JPH04214521A - 色分解プリズムおよびその製造方法 - Google Patents
色分解プリズムおよびその製造方法Info
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- JPH04214521A JPH04214521A JP2401908A JP40190890A JPH04214521A JP H04214521 A JPH04214521 A JP H04214521A JP 2401908 A JP2401908 A JP 2401908A JP 40190890 A JP40190890 A JP 40190890A JP H04214521 A JPH04214521 A JP H04214521A
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学機器の光学系に使用
される色分解プリズムおよびその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から一般に３板式カラー撮像装置と
して用いられている撮像光を複数の色成分光に分解する
色分解プリズムについて図５および図６を参照しながら
説明する。 【０００３】図に示すように、従来の色分解プリズムは
３個のプリズム部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃからなる。 通常材料としては光学ガラス（ＢＫ７、Ｆ５等）を使用
し、図に記す形状に光学研磨加工されている。 【０００４】撮像光４を緑、青、赤各々の色成分光に分
解するために各プリズム部材１３ａ、１３ｂ毎に真空蒸
着でプリズム１３ａには反射防止膜３ａと緑成分を反射
する緑反射膜３ｂが形成されており、プリズム部材１３
ｂには青成分光を反射する青反射膜３ｃが形成されてい
る。 【０００５】それから各プリズム部材１３ａ、１３ｂ、
１３ｃの各成分光の射出部で撮像レンズ（図示せず）の
焦点位置に緑、青、赤、各々の固体撮像装置５ａ、５ｂ
、５ｃを配置する。 【０００６】これらを焦点位置に配置するため色分解プ
リズムの撮像光４の入射部から各固体撮像装置までの緑
、青、赤の各色光路長（ｎｄ）が同一になるように組み
立てている。 【０００７】各々のプリズム部材１３ａ、１３ｂ、１３
ｃは単体で光学研磨加工されているが各々加工誤差があ
るので、プリズムの組立時に３個のプリズムの接着部を
利用して組立治具等を使用し調節することで緑、青、赤
の各色光路長を同一にしている。 【０００８】そして接着剤１４ａ、１４ｂにより各プリ
ズム部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃを固定一体化している
。また各々の色成分光の出射部の平坦部に、各成分光の
光軸に位置合わせされた各固体撮像装置５ａ、５ｂ，５
ｃが接着剤により固着されている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の色分解プリ
ズムでは、各プリズム部材は光学ガラス材料から研削加
工、光学研磨加工で製作されるが形状が平行平面でなく
異種な角度で交わる平面より形成されていて加工が難し
く作業時間もかかり誤差も生じ易い。 【００１０】３個のプリズム部材を用い各成分光の光路
長を同一にする必要から各々のプリズム部材を組立治具
等を用いてより高精度（誤差３０μｍ以下）の組立を行
なわなければならず組立時間も長くかかる。 【００１１】またプリズム部材の単品価格が高いことで
反射防止膜、反射膜等の光学膜形成時の不良による損失
が大きい。以上のような加工性、量産性の問題があって
全体的な製造コストが高くなる。 【００１２】それとは別にプリズム材料が光学ガラスな
ので、重量が重く破損し易く取り扱いに注意が必要であ
る。また各プリズム部材を固着するために専用の接着剤
が必要であり環境条件により、各プリズム部材の相対位
置に変位が生じ易く安定性に欠け信頼性に不安があった
。 【００１３】さらに加工面では、プリズム部材の光学研
磨面は平面が主体で凹部に光学研磨面を形成することは
困難であった。 【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、組立
治具による組立を必要とせず組立コストを低減でき、プ
リズム単品の研削、研磨加工を必要としないから加工コ
ストも低減でき、種々の形状に加工容易、軽量で破損し
難い色分解プリズムとその製造方法を提供することを目
的としている。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために撮像光を複数の色成分光に分解する色分解プ
リズムとして、屈折率が同等または近似するガラス板と
