JPH06258507A - 色分解光学系 - Google Patents
色分解光学系Info
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- JPH06258507A JPH06258507A JP5067518A JP6751893A JPH06258507A JP H06258507 A JPH06258507 A JP H06258507A JP 5067518 A JP5067518 A JP 5067518A JP 6751893 A JP6751893 A JP 6751893A JP H06258507 A JPH06258507 A JP H06258507A
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- Japan
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- prism
- optical system
- air gap
- color separation
- separation optical
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気間隔を適切なくさび型に形成することに
より、色分解を良好に行なうと共に、空気間隔を直進す
る光束の上側光束と下側光束の屈折角の差異に基づく非
点収差を良好に補正し、高精細な画像を得ることができ
る色分解光学系を提供すること。 【構成】 光束を入射させる第１面と、入射光束を色成
分別に反射光と透過光とに分解する第２面と、第２，第
１面で反射した光束を射出する第３面とを有する第１プ
リズムと、該第２面を透過した光束を空気間隔を介して
入射させる第４面と、入射光束を色成分別に反射光と透
過光とに分解する第５面と、第５，第４面で反射した光
束を射出する第６面とを有する第２プリズムとを有する
色分解光学系において、該第２，第４面で形成される頂
角側の空気間隔が該第２，第３面で形成される頂角側の
空気間隔より狭くなるように該第１プリズムと該第２プ
リズムを配置し、該第２，該第４面のなす角δを設定し
たこと。
より、色分解を良好に行なうと共に、空気間隔を直進す
る光束の上側光束と下側光束の屈折角の差異に基づく非
点収差を良好に補正し、高精細な画像を得ることができ
る色分解光学系を提供すること。 【構成】 光束を入射させる第１面と、入射光束を色成
分別に反射光と透過光とに分解する第２面と、第２，第
１面で反射した光束を射出する第３面とを有する第１プ
リズムと、該第２面を透過した光束を空気間隔を介して
入射させる第４面と、入射光束を色成分別に反射光と透
過光とに分解する第５面と、第５，第４面で反射した光
束を射出する第６面とを有する第２プリズムとを有する
色分解光学系において、該第２，第４面で形成される頂
角側の空気間隔が該第２，第３面で形成される頂角側の
空気間隔より狭くなるように該第１プリズムと該第２プ
リズムを配置し、該第２，該第４面のなす角δを設定し
たこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は色分解光学系に関し、特
に複数のプリズムより成り、このうち２つのプリズムを
微小な空気間隔を隔てて配置したときの該微小な空気間
隔を光束が通るときの上側光線と下側光線のプリズムへ
の入射角の差異により発生する非点収差を良好に補正し
たカラーテレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置に好
適な色分解光学系に関するものである。
に複数のプリズムより成り、このうち２つのプリズムを
微小な空気間隔を隔てて配置したときの該微小な空気間
隔を光束が通るときの上側光線と下側光線のプリズムへ
の入射角の差異により発生する非点収差を良好に補正し
たカラーテレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置に好
適な色分解光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりカラーテレビカメラ等において
は、撮像レンズと撮像手段（例えば撮像管や固体撮像素
子）との間に色分解光学系が用いられている。
は、撮像レンズと撮像手段（例えば撮像管や固体撮像素
子）との間に色分解光学系が用いられている。
【０００３】該色分解光学系において、特に３つのプリ
ズムを有し、該３つのプリズムを物体側から順に第１，
第２，第３プリズムとしたとき第１プリズムと第２プリ
ズムの間に微小な空気間隔を有したフィリプス型と呼ば
れる色分解光学系が多く用いられている。
ズムを有し、該３つのプリズムを物体側から順に第１，
