JP2000066141A - Optical low-pass filter, optical low-pass filter correction method, ccd solid-state image pickup element, color image pickup device and camera - Google Patents

Optical low-pass filter, optical low-pass filter correction method, ccd solid-state image pickup element, color image pickup device and camera

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JP2000066141A
JP2000066141A JP10234519A JP23451998A JP2000066141A JP 2000066141 A JP2000066141 A JP 2000066141A JP 10234519 A JP10234519 A JP 10234519A JP 23451998 A JP23451998 A JP 23451998A JP 2000066141 A JP2000066141 A JP 2000066141A
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JP
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optical low
pass filter
image
filter according
correction
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Japanese (ja)
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Tomoyoshi Koizumi
智義 小泉
Masuhiro Shoji
益宏 庄司
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Kureha Corp
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Kureha Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical low-pass filter which is capable of executing optical low-pass filter correction suitable for pixel arrays of the same colors in image regions of an RGB type and an optical low-pass filter correction method which does not form moire images, etc., even in any of the horizontal direction, perpendicular direction and diagonal direction of the image regions of the RGB type. SOLUTION: The optical low-pass filter is the optical low-pass filter for an image pickup element having the image regions of the RGB type and is formed with phase gratings extending in the diagonal direction in such a manner that the cut-off characteristics corresponding to the Nyquist space frequency of the diagonal direction when the MTF characteristics in the diagonal direction of the image regions are measured. This optical low-pass filter correction method is the optical low-pass filter correction method for the image pickup element having the image regions of the RGB type arrayed with the pixels in the matrix form and executes the correction in the diagonal direction by arranging the optical low-pass filter in such a manner that the phase gratings extend in the diagonal direction of the image regions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的ローパスフ
ィルター、光学的ローパス補正方法、CCD固体撮像素
子、カラー撮像装置およびカメラに関する。
The present invention relates to an optical low-pass filter, an optical low-pass correction method, a CCD solid-state imaging device, a color imaging device, and a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、CCDやC−MOSイメージセン
サの感度の向上に伴い、RGBタイプの画像領域(イメ
ージエリア)を有する撮像素子が広く使用されつつあ
る。RGBタイプの画像領域においては、赤色(R)・
緑色(G)・青色(B)の画素(色フィルター)の各々
がマトリックス状に配列されている。ここに、RGBタ
イプの画像領域における画素(色フィルター)の配列と
して、図1に示すように緑色の画素(G)が市松状に配
置されたBayerと称される配列(以下、「Baye
r配列」という。)が知られており、このBayer配
列によれば、人間の視感度が最も高く、画像の画質に最
も影響を与える緑色の信号を多く得ることが可能とな
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as the sensitivity of a CCD or C-MOS image sensor has been improved, an image sensor having an RGB type image area (image area) has been widely used. In the RGB type image area, red (R)
Each of green (G) and blue (B) pixels (color filters) is arranged in a matrix. Here, as an array of pixels (color filters) in an RGB type image area, an array called a Bayer in which green pixels (G) are arranged in a checkered pattern as shown in FIG.
It is referred to as an "r array." ) Is known, and according to the Bayer arrangement, it is possible to obtain many green signals that have the highest human visibility and most affect the image quality of an image.

【0003】一方、上記のようなカラー画像情報を離散
的に得るためのCCDやC−MOSイメージセンサにお
いては、被写体光の高空間周波数成分を制限し、擬似信
号の発生に伴う被写体による光とは異なる色光成分を除
去するために、光学的ローパスフィルターによる補正を
行うことが必要である。ここに、光学的ローパスフィル
ターとしては、位相型の回折格子(位相格子)を利用し
たものが知られている。
On the other hand, in a CCD or a C-MOS image sensor for discretely obtaining color image information as described above, a high spatial frequency component of subject light is limited, and light generated by a subject due to generation of a pseudo signal is reduced. In order to remove different color light components, it is necessary to perform correction by an optical low-pass filter. Here, an optical low-pass filter using a phase type diffraction grating (phase grating) is known.

【0004】従来、位相格子型の光学的ローパスフィル
ターによる補正は、画素の配列方向(水平方向・垂直方
向)に行われていた。すなわち、MTF特性を測定した
ときに、水平方向および垂直方向のナイキスト空間周波
数(水平方向および垂直方向における画素のピッチによ
り求められるナイキスト空間周波数)に対応したカット
オフ特性が得られるように、格子高さおよび格子周期が
設計されていた。
Conventionally, correction using a phase grating type optical low-pass filter has been performed in the pixel arrangement direction (horizontal direction / vertical direction). That is, when the MTF characteristic is measured, the grid height is set so that the cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the horizontal direction and the vertical direction (the Nyquist spatial frequency obtained by the pixel pitch in the horizontal direction and the vertical direction) is obtained. The length and grating period were designed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像領
域における画素(色フィルター)の配列としてBaye
r配列が採用されている場合において、画素の配列方向
(水平方向・垂直方向)に光学的ローパス補正を行って
も、視感度が高い緑色の画素(G)を結ぶ方向(斜め方
向)には補正が行われないため、当該斜め方向において
擬似信号の発生に伴う画像欠陥を十分に防止することが
できないという問題がある。
However, as an array of pixels (color filters) in an image area, Baye is used.
In the case where the r array is employed, even if the optical low-pass correction is performed in the pixel array direction (horizontal direction / vertical direction), even in the direction (oblique direction) connecting the green pixels (G) with high visibility, Since the correction is not performed, there is a problem that an image defect due to the generation of the pseudo signal in the oblique direction cannot be sufficiently prevented.

【0006】図2は、緑色の画素(G)が市松状に配置
された画像領域(Bayer配列)を示している。同図
において、(R)は赤色の画素、(B)は青色の画素を
示し、この画像領域に配列された画素のピッチは、水平
方向および垂直方向ともに5.1μmである。また、図
2において、水平方向に伸びる点線(a)および垂直方
向に伸びる点線(b)は、それぞれ、光学的ローパスフ
ィルターによる補正が行われる方向を示している。
FIG. 2 shows an image area (Bayer arrangement) in which green pixels (G) are arranged in a checkered pattern. In the figure, (R) shows a red pixel and (B) shows a blue pixel. The pitch of the pixels arranged in this image area is 5.1 μm in both the horizontal and vertical directions. In FIG. 2, a dotted line (a) extending in the horizontal direction and a dotted line (b) extending in the vertical direction indicate directions in which correction is performed by the optical low-pass filter.

【0007】ここに、図2の点線(a)で示される方向
(画像領域の水平方向)に光学的ローパス補正を行うた
めには、撮像系に配置されたときに水平方向に伸びるよ
う形成された位相格子を有し、水平方向のMTF特性を
測定したときに、当該水平方向のナイキスト空間周波数
(画素のピッチ5.1μmから求められるナイキスト空
間周波数98mm-1)に対応したカットオフ特性が得ら
れるように格子高さおよび格子周期が設計された光学的
ローパスフィルターを使用する必要がある。
Here, in order to perform the optical low-pass correction in the direction indicated by the dotted line (a) in FIG. 2 (horizontal direction of the image area), the optical element is formed so as to extend in the horizontal direction when it is arranged in the image pickup system. When the MTF characteristic in the horizontal direction is measured, a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the horizontal direction (98 mm −1 of the Nyquist spatial frequency obtained from the pixel pitch of 5.1 μm) is obtained. It is necessary to use an optical low-pass filter in which the grating height and grating period are designed to be adjusted.

