(57)【要約】【課題】  簡素かつコンパクトな構造でありながら、良好な分光特性を発揮しつつ、より大きな設計上の自由度を有する色分解光学系を提供する。【解決手段】  赤色分離プリズム１２および緑色分離プリズム１３がそれぞれ所定の色素を含む光吸収膜２Ｒ，２Ｇを有するトリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇを備えている。このため、色ガラスを用いた場合などと比べて色分解プリズム１０の寸法による分光特性への影響が小さく、所望の分光特性と所望の寸法とを同時に得ることが容易となる。また、重金属元素を含まない色素を用いて光吸収膜２を構成することができるので、環境負荷を低減することもできる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色分離素子を含んで構成され、入射光を複数の異なる色に分解する色分解光学系であって、
前記複数の色分離素子のうちの少なくとも１つは、その射出面に、色素を含む光吸収膜を有するトリミングフィルタを備えている
ことを特徴とする色分解光学系。
【請求項２】
前記光吸収膜は、前記射出面の上に直接形成されたもの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】
前記トリミングフィルタは、透明ガラス板を有す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４】
前記射出面の側から順に、前記透明ガラス板と前記光吸収膜とが配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の色分解光学系。
【請求項５】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記透明ガラス板と前記光吸収膜との間に第１の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の色分解光学系。
【請求項６】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記光吸収膜の、前記第１の光学薄膜と反対側に第２の光学薄膜を有する
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】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記光吸収膜の、前記透明ガラス板と反対側に第１または第２の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の色分解光学系。
【請求項８】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記透明ガラス板の、前記光吸収膜と反対側に第１の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の色分解光学系。
【請求項９】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記光吸収膜の、前記透明ガラス板と反対側に第２の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の色分解光学系。
【請求項１０】
前記射出面の側から順に、前記光吸収膜と前記透明ガラス板とが配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の色分解光学系。
【請求項１１】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記透明ガラス板の、前記光吸収膜と反対側に第１または第２の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の色分解光学系。
【請求項１２】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記光吸収膜と前記透明ガラス板との間に第１の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の色分解光学系。
【請求項１３】
前記トリミングフィルタは、さらに、前記透明ガラス板の、前記光吸収膜と反対側に第２の光学薄膜を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の色分解光学系。
【請求項１４】
前記光吸収膜は、さらに、接着剤を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１３に記載の色分解光学系。
【請求項１５】
前記光吸収膜は、前記射出面の上に直接形成されたものであることを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項１６】
前記光吸収膜は、前記透明ガラス板の一部に対応するように選択的に形成されている
ことを特徴とする請求項３から請求項１５のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項１７】
前記透明ガラス板は、ＮＤガラスからなることを特徴とする請求項３から請求項１６のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項１８】
前記複数の色分離素子のうちの２つ以上が前記トリミングフィルタを備えており、
複数の前記透明ガラス板は、いずれも、少なくとも同じ屈折率を示すものである
ことを特徴とする請求項３から請求項１７のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項１９】
前記透明ガラス板は、前記トリミングフィルタが配置される前記色分離素子と同等の熱膨張係数を示すものであることを特徴とする請求項３から請求項１８のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項２０】
前記光吸収膜は、前記射出面への入射光の入射角度の変化による入射光の強度の傾きに応じた光吸収率分布を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の色分解光学系。
【請求項２１】
前記光吸収率分布は、前記光吸収膜の厚み差および前記色素の濃度差のうちの少なくとも一方により形成されたものであることを特徴とする請求項２０に記載の色分解光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を複数の光に分解する色分解光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、テレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、色分解光学系が備えられている。この色分解光学系とは、複数のプリズムおよび波長選択フィルタなどの光学素子を組み合わせて構成され、入射光をこれら各光学素子の分光特性により、青色成分、緑色成分および赤色成分の３つの光に分解し、各光をそれぞれ射出側に設けられたＣＣＤ等の撮像素子等に導くものである。このような構成をなす色分解光学系における各光の射出面には、不要な成分光を除去することを目的として、トリミングフィルタが配設されることが多い。このような色分解光学系を備えたビデオカメラは、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１のビデオカメラは、トリミングフィルタとして色ガラスを用いるようにしたものである。
【特許文献１】特開平１０−２３４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、色ガラスの分光特性は、機械的な寸法、すなわち厚みの大きさに依存するので、色ガラスに求められる分光特性と厚みとを同時に満足させることが困難であった。さらに、分光特性および厚みに関する制約条件を同時に満足した場合であっても、色ガラスを構成する材料の成分は限定され、色ガラスの熱膨張係数や屈折率などの他の物性に関する自由度が小さいものなっていた。
【０００４】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素かつコンパクトな構造でありながら、良好な分光特性を発揮しつつ、より大きな設計上の自由度を有する色分解光学系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による色分解光学系は、複数の色分離素子を含んで構成され、入射光を複数の異なる色に分解する色分解光学系であって、複数の色分離素子のうちの少なくとも１つが、その射出面に、色素を含む光吸収膜を有するトリミングフィルタを備えるようにしたものである。ここで、「色素」とは、物体に色を与える成分、すなわち、染料および顔料を含む有色化合物を意味するものであり、少なくとも３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長域の光の一部を吸収する物質である。「色素を含む光吸収膜」とは、上記色素を含んで構成された膜であり、少なくとも３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長域の光の一部を吸収する光学膜である。但し、誘電体が積層されてなる光学膜（例えば、ダイクロイック膜などの波長選択性を持つ反射干渉膜）を除いたものである。また、「トリミングフィルタ」とは、ある所定波長または波長域の光を選択的に透過させ、それ以外の波長の光を遮断するように機能するものである。
【０００６】
本発明による色分解光学系では、上記の構成により、簡素かつコンパクトな構成でありながら、良好な分光特性が確保される。
【０００７】
本発明による色分解光学系では、トリミングフィルタが透明ガラス板を有するようにしてもよい。射出面の側から順に透明ガラス板と光吸収膜とを有する場合には、例えば、透明ガラス板と光吸収膜との間に第１の光学薄膜を設けるようにしてもよいし、さらに、光吸収膜の、第１の光学薄膜と反対側に第２の光学薄膜を設けるようにしてもよい。または、光吸収膜の、透明ガラス板と反対側に第１または第２の光学薄膜を設けるようにしてもよい。または、透明ガラス板の、光吸収膜と反対側に第１の光学薄膜を有するようにすることもでき、特にこの場合には、光吸収膜の、透明ガラス板と反対側に第２の光学薄膜を有するようにしてもよい。ここで、「透明ガラス板」とは、必ずしも全ての波長域に亘って、かつ、１００％の透過率を示すものであることを意味するものではなく、少なくとも３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視光域において、所望の透過特性を示すものを意味する。例えば、ＢＫ７などの光学ガラスからなるものである。「光学薄膜」とは、入射光の一部を反射、吸収もしくは透過するように機能するものである。
【０００８】
本発明による色分解光学系では、トリミングフィルタが透明ガラス板を有する場合には、射出面の側から順に光吸収膜と透明ガラス板とを配置するようにしてもよい。この場合、さらに、透明ガラス板の、光吸収膜と反対側に第１または第２の光学薄膜を設けるようにしてもよい。または、さらに、光吸収膜と透明ガラス板との間に第１の光学薄膜を設けるようにしてもよく、この場合、さらに、透明ガラス板の、光吸収膜と反対側に第２の光学薄膜を設けるようにすることもできる。これらの場合、光吸収膜が、さらに、接着剤を含むようにしてもよいし、あるいは、光吸収膜が、射出面の上に直接形成されるようにしてもよい。
【０００９】
本発明による色分解光学系では、トリミングフィルタが透明ガラス板を有する場合には、光吸収膜が、透明ガラス板の一部に対応するように選択的に形成されていてもよい。また、透明ガラス板が、ＮＤガラスからなるようにしてもよい。また、複数の色分離素子のうちの２つ以上がトリミングフィルタを備えている場合には、複数の透明ガラス板がいずれも同じ屈折率を示すように構成することもできる。さらに、透明ガラス板が、トリミングフィルタが配置される色分離素子と同等の熱膨張係数を示すように構成することもできる。
【００１０】
本発明による色分解光学系では、光吸収膜が、射出面の上に直接形成されるようにしてもよい。この場合には、部品点数が削減され、より簡素な構成となる。
【００１１】
さらに、本発明による色分解光学系では、光吸収膜が、射出面への入射光の入射角度の変化による入射光の強度の傾きに応じた光吸収率分布を有することが望ましい。光吸収率分布は、例えば、光吸収膜の厚みの差、もしくは色素の濃度差により形成することができる。ここで、「射出面への入射光」とは、色分離素子の内側からその射出面へ達する光を指し、「射出面への入射光の入射角度」とは、色分離素子の内側からその射出面へ達する光が射出面となす角度を意味する。
【発明の効果】
【００１２】
