JPH0627308A - 3色分解プリズム - Google Patents

3色分解プリズム

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Publication number
JPH0627308A
JPH0627308A JP4176557A JP17655792A JPH0627308A JP H0627308 A JPH0627308 A JP H0627308A JP 4176557 A JP4176557 A JP 4176557A JP 17655792 A JP17655792 A JP 17655792A JP H0627308 A JPH0627308 A JP H0627308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dichroic mirror
light
reflection
wavelength
prism
Prior art date
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Pending
Application number
JP4176557A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Tatsuwaki
大 達脇
Yasushi Atsuta
裕史 熱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4176557A priority Critical patent/JPH0627308A/ja
Publication of JPH0627308A publication Critical patent/JPH0627308A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 GBR型もしくはGRB型の3色分解プリズ
ムにおいて、簡素な構成で青色と赤色へのクロストーク
を抑制し、良好な色再現性を実現する。 【構成】 緑色光を反射分離する第1のダイクロイック
ミラー4と、前記第1のダイクロイックミラー4の透過
光を青色と赤色の光に分離する第2のダイクロイックミ
ラー5を備え、前記第2のダイクロイックミラー5にお
いて反射境界の半値波長位置を、前記第1のダイクロイ
ックミラー4の反射帯の中点よりも透過波長側に設定
し、前記第2のダイクロイックミラー5の反射光7bに
対し、他の色の光を吸収もしくは反射するフィルタ10
を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラな
どのカラー固体撮像装置に用いられる、3色分解プリズ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子を3個用いる3板式
カラーカメラが開発されている。この種のカメラには、
撮像光束を青、緑、赤の3原色に色分解するプリズムが
用いられる。
【0003】図4は従来の3色分解プリズムであり、特
開昭51−81520号公報に記載される。同図におい
て、41、42、43はプリズム部材で、全て密着接合
される。44、45は第1と第2のダイクロイックミラ
ーであり、光学多層膜で作られる。46は入射光束であ
る。入射光束46は、先ず第1のダイクロイックミラー
44によって緑色の光束47aに反射分離され、入射面
48にて全反射させた後、光束出射面49aより出射さ
せる。次に第1のダイクロイックミラー44を透過した
光束は、第2のダイクロイックミラー45によって青色
の光束47bに反射分離され、赤色の光束47cが透過
して、各々、光束出射面49b、49cより出射させ
る。
【0004】ダイクロイックミラー44、45の分光特
性を図5に示す。図5において、第1のダイクロイック
ミラー44の反射帯の幅は、緑色の理想分光撮像特性で
ある78nm程度に設定された。また、第2のダイクロ
イックミラー45の半値波長位置61は、長波長側と短
波長側の裕度を等しくするため、第1のダイクロイック
ミラー44の反射帯の中点62に設定された。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例において、
第1のダイクロイックミラー44の短波長側の傾斜部
(以下、反射境界という)63の波長領域では、第2の
ダイクロイックミラー45は幾らか透過率を有する。な
ぜなら、この種の光学フィルタの反射境界は、自然則に
より必ず傾斜と丸みを帯びた分光特性となるからであ
る。このため、前記反射境界63の波長領域における第
1のダイクロイックミラー44の透過光は、本来第2の
ダイクロイックミラー45によって反射されるべき光で
あるが、実際にはその一部が透過し、赤色光束へのクロ
ストークとなる。
【0006】同様な理由で、第1のダイクロイックミラ
ー44の長波長側の反射境界64の波長領域における第
