JPH07281012A - 色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラ - Google Patents
色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラInfo
- Publication number
- JPH07281012A JPH07281012A JP6072032A JP7203294A JPH07281012A JP H07281012 A JPH07281012 A JP H07281012A JP 6072032 A JP6072032 A JP 6072032A JP 7203294 A JP7203294 A JP 7203294A JP H07281012 A JPH07281012 A JP H07281012A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- color separation
- optical system
- light
- separation optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/1013—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/144—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
- H04N23/13—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
- H04N23/16—Optical arrangements associated therewith, e.g. for beam-splitting or for colour correction
Abstract
用いるタイプのテレビカメラに対して小型な色分解プリ
ズムを提供すること。 【構成】 対物レンズの光の進行方向へ順に、所定の波
長成分を取り出す第1プリズム、第1の空気間隔、所定
の波長成分を取り出す第2プリズム、第2の空気間隔、
接合された第3、第4プリズムで構成され、特に接合面
で反射された光は前記第2の空気間隔にて全反射され撮
像素子へ導かれる。
Description
ラ用の色分解プリズムに関し、特に撮影用の対物レンズ
とこの対物レンズの焦点面との間に位置され、対物レン
ズからの光を4つの光束に分解し、分解された各光束を
撮像素子に導くようにした色分解光学系に関するもので
ある。
は、対物レンズと撮像素子との間に対物レンズからの光
を青、緑、赤の3原色に分解する色分解光学系を設けて
いる。撮像素子としては、撮像管および固体撮像素子な
どがあるが、最近では固体撮像素子を使うのが一般的で
ある。
ムを複数用い、所定の関係を有しつつ一体的に組み合わ
せており、対物レンズより入射した光束を各々のプリズ
ムを介して、三色の光束に分解して所定の撮像素子へ導
くように構成している。
分解光学系の構成図である。同図において101は色分
解光学系、102は青色分解プリズム、103は赤色分
解プリズムであり、その入射面103aは、青色分解プ
リズム102と微小な空気間隙を介して配置されてい
る。104は緑色分解プリズムであり、その入射面10
4aは赤色分解プリズム103の反射面103bと接着
されている。
のうち青色分解プリズム102の誘電体多層膜を施した
反射面102bにて青色光Bが分離され、入射面102
aで全反射した後、102cを射出し、102cと対向
して配置した固体撮像素子105Bにて撮像される。ま
た、赤色分解プリズム103の誘電体多層膜を施した反
射面103bにて赤色光Rが分離され、入射面103a
で全反射した後、103cを射出し、103cと対向し
て配置した固体撮像素子105Rにて撮像される。そし
て、青色、赤色成分以外の緑色光Gは前記2つの反射面
102b、103bと、104を透過し、104cを射
出し、104cと対向して配置した固体撮像素子105
Gにて撮像される。
高機能化を図るため、レンズの光束を4つに分割する要
求が高まっている。
像、R像の3チャンネルに分けていたが、G像をさらに
2つに分割してG1像、G2像、B像、R像の4チャンネ
ルとすることで、G1、G2を撮像する2つの個体撮像素
子で1/2画素ずらしを行い、解像度を向上させたテレ
ビカメラとすることが試みられている。
チャンネルの他に、赤外域チャンネルを得る4色分解光
学系を使って、画像分析用などのテレビカメラとするこ
ともできるし、輝度チャンネルを得て、より色再現性を
向上させるといった試みもある。
増やせば、それだけ多くのプリズムが必要となり、光学
系が大型化する。ドイツ特許公開1462828には、
プリズムを5つ以上組み合わせて4チャンネルに分光す
る色分解プリズムが開示されているが、従来の3色分解
プリズムの前に、さらに分割プリズムを挿入しているた
め、光学系が大型化し、従来の対物レンズが使えなくな
ってしまうといった問題点があった。
は、従来の3つのプリズムで構成される色分解光学系の
第3のプリズムを、光軸に対し傾いたハーフミラー面で
分割し、緑色像を2方向に取り出す方法が開示されてい
る。
緑色像が奇数回反射となるため、偶数回反射で取り出せ
る他のチャンネルにくらべ、上下(または左右)が反転
した像となってしまう欠点を有していた。
4色分解プリズムの提供を第1の目的とする。又従来の
3色分解プリズムとほぼ同等のガラス長で対物レンズの
互換性を保てる色分解プリズムの提供を第2の目的とす
る。更に像の反転のない4色分解プリズムを提供を第3
の目的とするものである。更には、こうした色分解プリ
ズムを備え、解像度の向上を図ったテレビカメラの提供
を第4の目的とする。
する色分解光学系ないし、色分解光学系を有するテレビ
カメラは対物レンズからの光を色分解する色分解光学系
において、光の進行方向へ順に所定の頂角を有し、所定
の波長成分を取り出すための第1プリズム、第1の空気
間隔、所定の頂角を有する第2プリズム、第2の空気間
隔、所定の頂角を有する第3プリズム、第4プリズムを
有することを特徴としている。
間隔と接する面には、波長選択性を有する光学薄膜が施
されている。又、前記第2のプリズムの前記第2の空気
間隔と接する面には、波長選択性を有する光学薄膜が施
されている。
は接合され、この接合面は半透過面であり、該半透過面
にて反射された光は前記第2の空気間隔にて全反射され
る。こうすることで像反転のない色分解プリズムを提供
している。
の特徴的な構成は以下の実施例に示される。
用意される4色分解プリズムの要部断面図である。同図
において、Leは対物レンズで便宜上1枚のレンズで示
したが実際は複数のレンズにて構成される。1の第1プ
リズムは、青色成分を分解するためのプリズムであり、
その反射面1bには波長選択性を与える誘電体多層膜が
