JPH0219093A - 色分解光学系 - 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） 本発明は色分解光学系に関し、特に対物レンズからの光
束を複数のプリズムより成る色分解光学系を介して複数
の波長帯域の色成分別に分解し、分解された各光束を撮
像管に効率良く導くようにした色分解光学系に関するも
のである。

（従来の枝術） 従来より三Ｗ（板）式テレビカメラにおける撮像レンズ
と撮像管（又は固体撮像素子）との間には色分解手段と
して３色分解光学系が設けられている。

該３色分解光学系は主に所定形状の多ＰＪＭを一面に設
けた３個ないし４個のプリズムを一体的に組合わせて構
成したプリズムブロックより成っている。

そして撮像レンズより入射した光束を各プリズムの反射
面を介して複数の波長帯域の色成分別に分解して所定の
色分解系用の撮像管へ導くように構成している。

第６図は従来の３つのプリズムより成る３色分解光学系
の概略図である。

同図において６１は青色分解プリズム、６２は赤色分解
プリズムであり青色分解プリズム６１と微小な間隙を隔
てて配置されている。６３は緑色分解プリズムてあり赤
色分解プリズム６２と接着されている。

同図において不図示の対物レンズを通過した光束は、青
色分解プリズム６１にて青色光が分離され、赤色分解プ
リズム６２にて赤色光が分離される。そして青色、赤色
成分以外の緑色光束は緑色分解プリズム６３を通過する
。そして各々の色分解プリズム６１．６２．６３の射出
面から青色光、赤色光、緑色光の合計３本の光束を撮像
管へ導光している。

同図においては特に赤色波長帯の光束を効率良く全反射
させるために青色分解プリズム６１と赤色分解プリズム
６２との間に微小の間隙を設けて形成している。

又、３色分解光学系を構成するこれらのプリズムを強固
に固定する手段として従来より各プリズムの底面（光束
の透過する面に垂直な面）をＡｉ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属
やガラス等のセラミックで形成されたプリズム台に接着
する方法がとられている。

この様に青色分解プリズムと赤色分解プリズムとの間を
微小間隙で形成した３色分解光学系において微小間隙の
間隔を規制する手段として、従来より例えば （イ）微小なガラス球を青色分解プリズムと赤色分解プ
リズムとの間の４Ｒ［Ｉに接着剤で接着して間隙を形成
する手段、（例えば特開昭６０−２１６３０３号で提案
されている） （ロ）ステンレス製のＢ板の中心部分を打抜いた枠体を
青色分解プリズムと赤色分解プリズムとの間に接石剤で
接着して間隙を形成する手段。

（ハ）ＩＩいアルミ箔の小片を青色分解プリズムと赤色
分解プリズムとの間の４隅に接着剤で接着して間隙を形
成する手段。

等が知られている。

しかしながら前記いずれの手段もプリズム台の材質とプ
リズムブロックの硝材とに熱膨張率の差がある為、温度
が変化するとレジストレーションがズレる等の欠点があ
った。

又微小間隙を形成するプリズム面とプリズム底面の直角
度に誤差がある場合、プリズム底面を基準に組立てると
、青色分解プリズムと赤色分解プリズムとの間の微小間
隙の平行度が失われ結像性能が慈くなる等の欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は微小間隙を有するプリズムとプリズムとの間の
微小間隙の内部を大気圧より減圧して真空に近い状態に
保持することにより、各プリズムを強固に連結しプリズ
ム台の小型化を図り、又温度変化によるレジストレージ
日ンのズレを防止し、かつ微小間隙の平行度を良好に保
ち結像性能を良好に維持した色分解光学系の提供を目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 対物レンズを通過した光束を複数の波長帯域の色成分別
に分解する為の複数のプリズムより成る色分解光学系に
おいて、該プリズムとプリズムとの少なくとも１つの間
を微小な平行間隙を有し、かつ該微小な平行間隙の内部
が大気圧より減圧しほぼ真空となるようにスペーサーを
介在しシールして外気と遮断したことである。

（χ施例） 第１図は本発明の一実施例の色分解光学系の概略図であ
る。

同図においてｌは対物レンズ、２は青色分解プリズム、
２ａは青色ダイクロイククミラー蒸着面であり青色分解
プリズム２の一部に設けられており、青色成分のみの光
束を反射させている。７は枠状のスペーサーであり、熱
膨張係数の小さい材質で例えばニッケル鋼等で形成され
ている。３は赤色分解プリズムであり青色分解プリズム
２と微小間隙を隔てて配置されており、該微小間隙の内
部が大気圧より減圧してほぼ真空となるように構成され
ている。又その際に枠状のスペーサー７を配置してシー
ルすることで青色分解プリズム２と赤色分解プリズム３
と固着している。この実施例ではスペーサー７の周囲を
シール剤６で固めて微小間隙の内部を大気圧より減圧し
てほぼ真空に保持している。

