(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光束を互いに異なった少なくとも第１色光の光束、第２色光の光束、および第３色光の光束に分割し、該３つの光束を３つの撮像素子にそれぞれ導光する色分解光学系であって、
第１入射面より入射した光束のうち前記第１色光の光束を反射し、前記第２色光の光束と前記第３色光の光束とを透過する第１ダイクロイック膜を施した第１反射面を有する第１プリズムと、前記第１反射面とは空隙を介して対向する第２入射面より入射した光束を第２射出面より射出する第２プリズムと、前記第２プリズムの前記第２射出面より射出した光束を第３入射面より入射し、該第３入射面から入射した光束を第３射出面より射出する第３プリズムと、前記第２プリズムの前記第２射出面と前記第３プリズムの前記第３入射面との間に配置した前記第２色光の光束を吸収する吸収フィルタとを有し、
前記第３プリズムの前記第３入射面または前記吸収フィルタの前記第３入射面とは対向する面には、前記第２色光の光束を反射し、前記第３色光の光束を透過する第２ダイクロイック膜が施されていることを特徴とする色分解光学系。
【請求項２】
前記第１色光は青色光であり、前記第２色光は赤色光であり、前記第３色光は緑色光であることを特徴とする請求項１に記載の色分解光学系。
【請求項３】
前記第２プリズムの前記第２入射面より入射した光束のうち前記第２色光の光束は、前記第２プリズムの前記第２射出面より射出し、前記吸収フィルタを通過し、前記第２ダイクロイック膜が施されている、前記第３プリズムの前記第３入射面または該第３入射面とは対向する前記吸収フィルタの面で反射し、前記吸収フィルタを通過し、前記第２射出面から前記第２プリズムに入射し、前記第２プリズムの前記第２入射面で全反射して該第２プリズムより射出し、前記３つの撮像素子のうち前記第２色光の光束に対応する撮像素子に入射することを特徴とする請求項１又は２に記載の色分解光学系。
【請求項４】
前記吸収フィルタは、色温度補正作用を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項５】
前記吸収フィルタは、前記緑色光の透過率が前記赤色光の透過率より高くなるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の色分解光学系。
【請求項６】
前記吸収フィルタは、前記青色光の透過率が前記赤色光の透過率より高くなるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の色分解光学系。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の色分解光学系と、
前記３つの撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプリズムとダイクロイック膜を有し、入射光を複数の色光の光束に分割し、分割した各々の光束を各々撮像素子に導光するようにしたテレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる色分解光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビカメラ等では対物レンズから射出した光束を複数の色光の光束に分解し、各々の光束を各色光に対応した撮像素子に導光する手段として色分解光学系が用いられている。多くの色分解光学系では、例えば、３つのプリズムより構成し、入射光を青色・緑色・赤色の３つの色光の光束に分解している。
【０００３】
例えば色分解光学系は青色光を反射するダイクロイック膜を施した青色光を取り出す第１プリズムと、第１プリズムと空気間隔を介して配置された赤色光を反射するダイクロイック膜を施した赤色光を取り出す第２プリズムを有する。更に第２プリズムのダイクロイック膜を施した面（第２反射面）に接着され、第１プリズム及び第２プリズムを透過した緑色光を取り出す第３プリズムの少なくとも３つのプリズムより構成されている。
【０００４】
一般に撮像装置に用いられている固体撮像素子の表面には金属コーティング膜が施されており、その反射率は高い。色分解光学系において、色分解される色光のうち、第２プリズムで色分解された色光が固体撮像素子で反射したことに起因して、ゴースト光が生じることが多い。
