JP2797635B2 - 分光特性制御手段を有した撮影レンズシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は分光特性制御手段を有した撮影レンズシステ
ムに関し、特に撮影レンズ内の絞り位置近傍に分光特性
制御手段として例えば部分的に分光透過率を異ならしめ
たカラーフィルターを配置することにより、撮影レンズ
からの光束を複数のプリズムを介して波長帯域の異なっ
た複数の色成分別に分解し、撮像板面上に被写体像を結
像させた際、ピントの合わない状態の、カラー画像を色
再現したときにボケ像に色ズレが生じないようにした例
えばビデオカメラやテレビカメラ等に好適な分光特性制
御手段を有した撮影レンズシステムに関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より三枚（管）式テレビカメラにおいては撮影レ
ンズと撮像板（又は撮像管や固体撮像素子）との間に入
射光束を所定の複数の色光に色分解する為の手段として
複数のプリズムやカラーフィルター等より成る３色分解
光学系が設けられている。

該３色分解光学系は主に色分解用の多層膜を一面に設
けた所定形状の３個ないし４個のプリズムを所定の関係
を有しつつ一体的に組み合わせたプリズムブロックより
構成されている。そして撮影レンズより入射した光束を
各プリズムの色分解用の反射面を介して複数の波長帯域
の色光に分解して所定の色分解系用の撮像板へ導くよう
に構成している。

第９図は従来の３つのプリズムより成る３色分解光学
系の概略図である。同図において91は撮影レンズ、92は
青色分解プリズム、93は赤色分解プリズムであり、その
入射面93bは青色分解プリズム92と微小な間隙を隔てて
配置されている。94は緑色分解プリズムであり、その入
射面94aは赤色分解プリズム93の反射面93aと接着されて
いる。

同図において撮影レンズ91を通過した光束のうち青色
分解プリズム92のダイクロイック膜を施した光分割面92
aにて青色光Ｂが分離され入射面92bで全反射した後、射
出面92cより射出する。又赤色分解プリズム93のダイク
ロイック膜を施した光分割面93aにて赤色光Ｒが分離さ
れ入射面93bで全反射した後、射出面93cより射出する。
そして青色、赤色成分以外の緑色光Ｇは緑色分解プリズ
ム94を通過し射出面94cより射出する。そしてこれら青
色光Ｂ、赤色光Ｒ、緑色光Ｇの合計３本の光束を不図示
の撮像板へ導光している。

（発明が解決しようとする問題点） 第９図に示した従来の３色分解光学系は同図に示す様
に撮影レンズの中心部と周辺部を通過した各々の光束Ｕ
（１点鎖線）、Ｃ（実線）、Ｌ（点線）が不図示の所定
の色分解系用の撮像板へ到達するまでの間に於いて青色
分解プリズムの光分割面92aに施された青色ダイクロイ
ック膜及び赤色分解プリズムの光分割面93aに施された
赤色ダイクロイック膜へ入射する際、各光束Ｕ、Ｃ、Ｌ
の入射角度にはそれぞれ差が生じてくる。この為各光束
Ｕ、Ｃ、Ｌに対する分光特性は例えば第10図に示す様に
互いに異なってくる。

その為ピントの合った状態（第９図に示す位置Ｙ）で
カラー画像の色再現を行ったときには被写体像に色ズレ
は起き無いが、例えば被写体に奥行がありピントの合っ
ていない状態（第９図に示す位置Ｘ、Ｚ）でカラー画像
の色再現を行ったときにはボケ像の上下方向に徐々に色
がズレて見えてくる。

このときのボケ像の色ズレをカラーモニター上で見て
みると位置Ｘでのボケ像は第11図に示す様に同図上、上
側にマゼンタ色、下側に緑色が多くなって現われる。又
位置Ｚでのボケ像は逆に第12図に示す様に図面上、上側
に緑色、下側にマゼンタ色が多くなって現われてくる。
このようにピントが合っていないカラー画像を再現した
ときの画質が大きく低下してくるという問題点があっ
た。

本発明は撮影レンズ内の絞り位置近傍に分光透過率を
部分的に制御した分光特性制御手段、例えばカラーフィ
ルター等を配置することにより、ピントの合っていない
被写体であっても、カラー画像の色再現を行ったときボ
ケ像の色ズレを大幅に軽減することができる例えばテレ
ビカメラやビデオカメラ等に好適な分光特性制御手段を
有した撮影レンズシステムの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の分光特性制御手段を有した撮影レンズシステ
ムは、撮影レンズと、該撮影レンズからの光束を波長帯
域の異なる複数の色光に分解する為のダイクロイック膜
より成る色分解手段を一面に設けたプリズムを少なくと
も２つ含む色分解プリズムと、該色分解手段へ入射する
光束の入射角依存性を補償するように分光透過率を部分
的に制御した分光特性制御手段とを有し、該分光特性制
御手段は該撮影レンズ内の絞り位置近傍に設けたことを
特徴としている。

特に、前記色分解プリズムのうち入射側の最初のプリ
ズムで青色光を分解し、次のプリズムで赤色光を該青色
光との分解側とは逆側に分解するとき、前記分光特性制
御手段は赤色光に基づく被写体を結像する方向と同じ側
の周辺部はマゼンタ光を、逆側の周辺部は緑色光を多く
透過するように制御されていることや、前記分光特性制
御手段は特性制御手段の中心部から周辺方向に向けた方
向において段階的に、又は連続的に制御されていること
等を特徴としている。

又本発明の撮影レンズは、光入射側のプリズムで青色
光を分解して取出し、次のプリズムで赤色光を該青色光
との分解側は逆側に分解して取出すとともに緑色光を透
過させる色分解プリズムに対して用いられる撮影レンズ
において、該撮影レンズの光路中の絞り位置近傍に該色
分解プリズムへ入射する光束の入射角依存性を補償する
ためのカラーフィルターを有し、該カラーフィルターは
前記色分解プリズムによる赤色光に基づく被写体を形成
している側の周辺にマゼンタ光を、逆側の周辺に緑色光
を多く透過する特性を有していることを特徴としてい
る。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の分光特性制御手段を有
した撮影レンズシステムの要部概略図である。

同図に於いて１は撮影レンズであり該撮影レンズ１は
その所定位置に絞り２を有している。

３は本発明に係る分光特性制御手段としてのカラーフ
ィルターであり、絞り２の位置近傍に配置しており、後
述する色分解手段へ入射する光束の入射角依存性を補償
するように分光透過率を部分的に制御している。

４は青色分解プリズム、4bは光分割面（反射又は透過
する面）であり色分解手段としての青色ダイクロイック
膜が施されており青色成分の光束を分離し反射させてい
る。

５は赤色分解プリズムであり青色分解プリズム４と僅
かの空気間隔を隔てて配置されている。5bは光分割面
（反射又は透過する面）であり色分解手段としての赤色
ダイクロイック膜が施されており赤色成分の光束を分離
し反射させている。

６は緑色分解プリズムであり、赤色分解プリズム５の
光分割面5bと接着されている。

第２図は本発明に係るカラーフィルター３を第１図に
於いてＡ方向から見たときの概略図である。

本実施例のカラーフィルター３は色分解手段へ種々の
角度で入射する光束の入射角依存性を補償しつつA0側の
周辺部（図面上上側の斜線部分）の分光透過率を第３図
に示す実線の様に設定しマゼンタ光を多く透過させ、又
A1側の周辺部（図面上下側の斜線部分）の分光透過率を
第３図に示す点線の様に設定し緑色光を多く透過させる
様に制御している。

本実施例では、この様な構成により不図示の被写体か
らの光束を撮影レンズ１内の絞り２の位置近傍に配置し
たカラーフィルター３により赤色光の結像する方向と同
じ側の周辺部A0側はマゼンタ光を、逆側の周辺部A1側は
緑色光を多く透過させて青色分解プリズム４の入射面4a
に入射させている。

