KR940010589B1 - 광학필터 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도 내지 제 3 도는 제 1 실시예를 표시하고,
제 1 도는 단정면도,
제 2 도는 일부를 커트한 평면도,
제 3 도는 마스크의 형성상태의 단정면도,
제 4 도 내지 제 6 도는 제 2 실시예를 표시하고,
제 4 도는 단정면도,
제 5 도는 기판원재의 설명도,
제 6 도는 마스크의 형성상태의 단정면도,
제 7 도 및 제 8 도는 종래예를 표시하고,
제 7 도는 정면도,
제 8 도는 마스크플레이트와 기판의 사시도이다.
본 발명은, 예를 들면 공연비계(空燃比計) 기타에 사용되는 광학필터에 관한 것이다.
공연비계 기타에 사용되는 광학필터로서는, 예를 들면 제 7 도에 표시한 것이 알려져 있다. 제 7 도에 있어서, 21은 실리콘(Si), 석영 기타의 적외선을 투과하는 재료로 형성된 기판으로, 그 한쪽면에 적외선의 소정의 파장대역을 투과시키는 밴드 패스면(22)(이하 BP면면이라 함)이, 다른 한쪽면에 상기 투과대역 이외의 노이즈성분을 제거하기 위하여, 적외선의 단파장대역과 장파장대역을 커트하는 쇼트롱커트면(23)(이하 SLC면 이라 함)이, 각각 게르마늄(Ge)과 일산화규소(SiO)로 이루어지는 다층막등으로 형성된 것이다.
그리고, 상기 BP면(22)은, 기판(21)의 전면에 걸쳐 얇게 형성되고, SLC면(23)은, BP면(22)보다도 상당히 두껍고, 기판(21)의 전주위부가 표출하도록, 그것보다도 약간 작게 형성되어 있다.
이 광학필터는, 제 8 도에 표시한 바와같이 상기 SLC면(23)에 대응한 개구부(24)를 간격을 두고 복수개 설치한 마스크플레이트(25)를, Si등으로 형성된 기판(26)의 한쪽면에 포개어 2종류의 증착재료를 교대로 진공증착함으로서, 절단간격(27)을 두고 복수의 SLC면(23)을 나열하여 기판(26)에 형성한다. 한편, 기판(26)의 다른 한쪽면의 거의 전면에 2종류의 증착재료를 교대로 진공증착하여 BP면(22)을 형성한다. 그리고 기판원재(26)와 BP면(22)을 상기 절단간격(27)으로 절단하여 형성된 것이다.
상기 광학필터에 있어서, 절단간격(27)을 두고 SLC면(23)을 기판(26)에 형성하는 것은, 기판(26)과 같이 SLC면(23)도 절단하면, SLC면(23)은 두껍기 때문에, 거기에는 반드시 팁핑(tipping)이 생기고, 이 팁핑이 광선빠짐의 원인이 된다. 이 때문에, 미리 SLC면(23,23) 사이에 절단간격(27)을 형성하고, 기판(26)의 절단시에 SLC면(23)의 절단을 불필요로 하고, 거기에 팁핑이 생기는 것을 방지하기 위한 것이다.
한편, BP면(22)을 기판(26)의 전면에 형성하는 것은, BP면(22)은, SLC면(23)에 비하여 상당히 얇아서, 이를 절단하여도 팁핑의 발생이 비교적 작다. 따라서, 기판(26)의 전면에 BP면(22)을 형성하여, 기판(26)과 BP면(22)을 동시에 절단함으로서, BP면(22)을 SLC면(23)보다도 넓게 하여, 기판(26)이 Si등으로 형성되어 불투명한 경우도, 석영 등으로 형성되어 투명한 경우도, SLC면(23)의 전체가 BP면(22)에 반드시 겹치도록 하여, SLC면(23)의 일부가 BP면(22)에 겹쳐지지 않았기 때문에, 광선빠짐이 생기는 문제를 방지하는 것이다.
그러나, BP면(22)을 기판(26)과 같이 절단함으로, BP면(22)에 적기는 하지만 팁핑(28)(제 7 도 참조)이 생길 우려가 있다. 상기와 같이, 기판(26)과 더불어 BP면(22)을 절단함으로서, BP면(22)에 팁핑(28)이 생기는 것을 방지하기 위하여, 예를 들면 상기 기판(26)을 석영이나 사파이어 등의 투명한 재료로 형성하여, BP면(22)과 SLC면(23)을 형성할 때에, 그들의 위치의 확인을 가능하게 하여, BP면(22)도 상기 SLC면(23)과 같은 크기로 하고, 그리고 이들의 위치를 일치시켜 설치하여, BP면(22)의 절단도 불필요로 하면 좋다.
그러나, BP면(22)과 SLC면(23)을 같은 크기로 형성하면, 이들의 위치가 일치하는 일없이 약간 벗어나거나, 크기의 차 때문에 등을 겹치지 않는 부분이 생기고, 이 겹치지 않는 부분으로부터 광선이 빠질 우려가 있다. 기판(26)이 Si제와 같이 불투명한 경우는, BP면(22)과 SLC면(23)의 위치의 확인이 곤란하므로, BP면(22)과 SLC면(23)과의 위치 벗어남이 보다 생기기 쉬운 것이다.
더욱, SLC면(23)과 BP면(22)의 면적이 비교적 큰 경우는, 이들의 중심부만에 광선을 입사하는 것으로, 상기 광선빠짐을 방지하는 것이 가능하다. 그러나, BP면(22)과 SLC면(23)의 면적이 비교적 작은 광학필터에서는, 상기 광선빠짐을 확실히 방지하는 것이 곤란한 경우가 생긴다.
따라서, 예를 들면, 상기 구성의 광학필터의 4개로, 하나의 금속제 등의 용기내에 짜넣어, 3성분을 동시에 측정하는 검출기를 형성하였을 경우(광학필터중, 1개는 기준용이다)에 있어서, 예를 들면, 상기 광학필터의 어느것인가에 광선빠짐이 생겼을 경우에는, 간섭치가 커져서, 상기 3성분을 고정도(高精度)로 측정할 수 없다. 이와같은 광선빠짐이 판명되었을 경우에, 그 광학필터를 교환하는 것은, 상기 용기를 여는 일등에 대하여 많은 수고가 따르고, 또 용기의 재사용은 곤란하므로 코스트 기타에서 문제가 발생한다.
이와같은 사정으로부터 광선빠짐의 우려가 없는 광학필터가 구해지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하는 것으로서, BP면과 SLC면의 어느것에도 팁핑이 생기게 하는 일없이, 그리고 기판이 투명, 불투명의 어느 경우에도, BP면과 SLC면의 위치의 벗어남 등에 기인하는 광선빠짐이 생길 우려가 없는 광학필터를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광학필터는, 적외선투과 광학재로 형성된 기판의 한쪽면에 BP면이, 다른 한쪽면에 SLC면이 각각 형성된 광학필터에 있어서, 상기 밴드패스면과 쇼오트롱커트면은 기판보다 약간 작게 형성되고, 기판의 전주부에는 표출부가 설치되며, 그리고 밴드패스면과 쇼오트롱커트면의 표면주위부의 전면은 적외선을 반사하는 재료의 마스크로 피복된 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 BP면과 SLC면은, 같은 면적으로서, 그들의 위치를 일치시켜 배치되어도, 이들의 위치가 약간 벗어나서 배치되어 있어도 좋고, 또 BP면과 SLC면의 면적이 약간 다르더라도 괜찮다. 상기 마스크는, BP면과 SLC면의 표면주위로부터 기판의 측면에 걸쳐서 형성하는 것도 가능하고, 이와같이 기판의 측면에도 마스크를 설치하면, 기판의 측면으로부터의 광선빠짐을 방지하는 것에 대하여 적합하다.
또, 상기 마스크는 Au나 Cr,Ni,Al 기타의 적외선을 반사하는 재료로 형성하지만, Cr 막 위에 Au 막을 겹쳐서 형성하면, 마스크의 강도를 향상시키기에 적합하다. 이 광학필터는, 기판의 한쪽면에 형성된 BP면과 다른면에 형성된 SLC면을 기판보다도 약간 작게 형성하고, 기판의 전주위에는 표출부를 설치하여 있으므로, BP면과 SLC면이 복수 나열하여 형성된 기판원재를 절단할 때에, BP면과 SLC면의 절단은 전혀 불필요하고, BP면과 SLC면의 절단에 따르는 팁핑의 발생은 없어진다.
