JPS6175318A - 異なる波長の光学像を処理する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］。

この発明は異なる波長範囲の光学像を処理する装置に関
し、この装置は例えばテレシネ装置と共に使用される。

一般的にレンズ又は他の光学部材において、光のスペク
トルの幅が広いほど、レンズによる結像が難しい。この
明ｍ店において、このスペクトルはレンズの作動スペク
トルとして参照されている。

幅の広い作動スペクトルは、シネマドグラフィックフィ
ルム上の像をビデオ信号に変換するテレシネプロジェク
タに使用されている。このスペクトルの範囲は略４００
＃（青）〜略９００Ｍ＃ｌ（赤外）である。

［従来の技術］ テレシネプロジェクタはそれを通過してフィルムが供給
されるフィルムゲートと、フィルムゲート内のフィルム
を照射する光源と、センサ倒えばＣＣＤセンサのアレイ
に照射したフィルムの像を集光する対物レンズ装置とを
備えている。光はセンサに入射する前に、プリズムブロ
ックにより青、緑、赤、赤外ビームに分光され、各ビー
ムは異なるセンサアレイに入射する。各センサ７レイに
接続された電気回路は画像の赤、青、緑を示すセンサか
らの信号を合成して、標準的なビデオ信号を形成する。

赤外ビームの像はフィルムの傷及びごみを検出するため
に使用される。カラーフィルムの染料は赤外線を透過さ
せるので、赤外線の象はフィールドに互って一様である
こととなる。赤外線の不均一性は、赤外線を透過させな
い傷又はごみがあることを示している。赤外線の像はビ
デオ信号の処理を制御するために使用されているので、
テレビの画像に傷又はごみが現われることはない。

［発明が解決しようとする問題点］ テレシネプロジェクトの対物レンズに必要とされる性能
は厳格である。像の大きさはＯ’、３９６の許容範囲で
４個のセンサの夫々で一定にする必要がある。この像の
大きさは、光路に沿ったセンサの適切な設定箇所により
確保することができる。

しかし、４つの像はセンサ（赤外線用のセンサを含む）
に正確に焦点を合せる必要があり、正確に焦点を合せた
場合、鮮明なテレビの゛画像が得られる。幅の広い作動
スペクトルが使用されると共に、レンズには大きな口径
（Ｎ、Ａ、０．１５＞が必要とされるので、同時に鮮明
な焦点合せ及び像の大きさを等しくすることは難しい。

われわれの調査段階において、両方の点を満足させるこ
とはできないことが判明した。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る異なる波長の光学的像の処理装置は、対
物レンズと、この対物レンズを通過した光を夫々異なる
波長範囲を含む複数のビームに分光する手段と、各ビー
ムが入射する分離形の像レセプタと、異なる波長範囲の
１つ以上の波長範囲に関して対物レンズための減少した
有効口径を与える手段とを有する。減少した有効口径を
与える手段は、異なる波長範囲の１つ以上の波長範囲に
対して不透過な材料で形成された開口ストッパを有し、
さらに、この減少した有効口径を与える手段は、光を多
異なる波長を含む複数のビームに分光する他の・手段と
、対物レンズの有効口径を減少させるために１つ以上の
ビームの光路内でビームを処理する手段と、これらのビ
ームを再合成させる手段とを有することが好ましい。

後述するようにこの発明によれば、テレシネプロジェク
タを改良して、赤外線用の対物レンズの有効口径は可視
光用の対物レンズの有効口径より小さい。従って、等し
い大きさの象を受けるようにセンサが配置され、対物レ
ンズは赤、青、緑のセンサで可視光の最適な焦点合ぜが
得られるように配置され、赤外線センサは、レンズの理
論的赤外線の焦点面ではなく、赤外線の像の被写界深度
の増大により充分鮮明な画像を得ることができる。

こ・の明りｌ書において、゛°レンズ″という言葉は申
レンズだけでなく、複合レンズ、単レンズのシステム及
び複合レンズのシステムも表わしている。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２ａ図には、２個の単レンズ部材１４からなるレンズ
１０が示され、各単レンズ部材１４は２つの球面を備え
ている。レンズ１０の２！１１の単レンズ部材１４の間
には、開口ストッパ１２が配設されている。開口ストッ
パ１２は、作動スペクトルを透過させる透明部材で形成
されたディスク１６を備えている。このディスク１６の
環状部分１８はダイクロイック材料でコーティングされ
、このダイクロイック材料は作動スペクトルの一部のみ
を透過させない。環状部分１８はレンズ１０の光の透過
軸を中心にして配設されている。例えば、このコーティ
ングはレンズ１０を透過した光ビームの赤外線以外の成
分を透過させることができる。

