(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、
前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、
前記第２面で反射され且つ前記第１面で全反射された光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第３面とを有し、
前記第１面に入射した光を、前記第２面を透過する光と、前記第３面を透過する光と、前記第３面で反射された後に前記第１面を透過する光とに分割することを特徴とする光分割プリズム。
【請求項２】
前記光分割プリズムは屋根型プリズムであり、
前記第１面は、前記屋根型プリズムの底面であり、
前記第２面は、前記第１面に対向する４つの斜面のうち互いに９０°をなす第１の対の斜面の一方の斜面であり、
前記第３面は、前記屋根型プリズムの底面である前記第１面に対向する４つの斜面のうち互いに９０°をなす第２の対の斜面の一方の斜面であることを特徴とする請求項１に記載の光分割プリズム。
【請求項３】
撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、前記第２面で反射され且つ前記第１面で全反射された光を前記第１面に向かって反射するための第３面とを有する第１三角プリズムと、
前記第１三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光を透過させるための第４面と、前記第４面を透過した光を前記第４面に向かって反射するための第５面と、前記第５面で反射され且つ前記第４面で全反射された光を前記第４面に向かって反射するための第６面とを有する第２三角プリズムとを備え、
前記第１三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第１面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第４面から射出される光とに分割することを特徴とする光分割プリズム。
【請求項４】
撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記光分割プリズムは、所定平面内に底面を有する第１三角プリズムと第２プリズムとの一部が重複し、その重複部分が前記所定平面内に底面を有するもう１つの第３三角プリズムを形成するように構成され、
前記第３三角プリズムは、前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第３面とを有し、
前記第１三角プリズムは、該第１三角プリズムの底面である第４面と、前記第３三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光を前記第４面に向かって反射するための第５面と、前記第５面で反射され且つ前記第４面で全反射された光を前記第４面に向かって反射するための第６面とを有し、
前記第２三角プリズムは、該第２三角プリズムの底面である第７面と、前記第３三角プリズムの前記第３面を透過して入射した光を前記第７面に向かって反射するための第８面と、前記第８面で反射され且つ前記第７面で全反射された光を前記第７面に向かって反射するための第９面とを有し、
前記第３三角プリズムの前記第２面で反射された光は、前記第１面で全反射され、前記第３面を透過し、前記第９面で反射され、前記第７面を透過して、前記第２三角プリズムから射出され、
前記第３三角プリズムの前記第３面で反射された光は、前記第１面で全反射され、前記第２面を透過し、前記第６面で反射され、前記第４面を透過して、前記第１三角プリズムから射出され、
前記第３三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第４面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第７面から射出される光とに分割することを特徴とする光分割プリズム。
【請求項５】
前記第１三角プリズムの前記第５面は、前記第３三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光の一部を透過させ、
前記第２三角プリズムの前記第８面は、前記第３三角プリズムの前記第３面を透過して入射した光の一部を透過させ、
前記第１三角プリズムの前記第５面を透過した光および前記第２三角プリズムの前記第８面を透過した光が入射する第４三角プリズムをさらに備え、
前記第４三角プリズムは、前記第１三角プリズムの前記第５面および前記第２三角プリズムの前記第８面を介した光を透過させるための第１０面と、前記第１０面を透過した光を前記第１０面に向かって反射するための第１１面と、前記第１１面で反射され且つ前記第１０面で全反射された光を前記第１０面に向かって反射するための第１２面とを有し、
