JP2001051121A - Polarizing filter - Google Patents
Polarizing filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器に使用す
る多層膜偏光フィルタに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a multilayer polarizing filter used for optical equipment.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来、例えば液晶プロジェクタなどにおい
て、光源からでた光をＲＧＢの３原色に分解する過程
で、光がｓ偏光光束とｐ偏光光束に別れるため、このま
ま使用したのでは色の分離性が悪くなる。そこで、ｓ偏
光光束またはｐ偏光光束のどちらか一方の光のみを使用
するために、偏光フィルタを使用していた。そして、従
来この偏光フィルタには、有機フィルムを用いたものや
多層干渉膜を用いたものがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, in a process of decomposing light emitted from a light source into three primary colors of RGB in, for example, a liquid crystal projector, the light is separated into an s-polarized light beam and a p-polarized light beam. Gets worse. Therefore, a polarizing filter has been used in order to use only one of the s-polarized light beam and the p-polarized light beam. Conventionally, this polarizing filter includes a filter using an organic film and a filter using a multilayer interference film.
【０００３】有機フィルムを用いたものでは、ポリビニ
ルアルコール又はセルロースなどにヨウ化物の結晶を吸
着させて偏光フィルタを製作していた。この偏光フィル
タはアセトアセチル基含有アクリル系樹脂粘着剤などを
用いて、ガラス製のプリズムに張り付けて使用してい
る。In the case of using an organic film, a polarizing filter has been manufactured by adsorbing iodide crystals on polyvinyl alcohol or cellulose. This polarizing filter is attached to a glass prism using an acetoacetyl group-containing acrylic resin adhesive or the like.
【０００４】多層干渉膜を用いたものでは、ガラス製の
プリズムの所望とする面に二酸化チタン膜と二酸化ケイ
素膜とをある一定の膜厚で交互に積層し製作していた。In the case of using a multilayer interference film, a titanium dioxide film and a silicon dioxide film are alternately laminated with a certain thickness on a desired surface of a glass prism.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の偏光フ
ィルタでは、以下に示すような欠点があった。However, the above polarizing filter has the following drawbacks.
【０００６】有機フィルムを用いたものでは、 光を吸収することにより光を偏光させていたので、偏
光フィルタを透過する光が半分以下に減少していた。 透過量の減少を補うために、光源の光量を増加させる
ので、光源から発せられる熱に対する対応をしなければ
ならなかった。In the case of using an organic film, the light is polarized by absorbing the light, so that the light transmitted through the polarizing filter is reduced to less than half. Since the light amount of the light source is increased to compensate for the decrease in the transmission amount, it is necessary to take measures against the heat generated from the light source.
【０００７】多層干渉膜を用いたものでは、 ｐ偏光光束とｓ偏光光束とを効率よく分離することが
でなかった。例えば、可視全域（４００〜７００ｎｍ）
にわたって、ｓ偏光光束を９０％以上反射、ｐ偏光光束
を９０％以上透過できるものがなかった。 効率よく分離できるものがあっても、その範囲は１０
０〜１５０ｎｍ程度の狭い範囲でしか分離することがで
きなかった。In the case of using the multilayer interference film, the p-polarized light beam and the s-polarized light beam cannot be efficiently separated. For example, the entire visible range (400 to 700 nm)
In all cases, no s-polarized light beam could be reflected by 90% or more and the p-polarized light beam could be transmitted by 90% or more. Even if something can be separated efficiently, the range is 10
Separation was possible only in a narrow range of about 0 to 150 nm.
【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、光源からの光量の損失が少なく、かつ偏光範囲の広
い偏光フィルタを提供することを目的とする。特に可視
域を効率よく偏光する偏光フィルタを提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a polarizing filter having a small loss of light amount from a light source and a wide polarization range. In particular, it is an object of the present invention to provide a polarizing filter that efficiently polarizes a visible region.
【０００９】[0009]
【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、請求項１に対応する発明は、高屈折率膜
と低屈折率膜とを含む多層膜をプリズム上に被覆した偏
光フィルタにおいて、多層膜を構成する高屈折率膜及び
低屈折率膜を被膜するごとに順次変化させるようにし
た。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a multilayer film including a high refractive index film and a low refractive index film is coated on a prism. In the polarizing filter, the high refractive index film and the low refractive index film constituting the multilayer film are sequentially changed every time they are coated.