従って、赤外線は環状部分１８の内径の範囲のみを透過
し、光＃ｉ２０の赤外線以外の光はダイクロイック材料
を透過するので、光源２０の赤外Ｉ！以外の光はレンズ
部材１４の外径即ち環状部分１８の外径の範囲内を透過
するので、開口ストッパ１２により光＃＋２０の赤外線
以外の光のためのレンズ１０の有効口径と比較して、光
源２０の赤外線のためのレンズ１０の有効口径は小さい
。

焦点の合った鮮明な像の得られる被写界深度はレンズの
口径の減少に従って増加することが知られている。従っ
て、レンズ１０により形成される赤外線の象の被写界深
度は、他の波長による像の被写界深度より大きい。レン
ズ１０のようなレンズが組込まれたテレシネカメラの対
物レンズを調整して、可視範囲の波長の焦点の合った像
を得ることができ、かつ所望の大きさの像を得ることが
できる。赤外線センサを配置して、同じ大きさの赤外線
の像を検出することができる。センサは理論的赤外線の
像平面以外の位置に必要とされるが、センサでの適切な
焦点合せは赤外線の被写界深度の増加に従って精度がよ
くなる。像の大きさの均一性°と適切な焦点とが与えら
れているので、プロジェクタにより生じるテレビ画像が
改良される。

赤外線のためにレンズの有効口径を小さくすれば、像の
明るさが減少する。複数の理由により、この像の明るさ
の減少はａｉ的にはテレビの画像に影響を与えない。何
故ならば、第１に、テレシネプロジェクタに使用される
通常の光源は、可視光線の波長より赤外線の波長をより
強く射出する。

第２に、ＣＣＤセンサは可視光線より赤外線に対して感
度が良い、最後に、赤外線を伝達するフィルムの範囲と
伝達しないフィルムの範囲、即ち傷のある範囲と傷のな
い範囲とをセンナにより区別するために、赤外線の像は
充分な明るさのみを必要とするからである。さらに、赤
外線の像の絶対輝度は重要でない。

レンズ１０は簡略化しているので、ある条件下で特有の
問題が生じる。光の透過率を示す光学的濃度は各フィル
ムことに大幅に変化する。光学的濃度の変化を補濱する
ために、多くの場合、光源とフィルムとの間には光学的
濃度を変化させるフィルタが必要とされ、フィルタを設
けた場合、フィルムの光学的濃度に関係なくテレビの画
像に明るさは一定に維持される。レンズ１ｏに関連して
使用されたフィルタにより、赤外線の像の明るさが変化
される。センサが反応して儀を検出するときの同値とな
る明るさは、フィルタの濃度の変化と共に変える必要が
ある。センサの出力の処理において、この必要性は不要
な？！雑化を招く。

第１図には、この問題を解消して、フィルムの２度に関
係なく赤外線の像の明るさを一定にするテレシネプロジ
ェクタが概略して示されている。

光源２０及びレンズ２２により光ビーム２４が発生し、
この光ビーム２４は後述される減少した有効口径を与え
る手段である光学装置２６に入射４する。光学装置ｆ２
６から射出された光と−ム２８はフィルム２９に入射し
て、フィルムゲート２９−を通過する。フィルム２９を
通過した光ビーム２８は、対物レンズ３０により集光さ
れる。

集光された光ビームは分光する手段であるプリズムブロ
ック３２により青、緑、赤及び赤外の成分に分光され、
分光された成分は各センサアレイ３４に入射する。

光ビーム２４は略４００ＩＩＩＩＲ〜略９００−の範囲
の波長の光を含んでいる。光学￥１１２６内において、
ダイクロイック材料でコーティングされた第１のミラー
３６により、略６５０顛以下の波長の光（実質的に可視
光）を可視光ビーム３７ａとして透過し、光ビーム２４
内の６５０ｍより長い波長（実質的に赤外光のみ）の光
を赤外光ビーム３７ｂとして反射する。

