JP2006323259A - Optical filter - Google Patents

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充彦 瀧
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter that can achieve the shortening of film forming processing time and reduction of product costs by simplifying the film forming process of an ND filter and a transmitted light selection filter. <P>SOLUTION: A filter coating layer 14 is provided on one face of a transparent substrate 12 constituting the optical filter 10. This filter coating layer 14 has an ND filter function for controlling the transmittance of the light in a visible light band, and a transmitted light selection filter function for selecting a wavelength of the transmitted visible light. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、投射型表示装置等に用いられる光学フィルタに関し、さらに詳しくは、透過率を制御するND(Neutral Density)フィルタ機能及び色選別機能(透過光選択機能)を持ったフィルタ機能を複合化してなる光学フィルタに関する。   The present invention relates to an optical filter used in a projection display device and the like. More specifically, the present invention relates to a composite filter function having an ND (Neutral Density) filter function for controlling transmittance and a color selection function (transmitted light selection function). The present invention relates to an optical filter.

投射型カラー表示装置(プロジェクタ装置)において、スクリーン上に拡大投影される拡大映像の色バランス、すなわちR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の色バランスをコントロールする手段として光学フィルタがあり、この光学フィルタにより、RGBそれぞれの透過光量を調節して色バランスを可能にしている(特許文献1、2,3参照)。
また、このような光学フィルタには、光線の可視スペクトル域の各波長をほぼ均一に透過するような非選択性の透過率を有するNDフィルタ機能と、透過光の波長(RGBの波長)を選択する透過光選択フィルタ機能が必要になる。以下、図面を参照して説明する。
In a projection type color display device (projector device), as means for controlling the color balance of an enlarged image that is enlarged and projected on a screen, that is, the color balance of the three primary colors R (red), G (green), and B (blue). There is an optical filter, and this optical filter adjusts the amount of transmitted light for each of RGB to enable color balance (see Patent Documents 1, 2, and 3).
In addition, for such an optical filter, an ND filter function having a non-selective transmittance that almost uniformly transmits each wavelength in the visible spectral range of the light beam and a wavelength of transmitted light (RGB wavelength) are selected. A transmitted light selection filter function is required. Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.

図9は、従来における光学フィルタの構成の一例を示す模式的な断面図である。
図9に示すように、光学フィルタ90は、別々に分離して形成された透過光選択フィルタ91と、NDフィルタ92とを備え、これらは可視光線の光路上に配列される。
透過光選択フィルタ91は、ガラスなどからなる平板状の透明基材91aと、この透明基材91aの一方の面に形成した透過光選択フィルタコート層91bとから構成されている。
透過光選択フィルタコート層91bは、可視スペクトル域の波長から、例えばR(赤)、G(緑)またはB(青)の波長に対応する領域の光を選択して透過するものであり、R(赤)、G(緑)またはB(青)の波長選択に適合した金属膜から構成される。
また、NDフィルタ92は、ガラスなどからなる平板状の透明基材92aと、この透明基材91aの一方の面に形成したNDフィルタコート層92bとから構成されている。このNDフィルタコート層92bは、誘電体膜と光吸収膜とを交互に積層されたものから構成される。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a conventional optical filter.
As shown in FIG. 9, the optical filter 90 includes a transmitted light selection filter 91 and an ND filter 92 that are separately formed, and these are arranged on the optical path of visible light.
The transmitted light selection filter 91 includes a flat transparent substrate 91a made of glass or the like, and a transmitted light selection filter coat layer 91b formed on one surface of the transparent substrate 91a.
The transmitted light selection filter coat layer 91b selectively transmits light in a region corresponding to the wavelength of R (red), G (green), or B (blue), for example, from the wavelength in the visible spectrum region. (Red), G (Green), or B (Blue) is composed of a metal film suitable for wavelength selection.
The ND filter 92 is composed of a flat transparent substrate 92a made of glass or the like, and an ND filter coat layer 92b formed on one surface of the transparent substrate 91a. The ND filter coat layer 92b is configured by alternately laminating dielectric films and light absorption films.

このような光学フィルタ90において、透過光選択フィルタ91に可視光線が入射されると、透過光選択フィルタコート層91bはR(赤)、G(緑)またはB(青)の波長に対応する領域の光の1つを選択して透過する。この実施例では、B(青)の波長に対応する光が選択される。この時の透過スペクトルを図10(B)に示す。
透過光選択フィルタ91で選択された選択光がNDフィルタ92に入射されると、この選択光の透過率はNDフィルタ92によって調整される。この時の透過スペクトルを図10(A)に示す。
In such an optical filter 90, when visible light is incident on the transmitted light selection filter 91, the transmitted light selection filter coat layer 91b is a region corresponding to the wavelength of R (red), G (green), or B (blue). One of the lights is selected and transmitted. In this embodiment, light corresponding to the wavelength of B (blue) is selected. The transmission spectrum at this time is shown in FIG.
When the selection light selected by the transmitted light selection filter 91 is incident on the ND filter 92, the transmittance of the selection light is adjusted by the ND filter 92. The transmission spectrum at this time is shown in FIG.

