DE3050441C2

DE3050441C2 - Monolithic, colourless beam splitter - esp. in camera viewfinders for automatic exposure, using substrate coated with alternate layers of magnesium fluoride and titania

Info

Publication number: DE3050441C2
Application number: DE19803050441
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ing Krekeler
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1980-02-26
Publication date: 1983-04-07

Abstract

The beam splitter consists of a substrate, which is first coated with a layer (a) of low refractive index (RI), and an optical thickness of L/2, where L is the wavelength of 550 nm. Layer (a) is followed by four layers (b, a1, b, a1), each possessing a thickness of L/4, where layers (b) have a high RI, and layers (a1) have a low RI. Layers (a,a1) pref. all consist of MgF2 with RI of 1.38, so the top coating (a1) in contact with the air has R1 of 1.38, and layers (b) pref. consist of TiO2 with RI of 2.3. A pref. alternative is to use a substrate coated in the sequence (b,a,b,a,b1,a2), where (b1) is TiO2 with optical thickness L/2, and layer (a2) is MgF2 with optical thickness 3/4L. For cameras using automatic exposure control, this light splitter has a ratio of reflection (R): transmission (T) in the visible range of 400-800 nm of either 50:50 or 60:40 for an angle of 45 deg.

Description

a)a)

b)b)

das Substrat weist einen Brechungsindex von 1,46 bis 1,55 auf;the substrate has an index of refraction from 1.46 to 1.55;

darauf folgen vier abwechselnd hoch- und niedrigbrechende Schichten mit einem Brechungsindex von 22 bis 2,45 für die hochbrechenden Schichten und einem Brechungsindex von 138 bis 1,46 für die niedrigbrechenden Schichten und mit einer optischen Schichtdicke von jeweils einem Viertel der Wellenlänge von 556 nm;this is followed by four alternating high and low refractive index layers with a refractive index of 22 to 2.45 for the high refractive index layers and a refractive index of 138 to 1.46 for the low refractive index layers and each with an optical layer thickness of a quarter of the wavelength of 556 nm;

darauf folgt eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 2,2 bis 2,45 und einer optischen Schichtdicke von der Hälfte der Wellenlänge von 550 nm;
die an Luft angrenzende Schicht ist eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 1,38 bis 1,46 und mit einer optischen Schichtdicke von drei Vierteln der Wellenlänge von 550 nm.this is followed by a high-index layer with a refractive index of 2.2 to 2.45 and an optical layer thickness of half the wavelength of 550 nm;
the layer adjacent to air is a low refractive index layer with a refractive index of 1.38 to 1.46 and an optical layer thickness of three quarters of the wavelength of 550 nm.

2. Strahlenteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die hochbrechenden Schichten ΊΊΟ2 verwendet wird.2. Beam splitter according to claim 1, characterized in that the material for the high refractive index Layers ΊΊΟ2 is used.

3. Strahlenteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die niedrigbrechenden Schichten MgFi oder Quarz verwendet wird.3. Beam splitter according to claim 1 or 2, characterized in that the material for the low refractive index Layers of MgFi or quartz is used.

d)d)

Die Erfindung betrifft einen freistehenden, aus einem Substrat und einem System aus dielektrischen Schichten bestehenden, farbneutralen Strahlenteiler.The invention relates to a free-standing, from one Substrate and a system consisting of dielectric layers, color-neutral beam splitter.

Bisher bekannte Interferenzschichtsysteme, die als freistehende 60:40-Strahlenteiler verwendet werden, haben den Nachteil, daß sie nur über einen Teilbereich des sichtbaren Lichts (etwa 250 nm) als farbneutral zu bezeichnen sind.Previously known interference layer systems that are used as free-standing 60:40 beamsplitters, have the disadvantage that they are only color-neutral over a part of the visible light range (about 250 nm) are denoting.

