JP2778784B2 - 光源用多層膜反射鏡 - Google Patents
光源用多層膜反射鏡Info
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- JP2778784B2 JP2778784B2 JP2047514A JP4751490A JP2778784B2 JP 2778784 B2 JP2778784 B2 JP 2778784B2 JP 2047514 A JP2047514 A JP 2047514A JP 4751490 A JP4751490 A JP 4751490A JP 2778784 B2 JP2778784 B2 JP 2778784B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、投光照明等の光源に用いられる特定の分光
透過率を持たせた多層光干渉膜が反射面に設けられた光
源用多層膜反射鏡に関する。
透過率を持たせた多層光干渉膜が反射面に設けられた光
源用多層膜反射鏡に関する。
（従来の技術） 近年、ガラス製投光レフレクタの内面に高屈折率物質
と低屈折率物質との各薄膜を交互に積層した多層膜で形
成される多層膜反射鏡が、投影器、店舗用照明、医療用
照明などの光源として多く使用されている。
と低屈折率物質との各薄膜を交互に積層した多層膜で形
成される多層膜反射鏡が、投影器、店舗用照明、医療用
照明などの光源として多く使用されている。
このような多層膜反射鏡は、可視光線をできるだけ反
射し長波長の赤外領域の熱線を透過させることにより、
照明された物体を熱線によって加熱することを少なく
し、かつ光源からの熱線が多層膜を透過する際に吸収に
よって投光レフレクタが加熱されない、いわゆる冷光鏡
としての特徴を有している。一般に冷光鏡は鏡面に高屈
折率物質と低屈折率物質との薄膜を交互に積層した多層
膜で形成されるが、積層される各物質の屈折率の比が大
きいほど高い反射率と広い反射帯を有するものである。
冷光鏡に使用される物質の組み合わせと、その屈折率の
比を表−１に示す。この表−１から、広い反射帯域を得
るには高屈折率物質として硫化亜鉛（ZnS）を、また低
屈折率物質として弗化マグネシウム（MgF2）を採用する
のが有利であることがわかる。
射し長波長の赤外領域の熱線を透過させることにより、
照明された物体を熱線によって加熱することを少なく
し、かつ光源からの熱線が多層膜を透過する際に吸収に
よって投光レフレクタが加熱されない、いわゆる冷光鏡
としての特徴を有している。一般に冷光鏡は鏡面に高屈
折率物質と低屈折率物質との薄膜を交互に積層した多層
膜で形成されるが、積層される各物質の屈折率の比が大
きいほど高い反射率と広い反射帯を有するものである。
冷光鏡に使用される物質の組み合わせと、その屈折率の
比を表−１に示す。この表−１から、広い反射帯域を得
るには高屈折率物質として硫化亜鉛（ZnS）を、また低
屈折率物質として弗化マグネシウム（MgF2）を採用する
のが有利であることがわかる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、表−２に示すように、上記したZnS−M
gF2からなる多層膜は、屈折率比が高いが、耐熱性、耐
候性に問題がある。すなわち、ZnS−MgF2からなる多層
膜は、この多層膜が被着された反射鏡に高熱を発生する
ハロゲンランプなどを装着して光源を構成した場合には
高温を受けることになり、この高温によって短時間で剥
離し、かつ表層部のZnSが酸化されて白濁する。通常、
ハロゲンランプを点灯した場合、反射鏡の熱負荷が350
℃のとき30時間、300℃のとき100時間で使用不能にな
る。また、ZnSは吸湿性があるため、温度50℃、湿度90
％の雰囲気に50時間放置すると、膜が剥離してしまう。
gF2からなる多層膜は、屈折率比が高いが、耐熱性、耐
候性に問題がある。すなわち、ZnS−MgF2からなる多層
膜は、この多層膜が被着された反射鏡に高熱を発生する
ハロゲンランプなどを装着して光源を構成した場合には
高温を受けることになり、この高温によって短時間で剥
離し、かつ表層部のZnSが酸化されて白濁する。通常、
ハロゲンランプを点灯した場合、反射鏡の熱負荷が350
℃のとき30時間、300℃のとき100時間で使用不能にな
る。また、ZnSは吸湿性があるため、温度50℃、湿度90
％の雰囲気に50時間放置すると、膜が剥離してしまう。
これに対し、TiO2−SiO2からなる多層膜は、耐熱性お
よび耐候性には優れているが、ZnS−MgF2からなる多層
膜と同程度の光学特性を得ようとすれば、ZnS−MgF2多
