JPH01207701A - Neutral density filter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の分野］
本発明は、中性濃度フィルターに関するものである。さ
らに詳しくは、反射防止膜を有する中性法度フィルター
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to neutral density filters. More specifically, the present invention relates to a neutral filter having an antireflection film.
［発明の技術的背景および従来技術］
中性濃度フィルター（ＮＤフィルターあるいは非選択性
灰色フィルターともいう）は、入射光を物質の吸収１反
射または散乱などによって減光するために用いられる光
学フィルターであり、従来より多くのものが知られてい
る。[Technical Background of the Invention and Prior Art] A neutral density filter (also referred to as an ND filter or a non-selective gray filter) is an optical filter used to attenuate incident light through absorption, reflection, or scattering of substances. There are many more known than before.
入射光の光束が十分大きくて光量の落ち方が場所により
不均一でも構わない場合には、網状のものが用いられる
し、ガラス板を適当な枚数重ねたもの、二枚の偏光子を
相対角度を変化させて所望の透過率になるように重ねた
ものなどがある。さらに、ゼラチンやプラスチック素材
に色素、黒鉛、銀の微粒子を分散含有させたものや、微
粒子写真乾板に適当な露出を与えて現像したものも知ら
れている。If the luminous flux of the incident light is sufficiently large and it is okay for the amount of light to fall unevenly depending on the location, a mesh type is used, a suitable number of glass plates are stacked on top of each other, or two polarizers are placed at relative angles. There are some that are stacked to achieve a desired transmittance by changing the transmittance. Further, there are also known materials in which fine particles of pigment, graphite, or silver are dispersed in gelatin or plastic materials, and materials developed by applying appropriate exposure to a fine-particle photographic plate.
現在酸も広く利用されでいる金属膜を用いた中性濃度フ
ィルターの断面図を第６図に示す。このようなフィルタ
ーは、銀、ロジウム、白金、アンチモン、パラジウム、
タングステン、ニッケル。FIG. 6 shows a cross-sectional view of a neutral concentration filter using a metal membrane, which is currently widely used for acids. Such filters are made of silver, rhodium, platinum, antimony, palladium,
Tungsten, nickel.
クロム、およびこれらの合金などの金属膜を支持体とな
る透明基板上に真空蒸着法あるいはスパッタリングなど
で付設することによって製造される。第６図において、
金属膜６４は支持体である透明基板６７上に設けられて
いて空気６１の方向から、あるいはその逆方向から基板
６７を通して、入射してくる光を減光する働きをしてい
る。It is manufactured by attaching a metal film such as chromium or an alloy thereof onto a transparent substrate serving as a support by vacuum evaporation or sputtering. In Figure 6,
The metal film 64 is provided on a transparent substrate 67 serving as a support, and serves to attenuate light incident from the direction of the air 61 or from the opposite direction through the substrate 67.
第６図に示したように、金属膜を用いた中性濃度フィル
ターは、一般に支持体である透明基板と該透明基板の表
面上に形成された主として透過率を決定する金属膜から
なる。上記のように光を吸収と反射によって減光する働
きをするのは金属膜であるから、金属膜のみからなる中
性濃度フィルターも考えられるが一般的ではない。As shown in FIG. 6, a neutral density filter using a metal film generally consists of a transparent substrate as a support and a metal film formed on the surface of the transparent substrate, which mainly determines the transmittance. As mentioned above, since the metal film functions to attenuate light by absorbing and reflecting it, a neutral density filter consisting only of a metal film is also conceivable, but this is not common.
上記の金属膜を用いた中性濃度フィルターは、分光透過
率が紫外域から赤外域の広い波長領域に渡って平坦であ
るという特性（中庸性という）を有しており、減光用フ
ィルターとして光学分野において広く使われている。特
に、上記の金属の内、クロム、ニッケルおよびその両者
の合金であるクロメルの金属膜を用いた中性濃度フィル
ターは、中庸性が優れているので最もよく使用されてい
る。The above-mentioned neutral density filter using a metal film has the characteristic that the spectral transmittance is flat over a wide wavelength range from the ultraviolet region to the infrared region (called neutrality), and it can be used as a neutral density filter. Widely used in the optical field. In particular, among the above-mentioned metals, neutral concentration filters using metal films of chromium, nickel, and chromel, which is an alloy of both, are most commonly used because of their excellent neutrality.
近年、レーザーの発達に伴ない、レーザー光の減光用フ
ィルターとして中性濃度フィルターを使用する機会が多
くなっている。レーザー光を入射光として中性濃度フィ
ルターを使用する場合、フィルターからの反射光はレー
ザー光源に逆入射してレーザーの異常発振をひき起す原
因となるので１反射のない中性濃度フィルターが必要と
なる。In recent years, with the development of lasers, there are many opportunities to use neutral density filters as filters for attenuating laser light. When using a neutral density filter with laser light as the incident light, a neutral density filter with no reflection is required because the reflected light from the filter will enter the laser light source back and cause abnormal oscillation of the laser. Become.
金属膜を用いた中性濃度フィルターは、上記のように優
れた中庸性を有しているが、金属膜を用いているため、
比較的高い反射率を有している。Neutral density filters using metal membranes have excellent neutrality as described above, but because they use metal membranes,
It has a relatively high reflectance.
