JPS61223802A - 光学フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は色ストライプフィルタで色信号の多重化を行な
うテレビジョンカメラに適用されて特に撮像管の走査方
向に対して垂直方向に作用する光学フィルタに関する。

従来の技術 色ストライブフィルタで色信号の多重化を行なうテレビ
ジョンカメラでは、被写体像と色ストライブフィルタが
重畳されて投影されるため、被写体像が特定の空間周波
数成分を持つと、擬似信号が発生し、Ｎ像画面に色ビー
トが表われる。この擬似信号が発生するのを防止するた
めに、光学フィルタが用いられる。

従来の光学フィルタは水晶板を組み合わせてなる構成で
あり、搬像管の走査方向に対して垂直方向に作用する光
学フィルタも水晶板よりなる構成が一般的である。

発明が解決しようとする問題点 入射光線は光学フィルタである水晶板を通るときに複屈
折して二つの光線に分離され、被写体の−の物点は二つ
の像点となる。こ）で、複屈折して分ｍされた二つの光
線は強さが互いに等しく、即ち入射光線は５０％ずつに
分離され、分離された二つの像点の明るさは必ず等しく
なる。このため、光学フィルタのＭＴＦ曲線は、成る空
間周波数においてＭＴＦ値が必ず零にまで下がる曲線と
なる。なお、ＭＴＦ値が零となる空間周波数は水晶板の
厚さ寸法により決定される。

一方、ゾーンプレートを撮像して色ビートの発生状況を
観察したところ、走査線に対して垂直方向く以下走査垂
直方向という）については、第３図中、１／２サイクル
が隣り合う走査線間の距離に等しい空間周波数ｒｖ＋”
の付近で色ビートが発生していた。この色ビートは、Ｍ
ＴＦ値が上記の空間周波数ｆｖ＋”の付近において低く
なるような特性の光学フィルタを使用すれば除去出来る
。

上記の水晶板を利用した光学フィルタを、第３図中グラ
フ線Ｉで示すようにＭＴＦｌｉｌｉが空間周波数ｆＶＩ
”において零となるような特性とした場合には、色ビー
トは完全に除去されるが、空間周波数ｆＶＩ”付近の画
像はボケで解像度が悪くなってしまう。そこで従来は、
グラフ線■で示すように、色ビートが許容出来る程度ま
で除去され解像度もある程度満足出来るような色ビート
許容隅点Ｑ　（ＭＴＦ値約０．４）を通る曲線となるよ
うなＭＴＦ特性の光学フィルタが使用されていた。この
場合には、色ビートの発生は抑制されるが、空間周波数
ｆＶＩ”より高い空間周波数ｆＶ２”の近辺の画像の解
像度が悪くなってしまうという問題点を残していた。

本発明は上記問題点を解決した光学フィルタを提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、ハーフミラ−面とミラー面とを平行に配して
、入来する光線がハーフミラ−面で反射された光線とハ
ーフミラ−面を透過してミラー面で反射された光線とに
分離される構成としたものである。ハーフミラ−面とミ
ラー面との間の寸法がＭＴＦ値が最小となる空間周波数
を決定し、ハーフミラ−面の反射率がＭＴＦ値の最小値
を決定する。

実施例 次に本発明になる光学フィルタの一実施例について説明
する。

第１図及び第２図に示すように、光学フィルタ１は、掻
く薄いガラス板２の片面にハーフミラ−膜３１反対側の
面にミラー膜４を設けてなる構成であり、ガラス基板５
上に固着しである。光学的フィルタ１は、幾何学的にみ
れば、ミラー膜４が構成するミラー面Ｓ１と、ハーフミ
ラ−膜３が構成しミラー面Ｓ１の前側にミラー面Ｓ＋　
と平行に配されたハーフミラ−面＄２とよりなる。