層膜は25層の積層であるに対しTiO2−SiO2多層膜は膜の
積層数を50％近く多い35層とする必要があり、高価にな
るので、経済的な面から実用性に問題がある。
よび耐候性には優れているが、ZnS−MgF2からなる多層
膜と同程度の光学特性を得ようとすれば、ZnS−MgF2多
層膜は25層の積層であるに対しTiO2−SiO2多層膜は膜の
積層数を50％近く多い35層とする必要があり、高価にな
るので、経済的な面から実用性に問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、少ない
層数で必要とする光学特性が得られ、かつ耐熱性および
耐候性に優れた多層光干渉膜が反射面に設けられた光源
用多層膜反射鏡を提供することを目的とする。
層数で必要とする光学特性が得られ、かつ耐熱性および
耐候性に優れた多層光干渉膜が反射面に設けられた光源
用多層膜反射鏡を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、上記目的を達成するために、基体面に、該
基体に装着したランプから発せられた光の可視光を反射
するように二酸化チタンからなる高屈折率層と弗化ナト
リウムからなる低屈折率層とを交互に積層してなる多層
膜を被着し反射鏡を構成したので、多層膜は少ない層数
で必要とする光学特性が得られるものとなり、光源用多
層膜反射鏡として優れた耐熱性および耐候性を有するも
のとなる。
基体に装着したランプから発せられた光の可視光を反射
するように二酸化チタンからなる高屈折率層と弗化ナト
リウムからなる低屈折率層とを交互に積層してなる多層
膜を被着し反射鏡を構成したので、多層膜は少ない層数
で必要とする光学特性が得られるものとなり、光源用多
層膜反射鏡として優れた耐熱性および耐候性を有するも
のとなる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明
の一実施例の多層膜の分光透過率特性を示した図であ
る。
の一実施例の多層膜の分光透過率特性を示した図であ
る。
第１図に示すように、基体となる硬質ガラス製投光レ
フレクタ１はその一面を拡開させた回転放物状の凹部２
を有して形成され、この凹部２の中心には、例えば高熱
を発生するハロゲンランプ３が装着される。この投光レ
フレクタ１の前面には安全のため前面ガラス４が取り付
けられる。
フレクタ１はその一面を拡開させた回転放物状の凹部２
を有して形成され、この凹部２の中心には、例えば高熱
を発生するハロゲンランプ３が装着される。この投光レ
フレクタ１の前面には安全のため前面ガラス４が取り付
けられる。
また、投光レフレクタ１の凹部２側の内面上にはハロ
ゲンランプ３から発せられる光を反射投光する多層膜５
が被着されている。この多層膜５は、高屈折率物質とし
て屈折率2.3の二酸化チタン（TiO2）、低屈折率物質と
して屈折率1.3の弗化ナトリウム（NaF）を採用し、表−
３に示す膜構成、膜厚で形成される。すなわち、第１層
から第９層までの光学膜厚が1/4λａ（λ＝600nm）およ
び第10層から第17層までの光学膜厚が1/4λｂ（λｂ＝4
50nm）である各物質の薄膜が、第１層を二酸化チタンか
らなる層とし第２層から交互に積層された交互層であ
る。従って、第17層は二酸化チタン層となる。
ゲンランプ３から発せられる光を反射投光する多層膜５
が被着されている。この多層膜５は、高屈折率物質とし
て屈折率2.3の二酸化チタン（TiO2）、低屈折率物質と
して屈折率1.3の弗化ナトリウム（NaF）を採用し、表−
３に示す膜構成、膜厚で形成される。すなわち、第１層
から第９層までの光学膜厚が1/4λａ（λ＝600nm）およ
び第10層から第17層までの光学膜厚が1/4λｂ（λｂ＝4
50nm）である各物質の薄膜が、第１層を二酸化チタンか
らなる層とし第２層から交互に積層された交互層であ
る。従って、第17層は二酸化チタン層となる。
この多層膜５の形成方法は、例えば真空蒸着法によっ
て行われる。二酸化チタン層は、酸素およびアルゴンを
導入した８×10-3〜１×10-4Torrの低真空雰囲気内で、
反射鏡温度を100〜300℃とし、蒸着母材を電子ビームで
衝撃することによって、投光レフレクタ１あるいは弗化
ナトリウム層上に蒸着される。また、弗化ナトリウム層
は、アルゴンを導入した上記圧力の低真空雰囲気内で、
反射鏡温度を100〜300℃とし、蒸着母材を抵抗加熱する
ことによって、二酸化チタン上に蒸着される。
て行われる。二酸化チタン層は、酸素およびアルゴンを
導入した８×10-3〜１×10-4Torrの低真空雰囲気内で、
反射鏡温度を100〜300℃とし、蒸着母材を電子ビームで