以下、説明するように、本発明による色分解光学系によれば、複数の色分離素子を含んで構成され、入射光を複数の異なる色に分解する色分解光学系であり、複数の色分離素子のうちの少なくとも１つが、その射出面に色素を含む光吸収膜を有するトリミングフィルタを備えるようにしたので、簡素かつコンパクトな構造でありながら、良好な分光特性を発揮することができる。さらに、色ガラスを含むトリミングフィルタを用いた場合よりも、分光特性以外の特性や材質および寸法について比較的大きな選択の自由度を確保することができる。
【００１３】
また、一般的に色ガラスに含まれるようなカドミウム（Ｃｄ）等の重金属元素を含まない色素を用いて光吸収膜を構成することができ、環境負荷をより低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る色分解光学系を備えたテレビカメラ撮像装置の概略構成を示したものである。図１に示したように、本実施の形態のビデオカメラは、撮影対象とする被写体のある物体側からレンズ系２０とＩＲカットフィルタ３０と、色分解プリズム１０と、固体撮像素子４０とを備えている。
【００１６】
色分解プリズム１０は、複数のプリズムから構成され、被写体からの入射光Ｌを複数の異なる色に分解するものである。具体的には、色分解光学系１０は、いわゆるフィリップス型色分解プリズムと呼ばれ、物体側から青色分離プリズム１１と赤色分離プリズム１２と緑色分離プリズム１３とを順に配設したものであり、入射光Ｌを、青色光を含む短波長領域の光ＬＢ（以下、単に青色成分ＬＢという。）と、緑色光を含む中間波長域の光ＬＧ（以下、単に緑色成分ＬＧという。）と、赤色光を含む長波長域の光ＬＲ（以下、単に赤色成分ＬＲという。）との３つの光に分解して、それぞれ異なる射出面から射出するように機能する。ここで、色分解プリズム１０が本発明の「色分解光学系」に対応する一具体例であり、青色分離プリズム１１、赤色分離プリズム１２および緑色分離プリズム１３が本発明の「複数の色分離素子」に対応する一具体例である。
【００１７】
青色分離プリズム１１は、被写体からの射出光が垂直に入射する第１面１１Ａと、被写体からの射出光が入射する方向（光軸Ｚ１方向）に対し所定の角度だけ傾き、第１面１１Ａを透過した光のうち青色成分ＬＢを反射する第２面１１Ｂと、この第２面１１Ｂを反射した青色成分ＬＢが最終的に外部に射出される青色光射出面１１Ｃとを備えている。第２面１１Ｂには、青色成分ＬＢのみを反射し、緑色成分ＬＧおよび赤色成分ＬＲを透過する分光特性を有するダイクロイック膜１４が形成されている。さらに、青色光射出面１１Ｃと対向する位置には青色用の固体撮像素子４０Ｂが設けられている。
【００１８】
赤色分離プリズム１２は、エアギャップ１０ＡＧを介して第２面１１Ｂと平行になるように配置され、第２面１１Ｂを透過した光が入射する第１面１２Ａと、緑色分離プリズム１３と接合され、第１面１２Ａを透過した光のうち赤色成分ＬＲが反射される第２面１２Ｂと、この第２面１２Ｂを反射した赤色成分ＬＲが最終的に外部に射出される赤色射出面１２Ｃとを備えている。第２面１２Ｂには、赤色成分ＬＲを反射し、それ以外の波長域の光を透過する分光特性を有するダイクロイック膜１５が形成されている。赤色光射出面１２Ｃには、所定の顔料や染料などの色素を含む光吸収膜２Ｒ（後出）を有するトリミングフィルタ１Ｒが設けられている。トリミングフィルタ１Ｒは、特に赤色成分ＬＲを選択的に透過し、それ以外の波長域の光を吸収するように機能する。さらに、赤色光射出面１２Ｃと対向する位置には赤色用の固体撮像素子４０Ｒが設けられている。
【００１９】
緑色分離プリズム１３は、赤色分離プリズム１２の第２面１２Ｂと接合され、第２面１２Ｂを透過した光が入射する第１面１３Ａと、この第１面１３Ａを透過した緑色成分ＬＧが直進して外部に射出される緑色光射出面１３Ｂとを備えている。緑色光射出面１３Ｂには、光吸収膜２Ｇを有するトリミングフィルタ１Ｇが配設されている。光吸収膜２Ｇは、光吸収膜２Ｒとは異なる色素を含んでおり、トリミングフィルタ１Ｇは、特に緑色成分ＬＧを選択的に透過し、それ以外の波長域の光を吸収するように機能する。さらに、緑色光射出面１３Ｂと対向する位置には緑色用の固体撮像素子４０Ｇが設けられている。ここで、青色光射出面１１Ｃ、赤色光射出面１２Ｃおよび緑色光射出面１３Ｂが、それぞれ、本発明の「射出面」に対応する一具体例である。
【００２０】
レンズ系２０は、被写体からの光を色分解プリズム１０へ導く対物レンズとして機能するものであり、単レンズまたは複数のレンズから構成される。
【００２１】
ＩＲカットフィルタ３０は、不要な赤外域（例えば７００ｎｍよりも長い波長域）の光を吸収または反射するものである。
【００２２】
次に、図２を参照して、トリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示した色分解プリズム１０におけるトリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）の断面構成を拡大して表したものである。
【００２３】
図２に示したように、トリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）は、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から順に、透明ガラス板３とダイクロイック膜４と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とを有している。透明ガラス板３は、例えば、厚みが１ｍｍ程度の光学ガラスからなり、この透明ガラス板３を覆うようにダイクロイック膜４が真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成され、さらにダイクロイック膜４の上に光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）がスピンコート法や真空蒸着法などにより形成されている。製造工程においては、予めダイクロイック膜４を透明ガラス板３の上に形成したのち、ダイクロイック膜４を覆うように光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成することができるので、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に熱的な負荷が加わることがない。すなわち、成膜時に、例えば２００℃を超えるようなダイクロイック膜であっても、トリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）に適用することが可能である。さらに、トリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）は、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に接着層５によって固定されている。この場合、ガラス研磨面どうしが接着された状態となるので、十分な接着強度が容易に得られる。ここで、ダイクロイック膜４が、本発明の「第１の光学薄膜」に対応する一具体例である。