蒸着されている。2の第2プリズムは赤色成分を分解す
るためのプリズムであり、その入射面2aは、青色分解
プリズム1の反射面1bと微少な間隙(第1の空気間
隔)を隔てるように配置し、その反射面2bには波長選
択性を与える誘電体多層膜が蒸着されている。3の第3
プリズムは1つめの緑色成分を分解するためのプリズム
であり、その入射面3aは、赤色分解プリズムの反射面
2bと微少な間隙(第2の空気間隔)を隔てるように配
置し、その反射面3b(4a)には少なくとも緑色の波
長領域の光を透過と反射をほぼ等分、即ち1:1に分割
するハーフミラーとしてのコーティングが施されてい
る。このコーティングは、例えば誘電体多層膜や金属ハ
ーフミラーのようなものである。4の第4プリズムは最
後の第4プリズムであり、その入射面4aは、1つめの
緑色分解プリズムの反射面3bと接着されている。
が、青色分解プリズム1の入射面1aから入射し、この
光束のうち、青色分解プリズムの反射面1bで反射され
た青色光が、入射面1aで再び全反射し、射出面1cか
ら射出する。射出した青色光束は、射出面1cと対向す
る撮像素子5Bに像を形成し、青色像が撮像される。
赤色分解プリズム2の反射面2bで反射された赤色光
は、入射面2aで再び全反射し、射出面2cから射出す
る。射出した赤色光束は、射出面2cと対向する撮像素
子5Rに像を形成し、赤色像が撮像される。
1つめの緑色分解プリズム3の反射面3bでほぼ半分だ
け反射された緑色光は、入射面3aで全反射され、射出
面3cから射出する。射出した緑色光束は、射出面3c
と対向する撮像素子5Gfに像を形成し、1つめの緑色
像が撮像される。
は、最後の第4プリズム4を透過して射出面4cを射出
し、それと対向する撮像素子5Grに像を形成、2つめ
の緑色像が撮像される。尚、撮像素子5Gf、5Grは
互いに半画素ずつに配置されている。又、2ヶ所の空気
間隔の外周には、やわらかめの接着剤などを充填し、ゴ
ミ、ホコリ等が侵入しないように、シールが施されてい
る。
ンズも適用できるように光学全長の短い色分解プリズム
を提供できるようにするために各プリズムを以下の如く
構成することが望ましい。
撮像範囲のうち、射出光束を含む面内での有効撮像寸法
をhとしたとき、以下の条件を満足するよう各プリズム
寸法を決定するとよい。
の対物レンズの光軸上における長さ L:対物レンズの光軸上における光束分解プリズムの長
さ 条件式の極値については、後述する実施例を例示してい
く中で説明する。
条件について説明する。図8において、図1と異なる点
は図1の上下関係を逆転させて描いているだけで基本的
な構成は全く同じである。
中、もっとも上側の光線と下側の光線を示すものであ
る。1つのプリズムには、2つの全反射条件がある。第
1プリズムである1を例にとると、1つ目の条件は、光
線upが、O点において反射面1bに入射するが、誘電
体多層膜を用いてその光のエネルギーの一部を選択的に
反射し、残りを透過させるためには、O点において光線
upが全反射してはならないこと。2つ目の条件は、反
射面1bにて一部反射してきた光線loが、P点におい
て入射面1aを入射するが、光のエネルギーを効率よく
撮像素子5Bに導くためには、P点において光線loが
全反射しなければならないことである。第1プリズムに
おける2つの全反射条件を式で表すと、 θ1<δ−θmax (a)
けるQ、R、S点の全反射条件を、以下に、式で表す。
のそれぞれの頂角 の条件を与え、従来の3色分解プリズムを用いたカメラ
との対物レンズの互換性を保ち、Fナンバーの小さい明
るい4色分解プリズムを実現したものである。
できるレンズのFナンバーを規定するものである。
プリズムによる色分解光学系では、全反射される光束の
限界はおよそF1.4であるあることを教えている。そ
して先の式(a)、(b)を同時に満足することができ
る最小FナンバーはF1.4となる。一方1.8<Fno
では、最大カメラ感度が従来のカメラより悪くなり本発
明の目的にそぐわなくなる。
折率を規定するもので、n<1.6では、プリズムが大
型化し従来のレンズとの互換性を保つことが困難にな
る。1.8<nでは、プリズム側面や面取り部、遮光溝
などにあたった光の散乱によるフレアを防止するため、
プリズムの有効光束部外に塗る光学塗料とプリズムとの
屈折率差が開きすぎて、フレアを抑えることが困難とな
る。
もとで、第1プリズムの頂角θ1が満足しなければなら
ない角度範囲を規定している。ただし、以下に述べる理
由で(a)、(b)式より求まる角度範囲に対して±
0.5°まで広く許容している。
れた位置で切断したときの断面図である。プリズム頂角
が(a)、(b)式より決まる範囲を0.5°越えた場
合でも、全反射条件を満足しない光束は図9の斜線部の
円弧状の部分S’のみであり、全光束Sに対し、1%以
下の光量であるため、実用上無視できるからである。
も以下の条件とする。
の最適な範囲を規定している。
満たさなければならないが、プリズムを小型化して、従
来との互換性を保つためには、下限(f)式の極く近傍
しか許されず
理由で0.5°まで広く設定したものである。これを越
えると、実用上問題なくFナンバーを満足することがで
きなくなる。上限は、小型化のために必要である。これ
を越えると、図8において第2プリズムの選択反射面2
bで反射された光束が、第1の空気間隙面2aに交わる
全反射部(S)が射出面側に離れることとなり、全反射
部が対向する第1プリズムでカバーし難くなる。仮に、
第2プリズムの全反射部が、第1プリズムでカバーされ
ていないと、空気間隙の全周をシールすることができ
ず、ゴミの付着、水分による曇りなどを防ぐことができ
ないという問題が起こる。この問題を回避するため、第
1プリズムでカバーするには、プリズム中の光路長を長
くしなければならず、プリズムが大型化する。
な範囲に限定するもので、上記第2プリズムの説明を第
3プリズムに適用すれば理解されると考え説明は省略す
る。
ズ(NTSC方式の2/3”フォーマット)のカメラ用
のプリズムで、従来のプリズムの長さL(プリズムの大
きさを代表するパラメータである)は、34〜39mm
あった。
メラ用のプリズムで射出光束を含む面内での有効撮像寸
法h=6.6である。 数値実施例1 Fno=1.4、n=1.6、n′=1.56 θmax=12.8°、δ=38.7° θ1=25.8°、θ2=38.7°、θ3=19.3° l1=7.5、l2=7.6、l3=6.8、L=44.
0 プリズム入射面の射出光束を含む面内での最大光線高
は、11.8 プリズムの射出面と結像面との間の空気換算距離は、5 (長さの単位は、mmである)
好なガラスの選び易い、n=1.6のガラスでFno=
1.4の明るさを有するプリズムを実現した例である。
n=1.6のガラスは屈折率が比較的低いため、θmax
が大きくなり、色分解光学系が取り込まなければならな
い入射光束径が大きくなるため、プリズムの小型化が困
難な条件であるが、本数値実施例では、従来プリズムに
