JP2009075543A - Color separation optical system and imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce ghost/flare and also to obtain characteristics closer to ideal spectral characteristics so as to improve color reproductivity, compared to an existing wave-length selection method using a trimming filter with a dichroic film. <P>SOLUTION: A curve representing characteristics of a blue-light reflecting dichroic film DB and a curve representing characteristics of a red-light reflecting dichroic film DR are configured to have shapes close to ideal spectral characteristics of green. Accordingly, the characteristics approximated to the ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter having a dichroic film in an exiting surface of a prism. Since the trimming filter having the dichroic film is not required, the ghost/flare occurred due to the dichroic film of the trimming filter can be suppressed. Hereby, the imaging system having the ideal spectral characteristic with reduced ghost and flare can be embodied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、入射光を複数の色光に分解する色分解光学系、およびその色分解光学系を備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to a color separation optical system that separates incident light into a plurality of color lights, and an imaging device that includes the color separation optical system.

一般に、テレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、色分解光学系が備えられている。図43は、従来の色分解光学系の構成例を示している。この色分解光学系101は、撮影レンズ102を介して入射した入射光Lを青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGの3つの色光成分に分解するものである。色分解光学系101によって分解された各色光に対応する位置には、CCD(Charge Coupled Device)等の各色光用の撮像素子4B,4R,4Gが配置される。この色分解光学系101は、フィリップス型色分解光学系と呼ばれるものであり、光軸Z1に沿って光の入射側から順に、第1のプリズム110と、第2のプリズム120と、第3のプリズム130とを備え、第1のプリズム110で青色光LB、第2のプリズム120で赤色光LR、第3のプリズム130で緑色光LGを取り出す構成とされている。   In general, an imaging apparatus such as a television camera or a video camera is provided with a color separation optical system. FIG. 43 shows a configuration example of a conventional color separation optical system. The color separation optical system 101 separates incident light L incident through the photographing lens 102 into three color light components of blue light LB, red light LR, and green light LG. Image pickup devices 4B, 4R, and 4G for each color light such as a CCD (Charge Coupled Device) are arranged at positions corresponding to the respective color lights separated by the color separation optical system 101. The color separation optical system 101 is called a Philips type color separation optical system, and in order from the light incident side along the optical axis Z1, the first prism 110, the second prism 120, and the third prism The first prism 110 extracts blue light LB, the second prism 120 extracts red light LR, and the third prism 130 extracts green light LG.

第1のプリズム110の反射・透過面111には、青色光反射ダイクロイック膜DB1が形成されている。第2のプリズム120の反射・透過面121には、赤色光反射ダイクロイック膜DR1が形成されている。また、第1のプリズム110の光射出面にはトリミングフィルタ151が設けられている。トリミングフィルタ151の光射出面にはダイクロイック膜151Aが形成されている。同様に、第2のプリズム120の光射出面にはダイクロイック膜152Aが形成されたトリミングフィルタ152が設けられ、第3のプリズム130の光射出面にはダイクロイック膜153Aが形成されたトリミングフィルタ153が設けられている。トリミングフィルタ151,152,153は、分光特性を理想とする特性に近づけるために設けられており、青色光反射ダイクロイック膜DB1と赤色光反射ダイクロイック膜DR1とでは十分に整形できなかった波長成分の分光特性を整える役割を持つ。   A blue light reflecting dichroic film DB1 is formed on the reflection / transmission surface 111 of the first prism 110. On the reflection / transmission surface 121 of the second prism 120, a red light reflection dichroic film DR1 is formed. A trimming filter 151 is provided on the light exit surface of the first prism 110. A dichroic film 151 </ b> A is formed on the light exit surface of the trimming filter 151. Similarly, a trimming filter 152 formed with a dichroic film 152A is provided on the light exit surface of the second prism 120, and a trimming filter 153 formed with a dichroic film 153A is formed on the light exit surface of the third prism 130. Is provided. The trimming filters 151, 152, and 153 are provided to bring the spectral characteristics closer to the ideal characteristics, and spectral components of wavelength components that cannot be sufficiently shaped by the blue light reflecting dichroic film DB1 and the red light reflecting dichroic film DR1. Has the role of adjusting characteristics.

図45は、一般にカラー撮像系で理想とされている分光特性を赤色(R)成分、青色(B)成分、および緑色(G)成分の3色について示している。なお、図45の理想特性は、各色光成分の最大値が1となるように規格化したものであり、縦軸は透過率強度を示す。この「理想特性」は、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換により求めることができる。ここで、「色再現媒体」とは、撮像装置によって撮影された画像を再現(表示)するものであり、例えば液晶モニタやプロジェクタ等の表示装置である。図44は、理想特性を求めるための3原色R,G,Bの色度座標の一例を示している。3原色R,G,Bは、色再現媒体で再現可能な色範囲を決定する。   FIG. 45 shows spectral characteristics that are generally ideal in a color imaging system for three colors of a red (R) component, a blue (B) component, and a green (G) component. Note that the ideal characteristics of FIG. 45 are normalized so that the maximum value of each color light component is 1, and the vertical axis indicates the transmittance intensity. This “ideal characteristic” is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and can be obtained by primary conversion of the color matching function of the XYZ color system. Here, the “color reproduction medium” reproduces (displays) an image taken by the imaging device, and is a display device such as a liquid crystal monitor or a projector. FIG. 44 shows an example of chromaticity coordinates of the three primary colors R, G, and B for obtaining ideal characteristics. The three primary colors R, G, and B determine the color range that can be reproduced by the color reproduction medium.

図43に示した色分解光学系101を用いて図45に示したような理想特性と同じ特性が得られれば理想的な色再現を行うことができる。しかしながら実際には、完全に理想特性と同じ特性にすることは困難であり、理想特性に近似した特性となるような設計がなされている。従来の色分解光学系101では、各プリズムに形成されたダイクロイック膜DB1,DR1とトリミングフィルタ151,152,153に形成されたダイクロイック膜151A,152A,153Aとを適宜調整することで、理想特性に近似した特性となるような設計がなされていた。図46は、そのような設計を行うことにより得られる従来の一般的な色分解光学系の分光透過特性を示している。   If the same characteristic as the ideal characteristic shown in FIG. 45 is obtained using the color separation optical system 101 shown in FIG. 43, ideal color reproduction can be performed. However, in practice, it is difficult to achieve the same characteristic as the ideal characteristic, and the design is such that the characteristic approximates the ideal characteristic. In the conventional color separation optical system 101, ideal characteristics are obtained by appropriately adjusting the dichroic films DB1 and DR1 formed on each prism and the dichroic films 151A, 152A, and 153A formed on the trimming filters 151, 152, and 153. It was designed to have approximate characteristics. FIG. 46 shows spectral transmission characteristics of a conventional general color separation optical system obtained by performing such a design.

図47は、従来の色分解光学系101で用いられているダイクロイック膜DB1,DR1の設計例を示している。図47に示したように、従来では、ダイクロイック膜DB1,DR1として、その波長対透過率の特性曲線が、図45に示した理想特性の曲線に比べて急峻な立ち上がり、または立ち下がりを見せる特性を持つものが使用されていた。さらに,ダイクロイック膜151A,152A,153Aの施されたトリミングフィルタ151,152,153を用いて各プリズムの射出面から射出する光の不要な波長成分を遮断している。   FIG. 47 shows a design example of the dichroic films DB1 and DR1 used in the conventional color separation optical system 101. As shown in FIG. 47, conventionally, as the dichroic films DB1 and DR1, the characteristic curve of wavelength vs. transmittance shows a sharp rise or fall compared to the ideal characteristic curve shown in FIG. Something with was used. Further, unnecessary wavelength components of light emitted from the exit surface of each prism are blocked using trimming filters 151, 152, 153 provided with dichroic films 151A, 152A, 153A.

このように、従来では、種々のトリミングフィルタを用いて特性を整えることが通常行われている。例えば特許文献1では、特殊な分光透過特性を持つトリミングフィルタを使用する方法で肌色の輝度レベルを上げて、色再現を向上させる方法が提案されている。その他にも、ダイクロイック膜DR1に代えて第2のプリズム120と第3のプリズム130との接合面にハーフミラーを配置し、トリミングフィルタ152,153として理想特性に近似した透過特性を持つダイクロイック膜を施すことで透過特性を調整する方法などが知られている。図48は、そのような特殊な調整を行うことで理想特性に近似させた従来の色分解光学系の分光特性を示している。
特開2005−208256号公報
As described above, conventionally, the characteristics are usually adjusted using various trimming filters. For example, Patent Document 1 proposes a method for improving the color reproduction by increasing the skin tone luminance level by using a trimming filter having special spectral transmission characteristics. In addition, instead of the dichroic film DR1, a half mirror is disposed on the joint surface between the second prism 120 and the third prism 130, and a dichroic film having transmission characteristics approximate to ideal characteristics is used as the trimming filters 152 and 153. A method of adjusting the transmission characteristics by applying such a method is known. FIG. 48 shows the spectral characteristics of a conventional color separation optical system approximated to ideal characteristics by performing such special adjustment.
JP-A-2005-208256

しかしながら、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いるような従来の色分解光学系では、そのダイクロイック膜の特性として、波長選択的に反射率の高い波長域があるため、そのダイクロイック面と撮像面との間で多重反射が生じ、ゴースト・フレアとなって画像品質が劣化する問題がある。図49は、一例として、従来の色分解光学系101において緑色光LGを取り出す第3のプリズム130の射出面側で生ずる多重反射について示している。図49に示したように、撮像素子4Gは、撮像面401Gとカバーガラス402と引き出し電極403とを有し、例えば、緑色用のトリミングフィルタ153を通過した緑色光LGの一部が撮像面401Gで反射され、その戻り光がトリミングフィルタ153のダイクロイック膜153Aの波長選択特性に応じて反射される。こようにして多重反射光160が生じてゴースト・フレアとなる。このため、従来では、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現は困難であった。   However, in a conventional color separation optical system that uses a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism, the dichroic film has a wavelength range with high reflectivity as a characteristic of the dichroic film. There is a problem that multiple reflection occurs between the imaging surface and a ghost or flare, resulting in a deterioration in image quality. FIG. 49 shows, as an example, multiple reflection that occurs on the exit surface side of the third prism 130 that extracts the green light LG in the conventional color separation optical system 101. As shown in FIG. 49, the imaging device 4G includes an imaging surface 401G, a cover glass 402, and an extraction electrode 403. For example, part of the green light LG that has passed through the green trimming filter 153 is captured on the imaging surface 401G. The reflected light is reflected according to the wavelength selection characteristics of the dichroic film 153A of the trimming filter 153. In this way, multiple reflected light 160 is generated, resulting in ghost / flare. For this reason, conventionally, it has been difficult to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる従来の波長選択手法に比べてゴースト・フレアを低減させることができ、かつ、理想的な分光特性に近い特性を得て色再現性の向上を図ることができるようにした色分解光学系および撮像装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to reduce ghost and flare as compared with a conventional wavelength selection method using a trimming filter with a dichroic film, and to realize an ideal spectroscopic method. An object of the present invention is to provide a color separation optical system and an image pickup apparatus capable of obtaining characteristics close to characteristics and improving color reproducibility.

本発明の第1の観点に係る色分解光学系は、入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有し、第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有し、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a first aspect of the present invention is a color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light, sequentially from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect blue light as the first color light component, and the second dichroic film reflects red light or green light as the second color light component. Are those configured. In addition, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film is red light. The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape along the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film When the film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape that follows the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is what.

本発明の第1の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて青色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて赤色光または緑色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the first aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects blue light as the first color light component, and blue light is extracted by the first prism. The second dichroic film has a film configuration that reflects red light or green light as the second color light component, and red light or green light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, the curve indicating the characteristic of the first dichroic film and the curve indicating the characteristic of the second dichroic film have a shape along the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. A characteristic close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

本発明の第1の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで青色光、第2のプリズムで赤色光、第3のプリズムで緑色光を取り出す構成とされている場合、第1のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有していることが好ましい。かつ、第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有していることが好ましい。   In the color separation optical system according to the first aspect of the present invention, when the first prism extracts blue light, the second prism extracts red light, and the third prism extracts green light, The dichroic film reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is within the wavelength range of 430 nm to 670 nm in the form of the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from low transmittance to high transmittance. In addition, the second dichroic film reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from a high transmittance to a low transmittance within the wavelength range.

この第1のプリズムで青色光、第2のプリズムで赤色光、第3のプリズムで緑色光を取り出す構成とされている場合において、第3のダイクロイック膜を有し、第2のプリズムと第3のプリズムとの間に配置され、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第4の色光成分を取り出す第4のプリズムをさらに備えていても良い。この場合、第3のダイクロイック膜は、400nm以上600nm以下の波長域の光の一部を第4の色光成分として反射するものであり、第3のプリズムは、第1および第2のダイクロイック膜を透過し、さらに第3のダイクロイック膜を透過した緑色光を取り出す構成とされていることが好ましい。   In the case where the first prism extracts blue light, the second prism extracts red light, and the third prism extracts green light, the first prism has a third dichroic film, and the second prism and third A fourth prism that is disposed between the first and second prisms and extracts the fourth color light component transmitted through the first and second dichroic films may be further provided. In this case, the third dichroic film reflects a part of light in the wavelength region of 400 nm or more and 600 nm or less as the fourth color light component, and the third prism uses the first and second dichroic films. It is preferable that the green light that passes through and further passes through the third dichroic film is extracted.

また、本発明の第1の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで青色光、第2のプリズムで緑色光、第3のプリズムで赤色光を取り出す構成とされている場合、第1のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有していることが好ましい。かつ、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有していることが好ましい。   Further, in the color separation optical system according to the first aspect of the present invention, when the first prism extracts blue light, the second prism extracts green light, and the third prism extracts red light, The dichroic film 1 reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is in the wavelength range of 430 nm to 670 nm in a form that follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from a low transmittance to a high transmittance. In addition, the second dichroic film reflects green light, and the slope of the reflection characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from a high reflectance to a low reflectance within a wavelength range of.

本発明の第2の観点に係る色分解光学系は、入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有し、第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有し、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a second aspect of the present invention is a color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light, and sequentially from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect red light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or green light as the second color light component. Are those configured. In addition, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film is blue light. The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film When the film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectivity with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is what.

本発明の第2の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて赤色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて青色光または緑色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the second aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects red light as the first color light component, and red light is extracted by the first prism. The second dichroic film has a film configuration that reflects blue light or green light as the second color light component, and blue light or green light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, the curve indicating the characteristic of the first dichroic film and the curve indicating the characteristic of the second dichroic film have a shape along the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. A characteristic close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

また、本発明の第2の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで赤色光、第2のプリズムで青色光、第3のプリズムで緑色光を取り出す構成とされている場合、第1のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有していることが好ましい。かつ、第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有していることが好ましい。   Further, in the color separation optical system according to the second aspect of the present invention, when the first prism extracts red light, the second prism extracts blue light, and the third prism extracts green light, The dichroic film 1 reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is in the wavelength range of 430 nm to 670 nm in a form that follows the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from high transmittance to low transmittance. Further, the second dichroic film reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in a form along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from a low transmittance to a high transmittance within the wavelength range.

また、本発明の第2の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで赤色光、第2のプリズムで緑色光、第3のプリズムで青色光を取り出す構成とされている場合、第1のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有していることが好ましい。かつ、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低反射率から高反射率に立ち上がる変化をする形状を有していることが好ましい。   In the color separation optical system according to the second aspect of the present invention, when the first prism extracts red light, the second prism extracts green light, and the third prism extracts blue light, The dichroic film 1 reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is in the wavelength range of 430 nm to 670 nm in a form that follows the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from high transmittance to low transmittance. In addition, the second dichroic film reflects green light, and the slope of the reflection characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in a form along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is preferable to have a shape that changes from a low reflectance to a high reflectance within the wavelength range.

本発明の第3の観点に係る色分解光学系は、入射光を緑色光、青色光、および赤色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に沿う形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a third aspect of the present invention is a color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of green light, blue light, and red light, and sequentially from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect green light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or red light as the second color light component. Are those configured. In addition, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectivity with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side and the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. .

本発明の第3の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて緑色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて青色光または赤色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線が、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the third aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects green light as the first color light component, and the first prism extracts green light. Further, the second dichroic film has a film configuration that reflects blue light or red light as the second color light component, and blue light or red light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, the trimming filter with the dichroic film is used on the exit surface of the prism because the curve indicating the characteristic of the first dichroic film has a shape that follows the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. Therefore, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

本発明の第3の観点に係る色分解光学系において、第1のダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち上がる部分では、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で低反射率から高反射率に変化をする形状を有し、430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち下がる部分では、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有していることが好ましい。   In the color separation optical system according to the third aspect of the present invention, in the portion where the slope of the reflection characteristic curve of the first dichroic film rises within the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less, the ideal green spectral characteristic is short. A shape that changes from a low reflectance to a high reflectance along the characteristic curve on the wavelength side, and in the portion that falls within the wavelength range of 430 nm to 670 nm, the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic It is preferable to have a shape that changes from a high reflectance to a low reflectance along the characteristic curve.

また、本発明の第3の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで緑色光、第2のプリズムで青色光、第3のプリズムで赤色光を取り出すように構成されている場合、第2のダイクロイック膜が青色光を反射する膜構成され、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有していることが好ましい。   In the color separation optical system according to the third aspect of the present invention, when the first prism extracts green light, the second prism extracts blue light, and the third prism extracts red light, The second dichroic film is configured to reflect blue light, and the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape that follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal red spectral characteristic. It is preferable to have.

また、本発明の第3の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムで緑色光、第2のプリズムで赤色光、第3のプリズムで青色光を取り出すように構成されている場合、 第2のダイクロイック膜が赤色光を反射する膜構成され、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有していることが好ましい。   In the color separation optical system according to the third aspect of the present invention, when the first prism extracts green light, the second prism extracts red light, and the third prism extracts blue light, The second dichroic film is configured to reflect red light, and the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal red spectral characteristic. It is preferable to have.

ここで、本発明の第1ないし第3の観点に係る色分解光学系において、「理想的な分光特性」とは、例えば、RGB表色系の等色関数で示される理想特性である。または、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換で示される理想特性であっても良い。
また、これらの等色関数で示される理想特性、または等色関数の一次変換で示される理想特性に対し、さらに負の値を減らすような、逆変換可能な変換を施した特性であっても良い。
Here, in the color separation optical system according to the first to third aspects of the present invention, the “ideal spectral characteristic” is an ideal characteristic represented by a color matching function of an RGB color system, for example. Alternatively, it may be an ideal characteristic converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium and indicated by the primary conversion of the color matching function of the XYZ color system.
Even if the ideal characteristics indicated by these color matching functions or the ideal characteristics indicated by the primary conversion of the color matching functions are subjected to conversion that can be inversely converted to further reduce negative values. good.

また、本発明の第1ないし第3の観点に係る色分解光学系において、第1のプリズムよりも前側、もしくは赤色光を取り出すプリズムの射出面側の少なくとも一方に配置され、視感度に近似した特性を持つ吸収型フィルタをさらに備えていても良い。また、第1のプリズムよりも前側に配置され、赤外光をカットするコートタイプの赤外カットフィルタをさらに備えていても良い。また、第1のプリズムよりも前側に配置され、紫外光を遮断する紫外カットフィルタをさらに備えていても良い。また、第1のプリズムよりも前側に配置され、入射光の特定方向への偏光を解消する偏光解消板をさらに備えていても良い。また、赤色光を取り出すプリズムの射出面側に配置され、青色光および緑色光を遮断し、赤色光を透過する吸収フィルタをさらに備えていても良い。
これらにより、理想的な分光特性に近い特性をより得やすくなる。
In the color separation optical system according to the first to third aspects of the present invention, the color separation optical system is disposed on at least one of the front side of the first prism or the exit surface side of the prism that extracts red light, and approximates the visibility. An absorption filter having characteristics may be further provided. Further, a coat type infrared cut filter that is disposed in front of the first prism and cuts infrared light may be further provided. Further, an ultraviolet cut filter that is disposed in front of the first prism and blocks ultraviolet light may be further provided. Moreover, you may further provide the depolarizing plate which arrange | positions ahead of the 1st prism and cancels the polarization | polarized-light in the specific direction of incident light. Further, an absorption filter that is disposed on the exit surface side of the prism that extracts red light, blocks blue light and green light, and transmits red light may be further provided.
As a result, it becomes easier to obtain characteristics close to ideal spectral characteristics.

また、少なくとも1つのプリズムの射出面に反射防止膜が施されていても良い。これにより、ゴースト・フレアの低減により有利となる。   Further, an antireflection film may be provided on the exit surface of at least one prism. This is advantageous in reducing ghost and flare.

本発明の第4の観点に係る色分解光学系は、入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a fourth aspect of the present invention is a color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light, and sequentially from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect blue light as the first color light component, and the second dichroic film reflects red light or green light as the second color light component. Are those configured. In addition, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film is red. When reflecting light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second When the dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape approximately equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is what you have.

本発明の第4の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて青色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて赤色光または緑色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に略等しい形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the fourth aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects blue light as the first color light component, and blue light is extracted by the first prism. The second dichroic film has a film configuration that reflects red light or green light as the second color light component, and red light or green light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, the curve indicating the characteristic of the first dichroic film and the curve indicating the characteristic of the second dichroic film have a shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. A characteristic close to the ideal spectral characteristic can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

本発明の第5の観点に係る色分解光学系は、入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a fifth aspect of the present invention is a color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light, and sequentially from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect red light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or green light as the second color light component. Are those configured. The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second dichroic film is blue. When reflecting light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape approximately equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic, and the second When the dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film has a shape approximately equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is what you have.

本発明の第5の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて赤色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて青色光または緑色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に略等しい形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the fifth aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects red light as the first color light component, and the first prism extracts red light. The second dichroic film has a film configuration that reflects blue light or green light as the second color light component, and blue light or green light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, the curve indicating the characteristic of the first dichroic film and the curve indicating the characteristic of the second dichroic film have a shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. A characteristic close to the ideal spectral characteristic can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

本発明の第6の観点に係る色分解光学系は、入射光を緑色光、青色光、および赤色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、光の入射側から順に、第1のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、第2のダイクロイック膜を有し、第1のダイクロイック膜を透過し第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムとを少なくとも備え、第1のダイクロイック膜が、第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされると共に、第2のダイクロイック膜が、第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされているものである。かつ、第1のダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に略等しい形状を有しているものである。   A color separation optical system according to a sixth aspect of the present invention is a color separation optical system that separates incident light into at least three color light components of green light, blue light, and red light, in order from the light incident side. A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film; and a second dichroic film that passes through the first dichroic film and passes through the first dichroic film. At least a second prism for extracting the second color light component reflected by the second dichroic film, and a third prism for extracting the third color light component transmitted through the first and second dichroic films, The dichroic film is configured to reflect green light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or red light as the second color light component. Are those configured. In addition, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side and the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. is there.

本発明の第6の観点に係る色分解光学系では、第1のダイクロイック膜が第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされ、第1のプリズムにおいて緑色光が取り出される。また、第2のダイクロイック膜が第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされ、第2のプリズムにおいて青色光または赤色光が取り出される。第3のプリズムからは、第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分(第1の色光成分および第2の色光成分とは異なる色光)が取り出される。
この場合において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線が、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に略等しい形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。
In the color separation optical system according to the sixth aspect of the present invention, the first dichroic film has a film configuration that reflects green light as the first color light component, and the first prism extracts green light. Further, the second dichroic film has a film configuration that reflects blue light or red light as the second color light component, and blue light or red light is extracted by the second prism. From the third prism, a third color light component (color light different from the first color light component and the second color light component) transmitted through the first and second dichroic films is extracted.
In this case, since the curve indicating the characteristic of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic, a trimming filter with a dichroic film is formed on the exit surface of the prism. A characteristic close to the ideal spectral characteristic can be obtained without using it. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

ここで、本発明の第4ないし第6の観点に係る色分解光学系において、「理想的な分光特性の特性曲線に略等しい形状」としては、例えば、規格化された所定の理想特性曲線の傾きに対して、その特性曲線の傾きが±10%以内に入るようなものであることが好ましい。   Here, in the color separation optical system according to the fourth to sixth aspects of the present invention, the “shape substantially equal to the ideal characteristic curve of spectral characteristics” is, for example, a standardized predetermined ideal characteristic curve. The inclination of the characteristic curve is preferably within ± 10% with respect to the inclination.

本発明による撮像装置は、本発明の第1ないし第3のいずれか一の観点に係る色分解光学系または本発明の第4ないし第6のいずれか一の観点に係る色分解光学系と、この色分解光学系によって分解された各色光に対応して設けられ、入射した各色光に応じた電気信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の色分解光学系によって得られた各色光に基づいて色再現性の高い撮像信号が得られる。
また、本発明による撮像装置において、色分解光学系が理想的な分光特性として、負の値を減らすような、逆変換可能な変換を施した特性のものを用いる場合、撮像素子によって得られた信号値に基づいて、理想特性における負の値を再現するような逆変換を施す演算回路をさらに備えていても良い。
An image pickup apparatus according to the present invention includes a color separation optical system according to any one of the first to third aspects of the present invention or a color separation optical system according to any one of the fourth to sixth aspects of the present invention, An image pickup device is provided corresponding to each color light separated by the color separation optical system and outputs an electric signal corresponding to each incident color light.
In the imaging apparatus according to the present invention, an imaging signal with high color reproducibility can be obtained based on each color light obtained by the color separation optical system of the present invention.
Further, in the image pickup apparatus according to the present invention, when the color separation optical system uses an ideal spectral characteristic having a characteristic that can be subjected to reverse conversion so as to reduce a negative value, it is obtained by the image pickup element. Based on the signal value, an arithmetic circuit that performs inverse transformation to reproduce a negative value in the ideal characteristic may be further provided.

本発明の第1または第4の観点に係る色分解光学系によれば、第1のダイクロイック膜によって反射された青色光を第1の色光成分として第1のプリズムから取り出すと共に、第2のダイクロイック膜によって反射された赤色光または緑色光を第2の色光成分として第2のプリズムから取り出す構成において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状または略等しい形状を有するような構成となるようにしたので、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性を得ることが可能となる。これにより、ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる従来の波長選択手法に比べてゴースト・フレアを低減させることができ、かつ、理想的な分光特性に近い特性を得て色再現性の向上を図ることができる。   According to the color separation optical system of the first or fourth aspect of the present invention, the blue light reflected by the first dichroic film is extracted from the first prism as the first color light component, and the second dichroic is used. In a configuration in which red light or green light reflected by the film is extracted from the second prism as a second color light component, a curve indicating the characteristics of the first dichroic film and a curve indicating the characteristics of the second dichroic film are: Since it is configured to have a shape that conforms to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic or a shape that is substantially equal, the ideal spectral characteristic can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. It is possible to obtain characteristics close to. This makes it possible to reduce ghosts and flares compared to the conventional wavelength selection method using a trimming filter with a dichroic film, and to improve the color reproducibility by obtaining characteristics close to ideal spectral characteristics. Can do.

本発明の第2または第5の観点に係る色分解光学系によれば、第1のダイクロイック膜によって反射された赤色光を第1の色光成分として第1のプリズムから取り出すと共に、第2のダイクロイック膜によって反射された青色光または緑色光を第2の色光成分として第2のプリズムから取り出す構成において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線と第2のダイクロイック膜の特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状または略等しい形状を有するような構成となるようにしたので、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性を得ることが可能となる。これにより、ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる従来の波長選択手法に比べてゴースト・フレアを低減させることができ、かつ、理想的な分光特性に近い特性を得て色再現性の向上を図ることができる。   According to the color separation optical system of the second or fifth aspect of the present invention, the red light reflected by the first dichroic film is extracted from the first prism as the first color light component, and the second dichroic is used. In a configuration in which blue light or green light reflected by the film is extracted from the second prism as a second color light component, a curve indicating the characteristics of the first dichroic film and a curve indicating the characteristics of the second dichroic film are: Since it is configured to have a shape that conforms to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic or a shape that is substantially equal, the ideal spectral characteristic can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. It is possible to obtain characteristics close to. This makes it possible to reduce ghosts and flares compared to the conventional wavelength selection method using a trimming filter with a dichroic film, and to improve the color reproducibility by obtaining characteristics close to ideal spectral characteristics. Can do.

本発明の第3または第6の観点に係る色分解光学系によれば、第1のダイクロイック膜によって反射された緑色光を第1の色光成分として第1のプリズムから取り出すと共に、第2のダイクロイック膜によって反射された青色光または赤色光を第2の色光成分として第2のプリズムから取り出す構成において、第1のダイクロイック膜の特性を示す曲線が、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状または略等しい形状を有するような構成となるようにしたので、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性を得ることが可能となる。これにより、ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる従来の波長選択手法に比べてゴースト・フレアを低減させることができ、かつ、理想的な分光特性に近い特性を得て色再現性の向上を図ることができる。   According to the color separation optical system of the third or sixth aspect of the present invention, the green light reflected by the first dichroic film is extracted from the first prism as the first color light component, and the second dichroic is used. In the configuration in which blue light or red light reflected by the film is extracted from the second prism as the second color light component, the curve indicating the characteristic of the first dichroic film follows the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. Since the configuration is such that it has a shape or substantially the same shape, it is possible to obtain characteristics close to ideal spectral characteristics without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. This makes it possible to reduce ghosts and flares compared to the conventional wavelength selection method using a trimming filter with a dichroic film, and to improve the color reproducibility by obtaining characteristics close to ideal spectral characteristics. Can do.

本発明の撮像装置によれば、上記本発明の高性能の色分解光学系によって得られた色光に応じた撮像信号を出力するようにしたので、色再現性の高い撮像を行うことができる。   According to the image pickup apparatus of the present invention, since an image pickup signal corresponding to the color light obtained by the high-performance color separation optical system of the present invention is output, it is possible to perform image pickup with high color reproducibility.

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。
[第1の実施の形態]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系1を備えた撮像装置の要部構成を示している。この撮像装置は例えばテレビカメラの撮像部分として利用される。色分解光学系1は、撮影レンズ2を介して入射した入射光Lを青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGの3つの色光成分に分解するものである。色分解光学系1によって分解された各色光に対応する位置には、CCD等の各色光用の撮像素子4B,4R,4Gが配置されている。この色分解光学系1は、フィリップス型色分解光学系と呼ばれるものであり、光軸Z1に沿って光の入射側から順に、IR(赤外)カットフィルタ3と、第1のプリズム10と、第2のプリズム20と、第3のプリズム30とを備えている。本実施の形態における色分解光学系1は、第1のプリズム10で青色光LB、第2のプリズム20で赤色光LR、第3のプリズム30で緑色光LGを取り出す構成例である。   FIG. 1 shows a main configuration of an imaging apparatus including a color separation optical system 1 according to the first embodiment of the present invention. This imaging device is used as an imaging part of a television camera, for example. The color separation optical system 1 separates the incident light L incident through the photographing lens 2 into three color light components of blue light LB, red light LR, and green light LG. Image pickup elements 4B, 4R, and 4G for each color light such as a CCD are arranged at positions corresponding to the respective color lights separated by the color separation optical system 1. The color separation optical system 1 is called a Philips type color separation optical system, and sequentially from the light incident side along the optical axis Z1, an IR (infrared) cut filter 3, a first prism 10, A second prism 20 and a third prism 30 are provided. The color separation optical system 1 in this embodiment is a configuration example in which the first prism 10 extracts blue light LB, the second prism 20 extracts red light LR, and the third prism 30 extracts green light LG.

第1のプリズム10は、第1の面11、第2の面12、および第3の面13を有している。第1のプリズム10の第3の面13は光射出面である。この射出面にはトリミングフィルタ51が設けられている。このトリミングフィルタ51には、従来用いられていたような特性調整用のダイクロイック膜は設けられておらず、その代わりに、トリミングフィルタ51の光射出面にゴースト・フレア防止用の反射防止膜51ARが形成されている。なお、トリミングフィルタ51を設けることなく、第1のプリズム10の第3の面13に直接、反射防止膜51ARを形成するようにしても良い。   The first prism 10 has a first surface 11, a second surface 12, and a third surface 13. The third surface 13 of the first prism 10 is a light exit surface. A trimming filter 51 is provided on the exit surface. The trimming filter 51 is not provided with a dichroic film for characteristic adjustment which has been conventionally used. Instead, an antireflection film 51AR for preventing ghost and flare is provided on the light emission surface of the trimming filter 51. Is formed. Note that the antireflection film 51AR may be formed directly on the third surface 13 of the first prism 10 without providing the trimming filter 51.

第1のプリズム10の第2の面12には、第1のダイクロイック膜としての青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されている。青色光反射ダイクロイック膜DBは、第1の色光成分として青色光LBを反射し、赤色光LRおよび緑色光LGを透過する膜構成とされている。青色光反射ダイクロイック膜DBは、波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、色再現媒体の3原色の色度座標から換算されXYZ表色系の等色関数に基づいて決められた理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している。ここでいう「理想特性」とは、「目的とする所定の分光特性」である。例えば従来から知られている例えば図45に示したような特性であり、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換により求めることができる。また、「理想特性」として、RGB表色系の等色関数で示される理想特性そのものを用いても良い。   A blue light reflecting dichroic film DB as a first dichroic film is formed on the second surface 12 of the first prism 10. The blue light reflecting dichroic film DB has a film configuration that reflects the blue light LB as the first color light component and transmits the red light LR and the green light LG. The blue light reflecting dichroic film DB is an ideal in which the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium and is determined based on the color matching function of the XYZ color system. It has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the green spectral characteristic. The “ideal characteristics” here are “target predetermined spectral characteristics”. For example, the characteristics as shown in FIG. 45, for example, which have been conventionally known, are converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and can be obtained by primary conversion of the color matching function of the XYZ color system. As the “ideal characteristic”, an ideal characteristic itself represented by a color matching function of the RGB color system may be used.

図2(A)は、図1の構成例における青色光反射ダイクロイック膜DBの透過特性曲線の一例を示している。青色光反射ダイクロイック膜DBは、その透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、その透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低透過率と最高透過率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   FIG. 2A shows an example of a transmission characteristic curve of the blue light reflecting dichroic film DB in the configuration example of FIG. The blue light reflecting dichroic film DB has a transmission characteristic curve whose slope is in accordance with the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic within a wavelength range of 430 nm to 670 nm. It is configured to have a shape that changes to rise. More specifically, the average slope value at which the transmission characteristic curve changes from 20% to 80% of the range between the lowest transmittance and the highest transmittance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm is 0.2%. It is preferable to have a shape of (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less.

第2のプリズム20は、第1の面21、第2の面22、および第3の面23を有している。第2のプリズム20は、第1のプリズム10に対して所定の空気間隔10AGを空けて配置されている。より詳しくは、第2のプリズム20の第1の面21と、第1のプリズム10の第2の面12とが略平行となるように、空気間隔10AGを空けて対向配置されている。第2のプリズム20の第3の面23は光射出面である。この射出面にはトリミングフィルタ52が設けられている。このトリミングフィルタ52には、第1のプリズム10におけるトリミングフィルタ51と同様、特性調整用のダイクロイック膜は設けられておらず、その代わりに、トリミングフィルタ52の光射出面にゴースト・フレア防止用の反射防止膜52ARが形成されている。なお、トリミングフィルタ52を設けることなく、第2のプリズム20の第3の面23に直接、反射防止膜52ARを形成するようにしても良い。   The second prism 20 has a first surface 21, a second surface 22, and a third surface 23. The second prism 20 is disposed with a predetermined air interval 10AG with respect to the first prism 10. More specifically, the first surface 21 of the second prism 20 and the second surface 12 of the first prism 10 are arranged to face each other with an air gap 10AG so as to be substantially parallel. The third surface 23 of the second prism 20 is a light exit surface. A trimming filter 52 is provided on the exit surface. Similar to the trimming filter 51 in the first prism 10, the trimming filter 52 is not provided with a dichroic film for characteristic adjustment. Instead, the trimming filter 52 has a light exit surface for preventing ghost and flare. An antireflection film 52AR is formed. Note that the antireflection film 52AR may be formed directly on the third surface 23 of the second prism 20 without providing the trimming filter 52.

第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜としての赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されている。赤色光反射ダイクロイック膜DRは、第2の色光成分として赤色光LRを反射し、緑色光LGを透過する膜構成とされている。赤色光反射ダイクロイック膜DRは、波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、上記した理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有している。   A red light reflecting dichroic film DR as a second dichroic film is formed on the second surface 22 of the second prism 20. The red light reflecting dichroic film DR has a film configuration that reflects the red light LR as the second color light component and transmits the green light LG. The red light reflecting dichroic film DR has a shape in which the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength follows the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic described above.

図2(B)は、図1の構成例における赤色光反射ダイクロイック膜DRの透過特性曲線の一例を示している。赤色光反射ダイクロイック膜DRは、その透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、その透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高透過率と最低透過率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   FIG. 2B shows an example of a transmission characteristic curve of the red light reflecting dichroic film DR in the configuration example of FIG. The red light reflecting dichroic film DR has a transmission characteristic curve whose slope is in line with the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic within a wavelength range of 430 nm to 670 nm. It is configured to have a shape that changes to fall. More specifically, the average slope value at which the transmission characteristic curve changes from 80% to 20% of the range between the highest transmittance and the lowest transmittance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm is −2. It preferably has a shape of 0 (% / nm) or more and -0.2 (% / nm) or less.

また、青色光反射ダイクロイック膜DBは、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有していても良い。また、赤色光反射ダイクロイック膜DRは、波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有していても良い。
ここで、「理想的な分光特性の特性曲線に略等しい形状」としては、例えば、図45に示したような規格化された所定の理想特性曲線の傾きに対して、その特性曲線の傾きが±10%以内に入るようなものであることが好ましい。
Further, the blue light reflecting dichroic film DB may have a shape substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. The red light reflecting dichroic film DR may have a shape in which the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength is substantially equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic.
Here, as the “shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal spectral characteristic”, for example, the inclination of the characteristic curve with respect to the standardized predetermined ideal characteristic curve as shown in FIG. It is preferable that it is within ± 10%.

第3のプリズム30は、第1の面31、および第2の面32を有している。第3のプリズム30は、赤色光反射ダイクロイック膜DRを介して第2のプリズム20に接合されている。より詳しくは、第2のプリズム20の第2の面22と、第3のプリズム30の第1の面31とが赤色光反射ダイクロイック膜DRを介して接合されている。第3のプリズム30の第2の面32は光射出面である。この射出面にはトリミングフィルタ53が設けられている。このトリミングフィルタ53には、第1のプリズム10におけるトリミングフィルタ51と同様、特性調整用のダイクロイック膜は設けられておらず、その代わりに、トリミングフィルタ53の光射出面にゴースト・フレア防止用の反射防止膜53ARが形成されている。なお、トリミングフィルタ53を設けることなく、第3のプリズム30の第2の面32に直接、反射防止膜53ARを形成するようにしても良い。   The third prism 30 has a first surface 31 and a second surface 32. The third prism 30 is bonded to the second prism 20 via the red light reflecting dichroic film DR. More specifically, the second surface 22 of the second prism 20 and the first surface 31 of the third prism 30 are joined via the red light reflecting dichroic film DR. The second surface 32 of the third prism 30 is a light exit surface. A trimming filter 53 is provided on the exit surface. Similar to the trimming filter 51 in the first prism 10, the trimming filter 53 is not provided with a dichroic film for characteristic adjustment. Instead, the trimming filter 53 has a light exit surface for preventing ghost and flare. An antireflection film 53AR is formed. Note that the antireflection film 53AR may be formed directly on the second surface 32 of the third prism 30 without providing the trimming filter 53.

IRカットフィルタ3は、第1のプリズム10の前側に配置されている。IRカットフィルタ3は、理想的な分光特性に近い特性をより得やすくするために、視感度に近似した特性を持つ吸収型フィルタで構成されていることが好ましい。ここでいう「視感度に近似した特性を持つ吸収型フィルタ」とは、「視感度補正フィルタ」と呼ばれ、人間の目の感度特性に近似し、緑から赤の波長に向かって減衰する透過率を持ち、赤外域でも透過率が低下しているような吸収型フィルタである。なお、IRカットフィルタ3を第1のプリズム10の前側ではなく、赤色光を取り出すプリズム(図1では第2のプリズム20)の光射出面側に配置しても良い。また、IRカットフィルタ3を、第1のプリズム10の前側と赤色光を取り出すプリズムの光射出面側の双方に配置しても良い。また、吸収型フィルタだけでは赤外光を十分に除去できない場合には、赤外光をカットするコートタイプの赤外カットフィルタをさらに備えていても良い。図1では、平板状の吸収型フィルタに赤外光をカットする膜3Rをコートした構成例を示している。ただし、赤色光を取り出すプリズムの光射出面側にIRカットフィルタ3を配置する場合は、赤外カット用のコートは施さず、吸収型フィルタのみで構成することが好ましい。その場合さらに、吸収型フィルタに反射防止膜を施した構成にすることがより好ましい。   The IR cut filter 3 is disposed on the front side of the first prism 10. The IR cut filter 3 is preferably composed of an absorptive filter having characteristics approximating to visual sensitivity in order to easily obtain characteristics close to ideal spectral characteristics. The “absorptive filter having characteristics approximating the visibility” referred to here is called a “visibility correction filter” and is a transmission that approximates the sensitivity characteristics of the human eye and attenuates from the green to the red wavelength. This is an absorptive filter that has a low transmittance and a low transmittance even in the infrared region. Note that the IR cut filter 3 may be disposed not on the front side of the first prism 10 but on the light exit surface side of a prism (second prism 20 in FIG. 1) that extracts red light. Further, the IR cut filter 3 may be disposed on both the front side of the first prism 10 and the light exit surface side of the prism that extracts red light. Further, when infrared light cannot be sufficiently removed only by the absorption filter, a coat type infrared cut filter that cuts infrared light may be further provided. FIG. 1 shows a configuration example in which a flat absorption filter is coated with a film 3R that cuts infrared light. However, in the case where the IR cut filter 3 is arranged on the light exit surface side of the prism that extracts red light, it is preferable that the IR cut coat is not applied and only the absorption filter is used. In that case, it is more preferable that the absorption filter is provided with an antireflection film.

なお、図示しないが、この色分解光学系1において、第1のプリズム10よりも前側に配置され、紫外光をカットする吸収タイプもしくはコートタイプの紫外カットフィルタをさらに備えていても良い。   Although not shown, the color separation optical system 1 may further include an absorption type or coat type ultraviolet cut filter that is disposed in front of the first prism 10 and cuts ultraviolet light.

次に、本実施の形態における撮像装置の作用、特に色分解光学系1の光学的な作用および効果を説明する。   Next, the operation of the imaging apparatus in the present embodiment, particularly the optical operation and effect of the color separation optical system 1 will be described.

この撮像装置において、図示しない光源によって照射された図示しない被写体からの被写体光は、撮影レンズ2を介して色分解光学系1に入射される。色分解光学系1では入射光Lを青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGの3つの色光成分に分解する。より詳しくは、まず、入射光Lのうち青色光LBが、青色光反射ダイクロイック膜DBによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、青色光反射ダイクロイック膜DBを透過した赤色光LRが、赤色光反射ダイクロイック膜DRによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRを透過した緑色光LGが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。色分解光学系1によって分解された各色光は、各色光に対応した設けられた撮像素子4B,4R,4Gに入射する。撮像素子4B,4R,4Gでは、入射した各色光に応じた電気信号を撮像信号として出力する。   In this imaging apparatus, subject light from a subject (not shown) irradiated by a light source (not shown) is incident on the color separation optical system 1 via the photographing lens 2. In the color separation optical system 1, the incident light L is decomposed into three color light components of blue light LB, red light LR, and green light LG. More specifically, first, the blue light LB of the incident light L is reflected by the blue light reflecting dichroic film DB and extracted from the first prism 10 as the first color light component. Further, the red light LR that has passed through the blue light reflecting dichroic film DB is reflected by the red light reflecting dichroic film DR and is extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the green light LG transmitted through the blue light reflecting dichroic film DB and the red light reflecting dichroic film DR is extracted from the third prism 30 as a third color light component. Each color light separated by the color separation optical system 1 enters the image pickup devices 4B, 4R, 4G provided corresponding to each color light. The imaging elements 4B, 4R, and 4G output an electrical signal corresponding to each incident color light as an imaging signal.

本実施の形態では、青色光反射ダイクロイック膜DBの特性を示す曲線と赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。   In the present embodiment, the curve indicating the characteristic of the blue light reflecting dichroic film DB and the curve indicating the characteristic of the red light reflecting dichroic film DR have a shape along the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. Thus, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

以下、本実施の形態により得られる分光特性を、実際の設計例により示す。
図3は、撮像装置におけるプリズム部以外の光学要素の分光特性の一例を示している。図3では、プリズム部以外の光学要素の特性として、図示しない色温度3200Kの光源と、撮影レンズ2と、IRカットフィルタ3と、撮像素子4R,4G,4BとしてのCCDとを示している。図4は、図1に示した色分解光学系1で用いられている青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの具体的な設計例での特性を示している。図4に示した特性は、例えば図10および図11に具体的に数値データとして示した膜設計により得られる。ただし、膜物質、層数および各層の膜厚は図10および図11の例に限定されるものではない。
Hereinafter, the spectral characteristics obtained by this embodiment will be shown by actual design examples.
FIG. 3 shows an example of spectral characteristics of optical elements other than the prism portion in the imaging apparatus. FIG. 3 shows a light source having a color temperature of 3200K (not shown), an imaging lens 2, an IR cut filter 3, and a CCD as the image sensors 4R, 4G, and 4B as characteristics of optical elements other than the prism portion. FIG. 4 shows characteristics of a specific design example of the blue light reflecting dichroic film DB and the red light reflecting dichroic film DR used in the color separation optical system 1 shown in FIG. The characteristics shown in FIG. 4 can be obtained by, for example, the film design specifically shown as numerical data in FIGS. However, the film material, the number of layers, and the film thickness of each layer are not limited to the examples of FIGS.

図5は、図4に示した膜設計の施されたプリズム部分全体(第1、第2および第3のプリズム10,20,30全体)での分光透過特性を示している。図6は、図3に示したプリズム部以外の光学要素の特性と図5に示したプリズム部分全体での特性とを合わせた、撮像装置における光学系全体での総合的な分光透過特性を示している。   FIG. 5 shows the spectral transmission characteristics of the entire prism portion (the first, second and third prisms 10, 20, 30) on which the film design shown in FIG. 4 is applied. FIG. 6 shows the overall spectral transmission characteristics of the entire optical system in the imaging apparatus, combining the characteristics of the optical elements other than the prism section shown in FIG. 3 and the characteristics of the entire prism section shown in FIG. ing.

図7は、図6に示した総合的な分光透過特性を規格化した特性を示しており、縦軸は透過率強度を示す。図7にはまた、比較のために、理想特性(B0,R0,G0)と、従来の色分解光学系を用いた場合の一般品の特性(B2,R2,G2)についても併せて示している。なお、ここでいう理想特性とは、従来から知られている図45に示した特性である。図7から、本実施の形態による設計例での特性(B1,R1,G1)の方が、従来の一般品の特性に比べて理想特性に近づいていることが分かる。   FIG. 7 shows characteristics obtained by normalizing the overall spectral transmission characteristics shown in FIG. 6, and the vertical axis shows the transmittance intensity. FIG. 7 also shows ideal characteristics (B0, R0, G0) and characteristics (B2, R2, G2) of general products when a conventional color separation optical system is used for comparison. Yes. Note that the ideal characteristics referred to here are those conventionally shown in FIG. FIG. 7 shows that the characteristics (B1, R1, G1) in the design example according to the present embodiment are closer to the ideal characteristics than the characteristics of the conventional general products.

図8は、本実施の形態による設計例での色再現性を、従来と比較して示したu’v’色度図である。横軸がu’色度座標値を示し、縦軸がv’色度座標値を示す。図中、破線で囲まれた三角形の領域は、色再現媒体(モニタ)の3原色R,G,Bの色度座標値を結んだものであり、色再現媒体において再現可能な色範囲を示す。この三角形の周辺に向かうほど、より高い彩度となる。なお、図8は色度座標を拡大して示しているため隠れているが、色再現媒体の原色の赤色Rの座標点は右上方向に存在し、原色の青色Bの座標点は左下方向に存在している。また図中、三角形の領域内に白抜きの丸「○」の座標点は物体白色を示す。また、図中、三角形の領域内に黒塗りの三角形「▲」で示した座標点は、従来の構成による任意の色の座標点を表す。白抜きの四角形「□」で示した座標点は、本実施の形態による設計例での任意の色の座標点を表す。従来の構成と本実施の形態による設計例とにおいて、理想点からのずれ量(再現色のずれ量)は、各座標点を結ぶ実線で示されている。従来の構成では、右上の赤色領域において突出して再現色が動いてしまっていたが、本実施の形態による設計例では大きく改善されている。本実施の形態による設計例では、全体的なバランスとして突出して色が理想点から動くところがなくなり、色再現性が向上している。B(ブルー),G(グリーン),R(レッド),C(シアン),Y(イエロー),M(マゼンタ),skin(肌色)の7色での色差平均は8.84から7.37に改善した。   FIG. 8 is a u′v ′ chromaticity diagram showing the color reproducibility in the design example according to the present embodiment in comparison with the prior art. The horizontal axis represents the u ′ chromaticity coordinate value, and the vertical axis represents the v ′ chromaticity coordinate value. In the figure, a triangular area surrounded by a broken line connects the chromaticity coordinate values of the three primary colors R, G, and B of the color reproduction medium (monitor), and indicates a color range that can be reproduced on the color reproduction medium. . The closer to the triangle, the higher the saturation. 8 is hidden because the chromaticity coordinates are enlarged, the primary red color R coordinate point of the color reproduction medium is present in the upper right direction, and the primary blue color B coordinate point is in the lower left direction. Existing. In the figure, the coordinate point of the white circle “◯” in the triangular area indicates the object white color. Also, in the figure, coordinate points indicated by black triangles “▲” in the triangular area represent coordinate points of an arbitrary color according to the conventional configuration. Coordinate points indicated by white squares “□” represent coordinate points of an arbitrary color in the design example according to the present embodiment. In the conventional configuration and the design example according to the present embodiment, the deviation amount from the ideal point (reproduction color deviation amount) is indicated by a solid line connecting the coordinate points. In the conventional configuration, the reproduced color has moved in the red area in the upper right, but the design example according to the present embodiment is greatly improved. In the design example according to the present embodiment, as a whole balance, there is no place where the color moves from the ideal point, and the color reproducibility is improved. The average color difference for the seven colors B (blue), G (green), R (red), C (cyan), Y (yellow), M (magenta), and skin (skin color) is 8.84 to 7.37. Improved.

図9は、本実施の形態に係る色分解光学系1におけるゴーストの発生量を、従来の構成と比較して示したものである。ここで、従来の構成とは、図43に示したように、ダイクロイック膜151A,152A,153Aが形成されたトリミングフィルタ151,152,153を備えた色分解光学系101の場合である。これに対し、本実施の形態に係る色分解光学系1では、トリミングフィルタ51,52,53の光射出面には、ダイクロイック膜に代えてゴースト・フレア防止用の反射防止膜51AR,52AR,53ARが形成されている。   FIG. 9 shows the amount of ghost generation in the color separation optical system 1 according to the present embodiment in comparison with the conventional configuration. Here, the conventional configuration is the case of the color separation optical system 101 including trimming filters 151, 152, 153 on which dichroic films 151A, 152A, 153A are formed as shown in FIG. In contrast, in the color separation optical system 1 according to the present embodiment, the anti-reflection films 51AR, 52AR, and 53AR for preventing ghost and flare are provided on the light exit surfaces of the trimming filters 51, 52, and 53 instead of the dichroic film. Is formed.

図9では一例として、緑色光LGが射出される側でのゴーストの発生量を示している。図9において、符号95を付した曲線は、従来の構成におけるトリミングフィルタ153と本実施の形態におけるトリミングフィルタ53との緑色光LGの透過率を示している。符号91を付した曲線は、従来の構成におけるトリミングフィルタ153のダイクロイック膜153Aの反射率を示している。符号92を付した曲線は、本実施の形態におけるトリミングフィルタ53の反射防止膜53ARの反射率を示している。従来の構成における緑色光LGのゴーストの発生量は、符号95を付した透過率と符号91を付した反射率とを掛け合わせたものとなる。符号93を付した曲線は、この従来のゴーストの発生量を示している。一方、本実施の形態における緑色光LGのゴーストの発生量は、符号95を付した透過率と符号92を付した反射率とを掛け合わせたものとなる。符号94を付した曲線は、この本実施の形態でのゴーストの発生量を示している。従来に比べて、本実施の形態ではゴーストの発生量が大幅に低減されている。なお、図9では、反射防止膜53ARとして、可視光全域で反射を低減する一般的な反射防止コートの例を示している。ただし、プリズム射出面から射出する波長帯域で特に反射率を低減するような、特定波長域での反射防止コートを使用しても良い。   FIG. 9 shows, as an example, the amount of ghost generated on the side where the green light LG is emitted. In FIG. 9, a curve denoted by reference numeral 95 indicates the transmittance of the green light LG between the trimming filter 153 in the conventional configuration and the trimming filter 53 in the present embodiment. A curve denoted by reference numeral 91 indicates the reflectance of the dichroic film 153A of the trimming filter 153 in the conventional configuration. A curve denoted by reference numeral 92 indicates the reflectance of the antireflection film 53AR of the trimming filter 53 in the present embodiment. The amount of ghost of the green light LG in the conventional configuration is obtained by multiplying the transmittance indicated by reference numeral 95 and the reflectance indicated by reference numeral 91. A curve denoted by reference numeral 93 represents the conventional ghost generation amount. On the other hand, the ghost generation amount of the green light LG in the present embodiment is obtained by multiplying the transmittance indicated by reference numeral 95 and the reflectance indicated by reference numeral 92. A curve denoted by reference numeral 94 indicates the amount of ghost generated in this embodiment. Compared with the prior art, the amount of ghost generation is greatly reduced in the present embodiment. Note that FIG. 9 shows an example of a general antireflection coating that reduces reflection in the entire visible light region as the antireflection film 53AR. However, an antireflection coating in a specific wavelength range that reduces the reflectance particularly in the wavelength band emitted from the prism exit surface may be used.

以上説明したように、本実施の形態に係る色分解光学系1によれば、ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる従来の波長選択手法に比べてゴースト・フレアを低減させることができ、かつ、理想的な分光特性に近い特性を得て色再現性の向上を図ることができる。また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、本実施の形態に係る高性能の色分解光学系1によって得られた色光に応じた撮像信号を出力するようにしたので、色再現性の高い撮像を行うことができる。
<第1の実施の形態の変形例>
As described above, according to the color separation optical system 1 according to the present embodiment, ghosts and flares can be reduced as compared with the conventional wavelength selection method using a trimming filter with a dichroic film, and ideally. It is possible to improve the color reproducibility by obtaining a characteristic close to a typical spectral characteristic. Further, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, since the imaging signal corresponding to the color light obtained by the high-performance color separation optical system 1 according to the present embodiment is output, the color reproducibility is improved. High imaging can be performed.
<Modification of the first embodiment>

以下、上記した色分解光学系1の変形例を説明する。以下の変形例において、図1に示した構成例に対応する部分には同一の符号を付す。
<<第1の変形例>>
Hereinafter, modified examples of the above-described color separation optical system 1 will be described. In the following modification, the same reference numerals are given to portions corresponding to the configuration example shown in FIG.
<< First Modification >>

図12は、第1の変形例に係る色分解光学系1−1の構成を示している。この色分解光学系1−1は、図1の色分解光学系1とは色光を取り出す順番が異なっている。この色分解光学系1−1は、第1のプリズム10で青色光LB、第2のプリズム20で緑色光LG、第3のプリズム30で赤色光LRを取り出す構成とされている。   FIG. 12 shows the configuration of the color separation optical system 1-1 according to the first modification. The color separation optical system 1-1 is different from the color separation optical system 1 in FIG. The color separation optical system 1-1 is configured to extract blue light LB with the first prism 10, green light LG with the second prism 20, and red light LR with the third prism 30.

本変形例に係る色分解光学系1−1において、第1のプリズム10の第2の面12には、図1の色分解光学系1と同様、第1のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されている。図13(A)に、本変形例における青色光反射ダイクロイック膜DBの透過特性曲線の一例を示すが、これは図2(A)に示した透過特性曲線と同様である。   In the color separation optical system 1-1 according to the present modification, a blue light reflecting dichroic film is used as the first dichroic film on the second surface 12 of the first prism 10 as in the color separation optical system 1 of FIG. DB is formed. FIG. 13A shows an example of the transmission characteristic curve of the blue light reflecting dichroic film DB in this modification, which is the same as the transmission characteristic curve shown in FIG.

図1の色分解光学系1では、第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1−1では、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRに代えて緑色光反射ダイクロイック膜DGが形成されている。緑色光反射ダイクロイック膜DGは、第2の色光成分として緑色光LGを反射し、赤色光LRを透過する膜構成とされている。本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有している。   In the color separation optical system 1 of FIG. 1, the red light reflecting dichroic film DR is formed as the second dichroic film on the second surface 22 of the second prism 20, but the color separation according to this modification example. In the optical system 1-1, a green light reflecting dichroic film DG is formed as a second dichroic film instead of the red light reflecting dichroic film DR. The green light reflecting dichroic film DG is configured to reflect the green light LG as the second color light component and transmit the red light LR. In this modification, the green light reflecting dichroic film DG has a shape in which the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength follows the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic.

図13(B)は、図12の構成例における緑色光反射ダイクロイック膜DGの反射特性曲線の一例を示している。本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、その反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、その反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高反射率と最低反射率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   FIG. 13B shows an example of the reflection characteristic curve of the green light reflecting dichroic film DG in the configuration example of FIG. In this modification, the green light reflecting dichroic film DG is highly reflective within the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less in the inclination of the reflection characteristic curve along the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is configured to have a shape that changes from a low rate to a low reflectivity. More specifically, the average slope value at which the reflection characteristic curve changes from 80% to 20% of the range between the highest reflectance and the lowest reflectance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm is −2. It preferably has a shape of 0 (% / nm) or more and -0.2 (% / nm) or less.

また、本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有していても良い。
ここで、「理想的な分光特性の特性曲線に略等しい形状」としては、例えば、図45に示したような規格化された所定の理想特性曲線の傾きに対して、その特性曲線の傾きが±10%以内に入るようなものであることが好ましい。
In the present modification, the green light reflecting dichroic film DG has a shape in which the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength is substantially equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. May be.
Here, as the “shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal spectral characteristic”, for example, the inclination of the characteristic curve with respect to the standardized predetermined ideal characteristic curve as shown in FIG. It is preferable that it is within ± 10%.

この色分解光学系1−1では、まず、入射光Lのうち青色光LBが、青色光反射ダイクロイック膜DBによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、青色光反射ダイクロイック膜DBを透過した緑色光LGが、緑色光反射ダイクロイック膜DGによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、青色光反射ダイクロイック膜DBおよび緑色光反射ダイクロイック膜DGを透過した赤色光LRが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。   In the color separation optical system 1-1, first, the blue light LB of the incident light L is reflected by the blue light reflecting dichroic film DB and extracted from the first prism 10 as the first color light component. Further, the green light LG transmitted through the blue light reflecting dichroic film DB is reflected by the green light reflecting dichroic film DG and extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the red light LR transmitted through the blue light reflecting dichroic film DB and the green light reflecting dichroic film DG is extracted from the third prism 30 as a third color light component.

本変形例では、青色光反射ダイクロイック膜DBの特性を示す曲線と緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。その他の構成、作用および効果については、図1の色分解光学系1と同様である。
<<第2の変形例>>
In this modification, the curve indicating the characteristics of the blue light reflecting dichroic film DB and the curve indicating the characteristics of the green light reflecting dichroic film DG have shapes that conform to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. Thus, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the color separation optical system 1 of FIG.
<< Second Modification >>

図14は、第2の変形例に係る色分解光学系1−2の構成を示している。この色分解光学系1−2は、図1の色分解光学系1とは色光を取り出す順番が異なっている。この色分解光学系1−2は、第1のプリズム10で赤色光LR、第2のプリズム20で青色光LB、第3のプリズム30で緑色光LGを取り出す構成とされている。   FIG. 14 shows a configuration of a color separation optical system 1-2 according to the second modification. The color separation optical system 1-2 is different from the color separation optical system 1 shown in FIG. The color separation optical system 1-2 is configured to extract the red light LR with the first prism 10, the blue light LB with the second prism 20, and the green light LG with the third prism 30.

図1の色分解光学系1では、第1のプリズム10の第2の面12には、第1のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1−2では、青色光反射ダイクロイック膜DBに代えて赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されている。赤色光反射ダイクロイック膜DRは、第1の色光成分として赤色光LRを反射し、青色光LBおよび緑色光LGを透過する膜構成とされている。本変形例における赤色光反射ダイクロイック膜DRは、膜が形成されているプリズムの面が異なっているだけであり、その特性自体は、図1の色分解光学系1における赤色光反射ダイクロイック膜DRと同様である。その透過特性曲線は、図2(B)に示した透過特性曲線と同様である。   In the color separation optical system 1 of FIG. 1, the blue light reflecting dichroic film DB is formed as the first dichroic film on the second surface 12 of the first prism 10. In the optical system 1-2, a red light reflecting dichroic film DR is formed instead of the blue light reflecting dichroic film DB. The red light reflecting dichroic film DR has a film configuration that reflects the red light LR as the first color light component and transmits the blue light LB and the green light LG. The red light reflecting dichroic film DR in the present modification example is different only in the surface of the prism on which the film is formed, and the characteristic itself is different from that of the red light reflecting dichroic film DR in the color separation optical system 1 in FIG. It is the same. The transmission characteristic curve is the same as the transmission characteristic curve shown in FIG.

また、図1の色分解光学系1では、第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1−2では、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRに代えて青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されている。青色光反射ダイクロイック膜DBは、第2の色光成分として青色光LBを反射し、緑色光LGを透過する膜構成とされている。本変形例における青色光反射ダイクロイック膜DBは、膜が形成されているプリズムの面が異なっているだけであり、その特性自体は、図1の色分解光学系1における青色光反射ダイクロイック膜DBと同様である。その透過特性曲線は、図2(A)に示した透過特性曲線と同様である。   Further, in the color separation optical system 1 of FIG. 1, the red light reflecting dichroic film DR is formed as the second dichroic film on the second surface 22 of the second prism 20. In the color separation optical system 1-2, a blue light reflecting dichroic film DB is formed as a second dichroic film instead of the red light reflecting dichroic film DR. The blue light reflecting dichroic film DB is configured to reflect the blue light LB as the second color light component and transmit the green light LG. The blue light reflecting dichroic film DB in this modification example is different only in the surface of the prism on which the film is formed, and the characteristic itself is different from that of the blue light reflecting dichroic film DB in the color separation optical system 1 in FIG. It is the same. The transmission characteristic curve is the same as the transmission characteristic curve shown in FIG.

この色分解光学系1−2では、まず、入射光Lのうち赤色光LRが、赤色光反射ダイクロイック膜DRによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、赤色光反射ダイクロイック膜DRを透過した青色光LBが、青色光反射ダイクロイック膜DBによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、赤色光反射ダイクロイック膜DR、および青色光反射ダイクロイック膜DBを透過した緑色光LGが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。   In the color separation optical system 1-2, first, the red light LR of the incident light L is reflected by the red light reflecting dichroic film DR and extracted from the first prism 10 as the first color light component. Further, the blue light LB transmitted through the red light reflecting dichroic film DR is reflected by the blue light reflecting dichroic film DB, and is extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the green light LG transmitted through the red light reflecting dichroic film DR and the blue light reflecting dichroic film DB is extracted from the third prism 30 as a third color light component.

本変形例では、赤色光反射ダイクロイック膜DRと青色光反射ダイクロイック膜DBとを形成するプリズム面が異なり、各色光を取り出す順番が異なるのみで、基本的な構成、作用および効果については、図1の色分解光学系1と同様である。
<<第3の変形例>>
In the present modification, the prism surfaces forming the red light reflecting dichroic film DR and the blue light reflecting dichroic film DB are different, and only the order of extracting each color light is different. This is the same as the color separation optical system 1.
<< Third Modification >>

図15は、第3の変形例に係る色分解光学系1−3の構成を示している。この色分解光学系1−3は、図1の色分解光学系1とは色光を取り出す順番が異なっている。この色分解光学系1−3は、第1のプリズム10で赤色光LR、第2のプリズム20で緑色光LG、第3のプリズム30で青色光LBを取り出す構成とされている。   FIG. 15 shows a configuration of a color separation optical system 1-3 according to a third modification. The color separation optical system 1-3 is different from the color separation optical system 1 shown in FIG. The color separation optical system 1-3 is configured to extract red light LR with the first prism 10, green light LG with the second prism 20, and blue light LB with the third prism 30.

図1の色分解光学系1では、第1のプリズム10の第2の面12には、第1のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1−3では、青色光反射ダイクロイック膜DBに代えて赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されている。赤色光反射ダイクロイック膜DRは、第1の色光成分として赤色光LRを反射し、青色光LBおよび緑色光LGを透過する膜構成とされている。本変形例における赤色光反射ダイクロイック膜DRは、図1の色分解光学系1に対して膜が形成されているプリズムの面が異なっているだけであり、その特性自体は、図1の色分解光学系1における赤色光反射ダイクロイック膜DRと同様である。図16(B)に、本変形例における赤色光反射ダイクロイック膜DRの透過特性曲線の一例を示すが、これは図2(B)に示した透過特性曲線と同様である。   In the color separation optical system 1 of FIG. 1, the blue light reflecting dichroic film DB is formed as the first dichroic film on the second surface 12 of the first prism 10. In the optical system 1-3, a red light reflecting dichroic film DR is formed instead of the blue light reflecting dichroic film DB. The red light reflecting dichroic film DR has a film configuration that reflects the red light LR as the first color light component and transmits the blue light LB and the green light LG. The red light reflecting dichroic film DR in the present modification is different from the color separation optical system 1 in FIG. 1 only in the surface of the prism on which the film is formed. This is the same as the red light reflecting dichroic film DR in the optical system 1. FIG. 16B shows an example of the transmission characteristic curve of the red light reflecting dichroic film DR in this modification, which is the same as the transmission characteristic curve shown in FIG.

図1の色分解光学系1では、第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1−3では、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRに代えて緑色光反射ダイクロイック膜DGが形成されている。緑色光反射ダイクロイック膜DGは、第2の色光成分として緑色光LGを反射し、青色光LBを透過する膜構成とされている。本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している。   In the color separation optical system 1 of FIG. 1, the red light reflecting dichroic film DR is formed as the second dichroic film on the second surface 22 of the second prism 20, but the color separation according to this modification example. In the optical system 1-3, a green light reflecting dichroic film DG is formed as the second dichroic film instead of the red light reflecting dichroic film DR. The green light reflecting dichroic film DG has a film configuration that reflects the green light LG as the second color light component and transmits the blue light LB. In this modification, the green light reflecting dichroic film DG has a shape in which the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic.

図16(A)は、図15の構成例における緑色光反射ダイクロイック膜DGの反射特性曲線の一例を示している。本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、その反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形430nm以上670nm以下の波長範囲内で低反射率から高反射率に立ち上がる変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、その反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低反射率と最高反射率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   FIG. 16A shows an example of a reflection characteristic curve of the green light reflecting dichroic film DG in the configuration example of FIG. In this modification, the green light reflecting dichroic film DG has a low reflectance within a wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less in which the inclination of the reflection characteristic curve follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is configured to have a shape that changes from rising to high reflectance. More specifically, the average slope value at which the reflection characteristic curve changes from 20% to 80% of the range between the lowest reflectance and the highest reflectance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm is 0.2%. It is preferable to have a shape of (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less.

また、本変形例において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有していても良い。
ここで、「理想的な分光特性の特性曲線に略等しい形状」としては、例えば、図45に示したような規格化された所定の理想特性曲線の傾きに対して、その特性曲線の傾きが±10%以内に入るようなものであることが好ましい。
In this modification, the green light reflecting dichroic film DG has a shape in which the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength is substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. May be.
Here, as the “shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal spectral characteristic”, for example, the inclination of the characteristic curve with respect to the standardized predetermined ideal characteristic curve as shown in FIG. It is preferable that it is within ± 10%.

この色分解光学系1−3では、まず、入射光Lのうち赤色光LRが、赤色光反射ダイクロイック膜DRによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、赤色光反射ダイクロイック膜DRを透過した緑色光LGが、緑色光反射ダイクロイック膜DGによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、赤色光反射ダイクロイック膜DRおよび緑色光反射ダイクロイック膜DGを透過した青色光LBが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。   In the color separation optical system 1-3, first, the red light LR of the incident light L is reflected by the red light reflecting dichroic film DR and extracted from the first prism 10 as the first color light component. Further, the green light LG transmitted through the red light reflecting dichroic film DR is reflected by the green light reflecting dichroic film DG and extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the blue light LB transmitted through the red light reflecting dichroic film DR and the green light reflecting dichroic film DG is extracted from the third prism 30 as a third color light component.

本変形例では、赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性を示す曲線と緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性を示す曲線とが、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。その他の構成、作用および効果については、図1の色分解光学系1と同様である。
[第2の実施の形態]
In this modification, the curve indicating the characteristic of the red light reflecting dichroic film DR and the curve indicating the characteristic of the green light reflecting dichroic film DG have shapes that conform to the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic. Thus, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the color separation optical system 1 of FIG.
[Second Embodiment]

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。なお、上記第1の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component substantially the same as the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably.

図17は、本発明の第2の実施の形態に係る色分解光学系1Aの構成を示している。この色分解光学系1Aは、図1の色分解光学系1とは色光を取り出す順番が異なっている。この色分解光学系1Aは、第1のプリズム10で緑色光LG、第2のプリズム20で青色光LB、第3のプリズム30で赤色光LRを取り出す構成とされている。   FIG. 17 shows the configuration of a color separation optical system 1A according to the second embodiment of the present invention. The color separation optical system 1A is different from the color separation optical system 1 shown in FIG. In this color separation optical system 1A, the first prism 10 extracts green light LG, the second prism 20 extracts blue light LB, and the third prism 30 extracts red light LR.

また、図1の色分解光学系1では、第1のプリズム10の第2の面12には、第1のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されていたが、本実施の形態に係る色分解光学系1Aでは、青色光反射ダイクロイック膜DBに代えて緑色光反射ダイクロイック膜DGが形成されている。緑色光反射ダイクロイック膜DGは、第1の色光成分として緑色光LGを反射し、青色光LBおよび赤色光LRを透過する膜構成とされている。本変形例における緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、色再現媒体の3原色の色度座標から換算されXYZ表色系の等色関数に基づいて決められた理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に沿う形状を有している。ここでいう「理想特性」とは、上記第1の実施の形態と同様、従来から知られている例えば図45に示したような特性であり、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換により求めることができる。また、「理想特性」として、RGB表色系の等色関数で示される理想特性そのものを用いても良い。   Further, in the color separation optical system 1 of FIG. 1, the blue light reflecting dichroic film DB is formed as the first dichroic film on the second surface 12 of the first prism 10, but in this embodiment, In the color separation optical system 1A, a green light reflecting dichroic film DG is formed instead of the blue light reflecting dichroic film DB. The green light reflecting dichroic film DG has a film configuration that reflects the green light LG as the first color light component and transmits the blue light LB and the red light LR. In the green light reflecting dichroic film DG in this modification, the inclination of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and is determined based on the color matching function of the XYZ color system. It has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side and long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. The “ideal characteristic” here is a conventionally known characteristic as shown in FIG. 45, for example, as in the first embodiment, and is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium. Then, it can be obtained by primary conversion of the color matching function of the XYZ color system. As the “ideal characteristic”, an ideal characteristic itself represented by a color matching function of the RGB color system may be used.

図18(A),(B)は、図17の構成例における緑色光反射ダイクロイック膜DGの反射特性曲線の一例を示している。緑色光反射ダイクロイック膜DGは、その反射特性曲線の傾きが、430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち上がる部分では、図18(A)に示したように、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で低反射率から高反射率に変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低反射率と最高反射率との間の範囲の20%から80%に変化する部分では平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   18A and 18B show an example of the reflection characteristic curve of the green light reflecting dichroic film DG in the configuration example of FIG. The green light reflecting dichroic film DG has a short wavelength of an ideal green spectral characteristic, as shown in FIG. 18A, in the portion where the slope of the reflection characteristic curve rises within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. It is configured to have a shape that changes from a low reflectance to a high reflectance along the characteristic curve on the side. More specifically, in the portion where the reflection characteristic curve changes from 20% to 80% of the range between the lowest reflectance and the highest reflectance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm, the average slope value is 0. It preferably has a shape of 2 (% / nm) to 2.0 (% / nm).

また、図18(B)に示したように、430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち下がる部分では、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有するように構成されている。より具体的には、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高反射率と最低反射率との間の範囲の80%から20%に変化する部分では平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有していることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 18B, at the portion falling within the wavelength range of 430 nm to 670 nm, the high reflectance is reduced from the high reflectance in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It is configured to have a shape that changes to reflectivity. More specifically, in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less, the average slope value is −2.0 (% /%) at the portion where the range between 80% and 20% of the range between the highest reflectance and the lowest reflectance changes. nm) to −0.2 (% / nm) or less.

また、本実施の形態において、緑色光反射ダイクロイック膜DGは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に略等しい形状を有していても良い。
ここで、「理想的な分光特性の特性曲線に略等しい形状」としては、例えば、図45に示したような規格化された所定の理想特性曲線の傾きに対して、その特性曲線の傾きが±10%以内に入るようなものであることが好ましい。
In the present embodiment, the green light reflecting dichroic film DG has a slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side and the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It may have a shape.
Here, as the “shape substantially equal to the characteristic curve of the ideal spectral characteristic”, for example, the inclination of the characteristic curve with respect to the standardized predetermined ideal characteristic curve as shown in FIG. It is preferable that it is within ± 10%.

また、図1の色分解光学系1では、第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されていたが、本実施の形態に係る色分解光学系1Aでは、第2のダイクロイック膜として赤色光反射ダイクロイック膜DRに代えて青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されている。本実施の形態において、青色光反射ダイクロイック膜DBは、第2の色光成分として青色光LBを反射し、赤色光LRを透過する膜構成とされている。本実施の形態における青色光反射ダイクロイック膜DBは、波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、色再現媒体の3原色の色度座標から換算されXYZ表色系の等色関数に基づいて決められた理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している。ここでいう「理想特性」とは、従来から知られている例えば図45に示したような特性であり、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換により求めることができる。また、「理想特性」として、RGB表色系の等色関数で示される理想特性そのものを用いても良い。   In the color separation optical system 1 shown in FIG. 1, the red light reflecting dichroic film DR is formed on the second surface 22 of the second prism 20 as the second dichroic film. In the color separation optical system 1A, a blue light reflecting dichroic film DB is formed as the second dichroic film instead of the red light reflecting dichroic film DR. In the present embodiment, the blue light reflecting dichroic film DB has a film configuration that reflects the blue light LB as the second color light component and transmits the red light LR. In the blue light reflecting dichroic film DB in the present embodiment, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, based on the color matching function of the XYZ color system. It has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the determined ideal red spectral characteristic. The “ideal characteristic” here is a conventionally known characteristic as shown in FIG. 45, for example, converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and the color matching function of the XYZ color system. Can be obtained by a linear transformation. As the “ideal characteristic”, an ideal characteristic itself represented by a color matching function of the RGB color system may be used.

図19に、参考として、図17に示した色分解光学系1Aで用いられている緑色光反射ダイクロイック膜DGおよび青色光反射ダイクロイック膜DBの具体的な設計例での特性を示す。なお、図19では、緑色光反射ダイクロイック膜DGについては反射特性を示し、青色光反射ダイクロイック膜DBについては透過特性を示している。なお、図19には後述の図20に示す変形例における赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性も併せて示す。   For reference, FIG. 19 shows characteristics of a specific design example of the green light reflecting dichroic film DG and the blue light reflecting dichroic film DB used in the color separation optical system 1A shown in FIG. In FIG. 19, the green light reflecting dichroic film DG shows reflection characteristics, and the blue light reflecting dichroic film DB shows transmission characteristics. FIG. 19 also shows the characteristics of the red light reflecting dichroic film DR in a modified example shown in FIG. 20 described later.

この色分解光学系1Aでは、まず、入射光Lのうち緑色光LGが、緑色光反射ダイクロイック膜DGによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、緑色光反射ダイクロイック膜DGを透過した青色光LBが、青色光反射ダイクロイック膜DBによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、緑色光反射ダイクロイック膜DG、および青色光反射ダイクロイック膜DBを透過した赤色光LRが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。   In the color separation optical system 1A, first, the green light LG of the incident light L is reflected by the green light reflecting dichroic film DG and extracted from the first prism 10 as the first color light component. Further, the blue light LB transmitted through the green light reflecting dichroic film DG is reflected by the blue light reflecting dichroic film DB, and is extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the red light LR transmitted through the green light reflecting dichroic film DG and the blue light reflecting dichroic film DB is extracted from the third prism 30 as a third color light component.

本実施の形態では、緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性を示す曲線が、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有し、青色光反射ダイクロイック膜DBの特性を示す曲線が、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。その他の構成、作用および効果については、上記第1の実施の形態における図1の色分解光学系1と同様である。
<第2の実施の形態の変形例>
In the present embodiment, the curve indicating the characteristic of the green light reflecting dichroic film DG has a shape that follows the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic, and the curve indicating the characteristic of the blue light reflecting dichroic film DB is ideal. Because it has a shape that follows the characteristic curve on the short wavelength side of typical red spectral characteristics, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. It is done. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the color separation optical system 1 of FIG. 1 in the first embodiment.
<Modification of Second Embodiment>

以下、上記した色分解光学系1Aの変形例を説明する。以下の変形例において、図17に示した構成例に対応する部分には同一の符号を付す。   Hereinafter, modifications of the above-described color separation optical system 1A will be described. In the following modified example, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the configuration example shown in FIG.

図20は、本変形例に係る色分解光学系1A−1の構成を示している。この色分解光学系1A−1は、図17の色分解光学系1Aとは色光を取り出す順番が異なっている。この色分解光学系1A−1は、第1のプリズム10で緑色光LG、第2のプリズム20で赤色光LR、第3のプリズム30で青色光LBを取り出す構成とされている。   FIG. 20 shows a configuration of a color separation optical system 1A-1 according to this modification. This color separation optical system 1A-1 is different from the color separation optical system 1A shown in FIG. In this color separation optical system 1A-1, the first prism 10 extracts green light LG, the second prism 20 extracts red light LR, and the third prism 30 extracts blue light LB.

本変形例に係る色分解光学系1A−1において、第1のプリズム10の第2の面12には、図17の色分解光学系1と同様、第1のダイクロイック膜として緑色光反射ダイクロイック膜DGが形成されている。本変形例ににおける緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性は、図17の色分解光学系1と同様である。その反射特性曲線は、図18(A),(B)に示した反射特性曲線と同様である。   In the color separation optical system 1A-1 according to this modification, the second surface 12 of the first prism 10 has a green light reflecting dichroic film as the first dichroic film, as in the color separation optical system 1 of FIG. DG is formed. The characteristics of the green light reflecting dichroic film DG in this modification are the same as those of the color separation optical system 1 in FIG. The reflection characteristic curve is the same as the reflection characteristic curve shown in FIGS.

図17の色分解光学系1Aでは、第2のプリズム20の第2の面22には、第2のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されていたが、本変形例に係る色分解光学系1A−1では、第2のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBに代えて赤色光反射ダイクロイック膜DRが形成されている。本実施の形態において、赤色光反射ダイクロイック膜DRは、第2の色光成分として赤色光LRを反射し、青色光LBを透過する膜構成とされている。本実施の形態における赤色光反射ダイクロイック膜DRは、波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、色再現媒体の3原色の色度座標から換算されXYZ表色系の等色関数に基づいて決められた理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している。ここでいう「理想特性」とは、従来から知られている例えば図45に示したような特性であり、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換により求めることができる。また、「理想特性」として、RGB表色系の等色関数で示される理想特性そのものを用いても良い。   In the color separation optical system 1A of FIG. 17, the blue light reflecting dichroic film DB is formed as the second dichroic film on the second surface 22 of the second prism 20, but the color separation according to this modification example. In the optical system 1A-1, a red light reflecting dichroic film DR is formed as a second dichroic film instead of the blue light reflecting dichroic film DB. In the present embodiment, the red light reflecting dichroic film DR has a film configuration that reflects the red light LR as the second color light component and transmits the blue light LB. In the red light reflecting dichroic film DR in the present embodiment, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength is converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, based on the color matching function of the XYZ color system. It has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the determined ideal red spectral characteristic. The “ideal characteristic” here is a conventionally known characteristic as shown in FIG. 45, for example, converted from the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and the color matching function of the XYZ color system. Can be obtained by a linear transformation. As the “ideal characteristic”, an ideal characteristic itself represented by a color matching function of the RGB color system may be used.

図19に、参考として、図20に示した色分解光学系1A−1で用いられている緑色光反射ダイクロイック膜DGおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの具体的な設計例での特性を示す。なお、図19では、緑色光反射ダイクロイック膜DGについては反射特性を示す。赤色光反射ダイクロイック膜DRについても反射特性を示す。   For reference, FIG. 19 shows characteristics in a specific design example of the green light reflecting dichroic film DG and the red light reflecting dichroic film DR used in the color separation optical system 1A-1 shown in FIG. In FIG. 19, the green light reflecting dichroic film DG shows reflection characteristics. The red light reflecting dichroic film DR also exhibits reflection characteristics.

この色分解光学系1A−1では、まず、入射光Lのうち緑色光LGが、緑色光反射ダイクロイック膜DGによって反射され、第1のプリズム10から第1の色光成分として取り出される。また、緑色光反射ダイクロイック膜DGを透過した赤色光LRが、赤色光反射ダイクロイック膜DRによって反射され、第2のプリズム20から第2の色光成分として取り出される。さらに、緑色光反射ダイクロイック膜DG、および赤色光反射ダイクロイック膜DRを透過した青色光LBが、第3の色光成分として第3のプリズム30から取り出される。   In the color separation optical system 1A-1, first, the green light LG of the incident light L is reflected by the green light reflecting dichroic film DG and extracted from the first prism 10 as the first color light component. The red light LR that has passed through the green light reflecting dichroic film DG is reflected by the red light reflecting dichroic film DR, and is extracted from the second prism 20 as the second color light component. Further, the blue light LB transmitted through the green light reflecting dichroic film DG and the red light reflecting dichroic film DR is extracted from the third prism 30 as a third color light component.

本実施の形態では、緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性を示す曲線が、理想的な緑色の分光特性の特性曲線に沿う形状を有し、赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性を示す曲線が、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有していることで、プリズムの射出面にダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いることなく、理想的な分光特性に近い特性が得られる。ダイクロイック膜付きのトリミングフィルタを用いる必要が無くなるので、従来、トリミングフィルタのダイクロイック膜に起因して生じていたゴースト・フレアの発生が抑制される。これらにより、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。その他の構成、作用および効果については、上記第1の実施の形態における図1の色分解光学系1と同様である。
[第3の実施の形態]
In the present embodiment, the curve indicating the characteristic of the green light reflecting dichroic film DG has a shape that follows the characteristic curve of the ideal green spectral characteristic, and the curve indicating the characteristic of the red light reflecting dichroic film DR is ideal. Because it has a shape that follows the characteristic curve on the short wavelength side of typical red spectral characteristics, characteristics close to ideal spectral characteristics can be obtained without using a trimming filter with a dichroic film on the exit surface of the prism. It is done. Since it is not necessary to use a trimming filter with a dichroic film, it is possible to suppress the occurrence of ghosts and flares conventionally caused by the dichroic film of the trimming filter. Thus, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the color separation optical system 1 of FIG. 1 in the first embodiment.
[Third Embodiment]

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。なお、上記第1および第2の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. Note that components that are substantially the same as those in the first and second embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

上記第1および第2の実施の形態では、第1のプリズム10と第2のプリズム20との間に空気間隔10AGを設けた構成、一般にフィリップス型と呼ばれる色分解光学系を例に挙げて説明したが、実際には白色光を3色に分解する機能を持つものであれば、その構造はフィリップス型に限定されるものではない。   In the first and second embodiments described above, a configuration in which an air space 10AG is provided between the first prism 10 and the second prism 20, and a color separation optical system generally called a Philips type will be described as an example. However, the structure is not limited to the Philips type as long as it has a function of separating white light into three colors.

図21は、本発明の第3の実施の形態に係る色分解光学系1A−2の構成を示している。この色分解光学系1A−2は、第1のプリズム10と第2のプリズム20との間に空気間隔10AGが設けられておらず、第1のプリズム10の第2の面12と第2のプリズム20の第1の面21とが、緑色光反射ダイクロイック膜DGを介して直接密着されている。その他の構成は、基本的に図17に示した色分解光学系1Aと同様である。すなわち、この色分解光学系1A−2は、図17に示した色分解光学系1Aと同様に、第1のプリズム10で緑色光LG、第2のプリズム20で青色光LB、第3のプリズム30で赤色光LRを取り出す構成とされている。また、第1のダイクロイック膜として緑色光反射ダイクロイック膜DGが形成され、第2のダイクロイック膜として青色光反射ダイクロイック膜DBが形成されている。この色分解光学系1A−2においても、緑色光反射ダイクロイック膜DGおよび青色光反射ダイクロイック膜DBを、図17に示した色分解光学系1Aと同様に適切な特性を持つダイクロイック膜にすることで、図5に示す分光特性に近似したプリズム分光特性を得ることができる。また、ゴースト・フレアを低減した形での理想的な分光特性を持つ撮像系の実現が可能となる。   FIG. 21 shows a configuration of a color separation optical system 1A-2 according to the third embodiment of the present invention. In the color separation optical system 1A-2, the air space 10AG is not provided between the first prism 10 and the second prism 20, and the second surface 12 of the first prism 10 and the second prism 12 The first surface 21 of the prism 20 is in direct contact with the green light reflecting dichroic film DG. Other configurations are basically the same as those of the color separation optical system 1A shown in FIG. That is, in the color separation optical system 1A-2, similarly to the color separation optical system 1A shown in FIG. 17, the first prism 10 uses green light LG, the second prism 20 uses blue light LB, and the third prism. 30 is configured to extract the red light LR. A green light reflecting dichroic film DG is formed as the first dichroic film, and a blue light reflecting dichroic film DB is formed as the second dichroic film. Also in this color separation optical system 1A-2, the green light reflection dichroic film DG and the blue light reflection dichroic film DB are made to be dichroic films having appropriate characteristics similarly to the color separation optical system 1A shown in FIG. A prism spectral characteristic approximate to the spectral characteristic shown in FIG. 5 can be obtained. In addition, it is possible to realize an imaging system having ideal spectral characteristics with reduced ghost and flare.

図22は、この色分解光学系1A−2におけるプリズム部分全体(第1、第2および第3のプリズム10,20,30全体)での分光透過特性の一例を示している。また、図23は、この色分解光学系1A−2における緑色光反射ダイクロイック膜DGおよび青色光反射ダイクロイック膜DBの具体的な設計例での膜特性を示している。図23に示した膜特性は、例えば図24および図25に具体的に数値データとして示した膜設計により得られる。ただし、膜物質、層数および各層の膜厚は図24および図25の例に限定されるものではない。図22から分かるように、この色分解光学系1A−2においても、フィリップス型の構成例での分光特性(図5)と同等の特性が得られている。   FIG. 22 shows an example of the spectral transmission characteristics of the entire prism portion (the entire first, second and third prisms 10, 20, and 30) in the color separation optical system 1A-2. FIG. 23 shows film characteristics in a specific design example of the green light reflecting dichroic film DG and the blue light reflecting dichroic film DB in the color separation optical system 1A-2. The film characteristics shown in FIG. 23 are obtained, for example, by the film design specifically shown as numerical data in FIGS. However, the film substance, the number of layers, and the film thickness of each layer are not limited to the examples of FIGS. As can be seen from FIG. 22, in this color separation optical system 1A-2, characteristics equivalent to the spectral characteristics (FIG. 5) in the Philips configuration example are obtained.

なお、ここでは第1のプリズム10で緑色光LG、第2のプリズム20で青色光LB、第3のプリズム30で赤色光LRを取り出す構成例を挙げたが、第1ないし第3のプリズム10,20,30での色の取り出し方はこれに限定されない。すなわち、上記第1および第2の実施の形態で挙げたフィリップス型色分解光学系のその他の各構成例に対しても、図21の構成例と同様に、第1のプリズム10と第2のプリズム20との間の空気間隔10AGを設けず密着させた構成とすることができる。
[第4の実施の形態]
Here, the configuration example in which the first prism 10 extracts the green light LG, the second prism 20 extracts the blue light LB, and the third prism 30 extracts the red light LR has been described. However, the first to third prisms 10 are described. , 20, and 30 are not limited to this. That is, for the other configuration examples of the Philips color separation optical system mentioned in the first and second embodiments, the first prism 10 and the second prism 10 are similar to the configuration example of FIG. A configuration in which the air gap 10AG between the prism 20 and the prism 20 is not provided can be employed.
[Fourth Embodiment]

次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。なお、上記第1ないし第3の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Note that components that are substantially the same as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図26は、本発明の第4の実施の形態に係る色分解光学系1Bを備えた撮像装置の要部構成を示している。上記第1ないし第3の実施の形態では、入射光Lを青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGの3つの色光成分に分解する例について示したが、本実施の形態に係る色分解光学系1Bは、第4の色光成分としてシアンを加えた4つの色光成分に分解する構成例である。   FIG. 26 shows a main configuration of an imaging apparatus including a color separation optical system 1B according to the fourth embodiment of the present invention. In the first to third embodiments, the example in which the incident light L is decomposed into the three color light components of the blue light LB, the red light LR, and the green light LG has been described. However, the color separation according to the present embodiment is described. The optical system 1B is a configuration example that decomposes into four color light components obtained by adding cyan as the fourth color light component.

本実施の形態に係る色分解光学系1Bは、図1に示した色分解光学系1に対して、第2のプリズム20と第3のプリズム30との間に配置された第4のプリズム40をさらに備えている。第4のプリズム40の光射出側には、撮像素子4Cが設けられている。第4のプリズム40は、第1の面41、第2の面42、および第3の面43を有している。第4のプリズム40は、第2のプリズム20に対して所定の空気間隔を空けて配置されている。より詳しくは、第2のプリズム20の第2の面22と、第4のプリズム40の第1の面41とが略平行となるように、空気間隔を空けて対向配置されている。第4のプリズム40の第3の面43は光射出面である。この射出面にはトリミングフィルタ54が設けられている。このトリミングフィルタ54には、第1のプリズム10におけるトリミングフィルタ51と同様、特性調整用のダイクロイック膜は設けられておらず、その代わりに、トリミングフィルタ54の光射出面にゴースト・フレア防止用の反射防止膜53ARが形成されている。なお、トリミングフィルタ54を設けることなく、第4のプリズム40の第3の面43に直接、反射防止膜53ARを形成するようにしても良い。   The color separation optical system 1B according to the present embodiment is a fourth prism 40 disposed between the second prism 20 and the third prism 30 with respect to the color separation optical system 1 shown in FIG. Is further provided. An image sensor 4C is provided on the light exit side of the fourth prism 40. The fourth prism 40 has a first surface 41, a second surface 42, and a third surface 43. The fourth prism 40 is arranged with a predetermined air interval with respect to the second prism 20. More specifically, the second surface 20 of the second prism 20 and the first surface 41 of the fourth prism 40 are arranged to face each other with an air space therebetween so as to be substantially parallel. The third surface 43 of the fourth prism 40 is a light exit surface. A trimming filter 54 is provided on the exit surface. Similar to the trimming filter 51 in the first prism 10, the trimming filter 54 is not provided with a dichroic film for characteristic adjustment. Instead, the trimming filter 54 has a light exit surface for preventing ghost and flare. An antireflection film 53AR is formed. Note that the antireflection film 53AR may be formed directly on the third surface 43 of the fourth prism 40 without providing the trimming filter 54.

第4のプリズム40の第2の面22には、第3のダイクロイック膜としてのシアン色光反射ダイクロイック膜DCが形成されている。シアン色光反射ダイクロイック膜DCは、第4の色光成分としてシアン色光LCを反射し、緑色光LGを透過する膜構成とされている。シアン色光反射ダイクロイック膜DCは、400nm以上600nm以下のシアン色領域の光の一部を、第4の色光成分として反射するものである。   A cyan light reflecting dichroic film DC as a third dichroic film is formed on the second surface 22 of the fourth prism 40. The cyan light reflecting dichroic film DC has a film configuration that reflects cyan light LC as a fourth color light component and transmits green light LG. The cyan light reflecting dichroic film DC reflects a part of light in the cyan color region of 400 nm or more and 600 nm or less as the fourth color light component.

図27(A)は、図26に示した色分解光学系1Bで用いられている青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DR、ならびにシアン色光反射ダイクロイック膜DCの具体的な設計例での特性を示している。なお、青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性は、図1の色分解光学系1での特性(図4)と同様である。図27(A)に示したシアン色光反射ダイクロイック膜DCの特性は、例えば図27(B)に具体的に数値データとして示した膜設計により得られる。ただし、膜物質、層数および各層の膜厚は図27(B)の例に限定されるものではない。図27(B)において、「Sub−H4」は、LaTiO3を主成分とするサブスタンスH4(独国メルク社製)を表している。 FIG. 27A is a specific design example of the blue light reflecting dichroic film DB, the red light reflecting dichroic film DR, and the cyan light reflecting dichroic film DC used in the color separation optical system 1B shown in FIG. The characteristics are shown. The characteristics of the blue light reflecting dichroic film DB and the red light reflecting dichroic film DR are the same as those in the color separation optical system 1 of FIG. 1 (FIG. 4). The characteristics of the cyan light reflecting dichroic film DC shown in FIG. 27A can be obtained by, for example, the film design specifically shown as numerical data in FIG. However, the film substance, the number of layers, and the film thickness of each layer are not limited to the example of FIG. In FIG. 27B, “Sub-H4” represents a substance H4 (manufactured by Merck & Co., Germany) whose main component is LaTiO 3 .

本実施の形態において、第3のプリズム30は、シアン色光反射ダイクロイック膜DCを介して第4のプリズム40に接合されている。より詳しくは、第4のプリズム40の第2の面42と、第3のプリズム30の第1の面31とがシアン色光反射ダイクロイック膜DCを介して接合されている。本実施の形態において、第3のプリズム30は、青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRを透過し、さらにシアン色光反射ダイクロイック膜DCを透過した緑色光を取り出す構成とされている。   In the present embodiment, the third prism 30 is bonded to the fourth prism 40 via a cyan light reflecting dichroic film DC. More specifically, the second surface 42 of the fourth prism 40 and the first surface 31 of the third prism 30 are joined via a cyan light reflecting dichroic film DC. In the present embodiment, the third prism 30 is configured to take out green light that has passed through the blue light reflecting dichroic film DB and the red light reflecting dichroic film DR, and further has passed through the cyan light reflecting dichroic film DC.

本実施の形態に係る色分解光学系1Bを備えた撮像装置では、青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGに加えて、第4の色光成分としてシアン色光LCを加えた4つの色光成分での撮像を行うことで、より撮像系の理想特性に近づけることができる。図45に示した撮像系の理想特性では、負の感度となる領域があり、特に赤色の分光特性について負の感度となる領域が多い。この負の感度となる領域は、通常の3色分解の手法では、再現が困難である。しかしながら、負の感度となる領域に対応するシアン色光LCを色光成分として取得することで、撮像回路側での演算により、負の感度部分を再現することが可能となる。すなわち、以下の演算式のようにして、色分解後の赤色光LRから得られた特性値Rから、シアン色光LCから得られた特性値Cを適当に最適化して引き算することで、負の感度部分を再現した特性値R’を得ることができる。
R’=R−kC
ただし、kは負の感度を再現するために最適化された適当な係数。
In the image pickup apparatus including the color separation optical system 1B according to the present embodiment, four color light components obtained by adding cyan light LC as the fourth color light component in addition to the blue light LB, the red light LR, and the green light LG. By performing the imaging with, the ideal characteristics of the imaging system can be brought closer. In the ideal characteristics of the imaging system shown in FIG. 45, there are areas where the sensitivity is negative, and in particular, there are many areas where the red spectral characteristics are negative. This negative sensitivity region is difficult to reproduce by the usual three-color separation method. However, by acquiring the cyan light LC corresponding to the negative sensitivity region as the color light component, it is possible to reproduce the negative sensitivity portion by calculation on the imaging circuit side. That is, as shown in the following arithmetic expression, the characteristic value C obtained from the cyan light LC is appropriately optimized and subtracted from the characteristic value R obtained from the color-separated red light LR. A characteristic value R ′ that reproduces the sensitivity portion can be obtained.
R ′ = R−kC
However, k is an appropriate coefficient optimized to reproduce negative sensitivity.

以下、実際に負の感度を再現した設計例を説明する。
図28は、本実施の形態に係る色分解光学系1Bにおいて、図27に示した膜設計の施されたプリズム部分全体(第1、第2、第3および第4のプリズム10,20,30,40全体)での分光透過特性を示している。図29は、図3に示したプリズム部以外の光学要素の特性と図28に示したプリズム部分全体での特性とを合わせた、撮像装置における光学系全体での総合的な分光透過特性を示している。なお、図28および図29において、Cはシアン色光LCの分光特性を示す。
Hereinafter, a design example in which negative sensitivity is actually reproduced will be described.
FIG. 28 shows the entire prism portion (first, second, third and fourth prisms 10, 20, 30) on which the film design shown in FIG. 27 is applied in the color separation optical system 1B according to the present embodiment. , 40 as a whole). FIG. 29 shows the overall spectral transmission characteristics of the entire optical system in the imaging apparatus, which combines the characteristics of the optical elements other than the prism section shown in FIG. 3 and the characteristics of the entire prism section shown in FIG. ing. In FIGS. 28 and 29, C indicates the spectral characteristics of cyan light LC.

図30は、図29に示した総合的な分光透過特性を規格化した特性を示している。図30にはまた、比較のために、理想特性(B0,R0,G0)についても併せて示している。なお、ここでいう理想特性とは、従来から知られている図45に示した特性である。図30において、B1,R1,G1,C1は、本実施の形態による設計例で直接得られる特性を示す。なお、図30において、C1はシアン色光LCの分光特性を示す。「R1−2C1」は、上述の最適化された演算により得られるR’の特性である。演算により得られる「R1−2C1」の特性は、負の感度が再現されており、赤色の理想特性(R0)により近づいていることが分かる。   FIG. 30 shows characteristics obtained by normalizing the overall spectral transmission characteristics shown in FIG. FIG. 30 also shows ideal characteristics (B0, R0, G0) for comparison. Note that the ideal characteristics referred to here are those conventionally shown in FIG. In FIG. 30, B1, R1, G1, and C1 indicate characteristics directly obtained in the design example according to the present embodiment. In FIG. 30, C1 indicates the spectral characteristic of the cyan light LC. “R1-2C1” is a characteristic of R ′ obtained by the above-described optimized calculation. It can be seen that the characteristic of “R1-2C1” obtained by the calculation reproduces the negative sensitivity and is closer to the red ideal characteristic (R0).

図31は、本実施の形態による設計例での色再現性を、図8の場合と同様に従来と比較して示したu’v’色度図である。図中、黒塗りの三角形「▲」で示した座標点は、従来の構成による任意の色の座標点を表す。白抜きの四角形「□」で示した座標点は、本実施の形態による設計例での任意の色の座標点を表す。従来の構成と本実施の形態による設計例とにおいて、理想点からのずれ量(再現色のずれ量)は、各座標点を結ぶ実線で示されている。従来の構成では、右上の赤色領域において突出して再現色が動いてしまっていたが、本実施の形態による設計例では大きく改善されている。本実施の形態による設計例では、全体的なバランスとして突出して色が理想点から動くところがなくなり、色再現性が向上している。特に、シアンでの色再現性が向上している。B(ブルー),G(グリーン),R(レッド),C(シアン),Y(イエロー),M(マゼンタ),skin(肌色)の7色での色差平均は8.84から5.96に改善した。   FIG. 31 is a u'v 'chromaticity diagram showing the color reproducibility in the design example according to the present embodiment in comparison with the conventional case, as in the case of FIG. In the figure, coordinate points indicated by black triangles “▲” represent coordinate points of an arbitrary color according to the conventional configuration. Coordinate points indicated by white squares “□” represent coordinate points of an arbitrary color in the design example according to the present embodiment. In the conventional configuration and the design example according to the present embodiment, the deviation amount from the ideal point (reproduction color deviation amount) is indicated by a solid line connecting the coordinate points. In the conventional configuration, the reproduced color protrudes in the upper right red region, but the design example according to the present embodiment is greatly improved. In the design example according to the present embodiment, as a whole balance, there is no place where the color moves from the ideal point and the color reproducibility is improved. In particular, the color reproducibility in cyan is improved. The average color difference of the seven colors B (blue), G (green), R (red), C (cyan), Y (yellow), M (magenta), and skin (skin color) is 8.84 to 5.96. Improved.

以上説明したように、本実施の形態に係る色分解光学系1Bおよび撮像装置によれば、第4の色光成分を得るようにしたので、上記第1の実施の形態に係る色分解光学系1および撮像装置よりもさらに色再現性を向上させることができる。
[第5の実施の形態]
As described above, according to the color separation optical system 1B and the imaging apparatus according to the present embodiment, the fourth color light component is obtained. Therefore, the color separation optical system 1 according to the first embodiment is obtained. In addition, the color reproducibility can be further improved as compared with the imaging device.
[Fifth Embodiment]

次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。なお、上記第1ないし第4の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Note that components that are substantially the same as those in the first to fourth embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

上記各実施の形態では、ダイクロイック膜の特性を図45に示した理想特性に近似した特性となるように設計していたが、本実施の形態では、その理想特性をさらに一次変換した特性を理想的な分光特性として用いて膜設計を行うようにしたものである。この一次変換は、RGB表色系の等色関数で示される理想特性そのもの、もしくは色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換で示される理想特性に対し、さらに負の値を減らすような一次変換を施した特性である。   In each of the above embodiments, the characteristics of the dichroic film are designed to approximate the ideal characteristics shown in FIG. 45. However, in this embodiment, the ideal characteristics are obtained by further linearly transforming the ideal characteristics. The film design is performed using the spectral characteristics. This primary conversion is converted from the ideal characteristic itself shown by the color matching function of the RGB color system or the chromaticity coordinates of the three primary colors of the color reproduction medium, and the ideal shown by the primary conversion of the color matching function of the XYZ color system. This characteristic is obtained by performing a primary transformation that further reduces the negative value.

図32(A)は、その一次変換を行う前の理想的な分光特性R(x),G(x),B(x)を示している。これは、規格化されていないだけで、図45に示した理想特性と実質的に同じである。図32(B)は、図32(A)の理想特性R(x),G(x),B(x)を1次変換した変換特性R’(x),G’(x),B’(x)を示している。さらに、図33は、図32(B)の変換特性R’(x),G’(x),B’(x)を規格化した特性を示している。この1次変換の演算例を[数1]に示す。Mは、変換特性R’(x),G’(x),B’(x)として負の値ができるだけ少なくなるような行列とする。   FIG. 32A shows ideal spectral characteristics R (x), G (x), and B (x) before performing the primary conversion. This is substantially the same as the ideal characteristic shown in FIG. FIG. 32B shows conversion characteristics R ′ (x), G ′ (x), and B ′ obtained by linearly converting the ideal characteristics R (x), G (x), and B (x) of FIG. (X) is shown. Further, FIG. 33 shows characteristics obtained by standardizing the conversion characteristics R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x) of FIG. An example of this primary conversion operation is shown in [Equation 1]. M is a matrix that minimizes negative values as much as possible for the conversion characteristics R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x).

Figure 2009075543
Figure 2009075543

ここで、R’(x),G’(x),B’(x)に逆行列M-1を掛けることで、元の理想特性R(x),G(x),B(x)に近似した特性を求めることができる。上記第1および第2の実施の形態における各構成例において、ダイクロイック膜の特性を、このR’(x),G’(x),B’(x)を理想特性(規格化された変換理想特性)とした設計とし、R’(x),G’(x),B’(x)に近似した特性が得られるようにする。その後、撮像装置側の演算回路での演算により、逆行列M-1を掛けることで、元の理想特性R(x),G(x),B(x)に近似した特性を求めることができる。ここで、R’(x),G’(x),B’(x)は、負の値ができるだけ少なくなるような特性とされているので、3色の色分解であったとしてもR’(x),G’(x),B’(x)の再現は可能である。その再現されたR’(x),G’(x),B’(x)の特性を撮像装置側の演算回路において上記した逆演算することで、元の理想特性R(x),G(x),B(x)に近似した特性を求めることができる。すなわち、3色の色分解であったとしても、仮想的に負の感度部分の再現が可能である。 Here, by multiplying R ′ (x), G ′ (x), B ′ (x) by the inverse matrix M −1 , the original ideal characteristics R (x), G (x), B (x) are obtained. An approximate characteristic can be obtained. In each configuration example in the first and second embodiments, the characteristics of the dichroic film are represented by R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x) as ideal characteristics (standardized conversion ideals). The characteristics are approximated to R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x). Thereafter, the characteristics approximated to the original ideal characteristics R (x), G (x), and B (x) can be obtained by multiplying the inverse matrix M −1 by the calculation in the calculation circuit on the imaging apparatus side. . Here, since R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x) have such characteristics that negative values are reduced as much as possible, even if the color separation is performed for three colors, R ′. Reproduction of (x), G ′ (x), B ′ (x) is possible. The reproduced characteristics of R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x) are inversely calculated as described above in the arithmetic circuit on the imaging apparatus side, so that the original ideal characteristics R (x), G ( The characteristics approximated to x) and B (x) can be obtained. That is, even if the color separation of the three colors is performed, the negative sensitivity portion can be virtually reproduced.

