光学フィルターの種類

 

蛍光、バンドパス (狭帯域とマルチバンド)、エッジ (ショートパスとロングパス)、ノッチ、ダイクロイック、ND、偏光をはじめとするフィルタータイプ

 

枠付き/枠無しを選択可能

 

スパッタリング式ハードコートや従来型のソフトコートのほか、カラーガラスやプラスティックのさまざまなオプションをラインナップ

 

標準在庫品以外のサイズや波長は特注対応可能

エドモンド・オプティクスは、医療、バイオテクノロジーをはじめとする広範なライフサイエンスアプリケーションや半導体、測量、航空宇宙、自動化、ロボット工学といった産業アプリケーション向けに、光学フィルターを製造・販売しています。

精密光学フィルターは、レーザー、LED、広帯域照明などの光源からの特定の波長域 (波長帯) の光を阻止、透過、もしくは反射するのに用いられます。精密光学フィルターは、蛍光顕微鏡、フローサイトメトリ―、ファクトリーオートメーション、光学式文字認識 (OCR)、および自律走行車などの多彩なアプリケーションに利用できます。

フィルターの種類

バンドパスフィター

光学用バンドパスフィルターは、スペクトルの一部を選択的に透過させるのに用いられ、透過帯域外の波長は全て遮断します。

Figure 1 (右): バンドパスフィルターは、特に求められる波長もしくは波長帯を透過し、透過帯域外の波長を全て阻止する。

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Bandpass Filters

ショートパスフィルター

光学用ショートパスエッジフィルターは、特定のカットオフ波長よりも短い波長を透過させるのに用いられます。

Figure 2 (左): ショートパスフィルターは、ショートパスエッジフィルターとしても知られ、特定のカットオフ波長よりも短い波長を透過する。

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Shortpass Filters

ロングパスフィルター

光学用ロングパスエッジフィルターは、フィルターの特定のカットオン波長よりも長い波長を透過させるようデザインされています。

Figure 3 (右): ロングパスフィルターは、ロングパスエッジフィルターとしても知られ、特定のカットオン波長よりも長い波長を透過する。

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Longpass Filters

ノッチフィルター

ノッチフィルターは、光の一部のスペクトルを選択的に阻止し、それ以外の波長全てを透過します。

Figure 4 (右): ノッチフィルターの透過特性

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Notch Filters

ダイクロイックフィルター

ダイクロイックフィルターは、不要な波長を反射し、スペクトルの必要な部分のみを透過します。波長によって光を二つの光路に分岐することができるため、この効果はいくつかのアプリケーションにとって望ましいものになります。

Figure 5 (右): ダイクロイックフィルターは、ダイクロイックミラーとしても知られ、不要な波長を反射してスペクトルの必要な部分だけを透過する。この効果は、システム内の離れた場所で反射光と透過光の両方を利用するアプリケーションで有効となる。

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Dichroic Filters

ND

NDフィルターは、透過しない光の一部を吸収もしくは反射することで、スペクトル全体にわたり透過率を均等に減らすようデザインされています。

Figure 6 (右): NDフィルターの透過特性

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Neutral Density (ND)

偏光

偏光板、もしくは偏光フィルターは、光の一部の偏光成分のみを選択的に透過します。

Figure 7 (右): 1枚の偏光フィルターおよび2枚の偏光フィルターの透過軸を平行と直交にして重ねた時の透過特性

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Polarizing

カラーガラス & 吸収

カラーガラスおよび吸収フィルターは、材料固有の吸収特性を用いることで機能します。

Figure 8 (右): 既定の吸収と厚さをもつガラス基板で構成されたカラーガラスフィルター

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Polarizing

光学フィルターの構成

3D printed mechanics used for prototyping
Figure 9: 従来のフィルター (左) とスパッタリング式ハードコートフィルター

用語

FAQ  Bandpass
Also referred to as waveband, passband, or bandwidth, bandpass is the wavelength range used to denote a specific part of the spectrum that passes incident energy through a filter. The first order is always at the design wavelength of the filter.

  See also Notch Filter , Filter , Full Width at Half Maximum (FWHM) , Cavity , Central Wavelength (CWL)

FAQ  Blocking
The blocking amount is the amount of light that is rejected, not passed, by a filter outside the passband. It is expressed as the ratio of total energy transmitted outside the passband to the total energy transmitted within the passband. Blocking values are given over a specified wavelength range.

  See also Cavity , Blocking Range , Optical Density (OD)

FAQ  Blocking Range
Also referred to as the stopband, blocking range is a wavelength range used to specify a spectral region of energy that is not transmitted by a filter. It is typically specified in terms of Optical Density (OD).
FAQ  Central Wavelength (CWL)
Used to denote the peak transmitting wavelength of a filter, it is the midpoint determined by the passband wavelengths where the transmittance is 50% of the peak (denoted by the Full-Width at Half Maximum).

  See also Filter , Bandwidth

FAQ  Cut-Off Wavelength
Cut-off wavelength is the wavelength at which transmission decreases to 50% in a shortpass filter.

  See also Filter , Cut-On Wavelength

FAQ  Cut-On Wavelength

In filter terminology, cut-on is the wavelength at which the transmission increases to 50% throughput in a longpass filter.

  See also Cut-Off Wavelength

FAQ  Filter
Filters are optical components that transmit, reflect, or absorb certain wavelengths or frequencies of light. Filter types include bandpass, longpass, shortpass, interference notch and rugate notch, color, dichroic, and neutral density.

