JPH08304611A - 光分割プリズム - Google Patents

光分割プリズム

Info

Publication number
JPH08304611A
JPH08304611A JP10593795A JP10593795A JPH08304611A JP H08304611 A JPH08304611 A JP H08304611A JP 10593795 A JP10593795 A JP 10593795A JP 10593795 A JP10593795 A JP 10593795A JP H08304611 A JPH08304611 A JP H08304611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light beam
splitting prism
spherical
luminous flux
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.)
Pending
Application number
JP10593795A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichiro Wakamiya
俊一郎 若宮
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.)
Pentax Precision Co Ltd
Original Assignee
Asahi Seimitsu KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Seimitsu KK filed Critical Asahi Seimitsu KK
Priority to JP10593795A priority Critical patent/JPH08304611A/ja
Priority to DE1996116834 priority patent/DE19616834A1/de
Publication of JPH08304611A publication Critical patent/JPH08304611A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G02B27/1013Beam 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集束光束または発散光束中に置かれ、その光
束入射面から入射し光束分割面で分割された該集光光束
または発散光束を複数の光束出射面からそれぞれ出射す
る光分割プリズムにおいて、集束光束光学系または発散
光束光学系が本来持つ球面収差を悪化させることがない
光分割プリズムを得ること。 【構成】 光束入射面と複数の光束出射面の少なくとも
光束入射面を、集光光束の結像点または発散光束の発散
点を中心とする球面とした光分割プリズム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、集束光束または発散光束中に置
かれて、該集光光束または発散光束を分割する光分割プ
リズムに関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】例えば、レンズ光学系を
透過してその結像点に集光する光を、プリズムに設けた
光束分割面で分割する光学機器は、各種知られている。
例えば、次のような応用例がある。 (1)テレビカメラにおいて、撮影レンズを透過した集
光光束を光分割プリズムの光束分割面で撮像素子とファ
インダー系とに分割する。 (2)カラーテレビカメラにおいて、撮影レンズを透過
した集光光束を、光分割プリズムの光束分割面で赤、
緑、青の三色に分割する。 (3)偏光を利用した機器において、集光レンズを透過
した光束を光分割プリズムの光束分割面でS偏光光束と
P偏光光束に分割する。光束分割面に設ける光束分割膜
は、その目的に応じた性質の多層膜が用いられる。
【0003】ところが、従来の光分割プリズムは、その
入射面及び出射面がともに光軸と直交する平面からなっ
ている。このため、光分割プリズムが球面収差を発生さ
せ、光束を集束させるレンズ系が本来持っている結像性
能を劣化させるという問題があった。この問題は、光分
割プリズムが発生させる球面収差を考慮してレンズ系を
設計し、あるいは球面収差の大きさが目立たなくなる程
暗いFナンバーでレンズ系を使用することによって解決
されるが、しかし、前者はコストが高く、後者は光分割
プリズムの応用範囲を制限する。
【0004】
【発明の目的】本発明は、光分割プリズムについての以
上の問題意識に基づき、集束光束または発散光束中に置
かれて該光束を分割する光束分割プリズムが、光学系が
本来持つ収差、特に球面収差を悪化させることのない光
分割プリズムを得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明の光分割プリズムは、集束光束ま
たは発散光束中に置かれ、その光束入射面から入射し光
束分割面で分割された該集光光束または発散光束を複数
の光束出射面からそれぞれ出射する光分割プリズムにお
いて、光束入射面と複数の光束出射面の少なくとも1面
を、集光光束の結像点側または発散光束の発散点側に中
心を持つ球面から構成したことを特徴としている。
【0006】光分割プリズムで発生する球面収差をより
完全に抑制するためには、この球面を、集光光束の結像
点または発散光束の発散点を中心とする球面とすること
が好ましい。しかし、球面の中心が厳密に結像点または
発散点に一致していなくても、一定の効果を得ることが
できる。
【0007】
【発明の実施例】以下図示実施例について本発明を説明
する。図1は、本発明の第1の実施例で、集光レンズ系
11と撮像素子12との間に、本発明の特徴とする光分
割プリズム20が置かれている。集光レンズ系11によ
る集光光束は、光分割プリズム20を透過して撮像素子
12上に結像する。光分割プリズム20は、2つのプリ
ズム21a、21bの接合面を光束分割面(ハーフミラ
ー面)22としたもので、光束分割面22は、集光レン
ズ系11の光軸に対して45゜をなしている。光束分割
面22は、入射光束の例えば半分を透過させて撮像素子
12に与え、残りを反射させてファインダ系受光素子1
3に与える。撮像素子12は、集光レンズ系11の光軸
O上に位置し、ファインダ系受光素子13は光束分割面
22によって分割された分割光軸O’上に位置してい
る。
【0008】本発明の光分割プリズム20は、プリズム
