば、構成は特に制限されない。光干渉膜２は、図１に示す光学部材１０Ａのように、透明基板１の第１の主面１ａ上にのみ設けられる構成であってもよく、透明基板１の第２の主面１ｂ上にのみ設けられる構成であってもよく、透明基板１の第１の主面１ａと第２の主面１ｂの両方に設けられる構成であってもよい。
光干渉膜２の設計は、透明基板１の第１の主面１ａ上にのみ設けられる場合と、透明基板１の第２の主面１ｂ上にのみ設けられる場合とで、相異はない。光干渉膜を透明基板の両主面上に設ける場合、２つの光干渉膜を組み合わせることにより、得られる光学部材が要件（１）を満たし、好ましくはさらに、要件（２）～（４）から選ばれる１つ以上の要件を満たすように、それぞれの光干渉膜を設計する。
光干渉膜を透明基板の両主面上に設ける場合、それぞれの光干渉膜を単独で用いた場合の光学部材が要件（１）を満たさなくともよい。好ましくは、単独で用いた場合に、光学部材が要件（１）を満たし、好ましくは（２）～（４）の要件を満たす光干渉膜を、透明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、Ｔ（１）ｍｉｎおよびΔＴ（１）は向上し、（２）における光損失が増大する傾向にある。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２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、多層膜であることが好ましい。光干渉膜２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１０層以下が好ましく、４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、ゼロより大きければよく、０．１以上が好ましい。なお、本明細書中に記載される光干渉膜を構成する光学薄膜の屈折率は、全て所定の波長λｓの光における各々の材料の屈折率を示す。
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してもよい。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、低屈折率層に接する高屈折率層の主面と反対側の高屈折率層の主面に接するように積層される、或いは、高屈折率層に接する低屈折率層の主面と反対側の低屈折率層の主面に接するように積層される。
光干渉膜２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２において、主に赤外域の波長域が課題であるから、光干渉膜２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２を構成する各層の幾何学的厚み（１層あたりの膜厚）は、少なくとも１層が５０ｎｍ以上であることを前提にして、５ｎｍ～５００ｎｍに設定することができる。光干渉膜２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。また、光干渉膜２の１層あたりの膜厚を５ｎｍ以上とすることにより、光干渉膜２が実際に連続膜として存在し、その機能を充分に発揮される。
また、主に赤外域の波長域が課題であるから、光干渉膜２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の低下と透明基板の反りを防止するため、光干渉膜２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、光干渉膜が透明基板の両主面上に設けられる場合、それぞれの光干渉膜は上記と同様の構成を有してよい。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。光干渉膜を透明基板の両主面上に設けると、光干渉膜の内部応力が透明基板の反りの発生を抑制する。
図１に示す光学部材１０Ａにおける、光干渉膜２は、中間屈折率層と低屈折率層と高屈折率層が積層された構成を有する光干渉膜の一例である。光干渉膜２は、透明基板１の主面１ａ側から順に、中間屈折率層２１、高屈折率層２２、低屈折率層２３が積層された構成を有する。
低屈折率層２３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「物質を主成分とする」とは、該物質を５０ｍｏｌ％以上含有することを意味する。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、少なくとも１種類の低屈折率物質を主成分とし、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１種類の低屈折率物質のみで構成される。成膜性における再現性、安定性、経済性等の観点から、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２２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、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。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る。
