JPS63120575A - 色分解光学系及びその製造方法 - 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 ２　ページ 本発明は、入射光をプリズム群により複数の光路に分割
し、プリズム群の各出射光を複数の固体撮像素子で受光
するカラーテレビカメラ用の色分解光学系及びその製造
方法に関する。

従来の技術 従来、この種の色分解光学系としては、第５図〜第７図
に示す構成が知られている。以下、上記従来例について
第５図〜第７図を参照しながら説明する。

第６図及び第６図に示すようにプリズム群１０１をプリ
ズム台板１０２上に配置し、光学的位置合わせを行なっ
た後、樹脂接着剤１０３によってプリズム群１０１とプ
リズム台板１０２を接合する。

このプリズム台板１０２をカラーテレビカメラのフレー
ム１０４に固定する。プリズム群１０１の入射面１０５
側にレンズ系１０６を配置し、各出射面ＩＣ）７，１０
８，１０９側に固体撮像子１１０．１１１．１１２（若
しくは撮像管）を固定する。

次に上記従来例の動作について説明する。レンズ系１０
６からの入射光１１３はプリズム群ＩＣＮ３　ページ を構成するプリズム１１４，１１５．１１６のうち、プ
リズム１１４０入射面１０５に入射し、ブルー成分を反
射するグイクロック膜よりなる反射面１１７で青色の成
分の光が反射光１１８となり、再び入射面１０５で全反
射し、出射面１０７から出射し、固体撮像素子１１０（
若しくは撮像管）に入射し、青色成分画像を得る。また
反射面１１７を透過した入射光１１３はプリズム１１４
と１１５の間にあるエアーギャップ１１９を通過し、プ
リズム１１５に入射し、赤色成分を反射するダイクロツ
ク膜よりなる反射面１２０で赤色成分の光が反射光１２
１となり、入射面１２２で全反射し、出射面１０８から
出射し、固体撮像子１１１（若しくは撮像管）に入射し
、赤色成分の画像を得る。

最後に反射面１２０を透過した入射光１１３はプリズム
１１６を通過して出射面１０９より固体撮像子１１２（
若しくは撮像管）に入射し、緑色成分の画像を得る。そ
して固体撮像子１１０．１１１１１２（若しくは撮像管
）の信号を合成することによりカラー画像を得ることが
できる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来の色分解光学系では、従来用いられて
いる低分解能のカメラや高分解能のカメラでも撮像管を
用いた方式においては、大きな問題は生じなかったが、
固体撮像素子１１０．１１１．１１２を用いた場合には
問題が生じる。すなわち、色分解光学系が熱の影響を受
けた場合、色分解光学系の構成要素が各々熱膨張を生じ
、これにより　−各チャンネルの光路がずれる現象であ
るレジストレーションのズレが生じ、その結果、画像の
分解能が著しく劣化する。この要因の主なものとしては
、次の３つが挙げられる。

（１）プリズム１１４〜１１６が幾何的に膨張すること
により光路が変化する。

（２）プリズム台板１０２とプリズム１１４〜１１６を
樹脂接着剤１０３で接合しているため、熱膨張を生じた
時にプリズム１１４〜１１６が任意の方向に変化してし
まい、環境が元に戻った後でも、配置が元の形状に戻ら
ない。この原因の１つとして次のものがある。プリズム
群１０１の組立工程６　ページ において、第７図に示すようにプリズム群１０１を構成
する各プリズム１１４〜１１６は光線の通過する面を基
準として組立てるが、そのうち、プリズム１１５と１１
６は樹脂接着剤１２１により互いに接合し、プリズム１
１４と１１５はエアーギャップ１１９を形成するための
スペーサ１２３を介在し、プリズム１１４〜１１６をプ
リズム台板１０２に樹脂接着剤１０３で接合する。この
ような組立工程では基準が光線の通過面であるため、プ
リズム１１４〜１１６のプリズム台板１０２に対する接
合部１２４が平面にならない。つまりプリズム１１４〜
１１６の製作上の寸法許容差や幾何学公差によって接合
部１２４が凹凸になる。従来、この凹凸を樹脂接着剤１
０３によって吸収する構造をとっている。このような色
分解光学系に熱が加わった場合には、上記樹脂接着剤１
０３の膨張時に、この層の厚さが不均一なため膨張量が
変わり、その結果、プリズム１１４〜１１６がそれぞれ
例えば第７図に破線で示すようにバラバラに変形する。

また、元の環境に戻った場合でも、−度６　ページ 変形した樹脂接着剤１０３は完全に元に戻らないので変
形が残る。

（３）プリズム台板１０２とプリズム群１０１と樹脂接
着剤１０３の各々の熱膨張が異なるため、歪みが生じて
レジストレーションのズレを生ずる。

従来、低分解のカメラでは、これらの影響を無視してい
たが、分解能の高いカメラでは大きな問題となってくる
。上に挙げた要因の中、第１の要因については撮像管、
あるいは固体撮像素子１１０〜１１２をプリズム群１０
１の出射面１０７〜１０９に直接固着する方法などによ
って、ある程度回避することができる。また第２、第３
の要因については、撮像管を用いたものでは、例えばＮ
ＨＫ技術研究、昭６９第３６巻第２号に記載されている
カラーカメラのコンピュータ制御のように定期的にチャ
ートを写し出し、各チャンネル間のレジストレーション
のズレ量を検出し、電気的に補正を行なうことによって
、高分解な画質を保つように制御することができる。

これに対し、近年、固体撮像素子１１０〜１１２７ヘー
ノ を用いたカラーカメラが増加し、しかも固体撮像素子１
１０〜１１２の分解能が高まっているが、この固体撮像
素子１１０〜１１２を用いた場合、上記撮像管のような
電気的補正を行なうことが非常に困難である。その結果
、プリズム１１４〜１１６の変位がそのままレジストレ
ーションのズレに直接つながる。また、一般に電気的補
正は定期的に行なうために、その間のレジストレーショ
ンのズレに対応することは難しい。

そこで、本発明は、熱膨張、収縮によるプリズムの形状
の変化を最少限に抑えることができ、従って熱の影響に
よるレジストレーションのズレを防止することができ、
高解像の画質を保つことができ、また電気的補正部を持
ったカメラにおいてもその補正の回数と量を低減するこ
とができるようにした色分解光学系及びこの色分解光学
系を簡単に製造することができるようにした製造方法を
提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の色分解光学
系は、入射光を複数の光路に分割して放出するプリズム
群を構成する各プリズムの接合面が同一平面に形成され
、この接合面がプリズム台板に接合剤により接合された
ものである。

また本発明の色分解光学系の製造方法は、プリズム群を
構成する各プリズムを光の通過面を基準として組立て、
組立て後、プリズム群のプリズム台板に対する接合面を
平面になるように加工し、この接合面をプリズム台板に
接合剤により接合するようにしたものである。

作　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、プリズム群を構成する各プリズムの接合面が
同一平面に形成されているので、この接合面をプリズム
群に接合する接合剤の厚さを均一にすることができ、熱
による影響に対し、各プリズムの位置関係が変化してし
まうのを防止することができ、また熱膨張収縮の後にお
いても、完全に元の位置関係を保つことができる。従っ
て撮像管または固体撮像素子に入射するそれぞれの光の
９　ページ 光軸が各チャンネル間で・・ラバラに動く現象を抑える
ことができるので、レジストレーションのズレを最少限
にでき、これにより高解像の画質を保つことができ、ま
た電気的補正部を持ったカメラにおいてもその補正の回
数と量を低減することができる。

また各プリズムを光の通過面を基準として組立てた後、
プリズム群のプリズム台板に対する接合面を同一平面に
なるように加工し、この接合面をプリズム台板に接合す
るようにしているので、上記作用を奏する色分解光学系
を簡単に製造することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら
説明する。

第１図〜３図は本発明の一実施例における色分解光学系
を示し、第１図は斜視図、第２図は平面図、第３図はプ
リズム群とプリズム台板の接合部の側面図である。

第１図〜第３図において、１はプリズム群、２１０ベー
ジ はプリズム台板である。プリズム群１はプリズム３．４
．５から構成されている。プリズム３と４の間にはエア
ギャップ６を形成するためのスペーサ７が挿入され、プ
リズム４と６は樹脂接着剤等の接合剤８によって接合さ
れている。光の通過面を基準として以上のように配置さ
れたプリズム群１はその接合面１ｏが同一面となるよう
に形成され、プリズム台板２上に配置され、樹脂接着剤
等の接合剤１１によって接合されている。このプリズム
台板２はカラーカメラのフレーム１２に固定され、プリ
ズム群１の入射面１３側にレンズ系１４が配置され、プ
リズム群１の各出射面１５．１６．１７側に撮像管また
は固体撮像素子１８．１９．２ｏが配置されている。