【0008】また、図2の点線(b)で示される方向
(画像領域の垂直方向)に光学的ローパス補正を行うた
めには、撮像系に配置されたときに垂直方向に伸びるよ
う形成された位相格子を有し、垂直方向のMTF特性を
測定したときに、当該垂直方向のナイキスト空間周波数
(画素のピッチ5.1μmから求められるナイキスト空
間周波数98mm-1)に対応したカットオフ特性が得ら
れるように格子高さおよび格子周期が設計された光学的
ローパスフィルターを使用する必要がある。
Further, in order to perform optical low-pass correction in the direction indicated by the dotted line (b) in FIG. 2 (vertical direction of the image area), it is formed so as to extend in the vertical direction when it is arranged in the imaging system. When the MTF characteristic in the vertical direction is measured with a phase grating, a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the vertical direction (98 mm −1 of the Nyquist spatial frequency obtained from the pixel pitch of 5.1 μm) can be obtained. Thus, it is necessary to use an optical low-pass filter in which the grating height and the grating period are designed.

【0009】そこで、画像領域の水平方向に光学的ロー
パス補正を行うための位相格子として、格子高さ440
nm、格子周期540μmの位相格子を形成するととも
に、画像領域の垂直方向に光学的ローパス補正を行うた
めの位相格子として、格子高さ440nm、格子周期3
50μmの位相格子を形成することにより、光学的ロー
パスフィルターを製造し、得られた光学的ローパスフィ
ルターについて、画像領域の水平方向に補正を行うため
の位相格子と画像領域との間の空気換算距離を3mm、
画像領域の垂直方向に補正を行うための位相格子と画像
領域との間の空気換算距離を2mmとしたときの、
画像領域の水平方向、 画像領域の垂直方向、 画
像領域の斜め方向のそれぞれについて、当該光学的ロー
パスフィルターのMTF特性(波長:550nm)を測
定すると、図3(1)〜(3)のようになる。
Therefore, a grating height 440 is used as a phase grating for performing optical low-pass correction in the horizontal direction of the image area.
A phase grating having a grating height of 440 nm and a grating period of 3 is formed as a phase grating for forming an optical low-pass correction in the vertical direction of the image region while forming a phase grating having a grating period of 540 μm.
An optical low-pass filter is manufactured by forming a 50 μm phase grating, and the obtained optical low-pass filter is converted into an air-equivalent distance between the phase grating and the image region for correcting the image region in the horizontal direction. Is 3 mm,
When the air-equivalent distance between the phase grating for performing correction in the vertical direction of the image area and the image area is 2 mm,
When the MTF characteristic (wavelength: 550 nm) of the optical low-pass filter is measured in each of the horizontal direction of the image area, the vertical direction of the image area, and the oblique direction of the image area, as shown in FIGS. Become.

【0010】図3(1)〜(2)に示すように、位相格
子が水平・垂直方向に伸びるように光学的ローパスフィ
ルターを配置し、画像領域の水平・垂直方向に光学的ロ
ーパス補正を行うことにより、画像領域の水平方向、画
像領域の垂直方向のそれぞれについて、ナイキスト空間
周波数(98mm-1)に合致したカットオフ特性を得る
ことができる。しかしながら、図3(3)に示すよう
に、画像領域の斜め方向におけるカットオフ周波数は1
40mm-1であり、斜め方向におけるナイキスト空間周
波数(緑色の画素のピッチ7.2μmから求められるナ
イキスト空間周波数69mm-1)と大きく異なるものと
なる。この結果、当該光学的ローパスフィルター(光学
的ローパス補正)によっては、得られる画像の斜め方向
において、擬似信号の発生に伴う画像欠陥(モアレ像な
ど)が発生し、当該画像の画質が損なわれてしまう。
As shown in FIGS. 3A and 3B, an optical low-pass filter is arranged so that the phase grating extends in the horizontal and vertical directions, and performs optical low-pass correction in the horizontal and vertical directions of the image area. This makes it possible to obtain cutoff characteristics that match the Nyquist spatial frequency (98 mm −1 ) in each of the horizontal direction of the image area and the vertical direction of the image area. However, as shown in FIG. 3C, the cutoff frequency in the oblique direction of the image area is 1
40 mm −1, which is significantly different from the Nyquist spatial frequency in the oblique direction (the Nyquist spatial frequency 69 mm −1 obtained from the green pixel pitch of 7.2 μm). As a result, depending on the optical low-pass filter (optical low-pass correction), an image defect (such as a moire image) due to the generation of a pseudo signal occurs in the oblique direction of the obtained image, and the image quality of the image is impaired. I will.

【0011】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものである。本発明の第1の目的は、RGBタイプの
画像領域における同一色の画素の配列に適した光学的ロ
ーパス補正を行うことができ、画像領域の水平方向・垂
直方向・斜め方向の何れにおいても、擬似信号の発生に
伴う画像欠陥を生じさせることのない光学的ローパスフ
ィルターを提供することにある。本発明の第2の目的
は、撮像素子の画像領域における画素(色フィルター)
の配列としてBayer配列が採用されている場合にお
いて、緑色の画素(G)を結ぶ方向(斜め方向)に補正
することができ、当該斜め方向において、擬似信号の発
生に伴う画像欠陥を生じさせることのない光学的ローパ
スフィルターを提供することにある。本発明の第3の目
的は、さらに視感度補正機能を兼ね備え、小型の撮像系
を構成することができる光学的ローパスフィルターを提
供することにある。本発明の第4の目的は、さらに色純
度補正機能を兼ね備え、小型の撮像系を構成することが
できる光学的ローパスフィルターを提供することにあ
る。本発明の第5の目的は、RGBタイプの画像領域の
水平方向・垂直方向・斜め方向において、擬似信号の発
生に伴う被写体による光とは異なる色光成分を確実に除
去することができ、擬似信号の発生に伴う画像欠陥の発
生を確実に防止することができる光学的ローパス補正方
法を提供することにある。本発明の第6の目的は、擬似
信号の発生に伴う画像欠陥のない良好な画質の画像を得
ることができるCCD固体撮像素子を提供することにあ
る。本発明の第7の目的は、擬似信号の発生に伴う画像
欠陥のない良好な画質の画像を得ることができるカラー
撮像装置を提供することにある。本発明の第8の目的
は、擬似信号の発生に伴う画像欠陥のない良好な画質の
画像を得ることができるボードカメラを提供することに
ある。本発明の第9の目的は、擬似信号の発生に伴う画
像欠陥のない良好な画質の画像を得ることができるデジ
タルスチルカメラを提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances. A first object of the present invention is to perform an optical low-pass correction suitable for an arrangement of pixels of the same color in an RGB type image area, and in any of a horizontal direction, a vertical direction, and an oblique direction of the image area, An object of the present invention is to provide an optical low-pass filter that does not cause an image defect due to generation of a pseudo signal. A second object of the present invention is to provide a pixel (color filter) in an image area of an image sensor.
In the case where the Bayer array is adopted as the array, the correction can be performed in a direction (oblique direction) connecting the green pixels (G), and in the oblique direction, an image defect due to the generation of a pseudo signal can be generated. It is to provide an optical low-pass filter free of noise. A third object of the present invention is to provide an optical low-pass filter that also has a visibility correction function and can configure a small-sized imaging system. A fourth object of the present invention is to provide an optical low-pass filter that also has a color purity correction function and can form a small-sized imaging system. A fifth object of the present invention is to reliably remove, in the horizontal, vertical, and oblique directions of an RGB type image area, a color light component different from light from a subject caused by generation of a pseudo signal. It is an object of the present invention to provide an optical low-pass correction method capable of reliably preventing an image defect from occurring due to the occurrence of the image defect. A sixth object of the present invention is to provide a CCD solid-state imaging device capable of obtaining an image of good quality without image defects due to generation of a pseudo signal. A seventh object of the present invention is to provide a color imaging device capable of obtaining an image of good image quality without image defects due to generation of a pseudo signal. An eighth object of the present invention is to provide a board camera capable of obtaining an image of good image quality without image defects due to generation of a pseudo signal. A ninth object of the present invention is to provide a digital still camera capable of obtaining an image of good image quality without image defects due to generation of a pseudo signal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の光学的ローパス
フィルターは、マトリックス状に画素が配列されたRG
Bタイプの画像領域を有する撮像素子のための光学的ロ
ーパスフィルターであって、画像領域の斜め方向のMT
F特性を測定したときに、当該斜め方向のナイキスト空
間周波数に対応したカットオフ特性が得られるよう、当
該斜め方向に伸びる位相格子が形成されてなることを特
徴とする。
An optical low-pass filter according to the present invention comprises an RG having pixels arranged in a matrix.
An optical low-pass filter for an image sensor having a B-type image area, wherein an MT of the image area in an oblique direction is
When the F characteristic is measured, a phase grating extending in the oblique direction is formed so that a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the oblique direction is obtained.