３ａは赤色分解プリズム３の入射面、３ｂは赤色ダイク
ロイックミラー蒸着面であり、赤色分解プリズム３の一
部に設けられており赤色成分のみの光束を反射させてい
る。４は緑色分解プリズムてあり、赤色分解プリズム３
と接着されている。

５Ｂ、５Ｒ，５Ｇは各々青色用、赤色用、緑色用の撮像
管又は固体撮像素子である。

第２図は第１図に示した枠状のスペーサー７を青色分解
プリズム２と赤色分解プリズム３との間に介在させた状
態を示す一実施例の説明図、第３図は第１図に示したＡ
−Ａ’断面図である。

第２図、第３図において第１図と同一要素には同符番を
付しである。尚８はプリズム台であり。

赤色分解プリズム３と緑色分解プリズム４を保持してい
る。

本実施例において対物レンズｌを通過した光束は青色分
解プリズム２に入射し、該光束のうち青色波長帯の光束
は青色ダイクロイックミラー蒸着面２ａで反射された後
青色分解プリズム２の入射面と同一平面上の反射面Ｂで
全反射して青色用撮像管５Ｂへと導かれている。

又、青色ダイクロ゛イックミラー蒸着Ｉ？ｉｉ２　ａを
透過した青色成分以外の光束は青色ダイクロイックミラ
ー蒸着面２ａで屈折し青色分解プリズム２と糸色分解プ
リズム３との微小間隙をレンズ光軸より微小角度をもっ
て通過し青色ダイクロイックミラー蒸着面２ａと平行な
赤色分解プリズム３の入射面３ａで入射屈折してレンズ
光軸と平行となって赤色分解プリズム３に入射している
。

そして赤色分解プリズム３に入射した光束のうち赤色波
長帯の光束のみが赤色ダイクロイックミラー蒸着面３ａ
で反射した後赤色分解プリズム３の入射面３ａと同一平
面上の反射面Ｃで全反射して赤色用撮像管ＳＲへと導び
かれている。

一方、赤色ダイクロイックミラー蒸着面３ｂを透過した
緑色成分の光束は緑色分解プリズム４をレンズ光軸と平
行に取り出されて緑色用撮像管５Ｇへと導ひかれている
。

本実施例において青色分解プリズム２と赤色分解プリズ
ム３との微小間隙は該微小間隙の内部を大気圧より減圧
してほぼ真空にして、その際に熱膨張係数の小さい材質
（例えばニッケル鋼等）で形成された枠状のスペーサー
７を前記微小間隙に介在させている。そして該スペーサ
ー７とシール剤６により青色分解プリズム２と赤色分解
プリズム３とを接着しているや さらに該スペーサー７の周囲をシール剤６で固めて微小
間隙の内部が大気圧より減圧してほぼ真空となるように
保持している。

次に本実施例において青色分解プリズム２と赤色分解プ
リズム３との微小間隙の間隔を規制する方法について説
明する。

まず青色分解プリズム２と赤色分解プリズム３との間隙
に熱膨張係数の小さい材質（例えばニッケル鋼等）で形
成された棒状のスペーサー７を配置しこの状態で真空装
置の中に入れる。そして該真空装置の中でスペーサー７
の内部をほぼ真空状思にする。

さらに第２図で示す様にスペーサー７の周囲をシール剤
６で固め微小間隙を外部から遮断する。

これを装置から取り出し空気中に置くと青色分解プリズ
ム２と赤色分解プリズム３との微小間隙は内部かほぼ真
空である為に回りから大気圧（１，０３３Ｋｇｆｆ１／
ｃｍ”　）がかかり極めて微小な間隙と平行度を安定的
に保つことができる。

シールの手段としてはエポキシ等の接：ｒｉ剤を用いて
も良く、また１合成樹脂テープを周囲に巻いたり２ゴム
リングをかぶせる等の方法か町ｆｆ！である。

本実施例ではこの様な方法で微小間隙の間隔を規制する
ことによって青色分解プリズム２から赤色分解プリズム
３へ通過するときに屈折して生ずる光束の対物レンズの
光軸からのズレ量を小さくして非点収差を良好に抑える
ことを可能としている。

又、微小間隙の平行とのズレによる片ボケの発生も良好
に抑えている。

更に極めて微小な間隔でしかも平行度を良好に保つこと
もｌＩＴ能としている。

さらに本実施例においては青色分解プリズム２と赤色分
解プリズム３との間の微小間隙は内部がほぼ真空である
為に回りからの大気圧による圧力（１，０３３にｇｆｆ
ｉ／ａｍ”　）の影響で２つのプリズム２，３は強固に
連結される。この為ｆ５３図に示す様にプリズム台８は
赤色分解プリズム３と緑色分解プリズム４の底面を固定
するだけで良く、これによりプリズム台８の小型化を図
っている。

又第３図に示す様に青色分解プリズム２はプリズム台８
と固定しなくてもすむ為温度変化による青色のレジスト
レーションのズレを防止することがてき、又青色分解プ
リズム２と赤色分解プリズム３との微小間隙の平行度も
安定に保つことができる為結像性能を良好に維持するこ
とができる。

第４図は本発明の他の一実施例の色分解光学系の概略図
である。第５図は第４図のＤ−Ｄ’断面図である。第４
図、第５図において第１図、第３図に示した要素と同一
要素には同符番な付している。

本実施例においては第１図に示した実施例に加えて赤色
分解プリズ・ム３と緑色分解プリズム４との間にも微小
間隙を設けている。そして該微小間隙の内部を大気圧よ
り減圧してほぼ真空に保持し１色分解光学系に入射した
対物レンズｌからの光束を青、赤、緑の色分解プリズム
２，３．４を介して各色成分別に分解し、撮像Ｉ′ｅ５
Ｂ、５Ｒ１５Ｇへ各々導いている。

本実施例において青色分解プリズム２と赤色分解プリズ
ム３及び赤色分解プリズム３と緑色分解プリズム４との
微小間隙の間隔の規制方法及び微小間隙の内部を大気圧
より減圧してほぼ真空にする方法は第１図に示した実施
例と同様である。

本実施例においては青色分解プリズム２と赤色分解プリ
ズム３及び赤色分解プリズム３と緑色分解プリズム４と
の間の微小間隙は内部を大気圧より減圧しほぼ真空であ
る為に回りからかかる大気圧による圧力の影響で３つの
プリズム２．３，４は強固に連結されている。この為、
例えば第５図に示す様にプリズム台８は赤色分解プリズ
ム３の底面を固定するだけで十分となる。

従ってプリズム台８の小型化が更に図られ、又青色分解
プリズム２と緑色分解プリズム４がプリズム台８と固定
しなくてすむので温度変化による青色と緑色のレジスト
レージ３ンのズレを効果的に防止することができる。又
青色分解プリズム２と赤色分解プリズム３及び赤色分解
プリズム３と緑色分解プリズム４との微小間隙の平行度
も安定に保つことができる為結像性能を良好の維持する
ことができる。

さらに本実施例においてはほぼ真空の微小間隙を２ケ所
設けたことにより色分解光学系を通過する光束が対物レ
ンズの光軸よりズレる量を小さくすることができ、非点
収差及び片ボケの発生を良好に抑えている。

（発明の効果） 本発明によれば微小間隙を隔てて保持されるプリズムと
プリズムとの間の微小間隙の内部をｉＷ＋ｔの如くほぼ
真空にして保持することにより、プリズムを支持するプ
リズム台の小型化が図れ、又温度変化によりレジストレ
ーションのズレを防ぐことができ、かつ微小間隙の平行
度を安定的に保つことができる。また結像性能を良好に
維持した色分解光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の色分解光学系の概略図、第
２図は第１図における枠状のスペーサーを青色分解プリ
ズムと赤色分解プリズムとの間に介在させた状態を示す
説明図、第３図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第４図は本
発明の他の一実施例の色分解光学系の概略図、第５図は
第４図のＤ−Ｄ′断面図、第６図は従来の３色分解光学
系の概略図である。 図中、ｌは対物レンズ、２は青色分解プリズム、３は赤
色分解プリズム、４は緑色分解プリズム、５は撮像管又
は固体撮像素子、６はシール剤、フはスペーサー、８は
プリズム台、２ａは青色ダイクロイックミラー蒸着面、
３ａは赤色分解プリズムの入射面、３ｂは赤色ダイクロ
イラクミラー蒸着面である。 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズを通過した光束を複数の波長帯域の色
   成分別に分解する為の複数のプリズムより成る色分解光
   学系において、該プリズムとプリズムとの少なくとも１
   つの間が微小な平行間隙を有し、かつ該微小な平行間隙
   の内部が大気圧より減圧となるようにスペーサーを介在
   しシールして外気と遮断したことを特徴とする色分解光
   学系。
2. （２）前記微小な平行間隙を有するようにシールした２
   つのプリズムのうち少なくとも一方のプリズムの底面を
   プリズム台に固定して構成したことを特徴とする請求項
   １記載の色分解光学系。