JP2001290106A - 光学式ローパスフィルタおよび撮像光学系 - Google Patents
光学式ローパスフィルタおよび撮像光学系Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入射する光線がビームスプリッタ等によって
偏光していたとしても、射出される際には、どれも光エ
ネルギー量が均一となるような複数本の光線に分離する
ことができる光学式ローパスフィルタおよび該光学式ロ
ーパスフィルタを備えた撮像光学系を提供すること。 【解決手段】 光学式ローパスフィルタは、画素が規則
的に配列された固体撮像素子に用いられる光学式ローパ
スフィルタであって、該ＬＰＦに入射する光の、画素が
配列されている水平方向への分離幅をδｈ、画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とした場合に、
該光学式ＬＰＦは、光が入射する順に、入射光を、水平
方向を基準として、所定の角度θ方向に、分離幅δｖ×
ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第一の複屈折
板と、入射光を、水平方向を基準として（θ−９０°）
方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光線とに
分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平方向を基準
として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常光線とに分
離する第三の複屈折板と、を有する構成とした。
偏光していたとしても、射出される際には、どれも光エ
ネルギー量が均一となるような複数本の光線に分離する
ことができる光学式ローパスフィルタおよび該光学式ロ
ーパスフィルタを備えた撮像光学系を提供すること。 【解決手段】 光学式ローパスフィルタは、画素が規則
的に配列された固体撮像素子に用いられる光学式ローパ
スフィルタであって、該ＬＰＦに入射する光の、画素が
配列されている水平方向への分離幅をδｈ、画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とした場合に、
該光学式ＬＰＦは、光が入射する順に、入射光を、水平
方向を基準として、所定の角度θ方向に、分離幅δｖ×
ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第一の複屈折
板と、入射光を、水平方向を基準として（θ−９０°）
方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光線とに
分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平方向を基準
として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常光線とに分
離する第三の複屈折板と、を有する構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルカメ
ラ、特に一眼レフタイプのデジタルカメラに使用される
光学式ローパスフィルタおよび、該光学式ローパスフィ
ルタを備えた撮像光学系に関する。
ラ、特に一眼レフタイプのデジタルカメラに使用される
光学式ローパスフィルタおよび、該光学式ローパスフィ
ルタを備えた撮像光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、銀塩フィルムに変わり、ＣＣＤ等
の固体撮像素子で撮影した画像を電気信号に変換し、メ
モリやフロッピー（登録商標）ディスク等に記録するデ
ジタルカメラが普及している。デジタルカメラのよう
に、縦横とも規則的に画素が配列されたＣＣＤ等を撮像
面として使用する場合、隣り合う画素の中心間の距離
（以下、画素ピッチという）よりも細かい画像の成分
（高周波数成分）が撮像面に入射するとモアレ現象や偽
色現象等の不都合が生じてしまう。
の固体撮像素子で撮影した画像を電気信号に変換し、メ
モリやフロッピー（登録商標）ディスク等に記録するデ
ジタルカメラが普及している。デジタルカメラのよう
に、縦横とも規則的に画素が配列されたＣＣＤ等を撮像