くらべ10%程度の光路長の増加におさえられている。
θ1は、Fno=1.4、n=1.6の組み合わせにおい
て、第1プリズムの2つの全反射条件を満足する唯一の
数値である。θ2、θ3は、それぞれの全反射条件を満足
するほぼ下限の数値であり、
断面図である。本実施例では、
ち第1プリズムにおける射出面の有効部を確保すること
が困難となる。逆にl1が大きくなると、第2プリズム
の射出面の位置が対物レンズの光軸に近づき、I2部の
全反射領域を確保できない。
域を確保することが困難となる。一方l2が小さくなる
と、図中N2部の光束有効部が確保することが困難とな
る。
確保できず、小さくなるとN3部の光束有効部が確保す
ることが困難となってくる。
プリズムに設けたM2部の溝は、ゴーストカット用の溝
で図中、M1部、M2部のそれぞれで交差する2本の光線
(2点鎖線)が有効光束の最外部の光線であるので、そ
の交点に溝の先端が位置するように配置している。この
ように配置することで最も効果的にゴーストを防止でき
ることを次に説明する。
光線が反射する面にて折り返すことで得られる展開図で
ある。例えば、(B)図は、(A)図中H1面−H2面−
H1面で反射して撮像面に飛び込む、破線Gで示したゴ
ースト光線の光路を、その反射面で展開したものであ
る。このような展開図を描くことで、プリズム内部で反
射する光線を一本の直線で扱えるようになる。前述のよ
うな位置に溝を配置することで、図2(B)、(C)の
破線のゴースト光に対して、撮像面が溝の陰となり、ゴ
ーストを避けることができる。
面にて形成される頂角に、面取りC1、C2を形成してい
る。この2つの面取りは、面取りをしたプリズムにより
レンズ側にあるプリズムから突出し、図示しないプリズ
ムと対物レンズの間にある構造物やCCDの固着に要す
る構造物等との干渉を避ける機能を有し、小型化できる
効果がある。このようにすることで、Fnoが1.4とい
う明るいプリズムにもかかわらず、L=44.0と従来
のプリズムから10%強の増加で実現した。このとき、
0 プリズム入射面の射出光束を含む面内での最大光線高
は、7.1 プリズムの射出面と結像面との間の空気換算距離は、5
用することによって、コンパクトな色分解光学系を実現
した例である。
1.8の高屈折率ガラスを採用することにより、θmax
が小さくなり、色分解光学系が取り込まなければならな
い入射光束径も小さくできるため、プリズムを小型化す
ることができた。
断面図である。θ1、θ2、θ3、l1、l2、l3は、図3
(A)のl3部の全反射領域と、N3部、N4部の光束有
効部を確保しながら、図3(B)、(C)中破線のゴー
ストをM3部、M4部の溝にて避けるように決めた。
を確保することが困難となる。また、
面の有効部を確保することが困難となる。l1が大きく
なると、第2プリズムの射出面が対物レンズの光軸に近
づき、図中I3部の全反射領域を確保することが困難と
なる。l2が大きくなると、第2プリズムの射出面が対
物レンズの光軸に近づき、図中I3部の全反射領域を確
保できない。l2が小さくなると、図中N5部の光束有効
部が確保できない。又、
ず、小さくなるとN6部の光束有効部が確保できない。
部、M4部のそれぞれで、交差する2本の光線(2点鎖
線)よりそれぞれ距離1mm離れた点に溝の先端が位置
するように配置している。この溝を配置することで、図
3(B)、(C)の破線のゴースト光に対して、撮像面
が溝の陰となり、ゴーストを避けることができる。又、
第2、第3プリズムの入射面と射出面にて形成される頂
角に、面取りC3、C4を形成している。特にC4は、干
渉を避けると同時に図3(C)中、破線のゴーストを防
止する機能を有し、ゴーストを避けながら小型化するた
めに不可欠なものである。一般的にテレビカメラ用のレ
ンズはテレセントリックに近く設計されているため、レ
ンズから射出する光線は、その開放Fナンバーで決まる
最大光線角θmaxより大きな角度の光線がない。C4は、
破線で表すゴースト光路のうち、角度をθmaxより小さ
な光線をさえぎる役割を持ち、ゴースト光が撮像面に侵
入することを防止する。図3(C)中θgは、プリズム
内部を通る破線で表すゴースト光の最小角度であり、本
実施例においては、11.9°である。Fナンバー1.
8でテレセントリック条件を満たすレンズからの最大光
線角θmaxは8.8°であるから、θgは、それより十分
大きく、ゴーストが避けられることがわかる。
明るさを保持しているにもかかわらず、L=37.0と
従来のプリズムと同等の長さで実現することができた。
尚
0 プリズム入射面の射出光束を含む面内での最大光線高
は、11.1 プリズムの射出面と結像面との間の空気換算距離は、5
断面図であり、第2プリズムの射出面にプリズムと異な
る平行平板ガラスを配置することが可能とした例であ
る。この数値実施例における平行平板の厚みは、1mm
である。平行平板ガラスを配置する目的としては、プリ
ズムの分光特性を補正、整形するためのトリミングフィ
ルターとして使用する。また、プリズム内で受けた偏光
を補正するλ/4板としたり、エリアジングを防止する
ローパスフィルターなどが考えられる。もちろんこれら
を使わないときは、厚み補正用のダミーガラスを入れる
だけでも構わないしプリズムと一体化することも勿論可
能である。
が確保できない。また、
の有効部を確保することができない。l1が大きくなる
と、第2プリズムの射出面が対物レンズの光軸に近づ
き、図中I4部の全反射領域を確保できない。l2が大き
くなると、第2プリズムの射出面が対物レンズの光軸に
近づき、図中I4部の全反射領域を確保できない。l2が
小さくなると、図中N8部の光束有効部が確保できな
い。
ない。
差する2本の光線(2点鎖線)よりそれぞれ距離1mm
離れた点に溝の先端が位置するように配置している。M
6部の溝は、M6部で交差する2本の光線(2点鎖線)の
交点に溝の先端が位置するように配置している。この溝
を配置することで、図4(B)、(C)の破線のゴース
ト光に対して、撮像面が溝の陰となり、ゴーストを避け
ることができる。
ズムの外周部に近づき、溝を浅くしなければならなくな
る。そのため、図4(C)の破線のゴースト光に対し
て、撮像面を溝の陰に隠せなくなり、ゴースト光を避け
ることができなくなる。また、第2、第3プリズムの入
射面と射出面にて形成される頂角に、面取りC5、C6を
形成している。C6は、メカ的干渉を避けると同時に、
図4(C)中2点鎖線のゴーストを防止する機能を有す
るとともに、本実施例におけるゴースト光の最小角度
は、16.3°であり、テレセントリック性を有するF
1.5のレンズの最大光線角はθmax=12.0°であ
るから、ゴーストは避けられていることがわかる。
のプリズムにもかかわらず、L=44.0
きた。
像サイズ(例えば、ハイビジョンのような2/3”のア
スペクトレシオ16:9の時)のカメラ用のプリズムの
実施例であり、従来のプリズムの長さLは、32〜36
mmである。