【００２４】
透明ガラス板３は、ＮＤフィルタを用いて構成するようにしてもよい。また、トリミングフィルタ１Ｒとトリミングフィルタ１Ｇとにおける透明ガラス板３を、互いに同じ屈折率を有する光学ガラスを用いて構成することもできる。さらに、透明ガラス３は、赤色分離プリズム１２および緑色分離プリズム１３と同等の熱膨張係数を有する光学ガラスを用いて構成することもできる。ここで、同等の熱膨張係数とは、例えば、一方が他方の熱膨張係数の±３．０×１０-6／℃以内であることを意味する。
【００２５】
続いて、本実施の形態の色分解プリズム１０における光学的作用について、図１を参照して説明する。
【００２６】
図示しない被写体から射出されテレビカメラに入射する入射光Ｌは、レンズ系２０と、ＩＲカットフィルタ３０とを順に透過し、青色分離プリズム１１の第１面１１Ａに垂直入射する。入射光Ｌがそのまま第１面１１Ａを直進して第２面１１Ｂに到達すると、入射光Ｌのうちの青色成分ＬＢがダイクロイック膜１４によって反射され、残りの成分、すなわち、緑色成分ＬＧおよび赤色成分ＬＲはそのまま直進する。第２面１１Ｂにおいて反射された青色成分ＬＢは、第１面１１Ａにおいて全反射されたのち、青色光射出面１１Ｃから射出され、最終的に青色用の固体撮像素子４０Ｂに到達して撮像される。
【００２７】
一方、第２面１１Ｂを透過した緑色成分ＬＧおよび赤色成分ＬＲは、そのままエアギャップ１０ＡＧと赤色分離プリズム１２の第１面１２Ａを透過したのち、第２面１２Ｂに達する。ここで、第２面１２Ｂに形成されたダイクロイック膜１５によって赤色成分ＬＲが反射され、緑色成分ＬＧはそのまま直進して透過する。第２面１２Ｂを透過した緑色成分ＬＧは、緑色分離プリズム１３を透過し、さらに、トリミングフィルタ１Ｇを透過することによりダイクロイック膜１４，１５によって十分に除去できなかった緑色成分ＬＧ以外の不要な光が除去され、最終的に緑色用の固体撮像素子４０Ｇに到達して撮像される。
【００２８】
また、第２面１２Ｂによって反射された赤色成分ＬＲは、第１面１２Ａにおいて全反射されたのち、赤色光射出面１２Ｃに到達し、さらに、トリミングフィルタ１Ｒを透過することによりダイクロイック膜１４，１５によって十分に除去できなかった赤色成分ＬR以外の不要な光が除去され、最終的に赤色用の固体撮像素子４０Ｒに到達して撮像される。
【００２９】
ここで、図３（Ａ）ないし図３（Ｃ）を参照して、トリミングフィルタ１Ｒの作用を説明する。図３（Ａ）の曲線Ｒ１は、第２面１２Ｂのダイクロイック膜１５によって分離されたのち第１面１２Ａにおいて全反射した、トリミングフィルタ１Ｒを透過する直前の赤色成分ＬＲの強度分布を概念的に示したものである。図３（Ｂ）において、曲線Ｒ２はトリミングフィルタ１Ｒにおける光吸収膜２Ｒの分光透過特性を、曲線Ｒ３はトリミングフィルタ１Ｒにおけるダイクロイック膜４の分光透過特性を、それぞれ概念的に示したものである。さらに、図３（Ｃ）の曲線Ｒ４は、トリミングフィルタ１Ｒを透過したあとの赤色成分ＬＲの強度分布を示したものである。
【００３０】
図３（Ａ）に示したように、曲線Ｒ１が短波長側および長波長側に向かって緩やかに裾を伸ばした形状をなしている。すなわち、トリミングフィルタ１Ｒを透過する前の赤色成分ＬＲは、所望の赤色光以外の不要成分光５０を多く含んでいる。トリミングフィルタ１Ｒは、図３（Ｂ）に示したように、曲線Ｒ２と曲線Ｒ３との重なり部分Ｐに対応する波長域の光のみを透過するので、トリミングフィルタ１Ｒを透過したあとの赤色成分ＬＲの強度分布は、図３（Ｃ）に示したように、不要成分５０が除去された形状の曲線Ｒ４となる。このように、トリミングフィルタ１Ｒを透過することにより、色再現に不要な成分を除去し、必要な赤色成分のみを取り出すことができる。緑色分離プリズム１３に設けられたトリミングフィルタ１Ｇについても同様であり、トリミングフィルタ１Ｇを透過させることにより、色再現に必要な緑色成分のみを取り出すことができる。
【００３１】
また、色分解プリズム１０においては、入射光Ｌの入射角度に起因して、いわゆるカラーシェーディングと呼ばれる射出光の強度の傾きが生じてしまう。この問題に対し、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）が、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）へ入射する赤色成分ＬＲ（緑色成分ＬＧ）の入射角度の変化による入射光の強度の傾きに応じた光吸収率分布を有するように構成することで、射出光の強度の傾きを補正することができ、より良好な像を得ることができる。この入射角度に応じた光吸収率分布を形成するには、例えば、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）の厚みの差を利用してもよいし、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に含まれる色素の濃度差を利用することも可能である。
【００３２】
以上のように、本実施の形態の色分解プリズム１０によれば、赤色分離プリズム１２および緑色分離プリズム１３がそれぞれ所定の色素を含む光吸収膜２Ｒ，２Ｇを有するトリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇを備えるようにしたので、簡素かつコンパクトな構造でありながら、良好な分光特性を発揮しつつ、より大きな設計上の自由度を確保することができる。すなわち、トリミングフィルタに色ガラスを用いた場合にはその厚みによって分光特性が決定されてしまうので色分解プリズム１０の寸法上の制約を受けやすいが、本実施の形態によれば、薄膜からなる光吸収膜２Ｒ，２Ｇを用いるので上記のような色分解プリズム１０の寸法による分光特性への影響が比較的小さい。このため、所望の分光特性と所望の寸法とを同時に得ることが容易である。さらに、色ガラスを用いた場合には、その分光特性と、色ガラスにおける他の物性とを共に満足させることが困難であったが、本実施の形態によれば、容易に調整することができる。
