JP2000329932A - 干渉フィルター - Google Patents

干渉フィルター

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JP2000329932A
JP2000329932A JP11136421A JP13642199A JP2000329932A JP 2000329932 A JP2000329932 A JP 2000329932A JP 11136421 A JP11136421 A JP 11136421A JP 13642199 A JP13642199 A JP 13642199A JP 2000329932 A JP2000329932 A JP 2000329932A
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filter
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index material
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JP11136421A
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Nobuyoshi Toyohara
延好 豊原
Tadashi Watanabe
正 渡邊
Hiroshi Ikeda
浩 池田
Kiyoshi Takao
潔 高尾
Takeshi Kawamata
健 川俣
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー製品の色情報の再現性を向上させる。 【解決手段】 光軸に平行した光の入射に対し、波長域
400〜700nmにおいて膜の透過特性が、最大値を
1.00としたとき、波長域519〜528nmおよび
660〜673nmにおいて0.10、波長域533〜
542nmおよび645〜657nmにおいて0.2
5、波長域552〜562nmおよび630〜642n
mにおいて0.50、波長域568〜578nmおよび
616〜628nmにおいて0.75、波長域591〜
604nmにおいて1.00で構成されるXYZ表色系
における被測定光のX成分を透過するフィルターとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー製品におい
て色情報を再現するために使用される干渉フィルターに
関する。
【0002】
【従来の技術】従前より、RGBの3色を用いたRGB
表色系によって色を再現することが行われてきた。この
表色系は、カラーテレビ色再現を目的とした用途に多く
用いられるものであり、青反射ダイクロイックミラーや
赤反射ダイクロイックミラーを使用するため、顔料を用
いたものに比べて光量損失の少ない光学ユニットを構成
できるメリットがある。
【0003】しかしながら、RGB表色系は負の波長領
域を有しているため、色評価を行う上で計算上の不都合
を生じ、誤った色座標となる危険性がある。このため、
現在では、RGB表色系に代えて、負の領域が存在しな
い正の領域だけの座標空間を有したXYZ表色系を用い
て色評価を行っている。このXYZ表色系は、RGB表
色系から数学的に導出された数字によって色を評価する
ものである。図19は横軸を波長、縦軸を波長400〜
700nmにおける最大透過率を100としたときの各
波長毎の透過比率をプロットしたX,Y,Zの等色関数
を示すものである。
【0004】特開平6−281502号公報には、RG
B表色系及びXYZ表色系間の変換をなくし、XYZ表
色系で直接に測定する従来の方法が記載されている。図
20はこの方法に用いられる3色分解光学ユニットを示
し、被測定光100はZ成分反射分離ダイクロイックミ
ラー110で500nm以下のZ波長成分が分離され、
この分離されたZ波長成分は固定撮像素子(CCD)1
20へ照射されて測定される。また、500nm以上の
波長成分の光はハーフミラー130によって2等分さ
れ、Y成分帯域透過フィルター140、X成分帯域透過
フィルター150によってY成分波長及びX成分波長に
分離されてCCD160,170へ照射され、それぞれ
のCCD160,170で測定される。
【0005】このような方法では、3色を同時に取り込
むことができるため、動画の記録に有効となっている。
また、静止画を記録するためには、図19のX,Y,Z
の特性関数を有したフィルターを用いることにより3色
を順番に記録することにより対応することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、X,Y,Zの特性を有した干渉フィ
ルターを用いてそれぞれのCCDに対向させて、例えば
静止画を得ようとするときには、各X,Y,Zの特性の
干渉フィルターを透過した光が各CCDの感度によって
特性が変化し、これにより色バランスが低下する不具合
が生じる。このため、図19に示すX,Y,Zの透過率
特性を有した干渉フィルターでは、色再現性が不十分で
あり、実用性にかける問題を有している。
【0007】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、良好な色再現性を行うことが
できる光学特性に優れた干渉フィルターを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、光軸に平行した光の入射に対
し、波長域400〜700nmにおいて膜の透過特性
が、最大値を1.00としたとき、波長域519〜52
8nmおよび660〜673nmにおいて0.10、波
長域533〜542nmおよび645〜657nmにお
いて0.25、波長域552〜562nmおよび630