【００１０】請求項２に対応する発明は、請求項１に記
載された偏光フィルタにおいて、前記高屈折率膜及び前
記低屈折率膜の膜厚を一定の割合で順次変化させるよう
にした。請求項１及び２に対応する発明のように、高屈
折率膜及び低屈折率膜を積層するごとに、順次膜厚を変
化させるようにしたことにより、所望とする波長域を効
率よく分離することができる。なお、ここで示した膜厚
の順次変化は、被覆するごとに膜厚を増やしても、減ら
してもどちらでもよくどちらも同じ効果が得られる。According to a second aspect of the present invention, in the polarizing filter according to the first aspect, the thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film are sequentially changed at a constant rate. As in the inventions corresponding to the first and second aspects, the thickness is sequentially changed every time the high refractive index film and the low refractive index film are laminated, so that a desired wavelength region is efficiently separated. be able to. In the sequential change of the film thickness shown here, the film thickness may be increased or decreased each time the film is coated, and the same effect can be obtained in both cases.
【００１１】請求項３に対応する発明は、高屈折率膜と
低屈折率膜とを含む多層膜をプリズム上に被覆した偏光
フィルタにおいて、前記多層膜の第１層目から最終層目
までを少なくとも１層被覆するごとに被覆膜厚を順次変
化させるようにした。According to a third aspect of the present invention, there is provided a polarizing filter in which a multilayer film including a high-refractive-index film and a low-refractive-index film is coated on a prism, wherein the first to last layers of the multilayer film are provided. Each time at least one layer was coated, the coating thickness was changed gradually.
【００１２】請求項４に対応する発明は、請求項３に記
載された偏光フィルタにおいて、前記多層膜の第１層目
から最終層目までを少なくとも１層被覆するごとに順次
変化する被覆膜厚を一定の割合とした。請求項３及び４
に対応する発明のように、偏光フィルタを形成する多層
膜を１層積層するごとに、順次膜厚を変化させるように
したことにより、所望とする波長域を効率よく分離する
ことができる。なお、ここで示した膜厚の順次変化は、
被覆するごとに膜厚を増やしても、減らしてもどちらで
もよくどちらも同じ効果が得られる。According to a fourth aspect of the present invention, in the polarizing filter according to the third aspect, a coating film sequentially changes every time at least one layer from the first layer to the last layer of the multilayer film is coated. The thickness was set to a certain ratio. Claims 3 and 4
As in the invention corresponding to the above, the thickness is sequentially changed every time one multilayer film forming the polarization filter is laminated, so that a desired wavelength region can be efficiently separated. Note that the sequential change of the film thickness shown here is
The same effect can be obtained in either case of increasing or decreasing the film thickness for each coating.
【００１３】請求項５に対応する発明は、請求項１ない
し４にいずれかに記載の偏光フィルタにおいて、フィル
タに入射する光束のうち、所望とする波長域におけるｓ
偏光光束及びｐ偏光光束の一方の光束が少なくとも９０
％以上反射し、かつ他方の光束が少なくとも９０％以上
透過するようにした。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the polarization filter according to any one of the first to fourth aspects, wherein s in a desired wavelength range is selected from the luminous flux incident on the filter.
One of the polarized light beam and the p-polarized light beam is at least 90
% Or more, and the other light beam is transmitted at least 90% or more.
【００１４】請求項６に対応する発明は、所望とする波
長域を可視域としたものである。このように良好に光源
からの光束を分離することにより、上記ｓ偏光光束及び
ｐ偏光光束を低減させることなく、偏光フィルタから出
力させることができ、以降の光をＲＧＢに分解させるな
どのフィルタに送ることができる。According to a sixth aspect of the present invention, a desired wavelength range is set to a visible range. By separating the luminous flux from the light source satisfactorily in this way, the s-polarized luminous flux and the p-polarized luminous flux can be output from the polarizing filter without reducing the s-polarized luminous flux and the p-polarized luminous flux. Can be sent.
【００１５】請求項７に対応する発明は、請求項１ない
し６のいずれかに記載の偏光フィルタにおいて、前記高
屈折率膜の屈折率をｎH 、前記低屈折率膜の屈折率をｎ
L としたとき、１．１０≦ｎH ／ｎL ≦１．８０及び
０．２０≦ｎH −ｎL ≦１．００を共に満足させるよう
にした。According to a seventh aspect of the present invention, in the polarizing filter according to any one of the first to sixth aspects, the refractive index of the high refractive index film is nH and the refractive index of the low refractive index film is n.
When L is set, both 1.10 ≦ nH / nL ≦ 1.80 and 0.20 ≦ nH−nL ≦ 1.00 are satisfied.
【００１６】ｎH ／ｎL の値が１．１０よりも小さくな
る場合、およびｎH −ｎL の値が１．００よりも大きく
なる場合では、所望とする波長域の分離性が９０％以上
反射及び９０％以上透過を達成することができないので
好ましくない。When the value of nH / nL is smaller than 1.10, and when the value of nH-nL is larger than 1.00, the desired wavelength range separation is 90% or more. % Or more cannot be achieved.