この光学フィルタ１は、ハーフミラ−膜３及びミラーＩ
Ｉ！４が、入射光線６に対して角度α（４５度）傾斜し
た向きで、換言すれば、入射光線６と反射光線との開き
角βが９０度となるような姿勢で、テレビジョンカメラ
の撮像光学系内に組込まれる。またＸ軸は撮像管の走査
方向、Ｙ軸はこれと直交する走査直交方向であり、光学
フィルタ１に対する入射側と光学フィルタ１よりの出射
側とに別々に示しである。

入射光線６は、まずハーフミラ−１１１３において、一
部は点Ａで反射して光線７ａとなって上方に向かい、残
りはハーフミラ−膜３を透過し、ガラス板２内を進行し
、ミラー膜４上の点Ｂで反射して光線７ｂとなって上方
に向かう。光線７ａ、７ｂは平行である。従って、入射
光線６は、光学フィルタ１を経ることにより、光路を変
更させられると共に平行な二つの光線７ａ、７ｂに分離
される。

即ら被写体の−の物点Ｐは、撮像管の撮像面上において
、走査直交方向に寸法ＰＶ離れた二つの像点Ｐ＋　、Ｐ
２に分離される。これにより、走査直交方向についてフ
ィルタ効果が生ずる。

例えばハーフミラ−の反射率が５０％の場合上記の光学
フィルタ１は、走査直交方向に関しては、Ｍ　＝　ｌ　
ｃｏｓπｆ”ＰＶｌ で表わされるＭＴＦ特性となる。こ）でｆｘ　＝（１／
２Ｐｙ）のときＭは最小値Ｏを示す。ＭＴＦ値が最小と
なる空間周波数はハーフミラ−の反射率が５０％の場合
同様の式で表わされ、上記分離寸法Ｐｙで決定される。

この寸法ＰＶはガラス板２の厚ざｔにより定まる（ＰＶ
　＝　（１／ｃｏｓ４５°）１）。上記の光学フィルタ
１は、ＭＴＦ値が前記の空間周波数ｒｖ＋”において、
最小となるように定めである。ガラス板２の厚さｔは撮
像管の画面サイズによって異なってくるが、２／３イン
チ撮像管での一つの計算例では数μｍとなった。

上記構成の光学フィルタ１は、可変出来るパラメータと
して、上記のガラス板２の厚さｔに加えてハーフミラ−
膜３の反射率がある。このハーフミラ−膜３の反射率を
変えると、像点Ｐ１とＰ２の明るさの比率が変わる。例
えば反射率５０％のときには、１：１１反射率２０％の
ときは１：４゜反射率６０％のときには３：２となる。

このように像点Ｐ１とＰ２の明るさの比率が変わると、
フィルタ効果が変化する。例えば、比率が１＝１の場合
には、像点Ｐ＋　、Ｐ２の明るさ全体が即ち入射光線６
の光量全体がフィルタ効果を呈する。比率が４：１の場
合には、像点Ｐ２の明るさ４のうち、像点Ｐ１の明るさ
１に対応する明るさ分が像点Ｐ１との間でフィルタ効果
を呈し、残りの明るさ分はフィルタ効果は呈しないこと
になる。即ち入射光線６の光量のうちの２１５はフィル
タ効果を有し、残りの３１５はフィルタ効果が無いこと
になる。比率が３：２の場合には、入射光線６の光量の
うちの４１５がフィルタ効果を有し、１１５がフィルタ
効果を有しないことになる。以上のように、ハーフミラ
−膜３の反射率を適宜変えることにより、入射光線６の
先優のうち、フィルタ作用をする光量の割合が可変され
、ひいてはＭＴＦ値の最小値を可変出来ることになる。

上記の光学フィルタ１は、ハーフミラ−膜３の反射率を
例えば約３０％として、最小のＭＴＦ値が０．４となる
ように定めである。

これにより、上記の光学フィルタ１は、第３図中グラフ
線■で示すように、空間周波数ｆＶｌ’において谷とな
り、しかもこの谷の部分の最低のＭＴＦ値が約０．４と
された、理想的なＭＴＦ特性を有する。従って、この光
学フィルタ１を使用することにより、走査直交方向の色
ビートが除去され、しかも走査直交方向の空間周波数全
域に貝って良好な解像度を有するテレビジョンカメラが
実現出来る。