そして入射した光束のうち青色波長帯の光束は青色ダ
イクロイック膜が施されている光分割面4bで反射させた
後、青色分解プリズム４の入射面4aと同一平面上の反射
面4a′で全反射して射出面4cより射出して不図示の青色
用の撮像板へと導びかれている。

又青色分解プリズム４の光分割面4bを透過した青色成
分以外の光束は赤色分解プリズム５の入射面5aより入射
しそして入射した光束のうち赤色波長帯の光束は赤色ダ
イクロイック膜が施されている光分割面5bで反射させた
後、赤色分解プリズム５の入射面5aと同一平面上の反射
面5a′で全反射して射出面5cより射出して不図示の赤色
用の撮像板へと導びかれている。

一方赤色分解プリズム５の光分割面5bを透過した緑色
成分の光束は緑色分解プリズム６を通過し射出面6cより
射出して不図示の緑色用の撮像板へと導びかれている。
そして所定の撮像板面上に被写体像を各々結像させて画
像情報を得るようにして良好なるカラー画像を再現して
いる。

又このとき被写体に奥行がありピントが合わない状態
（前記第９図に示した位置Ｘ、Ｚ）でも前記第３図に示
した分光特性を有するカラーフィルターを撮影レンズ内
の絞り位置近傍に配置することにより、カラー画像を色
再現したときボケ像に色ズレが生じることなく良好なる
カラー画像を得ている。

尚カラーフィルターは絞りの近傍に厚みの非常に薄い
シート状のフィルターを上・下に貼り付ける等の手段を
用いれば容易に実現することができる。

又他の分光特性制御手段としてガラス板面に染料を薄
く塗布する様に構成しても本発明は同様に適用すること
ができる。

第４図は本発明の第２実施例の分光特性制御手段を有
した撮影レンズシステムの要部概略図である。

同図に於いて第１図に示した要素と同一要素には同符
番を付している。40は分光特性制御手段としてのカラー
フィルターであり、該カラーフィルター40の中心部から
周辺部（B0、B1側）に向かい該カラーフィルターの光学
濃度、即ち透過率を段階的に濃くなる様に即ち対象とす
る色光の透過率が高くなる様に制御している。

第５図は第４図においてカラーフィルター40をＢ方向
から見たときの概略図である。

同図のカラーフィルター40の中心部から周辺部のB0方
向に向けての各部分U3、U2、U1、U0の分光透過率を第６
図に示す。又カラーフィルター40の中心部から周辺部の
B1方向に向けての各部分L3、L2、L1、L0の分光透過率を
第７図に示す。

本実施例ではこの様に構成されたカラーフィルター40
を前述と同様に撮影レンズ１内の絞り２の位置近傍に配
置することにより、不図示の被写体からの光束はカラー
フィルター40により中心部から周辺部B0側方向に向かう
につれて段階的にマゼンタ光を多く透過させ、又中心部
から周辺部B1側方向に向かうにつれては段階的に緑色光
を多く透過させている。

これによりピントの合わない状態でもカラー画像を色
再現したときのボケ像の色ズレは第１図に示した第１実
施例よりも更に良好に防止させることができ、これによ
り良好なるカラー画像を得ている。

第８図は本発明の第３実施例の分光特性制御手段とし
てのカラーフィルターを前記第４図に示した絞り位置に
配置したときのＢ方向から見たときの概略図である。

本実施例に於いてのカラーフィルター80は、該カラー
フィルター80の分光特性が各部分で連続的に異なる所謂
グラティエント型から構成している。

このカラーフィルター80の濃度は中心部から周辺方向
（C0、C1側）に向けて連続的に濃くなる様に、即ち対象
とする色光の透過率が高くなる様に制御している。

この様に構成されたカラーフィルター80を前述の実施
例と同様に撮影レンズ内の絞り位置近傍に配置すること
により被写体からの光束は該カラーフィルター80により
中心部から周辺部C0側方向に向けて連続的にマゼンタ光
を多く透過させ又中心部から周辺部C1側方向に向けては
連続的に緑色光が多く透過するように制御している。

これによりピントが合わない状態でもカラー画像の色
再現を行うとボケ像の色ズレはほとんど判別できない程
の効果を得ることができる。

尚、本実施例の分光特性制御手段としてのカラーフィ
ルターの製法としては例えばガラス板とマゼンタフィル
ター及び緑フィルターをくさび状に貼り合わせて平行平
板に研磨して成形している。

（発明の効果） 本発明によれば撮影レンズからの光束を複数のプリズ
ムを介して波長帯域の異なる複数の色光に分解し各々色
分解系用の撮像板に被写体像を結像させる際、分光透過
率を部分的に制御した分光特性制御手段、例えばカラー
フィルター等を撮影レンズ内の絞り位置近傍に配置する
ことにより、ピントが合わない状態でもカラー画像の色
再現を行ったときボケ像に色ズレが生じることなく画質
の向上を図ることができる例えばテレビカメラやビデオ
カメラ等に好適な分光特性手段を有した撮影レンズシス
テムを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は順に本発明の第１、第２実施例の分光
特性制御手段を有した撮影レンズシステムの要部概略
図、第２図は第１図に於けるカラーフィルターのＡ視
図、第３図は第１図に示したカラーフィルターの分光特
性の説明図、第５図は第４図に於けるカラーフィルター
のＢ視図、第６図、第７図は各々第４図に示したカラー
フィルターの分光特性の説明図、第８図は本発明の第３
実施例のカラーフィルターのＢ視図、第９図は従来の色
分解光学系の要部概略図、第10図は従来のボケ像の色ズ
レが発生する原因となる各光束の分光特性の説明図、第
11図、第12図は各々従来のカラーモニター上でのボケ像
の説明図である。 図中、１は撮影レンズ、２は絞り、３、40、80はカラー
フィルター、４は青色分解プリズム、５は赤色分解プリ
ズム、６は緑色分解プリズムである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 3/00 - 3/14 G02B 5/04 G02B 27/10 H04N 9/09

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズと、該撮影レンズからの光束を
   波長帯域の異なる複数の色光に分解する為のダイクロイ
   ック膜より成る色分解手段を一面に設けたプリズムを少
   なくとも２つ含む色分解プリズムと、該色分解手段へ入
   射する光束の入射角依存性を補償するように分光透過率
   を部分的に制御した分光特性制御手段とを有し、該分光
   特性制御手段は該撮影レンズ内の絞り位置近傍に設けた
   ことを特徴とする分光特性制御手段を有した撮影レンズ
   システム。
2. 【請求項２】前記色分解プリズムのうち入射側の最初の
   プリズムで青色光を分解し、次のプリズムで赤色光を該
   青色光との分解側とは逆側に分解するとき、前記分光特
   性制御手段は赤色光に基づく被写体を結像する方向と同
   じ側の周辺部はマゼンタ光を、逆側の周辺部は緑色光を
   多く透過するように制御されていることを特徴とする請
   求項２記載の分光特性制御手段を有した撮影レンズシス
   テム。
3. 【請求項３】前記分光特性制御手段は特性制御手段の中
   心部から周辺方向に向けた方向において段階的に、又は
   連続的に制御されていることを特徴とする請求項２記載
   の分光特性制御手段を有した撮影レンズシステム。
4. 【請求項４】前記分光特性制御手段はカラーフィルター
   であることを特徴とする請求項1,2又は３の分光特性制
   御手段を有した撮影レンズシステム。
5. 【請求項５】光入射側のプリズムで青色光を分解して取
   出し、次のプリズムで赤色光を該青色光との分解側は逆
   側に分解して取出すとともに緑色光を透過させる色分解
   プリズムに対して用いられる撮影レンズにおいて、該撮
   影レンズの光路中の絞り位置近傍に該色分解プリズムへ
   入射する光束の入射角依存性を補償するためのカラーフ
   ィルターを有し、該カラーフィルターは前記色分解プリ
   ズムによる赤色光に基づく被写体を形成している側の周
   辺にマゼンタ光を、逆側の周辺に緑色光を多く透過する
   特性を有していることを特徴とする撮影レンズ。