【００１７】より好ましい範囲は、１．２５≦ｎH ／ｎ
L ≦１．４５及び０．３０≦ｎH −ｎL ≦０．６５であ
る。A more preferred range is 1.25 ≦ nH / n
L ≦ 1.45 and 0.30 ≦ nH−nL ≦ 0.65.
【００１８】なお、ｎH ／ｎL 及びｎH −ｎL の値が本
発明の範囲内の場合は、ｎH ／ｎLが大きく、ｎH −ｎL
が小さいものほどより優れた分離性を有する偏光フィ
ルタを得ることができる。When the values of nH / nL and nH-nL are within the range of the present invention, nH / nL is large, and nH-nL is large.
Is smaller, a polarizing filter having more excellent separability can be obtained.
【００１９】請求項８に対応する発明は、請求項７に記
載された偏光フィルタにおいて、低屈折率膜をフッ化マ
グネシウムとした。これにより、分光透過率及び耐久性
の優れた偏光フィルタを得ることができる。According to an eighth aspect of the present invention, in the polarizing filter according to the seventh aspect, the low refractive index film is made of magnesium fluoride. Thereby, a polarizing filter having excellent spectral transmittance and durability can be obtained.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を参
照して以下に説明する。なお、以下に示す具体例では光
の偏光フィルタへの入射角を４５度としたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following specific example, the incident angle of light on the polarizing filter is 45 degrees.
【００２１】図１は本発明の偏光フィルタを被覆したプ
リズム型偏光ビームスプリッタの概念図であり、１は直
角プリズム、２は偏光フィルタである。FIG. 1 is a conceptual view of a prism type polarizing beam splitter coated with a polarizing filter according to the present invention, wherein 1 is a right-angle prism, and 2 is a polarizing filter.
【００２２】（実施の形態１）この実施の形態は、偏光
フィルタ２を形成する多層膜を積層するごとに順次変化
させたものであって、多層膜の第１層目と第２層目、第
３層目と第４層目・・・の光学膜厚を等しくしたもので
ある。すなわち、多層膜を形成する高屈折率膜の第１層
目と低屈折率膜の第１層目、高屈折率膜の第２層目と低
屈折率膜の第２層目・・・の光学膜厚を等しくしたもの
である。(Embodiment 1) In this embodiment, the multilayer film forming the polarizing filter 2 is sequentially changed every time the multilayer film is formed, and the first and second layers of the multilayer film, The third layer, the fourth layer,... Have the same optical film thickness. That is, the first layer of the high refractive index film and the first layer of the low refractive index film forming the multilayer film, the second layer of the high refractive index film, the second layer of the low refractive index film, and so on. The optical film thickness was made equal.
【００２３】（具体例１）本発明の偏光フィルタ２は、
図１に示したように直角プリズム１と直角プリズム１と
を接合する接合面に形成されるものであり、その具体例
１を以下に示す条件で真空蒸着する。 コート真空度 ：３．０×１０-3Ｐａ 蒸着剤 ：酸化ハフニウム（屈折率：２．００） ：フッ化マグネシウム（屈折率：１．３８） ｎH ／ｎL ：１．４４ ｎH −ｎL ：０．６２ 制御波長（λ）：４６０ｎｍ 膜構成 ：表１に示す(Specific Example 1) The polarizing filter 2 of the present invention comprises:
As shown in FIG. 1, the right-angle prism 1 is formed on a bonding surface where the right-angle prism 1 is bonded. The specific example 1 is vacuum-deposited under the following conditions. Coating vacuum degree: 3.0 × 10 −3 Pa Vaporizing agent: hafnium oxide (refractive index: 2.00): magnesium fluoride (refractive index: 1.38) nH / nL: 1.44 nH-nL: 0.62 Control wavelength (λ): 460 nm Film composition: shown in Table 1.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】この表１からわかるように、本発明の偏光
フィルタ２は、ガラス製プリズムの第１層目に酸化ハフ
ニウムを電子銃加熱により光学膜厚で０．２５λ被覆
し、次いで、第２層目にフッ化マグネシウムを電子銃加
熱により光学膜厚で０．２５λ被覆する。このように酸
化ハフニウムとフッ化マグネシウムとを交互に積層し、
合計で１４層積層する。このとき、酸化ハフニウム及び
フッ化マグネシウムを被覆する膜厚は、積層するごとに
０．０５λずつ増加させる。このように膜厚制御を行え
ば、本発明が目的とするｓ偏光光束とｐ偏光光束との分
離性が広い波長域で優れたものを得ることができる。As can be seen from Table 1, in the polarizing filter 2 of the present invention, the first layer of the glass prism is coated with hafnium oxide in an optical film thickness of 0.25λ by heating with an electron gun. Magnesium fluoride is coated on the eyes with an optical film thickness of 0.25λ by heating with an electron gun. In this way, hafnium oxide and magnesium fluoride are alternately laminated,
A total of 14 layers are laminated. At this time, the film thickness covering hafnium oxide and magnesium fluoride is increased by 0.05λ every time the layers are laminated. By controlling the film thickness in this manner, it is possible to obtain an excellent s-polarized light flux and p-polarized light flux excellent in a wide wavelength range, which is the object of the present invention.
