JP2008192280A5 - 開口フィルタ - Google Patents

Description

本発明の第１の形態に係る開口フィルタは、透光性基板の一方の主面上に、互いに波長の異なる複数の光線のうち、前記複数の光線を全て透過する第一の領域と、所定の波長の光線の透過を阻止する第二の領域と、を有する開口フィルタであって、前記第一の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層された第一の光学多層薄膜からなる位相調整膜であり、前記第二の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層された第二の光学多層薄膜からなる波長選択膜であり、前記透光性基板の他方の主面上に光学薄膜を有し、前記光学薄膜は、前記光学多層薄膜により前記透光性基板に生ずる反りを矯正する矯正用光学薄膜であり、前記位相調整膜の面積の割合をＳａ、前記波長選択膜の面積の割合を、前記位相調整膜により生じる応力をσ１、前記波長選択膜により生じる応力をσ２、前記透光性基板に加わる応力をσｔ、前記矯正用光学薄膜の応力をσｓとしたとき、
Ｓａ＋Ｓｂ＝１ ・・・（１）
σｔ＝Ｓａ×σ１＋Ｓｂ×σ２ ・・・（２）
ｓ＝σｔ／σｓ ・・・（３）
を満足することを特徴とする。
本発明の第２の形態に係る開口フィルタは、前記第一の光学多層薄膜及び前記第二の光学多層薄膜のうち、少なくとも何れか一方の光学多層薄膜の何れかの層に、中間屈折率材料からなる光学薄膜を有することを特徴とする。
本発明の第３の形態に係る開口フィルタは、前記低屈折率材料は、ＳｉＯ _２ 、或いはＭｇＦ _２ であり、前記高屈折率材料は、Ｔａ _２ Ｏ _５ 、ＴｉＯ _２ 、或いはＮｂ _２ Ｏ _５ であることを特徴とする。
本発明の第４の形態に係る開口フィルタは、前記中間屈折率材料は、Ａｌ _２ Ｏ _３ であることを特徴とする。
本発明の第５の形態に係る開口フィルタは、前記複数の光線の波長が夫々７８０ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、及び４０５ｎｍ帯であることを特徴とする。
［適用例１］適用例１に係る開口フィルタは、透明基板の一方の主面上に互いに波長の異なる複数の光線のうち、全ての波長の光線を透過する第一の領域と所定の波長の光線の透過を阻止する第二の領域とを有した開口フィルタであって、前記第一の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層してなる第一の光学多層薄膜からなり、前記第二の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層してなる第二の光学多層薄膜からなり、前記透明基板の他方の主面上に所定の膜厚を有する単層の光学薄膜を形成したことを特徴としている。

適用例１によれば、開口フィルタは、透明基板の一方の面上に開口フィルタを成膜した際に発生する応力を、基板の他方の面上に成膜した単層の光学薄膜の応力により打ち消すことができる。従って、基板が反ることを防止し、開口フィルタの波面収差等の光学特性を改善する上で大きな効果を発揮する。

［適用例２］適用例２に係る開口フィルタは、前記第一の光学多層薄膜及び前記第二の光学多層薄膜の少なくとも一方の光学多層薄膜の何れかの層に中間屈折率材料からなる薄膜を形成したことを特徴としている。

適用例２によれば、開口フィルタは、開口フィルタの薄膜材料として中間屈折率材料を成膜した場合においても本発明を適用することができ、多くの種類の開口フィルタに汎用的に対応可能である。

［適用例３］適用例３に係る波長板機能付開口フィルタは、複屈折性を有する第１の透明基板の一方の主面上に互いに波長の異なる複数の光線のうち、全ての波長の光線を透過する第一の領域と所定の波長の光線の透過を阻止する第二の領域とからなる開口フィルタを形成し、前記第一の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層してなる第一の光学多層薄膜からなり、前記第二の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層してなる第二の光学多層薄膜からなり、前記第１の透明基板の他方の主面上に所定の膜厚を有する単層の光学薄膜を形成し、前記第１の透明基板の前記単層の光学薄膜が形成された面側に複屈折性を有する第２の透明基板を積層したことを特徴としている。

適用例３によれば、波長板機能付開口フィルタは、第１の透明基板の一方の表面上に開口フィルタを成膜した際に発生する応力を、第１の基板の他方の表面上に成膜した単層の光学薄膜により打ち消すことができる。従って、第１の基板が反ることを防止し、第１の基板に第２の基板を貼り付ける作業が、容易に精度よく行うことができることから、波長板機能付開口フィルタの波面収差等の光学特性とコストを改善する上で大きな効果を発揮する。

［適用例４］適用例４に係る波長板機能付開口フィルタは、前記単層の光学薄膜の膜厚は、前記第１の透明基板に形成した開口フィルタにより生ずる応力に応じて決定されることを特徴としている。

