JPS58106518A - 光分割器 - Google Patents
光分割器Info
- Publication number
- JPS58106518A JPS58106518A JP20583181A JP20583181A JPS58106518A JP S58106518 A JPS58106518 A JP S58106518A JP 20583181 A JP20583181 A JP 20583181A JP 20583181 A JP20583181 A JP 20583181A JP S58106518 A JPS58106518 A JP S58106518A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- light
- inclined surface
- luminous flux
- totally reflected
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
- G02B27/126—The splitting element being a prism or prismatic array, including systems based on total internal reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カメラ等の光学装置に於ける測光装置に用い
る光分割器であり、更に詳しくは撮影レンズからの結像
光束の一部を取出し、測光用の光検出器に導光する光分
割器に関するものである。
る光分割器であり、更に詳しくは撮影レンズからの結像
光束の一部を取出し、測光用の光検出器に導光する光分
割器に関するものである。
平板表面の微小な凹凸構造を利用して、入射光束の一部
を分割する技術は従来から種々知られている。例えば第
１図は米国特許第３５２１５４２号公報に開示されてい
る分割器を示し、この分割器に於いてはカメラの焦点板
近傍に設けられた平板１上の微小な切込み構造２ａ、２
ｂにより、入射光束りを反射させて図示しない光検出器
に導光するようになっている。然しこの方法では切込み
構造２ａ、２ｂの反射面３ａ、３ｂに銀などの被膜を形
成し高反射面としなければならず、コストの高いものと
なる欠点がある。又、この平板１を透過した光束をピン
ト合せや構図決定などの目的でファインダ光束として利
用するためには、反射面３ａ、３ｂは非常に幅の狭いも
のとしなければならず、このような微小な面のみを高反
射蒸着面とすることは技術的に極めて困維である。
を分割する技術は従来から種々知られている。例えば第
１図は米国特許第３５２１５４２号公報に開示されてい
る分割器を示し、この分割器に於いてはカメラの焦点板
近傍に設けられた平板１上の微小な切込み構造２ａ、２
ｂにより、入射光束りを反射させて図示しない光検出器
に導光するようになっている。然しこの方法では切込み
構造２ａ、２ｂの反射面３ａ、３ｂに銀などの被膜を形
成し高反射面としなければならず、コストの高いものと
なる欠点がある。又、この平板１を透過した光束をピン
ト合せや構図決定などの目的でファインダ光束として利
用するためには、反射面３ａ、３ｂは非常に幅の狭いも
のとしなければならず、このような微小な面のみを高反
射蒸着面とすることは技術的に極めて困維である。
本発明の目的は、従来技術の有していた」−述のような
高反射面を必要とする欠点を除去して、安価にしかも効
率の良い光分割器を提供することにあり、その要旨は、
光束を透過する透明平面板より成る基板の光束射出側表
面に、多数の微細な傾斜面を設け、該傾斜面の射出側平
面に対する傾角を、基板の内部からの傾斜面への入射光
束の少なくとも一部が傾斜面で全反射し更に前記射出側
平面で全反射するように定めたことを特徴とするもので
ある。
高反射面を必要とする欠点を除去して、安価にしかも効
率の良い光分割器を提供することにあり、その要旨は、
光束を透過する透明平面板より成る基板の光束射出側表
面に、多数の微細な傾斜面を設け、該傾斜面の射出側平
面に対する傾角を、基板の内部からの傾斜面への入射光
束の少なくとも一部が傾斜面で全反射し更に前記射出側
平面で全反射するように定めたことを特徴とするもので
