JPS6219112B2 - - Google Patents

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JPS6219112B2
JPS6219112B2 JP52035935A JP3593577A JPS6219112B2 JP S6219112 B2 JPS6219112 B2 JP S6219112B2 JP 52035935 A JP52035935 A JP 52035935A JP 3593577 A JP3593577 A JP 3593577A JP S6219112 B2 JPS6219112 B2 JP S6219112B2
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JP
Japan
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optical system
color separation
separation prism
prism optical
bias light
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JP52035935A
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English (en)
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JPS53120332A (en
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Takeshi Higuchi
Seiji Tooyama
Hiroshi Yamada
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to US05/889,539 priority patent/US4171869A/en
Priority to FR7809054A priority patent/FR2386220A1/fr
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Publication of JPS6219112B2 publication Critical patent/JPS6219112B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G02B27/1013Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/13Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
    • H04N23/16Optical arrangements associated therewith, e.g. for beam-splitting or for colour correction

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高屈折率ガラスを主体として構成され
るカラーテレビ用色分解プリズム光学系に関する
もので、特にこの色分解プリズム光学系の一部に
バイアスライト用光源を設け撮像管光電面上、即
ち赤緑青の各チヤンネルの結像面を被写体よりの
光量を損失することなくバイアスライトを照射し
得るようになしたカラーテレビ用色分解プリズム
光学系に関する。
カラーテレビカメラにおいて、撮像管に起因す
る残像を除去するために、撮影レンズによる被写
体からの結像光とは別な光源によつて、撮像管の
光電面を一様に照射する、いわゆるバイアスライ
トを用いることが有効であることがよく知られて
おり、カラーテレビ色分解プリズム光学系に前記
バイアスライトを組込む方法が本出願人による特
許、例えば特公昭50−29889及び特公昭50−29888
を含めて種々提案されている。
一方近年になつてニユース取材を目的として
ENG(Electronic News Gathering)カメラが多
く開発されて来ているが、この種のカメラは小型
軽量に製作することが強く要求されると共に、比
較的暗い場所においても使用可能な様にF1.4位
の大口径レンズが取付けられる様な要求も多い。
従来のカラーテレビ用色分解プリズム光学系は、
その硝材としてはBK7(nd=1.5168)が主に用い
られてきているが、この種の硝材を用いて2/3イ
ンチ撮像管用色分解プリズム光学系を作る場合、
色分解プリズム光学系の明るさをF1.4とすれば
色分解プリズム光学系の大きさは1インチ撮像管
用のものとあまり変らず、カメラを小型軽量にま
とめることが難しくなつてくる。
この場合色分解プリズム光学系にnd=1.7位の
高屈折率を持つた硝材を主に使用すれば色分解プ
リズムの明るさをF1.4としてもその大きさは体
積でBK7等の硝材を用いたものに比して1/4〜1/5
位にし得るので、カメラ全体の小型軽量化を進め
る上で大きな利点となる。
またこの様に色分解プリズム光学系にnd=1.7
位の高屈折率の硝材を主として用いた場合、色分
解プリズム光学系が小さくなるため、色分解プリ
ズム光学系に使用するズームレンズとしてはバツ
クフオーカスが比較的短かくてすむので、ズーム
レンズ系の小型化及び性能向上に関して設計上も
非常に有利になつてくる。
この様に、カラーテレビ用の色分解プリズム光
学系に高屈折率ガラスを主として用いた場合、カ
ラーテレビカメラの設計上の利点があるが、この
種の色分解プリズム光学系に前述のバイアスライ
トを挿入しようとすると、バイアスライトが色分
解プリズム光学系の内部で全反射をおこし、前記
赤、緑、青の各チヤンネルのすべての撮像管光電
面を一様に照射しなくなるという基本的な欠点が
生じる。
このことは後述する記載によつて明らかになる
が、本発明はこのバイアスライト挿入に関する基
本的な欠点を除去する手段を持たせたカラーテレ
ビ用色分解プリズム光学系を提供することを目的
としたもので、これによつて高屈折率ガラスを用
いた小型、軽量及び高性能なカラーテレビ用色分
解プリズム光学系を実用化可能ならしめるもので
ある。
以下本発明を添付図面の実施例に基づいて詳述
する。
第1図はカラーテレビジヨンカメラによく用い
られる色分解プリズム光学系を示すもので、例え
ば青反射ダイクロイツク面8を有するプリズム
2、赤反射ダイクロツク面9を有するプリズム3
及びプリズム4、青トリミングフイルタ5、赤ト
リミングフイルタ7並びに緑トリミングフイルタ
6より構成されている。またよく好られている様
にこの色分解プリズムはプリズム2とプリズム3
の間に空気間隔13を持つて構成されている。こ
の色分解プリズムによつて撮像レンズ1によつて
得られる像は青、赤、緑の3チヤンネルの光路に
分解され撮像管10,11及び12上に結像され
る。
この種の色分解プリズム光学系にバイアスライ
トを挿入する場合、第2図に示す如く、撮像レン
ズ1の光軸14と色分解プリズム光学系の例えば
青、緑、赤の各チヤンネルの光軸15,16,1
7を含む平面18に略平行で撮像レンズ1に対面
する色分解プリズム光学系の入射面25を挾む上
下の面19及び20と前記入射面25の交つた稜
線21及び22と撮像レンズ1の光軸を含み前記
色分解プリズム光学系の青緑赤の各チヤンネルの
光軸を含む平面18に垂直な平面26の交る点の
近傍23及び24の位置近くにバイアスライト光
源を設置する方法が広く用いられている。
しかしこの色分解プリズム光学系の材質として
例えばnd=1.7前後の高屈折率のものを使用する
場合には先に述べた様な位置よりバイアスライト
を挿入すると、プリズム2とプリズム3の間に設
けられている空気間隔13のために前記バイアス
ライトがプリズム2と空気間隔13の界面で全反
射をおこす領域が生じ例えば緑赤の撮像管光電面
を一様に照射しなくなる。
今第3図に示す様に第2図で示されたバイアス
ライト光源の位置23及び24にバイアスライト
光源L1及びL2を設定し、この色分解プリズム光
学系の入射面25と撮像レンズ1の光軸14との
交点Oを座標原点とし色分解プリズム光学系の入
射面25と第2図における平面26との交線をX
軸、平面18との交線をY軸とし、撮像レンズ1
の光軸14をZ軸とする。
そこで光源L1(x、y、z)と撮像管12の
光電面12a上の任意の一点P1(x1y1z1)を結ぶ
直線の単位ベクトルを〓とし、プリズム2とプリ
ズム3の空気間隔13に接するプリズム2の面8
の法線ベクトルを〓とするプリズム2の面8によ
つて光源L1のバイアスライトが全反射する領域
は |cos-1〓・〓|>θ ………(1) 但し N=(l、m、n) l、m、nはNの方向余
弦 θ:プリズム2の臨界角 となる。
これと同じことはバイアスライト光源L2につ
いても云える。
したがつて式(1)を満足する領域はプリズム2の
臨界角θが小さくなるほど大きくなり、プリズム
2の屈折率を大きくするとバイアスライトは撮像
管光電面12aの斜線で示す部分への光が全反射
をおこすことになる。この領域はプリズム2の頂
角ωによつて変わることは当然であるが、例えば
この様な形状の色分解プリズムにおいては明るさ
及び射出光軸の位置より制約を受け、例えばnd
=1.7とするとω≒23゜というようになるためこ
の頂角に対してはあまり自由度がないのは云うま
でもない。
そこで第4図に示す如くバイアスライト光源
L1及びL2をy軸の青チヤンネルの撮像管方向に
Δyだけずらし第3図で斜線をもつて示したバイ
アスライトの照射されない影の部分を撮像管の光
電面の有効画面12aの外にずらす必要がある。
即ち、 |cos-1〓・〓)<θ ………(2) 但し N=(l、m、n) θ:プリズム2の臨界角 を満足する様にバイアスライト光源の位置を第2
図における23a及び24aの位置にずらせて配
置させなければならない。
第5図は第4図に示す原理を反射面を利用した
バイアスライト用光源を有するカラーテレビ色分
解プリズム光学系に応用した場合の斜視図イ及び
3チヤンネルを構成するチヤンネルの1つを展開
した展開図ロをそれぞれ示し、第1図と同一符号
は同一物を示すものとする。
2は青のチヤンネルを構成するプリズムで上面
には反射面31aを有する小プリズム31が固着
されている。
またこの光学系の赤、緑、青の各チヤンネルの
光軸を含む平面に平行で撮像レンズ1に対面する
入射面を挾む上下の面と、プリズム2の入射面の
交わつた稜線近傍で、撮像レンズ1の光軸を含
み、しかも前記各チヤンネルの光軸を含む平面に
垂直な面を設定し、前述の(2)式を満足する量だけ
この垂直面上を外れた位置に前記小プリズム31
は配置されこの小プリズムの一部よりバイアスラ
イト光源を投射する様にしたものである。
前記小プリズム31の反射面31aからの光を
受けるプリズム2の部分32を反射面あるいは拡
散面とし、プリズム2の下面と入射面のなす稜線
に加工を加え傾斜面33を設け反射面あるいは拡
散面とする。ここでこれらの反射面あるいは拡散
面32及び33は円環体の一部より形成してもよ
い。34はバイアスライト用光源で前記小プリズ
ム31の上面側に配設されている。
なお、第5図イにも示されるとおり、バイアス
光導入作用を行なうための反射面あるいは拡散面
32,33は、プリズム2の入射面を挾む上下の
稜線部において、入射光軸14に対し図中右側へ
若干外れた位置に設けられているが、この理由な
らびにその外れ量はすでに述べたとおりである。
ここでバイアスライト用光源34より発する光
束の一部は反射面31a及び反射面あるいは拡散
面32を介して撮像管光電面12aに投射され
る。
またバイアスライト用光源34よりの別の光束
は反射面あるいは傾斜面33を介して撮像管光電
面12aに投射される。
この2方向からの投射及びバイアスライト用光
源34の前記垂直面上の外れによつて撮像管光電
面12aには前述した如くバイアスライトのプリ
ズム光学系の内部における全反射による影が生じ
ず一様なバイアスライトが投影されるのである。