適用例４によれば、矯正用光学薄膜は、薄膜材料として、例えば、成膜した際の圧縮応力の発生が大きいＳｉＯ_２を用いており、必要な圧縮応力に応じて光学薄膜の膜厚を適宜に設定することにより、容易に単層の矯正用光学薄膜を形成することが可能である。また、透明基板として、白板ガラスなどを使用すると、矯正用光学薄膜の材料として使用したＳｉＯ_２と屈折率が近似しているので、透明基板に矯正用光透明基板として、複屈折性を有する水晶等を透明基板に矯正用光学薄膜を成膜しても波長板機能付開口フィルタの波面収差等の光学特性に影響を与えることはない。

［適用例５］適用例５に係る波長板機能付開口フィルタは、前記第一の光学多層薄膜及び前記第二の光学多層薄膜の少なくとも一方の光学多層薄膜の何れかの層に中間屈折率材料からなる薄膜を形成したことを特徴としている。

適用例５によれば、波長板機能付開口フィルタは、開口フィルタの薄膜材料として中間屈折率材料を成膜した場合においても本発明を適用することができ、多くの種類の開口フィルタに汎用的に対応可能である。

［適用例６］適用例６に係る波長板機能付開口フィルタは、前記複数の光線の波長が夫々７８０ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、及び４０５ｎｍ帯であることを特徴としている。
適用例６によれば、開口フィルタは、３波長のうち何れかの所定の波長の光線を所定の範囲に絞りこむことができる。

［適用例７］適用例７に係る開口フィルタは、前記低屈折率材料は、ＳｉＯ_２、或いはＭｇＦ_２であり、前記高屈折率材料は、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、或いはＮｂ_２Ｏ_５であることを特徴としている。

適用例７によれば、開口フィルタは、薄膜材料として汎用的に使用されている光学材料を使用しているので、容易に低コストな開口フィルタを実現することが可能である。

［適用例８］適用例８に係る波長板機能付開口フィルタは、前記低屈折率材料は、ＳｉＯ_２、或いはＭｇＦ_２であり、前記高屈折率材料は、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、或いはＮｂ_２Ｏ_５であることを特徴としている。

適用例８によれば、開口フィルタは、薄膜材料として汎用的に使用されている光学材料を使用しているので、容易に低コストな波長板機能付開口フィルタを実現することが可能である。

［適用例９］適用例９に係る波長板機能付開口フィルタは、前記中間屈折率材料は、Ａｌ_２Ｏ_３であることを特徴としている。

適用例９によれば、開口フィルタは、薄膜材料として汎用的に使用されている光学材料を使用しているので、容易に低コストな波長板機能付開口フィルタを実現することが可能である。

Claims (5)

1. 透光性基板の一方の主面上に、互いに波長の異なる複数の光線のうち、前記複数の光線を全て透過する第一の領域と、所定の波長の光線の透過を阻止する第二の領域と、を有する開口フィルタであって、
   前記第一の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層された第一の光学多層薄膜からなる位相調整膜であり、
   前記第二の領域は低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に複数積層された第二の光学多層薄膜からなる波長選択膜であり、
   前記透光性基板の他方の主面上に光学薄膜を有し、
   前記光学薄膜は、前記光学多層薄膜により前記透光性基板に生ずる反りを矯正する矯正用光学薄膜であり、
   前記位相調整膜の面積の割合をＳａ、前記波長選択膜の面積の割合を、前記位相調整膜により生じる応力をσ１、前記波長選択膜により生じる応力をσ２、前記透光性基板に加わる応力をσｔ、前記矯正用光学薄膜の応力をσｓとしたとき、
   Ｓａ＋Ｓｂ＝１ ・・・（１）
   σｔ＝Ｓａ×σ１＋Ｓｂ×σ２ ・・・（２）
   ｓ＝σｔ／σｓ ・・・（３）
   を満足することを特徴とする開口フィルタ。
2. 前記第一の光学多層薄膜及び前記第二の光学多層薄膜のうち、少なくとも何れか一方の光学多層薄膜の何れかの層に、中間屈折率材料からなる光学薄膜を有することを特徴とする請求項１に記載の開口フィルタ。
3. 前記低屈折率材料は、ＳｉＯ _２ 、或いはＭｇＦ _２ であり、
   前記高屈折率材料は、Ｔａ _２ Ｏ _５ 、ＴｉＯ _２ 、或いはＮｂ _２ Ｏ _５ であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開口フィルタ。
4. 前記中間屈折率材料は、Ａｌ _２ Ｏ _３ であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の開口フィルタ。
5. 前記複数の光線の波長が夫々７８０ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、及び４０５ｎｍ帯であることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の開口フィルタ。