このようにプリズム群１の接合面１Ｑが同一平面である
ため、プリズム群１の接合面１０とプリズム台板２は密
着して接合され、接合剤１１は全体が均一な厚さとなる
。

次に上記色分解光学系の製造方法について第４図を参照
しながら説明する。上記のようにブリズ１１　ページ ム３と４の間にエアキャップ６を形成するためのスペー
サ７を挿入し、プリズム４と６を樹脂接着剤等の接合剤
８によって接合する。このとき、各プリズム３．４．５
は光の通過面を基準として配置する。そして上記配置と
なるプリズム群１を固定枠９に挿入する。このようにし
て組立てた後、プリズム群１のプリズム台板２との接合
側を研削盤等によって加工し、同一平面の接合面１０を
形成する。次にこの接合部１ｏを第３図に示すように樹
脂接着剤等の接合剤１１によってプリズム台板２に接合
し、固定枠９を外す。このプリズム台板２を第１図及び
第２図に示すようにカラーカメラのフレーｊ・１２に固
定し、プリズム群１の入射面１３側にレンズ系１４を配
置し、各出射面１６．１６．１７側に撮像管または固体
撮像素子１８．１９．２０を配置する。

次に上記色分解光学系の動作について説明する。

第２図において、レンズ系１４からの入射光２１はプリ
ズム群１を構成するプリズム３，４．５のうち、プリズ
ム３の入射面１３に入射する。これを反射面２２．２３
で色分解し、各出射面１６．１６．１７に出射して各固
体撮像素子１８．１９．２０（または撮像管）に入射さ
せ、各チャンネルの信号を合成することによりカラー画
像を得ることができる。

ここで色分解光学系に熱変動が生じた場合にも、第３図
に示すようにプリズム群１の接合部１ｏとプリズム台板
２が平面度よく配置されて均等な厚みの樹脂接着剤等の
接合剤１１により接合されているので、応力が一様に接
合面１０に生じるため、従来のように各プリズム３．４
．５が任意に変動することがない。従ってレジストレー
ションのズレを抑えることが可能となる。

なお、上記実施例では、プリズム台板２はプリズム群１
の片側のみに接合されているが、プリズム群１を両側か
ら押さえるように接合しても良い。

またプリズム３．４．５は、入射光が通過する面で貼り
合わせて一体化した構造にすれば、さらに熱膨張収縮に
対する安定性を増すことができる。

発明の効果 １３　ページ 以上述べたように本発明によれば、プリズム群のプリズ
ム台板への接合面を同一平面に形成し、この接合面を接
合剤によりプリズム台板に接合しているので、接合剤が
全体に均一な厚さとなり、熱変動によって各プリズムが
・・ラバラに変動するのを防止することができ、レジス
トレーションのズレが生ずることを抑えることができる
。従って画像を高品質に保つことができ、また電気的補
正部を持ったカメラにおいてもその補正の回数と量を低
減することができる。

また各プリズムを光の通過面を基準として組立てた後、
プリズム群のプリズム台板に対する接合面を同一平面に
なるように加工し、この接合面をプリズム台板に接着す
るようにしているので、上記効果を奏する色分解光学系
を簡単に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例における色分解光
学系を示し、第１図は斜視図、第２図は平面図、第３図
はプリズム群とプリズム台板の接１４　ページ 合部の側面図、第４図は本発明の一実施例における色分
解光学系の製造方法を示す斜視図、第５図乃至第７図は
従来の色分解光学系を示し、第６図は斜視図、第６図は
平面図、第７図はプリズム群とプリズム台板の接合部を
示す側面図である。 １・・・プリズム群、２・・・プリズム台板、３〜５・
・プリズム、９・・・固定枠、１０・・接合面、１１・
・・接合剤、１８〜２０・・・固体撮像子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光を複数の光路に分割して放出するプリズム
   群を構成する各プリズムの接合面が同一平面に形成され
   、この接合面がプリズム台板に接合剤により接合されて
   いることを特徴とする色分解光学系。
2. （２）プリズム群を構成する各プリズムは入射光が通過
   する面で貼り合わされて一体化されている特許請求の範
   囲第１項記載の色分解光学系。
3. （３）プリズム群を構成する各プリズムを光の通過面を
   基準として組立て、組立て後、プリズム群のプリズム台
   板に対する接合面を平面になるように加工し、この接合
   面をプリズム台板に接合剤により接合することを特徴と
   する色分解光学系の製造方法。