JPH0727909A - 分光プリズム - Google Patents
分光プリズムInfo
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- JPH0727909A JPH0727909A JP5195372A JP19537293A JPH0727909A JP H0727909 A JPH0727909 A JP H0727909A JP 5195372 A JP5195372 A JP 5195372A JP 19537293 A JP19537293 A JP 19537293A JP H0727909 A JPH0727909 A JP H0727909A
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- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 36
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Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、例えばテレビジヨンカメラに適用す
る分光プリズムに関し、開口率NAを大きく選定するこ
とができ、かつ固体撮像素子を簡易に配置することがで
きるようにする。 【構成】本発明は、第1、第2、第3及び第4のプリズ
ムを順次配列して映像光を分離するようになされた分光
プリズムにおいて、第1のプリズムに入射する映像光の
光軸に対して、第1のプリズムの射出面と、第2及び第
3のプリズムの射出面とを逆側に配置する。
る分光プリズムに関し、開口率NAを大きく選定するこ
とができ、かつ固体撮像素子を簡易に配置することがで
きるようにする。 【構成】本発明は、第1、第2、第3及び第4のプリズ
ムを順次配列して映像光を分離するようになされた分光
プリズムにおいて、第1のプリズムに入射する映像光の
光軸に対して、第1のプリズムの射出面と、第2及び第
3のプリズムの射出面とを逆側に配置する。
Description
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図5) 発明が解決しようとする課題(図5) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例 (1)実施例の構成(図1〜図4) (2)実施例の効果 (3)他の実施例 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は分光プリズムに関し、例
えばテレビジヨンカメラに適用し得る。
えばテレビジヨンカメラに適用し得る。
【0003】
【従来の技術】従来、テレビジヨンカメラ等の撮像装置
においては、分光プリズムを介して複数の撮像素子で被
写体を撮像することにより、高品質の映像信号を出力し
得るようになされたものが提案されている(特公昭 60-
139087号公報)。すなわち図5に示すように、この種の
分光プリズム1は、くさび型のプリズムを組み合わせて
形成することにより、所定の光学系を介して入射する被
写体の映像光Lを青色、赤色、緑色の映像光に分解す
る。
においては、分光プリズムを介して複数の撮像素子で被
写体を撮像することにより、高品質の映像信号を出力し
得るようになされたものが提案されている(特公昭 60-
139087号公報)。すなわち図5に示すように、この種の
分光プリズム1は、くさび型のプリズムを組み合わせて
形成することにより、所定の光学系を介して入射する被
写体の映像光Lを青色、赤色、緑色の映像光に分解す
る。
【0004】すなわち分光プリズム1は、第1のプリズ
ム2の入射面が光学系の光軸と垂直に形成され、この第
1のプリズム2の入射面に被写体の映像光Lを入射す
る。第1のプリズム2は、斜面M1に多層の誘電体膜を
蒸着してダイクロイツクミラーを形成するようになさ
れ、これによりこの斜面M1で青色の映像光を反射する
と共に青色以外の映像光を透過する。
ム2の入射面が光学系の光軸と垂直に形成され、この第
1のプリズム2の入射面に被写体の映像光Lを入射す
る。第1のプリズム2は、斜面M1に多層の誘電体膜を
蒸着してダイクロイツクミラーを形成するようになさ
れ、これによりこの斜面M1で青色の映像光を反射する
と共に青色以外の映像光を透過する。
【0005】このとき第1のプリズム2は、映像光Lの
光軸に対してこの斜面M1を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M1で反射した青色の映像光LBを入射面で全
反射し得るように形成し、これによりこの青色の映像光
LBを映像光Lの光路の外側に導き得るようになされて
いる。さらにこの第1のプリズム2は、この入射面で反
射した映像光LBの光軸と垂直に射出面N1を形成し、
これによりこの射出面に固体撮像素子3Bを保持するよ
うになされている。
光軸に対してこの斜面M1を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M1で反射した青色の映像光LBを入射面で全
反射し得るように形成し、これによりこの青色の映像光
LBを映像光Lの光路の外側に導き得るようになされて
いる。さらにこの第1のプリズム2は、この入射面で反
射した映像光LBの光軸と垂直に射出面N1を形成し、
これによりこの射出面に固体撮像素子3Bを保持するよ
うになされている。
【0006】これにより分光プリズム1は、映像光Lか
ら分離した青色の映像光LBをこの固体撮像素子3Bで
受光し、青色の色信号を生成し得るようになされてい
る。かくしてこの第1のプリズム2は、このプリズム2
を形成する光学ガラスの屈折率に基づいて、入射面側で
映像光LBを全反射し得る臨界角が一義的に定まること
により、この臨界角を基準にして斜面M1の傾きが選定
