JP2001209008A - 光学的ローパスフィルタ - Google Patents
光学的ローパスフィルタInfo
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的ローパスフィルタの小型化及びコスト
ダウンを図る。 【解決手段】 光学的ローパスフィルタ１０を第１及び
第２の光学部材１１，１２から構成する。第１の光学部
材１１は、入射光を直進光線と水平方向に対して略４５
°方向に指向する屈折光線に二分する。第２の光学部材
１２は、入射光線を直進光線と水平方向に対して略９０
°方向に指向する屈折光線に二分する。光学的ローパス
フィルタ１０に入射した光線は、分離点が平行四辺形の
頂点をなす４本の光線に分離する。水平方向のサンプリ
ング周期をＰx 、垂直方向のサンプリング周期をＰy と
したとき、光学部材１１，１２による光線の分離幅
ｄ1 ，ｄ 2 は、ｄ1 ≒Ｐx ／√２及びＰy ≦ｄ2 ≦２・
Ｐy なる条件を満たすように定められる。
ダウンを図る。 【解決手段】 光学的ローパスフィルタ１０を第１及び
第２の光学部材１１，１２から構成する。第１の光学部
材１１は、入射光を直進光線と水平方向に対して略４５
°方向に指向する屈折光線に二分する。第２の光学部材
１２は、入射光線を直進光線と水平方向に対して略９０
°方向に指向する屈折光線に二分する。光学的ローパス
フィルタ１０に入射した光線は、分離点が平行四辺形の
頂点をなす４本の光線に分離する。水平方向のサンプリ
ング周期をＰx 、垂直方向のサンプリング周期をＰy と
したとき、光学部材１１，１２による光線の分離幅
ｄ1 ，ｄ 2 は、ｄ1 ≒Ｐx ／√２及びＰy ≦ｄ2 ≦２・
Ｐy なる条件を満たすように定められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オフセットサンプ
リング構造を有する固体撮像素子の前面に配置され、入
射光線の高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ
に関し、更に詳しくは、光学的ローパスフィルタの小型
化、ローコスト化に関するものである。
リング構造を有する固体撮像素子の前面に配置され、入
射光線の高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ
に関し、更に詳しくは、光学的ローパスフィルタの小型
化、ローコスト化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光電変換を行う受光素子が等間隔で配置
された固体撮像素子では、被写体像を離散的にサンプリ
ングすることによって画像信号を得ている。ここで、受
光素子の配列ピッチによって定まる空間周波数の半分、
すなわち、ナイキスト周波数以上の成分は、いわゆる折
り返し歪みを引き起こす有害成分となることが、サンプ
リング定理により知られている。この折り返し歪みは、
偽信号やモアレ縞が発生する要因となるため、光学的ロ
ーパスフィルタを用いて、サンプリング前に高周波成分
を除去する必要がある。
された固体撮像素子では、被写体像を離散的にサンプリ
ングすることによって画像信号を得ている。ここで、受
光素子の配列ピッチによって定まる空間周波数の半分、
すなわち、ナイキスト周波数以上の成分は、いわゆる折
り返し歪みを引き起こす有害成分となることが、サンプ
リング定理により知られている。この折り返し歪みは、
偽信号やモアレ縞が発生する要因となるため、光学的ロ
ーパスフィルタを用いて、サンプリング前に高周波成分
を除去する必要がある。
【０００３】このような光学的ローパスフィルタとして
は、水晶の複屈折性を利用したものが多く用いられてい
る。例えば、特開昭６０−１６４７１９号公報には、正
方格子構造の固体撮像素子において入射光の高周波成分
を効果的に抑圧する光学的ローパスフィルタが開示され
ている。この光学的ローパスフィルタでは、３枚の水晶
板が組み合わされており、入射光は強度が相等しい８本
の光線に分離する。
は、水晶の複屈折性を利用したものが多く用いられてい
る。例えば、特開昭６０−１６４７１９号公報には、正
方格子構造の固体撮像素子において入射光の高周波成分
を効果的に抑圧する光学的ローパスフィルタが開示され
ている。この光学的ローパスフィルタでは、３枚の水晶
板が組み合わされており、入射光は強度が相等しい８本
の光線に分離する。
【０００４】一方、光学解像度を増加するために、図２
に示すような、いわゆるオフセットサンプリング型の固
体撮像素子が用いられている。この構造では受光素子の
配列が二次元状になっており、例えば、Ｐx ＝２・Ｐy
とした場合には、理想的な光学的ローパスフィルタの周
波数特性（ＭＴＦ）は、図１３に示したものになる。同
図中、ｆはＰx によって規格化された周波数を表してお
り、ＭＴＦの値は直流成分（ｆ＝０）が１となるように
規格化されている。また、実線で示したグラフは、水平
走査方向に対して平行若しくは垂直な方向の特性を表
し、破線で示したグラフは水平走査方向に対して±４５
°方向の特性を表している。
に示すような、いわゆるオフセットサンプリング型の固
体撮像素子が用いられている。この構造では受光素子の
配列が二次元状になっており、例えば、Ｐx ＝２・Ｐy
とした場合には、理想的な光学的ローパスフィルタの周
波数特性（ＭＴＦ）は、図１３に示したものになる。同
図中、ｆはＰx によって規格化された周波数を表してお
り、ＭＴＦの値は直流成分（ｆ＝０）が１となるように
規格化されている。また、実線で示したグラフは、水平
走査方向に対して平行若しくは垂直な方向の特性を表