そのため、このようなフィルターでは、レーザー光を入
射光として使用する場合でも上記のような悪影響がでな
いようするために、フィルター表面に反射防止膜を設け
ることが行なわれている。Therefore, in such filters, an antireflection film is provided on the filter surface in order to prevent the above-mentioned adverse effects even when laser light is used as incident light.
反射防止膜は、めがねレンズなどの透明基板に付設する
場合には二層の透明誘電体膜よりなるものが知られてい
るが、金属膜を用いた中性濃度フィルターのような金属
基板に付設する場合には、吸収性誘電体である酸化クロ
ム（Ｃｒ２０３）の膜よりなるもののみが知られている
。たとえば、ｒ光学技術Ｊ （１９８２） ｖｏｌ、
１３ ｐ、２１には酸化クロム（ＣｒｚＯ３）の反射防
止膜を有するクロム金ＦＡ膜中性濃度フィルターの反射
特性が記載されている。Anti-reflection coatings are known to consist of two layers of transparent dielectric film when attached to transparent substrates such as eyeglass lenses, but anti-reflection coatings are known to be made of two layers of transparent dielectric films when attached to transparent substrates such as eyeglass lenses, but anti-reflection coatings are also known when attached to metal substrates such as neutral density filters using metal films. In this case, only one made of a film of chromium oxide (Cr203), which is an absorbing dielectric, is known. For example, r Optical Technology J (1982) vol.
13 p., 21 describes the reflection characteristics of a chromium gold FA film neutral density filter having an antireflection film of chromium oxide (CrzO3).
第８図に、上記の酸化クロム（Ｃｒ２Ｃ）＋）の反射防
止膜を有するクロム金属膜中性濃度フィルターの断面図
を示す、第８図において、８１は空気、８８は酸化クロ
ム（Ｃｒ２Ｃ）＋）の反射防止膜、８４は主として透過
率を決定するクロム金属膜、８７は支持体であるガラス
基板である。空気８１の方向から入射してくる光は、酸
化クロム（Ｃｒ２０３）反射防止膜８８を通り、クロム
金属膜８４に入射し減光される。クロム金属膜８４で反
射した光は、反射防止膜８８内の干渉現象によって減衰
させられる。FIG. 8 shows a cross-sectional view of the chromium metal film neutral density filter having the above-mentioned chromium oxide (Cr2C)+) antireflection film. In FIG. 8, 81 is air, 88 is chromium oxide (Cr2C)+ ), 84 is a chromium metal film that mainly determines transmittance, and 87 is a glass substrate as a support. Light incident from the direction of the air 81 passes through a chromium oxide (Cr203) antireflection film 88, enters the chromium metal film 84, and is attenuated. The light reflected by the chromium metal film 84 is attenuated by an interference phenomenon within the antireflection film 88 .
ところが、上記の酸化クロム（Ｃｒ２０：＋）の反射防
止膜を設けた中性濃度フィルターでは、まだ反射率が数
パーセント残っており、前記の問題点を解決するのに充
分な反射防止がされているとはいえない。さらにまた、
酸化クロム（Ｃｒ２０３）膜の屈折率は、蒸着条件によ
り大きく変化するために、再現性のよい安定した特性を
得ることが困難である。従って、蒸着条件によっては、
上記の値より反射率が更に増大することもある。However, the above-mentioned neutral density filter equipped with an anti-reflection film of chromium oxide (Cr20:+) still has a reflectance of several percent, and is not sufficiently anti-reflective to solve the above-mentioned problems. I can't say that there is. Furthermore,
Since the refractive index of a chromium oxide (Cr203) film varies greatly depending on the deposition conditions, it is difficult to obtain stable characteristics with good reproducibility. Therefore, depending on the deposition conditions,
The reflectance may even increase further than the above values.
［発明の要旨］
本発明は、予め設定した波長において反射がほとんどな
く、しかも安定した特性を持つ中性濃度フィルターを提
供することを目的とするものである。[Summary of the Invention] An object of the present invention is to provide a neutral density filter that has almost no reflection at a predetermined wavelength and has stable characteristics.
上記の目的は、支持体と支持体上に形成された金属膜と
からなる中性濃度フィルターであって、該金属膜面に接
して透明誘電体膜が設けられ、さらに該透明誘電体膜面
に接して、上記金属膜とは反対側に金属薄膜が設けられ
ていること特徴とする本発明の中性濃度フィルターによ
って達成することができる。The above object is a neutral density filter consisting of a support and a metal film formed on the support, a transparent dielectric film is provided in contact with the metal film surface, and the transparent dielectric film surface is further provided with a transparent dielectric film. This can be achieved by the neutral concentration filter of the present invention, which is characterized in that a metal thin film is provided on the opposite side of the metal film in contact with the metal film.
本発明における好ましい態様を以下に示す。Preferred embodiments of the present invention are shown below.
（１）上記金属膜の両方の面が透明誘電体膜に接してい
て、一方の側から、金属薄膜、透明誘電体膜、主として
透過率を決定する金属膜、透明誘電体膜、金属薄膜、支
持体である透明基板の順で重層して構成されていること
を特徴とする中性濃度フィルター。(1) Both surfaces of the metal film are in contact with a transparent dielectric film, and from one side, a metal thin film, a transparent dielectric film, a metal film that mainly determines transmittance, a transparent dielectric film, a metal thin film, A neutral density filter characterized by being constructed by layering a transparent substrate as a support in this order.