〜642nmにおいて0.50、波長域568〜578
nmおよび616〜628nmにおいて0.75、波長
域591〜604nmにおいて1.00で構成されるX
YZ表色系における被測定光のX成分を透過することを
特徴とする。
【0009】請求項2の発明は、光軸に平行した光の入
射に対し、波長域400〜700nmにおいて膜の透過
特性が、最大値を1.00としたとき、波長域435〜
442nmおよび651〜664nmにおいて0.1
0、波長域469〜477nmおよび629〜643n
mにおいて0.25、波長域498〜507nmおよび
610〜623nmにおいて0.50、波長域519〜
529nmおよび591〜603nm において0.7
5、波長域553〜567nmにおいて1.00で構成
されるXYZ表色系における被測定光のY成分を透過す
ることを特徴とする。
【0010】請求項3の発明は、光軸に平行した光の入
射に対し、波長域400〜700nmにおいて膜の透過
特性が、最大値を1.00としたとき、波長域396〜
403nmおよび491〜501nmにおいて0.1
0、波長域405〜411nmおよび477〜487n
mにおいて0.25、波長域414〜421nmおよび
466〜475nmにおいて0.50、波長域423〜
429nmおよび456〜465nmにおいて0.7
5、波長域438〜446nmにおいて1.00で構成
されるXYZ表色系における被測定光のZ成分を透過す
ることを特徴とする。
【0011】以上の請求項1〜3の発明におけるX,
Y,Z成分の各干渉フィルターは、RGB系から導かれ
るXYZ系の等色関数を再現しており、このため優れた
光学特性となる。また、光源によって映し出された被写
体について、例えば、静止画を記録して色再現する場
合、X,Y,Zの各干渉フィルターは図2に示す感度特
性を有したCCDに基づいてX,Y,Z特性が決定され
る。かかるX,Y,Z特性を有した干渉フィルターを用
いてXYZ表色系においてデータの取り込みをすること
により、性の座標上での評価を行うことができる。
【0012】これらの発明では、データ処理上、X,
Y,Zについて個別に調整することができるため、取り
込んだデータを取り込んだ環境と異なる環境下で呼び出
した場合、その環境下に合わせた色補正が容易となる。
例えば、図1に示す光源30を備えた環境下Aで図2に
示す感度特性を有したCCDカメラ31により指標とす
るカラーチャートと被対象物32の画像とを、X,Y,
Zそれぞれの光学特性を有した干渉フィルターを順次、
通過させてデータを取り込む。
【0013】ここで、CCDカメラ31は図5に示すよ
うに、フィルター保持具35と、CCD34とをハウジ
ング31a内に有している。フィルター保持具35は図
6に示すように、垂直入射において図4に示した光学特
性のXフィルター36,Yフィルター37、Zフィルタ
ー38を有している。図4は図2に示すCCDの感度特
性から導かれるX,Y,Zそれぞれのフィルター36,
37,38の光学特性を示すものである。
【0014】なお、フィルター保持具35はモータ39
に連結されており、モータ39の駆動によって各フィル
ター36,37,38が順次、レンズ群40に臨むよう
に間欠回転する。被対象物からの光は各フィルター3
6,37,38を通った後、CCD34に入射する。そ
して、CCD34からデータ処理コンピュータ49に取
り込まれて処理が行われる。
【0015】図3は環境下Aとは異なった環境下Bを示
し、この環境下Bでは環境下Aの光源31とは異なった
光源33が設けられている。この環境下Bで、指標とす
るカラーチャートについて取り込んだデータを元に補正
を行った後、被対象物32の画像を示すことにより、コ
ンピュータ34上でデータの色再現を容易に、且つ正確
に行うことができる。
【0016】図4は以上の発明に用いられる干渉フィル
ターの透過率特性を示す。図19に示す特性関数を有し
たフィルターの内、Xフィルターでは、440nm付近
と600nm付近にピークを有した透過帯となっている
が、440nm付近の透過帯は、Zフィルターでまかな
うことができる。このため、図4では、それぞれ1つず
つピークを有したX,Y,Zフィルターの特性とするも
のである。
【0017】図7は以上の発明に用いることができるC
CDカメラ31の別の構成を示す。このCCDカメラ3
1では、ハウジング31a内にXフィルター43、Yフ
ィルター44及びZフィルター45が固定的に設けられ
ていると共に、各フィルター43,44,45にはCC
D46,47,48がそれぞれ対応するように配置され
ている。このCCDカメラ31では、レンズ群40を透
過した被対象物からの光がそれぞれのフィルター43,
44,45に入射し、各フィルター43,44,45を
透過した光がそれぞれのCCD46,47,48に入射
した後、CCD46,47,48からデータ処理コンピ
ュータ49に取り込まれる。このような構造では、X,
Y,Zそれぞれのフィルター43,44,45を光が同
時に透過するため、動画に対する対応が可能となる。
【0018】次に、請求項4の発明は、波長λ=500
nmでの屈折率nが、2.330≦n≦2.380であ
る高屈折率材料層及び1.455≦n≦1.465の低
屈折率材料層を交互に積層した多層膜により構成され、
Hを高屈折率材料、Lを低屈折率材料とし、λ=500
nm、光学式膜厚λ/4を1としたとき、XYZ表色系
において基板表面側から空気側へ、順に膜厚が0.91
1H/0.874L/0.439H(/0.883L/
0.978H)×6/1.260L/0.470H/
1.806Lとなる18層の膜構成を有するフィルター
と、基板表面側から空気側へ、順に膜厚が0.801H
/2.414L/1.585H(/1.501L/1.