前記第３三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第４面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第７面から射出される光と、前記第４三角プリズムの前記第１０面から射出される光とに分割することを特徴とする請求項４に記載の光分割プリズム。
【請求項６】
前記第３三角プリズム中に一方の斜面を有し且つ前記所定平面内に底面を有する第５三角プリズムをさらに備え、
前記第５三角プリズムは、該第５三角プリズムの底面である第１３面と、前記第３三角プリズムの前記第１面を介した光の一部を透過させ且つ残部を前記第１３面に向かって反射するための第１４面と、前記第１４面で反射され且つ前記１３面で全反射された光を前記第１３面に向かって反射するための第１５面とを有し、
前記第３三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第４面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第７面から射出される光と、前記第５三角プリズムの前記第１３面から射出される光とに分割することを特徴とする請求項４に記載の光分割プリズム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光分割プリズムに関し、特に水中ビデオカメラの撮像光学系中に配置される光分割プリズムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水中ビデオカメラは、十分な耐候性を確保するために球形ハウジングに収容されることが望ましい。この場合、水中ビデオカメラの全長をできるだけ小さくするために、その撮像光学系の内部または像側に光分割プリズムを配置する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光分割プリズムを撮像光学系の内部または像側に配置しても、水中ビデオカメラの全長を十分小さく抑えることができなかった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、撮像光学系の内部またはその像側に配置して撮像光学系の全長を小さくすることのできる光分割プリズムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明においては、撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、
前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、
前記第２面で反射され且つ前記第１面で全反射された光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第３面とを有し、
前記第１面に入射した光を、前記第２面を透過する光と、前記第３面を透過する光と、前記第３面で反射された後に前記第１面を透過する光とに分割することを特徴とする光分割プリズムを提供する。
【０００６】
第１発明の好ましい態様によれば、前記光分割プリズムは屋根型プリズムであり、
前記第１面は、前記屋根型プリズムの底面であり、
前記第２面は、前記第１面に対向する４つの斜面のうち互いに９０°をなす第１の対の斜面の一方の斜面であり、
前記第３面は、前記屋根型プリズムの底面である前記第１面に対向する４つの斜面のうち互いに９０°をなす第２の対の斜面の一方の斜面である。
【０００７】
また、本発明の第２発明においては、撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、前記第２面で反射され且つ前記第１面で全反射された光を前記第１面に向かって反射するための第３面とを有する第１三角プリズムと、
前記第１三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光を透過させるための第４面と、前記第４面を透過した光を前記第４面に向かって反射するための第５面と、前記第５面で反射され且つ前記第４面で全反射された光を前記第４面に向かって反射するための第６面とを有する第２三角プリズムとを備え、
前記第１三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第１面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第４面から射出される光とに分割することを特徴とする光分割プリズムを提供する。
【０００８】
さらに、本発明の第３発明においては、撮像光学系の内部またはその像側に配置される光分割プリズムにおいて、
前記光分割プリズムは、所定平面内に底面を有する第１三角プリズムと第２プリズムとの一部が重複し、その重複部分が前記所定平面内に底面を有するもう１つの第３三角プリズムを形成するように構成され、