（２）上記透明誘電体膜がフッ化マグネシウム（ＭｇＦ
２）または二酸化シリコン（Ｓ ｉ ０２ ）のいずれ
か一方であることを特徴とする中性濃度フィルター。(2) The transparent dielectric film is made of magnesium fluoride (MgF).
2) or silicon dioxide (S i 02 ).
（３）上記金属膜および金属薄膜が同一の金属からなっ
ており、さらに該金属がクロム（Ｃｒ）またはニッケル
（Ｎｉ）またはこれらの合金、のいずれか一つであるこ
とを特徴とする中性濃度フィルター。(3) Neutral, characterized in that the metal film and the metal thin film are made of the same metal, and the metal is any one of chromium (Cr), nickel (Ni), or an alloy thereof. Density filter.
（４）上記金属薄膜の幾何学的膜厚ｄがｉｎｎ≦ｄ≦１
０ｎｍであることを特徴とする中性濃度フィルター。(4) The geometric thickness d of the metal thin film is inn≦d≦1
A neutral density filter characterized by having a wavelength of 0 nm.
なお、上記（４）で幾何学的膜厚とは実際の膜厚をいい
、これに対して幾何学的膜厚に膜を構成する物質の屈折
率を乗じたものを光学的膜厚という。Note that in (4) above, the geometric film thickness refers to the actual film thickness, whereas the geometric film thickness multiplied by the refractive index of the substance constituting the film is called the optical film thickness.
本発明の中性濃度フィルターは、公知の金属膜を用いた
中性濃度フィルターに透明誘電体膜と金属薄膜の二層か
らなる反射防止膜を、主として透過率を決定する上記金
属膜に上記透明誘電体膜が接するように付設したもので
ある。The neutral density filter of the present invention includes a known neutral density filter using a metal film, an anti-reflection film consisting of two layers of a transparent dielectric film and a metal thin film, and the metal film that mainly determines the transmittance, and the transparent It is attached so that the dielectric film is in contact with it.
［発明の構成］
添付図面を参照しながら、本発明の構成について説明す
る。[Configuration of the Invention] The configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図に、本発明の中性濃度フィルターの一例の断面図
を示す。第１図において、１１は空気、１２は反射防止
膜を構成するクロム金属薄膜、１３はクロム金属薄膜１
２とともに反射防止膜を構成する透明誘電体であるフッ
化マグネシウム（ＭｇＦ２）膜、１４は主として透過率
を決定するクロム金属膜、１７は支持体であるガラス基
板である。ガラス基板１７とクロム金属膜１４は公知の
金属膜を用いた中性濃度フィルターと同じ構成をしてお
り、クロム金属薄膜１２とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ
２）膜１３は反射防止膜を構成している。このフィルタ
ーは空気１１の方向から光が入射するように使用される
ものである。空気１１の方向から入射してきた光は、ク
ロム金属薄膜１２とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）膜
１３の反射防止膜を通り、クロム金属膜１４で吸収、反
射によって減光され、ガラス基板１７を通って透過して
行く。クロム金属＠１４で反射された光は、クロム金属
薄膜１２とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）膜１３の二
層反射防止膜内の干渉現象によって、消失させられる。FIG. 1 shows a sectional view of an example of the neutral density filter of the present invention. In FIG. 1, 11 is air, 12 is a chromium metal thin film constituting an antireflection film, and 13 is a chromium metal thin film 1.
2 is a magnesium fluoride (MgF2) film which is a transparent dielectric and constitutes an antireflection film; 14 is a chromium metal film which mainly determines transmittance; and 17 is a glass substrate which is a support. The glass substrate 17 and the chromium metal film 14 have the same structure as a known neutral concentration filter using a metal film, and the chromium metal thin film 12 and magnesium fluoride (MgF
2) The film 13 constitutes an antireflection film. This filter is used so that light enters from the direction of the air 11. Light incident from the direction of the air 11 passes through an antireflection film made of a chromium metal thin film 12 and a magnesium fluoride (MgF2) film 13, is absorbed by a chrome metal film 14, is attenuated by reflection, and passes through a glass substrate 17. It will pass through. The light reflected by the chromium metal @14 is eliminated by an interference phenomenon within the two-layer antireflection film of the chromium metal thin film 12 and the magnesium fluoride (MgF2) film 13.
第３図には、第１図とは別の例の本発明の中性濃度フィ
ルターの断面図を示す。第３図において、３１は空気、
３４は主として透過率を決定する金属膜、３５は反射防
止膜を構成する透明誘電体膜、３６は透明誘電体膜３５
とともに反射防止膜を構成する金属薄膜、３７は支持体
である透明基板である。第１図の例とは異なり、二層反
射防止膜は主として透過率を決定する金属膜３４の透明
基板３７偶の面に付設されている。このフィルターは、
入射光が透明基板３７を通って該フィルターに入射する
ように使用される。透明基板３７を通って入射してきた
光は、金属薄膜３２と透明誘電体１１９３３の反射防止
膜のため反射することなく、金属膜３４によって減光さ
れ空気３１側へ透過して行く。FIG. 3 shows a cross-sectional view of the neutral density filter of the present invention, which is a different example from that shown in FIG. In Figure 3, 31 is air;
34 is a metal film that mainly determines transmittance, 35 is a transparent dielectric film that constitutes an antireflection film, and 36 is a transparent dielectric film 35
37 is a transparent substrate serving as a support. Unlike the example shown in FIG. 1, the two-layer antireflection film is attached to the surface of the transparent substrate 37 of the metal film 34 that mainly determines the transmittance. This filter is
The incident light is used to enter the filter through the transparent substrate 37. The light incident through the transparent substrate 37 is not reflected because of the antireflection film of the metal thin film 32 and the transparent dielectric 11933, but is attenuated by the metal film 34 and transmitted to the air 31 side.