図11は、従来における光学フィルタの構成の他の例を示す模式的な断面図である。
この図11に示す光学フィルタ100は、ガラスなどからなる平板状の透明基材101と、この透明基材101の光入射側の面に形成した透過光選択フィルタコート層102と、透明基材101の光出射側の面に形成したNDフィルタコート層103とから構成されている。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of a conventional optical filter.
An optical filter 100 shown in FIG. 11 includes a flat transparent substrate 101 made of glass or the like, a transmitted light selection filter coat layer 102 formed on a light incident side surface of the transparent substrate 101, and a transparent substrate 101. And an ND filter coat layer 103 formed on the light emitting side surface.

このような光学フィルタ100において、光学フィルタ100に入射された可視光線は透過光選択フィルタコート層102によりR(赤)、G(緑)またはB(青)の波長に対応する領域の光の1つを選択する。この実施例では、B(青)の波長に対応する光が選択される。
また、透過光選択フィルタコート層102で選択された選択光の透過率はNDフィルタコート層103によって調整される。この時の透過スペクトルを図12に示す。
In such an optical filter 100, visible light incident on the optical filter 100 is transmitted by the transmitted light selection filter coat layer 102, and 1 of the light in the region corresponding to the wavelength of R (red), G (green), or B (blue). Select one. In this embodiment, light corresponding to the wavelength of B (blue) is selected.
Further, the transmittance of the selected light selected by the transmitted light selection filter coat layer 102 is adjusted by the ND filter coat layer 103. The transmission spectrum at this time is shown in FIG.

次に、上記図11に示す光学フィルタ100の透明基材101に透過光選択フィルタコート層102及びNDフィルタコート層103を成膜する場合の製造方法について、図13を参照して説明する。
この光学フィルタ100における透明基材101への透過光選択フィルタコート層及びNDフィルタコート層の成膜にはスパッタリング法が用いられる。
Next, a manufacturing method in the case where the transmitted light selection filter coat layer 102 and the ND filter coat layer 103 are formed on the transparent substrate 101 of the optical filter 100 shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG.
A sputtering method is used to form the transmitted light selection filter coat layer and the ND filter coat layer on the transparent substrate 101 in the optical filter 100.

まず、スパッタリング装置を構成するチャンバー外に搬出されたキャリア上に透明基材101をセットし、この透明基材をキャリアごとチャンバー内に搬入する。この動作が透明基材の充填工程S11である。この充填工程S11に要する時間は10〜30分程度である。
次いで、チャンバー内に透過光選択フィルタコート層の成膜に必要な放電用ガス(例えばアルゴンなど)を導入するとともにチャンバー内を排気して真空にする。この動作が真空引き工程S12であり、この工程に要する時間は20〜40分程度である。
かかる減圧ガス雰囲気中でガスプラズマを作り、イオン化したガスをコート層成膜用のターゲット材に照射し、その衝撃でターゲット材から飛び出した粒子を透明基材101の表面に付着させることにより、透過光選択フィルタコート層を成膜する。この動作が透過光選択成膜工程S13であり、この工程に要する時間は100〜200分程度である。
First, the transparent base material 101 is set on the carrier carried out of the chamber constituting the sputtering apparatus, and this transparent base material is carried into the chamber together with the carrier. This operation is the transparent substrate filling step S11. The time required for this filling step S11 is about 10 to 30 minutes.
Next, a discharge gas (for example, argon) necessary for forming a transmitted light selection filter coat layer is introduced into the chamber and the chamber is evacuated to a vacuum. This operation is the evacuation step S12, and the time required for this step is about 20 to 40 minutes.
A gas plasma is generated in such a reduced-pressure gas atmosphere, the ionized gas is irradiated onto the target material for forming the coating layer, and particles that have jumped out of the target material due to the impact are attached to the surface of the transparent substrate 101, thereby allowing transmission. A light selective filter coat layer is formed. This operation is the transmitted light selective film forming step S13, and the time required for this step is about 100 to 200 minutes.