【００３３】
具体的には、光吸収膜２の色素によって分光特性を制御するので、透明ガラス板３における屈折率や熱膨張係数等の物性を分光特性にとらわれずに比較的自由に設定することができる。例えば、各トリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇにおける透明ガラス板３の屈折率を、テレビカメラのレンズ性能に適した数値とすることができるので、青色成分ＬＢ、赤色成分ＬＲおよび緑色成分ＬＧの全てについて、良好な像が得られる。また、赤色分離プリズム１２および緑色分離プリズム１３と同等の熱膨張係数を有する光学ガラスを用いることができるので、周囲の温度に起因する歪みの発生が抑制され、良好な像を確保できる。
【００３４】
また、トリミングフィルタとして色ガラスを用いた場合には、色ガラスにカドミウム（Ｃｄ）等の重金属元素が含まれるので、環境に与える負荷の大きさが懸念されたが、本実施の形態のトリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇでは、透明ガラス板３の表面に光吸収膜２を設けるようにしたので、上記の重金属元素を含まない色素を用いることができ、環境負荷をより低減することができる。
【００３５】
＜変形例＞
次に、図４ないし図１６を参照して、本実施の形態におけるトリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）の変形例（第１〜第１３の変形例）について説明する。図４ないし図１６は、それぞれ変形例としてのトリミングフィルタの断面構成を拡大して表したものである。
【００３６】
＜第１の変形例＞
最初に、図４を参照して、第１の変形例としてのトリミングフィルタ１０１Ｒ（１０１Ｇ）について説明する。上記実施の形態のトリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）では、最も固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）側に光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を配置するようにしたが、この場合には、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を、さらに反射防止膜６によって覆うことが望ましい。反射防止膜６を設けることにより、固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）からの反射光が光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）によって反射したのち再び固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）に入射してしまうのを防止することができる。この反射防止膜６は、本発明の「第２の光学薄膜」に対応する一具体例である。なお、トリミングフィルタ１０１Ｒ（１０１Ｇ）も、接着層５によって赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に固定され、ガラス研磨面どうしが接着された状態となるので十分な接着強度が得られる。
【００３７】
＜第２および第３の変形例＞
次に、図５を参照して、第２の変形例としてのトリミングフィルタ１０２Ｒ（１０２Ｇ）について説明する。上記実施の形態では、透明ガラス板３の、赤色（緑色）固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）側の面にダイクロイック膜４と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とを順に形成するようにしたが、ダイクロイック膜４と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）との位置を入れ替えることもできる。すなわち、図５に示したように、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から接着層５を介して、透明ガラス板３と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とダイクロイック膜４とを順に配置するようにしてもよい。この場合には、ダイクロイック膜４が反射防止膜としても機能する。なお、ＩＲカットフィルタ３０が、図３（Ｂ）における曲線Ｒ３の少なくとも一部を示すような分光透過特性を有する場合には、トリミングフィルタ１０２Ｒにおけるダイクロイック膜４を省略することが可能である。但し、その場合には図６に示したトリミングフィルタ１０３Ｒ（第３の変形例）のように、最も赤色固体撮像素子４０Ｒ側に反射防止膜６を配置することが望ましい。なお、トリミングフィルタ１０２Ｒ（１０２Ｇ），１０３Ｒも、接着層５によって赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に固定され、ガラス研磨面どうしが接着された状態となるので十分な接着強度が得られる。
【００３８】
＜第４の変形例＞
続いて、図７を参照して、第４の変形例としてのトリミングフィルタ１０４Ｒ（１０４Ｇ）について説明する。上記実施の形態では、透明ガラス板３の、赤色（緑色）固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）側の面にダイクロイック膜４と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とを形成するようにしたが、透明ガラス板３の、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側にダイクロイック膜４を形成するようにしてもよい。すなわち、図７に示したように、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から接着層５を介して、ダイクロイック膜４と透明ガラス板３と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とを順に配置するようにしてもよい。この場合、ダイクロイック膜４は、透明ガラス板３の一方の面を覆うように真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成され、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）は、透明ガラス板３の他方の面を覆うようにスピンコート法や真空蒸着法などにより形成される。トリミングフィルタ１０４Ｒ（１０４Ｇ）の構成であっても、製造工程においては、予めダイクロイック膜４を透明ガラス板３の一方の面に形成したのち、透明ガラス板３の他方の面に光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成することができるので、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に熱的な負荷が加わることがない。
