(57)【要約】【課題】  空気層を必要とすることなく、機械的な信頼性や安定性を向上した導光路を提供する。【解決手段】  直角プリズム１の互いに直交する面１Ａ，１Ｂにそれぞれ両面に反射防止層２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２が積層された低屈折率材料層３Ａ，３Ｂを介して導光部品４Ａ，４Ｂが接合される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直角プリズムを用いて光線を直角に曲げる導光路であって、
直角プリズムの互いに直交する面にそれぞれ低屈折率材料層を介して導光部品が接合されていることを特徴とする導光路。
【請求項２】
上記低屈折率材料層は、１００ｎｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の導光路。
【請求項３】
上記低屈折率材料層には両面に反射防止層が積層されていることを特徴とする請求項１記載の導光路。
【請求項４】
上記低屈折材料層と反射防止層が低屈折率材料を中心に対称な膜厚で形成されていることを特徴とする請求項３記載の導光路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直角プリズムを用いて光線を直角に曲げる導光路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスプリズムを用いて光線を直角に曲げることを目的とした導光路では、図７の（Ａ）に示すように導光路１００Ａ，１００Ｂとプリズム１００を一体にしてしまうと、入射側導光路１００Ａに斜めに導光してきた光線Ｌがプリズム面１００ａに入射することなく直接出射側導光路１００Ｂに入射してしまい、結果として光線が外部に漏れ出してしまう等の問題を引き起こすので、図７の（Ｂ）に示すように入射側導光路１００Ａ、直角プリズム１００、出射側導光路１００Ｂに分割して、導光路１００Ａ，１００Ｂとプリズム１００の間に空気層１１０Ａ，１１０Ｂを設けることにより、プリズム１００へ斜入射した光を出射面で全反射させる構造をとっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の如く導光路１００Ａ，１００Ｂとプリズム１００の間に空気層１１０Ａ，１１０Ｂを設けて上記プリズム１００へ斜入射した光を出射面で全反射させる構造とするためには、精度良く上記空気層１１０Ａ，１１０Ｂを維持するための機構が必要となり、機械的な信頼性や安定性にかけるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、上記空気層を必要とすることなく、機械的な信頼性や安定性を向上した導光路を提供することにある。
【０００５】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、直角プリズムを用いて光線を直角に曲げる導光路であって、直角プリズムの互いに直交する面にそれぞれ低屈折率材料層を介して導光部品が接合されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る導光路において、上記低屈折率材料層は、例えば１００ｎｍ以上の厚さを有する。また、上記低屈折率材料層には両面に反射防止層が積層されている。さらに、上記低屈折材料層と反射防止層が低屈折率材料を中心に対称な膜厚で形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光線を折り曲げるようなプリズム構成における空気層の必要性をなくし全固体で導光路を構成することができ、振動の多い場所等に光学系を設置するなどの場合に飛躍的に安定性、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
【００１０】
本発明を適用した導光路１０は、例えば図１に示すように、直角プリズム１を用いて光線を直角に曲げる導光路であって、直角プリズム１の互いに直交する面１Ａ，１Ｂにそれぞれ両面に反射防止層２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２が積層された低屈折率材料層３Ａ，３Ｂを介して導光部品４Ａ，４Ｂが接合されてなる。
【００１１】
低屈折率材料層３Ａ，３Ｂは導光部品４Ａ，４Ｂ及び直角プリズム１の屈折率に対して十分低い屈折率を持っており、浅い角度で入射した光に対して全反射条件を満たすように設計されている。これにより、空気層を設けた構成と同じく、入射側の導光部品４Ａから低屈折率材料層３Ａを介して直角プリズム１に浅い角度で入射した光はこの低屈折率材料層３Ｂの界面で全反射するので、光路から外に出てしまうという現象は起こらない。
【００１２】
しかしながら、この面に対して垂直に近い角度で入射する光に対しても光学プリズム１と低屈折率材料層３Ａ，３Ｂの屈折率差に応じた反射が発生し、光損失となる。この現象をなくすために、低屈折率材料層３Ａ，３Ｂの両面に反射防止層２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２を設けることにより、面に対して垂直に近い光に関してはすべて透過することができる。
【００１３】
上記低屈折率材料層３Ａ，３Ｂとしては屈折率１．４以下の材料を用いることが望ましく、ＭＧＦ２やフッ素系樹脂を添加したアクリル樹脂、フッ素系樹脂を添加したエポキシ樹脂などを用いることができ、実用上、その厚さは１００ｎｍ以上にされる。
【００１４】
ここで、直角プリズム１に用いる材料は光学系に導入される光線のＦ値により、上記低屈折率材料層３Ａ，３Ｂとの屈折率差がこの導光路１０の積層面に入射する全光線を反射するよう、それぞれの屈折率を選ぶ必要があり、図２に示すように、低屈折率材料層３Ａ，３Ｂの屈折率をｎＬ、直角プリズム１に用いる材料の屈折率をｎｐ、光学系のＦ値により膜面の法線に対してなす最大の角度をθとすると、次の（１）式を満足する材料が選ばれる。
【００１５】
θ＝ｓｉｎ−１（ｎＬ／ｎｐ  ）      ・・・（１）式
反射防止層２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２は一般的な低屈折率材料と高屈折率材料の積層構造を用いることができ、上記低屈折率材料層３Ａ，３Ｂを中心に対称となる構成を持つ。低屈折率材料、高屈折率材料、積層数等は必要とされる光線の波長帯域等により選ぶことができる。
（実施例1）
図３示す導光路の実施例１は、波長５２５ｎｍの光線が、導光部品内に±７°の角度を持って伝播する系に本発明を適用した例である。
【００１６】
実施例１では、導光部品４Ａ，４Ｂ及び直角プリズム１を構成するプリズム材料として屈折率１．７５の硝材（高屈折率ガラス）を用い、低屈折率材料層３Ａ，３Ｂを形成する低屈折率材料として、屈折率１．３７のＭｇＦ２を用いる。また反射防止層２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２は高屈折率材料にＮｂ２Ｏ５、低屈折率材料にＳｉＯ２を用いた２層構造を低屈折率材料層３Ａ，３Ｂの各両面に成膜した。
【００１７】
プリズム材料で形成された導光部品４Ａの表面にＮｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層２Ａ１１）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層２Ａ１２）、ＭｇＦ２（低屈折率材料層３Ａ）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層２Ａ２１）、Ｎｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層２Ａ２２）の順にスパッタ法や真空蒸着法などの物理蒸着法を用いて積層した後、プリズム材料（導光部品４Ａ及び直角プリズム１）と屈折率が一致するように調整された接着剤５を用いてプリズム材料で形成された直角プリズム１に固着した。
【００１８】
同様に、プリズム材料で形成された導光部品４Ｂの表面にＮｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層）、ＭｇＦ２（低屈折率材料層）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層）、Ｎｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層）の順にスパッタ法や真空蒸着法などの物理蒸着法を用いて積層した後、プリズム材料（導光部品４Ｂ及び直角プリズム１）と屈折率が一致するように調整された接着剤５を用いてプリズム材料で形成された直角プリズム１に固着する。
【００１９】
この実施例１の導光路における各層の材料、屈折率及び厚さは表１に示す通りである。
【００２０】
【表１】
2006133609.tif 000003
【００２１】
この構成により得られる反射特性を図４に示す。膜面に対して±１０°以内で入射する光に対しては無反射であることを示しており、７０°以上の角度で入射した光はすべて反射することが可能である。
（実施例２）
図５示す本発明に係る導光路の実施例２は、実施例１の低屈折率材料をＭｇＦ２と同じ屈折率を持つように調整されたフッ素樹脂添加のアクリル系あるいはエポキシ系接着剤等の低屈折率接着剤で置き換えた例である。
【００２２】
実施例２では、それぞれプリズム材料で形成された導光部品４Ａ及び直角プリズム１の対向面にそれぞれ同じプロセスでＮｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層２Ａ１１，２Ａ２２）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層２Ａ１２，２Ａ２１）の順に積層を行う。積層にはスパッタ法などの物理蒸着法を用いる。対向面にＮｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層２Ａ１１，２Ａ２２）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層２Ａ１２，２Ａ２１）が積層された導光部品４Ａと直角プリズム１を低屈折率材料層３Ａとなる低屈折率接着剤を用いて貼り合わせる。
【００２３】
同様に、それぞれプリズム材料で形成された導光部品４Ｂ及び直角プリズム１の対向面にそれぞれＮｂ２Ｏ５（反射防止用高屈折率材料層）、ＳｉＯ２（反射防止用低屈折率材料層）が積層された導光部品４Ｂと直角プリズム１を低屈折率材料層３Ｂとなる低屈折率接着剤を用いて貼り合わせる。
【００２４】
この実施例２の導光路における各層の材料、屈折率及び厚さは表２に示す通りである。
【００２５】
【表２】
2006133609.tif 000004
【００２６】
この構成により図６に示すような反射特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る導光路の基本的構成を示す平面図である。
【図２】上記導光路における直角プリズムと低屈折率材料層の屈折率の選定の説明に供する図である。
【図３】本発明に係る導光路の実施例１の要部構成を示す平面図である。
【図４】上記実施例１の導光路の反射特性を示す特性図である。
【図５】本発明に係る導光路の実施例２の要部構成を示す平面図である。
【図６】上記実施例２の導光路の反射特性を示す特性図である。
【図７】ガラスプリズムを用いて光線を直角に曲げることを目的とした導光路において、導光路とプリズムを一体にした従来例（Ａ）及び入射側導光路、直角プリズム、出射側導光路に分割して空気層を設けた従来例（Ｂ）を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  直角プリズム、１Ａ，１Ｂ  直交する面、２Ａ１，２Ａ２・２Ｂ１，２Ｂ２  反射防止層、２Ａ１１，２Ａ２２  反射防止用高屈折率材料層、２Ａ１２，２Ａ２１  反射防止用低屈折率材料層、３Ａ，３Ｂ  低屈折率材料層、４Ａ，４Ｂ  導光部品、１０  導光路、
【図１】
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【図２】
2006133609.tif 000006
【図３】
2006133609.tif 000007
【図４】
2006133609.tif 000008
【図５】
2006133609.tif 000009
【図６】
2006133609.tif 000010
【図７】
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