【0013】ここに、『画像領域の斜め方向』とは、当
該画像領域における画素の配列方向(水平方向・垂直方
向)に対して斜めの方向(右下がり斜め方向・左下がり
斜め方向)をいう。また、『斜め方向に伸びる位相格
子』とは、光学的ローパスフィルターを撮像系に配置し
たときに、撮像素子の画像領域の斜め方向に伸びる位相
格子をいう。
Here, the "diagonal direction of the image area" means a direction oblique to the pixel arrangement direction (horizontal direction / vertical direction) in the image area (downward diagonal direction / downward diagonal direction). . Further, “a phase grating that extends in an oblique direction” refers to a phase grating that extends in an oblique direction in an image region of an image sensor when an optical low-pass filter is arranged in an imaging system.

【0014】本発明の光学的ローパスフィルターにおい
ては、市松状に配置された緑色の画素(G)のピッチか
ら求められるナイキスト空間周波数に対応したカットオ
フ特性を有することが好ましい。ここに、『市松状に配
置された緑色の画素(G)のピッチ』とは、緑色の画素
(G)を結ぶ斜め方向におけるピッチをいう。
The optical low-pass filter of the present invention preferably has a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency obtained from the pitch of the green pixels (G) arranged in a checkered pattern. Here, the “pitch of green pixels (G) arranged in a checkered pattern” refers to a pitch in an oblique direction connecting the green pixels (G).

【0015】本発明の光学的ローパスフィルターにおい
ては、視感度補正機能を有していることが好ましい。具
体的には、2価の銅イオンが含有されていることによ
り、または近赤外光を反射する蒸着膜が形成されている
ことにより、視感度補正機能を有していることが好まし
い。
The optical low-pass filter of the present invention preferably has a visibility correction function. Specifically, it is preferable to have a visibility correction function by containing divalent copper ions or by forming a vapor-deposited film that reflects near-infrared light.

【0016】本発明の光学的ローパスフィルターにおい
ては、色純度補正機能を有していることが好ましい。具
体的には、ネオジムイオン、プラセオジムイオン、エル
ビウムイオンおよびホロミウムイオンから選ばれた少な
くとも1種の金属イオンが含有されていることにより、
色純度補正機能を有していることが好ましい。
The optical low-pass filter of the present invention preferably has a color purity correcting function. Specifically, by containing at least one metal ion selected from neodymium ions, praseodymium ions, erbium ions and holmium ions,
It preferably has a color purity correction function.

【0017】本発明の光学的ローパス補正方法は、マト
リックス状に画素が配列されたRGBタイプの画像領域
を有する撮像素子のための光学的ローパス補正方法であ
って、前記画像領域の斜め方向に位相格子が伸びるよう
に光学的ローパスフィルターを配置し、当該斜め方向に
補正を行うことを特徴とする。
An optical low-pass correction method according to the present invention is an optical low-pass correction method for an image sensor having an RGB type image area in which pixels are arranged in a matrix, wherein the phase of the image area is oblique in the oblique direction. An optical low-pass filter is arranged so that the grating extends, and correction is performed in the oblique direction.

【0018】本発明のCCD固体撮像素子は、本発明の
光学的ローパスフィルターからなるカバー材を備えてな
ることを特徴とする。本発明のカラー撮像装置は、本発
明の光学的ローパスフィルターを備えてなることを特徴
とする。本発明のボードカメラは、本発明の光学的ロー
パスフィルターを備えてなることを特徴とする。また、
本発明のボードカメラは、本発明のCCD固体撮像素子
を備えてなることを特徴とする。本発明のデジタルスチ
ルカメラは、本発明の光学的ローパスフィルターを備え
てなることを特徴とする。また、本発明のデジタルスチ
ルカメラは、本発明のCCD固体撮像素子を備えてなる
ことを特徴とする。
A CCD solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that it comprises a cover member comprising the optical low-pass filter according to the present invention. A color imaging device according to the present invention includes the optical low-pass filter according to the present invention. A board camera according to the present invention includes the optical low-pass filter according to the present invention. Also,
A board camera according to the present invention includes the CCD solid-state imaging device according to the present invention. A digital still camera according to the present invention includes the optical low-pass filter according to the present invention. A digital still camera according to the present invention includes the CCD solid-state imaging device according to the present invention.

【0019】[0019]

【作用】画像領域の斜め方向(画素の配列方向に対して
斜めの方向)に光学的ローパス補正を行うことにより、
斜め方向のMTF特性において、画像領域の斜め方向の
ナイキスト空間周波数、例えば、Bayer配列におけ
る緑色(G)の画素のピッチによって求められるナイキ
スト空間周波数に対応したカットオフ特性を発揮するこ
とができ、これにより、得られる画像において、斜め方
向にモアレ像などの画像欠陥を発生させることはない。
また、後述する実施例の結果からも明らかなように、画
像領域の斜め方向に光学的ローパス補正を行うことによ
り、画素の配列方向(水平・垂直方向)のMTF特性に
おいても、画素の配列方向のナイキスト空間周波数に対
応したカットオフ特性を発揮することができ、これによ
り、得られる画像において、水平・垂直方向にモアレ像
などの画像欠陥を発生させることはない。この結果、擬
似信号の発生に伴う画像欠陥を確実に防止することがで
き、被写体に忠実な高画質の画像を得ることができる。
By performing optical low-pass correction in the oblique direction of the image area (in the direction oblique to the pixel arrangement direction),
In the MTF characteristics in the oblique direction, a cut-off characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the oblique direction of the image area, for example, the Nyquist spatial frequency determined by the pitch of the green (G) pixel in the Bayer array can be exhibited. As a result, an image defect such as a moiré image does not occur in an oblique direction in the obtained image.
Further, as is clear from the results of the embodiments described later, by performing optical low-pass correction in the oblique direction of the image area, the MTF characteristics in the pixel arrangement direction (horizontal / vertical direction) can be improved. The cut-off characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency can be exhibited, and thereby, an image defect such as a moire image does not occur in the obtained image in the horizontal and vertical directions. As a result, it is possible to reliably prevent an image defect due to the generation of a pseudo signal, and to obtain a high-quality image faithful to a subject.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。図4は、緑色の画素(G)が市松状に配置された
画像領域(Bayer配列)を示しており、この画像領
域に配列された緑色の画素(G)のピッチは約7.2
(5.1×√2)μmである。図4において、斜め方向
(右下がり)に伸びる点線(c)および斜め方向(左下
がり)に伸びる点線(d)は、それぞれ、光学的ローパ
スフィルターによる補正が行われる方向を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 4 shows an image area (Bayer arrangement) in which green pixels (G) are arranged in a checkered pattern. The pitch of the green pixels (G) arranged in this image area is about 7.2.
(5.1 × √2) μm. In FIG. 4, a dotted line (c) extending in an oblique direction (downward to the right) and a dotted line (d) extending in an oblique direction (downward to the left) indicate directions in which correction is performed by an optical low-pass filter.