透明樹脂を用い、ガラス板には光学干渉膜を形成し、透
明樹脂が色分解プリズムの母材として形状を形成すると
ともにガラス板を固定するようにしたものである。 【００１６】具体的には光学干渉膜を形成したガラス板
を撮像光を分解する位置に色分解プリズムの外形形状を
形成する成形型中で所定の位置に配置した後、溶融した
透明樹脂を成形型中に注入し、冷却・固化して形状を形
成するとともにガラス板を固定し色分解プリズムとした
ものである。 【００１７】 【作用】本発明は上記した構成により、色分解プリズム
の母材として透明樹脂を使用するので色分解プリズムの
形状を有する成形型等で一括射出成形が可能であり、射
出成形前に光学干渉膜を形成したガラス板を撮像光の反
射部の所定位置に成形型中で配置する。 【００１８】熱的性質はガラス板と光学干渉膜の耐熱温
度は透明樹脂の溶融温度約２５０℃より高いので熱によ
る損傷は発生し難い。射出成形時の成形型温度を透明樹
脂が流動し易い１００℃前後に設定することもできる。 【００１９】溶融された透明樹脂を成形型中に射出する
ことでガラス板は透明樹脂により包まれ、成形型を冷却
することで透明樹脂が固化し色分解プリズム形状が成形
されるとともに光学干渉膜の形成されたガラス板が所定
の位置に固定される。 【００２０】ガラス板と透明樹脂の屈折率がほぼ等しい
ので、ガラス板と透明樹脂の界面で光線が曲げられるこ
とはない。 【００２１】 【実施例】以下に、本発明の一実施例について図１〜図
４を参照しながら説明する。図１および図２はそれぞれ
３板式カラー撮像装置に使用する色分解プリズムの正面
断面図および平面図で、図に示すように透明樹脂１とガ
ラス板２ａ、２ｂ、２ｃから形成されている。反射防止
膜３ａ、緑反射膜３ｂ、青反射膜３ｃが形成された各ガ
ラス板２ａ、２ｂ、２ｃは、撮像光４を各々緑、青、赤
の３色に反射する位置に配置され、色分解プリズムの母
体を形成する透明樹脂１で射出成形等により包み込まれ
保持・固定されている。 【００２２】撮像光４は、反射防止膜３ａとガラス板２
ａを透過し緑反射膜３ｂとガラス板２ｂで緑色のみが反
射されガラス板２ａで全反射し固体撮像装置５ａに入射
する。 【００２３】次に残りの撮像光は、緑反射膜３ｂとガラ
ス板２ｂを透過し青反射膜３ｃとガラス板２ｃで青色が
反射され固体撮像装置５ｂに入射する。そして残りの赤
色は固体撮像装置５ｃに入射する。 【００２４】撮像光４の入射面から各々固体撮像装置５
ａ、５ｂ、５ｃ迄の相対的光路長を等しくする必要があ
るが、成形型により入射面から固体撮像装置５ａ、５ｂ
、５ｃ迄の光路長は組立調整の必要なく決定されている
。 【００２５】透明樹脂１とガラス板２ａ、２ｂ、２ｃは
、屈折率が等しく撮像光４が透明樹脂１とガラス板２ａ
、２ｂ、２ｃの界面で曲がることはない。 【００２６】なお各固体撮像装置５ａ、５ｂ、５ｃの取
付面には簡易的な位置決め用の光学的平面を有した凹部
６ａ、６ｂ、６ｃを設けている。 【００２７】図３および図４はそれぞれ本発明の一実施
例の色分解プリズムを製造する成形用型の断面図および
正面図である。 【００２８】色分解プリズムの凹面形成用凸部７ａ、７
ｂ，７ｃを有する射出成形用下型８内の適正な位置に配
置されたガラス板配置溝９ａ、９ｂ，９ｃにガラス板２
ａ、２ｂ，２ｃを載置し射出成形用上型１０を上下型規
正穴１１により位置合わせをしながら取付け、湯口１２
から溶融した透明樹脂１を射出し、透明樹脂１が流動し
易い温度１００℃前後に加熱された上、下型１０、８内
に充填する。 【００２９】充填の後、上、下成形型１０、８を冷却し
内部の透明樹脂１を固化する。固化した後、上、下成形
型１０、８から取り出すことで透明樹脂１は色分解プリ
ズムの母体を形成すると同時に適正な位置に配置された
ガラス板２ａ、２ｂ，２ｃを固定する。 【００３０】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、色分解プリズムにおける撮像光の入射部から
緑、青、赤の各成分光の出射部迄の相対位置は成形型精
度で決定されるので従来のような高価な組立治具を使用
する各プリズム部材の組立作業を必要とせず、組立によ
る相対位置のばらつきを生じない。 【００３１】したがって品質が安定し製造歩留りが大き
く向上する。且つ瞬時に色分解プリズムが形成できるの
で製造工数も減少し、生産性が向上して大幅なコスト低
減が可能となる。 【００３２】またプリズム母体が透明樹脂であるため軽
量で破損しにくく、取り扱いも手軽である。また射出成
形であることから従来のような角度を有した面の光学研
磨が不要で加工コストも低減できる。さらに撮像光の射
出面に凹面の光学研磨面が形成できることから固体撮像
素子の簡易的な位置決めが可能である。