されるようになされ、さらにこの傾きで所望の波長選択
特性を得るように、誘電体膜の膜厚等が選定されるよう
になされている。
ら分離した青色の映像光LBをこの固体撮像素子3Bで
受光し、青色の色信号を生成し得るようになされてい
る。かくしてこの第1のプリズム2は、このプリズム2
を形成する光学ガラスの屈折率に基づいて、入射面側で
映像光LBを全反射し得る臨界角が一義的に定まること
により、この臨界角を基準にして斜面M1の傾きが選定
されるようになされ、さらにこの傾きで所望の波長選択
特性を得るように、誘電体膜の膜厚等が選定されるよう
になされている。
【0007】これに対して分光プリズム1は、この第1
のプリズム2の後方に第2のプリズム4を配置する。こ
こでこの第2のプリズム4は、所定の空気層を間に挟ん
で、第1のプリズム2の斜面M1と入射面が平行になる
ように配置され、この入射面を介して第1のプリズム2
の斜面M1から射出された映像光を入射する。
のプリズム2の後方に第2のプリズム4を配置する。こ
こでこの第2のプリズム4は、所定の空気層を間に挟ん
で、第1のプリズム2の斜面M1と入射面が平行になる
ように配置され、この入射面を介して第1のプリズム2
の斜面M1から射出された映像光を入射する。
【0008】さらにこの第2のプリズム4は、斜面M2
に多層の誘電体膜を蒸着してダイクロイツクミラーを形
成するようになされ、これによりこの斜面M2で赤色の
映像光LRを反射すると共に赤色以外の映像光(すなわ
ちこの場合緑色の映像光でなる)を透過するようになさ
れている。
に多層の誘電体膜を蒸着してダイクロイツクミラーを形
成するようになされ、これによりこの斜面M2で赤色の
映像光LRを反射すると共に赤色以外の映像光(すなわ
ちこの場合緑色の映像光でなる)を透過するようになさ
れている。
【0009】このとき第2のプリズム4は、映像光Lの
光軸に対してこの斜面M2を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M2で反射した赤色の映像光LRを入射面で全
反射し得るようになされ、これによりこの赤色の映像光
LRを映像光Lの光路の外側に導くようになされてい
る。さらにこの第2のプリズム4は、この入射面で反射
した映像光LRの光軸と垂直に射出面N2を形成し、こ
れによりこの射出面N2に固体撮像素子3Rを保持す
る。
光軸に対してこの斜面M2を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M2で反射した赤色の映像光LRを入射面で全
反射し得るようになされ、これによりこの赤色の映像光
LRを映像光Lの光路の外側に導くようになされてい
る。さらにこの第2のプリズム4は、この入射面で反射
した映像光LRの光軸と垂直に射出面N2を形成し、こ
れによりこの射出面N2に固体撮像素子3Rを保持す
る。
【0010】これにより分光プリズム1は、映像光Lか
ら分離した赤色の映像光LRをこの固体撮像素子3Rで
受光して、赤色信号を生成し得るようになされている。
かくしてこの第2のプリズム4は、第1のプリズム2と
同様に、このプリズム4を形成する光学ガラスの屈折率
に基づいて、入射面側で映像光LRを全反射し得る臨界
角が一義的に定まることにより、この臨界角を基準にし
て斜面M2の傾きが選定され、さらにこの傾きで所望の
波長選択特性を得るように、誘電体膜の膜厚等が選定さ
れるようになされている。
ら分離した赤色の映像光LRをこの固体撮像素子3Rで
受光して、赤色信号を生成し得るようになされている。
かくしてこの第2のプリズム4は、第1のプリズム2と
同様に、このプリズム4を形成する光学ガラスの屈折率
に基づいて、入射面側で映像光LRを全反射し得る臨界
角が一義的に定まることにより、この臨界角を基準にし
て斜面M2の傾きが選定され、さらにこの傾きで所望の
波長選択特性を得るように、誘電体膜の膜厚等が選定さ
れるようになされている。
【0011】なおこの第2のプリズム4は、入射面が傾
いて形成されることにより、第1のプリズム2の斜面の
傾きに依存して斜面M2の傾きが変化するようになる。
いて形成されることにより、第1のプリズム2の斜面の
傾きに依存して斜面M2の傾きが変化するようになる。
【0012】これに対して分光プリズム1は、この第2
のプリズム4の後方に第3のプリズム5を配置する。こ
こでこの第3のプリズム5は、所定の空気層を間に挟ん
で、第2のプリズム4の斜面M2と入射面が平行になる
ように配置され、この入射面を介して第2のプリズム4
から射出された緑色の映像光を入射する。
のプリズム4の後方に第3のプリズム5を配置する。こ
こでこの第3のプリズム5は、所定の空気層を間に挟ん
で、第2のプリズム4の斜面M2と入射面が平行になる
ように配置され、この入射面を介して第2のプリズム4
から射出された緑色の映像光を入射する。
【0013】さらにこの第3のプリズム5は、斜面M3
にハーフミラーを形成するようになされ、これによりこ
の斜面M3で緑色の映像光LGの1/2の光量を反射
し、残りを透過するようになされている。
にハーフミラーを形成するようになされ、これによりこ
の斜面M3で緑色の映像光LGの1/2の光量を反射
し、残りを透過するようになされている。
【0014】このとき第3のプリズム5は、映像光Lの
光軸に対してこの斜面M3を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M3で反射した緑色の映像光LG1を入射面で
全反射し得るようになされ、これによりこの緑色の映像
光LG1を映像光Lの光路の外側に導くようになされて
いる。
光軸に対してこの斜面M3を所定角度だけ傾けて形成
し、斜面M3で反射した緑色の映像光LG1を入射面で
全反射し得るようになされ、これによりこの緑色の映像
光LG1を映像光Lの光路の外側に導くようになされて
いる。
【0015】さらにこの第3のプリズム5は、この入射
