(57)【要約】【課題】  少数の反射膜の積層により、高い可視光反射率、反射光照度が得られる多層膜反射鏡を提供する。【解決手段】  高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層とを交互に積層して形成された多層反射膜のうちの複数の高屈折率薄膜層を屈折率の高い金属Ｓｉ層として多層膜反射鏡を構成する。例えば、多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉ層とし、低屈折率薄膜層をＳｉＯ2層とすれば、その屈折率の大差により高い反射率が得られる。しかし、Ｓｉ層は、可視光の吸収率が高い。そこで、これよりも上層に、例えば、高屈折率薄膜層としてのＴｉＯ2層と低屈折率薄膜層としてのＳｉＯ2層を交互に適切に積層すれば、Ｓｉ層による可視光の吸収を無視できるほど低減し、全体として少ない積層数で高い可視光反射率、反射光照度を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射基材面に高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層とを交互に積層して多層反射膜を設けた反射鏡であって、複数の前記高屈折率薄膜層が金属Ｓｉ層であることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
前記多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層が金属Ｓｉ層であり、第９層以降が他の高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層との交互積層であることを特徴とする請求項１に記載の多層膜反射鏡。
【請求項３】
前記多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層が金属Ｓｉ層であり、低屈折率薄膜層がＳｉＯ2層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】
前記多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層が金属Ｓｉ層であり、低屈折率薄膜層がＳｉＯ2層であり、第９層以降の低屈折率薄膜層がＳｉＯ2層であり、高屈折率薄膜層がＴｉＯ2層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層膜反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可視光を反射し、赤外線を透過させるコールドミラーのような特定波長の光を反射させる反射鏡であって、反射基材面に成膜された多層の反射膜のうち複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉで形成した多層膜反射鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスのような反射基材の表面に高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層とを交互に積層して多層反射膜を設けたコールドミラーが公知である（例えば特許文献１参照）。また、例えば、プロジェクター等の照明器具のリフレクターとして用いられるコールドミラーとして、図６に示すように、ガラス基材Ｂ上に、高屈折率薄膜層としてのＴｉＯ2層と、低屈折率薄膜層としてのＳｉＯ2層とを交互にｎ層（図６では３６層）重ねた多層膜５１を有するものが知られている。
このようなコールドミラーは、ガラス基材面上に多数の屈折率の異なる薄膜を形成しなければならないので、製作に多くの手数と時間を要する難点があり、これを減じてコストの低減を図る要請がある。また、市場では、わずかでも高い照度のリフレクターが求められている。
【特許文献１】特開平８−２９２３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、上記従来のコールドミラーのような多層膜反射鏡における問題点に鑑みてなされたもので、比較的少数の反射膜の積層により、高い可視光反射率と反射光照度が得られる多層膜反射鏡を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明においては、上記課題を解決するため、高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層とを交互に積層して形成された多層反射膜のうちの複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉ層として多層膜反射鏡を構成する。
例えば、多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉ層とし、低屈折率薄膜層をＳｉＯ2層のような公知の低屈折率材層とすることができる。
また、例えば、多層反射膜の第１層から第８層のうちの複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉ層とし、低屈折率薄膜層をＳｉＯ2層とし、第９層以降の低屈折率薄膜層をＳｉＯ2層とし、高屈折率薄膜層をＴｉＯ2層とすることができる。
【発明の効果】
【０００５】
この発明においては、多層反射膜のうちの複数の高屈折率薄膜層を金属Ｓｉ層としたため、組み合わされる低屈折率薄膜層との間の大きな屈折率の差により、同等の可視光反射率、反射光照度で、多層反射膜の層数を従来の多層膜反射鏡に比して大幅に減じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施例を示すコールドミラーの概略的断面図、図２は他の実施例を示すコールドミラーの概略的断面図である。
【０００７】
図１において、ガラス基材Ｂ上に、蒸着法又はスパッタリング法で多層反射膜３１が形成されている。多層反射膜３１は２８層の反射膜層からなり、その第１，３，５，７層として金属Ｓｉ層が形成され、第２，４，６，８層としてＳｉＯ2層が形成され、さらに、第９層から第２８層まで、ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層が交互に形成される。
【０００８】
このように形成されたコールドミラーの反射率（分光反射特性）と、図６に示すように３６層の多層反射膜５１を形成（ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層を交互形成）した従来のコールドミラーの反射率との比較を図４に示す。これによれば、多層反射膜が２８層の上記実施形態のコールドミラーは、多層反射膜が３６層の従来のコールドミラーと可視光域においてほぼ同等の反射率を有することがわかる。
【０００９】
また、図５に示すように、分光光度計の大型試料室１内に、150Ｗのハロゲンスポットランプ２、試料３、照度計センサ４を定位置に設け、ハロゲンスポットランプ２から試料３に照射された入射光の反射光を照度計センサ４に受けて３種の試料の照度比較を行った結果を下表に示す。ここで、試料No.１「Ｓｉ系２４層」は、第１，３，５，７層としてＳｉ層、第２，４，６，８層としてＳｉＯ2層、第９層から第２４層まで、ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層が交互積層された平面ガラス基板、試料No.２「Ｓｉ系２８層」は、第１，３，５，７層としてＳｉ層、第２，４，６，８層としてＳｉＯ2層、第９層から第２８層まで、ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層が交互積層された平面ガラス基板、試料No.３「ＴｉＯ2系４０層」は、ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層が交互に４０層積層された従来型の平面ガラス基板である。
【表１】
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【００１０】
試料No.１〜３は、波長４５０nm〜７２０nm（可視光域）における平均反射率においてほぼ同等である。試料No.１「Ｓｉ系２４層」は、試料No.３「ＴｉＯ2系４０層」より照度が低い（実験の結果、これは、「ＴｉＯ2系３４〜３６層」の照度に当たることがわかった。）。しかし、試料No.２「Ｓｉ系２８層」では、試料No.３「ＴｉＯ2系４０層」より照度が高いことがわかる。すなわち、第１，３，５，７をＳｉ層とする「Ｓｉ系」多層反射膜では、より少ない膜層数で、従来の「ＴｉＯ2系」多層反射膜より高い反射光の照度（約1.02倍）が得られることが確認された。分光光度計のグレーティングされた微弱な光における分光反射特性が同等であっても、ハロゲンランプの強い光では、反射光の照度に差が生じる。
【００１１】
図２に示す実施形態おいては、ガラス基材Ｂ上に、蒸着法又はスパッタリング法で多層反射膜４１が形成されている。多層反射膜４１は２８層の反射膜層からなり、その第１層としてＴｉＯ2層、第２，４，６，８，１０層としてＳｉＯ2層、第３，５，７，９層としてＳｉ層が形成され、さらに、第１１層から第２８層まで、ＴｉＯ2層とＳｉＯ2層とが交互に形成される。
【００１２】
このように形成されたコールドミラーの反射率も図１に示す実施形態のコールドミラーとほぼ同等であった。
【００１３】
コールドミラーの多層反射膜は、一般に、高屈折率材料層（例えばＴｉＯ2層）と低屈折率材料層（例えばＳｉＯ2層）を交互に数十層程度、ガラス基板等の基板表面に堆積することにより作られ、可視光線を反射し、赤外線を透過する特性を持つ。屈折率の差が大きい層の組み合わせ程、反射率が向上し、反射膜の層数を減じることができる。
【００１４】
Ｓｉ層の屈折率は３〜３．５と、ＴｉＯ2層の屈折率２．３〜２．４より大きいので、屈折率の小さいＳｉＯ2層との組み合わせでより大きな反射率を得られることになるが、Ｓｉ層は可視光線を吸収する難点がある。
【００１５】
金属Ｓｉ層を蒸着法、スパッタリング法により、基材上に吸収膜になるように成膜すると、可視光線は吸収するが、赤外線はほとんど吸収しない。従って、図３に示すように、Ｓｉ膜は、赤外域の光をほとんど透過させる性質を持つ。この特性は、高屈折率材料としてのＴｉＯ2とほぼ同等である。可視光線については、フィルタのように透過目的で使用する場合には吸収を無視できないが、反射鏡として使用する場合には、上記実施形態のように、その上層に吸収の少ないＴｉＯ2，ＳｉＯ2等の交互層を形成し、これにより大部分の可視光を反射してしまえば、Ｓｉ膜による吸収の影響を無視できる程度に軽減でき、全体として高い反射率を得ることができる。
【００１６】
すなわち、図３において、Ｓｉ単層膜のミラーでは、例えば６００nmの波長で、約９％の吸収があるが、図４において、Ｓｉ層を４層形成したコールドミラーでは、上層の影響で、６００nmの波長において、９５％以上の反射率を有する。Ｓｉ膜の屈折率は６００nm波長に対して３．５程度であるが、上記実施形態の反射膜構成では、Ｓｉ膜の長所である高屈折率を利用し、短所である吸収を軽減している。
【００１７】
なお、上層に形成されるＴｉＯ2層とＳｉＯ2層との交互積層の組み合わせは、これに限定されるものではなく、他の公知の各種の高屈折率材料と低屈折率材料の組み合わせに代えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明は、例えばプロジェクター用照明器具のリフレクターとして使用するのに適したコールドミラーを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示すコールドミラーの概略的断面図である。
【図２】他の実施例を示すコールドミラーの概略的断面図である。
【図３】Ｓｉ単層膜の光吸収率分光特性を示すグラフである。
【図４】実施例と従来例との反射率の比較を示すグラフである。
【図５】実施例と従来例との反射光照度の比較試験の方法を示す説明図である。
【図６】従来のコールドミラーの概略的断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
３１，４１  多層反射膜
Ｂ  反射基材
【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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