ある。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第２図は光分割器１０の断面図であり、透明な平行平板
から成る基板１１の射出側表面が、微細な凹凸構造に形
成されており、この凹凸構造は平面部１２とくさび状切
込み部１３とから成っている。又、切込み部１３は平面
部１２に対しほぼ垂直な面１４と、平面部１２に対し傾
角αを有する傾斜面１５とを有している。図示しない撮
影レンズからの光束のうち平面部１２を通過する光束’
Ｌｌはそのままファインダ方向に進行する。又、傾斜面
１５に入射する光束Ｌ２はこの傾斜面１５で全反射して
平面部１２に向い、更に平面部１２で全反射して基板１
１内を全反射を繰り返しながら進行し、基板１１の端面
がら空気中へ射出され、そこに置かれた光検出器へ入射
するようになっている。
から成る基板１１の射出側表面が、微細な凹凸構造に形
成されており、この凹凸構造は平面部１２とくさび状切
込み部１３とから成っている。又、切込み部１３は平面
部１２に対しほぼ垂直な面１４と、平面部１２に対し傾
角αを有する傾斜面１５とを有している。図示しない撮
影レンズからの光束のうち平面部１２を通過する光束’
Ｌｌはそのままファインダ方向に進行する。又、傾斜面
１５に入射する光束Ｌ２はこの傾斜面１５で全反射して
平面部１２に向い、更に平面部１２で全反射して基板１
１内を全反射を繰り返しながら進行し、基板１１の端面
がら空気中へ射出され、そこに置かれた光検出器へ入射
するようになっている。
ここで傾斜面１５及び平面部１２で」二連の全反射かな
されるためには、傾斜面１５で入射光が全反射するため
の条件と、この全反射光が平面部１２で全反射するため
の条件が共に成立することが必要である。従って切込み
部１３の傾斜面１５の傾角をα、平面部１２への入射角
をβ、基板１１の屈折率をｎとするとき、前者の条件を
満足するためには、 α＞ｓｉｎ ’ （１／ｎ） ・ ・ ・ φ
・ ・ φ（１）後者の条件を満足するためには、 β ＝ １８０６−２ｃｘ ＞ ｓｉｎ −
皇 （ｌ／ｎ） ・ 番 （２）の不等式を充足する
ことが要求される。
されるためには、傾斜面１５で入射光が全反射するため
の条件と、この全反射光が平面部１２で全反射するため
の条件が共に成立することが必要である。従って切込み
部１３の傾斜面１５の傾角をα、平面部１２への入射角
をβ、基板１１の屈折率をｎとするとき、前者の条件を
満足するためには、 α＞ｓｉｎ ’ （１／ｎ） ・ ・ ・ φ
・ ・ φ（１）後者の条件を満足するためには、 β ＝ １８０６−２ｃｘ ＞ ｓｉｎ −
皇 （ｌ／ｎ） ・ 番 （２）の不等式を充足する
ことが要求される。
従って、この両式より、
ｓｉｎ ’ （１／ｎ）（α（９０’ −（１／２
） 争 ｓｉｎ −’ （１／ｎ）・φ・φ・（３） でなければならない。基板１０をアクリル制とすれば、
ｎ＝１．４９２であるから、（３）式は４２°くαく６
９° Φ・番Φ・・（４）となる。尚、第２図に於い
てはα工６０６として図示している。
） 争 ｓｉｎ −’ （１／ｎ）・φ・φ・（３） でなければならない。基板１０をアクリル制とすれば、
ｎ＝１．４９２であるから、（３）式は４２°くαく６
９° Φ・番Φ・・（４）となる。尚、第２図に於い
てはα工６０６として図示している。
第３図はこの光分割器１０と光検出器２０との関係を示
すものであり、光分割器１０の射出側表面にはくさび状
切込み部１３が多数並べられた格子線部１６となってい
て、下面の入射側表面からの入射光束りの一部をこの部
分で基板１１内に全反射し、その反射光を光検出器２０
で受光するようになっている。又、この格子線部１６で
反射される光量の割合は、切込み部１３同志の間隔をＰ
ｗ、切込み部１３の幅をＰｄとすれはほぼこれらの比Ｐ
ｄ／Ｐｗで決定される。従って光検出器２０への光量は
、平面部１２の幅と切込み部１３の幅との割合によるこ
とになる。
すものであり、光分割器１０の射出側表面にはくさび状
切込み部１３が多数並べられた格子線部１６となってい
て、下面の入射側表面からの入射光束りの一部をこの部
分で基板１１内に全反射し、その反射光を光検出器２０
で受光するようになっている。又、この格子線部１６で
反射される光量の割合は、切込み部１３同志の間隔をＰ