516H)×5/1.562L/1.632H/0.8
92Lとなる16層の膜構成を有するフィルターとから
なり、波長域400nm〜460nmでの透過率T<
0.1%、波長域500nm〜700nmでの透過率T
>90%となっている被測定光のX成分を波長域400
nm〜700nmにおいて透過することを特徴とする。
【0019】請求項5の発明は、波長λ=500nmで
の屈折率nが、1.550≦n≦2.000の中間屈折
率材料層を基板側の1層目に設け、2層目以降を2.3
30≦n≦2.380の高屈折率材料層及び1.455
≦n≦1.465の低屈折率材料層を交互に積層した多
層膜により構成され、Mを中間屈折率材料、Hを高屈折
率材料、Lを低屈折率材料とし、λ=500nm、光学
式膜厚λ/4を1としたとき、XYZ表色系において、
基板表面側から空気側へ、順に膜厚が1M/2.130
H/2.137L(/0.810H/0.807L)×
3/0.924H/1.366Lとなる11層の膜構成
を有するフィルターと、基板表面側から空気側へ、順に
膜厚が0.308H/2.145L/2.004H
(1.396L/1.474H)×4/1.615L/
1.518H/0.924Lとなる14層の膜構成を有
するフィルターとからなり、被測定光のY成分を波長域
400nm〜700nmにおいて透過することを特徴と
する。
【0020】請求項6の発明は、波長λ=500nmで
の屈折率nが、2.330≦n≦2.380の高屈折率
材料層及び1.455≦n≦1.465の低屈折率材料
層を交互に積層した多層膜により構成され、Hを高屈折
率材料、Lを低屈折率材料とし、λ=500nm、光学
式膜厚λ/4を1としたとき、XYZ表色系において、
基板表面側から空気側へ、順に膜厚が1.413H/
1.267L/0.833H/1.259L/1.22
2H/1.056L/0.774H/1.165L/
0.544H/1.866L/0.853H/0.94
5L/0.912H/0.365L/0.304H/
2.022Lとなる16層の膜構成を有し、波長域40
0nm〜420nmでの透過率T>85%、波長域42
0nm〜500nmでの透過率T>90%、波長域57
0nm〜700nmでの透過率T< 0.1%となって
いる被測定光のZ成分を波長域400nm〜700nm
において透過することを特徴とする。
【0021】このような請求項4〜6の発明では、各々
の透過帯をになうフィルターと、不要な波長域をカット
すると共に各々の透過帯を損なうことなく透過するフィ
ルターとを組み合わせることで構成される。この場合、
透過帯を損なうことなく透過するにあたって、全体の透
過光量を下げることがないようにT<90%としてい
る。なお、請求項4〜6に記載するフィルターの膜厚
は、基本膜厚であり、中間屈折率材料の膜厚は、波長を
λとし、光学式膜厚λ/4を1としたとき、0.0から
0.7の範囲内であれば問題ないものである。また、高
屈折率材料、低屈折率材料の公差として、記載された各
膜厚に対し、±1.0%の許容範囲内であれば、光学特
性上の問題はなく、±0.5%の許容範囲内であれば、
光学特性上さらに好ましい。真空蒸着による多層膜の形
成の際の成膜の複数回繰り返しのばらつきがこれらの範
囲内となるものであり、この範囲内であれば、光学特性
上の問題が生じることがない。
【0022】( )で囲まれた膜の繰り返しについて
は、繰り返しの中で分割されてもよく、Hを高屈折率材
料、Lを低屈折率材料とし、t、t、t、及びu
、u、uを正数とした場合、例えば、(tH/
L)×5としたとき、(tH/uL)×2/
(t/uL)×1/(tH/uL)×2であっ
ても良く、この場合には、t、t、t及びu
、uがそれぞれ異なっていても良い。
【0023】なお、レーザーカットフィルターの成膜
は、真空蒸着法に代えてイオンアシスト法やスパッタリ
ング法などを用いることができる。この成膜では、λ=
750nmでの屈折率が、中間屈折率材料層で1.55
0≦n≦2.000、高屈折率材料層で2.210≦n
≦2.300、低屈折率材料層で1.450≦n≦1.
470の範囲内であれば、何ら制限はない。また、中間
屈折率材料としては、ALおよびALとL
aの混合物、高屈折率材料としてはTiO、Ta
、Nb、Y、低屈折率材料としてはSi
などでもよい。
【0024】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)この実施の形態
では、対向した平面が平行のガラス基板S−BSL7
(外径28mm、厚さ1.0mm)の一方の平面上に、
第1のフィルターを成膜によって形成すると共に、他方
の平面上に第2のフィルターを成膜によって形成して第
1の光学部品とした。成膜は真空蒸着によって行った。
【0025】第1のフィルターは屈折率をnとしたと
き、2.330≦n≦2.380の高屈折率材料層
(H)をTiOの高屈折率材料を用い、1.455≦
n≦1.465の低屈折率材料層(L)をSiOの低
屈折率材料を用いて成膜される。この第1のフィルター
は、波長λ=500mm、光学式膜厚λ/4を1とした
とき、基板側から順に膜厚が、0.911H/0.87
4L/0.439H(/0.883L/0.978H)
×6/1.260L/0.470H/1.806Lの計
18層の膜構成となっている。なお、膜構成における
(/0.883L/0.978H)×6は(/0.88
3L/0.978H)の膜厚を6回繰り返すことを示し
ており、この表現は以下についても同様である。
【0026】第2のフィルターはガラス基板の他方の平
面に対して、基板側から順に膜厚が、0.801H/
2.414L/1.585H(/1.50L/1.51
6H)×5/1.562L/1.632H/0.892
