(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプリズムと、該第１のプリズムの反射面に直接もしくは所定のエアギャップを介して入射面が当接する第２のプリズムと、該第２のプリズムの反射面に入射面が当接する第３のプリズムからなる色分解プリズムの光路長の調整方法において、
レンズ装置と、該レンズ装置の後方にレンズ装置の光軸と直角な基準面を有する基準当接体と、該基準当接体を囲んで配置され、ＣＣＤ等の撮像素子を有する第１、第２、第３のカメラ装置を具備する光路長調整装置を用い、
前記第１のプリズムの入射面を前記基準当接体の基準面に当接させて仮配置し、該第１のプリズムに対し、前記第２と第３のプリズムを前記所要の配置で仮配置すると共に、前記第１のカメラ装置を第１のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、前記第２のカメラ装置を第２のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、前記第３のカメラ装置を第３のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、
前記レンズ装置の前方に指標をおいてレンズを移動させることによって、該指標の像を各撮像素子上に結像するレンズの位置を計測し、
第１のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズの位置に対する、第２のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズ位置の位置ずれＸ１、および第３のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズ位置の位置ずれＸ２を算出し、
該位置ずれＸ１、Ｘ２を、プリズムの光路長の換算距離X１、X２に換算し、
前記第２のプリズムを前記換算距離X１分だけレンズの光軸に沿って移動させ、前記第１のプリズムを第２のプリズムの移動に伴って、前記基準面に沿わせつつその反射面が第２のプリズムの入射面に当接するよう移動させ、
前記第３のプリズムを、前記換算距離X１、X２の差分だけレンズ光軸に沿って平行移動させることを特徴とする色分解プリズムの光路長調整方法。
【請求項２】
ベースと、
該ベース上に配設されたレンズ装置と、
前記ベース上に配設され、前記レンズ装置の光軸と直角な基準面を有する基準当接体と、
前記ベース上に前記レンズ装置の光軸と平行なＸ方向に移動自在に設けられると共に、調整すべき色分解プリズムの第１のプリズム、第２のプリズム、第３のプリズムが、所定の当接関係をもって、かつ前記基準当接体の基準面に第１のプリズムの入射面を当接して載置されるＸテーブルと、
前記ベース上に前記レンズ装置の光軸と直角なＹ方向に移動自在に設けられたＹテーブルと、
該Ｙテーブル上に配設され、前記基準当接体に入射面を当接させた第１のプリズムの出射面に当接可能なＣＣＤ等の撮像素子を有する第１のカメラ装置と、
前記Ｘテーブル上に配設され、前記レンズ装置の光軸と直角な方向に移動可能に設けられた第２のＹテーブルと、
該第２のＹテーブル上に配設され、前記第１のプリズムの反射面と直接もしくは所定のエアギャップを介して当接する入射面を有する前記第２のプリズムの出射面に当接可能なＣＣＤ等の撮像素子を有する第２のカメラ装置と、
前記Ｘテーブル上に配設され、前記レンズ装置の光軸と平行な方向に移動可能に設けられた第２のＸテーブルと、
該第２のＸテーブル上に配設され、前記第１のプリズム、第２のプリズムの透過光がそのまま通過する前記第３のプリズムの出射面に当接可能なＣＣＤ等の撮像素子を有する第３のカメラ装置と、
前記Ｘテーブル上に配設され、前記第２のプリズムの反射面に当接する基準ピンと、
前記各撮像素子上に結像される際のレンズ位置の位置信号が入力され、レンズ位置の位置ずれを算出すると共に、該位置ずれをプリズムの換算距離に換算し、該換算距離に基づいて前記Ｘテーブル、第２のＸテーブルを移動させる駆動装置を駆動する制御部と
を具備することを特徴とする色分解プリズムの光路長調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は色分解プリズムの光路長調整方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はビデオカメラ等のカメラに用いる色分解プリズム１０を示す。
第１のプリズム１２の入射面１２ｂに入光された光は反射面１２ａでＧ光が反射され、さらに反射面１２ｂで反射されて出射面１２ｃから出射される。
第１のプリズム１２を透過した光は第２のプリズム１４に入り、反射面１４ａでＢ光が反射されて出射面１４ｃから出射される。
第１のプリズム１２、第２のプリズム１４を通過した光はＲ光として第３のプリズム１６の出射面１６ｃから出射され、色分解されることになる。