0 プリズム入射面の射出光束を含む面内での最大光線高
は、11.8 プリズムの射出面と結像面との空気換算距離は、5
ラスの選び易いn=1.6のガラスでFno=1.4の明
るさを有するプリズムを実現した例であり、小型化が困
難な条件であるが、本数値実施例でも、従来プリズムに
くらべ10%程度の光路長の増加におさえられている。
θ1は、Fno=1.4、n=1.6の組み合わせにおい
て、第1プリズムの2つの全反射条件を満足する唯一の
数値である。θ2、θ3は、それぞれの全反射条件を満足
するほぼ下限の数値であり、
断面図である。
て射出面の有効部を確保することができない。l1が大
きくなると、第2プリズムの射出面の位置が対物レンズ
の光軸に近づき、l6部の全反射領域を確保できない。
確保できない。l2が小さくなると、図中N9部の光束有
効部が確保できない。
ず、小さくなるとN10部の光束有効部が確保できない。
7部、M8部のそれぞれで交差する2本の光線(2点鎖
線)の交点に溝の先端が位置するように配置している。
図5(B)、(C)は、(A)の展開図である。この溝
を配置することで、図5(B)、(C)の破線のゴース
ト光に対して、撮像面が溝の陰となる。また、第2、第
3プリズムの入射面と射出面にて形成される頂角に、面
取りC7、C8を形成している。C8は、メカ的干渉を避
けると同時に、図5(C)中2点鎖線のゴーストを防止
する機能を有するとともに、本実施例におけるゴースト
光の最小角度は、14.3°であり、テレセントリック
性を有するF1.4のレンズの最大光線角はθmax=1
2.8°であるから、ゴーストは避けられていることが
わかる。
のプリズムにもかかわらず、L=39.0
0 プリズム入射面の射出光束を含む面内での最大光線高
は、7.1 プリズムの射出面と結像面との間の空気換算距離Aは、
5
折率の高いガラスを使用することによって、コンパクト
な色分解光学系を実現した例である。
断面図である。θ1、θ2、θ3、l1、l2、l3は、図6
(A)のI7部の全反射領域と、N11部、N12部の光束
有効部を確保しながら、図6(B)、(C)中、破線の
ゴーストをM9部、M10部の溝にて避けるように決め
た。
が確保できない。また、
出面の有効部を確保することができない。l1が大きく
なると、第2プリズムの射出面が対物レンズの光軸に近
づき、図中I7部の全反射領域を確保できない。l2が大
きくなると、第2プリズムの射出面が対物レンズの光軸
に近づき、図中I7部の全反射領域を確保できない。l2
が小さくなると、図中N12部の光束有効部が確保できな
い。
ず、小さくなるとN13部の光束有効部が確保できない。
部、M10部のそれぞれで、交差する2本の光線(2点鎖
線)よりそれぞれ距離1mm、0.5mm離れた点に溝
の先端が位置するように配置している。この溝を配置す
ることで、図6(B)、(C)の破線のゴースト光に対
して、撮像面が溝の陰となる。また、第2、第3プリズ
ムの入射面と射出面にて形成される頂角に、面取り
C9、C10を形成している。C10は、メカ的干渉を避け
ると同時に、図6(C)中2点鎖線のゴーストを防止す
る機能を有するとともに、本実施例におけるゴースト光
の最小角度は、9.2°であり、テレセントリック性を
有するF1.4のレンズの最大光線角はθmax=8.8
°であるから、ゴーストは避けられていることがわか
る。
明るさを確保しているにもかかわらず、L=37.0
プリズムの長さを従来のレンズの互換性を保てる長さに
抑えつつ、F1.8より小さく明るい、4つの光束に色
分解する光学系を実現できる。
開図。
開図。
開図。
開図。
開図。
す図。
Claims (14)
- 【請求項1】 対物レンズからの光を色分解する色分解
光学系において、光の進行方向へ順に所定の頂角を有
し、所定の波長成分を取り出すための第1プリズム、第
1の空気間隔、所定の頂角を有する第2プリズム、第2
の空気間隔、所定の頂角を有する第3プリズム、第4プ
リズムを有することを特徴とする色分解光学系。 - 【請求項2】 前記第1プリズムの前記第1の空気間隔
と接する面には、波長選択性を有する光学薄膜が施され
ていることを特徴とする請求項1の色分解光学系。 - 【請求項3】 前記第2のプリズムの前記第2の空気間
隔と接する面には、波長選択性を有する光学薄膜が施さ
れていることを特徴とする請求項1の色分解光学系。 - 【請求項4】 前記第3プリズムと前記第4プリズムは
接合され、この接合面は半透過面であり、該半透過面に
て反射された光は前記第2の空気間隔にて全反射される
ことを特徴とする請求項1の色分解光学系。 - 【請求項5】 前記色分解プリズムの各光射出部には撮
像素子が配置され、前記撮像素子の有効撮像範囲のう
ち、各射出光束を含む面内での有効撮像寸法をhとした
とき、以下の条件を満足する請求の範囲第1項記載の色
分解分解光学系。 【外1】 ただし、l1、l2、l3:第1、第2、第3プリズムの
それぞれの対物レンズの光軸上における長さ L:対物レンズの光軸上における光束分解プリズムの長
さ - 【請求項6】 請求項1の色分解光学系であって、以下
の条件を満足することを特徴とする。 1.4≦Fno≦1.8 1.6≦n≦1.8 20.8°<θ1<29.2° 【外2】 ただし、 Fno:色分解光学系が通すことができる最小Fナンバー n:プリズムの屈折率 θ1、θ2、θ3:第1、第2、第3プリズムのそれぞれ
の頂角 【外3】 である。 - 【請求項7】 前記第1プリズムの前記第2プリズムの
頂角近傍に、有害光を遮光するための第1の溝、前記第
3プリズムの前記第4プリズム接合部近傍に、有害光を
遮光するための第2の溝を有することを特徴とする請求
項1の色分解光学系。 - 【請求項8】 対物レンズからの光を色分解する色分解
光学系を有するテレビカメラにおいて、光の進行方向へ
順に所定の頂角を有し、所定の波長成分を取り出すため
の第1プリズム、第1の空気間隔、所定の頂角を有する
第2プリズム、第2の空気間隔、所定の頂角を有する第
3プリズム、第4プリズムを有することを特徴とする色
分解光学系を有するテレビカメラ。 - 【請求項9】 前記第1プリズムの前記第1の空気間隔
と接する面には、波長選択性を有する光学薄膜が施され
ていることを特徴とする請求項8の色分解光学系を有す
るテレビカメラ。 - 【請求項10】 前記第2のプリズムの前記第2の空気
間隔と接する面には波長選択性を有する光学薄膜が施さ
れていることを特徴とする請求項8の色分解光学系を有
するテレビカメラ。 - 【請求項11】 前記第3プリズムと前記第4プリズム
は接合され、この接合面は半透過面であり、該半透過面
にて反射された光は前記第2の空気間隔にて全反射され
ることを特徴とする請求項8の色分解光学系を有するテ
レビカメラ。 - 【請求項12】 前記色分解プリズムの各光射出部には
撮像素子が配置され、前記撮像素子の有効撮像範囲のう
ち、各射出光束を含む面内での有効撮像寸法をhとした
とき、以下の条件を満足する請求の範囲第8項記載の色
分解光学系を有するテレビカメラ。 【外4】 ただし、 l1、l2、l3:第1、第2、第3プリズムのそれぞれ
の対物レンズの光軸上における長さ L:対物レンズの光軸上における光束分解プリズムの長
さ - 【請求項13】 請求項8の色分解光学系を有するテレ
ビカメラであって、以下の条件を満足することを特徴と
する。 1.4≦Fno≦1.8 1.6≦n≦1.8 20.8°<θ1<29.2° 【外5】 ただし、 Fno:色分解光学系が通すことができる最小Fナンバー n:プリズムの屈折率 θ1、θ2、θ3:第1、第2、第3プリズムのそれぞれ
の頂角、 【外6】 である。 - 【請求項14】 前記第1プリズムの前記第2プリズム
の頂角近傍に、有害光を遮光するための第1の溝、前記
第3プリズムの前記第4プリズム接合部近傍に、有害光
を遮光するための第2の溝を有することを特徴とする請
求項8の色分解光学系を有するテレビカメラ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07203294A JP3507122B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラ |
US08/419,233 US5777674A (en) | 1994-04-11 | 1995-04-10 | Four color separation optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07203294A JP3507122B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07281012A true JPH07281012A (ja) | 1995-10-27 |
JP3507122B2 JP3507122B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=13477670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07203294A Expired - Fee Related JP3507122B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5777674A (ja) |
JP (1) | JP3507122B2 (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6342980B1 (en) | 1999-03-19 | 2002-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Beam splitting prism system |
EP0933929B1 (en) * | 1998-01-19 | 2006-04-12 | Fujinon Corporation | Optical system for TV camera with still-taking function |
JP2012047805A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Fujifilm Corp | 色分解光学系 |
JP2016178995A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP2017029763A (ja) * | 2016-09-27 | 2017-02-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP6132251B1 (ja) * | 2016-05-19 | 2017-05-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP6168436B1 (ja) * | 2016-09-21 | 2017-07-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
US9885873B2 (en) | 2015-08-10 | 2018-02-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Color separation optical system and image pickup apparatus including the same |
JP2018047222A (ja) * | 2017-06-14 | 2018-03-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | カメラヘッド及び内視鏡 |
US10122975B2 (en) | 2016-05-19 | 2018-11-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscope system |
JP2018171507A (ja) * | 2018-07-19 | 2018-11-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 4色プリズム |
JP2018196740A (ja) * | 2018-07-19 | 2018-12-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光学装置および内視鏡 |
JP2020008823A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 武蔵オプティカルシステム株式会社 | 色分解光学系及びこれを用いたテレビカメラ |
JP2021013753A (ja) * | 2020-10-19 | 2021-02-12 | パナソニックi−PROセンシングソリューションズ株式会社 | 医療用光学顕微鏡 |
JP2021505940A (ja) * | 2017-12-04 | 2021-02-18 | ライカ マイクロシステムズ シーエムエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングLeica Microsystems CMS GmbH | 顕微鏡システムおよびこの種の顕微鏡システムを用いた顕微鏡結像のための方法 |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218412A (ja) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Shinkawa Ltd | ボンディング装置 |
US6295173B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-09-25 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Configuration for color division and/our recombination |
