(57)【要約】  分光フィルタ（１０）は、ロングパスフィルタ（１２）と、ショートパスフィルタ（１３）とを備えている。ロングパスフィルタ（１２）は、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＬを有し、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させる。ショートパスフィルタ（１３）は、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＳを有し、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させる。ロングパスフィルタ（１２）とショートパスフィルタ（１３）とは、上記一方向が互いに一致するように重ね合わされている。上記一方向の各位置において、遮断波長ＷＬが遮断波長ＷＳよりも短いことによって透過率のピークが形成されている。膜厚勾配ＧＬは、膜厚勾配ＧＳよりも大きい。
2016158853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＬを有し、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＬが単調に長くなるロングパスフィルタと、
一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＳを有し、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＳが単調に長くなるショートパスフィルタとを備え、
前記ロングパスフィルタと前記ショートパスフィルタとは、膜厚が単調に増加する前記一方向が互いに一致するように重ね合わされており、
前記一方向の各位置において、前記遮断波長ＷＬが前記遮断波長ＷＳよりも短いことによって透過率のピークが形成されており、
前記膜厚勾配ＧＬは、前記膜厚勾配ＧＳよりも大きい、分光フィルタ。
【請求項２】
波長３８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ380とし、波長７８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ780とし、Δλ380／Δλ780をΔλとしたとき、
０．３≦Δλ≦４
を満足する、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項３】
前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタは、第１屈折率材料からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料からなる層とを積層した多層膜で構成されており、
前記少なくとも１つの第２屈折率材料の中で、層数および総膜厚の少なくともいずれかが最大となる材料を、主屈折率材料とすると、
前記ロングパスフィルタにおいて、
前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＬ380およびｎＬ780とし、
波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ780とし、
波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ380とし、
前記ショートパスフィルタにおいて、
前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＳ380およびｎＳ780とし、
波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ780とし、
波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ380としたとき、
以下の条件式（１）を満足する、請求項２に記載の分光フィルタ；
０．９９≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０６５      ・・・（１）
である。
【請求項４】
波長３８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ380とし、波長７８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ780とし、Δλ380／Δλ780をΔλとしたとき、
０．４≦Δλ≦２
を満足する、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項５】
前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタは、第１屈折率材料からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料からなる層とを積層した多層膜で構成されており、
前記少なくとも１つの第２屈折率材料の中で、層数および総膜厚の少なくともいずれかが最大となる材料を、主屈折率材料とすると、
前記ロングパスフィルタにおいて、
前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＬ380およびｎＬ780とし、
波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ780とし、
波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ380とし、
前記ショートパスフィルタにおいて、
前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＳ380およびｎＳ780とし、
波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ780とし、
波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ380としたとき、
以下の条件式（２）を満足する、請求項４に記載の分光フィルタ；
０．９９５≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０３      ・・・（２）
である。
【請求項６】
前記ロングパスフィルタは、基板の一方の面に成膜されており、
前記ショートパスフィルタは、前記基板の他方の面に成膜されている、請求項１から５のいずれかに記載の分光フィルタ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の分光フィルタと、
前記分光フィルタを透過した光を受光する受光素子とを備え、