なお、第３のプリズム１６の出射面１６ｃにはＲフィルターが装着されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の色分解プリズム１０の各第１、第２、第３のプリズム１２、１４、１６は各頂角が決められていることから、各光の光路長は幾何学的に計算して求めることができ、各光の光路長が所定の長さになるよう組付けられる。
従来、上記色分解プリズム１０を組み立てるには、各プリズム１２、１４、１６を所定の大きさのものに形成しておき、このプリズムを基準面を有する治具（図示せず）内に収納して位置決めし、接着剤を硬化させて固定するようにしている。
もちろん治具は、上記のように幾何学的に計算して求められた光路長をもとに制作されており、各プリズムを治具内に位置決めするだけで所定の光路長となるように設定されているものである。
【０００４】
しかしながら、各プリズム１２、１４、１６の製造上の制約から、各プリズム１２、１４、１６にはその大きさにバラツキが生じるのは避けがたい。
したがって治具に各プリズムを組み込んだ際には、その光路長にも必然的にバラツキが生じる。
光路長の多少のバラツキは光学的特性に直接重大な影響を与えるというものではない。従来この光路長のバラツキは、ＣＣＤ等の撮像素子の位置を調整して吸収していた。
しかしながら、ＣＣＤの位置調整には位置調整装置が必要であり、この位置調整装置が複雑な構造となるなどの問題点があった。
具体的には、ＣＣＤはカメラ本体側に位置するので、カメラ本体内での位置調整が厄介となるのである。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、プリズムの光路長を容易かつ確実に調整することのできる色分解プリズムの光路長調整方法および装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、第１のプリズムと、該第１のプリズムの反射面に直接もしくは所定のエアギャップを介して入射面が当接する第２のプリズムと、該第２のプリズムの反射面に入射面が当接する第３のプリズムからなる色分解プリズムの光路長の調整方法において、レンズ装置と、該レンズ装置の後方にレンズ装置の光軸と直角な基準面を有する基準当接体と、該基準当接体を囲んで配置され、ＣＣＤ等の撮像素子を有する第１、第２、第３のカメラ装置を具備する光路長調整装置を用い、前記第１のプリズムの入射面を前記基準当接体の基準面に当接させて仮配置し、該第１のプリズムに対し、前記第２と第３のプリズムを前記所要の配置で仮配置すると共に、前記第１のカメラ装置を第１のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、前記第２のカメラ装置を第２のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、前記第３のカメラ装置を第３のプリズムの出射面に撮像素子が当接するよう位置させ、前記レンズ装置の前方に指標をおいてレンズを移動させることによって、該指標の像を各撮像素子上に結像するレンズの位置を計測し、第１のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズの位置に対する、第２のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズ位置の位置ずれＸ１、および第３のカメラ装置の撮像素子上に結像するレンズ位置の位置ずれＸ２を算出し、該位置ずれＸ１、Ｘ２を、プリズムの光路長の換算距離X１、X２に換算し、前記第２のプリズムを前記換算距離X１分だけレンズの光軸に沿って移動させ、前記第１のプリズムを第２のプリズムの移動に伴って、前記基準面に沿わせつつその反射面が第２のプリズムの入射面に当接するよう移動させ、前記第３のプリズムを、前記換算距離X１、X２の差分だけレンズ光軸に沿って平行移動させることを特徴としている。
【０００７】
【作用】
第１のプリズム１２を経由する結像位置からの、第２のプリズム１４を経由する結像位置におけるレンズ２７の位置ずれＸ１  、および第３のプリズム１６を経由する結像位置におけるレンズ２７の位置ずれＸ２  を算出する。またこの空間的な位置ずれＸ１  、Ｘ２  がプリズムを媒質とした場合の光路長としての換算距離Ｘ１、Ｘ２を換算する。
自動駆動装置３５を駆動し、Ｘテーブル３４、すなわち基準ピン４５を右方（光軸方向）に前記換算距離Ｘ１だけ移動させる。
次いで自動駆動装置２９を駆動してＹテーブル２８を移動させ、第１のプリズムを入射面１２Ｂを基準当接体３２の基準面に沿わせつつ、その反射面１２ａが第２のプリズム１４の入射面に当接する位置まで押し込む。これにより第１のプリズム１２と第２のプリズム１４の光路長が等しくなるように自動的に調整される。
第３のプリズム１６の調整は、第２のＸテーブル４０（したがって撮像素子４３）を前記換算距離Ｘ１、Ｘ２の差分だけ移動させ、第３のプリズム１６を撮像素子４３に当接するまで移動させればよい。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は光路長調整装置２０の平面図を示す。