【００２６】この具体例１の酸化ハフニウムとフッ化マ
グネシウムとの交互積層膜では、ｓ偏光光束とｐ偏光光
束との分離性が優れているため、合計１４層で所望とす
る光学特性を得ることができる。The alternate lamination film of hafnium oxide and magnesium fluoride of Example 1 has excellent separability between the s-polarized light beam and the p-polarized light beam, so that desired optical characteristics can be obtained with a total of 14 layers. Can be.
【００２７】以上の具体例では可視域（４００〜７００
ｎｍ）の光束を良好に偏光させるために、制御波長を４
６０ｎｍとし、高屈折率物質及び低屈折率物質それぞれ
の第１層から最終層までの光学膜厚を０．２５〜０．５
５λの範囲で一定に増加させるようにしたものである
が、制御波長を変えること及び被覆する膜厚を光学膜厚
の任意の範囲内で一定に増加させることにより、種々の
範囲の波長域を利用することが可能である。In the above specific example, the visible region (400 to 700)
nm), the control wavelength is 4
60 nm, and the optical film thickness from the first layer to the final layer of each of the high refractive index material and the low refractive index material is 0.25 to 0.5.
The wavelength range of various ranges is increased by changing the control wavelength and increasing the thickness of the coating within an arbitrary range of the optical thickness by changing the control wavelength. It is possible to use.
【００２８】この具体例１で得られた偏光フィルタの特
性は図２に示すように、ｐ偏光光束については３５０ｎ
ｍ以上（図２では８５０ｎｍまで示す）の透過率を９５
％以上とすることができ、ｓ偏光光束については４００
〜７４０ｎｍまでの透過率を１０％以下（反射率を９０
％以上）とすることができる。As shown in FIG. 2, the characteristics of the polarizing filter obtained in the first embodiment are as follows.
m (shown up to 850 nm in FIG. 2)
% For the s-polarized light beam.
10% or less up to 740 nm (a reflectance of 90%).
% Or more).
【００２９】（具体例２）次に、高屈折率膜を酸化イッ
トリウム（屈折率：１．７８）としたときの具体例２の
膜構成を表２に示す。このときのｎH ／ｎL は１．２９
であり、ｎH −ｎL は０．４０である。なお、制御波長
を４８０ｎｍとし、その他の蒸着条件は具体例１と同じ
条件である。(Specific Example 2) Next, Table 2 shows the film configuration of Specific Example 2 when the high refractive index film is yttrium oxide (refractive index: 1.78). At this time, nH / nL is 1.29.
And nH-nL is 0.40. The control wavelength was set to 480 nm, and the other deposition conditions were the same as those in the first embodiment.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】この具体例２も、表２からわかるように酸
化イットリウム及びフッ化マグネシウムを交互に積層
し、合計で２６層積層している。しかし、この具体例２
では酸化イットリウム及びフッ化マグネシウムの被覆膜
厚を積層するごとに、０．０２５λずつ増加させるよう
にしたものである。このように具体例１よりも積層数が
増加した理由は、高屈折率膜物質と低屈折率膜物質との
差が具体例１よりも小さいためである。すなわち、多層
膜の積層数を少なくしたい場合には、高屈折率膜物質と
低屈折率膜物質との差を大きくすればよい。そして、こ
の具体例２で得られた偏光フィルタの特性は図３に示す
ように、ｐ偏光光束については３５０ｎｍ以上（図３で
は８５０ｎｍまで示す）の透過率を９５％以上とするこ
とができ、ｓ偏光光束については３８０〜７５０ｎｍま
での透過率を１０％以下（反射率を９０％以上）とする
ことができる。As can be seen from Table 2, this specific example 2 also alternately laminates yttrium oxide and magnesium fluoride, so that a total of 26 layers are laminated. However, this specific example 2
In this example, the coating thickness of yttrium oxide and magnesium fluoride is increased by 0.025λ every time the film is laminated. The reason why the number of laminations is increased as compared with the specific example 1 is that the difference between the high refractive index film material and the low refractive index film material is smaller than the specific example 1. That is, when it is desired to reduce the number of stacked multilayer films, the difference between the high-refractive-index film material and the low-refractive-index film material may be increased. As shown in FIG. 3, the characteristics of the polarizing filter obtained in the specific example 2 can be such that the transmittance of the p-polarized light beam at 350 nm or more (shown up to 850 nm in FIG. 3) is 95% or more, For s-polarized light, the transmittance from 380 to 750 nm can be 10% or less (the reflectance is 90% or more).
