JP6423683B2 - 光学ガラスフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲において分光透過特性が平坦な光学ガラスフィルタに関する。

従来、ビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置を用いて画像撮影をする場合、光量が多く、レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときや、シャッター速度を最高にしても露出過多になってしまうときに、撮像装置のレンズに光学ガラスフィルタを装着し、透過光量を減衰させて撮影を行っている。

このような光学ガラスフィルタとしては、光線の可視スペクトル域における各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透過率を有するＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）が知られている。また、ＮＤフィルタとしては、入射光を反射して減衰させる反射型ＮＤフィルタと、入射光を吸収して減衰させる吸収型ＮＤフィルタが知られているが、反射光が問題となるレンズ光学系にＮＤフィルタを組み込む場合には、一般的に吸収型ＮＤフィルタが用いられている。

また、このような吸収型ＮＤフィルタには、基板自体に吸収物質を混ぜた色ガラスＮＤフィルタ（例えば、特許文献１）や、基板自体に吸収する機能はないが基板の表面に形成された薄膜で吸収する吸収型多層膜ＮＤフィルタ（例えば、特許文献２）が存在する。

特公昭３９−０２５５６０号公報 特開２０１４−０１６５６８号公報

特許文献２に記載の構成によれば、金属膜からなる吸収膜層と酸化物誘電体膜層とを交互に積層させることにより、薄型のＮＤフィルタを形成することができるが、その反面、可視スペクトル域（例えば、波長４５０〜６５０ｎｍ）で平坦な分光透過特性を得ることが難しく、また使用環境によっては薄膜が剥離するといった問題も発生する。

また、特許文献１に記載の構成によれば、薄膜が剥離するといった問題は発生しないが、例えば、透過率５％以下のＮＤフィルタを得ようとすると、Ｆｅ_３Ｏ_４及びＣｏＯの濃度を高めなければならないといった問題が発生する。ＣｏＯの濃度を高めると、ＣｏＯの吸収特性の影響から平坦な分光透過特性を得ることが難しくなる。また、Ｆｅ_３Ｏ_４の濃度を高めると、ガラス内でＦｅ_２Ｏ_３とＦｅＯの化学平衡の移動が起こるため、Ｆｅ_２Ｏ_３由来の短波長側の吸収が大きくなり、当初予定したＦｅ_３Ｏ_４の吸収とは大きく異なってしまい、Ｆｅ_３Ｏ_４とＣｏＯの組み合わせだけで平坦な分光透過特性を得ることが困難となる。そして、高濃度のＦｅ_３Ｏ_４を導入すると、ガラスの熔解温度が低濃度時から変わったり、小さな雰囲気温度の変化によっても化学平衡の移動が起こり、透過率が安定しなくなるといった問題が発生する。

また、近年、撮像装置に組み込まれるＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）といった撮像素子の高感度化を背景に、高精度に平坦な分光透過特性を有するＮＤフィルタ（つまり、光学ガラスフィルタ）が求められている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、透過率が不安定になることなく、高精度に平坦な分光透過特性を有する光学ガラスフィルタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光学ガラスフィルタは、少なくともＮｉＯ、ＭｎＯ _２ 、及びＣｏ _２ Ｏ _３ を必須成分として含む、シリケート系ガラス組成物をベースとする光学ガラスフィルタであって、シリケート系ガラス組成物は、質量％表示で、ＳｉＯ _２ ：２０〜６０％、Ｂ _２ Ｏ _３ ：０〜２０％、Ａｌ _２ Ｏ _３ ：０〜１０％、Ｋ _２ Ｏ：０．１〜１５％、Ｃｓ _２ Ｏ：０〜５％、ＣａＯ：０〜５％、ＢａＯ：２０〜６０％、ＺｎＯ：０〜１５％、Ｓｂ _２ Ｏ _３ ：０〜１％、を含有し、ＭｎＯ _２ の質量比を１としたとき、ＮｉＯの質量比が０．２０〜６．００であり、Ｃｏ _２ Ｏ _３ の質量比が０．０２〜０．７０であり、光学ガラスフィルタの厚みを２ｍｍとしたときに、シリケート系ガラス組成物の全質量に対する外割り質量％で、ＭｎＯ _２ の含有量は０．００３〜２．１００％であり、ＮｉＯの含有量は０．００７〜０．８００％であり、Ｃｏ _２ Ｏ _３ の含有量は０．００１〜０．２００％であり、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における分光透過特性の最大偏差は、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における透過率の平均が０．１％のときに、０．０５〜０．１５％であることを特徴とする。

