CN105659116B - 色分解光学系统及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的摄像装置(1)的色分解光学系统(3)中，从光入射侧依次具备：第1棱镜(10)，具有第1分色膜(D1)，取出被第1分色膜反射的蓝色光(LB)；第2棱镜(20)，具有第2分色膜(D2)，取出透射第1分色膜并被第2分色膜反射的红色光(LR)；及第3棱镜(30)，取出透射第1及第2分色膜的绿色光(LG)，其中，第1分色膜设为反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段分色膜。

Description

色分解光学系统及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种色分解光学系统及摄像装置。
背景技术
电视摄像机或视频摄像机等摄像装置中，使用将入射光分解为蓝色光、绿色光及红色光这3个色光成分的色分解光学系统，被分解的各色光成分受光于按每个色光成分设置的CCD(Charge Coupled Device)图像传感器等成像元件。
作为这种色分解光学系统，已知有飞利浦型色分解光学系统。飞利浦型色分解光学系统例如构成为如下，即，具备：第1棱镜，在反射、透射面形成有反射蓝色光且使绿色光及红色光透射的分色膜；第2棱镜，在反射、透射面形成有反射红色光且使绿色光透射的分色膜；及第3棱镜，其中，以第1棱镜取出蓝色光，以第2棱镜取出红色光，以第3棱镜取出绿色光。
从提高摄像装置的灵敏度的观点考虑，作为色分解光学系统的分色膜，典型地使用具有比较陡峭的斜率的分光透射率特性的分色膜。另一方面，从使摄像装置的灵敏度近似于人眼的分光灵敏度特性来提高颜色再现性的观点考虑，还已知有使用具有比较缓和的斜率的宽分光透射率特性的分色膜的色分解光学系统(例如，参考专利文献1)。
而且，成像元件对通常人眼无法感知的红外光也具有灵敏度，因此为了截断红外光而获得近似于人眼的分光灵敏度特性的特性，专利文献1中记载的色分解光学系统中，在色分解光学系统的光入射侧设置有用于截断红外光的吸收型发光率校正滤波器。并且，专利文献2中记载的色分解光学系统中，在色分解光学系统的光入射侧设置有由分色膜构成的反射型红外线截止滤波器。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2009-75543号公报
专利文献2：日本专利公开2010-26312号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
若欲通过设置于色分解光学系统的光入射侧的吸收型发光率校正滤波器配合人眼的分光灵敏度特性而严密地遮断红外光，则连红色光也衰减，导致摄像装置对红色光的灵敏度下降。并且，若为了补偿摄像装置对红色光的灵敏度下降而通过增益调整来放大摄像装置的输出，则有可能因噪声增加而画质下降。
另一方面，根据由分色膜构成的反射型红外线截止滤波器，能够实现近似于人眼的分光灵敏度特性且比发光率校正滤波器更陡峭的斜率的分光透射率特性，能够抑制红色光的衰减并且仅严密地截断红外光。但是，由设置于色分解光学系统的光入射侧的分色膜构成的反射型红外线截止滤波器中，例如再次反射被成像元件的受光面等反射而来的光来使其朝向摄像面，有可能因这种多重反射产生杂散光而使画质下降。若使分光透射率特性的斜率进一步陡峭，则虽然能够抑制杂散光，但会背离人眼的分光灵敏度特性，有可能使颜色再现性下降。