그리고, BP면과 SLC면의 표면주위부의 전면을 적외선을 반사하는 재료의 마스크로 피복하고 있으므로, 예를 들면, 기판에 형성된 BP면과 SLC면에 위치벗어남과 크기에 차가 생겨도, 이들을 상기 마스크의 폭으로 흡수할 수가 있고 BP면과 SLC면의 위치벗어남 기타에 기인하는 광선빠짐이 없어진다.
본 발명의 광학필터의 제 1 실시예를 제 1 도 내지 제 3 도에 대하여 설명한다.
제 1 도 내지 제 3 도에 있어서, 1은 실리콘(Si), 석영, 사파이어, 풀루오르화바륨 기타의 적외선 투과광학 재료로 형성된 기판으로, 그 한쪽면에 BP면(2)이, 다른면에 SLC면(3)이 각각 게르마늄과 일산화규소(SiO)로 이룩되는 다층막을 진공증착하여 형성되고, 그리고 이 BP면(2)과 SLC면(3)은 기판(1) 보다도 약간 작게 형성되어, 기판(1)의 양면전주위에 표출부(4a,4b)가 설치되어 있다. (5a,5b)는 BP면(2)과 SLC면(3)의 각 표면주위부와 기판(1)의 표출부(4a,4b) 위에 형성된 적외선을 반사하는 마스크로, 이들은 Cr층(6a) 위에 Au층(6b)을 겹쳐서 형성되어 있다. (7)은 상기와 같이 구성된 광학필터이다. 이 광학필터(7)의 BP면(2)과 SLC면(3)은 예를 들면 종래예에 있어서, 제 8 도에 표시한 바와같이 마스크플레이트를 사용하는 마스킹 증착 등으로 기판(1)에 형성된 것이다.
상기 마스크(5a,5b)의 형성수단은 임의이지만, 예를 들면 제 3 도에 표시한 바와같이 마스크(5a,5b)의 형성부분을 제외하고, BP면(2)과 SLC면(3)의 각각의 표면에, 아세톤 등의 용제로 용해하는 레지스트코오트막(8a,8b)을 형성하고, 그리고 이 레지스트코오트막(8a,8b)과, 그 주위에 표출한 BP면(2)과 SLC면(3) 및 상기 표출부(4a,4b)에 스패터링 등으로 Cr과 Au를 순차로 증착하여, 마스크형성층(9a,9b)을 설치한다. 그리고 리프트오프포토리소와 상기 레지스트코오트막(8a,8b)과, 그 위에 겹친 마스크형성층(9a,9b)의 부분을 용제로 제거함으로서, BP면(2)과 SLC면(3)의 각각의 전주끝부분의 마스크(5a,5b)가 형성된 것이다.
이 광학필터(7)는, 상기와 같이, BP면(2)과 SLC면(3)의 각각의 전주위에, 기판(1)의 표출부(4a,4b)가 설치되어 있으므로, 이 기판(1)이 다이싱 등으로 절단되었을때에, 비교적 얇은 BP면(2)과 두껍게 형성된 SLC면(3)의 어느것도 절단되지 않으므로, BP면(2)과 SLC면(3)에는 팁핑이 생기지 않는다.
그리고, BP면(2)과 SLC면(3)과의 표면주위부의 전면이, 적외선을 반사하는 마스크(5a,5b)로 피복되어 있으므로, 예를 들면, BP면(2)과 SLC면(3)의 각각을 형성하였을 경우에, 그들의 위치에 벗어남이 생겼다 하더라도, 이 벗어남을 마스크(5a,5b)의 폭으로 방지할 수가 있다. 그리고 마스크(5a,5b)의 부분은 적외선을 반사함으로, 상기 BP면(2)과 SLC면(3)의 벗어남에 의한 광선빠짐은 생기지 않는다.