上記の例のように二層反射防止膜は、主として透過率を
決定する上記金属膜の片面だけに設けられているだけで
なく両面共に設けられてもよい。As in the above example, the two-layer antireflection film is not only provided on one side of the metal film that mainly determines the transmittance, but may also be provided on both sides.
第４図には、二層反射防止膜が、主として透過率を決定
する上記金属膜の両面共に設けられている本発明の中性
濃度フィルターの断面図を示す。FIG. 4 shows a cross-sectional view of a neutral density filter of the present invention in which a two-layer antireflection coating is provided on both sides of the metal film that mainly determines the transmittance.
第４図において、４１は空気、４２は空気側の反射防止
膜を構成するクロム金属薄膜、４３はクロム金属薄膜４
２とともに空気側の反射防止膜を構成する透明誘電体で
あるフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）膜、４４は主とし
て透過率を決定するクロム金属膜、４５は基板側の反射
防止膜を構成する透明誘電体であるフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ２）膜、４６は透明誘電体膜４５とともに基板
側の反射防止膜を構成するクロム金属薄膜である。４７
は支持体であるガラス基板である。In FIG. 4, 41 is air, 42 is a chromium metal thin film constituting the anti-reflection film on the air side, and 43 is a chromium metal thin film 4.
Together with 2, a magnesium fluoride (MgF2) film is a transparent dielectric that constitutes an anti-reflection film on the air side; 44 is a chromium metal film that mainly determines transmittance; and 45 is a transparent dielectric that constitutes an anti-reflection film on the substrate side. The magnesium fluoride (MgF2) film 46 is a chromium metal thin film that constitutes an antireflection film on the substrate side together with the transparent dielectric film 45. 47
is a glass substrate which is a support.
第１図および第３図の例とは異なり、二層反射防止膜は
主として透過率を決定する金属膜４４の両側の面に付設
されている。この場合、フィルターのどちらの面から、
光が入射するように使用してもよい。Unlike the examples of FIGS. 1 and 3, the two-layer antireflection coating is applied to both sides of the metal film 44, which primarily determines the transmittance. In this case, from which side of the filter,
It may also be used to allow light to enter.
フィルターを透過した光が試料、検知器などで反射し該
フィルターに再入射する場合でも、再入射光の該フィル
ター面での反射を防止できるので、第４図に示したよう
に反射防止膜は上記金属膜の両面に設けられていること
が好ましい、さらに、反射防止膜が上記金属膜の両面に
設けられていると、使用の際、フィルターの裏表に注意
をしなくともよいので取扱いの上からも好都合である。Even if the light that has passed through the filter is reflected by the sample, detector, etc. and re-enters the filter, it can prevent the re-incident light from being reflected on the filter surface, so an anti-reflection coating is used as shown in Figure 4. Preferably, the anti-reflection film is provided on both sides of the metal film.Furthermore, if the anti-reflection film is provided on both sides of the metal film, there is no need to pay attention to the front and back sides of the filter during use, so it will be easier to handle. It is also convenient.
本発明の中性濃度フィルターは、一般に透明基板と金属
膜からなる公知の金属膜を用いた中性濃度フィルターに
、透明誘電体膜と金属薄膜とからなる二層反射防止膜を
設けたものである。すなわち、一般に、本発明の中性濃
度フィルターは支持体である透明基板、主として透過率
を決定する金属膜、二層反射防止膜を構成する透明誘電
体膜および金属薄膜よりなる。The neutral density filter of the present invention is a neutral density filter using a known metal film, which is generally made of a transparent substrate and a metal film, and is provided with a two-layer antireflection film made of a transparent dielectric film and a metal thin film. be. That is, the neutral density filter of the present invention generally consists of a transparent substrate as a support, a metal film that mainly determines transmittance, a transparent dielectric film and a metal thin film that constitute a two-layer antireflection film.
次に、各膜について述べる。Next, each film will be described.
透明基板の材料は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなど
の各種ガラスおよびアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂な
どの各種プラスチックなど、従来の金属膜を用いた中性
濃度フィルターの支持基板に用いることのできるもので
あれば、いかなるものでもよい。The transparent substrate may be made of any material that can be used for the support substrate of a conventional neutral concentration filter using a metal film, such as various glasses such as quartz glass and borosilicate glass, and various plastics such as acrylic resin and polyethylene resin. It can be anything.
主として透過率を決定する金属膜の材料は、銀、ロジウ
ム、白金、アンチモン、パラジウム、タングステン、ニ
ッケル、クロム、およびこれらの合金など、従来の金属
膜を用いた中性濃度フィルターの金属膜に用いることの
できるものであればいかなるものでもよいが、中庸性が
よいので。The material of the metal film that mainly determines the transmittance is silver, rhodium, platinum, antimony, palladium, tungsten, nickel, chromium, and their alloys, which are used for the metal film of the neutral concentration filter using conventional metal films. It can be anything as long as it can be used, but moderation is best.