Lの計16層の膜構成となっている。
【0027】次に、第1の光学部品と同じガラス基板の
片面に対して、第3のフィルターを真空蒸着によって成
膜して第2の光学部品を形成した。この第3のフィルタ
ーは高屈折率材料としてTiOを、低屈折材料として
SiOを用いて成膜され、基板側から空気側に向かっ
て膜厚が順に、0.5H/0.5L/0.9H/0.7
2L/0.72L(/0.8L/0.8H)×11/
0.75L/0.7H/1.0L/0.7H/1.4L
の計32層の膜構成となるように行う。この第3のフィ
ルターは、波長域400nm〜460nmにおいて透過
率T<0.1%で且つ、波長域500nm〜700nm
において透過率T>90%を満たしている。
【0028】図9は以上の成膜を行う成膜装置を示す。
この成膜装置は、排気系としてのロータリーポンプ11
及び拡散ポンプ12が接続された成膜チャンバー10を
備えている。成膜チャンバー10内には、電子銃15,
16と、電子銃15,16のそれぞれに隣接する材料ハ
ース24,25と、電子銃15,16上で開閉自在とな
っているシャッター17,18とが設けられている。材
料ハース24,25には、成膜材料13,14が充填さ
れる。この実施の形態における成膜材料13はSiO
であり、成膜材料14はTiOである。
【0029】成膜チャンバー10内の上部には、低速回
転可能なドーム23が配置されており、このドーム23
に基板ホルダー22が取り付けられている。また、ドー
ム23の中央部分には、膜厚監視を行う監視用ガラス2
0が配置されており、この監視用ガラス20上の反射率
の変化を反射式光学監視系19が監視して、監視用ガラ
ス20の反射率の変化からガラス基板21に成膜した膜
厚を監視するようになっている。
【0030】この装置では、成膜面が下向きになるよう
ガラス基板21を基板ホルダー22にセットし、この基
板ホルダー22を成膜時に15rpmで回転するドーム
23にセットする。成膜チャンバー10内をロータリー
ポンプ11と拡散ポンプ12により、所定の雰囲気
(2.6×10−3Pa)にした後、1.3×10−2
Paまで不図示の酸素ガス導入系により酸素を導入し、
成膜材料(TiO)14用の電子銃16の電流値を上
げ、その後、シャッター18を開けてTiOを成膜す
る。
【0031】この成膜を反射式膜厚監視計19が監視
し、所定の膜厚に達した時点でシャッター18を閉じて
ガラス基板21に成膜する材料を遮り、電流値を下げ
る。
【0032】次に成膜材料(SiO)13用の電子銃
15の電流値を上げた後、シャッター17を開けてSi
を成膜する。このときも同様に反射式膜厚監視計1
9で監視を行い、所定の膜厚に達した時点でシャッター
17を閉じてガラス基板21に成膜する材料を遮り、電
流値を下げる。以上の作動を交互に繰り返して上述した
層数の多層膜をガラス基板21上に形成する。
【0033】なお、高屈折率材料14が充填されている
材料ハース25としては、複数の充填部を備えると共
に、図示を省略した回転手段によって回転可能となって
おり、その回転によって、例えば、Al及びTi
を交互に成膜するように構成することも可能であ
る。
【0034】以上のようにしてフィルターが成膜された
第1の光学部品及び第2の光学部品を平行に組み合わせ
て干渉フィルターを作製した。図8はこの干渉フィルタ
ー50を示し、第1の光学部品5の両面には、後述した
膜構成の第1のフィルター53,54が形成されてお
り、第2の光学部品52の片面には、第3のフィルター
55が形成されている。干渉フィルター50は第1及び
第2の光学部品51,52の間に空気層56が存在する
ように光学部品51,52の間にスペーサ57を介在さ
せた状態で、内径28mmの内枠リング58に落とし込
み、さらに外枠リング59で押圧しながら内枠リング5
8及び外枠リング59を接着することによって形成され
る。このときの光学的有効径は直径26mmである。
【0035】かかる干渉フィルター50を分光光度計
(商品名「U4000」、日立製作所(株)製)によっ
て垂直透過率特性を測定した。図10はこの測定結果を
示す。また、表1には、透過率特性の最大値を1.00
としたときにおける0.10、0.25、0.50、
0.75、1.00の透過波長を示してある。
【0036】さらに、上述した真空蒸着による多層膜の
成膜を実施して、それぞれ5個の第1、第2の光学部品
を得るとともに、これらを組み合わせて5個の干渉フィ
ルターを作製し、その垂直透過率特性を測定した。その
結果、波長域400〜700nmにおいて膜の透過特性
が、最大値を1.00としたとき、波長域519nm〜
528nmおよび660〜673nmにおいて0.1
0、波長域533〜542nmおよび645〜657n
mにおいて、0.25、波長域552〜562nmおよ
び630〜642nmにおいて、0.50、波長域56
8〜578nmおよび616〜628nmにおいて、
0.75、波長域591〜604nmにおいて1.00
の範囲内であった。この範囲内では、光学特性上問題の
ないことが確認されている。以上の構成により、波長域
400nm〜700nmにおいて、XYZ座標系のX成
分透過の干渉フィルターとして使用可能なフィルターが
得られた。
【0037】なお上述した第2の光学部品52の片面の
みに形成した第3のフィルター55の反対側の平面に対
し、1層以上であれば層数及び膜構成は問わないが、例
えば、λ=500nm、光学式膜厚λ/4を1としたと
き、基板側から順に膜厚が、0.267H/0.352
L/2.103H/1Lの計4層の膜構成の反射防止膜
を形成してもよい。
【0038】また、この実施の形態では、第1および第
2のフィルター53,54を1つのガラス基板上ではな