このような構成によれば、従来のようにＦｅ_３Ｏ_４（またはＦｅ_２Ｏ_３、またはＦｅＯ）を含有しないため、化学平衡の移動が起こらず、透過率が不安定になることがない。また、極めて高精度に平坦な分光透過特性を有する光学ガラスフィルタが得られる。

また、光学ガラスフィルタは、ＣｕＯ及びＣｒ_２Ｏ_３を任意成分としてさらに含み、ＭｎＯ _２ の質量比を１としたとき、ＣｕＯの質量比が０．００〜０．７０であり、Ｃｒ _２ Ｏ _３ の質量比が０．００〜１．４０であり、光学ガラスフィルタの厚みを２ｍｍとしたときに、シリケート系ガラス組成物の全質量に対する外割り質量％で、ＣｕＯの含有量は０．０００〜０．８１０％であり、Ｃｒ _２ Ｏ _３ の含有量は０．０００〜０．１９０％であることが望ましい。ＭｎＯ_２及びＣｕＯを導入すると、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度を低く抑えることができるため、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度の上昇による分光透過特性の平坦性の悪化も避けられ、さらに高精度に平坦な分光透過特性を有する光学ガラスフィルタが得られる。

以上のように、本発明によれば、透過率が不安定になることなく、高精度に平坦な分光透過特性を有する光学ガラスフィルタが実現される。

本発明の実施の形態に係る光学ガラスフィルタに用いられる着色剤の各成分の透過率を示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．１〜５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．６〜１０の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．１１〜１５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．１６〜２１の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．２２〜２７の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．２８〜３３の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．３４〜３９の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。 本発明の実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．４０〜４５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る光学ガラスフィルタは、シリケート系ガラス組成物をベースとし（以下、シリケート系ガラス組成物を「ベースガラス組成物」という。）、該ベースガラス組成物に、少なくともＮｉＯ、ＭｎＯ_２、及びＣｏ_２Ｏ_３を着色剤として含有するものであり、入射光を吸収して減衰させる吸収型ＮＤフィルタとして機能するものである。

ベースガラス組成物は、必須成分としてＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、ＢａＯを含有し、必要に応じて、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｓ_２Ｏ、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３をさらに含有することができる。ベースガラス組成物を構成する各成分の望ましい組成範囲は以下の通りである。
ＳｉＯ_２：２０〜６０％
Ｂ_２Ｏ_３：０〜２０％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０％
Ｋ_２Ｏ：０．１〜１５％
Ｃｓ_２Ｏ：０〜５％
ＣａＯ：０〜５％
ＢａＯ：２０〜６０％
ＺｎＯ：０〜１５％
Ｓｂ_２Ｏ_３：０〜１％
なお、各成分の含有率は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で示すものである。ここで、酸化物換算組成とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。

ＳｉＯ_２は、ガラスの基本構造を構成する成分である。ＳｉＯ_２が２０％より少ないと化学的耐久性が悪化し、６０％より多いと熔解粘性が大きくなって製造困難となるため、２０〜６０％が好適である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの基本構造を構成する成分であり、耐失透性や熔融性を改善するのに効果的であるが、２０％より多いと化学的耐久性が極端に落ちるため、０〜２０％が好適な範囲である。なお、本実施形態においては、波長４５０〜６５０ｎｍの分光透過特性を平坦化するために、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせ（以下、「長波長シフト」ともいう。）、波長５５０〜５８０ｎｍの吸収を作り出しているが（詳細は後述）、Ｂ_２Ｏ_３は、ＮｉＯの吸収の長波長シフトを阻害するため、０〜２０％の範囲内ではできる限り少ない方が好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの基本構造を構成する成分であり、化学的耐久性を改善するのに効果的であるが、１０％を超えると熔解粘性が大きくなって製造困難となるため、０〜１０％が好適である。

Ｋ_２Ｏは、ガラス構造の修飾剤としての役目を果たす成分であり、熔融性の改善（つまり、低融点化）と、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせるのに効果的であるが、０．１％より少ないと、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせる効果がなくなり、１５％より多いと、失透傾向が増し、化学的耐久性が極端に落ちるため、０．１〜１５％が好適である。なお、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせるにはＫ_２Ｏが多い方が好ましい。

