JPH06138317A - 干渉フィルター及び干渉フィルター付受光素子 - Google Patents
干渉フィルター及び干渉フィルター付受光素子Info
- Publication number
- JPH06138317A JPH06138317A JP4288340A JP28834092A JPH06138317A JP H06138317 A JPH06138317 A JP H06138317A JP 4288340 A JP4288340 A JP 4288340A JP 28834092 A JP28834092 A JP 28834092A JP H06138317 A JPH06138317 A JP H06138317A
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- JP
- Japan
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- layer
- index dielectric
- interference filter
- refractive index
- dielectric layer
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- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低屈折率の誘電体層と高屈折率の誘電体層を
有する干渉フィルターにおいて、不透過帯域よりも短波
長側の透過帯のリップルを低減し、透過率の向上を図
る。 【構成】 ガラス基板1上に、前記ガラス基板1より数
えて奇数層目には低屈折率誘電体層2が、同じく偶数層
目には高屈折率誘電体層3が設けられ、前記ガラス基板
1より数えて最終層は低屈折率誘電体層2で終了する2
5層より成る赤外カットフィルター4において、前記ガ
ラス基板1より数えて第2層目の光学的膜厚をλ/4よ
り厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ/4より厚
く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/4より厚く形成
したことを特徴とする。
有する干渉フィルターにおいて、不透過帯域よりも短波
長側の透過帯のリップルを低減し、透過率の向上を図
る。 【構成】 ガラス基板1上に、前記ガラス基板1より数
えて奇数層目には低屈折率誘電体層2が、同じく偶数層
目には高屈折率誘電体層3が設けられ、前記ガラス基板
1より数えて最終層は低屈折率誘電体層2で終了する2
5層より成る赤外カットフィルター4において、前記ガ
ラス基板1より数えて第2層目の光学的膜厚をλ/4よ
り厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ/4より厚
く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/4より厚く形成
したことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばカメラの自動露
光システム等に使用される干渉フィルター及び干渉フィ
ルター付受光素子に関する。
光システム等に使用される干渉フィルター及び干渉フィ
ルター付受光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カメラの自動露光システム等にフ
ォトダイオード等の受光素子を用いる場合には、人間の
可視光領域での光量測定が必要であるので、シリコン受
光素子上に赤外カットフィルタ等を設けて、シリコンの
持つ波長感度特性を視感度に補正したフォトダイオード
が必要となる。従来のこのようなフォトダイオードに
は、一般にガラス製光吸収フィルタが用いられている
が、コストが高くなる為、設計の自由度の多さの面から
も多層膜による干渉フィルターが適当であった。
ォトダイオード等の受光素子を用いる場合には、人間の
可視光領域での光量測定が必要であるので、シリコン受
光素子上に赤外カットフィルタ等を設けて、シリコンの
持つ波長感度特性を視感度に補正したフォトダイオード
が必要となる。従来のこのようなフォトダイオードに
は、一般にガラス製光吸収フィルタが用いられている
が、コストが高くなる為、設計の自由度の多さの面から
も多層膜による干渉フィルターが適当であった。
【0003】図9に従来の干渉フィルターの構成図を示
す。ガラス基板1等の基板上に、赤外カットフィルター
4を設ける為には、中心波長をλとすると、前記ガラス
基板1上に低屈折率誘電体層(SiO2)2、高屈折率
誘電体層(TiO2)3、低屈折率誘電体層2、高屈折
率誘電体層3、・・・低屈折率誘電体層2を25層まで
形成し、その光学的膜厚を第1層及び第25層をλ/8
とし、その他の層をλ/4としていた。この構成による
赤外カットフィルター4の分光特性曲線図を図10に示
す。
す。ガラス基板1等の基板上に、赤外カットフィルター
4を設ける為には、中心波長をλとすると、前記ガラス
基板1上に低屈折率誘電体層(SiO2)2、高屈折率
誘電体層(TiO2)3、低屈折率誘電体層2、高屈折
率誘電体層3、・・・低屈折率誘電体層2を25層まで
形成し、その光学的膜厚を第1層及び第25層をλ/8
とし、その他の層をλ/4としていた。この構成による
赤外カットフィルター4の分光特性曲線図を図10に示
す。
