JP6432270B2 - Wavelength selection filter and light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の膜を積層した波長選択フィルター及び光照射装置に関する。 The present invention relates to a wavelength selection filter and a light irradiation apparatus in which a plurality of films are stacked.
従来から、樹脂や接着剤等の光硬化に水銀ランプやメタルハライドランプを使用した光照射装置が使用されている。水銀ランプやメタルハライドランプの発する光は、樹脂や接着剤を硬化するために必要な波長の光の他に、照射対象物に何らかのダメージを与える不要な波長の光も発するため、光照射装置には波長選択フィルターが用いられている。波長選択フィルターには、金属で着色した色ガラスを使用したものが代表的だが、ランプからの紫外線の影響でソラリゼーションが発生し透過率の低下がある。これに対し、透明基板上に誘電体多層膜を積層した波長選択フィルターを用いることが考えられるが、誘電体多層膜で構成された波長選択フィルターは、透過特性に入射角度依存性を有しており、光の入射角度が大きくなるほど、透過波長域が短波長側にシフトする。
そこで、透明基板上に高屈折率材の層と、これよりも幾分屈折率の低い材料の層とを交互に積層させた誘電体多層膜で構成される波長選択フィルターを使用することで、膜面への光の斜入射時にも分光透過特性の波長シフト量を小さくした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a light irradiation device using a mercury lamp or a metal halide lamp has been used for photocuring of a resin, an adhesive or the like. The light emitted by mercury lamps and metal halide lamps emits light with an unnecessary wavelength that causes damage to the irradiated object in addition to the light with the wavelength necessary to cure the resin and adhesive. A wavelength selective filter is used. A typical wavelength selective filter uses colored glass colored with metal. However, solarization occurs under the influence of ultraviolet rays from the lamp, resulting in a decrease in transmittance. On the other hand, it is conceivable to use a wavelength selective filter in which a dielectric multilayer film is laminated on a transparent substrate. However, a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film has an incident angle dependency on transmission characteristics. As the incident angle of light increases, the transmission wavelength region shifts to the short wavelength side.
Therefore, by using a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film in which a layer of a high refractive index material and a layer of a material having a somewhat lower refractive index are alternately laminated on a transparent substrate, A technique is known in which the wavelength shift amount of spectral transmission characteristics is reduced even when light is obliquely incident on the film surface (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の構成では、波長シフト量を小さくしようとすると、膜全体の層数が大幅に多くなるという課題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、膜数の大幅な増加を抑制しつつ、膜面への光の斜入射時にも分光透過特性の波長シフト量を小さくすることが可能な波長選択フィルター及び光照射装置を提供することを目的とする。
However, the above-described conventional configuration has a problem that the number of layers of the entire film is significantly increased when the wavelength shift amount is reduced.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to reduce the wavelength shift amount of spectral transmission characteristics even when light is obliquely incident on the film surface while suppressing a significant increase in the number of films. An object of the present invention is to provide a wavelength selection filter and a light irradiation device.
上述した目的を達成するために、本発明の波長選択フィルターは、透明基板上に、第1誘電体多層膜及び第2誘電体多層膜から成る第1積層体と、第3誘電体多層膜及び第4誘電体多層膜から成る第2積層体と、を備え、前記第1及び第3誘電体多層膜は、第1の屈折率を有した第1屈折率材と、前記第1の屈折率より小さい第2の屈折率を有した第2屈折率材と、を交互に積層して構成され、前記第2及び第4誘電体多層膜は、第3の屈折率を有した第3屈折率材と、前記第3の屈折率より小さい第4の屈折率を有した第4屈折率材と、を交互に積層して構成され、前記第1の屈折率及び前記第3の屈折率が異なり、前記第2の屈折率及び前記第4の屈折率が異なることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a wavelength selective filter of the present invention includes a first laminated body including a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film, a third dielectric multilayer film, and a transparent substrate. A second laminated body composed of a fourth dielectric multilayer film, wherein the first and third dielectric multilayer films comprise a first refractive index material having a first refractive index and the first refractive index. A second refractive index material having a smaller second refractive index, and a third refractive index having a third refractive index. And a fourth refractive index material having a fourth refractive index smaller than the third refractive index, and the first refractive index and the third refractive index are different. The second refractive index and the fourth refractive index are different.
上述の構成において、前記第1積層体と前記第2積層体とは、前記透明基板の異なる面にそれぞれ形成されていてもよい。 In the above-described configuration, the first stacked body and the second stacked body may be formed on different surfaces of the transparent substrate.
上述の構成において、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率の平均値である第1平均屈折率と、前記第3の屈折率と前記第4の屈折率の平均値である第2平均屈折率との差を、垂直入射と60度斜入射との透過率特性の比較において、透過波長域の短波長側の透過率が50%となる波長及び長波長側の透過率が50%となる波長の平均波長シフト量が35nm以下となる値としてもよい。 In the above configuration, a first average refractive index that is an average value of the first refractive index and the second refractive index, and a second value that is an average value of the third refractive index and the fourth refractive index. When comparing the difference in average refractive index between the transmittance characteristics of normal incidence and oblique incidence of 60 degrees, the transmittance at the short wavelength side of the transmission wavelength region is 50% and the transmittance at the long wavelength side is 50%. It is good also as a value from which the average wavelength shift amount of becomes becomes 35 nm or less.
上述の構成において、前記第1積層体は前記透明基板から順に前記第2誘電体多層膜、前記第1誘電体多層膜を積層して構成され、前記第2積層体は前記透明基板から順に前記第3誘電体多層膜、前記第4誘電体多層膜を積層して構成されてもよい。 In the above-described configuration, the first stacked body is configured by stacking the second dielectric multilayer film and the first dielectric multilayer film in order from the transparent substrate, and the second stacked body is in order from the transparent substrate. A third dielectric multilayer film and the fourth dielectric multilayer film may be laminated .
上述の構成において、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率の平均値である第1平均屈折率と、前記第3の屈折率と前記第4の屈折率の平均値である第2平均屈折率との差を0.1〜0.6としてもよい。 In the above configuration, a first average refractive index that is an average value of the first refractive index and the second refractive index, and a second value that is an average value of the third refractive index and the fourth refractive index. The difference from the average refractive index may be 0.1 to 0.6.
上述の構成において、波長500nmの光に対して、透明基板の屈折率が1.45〜1.53であり、第1の屈折率が2.26〜2.40、第2の屈折率が1.38〜1.50、第3の屈折率が2.42〜2.70、第4の屈折率が1.58〜2.00であってもよい。 In the above-described configuration, the refractive index of the transparent substrate is 1.45 to 1.53, the first refractive index is 2.26 to 2.40, and the second refractive index is 1 for light having a wavelength of 500 nm. .38 to 1.50, the third refractive index may be 2.42 to 2.70, and the fourth refractive index may be 1.58 to 2.00.