【0021】ここに、図4の点線(c)で示される斜め
方向(右下がり)に光学的ローパス補正を行うために
は、撮像系に配置されたときに画像領域の斜め方向に伸
びるよう形成された位相格子を有し、斜め方向のMTF
特性を測定したときに、当該斜め方向のナイキスト空間
周波数(緑色の画素(G)のピッチ7.2μmから求め
られるナイキスト空間周波数69mm-1)に対応したカ
ットオフ特性が得られるように格子高さおよび格子周期
が設計された光学的ローパスフィルターを使用する必要
がある。
Here, in order to perform optical low-pass correction in an oblique direction (downward to the right) indicated by a dotted line (c) in FIG. 4, it is formed so as to extend in an oblique direction of an image area when arranged in an imaging system. MTF with tilted phase grating
When the characteristics are measured, the grid height is set so as to obtain a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the oblique direction (a Nyquist spatial frequency of 69 mm −1 obtained from a pitch of 7.2 μm of the green pixel (G)). It is necessary to use an optical low-pass filter with a designed grating period.

【0022】また、図4の点線(d)で示される斜め方
向(左下がり)に光学的ローパス補正を行うためには、
撮像系に配置されたときに画像領域の斜め方向に伸びる
よう形成された位相格子を有し、斜め方向のMTF特性
を測定したときに、当該斜め方向のナイキスト空間周波
数(緑色の画素(G)のピッチ7.2μmから求められ
るナイキスト空間周波数69mm-1)に対応したカット
オフ特性が得られるように格子高さおよび格子周期が設
計された光学的ローパスフィルターを使用する必要があ
る。
In order to perform optical low-pass correction in an oblique direction (downward left) indicated by a dotted line (d) in FIG.
It has a phase grating formed so as to extend in the oblique direction of the image area when placed in the imaging system, and when measuring the MTF characteristics in the oblique direction, the Nyquist spatial frequency in the oblique direction (green pixel (G) It is necessary to use an optical low-pass filter whose grating height and grating period are designed so as to obtain a cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency 69 mm -1 ) obtained from the pitch of 7.2 μm.

【0023】そこで、画像領域の斜め方向(右下がり)
に光学的ローパス補正を行うための位相格子として、格
子高さ440nm、格子周期370μmの位相格子を形
成するとともに、画像領域の斜め方向(左下がり)に光
学的ローパス補正を行うための位相格子として、格子高
さ440nm、格子周期250μmの位相格子を形成す
ることにより、光学的ローパスフィルター(本発明の光
学的ローパスフィルター)を製造し、得られた光学的ロ
ーパスフィルターについて、画像領域の斜め方向(右下
がり)に補正を行うための位相格子と画像領域との間の
空気換算距離を3mm、画像領域の斜め方向(左下が
り)に補正を行うための位相格子と画像領域との間の空
気換算距離を2mmとしたときの、 画像領域の水平
方向(画素ピッチ=5.1μm,ナイキスト周波数=9
8mm-1)、 画像領域の垂直方向(画素ピッチ=
5.1μm,ナイキスト周波数=98mm-1)、 画
像領域の斜め方向(緑色の画素ピッチ=7.2μm,ナ
イキスト空間周波数=69mm -1)のそれぞれについ
て、当該光学的ローパスフィルターのMTF特性(波
長:550nm)を測定すると、図5(1)〜(3)の
ようになる。
Therefore, the oblique direction of the image area (downward right)
As a phase grating for optical low-pass correction,
Form a phase grating with a height of 440 nm and a grating period of 370 μm.
Light in the diagonal direction (downward to the left) of the image area.
The grating height is used as a phase grating for performing
To form a phase grating having a length of 440 nm and a grating period of 250 μm.
The optical low-pass filter (light of the present invention)
Optical low-pass filter).
-About the pass filter, the diagonal direction of the image area (lower right
Between the phase grating and the image area for correcting
The air-equivalent distance is 3 mm, and the oblique direction of the image area (lower left is
The space between the phase grating and the image area for correcting
Horizontal of image area when Qi conversion distance is 2mm
Direction (pixel pitch = 5.1 μm, Nyquist frequency = 9
8mm-1), The vertical direction of the image area (pixel pitch =
5.1 μm, Nyquist frequency = 98 mm-1), Picture
Oblique direction of image area (green pixel pitch = 7.2 μm,
Exist spatial frequency = 69mm -1) For each
The MTF characteristics (wavelength) of the optical low-pass filter
(Length: 550 nm) was measured.
Become like

【0024】図5(1)〜(3)に示すように、位相格
子が斜め方向に伸びるように本発明の光学的ローパスフ
ィルターを配置して、画像領域の斜め方向に光学的ロー
パス補正を行うことにより、画像領域の水平方向、画像
領域の垂直方向、画像領域の斜め方向のそれぞれについ
て、ナイキスト空間周波数に合致したカットオフ特性を
得ることができる。この結果、本発明の光学的ローパス
フィルター(光学的ローパス補正)によれば、得られる
画像において、水平方向・垂直方向・斜め方向の何れに
おいても、擬似信号の発生に伴う画像欠陥を生じさせる
ことはない。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the optical low-pass filter of the present invention is arranged so that the phase grating extends in an oblique direction, and performs optical low-pass correction in an oblique direction of an image area. This makes it possible to obtain cutoff characteristics that match the Nyquist spatial frequency in each of the horizontal direction of the image region, the vertical direction of the image region, and the oblique direction of the image region. As a result, according to the optical low-pass filter (optical low-pass correction) of the present invention, in the obtained image, in any of the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction, an image defect due to the generation of the pseudo signal is generated. There is no.

【0025】本発明の光学的ローパスフィルターは、こ
れを撮像系に配置したときに、撮像素子における画像領
域の斜め方向(画素の配列方向に対して斜めの方向)に
伸びるよう形成された位相格子を必須の構成要素として
いる。本発明の光学的ローパスフィルターを構成する位
相格子の格子形状としては、三角形状、矩形状、台形
状、正弦波状など特に限定されるものではない。
The optical low-pass filter according to the present invention is provided with a phase grating formed so as to extend in an oblique direction of the image area in the image pickup device (in a direction oblique to the arrangement direction of the pixels) when the filter is arranged in the image pickup system. Is a required component. The lattice shape of the phase grating constituting the optical low-pass filter of the present invention is not particularly limited, such as a triangular shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, and a sine wave shape.

