JPS62103602A - 光源装置 - Google Patents
光源装置Info
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- JPS62103602A JPS62103602A JP60242995A JP24299585A JPS62103602A JP S62103602 A JPS62103602 A JP S62103602A JP 60242995 A JP60242995 A JP 60242995A JP 24299585 A JP24299585 A JP 24299585A JP S62103602 A JPS62103602 A JP S62103602A
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- JP
- Japan
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- light
- refractive index
- interference film
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- film
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は光源と可視光反射赤外線透過膜や干渉色フィル
タなどの光干渉膜とを対設してなる光学装置において、
光干渉膜の光学特性が位置的に変化することを防止した
ものである。□ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 たとえば店舗照明用などに反射鏡付ノ１０ゲン電球が多
用されている。このものは小形ハロゲン電球の背後を回
転放物面をなすガラス反射体の反射面に可視光反射赤外
線透過膜が形成され、この反射膜によってハロゲン電球
から放射された光のうち可視光を前方に反射し、赤外線
を後方に放射するので被照射体を黒損しない利点がある
。しかして、このような可視光反射赤外線透過膜は酸化
チタン（ＴｉＯ２）などからなる高屈折率層とシリカ（
ＳｉＯ□）などからなる低屈折率層とを９〜１５層交互
重層したもので光の干渉によって、成る波長域の光は透
過し、ある波長域の光は反射する性質を有し、これら透
過あるいは反射する波長域は高Ｆｉ折率層および低屈折
率層の厚さに関係するので、従来は反射面全面に一様な
厚さに形成していた。そこで、このような可視光反射赤
外線透過膜のように、光の干渉を利用して特定波長の光
を反射あるいは透過させる多重層光学膜を光干渉膜と総
称する。
タなどの光干渉膜とを対設してなる光学装置において、
光干渉膜の光学特性が位置的に変化することを防止した
ものである。□ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 たとえば店舗照明用などに反射鏡付ノ１０ゲン電球が多
用されている。このものは小形ハロゲン電球の背後を回
転放物面をなすガラス反射体の反射面に可視光反射赤外
線透過膜が形成され、この反射膜によってハロゲン電球
から放射された光のうち可視光を前方に反射し、赤外線
を後方に放射するので被照射体を黒損しない利点がある
。しかして、このような可視光反射赤外線透過膜は酸化
チタン（ＴｉＯ２）などからなる高屈折率層とシリカ（
ＳｉＯ□）などからなる低屈折率層とを９〜１５層交互
重層したもので光の干渉によって、成る波長域の光は透
過し、ある波長域の光は反射する性質を有し、これら透
過あるいは反射する波長域は高Ｆｉ折率層および低屈折
率層の厚さに関係するので、従来は反射面全面に一様な
厚さに形成していた。そこで、このような可視光反射赤
外線透過膜のように、光の干渉を利用して特定波長の光
を反射あるいは透過させる多重層光学膜を光干渉膜と総
称する。
しかして、この反射鏡付ハロゲン電球で白色被照射面を
照射する場合、被照射面が近すぎると、この被照射面の
光軸を中心として色のついた光の輪が形成され、この光
の輪が当っている被照射体は異なった色に見える。
照射する場合、被照射面が近すぎると、この被照射面の
光軸を中心として色のついた光の輪が形成され、この光
の輪が当っている被照射体は異なった色に見える。
また、近年、ランプに対設した透明合成樹脂板に上述の
光干渉膜と同様な構成で両層の厚さを調整したことによ
って特定色の光を選択的に透過する膜を形成した干渉フ
ィルタが開発された。このものは従来のガラス製色フィ
ルタと同様な機能を有し、軽く構成でき、安価に供給で
きる利点がある。
光干渉膜と同様な構成で両層の厚さを調整したことによ
って特定色の光を選択的に透過する膜を形成した干渉フ
ィルタが開発された。このものは従来のガラス製色フィ
ルタと同様な機能を有し、軽く構成でき、安価に供給で
きる利点がある。
この干渉フィルタもまた、フィルタの面積が大きくなる