前記第３三角プリズムは、前記撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、前記第１面を透過した光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第３面とを有し、
前記第１三角プリズムは、該第１三角プリズムの底面である第４面と、前記第３三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光を前記第４面に向かって反射するための第５面と、前記第５面で反射され且つ前記第４面で全反射された光を前記第４面に向かって反射するための第６面とを有し、
前記第２三角プリズムは、該第２三角プリズムの底面である第７面と、前記第３三角プリズムの前記第３面を透過して入射した光を前記第７面に向かって反射するための第８面と、前記第８面で反射され且つ前記第７面で全反射された光を前記第７面に向かって反射するための第９面とを有し、
前記第３三角プリズムの前記第２面で反射された光は、前記第１面で全反射され、前記第３面を透過し、前記第９面で反射され、前記第７面を透過して、前記第２三角プリズムから射出され、
前記第３三角プリズムの前記第３面で反射された光は、前記第１面で全反射され、前記第２面を透過し、前記第６面で反射され、前記第４面を透過して、前記第１三角プリズムから射出され、
前記第３三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第４面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第７面から射出される光とに分割することを特徴とする光分割プリズムを提供する。
【０００９】
第３発明の好ましい態様によれば、前記第１三角プリズムの前記第５面は、前記第３三角プリズムの前記第２面を透過して入射した光の一部を透過させ、
前記第２三角プリズムの前記第８面は、前記第３三角プリズムの前記第３面を透過して入射した光の一部を透過させ、
前記第１三角プリズムの前記第５面を透過した光および前記第２三角プリズムの前記第８面を透過した光が入射する第４三角プリズムをさらに備え、
前記第４三角プリズムは、前記第１三角プリズムの前記第５面および前記第２三角プリズムの前記第８面を介した光を透過させるための第１０面と、前記第１０面を透過した光を前記第１０面に向かって反射するための第１１面と、前記第１１面で反射され且つ前記第１０面で全反射された光を前記第１０面に向かって反射するための第１２面とを有し、
前記第３三角プリズムの前記第１面に入射した光を、前記第１三角プリズムの前記第４面から射出される光と、前記第２三角プリズムの前記第７面から射出される光と、前記第４三角プリズムの前記第１０面から射出される光とに分割する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１発明に従う光分割プリズムは、撮像光学系の一部または全部を介した物体からの光を透過させるための第１面と、第１面を透過した光の一部を第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第２面と、第２面で反射され且つ前記第１面で全反射された光の一部を前記第１面に向かって反射し且つ残部を透過させるための第３面とを有する三角プリズムである。したがって、三角プリズムの底面である第１面に入射した光を、第１斜面である第２面を透過する光と、第２斜面である第３面を透過する光と、第３面で反射された後に底面である第１面を透過する光とに分割することができる。
【００１１】
このように、第１発明に従う光分割プリズムでは、底面に入射した光が第１斜面、底面、第２斜面で順次反射された後に底面から射出されるので、入射方向に沿った光分割プリズムの厚さを小さくして、入射光と射出光との距離を大きく確保することができる。その結果、第１発明の光分割プリズムを撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって、撮像光学系の全長を小さくすることができる。また、三角プリズムの底面である第１面に入射した光を３分割することができるので、分光特性を有する反射膜を設けて、ＲＧＢ三色分光を行うこともできる。
また、第２発明および第３発明にしたがう光分割プリズムにおいても、２つ以上の三角プリズムを組み合わせることにより、入射方向に沿った光分割プリズムの厚さを小さくして、入射光と射出光との距離を大きく確保することができる。
【００１２】
本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す図である。第１実施例は、１個の三角プリズムからなる光分割プリズムの例を示している。
