JPS63218902A - リツプルを低減した光学フイルタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学装置等に用いられる光学フィルターに関
する。

従来の技術 三板カメラ用三色分解プリズムには、色分離フィルター
等の光学多層膜が使用されている。例えば、赤反射フィ
ルター、青反射フィルター等がこれにあたる。

三色分解プリズムは入射した光を青反射フィルターを用
いて青色光を反射させ、次に残りの光より赤色光を反射
させ青色光・赤色光・緑色光に分離する光学部品である
。

従ってその反射特性、透過特性が色特性に重要な影響を
与えるわけで、青赤反射フィルターの光学特性が悪けれ
ば、緑色特性にも悪影響を及ぼす。

従来よりこれら青反射フィルター、赤反射フィルターは
誘電体多層膜を用いて実現してきた。誘電体多層膜は高
屈折率物質と低屈折率物質を真空蒸着法を用いて交互に
蒸着し実現できる。

蒸着物質としてはＴλ０□、　５ｉ０２等が主に用いら
れてきた。赤反射フィルターの一例を第９図に示す。膜
構成は、基板より数えて奇数層がＴ工０２であり偶数層
が５ＩＯ２である。各層の光学的膜厚は設計波長をλ。

とすると、λ。／４であり、入射角度はθ＝１３°であ
る。

発明が解決しようとする問題点 このような光学多層膜（光学フィルター）を三色分解プ
リズム等の色分解光学系に用いた際、問題となる点を説
明する。

第９図中、λ＝　５８０　ｎ　ｍ以下の透過領域に大き
なリップルが生じている。これは、赤反射フィルター、
青反射フィルターを用いて、緑色光を取り出す場合に重
要な影響を与える。すなわち、赤色光は本フィルターに
て十分分離できるが、透過帯（緑色波長帯域）にリップ
ルがあるためこの光学特性が直接緑色の光学特性に悪影
響を与えてしまうのである。この膜構成は、高屈折率物
質Ｈと低屈折率物質りの光学的膜厚が１＝１の場合であ
るが、Ｈ：Ｌ＝３：１の場合も同様で、透過帯のリップ
ルを取り除くことはできなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、透過帯の
リップルが少ない色分離フィルターを提供することを目
的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は。

全層数をＮ層とすると基板から数えて奇数層は高屈折率
の誘電体物質層で、偶数層は低屈折率の誘電体層であり
、高屈折率の誘電体物質層である第１層、第３層、第Ｎ
−２層、第Ｎ層の光学的膜厚を設計基準波長λ。の狛よ
り同程度ずらし、前記以外の高屈折率の誘電体物質層の
光学的膜厚をλ。力任屈折率の誘電体物質層の光学的膜
厚をλ。／６とした交互多層膜とすることである。

作用 本発明は、上記薄膜系を用いることにより、透過帯にお
いてリップルの少ない光学フィルターが得られるもので
ある。

実施例 全膜層数が１９層で基板から数えて奇数層が高屈折率物
質のＴｉＯ２層であり、偶数層が低屈折率物質のｓｉｏ
　２層である赤反射フィルターの透過率特性を第１図に
示す。

設計基準波長はλ。＝ｅｓｏｎｍであり、入射角度は１
３°、　Ｔｉ０２（７）屈折率ｎｕ　＝　２．３ｏ　、
　５ｉｎ２の屈折率はｎＬ：１．４６．基板の屈折率は
ｎｇ＝１．６１である。

縦軸が透過率（単位：チ）、横軸が波長（単位：ｎｍ）
である。

本膜構成を第２図に示す。第１層、第３層、第緑色光領
域のリップルが大幅に低減化されていることかわかる。

青領域に若干のリップルが生じているが、三色分角プリ
ズムでは、まず青反射フィルターにより青色光領域の光
を分離するので、リップルが生じていても特に問題はな
い。

第３図に基板の屈折率がｎｇ　＝＋　１．５１　　＋第
４図にｎｇ＝１．８０の場合の透過率特性を示す。

緑色光領域のリップルが少ない良好な分光特性が実現で
きていることがわかる。本膜構成は、たとえ基板の屈折
率がかわったとしても良好な透過率特性を実現できるも
のであり非常に有用である。

第６図に全層数がＢ層の場合の透過率特性を示す。膜構
成は第１層、第３層、第１１層、第１３層の光学的膜厚
は、２．１８Ｘ”、偶数層がある。形成物質としてＴｉ
Ｏ２（ｎＨ＝　２．３０　）、ＳｉＯ□（ｎＬ＝＝１．
４６）を用いている。設計波長はλｏ”６８０ｎｍ、入
射角度はθ＝１３°、基板の屈折率はｎｇ　＝　１．６
１である。