これらの高屈折率物質うち、多層膜に用いた場合に所望の光学特性が得られることから、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、酸化チタン、酸化ニオブ酸化スズ、酸化セリウム、ケイ素、酸化銅が好ましい。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、窒化アルミニウムがより好ましく、窒化ケイ素が特に好ましい。
曲率を有する透明基板１が多層膜である光干渉膜２を有してもよい。透明基板１がガラス板の場合、ガラス板を所定の形状に曲げた後に光干渉膜を積層させてもよく、ガラス板に光干渉膜を積層させた後にガラス板を所定の形状に曲げてもよい。光干渉膜を積層させた後にガラス板を曲げる方が、平らな表面に光干渉膜を積層できるため好ましい。しかし、ガラス板を曲げるにはガラス板を軟化点付近まで加熱するため、高温で変質しない光干渉膜が必要となる。このような光干渉膜としては、高屈折層を構成する高屈折材料として、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化タンタル、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、およびその混合物、酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物が好ましく、低屈折層を構成する低屈折材料として酸化ケイ素が好ましい。
中間屈折率層２１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、少なくとも１種類の中間屈折率物質を主成分とし、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１種類の中間屈折率物質のみで構成される。
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、酸化ジルコニウムと酸化ケイ素の混合物が特に好ましい。
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。
光干渉膜２における中間屈折率層２１、高屈折率層２２、および低屈折率層２３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。例えば、中間屈折率層２１、高屈折率層２２、および低屈折率層２３をそれぞれ、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、および酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚として、以下の２つの組み合わせ（ｉ）および（ii）が好ましい。以下において、「ｔ２１」は酸化アルミニウムからなる中間屈折率層２１の光学膜厚、「ｔ２２」は窒化ケイ素からなる高屈折率層２２の光学膜厚、「ｔ２３」は酸化ケイ素からなる低屈折率層２３の光学膜厚を示す。
（ｉ）ｔ２１＝０．３５４λｓ、ｔ２２＝０．１６４λｓ、ｔ２３＝０．３４１λｓ
（ii）ｔ２１＝０．２６０λｓ、ｔ２２＝０．１４０λｓ、ｔ２３＝０．３１１λｓ
ただし、これらの係数は代表値であり、光学膜厚は、実質的にこれらの値の±５％程度の幅を有してもよい。以下に示す例でも同様である。
なお、所定の波長を２以上有する場合は、例えば赤外域の広い範囲に亘って高透過率を実現するような膜構成を有することが有効である。具体的には、例えば、中間屈折率層２１、高屈折率層２２、および低屈折率層２３をそれぞれ、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、および酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚としてｔ２１＝０．１４７λｓ、ｔ２２＝０．６６３λｓ、ｔ２３＝０．３５８λｓとすればよい。このとき、例えば、波長９４０ｎｍと波長１５５０ｎｍの両波長において入射角度が０度から６０度の間で透過率の値が８５％以上となる上、これらの入射角度の間での透過率の最大値と最小値の差が８％以下となる。
光干渉膜２の別の例として、例えば、透明基板１の主面１ａ側から順に、高屈折率層と低屈折率層が１層ずつ合計２層積層された例が挙げられる。この場合、高屈折率層を酸化銅、低屈折率層を酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚として、それぞれ、０．４６６λｓおよび０．１５５λｓであるのが好ましい。また、高屈折率層をケイ素、低屈折率層を酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚として、それぞれ、０．４９２λｓおよび０．１４８λｓであるのが好ましい。