第２，第３プリズムとしたとき第１プリズムと第２プリ
ズムの間に微小な空気間隔を有したフィリプス型と呼ば
れる色分解光学系が多く用いられている。
【０００４】図１１は従来の３つのプリズムより成るフ
ィリプス型の色分解光学系の要部概略図、図９は図１１
の一部分を拡大して示した説明図である。
ィリプス型の色分解光学系の要部概略図、図９は図１１
の一部分を拡大して示した説明図である。
【０００５】同図において１１は対物レンズ、１２は第
１プリズム、１３は第２プリズムであり、その入射面１
３ａは第１プリズム１２と微小な間隙を隔てて配置され
ている。１４は第３プリズムであり、その入射面１４ａ
は第２プリズム１３の反射面１３ｂと接着されている。
１プリズム、１３は第２プリズムであり、その入射面１
３ａは第１プリズム１２と微小な間隙を隔てて配置され
ている。１４は第３プリズムであり、その入射面１４ａ
は第２プリズム１３の反射面１３ｂと接着されている。
【０００６】同図において対物レンズ１１を通過した光
束のうち第１プリズム１２のダイクロイック膜を施した
反射面１２ｂにて青色光Ｂが反射分離され、入射面１２
ａで全反射した後、射出面１２ｃより射出する。
束のうち第１プリズム１２のダイクロイック膜を施した
反射面１２ｂにて青色光Ｂが反射分離され、入射面１２
ａで全反射した後、射出面１２ｃより射出する。
【０００７】赤色光Ｒは第２プリズム１３のダイクロイ
ック膜を施した反射面１３ｂで反射し、入射面１３ａで
全反射した後、射出面１３ｃより射出する。そして青
色、赤色成分以外の緑色光束Ｇは第３プリズム１４の入
射面１４ａに入射し、射出面１４ｃより射出する。そし
てこれら青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇをそれぞれ、撮
像素子１５，１６，１７にて撮像している。
ック膜を施した反射面１３ｂで反射し、入射面１３ａで
全反射した後、射出面１３ｃより射出する。そして青
色、赤色成分以外の緑色光束Ｇは第３プリズム１４の入
射面１４ａに入射し、射出面１４ｃより射出する。そし
てこれら青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇをそれぞれ、撮
像素子１５，１６，１７にて撮像している。
【０００８】同図においては、特に赤色光Ｒを効率良く
入射面１３ａで全反射させる為に第１プリズム１２と第
２プリズム１３との間に微小の空気間隔（ｄ＝０．０２
〜０．０４ｍｍ）を設けている。
入射面１３ａで全反射させる為に第１プリズム１２と第
２プリズム１３との間に微小の空気間隔（ｄ＝０．０２
〜０．０４ｍｍ）を設けている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では第１プリズム１２と第２プリズム１３とを相対す
る面が互いに平行となるように配置し、空気間隔を形成
していたため、該空気間隔を通過する光束の上側光線と
下側光線の屈折角が互いに異なり、非点収差を発生して
いた。特に、画面中心に結像すべき光束において、Ｘ−
Ｚ平面内の光束（以後、これをサジタル光線と呼ぶ）と
Ｘ−Ｙ平面内の光束（以後、これをメリディオナル光線
と呼ぶ）の結像位置が異なってしまい所謂中心アスとな
って観測されていた。
例では第１プリズム１２と第２プリズム１３とを相対す
る面が互いに平行となるように配置し、空気間隔を形成
していたため、該空気間隔を通過する光束の上側光線と
下側光線の屈折角が互いに異なり、非点収差を発生して
いた。特に、画面中心に結像すべき光束において、Ｘ−
Ｚ平面内の光束（以後、これをサジタル光線と呼ぶ）と
Ｘ−Ｙ平面内の光束（以後、これをメリディオナル光線
と呼ぶ）の結像位置が異なってしまい所謂中心アスとな
って観測されていた。
【００１０】図９において入射光束が大変細い場合、第
１プリズムと第２プリズムの材質の屈折率をｎ、入射角
をθ、屈折角θ′、空気間隔の幅をｄ、空気間隔がない
場合の結像位置をｓ′とすれば、サジタル光線の結像位
置ｓ′（ｓ）及びメリディオナル光線の結像位置ｓ′
（ｍ）はそれぞれ、 ｓ′（ｓ）＝ｓ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′ ｓ′（ｍ）＝ｓ′−ｎ＊ｄ＊（ｃｏｓ2 θ／ｃｏｓ3
θ′） で表される。故に次式で表される非点隔差ｄｓｋ′が生
じ結像性能を劣化させる原因となっていた。
１プリズムと第２プリズムの材質の屈折率をｎ、入射角
をθ、屈折角θ′、空気間隔の幅をｄ、空気間隔がない
場合の結像位置をｓ′とすれば、サジタル光線の結像位
置ｓ′（ｓ）及びメリディオナル光線の結像位置ｓ′