【００３２】（実施の形態２）この実施の形態は、偏光
フィルタ２を形成する多層膜を積層するごとに順次変化
させたものであって、多層膜の第１層目から第２層目、
第２層目から第３層目、第３層目から第４層目・・・ご
とに膜厚を一定の割合で順次変化させたものである。す
なわち、偏光フィルタ２を形成する多層膜の第１層目か
ら最終層目までを１層被覆するごとに被覆膜厚を一定の
割合で順次変化させたものである。(Embodiment 2) In this embodiment, the multilayer film forming the polarizing filter 2 is sequentially changed every time the multilayer film is formed, and the first to second layers of the multilayer film are formed.
The film thickness is sequentially changed at a fixed rate for each of the second to third layers, the third to fourth layers,.... That is, the coating film thickness is sequentially changed at a constant rate every time one layer from the first layer to the last layer of the multilayer film forming the polarizing filter 2 is coated.
【００３３】（具体例３）その具体例３を以下に示す条
件で真空蒸着する。 コート真空度 ：３．０×１０-3Ｐａ 蒸着材 ：酸化ハフニウム（屈折率：２．００） ：フッ化マグネシウム（屈折率：１．３８） ｎH ／ｎL ：１．２９ ｎH −ｎL ：０．４０ 制御波長（λ）：４６０ｎｍ 膜構成 ：表３に示す(Specific Example 3) The specific example 3 is vacuum-deposited under the following conditions. Coating vacuum degree: 3.0 × 10 −3 Pa Vapor deposition material: hafnium oxide (refractive index: 2.00): magnesium fluoride (refractive index: 1.38) nH / nL: 1.29 nH-nL: 0.40 Control wavelength (λ): 460 nm Film composition: shown in Table 3
【００３４】[0034]
【表３】 [Table 3]
【００３５】この表３からわかるように、本発明の偏光
フィルタ２は、第１層目に酸化ハフニウムを電子銃加熱
により光学膜厚で０．２４λ被覆し、次いで、第２層目
にフッ化マグネシウムを電子銃加熱により光学膜厚で
０．２６λ被覆する。このように酸化ハフニウムとフッ
化マグネシウムとを交互に積層し、合計で１８層積層す
る。このとき、酸化ハフニウム及びフッ化マグネシウム
の被覆膜厚は、表３に示すように第１層目から最終層目
までを１層ごとに０．０２λずつ増加させる。このよう
に膜厚制御を行えば、本発明が目的とするｓ偏光光束と
ｐ偏光光束との分離性が広い波長域で優れたものを得る
ことができる。As can be seen from Table 3, in the polarizing filter 2 of the present invention, the first layer is coated with hafnium oxide in an optical film thickness of 0.24λ by heating with an electron gun, and then the second layer is coated with fluoride. Magnesium is coated with an optical film thickness of 0.26λ by heating with an electron gun. As described above, hafnium oxide and magnesium fluoride are alternately laminated, and a total of 18 layers are laminated. At this time, the coating thickness of hafnium oxide and magnesium fluoride is increased by 0.02λ for each layer from the first layer to the last layer as shown in Table 3. By controlling the film thickness in this manner, it is possible to obtain an excellent s-polarized light flux and p-polarized light flux excellent in a wide wavelength range, which is the object of the present invention.
【００３６】この具体例３の酸化ハフニウムとフッ化マ
グネシウムとの交互積層膜では、ｓ偏光光束とｐ偏光光
束との分離性が優れているため、合計１８層で所望とす
る光学特性を得ることができる。The alternate laminated film of hafnium oxide and magnesium fluoride of Example 3 has excellent separability of s-polarized light beam and p-polarized light beam, so that desired optical characteristics can be obtained with a total of 18 layers. Can be.
【００３７】この具体例３で得られた偏光フィルタの特
性は図４に示すように、ｐ偏光光束については３５０ｎ
ｍ以上（図４では７５０ｎｍまで示す）の透過率を９０
％以上とすることができ、ｓ偏光光束については３８０
ｎｍ以上（図４では７５０ｎｍまで示す）の透過率を１
０％以下（反射率を９０％以上）とすることができる。As shown in FIG. 4, the characteristic of the polarizing filter obtained in the specific example 3 is 350n for the p-polarized light beam.
m (shown up to 750 nm in FIG. 4)
% For the s-polarized light beam.
