JPS62187802A

JPS62187802A - ビ−ムスプリツタ−

Info

Publication number: JPS62187802A
Application number: JP3139186A
Authority: JP
Inventors: Hirozo Tani; 谷　博蔵
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1987-08-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、可視光を透過さＵ・、測距用の赤外光を反射
さＵ゛ろビームスプリッタ−に関する。

（従来の技術）レンズ系を通したアクティブ方式の自動焦点方式のビデ
オカメラにおいては、可視光を透過し、測距用の赤外光
（たとえば、波長８８０ｎｍの単色光）を反射させるビ
ーｌ、スプリッターを用いると、光学系の構成が簡単に
なる。

このビームスプリッタ−には、誘電体の多層膜からなる
フィルタが使用できる。この多層膜は、高屈折率と低屈
折率の層を交互に重ねたもので、各層の境界での反射を
強めるため、各層厚は、基準波長のＩ／４とする。この
誘電体多層膜への入射光のうち、基準波長の近傍の波長
の成分は多く反射されるが、それ以外の成分は多く透過
する。

したがって、可視光を透過し、測距用の赤外光を反射す
るように、誘電体材料、基準波長などを設計すればよい
。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、誘電体多層膜を用いたビームスプリッタ−を
入射角４５°で使用する場合には、偏光のＳ成分とＰ成
分とのバランスが悪くなり、反射の効率が悪くなる。こ
れについて更に詳しく説明すると、一般に、プリズムを
構成する基材の屈折率を１８とし、高屈折率誘電体層の
屈折率を’１１、低屈折率誘電体層の屈折率をｎ、とし
て、両誘電体層がそれぞれλ／４の光学的膜厚（λ：基
準波長）ごとに交互に積層された構成を有するビームス
プリッタ−においては、ｎｓ’／　２−（ｎ　−ｎ　）”／　（ｎｏ’＋　ｎ％
）Ｉ　　Ｌの条件を満足する場合に、偏光のＳ成分と■〕酸成分の
分離が最大になる。このために、プリズムを構成する基
材の屈折率と一方の誘電体層の構成物質とが決まると、
他方の誘電体層の屈折率は上記条件より求められる屈折
率からかけはなれた値をとる必要があり、従ってその屈
折率はある程度決まってしまう。

更に、ともに光学的膜厚が基準波長λの１／４である高
屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層とを交互に積Ｈした
ビームスプリッタ−においては、可視光領域の特定波長
に透過率のくぼみが生じる。

このくぼみを「リップル」というが、このようなリップ
ルを生じるビームスプリッタ−の透過光は色付いてしま
う。

そこで、本発明の目的は、約４５°の入射角で用いられ
、可視光を透過させるとともに赤外光を反射させるプリ
ズム式のビームスプリッタ−において、偏光のＳ成分と
Ｐ成分との分離を抑えるとともに、可視光領域において
上記リップルのない均一な分光透過率を有するビームス
プリッタ−を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の発明者はλ／４の
光学的膜厚を有する高・低誘電体層の交互積層構成では
上記リップルを消すことができないので、各誘電体層の
光学的膜厚を種々変更して試行錯誤を繰り返した結寒、
高屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ／４からずらすこと
なく、低屈折率誘電体層の光学的膜厚をλ／４から僅か
にずらずことによって」二足リップルを消すことができ
ることに気付いて、本発明に至ったのである。

従って、本発明は、約１，５２の屈折率を有するガラス
からなる第１のプリズムと、約１．５２の屈折率を有す
るガラスからなる第２のプリズムとの接合面に形成され
る多層膜を有するビームスプリッタ−において、上記多
層膜は、高屈折率誘電体からなる高屈折率層と低屈折率
誘電体からなる低屈折率層との交互積層構成を有すると
ともに、上記第１・第２のプリズムに接する層はいずれ
ら高屈折率層であり、更に以下の条件を満足することを
特徴とする。

１．９０≦ｎＨ≦２．３０１．４７≦ｎＩ、≦１．８０ｎ、、ｄ、、　＝　０　、２５λ ０．２７λ≦ｎＬ九≦０．３５λ 但し、ここで、’ＩＩは各高屈折率層の屈折率、Ｊ。

は各低屈折率層の屈折率、ｎＩｔｄｌｌは各高屈折率層
の光学的膜厚、ｎ＋、ｄｂは各低屈折率層の光学的膜厚
、λは基準波長である。

（作　用）高屈折率誘電体層の屈折率及び光学的膜厚と、低屈折率
誘電体層の屈折率及び光学的膜厚とを上述した範囲内に
設定することにより、可視光領域におけるリップルを消
して、可視光領域全体にわたって均一な分光透過率を有
するビームスプリッタ−が得られる。更に、本発明にお
いては、上記屈折率の条件を満足しないので、偏光のＳ
成分とＰ成分との分離ら抑えられる。