2のダイクロイックミラー45も反射率を有する。この
ため、前記反射境界64の波長領域における第1のダイ
クロイックミラー44の透過光は、本来第2のダイクロ
イックミラー45を透過すべき光であるが、実際にはそ
の一部が反射され、青色光束へのクロストークとなる。
【0007】緑色の反射帯の範囲内において青色と赤色
とを確実に分離するためには、第2のダイクロイックミ
ラー45の反射境界が急峻であるほど良い。しかし、反
射境界を急峻にすることには光学多層膜において限界が
あり、その改善は困難であった。また入射角が増すほど
反射境界の傾斜は増加する特性を有するため、図4のよ
うに第2のダイクロイックミラー45への入射角の大き
な形態であるほど、前記クロストークは大きな課題とな
っていた。
【0008】本発明はかかる点に鑑み、簡素な構成にて
前記クロストークを抑制し、良好な色再現性を実現でき
る3色分解プリズムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、入射側より第1、第2、第3のプリズム部
材と、緑色光を反射分離する第1のダイクロイックミラ
ーと、前記第1のダイクロイックミラーの透過光を入射
し青色光または赤色光を反射分離する第2のダイクロイ
ックミラーとを備え、前記第2のダイクロイックミラー
において反射境界の半値波長位置を、前記第1のダイク
ロイックミラーの反射帯の中点よりも透過波長側に設定
し、前記第2のダイクロイックミラーの反射光に対し、
他の色の光を吸収もしくは反射するフィルタを設けて構
成する。
【0010】
【作用】前記手段により、従来例のような緑青赤の順に
色分解を行なう3色分解プリズムでは、第1のダイクロ
イックミラーの短波長側の反射境界において、第2のダ
イクロイックミラーの幾らか透過率を有した部分が長波
長側へ移る。その結果、前記反射境界における透過率は
低く抑えられ、赤色へのクロストークを抑制することが
できる。
【0011】さらに、第1のダイクロイックミラーの長
波長側の反射境界において発生するクロストークに対
し、青色以外の波長帯の光をフィルタにて吸収または反
射させ、その出射を遮断することで青色へのクロストー
クをも抑制する。つまり、構成上、一カ所のフィルタの
付加にて、第2のダイクロイックミラーの反射と透過の
二つの光束のクロストークを抑制させられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら説
明する。
【0013】図1は本発明における3色分解プリズムの
断面図である。図1において、1、2、3はプリズム部
材であり、全て密着接合される。4は緑色光を反射分離
する第1のダイクロイックミラー、5は青色光を反射分
離する第2のダイクロイックミラーである。ダイクロイ
ックミラー4、5は光学多層膜とする。6は入射光束で
あり、第1のダイクロイックミラー4で緑色光束7aを
反射分離させ、入射面8で全反射させた後、光束出射面
9aから出射させる。第1のダイクロイックミラー4を
透過した光束は、第2のダイクロイックミラー5で青色
光束7bが反射分離され、赤色光束7cが透過する。青
色光束7bは光束出射面9bから、赤色光束7cは光束
出射面9cからそれぞれ出射させる。
【0014】10は青色の波長帯の光を透過し、それ以
外の波長帯の光を吸収するフィルタであり、着色ガラ
ス、あるいは着色した有機膜を塗布したガラスなどで構
成する。その分光特性を図2に示す。フィルタ10は、
もちろん、撮像素子(図示せず)の側に設けることも可
能である。
【0015】図3は、図1における第1、第2のダイク
ロイックミラー4、5の分光特性である。同図にて、2
1は第2のダイクロイックミラー5の半値波長位置、2
2は第1のダイクロイックミラー4の反射帯の中点、2
3は第2のダイクロイックミラー5の透過率70〜90
%の反射境界、24は第1のダイクロイックミラー4の
反射帯幅、25はその長波長側の透過率70〜90%の
反射境界、26は第2のダイクロイックミラー5の透過
率10〜90%の波長領域、27は第1のダイクロイッ
クミラー4の短波長側の反射境界で、28はそのおよそ
の波長領域、29は波長領域28における第2のダイク
ロイックミラー5の分光特性、30は第1のダイクロイ
ックミラー4の長波長側の反射境界、31はそのおよそ
の波長領域、32は波長領域31における第2のダイク
ロイックミラー5の分光特性を表わす。
【0016】本実施例では、第2のダイクロイックミラ
ー5の半値波長位置21を、第1のダイクロイックミラ
ー4の反射帯幅24の範囲内において、その中点22よ
りも長波長側に設定する。従来、反射境界を急峻にする
ことには限界があったが、半値波長位置21の設定は、
光学多層膜の設計波長の選択によって比較的容易に可能
である。これにより、第1のダイクロイックミラー4の
短波長側の反射境界27の波長領域28において、第2
のダイクロイックミラー5の幾らか透過率を有した部分