とフィルタの光軸を中心として色の異なった部分が輪に
なって形成される。
とフィルタの光軸を中心として色の異なった部分が輪に
なって形成される。
本発明は光源に高屈折率層と低屈折率層とを交互重層し
てなる光干渉膜を対設した光学装置において、光干渉膜
の部位による反射あるいは透過する波長域を一様にした
ものを提供することを目的とする。
てなる光干渉膜を対設した光学装置において、光干渉膜
の部位による反射あるいは透過する波長域を一様にした
ものを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は光源からの光の入射角分布に対応して高屈折率
層および低屈折率層の厚さを局部的に変化させて光学的
特性を一様にしたものである。
層および低屈折率層の厚さを局部的に変化させて光学的
特性を一様にしたものである。
発明の詳細な説明：
本発明者は種々研究の結果、上述のように光学装置の光
干渉膜に色が現れるのは光源からの光の入射角が異なっ
ているためであるとの結論に達した。この関係を第１図
によって説明する。図において、（Ａ）を光源、（１’
３）をこの光源（Ａ／）に対設した屈折層とし、この屈
折層（Ｂ）の厚さをｄｍｍ、屈折率をｎとする。そうし
て、光源（Ａ）から３本の光束（Ｒ１）、 （１１２）
、 （Ｒ，）がそれぞれ入射角０□（０度）。
干渉膜に色が現れるのは光源からの光の入射角が異なっ
ているためであるとの結論に達した。この関係を第１図
によって説明する。図において、（Ａ）を光源、（１’
３）をこの光源（Ａ／）に対設した屈折層とし、この屈
折層（Ｂ）の厚さをｄｍｍ、屈折率をｎとする。そうし
て、光源（Ａ）から３本の光束（Ｒ１）、 （１１２）
、 （Ｒ，）がそれぞれ入射角０□（０度）。
θ２（小さい。）、 ｏｉ（大きい。）で入射し、こ
の屈折層（８）内を透過して下方に向うとする。このと
き、同じ厚さの屈折層でも入射角０が大きいと層の厚さ
が大きくなったと同じ結果になり、放射点における光の
位相がずれる。そこで、入射角０に起因する干渉の位相
のずれδを求めると次の式で表わされる。
の屈折層（８）内を透過して下方に向うとする。このと
き、同じ厚さの屈折層でも入射角０が大きいと層の厚さ
が大きくなったと同じ結果になり、放射点における光の
位相がずれる。そこで、入射角０に起因する干渉の位相
のずれδを求めると次の式で表わされる。
ん
ここでλは光の波長を示す。
すなわち、入射角θが大色くなると干渉の位相は短波長
側にずれる。したがって、入射角０による位相のずれを
なくするためには層の厚さｄを゛変えてｄｃｏｓθ が
一定になるようにすればよい。換言すれば、光干渉膜に
おいて入射角による位相のずれをなくするには高屈折率
層および低屈折率層の両方ともａ ｃｏｓθ が一定に
なるよう入射角θに対応して層の厚さｄを変化させれば
よい。
側にずれる。したがって、入射角０による位相のずれを
なくするためには層の厚さｄを゛変えてｄｃｏｓθ が
一定になるようにすればよい。換言すれば、光干渉膜に
おいて入射角による位相のずれをなくするには高屈折率
層および低屈折率層の両方ともａ ｃｏｓθ が一定に
なるよう入射角θに対応して層の厚さｄを変化させれば
よい。
しかして、光干渉膜が平面をなす場合には入射角は光源
の投影点からの距腫に比例して大きくなるので、光源か
ら遠い位置はど光干渉膜の各層の厚さを大きくしてｄ
ｃｏｓ Ｄ ができるだけ一定になるようにすればよ
い。また、第２図に示すように光干渉膜（Ｉ）が放物面
をなし、その焦点に光源（Ａ）が位置している場合には
、光干渉膜（Ｉ）各部における入射角Ｏは光子ｅ ｅ
（Ｉ ）の縁に近すくほど大きくなるので、ａｃｏｓθ
ができるだけ一定になるよう、縁に近ずくほど各層の
Ｉｕさを大きくすればよい。さらに、光干渉膜（Ｉ）が
だ円面や双曲面の場合にもほぼ同様である。
の投影点からの距腫に比例して大きくなるので、光源か
ら遠い位置はど光干渉膜の各層の厚さを大きくしてｄ
ｃｏｓ Ｄ ができるだけ一定になるようにすればよ
い。また、第２図に示すように光干渉膜（Ｉ）が放物面
をなし、その焦点に光源（Ａ）が位置している場合には
、光干渉膜（Ｉ）各部における入射角Ｏは光子ｅ ｅ
（Ｉ ）の縁に近すくほど大きくなるので、ａｃｏｓθ
ができるだけ一定になるよう、縁に近ずくほど各層の
Ｉｕさを大きくすればよい。さらに、光干渉膜（Ｉ）が
だ円面や双曲面の場合にもほぼ同様である。
ただし、上述の理論は近似的なもので、実際には入射角
Ｏが変わると屈折層の見掛は上の屈折率が変わるので、
完全に補正することはできないが、実用上支障ない程度
に補正することは容易である。
Ｏが変わると屈折層の見掛は上の屈折率が変わるので、
完全に補正することはできないが、実用上支障ない程度
に補正することは容易である。
このような光干渉膜を形成する方法は種々考えられるが
その若干の例を次に示す。
その若干の例を次に示す。
第３図に示すように平板状透明基体（Ｐ、）上に蒸発器
（ＩＥ）を対設し、基体（Ｐ□）の背面からヒータ（１
（）の熱を反射鏡（Ｍ）で照射して中心部はど高温にな
るようにして真空蒸着すれば周辺に近ずくほど厚い屈折
層（Ｂ）が得られるにのようにして、たとえば酸化チタ
ンからなる高屈折率層とシリカからなる低屈折率層とを
１５〜２０層交互重層すればよい。
（ＩＥ）を対設し、基体（Ｐ□）の背面からヒータ（１
（）の熱を反射鏡（Ｍ）で照射して中心部はど高温にな
るようにして真空蒸着すれば周辺に近ずくほど厚い屈折
層（Ｂ）が得られるにのようにして、たとえば酸化チタ
ンからなる高屈折率層とシリカからなる低屈折率層とを
１５〜２０層交互重層すればよい。
あるいは、第４図に示すように、内面が回転放物面をな
し背部にランプ取付は孔（Ｑ）を有するわん形透明基体
（Ｒ２）の開口縁を有機金属化合物溶液（Ｌ）に浸し、
ランプ取付は孔（Ｑ）に吸い口（Ｔ）を付して排気して
液（１，）を取付は孔（Ｑ）近傍まで上昇させ、ついで
、吸い口（Ｔ）から管理された速度で気体を導入して所
望の速度で液（Ｌ）の面を低■させる。この気体の導入
速度を制御することによって基体（Ｐ２）内面の塗膜の
厚さを所望のとおり開Ｌ１縁に近ずくほど厚くなるよう
に制御できる。そして。
し背部にランプ取付は孔（Ｑ）を有するわん形透明基体
（Ｒ２）の開口縁を有機金属化合物溶液（Ｌ）に浸し、
ランプ取付は孔（Ｑ）に吸い口（Ｔ）を付して排気して
液（１，）を取付は孔（Ｑ）近傍まで上昇させ、ついで
、吸い口（Ｔ）から管理された速度で気体を導入して所
望の速度で液（Ｌ）の面を低■させる。この気体の導入
速度を制御することによって基体（Ｐ２）内面の塗膜の
厚さを所望のとおり開Ｌ１縁に近ずくほど厚くなるよう
に制御できる。そして。
このようにして得られた塗膜を焼成すれば金属酸化物か
らなり所望の厚さ分布を有する屈折層が得られる。この
ようにして、たとえば酸化チタンからなる高屈折率層と
シリカからなる低屈折率層とを所望により９〜１５層交
互重層すればよい。
らなり所望の厚さ分布を有する屈折層が得られる。この
ようにして、たとえば酸化チタンからなる高屈折率層と
シリカからなる低屈折率層とを所望により９〜１５層交
互重層すればよい。
実施例
本実施例は上述の光学装置を店舗照明などに使用する反
射器付ハロゲン電球に適用したものである。その詳細を
第Ｓ図および第６図に示す。図中（１）はハロゲン電球
本体すなわち光源、（２）はこの光源（１）の基部に装
着された口金、（３）はこの口金（２）に装置されて光
源（１）を包囲する内面が回転放物面をなすガラスなど
からなる耐熱性透光性基体、（４）はこの基体（３）の
内面に形成された可視光反射赤外線透過膜すなわち光干
渉膜である。
射器付ハロゲン電球に適用したものである。その詳細を
第Ｓ図および第６図に示す。図中（１）はハロゲン電球
本体すなわち光源、（２）はこの光源（１）の基部に装
着された口金、（３）はこの口金（２）に装置されて光
源（１）を包囲する内面が回転放物面をなすガラスなど
からなる耐熱性透光性基体、（４）はこの基体（３）の
内面に形成された可視光反射赤外線透過膜すなわち光干
渉膜である。
上記光干渉膜（４）は第６図に模型的に拡大して示すよ
うに、基体（３）内面に酸化チタンなどからなる高屈折
率層（４１）、 （４１）・・・とシリカなどからなる
低屈折率層（４２）、 （４２）・・とを２０〜２６層
交互重層したもので各Ｊｆ！Ｊ（４１）、 （４２）の
厚さを適当にしたことにより光の干渉によってハロゲン
電球本体すなわち光源（１）から入射した光のうち可視
光を前方に反射し、赤外線を透過して基体（３）の背後
に放射するものである。
うに、基体（３）内面に酸化チタンなどからなる高屈折
率層（４１）、 （４１）・・・とシリカなどからなる
低屈折率層（４２）、 （４２）・・とを２０〜２６層
交互重層したもので各Ｊｆ！Ｊ（４１）、 （４２）の
厚さを適当にしたことにより光の干渉によってハロゲン
電球本体すなわち光源（１）から入射した光のうち可視
光を前方に反射し、赤外線を透過して基体（３）の背後
に放射するものである。
そうして、本実施例の特徴は上述の理論的説明において
述べかつ第２図に示したように、光干渉膜（４）を構成
する高屈折率層（４Ｉ）および低屈折率層（４２）の厚
さを光源（１）からの入射角の分布に対応して基体（３
）の開口縁に近ずくほど厚くしたことにより、上述のａ
ｃｏｓ Ｏが極力一様になるようにしたことである。
述べかつ第２図に示したように、光干渉膜（４）を構成
する高屈折率層（４Ｉ）および低屈折率層（４２）の厚
さを光源（１）からの入射角の分布に対応して基体（３
）の開口縁に近ずくほど厚くしたことにより、上述のａ
ｃｏｓ Ｏが極力一様になるようにしたことである。
この結果、可視光の反射波長域および赤外線の透過波長
域が光干渉膜（４）の全面においてほぼ一様になり、か
つその反射率および透過率も低入射角部位とほぼ同じに
なった。この結果、本実施例反射鏡付きハロゲン電球の
