JP2687243B2 - 多層光干渉膜 - Google Patents
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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） 本発明は多層光干渉膜において、少ない層数でも必要
な特性が得られるようにし、かつ耐久性を向上したもの
である。
な特性が得られるようにし、かつ耐久性を向上したもの
である。
（従来の技術） たとえば、反射鏡付ハロゲン電球には、ガラス反射鏡
の反射面に可視光反射赤外線透過膜を形成し、ハロゲン
電球から放射された光のうち可視光をできるだけ多く反
射して前方に放射し、赤外線を透過して後方に放射さ
せ、これによって赤外線の少ない可視光いわゆる冷光を
投射するものが多用されている。
の反射面に可視光反射赤外線透過膜を形成し、ハロゲン
電球から放射された光のうち可視光をできるだけ多く反
射して前方に放射し、赤外線を透過して後方に放射さ
せ、これによって赤外線の少ない可視光いわゆる冷光を
投射するものが多用されている。
また、ハロゲン電球には、円筒形ガラスバルブの外面
に可視光透過赤外線反射膜を形成し、フィラメントから
放射された光のうち可視光を外界に放射し、赤外線をで
きるだけ多く反射してフィラメントに帰還させてこれを
加熱し、これによって赤外線の少ない可視光すなわち冷
光を放射し、かつ発光効率を高くしたランプが多用され
ている。
に可視光透過赤外線反射膜を形成し、フィラメントから
放射された光のうち可視光を外界に放射し、赤外線をで
きるだけ多く反射してフィラメントに帰還させてこれを
加熱し、これによって赤外線の少ない可視光すなわち冷
光を放射し、かつ発光効率を高くしたランプが多用され
ている。
しかして、上述の可視光反射赤外線透過膜と可視光透
過赤外線反射膜とはいずれもガラスなどの基体面に硫化
亜鉛（ZnS）などからなる高屈折率層とふっ化マグネシ
ウム（MgF2）などからなる低屈折率層とを11〜19層交互
積層して形成されたもので、上記高屈折率層と低屈折率
層との各層の厚さを適当にすることによって光の干渉を
利用して所望の波長域の光を反射し、所望の波長域の光
を透過するもので、屈折率の比が大きいほど高い反射率
と広い反射帯域を有するものである。そこで、上述の可
視光反射赤外線透過膜と可視光透過赤外線反射膜とを総
称して多層光干渉膜と称する。
過赤外線反射膜とはいずれもガラスなどの基体面に硫化
亜鉛（ZnS）などからなる高屈折率層とふっ化マグネシ
ウム（MgF2）などからなる低屈折率層とを11〜19層交互
積層して形成されたもので、上記高屈折率層と低屈折率
層との各層の厚さを適当にすることによって光の干渉を
利用して所望の波長域の光を反射し、所望の波長域の光
を透過するもので、屈折率の比が大きいほど高い反射率
と広い反射帯域を有するものである。そこで、上述の可
視光反射赤外線透過膜と可視光透過赤外線反射膜とを総
称して多層光干渉膜と称する。
このような多層光干渉膜を構成するために用いられる
物質の組合わせとその屈折率の比とを第１表に示した。
物質の組合わせとその屈折率の比とを第１表に示した。
この第１表から、広い反射帯域を得るにはZnS-MgF2が
交互積層を採用するのが有利である。
交互積層を採用するのが有利である。
（発明が解決しようとする課題） 上述のZnS-MgF2交互積層は屈折率比が高いが耐熱性、
耐候性に問題があり、これに比較してTiO2-SiO2交互積
層は耐熱、耐候性に優れる。この状態を次の第２表に示
す。
耐候性に問題があり、これに比較してTiO2-SiO2交互積
層は耐熱、耐候性に優れる。この状態を次の第２表に示
す。
すなわち、ZnS-MgF2層はハロゲンランプバルブやラン
プに近接した反射鏡に適用すると高温により短期間で剥
離し、かつ表層部のZnSが酸化されて白濁する。通常、
ハロゲン電球を点灯した場合、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、耐候性に問題があ
る。
プに近接した反射鏡に適用すると高温により短期間で剥
離し、かつ表層部のZnSが酸化されて白濁する。通常、
ハロゲン電球を点灯した場合、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、耐候性に問題があ
る。