し、破線で示したグラフは水平走査方向に対して±４５
°方向の特性を表している。
【０００５】オフセットサンプリング構造の固体撮像素
子では、理想的な周波数特性が正方格子構造のものと異
なるため、上述の光学的ローパスフィルタでは、折り返
し歪みを効果的に抑圧することができない。そこで、特
開平３−４６６１５号公報では、入射光を水平走査方向
に対して±４５°の方向に分離する光学部材を組み合わ
せた光学的ローパスフィルタが開示されている。図１４
に示すように、この光学的ローパスフィルタ４０は固体
撮像素子チップ４４の前面に配される３枚の光学部材４
１，４２，４３から構成される。図１５に示すように、
入射光を水平走査方向に対して＋９０°の方向に２本に
分離する第１の光学部材４１を通した後、水平走査方向
と平行な方向に分離する第２の光学部材４２を通すこと
により、水平走査方向に対して−４５°の方向に分離し
た２本の光線が得られる。その後、水平走査方向に対し
て＋４５°の方向に分離する第３の光学部材４３に通す
ことにより、入射光が４本の光線に分離する。
子では、理想的な周波数特性が正方格子構造のものと異
なるため、上述の光学的ローパスフィルタでは、折り返
し歪みを効果的に抑圧することができない。そこで、特
開平３−４６６１５号公報では、入射光を水平走査方向
に対して±４５°の方向に分離する光学部材を組み合わ
せた光学的ローパスフィルタが開示されている。図１４
に示すように、この光学的ローパスフィルタ４０は固体
撮像素子チップ４４の前面に配される３枚の光学部材４
１，４２，４３から構成される。図１５に示すように、
入射光を水平走査方向に対して＋９０°の方向に２本に
分離する第１の光学部材４１を通した後、水平走査方向
と平行な方向に分離する第２の光学部材４２を通すこと
により、水平走査方向に対して−４５°の方向に分離し
た２本の光線が得られる。その後、水平走査方向に対し
て＋４５°の方向に分離する第３の光学部材４３に通す
ことにより、入射光が４本の光線に分離する。
【０００６】上述の光学的ローパスフィルタにおいて、
−４５°方向の分離方向Ｐ1 と、＋４５°方向の分離方
向Ｐ2 とを相等しくしたときの周波数特性の一例を図１
６に示す。理想特性のような完全なものではないが、い
ずれの方向に対しても、入射光の高周波成分が抑えられ
ているのが分かる。
−４５°方向の分離方向Ｐ1 と、＋４５°方向の分離方
向Ｐ2 とを相等しくしたときの周波数特性の一例を図１
６に示す。理想特性のような完全なものではないが、い
ずれの方向に対しても、入射光の高周波成分が抑えられ
ているのが分かる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、携帯性を高める
ために、装置の小型化が要求されている。しかしなが
ら、特開平３−４６６１５号公報に開示された光学的ロ
ーパスフィルタでは、３枚の光学部材が必要となるた
め、光学的ローパスフィルタの小型化及びコストダウン
を図ることが難しかった。
ために、装置の小型化が要求されている。しかしなが
ら、特開平３−４６６１５号公報に開示された光学的ロ
ーパスフィルタでは、３枚の光学部材が必要となるた
め、光学的ローパスフィルタの小型化及びコストダウン
を図ることが難しかった。
【０００８】本発明は上記問題点を考慮してなされたも
のであり、オフセットサンプリング構造の固体撮像素子
チップにおいて、入射光の高周波成分を効果的に抑圧す
るとともに、小型化、ローコスト化を達成した光学的ロ
ーパスフィルタを提供することを目的とする。
のであり、オフセットサンプリング構造の固体撮像素子
チップにおいて、入射光の高周波成分を効果的に抑圧す
るとともに、小型化、ローコスト化を達成した光学的ロ
ーパスフィルタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の光学的ローパスフィルタは、水平方
向での画素の配列ピッチがＰx 、垂直方向での画素の配
列ピッチがＰy であり、垂直方向で隣接する水平方向の
画素配列が互いに水平方向にＰx ／２のオフセット量で
ずらされたオフセットサンプリング構造を有する固体撮
像素子の前面に配置して用いられる光学的ローパスフィ
ルタにおいて、光学的ローパスフィルタは、入射光線を
直進光線と水平方向に対して略４５°方向又は略−４５
°方向に指向する屈折光線に二分する第１の光学部材
と、入射光線を直進光線と水平方向に対して略９０°方
向又は略−９０°方向に指向する屈折光線に二分する第
２の光学部材とを重ね合わせて構成したものである。
に、請求項１記載の光学的ローパスフィルタは、水平方
向での画素の配列ピッチがＰx 、垂直方向での画素の配
列ピッチがＰy であり、垂直方向で隣接する水平方向の
画素配列が互いに水平方向にＰx ／２のオフセット量で
ずらされたオフセットサンプリング構造を有する固体撮
像素子の前面に配置して用いられる光学的ローパスフィ
ルタにおいて、光学的ローパスフィルタは、入射光線を
直進光線と水平方向に対して略４５°方向又は略−４５
°方向に指向する屈折光線に二分する第１の光学部材
と、入射光線を直進光線と水平方向に対して略９０°方
向又は略−９０°方向に指向する屈折光線に二分する第
２の光学部材とを重ね合わせて構成したものである。
【００１０】請求項２記載の光学的ローパスフィルタ
は、第１の光学部材による２光線の分離幅をｄ1 、前記
第２の光学部材による２光線の分離幅をｄ2 としたと
き、 ｄ1 ≒Ｐx ／√２ ・・・ Ｐy ≦ｄ2 ≦２・Ｐy ・・・ の条件を満たしたものである。
は、第１の光学部材による２光線の分離幅をｄ1 、前記
第２の光学部材による２光線の分離幅をｄ2 としたと