図１の光分割プリズムは、入射光が透過する特性を有する光学材料からなる二等辺三角柱状のプリズムであって、１つの底面１と２つの斜面２および３とを備えている。したがって、底面１に対して垂直に入射した光４は、底面１を透過した後、第１斜面２に入射する。第１斜面２に入射した光の一部は底面１に向かって反射され、残部は第１斜面２を透過する。
【００１３】
第１斜面２で反射され底面１に入射した光は、底面１で全反射された後、第２斜面３に入射する。第２斜面３に入射した光の一部は底面１に向かって反射され、残部は第２斜面３を透過する。第２斜面３で反射され底面１に入射した光は、底面１を透過した後、底面１に対して垂直に射出される。
このように、第１実施例の光分割プリズムでは、底面１への入射光４を、第１斜面２を透過する光５と、第２斜面３を透過する光６と、第２斜面３で反射された後に底面１を透過して入射光４と平行に且つ入射光４とは逆向きに射出される光７とに分割する。
【００１４】
図２は、図１の光分割プリズムにおける底面１と斜面２および３とがなす頂角αの適切な範囲について説明する図である。
図２（ａ）に示すように、底面１と第１斜面２とがなす頂角をαとすると、第１斜面２で反射された後に底面１に入射する光の入射角が２αとなる。したがって、頂角αが小さすぎると、第１斜面２で反射された後に底面１に入射した光が底面１で全反射されなくなる。底面１で全反射が起こるための条件は、次の式（１）で表される。ただし、式（１）において頂角αの単位はラジアンである。
α＞０．５× sin-1（１／ｎ）    （１）
【００１５】
ここで、ｎはプリズムを形成する光学材料の屈折率である。具体的に、ｎ＝１．５の場合、条件式（１）はα＞２０．９°となる。また、ｎ＝１．８の場合、条件式（１）はα＞１６．９°となる。さらに、ｎ＝２．０の場合、条件式（１）はα＞１５．０°となる。
一方、図２（ｂ）に示すように、頂角αが大きすぎると、第１斜面２で反射された光が底面１に入射しなくなる。なお、第１斜面２で反射された光が底面１に対して平行になるときの頂角αは４５°≒０．７８ラジアンである。
【００１６】
以上より、頂角α（ラジアン）は、次の条件式（２）を満足する必要がある。
０．７８＞α＞０．５× sin-1（１／ｎ）    （２）
したがって、斜面２および３に分光特性を付与する場合の反射膜の特性、空間的配置の制約条件、プリズムの屈折率、プリズムの重量、プリズムのコストなどを考慮し、条件式（２）を満たす範囲内でプリズムの頂角αを決定する必要がある。
【００１７】
図３は、図１の光分割プリズムにおける底面１と斜面２および３とがなす頂角αとプリズムの光軸方向の厚さｄとの関係について説明する図である。
また、図３に示すように、入射光軸と射出光軸との距離をｈとしたとき、プリズムの光軸方向の厚さ（すなわち２つの斜面の稜線と底面１との距離）ｄは、次の式（３）で表される。
ｄ＞ｈ× tanα    （３）
このように、第１実施例では、底面１に入射した光４が第１斜面２、底面１、第２斜面３で順次反射された後に底面１から射出されるので、入射方向に沿った光分割プリズムの厚さを小さくして、入射光と射出光との距離を大きく確保することができる。その結果、第１実施例の光分割プリズムを撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって、撮像光学系の全長を小さくすることができる。
【００１８】
図４は、本発明の第２実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す図である。第２実施例は、１個の屋根型プリズムからなる光分割プリズムの例を示している。図４において、（ａ）は屋根型プリズムの上面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
図４の屋根型プリズムは、矩形状の底面２０と、この底面２０に対向する４つの斜面２２〜２４とを有する。なお、斜面２１と斜面２２とは９０°の角度をなし、斜面２３と斜面２４とは９０°の角度をなしている。また、斜面２１と斜面２２との稜線および斜面２３と斜面２４との稜線は底面２０に対して互いに同じ角度をなし、斜面２１と斜面２３との稜線および斜面２２と斜面２４との稜線は底面２０に対して互いに同じ角度をなしている。
【００１９】
したがって、底面２０に対して垂直に入射した光は、底面２０を透過した後、斜面２１に入射する。斜面２１に入射した光の一部は底面２０に向かって反射され、残部は斜面２１を透過する。斜面２１で反射され底面２０に入射した光は、底面２０で全反射された後、斜面２４に入射する。斜面２４に入射した光の一部は底面２０に向かって反射され、残部は斜面２４を透過する。斜面２４で反射され底面２０に入射した光は、底面２０を透過した後、底面２０に対して垂直に射出される。
【００２０】
このように、第２実施例の光分割プリズムでは、底面２０への入射光を、斜面２１を透過する光と、斜面２４を透過する光と、斜面２４で反射された後に底面２０を透過して入射光と平行に且つ入射光とは逆向きに射出される光とに分割する。