本発明の光照射装置は、筐体内に光源を収め、前記筐体の光出射開口に上述の波長選択フィルターを設けたことを特徴とする。 The light irradiation apparatus of the present invention is characterized in that a light source is housed in a housing, and the above-described wavelength selection filter is provided in a light emission opening of the housing.
本発明によれば、膜数の大幅な増加を抑制しつつ、膜面への光の斜入射時にも分光透過特性の波長シフト量を小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the wavelength shift amount of spectral transmission characteristics even when light is obliquely incident on the film surface while suppressing a significant increase in the number of films.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係る紫外線照射装置1の概略構成を示す斜視図であり、図2は紫外線照射装置1の概略構成を示す正面図である。
これらの図に示すように、紫外線照射装置1は、紫外線を直下のワーク2に照射する少なくとも1つ(本実施形態では、3つ)の照射器3と、それぞれの照射器3ごとにワーク2との間に配設された波長選択フィルター4とを備えている。紫外線照射装置1は、照射器3が照射する紫外線をワーク2に波長選択フィルター4を通して照射する光照射装置である。
ワーク2は、所定の幅W及び長さLの照射エリア2Aを有する矩形状を成し、この照射エリア2Aに例えば液晶パネルが載置されて紫外線が照射される。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an
As shown in these drawings, the
The
照射器3は、図2に示すように、底面開放型の直方体状の照射器筐体10を有し、この照射器筐体10には、波長約200nm〜600nmの紫外線を線状に放射する線状紫外線光源たるランプ11と、このランプ11を包囲する半楕円筒状(シリンドリカル状)の反射ミラー12とが内設され、ランプ11から放射される紫外線を反射ミラー12で反射して照射器筐体10の底面の光出射開口から線状に紫外線を照射する。本実施形態のランプ11には、メタルハライドランプが用いられている。
As shown in FIG. 2, the
波長選択フィルター4は、誘電体多層膜から成る透過フィルターであり、図1及び図2に示すように、照射器3の底面の光出射開口全体を十分に覆う面積を有し、当該照射器3とワーク2(すなわち、照射エリア2A)の間であって、照射器3の底面の光出射開口に近付けて配置されている。
波長選択フィルター4が透過する透過波長域は、紫外線照射装置1の使用用途に応じて適宜に設定され、本実施形態では、液晶パネルの製造(液晶の配向制御や貼り合わせなど)に最適な帯域が設定されている。
The
The transmission wavelength range transmitted by the
この紫外線照射装置1では、前掲図2に示すように、3つの照射器3、及び波長選択フィルター4がワーク2の幅W方向に所定の間隔Mでワーク2の幅Wの方向に並列に設けられている。このとき、横並びの照射器3のうちの両端の照射器3は、内蔵のランプ11がワーク2の幅W(すなわち、照射エリア2A)の若干外側に位置するように配置されている。すなわち、ワーク2の照射エリア2Aの略全域が中央の照射器3により照射され、また幅W方向の両端部で照度が低下する箇所については、中央の照射器3を挟んだ両端の照射器3の照射によって照度の低下が補われる。なお、中央の照射器3(すなわち、ワーク2の幅W内に内蔵のランプ11が配置される照射器3)は1つに限らず、複数の照射器3を並設して構成しても良く、これにより、照射エリア2Aの幅Wを拡張できる。また、両端の照射器3(すなわち、ワーク2の幅Wの外に内蔵のランプ11が配置される照射器3)についても同様に、各端部に複数の照射器3を並設しても良い。
In this
ところで、誘電体多層膜で構成された波長選択フィルターは、透過特性に入射角度依存性を有しており、光の入射角度が大きくなるほど、透過波長域が短波長側にシフトする。したがって、平行光以外の集光や拡散光を使用する光学系で構成された光照射装置に波長選択フィルターを使用した場合、必要な波長の光がカットされ、不要な波長の光が透過してしまう。本実施形態においては、照射器3から波長選択フィルター4に斜入射してワーク2に到達する光Kについては、透過特性の角度依存により、直入射時よりも短波長の成分が多く含まれることとなる。
特に、本実施形態の紫外線照射装置1のように、ワーク2の幅Wの外側にも照射器3を配置する構成にあっては、この照射器3からワーク2に届く光は波長選択フィルター4に斜入射して透過した成分を多く含むため、短波長の成分が多くなる。
By the way, the wavelength selection filter composed of a dielectric multilayer film has an incident angle dependency in transmission characteristics, and the transmission wavelength region shifts to the short wavelength side as the incident angle of light increases. Therefore, when a wavelength selection filter is used in a light irradiation device configured with an optical system that uses condensed light or diffused light other than parallel light, light with a necessary wavelength is cut and light with an unnecessary wavelength is transmitted. End up. In the present embodiment, the light K that is obliquely incident on the
In particular, in the configuration in which the
そこで、従来の光照射装置においては、透明基板上に高屈折率材の層と、これよりも幾分屈折率の低い材料の層とを交互に積層させた誘電体多層膜で構成された波長選択フィルターを使用することで、膜面への光の斜入射時にも分光透過特性の波長シフト量を小さくしている。しかしながら、このような構成の波長選択フィルターでは、波長シフト量を小さくしようとすると、膜数が大幅に多くなるため、基板に膜を形成する工程に時間が掛かり、その結果、波長選択フィルターの生産性が悪化してしまう。 Therefore, in a conventional light irradiation device, a wavelength composed of a dielectric multilayer film in which a layer of a high refractive index material and a layer of a material having a slightly lower refractive index are alternately laminated on a transparent substrate. By using the selection filter, the wavelength shift amount of the spectral transmission characteristic is reduced even when light is obliquely incident on the film surface. However, in the wavelength selective filter having such a configuration, if the amount of wavelength shift is to be reduced, the number of films increases significantly, so that the process of forming the film on the substrate takes time, resulting in production of the wavelength selective filter. Sexuality will deteriorate.
また、誘電体多層膜で構成された波長選択フィルターの入射角による短波長シフトは、膜物質の吸収を利用することにより波長シフト量を軽減することができることが知られている。しかしながら、この場合、光硬化に必要な波長選択フィルターの透過特性が得られるように吸収波長を調整することが不可能なため、任意の透過特性での作製が困難である。
そこで、本実施形態の紫外線照射装置1にあっては、以下のように波長選択フィルター4を構成することで、膜数の大幅な増加を抑制しつつ、波長シフト量を低減している。
Further, it is known that the short wavelength shift due to the incident angle of the wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film can reduce the wavelength shift amount by utilizing absorption of the film substance. However, in this case, since it is impossible to adjust the absorption wavelength so that the transmission characteristics of the wavelength selection filter necessary for photocuring can be obtained, it is difficult to manufacture with arbitrary transmission characteristics.