前記受光素子は、前記分光フィルタの前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタにおいて膜厚が単調に増加する前記一方向に沿って並べて配置されている、分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向において透過波長が連続的に変化する分光フィルタと、その分光フィルタを備えた分光測定装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の分光フィルタの一例として、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の分光フィルタは、第１の干渉フィルタと第２の干渉フィルタとを用いて構成される。第１の干渉フィルタは、一方向に沿って遮断波長ＷＬが単調に長くなり、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させる。第２の干渉フィルタは、一方向に沿って遮断波長ＷＳが単調に長くなり、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させる。このように、一方向に沿って遮断波長が単調に変化する干渉フィルタは、一方向に沿って膜厚が連続的に増加する、いわゆる、くさび形の干渉フィルタで構成することができる。特許文献１では、第１の干渉フィルタと第２の干渉フィルタとで、膜厚勾配を同じにしている。【０００３】
第１の干渉フィルタおよび第２の干渉フィルタは、遮断波長ＷＬの単調増加方向と遮断波長ＷＳの単調増加方向とが一致するように、かつ、第１の干渉フィルタの遮断波長ＷＬが第２の干渉フィルタの対応する位置における遮断波長ＷＳよりも短くなるように、重ね合わされる。この構成では、上記一方向の各位置での分光透過率のピーク波長に対して短波長側の遮断特性と長波長側の遮断特性とを、別々の干渉フィルタによって設定できる。これにより、単一の干渉フィルタで得られる分光特性よりも優れた分光特性を容易に得ることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１３２４０５号公報（特許請求の範囲、作用、実施例、第１図〜第３図等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、干渉フィルタを構成する膜の材料は、波長によって屈折率が変化する、いわゆる波長分散を必ず持っている。すなわち、膜材料の屈折率は、波長が短くなるにつれて高くなり、逆に、波長が長くなるにつれて低くなる。特に、高屈折率材料については、可視光の波長域内での波長分散が大きい（波長の変化に対する屈折率の変化が大きい）。【０００６】
このため、特許文献１のように、膜厚勾配が同じ第１の干渉フィルタと第２の干渉フィルタとを重ね合わせると、膜材料の波長分散の影響により、可視光の短波長側の波長域では、第１の干渉フィルタの遮断波長ＷＬが長波長側にシフトし、第２の干渉フィルタの遮断波長ＷＳが短波長側にシフトする。また、可視光の長波長側の波長域では、第１の干渉フィルタの遮断波長ＷＬが短波長側にシフトし、第２の干渉フィルタの遮断波長ＷＳが長波長側にシフトする。その結果、可視光の短波長側の波長域では、透過率の半値幅（半値波長全幅）が狭くなり、逆に、可視光の長波長側の波長域では、透過率の半値幅が広くなる。このように、可視光の短波長側と長波長側とで半値幅が大きく異なってしまうと、分光フィルタを受光素子と組み合わせて分光測定を行う場合に、入射光の短波長側と長波長側とで分解能が大きく異なってしまうため、望ましくない。【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、膜厚が変化する一方向において透過波長域が単調に変化する分光フィルタにおいて、可視光の波長域全体にわたって透過率の半値幅がほぼ均一な分光特性を得ることができる分光フィルタと、その分光フィルタを備えた分光測定装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る分光フィルタは、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＬを有し、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＬが単調に長くなるロングパスフィルタと、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＳを有し、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＳが単調に長くなるショートパスフィルタとを備え、前記ロングパスフィルタと前記ショートパスフィルタとは、膜厚が単調に増加する前記一方向が互いに一致するように重ね合わされており、前記一方向の各位置において、前記遮断波長ＷＬが前記遮断波長ＷＳよりも短いことによって透過率のピークが形成されており、前記膜厚勾配ＧＬは、前記膜厚勾配ＧＳよりも大きい。【０００９】
本発明の他の側面に係る分光測定装置は、上述した構成の分光フィルタと、前記分光フィルタを透過した光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子は、前記分光フィルタの前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタにおいて膜厚が単調に増加する前記一方向に沿って並べて配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、ロングパスフィルタの膜厚勾配ＧＬが、ショートパスフィルタの膜厚勾配ＧＳよりも大きいため、膜材料の波長分散の影響を受けつつも、可視光の短波長側の波長域では、ロングパスフィルタの遮断波長ＷＬを短波長側へシフトさせ、ショートパスフィルタの遮断波長ＷＳを長波長側へシフトさせることができ、また、可視光の長波長側の波長域では、ロングパスフィルタの遮断波長ＷＬを長波長側へシフトさせ、ショートパスフィルタの遮断波長ＷＳを短波長側へシフトさせることができる。これにより、可視光の波長域全体にわたって透過率の半値幅がほぼ均一な分光特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る分光測定装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】膜厚一定のロングパスフィルタおよびショートパスフィルタの分光特性を示すグラフである。
【図３】膜厚が一方向に沿って変化するロングパスフィルタおよびショートパスフィルタの分光特性を示すグラフである。
【図４】反射膜において、高屈折率材料の屈折率を変化させた場合の分光特性の変化を示すグラフである。
【図５】上記ロングパスフィルタにおいて、高屈折率材料の屈折率の変化に伴う分光特性の変化を示すグラフである。
【図６】上記ショートパスフィルタにおいて、高屈折率材料の屈折率の変化に伴う分光特性の変化を示すグラフである。
【図７】酸化ニオブにおける波長と屈折率との関係を示すグラフである。
【図８】酸化シリコンにおける波長と屈折率との関係を示すグラフである。
【図９】膜厚勾配が同じロングパスフィルタおよびショートパスフィルタにおける総膜厚の推移を示すグラフである。