可視光ビーム３７ａは第１のミラー３６で反射されずに
通過して、第２のミラー３８に入射し、この第２のミラ
ー３８は第１のミラー３６と同じコーティングが施され
ている。赤外光ビーム３７ｂは、２ｆｉｌの全反射ミラ
ー３９により第２のミラー３８の方向に向けられる。可
視光ビーム３７ａは第２のミラー３８を通過し、赤外光
ビーム３７ｂは第２のミラー３８で反射して、可視光ビ
ーム３７ａと赤外光ビーム３７ｂとの再合成によりシン
グルビームである光ビーム２８が生じる。

光源２０のフィラメントの象がレンズ２２により結像さ
れる地点の近傍には、開口ストッパ４２が配設されてい
る。ストッパ４０により、第２のミラー３８で可視光ビ
ーム３７ａと再合成されて対物レンズ３０に入射する赤
外光ビーム３７ｂの円錐の径が減少される。この円錐の
径の減少により赤外光ご−ム３７ｂのための対物レンズ
３０の有効口径が減少し、この結果、赤外光ビームの被
写界深度を大きくし、かつ第１ａ図及び第１ｂ図を参照
して説明したように性能を上げることができる。対物レ
ンズ３０によりセンサアレイ３４で可視光の波長の像が
正確に結像され、かつセンサアレイ３４（赤外光用のセ
ンサアレイを含んでいる）は同一の大きさの像が得られ
るように配置されている。赤外充用の対物レンズ３０の
有効口径を減少させることにより、赤外光の像の充分正
確な集光が確保されている。

例えば可視光ビーム３７ａと赤外光ビーム３７ｂとの光
路差を補償するために、光学装置２６内に他のレンズを
設けることができる。赤外光３７ｂビーム内にフィルタ
を設けて、光ビームのスペクトルの幅を更に減少させる
ことができる。フィルムの光学的濃度の差を補償するた
めに、可視光ビーム３７ａの光路内に光学的濃度を変え
ることのできるフィルタ（図示しない）を設けることが
できる。赤外光の像が影響を受けない間、可視光の像の
明るさを制御することができるので、赤外線センサの反
応レベルを一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すテレシネプロジェク
タの戦略図、第２ａ図は異なる波長の像を処理する単レ
ンズのシステムの断面図、第２ｂ図は第２ａ図に示す単
レンズのシステムの開口ストッパを示す概略図である。 ２６・・・減少した有効口径を与える手段（光学装置）
、３０・・・対物レンズ、３２・・・分光する手段（プ
リズムブロック）、３４・・・レセプタ（センサアレイ
）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズと、 この対物レンズを通過した光を夫々異なる波長範囲を含
   む複数のビームに分光する手段と、各ビームが入射する
   分離形の像レセプタと、異なる波長範囲の１つ以上の波
   長範囲に関して対物レンズための減少した有効口径を与
   える手段とを有することを特徴とする異なる波長の光学
   像を処理する装置。
2. （２）前記減少した有効口径を与える手段は、異なる波
   長範囲の１つ以上の波長範囲に対して不透過な材料で形
   成された開口ストッパを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の異なる波長の光学像を処理する装
   置。
3. （３）前記不透過な材料はダイクロイック材料であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の異なる波長
   の光学像を処理する装置。
4. （４）前記減少した有効口径を与える手段は光を各異な
   る波長を含む複数のビームに分光する他の手段と、 対物レンズの有効口径を減少させるために、１つ以上の
   ビームの光路内でビームを処理する手段と、 これらのビームを再合成させる手段とを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の異なる波長の光学
   像を処理する装置。
5. （５）前記分光する他の手段は対物レンズの上方側に配
   置し、再合成されたビームはこの対物レンズに入射する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の異なる波
   長の光学像を処理する装置。
6. （６）前記処理する手段は、対物レンズに入射する処理
   された波長範囲の光の円錐の径を減少させるように配置
   された開口ストッパを有することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の異なる波長の光学像を処理する装置
   。
7. （７）１つのビームの光路内にフィルタを設けることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６項のいずれか
   １項に記載の異なる波長の光学像を処理する装置。
8. （８）処理されないビームの光路内で、前記フィルタは
   濃度を変化できるフィルタであることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の異なる波長の光学像を処理す
   る装置。
9. （９）分光する他の手段はダイクロイックミラーを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第８項の
   いずれか１項に記載の異なる波長の光学像を処理する装
   置。
10. （１０）前記ビームを再合成させる手段は、ダイクロイ
    ックミラーを有することを特徴とする特許請求の範囲第
    ４項乃至第９項のいずれか１項に記載の異なる波長の光
    学像を処理する装置。