Therefore, in the
図3は、波長選択フィルター4を模式的に示す図である。
波長選択フィルター4は、図3に示すように、透明基板21に第1誘電体多層膜G1及び第2誘電体多層膜G2から成る第1積層体L1と、第3誘電体多層膜G3及び第4誘電体多層膜G4から成る第2積層体L2と、を備えて構成されている。
透明基板21は、透明な材料(例えば、石英、ホウケイ酸ガラス)で形成される。ここで、従来のように波長選択フィルターを色ガラスで構成した場合には、耐熱性が低いことから、ランプ11からの高いエネルギーにより高温に加熱され、波長選択フィルターがヒートショックにより破損するおそれもある。本実施形態では、透明基板21を耐熱性の比較的高い材料、例えば石英で形成することで、波長選択フィルターの耐熱性を確保している。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the
As shown in FIG. 3, the
The
第1及び第3誘電体多層膜G1,G3は、第1の屈折率(第1高屈折率)(nH1)を有した第1高屈折率材(第1屈折率材)22と、第1の屈折率より小さい第2の屈折率(第1低屈折率)(nL1)を有した第1低屈折率材(第2屈折率材)23と、を交互に積層して構成されている。
第2及び第4誘電体多層膜G2,G4は、第3の屈折率(第2高屈折率)(nH2)を有した第2高屈折率材(第3屈折率材)24と、第3の屈折率より小さい第4の屈折率(第2低屈折率)(nM)を有した第2低屈折率材(第4屈折率材)25と、を交互に積層して構成されている。
The first and third dielectric multilayer films G1 and G3 include a first high refractive index material (first refractive index material) 22 having a first refractive index (first high refractive index) (n H1 ), And a first low refractive index material (second refractive index material) 23 having a second refractive index (first low refractive index) (n L1 ) smaller than a refractive index of 1, and alternately stacked. Yes.
The second and fourth dielectric multilayer films G2 and G4 include a second high refractive index material (third refractive index material) 24 having a third refractive index (second high refractive index) (n H2 ), And a second low refractive index material (fourth refractive index material) 25 having a fourth refractive index (second low refractive index) (n M ) smaller than a refractive index of 3, and alternately laminated. Yes.
第2の屈折率(nL1)及び第4の屈折率(nM)を異ならせており、本実施形態では、第4の屈折率(nM)を第2の屈折率(nL1)よりも高くしている。
本実施形態では、第1の屈折率(nH1)及び第3の屈折率(nH2)も異ならせており、さらに、第3の屈折率(nH2)を第1の屈折率(nH1)よりも高くしている。
要するに、従来技術では、屈折率の異なる2種類の材料の層の組合せで誘電体多層膜が構成されていたのに対して、本実施形態では、屈折率の異なる4種類の材料層、すなわち、第1屈折率材、第2屈折率材、第3屈折率材、第4屈折率材を用いており、前の2者の交互積層により第1及び第3誘電体多層膜G1,G3を、後の2者の交互積層により第2及び第4誘電体多層膜G2,G4を構成している。
なお、第2の屈折率(nL1)及び第4の屈折率(nM)、並びに、第1の屈折率(nH1)及び第3の屈折率(nH2)を異ならせる理由については後述する。
The second refractive index (n L1 ) and the fourth refractive index (n M ) are made different from each other. In the present embodiment, the fourth refractive index (n M ) is changed from the second refractive index (n L1 ). Is also high.
In the present embodiment, the first refractive index (n H1 ) and the third refractive index (n H2 ) are also different, and the third refractive index (n H2 ) is changed to the first refractive index (n H1). ).
In short, in the prior art, the dielectric multilayer film is composed of a combination of two types of material layers having different refractive indexes, whereas in the present embodiment, four types of material layers having different refractive indexes, that is, The first refractive index material, the second refractive index material, the third refractive index material, and the fourth refractive index material are used, and the first and third dielectric multilayer films G1 and G3 are formed by the alternate lamination of the former two. The second and fourth dielectric multilayer films G2 and G4 are formed by the alternate lamination of the latter two.
The reason why the second refractive index (n L1 ) and the fourth refractive index (n M ), and the first refractive index (n H1 ) and the third refractive index (n H2 ) are different will be described later. To do.
また、本実施形態の波長選択フィルター4では、第1積層体L1と第2積層体L2とは、透明基板21の異なる面にそれぞれ形成されている。また、本実施形態の波長選択フィルター4では、所望の波長域の光を選択的に透過させるため、透明基板21の一方の面に形成した第1積層体L1がナローバンドパス型(NBP型)フィルターを構成し、透明基板21の他方の面に形成した第2積層体L2がブロードバンドパス型(BBP型)フィルターを構成している。
NBP型の第1積層体L1は、透明基板21から順に第2誘電体多層膜G2、第1誘電体多層膜G1を積層して構成される。
BBP型の第2積層体L2は、透明基板21から順に第3誘電体多層膜G3、第4誘電体多層膜G4を積層して構成される。
In the wavelength
The NBP-type first laminated body L1 is configured by laminating a second dielectric multilayer film G2 and a first dielectric multilayer film G1 in order from the
The BBP-type second stacked body L2 is configured by stacking a third dielectric multilayer film G3 and a fourth dielectric multilayer film G4 in order from the
なお、第1誘電体多層膜G1と第2誘電体多層膜G2は、一方がショートウェーブパス型(SWP型)フィルター、他方がロングウェーブパス型(LWP型)フィルターを基本的膜構成とし、それぞれ各層の膜厚を最適化して構成される。
また、第3誘電体多層膜G3と第4誘電体多層膜G4も、同様に、一方がショートウェーブパス型(SWP型)フィルター、他方がロングウェーブパス型(LWP型)フィルターを基本的膜構成とし、それぞれ各層の膜厚を最適化して構成される。
The first dielectric multilayer film G1 and the second dielectric multilayer film G2 have a basic film configuration in which one is a short wave path type (SWP type) filter and the other is a long wave path type (LWP type) filter. It is configured by optimizing the film thickness of each layer.
Similarly, the third dielectric multilayer film G3 and the fourth dielectric multilayer film G4 are basically composed of a short wave path type (SWP type) filter on one side and a long wave path type (LWP type) filter on the other side. And the thickness of each layer is optimized.
