JPH09105806A - エアギャッププリズム及びその製造方法 - Google Patents

エアギャッププリズム及びその製造方法

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JPH09105806A
JPH09105806A JP7265400A JP26540095A JPH09105806A JP H09105806 A JPH09105806 A JP H09105806A JP 7265400 A JP7265400 A JP 7265400A JP 26540095 A JP26540095 A JP 26540095A JP H09105806 A JPH09105806 A JP H09105806A
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JP
Japan
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air gap
holding member
glass
prism
positioning
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JP7265400A
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English (en)
Inventor
Mutsuhiro Yamanaka
睦裕 山中
Masahiro Nishio
雅弘 西尾
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S359/00Optical: systems and elements
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な空気間隔を持つエアギャッププリズ
ムを、安価で容易に製造する。 【解決手段】 複数の硝子部材と、該硝子部材の間に空
気間隔を保持する空気間隔保持部材とからなるプリズム
において、該空気間隔保持部材は、該プリズムの組み立
て前の状態においては空気間隔を形成する二つの硝子部
材の対向面の重なる部分よりも大きく、かつ空気間隔に
相当する厚さを有しており、該組み立て前の状態の空気
間隔保持部材を該硝子部材の一方の対向面上に配置し、
その後にもう一方の硝子部材を該対向面上に該空気間隔
保持部材を挟み込むように配置し、対向面に対応しない
部分を取り除くことにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複板式撮像装置等
に使用されるエアギャッププリズム及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高解像度を目的とするビデオ
カメラあるいはデジタルカメラ等に用いる撮像素子を用
いた撮像装置として、光束分解手段と複数の撮像素子を
組み合わせた撮像装置が提案されている。光束分解の手
段として有効なものの一つに、複数の硝子部材から組み
立てられ、それら硝子部材の間に空気間隔を設けたエア
ギャッププリズムと呼ばれる物がある。
【0003】図5はフィリップス型と呼ばれる典型的な
エアギャッププリズムの光路図である。2は第一の硝子
部材、3は第二の硝子部材、4は第三の硝子部材であ
る。ここで、第二の硝子部材での全反射を実現するため
に第一の硝子部材2の射出面2bと第二の硝子部材3の
入射面3a間には十から数十ミクロンの厚みの空気間隔
が設けられている。
【0004】図6は図5に示した光路を実現したエアギ
ャッププリズムの一例の分解図である。1は薄板状の空
気間隔保持部材、8と9は硝子部材を組み立てた状態で
全体を固定するための側板である。第二の硝子部材3と
第三の硝子部材4は接合されているが、それらと第一の
硝子部材2は空気間隔保持部材1をはさんで配置され、
側板8と側板9を介して結合されている。この結果、第
一の硝子部材2と第二の硝子部材3の間には空気間隔保
持部材1の厚みにあたる空気間隔ができる。
【0005】図7に空気間隔保持部材1の形状を示す。
空気間隔保持部材は薄い板状の物で、結像光束を阻害し
ないように、且つ、その後の取扱を考慮して硝子部材か
らはみ出さないように枠形状に成形されている。空気間
隔保持部材の材料としては、金属箔(例えば特公平6−
60962号公報参照)や樹脂フィルムが用いられてい
る。
【0006】薄板状の空気間隔保持部材を用いる代わり
に、予め硝子部材の該当する面に空気間隔保持部材を形
成しておく方法もある。図8に、この方法での空気間隔
保持部材形成後の第一の硝子部材2の状況を示す。10
は硝子部材に直接形成された空気間隔保持部材で、第一
の硝子部材2の第二の硝子部材3に対向する面に直接形
成されている。このような空気間隔保持部材の形成方法
としては、樹脂等を印刷の様に塗布して硬化させる方法
(例えば特開平2−19093号公報参照)や、金属や
誘電体を真空状着する方法がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】エアギャッププリズム
の空気間隔は結像光学系の光軸に対して斜めに設けられ
るため、非点収差の一種である非点隔差を生じ、結像性
能を悪化させる一因となっている。この非点隔差の量は
空気間隔の厚さに比例するため、光線の干渉が生じない
範囲で空気間隔を薄くすることが望ましく、理論上の最