【0026】本発明の光学的ローパスフィルターを構成
する位相格子における(格子高さ・格子周期)の組合せ
は、所期のカットオフ特性(斜め方向のナイキスト空間
周波数に対応したカットオフ特性)を有するよう、設定
条件および格子形状などを考慮して設計することができ
る。
The combination of (grating height / grating period) in the phase grating constituting the optical low-pass filter of the present invention has an expected cutoff characteristic (cutoff characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the oblique direction). As described above, the design can be made in consideration of the setting conditions and the lattice shape.

【0027】本発明の光学的ローパスフィルターは、ガ
ラスまたは樹脂からなる透明基板の表面に、位相格子を
形成することにより製造することができる。透明基板を
構成する樹脂としては、特に限定されるものではない
が、近赤外光を吸収する樹脂材料を使用することが好ま
しく、かかる樹脂材料(重合体)としては、特開平6−
118228号公報に記載の樹脂材料を挙げることがで
きる。
The optical low-pass filter of the present invention can be manufactured by forming a phase grating on the surface of a transparent substrate made of glass or resin. Although the resin constituting the transparent substrate is not particularly limited, it is preferable to use a resin material that absorbs near-infrared light.
Resin materials described in JP-A-118228 can be exemplified.

【0028】また、2価の銅イオンが含有されてなる樹
脂材料を使用することにより、視感度補正機能を兼ね備
えた光学的ローパスフィルターを製造することができ
る。さらに、ネオジムイオン、プラセオジムイオン、エ
ルビウムイオンおよびホロミウムイオンから選ばれた少
なくとも1種の金属イオンが含有されてなる樹脂材料を
使用することにより、色純度補正機能を兼ね備えた光学
的ローパスフィルターを製造することができる。
By using a resin material containing divalent copper ions, an optical low-pass filter having a visibility correction function can be manufactured. Further, by using a resin material containing at least one metal ion selected from neodymium ions, praseodymium ions, erbium ions and holmium ions, an optical low-pass filter having a color purity correction function is manufactured. can do.

【0029】ガラスからなる透明基板の表面に位相格子
を形成する方法としては、当該透明基板の表面に、所定
のピッチで線材が配列されてなるマスク部材を装着した
後、当該マスク部材を介して薄膜材料を蒸着させる方法
(特開平9−263932号公報、特願平9−3331
24号明細書参照)、リフトオフ法、エッチング法など
を挙げることができる。
As a method of forming a phase grating on the surface of a transparent substrate made of glass, a mask member in which wires are arranged at a predetermined pitch is mounted on the surface of the transparent substrate, and then the mask is applied via the mask member. A method of depositing a thin film material (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-263933, Japanese Patent Application No. 9-3331)
24, a lift-off method, an etching method, and the like.

【0030】また、樹脂からなる透明基板の表面に位相
格子を形成する方法としては、下記のような方法を挙げ
ることができる。 位相格子のネガパターンが成形面に形成されたモー
ルド内において、樹脂を得るための単量体組成物を注型
重合する方法。ここに、モールドの成形面におけるネガ
パターンは、例えば特開平9−263932号公報、特
願平9−333124号明細書に記載の方法により、ガ
ラスの表面に形成することができる。 位相格子のネガパターンが表面に形成された加熱板
を透明基板の表面に圧着する方法。 透明基板の表面に感光性樹脂を塗布し、形成された
塗膜をフォトマスクを介して露光した後現像する方法。 位相格子のネガパターンが成形面に形成された金型
を使用して射出成形する方法。 透明基板の表面に、樹脂を得るための単量体組成物
をスピンコート法によって塗布し、形成された単量体組
成物の塗膜の表面に、位相格子のネガパターンが表面に
形成された成形面を圧着し、この状態で当該単量体組成
物を重合させる方法。ここに、前記単量体組成物として
感光性のものを使用することにより、紫外線を利用して
硬化(重合)処理を行うことができる。
As a method of forming a phase grating on the surface of a transparent substrate made of a resin, the following method can be used. A method in which a monomer composition for obtaining a resin is cast-polymerized in a mold in which a negative pattern of a phase grating is formed on a molding surface. Here, the negative pattern on the molding surface of the mold can be formed on the surface of glass by a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-263932 and Japanese Patent Application No. 9-333124. A method in which a heating plate having a negative pattern of a phase grating formed on the surface is pressure-bonded to the surface of a transparent substrate. A method in which a photosensitive resin is applied to the surface of a transparent substrate, and the formed coating film is exposed through a photomask and then developed. A method of injection molding using a mold having a negative pattern of a phase grating formed on a molding surface. On the surface of the transparent substrate, a monomer composition for obtaining a resin was applied by spin coating, and a negative pattern of a phase grating was formed on the surface of the formed coating film of the monomer composition. A method in which the molding surface is pressed and the monomer composition is polymerized in this state. Here, by using a photosensitive composition as the monomer composition, a curing (polymerization) treatment can be performed using ultraviolet rays.

【0031】本発明の光学的ローパスフィルターは、位
相格子が一面に形成されていると共に、近赤外光を反射
する蒸着膜が他面に設けられていてもよく、このような
構成の光学的ローパスフィルターによれば、近赤外光を
高い効率でカットすることができ、視感度補正機能を発
揮させることができる。かかる蒸着膜としては、近赤外
線の反射機能を有する光学多層膜を挙げることができ
る。具体的には、シリカ(SiO2 )層とチタニア(T
iO2 )層との交互積層膜などを例示することができ、
各層の厚さ、積層数なども適宜選択することができる。
The optical low-pass filter of the present invention may have a phase grating formed on one surface and a vapor-deposited film for reflecting near-infrared light provided on the other surface. According to the low-pass filter, the near-infrared light can be cut with high efficiency, and the visibility correction function can be exhibited. An example of such a deposited film is an optical multilayer film having a function of reflecting near-infrared rays. Specifically, a silica (SiO 2 ) layer and titania (T
iO 2) layers such as alternating laminated films of can be exemplified,
The thickness of each layer, the number of layers, and the like can also be appropriately selected.

【0032】本発明の光学的ローパスフィルターは、C
CD固体撮像素子のカバー材として好適に用いることが
できる。また、本発明の光学的ローパスフィルターは、
カラー撮像装置、ボードカメラ、デジタルスチルカメラ
などの撮像系に搭載することができ、このようなカラー
撮像装置およびカメラによって得られる画像には、水平
方向・垂直方向・斜め方向の何れにおいても、モアレ像
などの画像欠陥が生じることはない。
The optical low-pass filter of the present invention has a C
It can be suitably used as a cover material of a CD solid-state imaging device. Further, the optical low-pass filter of the present invention,
It can be mounted on an imaging system such as a color imaging device, a board camera, a digital still camera, and the like. Images obtained by such a color imaging device and a camera have moiré in any of horizontal, vertical, and oblique directions. No image defects such as images occur.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、以下の実施例において「部」は「質量部」を意味す
るものとする。また、以下において、カラー撮像装置と
しては、マトリックス状に画素が配列(Bayer配
列)されたRGBタイプの画像領域を有するものを用い
た。このカラー撮像装置の画像領域において、水平方向
および垂直方向の画素ピッチは、それぞれ5.6μm
(ナイキスト空間周波数=89mm-1)、斜め方向の画
素ピッチ〔市松状に配置された緑色の画素(G)のピッ
チ〕は7.9μm(ナイキスト空間周波数=63m
-1)である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention is not limited to these examples. In the following examples, “parts” means “parts by mass”. In the following, a color image pickup apparatus having an RGB type image area in which pixels are arranged in a matrix (Bayer arrangement) is used. In the image area of the color imaging device, the pixel pitch in the horizontal direction and the pixel pitch in the vertical direction are each 5.6 μm.
(Nyquist spatial frequency = 89 mm −1 ), the pixel pitch in the oblique direction [the pitch of green pixels (G) arranged in a checkered pattern] is 7.9 μm (Nyquist spatial frequency = 63 m)
m -1 ).