図34は、図1の構成例において、図33の変換特性R’(x),G’(x),B’(x)を理想特性として設計された、青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの具体的な特性を示している。   FIG. 34 shows a blue light reflecting dichroic film DB and red light that are designed with the conversion characteristics R ′ (x), G ′ (x), and B ′ (x) of FIG. 33 as ideal characteristics in the configuration example of FIG. The specific characteristic of the reflective dichroic film DR is shown.

図35は、図34に示した膜設計の施された色分解光学系を備えた撮像装置における光学系全体での総合的な分光透過特性(B1,R1,G1)を示している。図35にはまた、比較のために、理想特性(B0,R0,G0)についても併せて示している。なお、ここでいう理想特性とは、図33に示した変換理想特性である。   FIG. 35 shows the overall spectral transmission characteristics (B1, R1, G1) of the entire optical system in the imaging apparatus having the color separation optical system with the film design shown in FIG. FIG. 35 also shows ideal characteristics (B0, R0, G0) for comparison. The ideal characteristic here is the conversion ideal characteristic shown in FIG.

図36は、図35に示した設計例での特性をさらに上記した逆演算により最適化した変換特性(B1,R1,G1)を示している。図36にはまた、比較のために、理想特性(B0,R0,G0)についても併せて示している。なお、ここでいう理想特性とは、従来から知られている図45に示した特性(上記した1次変換前の通常の理想特性)である。このように、本実施の形態によれば、上記第4の実施の形態のような4色分解を行わずとも、仮想的に負の感度部分を再現でき、通常の理想特性に近い特性が得られる。   FIG. 36 shows conversion characteristics (B1, R1, G1) obtained by further optimizing the characteristics in the design example shown in FIG. 35 by the inverse operation described above. FIG. 36 also shows ideal characteristics (B0, R0, G0) for comparison. The ideal characteristic here is a conventionally known characteristic shown in FIG. 45 (the above-described normal ideal characteristic before the primary conversion). As described above, according to the present embodiment, a negative sensitivity portion can be virtually reproduced without performing the four-color separation as in the fourth embodiment, and a characteristic close to a normal ideal characteristic is obtained. It is done.

図37は、本実施の形態による設計例での色再現性を、図8の場合と同様に従来と比較して示したu’v’色度図である。図中、黒塗りの三角形「▲」で示した座標点は、従来の構成による任意の色の座標点を表す。白抜きの四角形「□」で示した座標点は、本実施の形態による設計例での任意の色の座標点を表す。従来の構成と本実施の形態による設計例とにおいて、理想点からのずれ量(再現色のずれ量)は、各座標点を結ぶ実線で示されている。本実施の形態による設計例では、上記第1の実施の形態で示した通常の理想特性に基づいた膜設計を行った場合よりもさらに色再現性を向上させることができた。特に、シアン、緑の部分での色再現性が安定した。B(ブルー),G(グリーン),R(レッド),C(シアン),Y(イエロー),M(マゼンタ),skin(肌色)の7色での色差平均は8.84から2.95に改善した。図8に示した上記第1の実施の形態での色差平均は7.37であり、これよりもさらに色差平均を小さくすることができた。   FIG. 37 is a u'v 'chromaticity diagram showing the color reproducibility in the design example according to the present embodiment in comparison with the conventional case, as in the case of FIG. In the figure, coordinate points indicated by black triangles “▲” represent coordinate points of an arbitrary color according to the conventional configuration. Coordinate points indicated by white squares “□” represent coordinate points of an arbitrary color in the design example according to the present embodiment. In the conventional configuration and the design example according to the present embodiment, the deviation amount from the ideal point (reproduction color deviation amount) is indicated by a solid line connecting the coordinate points. In the design example according to the present embodiment, the color reproducibility can be further improved as compared with the case where the film design based on the normal ideal characteristics shown in the first embodiment is performed. In particular, the color reproducibility in the cyan and green portions was stable. The average color difference for the seven colors B (blue), G (green), R (red), C (cyan), Y (yellow), M (magenta), and skin (skin color) is 8.84 to 2.95. Improved. The average color difference in the first embodiment shown in FIG. 8 is 7.37, and the average color difference can be further reduced.

なお、本実施の形態は、上記第1の実施の形態における各変形例に対しても同様に適用可能である。また、上記第2および第3の実施の形態の構成に対しても同様に適用可能である。図38は、上記第2の実施の形態の構成に適用する場合のダイクロイック膜の膜構成例を示している。図19に示した膜構成に代えて図38に示した特性の膜構成とすれば良い。
[第6の実施の形態]
Note that the present embodiment can be similarly applied to the respective modifications of the first embodiment. The present invention can be similarly applied to the configurations of the second and third embodiments. FIG. 38 shows a film configuration example of the dichroic film when applied to the configuration of the second embodiment. Instead of the film configuration shown in FIG. 19, a film configuration with the characteristics shown in FIG. 38 may be used.
[Sixth Embodiment]

次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。なお、上記第1ないし第5の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Note that components that are substantially the same as those in the first to fifth embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

図39は、本発明の第6の実施の形態に係る色分解光学系1A−3の構成を示している。この色分解光学系1A−3は、図21に示した色分解光学系1A−2に対して、第1のプリズム10よりも前側に配置された偏光解消板55をさらに備えたものである。その他の構成は、図21に示した色分解光学系1A−2と同様である。偏光解消板55は、入射光の特定方向への偏光を解消するためのものである。   FIG. 39 shows the configuration of a color separation optical system 1A-3 according to the sixth embodiment of the present invention. The color separation optical system 1A-3 further includes a depolarization plate 55 disposed on the front side of the first prism 10 with respect to the color separation optical system 1A-2 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the color separation optical system 1A-2 shown in FIG. The depolarization plate 55 is for depolarizing incident light in a specific direction.

図40は、偏光解消板55を設けなかった場合のプリズム部分全体(第1、第2および第3のプリズム10,20,30全体)での、偏光成分ごとの分光透過特性の一例を示している。入射光の成分が例えば特定の直線偏光成分に偏っていると、入射光が無偏光状態である場合に比べて分光特性が変化してしまう。図40には、入射光として互いに直交する直線偏光成分(P偏光およびS偏光)が、それぞれ単独で入射した場合の特性を示している。また、入射光が無偏光である場合の特性を、(P+S)/2として示している。本実施の形態では、第1のプリズム10よりも前側に偏光解消板55を配置していることで、入射光の特定方向への偏光を解消し、図40の(P+S)/2で示したような安定した分光特性を得ることができる。   FIG. 40 shows an example of spectral transmission characteristics for each polarization component in the entire prism portion (the entire first, second and third prisms 10, 20, and 30) when the depolarization plate 55 is not provided. Yes. For example, when the incident light component is biased toward a specific linearly polarized light component, the spectral characteristics change as compared to the case where the incident light is in a non-polarized state. FIG. 40 shows the characteristics when linearly polarized light components (P-polarized light and S-polarized light) orthogonal to each other are incident as incident light. The characteristic when the incident light is non-polarized light is shown as (P + S) / 2. In the present embodiment, the depolarization plate 55 is disposed in front of the first prism 10, so that the polarization of incident light in a specific direction is eliminated, and is indicated by (P + S) / 2 in FIG. Such stable spectral characteristics can be obtained.

なお、その他の各実施の形態における各構成例に対しても同様に、第1のプリズム10よりも前側に偏光解消板55を設けるようにしても良い。
[第7の実施の形態]
Similarly, in each configuration example in each of the other embodiments, the depolarization plate 55 may be provided in front of the first prism 10.
[Seventh Embodiment]

次に、本発明の第7の実施の形態を説明する。なお、上記第1ないし第6の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. Note that components that are substantially the same as those in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図41は、本発明の第7の実施の形態に係る色分解光学系1A−4の構成を示している。この色分解光学系1A−4は、図21に示した色分解光学系1A−2に対して、赤色光を取り出すプリズム(図41の配置例では第3のプリズム30)の射出面側に配置されたトリミングフィルタ53’の特性を、青色光および緑色光を遮断し、赤色光を透過する吸収フィルタの特性にしたものである。その他の構成は、図21に示した色分解光学系1A−2と同様である。   FIG. 41 shows the configuration of a color separation optical system 1A-4 according to the seventh embodiment of the present invention. This color separation optical system 1A-4 is arranged on the exit surface side of a prism (third prism 30 in the arrangement example of FIG. 41) that extracts red light with respect to the color separation optical system 1A-2 shown in FIG. The characteristics of the trimming filter 53 ′ are characteristics of an absorption filter that blocks blue light and green light and transmits red light. Other configurations are the same as those of the color separation optical system 1A-2 shown in FIG.

図42は、この色分解光学系1A−4を撮像装置に適用した場合における撮像光学系全体での総合的な分光透過特性を示している(図中、R,G,Bで示した特性)。図42にはまた、比較のためにトリミングフィルタ53’の特性を、上記青色光および緑色光を遮断する吸収フィルタの特性にしなかった場合の特性を示す(図中、実線(TMRless)の特性)。上記吸収フィルタの特性にしなかった場合には、赤色の撮像素子4Rに青色光および緑色光が漏れ込み不要成分が混ざるので、色再現性が悪くなる。本実施の形態では、赤色光を取り出すプリズムの射出面側に青色光および緑色光を遮断する吸収フィルタの特性を持つトリミングフィルタ53’を配置していることで、不要成分の漏れ込みを防ぎ、色再現性を改善することができる。   FIG. 42 shows the overall spectral transmission characteristics of the entire imaging optical system when the color separation optical system 1A-4 is applied to an imaging apparatus (characteristics indicated by R, G, and B in the figure). . FIG. 42 also shows the characteristics when the characteristics of the trimming filter 53 ′ are not the characteristics of the absorption filter that blocks blue light and green light for comparison (characteristics of solid line (TMRless) in the figure). . If the absorption filter characteristics are not satisfied, blue light and green light leak into the red image sensor 4R and unnecessary components are mixed, resulting in poor color reproducibility. In the present embodiment, by arranging the trimming filter 53 ′ having the absorption filter characteristic that blocks blue light and green light on the exit surface side of the prism that extracts red light, leakage of unnecessary components is prevented, Color reproducibility can be improved.

なお、その他の各実施の形態における各構成例に対しても同様に、赤色光を取り出すプリズムの射出面側に吸収フィルタ56を設けるようにしても良い。   Similarly, in each configuration example in each of the other embodiments, an absorption filter 56 may be provided on the exit surface side of the prism that extracts red light.

本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した色分解光学系で用いられる青色光反射ダイクロイック膜DBの特性(A)、および赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性(B)についての説明図である。It is explanatory drawing about the characteristic (A) of the blue light reflection dichroic film | membrane DB used with the color separation optical system shown in FIG. 1, and the characteristic (B) of the red light reflection dichroic film | membrane DR. 本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置におけるプリズム部以外の光学要素の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristics of optical elements other than the prism part in the imaging device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した色分解光学系で用いられている青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの設計例を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a design example of a blue light reflecting dichroic film DB and a red light reflecting dichroic film DR used in the color separation optical system shown in FIG. 1. 本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置におけるプリズム部分の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic of the prism part in the imaging device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置における光学系の総合的な分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the comprehensive spectral characteristic of the optical system in the imaging device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における規格化された総合的な分光特性を、理想特性および従来の特性と比較して示した特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing normalized overall spectral characteristics in the first embodiment of the present invention compared with ideal characteristics and conventional characteristics. 本発明の第1の実施の形態における色再現性を、従来と比較して示したu’v’色度図である。FIG. 5 is a u′v ′ chromaticity diagram showing the color reproducibility in the first embodiment of the present invention in comparison with the prior art. 本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系におけるゴーストの発生量を、従来と比較して示した特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the amount of ghost generation in the color separation optical system according to the first embodiment of the present invention compared to the conventional art. 図1に示した色分解光学系で用いられている青色光反射ダイクロイック膜DBの膜設計の数値例を示す図である。It is a figure which shows the numerical example of the film | membrane design of the blue light reflection dichroic film | membrane DB used with the color separation optical system shown in FIG. 図1に示した色分解光学系で用いられている赤色光反射ダイクロイック膜DRの膜設計の数値例を示す図である。It is a figure which shows the numerical example of the film | membrane design of the red light reflection dichroic film | membrane DR used with the color separation optical system shown in FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の第1の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図12に示した色分解光学系で用いられている青色光反射ダイクロイック膜DBの特性(A)、および緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性(B)についての説明図である。It is explanatory drawing about the characteristic (A) of the blue light reflection dichroic film | membrane DB used with the color separation optical system shown in FIG. 12, and the characteristic (B) of the green light reflection dichroic film | membrane DG. 本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の第2の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の第3の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図15に示した色分解光学系で用いられている緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性(A)、および赤色光反射ダイクロイック膜DRの特性(B)についての説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a characteristic (A) of a green light reflecting dichroic film DG and a characteristic (B) of a red light reflecting dichroic film DR used in the color separation optical system shown in FIG. 15. 本発明の第2の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る色分解光学系で用いられる緑色光反射ダイクロイック膜DGの短波長側の特性(A)、および長波長側の特性(B)についての説明図である。It is explanatory drawing about the characteristic (A) of the short wavelength side of the green light reflection dichroic film | membrane DG used with the color separation optical system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the characteristic (B) of the long wavelength side. 本発明の第2の実施の形態に係る色分解光学系で用いられているダイクロイック膜の設計例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example of a design of the dichroic film | membrane used with the color separation optical system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る撮像装置におけるプリズム部分の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic of the prism part in the imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る色分解光学系で用いられているダイクロイック膜の設計例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example of a design of the dichroic film | membrane used with the color separation optical system concerning the 3rd Embodiment of this invention. 図23に示した緑色光反射ダイクロイック膜DGの特性を実現する具体的な数値例を示す図である。It is a figure which shows the specific numerical example which implement | achieves the characteristic of the green light reflection dichroic film | membrane DG shown in FIG. 図23に示した青色光反射ダイクロイック膜DBの特性を実現する具体的な数値例を示す図である。It is a figure which shows the specific numerical example which implement | achieves the characteristic of the blue light reflection dichroic film | membrane DB shown in FIG. 本発明の第4の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る色分解光学系で用いられているダイクロイック膜の設計例を示す特性図および膜データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic figure and example of film | membrane data which show the design example of the dichroic film | membrane used with the color separation optical system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る撮像装置におけるプリズム部分の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristics of the prism part in the imaging device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る撮像装置における光学系の総合的な分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the comprehensive spectral characteristic of the optical system in the imaging device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態における規格化された総合的な分光特性を、理想特性および従来の特性と比較して示した特性図である。It is the characteristic view which showed the standardized comprehensive spectral characteristic in the 4th Embodiment of this invention compared with the ideal characteristic and the conventional characteristic. 本発明の第4の実施の形態における色再現性を、従来と比較して示したu’v’色度図である。FIG. 10 is a u′v ′ chromaticity diagram showing color reproducibility in a fourth embodiment of the present invention in comparison with the prior art. 本発明の第5の実施の形態に係る色分解光学系で適用される理想特性についての説明図図であり、(A)は変換前の理想特性を示し、(B)は変換後の理想特性を示す。It is explanatory drawing about the ideal characteristic applied with the color separation optical system which concerns on the 5th Embodiment of this invention, (A) shows the ideal characteristic before conversion, (B) is the ideal characteristic after conversion. Indicates. 本発明の第5の実施の形態に係る色分解光学系で適用される規格化された理想特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the normalized ideal characteristic applied with the color separation optical system which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る色分解光学系で用いられる青色光反射ダイクロイック膜DBおよび赤色光反射ダイクロイック膜DRの設計例を示す特性図である。It is a characteristic view showing a design example of a blue light reflecting dichroic film DB and a red light reflecting dichroic film DR used in a color separation optical system according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態における規格化された総合的な分光特性を、一次変換された理想特性と比較して示した特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the normalized overall spectral characteristic in the fifth embodiment of the present invention compared with the ideal characteristic subjected to the primary conversion. 図35に示した第5の実施の形態における規格化された総合的な分光特性を逆変換して、理想特性と比較して示した特性図である。FIG. 36 is a characteristic diagram obtained by inversely transforming the normalized overall spectral characteristic in the fifth embodiment shown in FIG. 35 and comparing it with an ideal characteristic. 本発明の第5の実施の形態における色再現性を、従来と比較して示したu’v’色度図である。FIG. 10 is a u′v ′ chromaticity diagram showing color reproducibility in a fifth embodiment of the present invention in comparison with the prior art. 本発明の第5の実施の形態に係る色分解光学系で用いられるダイクロイック膜の他の構成例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the other structural example of the dichroic film | membrane used with the color separation optical system concerning the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る撮像装置におけるプリズム部分の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic of the prism part in the imaging device which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る色分解光学系を備えた撮像装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the imaging device provided with the color separation optical system which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る撮像装置における規格化された総合的な分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the standardized comprehensive spectral characteristic in the imaging device which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 従来の色分解光学系の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the conventional color separation optical system. 理想特性を求めるための3原色の色度座標を示すxy色度図である。It is an xy chromaticity diagram showing chromaticity coordinates of three primary colors for obtaining ideal characteristics. 規格化された理想特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the normalized ideal characteristic. 従来の一般的な色分解光学系の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic of the conventional general color separation optical system. 従来の色分解光学系で用いられているダイクロイック膜の特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the characteristic of the dichroic film | membrane used with the conventional color separation optical system. 従来の色分解光学系において理想特性に近似した分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic approximated to the ideal characteristic in the conventional color separation optical system. 従来の色分解光学系において生ずる多重反射についての説明図である。It is explanatory drawing about the multiple reflection which arises in the conventional color separation optical system.

符号の説明Explanation of symbols

L…入射光、LB…青色光成分、LR…赤色光成分、LG…緑色光成分、DB…青色光反射ダイクロイック膜、DR…赤色光反射ダイクロイック膜、DG…緑色光反射ダイクロイック膜、DC…シアン色光反射ダイクロイック膜、1,1−1,1−2,1−3,1A1,1A−1,1A−2,1A−3,1A−4,1B…色分解光学系、2…撮影レンズ、3…IRカットフィルタ、4R,4G,4B,4C…撮像素子、10…第1のプリズム、20…第2のプリズム、30…第3のプリズム、40…第4のプリズム、51…第1のトリミングフィルタ、52…第2のトリミングフィルタ、53…第3のトリミングフィルタ、51AR…第1の反射防止膜、52AR…第2の反射防止膜、53AR…第3の反射防止膜、54AR…第4の反射防止膜、55…偏光解消板。   L ... incident light, LB ... blue light component, LR ... red light component, LG ... green light component, DB ... blue light reflecting dichroic film, DR ... red light reflecting dichroic film, DG ... green light reflecting dichroic film, DC ... cyan Color light reflecting dichroic film, 1,1-1,1-2,1-3,1A1,1A-1,1A-2,1A-3,1A-4,1B ... color separation optical system, 2 ... photographing lens, 3 ... IR cut filter, 4R, 4G, 4B, 4C ... imaging device, 10 ... first prism, 20 ... second prism, 30 ... third prism, 40 ... fourth prism, 51 ... first trimming Filter 52. Second trimming filter 53. Third trimming filter 51 AR First antireflection film 52 AR Second antireflection film 53 AR Third antireflection film 54 AR Fourth Anti-reflective Film, 55 ... depolarizer.

Claims (30)

入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有している
ことを特徴とする色分解光学系。
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect blue light as the first color light component, and the second dichroic film reflects red light or green light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic,
When the second dichroic film reflects red light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Has a shape along
When the second dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. A color separation optical system characterized by having a shape along.
前記第1のプリズムで青色光、前記第2のプリズムで赤色光、前記第3のプリズムで緑色光を取り出す構成とされ、
前記第1のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有する
ように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の色分解光学系。
The first prism extracts blue light, the second prism extracts red light, and the third prism extracts green light.
The first dichroic film reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in a form along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Has a shape that changes from low transmittance to high transmittance within the wavelength range of
The second dichroic film reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. 2. The color separation optical system according to claim 1, wherein the color separation optical system is configured to have a shape that changes from a high transmittance to a low transmittance within the wavelength range.
青色光を反射する前記第1のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低透過率と最高透過率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有し、
赤色光を反射する前記第2のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高透過率と最低透過率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有する
ように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の色分解光学系。
Average slope in which the transmission characteristic curve of the first dichroic film reflecting blue light changes from 20% to 80% of the range between the lowest transmittance and the highest transmittance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm. The shape has a value of 0.2 (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less,
Average slope in which the transmission characteristic curve of the second dichroic film reflecting red light changes from 80% to 20% of the range between the highest transmittance and the lowest transmittance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm. The color separation optical system according to claim 2, wherein the color separation optical system is configured to have a shape having a value of −2.0 (% / nm) or more and −0.2 (% / nm) or less.
第3のダイクロイック膜を有し、前記第2のプリズムと前記第3のプリズムとの間に配置され、前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第4の色光成分を取り出す第4のプリズムをさらに備え、
前記第3のダイクロイック膜は、400nm以上600nm以下の波長域の光の一部を前記第4の色光成分として反射するものであり、
前記第3のプリズムは、前記第1および第2のダイクロイック膜を透過し、さらに前記第3のダイクロイック膜を透過した緑色光を取り出す構成とされている
ことを特徴とする請求項2または3に記載の色分解光学系。
A fourth prism having a third dichroic film, which is arranged between the second prism and the third prism and extracts a fourth color light component transmitted through the first and second dichroic films; Further comprising
The third dichroic film reflects a part of light in a wavelength range of 400 nm to 600 nm as the fourth color light component,
The third prism is configured to take out green light that has passed through the first and second dichroic films and further has passed through the third dichroic film. The color separation optical system described.
前記第1のプリズムで青色光、前記第2のプリズムで緑色光、前記第3のプリズムで赤色光を取り出す構成とされ、
前記第1のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の色分解光学系。
The first prism extracts blue light, the second prism extracts green light, and the third prism extracts red light.
The first dichroic film reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in a form along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Has a shape that changes from low transmittance to high transmittance within the wavelength range of
The second dichroic film reflects green light, and the slope of the reflection characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. 2. The color separation optical system according to claim 1, wherein the color separation optical system has a shape that changes from a high reflectance to a low reflectance within a wavelength range of 2.
青色光を反射する前記第1のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低透過率と最高透過率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有し、
緑色光を反射する前記第2のダイクロイック膜の反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高反射率と最低反射率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の色分解光学系。
Average slope in which the transmission characteristic curve of the first dichroic film reflecting blue light changes from 20% to 80% of the range between the lowest transmittance and the highest transmittance within a wavelength range of 430 nm to 670 nm. The shape has a value of 0.2 (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less,
The average slope at which the reflection characteristic curve of the second dichroic film reflecting green light changes from 80% to 20% of the range between the highest reflectance and the lowest reflectance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. The color separation optical system according to claim 5, wherein the color separation optical system has a shape having a value of −2.0 (% / nm) or more and −0.2 (% / nm) or less.
入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している
ことを特徴とする色分解光学系。
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect red light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or green light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic,
When the second dichroic film reflects blue light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film becomes a characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Has a shape along
When the second dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. A color separation optical system characterized by having a shape along.
前記第1のプリズムで赤色光、前記第2のプリズムで青色光、前記第3のプリズムで緑色光を取り出す構成とされ、
前記第1のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低透過率から高透過率に立ち上がる変化をする形状を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の色分解光学系。
The first prism extracts red light, the second prism extracts blue light, and the third prism extracts green light.
The first dichroic film reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Having a shape that falls from high transmittance to low transmittance within the wavelength range of
The second dichroic film reflects blue light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. The color separation optical system according to claim 7, wherein the color separation optical system has a shape that rises from a low transmittance to a high transmittance within a wavelength range of.
赤色光を反射する前記第1のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高透過率と最低透過率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有し、
青色光を反射する前記第2のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低透過率と最高透過率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有する
ことを特徴とする請求項8に記載の色分解光学系。
Average slope in which the transmission characteristic curve of the first dichroic film reflecting red light changes from 80% to 20% of the range between the highest transmittance and the lowest transmittance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. The shape has a value of −2.0 (% / nm) or more and −0.2 (% / nm) or less,
Average slope in which the transmission characteristic curve of the second dichroic film reflecting blue light changes from 20% to 80% of the range between the lowest transmittance and the highest transmittance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. The color separation optical system according to claim 8, wherein the color separation optical system has a shape having a value of 0.2 (% / nm) to 2.0 (% / nm).
前記第1のプリズムで赤色光、前記第2のプリズムで緑色光、前記第3のプリズムで青色光を取り出す構成とされ、
前記第1のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で高透過率から低透過率に立ち下がる変化をする形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであり、そのダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で430nm以上670nm以下の波長範囲内で低反射率から高反射率に立ち上がる変化をする形状を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の色分解光学系。
The first prism extracts red light, the second prism extracts green light, and the third prism extracts blue light.
The first dichroic film reflects red light, and the slope of the transmission characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in the form of the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Having a shape that falls from high transmittance to low transmittance within the wavelength range of
The second dichroic film reflects green light, and the slope of the reflection characteristic curve of the dichroic film is 430 nm or more and 670 nm or less in a form along the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. The color separation optical system according to claim 7, wherein the color separation optical system has a shape that rises from a low reflectance to a high reflectance within the wavelength range.
赤色光を反射する前記第1のダイクロイック膜の透過特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高透過率と最低透過率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有し、
緑色光を反射する前記第2のダイクロイック膜の反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低反射率と最高反射率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の色分解光学系。
Average slope in which the transmission characteristic curve of the first dichroic film reflecting red light changes from 80% to 20% of the range between the highest transmittance and the lowest transmittance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. The shape has a value of −2.0 (% / nm) or more and −0.2 (% / nm) or less,
The average slope at which the reflection characteristic curve of the second dichroic film reflecting green light changes from 20% to 80% of the range between the lowest reflectance and the highest reflectance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm. The color separation optical system according to claim 10, wherein the color separation optical system has a shape having a value of 0.2 (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less.
入射光を緑色光、青色光、および赤色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に沿う形状を有している
ことを特徴とする色分解光学系。
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of green light, blue light, and red light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect green light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or red light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape along the characteristic curve on the short wavelength side and the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Color separation optical system.
前記第1のダイクロイック膜の反射特性曲線の傾きが、430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち上がる部分では、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形で低反射率から高反射率に変化をする形状を有し、
430nm以上670nm以下の波長範囲内で立ち下がる部分では、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に沿う形で高反射率から低反射率に立ち下がる変化をする形状を有する
ことを特徴とする請求項12に記載の色分解光学系。
In the portion where the slope of the reflection characteristic curve of the first dichroic film rises within the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less, from the low reflectance in the form of the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. It has a shape that changes to high reflectivity,
The portion falling within the wavelength range of 430 nm to 670 nm has a shape that changes from a high reflectance to a low reflectance along the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. The color separation optical system according to claim 12.
前記第1のダイクロイック膜の反射特性曲線が、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低反射率と最高反射率との間の範囲の20%から80%に変化する部分では平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有すると共に、
430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高反射率と最低反射率との間の範囲の80%から20%に変化する部分では平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有する
ことを特徴とする請求項13に記載の色分解光学系。
In the portion where the reflection characteristic curve of the first dichroic film changes from 20% to 80% of the range between the lowest reflectance and the highest reflectance within the wavelength range of 430 nm to 670 nm, the average slope value is 0. .2 (% / nm) or more and 2.0 (% / nm) or less,
Within the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less, the average slope value is −2.0 (% / nm) or more and −0. The color separation optical system according to claim 13, wherein the color separation optical system has a shape of 2 (% / nm) or less.
前記第1のプリズムで緑色光、前記第2のプリズムで青色光、前記第3のプリズムで赤色光を取り出すように構成され、
前記第2のダイクロイック膜が青色光を反射する膜構成され、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している
ことを特徴とする請求項13または14に記載の色分解光学系。
The first prism extracts green light, the second prism extracts blue light, and the third prism extracts red light.
The second dichroic film is configured to reflect blue light, and the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal red spectral characteristic The color separation optical system according to claim 13 or 14, characterized by comprising:
前記第1のプリズムで緑色光、前記第2のプリズムで赤色光、前記第3のプリズムで青色光を取り出すように構成され、
前記第2のダイクロイック膜が赤色光を反射する膜構成され、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な赤色の分光特性の短波長側の特性曲線に沿う形状を有している
ことを特徴とする請求項13または14に記載の色分解光学系。
The first prism extracts green light, the second prism extracts red light, and the third prism extracts blue light.
The second dichroic film is configured to reflect red light, and the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film is a shape that follows the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal red spectral characteristic The color separation optical system according to claim 13 or 14, characterized by comprising:
前記理想的な分光特性は、RGB表色系の等色関数で示される理想特性である
ことを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1項に記載の色分解光学系。
The color separation optical system according to claim 1, wherein the ideal spectral characteristic is an ideal characteristic represented by a color matching function of an RGB color system.
前記理想的な分光特性は、色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換で示される理想特性である
ことを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1項に記載の色分解光学系。
The ideal spectral characteristic is an ideal characteristic that is converted from chromaticity coordinates of three primary colors of a color reproduction medium and is represented by a linear transformation of a color matching function of an XYZ color system. The color separation optical system according to any one of the above.
前記理想的な分光特性は、前記理想特性に対し、さらに負の値を減らすような、逆変換可能な変換を施した特性である
ことを特徴とする請求項17または18に記載の色分解光学系。
The color separation optical according to claim 17 or 18, wherein the ideal spectral characteristic is a characteristic obtained by performing a conversion that can be inversely converted so as to further reduce a negative value with respect to the ideal characteristic. system.
前記第1のプリズムよりも前側、もしくは赤色光を取り出すプリズムの射出面側の少なくとも一方に配置され、視感度に近似した特性を持つ吸収型フィルタをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
2. An absorptive filter disposed on at least one of a front side of the first prism or an exit surface side of a prism for extracting red light and having characteristics approximating a visual sensitivity. 20. The color separation optical system according to any one of 19 above.
前記第1のプリズムよりも前側に配置され、赤外光をカットするコートタイプの赤外カットフィルタをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
20. The color separation optical according to claim 1, further comprising a coat type infrared cut filter that is disposed in front of the first prism and cuts infrared light. system.
前記第1のプリズムよりも前側に配置され、紫外光を遮断する紫外カットフィルタをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
The color separation optical system according to any one of claims 1 to 19, further comprising an ultraviolet cut filter that is disposed in front of the first prism and blocks ultraviolet light.
少なくとも1つのプリズムの射出面に反射防止膜が施されている
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
The color separation optical system according to any one of claims 1 to 19, wherein an antireflection film is provided on an exit surface of at least one prism.
前記第1のプリズムよりも前側に配置され、入射光の特定方向への偏光を解消する偏光解消板をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
The color separation according to any one of claims 1 to 19, further comprising a depolarization plate that is disposed in front of the first prism and depolarizes incident light in a specific direction. Optical system.
赤色光を取り出すプリズムの射出面側に配置され、青色光および緑色光を遮断し、赤色光を透過する吸収フィルタをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の色分解光学系。
20. The apparatus according to claim 1, further comprising an absorption filter that is disposed on an exit surface side of the prism that extracts red light, blocks blue light and green light, and transmits red light. Color separation optical system.
入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として赤色光または緑色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が赤色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有している
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect blue light as the first color light component, and the second dichroic film reflects red light or green light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic,
When the second dichroic film reflects red light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Have substantially the same shape,
When the second dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Have approximately the same shape
入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として青色光または緑色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の長波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が青色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜が緑色光を反射するものであるとき、そのダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、前記理想的な緑色の分光特性の短波長側の特性曲線に略等しい形状を有している
ことを特徴とする色分解光学系。
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of blue light, red light, and green light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect red light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or green light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic,
When the second dichroic film reflects blue light, the slope of the transmission characteristic curve indicating the transmittance with respect to the wavelength of the dichroic film becomes a characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Have substantially the same shape,
When the second dichroic film reflects green light, the slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the dichroic film is the characteristic curve on the short wavelength side of the ideal green spectral characteristic. A color separation optical system characterized by having substantially the same shape.
入射光を緑色光、青色光、および赤色光の少なくとも3つの色光成分に分解する色分解光学系であって、
光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として緑色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として青色光または赤色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する反射率を示す反射特性曲線の傾きが、理想的な緑色の分光特性の短波長側および長波長側の特性曲線に略等しい形状を有している
ことを特徴とする色分解光学系。
A color separation optical system that decomposes incident light into at least three color light components of green light, blue light, and red light,
In order from the light incident side,
A first prism that has a first dichroic film and extracts a first color light component reflected by the first dichroic film;
A second prism that has a second dichroic film and extracts a second color light component transmitted through the first dichroic film and reflected by the second dichroic film;
And a third prism for extracting a third color light component that has passed through the first and second dichroic films,
The first dichroic film is configured to reflect green light as the first color light component, and the second dichroic film reflects blue light or red light as the second color light component. A film configuration, and
The slope of the reflection characteristic curve indicating the reflectance with respect to the wavelength of the first dichroic film has a shape substantially equal to the characteristic curve on the short wavelength side and the long wavelength side of the ideal green spectral characteristic. Color separation optical system.
請求項1ないし28のいずれか1項に記載の色分解光学系と、
前記色分解光学系によって分解された各色光に対応して設けられ、入射した各色光に応じた電気信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
A color separation optical system according to any one of claims 1 to 28;
An image pickup apparatus comprising: an image pickup device provided corresponding to each color light separated by the color separation optical system and outputting an electrical signal corresponding to each incident color light.
請求項19に記載の色分解光学系と、
前記請求項19に記載の色分解光学系によって分解された各色光に対応して設けられ、入射した各色光に応じた電気信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子によって得られた信号値に基づいて、前記理想特性における負の値を再現するような逆変換を施す演算回路と
を備えたことを特徴とする請求項29に記載の撮像装置。
The color separation optical system according to claim 19,
An image sensor that is provided corresponding to each color light separated by the color separation optical system according to claim 19 and that outputs an electrical signal corresponding to each incident color light;
30. The imaging apparatus according to claim 29, further comprising: an arithmetic circuit that performs an inverse transformation to reproduce a negative value in the ideal characteristic based on a signal value obtained by the imaging element.
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