【図１０】上記ロングパスフィルタおよび上記ショートパスフィルタを重ね合わせて構成されるバンドパスフィルタの分光特性の一例を示すグラフである。
【図１１】上記バンドパスフィルタの分光特性の他の例を示すグラフである。
【図１２】膜厚勾配が異なるロングパスフィルタおよびショートパスフィルタにおける総膜厚の推移を示すグラフである。
【図１３】上記ロングパスフィルタおよび上記ショートパスフィルタを重ね合わせて構成されるバンドパスフィルタの分光特性の一例を示すグラフである。
【図１４】上記バンドパスフィルタの分光特性の他の例を示すグラフである。
【図１５】実施例および比較例におけるＦの値と、条件式（Ａ）の半値幅比Δλとの関係を示すグラフである。
【図１６】実施例および比較例におけるＦの値と、条件式（Ｂ）の半値幅比Δλとの関係を示すグラフである。
【図１７】実施例１の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図１８】実施例２の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図１９】実施例３の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２０】実施例４の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２１】実施例５の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２２】実施例６の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２３】実施例７の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２４】比較例１の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２５】比較例２の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２６】比較例３の分光フィルタの分光特性を示すグラフである。
【図２７】複数の実施例の分光フィルタを示す各点を座標平面上にプロットした説明図である。
【図２８】図２７において、実施例１〜７が含まれる領域を規定する回帰式を示す説明図である。
【図２９】図２７の座標平面上に、比較例１〜３の分光フィルタを示す各点をさらにプロットした説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をａ〜ｂと表記した場合、その数値範囲に下限ａおよび上限ｂの値は含まれるものとする。また、本発明は、以下の内容に限定されるものではない。なお、以下での説明において、半値幅は、半値波長全幅（full width at half maximum）を指すものとする。
【００１３】
（分光測定装置の構成）
図１は、本実施形態の分光測定装置１の概略の構成を示す断面図である。分光測定装置１は、分光フィルタ１０と、受光部２０とを有している。分光フィルタ１０は、一方向において透過波長が連続的に変化するバンドパスフィルタ（ＬＶＦ；リニアバリアブルフィルタ）であり、基板１１と、ロングパスフィルタ１２と、ショートパスフィルタ１３とを有している。基板１１は、透明基板であり、例えばガラスで構成されている。
【００１４】
ロングパスフィルタ１２は、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＬを有している。膜厚勾配ＧＬは、基板１１の表面とロングパスフィルタ１２の最表面とのなす角度をα（°）としたとき、｜ｔａｎα｜に相当する。ロングパスフィルタ１２は、第１屈折率材料（低屈折率材料）からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料（高屈折率材料）からなる層とを積層した多層膜で構成されており、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させる。上記の遮断波長ＷＬは、透過率が５０％となるときの波長（カットオフ波長）であり、上記一方向に膜厚が増加するにつれて、単調に長くなる（長波長側にシフトする）。
【００１５】
ショートパスフィルタ１３は、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＳを有している。膜厚勾配ＧＳは、基板１１の表面とショートパスフィルタ１３の最表面とのなす角度をβ（°）としたとき、｜ｔａｎβ｜に相当する。ショートパスフィルタ１３は、第１屈折率材料（低屈折率材料）からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料（高屈折率材料）からなる層とを積層した多層膜で構成されており、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させる。なお、ショートパスフィルタ１３とロングパスフィルタ１２とで、多層膜の構成（例えば層数や各層の厚さ）は互いに異なる。上記の遮断波長ＷＳは、透過率が５０％となるときの波長（カットオフ波長）であり、膜厚が増加するにつれて単調に長くなる（長波長側にシフトする）。
【００１６】
同図に示すように、ロングパスフィルタ１２とショートパスフィルタ１３とは、膜厚が単調に増加する上記一方向が互いに一致するように重ね合わされている。そして、膜厚が増加する上記一方向の各位置において、遮断波長ＷＬが遮断波長ＷＳよりも短いことによって透過率のピークが形成されている（図３等参照）。つまり、上記方向の各位置において、遮断波長ＷＬよりも長く、遮断波長ＷＳよりも短い波長に透過率のピークがある。上述のように、遮断波長ＷＬ・ＷＳは、膜厚が増加するにつれて長波長側にシフトするため、透過率がピークとなる波長（ピーク波長）も、膜厚が増加するにつれて長波長側にシフトする。このことは、膜厚が増加する上記一方向において、分光フィルタ１０を透過する光の波長（透過波長域）が連続的に変化することを意味している。
【００１７】
受光部２０は、複数の受光素子２１と、各受光素子２１を支持する支持基板２２とを有している。各受光素子２１は、分光フィルタ１０を透過した光を受光するセンサであり、分光フィルタ１０のロングパスフィルタ１２およびショートパスフィルタ１３において膜厚が単調に増加する上記一方向に沿って、支持基板２２上に並べて配置されている。分光フィルタ１０では、上記一方向に透過波長が連続的に変化するため、上記一方向に沿って並べられた複数の受光素子２１のうち、どの受光素子２１で光を受光したかを検知することにより、分光フィルタ１０に入射した光の波長（波長域）を検出することができる。
【００１８】
なお、図１では、受光部２０は、ロングパスフィルタ１２およびショートパスフィルタ１３をこの順で透過した光を受光するように配置されているが、ショートパスフィルタ１３およびロングパスフィルタ１２をこの順で透過した光を受光するように配置されていてもよい。
【００１９】
（膜厚勾配の大小関係）