【0034】<実施例1> (1)ガラスモールドの作製:図6に示すように、ホウ
ケイ酸ガラスからなる透明基板10の表面に、一定のピ
ッチp(p=340μm)でステンレス線材20(直
径:170μm)が配列されてなるマスク部材を装着
し、当該マスク部材を介して薄膜材料(SiO2 )の真
空蒸着処理を行うことにより、高さ420nm、周期3
40μmの凸部30(位相格子のネガパターン)を透明
基板10の表面に形成した。
<Example 1> (1) Production of a glass mold: As shown in FIG. 6, a stainless wire 20 (diameter) was formed on a surface of a transparent substrate 10 made of borosilicate glass at a constant pitch p (p = 340 μm). : 170 μm) is mounted, and a vacuum deposition process of a thin film material (SiO 2 ) is performed through the mask member to obtain a height of 420 nm and a period of 3
A 40 μm projection 30 (a negative pattern of a phase grating) was formed on the surface of the transparent substrate 10.

【0035】一方、ステンレス線材の直径を210μm
とし、当該ステンレス線材の配列ピッチを420μmに
変更したこと以外は上記と同様にして、高さ420n
m、周期420μmの凸部(位相格子のネガパターン)
を透明基板の表面に形成した。
On the other hand, the diameter of the stainless wire is 210 μm.
And a height of 420 n in the same manner as described above except that the arrangement pitch of the stainless steel wires was changed to 420 μm.
m, protrusions with a period of 420 μm (negative pattern of phase grating)
Was formed on the surface of the transparent substrate.

【0036】上記のようにして凸部が形成された2枚の
透明基板を、それぞれの蒸着面(凸部形成面)同士が対
向し、かつ、蒸着面にそれぞれ形成された凸部の伸びる
方向同士が直交するように、間隙(1mm)を介して対
向配置させ、当該透明基板の外端部を密封することによ
りガラスモールドを作製した。
The two transparent substrates on which the convex portions are formed as described above are placed in such a manner that the vapor deposition surfaces (convex portion forming surfaces) face each other, and the directions in which the convex portions formed on the vapor deposition surfaces extend. A glass mold was produced by disposing them so as to be orthogonal to each other with a gap (1 mm) therebetween and sealing the outer end of the transparent substrate.

【0037】(2)単量体組成物の調製:下記構造式
〔1〕で表される特定のリン酸基含有単量体10部と、
下記構造式〔2〕で表される特定のリン酸基含有単量体
10部と、メチルメタクリレート58.5部と、ジエチ
レングリコールジメタクリレート20部と、α−メチル
スチレン1.5部とを良く混合して混合単量体を調製し
た。この混合単量体に、無水安息香酸銅14部(混合単
量体100部に対する銅金属の含有量が2.9部)を添
加し、60℃で攪拌混合することによって十分に溶解さ
せ、無水安息香酸銅が混合単量体中に溶解されてなる単
量体組成物を得た。
(2) Preparation of a monomer composition: 10 parts of a specific phosphate group-containing monomer represented by the following structural formula [1]:
10 parts of a specific phosphoric acid group-containing monomer represented by the following structural formula [2], 58.5 parts of methyl methacrylate, 20 parts of diethylene glycol dimethacrylate, and 1.5 parts of α-methylstyrene are well mixed. Thus, a mixed monomer was prepared. To this mixed monomer, 14 parts of anhydrous copper benzoate (the content of copper metal with respect to 100 parts of the mixed monomer is 2.9 parts) was added, and the mixture was sufficiently dissolved by stirring and mixing at 60 ° C. A monomer composition in which copper benzoate was dissolved in the mixed monomer was obtained.

【0038】[0038]

【化1】 Embedded image

【0039】[0039]

【化2】 Embedded image

【0040】(3)光学的ローパスフィルターの製造
(注型重合):上記(2)により調製された単量体組成
物にt−ブチルパーオキシピバレート2.0部を添加し
た後、当該単量体組成物を、上記(1)により作製され
たガラスモールド内に仕込み、45℃で16時間、60
℃で8時間、90℃で3時間と順次異なる温度で加熱し
て注型重合を行うことにより、銅イオンを含有する架橋
共重合体よりなり、格子高さ420nm、格子周期34
0μmの位相格子が一面に形成され、格子高さ420n
m、格子周期420μmの位相格子が他面に形成されて
なる本発明の光学的ローパスフィルター(厚さ1mm)
を製造した。この光学的ローパスフィルターについて、
分光光度計を用いて分光透過率曲線を測定したところ、
近赤外光(700〜1000nm)の吸収機能に優れて
いることが確認された。
(3) Production of an optical low-pass filter (cast polymerization): 2.0 parts of t-butyl peroxypivalate was added to the monomer composition prepared in the above (2). The monomer composition was charged into the glass mold prepared according to the above (1), and was placed at 45 ° C. for 16 hours for 60 hours.
C. for 8 hours and 90.degree. C. for 3 hours to perform cast polymerization, thereby forming a crosslinked copolymer containing copper ions, having a lattice height of 420 nm and a lattice period of 34.
A phase grating of 0 μm is formed on one surface, and the grating height is 420 n
m, an optical low-pass filter (1 mm thick) of the present invention in which a phase grating having a grating period of 420 μm is formed on the other surface.
Was manufactured. About this optical low-pass filter,
When a spectral transmittance curve was measured using a spectrophotometer,
It was confirmed that it was excellent in the function of absorbing near infrared light (700 to 1000 nm).

【0041】(4)光学的ローパスフィルターの評価:
上記のようにして得られた本発明の光学的ローパスフィ
ルターについて、水平方向、垂直方向および斜め方向に
おけるMTF特性をMTF測定器(イメージサイエンス
社製)を用いて測定したところ、水平方向および垂直方
向のMTF特性において89mm-1近傍にカットオフ特
性が認められ、斜め方向のMTF特性において63mm
-1近傍にカットオフ特性が認められた。ここに、本発明
の光学的ローパスフィルターにおけるMTF特性の測定
は、当該光学的ローパスフィルターを所定の位置(結像
面からの空気換算距離=3.2mm)に配置して行っ
た。
(4) Evaluation of optical low-pass filter:
With respect to the optical low-pass filter of the present invention obtained as described above, MTF characteristics in a horizontal direction, a vertical direction, and an oblique direction were measured using an MTF measuring device (manufactured by Image Science). A cut-off characteristic was observed in the vicinity of 89 mm -1 in the MTF characteristic of
Cutoff characteristics were observed near -1 . Here, the measurement of the MTF characteristic in the optical low-pass filter of the present invention was performed by arranging the optical low-pass filter at a predetermined position (air-equivalent distance from the imaging plane = 3.2 mm).