される色分解プリズムおよびその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から一般に３板式カラー撮像装置と
して用いられている撮像光を複数の色成分光に分解する
色分解プリズムについて図５および図６を参照しながら
説明する。 【０００３】図に示すように、従来の色分解プリズムは
３個のプリズム部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃからなる。 通常材料としては光学ガラス（ＢＫ７、Ｆ５等）を使用
し、図に記す形状に光学研磨加工されている。 【０００４】撮像光４を緑、青、赤各々の色成分光に分
解するために各プリズム部材１３ａ、１３ｂ毎に真空蒸
着でプリズム１３ａには反射防止膜３ａと緑成分を反射
する緑反射膜３ｂが形成されており、プリズム部材１３
ｂには青成分光を反射する青反射膜３ｃが形成されてい
る。 【０００５】それから各プリズム部材１３ａ、１３ｂ、
１３ｃの各成分光の射出部で撮像レンズ（図示せず）の
焦点位置に緑、青、赤、各々の固体撮像装置５ａ、５ｂ
、５ｃを配置する。 【０００６】これらを焦点位置に配置するため色分解プ
リズムの撮像光４の入射部から各固体撮像装置までの緑
、青、赤の各色光路長（ｎｄ）が同一になるように組み
立てている。 【０００７】各々のプリズム部材１３ａ、１３ｂ、１３
ｃは単体で光学研磨加工されているが各々加工誤差があ
るので、プリズムの組立時に３個のプリズムの接着部を
利用して組立治具等を使用し調節することで緑、青、赤
の各色光路長を同一にしている。 【０００８】そして接着剤１４ａ、１４ｂにより各プリ
ズム部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃを固定一体化している
。また各々の色成分光の出射部の平坦部に、各成分光の
光軸に位置合わせされた各固体撮像装置５ａ、５ｂ，５
ｃが接着剤により固着されている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の色分解プリ
ズムでは、各プリズム部材は光学ガラス材料から研削加
工、光学研磨加工で製作されるが形状が平行平面でなく
異種な角度で交わる平面より形成されていて加工が難し
く作業時間もかかり誤差も生じ易い。 【００１０】３個のプリズム部材を用い各成分光の光路
長を同一にする必要から各々のプリズム部材を組立治具
等を用いてより高精度（誤差３０μｍ以下）の組立を行
なわなければならず組立時間も長くかかる。 【００１１】またプリズム部材の単品価格が高いことで
反射防止膜、反射膜等の光学膜形成時の不良による損失
が大きい。以上のような加工性、量産性の問題があって
全体的な製造コストが高くなる。 【００１２】それとは別にプリズム材料が光学ガラスな
ので、重量が重く破損し易く取り扱いに注意が必要であ
る。また各プリズム部材を固着するために専用の接着剤
が必要であり環境条件により、各プリズム部材の相対位
置に変位が生じ易く安定性に欠け信頼性に不安があった
。 【００１３】さらに加工面では、プリズム部材の光学研
磨面は平面が主体で凹部に光学研磨面を形成することは
困難であった。 【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、組立
治具による組立を必要とせず組立コストを低減でき、プ
リズム単品の研削、研磨加工を必要としないから加工コ
ストも低減でき、種々の形状に加工容易、軽量で破損し
難い色分解プリズムとその製造方法を提供することを目
的としている。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために撮像光を複数の色成分光に分解する色分解プ
リズムとして、屈折率が同等または近似するガラス板と
透明樹脂を用い、ガラス板には光学干渉膜を形成し、透
明樹脂が色分解プリズムの母材として形状を形成すると
ともにガラス板を固定するようにしたものである。 【００１６】具体的には光学干渉膜を形成したガラス板
を撮像光を分解する位置に色分解プリズムの外形形状を
形成する成形型中で所定の位置に配置した後、溶融した
透明樹脂を成形型中に注入し、冷却・固化して形状を形
成するとともにガラス板を固定し色分解プリズムとした
ものである。 【００１７】 【作用】本発明は上記した構成により、色分解プリズム
の母材として透明樹脂を使用するので色分解プリズムの
形状を有する成形型等で一括射出成形が可能であり、射
出成形前に光学干渉膜を形成したガラス板を撮像光の反
射部の所定位置に成形型中で配置する。 【００１８】熱的性質はガラス板と光学干渉膜の耐熱温
度は透明樹脂の溶融温度約２５０℃より高いので熱によ
る損傷は発生し難い。射出成形時の成形型温度を透明樹