面で反射した映像光LG1の光軸と垂直に射出面N3を
形成し、これによりこの射出面N3に固体撮像素子3G
1を保持する。
面で反射した映像光LG1の光軸と垂直に射出面N3を
形成し、これによりこの射出面N3に固体撮像素子3G
1を保持する。
【0016】これにより分光プリズム1は、映像光Lか
ら緑色の映像光を分離し、この緑色の映像光を2つの成
分に分解するようになされ、その1つを固体撮像素子3
G1で受光するようになされている。かくしてこの第3
のプリズム5も、第1及び第2のプリズム2及び4と同
様に、このプリズム5を形成する光学ガラスの屈折率に
基づいて、入射面側で映像光LG1を全反射し得る臨界
角が一義的に定まることにより、この臨界角を基準にし
て斜面M3の傾きが選定され、結局第1のプリズム2の
斜面の傾きに依存して斜面M3の傾きが変化するように
なる。
ら緑色の映像光を分離し、この緑色の映像光を2つの成
分に分解するようになされ、その1つを固体撮像素子3
G1で受光するようになされている。かくしてこの第3
のプリズム5も、第1及び第2のプリズム2及び4と同
様に、このプリズム5を形成する光学ガラスの屈折率に
基づいて、入射面側で映像光LG1を全反射し得る臨界
角が一義的に定まることにより、この臨界角を基準にし
て斜面M3の傾きが選定され、結局第1のプリズム2の
斜面の傾きに依存して斜面M3の傾きが変化するように
なる。
【0017】さらに分光プリズム1は、この第3のプリ
ズム5の後方に第4のプリズム6を配置し、このプリズ
ム6を介して残る映像光LG2を撮像素子3G2に導
く。この撮像素子3G2及び3G1は、赤色及び青色の
撮像素子3R及び3Bに対して、1/2画素ずれて配置
され、これによりこの種の撮像装置は、この撮像素子3
G1及び3G2の撮像結果に基づいて緑色の色信号を形
成して高解像度の映像信号を生成し得るようになされて
いる。
ズム5の後方に第4のプリズム6を配置し、このプリズ
ム6を介して残る映像光LG2を撮像素子3G2に導
く。この撮像素子3G2及び3G1は、赤色及び青色の
撮像素子3R及び3Bに対して、1/2画素ずれて配置
され、これによりこの種の撮像装置は、この撮像素子3
G1及び3G2の撮像結果に基づいて緑色の色信号を形
成して高解像度の映像信号を生成し得るようになされて
いる。
【0018】なお分光プリズム1は、第4のプリズム6
の後方に光学ガラス7を配置し、これによりバツクフオ
ーカスを所定値に設定し得るようになされている。
の後方に光学ガラス7を配置し、これによりバツクフオ
ーカスを所定値に設定し得るようになされている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのようにし
て分光プリズム1を形成すると、開口率NAを大きく選
定することが困難な問題があり、これにより暗い被写体
を撮像してコントラストの良い画像を生成し得ない問題
がある。
て分光プリズム1を形成すると、開口率NAを大きく選
定することが困難な問題があり、これにより暗い被写体
を撮像してコントラストの良い画像を生成し得ない問題
がある。
【0020】すなわち開口率NAを大きく選定すると、
分光プリズム1に入射する入射光Lの広がりの角度θが
大きくなる。この場合この角度θを大きくすれば、多く
の光量を各撮像素子3に導き得ることにより、その分暗
い被写体を撮像してコントラストの良い画像を生成する
ことができる。
分光プリズム1に入射する入射光Lの広がりの角度θが
大きくなる。この場合この角度θを大きくすれば、多く
の光量を各撮像素子3に導き得ることにより、その分暗
い被写体を撮像してコントラストの良い画像を生成する
ことができる。
【0021】ところがこの角度θが大きくなると、各斜
面M1〜M3に入射する映像光Lは、斜面M1〜M3の
上側の入射角θ11、θ21と下側の入射角θ12、θ
22とで角度の違いが大きくなり、これにより分光プリ
ズム1においては、斜面M1、M2で所望の波長選択特
性を得ることが困難になる。またこの角度θが大きくな
ると、分光プリズム1においては、プリズム2〜5の入
射面に、斜面M1〜M3で反射した映像光LB及びLR
が臨界角以下の角度で入射するようになり、結局固体撮
像素子3B及び3Rに映像光LB、LRを完全に導き得
なくなる。
面M1〜M3に入射する映像光Lは、斜面M1〜M3の
上側の入射角θ11、θ21と下側の入射角θ12、θ
22とで角度の違いが大きくなり、これにより分光プリ
ズム1においては、斜面M1、M2で所望の波長選択特
性を得ることが困難になる。またこの角度θが大きくな
ると、分光プリズム1においては、プリズム2〜5の入
射面に、斜面M1〜M3で反射した映像光LB及びLR
が臨界角以下の角度で入射するようになり、結局固体撮
像素子3B及び3Rに映像光LB、LRを完全に導き得
なくなる。
【0022】これにより各プリズム2、4、5、6を光
学ガラスBPG−2で形成して検討した結果によれば、
このように青色、赤色の映像光を上下に分離する構成の
分光プリズム1においては、結局Fナンバを5.6 以下に
選定し得ないことがわかつた。
学ガラスBPG−2で形成して検討した結果によれば、
このように青色、赤色の映像光を上下に分離する構成の
分光プリズム1においては、結局Fナンバを5.6 以下に
選定し得ないことがわかつた。
【0023】さらに青色、赤色の映像光を上下に分離す
る構成の分光プリズム1は、射出面N1から射出される
青色の映像光LBの光軸と、射出面N3から射出される
第1の緑色の映像光LG1の光軸とが形成する角度αが
小さくなる特徴があり、このため固体撮像素子3B及び
3G1を簡易に配置することが困難な問題があつた。す
なわちこの種の固体撮像素子3B及び3G1は、治具に
取り付けてプリズム2、4等の射出面に保持する際、取
り付け位置を位置決めした後、半田等を用いて固定する
ようになされており、角度αが小さいと固体撮像素子3