Ｃｓ_２Ｏは、ガラス構造の修飾剤としての役目を果たす成分であり、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせるのに効果的であるが、５％より多いと、失透傾向が増し、化学的耐久性が落ちるため、０〜５％が好適である。なお、ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせるにはＣｓ_２Ｏが多い方が好ましい。

ＣａＯは、ガラス構造の修飾剤としての役目を果たす成分であり、耐失透性や熔融性の改善（つまり、低融点化）に効果的である。ＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせるにはＣａＯが少ない方がよく、５％より多いとＮｉＯの吸収を長波長側にシフトさせることができなくなるため、０〜５％が好適である。

ＢａＯは、ガラス構造の修飾剤としての役目を果たす成分であり、耐失透性や熔融性の改善（つまり、低融点化）に効果的である。特に、着色剤のＭｎＯ_２、ＣｕＯは熔解温度を低くした方が発色しやすいことから、発色性の観点からは、ＢａＯを比較的多く導入した方が好ましいが、６０％より多いと、失透傾向が増し、化学的耐久性が極端に落ちる。また、２０％より少ないと、熔解温度を低くすることができないため、２０〜６０％が好適である。

ＺｎＯは、ガラス構造の修飾剤としての役目を果たす成分であり、耐失透性や熔融性の改善（つまり、低融点化）に効果的であるが、１５％より多いと、失透傾向が増すため、０〜１５％が好適である。

Ｓｂ_２Ｏ_３は、脱泡剤としての役目を果たす成分であるが、１％より多いと、ＭｎＯ_２、ＣｕＯの発色が悪くなるため、０〜１％が好適である。

本発明の実施の形態に係る光学ガラスフィルタは、上記で述べた成分を含有するベースガラス組成物をベースとし、これに着色剤として、少なくともＮｉＯ、ＭｎＯ_２、及びＣｏ_２Ｏ_３をベースガラス組成物の全質量（つまり、１００質量％）に対する外割り質量％で含有させたものである。また、必要に応じて、ＣｕＯ及びＣｒ_２Ｏ_３をさらに含有させることもできる。また、Ｃｒ_２Ｏ_３に代えて、Ｈｏ_２Ｏ_３を用いることもできる。

図１は、本発明の実施の形態に係る光学ガラスフィルタに用いられる着色剤の各成分（ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｃｏ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３）の透過率を示すグラフであり、縦軸は外部透過率（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示している。

本実施形態の光学ガラスフィルタに入射される光は、光学ガラスフィルタを通過する際に着色剤の各成分によって吸収され、減衰されて出射されるため、光学ガラスフィルタの分光透過特性は、いわゆるランバート・ベールの法則によって説明することができ、着色剤の各成分の組み合わせと、それらの濃度によって定まることとなる。つまり、本実施形態の光学ガラスフィルタは、平坦な分光透過特性となるように、着色剤の各成分の組み合わせと、それらの濃度を調整したものであり、後述するように、本発明者は、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲において分光透過特性が平坦となる条件を見出した。

図１に示すように、ＮｉＯは、波長４５０〜６５０ｎｍの全域において吸収があり、従来のＦｅ_３Ｏ_４（またはＦｅ_２Ｏ_３、またはＦｅＯ）の代替として機能するものである。ＮｉＯは、高濃度にしても、従来のＦｅ_３Ｏ_４（またはＦｅ_２Ｏ_３、またはＦｅＯ）のように透過率が不安定になることがないため極めて効果的である。なお、本実施形態においては、ＮｉＯの吸収は、ベースガラス組成物内のＢ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＣａＯの影響により、長波長側にシフトし、波長５５０〜５８０ｎｍの吸収が作り出されている。

ＭｎＯ_２は、波長４５０〜６５０ｎｍの全域において吸収があり、導入により全体的な吸収の底上げが可能となる。

Ｃｏ_２Ｏ_３は、波長５００〜６５０ｎｍの範囲において大きな吸収のピークがあるが、この吸収ピークを代替する成分が存在しない。そのため、本実施形態においては、Ｃｏ_２Ｏ_３の濃度をできる限り低く抑えると共に、Ｃｏ_２Ｏ_３の吸収ピークの凸凹を減らすために、ＭｎＯ_２やＣｕＯを導入している。