【０００５】
従来、色分解光学系において赤色光を色分解する第２プリズムに起因して生ずるゴースト光を軽減するようにした色分解光学系が知られている（特許文献１、２）。また色分解光学系を対物レンズ側から順に第１プリズム乃至第４プリズムの４つのプリズムより構成し、第１プリズムと第２プリズムのプリズム頂角を適切に設定して高い解像力を得るようにした色分解光学系が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６６９１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７８０５号公報
【特許文献３】特開平０７−２８１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの撮像装置では撮像手段として固体撮像素子が用いられている。このため固体撮像素子を用いる撮像装置では、ゴースト光や干渉縞ゴーストが発生してくる場合が多い。前述した色分解光学系では固体撮像素子面で反射した光によって生ずるゴースト光のうち、第２色光が入射する固体撮像素子の入射面で反射された第２色光が第２プリズムの第２反射面で反射した後に固体撮像素子に再入射する場合がある。そうするとゴーストや干渉縞ゴーストが生じる。
【０００８】
例えば第２プリズムで色分解される第２色光のうち、固体撮像素子の面で反射し、元の光路を戻り第２プリズムに入射する場合がある。そして第２プリズムの第２反射面で反射して第２プリズムに入射して第２入射面で全反射した後に固体撮像素子に再入射するとゴースト光が生ずる。この他、第２入射面で全反射条件を満たさず、全反射しないで透過し、空隙を通過し、第１プリズムの第１反射面で反射した光束が第２プリズムを通過した後に、固体撮像素子に再入射することにより干渉縞ゴーストが生じる場合がある。
【０００９】
特許文献１や特許文献２ではゴーストや干渉縞ゴーストの発生を軽減した構成の色分解光学系を開示している。これらの技術では第２プリズムのプリズム頂角を大きくしている。このため、色分解光学系の大型化する傾向があった。色分解光学系の小型化を図りつつ、固体撮像素子の入射面で反射したことにより生ずるゴーストや干渉縞ゴーストの発生を軽減し、良好なる画像を得るには色分解光学系の構成を適切に設定することが重要になってくる。
【００１０】
本発明は、例えば、撮像素子の入射面で反射した光束によるゴーストの軽減に有利な色分解光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の色分解光学系は、入射光束を互いに異なった少なくとも第１色光の光束、第２色光の光束、および第３色光の光束に分割し、該３つの光束を３つの撮像素子にそれぞれ導光する色分解光学系であって、
第１入射面より入射した光束のうち前記第１色光の光束を反射し、前記第２色光の光束と前記第３色光の光束とを透過する第１ダイクロイック膜を施した第１反射面を有する第１プリズムと、前記第１反射面とは空隙を介して対向する第２入射面より入射した光束を第２射出面より射出する第２プリズムと、前記第２プリズムの前記第２射出面より射出した光束を第３入射面より入射し、該第３入射面から入射した光束を第３射出面より射出する第３プリズムと、前記第２プリズムの前記第２射出面と前記第３プリズムの前記第３入射面との間に配置した前記第２色光の光束を吸収する吸収フィルタとを有し、
前記第３プリズムの前記第３入射面または前記吸収フィルタの前記第３入射面とは対向する面には、前記第２色光の光束を反射し、前記第３色光の光束を透過する第２ダイクロイック膜が施されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、撮像素子の入射面で反射した光束によるゴーストの軽減に有利な色分解光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の色分解光学系を有する撮像装置の要部概略図
【図２】本発明の色分解光学系と従来の色分解光学系で色分解される色光の分光特性の説明図
【図３】本発明に係る吸収フィルタと従来の吸収フィルタの分光特性の説明図
【図４】本発明の色分解光学系の一部のプリズムを通過する光束の説明図
【図５】本発明と従来に係る多層反射防止膜の分光と特性の説明図
【図６】従来の色分解光学系を用いた撮像装置の要部概略図