き、 ｄ1 ≒Ｐx ／√２ ・・・ Ｐy ≦ｄ2 ≦２・Ｐy ・・・ の条件を満たしたものである。
【００１１】請求項３記載の光学的ローパスフィルタ
は、第２の光学部材を固体撮像素子の前面に接着し、第
１の光学部材をその前面に配したものである。請求項４
記載の光学的ローパスフィルタは、第１及び第２の光学
部材と、固体撮像素子との一端に切り欠き又はマーキン
グを形成し、この切り欠き又はマーキングの位置が揃う
ようにして第１及び第２の光学部材を固体撮像素子の前
面に配置したものである。
は、第２の光学部材を固体撮像素子の前面に接着し、第
１の光学部材をその前面に配したものである。請求項４
記載の光学的ローパスフィルタは、第１及び第２の光学
部材と、固体撮像素子との一端に切り欠き又はマーキン
グを形成し、この切り欠き又はマーキングの位置が揃う
ようにして第１及び第２の光学部材を固体撮像素子の前
面に配置したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光学的ローパス
フィルタ１０の構成図である。光学的ローパスフィルタ
１０は２枚の光学部材１１，１２から構成され、第１の
光学部材１１が被写体側になるように、固体撮像素子チ
ップ１３の前面に配される。図２に示すように、固体撮
像素子チップ１３は、水平方向（Ｘ方向）の画素の配列
ピッチがＰx 、垂直方向（Ｙ方向）の画素の配列ピッチ
がＰy であり、隣り合う列がＸ方向にＰx ／２のオフセ
ット量でシフトしたオフセットサンプリング構造を有し
ており、本実施例では、 Ｐx ＝２・Ｐy となっている。以下、図２におけるＸ方向を固体撮像素
子の水平走査方向とし、後述の分離角度を定める際の基
準とする。
フィルタ１０の構成図である。光学的ローパスフィルタ
１０は２枚の光学部材１１，１２から構成され、第１の
光学部材１１が被写体側になるように、固体撮像素子チ
ップ１３の前面に配される。図２に示すように、固体撮
像素子チップ１３は、水平方向（Ｘ方向）の画素の配列
ピッチがＰx 、垂直方向（Ｙ方向）の画素の配列ピッチ
がＰy であり、隣り合う列がＸ方向にＰx ／２のオフセ
ット量でシフトしたオフセットサンプリング構造を有し
ており、本実施例では、 Ｐx ＝２・Ｐy となっている。以下、図２におけるＸ方向を固体撮像素
子の水平走査方向とし、後述の分離角度を定める際の基
準とする。
【００１３】光学部材１１，１２には、水晶やニオブ酸
リチウム等の複屈折材料を一定方向に切り出したものが
用いられる。図３（Ａ）に示すように、第１の光学部材
１１は、図面の用紙面に垂直に入射する光線を、強度が
相等しい常光線Ｏ1 及び異常光線Ｅ1 に分離し、この常
光線及び異常光線を含み、光線の入射方向と平行な主要
面１５が、水平走査方向に対してθ（例えば＋４５°）
の角度をなすものである。また、第２の光学部材は、入
射光を強度が相等しい常光線Ｏ2 及び異常光線Ｅ2 に分
離し、これらの光線を含む主要面１６が水平走査方向に
対して＋９０°の角度を成すものである。
リチウム等の複屈折材料を一定方向に切り出したものが
用いられる。図３（Ａ）に示すように、第１の光学部材
１１は、図面の用紙面に垂直に入射する光線を、強度が
相等しい常光線Ｏ1 及び異常光線Ｅ1 に分離し、この常
光線及び異常光線を含み、光線の入射方向と平行な主要
面１５が、水平走査方向に対してθ（例えば＋４５°）
の角度をなすものである。また、第２の光学部材は、入
射光を強度が相等しい常光線Ｏ2 及び異常光線Ｅ2 に分
離し、これらの光線を含む主要面１６が水平走査方向に
対して＋９０°の角度を成すものである。
【００１４】光学部材１１，１２を通過した光線は２本
に分離するが、この分離幅は、光学部材１１，１２の厚
さを調節することによって任意の値に設定可能である。
本実施例では、第１の光学部材１１による分離幅を
ｄ1 、第２の光学部材１２による分離幅をｄ2 としたと
き、 ｄ1 ＝Ｐx ／√２ ｄ2 ＝Ｐy となるように定められている。
に分離するが、この分離幅は、光学部材１１，１２の厚
さを調節することによって任意の値に設定可能である。
本実施例では、第１の光学部材１１による分離幅を
ｄ1 、第２の光学部材１２による分離幅をｄ2 としたと
き、 ｄ1 ＝Ｐx ／√２ ｄ2 ＝Ｐy となるように定められている。
【００１５】図４は、本発明の光学的ローパスフィルタ
によって、入射光線が分離されていく過程を示したもの
である。同図（Ａ）に示すように、図面の用紙面に垂直
に入射した光線は第１の光学部材１１によって、主要面
に垂直な常光線Ｏ1 と、主要面と平行な異常光線Ｅ1 と
に分離する。この２つの光線が第２の光学部材１２に入
射し、それぞれ、常光線と異常光線とに分離する。した
がって、同図（Ｂ）に示すように、光学的ローパスフィ
ルタ１０からは、常光線Ｏ1 から二次的に生じた常光線
Ｏ1 Ｏ2 及び異常光線Ｏ1 Ｅ2 、並びに異常光線Ｅ1 か
ら二次的に生じた常光線Ｅ1 Ｏ2 及び異常光線Ｅ1 Ｅ2
の４本の光線が生じる。この４本の光線の強度は、光学
部材１１，１２の主要面１５，１６の角度によって変化
する。本実施例の光学的ローパスフィルタの構成の場
合、 Ｏ1 Ｏ2 ＝Ｏ1 sin θ Ｏ1 Ｅ2 ＝Ｏ1 cos θ Ｅ1 Ｏ2 ＝Ｅ1 cos θ Ｅ1 Ｅ2 ＝Ｅ1 sin θ となる。ここで、θ＝４５°の場合には、これら４本の
光線の強度は相等しいものとなる。
によって、入射光線が分離されていく過程を示したもの
である。同図（Ａ）に示すように、図面の用紙面に垂直
に入射した光線は第１の光学部材１１によって、主要面
に垂直な常光線Ｏ1 と、主要面と平行な異常光線Ｅ1 と
に分離する。この２つの光線が第２の光学部材１２に入
射し、それぞれ、常光線と異常光線とに分離する。した
がって、同図（Ｂ）に示すように、光学的ローパスフィ
ルタ１０からは、常光線Ｏ1 から二次的に生じた常光線
Ｏ1 Ｏ2 及び異常光線Ｏ1 Ｅ2 、並びに異常光線Ｅ1 か
ら二次的に生じた常光線Ｅ1 Ｏ2 及び異常光線Ｅ1 Ｅ2
の４本の光線が生じる。この４本の光線の強度は、光学
部材１１，１２の主要面１５，１６の角度によって変化
する。本実施例の光学的ローパスフィルタの構成の場
合、 Ｏ1 Ｏ2 ＝Ｏ1 sin θ Ｏ1 Ｅ2 ＝Ｏ1 cos θ Ｅ1 Ｏ2 ＝Ｅ1 cos θ Ｅ1 Ｅ2 ＝Ｅ1 sin θ となる。ここで、θ＝４５°の場合には、これら４本の
光線の強度は相等しいものとなる。
【００１６】これらの第１及び第２の光学部材１１，１
２の主要面１５，１６の角度は相対的なものであり、光
学的ローパスフィルタ１０を通過した光線が平行四辺形
の頂点を成すように分離されていればよい。このため、
第１の光学部材１１による分離角度が水平方向に対して
−４５°の方向であっても良いし、第２の光学部材１２
による分離角度が水平方向に対して−９０°の方向であ
っても良い。さらに、第１の光学部材１１と第２の光学
部材１２の配置を入れ替えることもできる。
２の主要面１５，１６の角度は相対的なものであり、光
学的ローパスフィルタ１０を通過した光線が平行四辺形
の頂点を成すように分離されていればよい。このため、
第１の光学部材１１による分離角度が水平方向に対して
−４５°の方向であっても良いし、第２の光学部材１２
による分離角度が水平方向に対して−９０°の方向であ
っても良い。さらに、第１の光学部材１１と第２の光学
部材１２の配置を入れ替えることもできる。
【００１７】以下、図５ないし図８を用いて、本発明の
光学的ローパスフィルタの周波数特性（ＭＴＦ）につい
て説明する。一般に、周期Ｐx でサンプリングする場合
において、光学部材によって距離ｄだけ分離した光線の
周波数特性は、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｄ・ｆ／Ｐx ) ｜ ・・・ で表される。ここで、ｆはＰx によって規格化された周
波数を表しており、ＭＴＦの値は直流成分（ｆ＝０）が
１となるように規格化されている。例えば、ｄ＝Ｐx 、
つまり、入射光線がサンプリングピッチだけシフトする
場合には、ナイキスト周波数（ｆ＝１／２）でのＭＴＦ
値が０となる周波数特性が得られる。
光学的ローパスフィルタの周波数特性（ＭＴＦ）につい
て説明する。一般に、周期Ｐx でサンプリングする場合
において、光学部材によって距離ｄだけ分離した光線の
周波数特性は、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｄ・ｆ／Ｐx ) ｜ ・・・ で表される。ここで、ｆはＰx によって規格化された周
波数を表しており、ＭＴＦの値は直流成分（ｆ＝０）が
１となるように規格化されている。例えば、ｄ＝Ｐx 、
つまり、入射光線がサンプリングピッチだけシフトする
場合には、ナイキスト周波数（ｆ＝１／２）でのＭＴＦ
値が０となる周波数特性が得られる。
【００１８】水平方向においては、第１の光学部材によ
る分離の水平成分（ｄ1 sin 45°＝Ｐx ／２）のみが影
響する。このため、式において、ｄ＝Ｐx ／２とおく
ことにより、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／２) ｜ で表される周波数特性が得られる。図５に示すように、
水平方向の周波数特性は、ｆ＝１の点でＭＴＦ値が０と
なる cosカーブとなる。
る分離の水平成分（ｄ1 sin 45°＝Ｐx ／２）のみが影
響する。このため、式において、ｄ＝Ｐx ／２とおく
ことにより、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／２) ｜ で表される周波数特性が得られる。図５に示すように、
水平方向の周波数特性は、ｆ＝１の点でＭＴＦ値が０と
なる cosカーブとなる。
【００１９】垂直方向においては、第１の光学部材によ
る分離の垂直成分（ｄ1 cos 45°＝Ｐx ／２）と、第２
の光学成分による分離（ｄ2 ＝Ｐy ＝Ｐx ／２）とが影
響する。このため、周波数特性はこれら２つの重ね合わ
せによって表され、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／２) ｜2 となる。図６に示すように、垂直方向の周波数特性は、
ｆ＝１の点でＭＴＦ値が０となるcos2カーブとなる。こ
れを水平方向の周波数特性と比較すると、ナイキスト周
波数以上の成分が抑えられているため、折り返し歪みに
よる影響が小さくなるが、ベースバンド成分が抑圧され
ているため、解像度が低下する。
る分離の垂直成分（ｄ1 cos 45°＝Ｐx ／２）と、第２
の光学成分による分離（ｄ2 ＝Ｐy ＝Ｐx ／２）とが影
響する。このため、周波数特性はこれら２つの重ね合わ
せによって表され、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／２) ｜2 となる。図６に示すように、垂直方向の周波数特性は、
ｆ＝１の点でＭＴＦ値が０となるcos2カーブとなる。こ
れを水平方向の周波数特性と比較すると、ナイキスト周
波数以上の成分が抑えられているため、折り返し歪みに
よる影響が小さくなるが、ベースバンド成分が抑圧され
ているため、解像度が低下する。
【００２０】水平方向に対して＋４５°の方向では、第
１の光学部材による分離（ｄ1 ＝Ｐ x ／√２）と、第２