ＣｕＯは、波長５００ｎｍ付近から長波長側に吸収端があるため、ＣｕＯを導入することによって、波長５００〜６５０ｎｍの範囲に吸収のあるＣｏ_２Ｏ_３を代替することができ、Ｃｏ_２Ｏ_３の濃度を減少させることができる。

Ｃｒ_２Ｏ_３は、波長５００ｎｍ付近から短波長側に吸収端があるため、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２の吸収が小さくなる波長４５０ｎｍ付近での吸収を補うことができる。また、Ｈｏ_２Ｏ_３も波長４５０ｎｍ付近に吸収ピークを有するため、Ｃｒ_２Ｏ_３に代えてＨｏ_２Ｏ_３を用いることができる。

このように、本実施形態の光学ガラスフィルタは、平坦な分光透過特性となるように、着色剤の各成分（ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｃｏ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３）の組み合わせと、それらの濃度を調整したものであるが、本発明者は、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、及びＣｏ_２Ｏ_３の混合比（つまり、組み合わせ比率）で、分光透過特性の平坦性がほぼ決定し、後述するように、ＭｎＯ_２の含有量を１としたとき、ＮｉＯの含有量を０．２０〜６．００とし、Ｃｏ_２Ｏ_３の含有量を０．０２〜０．７０とすると、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲において分光透過特性が平坦となることを見出した。また、任意成分としてＣｕＯ及びＣｒ_２Ｏ_３を導入することができ、ＭｎＯ_２の含有量を１としたとき、ＣｕＯの含有量を０．００〜０．７０とし、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量を０．００〜１．４０とすると、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲において分光透過特性が平坦となることを見出した。また、このような構成によれば、従来のようにＦｅ_３Ｏ_４（またはＦｅ_２Ｏ_３、またはＦｅＯ）を含有しないため、化学平衡の移動が起こらず、透過率が不安定になることがない。また、ＭｎＯ_２及びＣｕＯを導入することにより、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度を低く抑えることができるため、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度の上昇による分光透過特性の平坦性の悪化も避けられる。

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（光学ガラスフィルタの作製方法）
原料として通常使用される硅石粉、硼酸、水酸化アルミニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、炭酸バリウム、亜鉛華、塩化カリウム、硅弗化カリウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、二酸化マンガン、酸化銅、酸化ホルミウム、酸化ニオブ、リサージ、酸化チタン、酸化タングステン、塩化ナトリウム、弗化ナトリウム、硫酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、硝酸セシウム、炭酸セシウム、三酸化アンチモン、等を用い、これらの原料が表１〜表８のガラス組成になるように、各原料を実施例毎に秤量後、得られた調合原料を白金製ルツボに入れて約１３５０℃で熔融し、攪拌して均質化、脱泡を行なった後、Ｔｇ温度付近に予熱した成形型に鋳込み徐冷して、計４５種類の光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５を作製した。なお、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５は、厚さ２ｍｍにおいて、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．１％（設計値）となるように、着色剤の各成分の組み合わせと、それらの濃度を調整したものである。

表１〜表８に示すように、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜１５、２２〜４５は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３をそれぞれ所定量含有する同一のベースガラス組成物から構成されている。また、光学ガラスフィルタＮｏ．１６〜２１は、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜１５、２２〜４５とは異なる含有量のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３を含有し、さらにＢ_２Ｏ_３を所定量含有する同一のベースガラス組成物から構成されている。

また、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜１５、２２、２５、２６、３４〜４５は、着色剤としてＣｏ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｕＯを含有し、光学ガラスフィルタＮｏ．１６〜２１は、着色剤としてＣｏ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、ＣｕＯを含有し、光学ガラスフィルタＮｏ．２３、２４、２７〜３３は、着色剤としてＣｏ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３を含有している。

（光学ガラスフィルタの吸収特性）
得られた光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の吸収特性は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１７−８２に準じ、反射損失を含まない分光透過率として、厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを評価した。図２〜図９は、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τを示すグラフであり、縦軸は内部透過率τ（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示している。

（考察）
表９は、図２〜図４に示す光学ガラスフィルタＮｏ．１〜１５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τの、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における最大値、最小値及び平均値と、各着色剤の混合比を示す表であり、表１０は、図５〜図９に示す光学ガラスフィルタＮｏ．１６〜４５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τの、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における最大値、最小値及び平均値と、各着色剤の混合比を示す表である。なお、表９及び表１０において、各着色剤の混合比は、最も含有量の多いＭｎＯ_２を１（つまり、基準）としている。