B及び3G1間の間隔を大きくすることが困難になり、
結局治具等の配置も困難になる。
る構成の分光プリズム1は、射出面N1から射出される
青色の映像光LBの光軸と、射出面N3から射出される
第1の緑色の映像光LG1の光軸とが形成する角度αが
小さくなる特徴があり、このため固体撮像素子3B及び
3G1を簡易に配置することが困難な問題があつた。す
なわちこの種の固体撮像素子3B及び3G1は、治具に
取り付けてプリズム2、4等の射出面に保持する際、取
り付け位置を位置決めした後、半田等を用いて固定する
ようになされており、角度αが小さいと固体撮像素子3
B及び3G1間の間隔を大きくすることが困難になり、
結局治具等の配置も困難になる。
【0024】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、開口率NAを大きく選定することができ、かつ簡易
に撮像素子を配置することができる分光プリズムを提案
しようとするものである。
で、開口率NAを大きく選定することができ、かつ簡易
に撮像素子を配置することができる分光プリズムを提案
しようとするものである。
【0025】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第1、第2、第3及び第4のプリ
ズム11、12、13及び14を順次配列して映像光L
を分離するようになされた分光プリズム10において、
第1のプリズム11は、入射面に対して所定角度だけ傾
いて形成された斜面M5で、入射面から入射した映像光
Lを一部反射して入射面で全反射した後、所定の射出面
N5を介して射出し、第2のプリズム12は、第1のプ
リズム11の斜面M5を透過した映像光を入射面から入
射し、該映像光を、入射面に対して所定角度だけ傾いて
形成された斜面M6で一部反射して入射面で全反射した
後、所定の射出面N6を介して射出し、第3のプリズム
13は、第2のプリズム12の斜面M6を透過した映像
光LGを入射面から入射し、該映像光を、入射面に対し
て所定角度だけ傾いて形成された斜面M7で一部反射し
て入射面で全反射した後、所定の射出面N7を介して射
出し、第4のプリズム14は、第3のプリズム13の斜
面M7を透過した映像光LG2を入射面から入射して所
定の射出面から射出し、第1、第2、第3及び第4のプ
リズム11、12、13及び14は、第1のプリズム1
1に入射する映像光Lの光軸に対して、第1のプリズム
11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム12及び
13の射出面N6及びN7とが逆側に配置されるよう
に、各入射面及び斜面を形成する。
め本発明においては、第1、第2、第3及び第4のプリ
ズム11、12、13及び14を順次配列して映像光L
を分離するようになされた分光プリズム10において、
第1のプリズム11は、入射面に対して所定角度だけ傾
いて形成された斜面M5で、入射面から入射した映像光
Lを一部反射して入射面で全反射した後、所定の射出面
N5を介して射出し、第2のプリズム12は、第1のプ
リズム11の斜面M5を透過した映像光を入射面から入
射し、該映像光を、入射面に対して所定角度だけ傾いて
形成された斜面M6で一部反射して入射面で全反射した
後、所定の射出面N6を介して射出し、第3のプリズム
13は、第2のプリズム12の斜面M6を透過した映像
光LGを入射面から入射し、該映像光を、入射面に対し
て所定角度だけ傾いて形成された斜面M7で一部反射し
て入射面で全反射した後、所定の射出面N7を介して射
出し、第4のプリズム14は、第3のプリズム13の斜
面M7を透過した映像光LG2を入射面から入射して所
定の射出面から射出し、第1、第2、第3及び第4のプ
リズム11、12、13及び14は、第1のプリズム1
1に入射する映像光Lの光軸に対して、第1のプリズム
11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム12及び
13の射出面N6及びN7とが逆側に配置されるよう
に、各入射面及び斜面を形成する。
【0026】さらに第2の発明において、第1のプリズ
ム11の斜面M5は、波長選択特性を有するミラー面で
形成され、赤色又は青色の映像光を反射すると共に、赤
色以外又は青色以外の映像光を透過し、第2のプリズム
12の斜面M6は、波長選択特性を有するミラー面で形
成され、青色又は赤色の映像光を反射すると共に、青色
以外又は赤色以外の映像光を透過し、第3のプリズム1
3の斜面M7は、ハーフミラー面で形成され、第1及び
第2のプリズム11及び12を順次透過して残る緑色の
映像光を一部反射すると共に、残りを透過する。
ム11の斜面M5は、波長選択特性を有するミラー面で
形成され、赤色又は青色の映像光を反射すると共に、赤
色以外又は青色以外の映像光を透過し、第2のプリズム
12の斜面M6は、波長選択特性を有するミラー面で形
成され、青色又は赤色の映像光を反射すると共に、青色
以外又は赤色以外の映像光を透過し、第3のプリズム1
3の斜面M7は、ハーフミラー面で形成され、第1及び
第2のプリズム11及び12を順次透過して残る緑色の
映像光を一部反射すると共に、残りを透過する。
【0027】
【作用】第1、第2、第3及び第4のプリズム11、1
2、13及び14を順次配列して映像光Lを分離するよ
うになされた分光プリズム10において、第1のプリズ
ム11に入射する映像光Lの光軸に対して、第1のプリ
ズム11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム12
及び13の射出面N6及びN7とが逆側に配置されるよ
うに、各入射面及び斜面を形成すれば、第2及び第3の
プリズム12及び13の射出面N6及びN7間の角度を
大きく選定し得、これにより撮像素子等を簡易に配置し
得、また開口率も大きく選定し得る。
2、13及び14を順次配列して映像光Lを分離するよ
うになされた分光プリズム10において、第1のプリズ
ム11に入射する映像光Lの光軸に対して、第1のプリ
ズム11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム12
及び13の射出面N6及びN7とが逆側に配置されるよ
うに、各入射面及び斜面を形成すれば、第2及び第3の
プリズム12及び13の射出面N6及びN7間の角度を
大きく選定し得、これにより撮像素子等を簡易に配置し
得、また開口率も大きく選定し得る。
【0028】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【0029】(1)実施例の構成 図1において、10は全体として分光プリズムを示し、
この実施例の場合、映像光Lの光軸に対して、第1のプ
リズム11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム1
2及び13の射出面N6及びN7とが逆側になるように
全体を構成する。すなわちこの実施例において第1〜第
4のプリズム11〜14は、フリント系の光学ガラス
(F5)で形成され、このうち第1のプリズム11は、
頂角が25.25 度に選定されるようになされている。
この実施例の場合、映像光Lの光軸に対して、第1のプ
リズム11の射出面N5と、第2及び第3のプリズム1
2及び13の射出面N6及びN7とが逆側になるように
全体を構成する。すなわちこの実施例において第1〜第
4のプリズム11〜14は、フリント系の光学ガラス
(F5)で形成され、このうち第1のプリズム11は、
頂角が25.25 度に選定されるようになされている。
【0030】さらにこの第1のプリズム11は、入射面
を映像光Lの光軸と垂直に形成し、斜面M5にダイクロ
イツクミラーを形成するようになされている。これによ
りこの第1のプリズム11は、斜面M1で青色映像光L
Bを反射すると共に残りの映像光を透過し、反射した青
色映像光LBを入射面で全反射して射出面N5から射出
する。
を映像光Lの光軸と垂直に形成し、斜面M5にダイクロ
イツクミラーを形成するようになされている。これによ
りこの第1のプリズム11は、斜面M1で青色映像光L
Bを反射すると共に残りの映像光を透過し、反射した青
色映像光LBを入射面で全反射して射出面N5から射出
する。
【0031】これにより分光プリズム10は、この射出
面N5に配置した固体撮像素子3Bでこの青色映像光L
Bを受光して、青色の色信号を生成し得るようになされ
ている。
面N5に配置した固体撮像素子3Bでこの青色映像光L
Bを受光して、青色の色信号を生成し得るようになされ
ている。
【0032】さらにこの分光プリズム10は、第1のプ
リズム11の後方に第2のプリズム12を配置し、この
とき所定の空気層を間に挟んで、第1のプリズム11の
斜面M5と第2のプリズム12の入射面が平行になるよ
うに保持する。これにより分光プリズム10は、この入
射面を介して第1のプリズム11から射出された映像光
を第2のプリズム12に入射する。
リズム11の後方に第2のプリズム12を配置し、この
とき所定の空気層を間に挟んで、第1のプリズム11の
斜面M5と第2のプリズム12の入射面が平行になるよ
うに保持する。これにより分光プリズム10は、この入
射面を介して第1のプリズム11から射出された映像光
を第2のプリズム12に入射する。
【0033】ここで第2のプリズム12は、第1のプリ
ズム11の入射面に対して、斜面M6が13度傾いて形成
され、さらにこの斜面にダイクロイツクミラーを形成す
るようになされている。これにより第2のプリズム12
は、この斜面M6で赤色の映像光LRを反射すると共に
緑色の映像光LGを透過し、反射した赤色の映像光LR
を入射面で全反射して射出面N6から射出する。
ズム11の入射面に対して、斜面M6が13度傾いて形成
され、さらにこの斜面にダイクロイツクミラーを形成す
るようになされている。これにより第2のプリズム12
は、この斜面M6で赤色の映像光LRを反射すると共に
緑色の映像光LGを透過し、反射した赤色の映像光LR
を入射面で全反射して射出面N6から射出する。
【0034】これにより分光プリズム10は、この射出
面N6に配置した固体撮像素子3Rでこの赤色映像光L
Rを受光し、赤色の色信号を生成し得るようになされて
いる。
面N6に配置した固体撮像素子3Rでこの赤色映像光L
Rを受光し、赤色の色信号を生成し得るようになされて
いる。
【0035】さらにこの分光プリズム10は、第2のプ
リズム12の後方に第3のプリズム13を配置し、この
とき所定の空気層を間に挟んで、第2のプリズム12の
斜面M6と第3のプリズム13の入射面が平行になるよ
うに保持する。これにより分光プリズム10は、この入
射面を介して第2のプリズム12を透過した緑色の映像
光を第3のプリズム13に入射する。
リズム12の後方に第3のプリズム13を配置し、この
とき所定の空気層を間に挟んで、第2のプリズム12の
斜面M6と第3のプリズム13の入射面が平行になるよ
うに保持する。これにより分光プリズム10は、この入
射面を介して第2のプリズム12を透過した緑色の映像
光を第3のプリズム13に入射する。
【0036】ここで第3のプリズム13は、第1のプリ
ズム11の入射面に対して、斜面M7が32度傾いて形成
され、さらにこの斜面M7に金属薄膜を蒸着してハーフ
ミラーを形成するようになされている。これにより第3
のプリズム13は、この斜面M7で緑色の映像光の1/
2を反射し、反射した緑色の映像光LG1を入射面で全
反射して射出面N7から射出する。
ズム11の入射面に対して、斜面M7が32度傾いて形成
され、さらにこの斜面M7に金属薄膜を蒸着してハーフ
ミラーを形成するようになされている。これにより第3
のプリズム13は、この斜面M7で緑色の映像光の1/
2を反射し、反射した緑色の映像光LG1を入射面で全
反射して射出面N7から射出する。