The transmittance above 1 nm (shown to 750 nm in FIG. 4) is 1
0% or less (the reflectance is 90% or more).
【００３８】（具体例４）次に、高屈折率膜を酸化イッ
トリウム（屈折率：１．７８）としたときの具体例４の
膜構成を表４に示す。このときのｎH ／ｎL は１．２９
であり、ｎH −ｎL は０．４０である。なお、制御波長
を４６０ｎｍとし、その他の蒸着条件は具体例３と同じ
条件である。(Specific Example 4) Next, Table 4 shows the film configuration of Specific Example 4 when the high refractive index film is yttrium oxide (refractive index: 1.78). At this time, nH / nL is 1.29.
And nH-nL is 0.40. The control wavelength was 460 nm, and the other vapor deposition conditions were the same as those in the specific example 3.
【００３９】[0039]
【表４】 [Table 4]
【００４０】この具体例４も表４からわかるように、第
１層目に酸化イットリウムを光学膜厚で０．２４λ被覆
し、次いで、第２層目にフッ化マグネシウムを光学膜厚
で０．２５λ被覆する。このように酸化イットリウム及
びフッ化マグネシウムを交互に積層し、合計で３４層積
層している。このとき、酸化イットリウム及びフッ化マ
グネシウムの被覆膜厚は、表４に示すように第１層目か
ら最終層目までを１層ごとに０．０１λずつ増加させ
る。このように具体例３よりも積層数が増加した理由
は、高屈折率膜物質と低屈折率膜物質との差が具体例３
よりも小さいためである。すなわち、多層膜の積層数を
少なくしたい場合には、高屈折率膜物質と低屈折率膜物
質との差を大きくすればよい。そして、この具体例４で
得られた偏光フィルタの特性は図５に示すように、ｐ偏
光光束については３５０ｎｍ以上（図５では７５０ｎｍ
まで示す）の透過率を９８％以上とすることができ、ｓ
偏光光束については３７０ｎｍ以上（図５では７５０ｎ
ｍまでを示す）の透過率を１０％以下（反射率を９０％
以上）とすることができる。特に、可視域（４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）においては、ｐ偏光光束は透過率を９８
％以上とし、ｓ偏光光束は透過率を５％以下（反射率９
５％以上）とすることができる。As can be seen from Table 4, in Example 4, the first layer was coated with yttrium oxide to an optical thickness of 0.24λ, and then the second layer was coated with magnesium fluoride to an optical thickness of 0.24λ. Coat 25λ. As described above, yttrium oxide and magnesium fluoride are alternately laminated, and a total of 34 layers are laminated. At this time, the coating thickness of yttrium oxide and magnesium fluoride is increased by 0.01λ for each layer from the first layer to the last layer as shown in Table 4. The reason why the number of layers increased as compared with the specific example 3 is that the difference between the high refractive index film material and the low refractive index film material is the specific example 3.
Because it is smaller than That is, when it is desired to reduce the number of stacked multilayer films, the difference between the high-refractive-index film material and the low-refractive-index film material may be increased. As shown in FIG. 5, the characteristics of the polarizing filter obtained in the specific example 4 are 350 nm or more for the p-polarized light beam (750 nm in FIG. 5).
) Can be 98% or more, and s
The polarized light beam is 370 nm or more (750 n in FIG. 5).
m) (with a reflectance of 90%).
Above). In particular, in the visible region (400 nm
７００700 nm), the p-polarized light flux has a transmittance of 98
% And the s-polarized light beam has a transmittance of 5% or less (a reflectance of 9%).
5% or more).
【００４１】以上の具体例では、光源からの光を直接偏
光フィルタに入射させるようにしたが、これに限定され
ることなく位相差板などを介してもよい。この場合に
は、偏光フィルタによりｐ偏光光束が反射され、ｓ偏光
光束が透過されるようになる。In the above embodiment, the light from the light source is directly incident on the polarizing filter. However, the present invention is not limited to this, and the light may be transmitted through a phase difference plate or the like. In this case, the p-polarized light beam is reflected by the polarizing filter, and the s-polarized light beam is transmitted.
【００４２】また、上記具体例では酸化ハフニウムとフ
ッ化マグネシウム及び酸化イットリウムとフッ化マグネ
シウムを交互に積層したものであったが、これに限定さ
れることなく以下の表５に示した蒸着物質から２つの物
質の屈折率差を勘案して組み合わせてもよい。具体的に
組み合わせた例を表６に示す。Further, in the above specific example, hafnium oxide and magnesium fluoride and yttrium oxide and magnesium fluoride were alternately laminated. However, the present invention is not limited to this. The two substances may be combined in consideration of the difference in refractive index between the two substances. Table 6 shows examples of specific combinations.
