JP3396387B2 - 近赤外線カットフィルタガラス - Google Patents
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Description
色補正フィルタ等に使用され、400〜600nmの可
視域を効率よく透過し、700nm付近におけるシャー
プカット特性に優れた近赤外線カットフィルタガラスに
関する。
CDなどの撮像素子は可視域から1100nm付近の近
赤外域にわたる分光感度を有している。したがって、そ
のままでは良好な色再現性を得ることができないので、
赤外域を吸収するフィルタを用いて通常の視感度に補正
することが必要である。
択的に吸収するように燐酸塩系ガラスにCuOを添加し
たガラスが使用されていた。このガラスは多量のP2 O
5 と必須成分としてCuOを含有しており、酸化性の溶
融雰囲気中で多数の酸素イオンに配位されたCu2+イオ
ンを形成させることによって青緑色を呈し、近赤外線カ
ット特性を有するものである。
低さを改善するために基礎ガラスとして弗燐酸塩系ガラ
スを用い、これにCuOを添加したガラス、たとえば特
開平1-219037号公報、特開平3-173041号公報に記載のガ
ラスなどが知られている。
は、近赤外線カット効果を促進するためにCuOの含有
量を増加させると、一般に400〜500nmの波長域
における分光透過率が低下して緑色化の傾向を示し、か
つ600〜700nmの波長域でのシャープカット性が
悪化するという問題点がある。特にこの様なフィルタガ
ラスは、薄板状で使用されることから、高いCuO含有
量を要求されるが、前記問題点により所望の分光透過特
性を有するものが得難い。また基礎ガラスである燐酸塩
系ガラスは、耐候性が不十分なため、ガラス研磨面にウ
ェザリングを生じるので光学フィルタとしての長期使用
には難点がある。
れているが、元来弗燐酸塩系ガラスはレーザーガラスに
も使用されるように赤外線をよく透過する特性を有す
る。このため、上記燐酸塩系ガラスに比べて700〜1
200nmにおける透過率が高くなる傾向があった。上
述のようにCCDなどの撮像素子は、この波長域の光に
も感度を有する。フィルタがこの付近の光を透過する
と、カラーVTRカメラ等の画像に自然な色が得られな
くなるので、フィルタの肉厚を厚くするなどしてこの波
長域の透過率を低下させる必要があった。
れたもので、化学的耐久性に優れ、600〜700nm
をシャープに吸収し、撮像素子が感度を有する1100
nmまでの波長域をほとんど透過しない近赤外線カット
フィルタガラスを提供することを目的とする。
するために、弗燐酸塩系ガラス中にCuOあるいはCu
F2 とV2 O5 とを添加して600〜700nmのシャ
ープカット性を高めるとともに700〜1200nmの
透過率を低く抑えたものである。
5 10〜40%,AlF3 0〜20%,RF(RはL
i,Na,Kのうち少なくとも一種)1〜30%,R’
F2 (R’はMg,Ca,Sr,Ba,Zn,Pbのう
ち少なくとも一種)20〜75%(ただし、弗化物総合
計量の70%までを酸化物に置換可能)からなる組成を
有するガラス100質量部に対し外割でCuOまたはC
uF2 の少なくとも一種0.5〜8質量%,V2 O
5 0.001〜0.5質量%を加えてなることを特徴と
する近赤外線カットフィルタガラスである。
した理由について説明する。
成分であるが、10%未満ではガラス化が難しく、40
%を越えると化学的耐久性が悪化する。
であるが、20%を越えるとガラスの溶融性が低下す
る。
と粘性を低下させるのに有効な成分であるが、1%未満
ではその効果が得られず、30%を越えると化学的耐久
性が著しく低下する。なお、このうちLiFについては
20%を、NaF,KFについてはそれぞれ10%を越
えると化学的耐久性が低下するので、各々上限以下とす
ることが好ましい。
なくガラスを安定化させる作用があるが、その合量が3
0%未満ではガラス化しにくく、75%を越えると失透
しやすくなる。なお、このうちMgF2 ,CaF2 は2
0%を、SrF2 ,BaF2は30%を、PbF2 は1
0%、ZnF2 は15%を上限とすることが好ましい。
それぞれの上限値を越えて含有させると失透傾向が強ま
るためである。
属酸化物に置換しても所望の分光特性、化学的耐久性を
得ることができるが、この置換量が70%をこえると所
望の分光特性を得ることができなくなる。
記RF,R’F2 の一部をLaF3,YF3 ,Si