面として使用する場合、隣り合う画素の中心間の距離
（以下、画素ピッチという）よりも細かい画像の成分
（高周波数成分）が撮像面に入射するとモアレ現象や偽
色現象等の不都合が生じてしまう。
【０００３】上記諸現象を防ぐため、従来から撮影レン
ズとＣＣＤ等の撮像面との間に光学式ローパスフィルタ
（以下、ＬＰＦ（Low Pass Filter）という）を設け
て、上記高周波数成分を除去し、ＣＣＤ等の撮像面には
低周波数成分のみが入射するようにして画質低下を防い
でいる。
ズとＣＣＤ等の撮像面との間に光学式ローパスフィルタ
（以下、ＬＰＦ（Low Pass Filter）という）を設け
て、上記高周波数成分を除去し、ＣＣＤ等の撮像面には
低周波数成分のみが入射するようにして画質低下を防い
でいる。
【０００４】図９に、従来のデジタルカメラで使用され
ているＬＰＦ１０’の一例を表す。ＬＰＦ１０’は、撮
影レンズ側から水平方向分離複屈折板１、偏光解消板
２、垂直方向分離複屈折板３の順で構成されている。図
９では、説明の便宜上、水平方向分離複屈折板１、偏光
解消板２、垂直方向分離複屈折板３がそれぞれ独立した
状態で描かれているが、実際のＬＰＦ１０’は、それぞ
れ向かい合う面同士が接合され一体化している。なお本
明細書において、説明の便宜上、長方形撮像素子の長辺
方向（一眼レフデジタルカメラの通常使用状態における
カメラボディーの幅方向）のことを水平方向といい、長
方形撮像素子の短辺方向（一眼レフデジタルカメラの通
常使用状態におけるカメラボディーの高さ方向）のこと
を垂直方向という。図９では水平方向をＸ方向と表し、
垂直方向をＹ方向とする。また本明細書では、被写体か
らの光束のうち、特定の光線について説明を行う。
ているＬＰＦ１０’の一例を表す。ＬＰＦ１０’は、撮
影レンズ側から水平方向分離複屈折板１、偏光解消板
２、垂直方向分離複屈折板３の順で構成されている。図
９では、説明の便宜上、水平方向分離複屈折板１、偏光
解消板２、垂直方向分離複屈折板３がそれぞれ独立した
状態で描かれているが、実際のＬＰＦ１０’は、それぞ
れ向かい合う面同士が接合され一体化している。なお本
明細書において、説明の便宜上、長方形撮像素子の長辺
方向（一眼レフデジタルカメラの通常使用状態における
カメラボディーの幅方向）のことを水平方向といい、長
方形撮像素子の短辺方向（一眼レフデジタルカメラの通
常使用状態におけるカメラボディーの高さ方向）のこと
を垂直方向という。図９では水平方向をＸ方向と表し、
垂直方向をＹ方向とする。また本明細書では、被写体か
らの光束のうち、特定の光線について説明を行う。
【０００５】一般に複屈折板は、１本の入射光線を、振
動方向が互いに垂直な振動方向を有する常光線（Ordina
ry ray）と異常光線（Extraordinary ray）との２本の
直線偏光に分離させるという特徴を有する。そして、常
光線と異常光線との間隔、すなわち分離幅は、複屈折板
の厚みに比例することが知られている。具体的には、複
屈折板の材料に人工水晶を用いると、分離幅をｄ、複屈
折板の厚みをｔとすると、 で求めることができる。ここで、ｎｏは常光線の屈折率
を、ｎｅは異常光線の屈折率をそれぞれ表す。
動方向が互いに垂直な振動方向を有する常光線（Ordina
ry ray）と異常光線（Extraordinary ray）との２本の
直線偏光に分離させるという特徴を有する。そして、常
光線と異常光線との間隔、すなわち分離幅は、複屈折板
の厚みに比例することが知られている。具体的には、複
屈折板の材料に人工水晶を用いると、分離幅をｄ、複屈
折板の厚みをｔとすると、 で求めることができる。ここで、ｎｏは常光線の屈折率
を、ｎｅは異常光線の屈折率をそれぞれ表す。
【０００６】従来のＬＰＦ１０’は、入射光線をまず水
平方向分離複屈折板１によって、水平方向に所定の分離
幅で分離する。そして、水平方向分離複屈折板１から射
出された２本の光線の偏光状態を、偏光解消板２によっ
て解消する。偏光解消板２を透過した２本の光線は、自
然光と同様の振動を有する。
平方向分離複屈折板１によって、水平方向に所定の分離
幅で分離する。そして、水平方向分離複屈折板１から射
出された２本の光線の偏光状態を、偏光解消板２によっ
て解消する。偏光解消板２を透過した２本の光線は、自
然光と同様の振動を有する。
【０００７】偏光解消板２から射出された２本の光線