【００４３】[0043]
【表５】 [Table 5]
【００４４】[0044]
【表６】 [Table 6]
【００４５】本発明のｎH ／ｎL の関係及びｎH −ｎL
の関係は、上記したように１．１０≦ｎH ／ｎL ≦１．
８０及び０．２０≦ｎH −ｎL ≦１．００をともに満足
するものである。しかし、以上で説明した光の偏光フィ
ルタの入射角を４５度とした場合には、ｎH ／ｎL ＞
１．８０及び０．２０＞ｎH −ｎL の関係を満たすもの
でも所望とする波長域の分離性を良好とすることができ
る。ところが、ｎH ／ｎL ＞１．８０及び０．２０＞ｎ
H −ｎL を満たすものは、光の入射角が４５度よりも小
さくなった場合、所望とする波長域の分離性の悪化が著
しく偏光フィルタとして使用できなくなるので好ましく
ないと判断した。The relationship of nH / nL and nH-nL of the present invention
Is, as described above, 1.10 ≦ nH / nL ≦ 1.
80 and 0.20 ≦ nH−nL ≦ 1.00. However, when the incident angle of the light polarizing filter described above is 45 degrees, nH / nL>
Even those satisfying the relationship of 1.80 and 0.20> nH-nL can provide good separation of a desired wavelength range. However, nH / nL> 1.80 and 0.20> n
It was judged that those satisfying H-nL are not preferable because, when the incident angle of light is smaller than 45 degrees, the separability of a desired wavelength range is significantly deteriorated and the filter cannot be used as a polarizing filter.
【００４６】なお、上記実施の形態では、プリズムにつ
いて説明したが、これに限定されることなく、図６に示
すような、光源からの光をｐ偏光光束とｓ偏光光束とに
分離し、その後ｐ偏光光束をｓ偏光光束にまたはｓ偏光
光束をｐ偏光光束にというように、光源からの光を単一
偏光に変換できる偏光フィルタと反射膜とを交互に備え
た偏光ビームスプリッタ（Ｍ（マルチ）−ＰＢＳ）にも
使用することができる。In the above embodiment, the prism is described. However, the present invention is not limited to this. Light from a light source is separated into a p-polarized light beam and an s-polarized light beam as shown in FIG. A polarizing beam splitter (M (multiple) that alternately includes a polarizing filter and a reflective film that can convert light from a light source into a single polarized light, such as a p-polarized light beam to an s-polarized light beam or an s-polarized light beam to a p-polarized light beam. ) -PBS) can also be used.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、高屈折率膜及び低屈折
率膜の膜厚を一定の割合で順次変化させたことにより、
ｓ偏光光束とｐ偏光光束とを広い波長域（特に、可視
域）で良好に分離することができる。したがって、光源
から発せられる光量の損失を少なく抑えることができる
ので、光源の出力を上げることなく従来よりも明るい光
を供給することができる。According to the present invention, the thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film are sequentially changed at a constant rate,
The s-polarized light beam and the p-polarized light beam can be satisfactorily separated in a wide wavelength range (particularly, a visible range). Therefore, the loss of the amount of light emitted from the light source can be suppressed to a small amount, so that brighter light than before can be supplied without increasing the output of the light source.
【図１】 本発明の偏光フィルタを被覆したプリズム型
偏光ビームスプリッタの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a prism type polarizing beam splitter coated with a polarizing filter of the present invention.
【図２】 具体例１の分光特性を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating spectral characteristics of a specific example 1.
【図３】 具体例２の分光特性を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating spectral characteristics of a specific example 2.
【図４】 具体例３の分光特性を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating spectral characteristics of a specific example 3.
【図５】 具体例４の分光特性を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing spectral characteristics of a specific example 4.
【図６】 本発明の偏光フィルタを被覆したＭ−ＰＢＳ
の概念図である。FIG. 6 shows an M-PBS coated with the polarizing filter of the present invention.
FIG.