【0042】また、この光学的ローパスフィルターを、
その一面(格子周期340μmの位相格子の形成面)が
画像領域に対向し、その他面(格子周期420μmの位
相格子の形成面)がレンズ系に対向し、位相格子の伸び
る方向がそれぞれ+45°・−45°の斜め方向〔緑色
の画素(G)を結ぶ方向〕となるように、カラー撮像装
置の撮像系に配置した。ここに、位相格子(格子周期3
40μmの位相格子)と画像領域との間の空気換算距離
を3.2mmとした。このようにして、光学的ローパス
フィルターによる補正が行われたカラー撮像装置により
得られた画像を観察したところ、得られた画像には、水
平方向、垂直方向および斜め方向の何れにおいてもモア
レ像が認められず、高画質の画像であった。
Also, this optical low-pass filter is
One surface thereof (the surface on which the phase grating having a grating period of 340 μm is formed) faces the image area, and the other surface (the surface on which the phase grating having a grating period of 420 μm is formed) is opposed to the lens system. It was arranged in the image pickup system of the color image pickup apparatus so as to have a diagonal direction of −45 ° (direction connecting green pixels (G)). Here, the phase grating (grating period 3
The air equivalent distance between the 40 μm phase grating) and the image area was 3.2 mm. When an image obtained by the color imaging device corrected by the optical low-pass filter was observed in this way, the obtained image showed a moire image in any of the horizontal, vertical, and oblique directions. It was not recognized and the image was of high quality.

【0043】<比較例1>ステンレス線材の直径を24
0μm、その配列ピッチを480μmに変更したこと以
外は実施例1(1)と同様にして、高さ420nm、周
期480μmの凸部(位相格子のネガパターン)を透明
基板の表面に形成した。さらに、ステンレス線材の直径
を290μm、その配列ピッチを580μmに変更した
こと以外は実施例1(1)と同様にして、高さ420n
m、周期580μmの凸部(位相格子のネガパターン)
を透明基板の表面に形成した。このようにして得られた
2枚の透明基板を用いたこと以外は実施例1(1)と同
様にしてガラスモールドを作製した。
Comparative Example 1 A stainless steel wire having a diameter of 24
Except that the arrangement pitch was changed to 0 μm and the arrangement pitch was changed to 480 μm, a protrusion (a negative pattern of a phase grating) having a height of 420 nm and a period of 480 μm was formed on the surface of the transparent substrate in the same manner as in Example 1 (1). Furthermore, a height of 420 n was set in the same manner as in Example 1 (1) except that the diameter of the stainless wire was changed to 290 μm and the arrangement pitch was changed to 580 μm.
m, protrusions with a period of 580 μm (negative pattern of phase grating)
Was formed on the surface of the transparent substrate. A glass mold was produced in the same manner as in Example 1 (1) except that the two transparent substrates thus obtained were used.

【0044】次いで、得られたガラスモールドを用いた
こと以外は実施例1(3)と同様にして注型重合を行う
ことにより、格子高さ420nm、格子周期480μm
の位相格子が一面に形成され、格子高さ420nm、格
子周期580μmの位相格子が他面に形成されてなる比
較用の光学的ローパスフィルター(厚さ1mm)を製造
した。
Next, casting polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 (3) except that the obtained glass mold was used to obtain a grating height of 420 nm and a grating period of 480 μm.
Was formed on one surface, and a phase grating having a grating height of 420 nm and a grating period of 580 μm was formed on the other surface to produce an optical low-pass filter for comparison (1 mm thick).

【0045】上記のようにして得られた比較用の光学的
ローパスフィルターについて、水平方向、垂直方向およ
び斜め方向におけるMTF特性をMTF測定器(イメー
ジサイエンス社製)を用いて測定したところ、水平方向
および垂直方向のMTF特性において89mm-1近傍に
カットオフ特性が認められ、斜め方向のMTF特性にお
いて120mm-1近傍にカットオフ特性が認められた。
ここに、比較用の光学的ローパスフィルターにおけるM
TF特性の測定は、当該光学的ローパスフィルターを所
定の位置(結像面からの空気換算距離=3.2mm)に
配置して行った。
With respect to the optical low-pass filter for comparison obtained as described above, the MTF characteristics in the horizontal, vertical and oblique directions were measured using an MTF measuring device (manufactured by Image Science). The cut-off characteristic was observed near 89 mm -1 in the MTF characteristics in the vertical direction, and the cut-off characteristic was observed in the vicinity of 120 mm -1 in the MTF characteristics in the oblique direction.
Here, M in the optical low-pass filter for comparison
The measurement of the TF characteristic was performed by arranging the optical low-pass filter at a predetermined position (the air-equivalent distance from the image plane = 3.2 mm).

【0046】また、この光学的ローパスフィルターを、
その一面(格子周期480μmの位相格子の形成面)が
画像領域に対向し、その他面(格子周期580μmの位
相格子の形成面)がレンズ系に対向し、位相格子の伸び
る方向が、水平方向・垂直方向となるように、カラー撮
像装置の撮像系に配置した。ここに、位相格子(格子周
期480μmの位相格子)と画像領域との間の空気換算
距離を3.2mmとした。このようにして、光学的ロー
パスフィルターによる補正が行われたカラー撮像装置に
より得られた画像を観察したところ、得られた画像に
は、水平方向および垂直方向にはモアレ像が認められな
かったものの、斜め方向においてモアレ像が顕著に認め
られた。
Also, this optical low-pass filter is
One surface thereof (the surface on which the phase grating having a grating period of 480 μm is formed) faces the image area, and the other surface (the surface on which the phase grating having a grating period of 580 μm is formed) is opposed to the lens system. It was arranged in the imaging system of the color imaging device so as to be in the vertical direction. Here, the air-equivalent distance between the phase grating (phase grating having a grating period of 480 μm) and the image area was set to 3.2 mm. Observation of the image obtained by the color image pickup device corrected by the optical low-pass filter in this way showed that although the obtained image did not show a moire image in the horizontal and vertical directions, In addition, a moire image was remarkably observed in the oblique direction.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の光学的ローパスフィルターによ
れば、撮像素子のRGBタイプの画像領域における同一
色の画素の配列に適した光学的ローパス補正を行うこと
ができ、画像領域の水平方向・垂直方向・斜め方向の何
れにおいても、擬似信号の発生に伴う画像欠陥を生じさ
せることがない。また、本発明の光学的ローパスフィル
ターによれば、撮像素子の画像領域における画素(色フ
ィルター)の配列としてBayer配列が採用されてい
る場合において、緑色の画素(G)を結ぶ方向(斜め方
向)に補正することができる。
According to the optical low-pass filter of the present invention, it is possible to perform an optical low-pass correction suitable for an arrangement of pixels of the same color in an RGB type image area of an image sensor, and to perform a horizontal In both the vertical direction and the oblique direction, no image defect is caused due to the generation of the pseudo signal. According to the optical low-pass filter of the present invention, when the Bayer array is used as the array of pixels (color filters) in the image area of the image sensor, the direction connecting the green pixels (G) (oblique direction). Can be corrected.

【0048】本発明の光学的ローパス補正方法によれ
ば、RGBタイプの画像領域の水平方向・垂直方向・斜
め方向において、擬似信号の発生に伴う被写体による光
とは異なる色光成分を確実に除去することができ、擬似
信号の発生に伴う画像欠陥の発生を確実に防止すること
ができる。
According to the optical low-pass correction method of the present invention, in the horizontal, vertical, and oblique directions of the RGB type image area, a color light component different from the light from the subject due to the generation of the pseudo signal is reliably removed. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of image defects due to the generation of the pseudo signal.