の光学部材による分離の＋４５°成分（ｄ2 sin 45°＝
√２・Ｐx ／４）とが影響する。このため、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／√２) ｜・｜cos(√２・π・ｆ
／４) ｜ となる。図７に示すように、＋４５°方向の周波数特性
（同図中２０で示す曲線）は、ｆ＝１／√２の点でＭＴ
Ｆ値が０となる cosカーブ（同図中２１で示す曲線）
と、ｆ＝√２の点でＭＴＦ値が０となる cosカーブ（同
図中２２で示す曲線）とを重ね合わせたものとなる。
１の光学部材による分離（ｄ1 ＝Ｐ x ／√２）と、第２
の光学部材による分離の＋４５°成分（ｄ2 sin 45°＝
√２・Ｐx ／４）とが影響する。このため、 ＭＴＦ＝｜cos(π・ｆ／√２) ｜・｜cos(√２・π・ｆ
／４) ｜ となる。図７に示すように、＋４５°方向の周波数特性
（同図中２０で示す曲線）は、ｆ＝１／√２の点でＭＴ
Ｆ値が０となる cosカーブ（同図中２１で示す曲線）
と、ｆ＝√２の点でＭＴＦ値が０となる cosカーブ（同
図中２２で示す曲線）とを重ね合わせたものとなる。
【００２１】水平方向に対して−４５°の方向では、第
２の光学部材による分離の−４５°成分（ｄ2 cos 45°
＝√２・Ｐx ／４）のみが影響する。このため、 ＭＴＦ＝｜cos(√２・π・ｆ／４) ｜ となる。−４５°方向の周波数特性は、ｆ＝√２の点で
ＭＴＦ値が０となる cosカーブとなる。
２の光学部材による分離の−４５°成分（ｄ2 cos 45°
＝√２・Ｐx ／４）のみが影響する。このため、 ＭＴＦ＝｜cos(√２・π・ｆ／４) ｜ となる。−４５°方向の周波数特性は、ｆ＝√２の点で
ＭＴＦ値が０となる cosカーブとなる。
【００２２】従来例の周波数特性（図１６参照）と比較
すると、本発明の光学的ローパスフィルタは、−４５°
方向の周波数特性が悪化しているが、水平方向及び垂直
方向ではほとんど遜色ない周波数特性を有しており、同
等の効果が得られることが分かる。さらに、本発明で
は、光学部材の枚数が２枚と少なく、ローパスフィルタ
１０を更に薄くすることができるため、固体撮像素子全
体のコンパクト化及びローコスト化が図られる。
すると、本発明の光学的ローパスフィルタは、−４５°
方向の周波数特性が悪化しているが、水平方向及び垂直
方向ではほとんど遜色ない周波数特性を有しており、同
等の効果が得られることが分かる。さらに、本発明で
は、光学部材の枚数が２枚と少なく、ローパスフィルタ
１０を更に薄くすることができるため、固体撮像素子全
体のコンパクト化及びローコスト化が図られる。
【００２３】また、第２の光学部材１２による分離幅ｄ
2 をＰx ／２（＝Ｐy ）よりも大きくすると、ＭＴＦ値
が０となる周波数が低周波側に移動して折り返し歪みの
影響を小さくできるが、ベースバンド付近の周波数特性
が悪くなるため、解像度の低下につながる。したがっ
て、分離幅ｄ2 は式を充足する範囲内に定めておくこ
とが望ましい。
2 をＰx ／２（＝Ｐy ）よりも大きくすると、ＭＴＦ値
が０となる周波数が低周波側に移動して折り返し歪みの
影響を小さくできるが、ベースバンド付近の周波数特性
が悪くなるため、解像度の低下につながる。したがっ
て、分離幅ｄ2 は式を充足する範囲内に定めておくこ
とが望ましい。
【００２４】なお、光学的ローパスフィルタ１０の製造
時において、光学部材１１，１２を取り付ける方向を誤
ったり、裏表を取り違える等した場合には、各方向にお
ける周波数特性が異なってしまう。すると、モアレ縞等
が発生する場合にはその方向が異なるため、正常品であ
るにもかかわらず検査段階で不良品であると判断される
おそれがある。このため、図９に示すように、固体撮像
素子チップ１３を保持するパッケージ１４と、第１及び
第２の光学部材１１，１２との一端に切り欠き２３，２
４，２５を形成しておくことが望ましい。すべての切り
欠き２３，２４，２５の位置を揃えるようにして光学部
材１１，１２を取り付けることにより、光学部材１１，
１２の取り付け方向が一定となって生産性が向上する。
時において、光学部材１１，１２を取り付ける方向を誤
ったり、裏表を取り違える等した場合には、各方向にお
ける周波数特性が異なってしまう。すると、モアレ縞等
が発生する場合にはその方向が異なるため、正常品であ
るにもかかわらず検査段階で不良品であると判断される
おそれがある。このため、図９に示すように、固体撮像
素子チップ１３を保持するパッケージ１４と、第１及び
第２の光学部材１１，１２との一端に切り欠き２３，２
４，２５を形成しておくことが望ましい。すべての切り
欠き２３，２４，２５の位置を揃えるようにして光学部
材１１，１２を取り付けることにより、光学部材１１，
１２の取り付け方向が一定となって生産性が向上する。
【００２５】本実施例の第２の光学部材１２のように、
光線の分離方向が＋９０°方向である場合では、光学部
材の裏表を取り違えてもその特性は変化しない。このた
め、第２の光学部材１１の形状を長方形とすることによ
り、切り欠きを設けなくとも向きを揃えることができ
る。なお、図１０に示すように、切り欠きの代わりにマ
ーキング２６，２７，２８を形成し、すべてのマーキン
グ２６，２７，２８の位置が揃うようにして光学部材１
１，１２を取り付けることにより、上述と同様の効果が
得られる。
光線の分離方向が＋９０°方向である場合では、光学部
材の裏表を取り違えてもその特性は変化しない。このた
め、第２の光学部材１１の形状を長方形とすることによ
り、切り欠きを設けなくとも向きを揃えることができ
る。なお、図１０に示すように、切り欠きの代わりにマ