F4 ,ZrF4 等に置換しても差支えない。
分であるが、0.5%未満ではその効果が十分でなく、
8%を越えると可視域での透過率をも低下させ、またガ
ラスが不安定となって失透性が増す。なお、CuOに代
えてまたは合わせてCuF2を用いることも可能であ
る。
ャープカット性を高めるとともに700〜1200nm
の吸収を強める効果があるが、0.001%未満ではそ
の効果が認められず、0.5%を越えると紫外域におけ
る吸収が強まって可視域におよび400nm付近の透過
率が低下するので好ましくない。
て説明する。まず上記組成範囲となるように原料として
燐酸水溶液、金属弗化物、金属塩、金属酸化物を秤量・
調合する。この原料混合物を白金るつぼ収容し750〜
950℃で溶融し、撹拌・清澄した後金型内に鋳込み、
徐冷後切断研磨して肉厚2mmの平板状のフィルタガラ
スを得る。
度計を用いて分光透過率を測定し、またフィルタガラス
を温度60℃、相対湿度95%の雰囲気中に1000時
間保持する耐候性試験を行い、その後再度分光透過率を
測定して500nmにおける透過率の劣化幅で評価し
た。
000時間経過後の透過率劣化幅が3%以内と小さく、
高い耐候性を有する。また、分光透過率においても70
0〜1100nmをほぼ完全に吸収しており、良好な近
赤外線カット性を有している。
のNo.1〜8に本発明の実施例ガラスを、No.9〜
10に比較例ガラスを示す。これらのガラスは、それぞ
れ表中の組成となるように原料を所定量混合し、上記し
た方法にしたがって肉厚2mmの平板状のフィルタガラ
スとしたものである。
施の態様と同様にして耐候性試験を行い、その前後の5
00nmにおける透過率変化を測定し、劣化幅を「耐候
性」として表中に示した。また各フィルタガラスの分光
透過率を測定し、それぞれ500,700,900,1
200nmにおける透過率を表中に示すとともにNo.
4,6の実施例およびNo.9,10の比較例について
は図1にその透過率曲線をそれぞれ曲線1,2および曲
線3,4として示した。なお、No.9,10の比較例
は、着色剤としてそれぞれNo.4,6の実施例と等量
のCuOを含みV2 O5 を含まないように調整した。
果は実施例、比較例とも弗燐酸塩系ガラスをベースとし
ているため、透過率劣化が小さく耐候性に優れている。
また、表1および図1から、比較例が1000nmより
長波長側の赤外線を透過しているのに対し、実施例では
1100nmまでをほとんど透過せず、1200nmに
おける透過率も比較例の半分程度に抑えられている。な
お、表中の透過率欄の「<0.1」は透過率が0.1%
未満であることを示す。したがって、本発明の近赤外線
カットフィルタガラスをカラーVTRカメラの色補正フ
ィルタ等に使用した場合、撮像素子が感度を有する近赤
外域をほとんど透過しないので、極めて良好な色再現が
可能となる。
CuOに代えてCuF2 を用いたが、近赤外線カット特
性に差が見られなかったことから、CuOに代えてCu
F2を添加あるいは混用しても同様の特性を得ることが
できる。
耐候性を持ち、可視域での透過率が高く600〜700
nmをシャープカットし、かつ1100nmまでの波長
域をほとんど透過しないので、撮像素子の視感度補正フ
ィルタに用いて極めて良好な色再現性が得られる。
過率を示す曲線図である。
線 2 本発明の実施例No.6のガラスの分光透過率曲
線 3 比較例No.9のガラスの分光透過率曲線 4 比較例No.10のガラスの分光透過率曲線
Claims (2)
- 【請求項1】 弗燐酸塩系ガラスを基礎ガラスとし、こ
の基礎ガラス100質量部に対し外割でCuOまたはC
uF2 の少なくとも一種0.5〜8質量%,V2 O
5 0.001〜0.5質量%を加えてなることを特徴と
する近赤外線カットフィルタガラス。 - 【請求項2】 質量百分率で、P2 O5 10〜40%,
AlF3 0〜20%,RF(RはLi,Na,Kのうち
少なくとも一種)1〜30%,R’F2 (R’はMg,
Ca,Sr,Ba,Zn,Pbのうち少なくとも一種)
20〜75%(ただし、弗化物総合計量の70%までを
酸化物に置換可能)からなる組成を有するガラス100
質量部に対し外割でCuOまたはCuF2 の少なくとも
一種0.5〜8質量%,V2 O5 0.001〜0.5質
量%を加えてなることを特徴とする近赤外線カットフィ
ルタガラス。
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