（ｍ）はそれぞれ、 ｓ′（ｓ）＝ｓ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′ ｓ′（ｍ）＝ｓ′−ｎ＊ｄ＊（ｃｏｓ2 θ／ｃｏｓ3
θ′） で表される。故に次式で表される非点隔差ｄｓｋ′が生
じ結像性能を劣化させる原因となっていた。
【００１１】本発明は所謂フィリプス型の色分解光学系
に於いて、第１プリズムと第２プリズムとの空気間隔を
適切なくさび型に形成することにより、色分解を良好に
行なうと共に、空気間隔を直進する光束の上側光束と下
側光束の屈折角の差異に基づく非点収差を良好に補正
し、高精細な画像を得ることができる色分解光学系の提
供を目的とする。
に於いて、第１プリズムと第２プリズムとの空気間隔を
適切なくさび型に形成することにより、色分解を良好に
行なうと共に、空気間隔を直進する光束の上側光束と下
側光束の屈折角の差異に基づく非点収差を良好に補正
し、高精細な画像を得ることができる色分解光学系の提
供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の色分解光学系
は、対物レンズからの光束を入射させる為の第１面と該
第１面より入射した光束を色成分別に該第１面方向へ反
射する光束と透過する光束とに分解するダイクロイック
膜を施した該第１面に対して傾きを有して配置した第２
面と、該第２面そして該第１面の順で反射した光束を射
出するための第３面を有する第１プリズムと、該第２面
を透過した光束を微小な空気間隔を介して入射させる第
４面と該第４面より入射した光束を色成分別に該第４面
方向へ反射する光束と透過する光束とに分解するダイク
ロイック膜を施した第５面と、該第５面そして該第４面
の順で反射した光束を射出するための第６面とを有する
第２プリズムとの少なくとも２つのプリズムを有する色
分解光学系において、該第２面と該第４面とで形成され
る頂角側の空気間隔の幅が該第２面と該第３面とで形成
される頂角側の空気間隔の幅より狭くなるように該第１
プリズムと該第２プリズムを配置し、このとき該第２面
と該第４面とのなす角をδとしたとき ０．５′＜δ＜３′ となるようにしたことを特徴としている。
は、対物レンズからの光束を入射させる為の第１面と該
第１面より入射した光束を色成分別に該第１面方向へ反
射する光束と透過する光束とに分解するダイクロイック
膜を施した該第１面に対して傾きを有して配置した第２
面と、該第２面そして該第１面の順で反射した光束を射
出するための第３面を有する第１プリズムと、該第２面
を透過した光束を微小な空気間隔を介して入射させる第
４面と該第４面より入射した光束を色成分別に該第４面
方向へ反射する光束と透過する光束とに分解するダイク
ロイック膜を施した第５面と、該第５面そして該第４面
の順で反射した光束を射出するための第６面とを有する
第２プリズムとの少なくとも２つのプリズムを有する色
分解光学系において、該第２面と該第４面とで形成され
る頂角側の空気間隔の幅が該第２面と該第３面とで形成
される頂角側の空気間隔の幅より狭くなるように該第１
プリズムと該第２プリズムを配置し、このとき該第２面
と該第４面とのなす角をδとしたとき ０．５′＜δ＜３′ となるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
【実施例】図１は本発明に係る実施例１の要部概略図で
あり、メリディオナル面での断面を示している。
あり、メリディオナル面での断面を示している。
【００１４】図中１は対物レンズ、２は第１プリズム、
３は第２プリズムであり、その入射面３ａが第１プリズ
ム２の射出面２ｂとくさび型の空気間隔を隔てて配置さ
れている。４は第３プリズムであり、その入射面４ａは
第２プリズム３の反射面１３ｂに屈折率差の少ない接着
剤で固定されている。
３は第２プリズムであり、その入射面３ａが第１プリズ
ム２の射出面２ｂとくさび型の空気間隔を隔てて配置さ
れている。４は第３プリズムであり、その入射面４ａは
第２プリズム３の反射面１３ｂに屈折率差の少ない接着
剤で固定されている。
【００１５】同図において対物レンズ１を通過した光束
は、第１プリズム２のダイクロイック膜を施した反射面
２ｂで所定の波長域の色光Ｂ（例えば青色光）が反射・
分岐され、入射面２ａで全反射した後、射出面２ｃより
射出し、撮像素子５に入射する。また、該反射面２ｂを
透過した色光はくさび型の空気間隔を通過した後、第２
プリズム３の反射面３ｂに施されたダイクロイック膜で
所定の波長域の色光Ｒ（例えば赤色光）が反射・分岐さ
れ、入射面３ａで全反射した後、射出面３ｃより射出
し、撮像素子６に入射する。
は、第１プリズム２のダイクロイック膜を施した反射面
２ｂで所定の波長域の色光Ｂ（例えば青色光）が反射・
分岐され、入射面２ａで全反射した後、射出面２ｃより