【図７】従来の色分解光学系の説明図
【図８】従来の色分解光学系の説明図
【図９】従来の多層反射防止膜の分光特性の説明図
【図１０】多層反射防止膜の分光特性の説明図
【図１１】従来の色分解で生ずるゴーストの説明図
【図１２】従来の色分解で生ずるゴーストの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の色分解光学系は、入射光束を互いに異なった少なくとも第１色光の光束、第２色光の光束、および第３色光の光束に分割し、該３つの光束を３つの撮像素子にそれぞれ導光する。
【００１５】
色分解光学系は第１入射面より入射した光束のうち第１色光の光束を反射し、第２色光の光束と第３色光の光束とを透過する第１ダイクロイック膜を施した第１反射面を有する第１プリズムを有する。１反射面とは空隙を介して対向する第２入射面より入射した光束を第２射出面より射出する第２プリズムを有する。
【００１６】
さらに第２プリズムの第２射出面より射出した光束を第３入射面より入射し、第３入射面から入射した光束を第３射出面より射出する第３プリズムを有する。そして第２プリズムの第２射出面と第３プリズムの第３入射面との間に配置した第２色光の光束を吸収する吸収フィルタを有している。前記第３プリズムの第３入射面または吸収フィルタの第３入射面とは対向する面には、第２色光の光束を反射し、第３色光の光束を透過する第２ダイクロイック膜が施されている。
【００１７】
本発明の色分解光学系において、第２プリズムの第２入射面より入射した光束のうち第２色光の光束は第２プリズムの第２射出面より射出し、吸収フィルタを通過し、第２ダイクロイク膜が施されている第３プリズムの第３入射面または第３入射面とは対向する吸収フィルターの面で反射する。その後、吸収フィルタと第２射出面を通過し、第２プリズム内に入射し、第２プリズムの第２入射面で全反射し、第２プリズムより出射して３つの撮像素子のうちの第２色光の光束に対応する撮像素子に入射する。後述する実施例において、第１色光は青色光であり、第２色光は赤色光であり、第３色光は緑色光である。
【００１８】
本発明の色分解光学系の構成を説明する前に、従来の色分解光学系の構成及び従来の色分解光学系を用いたときに生ずるゴースト及び干渉縞ゴーストについて説明する。図６は従来の色分解光学系と対物レンズ、吸収フィルタを有する撮影装置（テレビカメラ）の主要断面図を示している。図６に示す従来のテレビカメラの多くは、対物レンズＬｅと吸収フィルタ１０１２と、吸収フィルタ１０１２を通った光を色分解する色分解プリズム１００１と複数の固体撮像素子を有している。
【００１９】
色分解プリズム１００１で色分解された光束は、各固体撮像素子１０１１Ｂ、１０１１Ｇ、１０１１Ｒ（以下「固体撮像素子１０１１」ともいう。）に至り、固体撮像素子１０１１は各色光で形成される像を撮像し、電気信号に変換している。吸収フィルタ１０１２は、色補正フィルタと云われ、色補正フィルタとしては、吸収型やダイクロイック膜型、またその両方を有するものがあるが、ここでは吸収型として説明する。
【００２０】
色分解プリズム１００１の第１プリズムＣＰ１は、入射面１００２より入射した、吸収フィルタ１０１２を通った光のうち青反射用のダイクロイック膜を施した面１００３にて、青色光のみを反射させ、残りの緑色光と赤色光を透過させる。反射した青色光は、入射面１００２にて全反射され、面１００４より射出して青色用の固体撮像素子１０１１Ｂに向かう。
【００２１】
第２プリズムＣＰ２の赤反射用のダイクロイック膜を施した面１００７は、面１００３を透過し空気間隙１００５を透過した光のうち、赤色光のみを反射し、残った緑色光を透過させる。面１００７で反射した赤色光は、空気間隙１００５と接する第２プリズムＣＰ２の反射防止膜１００９が施された入射面１００６面にて全反射し、面１００８から射出して赤色用の固体撮像素子１０１１Ｒに向かう。面１００７を透過し第３プリズムＰ３に入射した緑色光は面１０１０より射出し、緑色用の固体撮像素子１０１１Ｇに向かう。このような光学作用によって色分解プリズム１００１は入射光を３色の光束に分解する。
【００２２】
