Дихроичная призма

Дихроичная призма — это призма , которая разделяет свет на два луча с разной длиной волны (цвет). ^[1] Трихроичная призменная сборка объединяет две дихроичные призмы для разделения изображения на 3 цвета, как правило, красный, зеленый и синий цветовой модели RGB . Они обычно состоят из одной или нескольких стеклянных призм с дихроичными оптическими покрытиями , которые избирательно отражают или пропускают свет в зависимости от длины волны света. То есть, определенные поверхности внутри призмы действуют как дихроичные фильтры . Они используются в качестве расщепителей луча во многих оптических приборах . ^[2] (См.: Дихроизм , для этимологии термина.)

Применение в видеокамерах и цифровых фотоаппаратах

Одним из распространенных применений дихроичных призм являются некоторые камкордеры и высококачественные цифровые камеры . ^[3] Трихроичная призменная сборка представляет собой комбинацию двух дихроичных призм, которые используются для разделения изображения на красный, зеленый и синий компоненты, которые могут быть отдельно обнаружены на трех ПЗС-матрицах .

Возможная схема устройства показана на схеме. Световой луч входит в первую призму (A), и синяя составляющая луча отражается от низкочастотного фильтрующего покрытия (F ₁ ), которое отражает синий свет (высокую частоту), но пропускает более длинные волны (более низкие частоты). Синий луч претерпевает полное внутреннее отражение от передней части призмы A и выходит из нее через боковую грань. Оставшаяся часть луча входит во вторую призму (B) и разделяется вторым фильтрующим покрытием (F ₂ ), которое отражает красный свет, но пропускает более короткие волны. Красный луч также полностью отражается изнутри из-за небольшого воздушного зазора между призмами A и B. Оставшаяся зеленая составляющая луча проходит через призму C.

Сборка трихроичной призмы может использоваться в обратном порядке для объединения красного, зеленого и синего лучей в цветное изображение и используется таким образом в некоторых проекторах. Возможны сборки с более чем 3 лучами.

Преимущества разделения цветов дихроичной призмой

При использовании для разделения цветов в системе формирования изображений этот метод имеет некоторые преимущества по сравнению с другими методами, такими как использование фильтра Байера . Большинство этих характеристик вытекают из использования дихроичных фильтров и являются общими с ними. Преимущества включают в себя:

Минимальное поглощение света, большая часть света направляется в один из выходных лучей.
Лучшее разделение цветов, чем у большинства других фильтров.
Легко изготавливается для любой комбинации полос пропускания.
Не требует цветовой интерполяции (демозаики) и, таким образом, позволяет избежать всех ложных цветовых артефактов, обычно наблюдаемых на демозаиках.

Недостатки разделения цветов дихроичной призмой

Поскольку дихроичные призмы используют дихроичные фильтры, точная полоса пропускания каждого фильтра зависит от угла падения света.
Максимальная числовая апертура объектива может быть ограничена из-за геометрии оптического пути внутри сборки.
Точная полоса пропускания зависит от числовой апертуры объектива, поскольку этот фактор изменяет средний угол падения света в фильтрах.
Поскольку некоторые стеклянные поверхности расположены под углом к падающему лучу, могут возникнуть некоторые эффекты поляризации из-за отражения .

Смотрите также

Ссылки

^ Басс, Майкл; Махаджан, Вирендра Н.; Оптическое общество Америки, ред. (2010). Справочник по оптике (3-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-149889-0. OCLC 318409251.
^ Bandyopadhyay, PK; Grovbr, OP (1987-06-01). «Исследование призмы-дихроика под углом 45° и 22,5°». Журнал оптики . 16 (2): 42–43. doi :10.1007/BF03549164. ISSN 0974-6900.
^ Джонсон, Мэтью П.; Бар-Ной, Амоц (2011). «Панорамирование и сканирование: настройка камер для покрытия». Труды IEEE INFOCOM 2011 г. IEEE: 1071–1079. doi :10.1109/infcom.2011.5934882.