クロム、ニッケルおよびその両者の合金であるクロメル
が好ましい。Chromium, nickel and chromel, an alloy of both, are preferred.
反射防止膜を構成する透明誘電体膜の材料としては、低
屈折率物質であるフッ化マツグネシウム（ＭｇＦ２）ま
たは二酸化シリコン（Ｓ ｉ ０２ ）を挙げることが
できる。Examples of the material of the transparent dielectric film constituting the antireflection film include magnesium fluoride (MgF2) or silicon dioxide (S i 02 ), which are low refractive index substances.
透明誘電体膜とともに反射防止膜を構成する金属薄膜の
材料は、銀、ロジウム、白金、アンチモン、パラジウム
、タングステン、ニッケル、クロム、およびこれらの合
金など、上記の主として透過率を決定する金属膜の材料
として用いられるものであればいかなるものでもよい、
この金属薄膜と上記の主として透過率を決定する金属膜
の材料は必ずしも同じである必要はないが、製作工程が
簡単になるので、同じ材料であることが好ましい。The material of the metal thin film that constitutes the antireflection film together with the transparent dielectric film is silver, rhodium, platinum, antimony, palladium, tungsten, nickel, chromium, and alloys of these metals, which mainly determine the transmittance of the metal film. Any material can be used as long as it can be used as a material.
Although the materials of this metal thin film and the above metal film that mainly determines the transmittance do not necessarily have to be the same, it is preferable that they be the same material, since this simplifies the manufacturing process.
次に膜厚について述べる。Next, we will discuss the film thickness.
上記の主として透過率を決定する金属膜の膜厚は設計波
長で目標透過率となるように、また上記の反射防止膜を
構成する透明誘電体膜と金属薄膜の膜厚は設計波長で反
射率が最低となるように決定される。理論的には、一般
に知られている透明ス（板に対して反射が零となるよう
な透明誘電体の二層反射防止膜の解（各膜厚）を応用し
て、金属基板に対して反射が零となるような透明誘電体
と金属ｆＸＩ膜の二層反射防止膜の近似解（各膜厚）を
求める。実際の膜厚の算出はコンピューターによるシュ
ミレーションによって行なわれ、各膜厚は シュミレー
ションの結果による逐次近似によって決定される。一般
に、上記二層反射防止膜の透明誘電体膜の光学的膜厚は
、設計波長入に対して入／４程度であり、金属薄膜の幾
何学的膜厚ｄは、ｌｎｍ≦ｄ≦１０ｎｍである。The thickness of the metal film, which mainly determines the transmittance, is set so that the target transmittance is achieved at the design wavelength. is determined to be the lowest. Theoretically, by applying the generally known solution of a two-layer anti-reflection film of a transparent dielectric (each film thickness) that causes zero reflection against the plate, it is possible to Find an approximate solution (each film thickness) for a two-layer anti-reflection film of a transparent dielectric and a metal fXI film so that the reflection is zero.The actual film thickness is calculated by computer simulation; In general, the optical thickness of the transparent dielectric film of the two-layer anti-reflection film is about 1/4 of the design wavelength, and the geometric thickness of the metal thin film is The thickness d is lnm≦d≦10 nm.
本発明の中性濃度フィルターの製作は、常法により行な
う。すなわち、基板上に目的とする膜を順に、所定膜厚
となるまで成膜する。成膜は真空蒸着、スパッタリング
など一般に行なわれる方法によって行ない、膜厚の制御
は光学モニターまたは水晶振動子モニターまたはこれら
を併用することで容易に行なえる。The neutral density filter of the present invention is manufactured by a conventional method. That is, target films are sequentially formed on the substrate until they reach a predetermined thickness. The film is formed by a commonly used method such as vacuum evaporation or sputtering, and the film thickness can be easily controlled by using an optical monitor, a crystal resonator monitor, or a combination of these.
次に本発明の実施例および比較例を記載する。Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described.
ただし、これらの各個は本発明を限定するものではない
。なお、以下の実施例および比較例は、すべて上記の真
空蒸着法による常法によって作成した。However, each of these does not limit the present invention. The following Examples and Comparative Examples were all prepared by the conventional method using the vacuum evaporation method described above.
［実施例１］
第１図に断面図を示したような、主として透過率を決定
する金属膜の片面（空気側）に、透明誘重体膜と金属薄
膜からなる二層反射防止膜が設けられている本発明の中
性濃度フィルターを製作した。[Example 1] As shown in the cross-sectional view in Fig. 1, a two-layer antireflection film consisting of a transparent dielectric film and a thin metal film was provided on one side (air side) of a metal film that mainly determines transmittance. A neutral density filter of the present invention was manufactured.
第１表には、このフィルターの構成を示した。Table 1 shows the configuration of this filter.
クロム金属薄膜１２およびフッ化マグネシウム（ＭｇＦ
２）膜１３の各膜厚は、設計波長６００ｎｍで空気側の
反射が最低になるような、また、クロム金属膜１４の膜
厚は設計波長６００ｎｍで透過率が１％となる厚さであ
る。Chromium metal thin film 12 and magnesium fluoride (MgF
2) The thickness of each film 13 is such that the reflection on the air side is the minimum at the design wavelength of 600 nm, and the film thickness of the chromium metal film 14 is such that the transmittance is 1% at the design wavelength of 600 nm. .