（実施例）以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

レンズ系を通したアクティブ方式による自動焦点方式の
ビデオカメラにおいて使用するビームスプリッタ−を、
第１図に示すように、第１．第２の２個の直角プリズム
１．２を多層膜３を介して紫外線硬化樹脂４を用いて斜
面ではり合計て製作する。この多層膜３は、４５°の入
射角０で入射する先のうち、測距用に用いる赤外光（こ
こでは、波長８８０　ｎｍの単色光）を反射させ、可視
域４００〜７００　ｎｉの光を透過させる。

プリズム１．２としては、屈折率が約１．５２のガラス
からなるしのが用いられる。多層膜３は、第２図に示す
ように、１．９０〜２．３０の屈折率を有する高屈折率
誘電体からなる高屈折率誘電体層１−１と、！、４７〜
１．８０の屈折率を有する低屈折率誘電体からなる低屈
折率誘電体層りとの交互積層構成からなり、その交互積
層繰り返し回数をＮとすると、Ｎは３以上である。

多層膜３の第１プリズムｌ側と第２プリズム２側とにそ
れぞれ接する最外層は、とらに高屈折率誘電体層１■で
形成する。そして、各高屈折率誘電体層Ｈの光学的膜厚
は、Ｊ、ｌｉ　Ｗ、１１波長をλとしたときにそれぞれ
０．２５λであり、各低屈折率誘電体層しの光学的膜厚
は、それぞれ、０，２７λ〜０゜３５λの範囲内である
。このように、本発明によれば、高屈折率誘電体層１−
１の光学的膜厚ｎＩｔ　ｄｌ＋の低屈折率誘電体層りの
光学的膜厚ｎｂ九との比を従来のｒｌＪ（０，２５λ：
０．２５λ）からＣらすことによって、従来は可視光領
域に生じていた透過率のリップルをなくすことができる
。

以下、本発明の実施例を具体的に説明ずろ。以下の実施
例１〜３においては、高屈折率誘電体としてはＡｌｘ０
ｔ（屈折率１．６２）が用いられる。ここで、高屈折率
誘電体層■］を構成する高屈折率誘電体としては、上記
のほかに、Ｚｒ０ｙ、ＴｉＣＬ、Ｃｅｎｔ、Ｈ「０．な
ど力く適用可能であり、一方、低屈折率誘電体層りを構
成する低屈折率誘電体としては、上記のほかに、ＭｇＯ
ｔ、Ｙ　ｔ　Ｏｓなどが適用可能である。

実施例１実施例Ｉの構成を第１表に示す。本実施例は、上記交互
積層繰り返し回数ＮがＩＯの実施例である。

ここで、実施例１の構成は、ガラス＋［０，２５１−１・０．２９Ｌ］”・Ｑ、２５
１１＋ガラスと表すことができる。但し、［０，２５１
−１・０．２９Ｌ］”は、光学的膜厚か０．２５λの高
屈折率誘電体層Ｈと光学的膜厚が０．２９λの低屈折率
誘電体層■７とが交互に１０ｆｆづつ積層されているこ
とを示す。実施例１のビームスプリッタ−の分光透過率
特性を第３図に示す。

以下余白第１表（λ；Ｉ０２０ｎＩｎ）実施例２本実施例は、ガラス＋［０，２５１４・０．２９Ｌ］３・０．２５１
４＋ガラスで表され、従ってＮ＝３である。各誘電体層
の構成物質は実施例１と同じである。本実施例の分光透
過率特性を第４図に示す。

実施例３本実施例は、ガラス＋［０，２５Ｈ・０゜２９Ｌ］”・０．２５Ｈ＋
ガラスで表され、従ってＮ；２２である。各誘電体層の
構成物質は実施例Ｉと同じである。本実施例の分光透過
率特性を第５図に示す。

実施例４本実施例の構成を第２表に示す。

従って、本実施例の構成は、ガラス＋［０，２５Ｈ・０．２９Ｌ］区０・０．２５Ｈ
＋ガラスで表され、Ｎ＝ＩＯである。尚、本実施例にお
いて低屈折率誘電体としては、Ｙ、０．に代えてＭｇＯ
を用いることもできる。本実施例の分光透過率特性を第
６図に示す。