  See also Cold Mirror , Cavity , Central Wavelength (CWL) , Stopband , Longpass Filter , Neutral Density Filter (ND) , Rugate Notch Filter , Heat Absorbing Glass , Notch Filter , Peak Transmittance , Shortpass Filter , Full Width at Half Maximum (FWHM) , Bandwidth , Fluorescent Filter , Hot Mirror , Dichroic Filter , Cut-Off Wavelength , WRATTEN Filter , Cut-On Wavelength , Interference Filter , Dichroic Coating

FAQ  Full Width at Half Maximum (FWHM)

A specific wavelength region of the bandwidth of a filter defined by the two points of the passband where transmittance is 50% of the peak.

  See also Filter , Bandwidth , Central Wavelength (CWL)

FAQ  Longpass Filter

A type of filter in which the transmission band is a region of longer wavelengths as compared to the region blocked.

  See also Shortpass Filter

FAQ  Neutral Density Filter (ND)

A type of filter that yields a constant value for attenuation, or optical density, over a bandwidth (i.e. spectrally flat). It is useful for attenuating, or reducing, overall light in a system.

FAQ  Notch Filter

A type of filter designed to block a pre-selected bandwidth and transmitt all other wavelengths within the design range of the filter. Notch filters are manufactured using the dielectric stack method which involves using a series of thin layers of dielectric materials, of alternating refractive index.

FAQ  Optical Density (OD)

Optical density is a value that describes the amount of energy that can pass through an optical material. It is directly related to the transmittance of the material. The greater the OD, the more light being blocked.

  See also Continuously Variable Apodizing Filter , Blocking , Neutral Density Filter (ND)

FAQ  Peak Transmittance

The highest transmittance value for light being passed by a filter.

  See also Filter

FAQ  Peak Wavelength

The wavelength of light that has the highest transmittance value.

FAQ  Reflection

Radiation that changes direction, but not wavelength, after contact with a material surface.

  See also Transmission , Parity

FAQ  Shortpass Filter

A type of filter where the transmission band is a wavelength range of shorter wavelengths, typically lower than the region blocked.

  See also Filter , Longpass Filter

FAQ  Transmission

The amount of radiant energy that passes through an optical medium, not being absorbed, reflected, or scattered.

  See also Reflection

FAQ  Wavelength

The peak to peak distance covered by one cycle of an electromagnetic wave. It is inversely related to frequency. The longer the wavelength, the lower the frequency; conversely, the shorter the wavelength, the higher the frequency.

光学フィルターのアプリケーション

オプティクスは、多くの先端的診断技術や血液の解析に利用される技術に極めて重要です。ビームスプリッターや、バンドパス、ダイクロイック、ロングパス、ショートパスなどの様々な種類のフィルターは特によく用いられているオプティクスですが、これらはほんの一例に過ぎません。

マシンビジョン

白黒カメラでは異なる色を区別することができませんが、カラーフィルターを加えることによって対象物間のコントラストを大きく改善することができます。カラーフィルターを用いると、同じ色の対象物は明るく、異なる色の対象物は暗く見えます。 (Figure 10).

光学フィルターを利用したマシンビジョンアプリケーションの改善方法についての詳細は、アプリケーションノート 「マシンビジョンでのフィルター適用」をご覧ください。

Sample
Figure 10a: コントラストの強化: 検査中の試料
No Filter
Figure 10b: コントラストの強化: フィルター無し
Red Filter
Figure 10c: コントラストの強化: 赤色フィルター
Green Filter
Figure 10d: コントラストの強化: 緑色フィルター

蛍光顕微鏡

蛍光顕微鏡は、吸収、散乱、反射よりも、蛍光試薬によって誘起される蛍光を主に使用します。試料は蛍光試薬によって染色されると、特定の波長範囲 (励起範囲) のエネルギーを吸収します。その後、そのエネルギーを異なる波長範囲 (蛍光範囲) の光の形で再放出します。

そのため、典型的な蛍光顕微鏡システムには、ディテクターやセンサーに加えて、励起フィルター、ダイクロイックフィルター、蛍光フィルターが必要となります。こうした部品が蛍光顕微鏡にどのように適用されているかについての詳細は、アプリケーションノート 「Optical Microscopy Application: Fluorescence」をご覧ください。

Figure 11 (右): 微粒子の蛍光画像
Fluorescence Microscopy
Fluorescence Microscopy
Figure 12: 一般的な蛍光試薬の分光曲線 蛍光顕微鏡における蛍光試薬の重要性についての詳細は、「蛍光顕微鏡用の蛍光試薬と光学フィルター」のページをご覧ください。
Fluorescence Microscopy
Figure 13: 蛍光顕微鏡の基本的な光学フィルターの配置。蛍光顕微鏡についての詳細は、「Optical Microscopy Application: Fluorescence」のページをご覧ください。

フローサイトメトリー & 粒子分析

フローサイトメトリ―は、血液中の血液細胞などの粒子の計数、検査、仕分けに利用される分析技術です。こうした粒子が流路系を流れる間、レーザーが流体に照射されます。流体中の粒子は、そのサイズや形状によって光を散乱し、フィルターを通過後、この散乱光はディテクターによって検出されます。このフィルターに加えて、この系を通じて特定の波長の光を正しいディテクターに導くために、ダイクロイックフィルターも使用されます。光学フィルターは、フローサイトメ―ター内を流れる粒子の正確な検出に重要な役割を担います。エドモンド・オプティクスの製品が、フローサイトメトリ―にどのように役立てられているかの詳細は、「血液診断の進化 」のページをご覧ください。

Flow Cytometry & Particle Analysis

トレーニング教材

 

光学フィルター

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ショートパスとロングパスフィルターを用いて、
「あなた仕様」のバンドパスフィルターを構築する

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蛍光顕微鏡用の蛍光試薬と
光学フィルター

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NDフィルターの理解

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オプティクスが可能にする
先端診断装置

読む

FAQ (よくある質問)

光学フィルターについてのFAQはこちらからご覧いただけます。

 
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