ーキング２６，２７，２８を形成し、すべてのマーキン
グ２６，２７，２８の位置が揃うようにして光学部材１
１，１２を取り付けることにより、上述と同様の効果が
得られる。
【００２６】一般に固体撮像素子では、パッケージの表
面に保護用のカバーガラスが取り付けられている。そこ
で、カバーガラスの代わりに光学的ローパスフィルタを
取り付けれることによりカバーガラスを省略でき、固体
撮像素子をさらに小型にすることができる。図１１はそ
の一例を示したものであり、第２の光学部材１２がパッ
ケージ１４に接着され、第１の光学部材１１がその前面
に配されている。
面に保護用のカバーガラスが取り付けられている。そこ
で、カバーガラスの代わりに光学的ローパスフィルタを
取り付けれることによりカバーガラスを省略でき、固体
撮像素子をさらに小型にすることができる。図１１はそ
の一例を示したものであり、第２の光学部材１２がパッ
ケージ１４に接着され、第１の光学部材１１がその前面
に配されている。
【００２７】このとき、光学部材をパッケージと一体化
する工程が増えるため、製造歩留まりが悪化するおそれ
がある。一方、原材料である水晶の結晶を切り出す際、
０°若しくは９０°方向のものの方が隙間なく切り出す
ことができるため、第２の光学部材１２の方が第１の光
学部材１１よりも作製コストが低くなる。そこで、第２
の光学部材１２をパッケージ１４と一体化することによ
り、コストダウンを図ることができる。
する工程が増えるため、製造歩留まりが悪化するおそれ
がある。一方、原材料である水晶の結晶を切り出す際、
０°若しくは９０°方向のものの方が隙間なく切り出す
ことができるため、第２の光学部材１２の方が第１の光
学部材１１よりも作製コストが低くなる。そこで、第２
の光学部材１２をパッケージ１４と一体化することによ
り、コストダウンを図ることができる。
【００２８】なお、この実施例は、固体撮像素子チップ
１３の配列がＰx ＝２・Ｐy となるオフセットサンプリ
ング構造であるためにθ＝４５°としているが、この値
は４５°に一致しなくともその近傍であれば良い。ま
た、第１の光学部材１１による入射光の分離幅ｄ1 は、
Ｐx ／√２の近傍の値であれば良い。
１３の配列がＰx ＝２・Ｐy となるオフセットサンプリ
ング構造であるためにθ＝４５°としているが、この値
は４５°に一致しなくともその近傍であれば良い。ま
た、第１の光学部材１１による入射光の分離幅ｄ1 は、
Ｐx ／√２の近傍の値であれば良い。
【００２９】また、例えば、図１２に示すようなＲＧＢ
の画素配列を有するカラー撮像素子を用いる場合におい
ても、本発明の光学的ローパスフィルタを同様に適用す
ることができ、折り返し歪みに起因する色モアレや偽色
の発生を防止できる。
の画素配列を有するカラー撮像素子を用いる場合におい
ても、本発明の光学的ローパスフィルタを同様に適用す
ることができ、折り返し歪みに起因する色モアレや偽色
の発生を防止できる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学的ローパスフィルタを、入射光線を直進光線と水平
方向に対して略±４５°に指向する屈折光線に二分する
第１の光学部材と、入射光線を直進光線と水平方向に対
して略±９０°に指向する屈折光線に二分する第２の光
学部材とで構成したから、光学的ローパスフィルタをコ
ンパクトかつ安価に製造することができる。
光学的ローパスフィルタを、入射光線を直進光線と水平
方向に対して略±４５°に指向する屈折光線に二分する
第１の光学部材と、入射光線を直進光線と水平方向に対
して略±９０°に指向する屈折光線に二分する第２の光
学部材とで構成したから、光学的ローパスフィルタをコ
ンパクトかつ安価に製造することができる。
【００３１】また、光学的ローパスフィルタを構成する
各光学部材と、固体撮像素子との一端に切り欠き又はマ
ーキングを形成し、この切り欠き又はマーキングの位置
を揃えて取り付けるようにしたから、各方向における光
学特性が一定となり、生産性が向上する。また、固体撮
像素子と第２の光学部材とを一体化してカバーガラスを
省略するようにしたから、光学的ローパスフィルタの小
型化、ローコスト化を図ることができる。
各光学部材と、固体撮像素子との一端に切り欠き又はマ
ーキングを形成し、この切り欠き又はマーキングの位置
を揃えて取り付けるようにしたから、各方向における光
学特性が一定となり、生産性が向上する。また、固体撮
像素子と第２の光学部材とを一体化してカバーガラスを
省略するようにしたから、光学的ローパスフィルタの小
型化、ローコスト化を図ることができる。
【図１】本発明の光学的ローパスフィルタの構成を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】オフセットサンプリング構造を示す概略図であ
る。
る。
【図３】光学部材による光線の分離についての説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の光学的ローパスフィルタによって入射
光線が分離される様子を示す説明図である。
光線が分離される様子を示す説明図である。
【図５】水平方向の周波数特性を示すグラフである。
【図６】垂直方向の周波数特性を示すグラフである。
【図７】＋４５°方向の周波数特性を示すグラフであ
る。
る。
【図８】−４５°方向の周波数特性を示すグラフであ
る。
る。
【図９】光学部材とパッケージに切り欠きを形成した固
体撮像素子の構成図である。
体撮像素子の構成図である。
【図１０】光学部材とパッケージにマーキングを形成し
た固体撮像素子の構成図である。
た固体撮像素子の構成図である。
