JPH03209419A - ３色分解プリズムの組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明（よ　テレビジョンカメラ、ビデオカメラなどに
用いられる３色分解プリズムの組立方法に関するもので
ある。

従来の技術 近蝦　固体撮像素子を３個用いる３板式カラーカメラ（
以′ＴＸ　ｓ板カメラと略す。）が開発されている。

第４図ζよ　従来の３板カメラの色分解光学系の正面図
であム　同図において、　１は撮像レンズを通過した光
克　２はプリズム部材２Ａ、２＆２Ｃからなる３色分解
プリズムであム　光束１は３色分解プリズム２に設けら
れたダイクロイックミラー３、４によって、　３原色の
光束５、６、７に色分解され　各々固体撮像素子８．９
、１０に受光される。プリズム部材２Ｂと２０は密着し
て接合され　プリズム部材２Ａと２Ｂｉ友　間に数十ミ
クロン間隔のエアギャップを設けて接合されている。ダ
イクロイックミラー３、４での反射光束５、６は全反射
により再度反射させることて　裏返し像（鏡像）でなく
表像を形成する光束として出射する。固体撮像素子８．
９、１０の撮像信号を合成することによりカラーテレビ
ジョン信号が得られる。

このような従来の３板カメラでζよ　３色の被写体像の
重ね合わせ（レジストレーション）を精度良く行う必要
がある。レジストレーションの精度が悪いと色ずれやモ
アレ偽信号が発生し　画質は微妙に劣化する。従って、
固体撮像素子の位置決め（よ　光軸方向については焦点
深度があるため数十ミクロン、面内方向についてはミク
ロンオーダの精度を必要とする。固体撮像素子の熱膨張
や振動衝撃に対する位置安定性も同程度の精度を要しこ
れをレジストレーションの安定性という。特に近低　固
体撮像素子の多画素化傾向に伴へ　画素ピッチか減少し
ていることか収　従来以上に高いレジストレーションの
精度と安定性が必要とされる。

固体撮像素子８、９、１０の３色分解プリズム２への装
着について説明すると、従来ζ友　図に示すように３色
分解プリズム２の各出射面と固体撮像素子８、９、１０
を離間させ、この隙間を利用することによって光束５、
６、７に対して最良の結像位置となるよう、また固体撮
像素子８．９．１０間で相対位置ずれが無いようレジス
トレーションの６軸調整がなされてい九　その抵　連結
部材（図示せず）を挿入して接着するなどして各出射面
に装着固定され九 ３色分解プリズム２の出射面と固体撮像素子８を離間さ
せるの（よ　プリズム出射面位置のばらつきが大きいた
めであり、固体撮像素子８の光軸距離の調整と傾き調整
のために調整範囲を大きくとり、衝突を避けるためであ
る。プリズム部材２Ａ、２Ｂ、　２Ｃは寸法に加工誤差
を有し　特に研磨工程が必要なた取　角度精度に比べ長
さ精度を確保することが難しいという問題があも　まな
　エアギャップを形成するたべ　組立工程としてはやや
複雑になり、出射面の位置精度の確保が難しくなる。こ
のた敦　固体撮像素子８．９、１０と３色分解プリズム
２とを離間して、　レジストレーションの６軸調整を行
うのであも 発明が解決しようとする課題 しかしなが技　このような離間構造（よ　熱膨張や振動
衝撃に対するレジストレーションの安定性が低く、また
固体撮像素子８、９、１０の入射面と３色分解プリズム
２の出射面における反射光の抑飢　さらには防塵恨　光
路長の短縮などの要求に対しても好ましくな（〜 本発明はかかる点に鑑みて、固体撮像素子のレジストレ
ーション６軸調整を３軸調整く　また固体撮像素子の離
間固定を密着接着にでき、レジストレーションの調整が
容易で、高いレジストレーションの安定性を実現できる
３色分解プリズムの組立方法を提供することを目的とす
ム 課題を解決するための手段 本発明の三色分解プリズムの組立方法（表　第１のプリ
ズム部材の加工寸法誤差に応じて、これと接着すべき第
２のプリズム部材を接着面内で移動させることにより、
前記第１のプリズムと第２のプリズムの接着面からそれ
ぞれのプリズム出射面までの光路長寸法が等しくなるよ
うに調整した後接着し　次に同様の方法により第３のプ
リズム部材の加工寸法誤差に応じて第３のプリズム部材
と第１、第２のプリズム部材を接着するものであも作用 本発明の組立方法によれば　プリズム部材同志の接着の
胤　個々のプリズム部材が予め有している加工寸法誤差
に応じて、その接着位置を変えることにより、各色の光
路長の相対精度を確保することが出来も　このたべ　従
来　組立後に必要であった固体撮像素子とプリズム出射
面との間の光路長方向の位置調整を省くことができ、従
来行なっていた６軸調整を３軸調整で済ませることがで
き　る。

