JP2853751B2

JP2853751B2 - 光学的色分解装置

Info

Publication number: JP2853751B2
Application number: JP2501994A
Authority: JP
Inventors: シュルツ―ヘニッヒ，イェルク
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: WO1990008969A1; US5165079A; JPH04503119A; AU4848290A; DE59006068D1; DE3903019A1; EP0456652B1; EP0456652A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光学的技術分野に係り彩色面にて走査検出さ
れる色の識別ないし分離（分解）のための光電的色走査
器における光学的分解（器）装置に関する。

そのような光学的色検出走査器は実質的に走査された
彩色面により反射された又は透過された光を異なったス
ペクトル領域の少なくとも２つの色成分に分解する光学
的分解（器）装置、概して、３つのスペクトル色成分
“赤”“緑”“青”に分解するための個々の色チャネル
に対する光学的色分解（器）装置、及光学的変換器を有
し、この変換器によってはスペクトル色成分が電気的信
号に変換される。

光のスペクトル的分解のためには主にダイクロイック
ミラーが使用されこのダイクロイックミラーは、限られ
たスペクトル領域の光を反射し、すなわち、阻止し、残
りのスペクトル領域の光を透過させる特性を有する。色
分解（器）装置の良好な色選択性を達成するにはダイク
ロイックミラーのフィルタ特性のカーブの通過−及び阻
止域が、相互に分離させるべき光のスペクトル領域にで
きるだけ良好に適合されなければならない。

市販されているダイクロイックミラーのスペクトルフ
ィルタ特性カーブでは通過−及び阻止領域間のフィルタ
エッジが製造上の許容偏差に依存している。

色分解（器）装置に対する精確に定められたスペクト
ル領域を形成するため、また、当該スペクトル領域を狭
く（狭細化）することにより色選択性を高めるため、色
分解器装置の各色チャネルに補正手段が配属されてお
り、この補正手段によってはダイクロイックミラーのフ
ィルタ特性のカーブのエッジ（側縁）が補正され得る。
補正手段としては彩色の添加物入りのガラス、所謂色ガ
ラスフィルタ、又は短波長光を吸収するガラス、所謂曇
りガラス使用される。

測定技術上の監視のもとでの色分解器装置のスペクト
ル領域の補正ないし調整が、当該色分解器装置の作製の
際のみならず、ダイクロイックミラー又は色走査器の光
電変換器の交際の際必要である、それというのは、光電
変換器の交換の際は色走査器全体のスペクトル感度分布
が変化し得るからである。

実地で明らかになったところでは、色分解器装置のス
ペクトル調整操作（整合）は時間を要し、またコストも
要する。それというのは著しい測定コストが必要であ
り、また、多数の色ガラスフィルタ、ないし、異なった
フィルタ特性カーブを有する曇りガラスを設けなければ
ならないからである。

別の欠点となることは、色ガラスフィルタ及び曇りガ
ラスを補正手段として使用する場合、当該ガラスにて吸
収による大きな光損失が生じることである。その際それ
らの光損失の補償のために色信号の利得が高められなけ
ればならず、それにより色信号中のノイズ成分が増大
し、色走査器の色選択性が低下することである。

従って請求項１にて特定された本発明の目的ないし課
題とするところは、上述の欠点を回避し、色選択性の改
善のため所定のスペクトル領域が簡単な手法で比較的精
確に調整され常に精確に再現され得る色分解器装置を提
供することにある。

次に第１図〜第６図を用いて本発明を詳細に説明す
る。

第１図は光学的色分解（器）装置の第１実施例の構成
図、第２図は色分解（器）装置のスペクトル特性の経過の
グラフ特性図、第３図は短波長光のエッジフィルタのフィルタの特性
のカーブ図、第４図は長波長光のエッジフィルタのフィルタ特性カ
ーブ図、第５図は合成フィルタ特性カーブ図、第６図は光学的色分解（器）装置の第２実施例を示す
構成図である。

第１図は、光学的色分解器装置の第１実施例を示す。
この装置構成は本来の色分解器１（これにより光が、少
なくとも２つの、実施例では３つ、スペクトル領域
“青”（Ｂ）、“赤”（Ｒ）、“緑”（Ｇ）に分解され
る）と、個々のスペクトル領域の微調整のための光学的
補正装置2B、2R、2Gとから成る。

色分解器１はダイクロイックミラー３と４、及び金属
ミラー５から成りこれらは色分解器１中に入射する光束
７の光軸６上に相前後して（直列的に）配置されてい
る。上記ミラー３〜５のミラー面は光学軸６に対して、
或角度だけ、実施例では45゜回転されている。

エッジフィルタと称せられるダイクロイックミラー３
と４は、スペクトルの所定の限られた領域の光成分を反
射ないし阻止し（わずかな透過度）かつスペクトルの残
りの領域の光成分を通過、透過させる（高い透過度）特
性を有する。ダイクロイックミラーのスペクトル特性
が、所謂フィルタ特性カーブによって表わされ、この特
性のカーブは入射する光の波長に依存するダイクロイッ
クミラーの透過度を表わす。その際フィルタ特性のカー
ブの側縁、即ち高い透過度から低い透過度への、またそ
の逆の移行状態変化によってダイクロイックミラーのス
ペクトル阻止−及び通過域間の限界、境界が定められ
る。

ダイクロイックミラーは異なった屈折率の透光性の鉱
物性物質の、透明がガラス板への被膜蒸着により形成さ
れ、その際、その被膜（層）厚は光の波長の領域内にあ
る。スペクトルに依存する反射光の作用は干渉によって
生ぜしめられ得る。各々のダイクロイックミラーは波長
（この波長のところにフィルタ特性のカーブの側縁エッ
ジが位置する）と、光の入射角度とによって特徴づけら
れている。市販されているそのようなダイクロイックミ
ラーの構成及び作用は当業者に公知である。詳細な情報
については例えば“Bauelementeder Elektronik",Nauma
nn ＆ Schroeder,Muenchen u.Wien,1983,を参照して得
る。

ダイクロイックミラー３のスペクトルフィルタ特性カ
ーブは次のように選定されている、即ち、当該ミラー３
が入射する光束７のうち青色スペクトル領域の光成分の
みを色チャネル“青”（Ｂ）中に入るように反射し残り
の光成分を部分光束９としてダイクロイックミラー４に
通過させるように選定されている。

これに対してダイクロイックミラー４のフィルタ特性
カーブは次のように選定されている、即ち、ダイクロイ
ックミラー４は部分光束９のうち赤スペクトル領域の光
成分のみを色チャネル“赤”（Ｒ）内に入るように反射
し縁のスペクトル領域の残りの光成分を部分光束11とし
て通過させこの部分光束は金属フィルタ５を通って
“緑”（Ｇ）にさらに通されるように選定されている。

第２図は色分解器１の出力側に現われる色成分“青”
（Ｂ）、“赤”（Ｒ）、“緑”（Ｇ）のスペクトル特性
経過Ｓ＝fcを示す。

第１図中の補正装置2B、2R、2Gは同じように構成され
ており、その結果以下色チャネル“青”に対する補正段
2Bのみについて説明する。補正装置2Bは２つの別のダイ
クロイックミラー12B,13Bから成り、これらは部分光束
８の光学軸14上に相前後して（直列的に）配置されてい
る。各ダイクロイックミラーは部分光束８の光学軸に対
して通常位置関係におかれており、この通常位置関係で
は部分光束８は所定の入射角のもとでミラー面に当る。
実施例中ではミラー面は相互に平行に位置し、入射角は
45゜である。ダイクロイックミラー12B,13Bは次のよう
に選定されている、即ちフィルタ特性のカーブの側縁が
スペクトル内の色チャネル“青色”のスペクトル領域の
境界に適合されているように選定されている。

ダイクロイックミラー12Bは、短波長エッジフィルタ
として光学的に作用し、このエッジフィルタによっては
部分光束８のうち、色チャネル“青”の通過したスペク
トル領域の下限のところにおける短波長の光成分15が、
光吸収面16B（光学的吸収個所、吸収だめ）に反射され
非作用状態におかれ、一方、部分光束８の残りのスペク
トル成分17が、ほぼ損失なしにダイクロイックミラー13
Bに通される。

これに対して、ダイクロイックミラー13Bは、光学的
に長波長エッジフィルタとして作用し、このエッジフィ
ルタによっては残りのスペクトル光成分17のうち色チャ
ネル“青”の通過したスペクトル領域の上限のところお
ける長波長光成分18が光吸収面16Bに反射され非作用状
態におかれ、一方、さらに残る光成分19がほぼ損失なし
でダイクロイックミラー13Bを通って通過される。

両ダイクロイックミラー12B,13Bを通された光成分19
によって色チャネル“青”の狭細化されたスペクトル領
域が規定される。

補正装置2Bのダイクロイックミラー12B,13Bは本発明
によれば図示してない機械的装置により両方向に数度だ
け、例えば±６゜まで、通常位置外に、次の軸を中心と
して回転可能である、即ち、部分光束8,9,10の平面に対
して垂直方向に向けられた軸を中心として回転可能であ
る。ダイクロイックミラー12B,13Bの回転により、所属
フィルタ特性カーブの側縁、ひいては通過−及び阻止領
域間の境界が対称的調整（整合）領域内でシフトされ得
る。それによって有利にスペクトル側縁の微調整、ひい
ては色チャネル“青”の通過したスペクトル領域の境界
の微調整が行なわれ得る。フィルタ特性カーブのスペク
トル側縁が、直線波光の使用によりさらに改善され得
る。

同様に、補正装置2R,2Gにおいても、ダイクロイック
ミラー12R,12Gが短波長エッジフィルタとして使用さ
れ、ダイクロイックミラー13R,13Gは長波長エッジフィ
ルタとして使用され、その際それらのフィルタのフィル
タ特性カーブは夫々の当該スペクトル内で色チャネル
“赤”及び“緑”の通過したスペクトル領域の位置に整
合されている。