図７は、図６に示す対物レンズＬｅからの光束のうち色分解プリズム１００１の第１プリズムＣＰ１および第２プリズムＣＰ２を通って赤色用の固体撮像素子１０１１Ｒの有効部に至る光束を描いた光路図である。この光束のうちＤと付記した光線は、この紙面に於ける固体撮像素子１０１１Ｒの撮像面に最も低い位置を通る軸外光束の周辺光線を示す。第２プリズムＣＰ２は、この光線Ｄを図中○で囲んだ入射面１００６上の領域Ａにて全反射させる必要があるが、この光線Ｄを全反射させるためには、
θ２＞（θ１＋δ＋θｍａｘ）／２  ・・・（１）
という式を満足させることが必要となる。
【００２３】
ただし、
θ１：第１プリズムＣＰ１のプリズム頂角
θ２：第２プリズムＣＰ２のプリズム頂角
δ＝ｓｉｎ−１（１／ｎ）
ｎ：第１プリズムＣＰ１、第２プリズムＣＰ２の材料の屈折率
θｍａｘ＝ｓｉｎ−１｛１／（２・ｎ・Ｆｎｏ）｝
Ｆｎｏ：対物レンズＬｅのＦナンバー
である。
【００２４】
先の特許文献３では、色分解プリズムの小型化を図るために、式（１）の下限近傍
−０．５°＜θ２−｛（θ１＋δ＋θｍａｘ）／２｝＜５．５°    ・・・式（１）
の範囲とする必要があることを開示している。
【００２５】
前述したように一般に固体撮像素子の表面には、金属コーティングが施されており、その反射率は比較的高い。この為、強い光源（明るい被写体）を直接撮像すると、固体撮像素子面上から反射される反射光が強くなる。また、撮像面は画素が規則正しく配列されているために、回折光をも伴って反射してくる。
【００２６】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、このときの反射による影響の説明図である。図８（Ａ）では図６に示す色分解プリズム１００１を構成する第２プリズムＣＰ２内の光路を通って、固体撮像素子１０１１Ｒの面で反射した後に、他の面で反射して固体撮像素子１０１１Ｒに再入射することでゴーストとなる光路の説明図である。
【００２７】
図８（Ｂ）は、一つのゴースト光路を示し、第２プリズムＣＰ２を図８（Ａ）のゴースト光路に沿って展開した模式図を示している。特に、反射面１００７に垂直に入射し反射する光線を描いている。この図から、固体撮像素子にて反射した光の内、第２プリズムに入射した直後の面１００６に角度αで入射した光線のこの入射角度と、面１００７にて反射した後、再度面１００６に入射する角度βは、互いに同じでθ２であることが分かる。
【００２８】
従来は、撮像管の焼き付きの問題からこのようなゴーストの問題がなかったため、プリズム頂角θ２の取りうる範囲は、色分解光学系の小型化のみを考えるだけで良かった。即ちプリズム頂角θ２を、なるべく光が全反射するに足るだけの小さな角度で設定していれば良かった。
【００２９】
例えば、特許文献３においても、
−０．５°＜θ２−｛（θ１＋δ＋θｍａｘ）／２｝
と色分解光学系の小型化のために、わずかながら全反射条件を満足しない領域がある。図８（Ｂ）を見ると、点Ｐ１、点Ｐ２がこの領域内にあるとしており、この２点では全反射が起こらないことになる。
【００３０】
ここで、プリズム頂角θ２が角度δよりわずかに小さい場合を想定する。図９は、面１００６に設ける多層反射防止膜１００９の分光特性の説明図である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は面１００６を透過する光線の透過率である。当然のことならば、図６に示す正規光線Ｌａの如く空気間隙側１００５を通り、面１００６に入射する主光線（入射角約４５度前後）は高い透過率を示している（図上最上部の正規光線と記した特性）。その後、面１００７で反射され第２プリズムＣＰ２側から面１００６に全反射臨界角より大きな角度で入射した光線Ｌａは全反射する。
【００３１】
これが目的とする形である。しかしながら、図９に示す下側４本の曲線（ライン）は、下側から順に、全反射臨界角より０．００７度、０．１１６度、０．３５６度、０．７２３度小さい角度で入射した時の光線の透過率である。全反射角度からわずかに外れるだけで面１００６からは図９に示す透過が起こる。
【００３２】
図８（Ｂ）を見ると、第２プリズムＣＰ２の面１００６での反射点である点Ｐ１、点Ｐ２において、全反射が起こらない領域としているため、点Ｐ１、点Ｐ２では、空気間隙１００５を挟んだ面１００６と面１００３で干渉が観測されるようになる。
【００３３】