この中性濃度フィルターの分光反射特性を第２図に示す
、第２図に示されているように、空気側の反射率は設計
波長６００ｎｍ付近で０．５％以下であった。また、透
過光は灰色であり、波長によらず一定である（すなわち
、本実施例のフィルターの中庸性がよい）ことを示して
いた。The spectral reflection characteristics of this neutral density filter are shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the reflectance on the air side was 0.5% or less near the design wavelength of 600 nm. In addition, the transmitted light was gray and was constant regardless of the wavelength (that is, the filter of this example had good moderation).
［実施例２〕
第４図に断面図を示したような、主として透過率を決定
する金属膜の両面に、透明誘電体膜と金属薄膜からなる
２層反射防止膜が設けられている本発明の中性濃度フィ
ルターを製作した。[Example 2] The present invention, as shown in the cross-sectional view in Fig. 4, is provided with a two-layer antireflection film consisting of a transparent dielectric film and a metal thin film on both sides of a metal film that mainly determines transmittance. A neutral density filter was manufactured.
第２表には、このフィルターの構成を示した。Table 2 shows the configuration of this filter.
クロム金属ＦＪ膜４２およびフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ２）膜４３の各膜厚は、設計波長６００ｎｍで空気側
の反射が最低になるような、また、クロム金属膜４４の
膜厚は、実施例１と同様に設計波長６００ｎｍで透過率
が１％となる厚さである。フッ化マグネシウム（ＭｇＦ
２）膜４５およびクロム金属薄膜４６の各膜厚は、設計
波長６００ｎｍで基板側の反射が最低になるような膜厚
である。クロム金属膜４４の両面に反射防止膜を設けた
ため、クロム金属膜４４の膜厚は実施例１とは異ってい
る。また基板側の反射防止膜は入射光がガラス基板を通
って入射してくるので、入射光が直接入射してくる空気
側の反射防止膜と異なった膜厚になっている。Chromium metal FJ film 42 and magnesium fluoride (Mg
F2) The film thickness of the film 43 is such that the reflection on the air side is the minimum at the design wavelength of 600 nm, and the film thickness of the chromium metal film 44 is such that the transmittance is 1 at the design wavelength of 600 nm, as in Example 1. % thickness. Magnesium fluoride (MgF
2) The thicknesses of the film 45 and the chromium metal thin film 46 are such that the reflection on the substrate side is minimized at the design wavelength of 600 nm. Since antireflection films were provided on both sides of the chromium metal film 44, the thickness of the chromium metal film 44 is different from that in Example 1. Furthermore, since the incident light enters the anti-reflection film on the substrate side through the glass substrate, it has a different thickness from the anti-reflection film on the air side where the incident light directly enters.
この中性濃度フィルターの分光反射特性を第５図に示す
、第５図に示されているように、空気側、基板側いずれ
の反射率も設計波長６００ｎｍ付近で０．５％以下であ
った。また、実施例１と同様に、透過光は灰色であり、
波長によらず一定である（すなわち、本実施例のフィル
ターの中庸性がよい）ことを示していた。The spectral reflection characteristics of this neutral density filter are shown in Figure 5. As shown in Figure 5, the reflectance on both the air side and the substrate side was 0.5% or less near the design wavelength of 600 nm. . Further, as in Example 1, the transmitted light is gray,
It was shown that it is constant regardless of the wavelength (that is, the filter of this example has good moderation).
［比較例１］
第６図に断面図を示したような１反射防止膜を有しない
クロム金属膜を用いた中性濃度フィルターを製作した。[Comparative Example 1] A neutral density filter using a chromium metal film without an antireflection film as shown in the cross-sectional view in FIG. 6 was manufactured.
第３表には、この中性濃度フィルターの構成を示した。Table 3 shows the configuration of this neutral density filter.
クロム金属膜６４の膜厚は、設計波長６００ｎｍで透過
率が１％となる厚さとした。本比較例１のフィルターは
反射防止膜を有していないので、クロム金属膜６４の膜
厚は実施例１および実施例２とは異っている。The thickness of the chromium metal film 64 was such that the transmittance was 1% at the design wavelength of 600 nm. Since the filter of Comparative Example 1 does not have an antireflection film, the thickness of the chromium metal film 64 is different from that of Examples 1 and 2.
この中性濃度フィルターの分光反射特性を第７図に示す
、第７図に示されているように、反射率は測定波長全域
おいて５０′％以上であった。The spectral reflection characteristics of this neutral density filter are shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, the reflectance was 50'% or more over the entire measured wavelength range.
［比較例２］
第８図に断面図を示したような、従来の酸化クロム（ｃ
ｒ２０３）の反射防止膜を設けたクロム金属膜を用いた
中性濃度フィルターを製作した。[Comparative Example 2] Conventional chromium oxide (c
A neutral density filter was manufactured using a chromium metal film provided with an anti-reflection film (r203).
第４表には、このフィルターの構成を示した。Table 4 shows the configuration of this filter.
クロム金属膜８４の膜厚は、実施例１．２および比較例
１と同様に設計波長６００ｎｍで透過率が１％となる厚
さである。酸化クロム（ＣｒｚＯ３）の反射防止膜を設
けたため、クロム金属膜８４の膜厚は、比較例１と゛は
若干具っている。The thickness of the chromium metal film 84 is such that the transmittance is 1% at the design wavelength of 600 nm, as in Example 1.2 and Comparative Example 1. Since an antireflection film of chromium oxide (CrzO3) was provided, the thickness of the chromium metal film 84 was slightly different from that of Comparative Example 1.
この中性濃度フィルターの分光反射特性を第９図に示す
。第９図に示されているように、反射率は最低でも約４
％であった。The spectral reflection characteristics of this neutral density filter are shown in FIG. As shown in Figure 9, the reflectance is at least about 4
%Met.
以下余白
第１表（実施例１）
構成物質 屈折率 吸収係数 膜厚（ｎｍ）１１
空気 １ ０ −１２ Ｃｒ
３．４４ ４．６４ ２．３１３ ＭｇＦ
２１．３８ ０ １０９１４ Ｃｒ ３
．４４ ４．６４ ３３１７ガラス基板 １．５２
０ −第２表（実施例２）
構成物質 屈折率 吸収係数 膜厚（ｎｍ）４１
空気 １ ０ −４２ Ｃｒ
３．４４ ４．６４ ２．３４３ ＭｇＦ
２１．３８ ０ １０９４４ Ｃｒ ３
．４４ ４．６４ ２１４５ ＭｇＦ２１．３８
０ １１９４［ｉ Ｃｒ ３．４４ ４
，６４ ３．８４７ガラス基板 １．５２ ０
−第３表（比較例１）
構成物質 屈折率 吸収係数 膜厚（ｎｍ）６１
空気 １ 〇 −６４Ｃｒ
３．４４ ４．６４ ３８６７ガラス基板 １．５２
０ −第４表（比較例２）
構成物質 屈折率 吸収係数 膜厚（ｎｍ）８１
空気 １ ０ −８８ Ｃｒ２
Ｏ３２，３５０，４２５５５８４Ｃｒ ３．
４４ ４．６４ ４０８７ガラス基板 １
．５２ ０ −以上の各実施例および比較
例より、明らかに本発明の中性濃度フィルターは設計波
長における反射がほとんどない、特性の安定した中性濃
度フィルターであることがわかる。Table 1 with blank space below (Example 1) Constituent material Refractive index Absorption coefficient Film thickness (nm) 11
Air 10-12 Cr
3.44 4.64 2.313 MgF
21.38 0 10914 Cr 3
．． 44 4.64 3317 Glass substrate 1.52
0 - Table 2 (Example 2) Constituent material Refractive index Absorption coefficient Film thickness (nm) 41
Air 10-42 Cr
3.44 4.64 2.343 MgF
21.38 0 10944 Cr 3
．． 44 4.64 2145 MgF21.38
0 1194 [i Cr 3.44 4
,64 3.847 Glass substrate 1.52 0
-Table 3 (Comparative Example 1) Constituent material Refractive index Absorption coefficient Film thickness (nm) 61
Air 1 〇 -64Cr
3.44 4.64 3867 glass substrate 1.52
0 - Table 4 (Comparative Example 2) Constituent material Refractive index Absorption coefficient Film thickness (nm) 81
Air 1 0 -88 Cr2
O32,350,4255584Cr 3.
44 4.64 4087 Glass substrate 1
．． 520 - From the above Examples and Comparative Examples, it is clear that the neutral density filter of the present invention is a neutral density filter with stable characteristics and almost no reflection at the design wavelength.
第１図、第３図および第４図は本発明に従う中性濃度フ
ィルターの例の断面図である。
第２図および第５図は本発明に従う中性濃度フィルター
の分光反射特性の例を示すグラフである。
第６図および第８図は従来の中性濃度フィルターの例の
断面図である。
第７図および第９図は従来の中性濃度フィルターの分光
反射特性の例を示すグラフである。
ｌｌ：空気 １２ニクロム金属薄膜１３：フ
ッ化マグネシウム膜
１４ニクロム金属膜
１７：ガラス基板
３１：空気 ３４：金属膜
３５：透明誘電体膜
３６：金属薄膜 ３７：透明基板４１：空気
４２ニクロム金ｇ、薄膜４３：フッ化マグネシ
ウム膜
４４ニクロム金属膜
４５：フッ化マグネシウム膜
４６：クロム金属薄膜 ４７：ガラス基板６１：空気
６４ニクロム金属膜６７：ガラス基板
８１：空気 ８４ニクロム金属膜８７：ガラ
ス基板 ８８：酸化クロム膜特許出願人 日本真空
光学株式会社
代理 人 弁理士 柳川泰男
Ｍ１図
／１１
第２図
４００ ５００ ６００ ７００ ８
００ （ｎｍ））皮 長
第３図
／
４００ ５００ ｆ
５図
！６図
、６１
′ｖＪ７図
Ｃｏ／、１
波長
第８図
、／８１
第９図
手続補正書
１、事件の表示
昭和６３年 特許願 第３３５９８号
２、発明の名称
中性濃度フィルター
住 所 東京都新宿区四谷２−１４ミッヤ四谷ビル８
階６、補正により増加する発明の数 な し７、補正
の対象
（１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄。
（２）明細書の「図面の簡単な説明」の欄。
（３）図面。
８、補正の内容
（１）別紙の通り。
（２）別紙の通り。
（３）出願時願書に添付した図面第８図をここに添付し
た第８図と差しかえる。
（１） 明細書の「発明の詳細な説明」の欄を下記の如
く補正致します。
記
ｌ）明細書の第５頁第６行目の
ｒ８８はｊをｒ８Ｂ、８９は１と補正する。
２） 明細書の第５頁第１３行目のｒよって減衰させら
れる。」の後に以下の文を挿入する。
ｒまた、上記とは逆にガラス基板８７、反射防止膜８９
を通って入射してきた光も、同様にクロム金属膜８４で
減光される。この場合、クロム金属膜８４で反射した光
は反射防止膜８９によって減衰させられる。Ｊ
３）明細書の第２１頁の第４表を次頁に記載のように補
正する。
第４表（比較例２）
構成物質 屈折率 吸収係数 膜厚（ｎｍ）８１
空気 １ 〇 −８８Ｃｒ２０３
２．３５ ０．４２５ ５５８４ Ｃｒ ３．
４４ ４．６４ ４０８’ｌ Ｃｒ２Ｏ３２，３５
０，４２５６０８７ガラス基板 １．５２０
−（２）明細書の「図面の簡単な説明」の欄をＦ記
のように補正致します。
一附−
ｌ）明細書の第２３頁第１１行目の１８８：酸化クロム
膜１をｒ８８．８９：酸化クロム膜」と補正する。
一以 上−1, 3 and 4 are cross-sectional views of examples of neutral density filters according to the present invention. FIGS. 2 and 5 are graphs showing examples of spectral reflection characteristics of neutral density filters according to the present invention. FIGS. 6 and 8 are cross-sectional views of examples of conventional neutral density filters. FIGS. 7 and 9 are graphs showing examples of spectral reflection characteristics of conventional neutral density filters. ll: Air 12 Nichrome metal thin film 13: Magnesium fluoride film 14 Nichrome metal film 17: Glass substrate 31: Air 34: Metal film 35: Transparent dielectric film 36: Metal thin film 37: Transparent substrate 41: Air
42 Nichrome gold g, thin film 43: Magnesium fluoride film 44 Nichrome metal film 45: Magnesium fluoride film 46: Chromium metal thin film 47: Glass substrate 61: Air
