JPS6356606A - ハ−フミラ− - Google Patents

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 本発明は反射光および透過光の色再現性に優れたハーフ
ミラ−に関する。

従来技術 ハーフミラ−はガラス面に金属または非金属を適当な厚
さに蒸着したもので、入射光を適当な割合に反射光と透
過光とに分割する機能を有する。

オートフォーカス（ＡＰ）ビデオカメラ等においてＡＦ
装置作動用のＡＦ’系光と被写体撮影用の撮像系光に分
離するためにハーフミラ−の利用が考えられるが、係る
ハーフミラ−は可視光（４００〜７００　ｎｍ）領域全
域の各波長の光が、等しい反射率で反射され（この特性
を以下「反射率のフラット性」という）、かつ等しい透
過率で透過するもの（この特性を以下「透過率のフラッ
ト性」という）でなければならない。さもないと反射光
、透過光が被写体の自然色からずれ、特定の色が目立つ
いわゆる「色づき」という現象が現われる。

従来ハーフミラ−の反射率が最高になるように意図され
た技術として基板の上に高い屈折率を有する物質と低い
屈折率を有する物質を交互に重ね合せた多層膜構造とし
たハーフミラ−が知られている（例えばアメリカ合衆国
特許第３５５９０９０号、特開昭５６−２７１０６号公
報、特開昭５６−４３６０１号公報等）。

しかし、上述の様に屈折率の違う物質を交互に重ね合わ
せた多層膜は、設計主波長（λ）に対して０．２５λな
る光学的膜厚を有する膜が重み積ねられたものであり、
そのような多層膜を有するハーフミラ−は設計主波長に
おいて反射率の増加はよくなるが、設計主波長の周辺に
おいては、反射率の増加は望めない。したがって可視光
全域に渡たって反射率のフラット性、透過光のフラット
性を望むことはできず、色づき等の問題が発生してくる
。

アメリカ合衆国特許第３５５９０９０号に開示の技術は
、ガラス＋誘電体層＋Ａｇ金属層＋誘電体層＋ガラスな
る構造に積層されたハーフミラ−に関する。誘電体層は
高屈折率を有する材料から構成される膜である。上記発
明のハーフミラ−は、偏光のＰ成分とＳ成分との分離を
最小にしているが、金属（Ａｇ　）を含んでいるため光
吸収が太き（、光を有効的に利用できず、かつ反射率の
フラット性および透過率のフラット性が十分でないとい
う欠点を有する。

特開昭５６−２７１０６号公報の技術は、高屈折率をＨ
１低屈折率をし、その中間の屈折率をＭとした場合、ガ
ラス＋誘電体（Ｈ）層十誘電体（Ｍ）層＋Ａｇあるいは
ＡＱ金金属層状誘電体Ｍ）層＋誘電体（Ｈ）層＋ガラス
なる構造に積層されたハーフミラ−に関する。

上記発明のハーフミラ−は、Ｐ、Ｓ、分離をおさえ、は
ぼ等しい反射率と透過率が得られるが、前記アメリカ合
衆国特許第３５５９０９０号記載のハーフミラ−と同様
に、多層構造中に金属（Ａｇあるいはｉ）を含んでいる
ため光吸収が大きく、光を有効的に利用できず、かつ反
射率のフラット性および透過率のフラット性が十分でな
いという欠点を有する。

特開昭５６−４３６０１号公報の技術は、ガラス層＋誘
電体層（ＬあるいはＭ）＋ＡｇＡｇ金属層重誘電体）層
＋ガラスなる構造（Ｈ，Ｍ、Ｌは前記と同義）に積層さ
れたハーフミラ−に関する。

上記ハーフミラ−は前記のアメリカ合衆国特許１３５５
９０９０号記載のハーフミラ−に比　べて光の吸収の点
で改良がみられるが、なお反射率のフラット性および透
過率のフラット性が十分でないという欠点を育する。

発明が解決しようとする問題点 従来のハーフミラ−は可視光（４００〜７００ｎｍ）の
反射率および透過率のフラット性が十分でないため色再
現性が悪く、かつ光の吸収が大きいため光を有効に利用
できないという問題があった。

本発明は上述のような問題点を解消し、反射率のフラッ
ト性および透過率のフラット性に優れた光損失の少ない
ハーフミラ−を提供することを目的とする。

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、種々の試行錯誤を繰り返し
た後に、本発明者たちは以下の条件を満足すれば、その
目的が達成されることを発見した。

従って、本発明はその条件を満足することを特徴とする
ものである。すなわち、本発明は、２つのプリズムを接
合してその接合面に光半透過膜が形成されたハーフミラ
−において、光半透過膜は、一方のプリズム側から他方
のプリズム側へ順に第１層、第２層、・・・、第１１層
の１１層構成からなり、以下の条件を満足することを特
徴とするものである。

１．５０≦ｎＧ≦１．６０ １．９５≦１１≦２．３０　０．５１λ０≦ｎ、ｄ、≦
０．６１λ。

１．３８＝ｎ２＝１．６６　０．２９λｏ３ｎｔｄ２：
０．５０λ０１．９５＝ｎｓ３２．３（ｌ　　［１，６
１λｏ＝ｎ３ｄｓ＝０．７２λ。

１．３８＝ｎ、＝１．６６　０．２０λｏ　＝ｎ、ｄ、
　：０　、２８λ。

１．９５＝ｎ５＝２．３０　０．１９λｏ　：ｎ５ｄｓ
　＝０．２６λ。

１．３８＝ｎｅ：１．６６　０．２８λｏ：ｎ５ｄｅ；
０．３６λ。

１．９５臣ｎｔ：２，３０　０．１６λｏ＃ｎ７ｄｔ３
０．２９λ。

１．３８：ｎｓ臣！、６６　０Ｊ５λｏ：ｎ５（Ｌ：０
．５０λ。

１．９５：ｎ５＝２Ｊ０　０．２３λｏ：ｎｅｄｓ：０
．３８λ。

１．３８＝ｎ＋ｏ＝１．６６　０．２６λｏ：ｎ＋ｏｄ
＋ｏ；０．４１λ。

１．９５＝ｎ、＝２．３０’　　０．３０λｏ：Ｌ＋ｄ
１１＝０．４５λ。

但し、ここで　ｎｉは第１層の屈折率（ｉ＝１．２，３
゜・−１１）、　ｎｉｄｉは第１層の光学的膜厚（ｉ＝
１．２゜３、・・・１１）ｎＧはプリズムの屈折率、　
λ。は設計波長である。

本発明のハーフミラ−の断面略図を第１図に示す。第１
図中（１）は入射側プリズム、（２）はプリズム（１）
上に積層された多層膜、（３）は透過側プリズムで、（
４）は入射側プリズム（１）と透過側プリズム（３）を
接合する接着層（４）を表わす。

入射光（５）は多層膜（２）に対して４５度の入射角（
６）で入射側プリズム（１）に入射し、多層膜上で反射
する反射光（７）と多層膜（２）を通過する透過光（８
）に分割される。

本発明のハーフミラ−は、可視光領域（４００〜６６０
ｎｉ）の光に対して有効であり、入射角（６）が４５度
で入射する可視光（５）を、反射率のフラット性が良好
な反射光（７）と透過率のフラット性が良好な透過光（
８）に分割できるため、反射光（７）および透過光（８
）には色づきの現象が発生せず、色再現性が良好なもの
となる。

多層膜（２）は、屈折率１．５１７を有するガラスから
なるプリズム（＋）上に高屈折率を有する物質からなる
層（以下「高屈折層」という）を第１層として、低屈折
率を有する物質からなる層（以下「低屈折層」という）
を交互に１１層重ね合せた構造とする。なお、ここでい
う「高」「低」という用語　　　　　・は両者の相対関
係を表わす語に用いるものとする。

多層膜を１１層構成としたのは、高屈折層に屈折率２．
ＩＯの物質を適用し低屈折層に屈折率ｌ。

３８５の物質を適用した場合に約５５％の反射率が得ら
れるように設計したした結果、及び高屈折層に屈折率２
．１０の物質を適用し低屈折層に屈折率１．４７の物質
を適用した場合に約５０％の反射率が得られるように設
計した結果、１１層構成が必要となったからである。但
し、本発明において、高屈折率層及び低屈折率層にそれ
ぞれ適用される物質の屈折率は上記値（２，１０、ｌ、
３８５）もしくは（２，１０，１，４７）に限定される
ものではない。

高屈折層は、屈折率１．９５〜２．３０を有する物質か
ら構成され、係る物質としては、ＺｒＯ，、Ｔ　ｉＯｔ
、ＣｅＯ２、ＨｒＯ，等を使用することができる。屈折
率が１．９５より低いと反射率が目標とする５０％の反
射率よりも低くなりすぎ、逆に２゜３０より高いと反射
率が５０％よりも高くなりすぎるからである。

低屈折層は、屈折率１．３８〜ｌ、６６を有する物質か
ら構成され、係る物質としてＭｇＦ２．５ｉＯ７、Ａ１
２ｆｆｉ０３等を使用することができる。屈折率か１．
３８より低いと目標とする５０％の反射率よりも反射率
が高くなりすぎ、１．６６より高いと反射率が５０％よ
りも低くなりすぎろ。

高屈折層および低屈折層は上記物質を真空蒸着法あるい
はスパッタリング法等で設けることができるが、本発明
は真空蒸着法で設けることが好ましい。蒸発方法として
は電子ビーム法を使用し、到達真空度：　３　Ｘ　１０
−’Ｔｏｒｒ、基板温度；３００°Ｃの条件下で行なう
。

多層膜（２）の奇数層を構成する高屈折層および偶数層
を構成する低屈折層の各層は波長５５０ｎｍの光（λ。

）を基準として下記表１中に示した光学的膜厚となるよ
うに調製される。

表　　　１ 本発明は、多層膜（２）を構成する各層を表１中に示し
たように０．２５λ。の整数倍からずらした膜厚に設定
したことにより可視光の広い波長範囲にわたり、反射光
（７）の反射率のフラット性および透過光（８）の透過
率のフラット性を達成することができる。

本発明のハーフミラ−は、多層膜（２）を有する入射側
プリズム（１）と透過側プリズム（３）を接合すること
により得られる。

透過側プリズム（３）は入射側プリズム（１）と同種の
ガラスで構成されているプリズムを使用することが好ま
しい。

入射側プリズム（１）と透過側プリズム（３）の接合は
、プリズムを構成するガラスの有する屈折率と等しい屈
折率を有する接着剤を使用して行い、接着剤は可視域で
透明であるものであれば特に限定されるものではない。

便利性の点から、紫外線硬化接着剤、たとえば商品名バ
ードロップ（電気化学工業株式会社製）等を使用するこ
とは有効である。接着剤をプリズムと同じ屈折率を有す
るものを選ぶことにより、プリズムと接着剤との間の光
量ロス、及び接着剤−多層膜との間の面での干渉が無視
できる。

本発明のハーフミラ−は透過側プリズム（３）側から入
射して使用することも可能であり、光学特性も変化がな
い。

本発明のハーフミラ−は、ＡＦビデオカメラその他の光
学機器に使用する光分割プリズムとして有効に使用する
ことができる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

各実施例におけるハーフミラ−は、ＢＫ−７ガラス（屈
折率１．５１７）よりなる入射側プリズムの表面上に各
層を各実施例中に示したごとく順次積層した多層膜を設
は出射側のプリズムとの間に紫外線硬化樹脂を塗布して
はり合わせた後硬化し得られたものである。

本実施例の分光反射特性を第２図に示した。

実施例２　　　　　　　　　　　　入射角θ−４５゜λ
ｏ＝５５０ｎｍ 本実施例の分光反射特性を第３図に示した。

不夷雁例の分光反射特性を第７図に示した。

実施例７　　　　　　　　　　　　　入射角θ＝４５゜
第２図〜第８図から明らかな様にハーフミラ−を反射し
た光の反射率はほぼフラットで、そのうねりは±３％以
内であった。

本発明に従い得られたハーフミラ−はその透過光の透過
率の値が、各実施例において＋００から反射率を引いた
値であり、光損失はほぼ０であった。

発明の効果 本発明に従い得られたハーフミラ−は、反射率および透
過率のフラット性が良好であり、そのうねりは±３％以
内と小さく、そのため色再現性に優れ、かつ光損失がな
いため、光を有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ハーフミラ−の断面略図である。 第２図〜第８図は本発明ハーフミラ−の分光反射率特性
を示す図である。 図中の記号は以下の通りである。 １・・・入射側プリズム、　　　２・・・多層膜、３・
・・透過側プリズム、　　４・・・接着層、５・・・入
射光、　　　　　　　６・・・入射角、７・・・反射光
、　　　　　　　訃・・透過光。 第１図 ４子？ −安子？ メ娑４−？ ４＋２ 区；、蜘　？

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つのプリズムを接合してその接合面に光半透過膜
   が形成されたハーフミラーにおいて、光半透過膜は、一
   方のプリズム側から他方のプリズム側へ順に第１層、第
   ２層、・・・、第１１層の１１層構成からなり、以下の
   条件を満足することを特徴とするハーフミラー： １．５０≦ｎＧ≦１．６０ １．９５≦ｎ＿１≦２．３０　０．５１λ＿０≦ｎ＿１
   ｄ＿１≦０．６１λ＿０ １．３８≦ｎ＿２≦１．６６　０．２９λ＿０≦ｎ＿２
   ｄ＿２≦０．５０λ＿０ １．９５≦ｎ＿３≦２．３０　０．６１λ＿０≦ｎ＿３
   ｄ＿３≦０．７２λ＿０ １．３８≦ｎ＿４≦１．６６　０．２０λ＿０≦ｎ＿４
   ｄ＿４≦０．２８λ＿０ １．９５≦ｎ＿５≦２．３０　０．１９λ＿０≦ｎ＿５
   ｄ＿５≦０．２６λ＿０ １．３８≦ｎ＿６≦１．６６　０．２８λ＿０≦ｎ＿６
   ｄ＿６≦０．３６λ＿０ １．９５≦ｎ＿７≦２．３０　０．１６λ＿０≦ｎ＿７
   ｄ＿７≦０．２９λ＿０ １．３８≦ｎ＿８≦１．６６　０．３５λ＿０≦ｎ＿８
   ｄ＿８≦０．５０λ＿０ １．９５≦ｎ＿９≦２．３０　０．２３λ＿０≦ｎ＿９
   ｄ＿９≦０．３８λ＿０ １．３８≦ｎ＿１＿０≦１．６６　０．２６λ＿０≦ｎ
   ＿１＿０ｄ＿１＿０≦０．４１λ＿０ １．９５≦ｎ＿１＿１≦２．３０　０．３０λ＿０≦ｎ
   ＿１＿１ｄ＿１＿１≦０．４５λ＿０ 但し、ここで ｎｉ：第ｉ層の屈折率（ｉ＝１、２、３、・・・１１）
   、 ｎｉｄｉ：第ｉ層の光学的膜厚（ｉ＝１、２、３、・・
   ・１１） ｎＧ：プリズムの屈折率、 λ＿０：設計波長、 である。