可視光放射効率が著く向上し、かつ放射光中の赤外線が
暑く減少した。
域が光干渉膜（４）の全面においてほぼ一様になり、か
つその反射率および透過率も低入射角部位とほぼ同じに
なった。この結果、本実施例反射鏡付きハロゲン電球の
可視光放射効率が著く向上し、かつ放射光中の赤外線が
暑く減少した。
つぎに、本実施例において光干渉膜（４）の入射角によ
る分光反射率の変化を調査し、この結果を第７図に示し
た。図は横軸に波長をｎｍの単位でとり、縦軸に反射率
を相対値でとったもので、実線は入射角０度、鎖線は入
射角４６度および破線は入射角５７．４度の部位におけ
る分光反射率をそれぞれ示す、また、比較のため上述の
実施例と同様な光モ渉膜おいて各屈折率層がいずれも全
面一様な厚さに構成されている従来例をとり、上述と同
様に入射角０度、４６度および５７．４度の部位におけ
る分光反射率をとり、これを第８図に示した。これらの
回から明らかなとおり、本実施例の光干渉膜（４）は可
視光の透過波長域および赤外線の透過波長域が入射角の
異る部位においても極めて近似していることが理解でき
る。
る分光反射率の変化を調査し、この結果を第７図に示し
た。図は横軸に波長をｎｍの単位でとり、縦軸に反射率
を相対値でとったもので、実線は入射角０度、鎖線は入
射角４６度および破線は入射角５７．４度の部位におけ
る分光反射率をそれぞれ示す、また、比較のため上述の
実施例と同様な光モ渉膜おいて各屈折率層がいずれも全
面一様な厚さに構成されている従来例をとり、上述と同
様に入射角０度、４６度および５７．４度の部位におけ
る分光反射率をとり、これを第８図に示した。これらの
回から明らかなとおり、本実施例の光干渉膜（４）は可
視光の透過波長域および赤外線の透過波長域が入射角の
異る部位においても極めて近似していることが理解でき
る。
つぎに、上述の本実施例反射鏡付きハロゲン電球と、上
述の従来例とにつきランプ特性を比較した。この結果を
次表に示す。
述の従来例とにつきランプ特性を比較した。この結果を
次表に示す。
（以下余白）
この表からも明らかなとおり、本実施例の反射鏡付きハ
ロゲン電球は従来例に比較して格段に明るくなり、かつ
熱線カッ！・率がほとんど低下していないことが理解で
きる。
ロゲン電球は従来例に比較して格段に明るくなり、かつ
熱線カッ！・率がほとんど低下していないことが理解で
きる。
なお１本発明において、基体形状は４板、回転だ円面体
など何でもよく、また光干渉膜は可視光透過赤外線反射
膜、干渉色フィルタ膜など、光の干渉を利用して特定波
長域の光を選択的に透過または反射するものであればよ
い。そして、高屈折率層は酸化チタンのほか酸化ジルコ
ン（Ｚｎ０２）、酸化Ｍ（ＳｎＯ□）、酸化アンチモン
（ｓｂ０２）など既知のどのようなものでもよく、また
、低屈折率層はシリカのほか、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ） 、ふっ化カルシウム（ＣａＦｚ）など既知のどの
ようなものでもよい。
など何でもよく、また光干渉膜は可視光透過赤外線反射
膜、干渉色フィルタ膜など、光の干渉を利用して特定波
長域の光を選択的に透過または反射するものであればよ
い。そして、高屈折率層は酸化チタンのほか酸化ジルコ
ン（Ｚｎ０２）、酸化Ｍ（ＳｎＯ□）、酸化アンチモン
（ｓｂ０２）など既知のどのようなものでもよく、また
、低屈折率層はシリカのほか、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ） 、ふっ化カルシウム（ＣａＦｚ）など既知のどの
ようなものでもよい。
さらに光源は怜通電球、メタルハライドランプあるいは
蛍光放電管などでもよい。さらに、本発明の光学装置を
組込むへき機器の種類および用途には制限がない。そう
して、基体は拡散透光性でもよく、また、基体の表裏両
面のうち少なくとも一方の面に上述の光干渉膜を設けれ
ばよい。
蛍光放電管などでもよい。さらに、本発明の光学装置を
組込むへき機器の種類および用途には制限がない。そう
して、基体は拡散透光性でもよく、また、基体の表裏両
面のうち少なくとも一方の面に上述の光干渉膜を設けれ
ばよい。
光源に対設した透光性基体面に高屈折率層と低屈折率層
とを交互重層してなる光干渉膜を形成したものにおいて
、この光モ渉膜に対する光源からの光の入射角分布に対
応して高屈折率層および低屈折率層の厚さを局部的に変
化させたので、光干渉膜の全面において透過または反射
する波長域が一様になり、かつその反射率または透過率
も一様になり、色縞、明暗縞などもなくなった。
とを交互重層してなる光干渉膜を形成したものにおいて
、この光モ渉膜に対する光源からの光の入射角分布に対
応して高屈折率層および低屈折率層の厚さを局部的に変
化させたので、光干渉膜の全面において透過または反射
する波長域が一様になり、かつその反射率または透過率
も一様になり、色縞、明暗縞などもなくなった。