本実施形態では、ロングパスフィルタ１２の膜厚勾配ＧＬは、ショートパスフィルタ１３の膜厚勾配ＧＳよりも大きくなるように設定されており（すなわち、｜ｔａｎα｜＞｜ｔａｎβ｜）、これによって、可視光の波長域全体にわたって透過率の半値幅がほぼ均一となるようにしている。以下、このような効果が得られる理由について説明する。
【００２０】
図２は、膜厚が一定の一般的なロングパスフィルタ（ＬＰ）およびショートパスフィルタ（ＳＰ）の分光特性を示すグラフである。所定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタ（ＢＰ）は、ＬＰの遮断波長ＷＬとＳＰの遮断波長ＷＳとがずれるように（ＷＬ＜ＷＳとなるように）、ＬＰとＳＰとを重ね合わせることで構成される。膜厚が一方向に変化（例えば増加）するようにＬＰおよびＳＰを成膜して、これらを重ね合わせれば、図３に示すように、膜厚が変化する一方向に沿って、つまり、膜厚が異なる位置ごとに透過波長が変化するＢＰを作製することができる。
【００２１】
また、図４は、高屈折率材料と低屈折率材料との多層膜からなる一般的な反射膜において、高屈折率材料の屈折率ｎＨを、２．３０、２．３８、２．４６と変化させた場合の分光特性の変化を示している。同図に示すように、反射膜の反射波長域Ａは、高屈折率材料の屈折率ｎＨが高くなると広くなり、屈折率ｎＨが低くなると狭くなることが知られている。
【００２２】
このような反射膜における分光特性の変化を、高屈折率材料と低屈折率材料との多層膜からなるＬＰおよびＳＰに当てはめて考えると、以下のようになる。すなわち、反射膜の反射波長域Ａの長波長側の分光特性（特に透過率が０％から急激に増大する波長域の分光特性）は、ＬＰの分光特性（特に透過率が０％から急激に増大する、遮断波長ＷＬ近傍の分光特性）に対応し、反射波長域Ａの短波長側の分光特性（特に透過率が０％に急激に低下する波長域の分光特性）は、ＳＰの分光特性（特に透過率が０％に急激に低下する、遮断波長ＷＳ近傍の分光特性）に対応する。このため、ＬＰでは、図５に示すように、高屈折率材料の屈折率ｎＨが高くなると、遮断波長ＷＬが長波長側にシフトし、ＳＰでは、図６に示すように、高屈折率材料の屈折率ｎＨが高くなると、遮断波長ＷＳは短波長側にシフトする。逆に、高屈折率材料の屈折率ｎＨが低くなると、ＬＰでは、遮断波長ＷＬが短波長側にシフトし、ＳＰでは、遮断波長ＷＳは長波長側にシフトする。
【００２３】
また、図７は、高屈折率材料の一種である酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）における波長と屈折率との関係を示し、図８は、低屈折率材料の一種である酸化シリコン（ＳｉＯ2）における波長と屈折率との関係を示している。膜を構成する材料には、必ず波長分散があり、波長が短くなるにつれて屈折率が高くなる。このような傾向は、低屈折率材料よりも高屈折率材料で顕著に現れることがわかる。つまり、低屈折率材料の波長分散は、高屈折率材料の波長分散に比べると、無視できるほど小さい。
【００２４】
図９は、膜厚勾配を有するＬＰおよびＳＰにおける総膜厚の推移を示している。なお、同図では、ＬＰおよびＳＰともに、波長６００ｎｍに透過率のピークがある位置（６００ｎｍピーク位置）の総膜厚を基準（総膜厚１）とし、その総膜厚に対する他の位置の総膜厚の比を示している。図９のように、膜厚勾配が同じＬＰとＳＰ、つまり、一方向に同じ比率で総膜厚を変化させたＬＰとＳＰとを重ね合わせてＢＰを構成すると、図１０に示すように、ある基準（波長６００ｎｍ）よりも短波長側の波長域（例えば波長３８０ｎｍ付近）では、上述した高屈折率材料の波長分散の影響によって（屈折率ｎＨの増加によって）、ＬＰの遮断波長ＷＬが長波長側にシフトし、ＳＰの遮断波長ＷＳが短波長側にシフトする。その結果、波長３８０ｎｍ付近での透過率の半値幅が狭くなる。逆に、ある基準（波長６００ｎｍ）よりも長波長側の波長域（例えば波長７８０ｎｍ付近）では、高屈折率材料の波長分散の影響によって（屈折率ｎＨの減少によって）、ＬＰの遮断波長ＷＬが短波長側にシフトし、ＳＰの遮断波長ＷＳが長波長側にシフトする。その結果、波長７８０ｎｍ付近での透過率の半値幅が広くなる。
【００２５】
このため、波長３８０ｎｍ付近で例えば４ｎｍの半値幅が確保されるように、ＬＰとＳＰとを成膜して重ね合わせると、波長７８０ｎｍ付近での半値幅は４０ｎｍ以上となる（後述の比較例１および図２４参照）。逆に、波長７８０ｎｍ付近で例えば１０ｎｍの半値幅Δが確保されるように、ＬＰとＳＰとを成膜して重ね合わせると、図１１に示すように、波長３８０ｎｍ付近での半値幅が現れない分光特性となり、波長３８０ｎｍ付近の光は透過しなくなってしまう。
【００２６】
これに対して、図１２は、ＬＰの膜厚勾配をＳＰの膜厚勾配よりも大きくしたときの、ＬＰおよびＳＰにおける総膜厚の推移を示している。なお、同図では、図９と同様に、ＬＰおよびＳＰともに、波長６００ｎｍに透過率のピークがある位置の総膜厚を基準（総膜厚１）とし、その総膜厚に対する他の位置の総膜厚の比を示している。図１２のように、膜厚勾配の相対的に大きいＬＰと、膜厚勾配の相対的に小さいＳＰとを重ね合わせてＢＰを構成すると、ある基準（波長６００ｎｍ）よりも短波長側の波長域（例えば波長３８０ｎｍ付近）では、基準膜厚（波長６００ｎｍでの総膜厚）に対する総膜厚の低下の度合いが、ＳＰよりもＬＰのほうが大きくなる。このため、波長３８０ｎｍ付近では、上述した高屈折率材料の波長分散の影響を受けつつも、ＬＰについては、総膜厚が小さくなる方向に遮断波長ＷＬをシフトさせ、ＳＰについては、総膜厚が大きくなる方向に遮断波長ＷＳをシフトさせることができる。すなわち、図１３に示すように、波長３８０ｎｍ付近では、遮断波長ＷＬを図１０で示した位置よりも短波長側へシフトさせ、遮断波長ＷＳを図１０で示した位置よりも長波長側へシフトさせることができる。
【００２７】
逆に、ある基準（波長６００ｎｍ）よりも長波長側の波長域（例えば波長７８０ｎｍ付近）では、基準膜厚（波長６００ｎｍでの総膜厚）に対する総膜厚の増加の度合いが、ＳＰよりもＬＰのほうが大きくなる。このため、波長７８０ｎｍ付近では、上述した高屈折率材料の波長分散の影響を受けつつも、ＬＰについては、総膜厚が大きくなる方向に遮断波長ＷＬをシフトさせ、ＳＰについては、総膜厚が小さくなる方向に遮断波長ＷＳをシフトさせることができる。すなわち、図１３に示すように、波長７８０ｎｍ付近では、遮断波長ＷＬを図１０で示した位置よりも長波長側へシフトさせ、遮断波長ＷＳを図１０で示した位置よりも短波長側へシフトさせることができる。その結果、図１４に示すように、可視光の波長域全体にわたって、半値幅をほぼ均一にすることができる。
【００２８】
（半値幅の望ましい範囲）
上述した分光フィルタ１０において、波長３８０ｎｍにおける透過率の半値幅をΔλ380（ｎｍ）とし、波長７８０ｎｍにおける透過率の半値幅をΔλ780（ｎｍ）とし、Δλ380／Δλ780をΔλとしたとき、
０．３≦Δλ≦４      ・・・（Ａ）
を満足することが望ましく、
０．４≦Δλ≦２      ・・・（Ｂ）
を満足することがより望ましい。
【００２９】