実施例 以下、本発明の一実施例における３色分解プリズムの組
立方法を図面に基づいて説明すも　第３図は本実施例で
用いた３色分解プリズムの正面図であり、同図において
、　２１，２２、２３は３色分解プリズムを構成する各
プリズム部材であム２４は青色の波長帯の光束を反射す
るダイクロイックミラーであり、プリズム部材２１に設
けられている。２５は赤色の波長帯の光束を反射するダ
イクロイックミラーであり、プリズム部材２２に設けら
れている。プリズム部材２１、２２、２３は密着して接
合され　エアーギャップは無（〜　２６は撮像レンズ（
図では省略）を出射した撮像光束であり、ダイクロイッ
クミラー２４、２５により青色光束２７艮　赤色光束２
７Ｒ１緑色光束２７Ｇに反射分離される。なお赤色光束
２７Ｒは１回反射して出射するたべ　その被写体像は裏
返し像（鏡像）となる方丈　画像の裏表については電気
回路にて容易に反転可能であも　また２１Ａ、　２２Ａ
、　２３Ａは固体撮像素子（図示せず）の装着される出
射面である。このような３色分解プリズムの形態は公知
のものである。

本発明は上記３色プリズムの各色間の光路長の相対精度
の向上を実現する組立方法を提供するものである。以下
、第１、第２図を用いてその組立方法を説明すも まず、プリズム部材２２と２３を接着すも　第１図にお
いて３０はＶブロックであり、第１図の３色分解プリズ
ムにおける中間のプリズム部材２２の入射面２２Ｂと出
射面２２Ａに沿うＶ字型斜面を設（す、プリズム部材２
２の接着面２２Ｃを上向きにほぼ水平になるよう置く。

このＶブロック３０を基準にプリズム部材２２の加工誤
差すなわち設計値からのずれＤ２を測定すａ　このずれ
Ｄ２の値に応じて次に接着する後方のプリズム部材２３
の接着位置を変えることにより、光路長を相対的に等し
くすることができる。

まず、プリズム部材２３を接着剤を介してプリズム部材
２２の接着面２２Ｃに乗せも　３１はプリズム部材２３
の出射面２３Ａの位置を規正する位置規正治具であり、
例えばマイクロメータヘッドの先端であり、前後に移動
可能で位置の微調整が行える。ずれＤ２に応じてプリズ
ム部材２３を接着面上で摺動させることにより位置規正
治具３１を前後に移動させる方丈　この移動量はずれＤ
２より算出する所定の値δ２であも　ずれＤ会と移動量
δ２の定量的関係は幾何学的に導くことができ、下式の
ような関係になも δａ　　＝　　２Ｄ＊・ｓｉｎθ２ このようにして、出射面２２Ａから接着面２２Ｃまでの
光路長と接着面２２Ｃから出射面２３Ａまでの光路長を
等しくずも　接着面２２Ｃの位置が設計値Ａ１通りであ
れば出射面２３Ａの位置は設計値Ａ２でよ賎　この時、
出射面２２Ａから接着面（この場合、図の設計値Ａ１の
位置）までの光路長と接着面から出射面２３Ａ（この場
色　図の設計値Ａ２の位置）までの光路長は等しくなる
。

次に同様の方法により、プリズム部材２１と、先に接着
したプリズム部材２２とを接着すａ　第２図において３
２はＶブロックであり、第１図の３色分解プリズムにお
ける前方のプリズム部材２１の入射面２１Ｂと出射面２
１Ａに沿うＶ字型斜面を設へ　プリズム部材２１の接着
面２ＩＣを上向きにほぼ水平になるよう置く。このＶブ
ロック３２を基準にプリズム部材２１の加工誤差すなわ
ち設計値Ｂ１からのずれを測定すも　図においてＤｌで
示す寸法であり、この値に応じて次に接着するプリズム
部材２２の接着位置を変えることにより、光路長を相対
的に等しくすることができる。

まず、プリズム部材２３の接着されたプリズム部材２２
を接着剤を介してプリズム部材２１の接着面２１Ｃに乗
せる。３３はプリズム部材２３の出射面２３Ａの位置を
規正する位置規正治具であり、マイクロメータヘッドの
先端であａ　ずれＤｌに応じてプリズム部材２２を摺動
させることにより位置規正治具３３を移動させる力（こ
の移動量はずれＤｌより算出する所定の値δ１であも　
ずれＤｌと移動量δ１の定量的関係も幾何学的に導（す
、下式のような関係になも δ＋　　＝　　２Ｄ＋φＣＯＳθ１ このようにして、出射面２１Ａから接着面２１Ｃまでの
光路長と接着面２１Ｃから出射面２３Ａまでの光路長を
等しくずも　接着面２ＩＣの位置が設計値Ｂ１通りであ
れば出射面２３Ａの位置は設計値Ｂ２でよし−この隊　
出射面２１Ａから接着面（この場合、図の設計値Ｂ１の
位置）までの光路長と接着面から出射面２３Ａ（この場
合、図の設計値Ｂ２の位置）までの光路長は等しくなム
第２図で説明したように接着面２１Ｃから出射面２３Ａ
までの光路長と、接着面２１Ｃから出射面２２Ａまでの
光路長は等しいたべ　入射面２１Ｂと出射面２１Ａ、　
２２Ａ、２３Ａまでの各光路長は全て等しくなり、光路
長の絶対値はプリズム部材２１の光路長に全て統一され
ることになムな抵　絶対値の管理はプリズム２１の精度
管理で行う力＼　あるいは撮像レンズのフランジバック
の調整による力＼　あるいは３色分解プリズム２０の撮
像レンズに対する取付距離で調整するかなど幾つか方法
がある。