射出し、撮像素子５に入射する。また、該反射面２ｂを
透過した色光はくさび型の空気間隔を通過した後、第２
プリズム３の反射面３ｂに施されたダイクロイック膜で
所定の波長域の色光Ｒ（例えば赤色光）が反射・分岐さ
れ、入射面３ａで全反射した後、射出面３ｃより射出
し、撮像素子６に入射する。
【００１６】そして、反射面３ｂを透過した色光Ｂ，色
光Ｒ以外の色光Ｇ（例えば緑色光）は、射出面４ｂより
射出した後、撮像素子７に入射する。本実施例において
対物レンズ１を通過した光束は第１プリズム２の反射面
２ｂへ入射角θで入射しており、該対物レンズ１の光軸
Ｌａと該反射面２ｂの法線を含む面をメリディオナル平
面（図中Ｘ−Ｙ面）、該メリディオナル平面と直交する
面をサジタル平面（図中Ｙ−Ｚ面）とし、以下メリディ
オナル平面内の光線をメリディオナル光線、サジタル平
面内の光線をサジタル光線と称する。
光Ｒ以外の色光Ｇ（例えば緑色光）は、射出面４ｂより
射出した後、撮像素子７に入射する。本実施例において
対物レンズ１を通過した光束は第１プリズム２の反射面
２ｂへ入射角θで入射しており、該対物レンズ１の光軸
Ｌａと該反射面２ｂの法線を含む面をメリディオナル平
面（図中Ｘ−Ｙ面）、該メリディオナル平面と直交する
面をサジタル平面（図中Ｙ−Ｚ面）とし、以下メリディ
オナル平面内の光線をメリディオナル光線、サジタル平
面内の光線をサジタル光線と称する。
【００１７】図１０は図１に示した第１プリズム２と第
２プリズム３とで形成する空気間隔を拡大して示した説
明図であり、まず図１，図１０を用いて本発明の色分解
光学系の光学作用について説明する。
２プリズム３とで形成する空気間隔を拡大して示した説
明図であり、まず図１，図１０を用いて本発明の色分解
光学系の光学作用について説明する。
【００１８】同図において空気間隔は第１プリズム２の
入射面２ａと反射面２ｂとで成すプリズム頂角側を狭く
したくさび形に形成している。また該くさび形を形成す
る第１プリズム２の反射面２ｂと第２プリズム３の入射
面３ａは反射面２ｂと平行な長さｄ、離れた面（図１０
中、２点鎖線で示す仮想面）３ａａに対し、入射面３ａ
が対物レンズからの光束の光軸と交わる点を中心に角度
（くさび角）δの傾きを有して配置されている。
入射面２ａと反射面２ｂとで成すプリズム頂角側を狭く
したくさび形に形成している。また該くさび形を形成す
る第１プリズム２の反射面２ｂと第２プリズム３の入射
面３ａは反射面２ｂと平行な長さｄ、離れた面（図１０
中、２点鎖線で示す仮想面）３ａａに対し、入射面３ａ
が対物レンズからの光束の光軸と交わる点を中心に角度
（くさび角）δの傾きを有して配置されている。
【００１９】ここでメリディオナル光線の反射面２ｂへ
の入射角をθ、屈折角をθ′、そして該反射面２ｂを通
過したメリディオナル光線の入射面３ａへの入射角をθ
2 （＝θ′＋δ）、屈折角をθ2′（≒θ−δ／ｎ）と
し、空気間隔がなかった場合の結像位置をｓ′としたと
き、サジタル光線の結像位置ｓ′（ｓ）及びメリディオ
ナル光線の結像位置ｓ′（ｍ）はそれぞれ、 ｓ′（ｓ）＝ｓｋ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′ ｓ′（ｍ）＝（ｃｏｓ2 θ2 ′／ｃｏｓ2 θ2 ）＊ （ｃｏｓ2 θ2 ′／ｃｏｓ2 θ2 ＊ｓ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′） となる。但し、サジタル光線の結像位置ｓ′（ｓ）は空
気間隔が平行の場合と変わらない。
の入射角をθ、屈折角をθ′、そして該反射面２ｂを通
過したメリディオナル光線の入射面３ａへの入射角をθ
2 （＝θ′＋δ）、屈折角をθ2′（≒θ−δ／ｎ）と
し、空気間隔がなかった場合の結像位置をｓ′としたと
き、サジタル光線の結像位置ｓ′（ｓ）及びメリディオ
ナル光線の結像位置ｓ′（ｍ）はそれぞれ、 ｓ′（ｓ）＝ｓｋ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′ ｓ′（ｍ）＝（ｃｏｓ2 θ2 ′／ｃｏｓ2 θ2 ）＊ （ｃｏｓ2 θ2 ′／ｃｏｓ2 θ2 ＊ｓ′−ｎ＊ｄ／ｃｏｓθ′） となる。但し、サジタル光線の結像位置ｓ′（ｓ）は空
気間隔が平行の場合と変わらない。
【００２０】従って、非点隔差ｄｓｋ′は、 ｄｓｋ′＝（（cos2 θ2 ′／cos2 θ2 ）＊（cos2 θ′／cos2θ ）−１） ＊ｓ′−（ｎ＊ｄ／cosθ′）＊（１−cos2 θ2′／cos2 θ2 ） で表される。
【００２１】これより空気間隔をくさび形に形成するこ
とによって、第１項を新たに加えて非点収差を０にして
いる。尚、上式第１項に空気間隔がない場合の結像位置