は、続いて垂直方向分離複屈折板３に入射する。そして
各光線は、垂直方向分離複屈折板３によって垂直方向に
分離される。分離された光線は水平方向に偏光された光
線と、垂直方向に偏光された光線とに各々分離される。
このように、入射光線を複数の光線（図９では４本）に
分離して、ＣＣＤ２０に入射させることで、一つの像を
複数にぼかすことができ、撮像される像の空間周波数成
分中、余分な高周波数成分を除去する。
は、続いて垂直方向分離複屈折板３に入射する。そして
各光線は、垂直方向分離複屈折板３によって垂直方向に
分離される。分離された光線は水平方向に偏光された光
線と、垂直方向に偏光された光線とに各々分離される。
このように、入射光線を複数の光線（図９では４本）に
分離して、ＣＣＤ２０に入射させることで、一つの像を
複数にぼかすことができ、撮像される像の空間周波数成
分中、余分な高周波数成分を除去する。
【０００８】上記従来のＬＰＦ１０’を用いた場合、Ｌ
ＰＦ１０’に入射する光線が、自然光のように、特定の
方向に偏光していない光線であれば、各画素に入射する
分離された各点光線の光エネルギー量を均等に配分する
ことができ（光エネルギー量の比１：１：１：１）、余
分な高周波数成分を画像の水平方向、垂直方向で差を生
じることなく均一に除去することができる。
ＰＦ１０’に入射する光線が、自然光のように、特定の
方向に偏光していない光線であれば、各画素に入射する
分離された各点光線の光エネルギー量を均等に配分する
ことができ（光エネルギー量の比１：１：１：１）、余
分な高周波数成分を画像の水平方向、垂直方向で差を生
じることなく均一に除去することができる。
【０００９】ところで近年デジタルカメラにおいても、
一眼レフタイプが存在する。一眼レフデジタルカメラ
は、被写体からの光線を、所定の割合の光量で分割し、
ファインダとＣＣＤ等の固体撮像素子とに導く。そのた
め、光路上、撮影レンズとＬＰＦとの間にビームスプリ
ッタを配置している。
一眼レフタイプが存在する。一眼レフデジタルカメラ
は、被写体からの光線を、所定の割合の光量で分割し、
ファインダとＣＣＤ等の固体撮像素子とに導く。そのた
め、光路上、撮影レンズとＬＰＦとの間にビームスプリ
ッタを配置している。
【００１０】一般にビームスプリッタは、光分割コーテ
ィングが施されている。該コーティングにより分割され
た光は偏光特性を持つ。そのためビームスプリッタ射出
後の分割された光は、全ての振動方向の光エネルギー量
が所定の割合で分割されるのではなく、各振動方向によ
って異なる割合で分割される。このことは、ビームスプ
リッタから射出され固体撮像素子に導かれる光線は、垂
直方向に振動する光エネルギー量と水平方向に振動する
光エネルギー量とが異なった偏光状態にあることを意味
する。なお、分割された２本の光線がそれぞれ有する振
動方向における光エネルギー量の合計の比が、ビームス
プリッタにおける上記所定の割合になる。
ィングが施されている。該コーティングにより分割され
た光は偏光特性を持つ。そのためビームスプリッタ射出
後の分割された光は、全ての振動方向の光エネルギー量
が所定の割合で分割されるのではなく、各振動方向によ
って異なる割合で分割される。このことは、ビームスプ
リッタから射出され固体撮像素子に導かれる光線は、垂
直方向に振動する光エネルギー量と水平方向に振動する
光エネルギー量とが異なった偏光状態にあることを意味
する。なお、分割された２本の光線がそれぞれ有する振
動方向における光エネルギー量の合計の比が、ビームス
プリッタにおける上記所定の割合になる。
【００１１】上記のような偏光状態にある光線が、従来
のＬＰＦ１０’に入射すると、ＬＰＦ射出後の分離され
た光線の光エネルギー量が等しくならない状態や、分離
された光線のうち特定の光線の光エネルギー量が０の状
態になるおそれがある。
のＬＰＦ１０’に入射すると、ＬＰＦ射出後の分離され
た光線の光エネルギー量が等しくならない状態や、分離
された光線のうち特定の光線の光エネルギー量が０の状
態になるおそれがある。
【００１２】各光線の光エネルギー量が均等になるよう
に光束を分離できない状態、あるいは特定の光線の光エ
ネルギー量が０の状態になると、ＣＣＤ２０の隣り合う
画素に入射する光線のエネルギー比が均等でなくなって
しまう。すると、画像の水平方向と垂直方向とで画像を