層数が１３層の場合も同様に透過帯のリップルが大幅に
低減できる。

第６図に全層数が２６層の場合の透過率特性を示す。第
１図の１９層、第４図の１３層の場合と同様、リップル
が大幅に改善されている。

従って、層数が変わったとしても、第１層、第３層、第
Ｎ−２層、第Ｎ層の光学的膜厚を２．００することがで
きる。

一般に層数が変われば、反射帯の反射率、立上り特性が
変わる。層数が増す程反射率は増大するし、立上りはよ
り急峻になる。したがって所望の特性に応じた層数を決
定してやればよい。また反射帯の幅は使用する物質の屈
折率比１丁に応じて変化する。屈折率比１１が増大すれ
ば、反射帯の幅も増大する。高屈折率物質としては他に
ｚｒｏ２　。

ＺｒＴｉＯ４，ＺｎＳ　、　０ｅ０２低屈折率物質とし
てＭｇＦ、、等がある。本発明は、これら物質でも有用
でリップルを低減化した色分離フィルターを実現できる
。

第７図に入射角度がθ＝０の場合、第８図にθ＝３００
の場合を示す。膜層数は１９層で高屈折率物質としてＴ
ｉＯ２、低屈折率物質として５１０２を用いている。

本発明の膜構成は、角度がかわっても有用であることが
わかる。

一般に設計波長の大小に応じて反射帯領域（本実施例の
場合は赤色光）がシフトする。

壕だ角度の増大とともに、反射帯域は短波長側にシフト
する。したがって所望の反射帯幅９反射領域、入射角度
に応じて成膜物質、設計波長１層数を決定し、第１層、
第３層、第Ｎ−２層、第Ｎ層の高屈折率物質の光学的膜
厚を２．ＯＸ−ｇλ０からずらすことにより、リップル
を低減化した良好な膜特性が実現できる。

この膜構成は、将来の大容量メモリとして注目されてい
る書換型光ディスク装置の光学ヘッド等に用いられる２
波長分離フィルターにも有用である。すなわち、波長λ
。中７８０１ｍの光を透過させ、波長λ０中８３０ｎｍ
の光を反射させるフィルターである。

光学ヘッドにおいては、λ。キ７８０１ｍの光の透過率
の高効率化、高安定性が要望されており、本発明のリッ
プルを低減した光学多層膜の膜構成は非常に有用である
。

この膜構成を用いれば、高屈折率物質の光学的λ０ 膜厚は２．０ＯＸＨと、これよりずらした第１層。

第３層、第Ｈ−２層、第Ｎ層の光学的膜厚と、低λ０ 屈折率物質の１．００　Ｘ−１ｉとの計３つの光学的膜
厚の組み合わせで実現できることになる。

このことは実際の薄膜形成時の膜厚設定の際に非常に有
用であり、膜厚設定のわずられしさを犬′幅に低限化で
きるものである。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明の膜構成を用いることに
よりリップルが大幅に低減でき、また、製作の容易な光
学フィルターを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における光学フィルターの
透過率特性図、第２図は同フィルターの横型図、第３図
は基板の屈折率がｎｇｌ、６１の場合の透過率特性図、
第４図はｎｇ＝１．８０の透過率特性図、第５図は膜層
数が１３層の時の透過率特性図、第６図は２５層の時の
透過率特性図、第７図は入射角がθ＝０　の時の透過率
特性図、第８図はθ＝３０のときの透過率特性図、第９
図は従来の光学フィルターの透過率特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ＷＡＶＥＬＥＮＣｒＴＨ（ｆＬ＝ｒ＝）第２図 ：ｊｒ、３図 レノ’ＡＶＥＬＥＮｃｒＴＨｔａｍ） 第４図 ＷＡＶＥＬＥＮＣ７ＴＨ（ａ＜） 第５図 ＷＡＶＥＬＥＮｅＴＨｍｎ−） 第６図 ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ（ｆＬ傾ｐ ；１７図 ＷＡＶＥＬＥＮ（ｒＴＨ（＝ｃｍ） 第８図 ＷＡＶＥＬＥＮＣｒＴＨ（？ＬｆｒＬ）第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板とその基板上に成膜された誘電体多層膜と、その上
   に接着された基板とを備え、全層数をＮ層とすると基板
   から数えて奇数層は高屈折率の誘電体物質層であり、偶
   数層は、低屈折率の誘電体層であり、高屈折率の誘電体
   物質層である第１層、第３層、第Ｎ−２層、第Ｎ層の光
   学的膜厚を設計基準波長λ＿０の１／３から同程度ずら
   し、前記以外の高屈折率の誘電体物質層の光学的膜厚を
   λ＿０／３、低屈折率の誘電体物質層の光学的膜厚をλ
   ＿０／６としたリップルを低減したフィルター。