US6590242B1 (en) * | 1999-02-25 | 2003-07-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-receiving element and photoelectric conversion device |
JP2000347012A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-12-15 | Nikon Corp | 色分解プリズム、該プリズムを備える投射型表示装置及びカメラ |
US6859229B1 (en) * | 1999-06-30 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
WO2001026384A1 (en) * | 1999-10-06 | 2001-04-12 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Color separating prism assembly and image projection display system |
EP1126412B1 (en) * | 2000-02-16 | 2013-01-30 | FUJIFILM Corporation | Image capturing apparatus and distance measuring method |
TW440710B (en) * | 2000-05-16 | 2001-06-16 | Ind Tech Res Inst | A high color purity three-primaries spectrometer |
WO2002008685A2 (en) * | 2000-07-26 | 2002-01-31 | Optinav, Inc. | Apparatus and method for determining the range of remote objects |
US6330113B1 (en) * | 2000-09-28 | 2001-12-11 | Foveon, Inc. | Color separation prism with adjustable path lengths |
US6493148B1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-12-10 | Opto Power Corporation | Increasing laser beam power density |
JP3726699B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2005-12-14 | 日本ビクター株式会社 | 光学撮像装置、光学測距装置 |
US20040125228A1 (en) * | 2001-07-25 | 2004-07-01 | Robert Dougherty | Apparatus and method for determining the range of remote objects |
US7120309B2 (en) * | 2001-11-08 | 2006-10-10 | Lightsharp Llc | Ghost image correction system and method |
US7359122B2 (en) * | 2005-06-09 | 2008-04-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Prism assembly |
US7274454B2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-09-25 | Eastman Kodak Company | Imaging system with programmable spectral switch |
JP2007235877A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Fujifilm Corp | 多板式固体撮像素子モジュール及び撮像装置 |
US20070211343A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-13 | Stephan Clark | Method and apparatus for reducing optical reflections |
US8184375B2 (en) | 2008-06-27 | 2012-05-22 | Panavision Federal Systems, Llc | Wavelength separating beamsplitter |
JP2013247440A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Canon Inc | 撮像装置 |
US9746412B2 (en) | 2012-05-30 | 2017-08-29 | Iris International, Inc. | Flow cytometer |
DE102016102209B4 (de) * | 2016-02-09 | 2021-08-26 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Optische Anordnung und Objektivanschluss mit Mehrwege-Prisma |
DE102016106462B4 (de) | 2016-04-08 | 2020-10-22 | Carl Zeiss Ag | Optische Anordnung, Verwendungen derselben und Objektivanschluss |
JP7219002B2 (ja) * | 2017-09-11 | 2023-02-07 | i-PRO株式会社 | 内視鏡 |
US20210075978A1 (en) * | 2017-09-15 | 2021-03-11 | Kent Imaging | Hybrid Visible and Near Infrared Imaging with an RGB Color Filter Array Sensor |
JP6765494B1 (ja) * | 2019-10-31 | 2020-10-07 | パナソニックi−PROセンシングソリューションズ株式会社 | 3板式カメラ |
