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お客様からお寄せいただいた「よくある質問」と回答を掲載しています

よくある質問

Q1.ガラスについて教えてほしいのですが、光学に使われるガラスはどのようなものがありますか?
大きくわけて、板ガラスと光学硝材に分かれます。
板ガラスで一般的に多く使用されているガラスとして白板(総称ホワイトクラウン(B270)、D263、ソーダライム(青板フロートガラス)があります。
用途に応じて石英、ホウケイ酸ガラス(テンパックス、パイレックス)、無アルカリガラス、低α線ガラスもよく使われます。
光学硝材は、光学部品用に作られるガラスで屈折率等の仕様に応じて選定いたします。
製造元としてはHOYA、OHARA、SHOTTが代表的なメーカーです。
これからは、レーザー光源や赤外光源に対して、結晶硝子(詳細はこちらから)も使われてきます。
また、もともと光学特性を持った、カラーフィルターも多く使われています。
Q2.NDフィルターについて教えてください。
取り込んだ画像の光量調整に使用されるフィルターです。
携帯用カメラ・デジタルカメラ・防犯カメラなどに使用されておりCr・インコネル等金属膜をガラスに蒸着するタイプが一般的ですが金属膜の場合、表面反射がある為用途によって誘電体多層膜NDや練り込みタイプのNDフィルターも用いられます。
ガラス以外にもフィルムタイプもあります。
Q3.蒸着にはどのような種類がありますか?
大きく分けて2種類あります。
(1)金属膜
AL(アルミ)/Au(金)/Ag(銀)/Cr(クロム)/Ni(ニッケル)/Cu(銅)/Pt(白金)
(吸収膜)AL増反射ミラー(AL+SiO2)通信用ミラー(Au)/遮光(Cr+Cr2O3/酸化クロム
(2)誘電体膜
ARコート/マルチコート(反射防止・無反射コート)
(酸化膜)MgF2・Al2O3・SiO2・OS-50・OH-5(蒸着材仕様)
(多層膜)IRカットフィルター/UVIRカット/赤外カットフィルター
BGR(ブルー・グリーン・レッド)/YMC(イエロー・マゼンダ・シアン)
トリミングコート(フィルター)
BPF/バンドパスフィルター
LPF/ロングパスフィルター
SPF/ショートパスフィルター
CM(コールドミラー・全反射ミラー)
があります。
また光学特性用途以外に
  • 撥水コート(防汚コート)
  • 親水膜(チタン・シリカ使用)
  • 導電膜(ITO/帯電防止コート)
等の表面処理に使用することもあります。
Q4.光学設計をお願いしたいのですが、どのようなデータが必要ですか?
光学設計には、必要となる仕様項目は20点以上に渡ります。
用途と目的、使用環境条件、明るさ(F値)、開口数(N.A.)、焦点距離(f)、被写体の像の大きさ、物像間距離、物体距離、作動距離、後側焦点距離、フランジバック、倍率、解像力・MTF画角、周辺光量、許容歪、使用波長領域、光源、受光素子、レンズ寸法(外形形状制限)、レンズ構成、レンズマウント形状、重量制限、許容錯乱円の大きさ、同軸落差等・・
ただ、専門的知識を必要とする項目が多いため、「こんな事がしたい」という内容を連絡頂ければ、お打ち合わせを進めてゆく中でご提案させて頂きます。
Q5.ガラスと接着したいのですが、接着剤をどのように選定されるのですか?
接着剤の選定は、種類が多く更に使用方法や条件が複雑で組み合せが多岐にわたるため、慎重に行われます。
使用用途(仮止めor充填接着)により低粘度や高粘度の接着剤を使い分けたり接着する対象物や使用環境、使用波長(光源)、精度(平行度)、接着スピード及び接着方法(UV硬化、熱硬化、シリコン、オプティカルコンタクト、エアーギャップ、エアーコンタクト)等の条件を考慮して接着剤を選定しています。たとえばレンズ接着にはガラスと同じ屈折率と透明性が必要など、目的、用途に合う接着剤を選択しています。
現在、当社ではガラスとプラスチックとの異材料の接着も行っております。
Q6.蒸着にはどのような物質が使われているのですか?
蒸着物質には誘電体と金属膜の大きく2種類にわけられます。
誘電体膜には酸化チタン(TiO3)、酸化シリコン(SiO2)、ニオブ(Nb2O5)、タンタル(Ta2O5)フッ化マグネシウム(MgF2)などが有り高い屈折率の物質と低い屈折率の物質を交互に組み合わせて蒸着をしています。金属膜には金(Au)、ニッケル(Ni)、クローム(Cr)、アルミナ(Al2O3)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミ(Al)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化クロム(Cr2O3)、プラチナ(Pt)、インコネル(In)があります。その他、電気を通す特性を持ったITO、物体の表面保護のためのフッ素樹脂(撥水、防汚コート)もあります。
Q7.IRカットを今後使用したいのですが、どのようなものがありますか?
CCD、CMOSセンサーに使用されるIRカットフィルターには吸収タイプ、反射タイプがあります。