【0004】図11に他の従来の干渉フィルターの構成
図を示す。シリコン受光素子10上に、赤外カットフィ
ルター4を設ける為には、中心波長をλとすると、前記
シリコン受光素子10の受光面上に低屈折率誘電体(S
iO2)2、高屈折率誘電体層(TiO2)3、低屈折率
誘電体層2、高屈折率誘電体層3、・・・低屈折率誘電
体層2を25層まで形成し、その光学的膜厚を第1層及
び第25層をλ/8とし、その他の層をλ/4としてい
た。この構成による赤外カットフィルター4の分光特性
曲線図を図12に示す。
図を示す。シリコン受光素子10上に、赤外カットフィ
ルター4を設ける為には、中心波長をλとすると、前記
シリコン受光素子10の受光面上に低屈折率誘電体(S
iO2)2、高屈折率誘電体層(TiO2)3、低屈折率
誘電体層2、高屈折率誘電体層3、・・・低屈折率誘電
体層2を25層まで形成し、その光学的膜厚を第1層及
び第25層をλ/8とし、その他の層をλ/4としてい
た。この構成による赤外カットフィルター4の分光特性
曲線図を図12に示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のガラス基板上に
赤外カットフィルターを設けた構成において、図10か
ら明らかなように、不透過帯域よりも短波長側、つまり
700nm付近の透過帯のリップルが大きいことがわか
る。
赤外カットフィルターを設けた構成において、図10か
ら明らかなように、不透過帯域よりも短波長側、つまり
700nm付近の透過帯のリップルが大きいことがわか
る。
【0006】また、他の従来のシリコン受光素子上に赤
外カットフィルターを設けた構成においても、図12か
ら明らかなように、不透過帯よりも短波長側、つまり7
00nm付近の透過帯のリップルが大きく、また、全体
的に透過率が低くなった。
外カットフィルターを設けた構成においても、図12か
ら明らかなように、不透過帯よりも短波長側、つまり7
00nm付近の透過帯のリップルが大きく、また、全体
的に透過率が低くなった。
【0007】このように不透過帯域よりも短波長側の透
過帯にリップルが残ると、透過帯のリップルが透過率を
下げ問題となった。
過帯にリップルが残ると、透過帯のリップルが透過率を
下げ問題となった。
【0008】本発明は、上記問題点を解決することを目
的とするものである。
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板又は受光
素子の受光面上に、前記基板又は受光面より数えて奇数
層目には低屈折率の誘電体層が、同じく偶数層目には高
屈折率の誘電体層が設けられ、前記基板又は受光面より
数えて最終層は低屈折率誘電体層で終了するN層より成
る干渉フィルター又は干渉フィルター付受光素子におい
て、前記基板又は受光面より数えて第2層目の光学的膜
厚をλ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ
/4より厚く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/4よ
り厚く形成したことを特徴とするものである。
素子の受光面上に、前記基板又は受光面より数えて奇数
層目には低屈折率の誘電体層が、同じく偶数層目には高
屈折率の誘電体層が設けられ、前記基板又は受光面より
数えて最終層は低屈折率誘電体層で終了するN層より成
る干渉フィルター又は干渉フィルター付受光素子におい
て、前記基板又は受光面より数えて第2層目の光学的膜
厚をλ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ
/4より厚く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/4よ
り厚く形成したことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】基板又は受光面より数えて第2層目の光学的膜
厚をλ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ
/4より厚く、同じく第4層目光学的膜厚をλ/4より
厚く形成したことにより、不透過帯域よりも短波長側、
つまり700nm付近の透過帯のリップルを低減し、透
過率を向上することができる。
厚をλ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ
/4より厚く、同じく第4層目光学的膜厚をλ/4より
厚く形成したことにより、不透過帯域よりも短波長側、
つまり700nm付近の透過帯のリップルを低減し、透
過率を向上することができる。
【0011】
【実施例】図1に本発明よりなる赤外カットフィルター
の構成図を示す。ガラス基板1上に低屈折率誘電体層
2、高屈折率誘電体層3、低屈折率誘電体層2、高屈折
率誘電体層3、・・・低屈折率誘電体層2の25層から
成る赤外カットフィルター4が構成されており、低屈折
率誘電体層2には屈折率1.46のSiO2 、高屈折率
誘電体層3には屈折率2.25のTiO2 が用いられて
いる。また、これらの誘電体膜の積層方法としては電子
ビーム蒸着法等により積層される。さらに、反射させた
い光の中心波長の長さをλとした場合に、第1層として
の光学的膜厚を0.59×λ/4とし、第2層としての
光学的膜厚を1.18×λ/4とし、第3層としての光
学的膜厚を1.1×λ/4とし、第4層としての光学的
膜厚を1.1×λ/4とし、第25層としての膜厚を