本実施形態では、中心波長を680nmとし、所望の分光透過率を満たすように、市販の膜設計ソフト(ソフトウェア スペクトラ社のTFCalc)を用い、各層の膜厚を最適化し、図4及び図5の結果を得た。
ここで、本実施形態における所望の分光透過率とは、垂直入射での透過率特性において、400〜600nmの波長範囲に最大透過率が85%以上となる透過波長域と、600〜800nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる可視域および近赤外光側カット波長域と、200〜400nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる紫外側カット波長域を有することである。
具体的には、BBP型の第1積層体L1により、400〜600nmの波長範囲に最大透過率が85%以上となる透過波長域と、透過波長域の短波長側の透過率が85%から5%以下となる透過率曲線の傾斜と、長波長側の透過率が85%から5%以下となる透過率曲線の傾斜とを構成している。さらに、NBP型の第2積層体L2により、600〜800nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる可視域および近赤外光側カット波長域と、200〜400nmの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が1%以下となる紫外側カット波長域とを構成している。
In this embodiment, the center wavelength is set to 680 nm, and commercially available film design software (TFCalc of Software Spectra) is used to optimize the film thickness of each layer so as to satisfy the desired spectral transmittance. The result was obtained.
Here, the desired spectral transmittance in the present embodiment refers to a transmission wavelength region where the maximum transmittance is 85% or more in a wavelength range of 400 to 600 nm and a wavelength of 600 to 800 nm in the transmittance characteristics at normal incidence. Visible and near-infrared light cut wavelength range where the minimum transmittance is 1% or less in at least a part of the range, and ultraviolet side where the minimum transmittance is 1% or less in at least a part of the wavelength range of 200 to 400 nm It has a cut wavelength range.
Specifically, with the BBP-type first laminate L1, the transmission wavelength region where the maximum transmittance is 85% or more in the wavelength range of 400 to 600 nm and the transmittance on the short wavelength side of the transmission wavelength region are from 85%. The slope of the transmittance curve is 5% or less, and the slope of the transmittance curve is that the transmittance on the long wavelength side is 85% to 5% or less. Further, the NBP-type second laminate L2 allows the visible and near-infrared light-side cut wavelength regions where the minimum transmittance is 1% or less in at least part of the wavelength range of 600 to 800 nm, and the wavelength of 200 to 400 nm. An ultraviolet side cut wavelength region having a minimum transmittance of 1% or less is formed in at least a part of the range.
屈折率が1.45〜1.53である透明基板を用いた時、第1の屈折率(nH1)、第2の屈折率(nL1)、第3の屈折率(nH2)、第4の屈折率(nM)を、波長500nmの光に対してそれぞれ2.26〜2.40、1.38〜1.50、2.42〜2.70、1.58〜2.00とすることで、このような所望の分光透過率を満たすことができる。 When a transparent substrate having a refractive index of 1.45 to 1.53 is used, the first refractive index (n H1 ), the second refractive index (n L1 ), the third refractive index (n H2 ), 4 with a refractive index (n M ) of 2.26 to 2.40, 1.38 to 1.50, 2.42 to 2.70, and 1.58 to 2.00 for light with a wavelength of 500 nm, respectively. By doing so, such a desired spectral transmittance can be satisfied.
図4は波長選択フィルター4のNBP型の第1積層体L1の構成を示す表であり、図5は波長選択フィルター4のBBP型の第2積層体L2の構成を示す表である。
波長選択フィルター4は、第1高屈折率材22にTa2O5を、第1低屈折率材23にSiO2を、第2高屈折率材24にTiO2を、第2低屈折率材25にAl2O3を選定している。ここで、Ta2O5、SiO2、TiO2、Al2O3の各層の屈折率は、波長500nmの光に対してそれぞれ2.27、1.48、2.57、1.70である。なお、本実施形態では、透明基板21の屈折率は1.462とする。
4 is a table showing the configuration of the NBP-type first laminate L1 of the wavelength
The
詳述すると、透明基板21の一方の面には、図4に示すように、TiO2からなる第2高屈折率材24と、Al2O3からなる第2低屈折率材25とを交互に積層して第2誘電体多層膜G2を構成している。さらに、第2誘電体多層膜G2の上に、Ta2O5からなる第1高屈折率材22と、SiO2からなる第1低屈折率材23とを交互に積層して第1誘電体多層膜G1を構成している。
また、透明基板21の他方の面には、図5に示すように、Ta2O5からなる第1高屈折率材22と、SiO2からなる第1低屈折率材23とを交互に積層して第3誘電体多層膜G3を構成している。さらに、第3誘電体多層膜G3の上にTiO2からなる第2高屈折率材24と、Al2O3からなる第2低屈折率材25とを交互に積層して第4誘電体多層膜G4を構成している。
More specifically, as shown in FIG. 4, the second high
Further, as shown in FIG. 5, the first high
なお、透明基板21に低屈折率材又は高屈折率材のどちらが隣接するかは、シミュレーション結果によるが、透明基板21に高屈折率材が隣接することが多い。本実施形態では、石英ガラスで構成した透明基板21の屈折率が1.462なので、いわゆる中間屈折率材であれば、透明基板21との間に屈折率差が生じるため、透明基板21に隣接可能である。ここで、この明細書においては、中間屈折率材とは、第4の屈折率(nM:1.58〜2.00)を有するものとする。
また、第1誘電体多層膜G1と第2誘電体多層膜G2の隣接部、並びに、第3誘電体多層膜G3と第4誘電体多層膜G4の隣接部においては、NBP型の第31層と第32層、又はBBP型の第20層と第21層に示すように、高屈折率材と低屈折率材とが隣り合うように配置される。また、本実施形態の波長選択フィルター4は、蒸着手法としてイオンプレーティングを用いて得られたものである。
Whether the low refractive index material or the high refractive index material is adjacent to the
In the adjacent portion of the first dielectric multilayer film G1 and the second dielectric multilayer film G2 and the adjacent portion of the third dielectric multilayer film G3 and the fourth dielectric multilayer film G4, the NBP type 31st layer And the 32nd layer, or the BBP type 20th layer and the 21st layer, the high refractive index material and the low refractive index material are arranged adjacent to each other. The
図6は波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図6(A)は本実施形態の波長選択フィルターの場合、図6(B)は従来例である高屈折率材と低屈折率材の2つの膜物質のみからなる誘電体多層膜で構成された波長選択フィルターの場合を示す。なお、図6中、横軸は波長(nm)を、縦軸は透過率(%)を示す。また、図6中のグラフは、シミュレーションで得られた結果を示し、破線は垂直入射の際の結果を、実線は60°斜入射の場合の結果を示す。
本実施形態の波長選択フィルター4では、図6(A)に示すように、垂直入射での透過率特性において、200〜400nmまでの透過率が1%未満、420〜510nmまでの透過率が88%以上、550〜800nmまでの透過率が3%未満となった。また、この波長選択フィルター4では、垂直入射と60度斜入射との透過率特性の比較において、透過波長域の短波長側の透過率が50%となる波長及び長波長側の透過率が50%となる波長の平均波長シフト量は34nmとなった。
FIG. 6 is a graph showing the spectral transmittance of the wavelength selective filter. FIG. 6A shows the case of the wavelength selective filter of this embodiment, and FIG. 6B shows the conventional high refractive index material and low refractive index. The case of the wavelength selective filter comprised by the dielectric multilayer film which consists only of two film | membrane substances of a material is shown. In FIG. 6, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance (%). The graph in FIG. 6 shows the results obtained by the simulation, the broken line shows the results at the time of normal incidence, and the solid line shows the results at the case of 60 ° oblique incidence.