く、異なった平行平面のガラス基板(S−BSL7)上
にそれぞれ設けても十分な効果が得られる。さらに、こ
れらの裏面にそれぞれ反射防止膜を形成してもよい。
【0039】この実施の形態では、真空蒸着法によって
ガラス基板上に蒸着材料を成膜し、所定の膜構成を有す
るフィルターを形成したが、同様な膜構成はイオンプレ
ーティング法、スパッタリング法によっても成膜が可能
であり、成膜手法は特に限定されるものではない。ま
た、成膜材料としてTiOとSiOを用いたが、上
述した高屈折率の範囲内であれば、これ等の材料に限定
されるものではなく、例えばTaやYを用
いることも可能である。
【0040】(実施の形態2)この実施の形態では、実
施の形態1のガラス基板と同一のガラス基板の各面に対
して、第1のフィルター及び第2のフィルターを形成し
た。これらのフィルターは真空蒸着によって形成するも
のである。
【0041】第1のフィルターは屈折率をnとしたと
き、1.550≦n≦2.000の中間屈折率材料層
(M)をAlの中間屈折率材料を用い、2.33
0≦n≦2.380の高屈折率材料層(H)をTiO
の高屈折率材料を用い、1.455≦n≦1.465の
低屈折率材料層(L)をSiOの低屈折率材料を用い
て成膜される。この第1のフィルターは、波長λ=50
0mm、光学式膜厚λ/4を1としたとき、基板側から
順に膜厚が、1M/2.130H/2.137L(/
0.810H/0.807L)×3/0.924H/
1.366Lである11層の膜構成となっている。
【0042】一方、第2のフィルターは基板表面側から
空気側へ、順に膜厚が、0.308H/2.145L/
2.004H(1.396L/1.474H)×4/
1.615L/1.518H/0.924Lである14
層の膜構成となっている。
【0043】以上の第1及び第2のフィルターからなる
干渉フィルターを分光光度計(商品名「U4000」、
日立製作所(株)製)によって垂直透過率特性を測定し
た。図12はこの測定結果を示す。また、表1には、透
過率特性の最大値を1.00としたときにおける0.1
0、0.25、0.50、0.75、1.00の透過波
長を示してある。
【0044】さらに、上述した真空蒸着による多層膜の
成膜を実施して、5個の干渉フィルターを作製し、その
垂直透過率特性を測定した。その結果、波長域400〜
700nmにおいて膜の透過特性が、最大値を1.00
としたとき、波長域435〜442nmおよび651〜
664nmにおいて0.10、波長域469〜477n
mおよび629〜643nmにおいて0.25、波長域
498〜507nmおよび610〜623nmにおいて
0.50、波長域519〜529nmおよび591〜6
03nmにおいて0.75、波長域553〜567nm
において1.00の範囲内であった。この範囲内では、
光学特性上問題のないことが確認されている。以上の構
成により、波長域400nm〜700nmにおいて、X
YZ座標系のY成分透過の干渉フィルターとして使用可
能なフィルターが得られた。
【0045】この実施の形態では、第1および第2のフ
ィルターを1つのガラス基板上ではなく、異なった平行
平面のガラス基板(S−BSL7)上にそれぞれ設けて
も十分な効果が得られる。さらに、これらの裏面にそれ
ぞれ反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜として
は、フィルターを形成した裏面に対し、1層以上であれ
ば層数及び膜構成は問わないが、例えば、λ=500n
m、光学式膜厚λ/4を1としたとき、基板側から順に
膜厚が、0.267H/0.352L/2.103H/
1Lの計4層の膜構成とすることができる。このように
反射防止膜を形成することにより基板表面の反射を低減
することができ、これにより透過率を向上させることが
可能となる。
【0046】なお、この実施の形態においても、成膜手
法や成膜材料は限定されるものではなく、他の成膜手法
や成膜材料を使用することも可能である。例えば、中間
屈折率材料としてAlに代えてAlとLa
との混合物を使用することができると共に、高屈折率材
料や低屈折率材料としても他の材料を使用することがで
きる。
【0047】(実施の形態3)この実施の形態では、対
向した平面が平行のガラス基板S−BSL7(外径28
mm、厚さ1.0mm)の一方の平面上に、第1のフィ
ルターを成膜によって形成して第1の光学部品とした。
一方、同一材料からなる他のガラス基板の一方の平面に
第2のフィルターを、他方の平面に第3のフィルターを
それぞれ成膜によって形成して第2の光学部品とした。
なお、成膜は真空蒸着によって行うものである。
【0048】第1の光学部品における第1のフィルター
は、屈折率をnとしたとき、2.330≦n≦2.38
0の高屈折率材料層(H)をTiOの高屈折率材料を
用い、1.455≦n≦1.465の低屈折率材料層
(L)をSiOの低屈折率材料を用いて成膜される。
この第1のフィルターは、波長λ=500mm、光学式
膜厚λ/4を1としたとき、基板側から空気側に向かっ
て膜厚が、順に1.413H/1.267L/0.83
3H/1.259L/1.222H/1.056L/
0.774H/1.165L/0.544H/1.86
6L/0.853H/0.945L/0.912H/
0.365L/0.304H/2.022Lである16
層の膜構成となっている。
【0049】第2の光学部品における第2及び第3のフ
ィルターは、第1のフィルターと同一の屈折率材料を用
いて成膜されるものである。第2のフィルターは基板側
から空気側に向かって膜厚が順に、1.551H/1.
223L(/1.491H/0.925L)×8/1.