次に、透明基材101への透過光選択フィルタコート層の成膜が完了したならば、この透明基材101をキャリアごとチャンバー外へ搬出し、透明基材101を裏返して透過光選択フィルタコート層の成膜されていない面を表にする。この動作が透明基材反転工程S14であり、この工程に要する時間は10〜30分程度である。
次いで、チャンバー内にNDフィルタコート層の成膜に必要な放電用ガス(例えばO,Nなど)を導入するとともにチャンバー内を排気して真空にする。この動作が真空引き工程S15であり、この工程に要する時間は20〜40分程度である。
かかる減圧ガス雰囲気中でガスプラズマを作り、イオン化したガスをコート層成膜用のターゲット材に照射し、その衝撃でターゲット材から飛び出した粒子を透明基材101の裏面に付着させることにより、NDフィルタコート層を成膜する。この動作がND成膜工程S16であり、この工程に要する時間は5〜15分程度である。
透明基材101へのNDフィルタコート層の成膜が完了したならば、この透明基材101をキャリアごとチャンバー外へ搬出し、キャリアから透明基材101を取り出す。この動作が透明基材取り出し工程S17であり、この工程に要する時間は10〜30分程度である。
特開2004−287302号公報 特開2002−107509号公報 特開2003−43211号公報
Next, when the formation of the transmitted light selection filter coat layer on the transparent substrate 101 is completed, the transparent substrate 101 is carried out of the chamber together with the carrier, and the transparent substrate 101 is turned over to transmit the transmitted light selection filter coat. The surface of the layer where no film is formed is listed. This operation is the transparent substrate reversing step S14, and the time required for this step is about 10 to 30 minutes.
Next, a discharge gas (for example, O 2 , N 2, etc.) necessary for forming the ND filter coat layer is introduced into the chamber and the chamber is evacuated to a vacuum. This operation is the evacuation step S15, and the time required for this step is about 20 to 40 minutes.
By creating a gas plasma in such a reduced pressure gas atmosphere, irradiating the ionized gas onto the target material for forming the coating layer, and attaching particles ejected from the target material by the impact to the back surface of the transparent substrate 101, ND A filter coat layer is formed. This operation is the ND film forming step S16, and the time required for this step is about 5 to 15 minutes.
When film formation of the ND filter coat layer on the transparent substrate 101 is completed, the transparent substrate 101 is carried out of the chamber together with the carrier, and the transparent substrate 101 is taken out from the carrier. This operation is the transparent substrate taking process S17, and the time required for this process is about 10 to 30 minutes.
JP 2004-287302 A JP 2002-107509 A JP 2003-43211 A

しかし、図9に示すような構成の光学フィルタを用いた場合には、プロジェクタ装置内に透過光をコントロールするNDフィルタを1枚以上必要とするため、部品点数が増え、コストアップになるとともに、組み立てプロセスが煩雑になる等の問題が生じる。
そこで、部品点数を減らすために、図11に示す光学フィルタのように、透過光をコントロールするためのNDフィルタコート層と透過光選択フィルタコート層を透明基材の両面にそれぞれ別々に設けることで、部品点数を減らすようにしている。
しかしながら、このような構造の光学フィルタでは、透明基材の両面に薄膜をコーティングする必要があるため、その製造プロセスが図13で述べたように煩雑になり、生産性が低下するほか、部品点数を減らすような機能の複合化はこれ以上促進することができない。
However, when an optical filter having a configuration as shown in FIG. 9 is used, one or more ND filters for controlling transmitted light are required in the projector device, which increases the number of parts and increases the cost. Problems such as a complicated assembly process occur.
In order to reduce the number of parts, an ND filter coat layer for controlling transmitted light and a transmitted light selection filter coat layer are separately provided on both surfaces of the transparent substrate, as in the optical filter shown in FIG. The number of parts is reduced.
However, in the optical filter having such a structure, since it is necessary to coat a thin film on both surfaces of the transparent substrate, the manufacturing process becomes complicated as described with reference to FIG. It is not possible to promote the compounding of functions that reduce the number of functions.

また、従来の光学フィルタにおいて、これにNDフィルタと透過光選択フィルタの機能を持たせるためには、NDフィルタと透過光選択フィルタを別々のプロセスにて作成する必要がある。このため、NDフィルタの成膜に際しては、金属窒化物を使用しているものや、Crを使用しており、同一の成膜装置では製造することが困難である。
また、通常、選択光透過機能をもたせるために透明誘電体を積層するわけだが、これらは、金属酸化物であり、薄膜成膜装置内で窒化物及び酸化物を作成する際には導入ガスを置換する必要があるため同一成膜室内で窒化物、酸化物の金属を交互に成膜するのは現実的ではない。
In addition, in the conventional optical filter, in order to provide the functions of an ND filter and a transmitted light selection filter, it is necessary to create the ND filter and the transmitted light selection filter by separate processes. For this reason, at the time of film formation of the ND filter, metal nitride or Cr is used, and it is difficult to manufacture with the same film forming apparatus.
In addition, transparent dielectrics are usually laminated in order to provide a selective light transmission function, but these are metal oxides. When forming nitrides and oxides in a thin film deposition apparatus, an introduced gas is used. Since it is necessary to substitute, it is not practical to alternately form nitride and oxide metal in the same film formation chamber.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、NDフィルタ及び透過光選択フィルタの成膜プロセスを簡略化して成膜プロセス時間の短縮と製品の低コスト化を可能にし、併せてフィルタ製品の多機能化を容易に実現できる光学フィルタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to simplify the film formation process of the ND filter and the transmitted light selection filter, thereby shortening the film formation process time and reducing the cost of the product. In addition, an object of the present invention is to provide an optical filter that can easily realize multi-function filter products.