ｓ′が残っていることから、空気間隔をどの位置に設け
るかによって非点隔差が異なる。
とによって、第１項を新たに加えて非点収差を０にして
いる。尚、上式第１項に空気間隔がない場合の結像位置
ｓ′が残っていることから、空気間隔をどの位置に設け
るかによって非点隔差が異なる。
【００２２】また、これら一連の関係式は大変細い光束
について成り立つ式であるので、実際の色分解光学系に
おいてくさび角δを設定するには、数値計算によるシュ
ミレーションを行なっている。
について成り立つ式であるので、実際の色分解光学系に
おいてくさび角δを設定するには、数値計算によるシュ
ミレーションを行なっている。
【００２３】次に本実施例の色分解光学系について具体
的な数値を示し、同条件で空気間隔を平行に形成した場
合と比較して説明する。
的な数値を示し、同条件で空気間隔を平行に形成した場
合と比較して説明する。
【００２４】図３は本実施例の色分解光学系に関し、各
プリズムの硝材をＬａｋ１４（ｎｄ＝1.69680）とし、
入射角θ＝２２°，８００ＴＶＬにおけるＭＴＦディフ
ォーカス特性及び、スポットダイヤグラムである。尚、
ＭＴＦディフォーカス特性において実線はサジタル光
線、破線はメリディオナル光線を示している。
プリズムの硝材をＬａｋ１４（ｎｄ＝1.69680）とし、
入射角θ＝２２°，８００ＴＶＬにおけるＭＴＦディフ
ォーカス特性及び、スポットダイヤグラムである。尚、
ＭＴＦディフォーカス特性において実線はサジタル光
線、破線はメリディオナル光線を示している。
【００２５】図２は図３と同条件で空気間隔を平行に形
成した場合であり、メリディオナル光線のピーク・ディ
フォーカス位置がサジタル光線に対して−１３μｍアン
ダーにあり非点収差が発生している。
成した場合であり、メリディオナル光線のピーク・ディ
フォーカス位置がサジタル光線に対して−１３μｍアン
ダーにあり非点収差が発生している。
【００２６】そして本実施例ではこの入射角θの相違に
よる非点収差を入射面３ａで打ち消すために第２プリズ
ム３を４５秒（δ＝４５″）倒し、これにより図３に示
すように非点隔差を良好に補正している。
よる非点収差を入射面３ａで打ち消すために第２プリズ
ム３を４５秒（δ＝４５″）倒し、これにより図３に示
すように非点隔差を良好に補正している。
【００２７】図５は本発明に係る実施例２のＭＴＦディ
フォーカス特性とスポットダイヤグラムである。
フォーカス特性とスポットダイヤグラムである。
【００２８】本実施例は実施例１と比べて各プリズムの
硝材をＬａＫ１４からＦ５（ｎｄ＝1.60342）に変えた
点が異なっており、他の構成は同じである。
硝材をＬａＫ１４からＦ５（ｎｄ＝1.60342）に変えた
点が異なっており、他の構成は同じである。
【００２９】図４は実施例２と同条件で空気間隔を平行
に形成した場合であり、同図に示すようにメリディオナ
ル光線のピーク・ディフォーカス位置がサジタル光線に
対して−１０μｍアンダーにあり非点収差が発生してい
る。
に形成した場合であり、同図に示すようにメリディオナ
ル光線のピーク・ディフォーカス位置がサジタル光線に
対して−１０μｍアンダーにあり非点収差が発生してい
る。
【００３０】これに対し、本実施例では第２プリズム３
を１分（δ＝１′）倒すことで、非点隔差を−１μｍま
で補正している。
を１分（δ＝１′）倒すことで、非点隔差を−１μｍま
で補正している。
【００３１】図７は本発明に係る実施例３のスポットダ
イヤグラム及びＭＴＦディフォーカス特性を示す説明図
である。
イヤグラム及びＭＴＦディフォーカス特性を示す説明図
である。
【００３２】本実施例は実施例１と比べて、対物レンズ
１からの光束の入射角θを２２°〜２８°に変えた点が
異なっており、その他の構成は同じである。
１からの光束の入射角θを２２°〜２８°に変えた点が
異なっており、その他の構成は同じである。
【００３３】本実施例において図１と同一の要素には同
符番を付して説明を省略する。
符番を付して説明を省略する。
【００３４】図６は実施例３と同条件で空気間隔を平行
に形成した場合のスポットダイヤグラム及びＭＴＦディ
フォーカス特性を示す図であり、同図に示すようにメリ
ディオナル光線のピーク・ディフォーカス位置がサジタ
ル光線に対して−３３μｍアンダーにあり、非点隔差が
発生している。
に形成した場合のスポットダイヤグラム及びＭＴＦディ
フォーカス特性を示す図であり、同図に示すようにメリ
ディオナル光線のピーク・ディフォーカス位置がサジタ
ル光線に対して−３３μｍアンダーにあり、非点隔差が
発生している。
【００３５】これに対し、本実施例では第２プリズム３
を１分３０秒（δ＝１′３０″）倒し、これにより図７
に示すように非点隔差を補正している。