【００３９】
＜第５の変形例＞
次に、図８を参照して、第５の変形例としてのトリミングフィルタ１０５Ｒ（１０５Ｇ）について説明する。図８に示したように、上記第４の変形例の構成（図７参照）に加え、さらに、、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）の、透明ガラス板３と反対側に反射防止膜６を形成することが望ましい。反射防止膜６を設けることにより、固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）からの反射光が光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）によって反射し、再び固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）に入射するのを防止することができる。さらに、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）が反射防止膜６によって外部環境から保護され、損傷を防ぐこともできる。この場合の反射防止膜６としては、真空蒸着法やスパッタリング法などにより低温（約２００℃以下）で成膜可能な、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の薄膜を適用することが望ましい。約２００℃以下であれば、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に加わる熱的な負荷は、実質上、問題とならないからである。
【００４０】
＜第６の変形例＞
次に、図９を参照して、第６の変形例としてのトリミングフィルタ１０６Ｒ（１０６Ｇ）について説明する。上記実施の形態および第１〜第５の変形例では、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から順に、透明ガラス板３と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とを有するように構成したが、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から順に、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）と透明ガラス板３とを有するように構成してもよい。具体的には、図９に示したように、トリミングフィルタ１０６Ｒ（１０６Ｇ）は、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から順に、接着層５を介して光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）と透明ガラス板３とダイクロイック膜４とを有している。このような構成とすることにより、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）が透明ガラス板３によって保護されると共に、製造工程において、予めダイクロイック膜４を透明ガラス板３の一方の側に形成したのち透明ガラス板３の他方の側に光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成することができるので、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に熱的な負荷が加わることがない。なお、ＩＲカットフィルタ３０が図３（Ｂ）における曲線Ｒ３の少なくとも一部を示すような分光透過特性を有する場合には、トリミングフィルタ１０６Ｒにおけるダイクロイック膜４を省略することが可能である。但し、その場合には、図示しないが、最も固体撮像素子４０Ｒ側に（ダイクロイック膜４の代わりに）反射防止膜６を配置することが望ましい。
【００４１】
＜第７の変形例＞
続いて、図１０を参照して、第７の変形例としてのトリミングフィルタ１０７Ｒ（１０７Ｇ）について説明する。本変形例は、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）と透明ガラス板３との間に光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とダイクロイック膜４とを設けるようにしたものである。具体的には、トリミングフィルタ１０７Ｒ（１０７Ｇ）は、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側から順に、接着層５を介して光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とダイクロイック膜４と透明ガラス板３と反射防止膜６とを有している。このような構成とすることにより、製造工程において、予めダイクロイック膜４を透明ガラス板３の上に形成したのち、ダイクロイック膜４を覆うように光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成することができるので、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に熱的な負荷が加わることがない。すなわち、成膜時に、例えば２００℃を超えるようなダイクロイック膜であっても、トリミングフィルタ１Ｒ（１Ｇ）に適用することが可能である。なお、図示しないが、トリミングフィルタ１０７Ｒ（１０７Ｇ）の構成において、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）とダイクロイック膜４との位置を入れ換えるようにしてもよい。但し、その場合には、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）に加わる熱的な負荷を考慮し、低温（約２００℃以下）で成膜可能な薄膜をダイクロイック膜４として用いることが望ましい。
【００４２】
＜第８の変形例＞
図１１に、第８の変形例としてのトリミングフィルタ１０８Ｒ（１０８Ｇ）を示す。上記変形例４から変形例７では、透明ガラス板３の、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側における全面に対応するように光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）およびダイクロイック膜４のうちの少なくとも一方を形成するようにしたが、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）およびダイクロイック膜４のうちの少なくとも一方を、透明ガラス板３の、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）の側における一部に対応するように選択的に設けるようにしてもよい。具体的には、トリミングフィルタ１０８Ｒ（１０８Ｇ）は、透明ガラス板３の周辺領域３Ｅ（実際に光路と交差しない領域）を枠状に残し、少なくとも光路と交差する中心領域３Ｃに光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を設けるようにしたものである。このような構成とすることにより、ガラス研磨面どうし、すなわち透明ガラス板３の周辺領域３Ｅと赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）とを直接、接着層５によって接着することができるので、より強固な接着強度を得ることができる。なお、トリミングフィルタ１０８Ｒ（１０８Ｇ）の構成に限らず、中心領域３Ｃにおいて、透明ガラス板３と光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）との間、あるいは光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）の、透明ガラス板３と反対側にダイクロイック膜４を設けるようにしてもよい。但し、その場合には、透明ガラス板３の固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）側の面に反射防止膜６を設けることが望ましい。
【００４３】
＜第９の変形例＞
図１２に、第９の変形例としてのトリミングフィルタ１０９Ｒ（１０９Ｇ）を示す。本変形例では、接着剤を含む光吸収膜２１Ｒ（２１Ｇ）を介して赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）と透明ガラス板３とを接着するようにした。このように構成することにより、構成部材の点数を削減できるうえ、製造工程の簡略化を図ることもできる。さらに、ガラス研磨面どうしを接着することとなるので、より強固な接着強度を得ることができる。なお、図１２では、透明ガラス板３の、固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）側の面にダイクロイック膜４を設けるようにした構成を例示したが、ＩＲカットフィルタ３０が、図３（Ｂ）における曲線Ｒ３の少なくとも一部を示すような分光透過特性を有する場合には、トリミングフィルタ１０９Ｒにおけるダイクロイック膜４を省略することが可能である。但し、その場合には、図示しないが、最も赤色固体撮像素子４０Ｒ側に反射防止膜６を配置することが望ましい。
【００４４】
＜第１０，第１１，第１２の変形例＞
さらに、図１３に示した第１０の変形例としてのトリミングフィルタ１１０Ｒ（１１０Ｇ）のように、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に、直接、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成するようにしてもよい。こうすることにより、より簡素な構成とすることができる。この場合には、さらに、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を覆うように、ダイクロイック膜４または反射防止膜６を設けることが望ましい。また、例えば、図１４に示した第１１の変形例としてのトリミングフィルタ１１１Ｒ（１１１Ｇ）のように、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に形成された光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）の上に、接着層５を介して透明ガラス板３とダイクロイック膜４とを順に設けるようにしてもよい。ＩＲカットフィルタ３０が、図３（Ｂ）における曲線Ｒ３の少なくとも一部を示すような分光透過特性を有する場合には、トリミングフィルタ１１１Ｒにおけるダイクロイック膜４を省略し、代わりに反射防止膜６を設けるようにすることもできる。さらに、図１５に示した第１２の変形例としてのトリミングフィルタ１１２Ｒ（１１２Ｇ）のように、赤色光射出面１２Ｃ（緑色光射出面１３Ｂ）に、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）と、接着層５と、ダイクロイック膜４と、透明ガラス板３と、反射防止膜６とを順に構成するようにしてもよい。
【００４５】
＜第１３の変形例＞
さらに、本実施の形態およびいくつかの変形例では、透明ガラス板３における固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）の側の全面に対応するように光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）、ダイクロイック膜４および反射防止膜６のうちの少なくとも１つを形成するようにしたが、光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）、ダイクロイック膜４および反射防止膜６のうちの少なくとも１つを、透明ガラス板３の一部に対応するように選択的に設けるようにしてもよい。例えば、図１６に示した第１３の変形例としてのトリミングフィルタ１１３Ｒ（１１３Ｇ）のように、透明ガラス板３の固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）の側において、周辺領域３Ｅを枠状に残し、少なくとも光路と交差する中心領域３Ｃに光吸収膜２Ｒ（２Ｇ）を形成する。このような構成とすることにより、例えばテレビカメラ撮像装置に設けられた固体撮像素子４０Ｒ（４０Ｇ）を固定するためのブラケットなどと透明ガラス板３の周辺領域３Ｅとを直接、接着剤等を介して接着することができるので、赤色分離プリズム１２（緑色分離プリズム１３）を固体撮像素子に強固に固定することができる。
