JPH0862407A - 色分解プリズム - Google Patents

色分解プリズム

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JPH0862407A
JPH0862407A JP6199545A JP19954594A JPH0862407A JP H0862407 A JPH0862407 A JP H0862407A JP 6199545 A JP6199545 A JP 6199545A JP 19954594 A JP19954594 A JP 19954594A JP H0862407 A JPH0862407 A JP H0862407A
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JP
Japan
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prism
color separation
separation prism
image pickup
value
Prior art date
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Application number
JP6199545A
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English (en)
Inventor
Kazuo Yoshikawa
和雄 吉川
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
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    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/13Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 4ブロック構成の色分解プリズムのF数を撮
像レンズのF数と略等しい値とすることにより、現行カ
メラ内における色分解プリズム配設位置へのそのままの
配設を可能とし、かつ光学系全体として、3ブロック構
成の色分解プリズムと略同等の明るさを得つつ、デュア
ルグリーン方式の実効を可能とする。 【構成】 この色分解プリズム1はハイビジョン対応の
高精細度カメラに搭載されるものであり、赤色用(R)
2a、2つの緑色用(G1 ,G2 )2b,2cおよび青
色用(B)2dの4つのプリズムを所定の配置で互いに
接合してなるもので、さらに光入射側および光射出側に
所定のフィルタ3,4,5,7a〜d、カバーガラス6
a〜dおよびCCD撮像素子8a〜dを配設してなる。
また、F数は撮像レンズのF数と同じ値である1.7 に設
定されている。これによりプリズム部分の厚みl1 を3
9.3mmと小さくすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特にCCDカメラ(ビ
デオカメラを含む)に搭載されてカラー画像をR,G,
Bの3色に分解する色分解プリズムに関し、詳しくは放
送用等に用いられる高精細度カメラの色分解プリズムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようする課題】従来よ
り、放送用のCCDカメラにはカラー画像をR,G,B
の各画像に分解するための色分解プリズムが搭載されて
いる。
【0003】ところで、近年のテレビのハイビジョン化
等に対応して、より解像度の高いCCDカメラが要求さ
れ、これに応じて効率良く解像度を高めることができる
デュアルグリーン方式のものが開発されている。このデ
ュアルグリーン方式とはR,G,Bのうち解像度に最も
影響を与えるGに2チャンネルを割り当て、これらGの
2チャンネルに対しては画素ずらしの技術を適用してG
信号のみ広帯域とし、これにより効率良く解像度を高め
る方式である。
【0004】しかし、デュアルグリーン方式であっても
3ブロック構成のものは、G以外のRとBに共通の1チ
ャンネルを割り当てており(図5参照)、このR,B共
通のB/Rチャンネル用のCCD素子38をBとRの両色
について同時にベストフォーカス位置に配設することが
困難であるから、解像力や色再現性の点で不利となり、
また、この共通の1チャンネルについてストライプフィ
ルタ36を挿入する必要が生じる。
【0005】そこで、本願発明者等は、3ブロックデュ
アルグリーン方式の問題点を改良するためにB用とR用
に各々1チャンネルを割り当てた4ブロックデュアルグ
リーン方式に注目し、この方式を実現するため4ブロッ
ク構成の色分解プリズムを既に開発している(図2参
照)。
【0006】この4ブロック構成の色分解プリズムを用
いた場合には、G用の2つのCCD素子18b,18cが4
つの色分解プリズムの射出面のうち2つの射出面の前方
に配設され、R用のCCD素子18aおよびB用のCCD
素子18dが他の2つの射出面の前方に配設される。上記
G用の2つのCCD素子18b,18cが対応する射出面の
前方に配設される際には、互いに半画素ピッチずらすよ
うに設定され、しかもB用とR用のCCD素子18a,18
dは各々のベストフォーカス位置に設定されることとな
り、これにより各CCD素子の画素数が少なくても解像
度が高く色再現性の良好なデュアルグリーン方式の実効
を図ることが可能となる。
【0007】しかしながら、このように色分解プリズム
を4ブロック構成とすると、どうしても全体のサイズが
大きくなり、カメラ内の所定位置に収用できなかった
り、レンズ位置との整合性が不良となってレンズの性能