【図１１】一方の光学部材をパッケージに接着した固体
撮像素子の構成図である。
撮像素子の構成図である。
【図１２】オフセットサンプリング構造を有するカラー
撮像素子において、ＲＧＢの配列の一例を示す説明図で
ある。
撮像素子において、ＲＧＢの配列の一例を示す説明図で
ある。
【図１３】理想的な光学的ローパスフィルタの周波数特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図１４】従来例の光学的ローパスフィルタの構成を示
す概略図である。
す概略図である。
【図１５】従来例の光学的ローパスフィルタによって入
射光線が分離される様子を示す説明図である。
射光線が分離される様子を示す説明図である。
【図１６】従来例の光学的ローパスフィルタの周波数特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
１０ 光学的ローパスフィルタ １１ 第１の光学部材 １２ 第２の光学部材 １３ 固体撮像素子チップ １４ パッケージ ２３，２４，２５ 切り欠き ２６，２７，２８ マーキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三沢 岳志 埼玉県朝霞市泉水３−13−45 富士写真フ イルム株式会社内 (72)発明者 栢沼 康修 埼玉県朝霞市泉水３−13−45 富士写真フ イルム株式会社内 (72)発明者 織本 正明 埼玉県朝霞市泉水３−13−45 富士写真フ イルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA42 BB03 BC21 4M118 AA05 AA10 AB01 FA01 FA06 GC20 HA02 HA23 HA24 5C024 CX14 EX51 EX55 GX22
Claims (4)
- 【請求項１】 水平方向での画素の配列ピッチがＰx 、
垂直方向での画素の配列ピッチがＰy であり、垂直方向
で隣接する水平方向の画素配列が互いに水平方向にＰx
／２のオフセット量でずらされたオフセットサンプリン
グ構造を有する固体撮像素子の前面に配置して用いられ
る光学的ローパスフィルタにおいて、 前記光学的ローパスフィルタは、入射光線を直進光線と
水平方向に対して略４５°方向又は略−４５°方向に指
向する屈折光線に二分する第１の光学部材と、入射光線
を直進光線と水平方向に対して略９０°方向又は略−９
０°方向に指向する屈折光線に二分する第２の光学部材
とを重ね合わせて構成することを特徴とする光学的ロー
パスフィルタ。 - 【請求項２】前記第１の光学部材による２光線の分離幅
をｄ1 、前記第２の光学部材による２光線の分離幅をｄ
2 としたとき、 ｄ1 ≒Ｐx ／√２ Ｐy ≦ｄ2 ≦２・Ｐy の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学的
ローパスフィルタ。 - 【請求項３】 前記第２の光学部材を前記固体撮像素子
の前面に接着し、前記第１の光学部材をその前面に配す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の光学的ローパ
スフィルタ。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の光学部材と、前記固
体撮像素子との一端に切り欠き又はマーキングを形成
し、この切り欠き又はマーキングの位置が揃うようにし
て第１及び第２の光学部材を固体撮像素子の前面に配す
ることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の光
学的ローパスフィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000016848A JP2001209008A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 光学的ローパスフィルタ |
| US09/769,495 US6549336B2 (en) | 2000-01-26 | 2001-01-26 | Optical low pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000016848A JP2001209008A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 光学的ローパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001209008A true JP2001209008A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18543927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000016848A Pending JP2001209008A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 光学的ローパスフィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6549336B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001209008A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008160321A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Casio Comput Co Ltd | レンズ・センサ組み体及びセンサ取付構造並びにレンズ・センサ組み体の製造方法 |