上記したように本実施例で４１　　ｖブロック３０．３
２と位置規正治具３１、３３を用いて、先ず中間のプリ
ズム部材２２と後方のプリズム部材２３を光路長が等し
くなるように接着した後、前方のプリズム部材２１と光
路長が等しくなるように接着する。この組立方法におい
て、接着面２１Ｃについては接着層の厚みがプリズム部
材の光路長の中に含まれ　また接着面２２Ｃについては
　プリズム部材２３に含まれるたべ　前方のプリズム部
材２１と中間のプリズム部材２２にダイクロイックミラ
ーを設けることにより、接着後の光路長精度と接着面２
２Ｃ，２１Ｃにおける接着層の厚みが無関係となる。こ
のため接着層の厚みのばらつきが許容されるは力＼　出
射面２３Ａと位置規正治具３１、３３を精度よく沿わせ
るだけで、プリズム部材２３、２２の角度の加工精度誤
差を接着層で補正できる効果もでる。なｈｖブロック３
０．３２はそれぞれ接着面２２Ｃ，２１Ｃが上向きの水
平になるようにした力（このようにすると、加工誤差Ｄ
２、Ｄｌの測定東　接着剤の塗布などの作業か容易とな
り、また接着剤の液だれがなく、密着性もよくなり気泡
も入りに＜　Ｌｚ このように３色の光路長を高精度に相対的に等しくする
ことにより、固体撮像素子を３色分解プリズムの各出射
面に密着するだけで光軸方向の位置決めができ、従って
３色分解プリズムと固体撮像素子との密着接合が可能と
なム　なお密着接合した場合、プリズム部材２１、２２
．２３の出射面と固体撮像素子のとの間は反射界面でな
くなるたべ　反射防止コートが不要となり、低フレアー
化に有利である。当然のことなが収　従来の固体撮像素
子の離間固定で必要とした連結部材に相当する部品は不
要となり、簡素化が図れもなおプリズム部材２１、２２
．２３は出射面に色補正フィルタや赤外光カットフィル
タあるいは光学ローパスフィルタを貼合わせた複合構造
のものであってもかまわな（℃　複合構造とすることに
より、プリズム部材２１．２２．２３の寸法は誤差を生
じ易くなる爪　本発明では組立によって寸法誤差を相対
的に補正するため問題はなｔ−むしろ本発明の方法（よ
　複合構造の高精度な３色分解プリズムを実現し易くす
るといえも また実施例では接着面にエアギャップの無いプリズム構
成とし　接着面における摺動をより行い易くしため（本
発明はエアギャップのあるプリズム構成にも適用可能で
あａ 発明の過果 以上のようく　本発明の３色分解プリズムの組立方法で
は　プリズム部材同志の接着の阪　個々のプリズム部材
が予め有している加工寸法誤差に応じて、その接着位置
を変えることにより、各色の光路長の相対精度を確保す
ることができも　このたべ　従来　組立後に必要であっ
た固体撮像素子とプリズム出射面との間の光路長方向の
位置調整を省くことができ、従来の６軸調整を３軸調整
に済ませることが出来る。また　固体撮像素子と出射面
との密着接着が行えるので、構成の簡素化ができ、レジ
ストレーションの安定性も高くなムさらにフレアー特性
や防塵性の白土　反射防止コートの減少を図ることがで
きるなど工業的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例における３色分解
プリズムの組立方法を示す正面久　第３図は同実施例に
おける３色分解プリズムの正面医第４図は従来の３色分
解プリズムの正面図であも２０・・・・・・３色分解ブ
リズへ ２１、２２、２３・・・・・・プリズム部材、２４、２
５・・・・・・ダイクロイックミラー２６、２７・・・
・・・光久 ３０、３２・・・・・・Ｖブロッ久 ３１、３３・・・・・・位置規正治丸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３個のプリズム部材を有し、撮像レンズを通過し
   た光束を３原色の光束に分割する３色分解プリズムの組
   立方法において、第１のプリズム部材の加工寸法誤差を
   求め、この誤差に応じて前記第１のプリズム部材に接着
   すべき第２のプリズム部材を接着面上で移動させること
   により、前記第１のプリズム部材と第２のプリズム部材
   との接着面からそれぞれのプリズム部材の出射面までの
   光路長寸法が等しくなるように調整し、しかる後、前記
   第１及び第２のプリズム部材を接着固定する３色分解プ
   リズムの組立方法。
2. （２）請求項１に記載の組立方法を２度繰り返すことに
   より、入射面から３個のプリズム部材それぞれの出射面
   までの光路長寸法を等しくする３色分解プリズムの組立
   方法。