JPH03212087A - 撮像装置 - 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） 本発明は例えばカラーテレビカメラ等に用いられる撮像
装置に関し、特に撮像手段として固体撮像素子を使用し
たときの該カラーテレビカメラのフォーカス調整や光軸
の傾き調整を良好に行うようにした撮像装置に関するも
のである。

（従来の技術） 従来よりカラーテレビカメラでは撮影レンズからの光束
を色分解プリズムにて複数の色光、例えば赤色、緑色、
青色の３色に分解し、各々の色光に基づいた物体像を各
々のチャンネルの撮像素子面上に結像させている。そし
て各々のチャンネルの撮像素子からカラー映像信号を得
て色再現を行っている。

このとき撮像素子として固体撮像素子を用いた場合には
、一般に固体撮像素子を色分解プリズムの射出面に直接
又は介在物を介して取付けている。

第１０図は従来の固体撮像素子を用いた色分解光学系の
要部概略図である。

同図では撮影レンズ２０からの光束を色分解プリズムを
構成する３つのプリズム２１．２２．２３とトリミング
フィルター２４．２５．２６より３つの色光に分解して
いる。

又同図ではハンダ、接着剤、金属部材、弾性体部材厚か
ら成る介在物２８をイイ効光束外に設け、該介在物２８
を介して固体撮像素子２７を色分解プリズムの射出面に
固着している。このとき各チャンネル毎のフォーカス調
整は介在物２８の厚みを変えて行っている。又光軸の傾
き調整は介在物２８の厚みを部分的に変えて行っている
。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に第１０図で示すように介在物２８の厚みを微妙に
変えてフォーカス調整と光軸の傾き調整の双方をバラン
ス良く行うのは操作上大変能しい。

この為従来は゛固体撮像素子とプリズム射出面との間に
何も配置せず、まず固体撮像素子を別の保持手段で保持
し、旧後方向及び傾き方向に動かして位置決めし、その
後ハンダ等の介在物によってプリズム射出面と固体撮像
素子との間を充填して固着していた。

この場合の介在物は固着だけの作用しかせず、保持と調
整機構については他の調整手段により行なわなければな
らず、構成上複雑化してくるという問題、くがあった。

このように固体撮像素子を用いた場合は従来の撮像管を
用いた場合に比べて各チャンネル毎のフォーカス調整と
光軸の傾き調整を介在物の厚さを制御して行なわ、なけ
ればならず、その構成が複雑化し、又高精度な調整が難
しいという問題点があった。

本発明は撮像素子として固体撮像素子を用いた場合であ
っても、色分解プリズムの射出面と固体撮像素子の受光
面との相対的位置関係を簡易な構成により、しかも容易
に調整することができ、これによりフォーカス調整や光
軸の傾き調整等を高精度に調整することのできる特にカ
ラーＴＶカメラやカラービデオカメラ等に好適な撮像装
置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の撮像装置は撮影レンズからの光束を色分解光学
系を介して複数の色光の光束に分解し射出面より射出さ
せた後、品々の撮像素子に導光する撮像装置において、
該色分解光学系の射出面のうち少なくとも１つの射出面
と撮像素子との間に符号の異なる同じ曲率を有する２つ
の部材を互いに曲率面を対向密着させて回動可能に配置
し、５２つの部材の相対的位置を変えることにより射出
光束の光軸の傾き調整又は／及び射出光束の光路長調整
を行ったことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の色分解プリズムの複数の
射出面のうち１つの射出面近傍を示す要部概略図である
。

同図においてｌは色分解プリズムの射出部、２．３は各
々符号の異なる同じ曲率（曲率半径）の球面１００を有
する透明の光学部材である。光学部材２は一方の面が平
面で他方の面が凸球面の平凸レンズより成っている。光
学部材３は一方の面が平面で他方の面が凹球面の平凹レ
ンズより成っている。光学部材２の凸球面の曲率と光学
部材３の凹球面の曲率は略等しく、双方の透明な光学部
材２．３はその曲率面を対向！！−着している。

そして光学部材３を光学部材２に対して点線で示すよう
に曲率面１００に沿って回動可能となるように配置して
いる。これにより光学部材３を点線で示すように回動さ
せて、双方の相対的位置関係を変化させている。２８は
介在物であり、前述した従来と同様の材質より成ってお
り、光学部材２を射出部ｌに固着している。

２７は固体撮像素子であり、光学部材３の固着されてい
る。

本実施例では固体撮像素子２７の光軸方向の調整、即ち
フォーカス調整は介在物２８の光軸方向の厚さを変えて
行っている。又光軸の傾き調整は光学部材３を点線で示
すように光学部材２に対して曲率１Ｉｉ８１００に沿っ
て回動させることにより行っている。