可視光の波長域全体にわたって半値幅がほぼ均一であると考える際の１つの目安として、可視光の波長域の短波長側と長波長側とで、半値幅の差が小さいことが条件として挙げられる。上記の条件式（Ａ）を満足することにより、可視光の波長域の短波長側と長波長側とで、半値幅の差が小さいと言えるため、可視光の波長域全体にわたって半値幅がほぼ均一な分光フィルタ１０を得ることができると考えられる。
【００３０】
特に、条件式（Ｂ）を満足することにより、Δλの値が確実に１に近づき、可視光の波長域の短波長側と長波長側とで、半値幅の差が確実に小さくなると言えるため、可視光の波長域全体にわたって半値幅がより均一な分光フィルタ１０を得ることができると考えられる。
【００３１】
（条件式（Ａ）および（Ｂ）を満足するための具体的な条件）
次に、条件式（Ａ）および（Ｂ）を満足するための具体的な条件について検討する。
【００３２】
分光フィルタ１０のロングパスフィルタ１２およびショートパスフィルタ１３は、上述したように、第１屈折率材料からなる層と、第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料からなる層とを積層した多層膜で構成されている。ここで、少なくとも１つの第２屈折率材料の中で、層数および総膜厚の少なくともいずれかが最大となる材料を、主屈折率材料とする。なお、第２屈折率材料が１種類のみである場合、その第２屈折率材料が主屈折率材料となる。また、層数が最大となる第２屈折率材料と、総膜厚が最大となる第２屈折率材料とが異なる場合、いずれの第２屈折率材料についても主屈折率材料とすることができる。
【００３３】
ロングパスフィルタ１２において、主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＬ380およびｎＬ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ780（ｎｍ）とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ380（ｎｍ）とする。また、ショートパスフィルタ１３において、主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＳ380およびｎＳ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ780（ｎｍ）とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ380（ｎｍ）とする。
【００３４】
分光フィルタ１０は、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。すなわち、
０．９９≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０６５      ・・・（１）
である。
【００３５】
なお、条件式（１）において、
（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）＝Ｅ
［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4＝Ｍ
Ｅ×Ｍ＝Ｆ
とすると、条件式（１）は、以下の条件式（１’）のように簡略化することもできる。
０．９９≦Ｆ≦１．０６５      ・・・（１’）
【００３６】
また、分光フィルタ１０は、以下の条件式（２）を満足することがより望ましい。すなわち、
０．９９５≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０３      ・・・（２）
である。
【００３７】
なお、条件式（２）は、上記した条件式（１’）にならって、以下の条件式（２’）のように簡略化することもできる。
０．９９５≦Ｆ≦１．０３      ・・・（２’）
【００３８】
ここで、上記のＥは、ロングパスフィルタ１２の膜厚勾配ＧＬと、ショートパスフィルタ１３の膜厚勾配ＧＳとの比を示している。ｄＬ780／ｄＬ380がｄＳ780／ｄＳ380よりも大きくなるほど、つまり、膜厚勾配ＧＬが膜厚勾配ＧＳよりも大きくなるほど、Ｅの値は大きくなる。
【００３９】
また、上記のＭは、ロングパスフィルタ１２に適用された主屈折率材料の分散と、ショートパスフィルタ１３に適用された主屈折率材料の分散との平均を示している。ただし、主屈折率材料の分散が大きいほど、Ｍの式において、分子（ｎＬ780、ｎＳ780）よりも分母（ｎＬ380、ｎＳ380）のほうが大きくなるため、Ｍの値としては小さくなる。なお、Ｍの式において、分散の平均を０．４乗しているのは、上記のＥを、ＸＹ直交座標系での変数Ｙに対応させ、上記のＭを変数Ｘに対応させて、後述の実施例および比較例の各点（座標（Ｍ，Ｅ））をプロットしたときに、各点が座標平面上でほぼリニアに並ぶようになり、条件式（１）または（２）の上限および下限に相当する定数を求めやすくすることができることによる。
【００４０】
ロングパスフィルタ１２およびショートパスフィルタ１３に含まれる主屈折率材料（高屈折率材料）の分散が大きいほど、波長分散の影響により、波長３８０ｎｍ付近および波長７８０ｎｍ付近での遮断波長ＷＬ・ＷＳのシフト量が増大する。したがって、可視光の波長域全体にわたって半値幅をほぼ均一にするためには、用いる主屈折率材料の分散が大きいほど、膜厚勾配ＧＳに対する膜厚勾配ＧＬの比をより大きくして、波長３８０ｎｍ付近および波長７８０ｎｍ付近での遮断波長ＷＬ・ＷＳの、上記とは逆方向のシフト量をより増大させる必要がある。つまり、上記したＭとＥとの関係で言えば、Ｍの値が小さいほど（主屈折率材料の分散が大きいほど）、Ｅの値は大きくする必要があると言える。
【００４１】
逆に、主屈折率材料の分散が小さいと、分散による影響（波長による屈折率の変化）が小さいため、波長３８０ｎｍ付近および波長７８０ｎｍ付近での遮断波長ＷＬ・ＷＳのシフト量を、分散が大きい場合ほど増大させる必要はない。このため、膜厚勾配ＧＳに対する膜厚勾配ＧＬの比は、分散が大きい場合ほど大きくする必要はない。すなわち、Ｍの値が大きいほど（主屈折率材料の分散が小さいほど）、Ｅの値は小さくてもよいと言える。
【００４２】
このように、ＥとＭとはほぼ反比例の関係にあるため、可視光の波長域全体にわたって半値幅をほぼ均一にするためには、ＥとＭとの積であるＦの値が一定の範囲内に収まる条件を検討すればよい。図１５は、後述する実施例および比較例におけるＦの値と、条件式（Ａ）の半値幅比Δλとの関係を示すグラフである。同図のように、Ｆの値が０．９９以上１．０６５以下の場合、Δλは０．３以上４以下となり、上述した条件式（Ａ）を満足することになる。すなわち、条件式（１）または（１’）を満足することにより、条件式（Ａ）を満足することができ、これによって、可視光の波長域全体にわたってほぼ均一な半値幅を実現できると言える。なお、上記のＦの下限値（０．９９）および上限値（１．０６５）は、後述する実施例の各点をもとに作成した回帰式（ｙ＝ａ／ｘ）における定数ａの下限値および上限値にそれぞれ対応する。
【００４３】
また、図１６は、後述する実施例および比較例におけるＦの値と、条件式（Ｂ）の半値幅比Δλとの関係を示すグラフである。同図のように、Ｆの値が０．９９５以上１．０３以下の場合、Δλは０．４以上２以下となり、上述した条件式（Ｂ）を満足することになる。すなわち、条件式（２）または（２’）を満足することにより、条件式（Ｂ）を満足することができ、これによって、可視光の波長域全体にわたってより均一な半値幅を実現できると言える。なお、上記のＦの下限値（０．９９５）および上限値（１．０３）は、後述する実施例の各点をもとに作成した回帰式（ｙ＝ａ／ｘ）における定数ａの望ましい下限値および上限値にそれぞれ対応する。
【００４４】
（実施例）
次に、ロングパスフィルタおよびショートパスフィルタの各膜厚勾配を具体的に設定して複数の分光フィルタを設計し、各分光フィルタの特性について調べた結果について説明する。なお、設計した複数の分光フィルタのうちで代表的なものを、実施例１〜７および比較例１〜３とする。
【００４５】
ここでは、高屈折率材料として、Ｎｂ2Ｏ5からなる高屈折率材料Ｈ１と、高屈折率材料Ｈ１の分散を変化させた高屈折率材料Ｈ２〜Ｈ４とを考える。また、低屈折率材料として、ＳｉＯ2からなる低屈折率材料Ｌ１を考える。表１は、高屈折率材料Ｈ１〜Ｈ４の分散データ（波長ごとの屈折率）を示し、表２は、低屈折率材料Ｌ１の分散データを示している。
【００４６】
【表１】
2016158853.tif 000003
【００４７】
【表２】
2016158853.tif 000004
【００４８】
また、ロングパスフィルタとして、ＬＰ１〜ＬＰ５のいずれかを考え、ショートパスフィルタとして、ＳＰ１〜ＳＰ５のいずれかを考える。ＬＰ１〜ＬＰ５は、高屈折率材料Ｈ１〜Ｈ４から選択される１種以上の層と、低屈折率材料Ｌ１からなる層とを積層して構成される。表３〜表７は、ＬＰ１〜ＬＰ５の、波長３８０ｎｍの透過位置での基準の層構成をそれぞれ示している。各波長の透過位置での各層の膜厚は、所望の膜厚勾配ＧＬが得られるように、上記基準の層構成をもとに設定される。例えば、ＬＰ１の所望の膜厚勾配ＧＬが得られるときの波長３８０ｎｍの透過位置での総膜厚が１９４２．５ｎｍである場合、表３で示した各層の総膜厚は１９６２．１ｎｍであるので、波長３８０ｎｍの透過位置での各層の膜厚は、表３で示した各膜厚に係数（１９４２．５／１９６２．１）を掛け合わせた値に設定される。他の波長の透過位置での各層の膜厚についても、上記と同様の手法で設定される。
【００４９】
また、ＳＰ１〜ＳＰ５は、高屈折率材料Ｈ１〜Ｈ４から選択される１種以上の層と、低屈折率材料Ｌ１からなる層とを積層して構成される。表８〜表１２は、ＳＰ１〜ＳＰ５の、波長３８０ｎｍの透過位置での基準の層構成をそれぞれ示している。各波長の透過位置での各層の膜厚は、所望の膜厚勾配ＧＳが得られるように、上記基準の層構成をもとに、ＬＰ１〜ＬＰ５の場合と同様の手法で設定される。
【００５０】
なお、下記の表において、層番号は、基板側から順に数えたときの層の番号とし、膜厚は物理膜厚を示す。
【００５１】
【表３】
2016158853.tif 000005
【００５２】
【表４】
2016158853.tif 000006
【００５３】
【表５】
2016158853.tif 000007
【００５４】
【表６】
2016158853.tif 000008
【００５５】
【表７】
2016158853.tif 000009
【００５６】
【表８】
2016158853.tif 000010
【００５７】
【表９】
2016158853.tif 000011
【００５８】
【表１０】
2016158853.tif 000012
【００５９】
【表１１】
2016158853.tif 000013
【００６０】
【表１２】
2016158853.tif 000014
【００６１】
なお、表７で示したＬＰ５の層構成は、表３で示したＬＰ１の２層目のみ、高屈折率材料Ｈ１を高屈折率材料Ｈ３に置き換えたものである。また、表１２で示したＳＰ５の層構成は、表８で示したＳＰ１の１層目のみ、高屈折率材料Ｈ１を高屈折率材料Ｈ３に置き換えたものである。
【００６２】
以下、実施例１〜７および比較例１〜３の分光フィルタについて、さらに説明する。なお、以下での説明において、波長１は波長３８０ｎｍを指し、波長２は波長４８０ｎｍを指し、波長３は波長５８０ｎｍを指し、波長４は波長６８０ｎｍを指し、波長５は波長７８０ｎｍを指すものとする。また、波長１〜５は、いずれも、透過率がピークとなる波長（ピーク波長）を指すものとする。
【００６３】
《実施例１》
実施例１では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１３に示す値となるように、ＬＰ１およびＳＰ１の各層の膜厚を、表３および表８で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例１の分光フィルタの分光特性を図１７に示す。なお、分光特性としては、波長１〜５に透過率のピークがある波長域（透過部）における分光特性のみを示す（他の図面でも同様とする）。
【００６４】
【表１３】
2016158853.tif 000015
【００６５】
《実施例２》
実施例２では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１４に示す値となるように、ＬＰ１およびＳＰ１の各層の膜厚を、表３および表８で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例２の分光フィルタの分光特性を図１８に示す。
【００６６】
【表１４】
2016158853.tif 000016
【００６７】
《実施例３》
実施例３では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１５に示す値となるように、ＬＰ１およびＳＰ１の各層の膜厚を、表３および表８で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例３の分光フィルタの分光特性を図１９に示す。
【００６８】
【表１５】
2016158853.tif 000017
【００６９】
《実施例４》
実施例４では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１６に示す値となるように、ＬＰ２およびＳＰ２の各層の膜厚を、表４および表９で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例４の分光フィルタの分光特性を図２０に示す。
【００７０】
【表１６】
2016158853.tif 000018
【００７１】
《実施例５》
実施例５では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１７に示す値となるように、ＬＰ４およびＳＰ４の各層の膜厚を、表６および表１１で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例５の分光フィルタの分光特性を図２１に示す。
【００７２】
【表１７】
2016158853.tif 000019
【００７３】
《実施例６》
実施例６では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１８に示す値となるように、ＬＰ３およびＳＰ３の各層の膜厚を、表５および表１０で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例６の分光フィルタの分光特性を図２２に示す。
【００７４】
【表１８】
2016158853.tif 000020
【００７５】
《実施例７》
実施例７では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表１９に示す値となるように、ＬＰ５およびＳＰ５の各層の膜厚を、表７および表１２で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。実施例７の分光フィルタの分光特性を図２３に示す。
【００７６】
【表１９】
2016158853.tif 000021
【００７７】
《比較例１》
比較例１では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表２０に示す値となるように、ＬＰ１およびＳＰ１の各層の膜厚を、表３および表８で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。比較例１の分光フィルタの分光特性を図２４に示す。
【００７８】
【表２０】
2016158853.tif 000022
【００７９】
《比較例２》
比較例２では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表２１に示す値となるように、ＬＰ２およびＳＰ２の各層の膜厚を、表４および表９で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。比較例２の分光フィルタの分光特性を図２５に示す。
【００８０】
【表２１】
2016158853.tif 000023
【００８１】
《比較例３》
比較例３では、波長１〜５の透過位置における総膜厚が表２２に示す値となるように、ＬＰ４およびＳＰ４の各層の膜厚を、表６および表１１で示した基準の膜厚から調整して分光フィルタを設計した。比較例３の分光フィルタの分光特性を図２６に示す。
【００８２】
【表２２】
2016158853.tif 000024
【００８３】
表２３および表２４は、実施例１〜７および比較例１〜３の分光フィルタにおいて、上述した条件式（１）、（２）、（Ａ）および（Ｂ）に含まれる各パラメータの値をまとめて示したものである。なお、表２３において、複数の高屈折率材料Ｈ１・Ｈ３を含むＬＰ５およびＳＰ５では、高屈折率材料Ｈ１・Ｈ３のうち、層数および総膜厚がともに大きい高屈折率材料Ｈ１が主屈折率材料となる。
【００８４】
【表２３】
2016158853.tif 000025
【００８５】
【表２４】
2016158853.tif 000026
【００８６】
表２３および表２４より、比較例１〜３のように、Ｅ＝１である場合、つまり、ロングパスフィルタの膜厚勾配ＧＬ（＝ｄＬ780／ｄＬ380）とショートパスフィルタの膜厚勾配ＧＳ（＝ｄＳ780／ｄＳ380）とが等しい場合、半値幅比Δλは０．３よりも小さくなり、可視光の波長域での半値幅のばらつきが大きいことがわかる。特に、比較例１および３では、波長７８０ｎｍでの透過率の半値幅Δλ780が、波長３８０ｎｍでの透過率の半値幅Δλ380の十倍以上となっており、これでは可視光の波長域全体にわたって半値幅が均一であるとは言えない。
【００８７】
これに対して、実施例１〜７を含む各実施例のように、Ｅが１よりも大きい、すなわち、膜厚勾配ＧＬが膜厚勾配ＧＳよりも大きい場合、半値幅比Δλは０．３〜４の範囲に収まっており、可視光の波長域での半値幅のばらつきが小さいことがわかる。したがって、Ｅが１よりも大きければ、可視光の波長域全体にわたって半値幅がほぼ均一な分光フィルタを実現することができると言える。特に、実施例１〜７では、半値幅比Δλが０．４〜２の範囲に収まっており、半値幅Δλ380と半値幅Δλ780との差が確実に小さいと言えるため、可視光の波長域全体にわたって半値幅がより均一な分光フィルタを実現できると言える（図１７〜図２３参照）。
【００８８】
また、図２７は、横軸（Ｘ軸）にＭをとり、縦軸（Ｙ軸）にＥをとった座標平面上に、複数の実施例（実施例１〜７を含む）の分光フィルタを示す各点（座標（Ｍ，Ｅ））をプロットしたものである。同図に示すように、Ｍとして、ＬＰの主屈折率材料の分散とＳＰの主屈折率材料の分散との平均の０．４乗を考えて、Ｅとの関係をプロットすることにより、複数の分光フィルタに対応する各点は、座標平面上でほぼ直線状の回帰式（ｙ＝ａ／ｘ）に沿って並ぶことがわかる。このため、回帰式の特定がしやすくなる（定数ａの値が求めやすくなる）。なお、Ｍの式において、累乗の部分は０．４乗以外であってもよいが、この場合は、複数の分光フィルタに対応する各点が曲線状に並ぶため、回帰式の特定がしにくくなる可能性がある。
【００８９】
図２７において、Ｅが１よりも大きい範囲のうち、Ｅが最も大きい点の座標（Ｍ，Ｅ）を、ｙ＝ａ／ｘに代入すると、ａ＝１．０６５が求められる。また、Ｅが１よりも大きい範囲のうち、Ｅが最も小さい点の座標（Ｍ，Ｅ）を、ｙ＝ａ／ｘに代入すると、ａ＝０．９９が求められる。実施例１〜７を含む各実施例の点は、ｙ＝０．９９／ｘの回帰式とｙ＝１．０６５／ｘの回帰式とで規定される領域内に位置している。したがって、Ｅが１よりも大きく、半値幅比Δλを０．３〜４の範囲内に収めるためには、ｙ＝ａ／ｘで表される回帰式が、ｙ＝０．９９／ｘと、ｙ＝１．０６５／ｘとの間に位置すればよく、回帰式の定数ａが、
０．９９≦ａ≦１．０６５
の範囲にあればよいと言える。ａ＝ｘ×ｙ＝Ｍ×Ｅであるため、定数ａに関する上記の条件式は、以下のように書き換えることができる。
０．９９≦Ｍ×Ｅ≦１．０６５
【００９０】
上記の式は、取りも直さず、上述した条件式（１）を意味する。つまり、条件式（１）を満足することにより、半値幅比Δλを０．３〜４の範囲内に収めて、可視光の波長域全体にわたって半値幅のほぼ均一な分光フィルタを得ることができると言える。
【００９１】
また、図２８は、図２７において、複数の実施例のうちで特に実施例１〜７に着目して回帰式を設定した場合を示している。図２８において、実施例１〜７の各点は、ｙ＝０．９９５／ｘの回帰式とｙ＝１．０３／ｘの回帰式とで規定される領域内に位置している。このことから、実施例１〜７のように、Ｅが１よりも大きく、半値幅比Δλを０．４〜２の範囲内に収めるためには、ｙ＝ａ／ｘで表される回帰式が、ｙ＝０．９９５／ｘと、ｙ＝１．０３／ｘとの間に位置すればよい。すなわち、回帰式の定数ａが、
０．９９５≦ａ≦１．０３
の範囲にあればよい。ａ＝Ｍ×Ｅであるため、上記の条件式は以下のように書き換えることができる。
０．９９５≦Ｍ×Ｅ≦１．０３
【００９２】
上記の式は、上述した条件式（２）を意味するため、条件式（２）を満足することにより、半値幅比Δλを０．４〜２の範囲内に収めて、可視光の波長域全体にわたって半値幅がより均一な分光フィルタを得ることができると言える。
【００９３】
図２９は、図２７で示した複数の実施例の各点に加えて、比較例１〜３の分光フィルタを示す各点（座標（Ｍ，Ｅ））をさらにプロットしたものである。同図において、比較例１〜３に対応する各点は、Ｅが１であり、ｙ＝０．９９／ｘとｙ＝１．０６５／ｘとで規定される領域外に位置している。このため、比較例１〜３は、半値幅比Δλを０．３〜４の範囲内に収めることができず、可視光の波長域における半値幅のバラツキが大きいと言える。
【００９４】
以上で説明した本実施形態の分光フィルタおよび分光測定装置は、以下のように表現されてもよい。
【００９５】
本実施形態の分光フィルタは、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＬを有し、遮断波長ＷＬよりも長い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＬが単調に長くなるロングパスフィルタと、一方向に向かうにつれて膜厚が単調に増加する膜厚勾配ＧＳを有し、遮断波長ＷＳよりも短い波長域の光を透過させるとともに、前記膜厚が増加するにつれて前記遮断波長ＷＳが単調に長くなるショートパスフィルタとを備え、前記ロングパスフィルタと前記ショートパスフィルタとは、膜厚が単調に増加する前記一方向が互いに一致するように重ね合わされており、前記一方向の各位置において、前記遮断波長ＷＬが前記遮断波長ＷＳよりも短いことによって透過率のピークが形成されており、前記膜厚勾配ＧＬは、前記膜厚勾配ＧＳよりも大きい。
【００９６】
波長３８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ380とし、波長７８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ780とし、Δλ380／Δλ780をΔλとしたとき、
０．３≦Δλ≦４
を満足することが望ましい。
【００９７】
前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタは、第１屈折率材料からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料からなる層とを積層した多層膜で構成されており、前記少なくとも１つの第２屈折率材料の中で、層数および総膜厚の少なくともいずれかが最大となる材料を、主屈折率材料とすると、前記ロングパスフィルタにおいて、前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＬ380およびｎＬ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ780とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ380とし、前記ショートパスフィルタにおいて、前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＳ380およびｎＳ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ780とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ380としたとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。すなわち、
０．９９≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０６５      ・・・（１）
である。
【００９８】
波長３８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ380とし、波長７８０ｎｍにおける透過率の半値波長全幅をΔλ780とし、Δλ380／Δλ780をΔλとしたとき、
０．４≦Δλ≦２
を満足することが望ましい。
【００９９】
前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタは、第１屈折率材料からなる層と、該第１屈折率材料よりも屈折率の高い少なくとも１つの第２屈折率材料からなる層とを積層した多層膜で構成されており、前記少なくとも１つの第２屈折率材料の中で、層数および総膜厚の少なくともいずれかが最大となる材料を、主屈折率材料とすると、前記ロングパスフィルタにおいて、前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＬ380およびｎＬ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ780とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＬ380とし、前記ショートパスフィルタにおいて、前記主屈折率材料の波長３８０ｎｍにおける屈折率、および波長７８０ｎｍにおける屈折率を、それぞれ、ｎＳ380およびｎＳ780とし、波長７８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ780とし、波長３８０ｎｍに透過率のピークを有する透過部の膜厚をｄＳ380としたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。すなわち、
０．９９５≦｛（ｄＬ780／ｄＬ380）／（ｄＳ780／ｄＳ380）｝×［｛（ｎＬ780／ｎＬ380）＋（ｎＳ780／ｎＳ380）｝×１／２］0.4≦１．０３      ・・・（２）
である。
【０１００】
前記ロングパスフィルタは、基板の一方の面に成膜されており、前記ショートパスフィルタは、前記基板の他方の面に成膜されていてもよい。
【０１０１】
本実施形態の分光測定装置は、上述した構成の分光フィルタと、前記分光フィルタを透過した光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子は、前記分光フィルタの前記ロングパスフィルタおよび前記ショートパスフィルタにおいて膜厚が単調に増加する前記一方向に沿って並べて配置されている。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、一方向において透過波長が連続的に変化するＢＰ（ＬＶＦ）や、そのＢＰを備えた分光測定装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１      分光測定装置
１０      分光フィルタ
１１      基板
１２      ロングパスフィルタ
１３      ショートパスフィルタ
２１      受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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