ぼかす効果に差が生じてしまう。すなわち、高画質な画
像の形成に不要な高周波数成分を、画像の方向によって
は十分に除去することができず、偽色現象等が発生す
る。よって、従来のＬＰＦはビームスプリッタを使用す
る一眼レフデジタルカメラには不適であった。
に光束を分離できない状態、あるいは特定の光線の光エ
ネルギー量が０の状態になると、ＣＣＤ２０の隣り合う
画素に入射する光線のエネルギー比が均等でなくなって
しまう。すると、画像の水平方向と垂直方向とで画像を
ぼかす効果に差が生じてしまう。すなわち、高画質な画
像の形成に不要な高周波数成分を、画像の方向によって
は十分に除去することができず、偽色現象等が発生す
る。よって、従来のＬＰＦはビームスプリッタを使用す
る一眼レフデジタルカメラには不適であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上記の
事情に鑑み、ＬＰＦに入射する光線がビームスプリッタ
等によって偏光していたとしても、ＬＰＦ射出後の各分
離光線のどれも光エネルギー量が均一となるような複数
本の光線に分離して高周波数成分を除去することができ
るＬＰＦおよび該ＬＰＦを備えた撮像光学系を提供する
ことを目的とする。
事情に鑑み、ＬＰＦに入射する光線がビームスプリッタ
等によって偏光していたとしても、ＬＰＦ射出後の各分
離光線のどれも光エネルギー量が均一となるような複数
本の光線に分離して高周波数成分を除去することができ
るＬＰＦおよび該ＬＰＦを備えた撮像光学系を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載のＬＰＦは、画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられるＬＰＦであって、該ＬＰＦに入射する光
の、画素が配列されている水平方向への分離幅をδｈ、
画素が配列されている垂直方向への分離幅をδｖ、とす
る。この場合該光学式ＬＰＦは、光が入射する順に、入
射光を、水平方向を基準として所定の角度θ方向に、分
離幅δｖ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第
一の複屈折板と、入射光を、水平方向を基準として（θ
−９０°）方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異
常光線とに分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平
方向を基準として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常
光線とに分離する第三の複屈折板と、を有することを特
徴とする。但し、０°＜θ＜９０°である。
載のＬＰＦは、画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられるＬＰＦであって、該ＬＰＦに入射する光
の、画素が配列されている水平方向への分離幅をδｈ、
画素が配列されている垂直方向への分離幅をδｖ、とす
る。この場合該光学式ＬＰＦは、光が入射する順に、入
射光を、水平方向を基準として所定の角度θ方向に、分
離幅δｖ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第
一の複屈折板と、入射光を、水平方向を基準として（θ
−９０°）方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異
常光線とに分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平
方向を基準として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常
光線とに分離する第三の複屈折板と、を有することを特
徴とする。但し、０°＜θ＜９０°である。
【００１５】請求項１に記載のＬＰＦによれば、入射前
の光線が偏光状態にあってもＬＰＦにより複数の光線に
分離された状態で射出されるときはどの光線の光エネル
ギー量が均一の状態になる。
の光線が偏光状態にあってもＬＰＦにより複数の光線に
分離された状態で射出されるときはどの光線の光エネル
ギー量が均一の状態になる。
【００１６】本発明にかかるＬＰＦは、上記請求項１に