431H/0.507Lである20層の膜構成で形成さ
れる。第3のフィルターは基板側から空気側に向かって
膜厚が順に、(1.41L/1.41H)×9/0.7
05Lである19層の膜構成となっている。
【0050】この第2のフィルター及び第3のフィルタ
ーによって形成される第2の光学部品は、波長域400
nm〜420nmでの透過率T>85%、波長域420
nm〜500nmでの透過率T>90%、波長域570
nm〜700nmでの透過率T< 0.1%の透過特性
を有している。
【0051】図13は実施の形態1と同様に、以上の第
1及び第2の光学部品を平行に組み合わせて作製した干
渉フィルター60を示し、図8と同一の部分には同一の
符号を付してある。この干渉フィルター60では、第1
の光学部品61の片面に第1のフィルター63が形成さ
れ、第2の光学部品62の一方の面に第2のフィルター
64が、他方の面に第3のフィルター65が形成されて
いる。
【0052】かかる干渉フィルター60を分光光度計
(商品名「U4000」、日立製作所(株)製)によっ
て垂直透過率特性を測定した。図14はこの測定結果を
示す。また、表1には、透過率特性の最大値を1.00
としたときにおける0.10、0.25、0.50、
0.75、1.00の透過波長を示してある。
【0053】さらに、上述した真空蒸着による多層膜の
成膜を実施して、それぞれ5個の第1、第2の光学部品
を得るとともに、これらを組み合わせて5個の干渉フィ
ルターを作製し、その垂直透過率特性を測定した。その
結果、波長域400〜700nmにおいて膜の透過特性
が、最大値を1.00としたとき、波長域396〜40
3nmおよび491〜501nmにおいて0.10、波
長域405〜411nmおよび477〜487nmにお
いて0.25、波長域414〜421nmおよび466
〜475nmにおいて0.50、波長域423〜429
nmおよび456〜465nmにおいて0.75、波長
域438〜446nmにおいて1.00の範囲内であっ
た。この範囲内では、光学特性上問題のないことが確認
されている。以上の構成により、波長域400nm〜7
00nmにおいて、XYZ座標系のZ成分透過の干渉フ
ィルターとして使用可能なフィルターが得られた。
【0054】この実施の形態では、第1のフィルター6
3を形成した第1の光学部品61の反射防止膜を形成し
てもよい。反射防止膜としては、フィルターを形成した
裏面に対し、1層以上であれば層数及び膜構成は問わな
いが、例えば、λ=500nm、光学式膜厚λ/4を1
としたとき、基板側から順に膜厚が、0.267H/
0.352L/2.103H/1Lの計4層の膜構成と
することができる。このように反射防止膜を形成するこ
とにより基板表面の反射を低減することができ、これに
より透過率を向上させることが可能となる。裏面に対し
て、反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜として
は、フィルターを形成した裏面に対し、1層以上であれ
ば層数及び膜構成は問わないが、例えば、λ=500n
m、光学式膜厚λ/4を1としたとき、基板側から順に
膜厚が、0.267H/0.352L/2.103H/
1Lの計4層の膜構成とすることができる。このように
反射防止膜を形成することにより基板表面の反射を低減
することができ、これにより透過率を向上させることが
可能となる。
【0055】また、この実施の形態では、第2のフィル
ター64及び第3のフィルター65を別々のガラス基板
に形成しても良く、この場合にも、その裏面に反射防止
膜を設けても良い。さらに、成膜手法や成膜材料につい
ても変更することができる。
【0056】(実施の形態4)この実施の形態では、実
施の形態3と同様に、対向した平面が平行のガラス基板
S−BSL7(外径28mm、厚さ1.0mm)の一方
の平面上に、第1のフィルターを成膜によって形成して
第1の光学部品とすると共に、同一材料からなる他のガ
ラス基板の一方の平面に第2のフィルターを、他方の平
面に第3のフィルターをそれぞれ成膜によって形成して
第2の光学部品とした。成膜は真空蒸着によって行うも
のである。
【0057】第1の光学部品における第1のフィルター
は、屈折率をnとしたとき、2.330≦n≦2.38
0の高屈折率材料層(H)をTiOの高屈折率材料を
用い、1.455≦n≦1.465の低屈折率材料層
(L)をSiOの低屈折率材料を用いて成膜される。
この第1のフィルターは、波長λ=500mm、光学式
膜厚λ/4を1としたとき、基板側から空気側に向かっ
て膜厚が、順に1.424H/1.277L/0.83
9H/1.269L/1.233H/1.064L/
0.78H/1.174L/0.548H/1.881
L/0.86H/0.953L/0.919H/0.3
68L/0.307H/2.039Lである16層の膜
構成となっている。
【0058】第2の光学部品における第2及び第3のフ
ィルターは、第1のフィルターと同一の屈折率材料を用
いて成膜されるものである。第2のフィルターは基板側
から空気側に向かって膜厚が順に、1.551H/1.
223L(/1.491H/0.925L)×8/1.