上記目的を達成するために本発明の光学フィルタは、少なくとも一方の面が平面をなす透明基材と、前記透明基材の平面に可視光帯域の透過率を制御するNDフィルタ機能と、透過される可視光の波長を選択する透過光選択フィルタ機能とを有するフィルタコート層を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical filter of the present invention has a transparent base material having at least one surface formed as a flat surface, and an ND filter function for controlling the transmittance of a visible light band on the flat surface of the transparent base material. A filter coat layer having a transmitted light selection filter function for selecting the wavelength of visible light is provided.

本発明の光学フィルタによれば、透明基材の平面である片面にNDフィルタと透過光選択フィルタの両機能を有するフィルタコート層を設けるようにしたので、フィルタコート層の成膜箇所は透明基材の片面のみにで済み、これに伴い、透明基材へのNDフィルタ及び透過光選択フィルタの成膜プロセス時間を短縮できるとともに光学フィルタ製品の低コスト化が可能になり、しかも、フィルタコート層が形成されない透明基材の他方の面にレンズ機能や偏光機能等の光学機能を付加することが可能になり、これにより、単一の光学フィルタを多機能化することができる。   According to the optical filter of the present invention, since the filter coat layer having both functions of the ND filter and the transmitted light selection filter is provided on one side which is a flat surface of the transparent base material, the film formation location of the filter coat layer is a transparent substrate. Only one side of the material is required, and accordingly, the film forming process time of the ND filter and the transmitted light selection filter on the transparent substrate can be shortened, and the cost of the optical filter product can be reduced, and the filter coat layer It is possible to add an optical function such as a lens function or a polarization function to the other surface of the transparent substrate on which no is formed, and thus a single optical filter can be multifunctional.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態における光学フィルタの構成の一例を示す模式的な断面図である。
図1に示すように、光学フィルタ10は、一方の面が平面または両面が互いに平行な平面を呈する、ガラスなどならなる透明基材12と、この透明基材12の一方の平面に設けられたフィルタコート層14とを備える。
フィルタコート層14は、400nm〜700nmに対応する可視光帯域の光線の透過率を制御するNDフィルタ機能と、透過される可視光線の波長から、R(赤)、G(緑)またはB(青)の波長に対応する領域の光の1つを選択する透過光選択フィルタ機能とを有する。
また、前記フィルタコート層14の透過光選択フィルタ機能は、高屈折率の透明誘電体材料からなる第1誘電体膜(Nb、TiO、Ta等)と、低屈折率の透明誘電体材料からなる第2誘電体膜(SiO等)とを一層以上交互に積層することで構成される。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an optical filter according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the optical filter 10 is provided on a transparent substrate 12 made of glass or the like, one surface of which is a flat surface or a surface in which both surfaces are parallel to each other, and one surface of the transparent substrate 12. And a filter coat layer 14.
The filter coat layer 14 has R (red), G (green) or B (blue) based on the ND filter function for controlling the transmittance of light in the visible light band corresponding to 400 nm to 700 nm and the wavelength of the visible light to be transmitted. ) And a transmitted light selection filter function for selecting one of the light in the region corresponding to the wavelength.
Further, the transmitted light selection filter function of the filter coat layer 14 includes a first dielectric film (Nb 2 O 5 , TiO 2 , Ta 2 O 5, etc.) made of a transparent dielectric material having a high refractive index, and a low refractive index. The second dielectric film (SiO 2 or the like) made of the transparent dielectric material is alternately laminated one or more layers.

このような光学フィルタ10におけるフィルタコート層14は、現在既に確立されている方法、例えば、光学シミュレーション等にて設計される。例えば、G(緑)の帯域(500〜560nm)の波長を通すフィルタを設計する場合について述べる。
まず、フィルタの設計値については図2に記載する。この図2において、層番号1〜34は透明基材12からの成膜順序を示している。そして、この層番号1〜34に対する成膜材料及びその物理膜厚(nm)は図2に示す通りである。また、この時の透過スペクトルは図3に示すようになる。
The filter coat layer 14 in such an optical filter 10 is designed by a method already established, for example, an optical simulation. For example, a case where a filter that passes a wavelength in a G (green) band (500 to 560 nm) is designed will be described.
First, filter design values are described in FIG. In FIG. 2, layer numbers 1 to 34 indicate the order of film formation from the transparent substrate 12. The film forming materials and physical film thicknesses (nm) for the layer numbers 1 to 34 are as shown in FIG. Further, the transmission spectrum at this time is as shown in FIG.