【0049】本発明のCCD固体撮像素子、カラー撮像
装置、ボードカメラおよびデジタルスチルカメラによれ
ば、擬似信号の発生に伴う画像欠陥のない良好な画質の
画像を得ることができる。
According to the CCD solid-state image pickup device, the color image pickup device, the board camera and the digital still camera of the present invention, it is possible to obtain an image of good image quality without any image defects due to the generation of a pseudo signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】RGBタイプの画像領域における画素の配列の
一例(Bayer配列)を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an array of pixels (Bayer array) in an RGB type image area.

【図2】Bayer配列の画像領域に対して、従来の光
学的ローパスフィルターにより補正が行われる方向(水
平・垂直方向)を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating directions (horizontal and vertical directions) in which correction is performed on a Bayer array image area by a conventional optical low-pass filter.

【図3】従来の光学的ローパスフィルターによる水平・
垂直・斜め方向におけるMTF特性を示す曲線図であ
る。
FIG. 3 shows a horizontal and vertical view using a conventional optical low-pass filter.
FIG. 4 is a curve diagram illustrating MTF characteristics in vertical and oblique directions.

【図4】Bayer配列の画像領域に対して、本発明の
光学的ローパスフィルターにより補正が行われる方向
(斜め方向)を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a direction (oblique direction) in which correction is performed on an image area of the Bayer array by the optical low-pass filter of the present invention.

【図5】本発明の光学的ローパスフィルターによる水平
・垂直・斜め方向におけるMTF特性を示す曲線図であ
る。
FIG. 5 is a curve diagram showing MTF characteristics in horizontal, vertical, and oblique directions by the optical low-pass filter of the present invention.

【図6】ガラスモールドの作製工程の一例を示す説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory view illustrating an example of a manufacturing process of a glass mold.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 透明基板 20 ステンレス線材 30 凸部 R 赤色の画素 G 緑色の画素 B 青色の画素 a 光学的ローパス補正が行われる方向(水平方向) b 光学的ローパス補正が行われる方向(垂直方向) c 光学的ローパス補正が行われる方向(右下がり斜め
方向) d 光学的ローパス補正が行われる方向(左下がり斜め
方向)
Reference Signs List 10 transparent substrate 20 stainless wire 30 protrusion R red pixel G green pixel B blue pixel a direction in which optical low-pass correction is performed (horizontal direction) b direction in which optical low-pass correction is performed (vertical direction) c optical Direction in which low-pass correction is performed (downward diagonal direction) d Direction in which optical low-pass correction is performed (downward diagonal direction)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA06 BA45 BC22 4M118 AA10 AB01 BA10 BA14 FA06 GC08 GC14 GC20 5C065 BB13 DD02 DD17 EE05 EE06 EE14 EE20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H049 BA06 BA45 BC22 4M118 AA10 AB01 BA10 BA14 FA06 GC08 GC14 GC20 5C065 BB13 DD02 DD17 EE05 EE06 EE14 EE20

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に画素が配列されたRG
Bタイプの画像領域を有する撮像素子のための光学的ロ
ーパスフィルターであって、 画像領域の斜め方向のMTF特性を測定したときに、当
該斜め方向のナイキスト空間周波数に対応したカットオ
フ特性が得られるよう、当該斜め方向に伸びる位相格子
が形成されてなることを特徴とする光学的ローパスフィ
ルター。
An RG in which pixels are arranged in a matrix
An optical low-pass filter for an image sensor having a B-type image region, wherein a cut-off characteristic corresponding to the Nyquist spatial frequency in the oblique direction is obtained when MTF characteristics in the oblique direction of the image region are measured. Thus, an optical low-pass filter characterized in that the phase grating extending in the oblique direction is formed.
【請求項2】 請求項1に記載の光学的ローパスフィル
ターであって、 市松状に配置された緑色の画素(G)のピッチから求め
られるナイキスト空間周波数に対応したカットオフ特性
を有することを特徴とする光学的ローパスフィルター。
2. An optical low-pass filter according to claim 1, wherein the optical low-pass filter has a cutoff characteristic corresponding to a Nyquist spatial frequency determined from a pitch of green pixels (G) arranged in a checkered pattern. Optical low-pass filter.
【請求項3】 視感度補正機能を有していることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載の光学的ローパスフ
ィルター。
3. The optical low-pass filter according to claim 1, having a visibility correction function.
【請求項4】 2価の銅イオンが含有されていることを
特徴とする請求項3に記載の光学的ローパスフィルタ
ー。
4. The optical low-pass filter according to claim 3, wherein the optical low-pass filter contains divalent copper ions.
【請求項5】 近赤外光を反射する蒸着膜が形成されて
いることを特徴とする請求項3に記載の光学的ローパス
フィルター。
5. The optical low-pass filter according to claim 3, wherein a deposited film reflecting near-infrared light is formed.
【請求項6】 色純度補正機能を有していることを特徴
とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の光学的ロ
ーパスフィルター。
6. The optical low-pass filter according to claim 1, having a color purity correction function.
【請求項7】 ネオジムイオン、プラセオジムイオン、
エルビウムイオンおよびホロミウムイオンから選ばれた
少なくとも1種の金属イオンが含有されていることを特
徴とする請求項6に記載の光学的ローパスフィルター。
7. Neodymium ions, praseodymium ions,
The optical low-pass filter according to claim 6, comprising at least one metal ion selected from erbium ions and holmium ions.
【請求項8】 マトリックス状に画素が配列されたRG
Bタイプの画像領域を有する撮像素子のための光学的ロ
ーパス補正方法であって、 前記画像領域の斜め方向に位相格子が伸びるように光学
的ローパスフィルターを配置し、当該斜め方向に補正を
行うことを特徴とする光学的ローパス補正方法。
8. An RG in which pixels are arranged in a matrix
An optical low-pass correction method for an image sensor having a B-type image region, wherein an optical low-pass filter is arranged so that a phase grating extends in a diagonal direction of the image region, and correction is performed in the diagonal direction. An optical low-pass correction method comprising:
【請求項9】 請求項1乃至請求項7の何れかに記載の
光学的ローパスフィルターからなるカバー材を備えてな
るCCD固体撮像素子。
9. A CCD solid-state imaging device comprising a cover member comprising the optical low-pass filter according to claim 1.
【請求項10】 請求項1乃至請求項7の何れかに記載
の光学的ローパスフィルターを備えてなるカラー撮像装
置。
10. A color imaging device comprising the optical low-pass filter according to claim 1.
【請求項11】 請求項1乃至請求項7の何れかに記載
の光学的ローパスフィルターを備えてなるボードカメ
ラ。
11. A board camera comprising the optical low-pass filter according to claim 1.
【請求項12】 請求項9に記載のCCD固体撮像素子
を備えてなるボードカメラ。
12. A board camera comprising the CCD solid-state imaging device according to claim 9.
【請求項13】 請求項1乃至請求項7の何れかに記載
の光学的ローパスフィルターを備えてなるデジタルスチ
ルカメラ。
13. A digital still camera comprising the optical low-pass filter according to claim 1.
【請求項14】 請求項9に記載のCCD固体撮像素子
を備えてなるデジタルスチルカメラ。
14. A digital still camera comprising the CCD solid-state imaging device according to claim 9.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332551A (en) * 2002-05-08 2003-11-21 Canon Inc Color image pickup device and color photoreceptor device
JP2005286034A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Canon Inc Imaging device
US7110034B2 (en) 2001-08-31 2006-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus containing light adjustment portion with reflection of a portion of light onto adjacent pixels
US7245324B2 (en) 2002-02-28 2007-07-17 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus for photographing an object
CN100462746C (en) * 2005-12-02 2009-02-18 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Optical low-pass wave-filter

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