431H/0.507Lである20層の膜構成で形成さ
れる。第3のフィルターは基板側から空気側に向かって
膜厚が順に、(1.41L/1.41H)×9/0.7
05Lである19層の膜構成となっている。
【0059】この第2のフィルター及び第3のフィルタ
ーによって形成される第2の光学部品は、波長域400
nm〜420nmでの透過率T>85%、波長域420
nm〜500nmでの透過率T>90%、波長域570
nm〜700nmでの透過率T< 0.1%の透過特性
を有している。
【0060】図15は実施の形態3と同様に、以上の第
1及び第2の光学部品を平行に組み合わせて作製した干
渉フィルター70を示し、図13と同一の部分には同一
の符号を付してある。この干渉フィルター70では、第
1の光学部品71の片面に第1のフィルター73が形成
され、第2の光学部品72の一方の面に第2のフィルタ
ー74が、他方の面に第3のフィルター75が形成され
ている。
【0061】図16はこの実施の形態の干渉フィルター
70の垂直透過率特性を測定した結果を示す。表1に
は、透過率特性の最大値を1.00としたときにおける
0.10、0.25、0.50、0.75、1.00の
透過波長を示してある。
【0062】以上の実施の形態により、波長域400n
m〜700nmにおいて、XYZ座標系のZ成分透過の
干渉フィルターとして使用可能なフィルターが得られ
た。
【0063】この実施の形態では、請求項6の膜厚に対
して、全層を1.008倍して構成されたZ干渉フィル
ターである。この実施の形態のZ干渉フィルターを実施
の形態1のZ干渉フィルター及び実施の形態2のY干渉
フィルターと組み合わせて用い、各CCDで取り込まれ
た各成分のデータによって静止画を記録しても良好な色
再現が可能であった。これにより、使用上、問題のない
ことが確認できた。
【0064】なお、この実施の形態では、第1のフィル
ター73を形成した第1の光学部品71の反射防止膜を
形成してもよい。反射防止膜としては、フィルターを形
成した裏面に対し、1層以上であれば層数及び膜構成は
問わないが、例えば、λ=500nm、光学式膜厚λ/
4を1としたとき、基板側から順に膜厚が、0.267
H/0.352L/2.103H/1Lの計4層の膜構
成とすることができる。このように反射防止膜を形成す
ることにより基板表面の反射を低減することができ、こ
れにより透過率を向上させることが可能となる。
【0065】また、この実施の形態では、第2のフィル
ター64及び第3のフィルター65を別々のガラス基板
に形成しても良く、この場合にも、その裏面に反射防止
膜を設けても良い。さらに、成膜手法や成膜材料につい
ても変更することができる。
【0066】(実施の形態5)この実施の形態では、実
施の形態3のガラス基板と同一のガラス基板の一方の面
に対して、赤外線カットフィルターを形成して第3の光
学部品を作製した。
【0067】赤外線カットフィルターは屈折率をnとし
たとき、1.550≦n≦2.000の中間屈折率材料
層(M)をAlの中間屈折率材料を用い、2.3
30≦n≦2.380の高屈折率材料層(H)をTiO
の高屈折率材料を用い、1.455≦n≦1.465
の低屈折率材料層(L)をSiOの低屈折率材料を用
いて真空蒸着により成膜される。この赤外線カットフィ
ルターは、波長λ=500mm、光学式膜厚λ/4を1
としたとき、基板側から順に膜厚が、0.784M/
1.72386H/1.9339L/1.74362H
(/1.7248L/1.692H)×15/1.81
543L/1.6972H/1.82374L/1.7
0755H・0.92026Lである39層の膜構成と
なっている。
【0068】かかる赤外線カットフィルターは745〜
950nmの透過率を0.1%以下のカットすることが
できる。図18はこの赤外線カットフィルターの垂直透
過率特性を示す。
【0069】図17はこの第3の光学部品83を図13
に示す実施の形態3の光学部品61,62と平行になる
ように内枠リング58及び外枠リング59に組み付けた
干渉フィルター80を示す。第3の光学部品83は第2
の光学部品62における第3のフィルター65側に配置
され、その赤外線カットフィルター84が空気層56を
介して第3のフィルター65に臨んでいる。このように
組み合わせることにより、570〜950nmまで透過
率0.1%以下の特性を有し、赤外域の通過帯による影
響を低減したXYZ座標系のZ成分透過フィルターとし
て使用することができる。
【0070】なお、この実施の形態では、赤外線カット
フィルターが形成された第3の光学部品を実施の形態1
や実施の形態2の干渉フィルターと組み合わせても同様
な効果を得ることができる。
【0071】
【表1】
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、XYZ表色系で取り込んだデータのX成分を透
過するため、色情報を再現することができる。
【0073】請求項2の発明によれば、XYZ表色系で
取り込んだデータのY成分を透過するため、色情報を再
現することができる。
【0074】請求項3の発明によれば、XYZ表色系で
取り込んだデータのZ成分を透過するため、色情報を再
現することができる。
【0075】請求項4の発明によれば、XYZ表色系で
取り込んだデータのX成分を透過するため、色情報を再
現することができ、しかも簡単に作製することができ
る。
【0076】請求項5の発明によれば、XYZ表色系で
取り込んだデータのY成分を透過するため、色情報を再
現することができ、しかも簡単に作製することができ
る。
【0077】請求項3の発明によれば、XYZ表色系で
取り込んだデータのZ成分を透過するため、色情報を再
現することができ、しかも簡単に作製することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】データを取り込む一例を示す正面図である。
【図2】本発明に用いるCCDカメラの感度を示す特性
図である。
【図3】データを再現する一例を示す正面図である。
【図4】本発明に用いる干渉フィルターの透過率の特性
図である。
【図5】CCDカメラの内部を示す断面図である。
【図6】図5のレンズ保持具の正面図である。
【図7】別のCCDカメラの内部を示す断面図である。
【図8】実施の形態1の干渉フィルターの断面図であ
る。
【図9】成膜装置の断面図である。
【図10】実施の形態1のX成分透過の干渉フィルター
の垂直透過率特性図である。
【図11】実施の形態1の干渉フィルターの分光反射率
特性図である。
【図12】実施の形態2のY成分透過の干渉フィルター
の垂直透過率特性図である。
【図13】実施の形態3の干渉フィルターの断面図であ
る。
【図14】実施の形態3のZ成分透過の垂直透過率特性
図である。
【図15】実施の形態4の干渉フィルターの断面図であ
る。
【図16】実施の形態4のZ成分透過の垂直透過率特性
図である。
【図17】実施の形態5の干渉フィルターの断面図であ
る。
【図18】実施の形態5のZ成分透過の干渉フィルター
の垂直透過率特性図である。
【図19】XYZの等色関数の特性図である。
【図20】従来の干渉フィルターの側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 浩 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高尾 潔 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 川俣 健 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H048 GA04 GA13 GA23 GA25 GA33 GA43 GA51

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸に平行した光の入射に対し、波長域
    400〜700nmにおいて膜の透過特性が、最大値を
    1.00としたとき、 波長域519〜528nmおよび660〜673nmに
    おいて0.10、波長域533〜542nmおよび64
    5〜657nmにおいて0.25、波長域552〜56
    2nmおよび630〜642nmにおいて0.50、波
    長域568〜578nmおよび616〜628nmにお
    いて0.75、波長域591〜604nmにおいて1.