第２実施例の屋根型プリズムでは、底面２０から射出される光に基づいて像を形成した場合、像の左右が反転することがない。また、第１実施例と同様に、入射方向に沿った光分割プリズムの厚さを小さくして、入射光と射出光との距離を大きく確保することができるので、撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって撮像光学系の全長を小さくすることができる。
【００２１】
図５は、本発明の第３実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す斜視図である。また、図６は、図５の光分割プリズムにおける光の経路について説明する図である。第３実施例は、２個の三角プリズムからなる光分割プリズムの例を示している。
図５および図６を参照すると、対物レンズ（撮像レンズ）５１を介した光は、第１三角プリズム５２の底面５２ａに入射し、底面５２ａを透過した後、斜面５２ｂに入射する。斜面５２ｂに入射した光の一部は底面５２ａに向かって反射され、残部は斜面５２ｂを透過する。斜面５２ｂで反射され底面５２ａに入射した光は、底面５２ａで全反射された後、斜面５２ｃに入射する。斜面５２ｃに入射した光は、底面５２ａに向かって反射される。斜面５２ｃで反射され底面５２ａに入射した光は、底面５２ａを透過した後、平行平面板５３を介して射出される。
【００２２】
一方、斜面５２ｂを透過した光は、くさび状プリズム５４を介した後、第２三角プリズム５５の底面５５ａに入射する。底面５５ａに入射した光は、底面５５ａを透過した後、斜面５５ｂに入射する。斜面５５ｂに入射した光は、底面５５ａに向かって反射される。斜面５５ｂで反射され底面５５ａに入射した光は、底面５５ａで全反射された後、斜面５５ｃに入射する。斜面５５ｃに入射した光は、底面５５ａに向かって反射される。斜面５５ｃで反射され底面５５ａに入射した光は、底面５５ａを透過した後、第２三角プリズム５５から射出される。
【００２３】
このように、第３実施例では、第１三角プリズム５２の底面５２ａに入射した光が、底面５２ａおよび平行平面板５３を介して射出される光と、第２三角プリズム５５から射出される光とに分割される。なお、平行平面板５３は、分割された２つの光路の光路長を補正するための光学素子である。また、くさび状プリズム５４は、第１三角プリズム５２の斜面５２ｂと第２三角プリズム５５の底面５５ａとの間に設けられ、収差の発生を抑えるための光学素子である。
このように、第３実施例においても、光分割プリズム全体の厚さを小さくして入射光と射出光との距離を大きく確保することができるので、撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって撮像光学系の全長を小さくすることができる。
【００２４】
図７は、第３実施例の変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
図５の第３実施例では、２つの三角プリズムの底面は互いに平行で且つ２つの三角プリズムの斜面の稜線も互いに平行である。これに対して、図７の変形例では、２つの三角プリズムの底面は互いに平行であるが、２つの三角プリズムの斜面の稜線は互いに垂直になるように構成されている点だけが第３実施例と相違する。
【００２５】
したがって、図７の変形例においても、第１三角プリズム７１の底面に入射した光は第１斜面に入射する。第１斜面に入射した光の一部は底面に向かって反射され、残部はくさび状プリズム７３を介して第２三角プリズム７２の底面に入射する。第１三角プリズム７１の底面に再入射した光は、底面で全反射され、第２斜面で反射され、底面を透過した後、平行平面板７４を介して射出される。
一方、第２三角プリズム７２の底面に入射した光は、第１斜面、底面および第２斜面で順次反射され、底面を透過した後、第２三角プリズム７２から射出される。
なお、図７の変形例以外にも、２つの三角プリズムの斜面の稜線がなす角度を適宜変化させた変形例が可能である。
【００２６】
図８は、本発明の第４実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す斜視図である。また、図９は、図８の光分割プリズムにおける光の経路について説明する図である。
第４実施例の光分割プリズムでは、所定平面内に底面を有する２個の三角プリズムの一部が重複し、その重複部分が所定平面内に底面を有するもう１つの三角プリズムを形成している。
【００２７】
図８および図９を参照すると、対物レンズ８１を介した光は、２つの三角プリズム８２と８３との重複部分が形成する三角プリズム８４の底面８４ａに入射する。底面８４ａを透過した光は、斜面８４ｂおよび８４ｃに入射する。斜面８４ｂに入射した光の一部は底面８４ａに向かって反射され、残部は斜面８４ｂを透過する。斜面８４ｂで反射され底面８４ａに入射した光は、底面８４ａで全反射された後、斜面８４ｃに入射する。斜面８４ｃに入射した光は、斜面８４ｃを透過した後、三角プリズム８３の斜面８３ｃに入射する。斜面８３ｃで反射された光は、底面８３ａを透過して三角プリズム８３から射出される。一方、斜面８４ｂを透過した光は、三角プリズム８２の斜面８２ｂに入射する。斜面８２ｂで反射された光は、底面８２ａで全反射された後、斜面８２ｃに入射する。斜面８２ｃで反射された光は、底面８２ａを透過して三角プリズム８２から射出される。