In allen uns bekannten Fällen gibt es darüber hinaus keine exakte Teilung von Reflexion zu Transmission im Verhältnis 60 zu 40%, sondern günstigstenfalls für eine Bezugswellenlänge, z. B. bei 550 nm 60 zu 40 (R : T), wobei bei 700 nm nur noch ein Teilungsverhältnis von 45 :55 erreicht wird, was geradezu einer Umkehr des gewünschten Verhältnisses entsprichtIn all cases known to us, there is also no exact division between reflection and transmission im Ratio 60 to 40%, but ideally for a reference wavelength, e.g. B. at 550 nm 60 to 40 (R: T), where at 700 nm only a division ratio of 45:55 is achieved, which is almost a reversal of the corresponds to the desired ratio

Besonders nachteilig wirkt sich aus, daß bei Kameras mit automatischer Belichtungssteuerung die Intensität des vom im Sucher eingebauten Lichtteiler reflektierenden Lichtes zu gering ist, um Fotoempfänger auszusteuern Bei Verschiebung des Neutralbereichs zu den längeren Wellenlängen zugunsten des Fotoempfängers ίο entstehen stark blaustichige Sucherbilder.A particularly disadvantageous effect is that in cameras with automatic exposure control, the intensity of the light reflected by the light splitter built into the viewfinder is too little to control the photo receiver If the neutral range is shifted to the longer wavelengths in favor of the photo receiver ίο the viewfinder images have a strong bluish cast.

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Schichtsystem zu entwickeln, das es ermöglicht, für den sichtbaren Spektralbereich zwischen 400 und 800 nm freistehende, unvcrkittete, extrem farbneutrale Lichtteiler herzustellen, deren Teilungsverhältnis unter 45° 60 :40 (Reflexion: Transmission in % Io) beträgtIt is the aim of the invention to develop a layer system that makes it possible for the visible Spectral range between 400 and 800 nm to produce free-standing, non-cemented, extremely color-neutral light splitters, whose division ratio is below 45 ° 60:40 (reflection: transmission in% Io)

Diese Aufgabe wird durch einen Schichtaufbau gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst Besonders geeignete Materialien sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.This object is achieved by a layer structure according to the characterizing part of claim 1 solved Particularly suitable materials are the subject of the further claims.

Einzelheiten der Erfindung, insbesondere über die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Strahlenteilers, ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung.Details of the invention, in particular about the properties of the beam splitter according to the invention, result from the drawing and the description.

Die Figur zeigt die Remissions/Transparenzkurven eines freistehenden, unverkitteten Strahlenteilers für einen Winkel von 45° mit einem Verhältnis R:T = 60:40.The figure shows the remission / transparency curves of a free-standing, non-cemented beam splitter for an angle of 45 ° with a ratio R: T = 60:40.

Der Schichtaufbau für den dargestellten Strahlenteiler hat folgende Merkmale:The layer structure for the beam splitter shown has the following characteristics:

das Substrat aus Glas weist einen Brechungsindex von 1,52 auf;the glass substrate has an index of refraction of 1.52;

darauf folgen vier abwechselnd hoch- und niedrigbrechende Schichten mit einem Brechungsindex von 23 für die hochbrechenden Schichten und einem Brechungsindex von 138 für die niedrigbrechenden Schichten und mit einer optischen Schichtdicke von jeweils jeweils einem Viertel der Wellenlänge von 550 nm;this is followed by four alternating high and low refractive index layers of 23 for the high refractive index layers and a refractive index of 138 for the low refractive index Layers and each with an optical layer thickness of a quarter of the Wavelength of 550 nm;

darauf folgt eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 23 und einer optischen Schichtdicke von der Hälfte der Wellenlänge von 550 nm;
die an Luft angrenzende Schicht ist eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 138 und mit einer optischen Schichtdicke von drei Vierteln der Wellenlänge von 550 nm.
Dieser Aufbau ergibt bei Verwendung von MgF2 und T1O2, deren Brechungsindizes 138 und 23 betragen, den in der Figur dargestellten Transparenz/Remissions-Verlauf. this is followed by a high-index layer with a refractive index of 23 and an optical layer thickness of half the wavelength of 550 nm;
the layer adjacent to air is a low refractive index layer with a refractive index of 138 and an optical layer thickness of three quarters of the wavelength of 550 nm.
When using MgF2 and T1O2, whose refractive indices are 138 and 23, this structure results in the transparency / remission curve shown in the figure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Freestanding, consisting of a substrate and a system of dielectric layers, Color-neutral beam splitter for a splitting ratio of 60:40 at an angle of incidence of approx 45 °, characterized by the following layer structure: