(57)【要約】【目的】マウント側から順に、３色光のうちの一部を分離する第１のプリズムと、その余の色光を透過する第２のプリズムからなり、２つの２／３インチ型ＣＣＤを用いつつ、各プリズムの射出光軸の相対角度を所定角度とすることで、コンパクトなＣマウントカメラへの搭載を可能としつつ、解像度および色再現性に優れた画像取得を可能とする。【構成】Ｃマウントカメラに２／３インチ型のＣＣＤを２つ搭載する場合、第１のプリズム３１の射出光軸Ｚ１と第２のプリズム３２の射出光軸Ｚとのなす相対角度θを下式（１）の範囲の所定角度とすれば、２つのＣＣＤアッセンブリ１６、１７およびカメラ前面パネル１４の３者間において位置的な干渉は生じないようにすることができる。    ５６°≧θ≧６０°（１）【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビカメラ本体に対して撮影レンズを着脱可能に取り付けるＣマウントを有するカラーテレビカメラ用の色分解光学系であって、
Ｃマウント側から順に、赤、青、緑の色光のうちの１つまたは２つを分離して出力する第１のプリズムと、その余の色光を透過して出力する第２のプリズムを配列してなるとともに、これら２つのプリズムの境界面に、前記１つまたは２つの色光を反射させるとともに前記その余の色光を透過させるダイクロイック膜が設けられ、
前記２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが下記条件式（１）を満足することを特徴とするテレビカメラ用色分解光学系。
５６°≧θ≧６０°  ・・・（１）
【請求項２】
前記２つのプリズムを構成する硝材のｄ線に対する屈折率ｎｄが下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載のテレビカメラ用色分解光学系。
ｎｄ＞１．６９  ・・・（２）
【請求項３】
前記第１のプリズムから出力される色光が緑色光であり、前記第２のプリズムから出力される色光が青色光および赤色光であることを特徴とする請求項１または２記載のテレビカメラ用色分解光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラ用色分解光学系に関し、特に、テレビカメラ本体に対して撮影レンズを着脱可能に取り付けるＣマウントを有するカラーテレビカメラ用の色分解光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、３板式のカラーテレビカメラにおいては、一般に、撮影レンズの後方に、被写体像を担持した入射光束をＲ、Ｇ、Ｂの３色光に分解する色分解プリズムを備えており、その色分解プリズムの各色光射出端に近接して、対応する撮像素子が設けられている。
【０００３】
一方、カラーテレビカメラとしては、テレビ放送局等において用いられる大型のバヨネットタイプのもの（フランジバック４８ｍｍまたは５８ｍｍ）と、１６ｍｍカメラと類似した小型のＣマウントタイプのもの（フランジバック１７．５２６ｍｍ）とが代表的なものとして知られており、特に監視カメラ等の用途においてはＣマウントタイプのテレビカメラ（以下、単にＣマウントカメラとも称する）が主流である。
【０００４】
このようなＣマウントタイプの３板式のカメラでは、上述したようにフランジバックが短く、色分解光学系およびＣＣＤパッケージを配置するスペースが制約されることから、受光面サイズの小さい１／２インチ型、１／３インチ型さらには１／４インチ型等の小型サイズのＣＣＤおよびこれに対応する小型の色分解光学系が用いられている。
【０００５】
図５は、従来技術による、１／２インチ型のＣＣＤを備えた３板式のＣマウントカラーテレビカメラ１１０の要部概略図である（同種の従来技術として下記特許文献１参照）。カメラ１１０は、レンズマウント１２０を着脱するＣマウント１１１（カメラ前面パネル１１４を含む）を有しており、レンズマウント１２０は、Ｃマウント１１１に螺合される螺子部１１２を有し、これにより撮影レンズ１２１を保持し得るように構成されている。カメラ１１０内の光束入射側には、ローパスフィルタと赤外線吸収フィルタを含むフィルタ部１１３が配置され、このフィルタ部１１３の後部に、色分解プリズム１３０が配置されている。色分解プリズム１３０は、被写体像を担持した撮影レンズ１２１からの光束を、青、赤、緑の３色光に色分解し、それぞれ青色光用ＣＣＤ１１５、赤色光用ＣＣＤ１１６および緑色光用ＣＣＤ１１７に入射させる。
【０００６】
色分解プリズム１３０は、撮影レンズ１２１側から順に、青色光分離プリズム１３１、赤色光分離プリズム１３２および緑色光透過プリズム１３３からなる。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１２５１８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような小型サイズのＣＣＤとしては、２００万画素程度以上の高画素のものが現段階においては存在していない。したがって、高画素のＣＣＤとするためには、どうしても２／３インチ型が必要とされるが、Ｃマウントタイプのものでは、前述したように寸法制約上３板式のものとすることは難しく、２／３インチ型を用いる場合には、カメラを大型のバヨネットタイプのものとするか、ＣＣＤを単板式のものにせざるを得ないとの考えが一般的であった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、Ｃマウントタイプのカラーテレビカメラにおいて、２／３インチ型のＣＣＤを複数個用いることができ、コンパクトなサイズで、高精細度画像を撮像しうるテレビカメラ用色分解光学系を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のテレビカメラ用色分解光学系は、テレビカメラ本体に対して撮影レンズを着脱可能に取り付けるＣマウントを有するカラーテレビカメラ用の色分解光学系であって、
Ｃマウント側から順に、赤、青、緑の色光のうちの１つまたは２つを分離して出力する第１のプリズムと、その余の色光を透過して出力する第２のプリズムを配列してなるとともに、これら２つのプリズムの境界面に、前記１つまたは２つの色光を反射させるとともに前記その余の色光を透過させるダイクロイック膜が設けられ、
前記２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
５６°≧θ≧６０°  ・・・（１）
【００１１】
また、前記２つのプリズムを構成する硝材のｄ線に対する屈折率ｎｄが下記条件式（２）を満足することが好ましい。
ｎｄ＞１．６９  ・・・（２）
【００１２】
さらに、この場合において、前記第１のプリズムから出力される色光を緑色光とし、前記第２のプリズムから出力される色光を青色光および赤色光とすることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るテレビカメラ用色分解光学系について説明する。
なお、本実施形態に係るテレビカメラ用色分解光学系を備えたカメラでは、レンズマウントが着脱されるＣマウントを有しており、Ｃマウントとレンズマウントとの着脱構造等は図５に示す従来技術と略同様であるので、この点については、図示および詳しい説明は省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態のテレビカメラ用色分解光学系を示すものであり、Ｃマウントカメラにおいて、２／３インチ型のＣＣＤを２つ用いることが可能となるように構成されたものである。なお、本実施形態の光学系は、前提技術として特開平６−９４９０６号公報等に記載された２板式の撮像系を用い、これを発展させたものである。
【００１５】
この２／３インチ型のＣＣＤは２００万画素以上のものが一般的であり、高解像度の画像を得ることが可能である。しかしながら、前述したように、Ｃマウントカメラでは、フランジバックが短く、色分解光学系およびＣＣＤパッケージを配置するスペースが制約されることから、本実施形態においては、図示するように、２／３インチ型のＣＣＤを２つ用い、これに対応して色分解光学系は、プリズムを２つ組み合わせたものとされている。
【００１６】
すなわち、カメラ前面パネル１４のカメラ本体側において、光軸Ｚ上に赤外線吸収フィルタを含むフィルタ部１５が配され、この後段に、色分解プリズム３０が配設されている。色分解プリズム３０は、被写体像を担持した、撮影レンズからの光束を、緑色光と青／赤色光とに色分解し、それぞれ緑色光用ＣＣＤアッセンブリ１６および青／赤色光用ＣＣＤアッセンブリ１７に入射させる。
【００１７】
色分解プリズム３０は、撮影レンズ側から順に、緑色光分離用の第１プリズム３１および青／赤色光透過用の第２プリズム３２から構成されており、これら２つのプリズム３１、３２は互いに接合されている。
【００１８】
第１プリズム３１は、撮影レンズの光軸Ｚと直交する光束入射面３１ａと、第２プリズムとの接合面３１ｂと、緑色光射出面３１ｃを有している。この接合面３１ｂには、緑反射ダイクロイック膜が形成されている。一方、第２プリズム３２は、接合面３１ｂと接合された光束入射面３２ａと撮影レンズの光軸Ｚと直交する青／赤色光射出面３２ｂとを有する。
【００１９】
フィルタ１５を透過した光束は、光束入射面３１ａから第１プリズム３１に入射し、そのうちの緑色光成分は、接合面３１ｂの緑反射ダイクロイック膜面で反射し、他の成分は接合面３１ｂを透過する。接合面３１ｂで反射した緑色光は、光束入射面３１ａに戻って全反射し、緑色光射出面３１ｃから緑色光用ＣＣＤアッセンブリ１６の撮像面１６ａに入射する。
【００２０】
一方、接合面３１ｂを透過した光束は、光束入射面３２ａから第２プリズム３２に入り、この第２プリズム３２を透過した後、青／赤色光射出面３２ｂから青／赤色光用ＣＣＤアッセンブリ１７の撮像面１７ａに入射する。
【００２１】
なお、青／赤色光用ＣＣＤアッセンブリ１７の撮像面１７ａにおいて得られた被写体像の青色用画像出力と赤色用画像出力は、緑色光用ＣＣＤアッセンブリ１６の撮像面１６ａにおいて得られた緑色用画像出力と合成され、これにより被写体のカラー画像を得ることができる。
【００２２】
このように、本実施形態においては、Ｃマウントカメラに、２／３インチ型のＣＣＤを２個用いるように構成された色分解プリズム３０を搭載しているので、カメラサイズをコンパクトなものとしつつ、高解像度な画像を得ることができる。勿論、本実施形態のものでは、２／３インチ型のＣＣＤを３個用いたものに比べれば解像度および色再現性において劣るものの、ＣＣＤを１個用いた単板式のもの、あるいは１／２インチ型のＣＣＤを３個用いたものに比べて解像度および色再現性を大幅に向上させることができる。
【００２３】
ところで、本実施形態の色分解プリズム３０においては、Ｃマウントカメラに複数個の２／３インチ型ＣＣＤを搭載し得る構成とするために各部材を所定の位置関係に配設しており、第１のプリズム３１の射出光軸Ｚ１と第２のプリズム３２の射出光軸Ｚとのなす相対角度θを下式（１）の如く設定している。
５６°≧θ≧６０°  ・・・（１）
【００２４】
以下、図１〜４を用いて、この条件式（１）が有する技術的な意義について説明する。
図１においては、上記相対角度θは６０度とされており、この状態では、２つのＣＣＤアッセンブリ１６、１７およびカメラ前面パネル１４の３者間において位置的な干渉は生じていない。
【００２５】
しかしながら、緑色光用ＣＣＤアッセンブリ１６と前面パネル１４の隙間は僅かであり、仮に上記相対角度θを、これ以上大きくした場合には位置的に干渉をおこしてしまう。したがって、この相対角度θの上限は６０度とすることが肝要である。
【００２６】
逆に、上記相対角度θを６０度から小さくしていき、５７度および５６度に設定した場合は、各々図２および図３に示す如くなる。これら図２および図３に示す場合にも、２つのＣＣＤアッセンブリ１６、１７およびカメラ前面パネル１４の３者間において位置的な干渉は生じていない。
【００２７】
しかしながら、図３に示すように、上記相対角度θが５６度の状態では、緑色光用ＣＣＤアッセンブリ１６と青／赤色光用ＣＣＤアッセンブリ１７との隙間は僅かである。そして、上記相対角度θを、これ以上小さくした場合、例えば図４に示すように、上記相対角度θを５４度とした場合には、上記２つのＣＣＤアッセンブリ１６、１７が位置的に干渉をおこしてしまう。したがって、この相対角度θの上限は５６度とすることが肝要である。
【００２８】
また、上記２つのプリズム１６、１７を構成する硝材のｄ線に対する屈折率ｎｄが下記条件式（２）を満足することが肝要である。
ｎｄ＞１．６９  ・・・（２）
【００２９】
前述したように、Ｃマウントカメラにおいてはフランジバックの値が１７．５２６ｍｍに規定されているので、これに基づいて、色分解プリズム３０の配置スペースが制限される。したがって、色分解プリズム３０を構成するプリズム３１、３２の屈折率ｎは高い方が望ましく、上記ＣＣＤアッセンブリ１６、１７の外形寸法を考慮すると上記条件式（２）を満足することが肝要である。これにより、図１に示す、色分解プリズム３０の光軸Ｚ方向の長さＬを１６．０ｍｍ未満とすることが容易となる。
【００３０】