これに対し、TiO2-SiO2交互積層は耐熱性および対候
性に優れているが、この構成でZnS-MgF2交互積層と同程
度の光学特性を得ようとすれば、膜の積層数を50％多く
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。
性に優れているが、この構成でZnS-MgF2交互積層と同程
度の光学特性を得ようとすれば、膜の積層数を50％多く
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。
そこで、本発明の課題は少ない層数でも必要な光学特
性が得られ、かつ耐熱性および耐候性の優れた多層光干
渉膜を提供することである。
性が得られ、かつ耐熱性および耐候性の優れた多層光干
渉膜を提供することである。
［発明の効果］ （課題を解決するための手段） 本発明の多層光干渉膜は基体面に酸化チタンからなる
高屈折率層とふっ化バリウムからなる低屈折率層とを交
互積層して構成したことにより、少ない層数で必要な光
学特性が得られ、かつ耐熱性と耐候性とを向上させたも
のである。
高屈折率層とふっ化バリウムからなる低屈折率層とを交
互積層して構成したことにより、少ない層数で必要な光
学特性が得られ、かつ耐熱性と耐候性とを向上させたも
のである。
（作用） ふっ化バリウム（BaF2）は化学的に安定で耐熱性と耐
候性とにすぐれかつ屈折率が小さい。そして酸化チタン
層とふっ化バリウム層とは屈折率比が大きいので少ない
層数で必要な光学特性が得られ、また両者の積層の適合
性が良いので剥離し難く、耐熱性、耐候性に優れた膜が
得られる。
候性とにすぐれかつ屈折率が小さい。そして酸化チタン
層とふっ化バリウム層とは屈折率比が大きいので少ない
層数で必要な光学特性が得られ、また両者の積層の適合
性が良いので剥離し難く、耐熱性、耐候性に優れた膜が
得られる。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。第１図は本発明を適用してなる反射鏡付ハロゲン電
球の一例を示し、図中（1）はガラス反射鏡、（２）は
この反射鏡（1）の内面に形成した多層光干渉膜の一例
である可視光反射赤外線透過膜、（３）は上記反射鏡
（1）に装着されたハロゲン電球、（４）はこのハロゲ
ン電球（３）を反射鏡（1）に固着した耐熱性接着剤で
ある。
る。第１図は本発明を適用してなる反射鏡付ハロゲン電
球の一例を示し、図中（1）はガラス反射鏡、（２）は
この反射鏡（1）の内面に形成した多層光干渉膜の一例
である可視光反射赤外線透過膜、（３）は上記反射鏡
（1）に装着されたハロゲン電球、（４）はこのハロゲ
ン電球（３）を反射鏡（1）に固着した耐熱性接着剤で
ある。
上記反射鏡（1）は内面が回転放物面をなす反射部（1
1）の背後に筒状の口金部（12）を一体に連設したもの
で、反射部（11）の内面に可視光反射赤外線透過膜
（２）が形成してある。
1）の背後に筒状の口金部（12）を一体に連設したもの
で、反射部（11）の内面に可視光反射赤外線透過膜
（２）が形成してある。
上記可視光反射赤外線透過膜（２）は第２図に模型的
に拡大して示すように、基体をなす反射部（11）内面に
ガラス側から酸化チタン（TiO2）からなる高屈折率層
（2H）（右下りハッチング）とふっ化バリウム（BaF2）
からなる低屈折率層（2L）（右上りハッチング）とを合
計17層交互積層してなる。そして、これらの両層
（2H），（2L）の光学膜厚は1/4λで、第１層から９層
までは、λ１〜９＝600nm、第10層から17層まではλ
10〜17＝450nmとなっている。すなわち、λ＝600nmの高
屈折率層（2H）とλ＝600nmの低屈折率層（2L）とを交
互に４回合計８層被着し、これに高屈折率層（2H）を１
層積重ねて計９層とし、さらにλ＝450nmの低屈折率層
（2L）と高屈折率層（2H）とを交互に４回計８層を被着
したものである。
に拡大して示すように、基体をなす反射部（11）内面に
ガラス側から酸化チタン（TiO2）からなる高屈折率層
（2H）（右下りハッチング）とふっ化バリウム（BaF2）
からなる低屈折率層（2L）（右上りハッチング）とを合
計17層交互積層してなる。そして、これらの両層
（2H），（2L）の光学膜厚は1/4λで、第１層から９層
までは、λ１〜９＝600nm、第10層から17層まではλ
10〜17＝450nmとなっている。すなわち、λ＝600nmの高