ｗ、切込み部１３の幅をＰｄとすれはほぼこれらの比Ｐ
ｄ／Ｐｗで決定される。従って光検出器２０への光量は
、平面部１２の幅と切込み部１３の幅との割合によるこ
とになる。
一方、この光分割器１０の平面部１２を通過した光束Ｌ
１は、ファインダ光束として利用できる。
１は、ファインダ光束として利用できる。
然し、この光分割器１０を一眼レフレックスカメラの焦
点面近傍に設けた場合、切込み部１３へ入射した光栄Ｌ
２は格子線部１６で光検出器２０の方向に導光されるた
めに、ファインダを覗くと切込み部１３が黒く陰って見
える。従って焦点板近傍に光分割器１０を設ける場合に
は、ファインダ画面の見えを損わないようにするため、
切込み部１３の幅Ｐｄは肉眼で見分けられない程度に小
さくしておかなければならない。更に格子線の周期Ｐｗ
も肉眼で見分けられない程度に小さくしておくことが望
ましい。通常の一眼レフレックスカメラに於いては、周
期Ｐｗを１１００ｐ程度以下にしておけばよい。
点面近傍に設けた場合、切込み部１３へ入射した光栄Ｌ
２は格子線部１６で光検出器２０の方向に導光されるた
めに、ファインダを覗くと切込み部１３が黒く陰って見
える。従って焦点板近傍に光分割器１０を設ける場合に
は、ファインダ画面の見えを損わないようにするため、
切込み部１３の幅Ｐｄは肉眼で見分けられない程度に小
さくしておかなければならない。更に格子線の周期Ｐｗ
も肉眼で見分けられない程度に小さくしておくことが望
ましい。通常の一眼レフレックスカメラに於いては、周
期Ｐｗを１１００ｐ程度以下にしておけばよい。
更にほこのような微細な切込み部１３が周期的に存在す
ると、透過光束Ｌ１は回折効果を受けるようになる。こ
の回折効果が光束Ｌ１に与える影響を次のように考察し
てみる。平面波から成る光束りが光分割器１０に垂直入
射するとき、切込み部１３に大剣した光束Ｌ２は全反射
により全て光検出器２０へと導かれるため、光分割器１
０を透過直後の波面の振幅分布は、縦軸を透過光の振幅
、横軸を格子線部１６の面方向距離とすると第４図に示
すように近似できる。ここでＰｄ／Ｐｗの比を変えて、
入−０，５５ｐＬｍの波長に対して０次回折効率、１次
回折効率を計算すると第５図に示すようになる。尚、縦
軸のＮ次回折効率ηとは入射光量に対するＮ次回折光量
の比であり、反射損失、吸収損失は考１黄しないものと
する。０次回新党は入用方向と同じ方向に透過する光で
あり、これが正しいファインダ画像として寄与すること
になる。
ると、透過光束Ｌ１は回折効果を受けるようになる。こ
の回折効果が光束Ｌ１に与える影響を次のように考察し
てみる。平面波から成る光束りが光分割器１０に垂直入
射するとき、切込み部１３に大剣した光束Ｌ２は全反射
により全て光検出器２０へと導かれるため、光分割器１
０を透過直後の波面の振幅分布は、縦軸を透過光の振幅
、横軸を格子線部１６の面方向距離とすると第４図に示
すように近似できる。ここでＰｄ／Ｐｗの比を変えて、
入−０，５５ｐＬｍの波長に対して０次回折効率、１次
回折効率を計算すると第５図に示すようになる。尚、縦
軸のＮ次回折効率ηとは入射光量に対するＮ次回折光量
の比であり、反射損失、吸収損失は考１黄しないものと
する。０次回新党は入用方向と同じ方向に透過する光で
あり、これが正しいファインダ画像として寄与すること
になる。
少なくとも０次回折効率は７．０％以上は必要であり、
第５図よりＰｄ／Ｐｗ ＜ Ｏ、ｌ ６であることが
要求される。
第５図よりＰｄ／Ｐｗ ＜ Ｏ、ｌ ６であることが
要求される。
第６図は第３図に示した光分割器１０を一眼レフレック
スカメラの測光装置に応用した構成図である。ここで撮
影レンズ２１から入射した光束りはクイックリターンミ
ラー２２で」一方に反射され、以下順次その光路に沿っ
て焦点板２３、本発明に係る光分割器１０、コンデンサ
レンズ２４、ペンタプリズム２５、接眼レンズ２６が配
置されている。又、クイックリターンミラー２２の背後
にはフィルム２７が設けられている。焦点板２３とコン
デンサレンズ２４との間に置かれた光分割器１０は、焦
点板２３からの散乱光の一部を分割し光検出器２０に導
光することになる。従って撮影レンズ２１を通過した光
束りの一部は一定の比で光検出器２０に到達するので、
光束りの輝度の測光が可能となり、カメラの適正な露光
