JPH0326492Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は光学フイルタに係り、色ストライプフ
イルタで色信号の多重化を行なうテレビジヨンカ
メラであつて、撮像管が斜めの向きで組込まれた
構成のテレビジヨンカメラに適用され、撮像管の
走査方向に対して直交する方向に作用する光学フ
イルタに関する。

従来の技術 色ストライプフイルタで色信号の多重化を行な
うテレビジヨンカメラでは、被写体像と色ストラ
イプフイルタが重畳されて投影されるため、被写
体像が特定の空間周波数成分を持つと、擬似信号
が発生し、撮像画面に色ビートが表われる。この
擬似信号が発生するのを防止するために、光学フ
イルタが用いられる。

本考案者は、昭和60年３月29日付出願の特許願
「光学フイルタ」において、水晶板に代わりに、
近接して平行に配したハーフミラー面とミラー面
とよりなる反射を利用した構成の光学フイルタを
提案した。この光学フイルタは、ハーフミラー面
の反射率等を適当に定めることにより、理想的な
MTF特性を得ることが出来るという特長を有す
る。またこの光学フイルタ自体が光路を変更する
機能を有するため、撮像管が垂直の向きで組み込
まれた撮像光学系の反射鏡の代わりに組み込むこ
とにより、部品点数が削減された撮像光学系が実
現出来るという特長も有する。

考案が解決しようとする問題点 現在、ビデオテープレコーダと撮像光学系とを
一体化した構成のテレビジヨンカメラが種々商品
化されている。この種のテレビジヨンカメラにお
いても、小型化する工夫が種々なされており、本
考案者は、第３図Ａ，Ｂに示すように、撮像管を
垂直面Ｚに対して所定角度α傾斜させた斜めの状
態で組込んだ構成を案出した。撮像管をこのよう
に配した撮像光学系に、上記の光学フイルタを使
用すると、ミラー面における反射光が撮像管の撮
像面に向かうように入射光線を中心に所定角度回
動させた位置に設定することに伴い以下に述べる
ような問題が起きてしまう。

第６図は、水平面に対して角度β（＝45゜）傾斜
し、水平方向の入射光線１を反射されて垂直方向
に進む反射光線２とする向きの反射面abcdを入
射光線１を中心軸として回動させたときの文字
「Ｐ」の像３が変化する様子を示す。反射面abcd
が角度α（約45度）回動して一点鎖線で示す反射
面a₁，b₁，c₁，d₁となると、像は４で示す如くに
なり、更に45度回動して二点鎖線で示す反射面
a₂，b₂，c₂，d₂となると、像は５で示す如くにな
る。上記反射面ａ，ｂ，ｃ，ｄの代わりに、互い
に平行に配されたハーフミラー面とミラー面とよ
りなる光学フイルタを使用した場合には、ミラー
面における反射が上記の像３と一致した像を形成
し、ハーフミラー面の反射が破線で示す像３Ａを
形成する。光学フイルタを入射光線１を中心軸と
して回動させると、ミラー面における反射は上記
の像４，５と一致した像を形成し、ハーフミラー
面における反射が破線で示す像４Ａ，５Ａを形成
する。像３を３Ａは撮像管の走査方向に対して垂
直な方向に分離している。像５と５Ａとは撮像管
の走査方向と同じ方向に分離している。即ち、光
学フイルタを回動させることにより、撮像管の走
査方向を基準としてみた場合に、像の分離方向が
変化する。

光学フイルタを元の状態より約45度回動させた
状態における像４，４Ａを取り出すと、第７図に
示す如くになる。矢印Ｘは撮像管の走査方向、矢
印Ｙは走査方向に対して直交する走査直交方向で
ある。像４，４Ａは、矢印Ｙ方向に対して角度α
傾斜した矢印Ｍで示す方向に分離している。な
お、走査方向についてみると、像４Ａは像４に対
して走査方向とは逆方向にずれている。即ち、光
学フイルタは、像点を走査直交方向にΔy、走査
方向にΔx夫々分離させ、撮像管の走査直交方向
に加えて走査方向にもフイルタ作用を呈する。そ
して、ΔxはΔyとαが決まれば定まつてしまう。

このため、例えば走査方向の色ビートを他の光
学フイルタで除去し、上記の先に出願した光学フ
イルタで走査直交方向に現われた色ビートだけを
抑制するために上記の光学フイルタを使用する
と、上記の色ビートは抑制されるが、走査方向に
作用するフイルタ作用により、走査方向の解像度
が不要に低下してしまうという問題点があつた。

本考案は上記問題点を解決した光学フイルタを
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本考案は、ビデオカメラの撮像レンズ光軸に対
して垂直にして、且つ垂直面に対して傾斜させて
組み込まれた撮像管と撮像レンズの間に設ける光
学フイルタであつて、入射光線をこれと直角をな
す方向に反射させる向きで配されたミラー面と、
該ミラー面の前側にこれと近接して配され、該ミ
ラー面を前記入射光線を中心軸として僅かに回動
させた面と平行であるハーフミラー面とよりなる
構成としたものである。