これに対し、ある層とある層の間、例えば層番号33に対応する第1誘電体膜Nbと、層番号35に対応する第2誘電体膜SiOとの間の層番号34に対応する位置にNbの金属膜を挿入する。このときのフィルタコート層14は図4に示すような設計値となる。また、この図4において、層番号1〜35は透明基材12からの成膜順序を示しており、この層番号1〜35に対する成膜材料及びその物理膜厚(nm)は図4に示す通りである。また、この時の透過スペクトルは図5に示すようになる。 On the other hand, a layer number 34 between a certain layer, for example, a first dielectric film Nb 2 O 5 corresponding to the layer number 33 and a second dielectric film SiO 2 corresponding to the layer number 35. A Nb metal film is inserted at a position corresponding to. The filter coat layer 14 at this time has design values as shown in FIG. Further, in FIG. 4, layer numbers 1 to 35 indicate the order of film formation from the transparent substrate 12, and the film forming materials and physical film thicknesses (nm) for the layer numbers 1 to 35 are shown in FIG. Street. Further, the transmission spectrum at this time is as shown in FIG.

このようにフィルタコート層14に対する可視光線の入射側寄りの層番号33に対応する第1誘電体膜Nbと層番号35に対応する第2誘電体膜SiOとの積層膜の間にNbの金属膜を介在することにより、G(緑)の帯域(500〜560nm)の平均透過率は、NDフィルタ能無しの透過率が98.9%であるのに対して、68.6%となる。そして、その平均透過率は金属膜の膜厚により任意に調整することができる。 Thus, between the laminated films of the first dielectric film Nb 2 O 5 corresponding to the layer number 33 near the incident side of the visible light with respect to the filter coat layer 14 and the second dielectric film SiO 2 corresponding to the layer number 35. The average transmittance of the G (green) band (500 to 560 nm) is 68.6% while the transmittance without the ND filter function is 98.9%. It becomes. And the average transmittance | permeability can be arbitrarily adjusted with the film thickness of a metal film.

次に、上記図1に示す光学フィルタ10の透明基材12にフィルタコート層14を成膜する場合の製造方法について、図6を参照して説明する。
この光学フィルタ10における透明基材12へのフィルタコート層の成膜にはスパッタリング法が用いられる。
Next, a manufacturing method in the case where the filter coat layer 14 is formed on the transparent substrate 12 of the optical filter 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
A sputtering method is used to form a filter coat layer on the transparent substrate 12 in the optical filter 10.

まず、スパッタリング装置を構成するチャンバー外に搬出されたキャリア上に透明基材12をセットし、この透明基材12をキャリアごとチャンバー内に搬入する。この動作が透明基材の充填工程S21である。この充填工程S21に要する時間は10〜30分程度である。
次いで、チャンバー内に透過光選択フィルタコート層の成膜に必要な放電用ガス(例えばO,Nまたはアルゴンなどのガス)を導入するとともにチャンバー内を排気して真空にする。この動作が真空引き工程S22であり、この工程に要する時間は20〜40分程度である。
First, the transparent base material 12 is set on the carrier carried out of the chamber constituting the sputtering apparatus, and this transparent base material 12 is carried into the chamber together with the carrier. This operation is the transparent substrate filling step S21. The time required for this filling step S21 is about 10 to 30 minutes.
Next, a discharge gas (for example, a gas such as O 2 , N 2, or argon) necessary for forming the transmitted light selection filter coat layer is introduced into the chamber, and the chamber is evacuated to a vacuum. This operation is the evacuation step S22, and the time required for this step is about 20 to 40 minutes.

かかる減圧ガス雰囲気中でガスプラズマを作り、イオン化したガスをコート層成膜用のターゲット材(NbやSiなど)に照射し、その衝撃でターゲット材から飛び出した粒子を透明基材12の表面に付着させることにより、フィルタコート層14の第1誘電体膜Nbと第2誘電体膜SiOを、図4に示す層番号にしたがって順番にかつ交互に成膜する。そして、層番号34に対応する過程では、上記第1誘電体膜Nb及び第1誘電体膜Nbの成膜時と異なる放電用ガス(例えばアルゴンなど)を導入し、この減圧ガス雰囲気中でガスプラズマを作り、イオン化したガスをコート層成膜用のターゲット材(Nbなど)に照射し、その衝撃でターゲット材から飛び出した粒子を層番号33に対応する第1誘電体膜Nbの表面上に付着させることによりNDフィルタ用の金属膜を形成する。その後、この金属膜の表面上に層番号35に対応する第2誘電体膜SiOを形成する。この時の動作が表面成膜工程S23であり、この工程に要する時間は100〜200分程度である。
透明基材121へのフィルタコート層14の成膜が完了したならば、この透明基材12をキャリアごとチャンバー外へ搬出し、キャリアから透明基材12を取り出す。この動作が透明基材取り出し工程S24であり、この工程に要する時間は10〜30分程度である。
A gas plasma is generated in such a reduced-pressure gas atmosphere, and ionized gas is irradiated onto a target material (Nb, Si, etc.) for forming a coat layer, and particles that have jumped out of the target material due to the impact are applied to the surface of the transparent substrate 12 By attaching them, the first dielectric film Nb 2 O 5 and the second dielectric film SiO 2 of the filter coat layer 14 are sequentially and alternately formed according to the layer numbers shown in FIG. In the process corresponding to the layer number 34, a discharge gas (for example, argon) different from that used when forming the first dielectric film Nb 2 O 5 and the first dielectric film Nb 2 O 5 is introduced. A gas plasma is generated in a reduced-pressure gas atmosphere, and an ionized gas is irradiated onto a target material (Nb or the like) for forming a coat layer. A metal film for an ND filter is formed by depositing on the surface of the film Nb 2 O 5 . Thereafter, a second dielectric film SiO 2 corresponding to the layer number 35 is formed on the surface of the metal film. The operation at this time is the surface film forming step S23, and the time required for this step is about 100 to 200 minutes.
When the film formation of the filter coat layer 14 on the transparent substrate 121 is completed, the transparent substrate 12 is carried out of the chamber together with the carrier, and the transparent substrate 12 is taken out of the carrier. This operation is the transparent substrate taking step S24, and the time required for this step is about 10 to 30 minutes.