第１図は光学装置における光干渉膜の屈折層内における
光の入射角と層内の通過距離との関係を示す模型図、第
２図はだ円面をなす光干渉膜において部位によって入射
角が異なることを示す説明図、第３図は光干渉膜の形成
方法の一例を示す説明図、第４図は形成方法の他の例を
示す説明図。 第５図は本発明の光学装置の一適用例の断面図、第６図
は同じく要部の模型的拡大断面図、第７図は上述の適用
例における光干渉膜が入射角の大小による光学的特性の
変化が少ないことを示すグラフ、第８図は従来例におけ
る光干渉膜が入射角の大小によって光学的特性が大きく
変化することを示すグラフである。
光の入射角と層内の通過距離との関係を示す模型図、第
２図はだ円面をなす光干渉膜において部位によって入射
角が異なることを示す説明図、第３図は光干渉膜の形成
方法の一例を示す説明図、第４図は形成方法の他の例を
示す説明図。 第５図は本発明の光学装置の一適用例の断面図、第６図
は同じく要部の模型的拡大断面図、第７図は上述の適用
例における光干渉膜が入射角の大小による光学的特性の
変化が少ないことを示すグラフ、第８図は従来例におけ
る光干渉膜が入射角の大小によって光学的特性が大きく
変化することを示すグラフである。
Claims (1)
- 光源に対設した透光性基体面に高屈折率層と低屈折率層
とを交互重層してなる光干渉膜を形成したものにおいて
、上記光干渉膜は上記光源からの光の入射角分布に対応
して上記高屈折率層および上記低屈率層の厚さを局部的
に変化させて光学的特性を一様にしたことを特徴とする
光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60242995A JPH0743444B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60242995A JPH0743444B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光源装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8112693A Division JPH08273415A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 反射鏡付光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103602A true JPS62103602A (ja) | 1987-05-14 |
| JPH0743444B2 JPH0743444B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=17097324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60242995A Expired - Lifetime JPH0743444B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743444B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01161301A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Glass Co Ltd | 多層膜反射鏡の製造方法 |
| JPH02106702A (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-18 | Minolta Camera Co Ltd | 複写機用干渉膜フィルタ |
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| JP2015038613A (ja) * | 2007-05-09 | 2015-02-26 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | ３ｄ画像を映写し視聴するためのシステム |
| US9547179B2 (en) | 2007-05-09 | 2017-01-17 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Method and system for shaped glasses and viewing 3D images |
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-
1985
- 1985-10-31 JP JP60242995A patent/JPH0743444B2/ja not_active Expired - Lifetime
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