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二色性プリズムは、光を異なる波長（色）の2つのビームに分割するプリズムです。 [1]三色性プリズムアセンブリは、2つの二色性プリズムを組み合わせて、画像を3つの色（通常はRGBカラーモデルの赤、緑、青）に分割します。これらは通常、光の波長に応じて光を選択的に反射または透過する二色性光学コーティングを施した1つ以上のガラスプリズムで構成されています。つまり、プリズム内の特定の表面が二色性フィルターとして機能します。これらは多くの光学機器でビームスプリッターとして使用されます。[2]（用語の語源については、 「二色性」を参照してください。）
ビデオカメラやデジタルカメラへの応用
ダイクロイックプリズムの一般的な用途の1つは、一部のビデオカメラや高品質のデジタルカメラです。[3]トリクロイックプリズムアセンブリは、画像を赤、緑、青の成分に分割するために使用される2つのダイクロイックプリズムの組み合わせであり、3つのCCDアレイで個別に検出できます。
デバイスの可能なレイアウトを図に示します。光線が最初のプリズム (A) に入り、光線の青色成分がローパスフィルターコーティング (F 1 ) で反射されます。ローパス フィルター コーティングは青色光 (高周波) を反射しますが、より長い波長 (低周波) は透過します。青色光線はプリズム A の前面で全反射し、側面から出ます。光線の残りの部分は 2 番目のプリズム (B) に入り、赤色光を反射し、より短い波長を透過する 2 番目のフィルター コーティング (F 2 ) によって分割されます。赤色光線もプリズム A と B の間にある小さな空気ギャップにより全反射されます。光線の残りの緑色成分はプリズム C を通過します。
三色プリズム アセンブリは、逆に使用して赤、緑、青のビームをカラー画像に組み合わせることもできます。一部のプロジェクター デバイスでは、この方法で使用されています。3 つ以上のビームを備えたアセンブリも可能です。
ダイクロイックプリズムによる色分離の利点
この方法は、イメージング システムで色分離に使用する場合、ベイヤー フィルターの使用などの他の方法に比べていくつかの利点があります。これらの特性のほとんどは、ダイクロイック フィルターの使用に由来し、ダイクロイック フィルターと共通しています。利点は次のとおりです。
- 光の吸収は最小限で、ほとんどの光は出力ビームの 1 つに向けられます。
- 他のほとんどのフィルターよりも優れた色分離。
- あらゆる通過帯域の組み合わせに合わせて簡単に製造できます。
- 色補間 (デモザイク) を必要としないため、デモザイクされた画像でよく見られる偽色アーティファクトをすべて回避できます。
ダイクロイックプリズムによる色分離の欠点
- ダイクロイックプリズムはダイクロイックフィルターを使用するため、各フィルターの正確なバンドパスは光の入射角によって異なります。
- アセンブリ内の光路の形状により、レンズの最大開口数が制限される場合があります。
- 正確なバンドパスはレンズの開口数に依存します。これは、この要素によってフィルター内の平均光入射角が変化するためです。
- ガラス表面の一部は入射ビームに対して斜めになっているため、反射効果による偏光が発生する可能性があります。
参照
参考文献
- ^ Bass, Michael; Mahajan, Virendra N.; Optical Society of America 編 (2010)。光学ハンドブック(第 3 版)。ニューヨーク: McGraw-Hill。ISBN 978-0-07-149889-0. OCLC 318409251.
- ^ Bandyopadhyay, PK; Grovbr, OP (1987-06-01). 「45°および22.5°の角度でのプリズムダイクロイックの研究」. Journal of Optics . 16 (2): 42– 43. Bibcode :1987JOpt...16...42B. doi :10.1007/BF03549164. ISSN 0974-6900.
- ^ Johnson, Matthew P.; Bar-Noy, Amotz (2011). 「パンとスキャン: カバレッジのためのカメラの構成」2011 Proceedings IEEE INFOCOM . IEEE. pp. 1071– 1079. doi :10.1109/infcom.2011.5934882. ISBN 978-1-4244-9919-9。