が、長波長側へ移動する。その結果、波長領域28にお
いて、第2のダイクロイックミラー5の透過率29を低
く抑えることができ、赤色へのクロストークを抑制する
ことができる。
【0017】また、第1のダイクロイックミラー4の長
波長側の反射境界30の波長領域31においては、第2
のダイクロイックミラー5の分光特性が傾斜しているた
め、幾らか反射率を有する。従って、本来赤色として出
射されるべき波長領域31の光の一部は青色光束として
反射され、従来これが青色光へのクロストークとなって
いた。
【0018】しかし、本実施例では、フィルタ10(図
1参照)を設けることにより、波長領域31で発生する
クロストークを吸収させ、その出射を遮断することで青
色へのクロストークをも抑制する。本実施例では、第2
のダイクロイックミラー5の半値波長位置21を、従来
よりも長波長側に設定するため、波長領域31における
第2のダイクロイックミラー5の透過率が減少し反射率
が増加する傾向になる。しかし、フィルタ10があるた
め、そこでのクロストークは発生せず、半値波長位置2
1は任意に長波長側に設定可能となる。
【0019】以上のように、本実施例では、一カ所への
フィルタの付加と、ダイクロイックミラーの分光特性の
特定部分の波長位置設定により、第2のダイクロイック
ミラーの反射と透過の二つの光束のクロストークを抑制
させられる。特に本実施例は、プリズムの形態上、第2
のダイクロイックミラーの反射境界の傾斜を、十分に急
峻に出来ない場合において、分光特性を長波長側へ移動
させる手段が有効となり、効果が大きいといえる。
【0020】また本実施例では、第2のダイクロイック
ミラー5の反射境界の透過率70〜90%における分光
特性23の位置を、第1のダイクロイックミラー4の長
波長側の反射境界25に一致させた設定とする。もし、
第2のダイクロイックミラー5の透過率70〜90%の
反射境界23が、第1のダイクロイックミラー4の反射
境界25よりも長波長側に位置した場合、赤色として透
過すべき光が反射される量が増え、結果的にフィルタ1
0によって吸収される量が増える。
【0021】当然、この場合にもクロストークの抑制効
果は働くが、赤色の光量損失が増加するという問題をき
たす。このため、二つのダイクロイックミラー4、5の
透過率70〜90%の特性23と25を一致させ、赤色
の光量損失を抑えつつ、クロストークを抑制することを
行なう。
【0022】一般に第1、第2のダイクロイックミラー
4、5の反射境界が同方向に傾斜し、第2のダイクロイ
ックミラー5への入射角が増えるほど、その反射境界は
図3のように変曲するため、透過率70〜90%を一致
させることが有効となる。
【0023】さらに本実施例では、第1のダイクロイッ
クミラー4の反射帯幅24を、第2のダイクロイックミ
ラー5の反射境界の透過率10〜90%に対応する波長
帯幅26よりも大きく設定する。これは、光学多層膜の
層数と膜厚比の選択により比較的容易に可能である。こ
の場合、反射帯幅24は従来の78nmよりも幾分か広
げることになる。これにより、第2のダイクロイックミ
ラー5の反射境界の傾斜を急峻にすることなく、ほとん
どの反射境界を第1のダイクロイックミラー4の反射帯
幅24の中に収めることができる。クロストークの原因
となっていた第2のダイクロイックミラー5の透過率も
しくは反射率は、少なくとも5%以下とすることができ
る。
【0024】なお、これにより従来はクロストークとな
っていた波長領域28および31の光の一部は、緑色へ
のクロストークとなるが、波長領域が近いために色再現
を劣化させる度合は、赤色と青色との場合よりも小さく
なる。従って、この反射帯幅24を広げる手段が有効と
なる。緑色の分光特性の変化が無視できない場合は、光
束出射面9aにフィルタを設けて補正するとよい。
【0025】なお、本実施例では緑青赤の色分解順序の
プリズムとしたが、第2のダイクロイックミラーで赤色
の光束を反射分離させる緑赤青の色分解順序のプリズム
の場合でも、本実施例と同様の効果を得ることができ
る。この場合には、第2のダイクロイックミラー5の反
射境界を、第1のダイクロイックミラー4の反射帯幅の
中点よりも短波長側に設定し、光束出射面9bに設ける
フィルタ10に、赤色以外の波長帯の光を吸収もしくは
反射させる構成とすればよい。
【0026】
【発明の効果】本発明の3色分解プリズムは、第2のダ
イクロイックミラーの反射境界の傾斜を急峻にすること
なく、分光特性を長波長側あるいは短波長側に所定位置
に設定することにより、一カ所にフィルタを付加した構
成にて、第2のダイクロイックミラーの反射側と透過側
との二つの光束に対して、クロストークを抑制させられ
る。
【0027】また、二つのダイクロイックミラーの透過
率70〜90%の特性を一致させ、赤色の光量損失を抑
えつつ、クロストークを抑制させられる。また、第1の
ダイクロイックミラーの反射帯幅を、第2のダイクロイ