図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）は、図８に示す面１００７に入射する光線の角度が垂直よりわずかにずれたときのゴースト光路を示した説明図である。図１１（Ａ）は紙面内で、上向きに向かう光線を示し、図１１（Ｂ）は下向きに向かう光線のゴースト光路を示した説明図である。点Ｐ３、点Ｐ６においては、光束の面１００６への入射角度が大きくなるため、全反射がより起こりやすくなる傾向にあり問題はない。これに対して点Ｐ４、点Ｐ５においては、逆に光束の面１００６への入射角度が小さくなるため、全反射条件を満足せず、面１００３で反射して干渉縞が生じる原因となってくる。
【００３４】
この干渉を伴ったゴーストは、被写体が低輝度のときにはそれ程目立つことはないが、被写体が高輝度のときには、モニター画面上で、図１２に示すように干渉縞ゴーストとして観察されることになる。つまり、干渉縞は画面上（撮像素子上）で上下対の干渉縞が生じ、またこの対の干渉縞が互いに重ねって観察されて、非常に画質を損なうものになってくる。更に、このゴースト光の干渉は、色分解光学系のようにゴーストが出る色光の波長域が狭くなればなるほど、より顕著に観測されてくる。
【００３５】
次に本発明の色分解光学系の構成について説明する。図１は本発明の色分解光学系を用いた撮像装置の実施例１の要部断面図である。同図においてＬｅは対物レンズ（撮影レンズ）である。１は色分解光学系（色分解プリズム）である。本実施例において、不図示のカメラ本体に対して着脱可能な対物レンズＬｅは、被写体像を形成してこの被写体像を色分解光学系１を介して３つの色光に分解して各色光の光束を各々青色用、緑色用、赤色用の各固体撮像素子１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒに導光する。
【００３６】
以下、各々の固体撮像素子１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒを総称して固体撮像素子１１ともいう。色分解光学系１は、対物レンズＬｅと固体撮像素子１１との間に配置され、対物レンズＬｅからの光を青色、緑色、赤色の各色光に分解し、その各々を互いに異なった光路に配置した固体撮像素子１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒに導く。なお、色分解光学系１と各固体撮像素子１１は、カメラ本体内に固定されている。
【００３７】
色分解光学系１は、光束の進行方向へ順に、第１プリズム（青色分解用のプリズム）ＣＰ１を有している。更に空気間隙１５を介して隣接する第２プリズム（赤色分解用のプリズム）ＣＰ２と、第３プリズム（緑色光を導光するプリズム）ＣＰ３の３つのプリズムブロックを有している。また第１プリズムＣＰ１、第２プリズムＣＰ２、第３プリズムＣＰ３の材料の屈折率は全て同じである。
【００３８】
そして、第２プリズムＣＰ２と第３プリズムＣＰ３の間には第２色光を吸収する吸収フィルタ（以降、吸収フィルタとする）１２を配置している。吸収フィルタ１２と、第２プリズムＣＰ２および第３プリズムＣＰ３とは接着により接着されて一体化されている。
【００３９】
第１プリズムＣＰ１は、空気間隙１５と接する反射面（第１反射面）３に青色光のみを反射し、残りの光である緑色光と赤色光を透過するように誘電体多層膜で構成された青反射ダイクロイック膜（青色用の反射面）５が施されている。第３プリズムＣＰ３は、吸収フィルタ１２との接着面である入射面（第３入射面）１４に赤色光のみを反射し、残りの緑色光を透過する様に誘電体多層膜で構成された赤反射ダイクロイック膜（赤色用の反射面）７が施されている。
【００４０】
第２プリズムＣＰ２は、空気間隙１５と接する入射面（第２入射面）６に多層反射防止膜９が施されている。ここで多層反射防止膜９は、従来より用いられている多層反射防止膜と同じものを用いている。
【００４１】
色分解光学系１は対物レンズＬｅからの光を第１プリズムＣＰ１の入射面（第１入射面）２より取り込む。第１プリズムＣＰ１の青反射ダイクロイック膜５が施された反射面（第１反射面）３にて青色成分の反射光と、その他の透過光（緑色光と赤色光）に分離する。反射面３で反射された青色光は、入射面２にて全反射する。そして射出面４を射出し、青色成分のための固体撮像素子１１Ｂに導かれる。
【００４２】