色チャネル“青”の補正段2Bについて既に述べたよう
に、ダイクロイックミラー12R,12G,13R,13Gが補正段2R,
2G中に微調整的に回転可能に配置されており、その結
果、色分解器１の色選択性が、個別にスペクトル領域を
狭細化することにより、即ち、フィルタ特性のカーブの
側縁急峻度の適合化により、入射する光の相互に分離さ
るべきスペクトル領域へ精確且精細に整合され得る。

第３図はダイクロイックミラー12B,12R,12Gないし短
波長エッジフィルタのフィルタ特性のカーブ20B,20R,20
Gを表わす。その際、フィルタ特性カーブ20B,20R,20Gの
側縁は夫々色チャネル“青”、“赤”、“緑”の通過し
たスペクトル領域の下限のところに位置する。

第４図はダイクロイックミラー13B,13R,13Gないし長
波長エッジフィルタの相応のフィルタ特性をカーブ21B,
21R,21Gを示す。その場合フィルタ特性カーブ21B,21R,2
1Gの側縁は夫々色チャネル“青”、“赤”、“緑”の通
過したスペクトル領域の上限の領域のところに位置す
る。

ダイクロイックミラーの回転によるフィルタ特性カー
ブの側縁のシフトが第３図及び第４図にフィルタと特性
とカーブ20B,21Bに対して破線で示してある。

色分解器１に対する本発明の補正回路2B,2R,2Gの動作
を色チャネル“青”の例について説明する。

第５図は入力段2Bの入力段におれる青スペクトル成分
の光に対するフィルタ特性カーブの22Bと、補正段2Bの
出力側における、本発明の補正段2Bを用いて得られた合
成フィルタ特性カーブ23Bを示す。

両フィルタ特性カーブ22B,23Bの比較から明かなよう
に、補正装置2Bを用いて青スペクトル領域が、側縁のシ
フトによって狭細化されないしより一層精確に規定さ
れ、もって、色チャネル“青”の色選択性が高められて
いる。

回転可能に支承されたダイクロイックミラーを有する
本発明の補正装置の使用により、上記の補正作用が、従
来補正手法に比して有利にほぼ損失なしで短時間に、か
つわずかな技術的コストで、また、精確、再現可能に微
調整手法により得られる。

第６図は第１図の第１実施例に比して色分解器１の異
なった構成の点で相違する色分解器装置の第２実施例を
示す。第６図の変形された色分解器１は同様に光を３つ
の色成分に分解するように構成されており、２つの半透
過性のミラー24,25と金属ミラー26（これらは同様に相
前後して（直列的に）、光学軸６上に配置されている。
それらのミラー24,25,26を用いて入射する光束７がたん
に３つの部分光ビーム27,28,29に分けられる。３つの部
分光ビーム27,28,29のひきつづいてのスペクトル分解の
ため部分ビーム中に色フィルタないし干渉フィルタ30〜
32が配置されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 27/10 H04N 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの光束を異なったスペクトル領域の２
つの彩色光束にスペクトル的に分解するための色分解器
と、色分解器の色選択性の改善のための彩色光束中に設
けられた補正装置とを有する光学的色分解装置におい
て、ａ）彩色光束に対する当該補正装置（2B;2R;2G）は夫
々、彩色光束の光軸上に相前後して（直列的に）設けら
れた２つのダイクロイックミラー（12B;13B;12R;13R;12
G;13G）を有し、ここにおいて、各ダイクロイックミラ
ーは光学軸に対して通常の位置関係に配置されており、
該通常位置関係は当該のダイクロイックミラーに対して
設定された入射角によって定められており、ｂ）上記ダイクロイックミラーのスペクトルフィルタ
特性カーブが次のように選定されており、即ち、一方の
ダイクロイックミラーによっては当該彩色光束の短波長
光成分が反射され他方のダイクロイックミラーによって
は長波長光成分が反射されるように選定されており、そ
れにより、補正装置（2B;2R;2G）を通過せしめられた光
成分が、狭細化されたスペクトル領域を有する光ビーム
を形成するものであり、各ダイクロイックミラーはフィ
ルタ特性のエッジのシフトにより、スペクトル的適合調
整ないし整合を可能にすべくそれの通常位置外に回転可
能であることを特徴とする光学的色分解装置。
【請求項２】彩色光束の光学軸に対する上記ダイクロイ
ックミラーの通常位置関係ないし方向は45゜である請求
項１記載の装置。
【請求項３】上記ダイクロイックミラー（12B;13B;12R;
13R;12G;13G）は彩色光束の光学軸上に相互に平行に配
置されている請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】光吸収面（16B;16R;16G）を有し、該光吸
収面には上記ダイクロイックミラー（12B;13B;12R;13R;
12G;13G）により通過されなかった光成分が導かれるよ
うに構成されている請求項１から３までのいずれか１項
記載の装置。
【請求項５】上記色分解器は光束を複数の部分光束に分
解するための部分透過性のミラーと、上記部分光束中に
配置されたスペクトルフィルタとから成る請求項１から
４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】上記色分解器は少なくとも１つのダイクロ
イックミラーを有する請求項１から４までのいずれか１
項記載の装置。