21aの光束入射面を凸球面23とし、プリズム21a
と21bの光束出射面(部)を凹球面24aと24bと
から構成した点に特徴がある。凸球面23と凹球面24
bの曲率中心は、撮像素子12上の結像点12Oであ
り、凹球面24aの曲率中心は、ファインダ系受光素子
13上の結像点13Oである。
【0009】この構成によれば、光分割プリズム20の
凸球面23は、集光レンズ系11を透過して撮像素子1
2とファインダ系受光素子13に向かう集光光束に対し
てレンズ作用を持たず、同様に、凹球面24a、24b
はこれから出射して撮像素子12、ファインダ系受光素
子13に向かう集光光束に対してレンズ作用を持たな
い。このため、光分割プリズム20による球面収差は発
生しない。
【0010】従来の光分割プリズムは、入射面と出射面
がともに平面からなっている。このため、入射面は、集
光レンズ系11を透過して撮像素子12に向かう集光光
束に対して凹面のレンズ作用を持ち、出射面は、これか
ら出射して撮像素子12に向かう集光光束に対して凸面
のレンズ作用を持ってしまう。そして、入射面における
凹面の作用と出射面における凸面の作用の度合いが異な
るため、従来の光分割プリズムではプラスの大きな球面
収差が発生し、集光レンズ系本来の結像性能を損なって
しまうことになる。本発明の光分割プリズム20によれ
ば、このような入出射面のレンズ作用を抑制できるの
で、球面収差の増大を招くことがない。入射面で発生す
る球面収差は、分割されたすべての光束に影響を与える
ので、少なくとも入射面は凸球面23とし、出射面は、
必要に応じて凹球面24a、24bとすることが好まし
い。特に、図1の例において、ファインダ系受光素子1
3を例えば単なる測光用の受光素子とする場合には、凹
球面24aは形成する必要がない。凸球面23、凹球面
24a、24bは、研磨によって直接形成し、樹脂材料
の成形によって形成し、あるいはガラス材料上に樹脂材
料を付着させるハイブリッドレンズから形成する等が可
能である。凸球面、凹球面の形成手段は問わない。
【0011】図1の実施例は、光分割プリズム20の光
束分割面22を偏光膜、撮像素子12をP偏光光束受光
素子、ファインダ系受光素子13をS偏光光束受光素子
とすることにより、偏光を用いた機器に適用することが
できる。
【0012】図2は、本発明を集光光束を3分割する光
分割プリズム30に本発明を適用した実施例である。具
体的には、集光レンズ系11による集光光束を、青、
赤、緑に分割し、それぞれ青色光受光素子(撮像素子)
15、赤色光受光素子16、及び緑色光受光素子17に
入射させる。この実施例では、光分割プリズム30は、
3個のプリズム31a、31b、31cからなってい
て、プリズム31aには光束入射面と1つの出射面があ
り、プリズム31b、31cにはそれぞれ1つの光束出
射面がある。プリズム31aの光束入射面には、凸球面
32が形成されている。
【0013】プリズム31aと31bの境界面には、青
色光を反射して、赤色光と緑色光を透過するダイクロイ
ック膜33aが介在しており、プリズム31bと31c
の境界面には、赤色光を反射して緑色光を透過するダイ
クロイック膜33bが介在している。
【0014】ダイクロイック膜33aの反射光路(光
軸)O’は、プリズム31aの全反射面34で反射した
後、出射面(部)に達し、この出射面に凹球面35aが
形成されている。ダイクロイック膜33bの反射光路
(光軸)O”は、プリズム31bの全反射面36で反射
した後、出射面(部)に達し、この出射面に凹球面35
bが形成されている。一方、プリズム31cには、ダイ
クロイック膜33a、33bを透過する光軸O上に、出
射面(部)が形成され、この出射面に凹球面35cが形
成されている。集光レンズ系11による集光光束の結像
点は、光軸O、O’、O”上にそれぞれ存在する。そし
て、凸球面32の曲率中心は光軸O上の結像点に一致
し、凹球面35aの曲率中心は光軸O’上の結像点に一
致し、凹球面35bの曲率中心は光軸O”上の結像点に
一致し、凹球面35cの曲率中心は光軸O上の結像点に
一致している。また、緑色光受光素子17は、集光レン
ズ系11による集光光束の光軸O上の結像点に位置し、
青色光受光素子15は、光軸O’上の結像点に位置し、
赤色光受光素子16は光軸O”上の結像点に位置してい
る。
【0015】この実施例によっても、光分割プリズム3
0の凸球面32は、集光レンズ系11を透過して各受光
素子15、16、17に向かう集光光束に対してレンズ
作用を持たず、同様に、凹球面35a、35b、35c
は、これから出射して各受光素子15、16、17に向
かう集光光束に対してレンズ作用を持たない。このた
め、光分割プリズム30による球面収差は発生しない。
【0016】次に、集光レンズ系と光分割プリズムの具
体例について、その収差の変化を説明する。図5は、次
の表1に示すデータの集光レンズ系11の構成図、図6
はその球面収差図である。表中FはFナンバー、fは焦
点距離、ri はレンズ各面の曲率半径、di はレンズ厚
もしくはレンズ間隔、Nはd線の屈折率、νはd線のア
ッベ数を示す。図6中、d、C、Fは、それぞれd線、
C線、F線の球面収差である。
【0017】
【表1】 F=1:1.4 f=50.00mm 面 No. ri di N ν 1 37.727 6.700 1.58913 61.11 2 -1430.844 0.250 - - 3 22.910 6.800 1.62041 60.27 4 52.900 2.000 - - 5 184.409 10.000 1.76182 26.55 6 14.677 10.601 - - 7 36.900 3.000 1.74320 49.37 8 -104.800 18.052 - -
【0018】図3は、この図5(表1)の集光レンズ系
11の後部に、本発明による光分割プリズム20を挿入
した光学構成図である。そのレンズデータを表2に示
し、球面収差を図4に示す。表2は、光分割プリズムと
して面No.9と10が加えられている点が表1と相違
する。面No.9と10の曲率半径の中心は、図3の集
光レンズ系11の結像点である。図4の球面収差は、図
6に示す集光レンズ系単体の球面収差と実質的に同じで
あり、光分割プリズム20は、集光レンズ系11が本来
持つ補正された球面収差を全く悪化させていない。図3
では、図を簡単にするために、光分割プリズム20に光
束分割面を描いていないが、各分割光束について球面収
差は同様に表われる。
【0019】
