JPH0346612A - 撮像装置 - 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） 本発明は撮像装置に関し、特に色分解プリズムで複数の
色光に、例えば青色、緑色、赤色等の３色光に色分解さ
れた各色光に基づく被写体像を各々固体撮像素子面上に
結像するようにしたカラーテレビカメラやカラービデオ
カメラ等に好適な撮像装置に関するものである。

（従来の技術） 従来よりカラーテレビカメラ等の撮像装置では対物レン
ズからの光を色分解プリズムで例えば青色（Ｂ）、緑色
（Ｇ）、赤色（Ｒ）の３つの色光に色分解した後、各々
の色光に基づく被写体像を対応する固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ）面Ｅに結像している。

第３図はこのような従来のカラーテレビカメラの撮像装
置の光学系の要部概略図である。

同図において１０は対物レンズであり、不図示の被写体
からの光束を集光し、ローパスフィルタ１１、近赤外光
カットフィルタ１２を介した後、色分解プリズム３１に
入射している。

色分解プリズム３１は所謂３Ｐプリズムより成っており
、青反射プリズム１の入射面１ａより入射した光束のう
ちダイクロイック膜を施した反射面１ｂで青色光（Ｂ光
）を反射し緑色光（Ｇ光）と赤外光（Ｒ光）を透過する
ようにして色分解している。

このうちＢ光を入射面１ａで全反射させた後、射出面１
ｃより剣山させ青のトリミングフィルター６を介し固体
撮像素子（ＣＣＤ）９而Ｊｌに青色光の被写体像を形成
している。

一方青反射プリズムｌの反射面１ｂを通過したＧ光とＲ
光は赤反射プリズム３の入射面３ａより入射する。この
うちダイクロイック膜を施した反射面３ｂでＲ光を反射
させＧ光を透過させている。そしてＲ光を入射面３ａで
全反射させた後側出面３Ｃより射出させ、赤のトリミン
グフィルター７を介しＣＣＤ９Ｒ面上に赤色光の被写体
像を形成している。

又赤反射プリズム３の反射面３ｂを通過したＧ光は緑透
過プリズム５を通過させて射出面５ｂより射出させ、緑
色のトリミングフィルター８を介し、ＣＣＤ９Ｇ面」二
に緑色光の被写体像を形成しでいる。

尚、各射出面に設けたトリミングフィルタ６．７．８は
所定の分光特性の色光のみが通過し、不要な色光が入射
しないような分光性↑１１を有するように構成されてい
る。

一般に撮像管を用いたテレビカメラでは高輝度の被ち体
を撮像面に結像させると撮像骨が焼きついて性能低下を
生じるという欠点があるのに対してＣＣｌ）は焼き付く
ということはないので、高輝度の被写体をＣＣＤ面」−
に結像させるような場合が多い。

（発明が解決しようとする問題点） 一般にＣＣＤ面には金属コーテイング膜が施されており
、その而りの反射率は比較的高し）。この為高輝度の被
写体なＣＣＤ而上面上光すると例えば第３図に示すよう
に緑色光（Ｇ光）はＣＣＩ）９Ｇ面上で強く反射し、又
は回折を起こす。そしてこれらの光は緑トリミングフィ
ルター８のダイクロイック膜で反射し、ＣＣＤ９Ｇ面上
に再入射し、フレアー光やゴースト光等の所謂不要光と
なり画質を大きく低下させる原因となってくる。このよ
うなことはダイクロイック膜が必ずしも波長１１工に１
００％の透過又は反射をするものでなし）７）生じてく
る。

次にこの不要光について第４〜第６図の分光特性＋Ｈｉ
線を用いて説明する。

第４図の曲線１５は対物レンズｌＯから色分解プリズム
３１の青反射プリズムｌを介し、ＣＣＤ９Ｂ面上に至る
青色光用の光学系、所謂青チャンネルの分光透過率、Ｉ
ＨＩ線１６は青トリミングフィルター６のダイクロイッ
ク膜の分光反射率である。

同図より明らかのように青チャンネルで生じる不要光の
分光特性はＣ０Ｄ９Ｂの分光反射率と曲線１５．１６の
積となり例えば同図に示す斜線１７に示すような波長成
分光となる。

このようなことは緑チャンネルや赤チャンネルにおいて
も同様に生ずる。

即ち第５図の曲線１８は緑チャンネルの分光透過率、曲
線１９は緑トリミングフィルター８のダイクロイック１
摸の分光反射率であり、緑チャンネルで生じる不要光の
分光特性は前述と同様にして求まり同図の斜線２０に示
すような波長分光となる。

又第６図の曲線２１は清、チャンネルの分光透過率、曲
線２２は赤トリミンクフィルター７のタイクロイック膜
の分光反射率であり、赤チャンネルて生じる不要光の分
光特性は前述と同様にして求まり同図の斜線２３て示す
ような波長成分光となる。

このような各色光による不要光か多いとモニター面上で
被写体の囲りに例えば青、緑、赤色のモザイク状のゴー
ストか観察されるようになりテレビ画像の画質を著しく
悪化させてくる。

本発明はＣＣＤ面からの反射光かトリよンタフィルター
等の光学要素で反則し、再度ＣＣＤに入射して不要光と
なるとき、該不要光の強度かなるべく弱くなるようにし
、各色光において良好なる画像か得られるテレビカメラ
やビデオカメラ等の好適な撮像装置の提供を目的とする
。

（問題点を解決する為の手段） 本発明の撮像装置は対物レンズからの光を色分解プリズ
ムを介して複数の色光に色分解した後、各ノ！の色光に
基づく被写体像を各〜固体撮像素子面ヒに結像するよう
にした撮像装置において、該色分解プリズムの少なくと
も１つの割出面と固体撮像素子との間に、該割出面側よ
り刻象とする色光を透過させるダイクロイック膜を有す
るトリミングフィルターと該対象とする色光から近赤外
光までの光を吸収する吸収フィルターを設けたことを特
徴としている。

（大施例） 第１図は本発明をカラーテｌノビカメラに適用したとき
の第１実施例の光学系の要部概略図である。

本実施例では第３図の従来の撮像装置に比へて緑透過プ
リズム５の射出面５ｂ側に配置されている緑ト１ノミン
クフィルター８と固体撮像素子（ＣＣＤ）Ｇとの間に後
述する分光特性を有した吸収フィルター１３を設けた構
成が光っている。

次に本実施例の構成について第３図の構成の説明と一部
重複するが順次説明する。

対物レンズ１０は不図示の被写体からの光束を集光し、
ローパスフィルタ１１、近赤外光カットフィルタ１２を
介した後、色分解プリズム３１に入射させている。

色分解プリズム３１は所謂３１）プリズムより成ってお
り、青反射プリズム１の入射面１ａより入射した光束の
うちダイクロイック膜を施した反射面１ｂで青色光（Ｉ
３光）を反則し緑色光（Ｇ光）と赤色光（Ｒ光）を透過
するようにして色分解している。

このうちＢ光を入射面】ａで全反射させた後、割出面１
ｃより射出させ青のトリミングフィルター６を介し固体
撮像素子（ＣＣＤ）９面上に青色光の被写体像を形成し
ている。

一方青反射プリズム１の反射面１ｂを通過したＧ光とＲ
光は赤反射プリズム３の入射面３ａより入射する。

このうちダイクロイック膜を施した反射面３ｂでＲ光を
反射させＧ光を透過させている。そしてＲ光を入射面３
ａで全反射させた後射出面３ｃより射出させ、赤のトリ
ミングフィルター７を介しＣＣＩ）　９　Ｒ面一にに赤
色光の被写体像を形成している。

又、赤反射プリズム３の反射面３ｂを通過したＧ光は緑
透過プリズム５を通過させて射出面５ｂより射出させ、
緑色のトリミングフィルター８と吸収フィルター１３を
介し、ＣＣＤｅＧ面」−に緑色光の被写体像を形成して
いる。

ここで吸収フィルター１３は第７図の曲線２４に示すよ
うな分光透過率を何しており、緑色光の領域は全んど透
過し、緑色光よりも波長の長い波長約５７０ｎｍから近
赤外域に至る領域の光束を吸収する特性を有している。

即ち同図に示すように吸収フィルター１３は緑色光（波
長約５００〜５６０ｎｍ）の吸収は第７図の曲線２４に
示すように高々数％であり、該吸収フィルター１３を配
置しても結像光束の分光特性は全んど影響を与えないよ
うに設定している。

これに刻して前述したようにＣＣＩ）　９０面上で反則
し、緑トリミングフィルター８のダイクロイック膜で反
射してＣＣＤ９Ｇ面上に再度入射する不要光は該吸収フ
ィルター１３を同図に示すように往復通過する。この為
該不要光に対する吸収フィルター１３の光学的作用は２
倍の厚さの吸収フィルターと等価となり、該吸収フィル
ターを通過する光束に対しては第７図の■線２５のよう
な分光透過率となる。この結果、波長約５６０ｎｍ以上
の不要光は第７図の斜線２６に示すような波長成分光と
なる。

第５図の斜線２０と第７図の斜線２６の波長成分光を比
較するとＣＣ０９Ｇ面上に再入射する不要光の強度は吸
収フィルター】３を入れることにより、効果的に弱くな
っていることがわかる。

このような分光特性を有する吸収フィルタ１３を緑チャ
ンネルに設ける効果は他の青チャンネルや赤チャンネル
においても各々対応する分光特性の吸収フィルターを設
ければ同様に得られる。

尚、緑チャンネルにのみ吸収フィルター１３を入れても
良く、この場合は３つのチャンネルの光路長を一致させ
る為に青反射プリズムｌと赤反射プリズムの厚さ（光路
長）を吸収フィルター１３の厚さ（光路長）に相当する
分だけ厚く（長く）することが必要である。

第２図は本発明の第２大施例の光学系の装部概略図であ
る。

本実施例では青チャンネルに１を色光に対する不要光が
ＣＣＤ９Ｂに入射するのを防止又は強度を弱くする為に
後述する分光特性の吸収フィルタ１４を設けている。

又、第１図の第１実施例において色分解プリズム３１の
入射側に設けていた近赤外光カットフィルター１２を色
分解プリズム３１の各々の射出面に設けている。

本実施例における近赤外光カットフィルター１２の分光
透過率特性は例えば第９図の曲線３０のようになってい
る。又、吸収フィルター１４の分光透過率は例えば第８
図の曲線２７のようになっている。同口に示すように青
色の波長領域で１ は全んど吸収がなく波長約４７０ｎｍから近赤外領域の
光を弱くする特性を有している。このように吸収フィル
ター１４の青色光（波長約４００４６０ｎｍ）の吸収は
第８図の曲線２７に示すように高々数％であり、この吸
収フィルター１４を配しても結像光束の分光特性には全
んど影響を与えないようにしている。

これに対して不要光は第１実施例と同様に吸収フィルタ
ー１４を往復通過する。従って第１実施例と同様に波長
約４６０ｎｍ以」二の不要光に対する吸収フィルター１
４の光学的作用は２倍の厚さの吸収フィルターと等価と
なり、該不要光の強度は第８図の斜線２９で示す波長成
分光となる。

第４図の斜線１７と第８図の斜線２９の波長成分光を比
較するとＣＣＤ　９−８面上に再入射する不要光の強度
は吸収フィルター１４を入れることにより、効果的に弱
くなっていることがわかる。

尚、本実施例では青、緑、赤の各チャンネルに近赤外光
カットフィルター１２を設け、不要光を該近赤外光カッ
トフィルター１２を往復させて、２ これにより不要光に対する光学的厚さが２倍となるよう
にし、実質的に第９図の■線３１に示すような分光透過
率のフィルターとして作用させている。これにより近赤
外光カットフィルターを色分解プリズムの入射側に配置
した場合に比べて不要光の強度がより弱くなるようにし
ている。

本実施例において赤チャンネルに関しては不要光が第９
図の曲線３１に示す分光特性の近赤外光カットフィルタ
ー１２を往復透過するのでその強度は吸収フィルターを
設けなくてもかなり弱くすることができる。

尚、本実施例において縁チャンネルと赤チャンネルに各
々対応する分光透過率を有する吸収フィルターを設けて
も良く、これによれば青チャンネルと同様の効果が得ら
れる。

本発明は第１、第２図に示す色分解光学系に限らずどの
ような構成の色分解光学系においても同様に適用するこ
とができる。

（発明の効果） 本発明によれば前述のように色分解プリズムの射出面に
ダイクロイック膜より成るトリミングフィルターと所定
の分光特性の吸収フィルターを設けることにより、ＣＣ
Ｄ面からの反射光に基づくフレアー光やゴースト光等の
不要光の強度を弱め、各々の色光に基づいた良好なる画
像が得られるテレビカメラ等に好適な撮像装置を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１、第２図は本発明の第１、第２実施例の光学系の要
部概略図、第３図は従来のテレビカメラ用の撮像装置の
概略図、第４、第５、第６図は各々青、緑、赤チャンネ
ルにおける分光特性の説明図、第７、第８図は本発明に
係る吸収フィルターの分光特性の説明図、第９図は近赤
外光カットフィルターの分光特性の説明図である。 図中、１０は対物レンズ、１１はローパスフィルター、
１２は近赤外光カットフィルター１３．１４は吸収フィ
ルター、ｌは青反射プリズム、３は弄反射プリズム、５
は緑透過プリズム、Ｇは青トリミングフィルター、７は
赤トリミングフ ィルタ ８は緑 １〜 リ ミングフィルター ９１３． ９　Ｇ　、 ９Ｒは各々ＣＣｌ）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズからの光を色分解プリズムを介して複
   数の色光に色分解した後、各々の色光に基づく被写体像
   を各々固体撮像素子面上に結像するようにした撮像装置
   において、該色分解プリズムの少なくとも１つの射出面
   と固体撮像素子との間に、該射出面側より対象とする色
   光を透過させるダイクロイック膜を有するトリミングフ
   ィルターと該対象とする色光から近赤外光までの光を吸
   収する吸収フィルターを設けたことを特徴とする撮像装
   置。