JP5369684B2 - 光学フィルタ、光学機器、及び光学モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、光学フィルタ、光学機器、及び光学モジュールに関するものである。
光ファイバを用いた１０Ｇビット／秒Ethernetシステムとして、「ＬＸ４」と呼ばれる規格がある。これは、1300nm帯の４波長の光を用いたシステムであり、トランシーバ及びレシーバは、この４波を合波又は分波する光学モジュールを必要とする。この光学モジュールにおいては、通常この４波を分離するための光学フィルタ（それぞれの波長の光のみを透過させる光学フィルタ）が必要となる。このような、光送受信モジュールは例えば特開２００５−２５８２６８号公報（特許文献１）に記載されている。
特開２００５−２５８２６８号公報
このような光学モジュールを組み立てる際には、４枚の光学フィルタを正しい順序で配置する必要がある。しかしながら、これら４枚の光学フィルタは、可視光域での光学特性を考慮して製造されていないために、目視したとき同じ色に見える。そのため、目視では区別することができず、間違って配置した場合でも、目視では確認することができないという問題点がある。そのため、正しく配置されているかどうかを確認するためには、実際に使用する光を透過させて、各光学フィルタを透過する光の波長を測定しなければならず、確認に時間がかかるという問題点がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、使用対象とする光が可視光でない光学フィルタであって、使用対象とする光の波長を容易に識別できる光学フィルタ、及びこの光学フィルタを使用した光学機器、光学モジュールを提供することを課題とする。
本発明の第１の参考形態は、使用対象とする光が可視光でない光学フィルタであって、使用対象とする光の波長に対応して、目視したときに異なった色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学フィルタである。
本参考形態においては、光学フィルタは、目視したときに、使用対象とする光の波長に対応した異なった色に見えるので、識別が容易である。なお、「目視したときに異なった色に見える」というのは、正常な色覚の持ち主が、比較して色の相異を認識できる程度の異なり方を意味する。
本発明の第２の参考形態は、使用対象とする光が可視光でない光学フィルタであって、可視光の一部の波長の透過特性又は反射特性が、使用対象とする光の波長に応じて設定されていることを特徴とする光学フィルタである。
本発明の第３の参考形態は、前記第２の参考形態であって、前記使用対象とする光の波長が、1100〜1700nmであることを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第１の手段は、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに特定の色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、波長1270〜1280ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長400〜480ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長500〜700ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、波長1295〜1305ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長510〜540ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長580〜700ｎｍで40％以下の透過率を有し、波長400〜490ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、波長1320〜1330ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長565〜575ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長600〜700ｎｍで40％以下の透過率を有し、波長400〜530ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段であって、波長1340〜1350ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長630〜650ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長400〜600ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタである。
前記課題を解決するための第６の手段は、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲λ Ａ を識別することができるように、目視したときに特定の色に見えるように可視光を透過する波長範囲λ Ｂ が決定されていることを特徴とする光学フィルタの組合わせからなり、波長範囲λＡが長波長のフィルタから短波長のフィルタまでを順番に並べたとき、その順番が、波長範囲λＢが長波長のフィルタから短波長のフィルタまでを順番に並べたときの順番と同じであることを特徴とする光学フィルタである。
すなわち、例えば４個のフィルタの組み合わせからなる場合、
λＡ１＞λＡ２＞λＡ３＞λＡ４ であるならば、
λＢ１＞λＢ２＞λＢ３＞λＢ４ である。
λＡ１＞λＡ２＞λＡ３＞λＡ４ であるならば、
λＢ１＞λＢ２＞λＢ３＞λＢ４ である。
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第６の手段であって、前記フィルタの組み合わせを構成するフィルタは、以下のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの２枚以上であることを特徴とする光学フィルタである。
Ａ： 0.10 ≦ｘ≦ 0.20、 0.00 ≦ｙ≦ 0.15
Ｂ： 0.15 ≦ｘ≦ 0.30、 0.60 ≦ｙ≦ 0.80
Ｃ： 0.40 ≦ｘ≦ 0.55、 0.40 ≦ｙ≦ 0.55