따라서, 기판(1)에 대한 BP면(2)과 SLC면(3)의 각각의 위치의 설정이 용이하고, 기판(1)으로서, 석영이나 사파이어등으로 형성된 투명한 것은 물론, Si 기타로 형성된 불투명한 것도 마찬가지로 사용하는 것이 가능하다.
이와같이, 이 광학필터(7)는, 기판(1)이 절단되었을 때에, 그 절단에 따라 BP면(2)과 SLC면(3)에 팁핑이 생기는 일 없이, 그리고 BP면(2)과 SLC면(3)의 위치벗어남이나 크기의 차에 기인하는 광선빠짐의 우려도 없으므로, 신뢰성이 높고, 그리고 BP면(2)과 SLC면(3)과의 면적을 작게한 광학필터도 용이하게 제조할 수가 있다.
그리고, 이 광학필터의 마스크(5a,5b)는 Cr층(6a) 위에 Au층(6b)을 겹쳐서 형성하여, Cr층(6a)으로 마스크(5a,5b)의 강도를 높이고 있기 때문에, 그 일부가 마찰등으로 파손하는 일없이, 적외선을 확실히 반사할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 이 광학필터의 4개를, 하나의 금속제 등의 용기내에 짜넣어, 3성분(HC,CO₂CO)을 동시에 측정하는 검출기(예를 들면, 고속 공연비계용)을 형성하였을 때, 각 광학필터에 광선빠짐이 생길 우려가 없으므로, 상기 각 피측정성분을 고정도로 측정할 수 있는 신뢰성이 높은 검출기를 제조할 수 있는 것이다.
제 4 내지 제 6 도는 제 2 실시예를 표시하는 것이다. 제 4 도 내지 제 6 도에 있어서, 1은 실리콘 기타의 적외선 투과광학재로 형성된 기판으로, 그 한쪽면에 BP면(2)이, 다른 한쪽면에 SLC면(3)이, 각각 게르마늄과 일산화규소(SiO)로 이룩되는 다층막등을 진공증착하여 형성되고, 그리고 이 BP면과 SLC면(3)은 기판(1) 보다도 약간 작게 형성되어, 기판(1)의 양면 전주위에 표출부(4a,4b)가 설치되어 있다.
5는 BP면(2)과 SLC면(3)의 각 표면주위부로부터 기판(1)의 표출부(4a,4b)와 기판(1)의 측면의 전면에 걸쳐서 형성된 적외선을 반사는 마스크로, 이는 Ni 등의 무전해 도금층으로 형성되어 있다.
7은 상기 구성으로 되는 광학필터이다.
이 광학필터(7)의 BP면(2)과 SLC면(3)은, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 마스킹증착 등으로 기판(1)에 형성된 것이다.
상기 기판(1)은, 예를 들면, 제 5 도에 표시한 것과 같이, 기판원재(10)의 한쪽면에 BP면(2)을, 다른면에 SLC면(3)을 그들의 위치를 거의 일치시키고, 그리고 절단가격(11a,11b)을 두고 복수개씩 형성한다. 이 기판원재(10)의 절단간격(11)의 중간부를 다이싱(12)으로 절단하여 형성된 것이다.
상기 마스크(5)는 예를 들면, 제 6 도에 표시한 바와같이, 상기 마스크(5)의 형성부분을 제외하고, BP면(2)과 SLC면(3)의 각각의 표면에, 아세톤 등의 용제로 용해하는 레지스트코오트막(8a,8b)을 형성하여 이 레지스트코오트막(8a,8b)과, 그 주위에 노출한 BP면(2)과 SLC면(3)의 부분, 표출부(4a,4b), 기판(1)의 측면전체에 무전해도금, 예를 들면 팁핑으로 Ni의 마스크형성층(9)을 형성한다. 그리고 레지스트코오트막(8a,8b)과 더불어, 이들에게 겹친 마스크형성층(9)의 부분을 용제로 제거하여, BP면(2)과 SLC면(3)의 표면의 전주위부 기판(1)의 표출부(4a,4b) 및 기판(1)의 측면에 마스크(5)가 형성된 것이다. 이 제 2 실시예에서도, BP면(2)과 SLC면(3)을 기판(1)보다 약간 작게 하여, 기판(1)의 전주위부에 표출부(4a,4b)가 형성되어 있으므로, 제 5 도에 표시한 바와같이 기판원재(10)를 다이싱(12)등으로 절단하였을 때에, BP면(2)과 SLC면(3)의 어느것에도 팁핑이 생기는 일은 전혀 없고, 팁핑에 의한 광선빠짐의 우려는 없다. 또 BP면(2)과 SLC면(3)과의 표면의 전주위부가 적외선을 반사하는 마스크(5)로 피복하여 있으므로, BP면(2)과 SLC면(3)의 위치벗어남 기타에 따르는 광선빠짐의 우려는 전혀없다.