を１分３０秒（δ＝１′３０″）倒し、これにより図７
に示すように非点隔差を補正している。
【００３６】この他表１，表２に各プリズムの硝材をＬ
ａｋ１４又はＦ５とし、入射角θを変えた場合の結果を
示す。
ａｋ１４又はＦ５とし、入射角θを変えた場合の結果を
示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】 上記表１，２及び各実施例より分かるように対物レンズ
１からの光束の反射面２ｂへの入射角θが大きくなるほ
ど非点隔差も増大し、それに伴い補正の為のくさび角δ
も大きくなる傾向がある。
１からの光束の反射面２ｂへの入射角θが大きくなるほ
ど非点隔差も増大し、それに伴い補正の為のくさび角δ
も大きくなる傾向がある。
【００３９】また入射角θが大きくなりすぎた場合、非
点隔差をなくすことは可能であるがＭＴＦを回復するの
が難しくなってくる。これより入射角θはＭＴＦのゲイ
ンが充分得られる程度に設定するのが良く、前述の入射
角θとくさび角δとの関係を鑑み、くさび角δを０．
５′〜３′の範囲となるように各要素を構成するのが好
ましい。
点隔差をなくすことは可能であるがＭＴＦを回復するの
が難しくなってくる。これより入射角θはＭＴＦのゲイ
ンが充分得られる程度に設定するのが良く、前述の入射
角θとくさび角δとの関係を鑑み、くさび角δを０．
５′〜３′の範囲となるように各要素を構成するのが好
ましい。
【００４０】次に最適なくさび角δを持った空気間隔を
形成する為の方法について説明する。
形成する為の方法について説明する。
【００４１】特にＭＴＦの低下が問題とされるＨＤＴＶ
用色分解光学系には、図８に示すようにテレビカメラ等
を用い、像を観察することで最適なくさび角δを設定す
る必要がある。
用色分解光学系には、図８に示すようにテレビカメラ等
を用い、像を観察することで最適なくさび角δを設定す
る必要がある。
【００４２】図８（Ａ）において図１と同一の要素には
同符番を付して説明を省略する。
同符番を付して説明を省略する。
【００４３】図中、ａ，ｂは第１プリズム２の入射面２
ａと反射面２ｂとで成すプリズム頂角であり、ｂ，ｃは
同様に第１プリズム２の反射面２ｂと射出面２ｃとで成
すプリズム頂角である。８３はスぺーサー、８４は固定
ピンであり第２，３プリズム３，４の一隅の位置決めを
している。８５は第２，３プリズム３，４を押圧・保持
する保持用バネ、８６は調整ネジであり、保持用バネ８
５の押圧力に対向して第２，３プリズム３，４の位置
（くさび角δ）の調整をしている。
ａと反射面２ｂとで成すプリズム頂角であり、ｂ，ｃは
同様に第１プリズム２の反射面２ｂと射出面２ｃとで成
すプリズム頂角である。８３はスぺーサー、８４は固定
ピンであり第２，３プリズム３，４の一隅の位置決めを
している。８５は第２，３プリズム３，４を押圧・保持
する保持用バネ、８６は調整ネジであり、保持用バネ８
５の押圧力に対向して第２，３プリズム３，４の位置
（くさび角δ）の調整をしている。
【００４４】図８（Ａ）ではテレビカメラを用い、チャ
ート像もしくはピンホール像を観察し最適なくさび角の
調整を行っているが逆投影法によりチャート像をスクリ
ーン上に拡大投影して観察しながら調整を行うことも可
能である。
ート像もしくはピンホール像を観察し最適なくさび角の
調整を行っているが逆投影法によりチャート像をスクリ
ーン上に拡大投影して観察しながら調整を行うことも可
能である。
【００４５】また図８（Ｂ）において２ｂ面及び３ａ面
で反射した光束のうち２ａ面で再び反射し、２ｃ面より
射出した２つの像を観測することにより、２ｂ面と３ａ
面の相対的な角度を検出すると共にスぺーサーを挿入し
た部分を押圧しながら他端の空気間隔を変化させ、所定
の角度でプリズムを固定することにより最適なくさび角
を得ることも可能である。光源としてレーザー光を用い
角度検出を行なうこともできる。
で反射した光束のうち２ａ面で再び反射し、２ｃ面より
射出した２つの像を観測することにより、２ｂ面と３ａ
面の相対的な角度を検出すると共にスぺーサーを挿入し
た部分を押圧しながら他端の空気間隔を変化させ、所定
の角度でプリズムを固定することにより最適なくさび角
を得ることも可能である。光源としてレーザー光を用い
角度検出を行なうこともできる。
【００４６】図８（Ａ），（Ｂ）では頂角ａ，ｂ側にス
ぺーサーを挟み調整を行っているが、頂角ｂ，ｃ側にス
ぺーサーを挟み、くさび角を形成することも可能であ
る。
ぺーサーを挟み調整を行っているが、頂角ｂ，ｃ側にス
ぺーサーを挟み、くさび角を形成することも可能であ
る。
【００４７】ＨＤＴＶに較べ、空間周波数の低いＮＴＳ
Ｃ方式等では、くさび角のばらつきによるＭＴＦ値の変
化がＨＤＴＶ程敏感ではないので、厚みの異なる２種類