が充分に発揮できない等という問題が生じる。
【0008】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、解像度が高く色再現性の良好なデ
ュアルグリーン方式に対応した構成としてもカメラ内の
所定位置に収用することができ、光学系全体としての明
るさを確保し得る色分解プリズムを提供することを目的
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の色分解プリズム
は、撮像カメラに搭載される色分解プリズムにおいて、
入射光が、緑色用として2チャンネル、赤色用として1
チャンネル、青色用として1チャンネルの合計4チャン
ネルに分解されるように、かつF数が、このプリズムと
組み合わせられる撮像レンズのF数と略同程度となるよ
うに構成されてなることを特徴とするものである。
【0010】
【作用および発明の効果】上記構成によれば、デュアル
グリーン方式に対応した4ブロック構成とされ、かつ、
F数が撮像レンズのF数と略同程度となるように設定さ
れている。
【0011】一般に、撮像レンズのF数は1.7 程度より
小さく設定するのが困難であるのに対し、従来の3ブロ
ック構成の色分解プリズムのF数は1.4 程度とされてお
り、これら両者を組み合わせると色分解プリズムのF数
に余裕があるが、このように光学系を組合せる際に、い
ずれか一方のF数に余裕があっても結局最小律が適用さ
れてその余裕分は有効に機能しない。
【0012】本願発明はこのような事実に基づいてなさ
れたもので、色分解プリズムのF数を撮像レンズのF数
と略同程度とすることにより、そのF数の低下分に応じ
て各ブロックの径、すなわちこのプリズムのサイズを小
さくすることができる。これにより3ブロック構成の色
分解プリズムよりも1ブロック分の構成を多くしつつ
も、撮像レンズと組み合わせた光学系全体の明るさを低
下させずにサイズの小型化を図ることができ、カメラ内
における現行の色分解プリズム配設位置に適切に収納す
ることができる。
【0013】また、F数を撮像レンズと略同程度まで低
下せしめることによりプリズム材料(硝材)として屈折
率が小さいものを選択することが可能となり、材料選択
の自由度が大きくなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の色分解プリズムについて図面
を用いて説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例に係る色分解プリ
ズム1を示す概略図である。この色分解プリズム1はH
DTV方式(ハイビジョン)対応の高精細度カメラに搭
載されるものであり、赤色用プリズム(R)2a、2つ
の緑色用プリズム(G1 ,G2 )2b,2cおよび青色
用プリズム(B)2dの4つのプリズムを所定の配置で
互いに接合してなるもので、さらに光入射側に近赤外カ
ットフィルタ3、ND/色温度変換フィルタ4およびロ
ーパスフィルタ5を、各プリズム2a〜dの光射出面に
トリミングフィルタ7a〜dを配設してなる。
【0016】また、これらの各プリズム2a〜dの光射
出面の前方には各々カバーガラス6a〜dを介してCC
D撮像素子(例えば2/3″130 万画素FIT CC
D)8a〜dが配設されている。
【0017】なお、2つの緑色チャンネル(G1
2 )用のCCD撮像素子8b,8cは互いに半画素ピ
ッチだけずらした状態でプリズム2b,2cの光射出面
の前方に配設されており、これによりCCD撮像素子8
b,8c各々からの出力信号の合成信号は広帯域のG信
号(例えば48MHz)となる。一方、R,Bの各色信号
についてはG信号の半分(例えば24MHz)の映像帯域
を有することとなる。
【0018】一般に、色信号の解像度は輝度信号の解像
度の1/2でよいとされており、スタジオ規格における
輝度信号と色差信号のディジタルサンプル比は2:1:
1となっている。
【0019】したがって、輝度信号の7割を占めるGチ
ャンネルに、RやBのチャンネルの2倍のサンプル点を
設定することにより効率の良い撮像方式が得られること
となる。
【0020】ところで、上記色分解プリズム1において
は、F数が撮像レンズのF数と同じ値である1.7 に設定
されている。これによりプリズム部分の厚みl1 を39.3
mmと小さくすることが可能となる。なお、色分解プリ
ズム全体の厚みは、このプリズム部分の厚みl1 に各フ
ィルタ3,4,5とカバーガラス6a〜dの厚みa,
b,c,d(a+b+c+d=6.9 mm)と光軸上の各
部材間の空気間隔を考慮したものとなっている。
【0021】また、プリズム材質はBAF52、フィルタ
材質はBK7相当材であり、各プリズム2a,2b,2
dにおける反射入射角と有効F数は下記表1の如く設定
されている。
【0022】
【表1】 B−反射入射角 26.5° G1 −反射入射角 31° R−反射入射角 13° B−有効FNO. 1.19 G1 −有効FNO. 1.68 R−有効FNO. 1.49 図2は、上記実施例に対する比較例1の4ブロック構成
の色分解プリズムを示すものである。すなわち、この比
較例1のものはF数が1.4 となるように設定されてお
り、このため上記実施例のものと比べると各プリズムの
径が大きく、結局プリズム部分の厚みl2 は44.0mmと
なってしまい、また、フィルタ部分(カバーガラスを含
む)の厚みa+b+c+d、および各空気間隔は上記実
施例のものと等しいので、結局色分解プリズム全体とし
ては実施例のものに比べて4.7 mm厚くなる。なお、図
2中で、図1の実施例の各部分と対応する部分について
は、図1の数字に10を加えた数字を付して示す。
【0023】また、上記実施例のものと同様、プリズム
材質はBAF52、フィルタ材質はBK7相当材である。
なお、各プリズム12a,12b,12dにおける反射入射角
と有効F数は下記表2の如く設定されている。
【0024】
【表2】 B−反射入射角 25.5° G1 −反射入射角 32° R−反射入射角 13° B−有効FNO. 1.36 G1 −有効FNO. 1.42 R−有効FNO. 1.39 図3は、上記実施例に対する比較例2の3ブロック構成
の色分解プリズムを示すものである。この比較例2のも
のはF数が1.4 となるように設定されているが(現行の
放送用機器に搭載されているものと同じ)、本実施例の
ものよりも緑色用プリズムが1ブロック分少ないので、
プリズム部分の厚みl3 は34.0mmとなる。但し、上記
実施例のものに比べてフィルタ部分(カバーガラスを含
む)23,24a,24b,25,26a〜cの厚みa+b+c+
d+eが12.2mmとされているので、色分解プリズム全
体の厚みは上記実施例のものと略同様となる。
【0025】また、上記実施例のものと同様、プリズム
材質はBAF52、フィルタ材質はBK7相当材である。
なお、各プリズム22a,22cにおける反射入射角と有効
F数は下記表3の如く設定されている。
【0026】
【表3】 B−反射入射角 25.25 ° R−反射入射角 13° B−有効FNO. 1.42 R−有効FNO. 1.42 上記実施例と比較例1,2との比較から明らかなよう
に、本実施例のものはデュアルグリーン方式に対応した
4ブロック構成でありながら、従来の3ブロック構成の
ものと略同様の厚みに形成されている。
【0027】これにより、本実施例のものでは従来規格
のカメラ内の色分解プリズム配設位置にそのまま配設す
ることができ、カメラ各部の設計変更等をせずとも撮像
レンズとの組み合わせを良好なものとすることができ
る。また、撮像レンズの明るさと略同等の明るさに設定
しているので、撮像レンズと組み合わせた光学系全体と
しての明るさは、例えば比較例1,2のものに比べてほ
とんど低下しない。
【0028】また、図4は69.5本/mmの線幅に設
定された白黒パターン(水平走査線が750 本のテレビ画
面を想定)のMTF再現性を上記実施例(a)、上記比
較例1(b)および上記比較的2(c)について詳価し
た結果を示すグラフである。すなわち、これらのグラフ
において縦軸はMTF量(%)を示し、横軸はデフォー
カス量(mm)を示すものである。
【0029】この図4によれば、本実施例のものは比較
例1のもの(4ブロック構成;F数1.4 )に比べてMT
F再現性が大幅に改善され、比較例2のもの(3ブロッ
ク構成;F数1.4 )のものと比べてもMTF再現性が若
干向上している。
【0030】なお、本発明の色分解プリズムとしては上
記実施例のものに限られるものではなく、その他種々の
態様の変更が可能である。
【0031】例えば、プリズム部分やフィルタ部分を形
成する硝材としては上記実施例のものに限られるもので
はなく、その他の硝材を適宜選択できる。また、この点
において、本発明のものは従来のものに比べ、F数を撮
像レンズのF数に略等しくなるまで低下せしめており、
屈折率のより低い硝材を選択できるので硝材選択自由度
が大きくなり、製造コストの面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る色分解プリズムの構成
を示す概略図
【図2】比較例1に係る色分解プリズムの構成を示す概
略図
【図3】比較例2に係る色分解プリズムの構成を示す概
略図
【図4】図1に示す実施例(a)、図2に示す比較例1
(b)および図3に示す比較例2(c)のものにおける
MTF再現性の評価結果を示すグラフ
【図5】従来技術を示す概略図
【符号の説明】
1,11,21 色分解プリズム 2a,12a,22a 赤色用プリズム 2b,2c,12b,12c,22b 緑色用プリズム 2d,12d,22c 青色用プリズム 3〜5,7a〜d,13〜15,17a〜d, 23,24a,24b,25,27a〜c フィルタ 8a〜d,18a〜d,28a〜c CCD撮像素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像カメラに搭載される色分解プリズム
    において、 入射光が、緑色用として2チャンネル、赤色用として1
    チャンネル、青色用として1チャンネルの合計4チャン
    ネルに分解されるように、かつF数が、このプリズムと
    組み合わせられる撮像レンズのF数と略同程度となるよ
    うに構成されてなることを特徴とする色分解プリズム。
JP6199545A 1994-08-24 1994-08-24 色分解プリズム Pending JPH0862407A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6199545A JPH0862407A (ja) 1994-08-24 1994-08-24 色分解プリズム
US08/518,360 US5777673A (en) 1994-08-24 1995-08-23 Color separation prism

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JP6199545A JPH0862407A (ja) 1994-08-24 1994-08-24 色分解プリズム

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ID=16409613

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