衝撃することによって、投光レフレクタ１あるいは弗化
ナトリウム層上に蒸着される。また、弗化ナトリウム層
は、アルゴンを導入した上記圧力の低真空雰囲気内で、
反射鏡温度を100〜300℃とし、蒸着母材を抵抗加熱する
ことによって、二酸化チタン上に蒸着される。
上記方法により−３に示す膜構成、膜厚で形成された
TiO2−NaFからなる多層膜５は、両層の屈折率比がNH/NL
＝1.77で、第２図に示す分光透過特性を有しており、こ
れは第３図に示す従来のTiO2−SiO2多層膜の分光透過特
性とほぼ同等である。このように両多層膜はほぼ同等の
光学特性を有しているが、この光学特性を得るために、
TiO2−SiO2多層膜は35層の積層を必要とするのに対し、
TiO2−NaF多層膜５は17層の積層ですむ。
TiO2−NaFからなる多層膜５は、両層の屈折率比がNH/NL
＝1.77で、第２図に示す分光透過特性を有しており、こ
れは第３図に示す従来のTiO2−SiO2多層膜の分光透過特
性とほぼ同等である。このように両多層膜はほぼ同等の
光学特性を有しているが、この光学特性を得るために、
TiO2−SiO2多層膜は35層の積層を必要とするのに対し、
TiO2−NaF多層膜５は17層の積層ですむ。
弗化ナトリウムは化学的に安定で二酸化チタンとの積
層の際の適合性が従来の積層に比較して極めて良好であ
り、TiO2−NaF多層膜５は熱負荷に対して剥離しにく
く、また高温多湿の環境に耐えられる。従って、TiO2−
NaF多層膜５を投光レフレクタ１に被着して多層膜反射
鏡とし、さらに多層膜反射鏡にハロゲンランプ３などの
ような高出力ランプを装着し光源を構成した場合でも、
TiO2−NaF多層膜５は高出力ランプの発する高熱にも耐
え、長寿命で耐候性も良い。すなわち、TiO2−NaF多層
膜５の耐熱性と耐候性について行った試験の結果を表−
４に示す。ここで耐熱性はランプ点灯時の反射部の温度
である。300℃と350℃とにおける剥離開始までの時間で
示し、耐候性は温度50℃、湿度90％の雰囲気中における
剥離開始までの時間を示している。表−２におけるTiO2
−SiO2多層膜の耐熱性と耐候性と比較し、実施例のTiO2
−NaF多層膜５が耐熱性と耐候性に優れ、長寿命で過酷
な使用条件にも耐えられることが明らかである。
層の際の適合性が従来の積層に比較して極めて良好であ
り、TiO2−NaF多層膜５は熱負荷に対して剥離しにく
く、また高温多湿の環境に耐えられる。従って、TiO2−
NaF多層膜５を投光レフレクタ１に被着して多層膜反射
鏡とし、さらに多層膜反射鏡にハロゲンランプ３などの
ような高出力ランプを装着し光源を構成した場合でも、
TiO2−NaF多層膜５は高出力ランプの発する高熱にも耐
え、長寿命で耐候性も良い。すなわち、TiO2−NaF多層
膜５の耐熱性と耐候性について行った試験の結果を表−
４に示す。ここで耐熱性はランプ点灯時の反射部の温度
である。300℃と350℃とにおける剥離開始までの時間で
示し、耐候性は温度50℃、湿度90％の雰囲気中における
剥離開始までの時間を示している。表−２におけるTiO2
−SiO2多層膜の耐熱性と耐候性と比較し、実施例のTiO2
−NaF多層膜５が耐熱性と耐候性に優れ、長寿命で過酷
な使用条件にも耐えられることが明らかである。
上記したように、弗化ナトリウムは屈折率が1.3と小
さく、かつ化学的に安定しているので耐熱性と耐候性に
優れている。さらに二酸化チタンと弗化ナトリウムとは
屈折率比が大きいので少ない層数で必要とする光学特性
が得られ、また両者の積層の適合性が良いので剥離し難
く、耐熱性と耐候性に優れた膜が得られる。
さく、かつ化学的に安定しているので耐熱性と耐候性に
優れている。さらに二酸化チタンと弗化ナトリウムとは
屈折率比が大きいので少ない層数で必要とする光学特性
が得られ、また両者の積層の適合性が良いので剥離し難
く、耐熱性と耐候性に優れた膜が得られる。
また、上記実施例では、膜の形成方法を真空蒸着法と
したが、これに限らず、イオンプレーティング法、イオ
ンアシスト法、CVD（Chemical Vapor Deposition）法な
ど他の形成方法でもよい。
したが、これに限らず、イオンプレーティング法、イオ
ンアシスト法、CVD（Chemical Vapor Deposition）法な
ど他の形成方法でもよい。
また、二酸化チタン層および弗化ナトリウム層の少な
くとも一方にガラス質強化剤や散光性微粒子などを含有
させることは適宜実施してもよい。
くとも一方にガラス質強化剤や散光性微粒子などを含有
させることは適宜実施してもよい。