記載した配置構成のみならず、以下に記載する配置構成
によっても、同様の効果を得ることができる。なお以下
の配置構成においても、請求項１と同様に、ＬＰＦに入
射する光の、画素が配列されている水平方向への分離幅
をδｈ、画素が配列されている垂直方向への分離幅をδ
ｖ、とする。
記載した配置構成のみならず、以下に記載する配置構成
によっても、同様の効果を得ることができる。なお以下
の配置構成においても、請求項１と同様に、ＬＰＦに入
射する光の、画素が配列されている水平方向への分離幅
をδｈ、画素が配列されている垂直方向への分離幅をδ
ｖ、とする。
【００１７】請求項２に記載のＬＰＦは、入射光を、水
平方向を基準として、所定の角度θ方向に、分離幅｜δ
ｖ×ｓｉｎθ｜で常光線と異常光線とに分離する第一の
複屈折板と、入射光を、水平方向を基準として（θ＋９
０°）方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光
線とに分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平方向
を基準として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常光線
とに分離する第三の複屈折板と、を光が入射する順に配
置する構成にしている。但し、−９０°＜θ＜０°であ
る。
平方向を基準として、所定の角度θ方向に、分離幅｜δ
ｖ×ｓｉｎθ｜で常光線と異常光線とに分離する第一の
複屈折板と、入射光を、水平方向を基準として（θ＋９
０°）方向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光
線とに分離する第二の複屈折板と、入射光を、水平方向
を基準として０°方向に分離幅δｈで常光線と異常光線
とに分離する第三の複屈折板と、を光が入射する順に配
置する構成にしている。但し、−９０°＜θ＜０°であ
る。
【００１８】請求項３に記載のＬＰＦは、入射光を、水
平方向を基準として、所定の角度θ方向に分離幅δｈ×
ｃｏｓθで分離する第一の複屈折板と、入射光を、水平
方向を基準として（θ＋９０°）方向に、分離幅δｈ×
ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第二の複屈折
板と、入射光を、水平方向を基準として９０°方向に分
離幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折
板と、を光が入射する順に配置する構成にしている。但
し、０°＜θ＜９０°である。
平方向を基準として、所定の角度θ方向に分離幅δｈ×
ｃｏｓθで分離する第一の複屈折板と、入射光を、水平
方向を基準として（θ＋９０°）方向に、分離幅δｈ×
ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第二の複屈折
板と、入射光を、水平方向を基準として９０°方向に分
離幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折
板と、を光が入射する順に配置する構成にしている。但
し、０°＜θ＜９０°である。
【００１９】請求項４に記載のＬＰＦは、入射光を、水
平方向を基準として、所定の角度θ方向に分離幅｜δｈ
×ｃｏｓθ｜で分離する第一の複屈折板と、入射光を、
水平方向を基準として（θ−９０°）方向に、分離幅δ
ｈ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第二の複
屈折板と、入射光を、水平方向を基準として９０°方向
に分離幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複
屈折板と、を光が入射する順に配置する構成にした。但
し、９０°＜θ＜１８０°である。
平方向を基準として、所定の角度θ方向に分離幅｜δｈ
×ｃｏｓθ｜で分離する第一の複屈折板と、入射光を、
水平方向を基準として（θ−９０°）方向に、分離幅δ
ｈ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分離する第二の複
屈折板と、入射光を、水平方向を基準として９０°方向
に分離幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複
屈折板と、を光が入射する順に配置する構成にした。但
し、９０°＜θ＜１８０°である。
【００２０】ここで、ＬＰＦに入射する光線は、水平方
向と垂直方向とでエネルギーレベルが異なっていても、
必ず分離された光線における各光エネルギー量は全て均
一にすることができる（請求項８）。
向と垂直方向とでエネルギーレベルが異なっていても、
必ず分離された光線における各光エネルギー量は全て均
一にすることができる（請求項８）。
【００２１】また、請求項９に記載のＬＰＦは、第一の
複屈折板または第三の複屈折板における、空気と接する
面に赤外光をカットするコーティングを施すことを特徴
とする。これにより、撮像光学系における被写体からの
光の光路上に赤外光を除去するための部材を別途設ける
必要がなくなり、撮像光学系の構成を簡素化することが
できる。
複屈折板または第三の複屈折板における、空気と接する
面に赤外光をカットするコーティングを施すことを特徴
とする。これにより、撮像光学系における被写体からの
光の光路上に赤外光を除去するための部材を別途設ける
必要がなくなり、撮像光学系の構成を簡素化することが
できる。
【００２２】請求項１０に記載の撮像光学系は、撮像装
置に用いられる撮像光学系であって、水平方向の画素ピ
ッチＰｈ、垂直方向の画素ピッチＰｖで規則正しく配列
された画素を有する固体撮像素子と、該固体撮像素子
に、像を形成させる撮影レンズ群と、請求項１から請求
項９のいずれかに記載のＬＰＦと、を有することを特徴
としている。
置に用いられる撮像光学系であって、水平方向の画素ピ
ッチＰｈ、垂直方向の画素ピッチＰｖで規則正しく配列
された画素を有する固体撮像素子と、該固体撮像素子
に、像を形成させる撮影レンズ群と、請求項１から請求
項９のいずれかに記載のＬＰＦと、を有することを特徴
としている。
【００２３】ここで上記撮像装置は、被写体からの光を
固体撮像素子に導かれる光と所定の光学系に導かれる光
とに分岐する分岐手段をさらに有するものでもよく、そ
の場合、上記ＬＰＦは、光路上分岐手段と固体撮像素子
との間に配置されることが望ましい（請求項１１）。上
記所定の光学系は、例えばファインダ光学系である（請
求項１２）。
固体撮像素子に導かれる光と所定の光学系に導かれる光
とに分岐する分岐手段をさらに有するものでもよく、そ
の場合、上記ＬＰＦは、光路上分岐手段と固体撮像素子
との間に配置されることが望ましい（請求項１１）。上
記所定の光学系は、例えばファインダ光学系である（請
求項１２）。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一眼レフデジタ
ルカメラにおける撮像光学系１００の概略構成を表す図
である。撮像光学系１００は、被写体からの光線が入射
する順に、撮影レンズ群３０、ビームスプリッタ４０、
ＬＰＦ１０、赤外光カットフィルタ５０、ＣＣＤ２０を
有する。ＣＣＤ２０は、画素が水平方向および垂直方向
に規則的に配列されている。
ルカメラにおける撮像光学系１００の概略構成を表す図
である。撮像光学系１００は、被写体からの光線が入射
する順に、撮影レンズ群３０、ビームスプリッタ４０、
ＬＰＦ１０、赤外光カットフィルタ５０、ＣＣＤ２０を
有する。ＣＣＤ２０は、画素が水平方向および垂直方向
に規則的に配列されている。
【００２５】なお以下の説明で参照する図面において
も、図９同様、Ｘ方向が水平方向を表し、Ｙ方向が垂直
方向を表す（図１、図２、図４〜図７）。また、本明細
書に記載される角度は、通常使用状態の一眼レフデジタ
ルカメラを正面からみた場合に、水平方向を基準（０
°）にして、反時計回りに計った角度を正、時計回りに
計った角度を負として説明する。
も、図９同様、Ｘ方向が水平方向を表し、Ｙ方向が垂直
方向を表す（図１、図２、図４〜図７）。また、本明細
書に記載される角度は、通常使用状態の一眼レフデジタ
ルカメラを正面からみた場合に、水平方向を基準（０
°）にして、反時計回りに計った角度を正、時計回りに
計った角度を負として説明する。
【００２６】まず本発明にかかるＬＰＦ１０について詳
しく説明する。図１に示すように、ＬＰＦ１０は、ビー
ムスプリッタ４０を透過した光線が入射する順に第一の
複屈折板４、第二の複屈折板５、第三の複屈折板６が配
置され接合されている。
しく説明する。図１に示すように、ＬＰＦ１０は、ビー