In the wavelength
従来の高屈折率材(Ta2O5)と低屈折率材(SiO2)の2つの膜物質のみからなる波長選択フィルターの一例では、図6(B)に示すように、平均波長シフト量は48nmとなった。
したがって、第1誘電体多層膜G1及び第2誘電体多層膜G2を積層したNBP型の第1積層体L1とBBP型の第2積層体L2とを光が透過するように構成することで、入射角による波長シフトを低減できる。
In an example of a wavelength selective filter made of only two film materials of a conventional high refractive index material (Ta 2 O 5 ) and low refractive index material (SiO 2 ), as shown in FIG. Was 48 nm.
Therefore, by configuring the NBP-type first laminate L1 and the BBP-type second laminate L2 in which the first dielectric multilayer film G1 and the second dielectric multilayer film G2 are laminated so that light is transmitted, Wavelength shift due to incident angle can be reduced.
また、本実施形態の波長選択フィルター4では、図4及び図5に示すように、NBP型の第1積層体L1の膜層数は52層となり、BBP型の第2積層体L2の膜層数は44層となり、総膜層数は96層となる。
なお、従来の波長選択フィルターを、波長選択フィルター4と同等の分光透過率を満たすように形成した場合には、膜層数はNBP型とBBP型でそれぞれ44層と38層となり、総膜層数は82層となる。
したがって、本実施形態では、従来よりも膜層数が若干増加している。しかしながら、本実施形態では、波長シフト量は大きく削減されると共に、透過帯の波長幅の大きさの点で、60°斜入射時でも幅の縮小が小さくて済むという利点がある。
これに加えて、図7(B)に示すように、従来の波長選択フィルター4では、不要な波長域(一般的に、必要な透過波長域の長波長側の領域(図6(B)の場合は650〜800nmの領域))において、光の透過が避けられない。これに対し、本実施形態では、図7(A)に示すように、そのような波長域での光透過が殆ど無い。
In the wavelength
When the conventional wavelength selection filter is formed so as to satisfy the spectral transmittance equivalent to that of the
Therefore, in the present embodiment, the number of film layers is slightly increased as compared with the prior art. However, the present embodiment has the advantages that the wavelength shift amount is greatly reduced and that the reduction in the width can be reduced even at 60 ° oblique incidence in terms of the wavelength width of the transmission band.
In addition to this, as shown in FIG. 7B, in the conventional
次いで、透明基板21の両面に多層膜を形成する必要性について説明する。
図7は波長選択フィルター4の分光透過率を示すグラフであり、図7(A)は透明基板21の両面にそれぞれNBP型及びBBP型の第1積層体L1,L2を形成した場合(以下、単に「両面膜形成の場合」と言う。)、図7(B)は透明基板21の一方の面にNBP型の第1積層体L1を形成した場合(以下、単に「NBPのみ片面膜形成の場合」と言う。)、図7(C)は透明基板21の一方の面にBBP型の第2積層体L2を形成した場合(以下、単に「BBPのみ片面膜形成の場合」と言う。)を示す。
図7に示すように、図7(B)では透過帯より少し離れた長波長域側の光が十分にカットされておらず、図7(C)では透過帯の長波長域側の光が十分にカットされていない。波長シフト量は、図7(A)〜図7(C)で同等である。
すなわち、透明基板21の両面にそれぞれNBP型及びBBP型の第1積層体L1,L2を形成する必要があるのは、それぞれ単独ではバンドパスフィルターとして必要なカット特性が得られないためであり、波長シフト軽減との関連性はない。
また、透明基板21の両面にそれぞれ第1積層体L1,L2を形成することで、分光透過率曲線の立ち上がりをシャープにすることができる。
Next, the necessity of forming a multilayer film on both surfaces of the
FIG. 7 is a graph showing the spectral transmittance of the
As shown in FIG. 7, the light on the long wavelength region side slightly away from the transmission band is not sufficiently cut in FIG. 7B, and the light on the long wavelength region side of the transmission band is not cut in FIG. 7C. Not cut enough. The amount of wavelength shift is the same in FIGS. 7 (A) to 7 (C).
That is, it is necessary to form the NBP-type and BBP-type first laminates L1 and L2 on both surfaces of the
Further, by forming the first stacked bodies L1 and L2 on both surfaces of the
次いで、膜の積層方向の波長シフト量への影響について説明する。
図8は波長選択フィルターのNBP型の積層体を図4の例と逆順に形成した構成を示す表であり、図9は波長選択フィルターのBBP型の積層体を図4の例と逆順に形成した構成を示す表である。図10は多層膜を図4の例と逆順に形成した波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図10(A)は両面膜形成の場合、図10(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図10(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図8及び図9に示す波長選択フィルターでは、NBP型の積層体が、透明基板から順に第1誘電体多層膜、第2誘電体多層膜を積層して構成されている。また、BBP型の積層体が、透明基板から順に第2誘電体多層膜、第1誘電体多層膜を積層して構成されている。
図10(A)〜図10(C)の全てにおいて、透過帯のリップル(波打ち)が生じているものの、波長シフト量は、図7と図10でそれぞれ同等である。
すなわち、波長シフト量は、積層の方向に関係はない。また、膜構成の式(1)(2)の順に積層することで、リップルを抑制できる。
Next, the influence on the wavelength shift amount in the film stacking direction will be described.
FIG. 8 is a table showing a configuration in which an NBP type laminate of wavelength selective filters is formed in the reverse order of the example of FIG. 4, and FIG. 9 is a diagram showing a BBP type laminate of wavelength selective filters formed in the reverse order of the example of FIG. It is a table | surface which showed the structure which carried out. FIG. 10 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter in which a multilayer film is formed in the reverse order of the example of FIG. 4. FIG. 10A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. In the case of formation, FIG. 10C shows the case of forming a single-sided film only for BBP.
In the wavelength selective filter shown in FIGS. 8 and 9, the NBP type laminate is formed by laminating a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film in order from a transparent substrate. Further, the BBP type laminate is formed by laminating a second dielectric multilayer film and a first dielectric multilayer film in order from the transparent substrate.
In all of FIGS. 10A to 10C, although the ripple (rippling) of the transmission band is generated, the wavelength shift amounts are the same in FIGS. 7 and 10 respectively.
That is, the wavelength shift amount is not related to the stacking direction. Moreover, a ripple can be suppressed by laminating | stacking in order of Formula (1) (2) of a film | membrane structure.