表９に示すように、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜１５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τの波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における偏差（ばらつき）は、０．０７１〜０．１２９％の範囲にあり、平均値（つまり、設計値（０．１％））に対して、±０．０３％の範囲内にあることが分かる。そして、このような分光透過特性が極めて平坦な光学ガラスフィルタは、ＭｎＯ_２の含有量を１としたとき、ＮｉＯの含有量を０．４５〜０．９０とし、Ｃｏ_２Ｏ_３の含有量を０．０５〜０．１０とし、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量を０．１４〜０．１８とし、ＣｕＯの含有量を０．１１〜０．５５とすることにより得られることが分かった。

また、表１０に示すように、光学ガラスフィルタＮｏ．１６〜４５の厚さ２ｍｍにおける内部透過率τの波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における偏差（ばらつき）は、０．０５０〜０．１４９の範囲にあり、平均値（つまり、設計値（０．１％））に対して、±０．０５％の範囲内にあることが分かる。そして、このような分光透過特性が極めて平坦な光学ガラスフィルタは、ＭｎＯ_２の含有量を１としたとき、ＮｉＯの含有量を０．２０〜６．００とし、Ｃｏ_２Ｏ_３の含有量を０．０２〜０．７０とし、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量を０．００〜１．４０とし、ＣｕＯの含有量を０．００〜０．７０とすることにより得られることが分かった。

このように、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５は、シリケート系ガラス組成物をベースとし、該シリケート系ガラス組成物に、少なくともＮｉＯ、ＭｎＯ_２、及びＣｏ_２Ｏ_３を着色剤として含有するものであり、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲で平坦な分光透過特性を有している。そして、このような構成によれば、従来のようにＦｅ_３Ｏ_４（またはＦｅ_２Ｏ_３、またはＦｅＯ）を含有しないため、化学平衡の移動が起こらず、透過率が不安定になることもない。また、ＭｎＯ_２及びＣｕＯを導入することにより、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度を低く抑えることができるため、Ｃｏ_２Ｏ_３（またはＣｏＯ）の濃度の上昇による分光透過特性の平坦性の悪化も避けられる。

なお、本実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５は、厚さ２ｍｍにおいて、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．１％（設計値）となるように、着色剤の各成分の組み合わせと、それらの濃度を調整したものであるが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、本実施例のデータに基づいて、様々な内部透過率τの光学ガラスフィルタを形成することができる。

上述したように、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５は、いわゆるランバート・ベールの法則に従うため、一般に、以下の式（１）が成立する。

Ａ＝ａ・Ｃ・Ｌ＝−ｌｏｇτ ・・・（１）

ここで、Ａは吸光度、ａは吸光係数、Ｃは着色剤の濃度、Ｌは光学ガラスフィルタの厚さ、τは内部透過率である。

従って、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の吸光度Ａ（つまり、−ｌｏｇτ）は、着色剤の濃度Ｃ（つまり、本実施形態においては、外割り質量％で示す各着色剤の含有量）と光学ガラスフィルタの厚さＬに比例するため、着色剤の濃度Ｃ及び光学ガラスフィルタの厚さＬを変更することにより、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の内部透過率τとは異なる様々な内部透過率τの光学ガラスフィルタを形成することができる。

以下、着色剤の濃度Ｃを変更して、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．１％とは異なる（例えば、８０％、又は０．０１％の）光学ガラスフィルタを形成する場合について説明する。

先ず、式（１）から内部透過率τが８０％、７０％、５０％、１０％、１％、０．１％及び０．０１％のときの吸光度Ａ（つまり、−ｌｏｇτ）をそれぞれ求めると、表１１のようになる。ここで、表１１の「吸光度Ａの比率」は、内部透過率τが０．１％の場合（つまり、本実施例の光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の内部透過率τの場合）の吸光度Ａを１（つまり、基準）としたときの、各内部透過率τの吸光度Ａの比率である。

表１１に示すように、各内部透過率τの吸光度Ａは、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の内部透過率τを基準にして「吸光度Ａの比率」として一義的に表すことができる。そして、式（１）より、吸光度Ａは、着色剤の濃度Ｃに比例することから、所望する内部透過率τの光学ガラスフィルタを得るためには、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の着色剤の濃度Ｃ（つまり、各着色剤の含有量）に、所望する内部透過率τに対応する「吸光度Ａの比率」を乗算すればよいことが分かる。