屈折率層（2H）とλ＝600nmの低屈折率層（2L）とを交
互に４回合計８層被着し、これに高屈折率層（2H）を１
層積重ねて計９層とし、さらにλ＝450nmの低屈折率層
（2L）と高屈折率層（2H）とを交互に４回計８層を被着
したものである。
上記ハロゲン電球（３）は筒形（Ｔ形）ガラスバルブ
（31）の基部を圧潰して封止部（32）に形成し、フィラ
メント（33）を封装してなるもので、封止部（32）を反
射鏡（1）の口金部（12）内に収容してフィラメント（3
3）が反射部（11）の焦点に位置するように調整し、口
金部（12）内に接着剤（４）を充填して封止部（32）を
接着固定してある。
（31）の基部を圧潰して封止部（32）に形成し、フィラ
メント（33）を封装してなるもので、封止部（32）を反
射鏡（1）の口金部（12）内に収容してフィラメント（3
3）が反射部（11）の焦点に位置するように調整し、口
金部（12）内に接着剤（４）を充填して封止部（32）を
接着固定してある。
上記可視光反射赤外線透過膜（２）を形成するには、
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100〜300
℃で蒸着母材を電子ビームで衝撃し、ふっ化バリウム層
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100〜300℃で蒸着母材を抵抗加熱して蒸着する。
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100〜300
℃で蒸着母材を電子ビームで衝撃し、ふっ化バリウム層
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100〜300℃で蒸着母材を抵抗加熱して蒸着する。
この反射鏡付ハロゲン電球を点灯すると、フィラメン
ト（33）から放射された光のうち、可視光は可視光反射
赤外線透過膜（２）で反射して前方に放射され、赤外線
は可視光反射赤外線透過膜（２）を透過し、さらに反射
部（11）のガラスを透過して後方に放射される。したが
って、この反射鏡付ハロゲン電球は赤外線の少ない可視
光いわゆる冷光を投射できる。
ト（33）から放射された光のうち、可視光は可視光反射
赤外線透過膜（２）で反射して前方に放射され、赤外線
は可視光反射赤外線透過膜（２）を透過し、さらに反射
部（11）のガラスを透過して後方に放射される。したが
って、この反射鏡付ハロゲン電球は赤外線の少ない可視
光いわゆる冷光を投射できる。
しかして、上述の可視光反射赤外線透過膜（２）すな
わち多層光干渉膜を構成する両物質の光学特性を次に示
す。
わち多層光干渉膜を構成する両物質の光学特性を次に示
す。
酸化チタン（TiO2）層の屈折率NH＝2.30 ふっ化バリウム（BaF2）層の屈折率NL＝1.30 両層の屈折率比NH/NL＝1.77 したがって、従来のZnS-MgF2交互積層よりも積層する
層数が少なくても同程度の光学特性が得られ、かつ反射
帯域の広帯域化を計ることができる。また、酸化チタン
とふっ化バリウムとの積層の適合性が従来の積層に比較
して極めて良好であり、熱負荷に対して剥離しにくく、
高温高湿の環境にも耐えられる。したがって、この反射
鏡付ハロゲン電球は高出力に耐え、長寿命で耐候性も良
い。
層数が少なくても同程度の光学特性が得られ、かつ反射
帯域の広帯域化を計ることができる。また、酸化チタン
とふっ化バリウムとの積層の適合性が従来の積層に比較
して極めて良好であり、熱負荷に対して剥離しにくく、
高温高湿の環境にも耐えられる。したがって、この反射
鏡付ハロゲン電球は高出力に耐え、長寿命で耐候性も良
い。
つぎに、上述の反射鏡（1）の可視光反射赤外線透過
膜（２）の耐熱性と耐候性とを試験した。この結果を第
３表に示す。ここで、耐熱性はランプ点灯時の反射部
（11）の温度である300℃と350℃とにおいて、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
気中において剥離開始までの時間で示した。
膜（２）の耐熱性と耐候性とを試験した。この結果を第
３表に示す。ここで、耐熱性はランプ点灯時の反射部
（11）の温度である300℃と350℃とにおいて、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
気中において剥離開始までの時間で示した。