次いで、高屈折率材を1種類にした場合について説明する。
図11は高屈折率材を1種類にした波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図12は高屈折率材を1種類にした波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表であり、図13は図12の続きである。図14は、高屈折率材を1種類にした波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図14(A)は両面膜形成の場合、図14(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図14(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図11乃至図13に示す波長選択フィルターは、Ta2O5とAl2O3、Ta2O5とSiO2の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ90層と146層となり、層数が過多で膜作製が非現実的である。
Next, the case where one type of high refractive index material is used will be described.
FIG. 11 is a table showing the configuration of an NBP type laminate of wavelength selective filters with one type of high refractive index material, and FIG. 12 is a BBP type laminate of wavelength selective filters with one type of high refractive index material. FIG. 13 is a continuation of FIG. FIG. 14 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one type of high refractive index material. FIG. 14A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 14B shows a case where a single-sided film is formed only for NBP. In this case, FIG. 14C shows the case of forming a single-sided film only for BBP.
The wavelength selective filter shown in FIGS. 11 to 13 is formed of a combination of Ta 2 O 5 and Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 and SiO 2 . This wavelength selective filter has 90 and 146 layers for the NBP type and the BBP type, respectively, and the number of layers is excessive, making the film production unrealistic.
図15は低屈折率材を1種類にした波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図16は低屈折率材を1種類にした波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表である。図17は低屈折率材を1種類にした波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図17(A)は両面膜形成の場合、図17(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図17(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図15及び図16に示す波長選択フィルターは、Ta2O5とAl2O3、TiO2とAl2O3の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ85層と75層となり、層数が多い。
したがって、第2の屈折率(nL1)及び第4の屈折率(nM)を異ならせることで、層膜数を削減できる。また、第1の屈折率(nH1)及び第3の屈折率(nH2)も異ならせることで、より層膜数を削減できる。
また、図7と図14及び図17とで、波長シフト量は変わらない。
FIG. 15 is a table showing the configuration of an NBP type laminate of wavelength selective filters with one type of low refractive index material, and FIG. 16 is a BBP type laminate of wavelength selective filters with one type of low refractive index material. It is a table | surface which shows the structure of these. FIG. 17 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one kind of low refractive index material. FIG. 17A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 17B shows a case where a single-sided film is formed only for NBP. FIG. 17C shows the case of forming a single-sided film only for BBP.
The wavelength selective filter shown in FIGS. 15 and 16 is formed of a combination of Ta 2 O 5 and Al 2 O 3 , TiO 2 and Al 2 O 3 . This wavelength selection filter has a large number of layers of 85 and 75 layers for the NBP type and BBP type, respectively.
Therefore, the number of layer films can be reduced by making the second refractive index (n L1 ) and the fourth refractive index (n M ) different. Also, the number of layer films can be further reduced by making the first refractive index (n H1 ) and the third refractive index (n H2 ) different.
Further, the wavelength shift amount does not change between FIG. 7, FIG. 14 and FIG.
次いで、屈折率差について説明する。
図4及び図5に示す波長選択フィルター4においては、第1の屈折率(nH1)と第2の屈折率(nL1)の平均値である第1平均屈折率は、1.875(=(2.27+1.48)/2)となる。また、第3の屈折率(nH2)と第4の屈折率(nM)の平均値である第2平均屈折率は、2.135(=2.57+1.70)/2)となる。そして、第1平均屈折率と第2平均屈折率の差(屈折率差)は0.26となる。
ここで、屈折率差を0.1未満とする場合は、第1と第2の誘電体多層膜とで同じ2種類の膜物質を使用する従来の膜構成に近付くため、総膜層数が過多となる方向に向かい、本実施形態の効果を奏しない。一方、屈折率差が0.6超の場合は、対応する膜物質が存在しないような屈折率の組合せとなり、シミュレーションによる膜設計自体が不可能である。
Next, the refractive index difference will be described.
In the wavelength
Here, when the difference in refractive index is less than 0.1, the first and second dielectric multilayer films are close to the conventional film configuration using the same two kinds of film materials. It goes to the direction which becomes excessive, and there is no effect of this embodiment. On the other hand, when the difference in refractive index exceeds 0.6, the combination of refractive indexes is such that the corresponding film substance does not exist, and the film design itself by simulation is impossible.
図18は屈折率差を0.2555とした波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図19は屈折率差を0.2555とした波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表である。図20は、屈折率差を0.2555とした波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図20(A)は両面膜形成の場合、図20(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図20(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図18及び図19に示す波長選択フィルターは、Ta2O5とMgF2(屈折率1.38)、TiO2とLaF3(屈折率1.586)の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ48層と47層となる。
また、図18及び図19に示す波長選択フィルターでは、図20に示すように、平均波長シフト量は32nmとなる。
FIG. 18 is a table showing the configuration of an NBP type laminate of wavelength selective filters having a refractive index difference of 0.2555, and FIG. 19 is a BBP type laminate of wavelength selective filters having a refractive index difference of 0.2555. It is a table | surface which shows the structure of these. FIG. 20 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.2555. FIG. 20A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 20B shows a case where a single-sided film is formed only for NBP. In this case, FIG. 20C shows the case of forming a single-sided film only for BBP.
The wavelength selective filter shown in FIGS. 18 and 19 is formed of a combination of Ta 2 O 5 and MgF 2 (refractive index 1.38), TiO 2 and LaF 3 (refractive index 1.586). This wavelength selection filter has NBP type and BBP type film layers of 48 and 47 layers, respectively.
In the wavelength selection filters shown in FIGS. 18 and 19, the average wavelength shift amount is 32 nm as shown in FIG.
図21は屈折率差を0.3125とした波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図22は屈折率差を0.3125とした波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表である。図23は、屈折率差を0.3125とした波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図23(A)は両面膜形成の場合、図23(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図23(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図21及び図22に示す波長選択フィルターは、Ta2O5とMgF2、TiO2とAl2O3の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ44層と50層となる。
また、図21及び図22に示す波長選択フィルターでは、図23に示すように、平均波長シフト量は31nmとなる。
FIG. 21 is a table showing the configuration of an NBP type laminate of wavelength selective filters with a refractive index difference of 0.3125, and FIG. 22 is a BBP type laminate of wavelength selective filters with a refractive index difference of 0.3125. It is a table | surface which shows the structure of these. FIG. 23 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125. FIG. 23A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 23B shows a case where a single-sided film is formed only for NBP. In this case, FIG. 23C shows the case where only one BBP film is formed.
The wavelength selective filter shown in FIGS. 21 and 22 is formed of a combination of Ta 2 O 5 and MgF 2 , TiO 2 and Al 2 O 3 . This wavelength selection filter has NBP type and BBP type film layers of 44 layers and 50 layers, respectively.
In the wavelength selection filter shown in FIGS. 21 and 22, the average wavelength shift amount is 31 nm as shown in FIG.