この光学フイルタは、前記入射光線を該ハーフ
ミラー面で反射した前記入射光線と直交する第１
の反射光線と、該ハーフミラー面を透過し該ミラ
ー面で反射した前記入射光線と直交し、かつ第１
の反射光線と所定の角度傾斜した第２の反射光線
とに分解する。

この光学フイルタは、上記撮像管の走査直交方
向にのみフイルタ作用を行つて、撮像管の走査直
交方向に現れる色ビートを除去する。

実施例 次に本考案になる光学フイルタの一実施例につ
いて説明する。

第１図及び第２図に示すように、光学フイルタ
１０は、極く薄いガラス板１１の片面にハーフミ
ラー膜１２、反対側の面にミラー膜１３を設けて
なる構成であり、ガラス基板１４上に固着してあ
る。光学フイルタ１０は、幾何学的にみれば、ミ
ラー膜１３が構成するミラー面S₁と、ハーフミラ
ー膜１２が構成するハーフミラー面S₂とよりな
る。なお、前記のミラー膜１３をガラス基板１４
上に設けてもよい。この場合には、光学フイルタ
１０は片面にハーフミラー膜１２を設けてなる極
く薄いガラス板１１をガラス基板１４のミラー膜
１３上に固着した構造となる。

ミラー面S₁は、水平方向を表わす軸Ａ及び垂直
方向を表わす軸Ｂに対して共に直交する線ｌを含
み、且つ水平面に対して角度β（＝45度）傾斜し
た面である。ハーフミラー面S₂はミラー面S₁を軸
Ａと平行でありミラー面S₁を通る軸A₁を中心に
時計方向に小さな角度θ回動させた二点鎖線で示
すS₁′と平行な面である。ガラス板１１は、ミラ
ー面S₁とハーフミラー面S₂とが上記の幾何学的関
係を満足するように両面が研摩されている。

軸A₁と一致した入射光線１５は、まずハーフ
ミラー膜１２（S₂）において、その一部が点Ｃで
反射し、残りがハーフミラー膜１２を透過しガラ
ス板１１内を進行し、ミラー膜１３（S₁）の点Ｄ
で反射する。ハーフミラー膜１２で反射した光線
１６ａ及びミラー膜１３で反射した光線１６ｂは
共に入射光線１５に対して直交する光線となる。
またこの反射光線１６ａ，１６ｂのうち、ミラー
膜１３で反射した光線１６ｂは垂直方向を示す軸
Ｂと平行な光線となり、ハーフミラー膜１２で反
射した光線１６ａは、軸Ｂに対して角度λ傾斜し
た光線となる。

入射光線１５は上記ように二つの光線１６ａ，
１６ｂに分離され、被写体の一つの物点Ｅは、光
軸を軸Ｂと平行として垂直に配置されたと仮定す
る撮像管の撮像面上において走査方向にPx、走
査直交方向にPy離れた二つの像点E₁，E₂に分離
される。走査方向についてみると、像点E₁は像
点E₂に対して走査方向と同じ方向にPxずれてい
る。

ここで、ハーフミラー面がミラー面S₁と平行で
あるS₂′である場合には、ハーフミラー面S₂′によ
る像点は第２図中E₁′である。ハーフミラー面S₂
はハーフミラー面S₂′を軸A₁を中心として角度θ
回動させた面である。ハーフミラー面S₂′の軸Ａ
を中心とする角度θの回動により像点E₁′がシフ
トする方向は、ミラー面とハーフミラー面とが平
行である場合の像点分離方向（像点E₂，E₁′を通
る直線の方向）に対して直角な方向である。

上記の光学フイルタ１０は、例えば第３図Ａ，
Ｂに示すようにテレビジヨンカメラ２０の撮像光
学系２１に利用される。このテレビジヨンカメラ
２０は撮像光学系２１とビデオテープレコーダ２
２とが一体化された構成である。テレビジヨンカ
メラ２０を小型にするために、撮像光学系２１内
の撮像管２３は、その光軸がレンズ２４の光軸に
対して垂直となる向きで、しかも垂直面Ｚに対し
て角度α傾斜した向きで組込まれている。