１…直角プリズム、２…偏光フィルタ 1: right angle prism, 2: polarizing filter
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年１月２７日（２０００．１．２
７）[Submission date] January 27, 2000 (2000.1.2
7)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２３[Correction target item name] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２３】（具体例１）本発明の偏光フィルタ２は、
図１に示したように直角プリズム１と直角プリズム１と
を接合する接合面に形成されるものであり、その具体例
１を以下に示す条件で真空蒸着する。 コート真空度 ：３．０×１０-3Ｐａ 蒸着剤 ：酸化ハフニウム（屈折率：２．００） ：フッ化マグネシウム（屈折率：１．３８） ｎH／ｎL ：１．４４ ｎH−ｎL ：０．６２ 制御波長(λ) ：４６０ｎｍ 膜構成 ：表１に示す(Specific Example 1) The polarizing filter 2 of the present invention comprises:
As shown in FIG. 1, the right-angle prism 1 and the right-angle prism 1
Is formed on the joining surface for joining
1 is vacuum-deposited under the following conditions. Coat vacuum degree:3.0 × 10 −3 Pa Evaporating agent: Hafnium oxide (Refractive index: 2.00): Magnesium fluoride (Refractive index: 1.38) nH / nL: 1.44 nH-nL: 0.62 Control wavelength (λ): 460 nm Film composition: Table Shown in 1
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３３[Correction target item name] 0033
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３３】（具体例３）その具体例３を以下に示す条
件で真空蒸着する。 コート真空度 ：３．０×１０-3Ｐａ 蒸着材 ：酸化ハフニウム（屈折率：２．００） ：フッ化マグネシウム（屈折率：１．３８） ｎH／ｎL ：１．２９ ｎH−ｎL ：０．４０ 制御波長（λ） ：４６０ｎｍ 膜構成 ：表３に示す(Specific Example 3) The specific example 3 is vacuum-deposited under the following conditions. Coating vacuum degree: 3.0 × 10 −3 Pa evaporation material: hafnium oxide (refractive index: 2.00): magnesium fluoride (refractive index: 1.38) nH / nL: 1.29 nH-nL: 0. 40 Control wavelength (λ): 460 nm Film composition: shown in Table 3
Claims (8)
する多層膜をプリズム上に被覆した偏光フィルタにおい
て、前記多層膜を構成する高屈折率膜及び低屈折率膜の
それぞれの被覆膜厚を高屈折率膜及び低屈折率膜ごとに
順次変化させたことを特徴とする偏光フィルタ。1. A polarizing filter comprising a prism and a multilayer film in which a high refractive index film and a low refractive index film are alternately laminated, wherein each of the high refractive index film and the low refractive index film constituting the multilayer film is formed. A polarizing filter characterized in that the coating thickness is sequentially changed for each of a high refractive index film and a low refractive index film.
厚を一定の割合で順次異ならせたことを特徴とする請求
項１記載の偏光フィルタ。2. The polarizing filter according to claim 1, wherein the thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film are sequentially changed at a constant rate.
する多層膜をプリズム上に被覆した偏光フィルタにおい
て、前記多層膜の第１層目から最終層目までを少なくと
も１層被覆するごとに被覆膜厚を順次変化させたことを
特徴とする偏光フィルタ。3. A polarizing filter comprising a prism and a multilayer film in which a high refractive index film and a low refractive index film are alternately laminated, wherein at least one layer from the first layer to the last layer of the multilayer film is coated. A polarizing filter characterized in that a coating film thickness is sequentially changed every time.
を少なくとも１層被覆するごとに順次変化する被覆膜厚
を一定の割合としたことを特徴とする請求項４記載の偏
光フィルタ。4. The polarized light according to claim 4, wherein a coating film thickness that changes sequentially every time at least one layer is coated from the first layer to the last layer of the multilayer film is set to a constant ratio. filter.
する波長域におけるｓ偏光光束及びｐ偏光光束の一方の
光束が少なくとも９０％以上反射し、かつ他方の光束が
少なくとも９０％以上透過することを特徴とする請求項
１ないし４のいずれかに記載の偏光フィルタ。5. Among the light beams incident on the filter, at least 90% or more of one of the s-polarized light beam and the p-polarized light beam in a desired wavelength region is reflected, and the other light beam is transmitted at least 90% or more. The polarizing filter according to any one of claims 1 to 4, wherein:
とを特徴とする請求項５記載の偏光フィルタ。6. The polarizing filter according to claim 5, wherein the desired wavelength range is a visible range.
屈折率膜の屈折率をｎL としたとき、以下の式を共に満
足することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
記載された偏光フィルタ。 １．１０≦ｎH ／ｎL ≦１．８０ ０．２０≦ｎH −ｎL ≦１．００7. When the refractive index of the high refractive index film is nH and the refractive index of the low refractive index film is nL, both of the following expressions are satisfied. 3. A polarizing filter according to claim 1. 1.10 ≦ nH / nL ≦ 1.80 0.20 ≦ nH−nL ≦ 1.00
あることを特徴とする請求項７記載の偏光フィルタ。8. The polarizing filter according to claim 7, wherein said low refractive index film is made of magnesium fluoride.
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