JPS6319601A - 三色分解光学装置 - 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、三個の固体撮像素子あるいは撮像管を用いた
テレビカメラ等の撮像装置において、リレーレンズなし
に直接対物レンズ系の後部に設置するようにした三色分
解光学装置に関するものである。

従来の技術 カラーテレビジョンカメラ等に用いられる三色分解光学
系としては、大別していわゆるリレーレンズ型と呼ばれ
るものとプリズム型と呼ばれるものがある。このうちプ
リズム型としては、例えば特公昭３８−２３７２４号公
報に示されているようないわゆるフィリップス型と称さ
れるものが多用されている。

第２図は従来のフィリップス型プリズムを用いた三色分
解光学系の構成を示す断面図である。

第２図で１は第１プリズム、２は第２プリズム。

３は第３プリズム、４は対物レンズ、６は青色反射ダイ
クロイックミラー、６は赤色反射ダイクロイックミラー
、７は青色トリミングフィルター。

８は赤色トリミングフィルター、９は緑色トリミングフ
ィルター、１０は空気間隙、１４，１５゜１６は固体撮
像素子である。

第２図の様に構成された三色分解光学系の作用について
以下説明する。

対物レンズ４より第１プリズム１の入射面に垂直に入射
した入射光重は、青色反射ダイクロイックミラー５で青
色光Ｂのみ反射される。反射された青色光Ｂは再度、第
１プリズム１のガラス面と空気との境界面で全反射され
、青色トリミングフィルター７を経た後垂直に出射し固
体撮像素＋１４へ向う。青色反射ダイクロイックミラー
５を透過した透過光は第２プリズム２に入射し、赤色反
射ダイクロイックミラー６により赤色光Ｈのみ反射され
る。この反射光　は、第２プリズム２のガラス面と空気
間隙１ｏとの境界面で全反射され、赤色トリミングフィ
ルター８を経た後垂直に出射し固体撮像素子１５へ向う
。赤色反射ダイクロイックミラー６を透過した透過光つ
まり緑色光Ｇは、そのまま第３プリズム３を通り緑色ト
リミングフィルター９を経た後垂直に出射し固体撮像素
子１６へ向う。また各トリミングフィルターの働きとし
ては、固体撮像素子に入射する色光の波長域を最終的に
規制するためのものである。このようにして青、赤、緑
の各色光が得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の構成では、光路中に比較的薄い斜の
空気層を入れるため、空気層に混入するゴミによる画像
の裂化、機械的振動により第１プリズムと第２プリズム
の平行度のズレに基因する色シェーディングの発生、ま
た２重像発生１組立上の複雑さ等の問題があり、故に安
定性を保つためにも価格的には高価になることはやむを
えない状態であった。

本発明は、かかる点に鑑み、光路中に空気層をなくし上
記空気層に基因するすべての障害を取り除いた三色分解
光学系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 本発明は上記問題を解決するため、第１．第２゜第３の
プリズムの貼合せにより構成され、前記第１と第２のプ
リズム及び第２と第３のプリズムの各貼合せ面にそれぞ
れ第１．第２のダイクロイックミラーを施し、前記第１
．のプリズムの入射面を撮像レンズの光軸に対して垂直
になるように配置して、入射光を前記第１のダイクロイ
ックミラーにより第１の反射光と第１の透過光に分解し
、前記第１の透過光をさらに前記第２のダイクロイック
ミラーにより第２の反射光−と第２の透過光に分解し、
さらに前記第２の透過光を前記第３のプリズムで反射さ
せ第３の反射光を得るようにして、前記第１．第２．第
３の反射光を直接それぞれ前記第１．第２．第３プリズ
ムの各出射面に対して垂直に出射するようにした三色分
解光学系である。

作用 本発明は前記した構成に示すように、第１のプリズムと
第２のプリズム及び第２のプリズムと第３のプリズムが
貼合せられているため、ゴミによる画像劣化が起こらず
、また貼合せ面のダイクロイックミラーの反射、透過が
中心部、周辺部とも均一に行なわれ色シェーディング等
も発生せず安定した三色分解が行なえる。さらに各色光
が１回の反射によって得られる構造なので、互に鏡像に
なることはなく例えば撮像素子として固体撮像素子を用
いる場合、各色光用の固体撮像素子とも同一種類のもの
が使用できる。

実施例 第１図は本発明の１実施例の三色分解光学系の構成を示
す断面図である。

第１図において、１〜９は従来例の第２図に示すものと
同様なものであるが、固体撮像素子１０゜１１．１２は
従来例の固体撮像素子とは水平方向の電荷転送方向が逆
となっている。

同図に示す様に第１プリズム１と第２プリズム２は線分
＆ｂに示す面で、第２プリズム２と第３プリズム３は線
分ｂＣに示す面で、第１プリズム１と第３プリズム３は
線分ｂｄに示す面でそれぞれ貼合せられ密着接合されて
いる。さらに第１プリズム１と第２プリズム２の貼合せ
面には青色反射ダイクロイックミラー５が、第２プリズ
ム２と第３プリズム３の貼合せ面には赤色反射ダイクロ
イックミラー６が施されている。本実施例の場合、対物
レンズ４の光軸と第１プリズム１の入射面は垂直であり
、各ダイクロイックミラーの法線及び第３プリズム３の
反射面と前記光軸のなす角は３００としている。

以上の様に構成された本実施例の三色分解光学系の作用
について以下説明する。

対物レンズ４を介して得られる光情報工は、第１プリズ
ム１の入射面より垂直に入射し、青色反射ダイクロイッ
クミラー６により青色光Ｂのみ点線方向に反射される。

反射された青色光Ｂは、そのまま直進し第１プリズム１
の出射面より垂直に出射し、青色トリミングフィルター
７を経た後固体撮像素子１０へ向う。青色反射ダイクロ
イックミラー６を透過した光は第２プリズム２に入射し
、赤色反射ダイクロイックミラー６により赤色光Ｒのみ
一点鎖線方向に反射される。反射された赤色光　は、そ
のまま直進し第２プリズム２の出射面一より垂直に出射
し、赤色トリミングフィルター８を経た後固体撮像素子
１１へ向う。赤色反射ダイクロイックミラー６を透過し
た光、つまり緑色光Ｇは、第３プリズム３に入射し、ガ
ラス面と空気の境界面で全反射して第３プリズム３の出
射面より垂直に出射し、緑色トリミングフィルター９を
経た後固体撮像素子１２へ向う。

以上のように本実施例によれば青色反射ダイクロイック
ミラー５と赤色反射ダイクロイックミラー６を、それぞ
れ第１プリズム１と第２プリズム２の貼合せ面及び第２
プリズム２と第３プリズム３の貼合せ面に施し、各々の
反射光である青色光と赤色光が他面で反射することなく
直接各プリズムの出射面より出射するようして、青色ダ
イクロイックミラー５及び赤色ダイクロイックミラー６
を透過した緑色光は、第３プリズム３のガラスと空気と
境界面で全反射させて同プリズムの出射面より出射させ
る構成にすることにより、従来、空気層をプリズムとプ
リズム間の接合に持っていた三色分解光学系の、その空
気層に起因する弊害、例えばゴミによる画像劣化、色シ
ェーディング、２重像等の問題を解決でき、安定した三
色分解光学系が提供できると共に、各色光はすべて１回
反射させて得ているので、反射回数が異なることにより
生じる視像関係を起さず、故に固体撮像素子としては３
個とも同一種類のものが使用できるという利点がある。

なお対物レンズ４の光軸と各ダイクロイックミラーの法
線及び第３プリズム３の反射面のなす角は、偏光等の影
響の少ない任意の角に選んでよいこと、及び各色光と取
り出すプリズムの対応は任意でよいことは言うまでもな
い。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば従来必要としていた
プリズムとプリズム間の空気層をなくし、その空気層に
起因していたゴミによる画像劣化、色シェーディング、
２重像等の問題を解決できると共に、各色光検出のだめ
の固体撮像素子は同一種類のものが使用でき、その実用
的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

°°・、第１図は本発明における一実施例の三色分解光
学系の構成を示す断面図、第２図は従来のフィリップス
型プリズムを用いた三色分解光学系の構成を示す断面図
である。 １・・−・・・第１プリズム、２・・間第２プリズム、
３・・・・・・第３プリズム、４・・・・・・対物レン
ズ、５・・曲青色反射ダイクロインクミラー、６・・用
赤色反射ダイクロイックミラー、７・・・・・・青色ト
リミングフィルター、８・・・・・・赤色トリミングフ
ィルター、９・・・・・・緑色トリミングフィルター、
１０．１１．１２・・・・・・固体撮像素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１、第２、第３のプリズムの貼合せにより構成され、
   前記第１と第２のプリズム及び第２と第３のプリズムの
   各貼合せ面にそれぞれ第１、第２のダイクロイックミラ
   ーを施し、前記第１のプリズムの入射面を撮像レンズの
   光軸に対して垂直になるように配置して、入射光を前記
   第１のダイクロイックミラーにより第１の反射光と第１
   の透過光に分解し、前記第１の透過光をさらに前記第２
   のダイクロイックミラーにより第２の反射光と第２の透
   過光に分解し、さらに前記第２の透過光を前記第３のプ
   リズムで反射させ第３の反射光を得るようにして、前記
   第１、第２、第３の反射光を直接それぞれ前記第１、第
   ２、第３のプリズムの各出射面に対して垂直に出射する
   ようにしたことを特徴とする三色分解光学装置。