64 Nichrome metal film 67: Glass substrate 81: Air 84 Nichrome metal film 87: Glass substrate 88: Chromium oxide film Patent applicant Japan Vacuum Optical Co., Ltd. Agent Patent attorney Yasuo Yanagawa M1 Figure/11 Figure 2 400 500 600 700 8
00 (nm)) skin length Figure 3/400 500 f Figure 5! Figure 6, 61 'vJ7 Figure Co/, 1 Wavelength Figure 8, /81 Figure 9 Procedural Amendment 1, Case Indication 1988 Patent Application No. 33598 2, Name of Invention Neutral Concentration Filter Address Tokyo Miya Yotsuya Building 8, 2-14 Yotsuya, Shinjuku-ku
Floor 6. Number of inventions increased by amendment None 7. Subject of amendment (1) "Detailed description of the invention" column of the specification. (2) "Brief explanation of drawings" column in the specification. (3) Drawings. 8. Contents of amendment (1) As shown in the attached sheet. (2) As shown in the attached sheet. (3) Figure 8 of the drawing attached to the application form as filed should be replaced with Figure 8 attached here. (1) The “Detailed Description of the Invention” column of the specification will be amended as follows. Note: r88 on page 5, line 6 of the specification corrects j to r8B, and 89 to 1. 2) Attenuated by r on page 5, line 13 of the specification. Insert the following sentence after ``. r Also, contrary to the above, the glass substrate 87 and the antireflection film 89
The light incident through the chromium metal film 84 is also attenuated in the same way. In this case, the light reflected by the chromium metal film 84 is attenuated by the antireflection film 89. J3) Table 4 on page 21 of the specification is amended as described on the next page. Table 4 (Comparative Example 2) Constituent material Refractive index Absorption coefficient Film thickness (nm) 81
Air 1 〇 -88Cr203
2.35 0.425 5584 Cr 3.
44 4.64 408'l Cr2O32,35
0,4256087 Glass substrate 1.520
-(2) We will amend the "Brief explanation of drawings" column of the specification as shown in F. Attachment 1) 188: Chromium oxide film 1 on page 23, line 11 of the specification is corrected to "r88.89: Chromium oxide film". One or more -
Claims (1)
性濃度フィルターであって、該金属膜面に接して透明誘
電体膜が設けられ、さらに該透明誘電体膜面に接して、
上記金属膜とは反対側に金属薄膜が設けられていること
特徴とする中性濃度フィルター。1. A neutral density filter consisting of a support and a metal film formed on the support, in which a transparent dielectric film is provided in contact with the metal film surface, and further in contact with the transparent dielectric film surface. ,
A neutral concentration filter characterized in that a metal thin film is provided on the opposite side of the metal film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033598A JP2691989B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Neutral density filter |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP63033598A JP2691989B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Neutral density filter |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH01207701A true JPH01207701A (en) | 1989-08-21 |
| JP2691989B2 JP2691989B2 (en) | 1997-12-17 |
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ID=12390925
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|---|---|---|---|
| JP63033598A Expired - Lifetime JP2691989B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Neutral density filter |
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| JPS52113236A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Nippon Chemical Ind | Absorbent thin film |
| JPS60129702A (en) * | 1983-12-16 | 1985-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Anti-reflection coating for plastic lenses |
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1988
- 1988-02-16 JP JP63033598A patent/JP2691989B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JP2691989B2 (en) | 1997-12-17 |
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