JPH06167604A - 赤外線透過・可視光線反射型ミラー - Google Patents

赤外線透過・可視光線反射型ミラー

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JPH06167604A
JPH06167604A JP32011392A JP32011392A JPH06167604A JP H06167604 A JPH06167604 A JP H06167604A JP 32011392 A JP32011392 A JP 32011392A JP 32011392 A JP32011392 A JP 32011392A JP H06167604 A JPH06167604 A JP H06167604A
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JP
Japan
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refractive index
index material
substrate
low refractive
low
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JP32011392A
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English (en)
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Yuchi Nakajima
右智 中島
Masayuki Higashida
将之 東田
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HOYA KOGAKU KK
Hoya Corp
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HOYA KOGAKU KK
Hoya Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 層数が少なく、可視光線反射率の高い赤外線
透過・可視光線反射型ミラーを提供する。 【構成】 基板上に、高屈折率物質膜層と低屈折率物質
膜層とを交互に積層させてなり、前記高屈折率物質がシ
リコン(Si)であり、低屈折率物質が二酸化珪素(S
iO2 )および/または弗化マグネシウム(MgF2 )
であることを特徴とする赤外線透過・可視光線反射型ミ
ラー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線透過・可視光線
反射型ミラーに関する。本発明の赤外線透過・可視光線
反射型ミラー(以下、コールドミラーという)は、医療
用ライトや、プロジェクターなどの、光源カバーや、可
視光線選択反射用ミラーに利用される。
【0002】
【従来の技術】従来のコールドミラーの製造法は大きく
分けて2つあり、第1の方法は可視光に対して透明な誘
電体を使用する方法であり、第2の方法は可視光を反射
する性質をもっている金属や半導体を使用するものであ
る。第1の方法により誘電体のみで作製されるコールド
ミラーの例として、特開昭63−311301号公報に
おいて、高屈折率物質としてTiO2 、低屈折率物質と
してSiO2 を用い、総層数23層の交互積層多層膜で
作製されたものが挙げられている。金属や半導体を利用
して第2の方法で得られたものとしては、例えば、Ge
とTiO2 で作製されたものが、『真空蒸着』(沢木司
著、日刊工業新聞社刊)に掲載さされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術においてコ
ールドミラーを製造する場合、「可視域において透明な
誘電体」のみで製造しようとすると、可視光線の総ての
領域に渡って満足する反射率をもったコールドミラーと
するには、例えばTiO2 (屈折率2.3)とSiO2
(屈折率1.46)の2物質を用いて23層もの積層が
必要となり、それだけの設備をもった装置でなければ作
製することができず、製造時間の長さなどからくるコス
ト高が避けられない。また、Geを用いたコールドミラ
ーは、Geの可視光線反射率が低いことにより、コール
ドミラーとしても可視光線反射効率が悪く、充分な機能
を果してはいない。そこで、層数が少なく、可視光線反
射率の高いコールドミラーの作製が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、本発明のコールドミ
ラーは、基板上に、高屈折率物質膜層と低屈折率物質膜
層とを交互に積層させてなり、前記高屈折率物質がシリ
コン(Si)であり、低屈折率物質が二酸化珪素(Si
O2 )および/または弗化マグネシウム(MgF2 )で
あることを特徴とする。
【0005】本発明のコールドミラーにおいて、基板
は、ガラスやプラスチックなどの赤外線透過物質である
ことが望ましい。そして本発明のコールドミラーは、前
記基板上に高屈折率物質膜層と低屈折率物質膜層とを交
互に積層させてなり、前記高屈折率物質がシリコン(S
i)であり、前記低屈折率物質が二酸化珪素(Si
O2)および/または弗化マグネシウム(MgF2 )で
ある。高屈折率物質膜層と低屈折率物質膜層の交互積層
は5層以上16層以下であることが望ましい。5層未満
の積層では、可視光線の反射帯域が不十分であり、ま
た、16層を越える積層を行ってもコールドミラーとし
ての性質は向上しない。
【0006】そして、本発明のコールドミラーは、その
膜構成が以下のようなものであることが要求される。 光学膜厚がλo /4(λo は設計中心波長)の高屈折
率物質膜層をH、光学膜厚がλo /4の低屈折率物質膜
層をLとするとき、HとLが基板上で交互積層されてい
るもの。 光学膜厚がλo /8の高屈折率物質膜層をH/2、m
を正の整数、Sを基板、Aを空気とするとき(Lおよび
Hについては上記参照)、 S・H/2・[L・H]m ・L・H/2・A 光学膜厚がλo /2の低屈折率物質膜層を2L、nを
2以上の正の整数とするとき(L、H、H/2、S、A
については上記および参照)、 S・H/2・[L・H]n ・2L・A 光学膜厚がλo /2の低屈折率物質膜層を2Lとする