このような本実施の形態においては、透明基材12の片方の面にNDフィルタと透過光選択フィルタの両機能を有するフィルタコート層14を設ける構成にしたので、フィルタコート層14の成膜箇所は透明基材12の片面のみにで済み、これに伴い、透明基材12へのNDフィルタ及び透過光選択フィルタの成膜プロセス時間を、図13に示すような従来のプロセスに比べて、工程S14〜S16を省略でき、製造時間を170〜300分程度短縮することができる。これにより、光学フィルタの生産性が向上し、製品の低コスト化が可能になる。   In this embodiment, since the filter coat layer 14 having both functions of the ND filter and the transmitted light selection filter is provided on one surface of the transparent substrate 12, the film coating location of the filter coat layer 14 is provided. Requires only one side of the transparent substrate 12, and accordingly, the film formation process time of the ND filter and the transmitted light selection filter on the transparent substrate 12 is compared to the conventional process as shown in FIG. S14 to S16 can be omitted, and the manufacturing time can be shortened by about 170 to 300 minutes. Thereby, the productivity of the optical filter is improved, and the cost of the product can be reduced.

なお、上記実施の形態1では、G(緑)の帯域通過フィルタに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、R(赤)またはB(青)の帯域通過フィルタに適用にも適用することができる。
また、第1誘電体膜Nbと第1誘電体膜Nbとの間に介在されるNDフィルタ用の金属膜の介在箇所は、上記実施の形態に示すように1箇所に限らず、2箇所以上であってもよい。
また、上記実施の形態1では、NDフィルタ用金属膜の介在箇所をフィルタコート層14に対する可視光線の入射側寄りである第1誘電体膜Nbと第1誘電体膜Nbとの間に介在した場合について説明したが、NDフィルタ用金属膜の介在箇所は、フィルタコート層14の最外層以外の第1誘電体膜Nbと第1誘電体膜Nbとの積層構造間の何れの箇所であってもよい。
金属膜をフィルタコート層14の最外層以外の積層構造間に設ける理由は、金属膜の酸化を防止し、かつNDフィルタ機能の低下を防止するためである。
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to a G (green) band-pass filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but can be applied to an R (red) or B (blue) band-pass filter. Can also be applied.
Further, the ND filter metal film interposed between the first dielectric film Nb 2 O 5 and the first dielectric film Nb 2 O 5 is provided at one place as shown in the above embodiment. It is not restricted and two or more places may be sufficient.
Further, in this first embodiment, first dielectric layer Nb 2 O 5 and the first dielectric layer Nb 2 O 5 is an incident-side side of the visible light intervention point of the metal film for the ND filter to the filter coating layer 14 The ND filter metal film is interposed between the first dielectric film Nb 2 O 5 and the first dielectric film Nb 2 O 5 other than the outermost layer of the filter coat layer 14. And any location between the laminated structures.
The reason why the metal film is provided between the laminated structures other than the outermost layer of the filter coat layer 14 is to prevent the metal film from being oxidized and to prevent the ND filter function from being deteriorated.

また、本発明に係る実施の形態では、2種類のターゲット材料を使用することができるスパッタリング装置にて透過光選択フィルタとNDフィルタの機能を実現しているのが特徴である。
この場合、スパッタリング装置(成膜装置)に搭載することのできるターゲットの種類は有限(通常1〜4程度、特殊な物を除いて)であるため、2種類のターゲットで作れることは大変有意である。そして、これをなし得るため本発明では、透明誘電膜SiO、Nbとその金属膜であるNbを使用している。また、これは他の金属での組み合わせも可能であり、TiOを使用する場合はTiの金属膜、SiOを使用する場合はSiの金属膜を使うことにより、ND膜を作成することが可能となる。
Further, the embodiment according to the present invention is characterized in that the functions of a transmitted light selection filter and an ND filter are realized by a sputtering apparatus that can use two types of target materials.
In this case, since the types of targets that can be mounted on the sputtering apparatus (film forming apparatus) are limited (usually about 1 to 4, excluding special objects), it is very significant that it can be made with two types of targets. is there. In order to achieve this, in the present invention, transparent dielectric films SiO 2 and Nb 2 O 5 and Nb which is a metal film thereof are used. Also, this can be combined with other metals. When TiO 2 is used, an ND film can be formed by using a Ti metal film, and when using SiO 2 , an Si metal film. It becomes possible.