吸収タイプは、吸収ガラス、色ガラス、吸収フィルターなど硝材自体でCCD、CMOSセンサーに有害な赤外線をカットします。角度依存がないなどの特徴があります。ローパスフィルターとセットで使われるものもあります。
反射タイプはガラスやフィルムに40層程度の膜を蒸着しています。蒸着方法にはデジタルスパッタ、スパッタリング、IADなどのノンシフト膜や一般的なEB蒸着などがあります。
当社では一眼レフカメラ、デジカメ用、カメラ付き携帯電話用、車載用、昼用、夜用タイプ防犯用(セキュリティー用)やスキャナー系などいろいろな用途に対応するIRカットフィルターを提供しています。
最近では薄型のガラス厚み0.145tを使用したもの、α線カットガラスを使用したものやフィルムを使用したものが多くなってきました。
また加工形状も長方形や正方形だけではなく丸い形状(丸目)や異形加工なども手がけています。
Q8.ガラスの切断にはどのようなものがありますか?
板ガラスを直線上にカットするにはダイシング切断、スクライバー切断、スライシング切断などがあります。
ダイシングやスライサーにはマルチブレードに対応している機械もあります。
ガラスブロック材を切り出すにはワイヤーソー(カット)などを使います。
また、外周刃、内周刃を使用した切断や、最近ではレーザー切断、精密ブラストカット、ウォータージェットなどの加工方法も採用されています。ガラスレンズの芯取り(丸目)や角芯取り、異形加工には当社ではデジタルカムを使ったNC芯取り機で対応しています。
Q9.屈折率とはなんですか?
直進する光が異なる媒質の境界で進行方向の角度を変える割合のことを言い、空気中(真空中)から光を通す液体や固体に光が入ったときに、光が屈折される比率(真空中を1.00として)を屈折率(Nd)といいます。
ガラスの硝材は高屈折率、低屈折率なものなど様々な屈折率をもっています。
(例:BK7(1.5168)、合成石英(1.4585))
また、測定する波長によっても屈折率が変わります。
Q10.プラスチックの成形材料は何がありますか?
光学部品で一般的に使われる材料にはアクリル(PMMA)、ポリカーボネイト(PC)(パンライト、 ユーピロン)、ポリスチレン(PS、ダイヤレックス)、ゼオネックス(480R、330R、340R、E48R)、アートン、アぺル、トーパス、ウルテムなどがあります。またプラスチック樹脂自体が赤外線を通すスモーク材や、透明シリコンのシリコンラバーがあります。
用途に応じた成形材料として、ABS、PET、ポリスチレンPS、塩化ビニール(PVC)、ポリプロピレン、APET、CPET、、ジュラコン、ジュラメックス、液晶ポリマー、PPO、エラストマがあります。
Q11.結晶材料にはどんなものがありますか?
よく使われる結晶材料で紫外から赤外まで安定した性質をもつフッ化カルシウム(通称:ホタル石)(CaF2)があります。
また、赤外用窓材用にシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ジンクセレン(ZnSe)が使われます。近赤外から赤外領域まで透過するアルミナ(通称:サファイア)Al2O3も機械的強度、光学特性、電気的特性、熱伝導性にすぐれています。その他には用途に応じて、フッ化バリウム(BaF2)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、バリウムボーレート(BBO)(βBaB2O4)、フッ化リチウム(LiF)、塩化ナトリウム(NaCl)、臭化カリウム(KBr)、塩化カリウム(KCl)、ヨウ化セシウム(Cal)などがあります。
Q12.ある特定の波長は透過して、他の波長を阻止するフィルターを作りたいのですが、バンドパスフィルター
について教えてください。
バンドパスフィルター(別名:干渉フィルター)は多色光から特定波長域の光のみを選択的に透過させ、不必要(不使用)な波長域の光を、全てブロック(反射・吸収)させる場合に使用するフィルターです。
透過波長帯域は、半値幅で規定され、広帯域バンドパスフィルター、狭帯域バンドパスフィルターショートパスフィルター、ロングパスフィルター等、様々な特性のフィルターが作製出来ます。一般的にBPFは入射角度を大きくすると偏波特性に分離を生じて、透過光量が減少する傾向があります。また、当社のバンドパスフィルターには、大きく分けて2種類のフィルター作成方法があり、用途や条件に合わせご提案させていただきます。
(1) 誘電体のみで作成する方法
特徴としては高い透過率を確保でき、設計の自由が利く事がポイントです。 (中心波長、透過帯幅等、ご要望により設計、製造致します)ただ、阻止域が広くなる場合、加工が難しくなります。
(2) 誘電体+色ガラスにて作成する方法
特徴としては阻止域を、色ガラスの光吸収で補う方法のため、膜層数が減り安価にできます。ただ、色ガラスの種類に限りがあるため、余り自由度がありません。
    
使用用途としては、LD/LEDを使ったセンサーや、ノイズ対策、信号光の分離と合成、赤外センサー、
照度センサー光近接スイッチ、生体認証センサー、光通信用分波器、装飾・照明機器、測定機器、半導体関連検査機器、等に使われております。

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