図24は屈折率差を0.4125とした波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図25は屈折率差を0.4125とした波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表である。図26は、屈折率差を0.4125とした波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図26(A)は両面膜形成の場合、図26(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図26(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図24及び図25に示す波長選択フィルターは、Ta2O5とMgF2、TiO2とY2O3(屈折率1.90)の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ56層と51層となる。
また、図24及び図25に示す波長選択フィルターでは、図26に示すように、平均波長シフト量は32nmとなる。
FIG. 24 is a table showing the configuration of a wavelength selective filter NBP laminate having a refractive index difference of 0.4125, and FIG. 25 is a wavelength selective filter BBP laminate having a refractive index difference of 0.4125. It is a table | surface which shows the structure of these. FIG. 26 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.4125. FIG. 26A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 26B shows a case where a single-sided film is formed only for NBP. In this case, FIG. 26C shows a case where only one BBP film is formed.
The wavelength selective filter shown in FIGS. 24 and 25 is formed of a combination of Ta 2 O 5 and MgF 2 , TiO 2 and Y 2 O 3 (refractive index 1.90). This wavelength selective filter has NBP type and BBP type film layers of 56 and 51 layers, respectively.
24 and 25, the average wavelength shift amount is 32 nm as shown in FIG.
上述したように、短波長シフトは、膜物質の吸収を利用することにより波長シフト量を軽減することができる。TiO2は光を比較的多く吸収する材料である。
次いで、TiO2と中間屈折率材とのペアのみにした場合について説明する。この明細書においては、上述したように、中間屈折率材とは、第4の屈折率(nM:1.58〜2.00)を有するものとする。
As described above, the short wavelength shift can reduce the wavelength shift amount by utilizing the absorption of the film substance. TiO 2 is a material that absorbs a relatively large amount of light.
Next, a case where only a pair of TiO 2 and an intermediate refractive index material is used will be described. In this specification, as described above, the intermediate refractive index material has a fourth refractive index (n M : 1.58 to 2.00).
図27はTiO2と中間屈折率材とのペアのみで形成した波長選択フィルターのNBP型の積層体の構成を示す表であり、図28はTiO2と中間屈折率材とのペアのみで形成した波長選択フィルターのBBP型の積層体の構成を示す表である。図29は、TiO2と中間屈折率材とのペアのみで形成した波長選択フィルターの分光透過率を示すグラフであり、図29(A)は両面膜形成の場合、図29(B)はNBPのみ片面膜形成の場合、図29(C)はBBPのみ片面膜形成の場合を示す。
図27及び図28に示す波長選択フィルターは、TiO2とAl2O3の組み合わせにて形成されている。この波長選択フィルターは、膜層数がNBP型とBBP型でそれぞれ79層と74層となり、総膜層数の増加に伴いTiO2層の数が増加するため、TiO2の吸収によって波長400nm付近の透過率が低下する。
したがって、TiO2を単に用いただけでは足りず、近紫外域の吸収が小さいTa2O5も用いるというように、高屈折率材として2種類を用いるとともに、第1誘電体多層膜G1及び第2誘電体多層膜G2を積層し、低屈折率材についても2種類用いて第2の屈折率及び第4の屈折率を異ならせることで、膜数を削減できる。
なお、図7と図29とで、波長シフト量は変わらない。
Figure 27 is a table showing the structure of TiO 2 and the intermediate refractive index material and the NBP type stack of wavelength selective filter formed only pair, Figure 28 is formed only by a pair of TiO 2 and the intermediate refractive index material It is a table | surface which shows the structure of the BBP type | mold laminated body of the selected wavelength selection filter. FIG. 29 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter formed with only a pair of TiO 2 and an intermediate refractive index material. FIG. 29A shows a case where a double-sided film is formed, and FIG. 29B shows an NBP. In the case of only single-sided film formation, FIG. 29C shows the case of single-sided film formation of only BBP.
The wavelength selection filter shown in FIGS. 27 and 28 is formed of a combination of TiO 2 and Al 2 O 3 . The wavelength selection filter layer number becomes NBP type and BBP-type, respectively 79 layers and 74 layers, the number of TiO2 layers with increasing total number of film layers increases, a wavelength of about 400nm by absorption of TiO 2 The transmittance decreases.
Thus, not enough just simply using TiO 2, and so also used Ta 2 O 5 absorption of near-ultraviolet region is low, with use of two types of high-refractive-index material, a first dielectric multilayer film G1 and the second The number of films can be reduced by laminating the dielectric multilayer film G2 and using two kinds of low refractive index materials to make the second refractive index and the fourth refractive index different.
7 and 29, the wavelength shift amount does not change.
以上説明したように、本実施形態によれば、透明基板21上に、第1誘電体多層膜G1及び第2誘電体多層膜G2から成る第1積層体L1と、第3誘電体多層膜及び第4誘電体多層膜から成る第2積層体L2と、を備え、第1及び第3誘電体多層膜G1,G3は、第1の屈折率を有した第1屈折率材22と、第1の屈折率より小さい第2の屈折率を有した第2屈折率材23と、を交互に積層して構成され、第2及び第4誘電体多層膜G2,G4は、第3の屈折率を有した第3屈折率材24と、第3の屈折率より小さい第4の屈折率を有した第4屈折率材25と、を交互に積層して構成され、第1の屈折率及び第3の屈折率が異なり、第2の屈折率及び第4の屈折率が異なる構成とした。この構成により、波長シフト量を低減でき、その結果、必要な光透過波長域の幅を確保し、不要な波長域の光の透過を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, on the
また、本実施形態によれば、第1積層体L1と第2積層体L2とは、透明基板21の異なる面にそれぞれ形成されている構成とした。この構成により、透過率曲線のリップルを抑制できる。
Moreover, according to this embodiment, it was set as the structure by which the 1st laminated body L1 and the 2nd laminated body L2 were each formed in the different surface of the
また、本実施形態によれば、第1積層体L1はナローバンドパス型フィルターを構成し、第2積層体L2はブロードバンドパス型フィルターを構成したため、所望の波長域の光を選択的に透過させることができる。 Further, according to the present embodiment, the first laminated body L1 constitutes a narrow bandpass filter, and the second laminated body L2 constitutes a broadband pass filter, so that light in a desired wavelength range can be selectively transmitted. Can do.
また、本実施形態によれば、第1の屈折率と第2の屈折率の平均値である第1平均屈折率と、第3の屈折率と第4の屈折率の平均値である第2平均屈折率との差を0.1〜0.6とする構成とした。この構成により、所望の分光透過率を満たしつつ、波長シフト量を所望の所定値以下にすることができる。 In addition, according to the present embodiment, the first average refractive index that is the average value of the first refractive index and the second refractive index, and the second value that is the average value of the third refractive index and the fourth refractive index. The difference from the average refractive index was set to 0.1 to 0.6. With this configuration, it is possible to reduce the wavelength shift amount to a desired predetermined value or less while satisfying a desired spectral transmittance.