とき(H、L、S、Aおよびnについては上記、お
よび参照)、 S・[H・L]n ・H・2L・A 本発明のコールドミラーの好ましい反射率特性は、波長
430〜640nmの可視域における反射率が80%以
上であり、波長800〜2000nmの近赤外域におけ
る平均反射率が23%以下である。
【0007】
【作用】本発明のコールドミラーにおいては、高屈折率
物質膜層を形成する物質に、可視領域における屈折率が
高いSiを使用している。その屈折率は3.5程度であ
り、可視領域用光学多層膜物質として通常使用されるT
iO2 の屈折率が2.3程度であるのに比べ、非常に高
屈折率である。しかしSiは、可視領域全体に吸収があ
り、例えば可視光線の一部を反射するダイクロイックミ
ラーのような可視領域用光学多層膜には不向きであると
され、あまり研究されていない物質であった。ところ
が、我々は鋭意研究の結果、Siの可視領域における吸
収は、コールドミラーとしての性能を損なうほど大きく
ないことを見い出した。
【0008】また、低屈折率物質膜層を形成する物質
に、SiO2 またはMgF2 またはこの2物質を主成分
とする物質を使用しているが、これは低屈折率物質とし
て可能な限り屈折率の低い物質を用いるのが良く、実用
上使用可能な屈折率を持つSiO2 (屈折率1.46)
とMgF2 (屈折率1.38)を選んだものである。
【0009】そしてこの高・低屈折率物質を使用するこ
とにより、屈折率比の大きな組み合わせとすることがで
き、この組み合わせで作られた光学多層膜は、少ない層
数の積層でも、その反射帯の幅を広く、反射率を高くす
ることができる。さらに、この光学多層膜は、その反射
帯域を可視光領域とすることにより、充分な性能をもっ
たコールドミラーを得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。 実施例1 実施例1のコールドミラーは、赤外線を透過する基板と
高屈折率物質Si膜層(500nmにおける屈折率3.
5):2a〜2cと低屈折率物質SiO2 膜層(500
nmにおける屈折率1.46):3a〜3bから構成さ
れる。高屈折率物質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層
3a〜3bは基板上で表1に示すように交互に積層して
いる。
【0011】
【表1】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3bを、設計中心波長を52
0nmとして表1のように積層したときの、第5層2c
側から光線を入射し、その入射角及び受光角を45度と
したときの分光反射率を図1に示す。本実施例の分光特
性は、可視領域において420〜675nmに及ぶ範囲
を80%以上反射しており、赤外領域において800〜
2000nmの範囲の平均反射率は19%である。ここ
で平均反射率とは、その範囲内の分光反射率を定波長毎
に合計し、その集計点数で割ったものとする。本実施例
の場合は、範囲を800〜2000nm、定波長を10
nmとした。集計点数は121である。他の実施例につ
いても、平均反射率の定義、範囲、定波長、集計点数は
同じである。
【0012】実施例2 実施例2のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2eと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3eから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2eと低屈折率物質膜層3a〜3eは表2
に示すように基板上で交互に積層している。
【0013】
【表2】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2e及
び低屈折率物質膜層3a〜3eを、設計中心波長を51
0nmとして表2のように積層したときの、第10層3
e側から光線を入射し、その入射角及び受光角を45度
とした時の分光反射率を求めた。その結果、本実施例の
分光特性は、可視領域において420〜640nmに及
ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域において8
00〜2000nmの範囲の平均反射率は23%であっ
た。
【0014】実施例3 実施例3のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3bから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層3a〜3bは基板
上で表3に示すように交互に積層している。
【0015】
【表3】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質2a〜2c及び低
屈折率物質3a〜3bを、設計中心波長を580nmと
して表3のように積層したときの、入射角及び受光角4
5度における分光反射率を図2に示す。本実施例の分光
特性は、可視領域において420〜645nmに及ぶ範
囲を80%以上反射しており、赤外領域において800
〜2000nmの範囲の平均反射率は14%である。
【0016】実施例4 実施例4のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2fと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3eから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2fと低屈折率物質膜層3a〜3eは基板
上で表4に示すように交互に積層している。
【0017】
【表4】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2f及
び低屈折率物質膜層3a〜3eを、設計中心波長を56
0nmとして表4のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を求めた。その結果、
本実施例の分光特性は、可視領域において415〜68
0nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域
において800〜2000nmの範囲の平均反射率は1