    00で構成されるXYZ表色系における被測定光のX成
    分を透過することを特徴とする干渉フィルター。
  2. 【請求項2】 光軸に平行した光の入射に対し、波長域
    400〜700nmにおいて膜の透過特性が、最大値を
    1.00としたとき、 波長域435〜442nmおよび651〜664nmに
    おいて0.10、波長域469〜477nmおよび62
    9〜643nmにおいて0.25、波長域498〜50
    7nmおよび610〜623nmにおいて0.50、波
    長域519〜529nmおよび591〜603nmにお
    いて0.75、波長域553〜567nmにおいて1.
    00で構成されるXYZ表色系における被測定光のY成
    分を透過することを特徴とする干渉フィルター。
  3. 【請求項3】 光軸に平行した光の入射に対し、波長域
    400〜700nmにおいて膜の透過特性が、最大値を
    1.00としたとき、 波長域396〜403nmおよび491〜501nmに
    おいて0.10、波長域405〜411nmおよび47
    7〜487nmにおいて0.25、波長域414〜42
    1nmおよび466〜475nmにおいて0.50、波
    長域423〜429nmおよび456〜465nmにお
    いて0.75、波長域438〜446nmにおいて1.
    00で構成されるXYZ表色系における被測定光のZ成
    分を透過することを特徴とする干渉フィルター。
  4. 【請求項4】 波長λ=500nmでの屈折率nが、
    2.330≦n≦2.380である高屈折率材料層及び
    1.455≦n≦1.465の低屈折率材料層を交互に
    積層した多層膜により構成され、Hを高屈折率材料、L
    を低屈折率材料とし、λ=500nm、光学式膜厚λ/
    4を1としたとき、XYZ表色系において基板表面側か
    ら空気側へ、順に膜厚が0.911H/0.874L/
    0.439H(/0.883L/0.978H)×6/
    1.260L/0.470H/1.806Lとなる18
    層の膜構成を有するフィルターと、 基板表面側から空気側へ、順に膜厚が0.801H/
    2.414L/1.585H(/1.501L/1.5
    16H)×5/1.562L/1.632H/0.89
    2Lとなる16層の膜構成を有するフィルターと、 波長域400nm〜460nmでの透過率T<0.1%
    であり、且つ波長域500nm〜700nmでの透過率
    T>90%であるフィルターとからなり、 被測定光のX成分を波長域400nm〜700nmにお
    いて透過することを特徴とする干渉フィルター。
  5. 【請求項5】 波長λ=500nmでの屈折率nが、
    1.550≦n≦2.000の中間屈折率材料層を基板
    側の1層目に設け、2層目以降を2.330≦n≦2.
    380の高屈折率材料層及び1.455≦n≦1.46
    5の低屈折率材料層を交互に積層した多層膜により構成
    され、Mを中間屈折率材料、Hを高屈折率材料、Lを低
    屈折率材料とし、λ=500nm、光学式膜厚λ/4を
    1としたとき、XYZ表色系において、基板表面側から
    空気側へ、順に膜厚が1M/2.130H/2.137
    L(/0.810H/0.807L)×3/0.924
    H/1.366Lとなる11層の膜構成を有するフィル
    ターと、 基板表面側から空気側へ、順に膜厚が0.308H/
    2.145L/2.004H(1.396L/1.47
    4H)×4/1.615L/1.518H/0.924
    Lとなる14層の膜構成を有するフィルターとからな
    り、 被測定光のY成分を波長域400nm〜700nmにお
    いて透過することを特徴とする干渉フィルター。
  6. 【請求項6】 波長λ=500nmでの屈折率nが、
    2.330≦n≦2.380の高屈折率材料層及び1.
    455≦n≦1.465の低屈折率材料層を交互に積層
    した多層膜により構成され、Hを高屈折率材料、Lを低
    屈折率材料とし、λ=500nm、光学式膜厚λ/4を
    1としたとき、XYZ表色系において、基板表面側から
    空気側へ膜厚が順に、1.413H/1.267L/
    0.833H/1.259L/1.222H/1.05
    6L/0.774H/1.165L/0.544H/
    1.866L/0.853H/0.945L/0.91
    2H/0.365L/0.304H/2.022Lとな
    る16層の膜構成を有するフィルターと、 波長域400nm〜420nmでの透過率T>85%、
    波長域420nm〜500nmでの透過率T>90%、
    波長域570nm〜700nmでの透過率T<0.1%
    であるフィルターとからなり、 被測定光のZ成分を波長域400nm〜700nmにお
    いて透過することを特徴とする干渉フィルター。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018611A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Sony Corp 撮像装置
JP2012159658A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Daishinku Corp 光学フィルタモジュール、および光学フィルタシステム

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