また、本実施形態によれば、波長500nmの光に対して、透明基板の屈折率が1.45〜1.53であり、第1の屈折率が2.26〜2.40、第2の屈折率が1.38〜1.50、第3の屈折率が2.42〜2.70、第4の屈折率が1.58〜2.00である構成とした。この構成により、垂直入射と60度斜入射との透過率特性の比較において、透過波長域の短波長側の透過率が50%となる波長及び長波長側の透過率が50%となる波長の平均波長シフト量を35nm以下にすることができる。 Further, according to the present embodiment, the refractive index of the transparent substrate is 1.45 to 1.53 for the light with a wavelength of 500 nm, the first refractive index is 2.26 to 2.40, the second The refractive index is 1.38 to 1.50, the third refractive index is 2.42 to 2.70, and the fourth refractive index is 1.58 to 2.00. With this configuration, in the comparison of the transmittance characteristics between normal incidence and 60 ° oblique incidence, the wavelength at which the transmittance on the short wavelength side of the transmission wavelength region is 50% and the wavelength at which the transmittance on the long wavelength side is 50%. The average wavelength shift amount can be 35 nm or less.
但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、波長選択フィルター4は、バンドパスフィルターとして必要なカット特性を得るために、透明基板の両面にそれぞれNBP型及びBBP型の積層体を形成して構成されていたが、この構成に限定されるものではない。透明基板の一方の面にNBP型又はBBP型を形成してもよいし、透明基板の一方の面にNBP型及びBBP型を形成してもよい。
However, the above-described embodiment is an aspect of the present invention, and it is needless to say that the embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態の波長選択フィルター4では、NBP型の積層体は、透明基板から順に第2誘電体多層膜、第1誘電体多層膜を積層して構成し、BBP型の積層体は、透明基板から順に第1誘電体多層膜、第2誘電体多層膜を積層して構成していた。しかしながら、NBP型の積層体が、透明基板から順に第1誘電体多層膜、第2誘電体多層膜を積層して構成され、BBP型の積層体が、透明基板から順に第2誘電体多層膜、第1誘電体多層膜を積層して構成されていてもよい。
In the wavelength
また、上述の実施形態の波長選択フィルター4では、第1高屈折率材22にTa2O5を、第1低屈折率材23にSiO2を、第2高屈折率材24にTiO2を、第2低屈折率材25にAl2O3を用いていたが、これらの物質に限定されるものではない。また、各屈折率材に用いる膜物質は単一の物質に限定されるものではなく、各屈折率材に複数の物質を組み合わせてもよい。透明基板には、石英ガラスの他に、屈折率が1.45〜1.53の範囲の光学ガラス(BK7等)、熱線吸収ガラス等を用いることができる。
In the
また、上述の実施形態の波長選択フィルター4では、第1の屈折率(nH1)及び第3の屈折率(nH2)も異ならせていたが、所望の分光透過率が波長選択フィルター4と異なり、膜層数を低減できるようであれば、第1の屈折率と第3の屈折率を同一としてもよい。
また、上述の実施形態では、波長選択フィルター4は、蒸着手法としてイオンプレーティングを用いていたが、成膜の方法はこれに限定されるものではない。
In the
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、ランプ11にメタルハライドランプが用いられているが、ランプの種類はこれに限定されるものではなく、例えば水銀ランプでもよい。
In the above-described embodiment, a metal halide lamp is used as the
また、上述の実施形態では、波長選択フィルター4は、単独で設けられていたが、当該波長選択フィルター4は、例えば偏光素子等、他の光学部材と組み合わせて用いることができる。
In the above-described embodiment, the
1 紫外線照射装置(光照射装置)
4 波長選択フィルター
21 透明基板
22 第1高屈折率材(第1屈折率材)
23 第1低屈折率材(第2屈折率材)
24 第2高屈折率材(第3屈折率材)
25 第2低屈折率材(第4屈折率材)
G1 第1誘電体多層膜
G2 第2誘電体多層膜
G3 第1誘電体多層膜
G4 第2誘電体多層膜
L1 ナローバンドパス型の第1積層体
L2 ブロードバンドパス型の第2積層体
nH1 第1の屈折率(第1高屈折率)
nL1 第2の屈折率(第1低屈折率)
nH2 第3の屈折率(第2高屈折率)
nM 第4の屈折率(第2低屈折率)
1 UV irradiation device (light irradiation device)
4
23 First low refractive index material (second refractive index material)
24 Second high refractive index material (third refractive index material)
25 Second low refractive index material (fourth refractive index material)
G1 1st dielectric multilayer film G2 2nd dielectric multilayer film G3 1st dielectric multilayer film G4 2nd dielectric multilayer film L1 Narrow band pass type 1st laminated body L2 Broadband path type 2nd laminated body nH1 1st Refractive index (first high refractive index)
n L1 second refractive index (first low refractive index)
n H2 Third refractive index (second high refractive index)
n M Fourth refractive index (second low refractive index)
Claims (7)
前記第1及び第3誘電体多層膜は、
第1の屈折率を有した第1屈折率材と、
前記第1の屈折率より小さい第2の屈折率を有した第2屈折率材と、
を交互に積層して構成され、
前記第2及び第4誘電体多層膜は、
第3の屈折率を有した第3屈折率材と、
前記第3の屈折率より小さい第4の屈折率を有した第4屈折率材と、
を交互に積層して構成され、
前記第1の屈折率及び前記第3の屈折率が異なり、
前記第2の屈折率及び前記第4の屈折率が異なることを特徴とする波長選択フィルター。 On the transparent substrate, a first laminated body composed of a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film, and a second laminated body composed of a third dielectric multilayer film and a fourth dielectric multilayer film,
The first and third dielectric multilayer films are:
A first refractive index material having a first refractive index;
A second refractive index material having a second refractive index smaller than the first refractive index;
Is composed of alternating layers,
The second and fourth dielectric multilayer films are:
A third refractive index material having a third refractive index;
A fourth refractive index material having a fourth refractive index smaller than the third refractive index;
Is composed of alternating layers,
The first refractive index and the third refractive index are different,
The wavelength selective filter, wherein the second refractive index and the fourth refractive index are different.
第1の屈折率が2.26〜2.40、
第2の屈折率が1.38〜1.50、
第3の屈折率が2.42〜2.70、
第4の屈折率が1.58〜2.00
であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の波長選択フィルター。 For light with a wavelength of 500 nm, the refractive index of the transparent substrate is 1.45 to 1.53,
A first refractive index of 2.26 to 2.40;
A second refractive index of 1.38 to 1.50,
A third refractive index of 2.42 to 2.70,
The fourth refractive index is 1.58 to 2.00
The wavelength selective filter according to any one of claims 1 to 5, wherein
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