光干渉膜２のさらに別の例として、例えば、高屈折率層と低屈折率層が２層ずつ、透明基板１の主面１ａ側から高屈折率層、低屈折率層の順に交互に合計４層積層された例が挙げられる。この場合、高屈折率層を酸化銅、低屈折率層を酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚として、透明基板１の主面１ａ側から順に、それぞれ、０．５１７λｓ、０．２６９λｓ、０．４６７λｓおよび０．１４２λｓであるのが好ましい。また、高屈折率層をケイ素、低屈折率層を酸化ケイ素で構成する場合の各層の厚みは、光学膜厚として、それぞれ、１．０２３λｓ、０．２９６λｓ、０．４８２λｓ、０．１２２λｓであるのが好ましい。
０度入射と６０度入射のセンサ波長λｓの透過率の差を小さくする観点から、光干渉膜２の透過率はセンサ波長λｓの光と光学物品との入射角度を０度から６０度まで変化させたとき、入射角度２５度以上で最大値をとるのが好ましく、３０度以上で最小値を取るのがより好ましく、３５度以上で最大値を取るのが最も好ましい。また車両のフロントガラスのように、センサ光に対して光学物品の表面が傾いて配置されている場合においても、上記において好ましいとした範囲は、センサ波長λｓにおける透過率が高くなり好ましい。
透明基板１の一方の主面上に設けられる光干渉膜２について、２層～４層の構成を例として説明したが、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。
光干渉膜が透明基板の両方の主面に設けられる場合の例として、例えば、上で例示した透明基板１の一方の主面上に設けられる２層～４層の構成の光干渉膜を、両主面上に設ける構成が挙げられる。この場合、両主面に設けられる光干渉膜の構成は同じであっても異なってもよい。
光干渉膜２は、透明基板１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２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１Ａ―Ｄを参照しながら透明基板１と光干渉膜２からなる光学部材１０Ａについて説明した。光学部材１０Ａは、本発明の効果を損なわない範囲で、透明基板１と光干渉膜２の設計を変更可能である。また、光学部材１０Ａは、本発明の効果を損なわない範囲で、透明基板１と光干渉膜２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、可視光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。
透明基板１の表面で測定されるマルテンス硬度より、光干渉膜の表面で測定されるマルテンス硬度が大きいという（４）の要件を満たすために、本光学部材において、光干渉膜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。該マルテンス硬度の値は、上記において硬度の点で好ましいとした材料で光干渉膜の高屈折率材料を構成することで、達成できる。
本光学部材において、さらに、入射角０度で測定される３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の可視光透過率は、例えば、車内にあるＬｉＤＡＲセンサ等を車外から見えなくする場合には、デザイン、安全の観点から３０％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１０％以下が特に好ましい。
本光学部材において、さらに、光干渉膜の表面において入射角５度で測定される、上記波長域の可視光反射率は、例えば、メタリックカラーの車両のボディーに本光学部材が装着される場合には、車両の外観の統一感を保つという観点から６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。また、可視光反射率は、例えば、艶消し色系の車両のボディーに装着される場合には、車両の外観を損なわないという観点から８％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
波長λｓにおける波面収差は、１．０λＲＭＳ以下であることが好ましい。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る表面形状の測定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渣が表面形状であり、表面形状の最大値と最小値の差が波面収差である。本光学部材において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、波面収差が所定の要件を満たせばよい。或いは、本光学部材は主面の全領域で所定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。
以上のように、本光学部材において、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透過率と反射率および透過色と反射色が調整されていることが好ましい。そのために、用いる光干渉膜の他の要素として、有機インクや無機インク等の層を組み合わせて用いてもよい。その場合、近赤外域での透過率を維持するために、インクの材料は近赤外域では透明である必要がある。