ックミラーの反射境界の透過率10〜90%の波長帯幅
よりも大きく設定することで、クロストークを抑制させ
られる。
【0028】以上、本発明によれば、簡素な構成にて良
好な色再現性の3色分解プリズムを実現することが可能
となり、本発明の工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における3色分解プリズムの断
面図
【図2】本発明の実施例におけるフィルタの分光特性図
【図3】本発明の実施例における第1と第2のダイクロ
イックミラーの分光特性図
【図4】従来の3色分解プリズムの断面図
【図5】従来のダイクロイックミラーの分光特性図
【符号の説明】
1、2、3、41、42、43 プリズム部材 4、5、44、45 ダイクロイックミラー 6、46 入射光束 7a、7b、7c、47a、47b、47c 各色の光
束 8、48 入射面 9a、9b、9c、49a、49b、49c 光束出射
面 10 フィルタ 21 ダイクロイックミラー5の半値波長位置 22 ダイクロイックミラー4の反射帯の中点 23 ダイクロイックミラー5の透過率70〜90%の
反射境界 24 ダイクロイックミラー4の反射帯幅 25 ダイクロイックミラー4の長波長側の透過率70
〜90%の反射境界 26 ダイクロイックミラー5の透過率10〜90%の
波長幅 27 ダイクロイックミラー4の短波長側の反射境界 28 ダイクロイックミラー4のおよその波長領域 29 波長領域28における第2のダイクロイックミラ
ー5の分光特性 30 ダイクロイックミラー4の長波長側の反射境界 31 ダイクロイックミラー4の長波長側の反射境界の
およその波長領域 32 波長領域31における第2のダイクロイックミラ
ー5の分光特性 61 第2のダイクロイックミラーの半値波長位置 62 第1のダイクロイックミラーの反射帯の中点 63 第1のダイクロイックミラーの短波長側の反射境
界 64 第1のダイクロイックミラーの長波長側の反射境

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射側より第1、第2、第3のプリズム部
    材と、緑色光を反射分離する第1のダイクロイックミラ
    ーと、前記第1のダイクロイックミラーの透過光を入射
    し青色光または赤色光を反射分離する第2のダイクロイ
    ックミラーとを備え、前記第2のダイクロイックミラー
    において反射境界の半値波長位置を、前記第1のダイク
    ロイックミラーの反射帯の中点よりも透過波長側に設定
    し、前記第2のダイクロイックミラーの反射光に対し、
    他の色の光を吸収もしくは反射するフィルタを設けたこ
    とを特徴とする3色分解プリズム。
  2. 【請求項2】第2のダイクロイックミラーの反射境界の
    透過率70〜90%の波長位置を、第1のダイクロイッ
    クミラーの反射境界とほぼ一致させたことを特徴とする
    請求項1記載の3色分解プリズム。
  3. 【請求項3】第1のダイクロイックミラーの反射帯幅
    を、第2のダイクロイックミラーの反射境界の透過率1
    0〜90%に対応する波長帯幅よりも大きく設定したこ
    とを特徴とする、請求項1または2記載の3色分解プリ
    ズム。
JP4176557A 1992-07-03 1992-07-03 3色分解プリズム Pending JPH0627308A (ja)

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JP4176557A JPH0627308A (ja) 1992-07-03 1992-07-03 3色分解プリズム

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JP (1) JPH0627308A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009086165A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Fujinon Corp 色分解光学系および撮像装置
US11081264B2 (en) 2015-09-15 2021-08-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet and rotary electrical machine

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JP2009086165A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Fujinon Corp 色分解光学系および撮像装置
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