ムスプリッタ４０を透過した光線が入射する順に第一の
複屈折板４、第二の複屈折板５、第三の複屈折板６が配
置され接合されている。
【００２７】図２は、ＬＰＦ１０に入射した光線の分離
状態を第一から第三の複屈折板４〜６を透過する毎に表
した図である。図２において、太線で囲まれた四角形は
それぞれＣＣＤ２０の画素の大きさを表している。なお
本実施形態において使用するＣＣＤ２０の画素ピッチ
は、水平方向においてＰｈ、垂直方向においてＰｖとす
る（図２Ａ参照）。また、分離された各光線がＣＣＤ２
０の各画素に受光されるために必要とされる水平方向の
分離幅をδｈとし、垂直方向の分離幅をδｖとする（図
２Ｂ、Ｃ参照）。
状態を第一から第三の複屈折板４〜６を透過する毎に表
した図である。図２において、太線で囲まれた四角形は
それぞれＣＣＤ２０の画素の大きさを表している。なお
本実施形態において使用するＣＣＤ２０の画素ピッチ
は、水平方向においてＰｈ、垂直方向においてＰｖとす
る（図２Ａ参照）。また、分離された各光線がＣＣＤ２
０の各画素に受光されるために必要とされる水平方向の
分離幅をδｈとし、垂直方向の分離幅をδｖとする（図
２Ｂ、Ｃ参照）。
【００２８】また図２では、第一の複屈折板４には、水
平方向（０°）から＋４５°方向に分離幅ｄ１だけ分離
させる複屈折板を、第二の複屈折板５には、水平方向か
ら−４５°方向に分離幅ｄ２だけ分離させる複屈折板
を、第三の複屈折板６には水平方向に分離幅δｈだけ分
離させる複屈折板を接合したＬＰＦ１０を使用した分離
状態を表している。
平方向（０°）から＋４５°方向に分離幅ｄ１だけ分離
させる複屈折板を、第二の複屈折板５には、水平方向か
ら−４５°方向に分離幅ｄ２だけ分離させる複屈折板
を、第三の複屈折板６には水平方向に分離幅δｈだけ分
離させる複屈折板を接合したＬＰＦ１０を使用した分離
状態を表している。
【００２９】水平方向に振動する光エネルギー量と垂直
方向に振動する光エネルギー量との比が１：１ではなく
偏光状態にある光線がＬＰＦ１０に入射すると、図２Ａ
に示すように、まず第一の複屈折板（４５°板）４によ
って２本の光線に分離される。具体的には、入射光線
は、分離方向（＋４５°）と垂直な振動方向（−４５
°）を有し第一の複屈折板４内を直進する常光線Ｌ１
と、分離方向と同一の振動方向を有し分離方向に所定の
分離幅ｄ１だけずれてから直進する異常光線Ｌ２とに分
離される。
方向に振動する光エネルギー量との比が１：１ではなく
偏光状態にある光線がＬＰＦ１０に入射すると、図２Ａ
に示すように、まず第一の複屈折板（４５°板）４によ
って２本の光線に分離される。具体的には、入射光線
は、分離方向（＋４５°）と垂直な振動方向（−４５
°）を有し第一の複屈折板４内を直進する常光線Ｌ１
と、分離方向と同一の振動方向を有し分離方向に所定の
分離幅ｄ１だけずれてから直進する異常光線Ｌ２とに分
離される。
【００３０】第一の複屈折板４は、入射光線を、水平方
向と垂直方向とのちょうど中間に当たる−４５°方向に
振動する光線Ｌ１と＋４５°方向に振動する光線Ｌ２と
に分離するため、水平方向に振動する光エネルギー量と
垂直方向に振動する光エネルギー量との比が１：１にな
い状態の光線が入射した場合であっても、分離後の各光
線Ｌ１、Ｌ２の光エネルギー量の比は１：１になる。光
エネルギー量の比が均等な状態の光線Ｌ１および光線Ｌ
２は、次に第二の複屈折板５に入射する。
向と垂直方向とのちょうど中間に当たる−４５°方向に
振動する光線Ｌ１と＋４５°方向に振動する光線Ｌ２と
に分離するため、水平方向に振動する光エネルギー量と
垂直方向に振動する光エネルギー量との比が１：１にな
い状態の光線が入射した場合であっても、分離後の各光
線Ｌ１、Ｌ２の光エネルギー量の比は１：１になる。光
エネルギー量の比が均等な状態の光線Ｌ１および光線Ｌ
２は、次に第二の複屈折板５に入射する。
【００３１】図４Ｂに示すように、光線Ｌ２は＋４５°
方向にのみ振動する直線偏光であるため、分離方向（−
４５°）と垂直な振動方向（＋４５°）を有し第二の複
屈折板５内を直進する常光線Ｌ３のみが現れる。すなわ
ち、分離方向と同一の振動方向における光エネルギー量
が０であるため、異常光線は発生しない。一方、光線Ｌ
１は、−４５°方向にのみ振動する直線偏光であるた
め、分離方向と垂直な振動方向における光エネルギー量