本考案の光学フイルタ１０は、第２図に示す状
態より軸A₁を中心に時計方向に角度α回動させ
た向きで、軸A₁をレンズ２４の光軸と一致させ
て、撮像管２３の下側の個所に組み込まれてい
る。ミラー膜とハーフミラー膜とが平行である光
学フイルタを組み込んだ場合には、第６図及び第
７図に示すように、撮像面２３ａ上の像点は走査
直交方向の他に走査方向にもΔX分離することに
なる。上記の光学フイルタ１０を角度α回動させ
た向きで組み込んだ場合には、上記角度θの回動
による像点のシフト方向は、ハーフミラー面とが
平行である場合の像点の分離方向である第７図中
ベクトルＭに対して直交するベクトルＮの方向で
ある。ベクトルＮの方向は、光学フイルタ１０を
角度α回動させることが原因で、走査方向とは逆
方向に表われる分離成分Δx（第７図参照）を相殺
する方向である。なお、ベクトルＭ，Ｎの長さは
分離距離を表わす。ベクトルＮの方向の分離距離
は角度θの増減に応じて増減する。こゝで角度θ
は、ベクトルＮ方向の分離距離の走査方向の分離
成分Δx₁が上記の分離成分Δxと等しくなるよう
に定めてある。従つて、上記の光学フイルタ１０
を組み込むことにより、光学フイルタ１０を角度
α回動させることが原因で、走査方向上走査方向
とは逆方向に表われる分離成分Δx（第７図参照）
をが相殺される。これにより、撮像面２３ａ上に
は、走査方向には分離せず、走査直交方向にだけ
分離した像点が生ずることになる。上記のテレビ
ジヨンカメラ２０により正立した文字「Ｐ」を撮
像した場合には、撮像面２３ａ上には、第４図に
示すように、走査直交方向にだけ分離した二つの
像２６，２７が結像される。

従つて、上記の撮像光学系２１において、光学
フイルタ１０は、撮像管の走査直交方向にのみフ
イルタ作用を呈する。このため、撮像光学系２１
は、走査方向の解像度は何ら低下させることな
く、走査直交方向に現われる色ビートを十分に軽
減出来る撮像光学系となる。

また、上記の光学フイルタ１０によれば、本出
願人が先に出願した光学フイルタと同様に、ハー
フミラー膜１２の反射率を制御することにより、
分離された二つの像点の明るさの比率を変えてフ
イルタ作用をする光量の入射光量全体に対する割
合を変えMTF特性曲線を操作することが出来る。
本実施例の光学フイルタ１０では、ハーフミラー
膜１２の反射率を約30％とし、第５図にグラフ
で示すように、空間周波数v₁ ^*において色ビート
許容限点Ｑまで低下した谷部となる理想的な
MTF特性となつている。なお、空間周波数v₁ ^*
は、第７図中ベクトルＭの走査直交方向成分Δy
とベクトルＮの走査直交方向成分Δy₁との和であ
ΔYにより決定される。

考案の効果 上述の如く、本考案に光学フイルタによれば、
入射光線を、これに直交する第１の反射光線と、
入射光線と直交し且つ第１の反射光線と所定の角
度傾斜した第２の反射光線とに分解できるため、
ビデオカメラの撮像レンズ光軸に対して垂直にし
て、且つ垂直面に対して傾斜させて組み込まれた
撮像管と撮像レンズの間に設けられて、上記撮像
管の走査直交方向にのみフイルタ作用を働かせる
ことが出来、水平方向の解像度を低下させること
なく、垂直方向に現れる色ビートを十分に抑制す
ることが出来るという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の光学フイルタの一実施例を概
略的に示す斜視図、第２図は第１図中ミラー面と
ハーフミラー面との幾何学的位置関係を入射光線
及び各面における反射光線と併せて示す図、第３
図Ａ，Ｂは夫々第１図の光学フイルタの使用態様
を示す図、第４図は第３図Ａ，Ｂのテレビジヨン
カメラで正立した文字「Ｐ」を撮像したときに撮
像管の撮像面上に結像された二つの像の分離状態
を示す図、第５図は本考案の光学フイルタにより
得ることが出来るMTF特性を示す図、第６図は
互いに平行なミラー面とハーフミラー面とよりな
る光学フイルタを入射光線を軸として回動させた
ときに像の分離状況が変化する様子を説明する
図、第７図は光学フイルタが約45度の回動位置に
あるときの像の分離状態を示す図である。 １０……光学フイルタ、１１……ガラス板、１
２……ハーフミラー膜、１３……ミラー膜、１４
……ガラス基板、１５……入射光線、１６ａ，１
６ｂ……反射光線、２１……撮像光学系、２２…
…ビデオテープレコーダ、２３……撮像管、２３
ａ……撮像面、２４……レンズ、２５，２６……
像、S₁……ミラー面、S₂……ハーフミラー面、Ｅ
……物点、E₁，E₂……像点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ビデオカメラの撮像レンズ光軸に対して垂直に
   して、且つ垂直面に対して傾斜させて組み込まれ
   た撮像管と撮像レンズの間に設ける光学フイルタ
   であつて、 入射光線をこれと直角をなす方向に反射させる
   向きで配されたミラー面と、該ミラー面の前側に
   これと近接して配され、該ミラー面を前記入射光
   線を中心軸として僅かに回動させた面と平行であ
   るハーフミラー面とで構成され、前記入射光線を
   該ハーフミラー面で反射した前記入射光線と直交
   する第１の反射光線と、該ハーフミラー面を透過
   し該ミラー面で反射した前記入射光線と直交し、
   かつ第１の反射光線と所定の角度傾斜した第２の
   反射光線とに分解することにより、前記ビデオカ
   メラの撮像管の走査直交方向に現れる色ビートを
   除去するようにしたことを特徴とする光学フイル
   タ。