그리고, 상기 마스크(5)는 기판(1)의 측면의 전체도 피복하여 있으므로, 기판(1)의 측면으로의 광선빠짐의 우려도 없다. 따라서, 신뢰성이 보다 높고 그리고 BP면(2)과 SLC면(3)과의 면적이 작은 광학필터도 용이하게 제조할 수가 있다.
본 발명의 광학필터는, 상기한 바와같이, 적외선 투과광학재의 기판의 한쪽면에 형성된 BP면과 다른 한쪽면에 형성된 SLC면의 양쪽이, 기판의 전주위부가 표출하도록, 그것보다도 약간 작게 형성되어 있다. 따라서 기판이 다이싱 등으로 절단되었을 때에, BP면과 SLC면의 절단은 전연 불필요하므로, BP면과 SLC면의 어느것에도 종래기술에서와 같이 팁핑이 생길 우려는 전혀 없고, BP면과 SLC면의 팁핑에 기인하는 광선빠짐을 없이할 수가 있다.
그리고, 상기 BP면과 SLC면의 표면주위부의 전면을 적외선을 반사하는 마스크로 피복하여 있으므로, 예를 들면, BP면과 SLC면과의 위치가 약간 벗어나거나, 이들의 크기에 차가 생겨서, 끝부분에 겹치지 않는 부분이 생겼다고 하더라도, 이 겹치지 않는 부분은, 상기 마스크의 폭으로 흡수할 수가 있고, 또 마스크의 부분은 적외선을 반사하므로, 상기 BP면과 SLC면의 벗어남 기타에 기인하여 생기는 광선빠짐을 없이할 수가 있다. 따라서, 기판에 대한 BP면과 SLC면과의 각각의 위치의 설정 등이 용이하고, 기판으로서 석영이나 사파이어 등으로 형성된 투명한 것은 물론, Si 기타로 형성된 불투명한 것도 마찬가지로 사용하는 것이 가능하다. 상기 마스크를 BP면과 SLC면의 표면주위부로부터 기판의 주면에 걸쳐서 형성하면, 기판의 주면으로부터의 광선빠짐도 방지할 수 있고, 신뢰성을 보다 향상시킬 수가 있다.
또 상기 마스크는, 적외선을 반사하는 임의의 재료로 형성할 수 있는 것이지만, 이 마스크를 Cr 막의 위에 Au 막을 겹쳐서 형성하면, 마스크의 강도를 Cr 막으로 크게할 수가 있고, BP면과 SLC면과를 확실히 피복하여 적외선을 반사할 수 있다.
Claims (3)
- 적외선 투과광학재로 형성된 기판(1)의 한쪽면에 밴드패스면(2)이, 다른 한쪽면에 쇼오트롱커트면(3)이 각각 형성된 광학필터(7)에 있어서, 상기 밴드패스면(2)과 쇼오트롱커트면(3)은 기판(1) 보다 약간 작게 형성되고, 기판(1)의 전주부에는 표출부(4a,4b)가 설치되며, 그리고 밴드패스면(2)과 쇼오트롱커트면(3)의 표면주위부의 전면은 적외선을 반사하는 재료의 마스크(5a,5b)로 피복된 것을 특징으로 하는 광학필터.
- 제 1 항에 있어서, 밴드패스면(2)과 쇼오트롱커트면(3)의 표면주위로부터 기판(1)의 측면에 걸쳐서 마스크(5a,5b)가 형성된 것을 특징으로 하는 광학필터.
- 제 1 항에 있어서, 마스크(5a,5b)가 Cr 막의 위에 Au 막을 겹쳐서 형성된 것을 특징으로 하는 광학필터.
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