Ｄ： 0.55 ≦ｘ≦ 0.72、 0.20 ≦ｙ≦ 0.35
ただし、ｘ，ｙは、それぞれのフィルタを透過する可視光の範囲を、ｘｙ色度図中のｘｙ値で表したものである。
Ｂ： 0.15 ≦ｘ≦ 0.30、 0.60 ≦ｙ≦ 0.80
Ｃ： 0.40 ≦ｘ≦ 0.55、 0.40 ≦ｙ≦ 0.55
Ｄ： 0.55 ≦ｘ≦ 0.72、 0.20 ≦ｙ≦ 0.35
ただし、ｘ，ｙは、それぞれのフィルタを透過する可視光の範囲を、ｘｙ色度図中のｘｙ値で表したものである。
前記課題を解決するための第８の手段は、少なくとも２枚の光学フィルタを有し、各光学フィルタは、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに異なった色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学機器である。
本手段においては、光学フィルタを組み込むとき、光学フィルタは、目視したときに、使用対象とする光の波長に対応した異なった色に見えるので、識別が容易であり、間違った位置に組み込むのを防ぐことができる。
前記課題を解決するための第９の手段は、可視光でない４種類の波長の光をそれぞれ反射する４枚の光学フィルタを有する合波又は分波用光学モジュールであって、各光学フィルタは、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに、それぞれ異なった色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学モジュールである。
本手段においては、光学フィルタを組み込むとき、光学フィルタは、目視したときに、使用対象とする光の波長に対応した異なった色に見えるので、識別が容易であり、間違った位置に組み込むのを防ぐことができる。
本発明によれば、使用対象とする光が可視光でない光学フィルタであって、使用対象とする光の波長を容易に識別できる光学フィルタ、及びこの光学フィルタを使用した光学機器、光学モジュールを提供することができる。
５…ガラス基板、６…接着剤
「ＬＸ４」規格の光合波及び分波モジュール用光学フィルタとして、以下の４種類の光学フィルタを製作した。これらの光学フィルタは基板（屈折率1.52）の上にSiＯ２とＮｂ２Ｏ５の多層膜を積層し、最後に接着剤（屈折率1.5）を設けたものである。これらの基板の膜構成を、表１、表２に示す（表１、表２は一つの表であり、記載の都合上２つにわけて記載したものである。）。膜厚は物理膜厚であるこれらの光学フィルタは、基板レス光学フィルタで、入射面と反射面が、図４に示すようにガラス基板に覆われて使用される。
（１）ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1276nmの光を透過し、1300nm、1324nm、1348nmの光を反射する光学フィルタ４である。（表１、表２中に（フィルタＡ）と表示されている。）この光学フィルタは、さらに、波長400〜480nmの可視光（青）を透過するように設計されている。１０°入射の場合の1300nm帯の分光透過率（設計値）を図１に太い実線で示す。又、垂直入射の場合の可視光域での分光透過率（設計値）を図２に太い実線で示す。
（２）ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1300nmの光を透過し、1276nm、1324nm、1348nmの光を反射する光学フィルタ３である（表１、表２中に（フィルタＢ）と表示されている。）。この光学フィルタは、さらに、波長500〜550nmの可視光（緑）を透過するように設計されている。１０°入射の場合の1300nm帯の分光透過率（設計値）を図１に細い実線で示す。又、垂直入射の場合の可視光域での分光透過率を図２に細い実線で示す。
（３）ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1324nmの光を透過し、1276nm、1300nm、1348nmの光を反射する光学フィルタ２である。この光学フィルタは、さらに、波長560〜580nmの可視光（黄）を透過するように設計されている（表１、表２中に（フィルタＣ）と表示されている。）。１０°入射の場合の1300nm帯の分光透過率（設計値）を図１に太い破線で示す。又、垂直入射の場合の可視光域での分光透過率（設計値）を図２に太い破線で示す。
（４）ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1348nmの光を透過し、1276nm、1300nm、1324nmの光を反射する光学フィルタ１である（表１、表２中に（フィルタＤ）と表示されている。）。この光学フィルタは、さらに、波長620〜680nmの可視光（赤）を透過するように設計されている。１０°入射の場合の1300nm帯の分光透過率（設計値）を図１に細い破線で示す。又、垂直入射の場合の可視光域での分光透過率（設計値）を図２に細い破線で示す。
図３に、これらの光学フィルタを透過した可視光の色をＣＩＥ色座標で示す。図３中の矢印の数字は、使用透過波長を示す。これらの光学フィルタを透過する光は、それぞれ青、緑、黄、赤に明確に分離されており、目視で識別が可能であることが分かる。
このような光学フィルタをガラス基板５で挟み込み、透明な接着剤６で接着し、図４に示すような「ＬＸ４」規格の光合波モジュールに組み込んだ。フィルタ１は波長1348nmの光を透過、フィルタ２は1324nmの光を透過、フィルタ３は1300nmの光を透過、フィルタ４は波長1276nmの光を透過するものであるが、それぞれを透過する可視光は、赤、黄、緑、青に見えるので、確認が容易で、短時間で組み込みを完了することができた。
比較例として、可視光特性を考慮せずに設計した従来の「ＬＸ４」規格の光合波及び分波モジュール用光光学フィルタの1300nm帯の分光透過率（設計値）を図５に、垂直入射の場合の可視光域での分光透過率（設計値）を図６に示す。これらの光学フィルタは基板（屈折率1.52）の上にSiＯ２とＮｂ２Ｏ５の多層膜を積層し、最後に接着剤（屈折率1.5）を設けたものである。これらの基板の膜構成を、表３、表４に示す（表３、表４は一つの表であり、記載の都合上２つにわけて記載したものである。）膜厚は物理膜厚である。
ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1276nmの光を透過し、1300nm、1324nm、1348nmの光を反射するものを表３、表４中に（フィルタＥ）と表示している。ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1300nmの光を透過し、1276nm、1324nm、1348nmの光を反射するものを表３、表４中に（フィルタＦ）と表示している。ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1324nmの光を透過し、1276nm、1300nm、1348nmの光を反射するものを表３、表４中に（フィルタＧ）と表示している。ガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で波長1348nmの光を透過し、1276nm、1300nm、1324nmの光を反射するものを、表３、表４中に（フィルタＨ）と表示している。なお、表３、表４の表示方法は、表１、表２と同じである。
これらの光学フィルタはガラス中を伝搬した光線が、１０°入射で透過する光の波長帯は実施例と同じである。各データの線種と設計波長（設計使用波長）の関係も、図１、図２に示す関係と同じである。
図６を見ると、可視光域での分光透過率は、各光学フィルタで格別の差がない。又、図７に、これらの光学フィルタを透過した可視光の色をＣＩＥ色座標で示す。図７中の矢印の数字は、使用透過波長を示す。これらの光学フィルタを透過する光は、緑付近に集まり、目視で識別が困難であることが分かる。
Claims (9)
1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに特定の色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学フィルタ。
請求項１に記載の光学フィルタであって、波長1270〜1280ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長400〜480ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長500〜700ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタ。
請求項１に記載の光学フィルタであって、波長1295〜1305ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長510〜540ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長580〜700ｎｍで40％以下の透過率を有し、波長400〜490ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタ。
請求項１に記載の光学フィルタであって、波長1320〜1330ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長565〜575ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長600〜700ｎｍで40％以下の透過率を有し、波長400〜530ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタ。
請求項１に記載の光学フィルタであって、波長1340〜1350ｎｍで90％以上の透過率を有し、波長630〜650ｎｍで60％以上の透過率を有し、波長400〜600ｎｍで40％以下の透過率を有することを特徴とする光学フィルタ。
1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲λ Ａ を識別することができるように、目視したときに特定の色に見えるように可視光を透過する波長範囲λ Ｂ が決定されていることを特徴とする光学フィルタの組合わせからなり、波長範囲λＡが長波長のフィルタから短波長のフィルタまでを順番に並べたとき、その順番が、波長範囲λＢが長波長のフィルタから短波長のフィルタまでを順番に並べたときの順番と同じであることを特徴とする光学フィルタ。
請求項６に記載の光学フィルタであって、前記フィルタの組み合わせを構成するフィルタは、以下のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの２枚以上であることを特徴とする光学フィルタ。
Ａ： 0.10 ≦ｘ≦ 0.20、 0.00 ≦ｙ≦ 0.15
Ｂ： 0.15 ≦ｘ≦ 0.30、 0.60 ≦ｙ≦ 0.80
Ｃ： 0.40 ≦ｘ≦ 0.55、 0.40 ≦ｙ≦ 0.55
Ｄ： 0.55 ≦ｘ≦ 0.72、 0.20 ≦ｙ≦ 0.35
ただし、ｘ，ｙは、それぞれのフィルタを透過する可視光の範囲を、ｘｙ色度図中のｘｙ値で表したものである。
Ａ： 0.10 ≦ｘ≦ 0.20、 0.00 ≦ｙ≦ 0.15
Ｂ： 0.15 ≦ｘ≦ 0.30、 0.60 ≦ｙ≦ 0.80
Ｃ： 0.40 ≦ｘ≦ 0.55、 0.40 ≦ｙ≦ 0.55
Ｄ： 0.55 ≦ｘ≦ 0.72、 0.20 ≦ｙ≦ 0.35
ただし、ｘ，ｙは、それぞれのフィルタを透過する可視光の範囲を、ｘｙ色度図中のｘｙ値で表したものである。
少なくとも２枚の光学フィルタを有し、各光学フィルタは、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに異なった色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学機器。
可視光でない４種類の波長の光をそれぞれ反射する４枚の光学フィルタを有する合波又は分波用光学モジュールであって、各光学フィルタは、1100〜1700nmの波長範囲で、波長幅10nmでの透過率が90％以上である波長範囲を有し、透過率が90％以上である波長範囲を識別することができるように、目視したときに、それぞれ異なった色に見えるように可視光領域における透過特性又は反射特性が決定されていることを特徴とする光学モジュール。
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| JPWO2008013194A1 (ja) | 2009-12-17 |
| WO2008013194A1 (fr) | 2008-01-31 |
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