【表2】 面 No. ri di N ν 1 37.727 6.700 1.58913 61.11 2 -1430.844 0.250 - - 3 22.910 6.800 1.62041 60.27 4 52.900 2.000 - - 5 184.409 10.000 1.76182 26.55 6 14.677 10.601 - - 7 36.900 3.000 1.74320 49.37 8 -104.800 18.052 - - 9 17.052 15.000 1.77250 49.57 10 2.052 2.052 - -
【0020】図7は、比較例として、図5(表1)の集
光レンズ系11の後部に、光束入射面、出射面とも平面
からなる従来の光分割プリズムPを挿入した光学構成図
であり、そのレンズデータを表3に示し、球面収差を図
8に示す。表3は、光分割プリズムとして面No.9と
10が加えられている点が表1と相違する。面No.9
と10は平面(曲率半径∞)である。図8では、図6に
示す集光レンズ系単体の球面収差に比して大きなプラス
の球面収差が発生していることが分かる。
【0021】
【表3】 面 No. ri di N ν 1 37.727 6.700 1.58913 61.11 2 -1430.844 0.250 - - 3 22.910 6.800 1.62041 60.27 4 52.900 2.000 - - 5 184.409 10.000 1.76182 26.55 6 14.677 10.601 - - 7 36.900 3.000 1.74320 49.37 8 -104.800 18.052 - - 9 ∞ 15.000 1.77250 49.57 10 ∞ 8.590 - -
【0022】以上の実施例では、集光光束中に光分割プ
リズムを挿入する場合について説明したが、本発明は、
発散光束中に光分割プリズムを挿入する場合にも適用で
きる。この場合には、光束入射面、出射面の曲面を発散
光束の発散点を中心とする球面とすることが最も好まし
い。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の光分割プリズム
は、集束光束中または発散光束中に置かれたとき、集束
光束光学系、発散光束光学系がそれぞれ持つ収差、特に
球面収差を悪化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光分割プリズムの第1の実施例を示す
光学断面図である。
【図2】同第2の実施例を示す光学断面図である。
【図3】集光レンズ系と本発明による光分割プリズムを
組み合わせた光学系のより具体的な構成例を示す光学断
面図である。
【図4】図3の光学系の球面収差図である。
【図5】図3の光学系から光分割プリズムを除去した、
集光レンズ系単体の状態を示す光学断面図である。
【図6】図5の集光レンズ系の球面収差図である。
【図7】図5の集光レンズ系に、光束入射面、出射面と
もに平面からなる従来の光束分割プリズムを組み合わせ
た光学系の光学断面図である。
【図8】図7の光学系の球面収差図である。
【符号の説明】
11 集光レンズ系 20 30 光分割プリズム 21a 21b 31a 31b 31c プリズム 22 光束分割面 23 32 凸球面 24a 24b 35a 35b 35c 凹球面 33a 33b ダイクロイック膜(光束分割膜)
【手続補正書】
【提出日】平成8年4月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【表2】 面 No. ri di N ν 1 37.727 6.700 1.58913 61.11 2 -1430.844 0.250 - - 3 22.910 6.800 1.62041 60.27 4 52.900 2.000 - - 5 184.409 10.000 1.76182 26.55 6 14.677 10.601 - - 7 36.900 3.000 1.74320 49.37 8 -104.800 1.000 - - 9 17.052 15.000 1.77250 49.57 10 2.052 2.052
− −
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【表3】 面 No. ri di N ν 1 37.727 6.700 1.58913 61.11 2 -1430.844 0.250 - - 3 22.910 6.800 1.62041 60.27 4 52.900 2.000 - - 5 184.409 10.000 1.76182 26.55 6 14.677 10.601 - - 7 36.900 3.000 1.74320 49.37 8 -104.800 1.000 - - 9 ∞ 15.000 1.77250 49.57 10 ∞ 8.590 −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集束光束または発散光束中に置かれ、そ
    の光束入射面から入射し光束分割面で分割された該集光
    光束または発散光束を複数の光束出射面からそれぞれ出
    射する光分割プリズムにおいて、 上記光束入射面と複数の光束出射面の少なくとも1面
    を、集光光束の結像点側または発散光束の発散点側に中
    心を持つ球面から構成したことを特徴とする光分割プリ
    ズム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、球面は、集光光束の
    結像点または発散光束の発散点を中心とする球面である
    光分割プリズム。
JP10593795A 1995-04-28 1995-04-28 光分割プリズム Pending JPH08304611A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10593795A JPH08304611A (ja) 1995-04-28 1995-04-28 光分割プリズム
DE1996116834 DE19616834A1 (de) 1995-04-28 1996-04-26 Optischer Strahlenteiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10593795A JPH08304611A (ja) 1995-04-28 1995-04-28 光分割プリズム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08304611A true JPH08304611A (ja) 1996-11-22

Family

ID=14420771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10593795A Pending JPH08304611A (ja) 1995-04-28 1995-04-28 光分割プリズム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH08304611A (ja)
DE (1) DE19616834A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170010417A1 (en) * 2014-03-26 2017-01-12 Fujikura Ltd. Light guiding device, manufacturing method, and ld module

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3890128B2 (ja) * 1997-10-28 2007-03-07 沖電気工業株式会社 反射型プリズム
DE19814969A1 (de) * 1998-04-03 1999-10-07 Daimler Chrysler Ag Optisches Bauelement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170010417A1 (en) * 2014-03-26 2017-01-12 Fujikura Ltd. Light guiding device, manufacturing method, and ld module
US9864142B2 (en) * 2014-03-26 2018-01-09 Fujikura Ltd. Light guiding device, manufacturing method, and LD module

Also Published As

Publication number Publication date
DE19616834A1 (de) 1996-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5341186A (en) Active autofocusing type rangefinder optical system
US6942347B2 (en) Color combining optical system, image projection optical system, and projection type image display apparatus
JP5143218B2 (ja) 照明装置及びそれを有した投影装置
US5327289A (en) Luminous flux separating optical system
US6831706B2 (en) Projection image display apparatus
US7614751B2 (en) Illumination optical system and image display apparatus including the same
JP4672827B2 (ja) ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置
JP2003255226A (ja) 投映用レンズ
JPH08304611A (ja) 光分割プリズム
JP4628618B2 (ja) 撮像光学系
US6671101B2 (en) Color combining optical element, color separation optical element, and projection type display apparatus using them
JPWO2008078820A1 (ja) インテグレータおよびそれを用いた光学ユニット
JP3065068B1 (ja) 投影光学系
JPH07113904A (ja) 光束分割プリズム
JP3048267B2 (ja) 顕微鏡光学系
JP2001159705A (ja) 色分解光学系及びそれを用いたテレビカメラ
JP2002131639A (ja) ズームレンズ及びこのレンズを備える投射型表示装置
JP2653190B2 (ja) 色分解光学系
JP2007140097A (ja) 画像投射光学系および画像投射装置
JP2020020840A (ja) 光束分割プリズム
JP2019200261A (ja) 光束分割プリズム
JPH0722641Y2 (ja) 色分解光学系
JPS58106517A (ja) 光分割器
JPH06258506A (ja) 3色分解光学系
JPH0534630A (ja) カラー画像読取装置