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种颜色再现性优异且杂散光成分的影响较少而且S/N比的劣化较少且画质优异的色分解光学系统及摄像装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式的色分解光学系统为将入射光分解为蓝色光、红色光及绿色光的至少3个色光成分的色分解光学系统，其中，从光入射侧依次具备：第1棱镜，具有第1分色膜，取出被第1分色膜反射的第1色光成分；第2棱镜，具有第2分色膜，取出透射第1分色膜并被第2分色膜反射的第2色光成分；及第3棱镜，取出透射第1及第2分色膜的第3色光成分，其中，红色光作为第2色光成分而从第2棱镜取出或作为第3色光成分而从第3棱镜取出，第1及第2棱镜中，配置于比取出红色光的棱镜更靠光入射侧的至少一个棱镜的分色膜设为反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段分色膜，所述色分解光学系统还具备修整滤波器，其从自具有多波段分色膜的棱镜射出的光截断红色区域的长波长侧至红外区域的光。
并且，本发明的一方式的摄像装置具备：上述色分解光学系统；及多个成像元件，按每个色光成分受光通过该色分解光学系统分解的各色光成分。
对作为以往例的具备利用吸收型发光率校正滤波器的色分解光学系统的摄像装置及本发明的一方式的摄像装置的综合分光灵敏度特性进行比较。图11表示以往例的摄像装置的结构的一例，图12表示以往例的摄像装置的分光灵敏度特性及发光率校正滤波器CF、第1分色膜d1、第2分色膜d2的单体的分光透射率特性的一例，图13表示本发明的一方式的摄像装置的分光灵敏度特性及第1分色膜D1、第2分色膜D2的单体的分光透射率特性的一例。另外，以往例的摄像装置及本发明的一方式的摄像装置均为以具有第1分色膜的第1棱镜取出蓝色光LB，以具有第2分色膜的第2棱镜取出红色光LR，以第3棱镜取出绿色光LG的结构，而且通过紫外线截止滤波器从入射光截断紫外线，关于以往例的摄像装置及本发明的一方式的摄像装置的综合分光灵敏度特性，以往例中包含发光率校正滤波器，是计算白色光源、摄影透镜、紫外线截止滤波器、色分解光学系统及成像元件各自的分光透射率乃至分光灵敏度值之积的特性。
图11及图12所示的以往例的摄像装置中，比综合分光灵敏度特性的R成分的峰值波长更靠长波长侧的曲线通过发光率校正滤波器CF的曲线而近似于人眼的分光灵敏度特性。但是可知，与此同时由于发光率校正滤波器CF的影响，R成分的灵敏度比G成分的灵敏度更下降。在具有该分光灵敏度特性的摄像装置中，R成分的灵敏度降低，因此需要施以增益来放大。此时，存在由于放大，噪声也被放大而摄像装置的S/N比恶化的问题。
接着，图13所示的本发明的一方式的摄像装置中，第1分色膜D1的分光透射率特性呈除了蓝色光之外还反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段特性，因此比综合分光灵敏度特性的R成分的峰值波长更靠长波长侧的特性通过第1分色膜D1的曲线而近似于人眼的分光灵敏度特性。而且，R成分的灵敏度通过第1分色膜D1的分光透射率特性而维持与G成分等同的较高的灵敏度。因此，若为具有该分光灵敏度特性的摄像装置，则无需特别提高R成分的增益，不存在S/N比恶化的问题。
因此，本发明中，能够提供维持与以往例等同的颜色再现性并且不存在摄像装置的S/N比劣化的优质的图像。
发明效果
根据本发明，能够提供一种颜色再现性优异且杂散光成分的影响较少，而且S/N比的劣化较少的画质优异的色分解光学系统及摄像装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的一例的结构的图。
图2是表示图1的色分解光学系统的第1分色膜、第2分色膜及修整滤波器各自的分光透射率特性的一例的图。
图3是表示图1的色分解光学系统的分光透射率特性的一例的图。
图4是表示图1的色分解光学系统的变形例的结构的图。
图5是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的其他例的结构的图。
图6是表示图5的色分解光学系统的第1分色膜、第2分色膜及修整滤波器各自的分光透射率特性及图5的色分解光学系统的分光透射率特性的一例的图。
图7是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的其他例的结构的图。
图8是表示图7的色分解光学系统的第1分色膜、第2分色膜及修整滤波器各自的分光透射率特性及图7的色分解光学系统的分光透射率特性的一例的图。
图9是表示具备以往例的色分解光学系统的摄像装置的综合分光灵敏度特性及以B、G、R各自的峰值规格化时的分光灵敏度特性的一例的图。
图10是表示图1的摄像装置的综合分光灵敏度特性及以B、G、R各自的峰值规格化时的分光灵敏度特性的一例的图。
图11是表示以往例的色分解光学系统的结构的一例的图。
图12是表示以往例的摄像装置的综合分光灵敏度特性、分光透射率特性的一例的图。
图13是表示本发明的一方式的摄像装置的综合分光灵敏度特性、分光透射率特性的一例的图。
图14是表示白色光源、摄影透镜、紫外线截止滤波器及成像元件的各光学要件的分光透射率特性以及分光灵敏度特性的一例的图。
图15是表示红外线截止滤波器的分光透射率特性的一例的图。
具体实施方式
图1是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的一例的结构。
图1所示的摄像装置1具备：色分解光学系统3，将经由摄影透镜2入射的入射光分解为蓝色光LB、绿色光LG及红色光LR这3个色光成分；及CCD等成像元件4B、4G、4R，按每个色光成分受光通过色分解光学系统3分解的蓝色光LB、绿色光LG及红色光LR。
色分解光学系统3是所谓的被称为飞利浦型色分解光学系统的系统，从光入射侧依次具备第1棱镜10、第2棱镜20及第3棱镜30，并构成为以第1棱镜10取出蓝色光LB，以第2棱镜20取出红色光LR，以第3棱镜30取出绿色光LG。
第1棱镜10具有光入射面11、反射、透射面12及光出射面13。
反射、透射面12上形成有第1分色膜D1。在以第1棱镜10取出蓝色光LB的结构的色分解光学系统3中，第1分色膜D1构成为反射蓝色光并使绿色光及红色光透射，而且，本例中设为反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段分色膜。
光出射面13上设置有修整滤波器TF。修整滤波器TF为吸收型滤波器，构成为吸收被第1分色膜D1反射的成分中红色区域的长波长侧至红外区域的光来截断，并使蓝色光透射。透射修整滤波器TF的蓝色光LB被成像元件4B受光。另外，修整滤波器TF可设置于第1棱镜10的光出射面13，也可设置于第1棱镜10与成像元件4B之间。
第2棱镜20具有光入射面21、反射、透射面22及光出射面23，在第1棱镜10的反射、透射面12之间隔开空气间隔而配置成光入射面21与第1棱镜10的反射、透射面12对置。
光入射面21上入射有已透射第1棱镜10的第1分色膜D1的绿色光及红色光。
反射、透射面22上形成有第2分色膜D2。在以第2棱镜20取出红色光LR的结构的色分解光学系统3中，第2分色膜D2构成为反射已透射第1棱镜10的第1分色膜D1的绿色光及红色光中的红色光并使绿色光透射。被第2分色膜D2反射的红色光LR被成像元件4R受光。
第3棱镜30具有光入射面31及光出射面32，光入射面31与第2棱镜20的反射、透射面22接合配置。透射第2棱镜20的第2分色膜D2的绿色光LG经由第3棱镜30而被成像元件4G受光。
图2表示色分解光学系统3的第1分色膜D1、第2分色膜D2及修整滤波器TF的分光透射率特性的一例，图3表示色分解光学系统3的分光透射率特性的一例。
第1分色膜D1构成为反射蓝色光及红色区域的长波长侧至红外区域的光，在短波长侧，比约450nm更短的波长的透射率成为0％，在长波长侧，比大致700nm更长的波长的透射率成为约0％。将此时的能够无视短波长侧的透射率实际上对图像形成带来的影响的透射率成为10％以下的波长的边界定义为短波长侧的截止透射波长，同样地将长波长侧的透射率成为10％以下的波长的边界定义为长波长侧的截止透射波长。另外，如吸收滤波器，有时仅在长波长侧或者短波长侧具有截止透射波长。并且设为如下：蓝色光在短波长侧的截止透射波长为400nm(±30nm)且长波长侧的截止透射波长为500nm(±30nm)的范围内在大致440nm附近具有透射率的峰值；绿色光在短波长侧的截止透射波长为470nm(±30nm)且长波长侧的截止透射波长为610nm(±30nm)的范围内在大致550nm附近具有透射率峰值；红色光在短波长侧的截止透射波长为550nm(±30nm)且长波长侧的截止透射波长为700nm(±30nm)的范围内在大致600nm附近具有透射率峰值；红外区域为从波长700nm(±30nm)至成像元件的灵敏度消失的约1000nm的范围。
被第1分色膜D1反射的成分中，红色区域的长波长侧至红外区域的光被修整滤波器TF截断。因此，成像元件4B所受光的成分为蓝色光LB。第2分色膜D2构成为单独时还反射红外光，但红外光已被第1分色膜D1截断，因此不会到达第2棱镜20的光出射面23。因此，成像元件4R所受光的成分为红色光LR。由此，能够获得与无法感知红外光的人眼的分光灵敏度特性近似的特性。优选第1分色膜D1为了截断红外光而从600nm的透射率逐渐下降，并在700nm成为截止透射波长。并且，成像元件4B所受光的蓝色光LB与被修整滤波器TF截断的红色区域的长波长侧至红外区域的光中，波长比较远离，因此还可轻松地通过修整滤波器TF截断红色区域的长波长侧至红外区域的光。通常，色分解光学系统中使用的修整滤波器为截断以成像元件接收的波长频带以外的光的滤波器，但在色分解光学系统3中，截断朝向受光蓝色光LB的成像元件4B侧的光中的红色区域的长波长侧至红外区域的光即可，因此只要是能够使朝向成像元件4B的蓝色光LB透射并截断红色区域的长波长侧至红外区域的光的滤波器，则能够利用任意滤波器，特性选择的自由度较高。
关于通过成像元件4R受光的红色光LR，色分解光学系统3的分光透射率特性的峰值波长大致为600nm。以往的吸收型发光率校正滤波器中，其特性为典型地分光透射率特性的峰值波长在500nm附近，并且分光透射率朝向大致700nm的长波长侧的截止透射波长而缓慢下降，但第1分色膜D1的分光透射率特性的峰值波长在600nm附近，波长600nm下的透射率成为大致80％，第1分色膜D1在红色区域的长波长侧至红外区域中成为比吸收型发光率校正滤波器陡峭的斜率的分光透射率特性。由此，能够抑制红色光LR的衰减，无需为了补偿红色光的衰减而通过调整增益来大幅放大摄像装置的输出，能够抑制噪声的增加来提高画质。
修整滤波器TF能够利用反射型及吸收型的两种类型。修整滤波器TF为反射型时，修整滤波器设为只有蓝色光LB的波长频带透射的特性，由此不需要的红色区域的长波长侧至红外区域的光线不会向成像元件侧透射，因此能够在成像元件与反射型修整滤波器之间避免因多重反射带来的影响。修整滤波器TF为吸收型滤波器时，滤波器的特性具有只有蓝色光LB的波长频带透射并能够吸收拍摄中不需要的红色区域的长波长侧至红外区域的光线的分光特性即可，因此与以往的发光率校正滤波器相比，滤波器的材质或厚度的选择项的自由度大幅扩大。
关于第1分色膜D1的从红色区域的长波长侧遍及红外区域的分光透射率特性，将波长600nm下的透射率设为A(％)，波长650nm下的透射率设为B(％)，波长700nm下的透射率设为C(％)，优选满足2＜(A-C)/(B-C)＜10(其中，65＜A≤100，0≤C＜10)，进一步优选满足2.5＜(A-C)/(B-C)＜8，尤其优选满足3＜(A-C)/(B-C)＜6。通过维持(A-C)/(B-C)的上限来赋予分光透射率特性的倾斜，到达受光红色光LR的成像元件4R的光线的分光透射率特性接近人眼的分光灵敏度特性，因此能够确保红色被摄体的颜色再现性。并且，通过维持(A-C)/(B-C)的下限，防止分光透射率特性的倾斜过于缓和，即防止分色膜中的红色光的反射引起的光量下降，其结果，能够防止成像元件4R的放大器的增益校正引起的噪声增加。通过超过A的下限值，有助于成像的红色光的利用效率得到提高，有助于提高R成分的灵敏度。更优选为70％以上，进一步优选为75％以上。
上式中，从维持以往的普通吸收型发光率校正滤波器中的红色的颜色再现性且增加光量的观点考虑，规定了波长600nm及650nm下的透射率的比例及波长700nm下的透射率。将以往的吸收型发光率校正滤波器的波长600nm下的透射率设为a(％)，波长650nm下的透射率设为b(％)，波长700nm下的透射率设为c(％)，将光量增加的比例系数设为α，当A＝α×a、B＝α×b、C＝α×c的关系成立时，即，A∶B∶C＝a∶b∶c时，在以往的吸收型发光率校正滤波器与第1分色膜D1中红色的颜色再现性成为等价。但是，长波长侧的截止透射波长附近的波长700nm下的透射光量为微小量，因此对于波长700nm下的透射率，充分容许1％至10％左右的偏差。因此，作为如上式所示那样规定波长600nm及650nm下的透射率的比例的形式，将波长600nm及650nm下的透射率的比例设为上述范围，并且限制成避免波长700nm下的透射率变得过高，由此能够维持以往的普通吸收型发光率校正滤波器中的红色的颜色再现性且实现光量的增加。
具有以上的分光透射率特性的第1分色膜D1例如能够通过表1所示的膜结构形成。
[表1]
材质 折射率 层厚(nm)
第1层(入射侧) TiO2 2.35 28
第2层 SiO2 1.47 75
第3层 TiO2 2.35 40
第4层 SiO2 1.47 70
第5层 TiO2 2.35 48
第6层 SiO2 1.47 81
第7层 TiO2 2.35 46
第8层 SiO2 1.47 69
第9层 TiO2 2.35 44
第10层 SiO2 1.47 81
第11层 TiO2 2.35 52
第12层 SiO2 1.47 81
第13层 TiO2 2.35 42
第14层 SiO2 1.47 46
第15层 Ti O2 2.35 72
第16层 SiO2 1.47 183
第17层 TiO2 2.35 99
第18层 SiO2 1.47 150
第19层 TiO2 2.35 76
第20层 SiO2 1.47 124
第21层 TiO2 2.35 89
第22层 SiO2 1.47 142
第23层 TiO2 2.35 79
第24层 SiO2 1.47 131
第25层 TiO2 2.35 89
第26层 SiO2 1.47 131
第27层 TiO2 2.35 82
第28层 SiO2 1.47 160
第29层 TiO2 2.35 83
第30层 SiO2 1.47 163
第31层 TiO2 2.35 86
第32层(出射侧) SiO2 1.47 288
图4表示上述的色分解光学系统3的变形例的结构。
图4所示的例子中，在第1棱镜10的光入射侧配置有红外线截止滤波器IR。通过同时使用红外线截止滤波器IR，能够充分截断红外光，获得更近似于人眼的分光灵敏度特性的特性，并且，能够将重点放在红色区域的长波长侧的光反射来构成第1分色膜D1，能够提高红色的颜色再现性。另外，红外线截止滤波器IR可设置于第1棱镜10与摄影透镜2之间，也可设置于第1棱镜10的光入射面。
作为红外线截止滤波器IR，如图15所示，能够适当使用长波长侧的截止透射波长比第1分色膜D1的长波长侧的截止透射波长更靠长波长侧的吸收型或反射型滤波器，据此，不会影响颜色再现性就能够防止产生杂散光并且防止红色光LR的衰减。
图5是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的其他例的结构的图。
图5所示的色分解光学系统103从光入射侧依次具备第1棱镜10、第2棱镜20及第3棱镜30，并构成为以第1棱镜10取出蓝色光LB，以第2棱镜20取出绿色光LG，以第3棱镜30取出红色光LR。
第1棱镜10的反射、透射面12上形成有第1分色膜D1，第1分色膜D1构成为反射蓝色光及红色区域的长波长侧至红外区域的光。并且，第1棱镜10的光出射面13上设置有吸收型修整滤波器TF，所述吸收型修整滤波器构成为使被第1分色膜D1反射的成分中的蓝色光LB透射并截断红色区域的长波长侧至红外区域的光。透射修整滤波器TF的蓝色光LB被成像元件4B受光。
第2棱镜20的反射、透射面22上形成有第2分色膜D2。以第2棱镜20取出绿色光LG的结构的色分解光学系统103中，第2分色膜D2构成为反射透射第1棱镜10的第1分色膜D1的绿色光及红色光中的绿色光并使红色光透射。被第2分色膜D2反射的绿色光LG被成像元件4G受光。
并且，透射第2棱镜20的第2分色膜D2的红色光LR经由第3棱镜30被成像元件4R受光。
将色分解光学系统103的第1分色膜D1、第2分色膜D2及修整滤波器TF各自的分光透射率特性及色分解光学系统103的分光透射率特性的一例示于图6。
图7是用于说明本发明的实施方式的、表示色分解光学系统及摄像装置的其他例的结构的图。
图7所示的色分解光学系统203从光入射侧依次具备第1棱镜10、第2棱镜20及第3棱镜30，并构成为以第1棱镜10取出绿色光LG，以第2棱镜20取出蓝色光LB，以第3棱镜30取出红色光LR。
第1棱镜10的反射、透射面12上形成有第1分色膜D1，第1分色膜D1构成为反射绿色光。被第1分色膜D1反射的绿色光LG被成像元件4G受光。
第2棱镜20的反射、透射面22上形成有第2分色膜D2，第2分色膜D2构成为反射蓝色光及红色区域的长波长侧至红外区域的光。并且，第2棱镜20的光出射面23上设置有吸收型修整滤波器TF，所述吸收型修整滤波器构成为使被第2分色膜D2反射的成分中的蓝色光LB透射并截断红色区域的长波长侧至红外区域的光。透射修整滤波器TF的蓝色光LB被成像元件4B受光。
并且，透射第2棱镜20的第2分色膜D2的红色光LR经由第3棱镜30被成像元件4R受光。
将色分解光学系统203的第1分色膜D1、第2分色膜D2及修整滤波器TF各自的分光透射率特性及色分解光学系统203的分光透射率特性的一例示于图8。
通过以上的色分解光学系统103、203，与上述的色分解光学系统3同样地，也能够提高颜色再现性及画质。另外，在色分解光学系统103、203中，与上述的色分解光学系统3同样地，也能够在第1棱镜10的光入射侧设置红外线截止滤波器IR。
以下，对作为以往例的具备使用吸收型发光率校正滤波器的色分解光学系统的摄像装置及本发明的一方式的摄像装置的综合分光灵敏度特性进行比较。图9表示以往例的摄像装置的综合分光灵敏度特性及以B、G、R各自的峰值规格化时的规格化分光灵敏度特性，图10表示上述的摄像装置1的综合分光灵敏度特性及以B、G、R各自的峰值规格化时的规格化分光灵敏度特性。另外，关于综合分光灵敏度特性，以往例中，包含发光率校正滤波器在内，是计算白色光源、摄影透镜、紫外线截止滤波器、色分解光学系统及成像元件各自的分光透射率乃至分光灵敏度值之积的特性，将白色光源、摄影透镜、紫外线截止滤波器及成像元件的各光学要件的分光透射率特性及分光灵敏度特性示于图14。
在已规格化的规格化分光灵敏度特性方面，在图9所示的以往例及图10所示的摄像装置1中成为大致相同的特性，可知关于颜色再现性能够发挥等同的性能。但是，在综合分光灵敏度特性方面，以往例的R成分的峰值相对于G成分的峰值大幅下降，而摄像装置1中的R成分的峰值示出与G成分的峰值大致相同的灵敏度。400nm至750nm中的B、G、R的积分值在以往例中为B∶G∶R＝0.92∶1.00∶0.45，在摄像装置1中为B∶G∶R＝0.93∶1.00∶0.86。
在彩色摄像相机中，进行使其一致为B∶G∶R＝1∶1∶1的白平衡调整操作，以使在摄影时一定拍摄白色的被摄体并使其再现为白色，此时，以往例中为了使R成分的输出与G成分一致，需要对R成分施以2倍以上的增益。由此，R成分的噪声成分也被放大，产生相机的S/N比恶化的不良情况。但是，根据摄像装置1，R成分的增益为1.2倍以下，因此能够大幅削减噪声的放大，并抑制S/N比的恶化。
因此，摄像装置1能够兼顾良好的颜色再现及无S/N比恶化的良好的图像。
如以上说明，本说明书中公开有下述事项。
(1)一种色分解光学系统，其将入射光分解为蓝色光、红色光及绿色光的至少3个色光成分，其中，从光入射侧依次具备：第1棱镜，具有第1分色膜，取出被上述第1分色膜反射的第1色光成分；第2棱镜，具有第2分色膜，取出透射上述第1分色膜并被上述第2分色膜反射的第2色光成分；及第3棱镜，取出透射上述第1及第2分色膜的第3色光成分，其中，红色光作为上述第2色光成分而从上述第2棱镜取出或作为上述第3色光成分而从上述第3棱镜取出，上述第1及第2棱镜中，配置于比取出红色光的棱镜更靠光入射侧的至少一个棱镜的分色膜设为反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段分色膜，上述色分解光学系统还具备修整滤波器，从自具有上述多波段分色膜的上述棱镜射出的光截断红色区域的长波长侧至红外区域的光。
(2)根据(1)所述的色分解光学系统，其中，上述修整滤波器设置于具有上述多波段分色膜的上述棱镜的光出射面或该棱镜与受光从该棱镜射出的光的成像元件之间。
(3)根据(2)所述的色分解光学系统，其中，上述修整滤波器为吸收型滤波器。
(4)根据(1)至(3)中任一个所述的色分解光学系统，其中，上述多波段分色膜的分光透射率特性从红色区域的长波长侧向红外区域单调地减少。
(5)根据(1)至(4)中任一个所述的色分解光学系统，其中，关于上述多波段分色膜的长波长侧的分光透射率特性，将波长600nm下的透射率设为A(％)，波长650nm下的透射率设为B(％)，波长700nm下的透射率设为C(％)，具有通过下式表示的分光透射率特性。
2＜(A-C)/(B-C)＜10且65＜A≤100且0≤C＜10
(6)根据(5)所述的色分解光学系统，其中，上述多波段分色膜的长波长侧的分光透射率特性具有通过下式表示的分光透射率特性。
2.5＜(A-C)/(B-C)＜8
(7)根据(6)所述的色分解光学系统，其中，上述多波段分色膜的长波长侧的分光透射率特性具有通过下式表示的分光透射率特性。
3＜(A-C)/(B-C)＜6
(8)根据(1)至(7)中任一个所述的色分解光学系统，其中，在上述第1棱镜的光入射面或该第1棱镜与使光入射于该第1棱镜的摄影透镜之间设置有红外线截止滤波器。
(9)根据(8)所述的色分解光学系统，其中，上述红外线截止滤波器的长波长侧的截止透射波长比上述多波段分色膜的红外区域中的长波长侧的截止透射波长更靠长波长侧。
(10)根据(8)或(9)所述的色分解光学系统，其中，上述红外线截止滤波器为吸收型或反射型的滤波器。
(11)根据(1)至(10)中任一个所述的色分解光学系统，其中，上述多波段分色膜反射蓝色光及红色区域的长波长侧至红外区域的光。
(12)一种摄像装置，其具备：(1)至(11)中任一个所述的色分解光学系统；及多个成像元件，按每个色光成分受光通过上述色分解光学系统分解的各色光成分。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种颜色再现性优异且杂散光成分的影响较少而且S/N比的劣化较少的画质优异的色分解光学系统及摄像装置。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这仅仅是一例示，本发明在不脱离其宗旨的范围内能够以加以各种变更的方式实施。本申请基于2013年8月29日申请的日本专利申请(专利申请2013-178717)，其内容作为参考引入此。
符号说明
1-摄像装置，2-摄影透镜，3-色分解光学系统，4B、4R、4G-成像元件，10-第1棱镜，20-第2棱镜，30-第3棱镜，D1-第1分色膜(多波段分色膜)，D2-第2分色膜，TF-修整滤波器，IR-红外线截止滤波器，LB-蓝色光，LG-绿色光，LR-红色光。

Claims (10)

1.一种色分解光学系统，其将入射光分解为蓝色光、红色光及绿色光的至少3个色光成分，其中，
从光入射侧依次具备：
第1棱镜，具有第1分色膜，取出被所述第1分色膜反射的第1色光成分；
第2棱镜，具有第2分色膜，取出透射所述第1分色膜并被所述第2分色膜反射的第2色光成分；及
第3棱镜，取出透射所述第1及第2分色膜的第3色光成分，
红色光作为所述第2色光成分而从所述第2棱镜取出或作为所述第3色光成分而从所述第3棱镜取出，
所述第1及第2棱镜中，配置于比取出红色光的棱镜更靠光入射侧的至少一个棱镜的所述分色膜设为反射红色区域的长波长侧至红外区域的光的多波段分色膜，
所述色分解光学系统还具备修整滤波器，从自具有所述多波段分色膜的所述棱镜射出的光截断红色区域的长波长侧至红外区域的光，
所述多波段分色膜的分光透射率特性从红色区域的长波长侧向红外区域单调地减少。
2.根据权利要求1所述的色分解光学系统，其中，
所述修整滤波器设置于具有所述多波段分色膜的所述棱镜的光出射面或该棱镜与受光从该棱镜射出的光的成像元件之间。
3.根据权利要求2所述的色分解光学系统，其中，
所述修整滤波器为吸收型滤波器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的色分解光学系统，其中，
将波长600nm下的透射率设为A％，波长650nm下的透射率设为B％，波长700nm下的透射率设为C％，则所述多波段分色膜的长波长侧的分光透射率特性具有通过下式表示的分光透射率特性：
2＜(A-C)/(B-C)<10且65<A≤100且0≤C＜10。
5.根据权利要求4所述的色分解光学系统，其中，
所述多波段分色膜的长波长侧的分光透射率特性具有通过下式表示的分光透射率特性：
2.5＜(A-C)/(B-C)＜8。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的色分解光学系统，其中，
在所述第1棱镜的光入射面或该第1棱镜与使光入射于该第1棱镜的摄影透镜之间设置有红外线截止滤波器。
7.根据权利要求6所述的色分解光学系统，其中，
所述红外线截止滤波器的长波长侧的截止透射波长比所述多波段分色膜的红外区域中的长波长侧的截止透射波长更靠长波长侧。
8.根据权利要求6所述的色分解光学系统，其中，
所述红外线截止滤波器为吸收型或反射型的滤波器。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的色分解光学系统，其中，
所述多波段分色膜反射蓝色光及红色区域的长波长侧至红外区域的光。
10.一种摄像装置，其具备：
权利要求1至3中任一项所述的色分解光学系统；及
多个成像元件，按每个色光成分受光通过所述色分解光学系统分解的各色光成分。
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