【００２８】
また、斜面８４ｃに入射した光の一部は底面８４ａに向かって反射され、残部は斜面８４ｃを透過する。斜面８４ｃで反射され底面８４ａに入射した光は、底面８４ａで全反射された後、斜面８４ｂに入射する。斜面８４ｂに入射した光は、斜面８４ｂを透過した後、三角プリズム８２の斜面８２ｃに入射する。斜面８２ｃで反射された光は、底面８２ａを透過して三角プリズム８２から射出される。
一方、斜面８４ｃを透過した光は、三角プリズム８３の斜面８３ｂに入射する。斜面８３ｂで反射された光は、底面８３ａで全反射された後、斜面８３ｃに入射する。斜面８３ｃで反射された光は、底面８３ａを透過して三角プリズム８３から射出される。
【００２９】
こうして、第４実施例では、２つの三角プリズム８２と８３との重複部分から形成された三角プリズム８４の底面８４ａに入射した光が、三角プリズム８２から射出される光と、三角プリズム８３から射出される光とに分割される。
このように、第４実施例においても、光分割プリズム全体の厚さを小さくして入射光と射出光との距離を大きく確保することができるので、撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって撮像光学系の全長を小さくすることができる。
【００３０】
図１０は、第４実施例の第１変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
図１０の第１変形例では、第４実施例のプリズム組立体（８２〜８４）に対してさらにもう１つの三角プリズム８５を付設し、三角プリズム８２の斜面８２ｂおよび三角プリズム８３の斜面８３ｂを透過した光が三角プリズム８５の底面に入射するように構成している。
【００３１】
したがって、図１０の変形例においては、斜面８４ｂおよび８２ｂを透過した光および斜面８４ｃおよび８３ｂを透過した光が、三角プリズム８５の底面に入射する。三角プリズム８５の底面に入射した光は、その第１斜面、底面、第２斜面で順次反射された後、その底面から射出される。すなわち、図１０の変形例においては、２つの三角プリズム８２と８３との重複部分から形成された三角プリズム８４の底面８４ａに入射した光が、三角プリズム８２から射出される光と、三角プリズム８３から射出される光と、三角プリズム８５から射出される光とに分割される。
【００３２】
図１１は、第４実施例の第２変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
図１１の第２変形例では、第４実施例のプリズム組立体（８２〜８４）に対してさらにもう１つの三角プリズム８６を付設し、三角プリズム８６の一方の斜面が三角プリズム８４中に存在するように構成している。
【００３３】
したがって、図１１の変形例においては、三角プリズム８２と８３との重複部分である三角プリズム８４中にある三角プリズム８６の第１斜面を透過した光が第４実施例にしたがって三角プリズム８２および８３から射出される。また、三角プリズム８６の第１斜面で反射された光は、その底面、第２斜面で順次反射された後、その底面から射出される。すなわち、図１１の変形例においては、３つの三角プリズム８２と８３と８６との重複部分に入射した光が、三角プリズム８２から射出される光と、三角プリズム８３から射出される光と、三角プリズム８６から射出される光とに分割される。
【００３４】
図１２は、第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第１変形例を示す図である。
図１２の第１変形例では、第１斜面２にＧ（緑）の光だけを透過する分光反射膜が形成され、第２斜面３にＲ（赤）の光だけを透過する分光反射膜が形成されている。したがって、図１２の分光プリズムの底面１に入射した光は、第１斜面２から射出されるＧの光と、第２斜面３から射出されるＲの光と、底面１から射出されるＢ（青）の光とに三色分光される。
【００３５】
図１３は、第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第２変形例を示す図である。
図１３の第２変形例では、第１斜面２にＧの光だけを透過する分光反射膜が形成され、第１斜面２と第２斜面３との稜線と底面１との間にＲの光だけを反射する分光反射膜８が形成されている。したがって、図１３の分光プリズムの底面１に入射した光は、第１斜面２から射出されるＧの光と、分光反射膜８で反射されて図中上側の底面１から射出されるＲの光と、分光反射膜８を透過し第２斜面３で反射されて図中下側の底面１から射出されるＢの光とに三色分光される。