TWI768696B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-06-21 | 大立光電股份有限公司 | 用於相機模組的光轉折元件、相機模組與電子裝置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1462828A1 (de) * | 1966-04-27 | 1969-08-07 | Philips Nv | Fernsehkamera mit Farbspaltung-Prismensystem zwischen dem Objektiv und den Aufnahmeroehren |
US3659918A (en) * | 1970-03-24 | 1972-05-02 | Philips Corp | Color separating prism system |
GB1474699A (en) * | 1973-12-11 | 1977-05-25 | Rank Organisation Ltd | Beam splitting prism assembly |
US4236177A (en) * | 1978-01-17 | 1980-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Beam splitting prism assembly with bias light source |
US4507679A (en) * | 1982-12-16 | 1985-03-26 | Rca Corporation | Color TV camera with four-port prism |
FR2550902B1 (fr) * | 1983-08-17 | 1989-03-17 | Canon Kk | Camera de television en couleur |
JPS6042702A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-07 | Canon Inc | カラ−テレビジヨンカメラ |
US4916529A (en) * | 1986-11-14 | 1990-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging device utilizing solid-state image sensors combined with a beam-splitting prism |
JPS63283355A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 垂直光入射型画像読取装置 |
US5134468A (en) * | 1989-02-21 | 1992-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus for varying the lengths of optical path of color component light beams |
JPH04180010A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 光束分割プリズム |
JPH05219513A (ja) * | 1992-01-27 | 1993-08-27 | Ikegami Tsushinki Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPH06335006A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP07203294A patent/JP3507122B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-10 US US08/419,233 patent/US5777674A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0933929B1 (en) * | 1998-01-19 | 2006-04-12 | Fujinon Corporation | Optical system for TV camera with still-taking function |
US6342980B1 (en) | 1999-03-19 | 2002-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Beam splitting prism system |
JP2012047805A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Fujifilm Corp | 色分解光学系 |
US10038883B2 (en) | 2015-03-23 | 2018-07-31 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscopic system |
JP2016178995A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
US10609351B2 (en) | 2015-03-23 | 2020-03-31 | Panasonic I-Pro Sensing Solutions Co., Ltd. | Endoscope and endoscopic system |
US10412355B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-09-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscopic system |
US10182218B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-01-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscopic system |
US9885873B2 (en) | 2015-08-10 | 2018-02-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Color separation optical system and image pickup apparatus including the same |
US10122975B2 (en) | 2016-05-19 | 2018-11-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscope system |
US10560671B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-02-11 | Panasonic I-Pro Sensing Solutions Co., Ltd. | Medical camera |
JP2017205354A (ja) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
US10244213B2 (en) | 2016-05-19 | 2019-03-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Endoscope and endoscope system |
US10271024B1 (en) | 2016-05-19 | 2019-04-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Four color separation prism |
JP6132251B1 (ja) * | 2016-05-19 | 2017-05-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP6168436B1 (ja) * | 2016-09-21 | 2017-07-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP2018047064A (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP2017029763A (ja) * | 2016-09-27 | 2017-02-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 内視鏡及び内視鏡システム |
JP2018047222A (ja) * | 2017-06-14 | 2018-03-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | カメラヘッド及び内視鏡 |
JP2021505940A (ja) * | 2017-12-04 | 2021-02-18 | ライカ マイクロシステムズ シーエムエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングLeica Microsystems CMS GmbH | 顕微鏡システムおよびこの種の顕微鏡システムを用いた顕微鏡結像のための方法 |
JP2020008823A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 武蔵オプティカルシステム株式会社 | 色分解光学系及びこれを用いたテレビカメラ |
JP2018196740A (ja) * | 2018-07-19 | 2018-12-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光学装置および内視鏡 |
JP2018171507A (ja) * | 2018-07-19 | 2018-11-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 4色プリズム |
JP2021013753A (ja) * | 2020-10-19 | 2021-02-12 | パナソニックi−PROセンシングソリューションズ株式会社 | 医療用光学顕微鏡 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3507122B2 (ja) | 2004-03-15 |
US5777674A (en) | 1998-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3507122B2 (ja) | 色分解光学系、あるいは色分解光学系を有するテレビカメラ | |
JP5066420B2 (ja) | 色分解光学系および撮像装置 | |
US8310765B2 (en) | Color separating optical system | |
US6342980B1 (en) | Beam splitting prism system | |
WO2007123064A1 (ja) | 複眼方式のカメラモジュール | |
JP2008294819A (ja) | 撮像装置 | |
US5777673A (en) | Color separation prism | |
US20240004182A1 (en) | Beam Splitting Device for a Distal End Section of an Endoscope, Objective System and Endoscope | |
US6667656B2 (en) | Color separating optical system | |
JPH08275182A (ja) | カラーモード・赤外モード共用型テレビカメラ | |
JP2007006318A (ja) | 撮像光学系および撮像装置 | |
JP4545859B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP4610324B2 (ja) | 色分解光学系 | |
JPH11205664A (ja) | 撮像装置とビデオカメラ | |
JP3104432B2 (ja) | 色分解光学系 | |
US8659833B2 (en) | Color separating optical system and image pickup apparatus including the same | |
JPH0277001A (ja) | ビデオカメラ用プリズム | |
JP2004208212A (ja) | 撮像装置 | |
JP2001251547A (ja) | 撮像装置および撮像方法 | |
JPH05168023A (ja) | 撮像装置 | |
JP2823096B2 (ja) | 色分解光学系 | |
JP2004258497A (ja) | テレビカメラ用色分解光学系 | |
JPS6042702A (ja) | カラ−テレビジヨンカメラ | |
JP3136849B2 (ja) | 色分解プリズム装置 | |
JPS5986389A (ja) | テレビジヨンカメラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081226 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081226 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091226 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091226 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101226 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |