JPH0422914A - 三色分解光学系 - 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〕 本発明はカラー撮像装置などに用いられる三色分解光学
系に関する。

〔従来の技術〕

映像信号を発生するために従来から一般的に使用されて
いるカラー撮像装置は次のように構成されている。すな
わち、撮像レンズを通した被写体の光学像を色分解光学
系を介して撮像素子上に結像させる。

次に撮像素子の光電変換部により被写体の光学像をそれ
に対応する電気的な画像情報に変換する。

そして電気的な画像情報を時間軸上で直列的な映像信号
として出力する。また前記撮像素子としては従来から各
種の撮像管や固体撮像素子が用いられている。

前記色分解光学系としては、本出願人が特願昭６２−２
２６１３７号によって既に出願した３色分解光学系があ
る。この光学系は第３図または第４図に示すように構成
されていた。すなわち第３図に示すものは、ダイクロイ
ックフィルタ１．２とプリズム３．４とからなっている
。ダイクロイックフィルタ１は青色光を反射し赤色光と
緑色光とを透過する。またダイクロイックフィルタ２は
赤色光を反射し緑色光と青色光とを透過する。プリズム
３．４の光軸は平行となっており、それぞれの一端には
光軸方向に対して４５度の角度で全反射面３ａ、４ａが
形成されている。そしてダイクロインクフィルタ１，２
はそれぞれ全反射面４ａ、３ａに対して平行に設けられ
ている。

上記のように構成された三色分解光学系は、被写体５と
撮像レンズ６とを結ぶ光軸７に対して、プリズム３．４
の光軸８，９が平行になるように配設されている。また
光軸７，８間及び７．９間の距離は等しくａとなってい
る。

被写体の光学像は撮像レンズ６を通ってダイクロイック
フィルタ１に当り、この光学像の青色成分は反射し、さ
らにプリズム４の全反射面４ａに当って反射し、結像面
１０において青色成分による光学像１１が結像する。一
方、ダイクロイックフィルタ１を透過した光学像はダイ
クロイックフィルタ２に当り、この光学線の赤色成分は
反射し、さらにプリズム３の全反射面３ａに当って反射
し。

結像面１０において赤色成分による光学像１２が結像す
る。またダイクロイックフィルタ２を透過した光学像は
直進し、結像面１０においては緑色成分による光学像１
３が結像する。

上記の三色分解光学系において５光学像がプリズム３．
４を通過するために発生する光路長の延びをａに等しく
なるように、プリズム３．４中のそれぞれの光路長及び
屈折率を決定すれば、各色の光学像１１．１２．１３を
同一結像面１０において、互いに重なり合うことなく一
直線上に近接して形成することができる。このとき各光
学像］１．１２．１３は同一の向きに揃っている。そし
て結像面１０に撮像素子を配設すれば、ビデオカメラな
どのカラー撮像装置を構成できる一方、第４図に示す色
分解光学系は、光軸７に対してそれぞれ４５度の角度で
ダイクロイックフィルタ面１ａ、２ａが形成されてダイ
クロイックプリズム２１を、前記光軸７上に配設したも
のである。他の部分の構成は第３図に示すものと同様で
あるので、対応する部分には同一の符号を付して示し、
その説明は適宜省略する。

第４図において、ダイクロイックフィルタ面１ａは第３
図に示すダイクロイツタフィルタ１と同様に青色光を反
射し赤色光と緑色光とを透過する。

またダイクロイックフィルタ面２ａは赤色光を反射し赤
色光と青色光とを透明する６そしてダイクロイックフィ
ルタ面１ａ、２ａはそれぞれプリズム４．３の全反射面
４ａ、３ａに対して平行に対向して配設されている。

第４図に示す色分解光学系によっても、第３図に示すも
のと同様の作用効果を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように構成された従来の三色分解光学系によれば
、撮像レンズ６を通した被写体５の光学像を三色に分解
し、それぞれの光学像を同一結像面１０上で近接して一
直線状に、かつ等倍で同一の向きに形成することができ
る。この結果三色分解光学系を簡単で小型なものに構成
することが可能となる。

しかしながら第３図に示すものにおいては、ダイクロイ
ックフィルタ１，２とプリズム３．４とが別体で構成さ
れているため、それぞれの光軸調整が面倒であるという
問題があった。

また第４図に示すものは１対のダイクロイックフィルタ
面１ａ、２ａが１つのダイクロイックプリズム２１内に
形成されているので、光軸調整は多少容易となるが光学
像が１対のダイクロイックフィルタ面２ａ、１ａの交叉
した部分を通るため、接合部で解像度が劣化するという
問題、またミラーの角度誤差による像ズレの問題があっ
た。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光軸調
整が容易で解像度の優れた簡単な構造で小型の三色分解
光学系を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に記載の三色分解光学系は、光学特性の異なる
２個のダイクロイックフィルタを有する光学系により、
３色に分解された３個の光学像を形成する三色分解光学
系において、互いに直交する２面を有する角柱状のプリ
ズムと、２面にそれぞれ形成された光学特性の異なるダ
イクロイックフィルタ面と、それぞれダイクロイックフ
ィルタ面を介してプリズムの直交する２面に接合された
光学ブロックとを備えることを特徴とする請求項２に記
載の三色分解光学系は、プリズム及び光学ブロックより
出射される光を、同一平面上に隣接して出射されるよう
に案内する他のプリズムをさらに備えることを特徴とす
る。

〔作用〕

上記構成の三色分解光学系においては、光学特性の異な
る２種類のダイクロイックフィルタ面を。

角柱状の互いに直交する２面に形成したので、光学像の
光軸に対してこれらの２面が４５度の角度になるように
するだけで光軸調整を行なうことができる。また前記２
面においてそれぞれ各色の反射及び透過が互いに独立し
て行なわれるので、解像度が劣化することはない。

〔実施例〕

以下、本発明の三色分解光学系の一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図である。

図において、断面がほぼ二等辺直角三角形の角柱状のプ
リズム３１の、直交する２面にはそれぞれ光学特性の異
なるダイクロイックフィルタ面３２．３３が形成されて
いる。一方のダイクロイックフィルタ面３２は赤（Ｒ）
色光を反射し、青（Ｂ）色光と緑（Ｇ）色光とを透過す
る特性を有し。

他方のダイクロイックフィルタ面３３は青色光を反射し
、赤色光と緑色光とを透過する特性を有する。またプリ
ズム３１のダイクロイックフィルタ面３２．３３が形成
された面には、それぞれ光学ブロック３４．３５が接合
されている。そしてプリズム３１と光学ブロック３４．
３５が一体となって断面がほぼ矩形状の角柱を形成して
いる。なお、プリズム３１の底面とこれと対向する光学
ブロック３４．３５の側面とは、それぞれ光学像の光軸
３６に対し平行になっている。

上記の構成において、第３図に示す被写体５の光学系は
撮像レンズ６を通り、光軸３６に沿って光学ブロック３
４に入射してダイクロイックフィルタ面３２に当る。こ
の光学像の赤色成分はこの面３２によって反射し、赤色
成分による光学像は光軸３６に対して直角方向に進む。

一方、ダイクロイックフィルタ面３２を透過した光学像
は直進してダイクロイックフィルタ面３３に当る。この
光学像の青色成分はこの面３３によって反射し、青色成
分による光学像は光軸３６に対して直角方向に進む。ま
たダイクロイックフィルタ面３３を透過した緑色成分に
よる光学像は直進する。

本実施例によれば、光軸調整はプリズム３１のダイクロ
イックフィルタ面３２．３３が光軸３６に対して４５度
の角度になるように調整するだけでよく、調整が容易と
なる。

また光学像の赤色成分及び青色成分の反射がそれぞれ別
のダイクロイックフィルタ面３２．３３によって独立し
て行なわれるので、解像度の劣化の発生を防止すること
ができる。

ダイクロイックフィルタ面は、プリズムの直交する２面
の代わりに、この直交する２面に接合する光学ブロック
の２面に形成しても良い。

さらに夫々の組み合わせでも良い、光学性能としては光
の入射面側にフィルターを形成することが望ましい。

第２図は第１図に示す光学系に光路差補正用のプリズム
４１．４２を接合した場合を示す平面図である。第２図
において、第１図と対応する部分には同一の符号を付し
てあり、その説明は適宜省略する。

第２図において、プリズム４１．４２のそれぞれの光軸
４３．４４は光軸３６に対して同一面内で平行となって
おり、それぞれの一端には光軸４３．４４に対して４５
度の角度で全反射面４１ａ、４２ａが形成されている。

そしてダイクロイックフィルタ面３２．３３はそれぞれ
全反射面４１ａ、４２ａに対向して平行となっている。

上記の構成において、ダイクロイックフィルタ面３２に
よって反射された赤色成分の光学像はプリズム４１の全
反射面４１ａに当って反射し、光軸４３に沿って進んで
結像面４５において赤色成分の光学像４６が結像する。

同様にダイクロイックフィルタ面３３によって反射され
た青色成分の光学像はプリズム４２の全反射面４２ａに
当って反射し、光軸４４に沿って進んで結像面４５にお
いて青色成分の光学像４７が結像する。またダイクロイ
ックフィルタ面３２．３３を透過した緑色成分の光学像
は、直進して結像面４５において緑色成分の光学像４８
として結像する。このように。

３色の光が同一平面内に、隣接して得られる。

上記の三色分解光学系において、光学像がプリズム４１
．４２を通過するために発生する光路長の延びが、それ
ぞれ光軸３６．４３間及び３６゜４４間の距離に等しく
なるように、プリズム、４１．４２中のそれぞれの光路
長及び屈折率を決定すれば、従来例の場合と同様に、各
色の光学像４６．４７．４８を同一結像面４５において
、互いに重なり合うことなく一直線上に近接して形成す
ることができる。

プリズム４１．４２はプリズム３１，３４．３５と空隙
を介して構成しても良い２ また第１のダイクロイックフィルタ３２を長波長側の色
から赤、青、緑の順に設定すると総合のブロック長を短
くする事ができる。

本実施例によれば、前述した効果の外に三色分解光学系
の構成を簡単で小型のものとすることができる。

本光学系は表示装置などの３色合成光学系として使用出
来ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の三色分解光学系によれば
、プリズムの互いに直交する２面若しくは、これに接合
２３、光学ブロックの２面にそれぞれ光学特性の異なる
ダイクロイックフィルタ面を形成したので、光軸調整が
容易となり、解像度の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三色分解光学系の一実施例の構成を示
す平面図、第２図は同じく光路差補正用プリズムを付加
した構成を示す平面図、第３図及び第４図はそれぞれ従
来の三色分解光学系の一例の構成を示す平面図である。 ３１・・・プリズム、３２．３３・・・ダイクロインク
フィルタ面、３４．３５・・・光学ブロック。 も 第 因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学特性の異なる２個のダイクロイックフィルタ
   を有する光学系により、３色に分解された３個の光学像
   を形成する三色分解光学系において、互いに直交する２
   面を有する角柱状のプリズムと、前記プリズムの直交す
   る２面に接合された光学ブロックと共に、該２面に光学
   特性の事なる波長選択フィルターとを備えることを特徴
   とする三色分解光学系。
2. （２）前記プリズム及び光学ブロックより出射される光
   を、同一平面上に隣接して出射されるように案内する他
   のプリズムをさらに備えることを特徴とする請求項１に
   記載の三色分解光学系。