反射面３にて透過により分離された光（赤色成分と緑色成分）は、多層反射防止膜９を施した入射面（第２入射面）６から第２プリズムＣＰ２内に入射する。第２プリズムＣＰ２に入射した光は、第２プリズムＣＰ２の面（第２出射面）１３に接合された吸収フィルタ１２へ入射する。その吸収フィルタ１２の反対面に接合された第３のプリズムＣＰ３の赤反射ダイクロイック膜７が施された入射面（第３入射面）１４へと到達する。
【００４３】
その内、赤色成分の光は赤反射ダイクロイック膜７が施された入射面１４によって反射される。一方、緑色成分の光は入射面１４を透過する。ダイクロイック膜５が施された反射面３とダイクロイック膜７が施された入射面１４を透過した緑色成分の光は、射出面（第３出射面）１０より射出し、緑色成分のための固体撮像素子１１Ｇに導かれる。また、入射面１４で反射された赤色光は、再度吸収フィルタ１２を通って第２プリズムＣＰ２に再入射する。
【００４４】
その赤色光は、空気間隙１５と接する第２プリズムＣＰ２の多層反射防止膜９を施した入射面６（反射面）にて全反射され、射出面８を射出して赤色成分のための固体撮像素子１１Ｒに導かれる。
【００４５】
図２は、色分解光学系１の総合分光透過率の説明図である。同図における実線は本発明
の色分解光学系１の総合分光透過率である。破線は、図６に示した従来の色分解光学系１
００１の総合分光透過率である。ここで総合分光透過率と述べているのは、色分解光学系
と吸収フィルタ（吸収型）の掛け合わせとしている。図３は、本発明における、吸収フィ
ルタ１２（実線）の分光特性と従来の吸収フィルタ１０１２（破線）の分光特性の説明図
である。図２に示すように、吸収フィルタは、緑色光の透過率が赤色光の透過率より高くなるように構成されている。また、吸収フィルタは、青色光の透過率が赤色光の透過率より高くなるように構成されている。
【００４６】
本発明に係る吸収フィルタ１２は、光が２度通過するため、その２倍の厚みの特性が従来の図６に示す吸収フィルタ１０１２と同等の分光特性となる。そのため、図２の赤成分の分光特性が重なっている。
【００４７】
図２において本発明に係る青色光Ｂは吸収フィルタ１２を通過しないので従来例に比べて透過率が良くなっている。また本発明に係る吸収フィルタは従来の吸収フィルタの厚さに比べて厚さが１／２である。このため本発明に係る緑色光Ｇは従来例に比べて吸収フィルタの１／２の厚さしか通過しないため、透過率が良くなっている。赤色光Ｒが通過する吸収フィルタの厚さは本発明と従来の色分解光学系と同じであるため、図２に示すように分光特性が重なっている。
【００４８】
従来は図６に示すように吸収フィルタを色分解光学系より被写体側（光入射側）に配置していたため、青色成分や緑色成分にも大きく影響していた。これに対して、本発明においては、吸収フィルタ１２の影響を青色成分から除外し、緑色成分には、吸収フィルタの厚みの比に対し指数関数的に軽減することが出来る。その差が図３の実線と破線の差である。
【００４９】
次に、本発明の色分解光学系１より生ずるゴーストに対する光学作用と効果について述べる。図４は、第２プリズムＣＰ２で生ずるゴースト光の光路を展開した断面図である。図４では固体撮像素子１１Ｒに１度至った赤色成分の光が、固体撮像素子１１Ｒの撮像面にて反射され、第２プリズムＣＰ２に再度逆行する光路を示している。
【００５０】
固体撮像素子１１Ｒからの反射光は順に、第２プリズムＣＰ２→吸収フィルタ１２→赤色反射ダイクロイック面７→吸収フィルタ１２→第２プリズムＣＰ２と云った光路を通り、固体撮像素子１１Ｒに再入射する。なお、第２プリズムＣＰ２のプリズム頂角θ２は、面１３と全反射する面（入射面）６とが形成する角度である。なお、図４は、従来例の図１１（Ａ）に示す色分解光学系１００１に比べて吸収フィルタ１２を２回通る違いがある。
【００５１】
図４は、一つのゴースト光路を示し、特にダイクロイック膜７が施された入射面１４に垂直に入射し反射する光線を描いている。この図４から、固体撮像素子１１Ｒにて反射した光Ｒｇの内、第２プリズムＣＰ２に入射した直後の面６に角度αで入射した光線のこの入射角度と、入射面１４にて反射した後、再度面６に入射する角度βは、互いに同じでθ２であることが分かる。
【００５２】
本発明は、先の特許文献３においても、
−０．５°＜θ２−｛（θ１＋δ＋θｍａｘ）／２｝
と色分解光学系の小型化のために、全反射条件を満足しないながらも、全反射しない光が影響の少ない範囲としている。そして第２プリズムＣＰ２の頂角（θ２）を設定してプリズムの小型化を優先させている。
【００５３】
図４を見ると、光Ｒｇの第２プリズムＣＰ２の面への入射点、点Ｐ１、点Ｐ２において、全反射が起こらないことになる。ここで、プリズム頂角θ２が角度δよりわずかに小さい場合を想定する。図５の細い線は、多層反射防止膜９が施された面６で反射する時の総合分光特性の説明図である。ここで、本発明（１）（実線細線）においては、以下の光路を辿る。
【００５４】
つまり、第１プリズムＣＰ１→第２プリズムＣＰ２→吸収フィルタ１２→赤反射ダイクロ膜７が施された面１４での反射→吸収フィルタ１２→第２プリズムＣＰ２（ここまでが正規光路）である。次いで固体撮像素子１１Ｒ→第２プリズムＣＰ２→吸収フィルタ１２→赤反射ダイクロ膜７が施された入射面１４→吸収フィルタ１２→第２プリズムＣＰ２→多層反射防止膜が施された面６による反射（図１０参照）する。次いで第２プリズムＣＰ２→固体撮像素子１１Ｒと云った光路である。ここでは、簡単のため固体撮像素子１１Ｒは１００％の反射としている。
【００５５】
また、図５の従来例（１）（破線細線）においては図７に示すように、以下の様な光路である。つまり、吸収フィルタ１０１２→第１プリズムＣＰ１→第２プリズムＣＰ２→赤反射ダイクロ膜が施された面１００７で反射→第２プリズムＣＰ２（ここまでが正規光路）である。次いで固体撮像素子１０１１Ｒ→第２プリズムＣＰ２→赤反射ダイクロ膜が施された面１００７での反射→第２プリズムＣＰ２である。次いで多層反射防止膜１００９が施された面１００６による反射（図１０参照）→第２プリズムＣＰ２→固体撮像素子１０１１Ｒと云った光路である。
【００５６】
次に図５の太い線である（本発明（２））は、前述した多層反射膜９が施された面６による反射の部分を多層反射防止膜９を施した面６を透過→青反射ダイクロ膜５を施した面３による反射→多層反射防止膜９を施した面６を透過、と入れ替えた特性である。細線と太線のエネルギーの加算と差分で干渉の強度を表せる。
【００５７】
図５に示した特性の積分値（光のエネルギーを代表する値）は、破線細線（従来例（１））を６５とすると、実線細線（本発明（１））は３３、破線太線（従来例（２））は２１、実線太線（本発明（２））は１１である。したがって、従来例では干渉縞のゴーストは、６５±２１で、コントラストとして４２となるが、本発明においては３３±１１となり、強度もコントラストも半減させることができる。
【００５８】
各実施例において、吸収フィルタが色温度補正作用を有する分光特性を有する色温度補正フィルタより構成しても良い。本発明においては、従来、色分解光学系より被写体側に配置する吸収フィルタを廃止しているが、ゴーストを低減する効果と色温度補正を除去する効果とが相互に影響する場合は、必ずしも廃止する必要はない。本発明においては、第２色光に赤色光を使った例を示したが、第２色光に緑色光を使った構成とし、吸収フィルタの代わりに濃度の薄いニュートラルデンシティフィルタやマゼンタフィルタを使うことも同様な効果を達成できる。
【００５９】
また、第２プリズムＣＰ２の面１３への処置を明示していないが、第２プリズムＣＰ２と接着剤の屈折率差が大きな場合などは、接合面の干渉を防止するため、反射防止膜の様な接着界面の反射防止策を施しても良い。
また、第２色光の反射膜を第３プリズムの入射面としたが、吸収フィルタの第３プリズムの入射面と対向する面に変えても、同様な効果を得られる。製造上の規制などで配置を変えることも考えられる。
【００６０】
以上のように本発明によれば、本発明によれば、小型で干渉縞ゴーストの少ない色分解光学系を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  色分解光学系      ＣＰ１  第１プリズム      ＣＰ２  第２プリズム
ＣＰ３  第３プリズム      ２  第１プリズムの入射面
３  青色分解のためのダイクロイック面      ４  青色用の光射出面      ５  空気間隙
６  第２プリズムの入射面      ７  赤色分解のためのダイクロイック面
８  赤色用の光射出面      ９  多層反射防止膜      １０  緑色用の光射出面
１１  固体撮像素子      １２  吸収フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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