このように本実施例ではフォーカス調整と光軸の傾き調
整を各々独立に調整可能とし、高精度な相対的位置の調
整を可能としている。そして調整後は例えば曲率面を接
着剤等により固着している。

第２図〜第７図は本発明の第２〜第７実施例の第１図と
同様な色分解プリズムの１つの射出面近傍を示す要部概
略図である。

これら各図において第１図で示した要素と同要素には同
符番を付している。

第２ン１は゛ト凸レンズより成る光学部材２を射出部１
に固着し、平凹レンズより成る光学部材３と同体撮像素
子２７を介在物２８を介して固着している。そして光学
部材３を光学部材２に対して路間−の曲率を有する曲率
面１００に沿って回動可能となるように配置している。

フォーカス調整及び光軸の傾き調整は第１図の第１実施
例と同様である。

第３図では楔形のプリズム４，５を用いてフォーカス調
整を行っている。即ちプリズム４．５は斜面を密着した
とき略・ド行平面板となるような形状より成り、又斜面
を境に矢印３１に示す如くＵいに摺動可能となるように
配置している。

モ凸レンズより成る光学部材２はプリズム５に同着され
ており、又固体撮像素子２７は平凹レンズより成る光学
部材３に固着されている。

フォーカス調整は同図（Ｂ）に示すようにプリズム５を
傾斜面１０１に沿って摺動させ光路長を変えることによ
り行っている。又光軸の傾き調整は第１実施例と同様に
光学部材３を光学部材２に対して路間−の曲率を有する
曲率面１００に沿って回動させることにより行っている
。

第４図の第４実施例は第３図の第３実施例において光学
部材２．３と２つのプリズム４．５の光学的配置を入れ
替えた場合を示している。

本実施例は第３実施例と実質的に同一の効果を有してい
る。

第５図において６は一方の面が光軸に対して傾斜した平
面、他方の面が凸球面より成る光学部材である。光学部
材６の形状は第３図においてプリズム５と光学部材２を
一体化して形成した場合に相当している。

プリズム４は光軸と直交する矢印５１方向に摺動可能と
なっている。

フォーカス調整は同図（Ｂ）に示すようにプリズム４を
矢印５１方向に摺動させ光路長を変えることにより行っ
ている。又光軸の傾き調整は第３実施例と同様に光学部
材３を光学部材６に対して曲率面１０３に沿って回動さ
せることにより行っている。

第６図の第６実施例は第５図の第５実施例の変形例であ
る。

同図において７は一方の面が凹球面で、他方の面が光軸
に対して傾いた平面より成る光学部材である。平凸レン
ズより成る光学部材２はその平面部を色分解プリズムの
射出部ｌに固着している。

又楔形のプリズム５は矢印６１方向に摺動可能となるよ
うに配置されている。

フォーカス調整はプリズム５を矢印６１方向に摺動させ
て行い、光軸の傾き調整は光学部材７を光学部材２に対
して曲率面１０３に沿って回動させることにより行って
いる。

第７図の第７実施例において８は透明の光学部材であり
、同図（Ｃ）に示すように一方の面が平面で、他方の面
が光軸に対して傾斜した凸状のシリンドリカル面より成
っている。

９は透明の光学部材であり、同図（Ｃ）に示すように一
方の面が平面で他方の面が光軸に対して傾斜した凹状の
シリンドリカル面より成っている。

光学部材８．９はそのシリンドリカル面を対向させ密着
したとき同図（Ａ）、（Ｂ）に示すように全体として平
行平面板となるように構成している。尚同図（Ｂ）は同
図（Ａ）のＡ視図である。

光学部材９は光学部材８に対してシリンドリカル面に沿
って矢印７１方向に摺動可能となるように配置されてい
る。

フォーカス調整は光学部材９を矢印７１方向に摺動させ
光路長を変えることにより行っている。

又光軸の傾き調整は光学部材９を同図（Ｂ）の矢印７２
で示す方向に回動させることにより行っている６本実施
例では光軸の傾き調整は同図（Ｂ）の断面内においての
み行っている。

本実施例における光学部材９は一方向が模型の屈折作用
を示す性質とこの方向と直交する方向に曲率面による屈
折作用を示す性質の２つの光学的性質を有している。即
ちこれにより同し部分てフォーカス調整と傾き調整を行
っている。このとき双方の調整は互いに方向性か異なる
為に双方の調整を独立に行っている。

第８図は本発明の第８実施例の概略図である。

本実施例は製作誤差等により生ずる光軸の傾きを具体的
に調整する場合の各部材の調整方向と光束の通過光路を
示している。同図において２０は撮影レンズ、２４．２
５．２６はトリミンクフィルター、２７は固体撮像素子
である。光学部材１１．１２は各々第１図の光学部材２
．３と回し形状の平凸レンズ、平凹レンズより成ってい
る。

本実施例においてプリズム２１の反射面２１ａが製作誤
差等により点線て示す反射面２１ａ’のように傾き、又
プリズム２２の反射面２２ａか点線て示す反射面２２ａ
゛のように傾いているものとする。このとき光軸Ｌｌｌ
は点線て示す光軸Ｌｌｌ“と、又光軸Ｌ７は点線で示す
光軸Ｌｌｌ’に変位する。この為プリズムの射出面にお
いては光軸の傾きたけてはなく、画像の横ずれか生じて
くる。

本実施例において光軸ＬＢ、Ｌ！ｌ’の回転中心は１点
に、又光軸り、、Ｌ、’の回転中心はＱ点にある。この
為同図に示すような製造Ｍ差か見込める場合には設計段
階において光軸Ｌｌｌ’に対しては光学部材１１．１２
の曲率半径をγ２に設定し、光軸Ｌｐ’に対しては光学
部材１１．１２の曲率半径なγ。に設定し１曲率に従っ
て点線の位置まで光学部材１２と固体撮像素子２７を回
動することにより光軸の傾きと画像の横ずれの双方を同
時に調整している。

本実施例ては製造誤差か反射面２１ａ、２２ａに生し、
光軸の回転中心か一点に快定出来た場合を示したか一般
には製造誤差は他の構成要素にも生しる。

従ってそれらの誤差を合成すると回転中心か一点に定ま
らなくなってくる。そこで本実施例ては回転中心を特定
の点近傍に設定している。

一般には画像の横ずれ調整を最少にする特定の回転中心
と、これに対する曲率波形γ２．γ９を決めて横ずれの
補正量を最小にして調整を容易にしている。

以上の第１〜第８実施例の色分解光学系の射出面と撮像
素子との間に対向密着させて回動可能とした符号の異な
る同一・曲率の部材は透明な光学部材てあった。しかし
、これらの部材は色分解光学系と撮像素子における光束
有効部外の面積に余裕かある場合は、透明な光学部材で
ある必要はなく、金属は樹脂の様な不透明な物の中をく
り抜いて空洞にした部材でよい、第９図の第９実施例の
部材３１．３２は第１実施例の部材２，３と同一形状て
中をφたけくり抜いて空洞にした変形例てあり、金属や
樹脂のように不透明な素材である。

３２°は３２を面３３に沿って回動し、部材３１との相
対的位置関係を変化させた様を示している１図のように
傾調整の角度θは、部材３１．３２の厚δｄに依存する
。従フて角度θの必要量か確保てきるようにｄを設定し
、かつ回動した際に光束を遮断することか無いようなφ
を設定した結果、色分解光学系の射出面と撮像素子の光
束有効部外の寸法かφ以上の余裕かとれることか、本実
施例の条件となる。

同様に３第１−第８実施例における部材２３．４．５．
６．７．８．９においても、中をくり抜いて空洞にした
、金属や樹脂のような不透明な素材に置き換えることか
可能である。

（発明の効果） 本発明によれば符号の異なる曲率を有した互いに相対的
位置間係か変位可能となるように配置した所定形状の２
つの部材を色分解プリズムの射出面近傍に設けることに
よりフォーカス調整と光軸の傾きの双方を独立に容易に
しかも高精度に行うことのてきる、特にカラーＴＶカメ
ラやカラービデオカメラ等に好適な撮像装置を達成する
ことかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の第１〜第７実施例の色分解プ
リズムの射出面近傍の要部概略図、第８［Ａは本発明の
第８実施例の光軸の傾き調整を行う場合の概ａｌｌ　Ｉ
Ｚ　、第９図は本発明第９実施例を示す図、第１０［Ｊ
は従来の色分解プリズム近傍の概略［Ａである。 図中１は色分解プリズムの射出部　２，３１１．１２は
各々光学部材、２７は固体撮像素子、２８は介在物、２
１．２２．２３はプリズム、２４．２５．２６はトリミ
ンクフィルタ２０は撮影レンズ、２１ａ、２１ａ’　、
２２ａ２２ａ゛は反射面、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズからの光束を色分解光学系を介して複
   数の色光の光束に分解し射出面より射出させた後、各々
   の撮像素子に導光する撮像装置において、該色分解光学
   系の射出面のうち少なくとも１つの射出面と撮像素子と
   の間に符号の異なる同じ曲率面を有する２つの部材を互
   いに曲率面を対向密着させて回動可能に配置し、該２つ
   の部材の相対的位置を変えることにより射出光束の光軸
   の傾き調整又は／及び射出光束の光路長調整を行ったこ
   とを特徴とする撮像装置。