適値は十ミクロン以下となる。また、空気間隔を構成す
る面が平行でなくなると、更に非点隔差が大きくなった
り、色分解が生じる等の弊害が生じるので、空気間隔は
寸法だけでなく平行度も重要である。
【0008】特に近年の高精細撮像装置では、画素ずら
しの技術や撮像素子の画素配置の高密度化により光学性
能に対する要求が厳しくなり、プリズムにおいては、よ
り薄い空気間隔を精度良く作ることが要求されている。
【0009】硝子部材に直接形成される空気間隔保持部
材の場合は、形成時の厚みが空気間隔を左右する。金属
や誘電体を真空蒸着する方法では、形成される空気間隔
保持部材の位置、厚みとも正確であるが、所望の厚みを
得るためには蒸着工程に時間がかかり、他の方法に比べ
てコストが高くなる。
【0010】一方、樹脂等を塗布する方法では、作業自
体は単純で、材料、時間とも経済的であるが、樹脂を塗
布する際の条件を整えるために多大な工数を要する。ま
た、厚さの均一性、個々のばらつきともに薄板状の空気
間隔保持部材に劣り、空気間隔の寸法と平行度が高い精
度で要求される高性能な撮像装置には不向きである。
【0011】また、薄板状の空気間隔保持部材は、図7
に示すように細長い帯状の部分が多く、組み立てにおい
て、硝子部材の該当面の所望の位置に正確に置くことは
困難な作業である。また、硝子部材からはみ出さないよ
うな形状となっているので、第二の硝子部材を設置する
ときに、位置決め部材等で保持しておくことができず、
第二の硝子部材で挟まれて位置がずれる事があり、プリ
ズム組立完了まで適正な位置を保つことは更に困難で、
コストの上昇を招く。
【0012】更に、図7に示すように、結像光束が通る
穴部を四方から囲むように閉じた形状ならば、変形は少
なく、位置ずれが生じても確認し易いが、三方だけを囲
むような開いた形状の空気間隔保持部材では、位置ずれ
が変形を伴っていて外部から確認しにくい場合があり、
不良の原因となる。これは、二枚の空気間隔保持部材
を、図8に示す直接形成された空気間隔保持部材と同じ
位置に設置しようとする際にも同様である。このよう
に、確実な組立作業を実現するために空気間隔保持部材
の形状や大きさに制限があり、プリズム全体の小型化を
阻むことにもなる。
【0013】また、金属箔の空気間隔保持部材は、成形
の際のバリやカエリを除去するためや、表面反射を抑え
るために、様々な処理を施されるのでコストが高い。こ
れに対し樹脂フィルムは成形が容易で厚さ精度が良好か
つ低コストであるが、10ミクロンもしくはそれ以下の
厚みの物は折れ目やそり、しわが生じ易く、プリズムの
組立作業は困難を極める。
【0014】以上の点に鑑み、本発明は、高精細撮像装
置に対応できる高精度な空気間隔を持つ、より小型化さ
れたエアギャッププリズムを、安価で容易に製造するこ
とを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のエアギャッププ
リズムは、複数の硝子部材と、該硝子部材の間に空気間
隔を保持する空気間隔保持部材とからなるプリズムにお
いて、該空気間隔保持部材は、該プリズムの組み立て前
の状態においては空気間隔を形成する二つの硝子部材の
対向面の重なる部分よりも大きく、かつ空気間隔に相当
する厚さを有しており、該組み立て前の状態の空気間隔
保持部材を該硝子部材の一方の対向面上に配置し、その
後にもう一方の硝子部材を該対向面上に該空気間隔保持
部材を挟み込むように配置し、対向面に対応しない部分
を取り除くことにより構成することを特徴とする。
【0016】また、本発明のエアギャッププリズムの製
造方法は、二つの硝子部材の対向面の重なる部分よりも
大きく且つ空気間隔に相当する厚さを有する空気間隔保
持部材を、該硝子部材の一方の対向面上に配置し、もう
一方の硝子部材を該対向面上に該空気間隔保持部材を挟
み込むように配置し、その後、該空気間隔保持部材の該
対向面に対応しない部分を取り除くことを特徴とする。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。本発明における3つの撮像素子を有するエア
ギャッププリズムは、前述の図5に示されたものと同様
の構成を有しており、高精細な画像を必要とする画像入
力装置、例えばビデオカメラやデジタルカメラに用いら
れるものである。図5において、11は薄板状の空気間
隔保持部材、2は第一の硝子部材、3は第二の硝子部
材、4は第三の硝子部材である。これら3つの硝子部材
のそれぞれの射出面に撮像素子14、15、16が接着
剤により固定されている。
【0018】第一の硝子部材2の入射面2aから入射し
た被写体光は、図5に図示されたような光路を経て、3
分割されたうえで、それぞれの硝子部材の射出面を通過
してそれぞれの撮像素子に入射する。そして、このよう
にして得られた画像情報から、画素ずらしなどの画像処
理によって高精細な画像を得ている。
【0019】図1にこのようなエアギャッププリズムの
組み立て時の状態を示す。これらの各部材の組み立て時
に使用する部材としては、5は第一の位置決め部材、6
は第二の位置決め部材、7は固定部材である。5aおよ
び5bは空気間隔保持部材11を設置する際の位置決め
のための突起である。
【0020】第一の硝子部材2を入射面2aを下にして
第一の位置決め部材5に設置した後、空気間隔保持部材
11を射出面2b上に置く。このとき、空気間隔保持部
材11は後述する図2の形状を有しており、穴部11
a、11bを突起5a、5bに挿入することで設置する
際の位置決めをおこなっておく。
【0021】次に、その空気間隔保持部材11を、第二
の硝子部材の入射面3aで挟み込むようにする。尚、第
三の硝子部材4は、予め第二の硝子部材3と接合されて
いる。 空気間隔保持部材11を挟みこむときは、第二
の位置決め部材6を射出面3cに沿うように設置し、あ
わせて固定部材7を第三の硝子部材4の射出面4bを上
から押さえる形で仮固定する。固定部材7は仮固定した
際に部材全体が第1の位置決め部材上をずれないように
第一の硝子部材の射出面2cを押さえるような形状をも
有している。
【0022】図2に第一の実施例における組み込み前の
空気間隔保持部材の形状を示す。11は薄板状のポリイ
ミドフィルムからなる空気間隔保持部材であり、厚さは
7.5ミクロン、11aと11bは位置決めのための穴
である。また、中央には光束が通過する矩形穴11c、
その上下には長円状の穴部11d、11eが設けられて
いる。
【0023】図1の状態では、斜線部のみが第一の硝子
部材2の射出面2bと第二の硝子部材3の入射面3aに
挟まれている。硝子部材からはみ出した部分は硝子部材
の仮固定後に切断等の方法で取り除く。その後に側板の
接着作業が行われ、接着完了を待って、硝子部材は位置
決め部材から取り外される。
【0024】突起5aと穴11a、突起5bと穴11b
の勘合により、空気間隔保持部材11は簡単な作業で所
定の位置に正確に設置される。また、位置決めのための
突起と穴は必要に応じて、数を増やしたり、穴を長穴に
するなどして、作業性や位置決め精度を向上させること
ができる。
【0025】図3に第二の実施例における組み込み前の
空気間隔保持部材の形状を示す。12は第一の実施例と
は形状の異なる薄板状の空気間隔保持部材である。第一
の実施例と同様に図1に示す方法で組み込まれた後、斜
線部以外の部分は取り除かれる。プリズムの組み立て完
了後は斜線部のみが残り、空気間隔保持部材が光束の通
る部分の三方を囲む形となる。
【0026】図4に第三の実施例における組み込み前の
空気間隔保持部材の形状を示す。13は第一、第二の実
施例とは形状の異なる薄板状の空気間隔保持部材であ
る。第一の実施例と同様に図1に示す方法で組み込まれ
た後、斜線部以外の部分は取り除かれる。プリズムの組
み立て完了後は斜線部のみが残り、空気間隔保持部材が
光束の通る部分の二方に帯状に配置される形となる。
【0027】第二の実施例では下側に光束を阻害するも
のがなく、第三の実施例では上側と下側の両方に光束を
阻害するものが無いので、硝子部材の研磨面をより効率
的に利用できる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精細撮
像装置に対応できる高精度な空気間隔を持つエアギャッ
ププリズムを、安価で容易に生産することができる。特
に、成形が容易でコストの低い樹脂フィルムの使用にお
いて作業性の向上は顕著で、コスト削減効果が大きい。
また、位置決め精度がよいことや、空気間隔保持部材の
形状や大きさの自由度が増すことから、プリズム全体の
小型化を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の実施例におけるエアギャッププリズムの
組み立て状況を示す説明図
【図2】第一の実施例における空気間隔保持部材の形状
【図3】第二の実施例における空気間隔保持部材の形状
【図4】第三の実施例における空気間隔保持部材の形状
【図5】フィリップス型エアギャッププリズムの光路図
【図6】フィリップス型エアギャッププリズムの分解図
【図7】従来例における薄板状の空気間隔保持部材の形
状図
【図8】従来例における直接形成された空気間隔保持部
材を示す説明図
【符号の説明】
1、10、11、12、13 空気間隔保持部材 2 第一の硝子部材 3 第二の硝子部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の硝子部材と、該硝子部材の間に空
    気間隔を保持する空気間隔保持部材とからなるプリズム
    において、該空気間隔保持部材は、該プリズムの組み立
    て前の状態においては空気間隔を形成する二つの硝子部
    材の対向面の重なる部分よりも大きく、かつ空気間隔に
    相当する厚さを有しており、該組み立て前の状態の空気
    間隔保持部材を該硝子部材の一方の対向面上に配置し、
    その後にもう一方の硝子部材を該対向面上に該空気間隔
    保持部材を挟み込むように配置し、対向面に対応しない
    部分を取り除くことにより構成されることを特徴とする
    エアギャッププリズム。
  2. 【請求項2】 二つの硝子部材の対向面の間に空気間隔
    を設けるエアギャッププリズムの製造方法において、 二つの硝子部材の対向面の重なる部分よりも大きく且つ
    空気間隔に相当する厚さを有する空気間隔保持部材を、
    該硝子部材の一方の対向面上に配置し、 もう一方の硝子部材を該対向面上に該空気間隔保持部材
    を挟み込むように配置し、 該空気間隔保持部材の該対向面に対応しない部分を取り
    除くことを特徴とするエアギャッププリズムの製造方
    法。
JP7265400A 1995-10-13 1995-10-13 エアギャッププリズム及びその製造方法 Pending JPH09105806A (ja)

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