5%であった。
【0018】実施例5 実施例5のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3cから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層3a〜3cは基板
上で表5に示すように交互に積層している。
【0019】
【表5】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3cを、設計中心波長を54
0nmとして表5のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を図3に示す。本実施
例の分光特性は、可視領域において430〜640nm
に及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域におい
て800〜2000nmの範囲の平均反射率は10%で
ある。
【0020】実施例6 実施例6のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2fと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3fから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2fと低屈折率物質膜層3a〜3fは基板
上で表6に示すように交互に積層している。
【0021】
【表6】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2f及
び低屈折率物質膜層3a〜3fを、設計中心波長を54
0nmとして表6のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を求めた。その結果、
本実施例の分光特性は、可視領域において435〜66
5nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域
において800〜2000nmの範囲の平均反射率は1
3%であった。
【0022】実施例7 実施例7のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3cから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層3a〜3cは基板
上で表7に示すように交互に積層している。
【0023】
【表7】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3cを、設計中心波長を54
0nmとして表7のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を図4に示す。本実施
例の分光特性は、可視領域において430〜685nm
に及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域におい
て800〜2000nmの範囲の平均反射率は12%で
ある。
【0024】実施例8 実施例8のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2eと低屈折率物質
SiO2 膜層:3a〜3eから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2eと低屈折率物質膜層3a〜3eは基板
上で表8に示すように交互に積層している。
【0025】
【表8】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2e及
び低屈折率物質膜層3a〜3eを、設計中心波長を54
0nmとして表8のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を求めた。その結果、
本実施例の分光特性は、可視領域において430〜67
5nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域
において800〜2000nmの範囲の平均反射率は1
8%であった。
【0026】実施例9 実施例9のコールドミラーは、赤外線透過材料である基
板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物質
MgF2 膜層:3a〜3cから構成される。高屈折率物
質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層3a〜3cは基板
上で表9に示すように交互に積層している。
【0027】
【表9】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3cを、設計中心波長を51
3nmとして表9のように積層したときの、入射角及び
受光角45度における分光反射率を求めた。その結果、
本実施例の分光特性は、可視領域において420〜67
0nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外領域
において800〜2000nmの範囲の平均反射率は1
8%である。
【0028】実施例10 実施例10のコールドミラーは、赤外線透過材料である
基板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物
質MgF2 膜層:3a〜3bから構成される。高屈折率
物質膜層2a〜2cと低屈折率物質膜層3a〜3bは基
板上で表10に示すように交互に積層している。
【0029】
【表10】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3bを、設計中心波長を58
0nmとして表10のように積層したときの、入射角及
び受光角45度における分光反射率を求めた。その結
果、本実施例の分光特性は、可視領域において420〜
650nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外
領域において800〜2000nmの範囲の平均反射率
は12%である。
【0030】実施例11 実施例11のコールドミラーは、赤外線透過材料である
基板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物
質MgF2 膜層:3a,3c,低屈折率物質SiO2 膜
層:3bから構成される。高屈折率物質膜層2a〜2c
と低屈折率物質膜層3a〜3cは基板上で表11に示す
ように交互に積層している。
【0031】
【表11】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3cを、設計中心波長を52
8nmとして表11のように積層したときの、入射角及
び受光角45度における分光反射率を求めた。その結
果、本実施例の分光特性は、可視領域において425〜
630nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外
領域において800〜2000nmの範囲の平均反射率
は10%である。
【0032】実施例12 実施例12のコールドミラーは、赤外線透過材料である
基板と高屈折率物質Si膜層:2a〜2cと低屈折率物
質SiO2 膜層:3a,3b及び低屈折率物質MgF2
膜層:3cから構成される。高屈折率物質膜層2a〜2
cと低屈折率物質膜層3a〜3cは基板上で表12に示
すように交互に積層している。
【0033】
【表12】 基板を光学ガラスとし、高屈折率物質膜層2a〜2c及
び低屈折率物質膜層3a〜3cを、設計中心波長を53
0nmとして表12のように積層したときの、入射角及
び受光角45度における分光反射率を求めた。その結
果、本実施例の分光特性は、可視領域において425〜
670nmに及ぶ範囲を80%以上反射しており、赤外
領域において800〜2000nmの範囲の平均反射率
は12%である。
【0034】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、高屈折率
物質にSiを、低屈折率物質にSiO2 またはMgF2
またはこの2物質を用いることにより、少ない層数で、
可視領域の反射率が高く、近赤外領域の反射率が低い優
れた特性を有するコールドミラーを作製することがで
き、製造時間の短縮・コストの低減と共に、10層程度
しか積層できない簡単な構造の成膜装置においても作製
できることになり、安価なコールドミラーが市場に与え
る経済的価値は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のコールドミラーの分光反射率図であ
る。
【図2】実施例3のコールドミラーの分光反射率図であ
る。
【図3】実施例5のコールドミラーの分光反射率図であ
る。
【図4】実施例7のコールドミラーの分光反射率図であ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、高屈折率物質膜層と低屈折率
    物質膜層とを交互に積層させてなり、前記高屈折率物質
    がシリコン(Si)であり、低屈折率物質が二酸化珪素
    (SiO2 )および/または弗化マグネシウム(MgF
    2 )であることを特徴とする赤外線透過・可視光線反射
    型ミラー。
  2. 【請求項2】 高屈折率物質膜層および低屈折率物質膜
    層の光学膜厚がλo/4(λo は設計中心波長)であ
    り、ガラス基板上に交互に積層されていることを特徴と
    する請求項1に記載の赤外線透過・可視光線反射型ミラ
    ー。
  3. 【請求項3】 光学膜厚がλo /4(λo は設計中心波
    長)の高屈折率物質膜層をH、光学膜厚がλo /8の高
    屈折率物質膜層をH/2、光学膜厚がλo /4の低屈折
    率物質膜層をL、mを正の整数、Sを基板、Aを空気と
    するとき、 S・H/2・[L・H]m ・L・H/2・A で表示される多層膜で構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の赤外線透過・可視光線反射型ミラー。
  4. 【請求項4】 光学膜厚がλo /4の高屈折率物質膜層
    をH、光学膜厚がλo /8の高屈折率物質膜層をH/
    2、光学膜厚がλo /4の低屈折率物質膜層をL、光学
    膜厚がλo /2の低屈折率物質膜層を2L、nを2以上
    の正の整数、Sを基板、Aを空気とするとき、 S・H/2・[L・H]n ・2L・A で表示される多層膜で構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の赤外線透過・可視光線反射型ミラー。
  5. 【請求項5】 光学膜厚がλo /4の高屈折率物質膜層
    をH、光学膜厚がλo /4の低屈折率物質膜層をL、光
    学膜厚がλo /2の低屈折率物質膜層を2L、nを2以
    上の正の整数、Sを基板、Aを空気とするとき、 S・[H・L]n ・H・2L・A で表示される多層膜で構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の赤外線透過・可視光線反射型ミラー。
  6. 【請求項6】 波長430〜640nmの可視域におけ
    る反射率が80%以上であり、波長800〜2000n
    mの近赤外域における平均反射率が23%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至5に記載の赤外線透過・可
    視光線反射型ミラー。
JP32011392A 1992-11-30 1992-11-30 赤外線透過・可視光線反射型ミラー Withdrawn JPH06167604A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000314807A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Nippon Shinku Kogaku Kk 可視光線遮断赤外線透過フィルター
JP2005266538A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Stanley Electric Co Ltd 赤外線透過フィルタ
WO2024237175A1 (ja) * 2023-05-18 2024-11-21 Agc株式会社 透過部材

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