例えば、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が８０％の光学ガラスフィルタを得ようとすれば、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の各着色剤の含有量について、「０．０３２３３３」倍したものを用いればよい。また、例えば、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．０１％の光学ガラスフィルタを得ようとすれば、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の各着色剤の含有量について、「１．３３３３３３」倍したものを用いればよい。

表１２は、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の各着色剤の含有量と、内部透過率τの平均が８０％の光学ガラスフィルタの各着色剤の含有量と、０．０１％の光学ガラスフィルタの各着色剤の含有量とを示す表である。

表１〜８に示すように、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．１％の光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５は、着色剤としてＣｏ_２Ｏ_３：０．０３６２２〜０．１３９８３％、ＮｉＯ：０．２３０〜０．５８４％、ＭｎＯ_２：０．０８８〜１．５３９％、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．０００〜０．１４１％、ＣｕＯ：０．０００〜０．６０４％含有している。従って、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が８０％の光学ガラスフィルタを得ようとすれば、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の各着色剤の含有量について、「０．０３２３３３」倍し、表１２に示す含有量を含む構成とすればよい。また、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．０１％の光学ガラスフィルタを得ようとすれば、光学ガラスフィルタＮｏ．１〜４５の各着色剤の含有量について、「１．３３３３３３」倍し、表１２に示す含有量を含む構成とすればよい。

このように、本発明によれば、本実施例のデータに基づいて、様々な内部透過率τの光学ガラスフィルタを形成することができ、例えば、厚さ２ｍｍ、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における内部透過率τの平均が０．０１％〜８０％の光学ガラスフィルタを形成しようとすると、着色剤としてＣｏ_２Ｏ_３：約０．００１〜０．２００％、ＮｉＯ：約０．００７〜０．８００％、ＭｎＯ_２：約０．００３〜２．１００％、Ｃｒ_２Ｏ_３：約０．０００〜０．１９０％、ＣｕＯ：約０．０００〜０．８１０％、含有する構成とすればよい。

以上が本発明の実施の形態、及び実施例の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

Claims (2)

1. 少なくともＮｉＯ、ＭｎＯ _２ 、及びＣｏ _２ Ｏ _３ を必須成分として含む、シリケート系ガラス組成物をベースとする光学ガラスフィルタであって、
   前記シリケート系ガラス組成物は、質量％表示で、ＳｉＯ _２ ：２０〜６０％、Ｂ _２ Ｏ _３ ：０〜２０％、Ａｌ _２ Ｏ _３ ：０〜１０％、Ｋ _２ Ｏ：０．１〜１５％、Ｃｓ _２ Ｏ：０〜５％、ＣａＯ：０〜５％、ＢａＯ：２０〜６０％、ＺｎＯ：０〜１５％、Ｓｂ _２ Ｏ _３ ：０〜１％、を含有し、
   ＭｎＯ _２ の質量比を１としたとき、ＮｉＯの質量比が０．２０〜６．００であり、Ｃｏ _２ Ｏ _３ の質量比が０．０２〜０．７０であり、
   前記光学ガラスフィルタの厚みを２ｍｍとしたときに、前記シリケート系ガラス組成物の全質量に対する外割り質量％で、ＭｎＯ _２ の含有量は０．００３〜２．１００％であり、ＮｉＯの含有量は０．００７〜０．８００％であり、Ｃｏ _２ Ｏ _３ の含有量は０．００１〜０．２００％であり、
   波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における前記分光透過特性の最大偏差は、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲における透過率の平均が０．１％のときに、０．０５〜０．１５％である
   ことを特徴とする光学ガラスフィルタ。
2. ＣｕＯ及びＣｒ_２Ｏ_３を任意成分として含み、
   ＭｎＯ _２ の質量比を１としたとき、ＣｕＯの質量比が０．００〜０．７０であり、Ｃｒ _２ Ｏ _３ の質量比が０．００〜１．４０であり、
   前記光学ガラスフィルタの厚みを２ｍｍとしたときに、前記シリケート系ガラス組成物の全質量に対する外割り質量％で、ＣｕＯの含有量は０．０００〜０．８１０％であり、Ｃｒ _２ Ｏ _３ の含有量は０．０００〜０．１９０％であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラスフィルタ。

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