の帯状又は点状スぺーサーを挟むことで像を観察するこ
となしに簡易的にくさび角を設定することが可能であ
る。また枠状スぺーサーにより空気間隔を形成すると共
に第２面と第３面とで形成される頂角側に帯状スぺーサ
ーを付加し、くさび角を形成することもできる。
Ｃ方式等では、くさび角のばらつきによるＭＴＦ値の変
化がＨＤＴＶ程敏感ではないので、厚みの異なる２種類
の帯状又は点状スぺーサーを挟むことで像を観察するこ
となしに簡易的にくさび角を設定することが可能であ
る。また枠状スぺーサーにより空気間隔を形成すると共
に第２面と第３面とで形成される頂角側に帯状スぺーサ
ーを付加し、くさび角を形成することもできる。
【００４８】第２面もしくは、第４面に蒸着層による蒸
着スぺーサーを形成する過程でシャッターやマスク等に
よる規制を設け、蒸着層の厚みを制御することで空気間
隔をくさび型に形成することも可能である。
着スぺーサーを形成する過程でシャッターやマスク等に
よる規制を設け、蒸着層の厚みを制御することで空気間
隔をくさび型に形成することも可能である。
【００４９】蒸着スぺーサーはメカ的なスぺーサーに較
べ厚みの精度が高いのでチャート像を観察することなし
にばらつきの少ない最適なくさび角を形成することが可
能である。
べ厚みの精度が高いのでチャート像を観察することなし
にばらつきの少ない最適なくさび角を形成することが可
能である。
【００５０】以上の各実施例では３つのプリズムより成
る色分解光学系について説明したが空気間隔を２つ設
け、プリズムの大口径化を図った４つのプリズムを有す
る色分解光学系においても各々の空気間隔をくさび型に
形成することで、非点隔差を良好に補正できることは言
うまでも無い。
る色分解光学系について説明したが空気間隔を２つ設
け、プリズムの大口径化を図った４つのプリズムを有す
る色分解光学系においても各々の空気間隔をくさび型に
形成することで、非点隔差を良好に補正できることは言
うまでも無い。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く、第１プリズ
ムと第２プリズムとの空気間隔を適切なくさび型に形成
することにより、色分解を良好に行なうと共に、空気間
隔を直進する光束の上側光束と下側光束の屈折角の差異
に基づく非点収差を良好に補正し、高精細な画像を得る
ことができる色分解光学系を達成することができる。
ムと第２プリズムとの空気間隔を適切なくさび型に形成
することにより、色分解を良好に行なうと共に、空気間
隔を直進する光束の上側光束と下側光束の屈折角の差異
に基づく非点収差を良好に補正し、高精細な画像を得る
ことができる色分解光学系を達成することができる。
【図１】 本発明に係る実施例１の要部概略図
【図２】 実施例１と同条件で空気間隔を平行とした
ときの結像状態の説明図
ときの結像状態の説明図
【図３】 実施例１の結像状態の説明図
【図４】 実施例２と同条件で空気間隔を平行とした
ときの結像状態の説明図
ときの結像状態の説明図
【図５】 実施例２の結像状態の説明図
【図６】 実施例３と同条件で空気間隔を平行とした
ときの結像状態の説明図
ときの結像状態の説明図
【図７】 実施例３の結像状態の説明図
【図８】 本発明に係るくさび角の調整方法の説明図
【図９】 図１１の一部分の拡大説明図
【図１０】 図１の一部分の拡大説明図
【図１１】 従来の色分解素子を用いた撮像装置の要部
図
図
１ 対物レンズ ２ 第１プリズム ３ 第２プリズム ４ 第３プリズム ５，６，７ 撮像素子
Claims (7)
- 【請求項１】 対物レンズからの光束を入射させる為の
第１面と該第１面より入射した光束を色成分別に該第１
面方向へ反射する光束と透過する光束とに分解するダイ
クロイック膜を施した該第１面に対して傾きを有して配
置した第２面と、該第２面そして該第１面の順で反射し
た光束を射出するための第３面を有する第１プリズム
と、該第２面を透過した光束を微小な空気間隔を介して
入射させる第４面と該第４面より入射した光束を色成分
別に該第４面方向へ反射する光束と透過する光束とに分
解するダイクロイック膜を施した第５面と、該第５面そ
して該第４面の順で反射した光束を射出するための第６
面とを有する第２プリズムとの少なくとも２つのプリズ
ムを有する色分解光学系において、該第２面と該第４面
とで形成される頂角側の空気間隔の幅が該第２面と該第
３面とで形成される頂角側の空気間隔の幅より狭くなる
ように該第１プリズムと該第２プリズムを配置し、この
とき該第２面と該第４面とのなす角をδとしたとき ０．５′＜δ＜３′ となるようにしたことを特徴とする色分解光学系。 - 【請求項２】 スペーサーを該第１面と該第２面とで形