脂が流動し易い１００℃前後に設定することもできる。 【００１９】溶融された透明樹脂を成形型中に射出する
ことでガラス板は透明樹脂により包まれ、成形型を冷却
することで透明樹脂が固化し色分解プリズム形状が成形
されるとともに光学干渉膜の形成されたガラス板が所定
の位置に固定される。 【００２０】ガラス板と透明樹脂の屈折率がほぼ等しい
ので、ガラス板と透明樹脂の界面で光線が曲げられるこ
とはない。 【００２１】 【実施例】以下に、本発明の一実施例について図１〜図
４を参照しながら説明する。図１および図２はそれぞれ
３板式カラー撮像装置に使用する色分解プリズムの正面
断面図および平面図で、図に示すように透明樹脂１とガ
ラス板２ａ、２ｂ、２ｃから形成されている。反射防止
膜３ａ、緑反射膜３ｂ、青反射膜３ｃが形成された各ガ
ラス板２ａ、２ｂ、２ｃは、撮像光４を各々緑、青、赤
の３色に反射する位置に配置され、色分解プリズムの母
体を形成する透明樹脂１で射出成形等により包み込まれ
保持・固定されている。 【００２２】撮像光４は、反射防止膜３ａとガラス板２
ａを透過し緑反射膜３ｂとガラス板２ｂで緑色のみが反
射されガラス板２ａで全反射し固体撮像装置５ａに入射
する。 【００２３】次に残りの撮像光は、緑反射膜３ｂとガラ
ス板２ｂを透過し青反射膜３ｃとガラス板２ｃで青色が
反射され固体撮像装置５ｂに入射する。そして残りの赤
色は固体撮像装置５ｃに入射する。 【００２４】撮像光４の入射面から各々固体撮像装置５
ａ、５ｂ、５ｃ迄の相対的光路長を等しくする必要があ
るが、成形型により入射面から固体撮像装置５ａ、５ｂ
、５ｃ迄の光路長は組立調整の必要なく決定されている
。 【００２５】透明樹脂１とガラス板２ａ、２ｂ、２ｃは
、屈折率が等しく撮像光４が透明樹脂１とガラス板２ａ
、２ｂ、２ｃの界面で曲がることはない。 【００２６】なお各固体撮像装置５ａ、５ｂ、５ｃの取
付面には簡易的な位置決め用の光学的平面を有した凹部
６ａ、６ｂ、６ｃを設けている。 【００２７】図３および図４はそれぞれ本発明の一実施
例の色分解プリズムを製造する成形用型の断面図および
正面図である。 【００２８】色分解プリズムの凹面形成用凸部７ａ、７
ｂ，７ｃを有する射出成形用下型８内の適正な位置に配
置されたガラス板配置溝９ａ、９ｂ，９ｃにガラス板２
ａ、２ｂ，２ｃを載置し射出成形用上型１０を上下型規
正穴１１により位置合わせをしながら取付け、湯口１２
から溶融した透明樹脂１を射出し、透明樹脂１が流動し
易い温度１００℃前後に加熱された上、下型１０、８内
に充填する。 【００２９】充填の後、上、下成形型１０、８を冷却し
内部の透明樹脂１を固化する。固化した後、上、下成形
型１０、８から取り出すことで透明樹脂１は色分解プリ
ズムの母体を形成すると同時に適正な位置に配置された
ガラス板２ａ、２ｂ，２ｃを固定する。 【００３０】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、色分解プリズムにおける撮像光の入射部から
緑、青、赤の各成分光の出射部迄の相対位置は成形型精
度で決定されるので従来のような高価な組立治具を使用
する各プリズム部材の組立作業を必要とせず、組立によ
る相対位置のばらつきを生じない。 【００３１】したがって品質が安定し製造歩留りが大き
く向上する。且つ瞬時に色分解プリズムが形成できるの
で製造工数も減少し、生産性が向上して大幅なコスト低
減が可能となる。 【００３２】またプリズム母体が透明樹脂であるため軽
量で破損しにくく、取り扱いも手軽である。また射出成
形であることから従来のような角度を有した面の光学研
磨が不要で加工コストも低減できる。さらに撮像光の射
出面に凹面の光学研磨面が形成できることから固体撮像
素子の簡易的な位置決めが可能である。
【図１】本発明の一実施例の色分解プリズムの正面断面
図
図
【図２】本発明の一実施例の色分解プリズムの平面図
【
図３】本発明の一実施例の色分解プリズム製造のための
射出成形用上型の断面図
図３】本発明の一実施例の色分解プリズム製造のための
射出成形用上型の断面図
【図４】本発明の一実施例の色分解プリズム製造のため
の射出成形用型の正面図
の射出成形用型の正面図
【図５】従来の色分解プリズムの正面断面図
【図６】従
来の色分解プリズムの平面図
来の色分解プリズムの平面図
１ 透明樹脂
２ａ，２ｂ，２ｃ ガラス板
３ａ 反射防止膜（光学干渉膜）
３ｂ 緑反射膜（光学干渉膜）
３ｃ 青反射膜（光学干渉膜）
６ａ，６ｂ，６ｃ 凹部
９ａ，９ｂ，９ｃ ガラス板配置溝
Claims (4)
- 【請求項１】撮像光を複数の色成分に分解する色分解プ
リズムであって、屈折率が同等または近似したガラス板
と透明樹脂からなり、ガラス板には光学干渉膜が形成さ
れており、透明樹脂が母材としてプリズム形状を形成す