| WO2015198934A1 (ja) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 日本電気硝子株式会社 | 偏光ガラス板及びその製造方法、光アイソレータ用偏光ガラス板セット並びに光アイソレータ用光学素子の製造方法 |
| JP2016009164A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 日本電気硝子株式会社 | 偏光ガラス板、光アイソレータ用偏光ガラス板セット及び光アイソレータ用光学素子の製造方法 |
| JP2016038500A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日本電気硝子株式会社 | 偏光ガラス板の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6627895B2 (en) * | 1998-08-28 | 2003-09-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Radiation image detecting system |
| WO2005019873A2 (en) * | 2003-08-18 | 2005-03-03 | Gentex Corporation | Optical elements related manufacturing methods and assemblies incorporating optical elements |
| EP1758404A4 (en) * | 2004-05-26 | 2010-10-27 | Acutelogic Corp | IMAGING DEVICE |
| JP4902112B2 (ja) * | 2004-11-22 | 2012-03-21 | キヤノン株式会社 | 低域通過フィルタおよび撮像装置 |
| JP4386096B2 (ja) * | 2007-05-18 | 2009-12-16 | ソニー株式会社 | 画像入力処理装置、および、その方法 |
| WO2009066770A1 (ja) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Nikon Corporation | デジタルカメラおよびデジタルカメラシステム |
| US11733171B2 (en) * | 2018-09-11 | 2023-08-22 | Kla Corporation | Light attenuation device for high power UV inspection tool |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4418284A (en) * | 1980-03-17 | 1983-11-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state color-image sensor and process for fabricating the same |
| US5477381A (en) * | 1989-02-02 | 1995-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus having an optical low-pass filter |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000016848A patent/JP2001209008A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-26 US US09/769,495 patent/US6549336B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10202298B2 (en) | 2014-06-26 | 2019-02-12 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Polarizing glass plate and method for manufacturing same, polarizing glass plate set for optical isolator, and method for manufacturing optical element for optical isolator |
| US11365145B2 (en) | 2014-06-26 | 2022-06-21 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Polarizing glass sheet set for optical isolator and method for manufacturing optical element for optical isolator |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010017741A1 (en) | 2001-08-30 |
| US6549336B2 (en) | 2003-04-15 |
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