本光学部材において、光干渉膜の表面において測定される水接触角は、例えば、車両のフロントガラスの車外面、カバー部材等車両の外側に本光学部材が配置される場合は、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から９０度以上が好ましく、１００度以上がより好ましい。また、光干渉膜の表面において測定される水接触角は、例えば、車両のフロントガラスの車内面に本光学部材が配置される場合には、透視性確保の観点から２０度以下が好ましく、１０度以下がより好ましい。
本光学部材は、赤外光に対して幅広い入射角に亘って高い透過率を有する。本光学部材は、例えば、例えば、ＬｉＤＡＲセンサのカバー部材として用いれば、ＬｉＤＡＲセンサがセンシングに用いる赤外光の透過を幅広い入射角に亘って妨げることがない。ＬｉＤＡＲセンサに本光学部材をカバー部材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センサの筐体に取り付ける方法等が挙げられる。本光学部材が透明基板の一方の主面にのみ光干渉膜を有する場合、光干渉膜がＬｉＤＡＲセンサ側になるように配置されるのが好ましい。
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センサのカバー部材として好適である。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。
さらに、ＬｉＤＡＲセンサを車内に搭載する場合、本発明の光学部材を窓ガラスとして用いれば、窓ガラスを介することによる、センシングの低下を抑制できる。本発明の光学部材は、自動車用の窓ガラスの場合、フロントガラス、リヤガラス、サイドガラス、ルーフガラス等に適用可能である。
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限定されない。図１Ａに示す構成において、光干渉膜の構成を、各例により適宜変更した光学部材を作製し、評価を行った。例１～１５、２３～２９が実施例であり、例１６～２２が比較例である。
［例１～２２］
透明基板として、表１に組成、光学特性およびマルテンス硬度を示す、５種類のガラス基板を用いた。なお、ガラス基板の光学特性およびマルテンス硬度は、後述の光学部材の評価に用いられる方法と同様の方法で測定した。ガラス基板ＧＡ、ＧＢ、ＧＣ、ＧＥは要件（Ａ）を満たすガラス基板であり、ガラス基板ＧＤは、要件（Ａ）を満たさず、ＴＢ７００－１８００が７８％未満である。表１において、ガラス基板ＧＡの組成における「Ｃｏ」はコバルト（Ｃｏ）酸化物の成分を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表２は、本実施例に用いた１１種類の光干渉膜ＩＡ～ＩＫの構成、具体的には、層数、積層順、各層の構成材料および幾何学的厚みを示す。例１～１５、２０～２９に係る光学部材は、表２に示された１１種類の光干渉膜ＩＡ～ＩＫのうちの一つの光干渉膜を、表３および表４に示す組み合わせに従って透明基板の第１の主面のみ、または、第１の主面と第２の主面の両方に、以下の方法で成膜して、作製された。なお、実施例について、例１、２、例５～８、例１３は、波長λｓを９４０ｎｍに設定して、光干渉膜を設計した。例３、４、例９～１２、例１４は、波長λｓを１５５０ｎｍに設定して、光干渉膜を設計した。例１５は、波長λｓを９４０ｎｍと１５５０ｎｍの２つの波長に設定して、光干渉膜を設計した。比較例について、例２０～２２は波長λｓを９４０ｎｍに設定して、光干渉膜を設計した。比較例のうち例１６～１９に係る光学部材は光干渉膜を有しない。
表２は、透明基板側から順に、第１層、第２層、第３層、第４層として光干渉膜の層構成を示す。表２において、斜線の欄は層がないことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
光干渉膜の成膜は、スパッタリング装置（ＲＡＳ１１００ＢII、シンクロン社製）を用いて行った。光干渉膜ＩＡ～ＩＤおよび光干渉膜ＩＩ、ＩＫについては、第１層を中間屈折率層である酸化アルミニウム層、第２層を高屈折率層である窒化ケイ素層、第３層を低屈折率層である酸化ケイ素層でそれぞれ構成した。各層の幾何学的厚みが異なる以外は、光干渉膜ＩＡ～ＩＤおよび光干渉膜ＩＩ、ＩＫは同様の方法で成膜した。
中間屈折率層である酸化アルミニウム層の成膜には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用い、反応室の放電ガスとしては酸素を用いた。成膜時の圧力は０．１５Ｐａであった。酸化アルミニウム層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＡ～ＩＤおよび光干渉膜ＩＩ、ＩＫにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。
高屈折率層である窒化ケイ素層の成膜には、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用い、反応室の放電ガスとしては窒素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。窒化ケイ素層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＡ～ＩＤおよび光干渉膜ＩＩ、ＩＫにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。