この第３表を第２表と比較して、実施例のものが耐熱
性と耐候性に優れ、長寿命で苛酷な使用条件にも耐えら
れることが明らかである。
性と耐候性に優れ、長寿命で苛酷な使用条件にも耐えら
れることが明らかである。
つぎに、他の実施例を第３図に示す。このものは管形
石英バルブ（５）の中心線に沿ってフィラメント（６）
を封装し、バルブ（５）の外面に可視光透過赤外線反射
膜（７）を形成し、バルブ（５）内にアルゴンとともに
所要のハロゲンを封入してなるハロゲン電球である。
石英バルブ（５）の中心線に沿ってフィラメント（６）
を封装し、バルブ（５）の外面に可視光透過赤外線反射
膜（７）を形成し、バルブ（５）内にアルゴンとともに
所要のハロゲンを封入してなるハロゲン電球である。
上記可視光透過赤外線反射膜（７）は第２図に示した
可視光反射赤外線透過膜（２）と同様、酸化チタン（Ti
O2）からなる高屈折率層（2H）（右下りハッチング）と
ふっ化バリウム（BaF2）からなる低屈折率層（2L）（右
上りハッチング）とをたとえば合計15層交互積層したも
ので、各層（2H），（2L）の厚さを変えたことにより、
可視光を透過し赤外線を反射する特性を付与したもので
ある。
可視光反射赤外線透過膜（２）と同様、酸化チタン（Ti
O2）からなる高屈折率層（2H）（右下りハッチング）と
ふっ化バリウム（BaF2）からなる低屈折率層（2L）（右
上りハッチング）とをたとえば合計15層交互積層したも
ので、各層（2H），（2L）の厚さを変えたことにより、
可視光を透過し赤外線を反射する特性を付与したもので
ある。
このハロゲン電球を点灯するとフィラメント（６）か
ら放射された光のうち可視光は可視光透過赤外線反射膜
（７）を透過して外界に放射され、赤外線は可視光透過
赤外線反射膜（７）で反射してフィラメント（６）に帰
還し、これを加熱して発光効率を向上する。したがって
このハロゲン電球は冷光を放射ししかも高効率である。
しかも、可視光透過赤外線反射膜（７）は前述と同様に
比較的少ない層数で所要の光学特性が得られ、しかも耐
熱性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐え
られる。
ら放射された光のうち可視光は可視光透過赤外線反射膜
（７）を透過して外界に放射され、赤外線は可視光透過
赤外線反射膜（７）で反射してフィラメント（６）に帰
還し、これを加熱して発光効率を向上する。したがって
このハロゲン電球は冷光を放射ししかも高効率である。
しかも、可視光透過赤外線反射膜（７）は前述と同様に
比較的少ない層数で所要の光学特性が得られ、しかも耐
熱性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐え
られる。
なお、本発明の多層光干渉膜は上述の適用例に限ら
ず、たとえば色フィルタ膜、紫外線遮断膜など多用な用
途がある。また、多層光干渉膜の形成方法は上述の例の
ほか、イオンプレーテング法、イオンアシスト法、CVD
法など他の形成方法でもよい。そして、酸化チタン層お
よびふっ化バリウム層の少なくとも一方にガラス質強化
剤、散光性微粒子などを含有させることは自由である。
さらに、基体は前述のガラス反射鏡やバルブに限らず、
たとえばフィルタ基板など用途に適したものならよく、
またその形状や材質は問うところでなく、多層光干渉膜
形成ができればよい。
ず、たとえば色フィルタ膜、紫外線遮断膜など多用な用
途がある。また、多層光干渉膜の形成方法は上述の例の
ほか、イオンプレーテング法、イオンアシスト法、CVD
法など他の形成方法でもよい。そして、酸化チタン層お
よびふっ化バリウム層の少なくとも一方にガラス質強化
剤、散光性微粒子などを含有させることは自由である。
さらに、基体は前述のガラス反射鏡やバルブに限らず、
たとえばフィルタ基板など用途に適したものならよく、
またその形状や材質は問うところでなく、多層光干渉膜
形成ができればよい。
［発明の効果］ このように本発明の多層光干渉膜は基体面に酸化チタ
ンからなる高屈折率層とふっ化バリウムからなる低屈折
率層とを交互積層して構成したので、各成分が化学的に
安定で、組合わせにおける適合性が良く、屈折率比が大
きいので、少ない層数でも必要な光学特性が得られ、耐
熱性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐え
られる。