【００４６】
以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態および変形例では、色分解光学系としての色分解プリズム１０において、赤色光射出面１２Ｃまたは緑色光射出面１３Ｂにトリミングフィルタを設けるようにしたが、青色光射出面１１Ｃにもトリミングフィルタを設けるようにしてもよい。また、各射出面にトリミングフィルタを接着するようにしたが、必ずしも接着する必要はなく、治具等を用いて機械的に固定するようにしてもよい。但し、界面反射を考慮すると、接着固定することが望ましい。
【００４７】
また、本実施の形態では、色分解光学系としてフィリップス型色分解プリズムを例に挙げて説明するようにしたが、これに限定されず、図１７に示したような構成を有する色分解光学系１１０（第１４の変形例）に適用することも可能である。図１７の色分解光学系１１０は、青色成分ＬＢを反射するダイクロイック膜を備えた青色分離ミラーＳＭ１と、赤色成分ＬＲを反射するダイクロイック膜を備えた赤色分離ミラーＳＭ２と、反射ミラーＭ１，Ｍ２と、ガラス基板５３Ｒ，５３Ｇの上にそれぞれ設けられたトリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇとを備えたものである。レンズ系２０とＩＲカットフィルタ３０とを透過した入射光Ｌが青色分離ミラーＳＭ１に到達すると、青色成分ＬＢのみが反射され緑色成分ＬＧおよび赤色成分ＬＲは直進する。青色分離ミラーＳＭ１によって反射された青色成分ＬＢは、反射ミラーＭ１を経て青色用の固体撮像素子４０Ｂに達し、撮像される。一方、青色分離ミラーＳＭ１を透過した緑色成分ＬＧおよび赤色成分ＬＲは、赤色分離ミラーＳＭ２に到達すると、赤色成分ＬＲのみが反射され緑色成分ＬＧは直進する。赤色分離ミラーＳＭ２によって反射された赤色成分ＬＲは、反射ミラーＭ２とトリミングフィルタ１Ｒとを経て赤色用の固体撮像素子４０Ｒに達し、撮像される。赤色分離ミラーＳＭ２を透過した緑色成分ＬＧは、トリミングフィルタ１Ｇを経て緑色用の固体撮像素子４０Ｇに達し、撮像される。このような簡素な構成の色分解光学系１１０においても、トリミングフィルタ１Ｒ，１Ｇを用いて、色再現に必要な青色成分ＬＢ、赤色成分ＬＲおよび緑色成分ＬＧとを取り出すことができ、良好な分光特性を発揮しつつ、より大きな設計上の自由度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る色分解光学系の断面構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した色分解光学系の要部構成を拡大して表す断面図である。
【図３（Ａ）】図１に示した色分解光学系におけるトリミングフィルタの作用を説明するための第１の説明図である。
【図３（Ｂ）】図１に示した色分解光学系におけるトリミングフィルタの作用を説明するための第２の説明図である。
【図３（Ｃ）】図１に示した色分解光学系におけるトリミングフィルタの作用を説明するための第３の説明図である。
【図４】図１に示した色分解光学系の第１の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図５】図１に示した色分解光学系の第２の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図６】図１に示した色分解光学系の第３の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図７】図１に示した色分解光学系の第４の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図８】図１に示した色分解光学系の第５の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図９】図１に示した色分解光学系の第６の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１０】図１に示した色分解光学系の第７の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１１】図１に示した色分解光学系の第８の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１２】図１に示した色分解光学系の第９の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１３】図１に示した色分解光学系の第１０の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１４】図１に示した色分解光学系の第１１の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１５】図１に示した色分解光学系の第１２の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１６】図１に示した色分解光学系の第１３の変形例における要部構成を拡大して表す断面図である。
【図１７】図１に示した色分解光学系の第１４の変形例の断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｌ…入射光、ＬＢ…青色成分、ＬＲ…赤色成分、ＬＧ…緑色成分、１（１Ｇ，１Ｒ）…トリミングフィルタ、２（２Ｇ，２Ｒ）…光吸収膜、３…透明ガラス板、４…ダイクロイック膜、５…接着層、６…反射防止膜、１０…色分解プリズム、１１…青色分離プリズム、１２…赤色分離プリズム、１３…緑色分離プリズム、２０…レンズ系、３０…ＩＲカットフィルタ、４０…固体撮像素子。
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図３（Ｃ）】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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