【００３６】
図１４は、第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第３変形例を示す図である。
図１４の第３変形例では、第１斜面２にＧの光だけを透過する分光反射膜が形成され、図中下側の底面１にはＲの光だけを反射する分光反射膜９が形成されている。したがって、図１４の分光プリズムの底面１に入射した光は、第１斜面２から射出されるＧの光と、分光反射膜９で反射され第２斜面３から射出されるＲの光と、分光反射膜９を透過して底面１から射出されるＢの光とに三色分光される。
【００３７】
図１５は、水中ビデオカメラ用のズームレンズ（撮像光学系）の内部に図１の第１実施例にしたがう光分割プリズムを組み込んだ様子を示す図である。
図１５に示すように、第１実施例にしたがう光分割プリズム１００をズームレンズの内部に組み込んで光路を折り曲げることにより、全長を短くすることができる。この効果は、撮像素子１０１の厚さが厚い場合にさらに顕著になる。また、たとえば図１１のプリズム組立体を撮像光学系の内部に組み込むことにより、ＲＧＢの三色分光のためのスペースを小さく抑えることができる。
【００３８】
【効果】
以上説明したように、本発明では、入射方向に沿った光分割プリズムの厚さを小さくして入射光と射出光との距離を大きく確保することができるので、撮像光学系の内部またはその像側に配置することによって撮像光学系の全長を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の光分割プリズムにおける底面１と斜面２および３とがなす頂角αの適切な範囲について説明する図である。
【図３】図１の光分割プリズムにおける底面１と斜面２および３とがなす頂角αとプリズムの光軸方向の厚さｄとの関係について説明する図である。
【図４】本発明の第２実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す図であって、（ａ）は屋根型プリズムの上面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図５】本発明の第３実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す斜図である。
【図６】図５の光分割プリズムにおける光の経路について説明する図である。
【図７】第３実施例の変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】本発明の第４実施例にかかる光分割プリズムの構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】図８の光分割プリズムにおける光の経路について説明する図である。
【図１０】第４実施例の第１変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１１】第４実施例の第２変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１２】第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第１変形例を示す図である。
【図１３】第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第２変形例を示す図である。
【図１４】第１実施例の光分割プリズムを分光プリズムに適用した第３変形例を示す図である。
【図１５】水中ビデオカメラ用のズームレンズ（撮像光学系）の内部に図１の第１実施例にしたがう光分割プリズムを組み込んだ様子を示す図である。
【符号の説明】
１    底面
２    第１斜面
３    第２斜面
２０  底面
２１〜２４  斜面
５１、８１  対物レンズ
５２、５５  三角プリズム
５３、７４  平行平面板
５４、７３  くさび状プリズム
８２〜８６  三角プリズム
１００  光分割プリズム
１０１  撮像素子
【図１】
0003726274.tif 000002
【図２】
0003726274.tif 000003
【図３】
0003726274.tif 000004
【図４】
0003726274.tif 000005
【図５】
0003726274.tif 000006
【図７】
0003726274.tif 000007
【図６】
0003726274.tif 000008
【図８】
0003726274.tif 000009
【図１０】
0003726274.tif 000010
【図９】
0003726274.tif 000011
【図１１】
0003726274.tif 000012
【図１２】
0003726274.tif 000013
【図１３】
0003726274.tif 000014
【図１４】
0003726274.tif 000015
【図１５】
0003726274.tif 000016