第２表（λ＝　１００　Ｏｎｍ）実施例５本実施例の構成を第３表に示す。

従って、本実施例の構成は、ガラス＋［０，２５Ｈ・０８３比コ１°・０．２５Ｉ（
＋ガラスで表され、Ｎ＝１０である。本実施例の分光透
過率特性を第７図に示す。

以下余白第３表（λ＝１０５０ｎｍ）実施例６本実施例の構成を第４表に示す。

従って、本実施例の構成は、ガラス＋［０，２５Ｎ・０．３２Ｌ］”・０．２５１１
＋ガラスで表され、Ｎ＝ＩＯである。本実施例の分光透
過率特性を第８図に示す。

以下余白第４表（λ＝　Ｉ　Ｏ００ｏｓ）以上に説明した各実施例のビームスプリッタ−は、次の
ようにして製造される。まず、第１プリズムｌを基板と
して多層膜３の各層を電子ビーム法により順に真空蒸着
する。各層の蒸着材料は上記のとおりである。蒸着時の
真空度はほぼ３ＸｌＯ’Ｔｏｒｒであり、基板を約３０
０℃に加熱して、両蒸着材料をそれぞれ交互に所定の光
学的膜厚となるまで蒸着する。次に第２プリズムの対抗
する面に紫外線硬化樹脂４を塗布して両プリズム１．２
を貼り合わせた後に、紫外線硬化樹脂４を硬化させろ。

この紫外線硬化樹脂４の屈折率はほぼ１．５１であり、
プリズム１．２の屈折率とほぼ同じであるので、第２プ
リズム２と紫外線硬化樹脂４との間に光量のロスはない
と考えられろ。

第３図〜第８図のグラフかられかるように、４００〜７
００ｒ＋＋ｎの可視光は、はとんど透過し、しから、透
過率曲線のリップルは小さく、透過率の波長依存性が少
ない。一方、測距用の赤外光（波長＝８８０ｎｍ）の透
過率は、Ｎ＝３の場合で約５０％であり、Ｎが増すと小
さくなり、Ｎ−２２の場合ではほとんど０になる。すな
わち、層数を増すことにより、８８０ｎｍでの反射光を
より多く取り出すことができる。以上の測定結果から、
高屈折率誘電体層ｔｒと低屈折率誘電体ＪＰｉＬとの交
互積層繰り返し回数Ｎを３以上にすれば、４００〜７０
０ｎｍの可視域で光を透過させ、測距用の赤外光を反射
させろことができる。Ｎが３より少ないと、測距用赤外
光の透過率が大きくなって反射先乗が不足する。また、
Ｎを２３以上としても赤外光の反射特性の、向上は期待
できないので、Ｎは２２以下である方が望ましい。

（発明の効果）本発明のビームスプリッタ−においては、入射ｎ１４５
°で使用される場合に、偏光のＳ成分とＰ成分との分離
をできるだけ減少せしめることができろとともに、特定
の波長（特に赤外光）に対しては高い反射率を得、一方
、可視光領域においては分光透過率曲線のリップルを抑
えて均一な透過率を得ることができる。このために、可
視光領域の透過光に色付きが生じろことらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のビームスプリッタ−の図式
的な断面図である。第２図は、誘電体多層膜の構成を示す図である。第３図〜第８図は、それぞれ、本発明の実施例のビーム
スプリッタ−の透過率曲線のグラフである。１．２・・・プリズム、　　３・・・多層誘電膜、ｒ−
ｔ・・・高屈折率誘電体層、Ｌ・・・低屈折率誘電体層
。特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　弁理士　青白　葆ほか２名第１図（ｉｔ％タト尤）第２図第３図ＩＪＳ４図　　　　　　　成長　（ｎｍ）第５図　　　
　　　シ従Ａ　（ｎｍ）液長　（ｎｍ）第６図成長（ｎｍ）第７図第８図派長（ｎｍ）手続補正書（自制昭和６１年４月３日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）約１．５２の屈折率を有するガラスからなる第１
のプリズムと、約１．５２の屈折率を有するガラスから
なる第２のプリズムとの接合面に形成される多層膜を有
するビームスプリッターにおいて、上記多層膜は、高屈折率誘電体からなる高屈折率層と低
屈折率誘電体からなる低屈折率層との交互積層構成を有
するとともに、上記第１・第２のプリズムに接する層はいずれら高屈折
率層であり、更に以下の条件を満足することを特徴とす
るビームスプリッター；１．９０≦ｎ＿Ｈ≦２．３０１．４７≦ｎ＿Ｌ≦１．８０ｎ＿Ｈｄ＿Ｈ＝０．２５λ ０．２７λ≦ｎ＿Ｌｄ＿Ｌ≦０．３５λ 但し、ここで、ｎ＿Ｈ：各高屈折率層の屈折率、ｎ＿Ｌ：各低屈折率層の屈折率、ｎ＿Ｈｄ＿Ｈ：各高屈折率層の光学的膜厚、ｎ＿Ｌｄ＿
Ｌ：各低屈折率層の光学的膜厚、λ：基準波長、である。
（２）高屈折率層と低屈折率層との交互積層構成の繰り
返し回数が３以上であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のビームスプリッター。