低屈折率層である酸化ケイ素層の成膜には、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用い、反応室のガスとして酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。酸化ケイ素層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＡ～ＩＤおよび光干渉膜ＩＩ、ＩＫにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。
高屈折率材料である、酸化ジルコニウム含有酸化チタン層の成膜にはジルコニウムを５０ｍｏｌ％含有したチタンターゲット、酸化チタン層にはチタンターゲット、酸化ニオブ層にはニオブターゲット、酸化タンタル層にはタンタルターゲットをそれぞれ用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとしては酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。各高屈折率層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＬ～ＩＰにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。
光干渉膜ＩＥおよびＩＧについては、ガラス基板側から、高屈折率層である酸化銅層と低屈折率層である酸化ケイ素層を、この順に、各層の幾何学的厚みが表２に示す値になるように、それぞれ１回、または、それぞれ交互に２回成膜した。
高屈折率層である酸化銅層の成膜には、Ｃｕターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとしては酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。酸化銅層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＥおよびＩＧにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。低屈折率層である酸化ケイ素層の成膜は上記と同様に行った。光干渉膜ＩＧにおいては、酸化銅層の成膜と酸化ケイ素層の成膜を繰り返して行い、表２に示す構成の光干渉膜とした。
光干渉膜ＩＦおよびＩＨについては、ガラス基板側から、高屈折率層であるケイ素層と低屈折率層である酸化ケイ素層を、この順に、各層の幾何学的厚みが表２に示す値になるように、それぞれ１回、または、それぞれ交互に２回成膜した。
高屈折率層であるケイ素層の成膜には、Ｓｉターゲットを用い、成膜室および反応室の放電ガスとしてアルゴンを用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。ケイ素層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＦおよびＩＨにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。低屈折率層である酸化ケイ素層の成膜は上記と同様に行った。光干渉膜ＩＨにおいては、酸化ケイ素層の成膜とケイ素層の成膜を繰り返して行い、表２に示す構成の光干渉膜とした。
光干渉膜ＩＪについては、ガラス基板側から、高屈折率層である酸窒化ケイ素層と低屈折率層である酸化ケイ素層を、この順に、各層の幾何学的厚みが表２に示す値になるように成膜した。
高屈折率層である酸窒化ケイ素層の成膜には、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用い、反応室の放電ガスとしては酸素と窒素の体積比で１：１０の混合ガスを用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。ケイ素層の幾何学的厚みは、光干渉膜ＩＪにおいて、それぞれ表２に示す厚み［ｎｍ］となるように調整した。低屈折率層である酸化ケイ素層の成膜は上記と同様に行った。
表３および表４は、各実施例について、用いたガラス基板の略号と、ガラス基板の一方、または両方の主面に形成した光干渉膜の略号を、以下の評価結果とともに示す。表３および表４において、透明基板（ガラス基板）１の第１の主面１ａ上に形成した光干渉膜を第１の光干渉膜、第２の主面１ｂ上に形成した光干渉膜を第２の光干渉膜として示す。「－」は光干渉膜を形成しなかったことを示す。
（評価）
（１）光学性能
分光光度計（Ｖ－５７０、日本分光社製）を用いて、以下の光学特性を測定した。測定光は、光学部材の第１の光干渉膜に対して照射した。図２Ａおよび図３Ａは、それぞれ例１の光学部材および例２の光学部材の入射角０度と６０度における分光透過率曲線を示す。
（１）Ｔ（１）ｍｉｎおよびΔＴ（１）
２００ｎｍ～１８００ｎｍの波長域において入射角０度から５度おきに入射角６０度まで１３の透過率を測定した。この１３の透過率曲線から、波長λｓにおける透過率の最小値および最大値をそれぞれ求めた。表３および表４に、透過率の最小値および最大値をそのときの入射角（θ２、θ１）と共に、Ｔ（１）ｍｉｎ（θ２）、Ｔ（１）ｍａｘ（θ１）として、それらの差をΔＴ（１）として示す。なお、Ｔ（１）ｍｉｎが入射角６０度のときの透過率である場合、すなわち、θ２が６０度のときに最小値をとる場合、括弧つきの角度の記載は省略した。同様に、Ｔ（１）ｍａｘが入射角０度のときの透過率である場合、すなわち、θ１が０度のときに最大値をとる場合、括弧つきの角度の記載は省略した。
図２Ｂおよび図３Ｂにそれぞれ例１の光学部材および例２の光学部材の入射角０度と６０度における設定された波長λｓ（９４０ｎｍ）付近の分光透過率曲線を示す。また、分光透過率曲線中にＴ（１）ｍｉｎおよびＴ（１）ｍａｘの位置とΔＴ（１）を示す。なお、例１および例２では、Ｔ（１）ｍｉｎが入射角６０度のときの透過率であり、Ｔ（１）ｍａｘが入射角０度のときの透過率であるので、入射角５度～５５度の分光透過率曲線の記載は省略した。
（２）波長λｓにおける光損失
分光光度計および絶対反射治具を用い、入射角５度における透過率および反射率を測定した。波長λｓにおいて、１００％から反射率と透過率を減じた値を、光損失とした。
例１～例１５、例２０～例２２については、光干渉膜設計のために設定された波長λｓに対応する光学特性を表３および表４に示した。例１６～例１９においては、所定の波長λｓが９４０ｎｍの場合と１５５０ｎｍの場合を想定して、同様の光学特性を評価した。
（３）高温高湿試験による評価
光学部材を、温度６０℃、相対湿度８０％の環境に４８時間暴露した前後において、波長λｓにおける入射角０度の透過率の変化（試験前の透過率と試験後の透過率との差）を評価した。透過率の変化が１％以下であることが求められる。
（４）マルテンス硬度
ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ（ＨＭ５００、フィッシャー・インスツルメンツ社製）を用いて、光学部材の第１の光干渉膜の表面でマルテンス硬度を測定した。押し込み深さを５０±１０ｎｍとして、測定を１５回行った。１５回の平均値をマルテンス硬度とした。光干渉膜を有しない例１６～１９に対しては、測定は行わなかった。
（５）加熱試験
６００度、および６６０度に加熱したバッチ炉に光学部材を入れ、１０分保持した後、取り出し、波長λｓにおける入射角０度の透過率の変化（試験前の透過率と試験後の透過率との差）を評価した。透過率の変化が１％以下であることが求められる。
（波面収差）
レーザー干渉式の平坦度計（Ｚｙｇｏ社製、Ｖｅｒｉｆｉｒｅ　ＭａｒｋＩＶ）による表面形状の測定結果からチル卜成分を除いた残渣さを基に表面形状を求め、表面形状の最大値と最小値の差を波面収差とした。測定は、直径φ８０ｍｍの範囲に対して行った。波面収差は、例２３～２９の光学部材について、上記６６０度の加熱試験の前後で測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
表３に示すとおり、実施例の光学部材は、（１）、（２）および（４）の要件を満たす。さらに、実施例の光学部材は、例１０を除いて（３）の要件も満たす。一方、表４に示す比較例の光学部材について、例２０～例２２の光学部材は、９４０ｎｍの設定波長λｓにおいて要件（１）を満たさず、例１６～例１９の光学部材は、例えば、９４０ｎｍ、１５５０ｎｍを所定の波長λｓに設定した場合に、要件（１）を満足しない。さらに、比較例の光学部材は、入射角０度～６０度で測定された分光透過率曲線から、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下のいずれの波長をλｓに設定した場合においても要件（１）を満たさないことが確認された。
本国際特許出願は、２０１８年７月１７日に出願した日本国特許出願第２０１８－１３４３６３号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－１３４３６３号の全内容を参照によりここに援用する。
１０Ａ                光学部材
１                    透明基板
２                    光干渉膜
１０Ｂ                光学部材（フロントガラス）
３                    開口部
４                    遮蔽層
２０                  フロントガラス
５                    光学接着層
４０                  ＬｉＤＡＲセンサ本体

Claims (24)

  1. ガラス、ガラスセラミックス、ケイ素およびサファイヤから選ばれる少なくとも１つの物質を含み、７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域における光透過率が７８％以上である赤外線高透過領域を有する透明基板と、
    前記赤外線高透過領域に対応する前記透明基板の主面に配置された光干渉膜と、
    を備える光学部材であって、
    ７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長域内の少なくとも一つの波長λｓにおける前記透明基板の前記赤外線高透過領域に対応する前記光学部材の領域の光の透過率が、入射角が０度以上６０度以下の範囲で、８６．５％以上の最小値を有し、かつ９％以下の最小値と最大値の差を有する光学部材。