るとともガラス板を固定している色分解プリズム。 - 【請求項２】色分解された撮像光の射出部に光学平面の
凹部を設けた請求項１記載の色分解プリズム。 - 【請求項３】光学干渉膜を形成したガラス板を撮像光を
色分解プリズムの形状を形成する成形型中で撮像光を反
射する位置に配置した後、溶融した透明樹脂を成形型中
に注入、冷却・固化しプリズム形状を形成するとともに
ガラス板を固定する色分解プリズムの製造方法。 - 【請求項４】色分解された撮像光の射出部に光学平面の
凹部を形成する形状とした成形型中に透明樹脂を注入す
る請求項３記載の色分解プリズムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401908A JP2785492B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 色分解プリズムおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401908A JP2785492B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 色分解プリズムおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214521A true JPH04214521A (ja) | 1992-08-05 |
| JP2785492B2 JP2785492B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=18511725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401908A Expired - Fee Related JP2785492B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 色分解プリズムおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785492B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001074088A1 (de) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Cobra Electronic Gmbh | Optische träger- und gehäuseanordnung zur aufnahme eines farbteilersystems sowie mehrerer bildwandler |
| JP2011517192A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-05-26 | コントラスト オプティカル デザイン アンド エンジニアリング，インク． | 全ビーム画像スプリッタシステム |
| TWI593543B (zh) * | 2015-01-22 | 2017-08-01 | 尚立光電股份有限公司 | 崁入式射出稜鏡之方法及使用其製造之光學稜鏡 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100700986B1 (ko) * | 2005-08-11 | 2007-03-29 | 삼성전자주식회사 | 광학디바이스의 제조장치 및 제조방법 |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP2401908A patent/JP2785492B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001074088A1 (de) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Cobra Electronic Gmbh | Optische träger- und gehäuseanordnung zur aufnahme eines farbteilersystems sowie mehrerer bildwandler |
| US7092026B2 (en) | 2000-03-27 | 2006-08-15 | Cobra Electronic Gmbh | Optical carrier and housing arrangement for receiving a color splitter system and several image converters |
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