成される頂角側、もしくは該第２面と該第３面とで形成
される頂角側のどちらか一方にのみ用いて空気間隔を形
成したことを特徴とする請求項１記載の色分解光学系。 - 【請求項３】 前記空気間隔を枠状スペーサーを挟み形
成すると同時に、該第２面と該第３面とで形成される頂
角側に帯状のスペーサーを追加したことを特徴とする請
求項１記載の色分解光学系。 - 【請求項４】 厚みの異なる２種類のスペーサーを用い
て、該第１面と該第２面とで形成される頂角側のスペー
サーの厚みが該第２面と該第３面とで形成される頂角側
のスペーサーの厚みより薄くなるようにし、空気間隔を
形成したことを特徴とする請求項１記載の色分解光学
系。 - 【請求項５】 蒸着層を第２面もしくは第４面に施すこ
とにより前記空気間隔を形成すると共に蒸着層を第２面
に施した場合、該第１面と該第２面とで形成される頂角
側の蒸着層の厚みが該第２面と該第３面とで形成される
頂角側の蒸着層の厚みより薄くなるように、または蒸着
層を第４面に施した場合、該第４面と該第５面とで形成
される頂角側の蒸着層の厚みが該第４面と該第６面とで
形成される頂角側の蒸着層の厚みより薄くなるようにし
たことを特徴とする請求項１記載の色分解光学系。 - 【請求項６】 結像レンズ系、チャートを有した治具に
色分解光学系を配置し、スペーサーを挿入した部分を押
圧しながら他端の空気間隔を変化させ良像となる位置で
プリズムを固定したことを特徴とする請求項２記載の色
分解光学系。 - 【請求項７】 第２面及び第４面で反射した像を検出す
ることにより第２面と第４面の相対的な角度を測定する
と共に、スペーサーを挿入した部分を押圧しながら他端
の空気間隔を変化させ角度を調節し、所定の角度でプリ
ズムを固定したことを特徴とする請求項２記載の色分解
光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5067518A JPH06258507A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 色分解光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5067518A JPH06258507A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 色分解光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258507A true JPH06258507A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13347287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5067518A Pending JPH06258507A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 色分解光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995022868A1 (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-24 | Rank Brimar Limited | Projection system |
| CN114967299A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-30 | 深圳市火乐科技发展有限公司 | 投影光机和投影设备 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP5067518A patent/JPH06258507A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995022868A1 (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-24 | Rank Brimar Limited | Projection system |
| US5865520A (en) * | 1994-02-22 | 1999-02-02 | Digital Projection Limited | Projection system |
| CN114967299A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-30 | 深圳市火乐科技发展有限公司 | 投影光机和投影设备 |
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