なお、ハーフミラ−膜３の反射率を約７０％と定めても
、上記と同様に最低のＭＴＦ値は０．４となる。またミ
ラー面はガラス板２の表面に設ける代わりにハーフミラ
−側のガラス表面に設けてもよい。

第４図は上記の光学フィルタ１を組込んだ１例を示す。

上記の光学フィルタ１は入射光線６を直角に反射させる
働きもあり、第４図のテレビジョンカメラ１０は光学フ
ィルタ１の反射作用を巧みに利用して小型で使い易い形
状となっている。即ち、第４図のテレビジョンカメラ１
０は撮像光学系１１とビデオテープレコーダ１２とが一
体化された構成である。撮像光学系１１は、撮像管１３
を縦向きに組込んでＬ字状となっている。１４は撮像レ
ンズ、１５は走査方向に作用する光学フィルタである水
晶板である。本発明の光学フィルタ１は、ｍ１ｌｌ管１
３の下側に４５度傾斜させて組込まれている。撮像光学
系１１に組込まれている水晶板は１枚であり、光学用の
水晶板は高価で且つ納期が長いことを勘案すると、上記
の撮像光学系１１は光学フィルタ１を利用しない撮像光
学系（３枚の水晶板を必要とする〉に比べて、価格的に
も量産的にも有利となる。また、上記のテレビジョンカ
メラ１０は、撮像管を水平に配した場合に比べて長さし
が相当短くなり、小型となると共に、肩にかついで撮像
するときにバランスをとり易く使い勝手が良いものとな
る。

第５図は、本発明の光学フィルタの変形例を示す。この
光学フィルタ２０はプリズム２１の一面に形成されてお
り、ハーフミラ−膜２２と極く薄いガラス板２３とミラ
ー膜２４とよりなる。入射光線２５は、同図に示すよう
に二つの光線２６ａ。

２６ｂに分離される。

発明の効果 上述の如く、本発明になる光学フィルタによれば、ハー
フミラ−面とミラー面との間の離間寸法を変えることに
よりＭＴＦ値が最小となる空間周波数を可変出来、更に
はハーフミラ−面の反射率を変えることにより最小のＭ
ＴＦ値を可変出来、然して上記の二つのパラメータを操
作することによりＭＴＦ特性を自由に定めることが出来
、色ビートの除去と解像度との両者について満足出来る
ＭＴＦ特性を得ることが出来るという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明になる光学フィルタの一
実施例を概略的に示す斜視図及び側面図、第３図は本発
明の光学フィルタにより得ることが出来るＭＴＦ特性を
従来の光学フィルタによるＭＴＦ特性と対応させて示す
図、第４図は本発明の光学フィルタを適用したテレビジ
ョンカメラの１例を示す図、第５図は本発明の光学フィ
ルタの変形例を示す図である。 １．２０・・・光学フィルタ、２，２３・・・ガラス板
、３．２２・・・ハーフミラ−ｇ！（Ｓｚ　＞、４．２
４・・・ミラー膜（Ｓ＋）、５・・・ガラス基板、６・
・・入射光線、７ａ　、７ｂ・・・反射光線、１０・・
・テレビジョンカメラ、１１・・・＊像光学系、１２・
・・ビデオテープレコーダ、１３・・・撮像管、１４・
・・搬像レンズ、１５・・・水晶板、２１・・・プリズ
ム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 近接して且つ平行に配されたハーフミラー面とミラー面
   とよりなり、入来する光線を、該ハーフミラー面で反射
   された光線と、該ハーフミラー面を透過して該ミラー面
   で反射され、上記ハーフミラー面で反射された光線と平
   行である光線とに分離する構成としたことを特徴とする
   光学フィルタ。