この様にすることにより、バイアスランプは1個
で済むので、保守の上からも非常に便利になつて
いる。
ここで、本発明は光学系の中にプリズムを用い
るカラーテレビにおいて、バイアスライトを必要
とする場合、任意に適用しうるものであつて実施
例に示した3色分解プリズムに限定されるもので
はない。
さらに、この実施例では屈折率がnd=1.7前後
の場合を特に述べてきたが、上記したバイアスラ
イト光の全反射の問題は、プリズムの通し得るF
値(アパーチヤー)、画面サイズ、プリズム材質
の屈折率と相関関係を有するので、本発明に適応
される高屈折率とはnd=1.7前後に限定されるも
のではないことはいうまでもない。
以上詳述した如く、本発明によるカラーテレビ
用色分解プリズム光学系によれば、高屈折率の色
分解プリズムを使用した場合のバイアスライトの
プリズム光学系の内部における全反射により生ず
る影が撮像管光電面外にずれることとなりこの光
電面を一様に投射することができる。したがつて
色分解プリズムの高屈折率化による撮影レンズの
バツクフオーカスの減少を計ることができ、非常
に小型かつ高性能なカラーテレビ用色分解プリズ
ム光学系が提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は3色分解プリズム光学系の構成を示す
側面図、第2図はバイアスライト用光源を有する
3色分解プリズム光学系の斜視図、第3図は第2
図に示す光学系の説明図、第4図は本発明の原理
を説明する説明図、及び第5図は本発明の望まし
い実施例を示す斜視図並びに展開図をそれぞれ示
す。 1……撮像レンズ、2,3及び4……3色分解
プリズム、10,11及び12……撮像管、31
……小プリズム、32及び33……反斜面又は拡
散面、34……バイアスライト用光源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 撮影レンズと撮像管の間に配置され高屈折率
    ガラスを主体として構成されるカラーテレビ用色
    分解プリズム光学系において、前記色分解プリズ
    ム光学系の赤、緑、青、の各チヤンネルの光軸を
    含む平面に平行で、撮影レンズに対面する入射面
    を挟む上下の面と、前記入射面の交わつた稜線近
    傍で、撮影レンズの光軸を含み、しかも前記赤、
    緑、青、の各チヤンネルの光軸を含む平面に垂直
    な面上を最初に色分解して取り出すチヤンネルの
    撮像管方向に所定量外れた位置にバイアスライト
    用光源を設けることにより、前記プリズム光学系
    の内部における全反射により、バイアスライト光
    の一部が少なくとも赤、緑、青の各チヤンネルの
    いずれかの結像面をしなくなることを防止したこ
    とを特徴とするカラーテレビ用色分解プリズム光
    学系。 2 特許請求の範囲第1項記載のカラーテレビ用
    色分解プリズム光学系において、バイアスライト
    用光源を反射面で構成し、前記色分解プリズム光
    学系の撮影レンズに対面する入射面を挟む上下の
    面のいずれかの側に前記反射面を投射し得るバイ
    アスライト用光源を設けたことを特徴とするカラ
    ーテレビ用色分解プリズム光学系。 3 特許請求の範囲第2項記載のカラーテレビ用
    色分解プリズム光学系において、前記反射面を円
    環体の一部より形成したことを特徴とするカラー
    テレビ用色分解プリズム光学系。
JP3593577A 1977-03-30 1977-03-30 Optical system of color separation prism for color television Granted JPS53120332A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3593577A JPS53120332A (en) 1977-03-30 1977-03-30 Optical system of color separation prism for color television
US05/889,539 US4171869A (en) 1977-03-30 1978-03-23 Color separation prism system for color television camera
FR7809054A FR2386220A1 (fr) 1977-03-30 1978-03-29 Systeme de prisme de separation de couleurs pour camera de television

Applications Claiming Priority (1)

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JP3593577A JPS53120332A (en) 1977-03-30 1977-03-30 Optical system of color separation prism for color television

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53120332A JPS53120332A (en) 1978-10-20
JPS6219112B2 true JPS6219112B2 (ja) 1987-04-27

Family

ID=12455870

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JP (1) JPS53120332A (ja)
FR (1) FR2386220A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
FR2386220A1 (fr) 1978-10-27
JPS53120332A (en) 1978-10-20
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