２２はベースである。
２４はレンズ装置であり、ベース２２上でＸ方向に移動可能に設けられた移動台２５上に設けられている。移動台２５はサーボモータ、ネジ桿等を有する自動駆動装置２６によって駆動される。また２７は交換レンズである。レンズ装置２４の前方側には適当な指標が置かれる。
レンズ装置２４（交換レンズ２７）の基準点からの距離は、図示しないセンサによって位置信号として出力され、記憶手段により記憶可能になっている。
レンズ装置２４の後方のベース２２上の位置には、レンズ装置２４の光軸と直角な基準面を有する基準当接体３２が配置されている。
【０００９】
２８はレンズ装置２４の光軸に直角な方向のＹ方向に移動自在に設けられたＹテーブルである。Ｙテーブル２８は自動駆動装置２６と同様の自動駆動装置２９によって駆動される。
３０は第１のカメラ装置であり、Ｙテーブル２８上に搭載されている。
また第１のカメラ装置３０の前端にはＣＣＤ等の撮像素子３１が取り付けられている。
Ｙテーブル２８（したがって第１のカメラ３０）の基準点からの距離は、図示しないセンサによって位置信号として出力され、記憶手段により記憶可能になっている。
【００１０】
３４はＸテーブルであり、ベース２２上でレンズ装置２４の光軸と平行な方向に移動可能に設けられている。３５は前記自動駆動装置２６と同様の自動駆動装置であり、Ｘテーブル３４を駆動する。
Ｘテーブル３４の基準点からの距離は、図示しないセンサによって位置信号として出力され、記憶手段により記憶可能になっている。
３７は第２のＹテーブルであり、Ｘテーブル３４上でＹ方向、すなわちレンズ装置２４の光軸に直角な方向に移動可能に設けられている。この第２のＹテーブル３７は手動にて移動するよう駆動される。
第２のＹテーブル３７上には第２のカメラ装置３８が搭載されている。第２のカメラ装置３８の前端にはＣＣＤ等の撮像素子３９が取り付けられている。
【００１１】
４０は第２のＸテーブルであり、Ｘテーブル３４上でＸ方向、すなわちレンズ装置２４の光軸に平行な方向に移動可能に設けられている。この第２のＸテーブル４０は自動駆動装置２６と同様な自動駆動装置４１によって駆動される。
第２のＸテーブル４０上には第３のカメラ装置４２が搭載されている。第３のカメラ装置４２の前端にはＣＣＤ等の撮像素子４３が取り付けられている。
この第２のＸテーブル４０の基準点からの距離は、図示しないセンサによって位置信号として出力され、記憶手段により記憶可能になっている。
【００１２】
第１のカメラ装置３０、第２のカメラ装置３８、第３のカメラ装置４２は基準当接体３２の基準面に対向して、該基準面を３方から取り囲むように配設されている。
４５は基準ピンであり、第２のカメラ装置３８の前方、かつ第３のカメラ装置４２の前方に位置してＸテーブル３４上に設けられている。
なお４６は第１のカメラ装置３０に設けられたステー４７に支持された押さえであり、その先端面は基準当接体３２の基準面と面一になっている。また４８はステー４７の他端に支持されたスプリングであり、後記するように第３のプリズムを押圧可能になっている。
【００１３】
プリズムの位置調整は次のようにしてなされる。
まず図２のごとく、第１のプリズム１２、第２のプリズム１４、第３のプリズム１６を第１のプリズム１２の入射面１２ｂを基準当接体３２の基準面に当接するようにしてＸテーブル３４上に配置し、また第２のプリズム１４、第３のプリズム１６も当接関係を図示のごとくしてＸテーブル３４上に配置する。
この際第１のプリズム１２は若干引っ込め状態、すなわち基準当接体３２に対して非押し込み状態に設定する。
第１のカメラ装置３０は撮像素子３１面が第１のプリズム１２の出射面１２ｃに当接するようＹテーブル２８が移動される。押さえ４６の先端面も第１のプリズム１２の入射面１２ｂに当接することが理解される。第１のプリズム１２は基準当接体３２の基準面、押さえ４６先端面により位置決めされる。
第２のプリズム１４は入射面が第１のプリズム１２の反射面１２ａに接するように、かつ反射面１４ａが基準ピン４５に当接するよう、第２のＹテーブル３７を手動操作して第２のプリズム１４の出射面１４ｃを第２のカメラ装置３８の撮像素子３９で押圧して配置される。
第３のプリズム１６は入射面が第２のプリズム１４の反射面１４ａに当接するよう、第３のカメラ装置４２を移動してその撮像素子４３で押圧して配置する。
【００１４】
上記のように仮設定された際の各Ｙテーブル２８、基準ピン４５の基準位置からの距離が位置信号として制御部（図示せず）に入力され、記憶手段に記憶される。
第１のプリズム１２はその入射面１２ｂへの入射位置如何に拘わらず、その光路長は一定である（幾何学的に）。
上記のように仮設定して、レンズ装置２４を移動して第１のカメラ装置３０の撮像素子３１上に第１のプリズム１２を経由する光を結像させ、このときのレンズ２７の基準点からの位置を検出し、位置信号として制御部に入力して記憶手段に記憶する。
このとき、各プリズム１２、１４、１６の相対的位置関係は正規の位置にはないので、第２のプリズム１４、第３のプリズム１６の光路長は正しく設定されておらず、撮像素子３９、撮像素子４３上には結像しない。