【0037】さらに分光プリズム10は、この第3のプ
リズム13の後方に第4のプリズム14を配置し、この
プリズム14を介して残る映像光LG2を撮像素子3G
2に導く。図2に示すようにこの撮像素子3G1及び3
G2は、赤色及び青色の撮像素子3R及び3Bの画素R
及びBに対して、各画素G1及び3G2が1/2画素ず
れて配置され、これにより分光プリズム10を適用する
撮像装置は、いわゆる半画素ずらしの手法を適用して高
解像度の映像信号を生成し得るようになされている。
リズム13の後方に第4のプリズム14を配置し、この
プリズム14を介して残る映像光LG2を撮像素子3G
2に導く。図2に示すようにこの撮像素子3G1及び3
G2は、赤色及び青色の撮像素子3R及び3Bの画素R
及びBに対して、各画素G1及び3G2が1/2画素ず
れて配置され、これにより分光プリズム10を適用する
撮像装置は、いわゆる半画素ずらしの手法を適用して高
解像度の映像信号を生成し得るようになされている。
【0038】この第3のプリズム13を配置する際、分
光プリズム10は、第2のプリズム12の射出面N6側
に第3のプリズム13の射出面を配置する。すなわちこ
のように第2のプリズム12の射出面N6側に第3のプ
リズム13の射出面を配置すると、第3のプリズム13
においては、第2のプリズム12の射出面N6が第1の
プリズム11の入射面に対して傾いて保持された分、射
出面N7がさらに傾いて保持される。
光プリズム10は、第2のプリズム12の射出面N6側
に第3のプリズム13の射出面を配置する。すなわちこ
のように第2のプリズム12の射出面N6側に第3のプ
リズム13の射出面を配置すると、第3のプリズム13
においては、第2のプリズム12の射出面N6が第1の
プリズム11の入射面に対して傾いて保持された分、射
出面N7がさらに傾いて保持される。
【0039】これにより分光プリズム10は、第2のプ
リズム12から射出される映像光LRの光軸と、第3の
プリズム13から射出される映像光LG1の光軸とが形
成する角度αを大きく選定することができる。この角度
αを大きく選定することができれば、それぞれ第2及び
第3のプリズム12及び13と固体撮像素子3R及び3
G1との間に空気層を間に挟んで固体撮像素子3R及び
3G1を配置して、固体撮像素子3R及び3G1間の間
隔を所望の間隔に選定することができる。従つて分光プ
リズム10においては、その分固体撮像素子を簡易に配
置することができる。
リズム12から射出される映像光LRの光軸と、第3の
プリズム13から射出される映像光LG1の光軸とが形
成する角度αを大きく選定することができる。この角度
αを大きく選定することができれば、それぞれ第2及び
第3のプリズム12及び13と固体撮像素子3R及び3
G1との間に空気層を間に挟んで固体撮像素子3R及び
3G1を配置して、固体撮像素子3R及び3G1間の間
隔を所望の間隔に選定することができる。従つて分光プ
リズム10においては、その分固体撮像素子を簡易に配
置することができる。
【0040】さらにこのように第2のプリズム12の射
出面N6側に第3のプリズム13の射出面を配置すれ
ば、分光プリズム10に入射する入射光Lの広がりの角
度θが大きくなつた場合でも、各プリズム11、12、
13の入射面で全反射される映像光LB、LR、LG1
においては、入射角の変化を小さくし得、これによりこ
の角度θを大きくし得ることがわかつた。従つてその分
分光プリズム10においては、開口率NAの大きなレン
ズを使用し得、暗い被写体を撮像してコントラストの良
い画像を生成することができる。因に実験によればこの
実施例の場合開口率NAを 1.2に選定し得ることがわか
つた。
出面N6側に第3のプリズム13の射出面を配置すれ
ば、分光プリズム10に入射する入射光Lの広がりの角
度θが大きくなつた場合でも、各プリズム11、12、
13の入射面で全反射される映像光LB、LR、LG1
においては、入射角の変化を小さくし得、これによりこ
の角度θを大きくし得ることがわかつた。従つてその分
分光プリズム10においては、開口率NAの大きなレン
ズを使用し得、暗い被写体を撮像してコントラストの良
い画像を生成することができる。因に実験によればこの
実施例の場合開口率NAを 1.2に選定し得ることがわか
つた。
【0041】図3に示すように、この分光プリズム10
を適用する撮像装置20は、各固体撮像素子3B〜3G
2の出力信号を各プリアンプ21B〜21G2で増幅す
ると共に位相合わせした後、プロセス回路22B〜22
G2に出力する。ここでプロセス回路22B〜22G2
は、相関二重サンプリングの手法を適用して各固体撮像
素子3B〜3G2の出力信号から青色、赤色、第1及び
第2の緑色の色信号B、R、G1、G2を生成し、必要
な信号補正処理を実行し、加算回路23は、この第1及
び第2の緑色の色信号G1、G2を加算して緑色の色信
号Gを生成する。
を適用する撮像装置20は、各固体撮像素子3B〜3G
2の出力信号を各プリアンプ21B〜21G2で増幅す
ると共に位相合わせした後、プロセス回路22B〜22
G2に出力する。ここでプロセス回路22B〜22G2
は、相関二重サンプリングの手法を適用して各固体撮像
素子3B〜3G2の出力信号から青色、赤色、第1及び
第2の緑色の色信号B、R、G1、G2を生成し、必要
な信号補正処理を実行し、加算回路23は、この第1及
び第2の緑色の色信号G1、G2を加算して緑色の色信
号Gを生成する。
【0042】マトリツクス回路24は、青色、赤色、緑
色の色信号B、R、Gを所定の比率で加減算処理するこ
とにより、色差信号B−Y、R−Yと低周波成分で形成
された輝度信号YLを生成して出力する。これにより撮
像装置20は、ローパスフイルタ(LPF)25及び2
6を介してこの色差信号B−Y、R−Yを帯域制限した
後、変調回路27で平衡変調してクロマ信号Cを生成
し、このクロマ信号Cを出力する。
色の色信号B、R、Gを所定の比率で加減算処理するこ
とにより、色差信号B−Y、R−Yと低周波成分で形成
された輝度信号YLを生成して出力する。これにより撮
像装置20は、ローパスフイルタ(LPF)25及び2
6を介してこの色差信号B−Y、R−Yを帯域制限した
後、変調回路27で平衡変調してクロマ信号Cを生成
し、このクロマ信号Cを出力する。
【0043】合成回路28は、青色、赤色、第1の緑色
の色信号B、R、G1を所定の比率で加算処理して輝度
信号成分Y1を生成するのに対し、合成回路29は、青
色、赤色、第2の緑色の色信号B、R、G2を同様に加
算処理して輝度信号成分Y2を生成する。加算回路30
は、この第1及び第2の輝度信号成分Y1及びY2を加
算して出力し、減算回路31は、加算回路30の出力信
号から低周波成分で形成された輝度信号YLを減算する
ことにより、輝度信号の高域成分を生成し、この高域成
分をローパスフイルタ(LPF)32を介して出力す
る。
の色信号B、R、G1を所定の比率で加算処理して輝度
信号成分Y1を生成するのに対し、合成回路29は、青
色、赤色、第2の緑色の色信号B、R、G2を同様に加
算処理して輝度信号成分Y2を生成する。加算回路30
は、この第1及び第2の輝度信号成分Y1及びY2を加
算して出力し、減算回路31は、加算回路30の出力信
号から低周波成分で形成された輝度信号YLを減算する
ことにより、輝度信号の高域成分を生成し、この高域成
分をローパスフイルタ(LPF)32を介して出力す
る。
【0044】これにより撮像装置20は、合成回路29
から出力される輝度信号成分をローパスフイルタ33を
介して加算回路34に与え、ここでローパスフイルタ3
2の出力信号と加算して輝度信号Yを生成するようにな
され、この輝度信号Yを出力するようになされている。
このとき図4に示すように、撮像装置20は、ローパス
フイルタ31の通過帯域に対して、ローパスフイルタ3
2の通過帯域が所定周波数だけ低周波帯域になるよう
に、ローパスフイルタ31及び32の周波数特性を選定
し、これにより解像度及び色再現性の良い映像信号C及
びYを出力するようになされている。
から出力される輝度信号成分をローパスフイルタ33を
介して加算回路34に与え、ここでローパスフイルタ3
2の出力信号と加算して輝度信号Yを生成するようにな
され、この輝度信号Yを出力するようになされている。
このとき図4に示すように、撮像装置20は、ローパス
フイルタ31の通過帯域に対して、ローパスフイルタ3
2の通過帯域が所定周波数だけ低周波帯域になるよう
に、ローパスフイルタ31及び32の周波数特性を選定
し、これにより解像度及び色再現性の良い映像信号C及
びYを出力するようになされている。
【0045】これにより撮像装置20は、暗い被写体を
撮像してコントラストの良い撮像結果を得るだけでな
く、解像度及び色再現性も良い撮像結果を出力し得るよ
うになされている。
撮像してコントラストの良い撮像結果を得るだけでな
く、解像度及び色再現性も良い撮像結果を出力し得るよ
うになされている。
【0046】かくして分光プリズム10において、簡易
に固体撮像素子を配置し得ることにより、撮像装置20
においては、その分全体の組み立て作業を簡略化するこ
とができ、さらに光学系の開口率を大きな値に選定して
コントラストの良い撮像結果を出力することができる。
に固体撮像素子を配置し得ることにより、撮像装置20
においては、その分全体の組み立て作業を簡略化するこ
とができ、さらに光学系の開口率を大きな値に選定して
コントラストの良い撮像結果を出力することができる。
【0047】(2)実施例の効果 以上の構成によれば、第2のプリズムの射出面と第3の
プリズムの射出面とが同一方向になるように第1〜第4
のプリズムを配置して分光プリズムを形成したことによ
り、開口率NAを大きく選定して暗い被写体からコント
ラストの良い撮像結果を得ることができ、さらに固体撮
像素子を簡易に配置して全体の組み立て作業を簡略化す
ることができる。
プリズムの射出面とが同一方向になるように第1〜第4
のプリズムを配置して分光プリズムを形成したことによ
り、開口率NAを大きく選定して暗い被写体からコント
ラストの良い撮像結果を得ることができ、さらに固体撮
像素子を簡易に配置して全体の組み立て作業を簡略化す
ることができる。
【0048】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、映像光を青色、赤色、第
1及び第2の緑色の映像光に分解する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えば赤色、青色、緑色
の映像光に加えて赤外域の映像光を分離する場合等に広
く適用することができる。
1及び第2の緑色の映像光に分解する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えば赤色、青色、緑色
の映像光に加えて赤外域の映像光を分離する場合等に広
く適用することができる。
【0049】さらに上述の実施例においては、第1及び
第2のプリズム、第2及び第3のプリズムを近接して配
置した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
所望の間隔を設けて離間して配置するようにしてもよ
い。
第2のプリズム、第2及び第3のプリズムを近接して配
置した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
所望の間隔を設けて離間して配置するようにしてもよ
い。
【0050】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、第1のプ
リズムに入射する映像光の光軸に対して、第1のプリズ
ムの射出面と、第2及び第3のプリズムの射出面とを逆
側に配置することにより、第2及び第3のプリズムの射
出面間の角度を大きく選定し得、これにより撮像素子等
を簡易に配置し得、また開口率をも大きく選定し得る分
光プリズムを得ることができる。
リズムに入射する映像光の光軸に対して、第1のプリズ
ムの射出面と、第2及び第3のプリズムの射出面とを逆
側に配置することにより、第2及び第3のプリズムの射
出面間の角度を大きく選定し得、これにより撮像素子等
を簡易に配置し得、また開口率をも大きく選定し得る分
光プリズムを得ることができる。
【図1】本発明の一実施例による分光プリズムを示す略
線図である。
線図である。
【図2】その固体撮像素子の画素の配置を示す略線図で
ある。
ある。
【図3】その分光プリズムを適用した撮像装置を示すブ
ロツク図である。
ロツク図である。
【図4】ローパスフイルタの特性を示す特性曲線図であ
る。
る。
【図5】従来の分光プリズムを示す略線図である。
1、10……分光プリズム、2、4、5、11、12、
13、14、……プリズム、3B、3R、3G1、3G
2……固体撮像素子、20……撮像装置。
13、14、……プリズム、3B、3R、3G1、3G
2……固体撮像素子、20……撮像装置。
Claims (2)
- 【請求項1】第1、第2、第3及び第4のプリズムを順
次配列して映像光を分離するようになされた分光プリズ
ムにおいて、 上記第1のプリズムは、上記入射面に対して所定角度だ
け傾いて形成された斜面で、入射面から入射した映像光
を一部反射して上記入射面で全反射した後、所定の射出
面を介して射出し、 上記第2のプリズムは、上記第1のプリズムの上記斜面
を透過した映像光を入射面から入射し、該映像光を、上
記入射面に対して所定角度だけ傾いて形成された斜面で
一部反射して上記入射面で全反射した後、所定の射出面
を介して射出し、 上記第3のプリズムは、上記第2のプリズムの上記斜面
を透過した映像光を入射面から入射し、該映像光を、上
記入射面に対して所定角度だけ傾いて形成された斜面で
一部反射して上記入射面で全反射した後、所定の射出面
を介して射出し、 上記第4のプリズムは、上記第3のプリズムの上記斜面
を透過した映像光を入射面から入射して所定の射出面か
ら射出し、 上記第1、第2、第3及び第4のプリズムは、上記第1
のプリズムに入射する映像光の光軸に対して、上記第1
のプリズムの上記射出面と、上記第2及び第3のプリズ
ムの上記射出面とが逆側に配置されるように、各入射面
及び斜面を形成したことを特徴とする分光プリズム。 - 【請求項2】上記第1のプリズムの上記斜面は、波長選
択特性を有するミラー面で形成され、赤色又は青色の映
像光を反射すると共に、赤色以外又は青色以外の映像光
を透過し、 上記第2のプリズムの上記斜面は、波長選択特性を有す
るミラー面で形成され、青色又は赤色の映像光を反射す
ると共に、青色以外又は赤色以外の映像光を透過し、 上記第3のプリズムの上記斜面は、ハーフミラー面で形
成され、上記第1及び第2のプリズムを順次透過して残
る緑色の映像光を一部反射すると共に、残りを透過する
ことを特徴とする請求項1に記載の分光プリズム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5195372A JPH0727909A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 分光プリズム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5195372A JPH0727909A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 分光プリズム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0727909A true JPH0727909A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=16340082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5195372A Pending JPH0727909A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 分光プリズム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0727909A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018216386A1 (ja) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | 富士フイルム株式会社 | 色分解光学系、撮像ユニット及び撮像装置 |
JP2019086536A (ja) * | 2017-11-01 | 2019-06-06 | 株式会社コシナ | 4板式プリズム装置 |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP5195372A patent/JPH0727909A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018216386A1 (ja) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | 富士フイルム株式会社 | 色分解光学系、撮像ユニット及び撮像装置 |
CN110537119A (zh) * | 2017-05-25 | 2019-12-03 | 富士胶片株式会社 | 色分解光学系统、摄像单元及摄像装置 |
JP2019086536A (ja) * | 2017-11-01 | 2019-06-06 | 株式会社コシナ | 4板式プリズム装置 |
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