(実施の形態2)
次に、図7により本発明にかかる光学フィルタの他の実施の形態について説明する。
図7は、光学フィルタに光学的レンズ機能を付加した場合の模式的な断面図である。
図7において、光学フィルタ10の透明基材22は、フィルタコート層14が形成される面22aが平面であり、この平面22aと反対の面に凸の光学レンズ22bを形成したものである。
(Embodiment 2)
Next, another embodiment of the optical filter according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view when an optical lens function is added to the optical filter.
In FIG. 7, the transparent substrate 22 of the optical filter 10 has a surface 22a on which the filter coat layer 14 is formed and a convex optical lens 22b formed on the surface opposite to the plane 22a.

通常、一方が平面で他方が凸である平凸レンズにおいては、その凸面には、透過光選択フィルタ機能またはNDフィルタ機能を持つ膜を形成することができない。なぜならば、凸面に薄膜をコートする際、曲面の影響を受けコート膜厚が分布を持つことにより、透過光選択フィルタであれば所望の透過波長領域を得ることができない。また、NDフィルタであれば、膜厚が変わってしまうことで均一な透過率を得られることができないためである。従って、従来の方法では、平凸レンズに対して透過光選択フィルタとNDフィルタに機能を持たせることは不可能であった。しかし、本発明の薄膜をコートすることで両機能を持つ平凸レンズを製造することが可能となる。   Usually, in a plano-convex lens in which one is a flat surface and the other is convex, a film having a transmitted light selection filter function or an ND filter function cannot be formed on the convex surface. This is because when the thin film is coated on the convex surface, the coating film thickness has a distribution due to the influence of the curved surface, so that a desired transmission wavelength region cannot be obtained with a transmitted light selection filter. Moreover, if it is an ND filter, it is because a uniform transmittance | permeability cannot be obtained because a film thickness will change. Therefore, with the conventional method, it has been impossible to impart functions to the transmitted light selection filter and the ND filter with respect to the plano-convex lens. However, it becomes possible to produce a plano-convex lens having both functions by coating the thin film of the present invention.

(実施の形態3)
次に、図8により本発明にかかる光学フィルタの更に他の実施の形態について説明する。
図8は、光学フィルタに光学的偏光機能を付加した場合の模式的な断面図である。
図8において、光学フィルタ10の透明基材12は、両面が互いに平行な平面をなしており、この透明基材12の一方の面には、可視光帯域の光線の透過率を制御するNDフィルタ機能と、透過される可視光線の波長を選択する透過光選択フィルタ機能とを有するフィルタコート層14が設けられている。また、透明基材12の他方の面には偏光フィルム16が設けられている。
(Embodiment 3)
Next, still another embodiment of the optical filter according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view when an optical polarization function is added to the optical filter.
In FIG. 8, the transparent substrate 12 of the optical filter 10 has a plane in which both surfaces are parallel to each other, and an ND filter that controls the transmittance of light in the visible light band is provided on one surface of the transparent substrate 12. A filter coat layer 14 having a function and a transmitted light selection filter function for selecting the wavelength of visible light to be transmitted is provided. A polarizing film 16 is provided on the other surface of the transparent substrate 12.

液晶プロジェクタ内部には、一般的にフィルム材料を貼る部材が存在する。これが液晶パネルの直前にある偏光フィルムガラスである。この偏光フィルムガラスに本発明にかかる光学フィルタを使用することで、偏光機能、選択光透過機能、NDフィルタ機能を持った多機能フィルタを作成することが可能となる。   In general, there is a member for attaching a film material inside the liquid crystal projector. This is the polarizing film glass in front of the liquid crystal panel. By using the optical filter according to the present invention for this polarizing film glass, it becomes possible to create a multifunction filter having a polarizing function, a selective light transmission function, and an ND filter function.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その請求項に記載した要旨を逸脱しない範囲において、他の種々の形態によっても実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary described in the claim, it can implement also with another various form.