ンからなる高屈折率層とふっ化バリウムからなる低屈折
率層とを交互積層して構成したので、各成分が化学的に
安定で、組合わせにおける適合性が良く、屈折率比が大
きいので、少ない層数でも必要な光学特性が得られ、耐
熱性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐え
られる。
第１図は本発明の多層光干渉膜の一実施例を示す反射鏡
付ハロゲン電球の断面図、第２図は同じく要部の模型的
拡大断面図、第３図は他の実施例を示すハロゲン電球の
断面図である。 （1）……反射鏡（基体の一例） （２）……可視光反射赤外線透過膜（光干渉膜の一例） （３）……ハロゲン電球、（33）……フィラメント （５）……バルブ（基体の他の例） （６）……フィラメント （７）……可視光透過赤外線反射膜（光干渉膜の他の
例）
付ハロゲン電球の断面図、第２図は同じく要部の模型的
拡大断面図、第３図は他の実施例を示すハロゲン電球の
断面図である。 （1）……反射鏡（基体の一例） （２）……可視光反射赤外線透過膜（光干渉膜の一例） （３）……ハロゲン電球、（33）……フィラメント （５）……バルブ（基体の他の例） （６）……フィラメント （７）……可視光透過赤外線反射膜（光干渉膜の他の
例）
Claims (1)
- 【請求項１】基体面に酸化チタンからなる高屈折率層と
ふっ化バリウムからなる低屈折率層とを交互積層してな
ることを特徴とする多層光干渉膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217851A JP2687243B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 多層光干渉膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217851A JP2687243B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 多層光干渉膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380205A JPH0380205A (ja) | 1991-04-05 |
| JP2687243B2 true JP2687243B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16710760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217851A Expired - Lifetime JP2687243B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 多層光干渉膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687243B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0662454U (ja) * | 1993-02-09 | 1994-09-02 | 東芝硝子株式会社 | ハロゲンランプ |
| JP2007096671A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | 車載用監視レコーダ及び車載用監視レコーダの画像データ転送方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144504A (en) * | 1981-03-02 | 1982-09-07 | Murakami Kaimeidou:Kk | Reflector for car |
| JPS619604A (ja) * | 1984-06-23 | 1986-01-17 | Koshin Kogaku:Kk | 誘電体多層膜フイルタ |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP1217851A patent/JP2687243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380205A (ja) | 1991-04-05 |
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