そこで、レンズ装置２４を移動し、第２のカメラ装置３８の撮像素子３９上に結像する位置のレンズ２７の位置を検出して位置信号として制御部に入力して記憶手段に記憶する。
同様に第３のカメラ装置４２の撮像素子４３に結像する位置のレンズ２７の位置を検出して位置信号として制御部に入力して記憶手段に記憶する。
【００１５】
制御部では上記記憶手段に記憶されている結像位置におけるレンズ位置を呼び出し、第１のプリズム１２を経由する結像位置からの、第２のプリズム１４を経由する結像位置におけるレンズ２７の位置ずれＸ１  、および第３のプリズム１６を経由する結像位置におけるレンズ２７の位置ずれＸ２  を算出する。またこの空間的な位置ずれＸ１  、Ｘ２  がプリズムを媒質とした場合の光路長としての換算距離Ｘ１、Ｘ２を換算する。
【００１６】
図２において、Ｘテーブル３４を第２のプリズム１４、第３のプリズム１６を載せたまま右方に移動し、第１のプリズム１２を押し込むことにより、第２のプリズム１４、第３のプリズム１６の光路長が長くなることがわかる。第１のプリズム１２の光路長は前記したように幾何学的に一定である。
自動駆動装置３５を駆動し、Ｘテーブル３４、すなわち基準ピン４５を右方（光軸方向）に前記換算距離Ｘ１だけ移動させる。
次いで自動駆動装置２９を駆動してＹテーブル２８を移動させ、第１のプリズムを入射面１２Ｂを基準当接体３２の基準面に沿わせつつ、その反射面１２ａが第２のプリズム１４の入射面に当接する位置まで押し込む。これにより第１のプリズム１２と第２のプリズム１４の光路長が等しくなるように自動的に調整される。
なお必要に応じて、当該位置での第１のプリズム１２、第２のプリズム１４の結像位置を再度計測して、再補正するようにしてもよい。
【００１７】
第３のプリズム１６の調整は、第２のＸテーブル４０（したがって撮像素子４３）を前記換算距離Ｘ１、Ｘ２の差分だけ移動させればよい。
第２のテーブル４０を移動させることによって、第３のプリズム１６はスプリング４３に押圧されて第２のプリズム１４と接触状態を保ったまま出射面１６ｃが撮像素子４３に当接するまで移動され、これにより第１のプリズム１２と光路長が等しくなる位置まで移動されることがわかる。
各プリズムの接触面には公知の紫外線によって硬化される接着剤が塗布されており、紫外線照射によって接着剤を硬化させることによってプリズムを一体化できる。第２のカメラ装置３８、第３のカメラ装置４２を後退させることによって一体化したプリズムを取り出すことができる。
【００１８】
図３は色分解プリズム１０の他の例を示す。
この色分解プリズム１０では第２のプリズム１４が２回反射式のものとなっている。そして２回目の反射面で全反射を得るために、第１のプリズム１２との接触面に所定のエアギャップ１８が確保されるようになっている。
この色分解プリズム１０の第１のプリズム１２もその入射光の入射位置に拘わらず光路長は一定であるので、前記の実施例と同様にして各プリズムの調整が行える。
【００１９】
前記実施例では、第１、第２、第３のプリズムの光路長を同じくする例について説明したが、設計上光路長を若干ずらすこともある。このように光路長をずらすように調整する場合においても、あらかじめずらす条件がわかっていることから、上記と同様にして調整することができる。すなわち、前記換算距離Ｘ１、Ｘ２にずらし分だけ上乗せして新たな換算距離に設定し、この換算距離にしたがって第２あるいは第３のプリズムを移動させればよいことになる。
本発明では、換算距離とは上記概念を含むものと定義する。
【００２０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、色分解プリズムの段階であらかじめ各プリズムの光路長を所定に容易に調整ができるので、カメラ装置側での撮像素子の位置調整が不要か、あるいは極めて簡単になるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】光路長調整装置の平面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】色分解プリズムの一例を示す説明図である。
【図４】色分解プリズムの他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  色分解プリズム
１２  第１のプリズム
１４  第２のプリズム
１６  第３のプリズム
１８  エアギャップ
２０  光路長調整装置
２２  ベース
２４  レンズ装置
２７  交換レンズ
２８  Ｙテーブル
３０  第１のカメラ装置
３１  撮像素子
３２  基準当接体
３４  Ｘテーブル
３７  第２のＹテーブル
３８  第２のカメラ装置
４０  第２のＸテーブル
４２  第３のカメラ装置
４３  撮像素子
【図１】
0003615565.tif 000002
【図２】
0003615565.tif 000003
【図３】
0003615565.tif 000004
【図４】
0003615565.tif 000005