本発明の実施の形態における光学フィルタの構成の一例を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of a structure of the optical filter in embodiment of this invention. 本実施の形態における光学フィルタのグリーン帯域を透過する帯域通過フィルタの設計値を示す図である。It is a figure which shows the design value of the band pass filter which permeate | transmits the green band of the optical filter in this Embodiment. 本実施の形態における光学フィルタのグリーン帯域を透過する帯域通過フィルタの透過スペクトル図である。It is a transmission spectrum figure of the band pass filter which permeate | transmits the green band of the optical filter in this Embodiment. 本実施の形態における光学フィルタのグリーン帯域を透過する帯域通過フィルタに金属膜を介在した場合の設計値を示す図である。It is a figure which shows the design value at the time of interposing the metal film in the band pass filter which permeate | transmits the green zone | band of the optical filter in this Embodiment. 本実施の形態における光学フィルタのグリーン帯域を透過する帯域通過フィルタに金属膜を介在した場合の透過スペクトル図である。It is a transmission spectrum figure at the time of interposing a metal film in the band pass filter which permeate | transmits the green zone | band of the optical filter in this Embodiment. 本実施の形態における光学フィルタの透明基材にフィルタコート層を成膜する場合の製造方法を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows the manufacturing method in the case of forming a filter-coat layer into the transparent base material of the optical filter in this Embodiment. 本発明の実施の形態における光学フィルタの他の実施例を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the other Example of the optical filter in embodiment of this invention. 本発明にかかる光学フィルタの更に他の実施の形態を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows other embodiment of the optical filter concerning this invention. 従来における光学フィルタの構成の一例を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of a structure of the conventional optical filter. 従来における光学フィルタの透過スペクトル図である。It is a transmission spectrum figure of the conventional optical filter. 従来における光学フィルタの構成の他の例を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the other example of a structure of the conventional optical filter. 従来の他の例に示す光学フィルタの透過スペクトル図である。It is a transmission spectrum figure of the optical filter shown in the other conventional example. 従来における光学フィルタのフィルタコート層を成膜する場合の製造方法を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows the manufacturing method in the case of forming the filter coat layer of the conventional optical filter into a film.

符号の説明Explanation of symbols

10……光学フィルタ、12……透明基材、14……フィルタコート層、22……透明基材、22b……光学レンズ、16……偏光フィルム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical filter, 12 ... Transparent base material, 14 ... Filter coat layer, 22 ... Transparent base material, 22b ... Optical lens, 16 ... Polarizing film.

Claims (8)

少なくとも一方の面が平面を呈する透明基材と、
前記透明基材の平面に可視光帯域の透過率を制御するNDフィルタ機能と、透過される可視光の波長を選択する透過光選択フィルタ機能とを有するフィルタコート層を設けた、
ことを特徴とする光学フィルタ。
A transparent base material on which at least one surface is flat;
A filter coat layer having an ND filter function for controlling the transmittance of the visible light band and a transmitted light selection filter function for selecting the wavelength of the visible light to be transmitted is provided on the plane of the transparent substrate.
An optical filter characterized by the above.
前記フィルタコート層の透過光選択フィルタ機能は、高屈折率の透明誘電体材料からなる第1誘電体膜と、低屈折率の透明誘電体材料からなる第2誘電体膜とを一層以上交互に積層することで構成されることを特徴とする請求項1記載の光学フィルタ。   The transmitted light selection filter function of the filter coat layer is such that a first dielectric film made of a transparent dielectric material having a high refractive index and a second dielectric film made of a transparent dielectric material having a low refractive index are alternately alternated. The optical filter according to claim 1, wherein the optical filter is configured by stacking. 前記フィルタコート層のNDフィルタ機能は、少なくとも一層の金属膜により構成されることを特徴とする請求項1記載の光学フィルタ。   2. The optical filter according to claim 1, wherein the ND filter function of the filter coat layer is constituted by at least one metal film. 前記フィルタコート層の透過光選択フィルタ機能は、高屈折率の透明誘電体材料からなる第1誘電体膜と、低屈折率の透明誘電体材料からなる第2誘電体膜とを一層以上交互に積層することで構成され、前記NDフィルタコート層のNDフィルタ機能は、少なくとも一層の金属膜により構成され、前記金属膜は前記第1誘電体膜と前記第2誘電体膜との積層構造の間に介在されていることを特徴とする請求項1記載の光学フィルタ。   The transmitted light selection filter function of the filter coat layer is such that a first dielectric film made of a transparent dielectric material having a high refractive index and a second dielectric film made of a transparent dielectric material having a low refractive index are alternately alternated. The ND filter coat layer has an ND filter function of at least one layer of metal film, and the metal film is between the stacked structure of the first dielectric film and the second dielectric film. The optical filter according to claim 1, wherein the optical filter is interposed between the optical filter and the optical filter. 前記金属膜は前記フィルタコート層の最外層以外の前記第1誘電体膜と前記第2誘電体膜との積層構造の間に介在されていることを特徴とする請求項4記載の光学フィルタ。   5. The optical filter according to claim 4, wherein the metal film is interposed between a laminated structure of the first dielectric film and the second dielectric film other than the outermost layer of the filter coat layer. 前記第1、第2透明誘電体は前記金属膜を構成する金属材料の酸化物であることを特徴とする請求項4記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 4, wherein the first and second transparent dielectrics are oxides of a metal material constituting the metal film. 前記透明基材は光学レンズであり、前記フィルタコート層が形成される前記光学レンズの面は平面であることを特徴とする請求項1記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the transparent substrate is an optical lens, and a surface of the optical lens on which the filter coat layer is formed is a flat surface. 前記透明基材の他方の面に偏光フィルムが設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein a polarizing film is provided on the other surface of the transparent substrate.
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