を決定することができる。又、この光分割器１０を一眼
レフレックスカメラの測光装置として利用する場合の設
置位置は、この実施例以外にも接眼レンズ２６の近傍、
ペンタプリズム２５の近傍、コンデンサレンズ２４とペ
ンタプリズム２５との間など種々考えられる。
スカメラの測光装置に応用した構成図である。ここで撮
影レンズ２１から入射した光束りはクイックリターンミ
ラー２２で」一方に反射され、以下順次その光路に沿っ
て焦点板２３、本発明に係る光分割器１０、コンデンサ
レンズ２４、ペンタプリズム２５、接眼レンズ２６が配
置されている。又、クイックリターンミラー２２の背後
にはフィルム２７が設けられている。焦点板２３とコン
デンサレンズ２４との間に置かれた光分割器１０は、焦
点板２３からの散乱光の一部を分割し光検出器２０に導
光することになる。従って撮影レンズ２１を通過した光
束りの一部は一定の比で光検出器２０に到達するので、
光束りの輝度の測光が可能となり、カメラの適正な露光
を決定することができる。又、この光分割器１０を一眼
レフレックスカメラの測光装置として利用する場合の設
置位置は、この実施例以外にも接眼レンズ２６の近傍、
ペンタプリズム２５の近傍、コンデンサレンズ２４とペ
ンタプリズム２５との間など種々考えられる。
第３図に示すような光分割器１０では、中央部にのみ格
子線部１６が存在するために、画面中央部のみを測光す
ることになり部分測光が実現できる。尚、分割器１０の
表面のより大きな面積部分に格子線部を設ければ平均測
光が可能となることは勿論である。又、この光分割器１
０では光検出器２０への分割光量比が決まるため、光分
割器１０の格子線の部分部分によってこの比を変えるこ
とにより、望ましい測光分布特性を持たせることができ
る。
子線部１６が存在するために、画面中央部のみを測光す
ることになり部分測光が実現できる。尚、分割器１０の
表面のより大きな面積部分に格子線部を設ければ平均測
光が可能となることは勿論である。又、この光分割器１
０では光検出器２０への分割光量比が決まるため、光分
割器１０の格子線の部分部分によってこの比を変えるこ
とにより、望ましい測光分布特性を持たせることができ
る。
第７図は光分割器１０の他の実施例を示すものであり、
格子線部１６を形成する各切込み部１３が光検出器の近
傍を中心とする曲率を有している。従ってシリコン受光
素子のような受光面積の小さな光検出器を用いる場合で
も反射光を有効に集光できることになる。
格子線部１６を形成する各切込み部１３が光検出器の近
傍を中心とする曲率を有している。従ってシリコン受光
素子のような受光面積の小さな光検出器を用いる場合で
も反射光を有効に集光できることになる。
以上説明したように本発明に係る光分割器は既知の光分
割器の欠点を改良し、簡単な工程で製造可能で、しかも
効率良く光束を分割することができる。特に基体となる
透明光学部材に合成樹脂材料を用いれば、微細凹凸構造
を有する金型から第３図、第７図に示すような光分割器
を安価に多量に製造することが可能である。
割器の欠点を改良し、簡単な工程で製造可能で、しかも
効率良く光束を分割することができる。特に基体となる
透明光学部材に合成樹脂材料を用いれば、微細凹凸構造
を有する金型から第３図、第７図に示すような光分割器
を安価に多量に製造することが可能である。
第１図は既知の光分割器の断面図、第２図以下は本発明
に係る光分割器の実施例を示し、第２図はその断面図、
第３図はその斜視図、第４図、第５図は回折光の説明図
、第６図は光分割器を一眼レフレックスカメラの測光に
応用した場合の構成図、第７図は光分割器の他の実施例
による斜視図である。 符号１０は光分割器、１１は基板、１２は平面部、１３
は切込み部、１４は面、１５は傾刺面、１６は格子線部
である。 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第２図 第３図 振幅 第４図 し−一−Ｆ−−−−′ し
に係る光分割器の実施例を示し、第２図はその断面図、
第３図はその斜視図、第４図、第５図は回折光の説明図
、第６図は光分割器を一眼レフレックスカメラの測光に
応用した場合の構成図、第７図は光分割器の他の実施例
による斜視図である。 符号１０は光分割器、１１は基板、１２は平面部、１３
は切込み部、１４は面、１５は傾刺面、１６は格子線部
である。 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第２図 第３図 振幅 第４図 し−一−Ｆ−−−−′ し
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光束を透過する透明平面板より成る基板の光束射出
側表面に、多数の微細な傾斜面を設け、該傾斜面の射出
側平面に対する傾角を、基板の内部からの傾斜面への入
射光束の少なくとも一部が傾斜面で全反射し更に前記射
出側平面で全反射するように定めたことを特徴とする光
分割器６２、前記傾斜面の傾角をα、基板の屈折率をｎ
とするとき、 ５ｉｎ−１（１／ｎ） ＜ ａ ＜！３０’ −（１／
２） Φｓｉｎ −’ （１／ｎ）を満足する特許請求
の範囲第１項記載の光分割器。 ３、前記傾斜面同志の間隔をＰｗ、基板面方向の傾斜面
の幅をＰｄとするとき、 Ｐｄ／Ｐｗ ≦０．１６ とする特許請求の範囲第１項記載の光分割器。 ４、傾斜面を形成する切込み又は突起の連続部分が曲率
を有するようにした特許請求の範囲第１項記載の光分割
器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20583181A JPS58106518A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 光分割器 |
| DE19823246832 DE3246832A1 (de) | 1981-12-19 | 1982-12-17 | Strahlteiler |
| US06/799,283 US4662716A (en) | 1981-12-19 | 1985-11-19 | Light splitter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20583181A JPS58106518A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 光分割器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106518A true JPS58106518A (ja) | 1983-06-24 |
Family
ID=16513427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20583181A Pending JPS58106518A (ja) | 1981-12-19 | 1981-12-19 | 光分割器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106518A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123406U (ja) * | 1985-01-22 | 1986-08-04 | ||
| US5115771A (en) * | 1989-08-30 | 1992-05-26 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method of cooling cylinder liners in an engine |
-
1981
- 1981-12-19 JP JP20583181A patent/JPS58106518A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123406U (ja) * | 1985-01-22 | 1986-08-04 | ||
| JPS641686Y2 (ja) * | 1985-01-22 | 1989-01-17 | ||
| US5115771A (en) * | 1989-08-30 | 1992-05-26 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method of cooling cylinder liners in an engine |
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