0.5×λ/4とし、その他の層の光学的膜厚をλ/4
に構成するものである。
の構成図を示す。ガラス基板1上に低屈折率誘電体層
2、高屈折率誘電体層3、低屈折率誘電体層2、高屈折
率誘電体層3、・・・低屈折率誘電体層2の25層から
成る赤外カットフィルター4が構成されており、低屈折
率誘電体層2には屈折率1.46のSiO2 、高屈折率
誘電体層3には屈折率2.25のTiO2 が用いられて
いる。また、これらの誘電体膜の積層方法としては電子
ビーム蒸着法等により積層される。さらに、反射させた
い光の中心波長の長さをλとした場合に、第1層として
の光学的膜厚を0.59×λ/4とし、第2層としての
光学的膜厚を1.18×λ/4とし、第3層としての光
学的膜厚を1.1×λ/4とし、第4層としての光学的
膜厚を1.1×λ/4とし、第25層としての膜厚を
0.5×λ/4とし、その他の層の光学的膜厚をλ/4
に構成するものである。
【0012】このように構成されたガラス基板1上の赤
外カットフィルター4の分光特性曲線図を図2に示す。
図2からも明らかなように、不透過帯域よりも短波長
側、つまり700nm付近の透過帯のリップルは、図1
0の従来の分光特性曲線図よりも大きく減少させること
ができる。
外カットフィルター4の分光特性曲線図を図2に示す。
図2からも明らかなように、不透過帯域よりも短波長
側、つまり700nm付近の透過帯のリップルは、図1
0の従来の分光特性曲線図よりも大きく減少させること
ができる。
【0013】図3に上記実施例から成る赤外カットフィ
ルター4を受光素子を封止するパッケージの光入力面に
設置した構成図を示す。この構成は、セラミック基板
(ステム)5の凹部6に受光素子チップ7をマウント
し、その上に樹脂8をコーティングし、さらに赤外カッ
トフィルター4を設置したものである。図中、9は金属
製リードピンである。
ルター4を受光素子を封止するパッケージの光入力面に
設置した構成図を示す。この構成は、セラミック基板
(ステム)5の凹部6に受光素子チップ7をマウント
し、その上に樹脂8をコーティングし、さらに赤外カッ
トフィルター4を設置したものである。図中、9は金属
製リードピンである。
【0014】図4に他の実施例の構成図を示す。受光素
子10の受光面上に低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電
体層3、低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電体層3、・
・・低屈折率誘電体層2の25層から成る赤外カットフ
ィルター4が構成されており、前記受光素子10として
は、半導体を用いたものが一般的であり、pin構造、
pn接合構造、光伝導体等を用いたものが多い。本実施
例においては、シリコン受光素子、pn接合構造で説明
するが、他の半導体による光検出器においても誘電体薄
膜の構成については同じであり、特に差異はない。ま
た、、低屈折率誘電体層2には屈折率1.46のSiO
2 、高屈折率誘電体層3には屈折率2.25のTiO2
を用いた場合を説明する。
子10の受光面上に低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電
体層3、低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電体層3、・
・・低屈折率誘電体層2の25層から成る赤外カットフ
ィルター4が構成されており、前記受光素子10として
は、半導体を用いたものが一般的であり、pin構造、
pn接合構造、光伝導体等を用いたものが多い。本実施
例においては、シリコン受光素子、pn接合構造で説明
するが、他の半導体による光検出器においても誘電体薄
膜の構成については同じであり、特に差異はない。ま
た、、低屈折率誘電体層2には屈折率1.46のSiO
2 、高屈折率誘電体層3には屈折率2.25のTiO2
を用いた場合を説明する。
【0015】これらの誘電体膜の積層方法としては、電
子ビーム蒸着法等を用いてpn接合を構成した半導体ウ
ェハー全面に、低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電体層
3を交互に多層積層した後に、電極端子部分をエッチン
グ法を用いて構成し、各チップに分割し、視感度補正を
行った赤外カットフィルター4を有するシリコン受光素
子10を作製することができる。
子ビーム蒸着法等を用いてpn接合を構成した半導体ウ
ェハー全面に、低屈折率誘電体層2、高屈折率誘電体層
3を交互に多層積層した後に、電極端子部分をエッチン
グ法を用いて構成し、各チップに分割し、視感度補正を
行った赤外カットフィルター4を有するシリコン受光素
子10を作製することができる。
【0016】本発明では、反射させたい光の中心波長の
長さをλとした場合、シリコン受光素子10上に第1層
としての光学的膜厚を0.59×λ/4とし、第2層と
しての光学的膜厚1.18×λ/4とし、第3層及び第
4層としての光学的膜厚を1.1×λ/4とし、第25
層としての光学的膜厚を0.5×λ/4とし、その他の
層の光学的膜厚をλ/4に構成するものである。
長さをλとした場合、シリコン受光素子10上に第1層
としての光学的膜厚を0.59×λ/4とし、第2層と
しての光学的膜厚1.18×λ/4とし、第3層及び第
4層としての光学的膜厚を1.1×λ/4とし、第25
層としての光学的膜厚を0.5×λ/4とし、その他の
層の光学的膜厚をλ/4に構成するものである。
【0017】このように構成された赤外カットフィルタ
ーの分光特性曲線図を図5に示す。図5からも明らかな
ように、不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm
付近の透過帯の透過率は、図12に示す従来の透過率よ
りも高くなっているが、全体的な透過率は低く、リップ
ルも残ったままである。
ーの分光特性曲線図を図5に示す。図5からも明らかな
ように、不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm
付近の透過帯の透過率は、図12に示す従来の透過率よ
りも高くなっているが、全体的な透過率は低く、リップ
ルも残ったままである。
【0018】そこで図6に示すように、上記実施例にお
いて、シリコン受光素子10と赤外カットフィルター4
との屈折率差の整合をとる為に、前記シリコン受光素子
10の受光面と前記赤外カットフィルター4の第1層間
に整合層11を介在させ、前記整合層11は、屈折率
2.25のTiO2 を用い、光学的膜厚を0.8×λ/
4とするものである。
いて、シリコン受光素子10と赤外カットフィルター4
との屈折率差の整合をとる為に、前記シリコン受光素子
10の受光面と前記赤外カットフィルター4の第1層間
に整合層11を介在させ、前記整合層11は、屈折率
2.25のTiO2 を用い、光学的膜厚を0.8×λ/
4とするものである。
【0019】このように整合層11を設けた場合の分光
特性曲線図を図7に示す。図7からも明らかなよう
に、、不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm付
近の透過帯のリップルを大きく減少することができ、さ
らに全体的な透過率を向上することができる。
特性曲線図を図7に示す。図7からも明らかなよう
に、、不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm付
近の透過帯のリップルを大きく減少することができ、さ
らに全体的な透過率を向上することができる。
【0020】図7の分光特性にシリコンの感度特性をか
け合わせた赤外カットフィルターを有するシリコン受光
素子の感度特性曲線図を図8に示す。図8より、リップ
ルのない視感度補正を加えた赤外カットフィルターを有
するシリコン受光素子を作製することが可能となること
を確認できる。また、誘電体薄膜はフォトリソグラフィ
技術を用いて加工することができるため、受光素子の小
型化、高精度化を向上することができる。
け合わせた赤外カットフィルターを有するシリコン受光
素子の感度特性曲線図を図8に示す。図8より、リップ
ルのない視感度補正を加えた赤外カットフィルターを有
するシリコン受光素子を作製することが可能となること
を確認できる。また、誘電体薄膜はフォトリソグラフィ
技術を用いて加工することができるため、受光素子の小
型化、高精度化を向上することができる。
【0021】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、低屈折率誘電体2として屈折率
1.63のAl2O2、高屈折率誘電体3として屈折率
2.05のZrO2等の誘電体を用いることにより、同
様の効果を得ることは勿論である。
のではなく、例えば、低屈折率誘電体2として屈折率
1.63のAl2O2、高屈折率誘電体3として屈折率
2.05のZrO2等の誘電体を用いることにより、同
様の効果を得ることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板上
の干渉フィルターにおいて、基板より数えて第2層の高
屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く、第3層
の低屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く、第
4層の高屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く
形成することにより、不透過帯域よりも短波長側、つま
り700nmの透過帯のリップルを減少させることがで
きる。
の干渉フィルターにおいて、基板より数えて第2層の高
屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く、第3層
の低屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く、第
4層の高屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ/4より厚く
形成することにより、不透過帯域よりも短波長側、つま
り700nmの透過帯のリップルを減少させることがで
きる。
【0023】また、受光素子上の干渉フィルターにおい
ては、受光面より数えて第2層の高屈折率誘電体層の光
学的膜厚をλ/4より厚く、第3の低屈折率誘電体層の
光学的膜厚をλ/4より厚く、第4層の高屈折率誘電体
層の光学的膜厚をλ/4より厚く形成することにより、
不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm付近の透
過帯の透過率を向上することができる。さらに、受光面
と第1層間に整合層を介在させることにより、不透過帯
域よりも短波長側、つまり700nm付近の透過帯のリ
ップルを低減し、全体的な透過率を向上することができ
る。
ては、受光面より数えて第2層の高屈折率誘電体層の光
学的膜厚をλ/4より厚く、第3の低屈折率誘電体層の
光学的膜厚をλ/4より厚く、第4層の高屈折率誘電体
層の光学的膜厚をλ/4より厚く形成することにより、
不透過帯域よりも短波長側、つまり700nm付近の透
過帯の透過率を向上することができる。さらに、受光面
と第1層間に整合層を介在させることにより、不透過帯
域よりも短波長側、つまり700nm付近の透過帯のリ
ップルを低減し、全体的な透過率を向上することができ
る。
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1に示す実施例の分光特性曲線図である。
【図3】図1に示す実施例を受光素子上に形成した構成
図である。
図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図5】図4に示す実施例の分光特性曲線図である。
【図6】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図7】図6に示す実施例の分光特性曲線図である。
【図8】図6に示す実施例の感度特性曲線図である。
【図9】従来例を示す構成図である。
【図10】図9に示す従来例の分光特性曲線図である。
【図11】他の従来例を示す構成図である。
【図12】図11に示す従来例の分光感度特性曲線図で
ある。
ある。
1 ガラス基板 2 低屈折率誘電体層 3 高屈折率誘電体層 4 赤外カットフィルター 5 セラミック基板 6 凹部 7 受光素子チップ 8 樹脂 9 金属リードピン 10 受光素子 11 整合層
Claims (4)
- 【請求項1】 基板上に、該基板より数えて奇数層目に
は低屈折率の誘電体層が、同じく偶数層目には高屈折率
の誘電体層が設けられ、前記基板より数えて最終層は低
屈折率誘電体層で終了するN層より成る干渉フィルター
において、前記基板より数えて第2層目の光学的膜厚を
λ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚をλ/4
より厚く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/4より厚
く形成したことを特徴とする干渉フィルター。 - 【請求項2】 請求項1記載の干渉フィルターを受光素
子を封入するパッケージの光入力面に設置したことを特
徴とする干渉フィルター付受光素子。 - 【請求項3】 受光素子の受光面上に、該受光面より数
えて奇数層目には低屈折率の誘電体層が、同じく偶数層
目には高屈折率の誘電体層が設けられ、前記受光面より
数えて最終層は低屈折率誘電体層で終了するN層より成
る干渉フィルターが形成されてなる干渉フィルター付受
光素子において、前記受光面より数えて第2層目の光学
的膜厚をλ/4より厚く、同じく第3層目の光学的膜厚
をλ/4より厚く、同じく第4層目の光学的膜厚をλ/
4より厚く形成したことを特徴とする干渉フィルター付
受光素子。 - 【請求項4】 請求項3記載の干渉フィルター付受光素
子において、前記受光面と第1層目間に整合層が介在さ
れて成ることを特徴とする干渉フィルター付受光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4288340A JPH06138317A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 干渉フィルター及び干渉フィルター付受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4288340A JPH06138317A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 干渉フィルター及び干渉フィルター付受光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06138317A true JPH06138317A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17728935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4288340A Pending JPH06138317A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 干渉フィルター及び干渉フィルター付受光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06138317A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5768026A (en) * | 1994-04-14 | 1998-06-16 | Omron Corporation | Dichroic mirror for separating/synthesizing light with a plurality of wavelengths and optical apparatus and detecting method using the same |
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