  2. 該透明基板が非晶質材料からなる、請求項１に記載の光学部材。
  3. 前記透明基板の前記領域に対応する前記光学部材の領域において、入射角５度で照射した前記波長λｓの光における光損失が３％以下である、請求項１または２に記載の光学部材。
  4. 前記光学部材を、温度６０℃、相対湿度８０％の環境に４８時間暴露した前後において、前記透明基板の前記領域に対応する前記光学部材の領域において、前記波長λｓにおける入射角０度の透過率の変化が１％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学部材。
  5. 前記光学部材の前記光干渉膜の表面で測定される押込み深さ５０ｎｍのマルテンス硬度が、前記透明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、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学部材。
  6. 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１～５のいずれか１項に記載の光学部材。
  7. 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６に記載の光学部材。
  8. 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つの物質を主成分とする請求項６または７に記載の光学部材。
  9. 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、ケイ素および酸化銅から選ばれる少なくとも１つの物質を主成分とする請求項６～８のいずれか１項に記載の光学部材。
  10. 前記光干渉膜は、互いに隣接する前記低屈折率層と前記高屈折率層を有し、さらに中間屈折率層を有する請求項６～９のいずれか１項に記載の光学部材。
  11. 前記中間屈折率層は、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、および酸化ケイ素と窒化アルミニウムの混合物から選ばれる少なくとも１つの物質を主成分とする請求項１０に記載の光学部材。
  12. 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６～１１のいずれか１項に記載の光学部材。
  13. 前記光干渉膜の幾何学的総膜厚が３００ｎｍ以上である請求項１～１２のいずれか１項に記載の光学部材。
  14. 前記透明基板は、基本のガラスに対して、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）換算で１～５００質量ｐｐｍの鉄（Ｆｅ）を含有する鉄含有ガラスからなる請求項１～１３のいずれか１項に記載の光学部材。
  15. 前記鉄含有ガラスは、前記基本のガラスに対して、さらに、クロム（Ｃｒ）酸化物、コバルト（Ｃｏ）酸化物、マンガン（Ｍｎ）酸化物、セリウム（Ｃｅ）酸化物、銅（Ｃｕ）酸化物およびセレン（Ｓｅ）酸化物からなる群より選択される少なくとも１つの物質を０．０００１～２．５質量％含有する請求項１４に記載の光学部材。
  16. 前記基本のガラスは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）を合計で０．１～３０質量％含有する請求項１４または１５に記載の光学部材。
  17. 前記透明基板は、強化ガラスである請求項１～１６のいずれか１項に記載の光学部材
  18. ＪＩＳ　Ｒ　３２１１に準拠した方法により前記透明基板を破砕したとき、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形の領域からの破片の数が、４０個以上４００個以下である請求項１７に記載の光学部材。
  19. 前記透明基板は、合わせガラスである請求項１～１６のいずれか１項に記載の光学部材
  20. ＪＩＳ　Ｒ　３２１１に準拠した方法により前記透明基板を破砕したとき、前記透明基板の衝撃面の反対側の面からの剥離破片の総質量が、２０ｇ以下である請求項１９に記載の光学部材。
  21. 前記透明基板の厚みが１．５～４．５ｍｍである請求項１に記載の光学部材。
  22. 前記波長λｓが８４０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である請求項１に記載の光学部材。
  23. 前記波長λｓが１４００以上１６００ｎｍ以下である請求項１に記載の光学部材。
  24. 前記波長λｓが８４０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下および１４００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の範囲にそれぞれ１つ以上存在する請求項１に記載の光学部材。
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