なお、図１において、光軸Ｚ上で、カメラ前面パネル１４の後面と光束入射面３１ａとの距離は２．０２ｍｍ、光束入射面３１ａと青／赤色光射出面３２ｂとの距離は１５．３ｍｍであり、青／赤色光射出面３２ｂと青／赤色光用ＣＣＤアッセンブリ１７の撮像面１７ａの距離は２．８１ｍｍである。また、２つのＣＣＤアッセンブリ１６、１７の光入射面の幅（図１の紙面内で光軸Ｚ、Ｚ１と直交する辺の長さ）は１８．８ｍｍとされている。
この場合において、上記実施形態のものでは、プリズム３１、３２の硝材（ＢＡＦＤ７）の屈折率ｎｄは１．７０１５４とされている。
【００３１】
また、本実施形態の色分解プリズム３０においては、緑色光成分を第１プリズム３１で反射分離せしめ、一方、青色／赤色光成分は光軸Ｚに沿うようにして２つのプリズム３１、３２を透過せしめるようにしている。このように構成することで、プリズム３２の長さを短くすることができ、その空いたスペースに青色／赤色用ローパスフィルタを配することが可能となり、色分解プリズム３０の前側にローパスフィルタを配する必要がなくなるので、緑色光の像質を低下させることなく必要なローパスフィルタ機能を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明のテレビカメラ用色分解光学系としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能であり、例えば、第１プリズムにより反射分離する色光は、緑色光に替えて赤色光または青色光としたり、３色光のうちの２つの色光とすることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のテレビカメラ用色分解光学系によれば、マウント側から順に、赤、青、緑の色光のうちの１つまたは２つを分離して出力する第１のプリズムと、その余の色光を透過して出力する第２のプリズムを配列し、これら２つのプリズムの射出光軸の相対角度θを所定角度に設定し、これら２つのプリズムの光射出端各々に対向して２／３インチタイプのＣＣＤアッセンブリを配設するように構成しているので、コンパクトなＣマウントカメラを採用しつつ、解像度および色再現性に優れた画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るテレビカメラ用色分解光学系において、２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが６０度である場合の状態を示す概略図
【図２】本発明の実施形態に係るテレビカメラ用色分解光学系において、２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが５７度である場合の状態を示す概略図
【図３】本発明の実施形態に係るテレビカメラ用色分解光学系において、２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが５６度である場合の状態を示す概略図
【図４】比較例に係るテレビカメラ用色分解光学系において、２つのプリズムの射出光軸の相対角度θが５４度である場合の状態を示す概略図
【図５】従来のＣマウントカラーテレビカメラの要部概略図
【符号の説明】
等の面間隔（レンズ厚）
１０、１１０          カメラ
１１、１１１          Ｃマウント
１４、１１４          カメラ前面パネル
１５、１１３          フィルタ部
１６、１７            ＣＣＤアッセンブリ
１６ａ、１７ａ        撮像面
３０、１３０          色分解プリズム
３１                  第１プリズム
３１ｂ                接合面（緑反射ダイクロイック膜）
３２                  第２プリズム
１１２                螺子部
１１５、１１６、１１７      ＣＣＤ
１２０                レンズマウント
１２１                撮影レンズ
１３１                青色光分離プリズム
１３２                赤色光分離プリズム
１３３                緑色光分離プリズム
Ｚ、Ｚ１              光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004258497.tif 000005
【図４】
2004258497.tif 000006
【図５】
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