また、本発明は上記実施例に限定されることなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能な
ことは勿論である。
発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能な
ことは勿論である。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の光源用多層膜反射鏡に
よれば、投光レフレクタである基体の表面に、二酸化チ
タンからなる高屈折率層と弗化ナトリウムからなる低屈
折率層とを交互積層してなる多層膜を被着するようにし
ているので、多層膜は大きな屈折率比が得られ、かつ各
成分が化学的に安定で積層時における適合性がよいの
で、少ない層数でも必要とする光学特性を得ることがで
きるものとなり、優れた耐熱性と耐候性が得られ長寿命
で苛酷な使用条件に耐える反射鏡となり、また、被着す
る多層膜の層数が少ないので、経済的な面でもコストダ
ウンが図れるなど実用的な効果を奏する。
よれば、投光レフレクタである基体の表面に、二酸化チ
タンからなる高屈折率層と弗化ナトリウムからなる低屈
折率層とを交互積層してなる多層膜を被着するようにし
ているので、多層膜は大きな屈折率比が得られ、かつ各
成分が化学的に安定で積層時における適合性がよいの
で、少ない層数でも必要とする光学特性を得ることがで
きるものとなり、優れた耐熱性と耐候性が得られ長寿命
で苛酷な使用条件に耐える反射鏡となり、また、被着す
る多層膜の層数が少ないので、経済的な面でもコストダ
ウンが図れるなど実用的な効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例の多層膜反射鏡の断面図、第
２図は本発明の一実施例の多層膜の分光透過率特性示す
曲線図、第３図は従来の多層膜の分光透過率特性を示す
曲線図である。 １……投光レフレクタ（基体）、５……多層膜。
２図は本発明の一実施例の多層膜の分光透過率特性示す
曲線図、第３図は従来の多層膜の分光透過率特性を示す
曲線図である。 １……投光レフレクタ（基体）、５……多層膜。
Claims (1)
- 【請求項１】基体面に、該基体に装着したランプから発
せられた光の可視光を反射するよう二酸化チタンからな
る高屈折率層と弗化ナトリウムからなる低屈折率層とを
交互に積層してなる多層膜を被着したことを特徴とする
光源用多層膜反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2047514A JP2778784B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 光源用多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2047514A JP2778784B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 光源用多層膜反射鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249604A JPH03249604A (ja) | 1991-11-07 |
| JP2778784B2 true JP2778784B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=12777222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2047514A Expired - Fee Related JP2778784B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 光源用多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778784B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6188203A (ja) * | 1984-10-06 | 1986-05-06 | Nec Corp | バンドパス光干渉膜フイルタ |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2047514A patent/JP2778784B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03249604A (ja) | 1991-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |