JP2542896B2

JP2542896B2 - 色分階プリズム系

Info

Publication number: JP2542896B2
Application number: JP63078430A
Authority: JP
Inventors: 俊一内藤
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH01251001A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、カラーテレビジョンカメラ等に用いられ、
対物レンズと撮像手段との間に介在されて、被写体から
の光束を色分解するための色分解プリズム系に関する。

（従来の技術）カラーテレビジョンカメラは、対物レンズと、その焦
点面との間に色分解プリズム系を設置し、入射光束を該
色分解プリズム系によってＲ、Ｇ、Ｂの３色の波長領域
に分解して、それぞれの波長領域光を３個の固体撮像素
子、撮像管等の撮像手段に結像させ、該各撮像手段によ
り電気信号に変換し、該撮像手段により信号処理して、
順次取り出して画像信号を形成するようにしている。

前述した入射光束の色分解を行うための色分解プリズ
ム系としては、一般に、第５図に示したように、３個の
プリズム１、２、３を用い、第１のプリズム１は対物レ
ンズ４から入射される光束の光軸と直交する入射端面1a
を有し、この入射端面1aに入射された光束における一部
の波長領域、例えば青色領域光を反射させる第１のダイ
クロイック層５を形成し、該第１のダイクロイック層５
を通過した残余の波長成分を第２のプリズム２に入射さ
せて、該第２のプリズム２に形成した第２のダイクロイ
ック層６により赤色領域光と緑色領域光とに分光して、
赤色領域光を該第２のダイクロイック層６により反射さ
せると共に、緑色領域光を該第２のダイクロイック層６
を透過させて、第３のプリズム３に入射させることによ
って、被写体からの光束を３色分解するようにしてい
る。

そして、第１のダイクロイック層５により反射した青
色領域光は第１のプリズム１における端面1aに反射させ
て該第１のプリズム１に接続した青補正フイルタ７を介
して固体撮像素子や撮像管などの撮像手段８に入射され
る。また、第１、第２のダイクロイック層５、６を通解
した緑色領域光は、第３のプリズム３に接続した緑補正
フイルタ９を介して撮像手段10に入射されることにな
る。

さらに、第１のダイクロイック層５を通過し、第２の
ダイクロイック層６に反射した赤色領域光は、第２のプ
リズム２における端面2aで反射して該第２のプリズム２
に接続した赤補正フイルタ11を介して撮像手段12に入射
されることになる。

ここで、赤色領域光を第２のプリズム２の端面2aにお
いて全反射させるために、第１のプリズム１と第２のプ
リズム２との間には空気層13が介在されるようになって
いる。この空気層13は、第１のプリズム１における第１
のダイクロイック層６を通過した光の屈折を最小限に抑
制するため等の理由で微小な空間となすようにしてお
り、通常は10〜30μｍ程度に設定されている。

さらに、前述した第１、第２、第３のプリズム１、
２、３を透過する光において、対物レンズ４の表面にお
ける反射光等に起因する有害光を吸収して除去するため
に、プリズム１、２、３の適宜の位置にスリットを形成
し、このスリットに光を吸収する部材を充填することに
よって形成される有害光カット部14となして、それぞれ
撮像手段８、10、12に有害光が入射されるのを防止して
いる。また、第１のプリズム１と第２のプリズム２との
間には、第７図に示したように、空気層13内にマスク板
15を配設することにより、第５図に点線で示したような
有害光のカット及び吸収を行わせるようにしている。こ
のマスク板15は枠状の金属薄板からなり、その両側表面
には光吸収性の良好な部材がコーテイングされている。
そして、該マスク板15を支持すると共に、空気層13を防
塵保護するために、第１、第２のプリズム１、２の周縁
部には第１のプリズム１と第２のプリズム２にまたがっ
て、通常黒色で光吸収性のあるシーリング材16を充填す
るように構成されている。

このシーリング材16は、前記シーリング（密封）する
ことが目的のため、その接着力は、第１のプリズム１と
第２のプリズム２とを連結固着する力が弱い。従い通常
は、第６図に示すように、第１のプリズム１乃至第３の
プリズム３が、接着剤30により台板40上に接着固定され
ている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、前述したように第１、第２のプリズム１、
２間に形成される空気層13を10〜30μｍに保持するため
には、該第１、第２のプリズム１、２の位置合わせが非
常に面倒となり、またその間に介装されるマスク板の位
置決めも困難となり、プリズム系の組立て性が悪いとい
う欠点がある。また、この空気層13を形成した部分にマ
スク板15を配設しているが、第１、第２のプリズム１、
２の組み合わせ時において、該マスク板15がプリズム１
または２の表面と接触してそれを損傷させたり、また、
接触摩擦により発塵し、この塵埃が空気層13内に封じ込
められたりして反射効率を低下させたりする不都合も生
じるおそれがある。さらに、マスク板15は金属板で形成
されているので、該マスク板15のエッジ部分を完全に仕
上げるのが困難で、このエッジ部分に有害光が当たった
ときにおいて、該エッジ部分の仕上げが充分でないと、
有害光の吸収を完全には行えず、乱反射して有効光路中
に入るという欠点もある。

その上、第１、第２のプリズム１、２をシーリング材
16でシールしたり、第１のプリズム１乃至第３のプリズ
ム３を台板40上に接着固定することが必要であり、作業
が煩雑である。

本発明は、前述の点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、一対のプリズム間に所定の空気層を
容易に、しかもその間隔を精度良く形成することができ
るようになし、有害光を有効に除去することができるよ
うになし、シーリング材や台板を不要となした色分解プ
リズムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前述した技術的課題を解決するために、本発明は、対
物レンズと撮像手段との間に介在され、前記対物レンズ
を介して入射される光束の色分解を行う色分解プリズム
系において、空気層を介して配置される一対のプリズム
の少なくとも一方のプリズムの前記空気層に接する面の
周縁部に合成樹脂材からなる厚み10〜30μｍのスペーサ
ーを印刷によって一体的に形成し、該スペーサーに光吸
収性を持たせることにより、前記プリズムを透過する有
害光を除去するマスキング機能を付与する構成としたこ
とを特徴とする色分解プリズム系。

（作用）前記スペーサーを挟んで前記一対のプリズムを接合す
ることにより、極めて厳格に隙間管理を行った状態で空
気層を形成することができるようになる。

ここで、このスペーサーは接着性のある合成樹脂材に
より形成した場合には、このスペーサーは前記空気層に
面した一方または両方のプリズムの表面に印刷手段によ
り形成し、このスペーサーを相手方のプリズムの表面に
接着させ、前記一対のプリズムを連結、固定する。

このスペーサーによる接着は、これ自体で前記空気層
をシールする作用をすることになり、別途シーリング材
を充填する必要もなくなる。また、このスペーサーは、
充分に強い接着性を持たせた場合には、前記プリズムを
連結固定するするため、さらに台板に固着する必要がな
い。

さらに、このスペーサーに光吸収性を持たせているの
で、該スペーサー自体が、有害光を遮断するマスキング
作用を有するようになって、別途、有害光遮断用金属製
マスク板等を装着したりする必要がなくなる。このた
め、部品点数が少なくなって、コストダウン化がはか
れ、前記マスク板によりプリズム表面を損傷させたり、
前記マスク板とプリズムとの接触摩擦等による発塵を生
じたりする不都合を生じることはない。

（実施例）以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づいて詳
細に説明する。第１図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）
は本発明の第１の実施例を示す。第１図に示したよう
に、色分解プリズム系における各プリズムの配列関係
は、前記した従来技術のものと格別差異はないので、同
一または均等な部材については、同一の符号を付するも
のとする。

第２図（ａ）は、第１図の第１のプリズム１と第２の
プリズム２に関係する要部断面図であり、第２図（ｂ）
は第２図（ａ）を形成するための説明図である。

第２図（ａ）に示したように、第１のプリズム１と第
２のプリズム２との間には、空気層20が形成されてい
る。この空気層20を形成するために、第１のプリズム１
と第２のプリズム２の相互に対面するプリズム面の周縁
部には、第４図（ａ）に示すように枠状に積層されたス
ペーサー21、あるいは第４図（ｂ）に示すように例えば
水平方向の一方向にに積層されたスペーサー21′が介装
されている。

これらスペーサー21、21′は、前記空気層20を所定値
に形成する機能と、結像された像にとって好ましくない
有害光を吸収除去するマスキング機能と、第１のプリズ
ム１と第２のプリズム２とを接着固定する機能と、前記
空気層20を防塵保護するシール機能とを併せ持つもの
で、10〜30μｍの極めて均一な厚みを有し、光吸収性の
良好な部材から構成されている。

ここで、このスペーサー21、21′の材質は、有機溶剤
に侵されず、耐湿性に優れ、しかもプリズムの材質であ
るガラスに対する密着性が良好な合成樹脂材、例えばシ
リコン樹脂、あるいは黒色の熱硬化性樹脂、あるいは、
エポキシ樹脂、あるいは紫外線硬化型樹脂等をベースと
して、この樹脂に光吸収性の良好な粉末あるいは染料等
を均一に分散させたりすることによって形成される。こ
れを、第２図（ｂ）に示すように、第２のプリズム２に
対面する第１のプリズム１の表面５に印刷手段で所定の
厚さΔ_１に積層して、これを硬化させる前に第２のプリ
ズム２を第１のプリズム１に押し付けて接着し、その後
熱や紫外線等で硬化させる。このようにして、前もって
第３のプリズム３が接着された第２のプリズム２を第１
のプリズム１に連結固定する。

前記のように構成される色分解プリズム系は、第１の
プリズム１と第２のプリズム２との間に介装したスペー
サー21によって正確に一定の間隔を保った空気層20が形
成されているので、第１のプリズム１を透過して、第２
のプリズム２におけるダイクロイック層により反射され
る波長領域光を該第２のプリズム２における端面2aにお
いて確実に全反射させることができるようになり、この
波長領域光にロスを生じさせることはない。

また、スペーサー21は、同時にマスキング作用を有す
るものであるので、正規の光路以外を通る有害光を吸収
して除去することができるようになる。

そして、スペーサー21は、エポキシ樹脂等からなる合
成樹脂材を印刷手段で形成するようにしているので、そ
の膜厚管理を極めて厳格に行うことができるようにな
り、第１のプリズム１と第２のプリズム２との間が傾い
たり、また相互に部分的に接触した状態となったりする
ことがなく、第２のプリズム２の端面2aにおける反射を
効率的に行わせることができるようになる。また、マス
ク板のようにエッジ部分に凹凸が生じることがないの
で、スペーサー21の形成部と空気層20との間の境界部分
を通過する光が乱反射する恐れがない。

しかも、第１のプリズム１へのスペーサー21の形成及
び該スペーサー21と第２のプリズム２との固着の際に、
該第１、第２のプリズム１、２を損傷させたりまた接触
摩擦による塵埃を発生させたりすることがなくなるの
で、該各プリズム１、２において乱反射が発生したり、
また空気層20に塵埃が侵入したりすることがなくなり、
プリズム１または２に塵埃が接触して反射効率を低下さ
せたり、屈折率を大きくしたりする不都合を生じること
はない。

次に、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例を示し、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）を形成するための説明図で
ある。この実施例においては、第３図（ｂ）に示すよう
に、第１のプリズム１と第２のプリズム２の両方にスペ
ーサ21a、22を形成する。この際、スペーサー22がスペ
ーサー21aの外側に位置するように形成し、このスペー
サー21aの積層厚Δ_１とスペーサー22の積層厚Δ_２と
は、Δ_１≦Δ_２、望ましくは、０≦Δ_２−Δ_１≦５μｍ
の条件を満足させるようにする。このスペーサー21aと2
2は、共に同じ材質で形成されている。そして、前記ス
ペーサー21aを硬化処理後に、第２のプリズム２に積層
した硬化処理前で接着力を有している状態のスペーサー
22を、第１のプリズム１のプリズム面５に押しつける。
スペーサー21aは、第３図（ａ）に示すように第２のプ
リズム２のプリズム面2aに接触し、その積層厚Δ_１によ
って決められる所定厚の空気層20を形成する。スペーサ
ー22は、対面するプリズム面５に接着され、前記積層厚
Δ_１に制約されて、プリズム１、２の外側に盛り上がり
スペーサー22′と変形する例もある。

この後に、スペーサー22′を熱硬化処理して硬化させ
る。前記スペーサー21a、22は、それぞれ第１、第２の
プリズム１、２に形成されたが、それぞれを相互に反対
側のプリズムに形成しても良い。

なお、空気層20ををシールする必要性がない場合、あ
るいは遮光の必要性がない場合には、プリズム１あるい
は２にスペーサー21を点付けして、プリズム１と２を固
定することもできる。

更に、実施例においては、スペーサーに接着機能を付
与した例を示したが、必ずしも接着機能が無くとも良い
ものである。

（発明の効果）本発明によれば、スペーサーは、エポキシ樹脂等から
なる合成樹脂材を用い印刷手段で形成されるため、その
膜厚管理を極めて厳格に行うことができるようになり、
第１のプリズム１と第２のプリズム２との間が傾いた
り、また相互に部分的に接触した状態となったりするこ
とがなく、第プリズム間に非常に小さい間隔である10〜
30μｍの空気層を形成し且つ相互のプリズム間の位置合
わせ並びにスペーサーの位置合わせを極めて容易に行う
ことができるものである。更に接着機能を上記スペーサ
ーに付与した場合は、空気層の密封、プリズム間の接合
を強固に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は、本発明の
第１の実施例を示すもので、第１図は、色分解プリズム
系の全体構成図、第２図（ａ）は色分解プリズム系の要
部断面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）を形成するため
の説明図、第３図（ａ）は、本発明の第２実施例を示す
色分解プリズム系の要部断面図、第３図（ｂ）は、第３
図（ａ）を形成するための説明図、第４図（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれスペーサーの積層例の説明図、第５図
及び第６図は従来技術を示し、第５図は色分解プリズム
系の全体構成図、第６図は第５図のＡ−Ａ′断面図、第
７図は第５図の要部断面図である。１……第１のプリズム、1a……端面２……第２のプリズム、2a……端面 20……空気層 21、21a、22、22′……スペーサー Δ_１、Δ_２……積層厚

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズと撮像手段との間に介在され、
前記対物レンズを介して入射される光束の色分解を行う
色分解プリズム系において、空気層を介して配置される
一対のプリズムの少なくとも一方のプリズムの前記空気
層に接する面の周縁部に合成樹脂材からなる厚み10〜30
μｍのスペーサーを印刷によって一体的に形成し、該ス
ペーサーに光吸収性を持たせることにより、前記プリズ
ムを透過する有害光を除去するマスキング機能を付与す
る構成としたことを特徴とする色分解プリズム系。
【請求項２】スペーサーに接着機能を付与したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の色分解プリズム
系。