は０となり、常光線は発生しない。よって、分離方向と
同一の振動方向を有する異常光線Ｌ４のみが、分離方向
に所定の分離幅ｄ ２だけずれてから直進する状態で現れ
る。
方向にのみ振動する直線偏光であるため、分離方向（−
４５°）と垂直な振動方向（＋４５°）を有し第二の複
屈折板５内を直進する常光線Ｌ３のみが現れる。すなわ
ち、分離方向と同一の振動方向における光エネルギー量
が０であるため、異常光線は発生しない。一方、光線Ｌ
１は、−４５°方向にのみ振動する直線偏光であるた
め、分離方向と垂直な振動方向における光エネルギー量
は０となり、常光線は発生しない。よって、分離方向と
同一の振動方向を有する異常光線Ｌ４のみが、分離方向
に所定の分離幅ｄ ２だけずれてから直進する状態で現れ
る。
【００３２】第一の複屈折板４および第二の複屈折板５
によって発生する光線Ｌ１〜Ｌ４までの関係について、
図３を参照しつつさらに詳述する。
によって発生する光線Ｌ１〜Ｌ４までの関係について、
図３を参照しつつさらに詳述する。
【００３３】図３に示すように、第一の複屈折板４によ
って、入射光線は常光線Ｌ１と異常光線Ｌ２とに分割さ
れる。光線Ｌ１と光線Ｌ２間の線分（線分Ｌ１Ｌ２）の
長さを分離幅ｄ１とする。また線分Ｌ１Ｌ２が水平方向
に対して成す角度を分離方向θ１とする。同様に光線Ｌ
１と光線Ｌ４間の線分（線分Ｌ１Ｌ４）の長さを分離幅
ｄ２とし、線分Ｌ１Ｌ４が水平方向に対して成す角度を
分離方向θ２とする。角度θ２は、（θ１−９０°）で
表すことができる。
って、入射光線は常光線Ｌ１と異常光線Ｌ２とに分割さ
れる。光線Ｌ１と光線Ｌ２間の線分（線分Ｌ１Ｌ２）の
長さを分離幅ｄ１とする。また線分Ｌ１Ｌ２が水平方向
に対して成す角度を分離方向θ１とする。同様に光線Ｌ
１と光線Ｌ４間の線分（線分Ｌ１Ｌ４）の長さを分離幅
ｄ２とし、線分Ｌ１Ｌ４が水平方向に対して成す角度を
分離方向θ２とする。角度θ２は、（θ１−９０°）で
表すことができる。
【００３４】ここで図３中、光線Ｌ１からの異常光線Ｌ
４および光線Ｌ２からの常光線Ｌ３が第二の複屈折板５
によって分割されたものである。線分Ｌ１Ｌ２と線分Ｌ
１Ｌ４とが成す角度は直角である。さらに光線Ｌ３と光
線Ｌ４間の線分（線分Ｌ３Ｌ４）は垂直方向と平行な状
態にあり、その長さは垂直方向の分離幅δＶに等しい。
以上より、垂直方向の分離幅δＶと分離幅ｄ１とは以下
の式（２）の関係を有する。 但し、０°＜θ１＜９０°である。同様に、垂直方向の
分離幅δＶと分離幅ｄ１とは以下の式（３）の関係を有
する。
４および光線Ｌ２からの常光線Ｌ３が第二の複屈折板５
によって分割されたものである。線分Ｌ１Ｌ２と線分Ｌ
１Ｌ４とが成す角度は直角である。さらに光線Ｌ３と光
線Ｌ４間の線分（線分Ｌ３Ｌ４）は垂直方向と平行な状
態にあり、その長さは垂直方向の分離幅δＶに等しい。
以上より、垂直方向の分離幅δＶと分離幅ｄ１とは以下
の式（２）の関係を有する。 但し、０°＜θ１＜９０°である。同様に、垂直方向の
分離幅δＶと分離幅ｄ１とは以下の式（３）の関係を有
する。
【００３５】図２に示す実施形態では、θ１が＋４５°
（従って、θ２＝（θ１−９０°）＝−４５°）である
ため、第一の複屈折板４における所定の分離幅ｄ１およ
び第二の複屈折板５における分離幅ｄ２は、以下の式に
よって求められる。
（従って、θ２＝（θ１−９０°）＝−４５°）である
ため、第一の複屈折板４における所定の分離幅ｄ１およ
び第二の複屈折板５における分離幅ｄ２は、以下の式に
よって求められる。
【００３６】第一の複屈折板４の厚みは、上記の式より
求められたｄ１を（１）式に代入することにより求めら
れる。同様に第二の複屈折板５の厚みは、上記の式より
求められたｄ２を（１）式に代入することで求められ
る。
求められたｄ１を（１）式に代入することにより求めら
れる。同様に第二の複屈折板５の厚みは、上記の式より
求められたｄ２を（１）式に代入することで求められ
る。
【００３７】上述のように、第二の複屈折板５では、入
射する光線Ｌ１および光線Ｌ２を再度分離しているが、
どちらの光線も、第二の複屈折板５により分離された一
方の光線の光エネルギー量が０であるため、第二の複屈
折板５を透過する光線Ｌ３および光線Ｌ４の光エネルギ
ー量は、光線Ｌ１や光線Ｌ２の光エネルギー量から変化
することはない。よって、光線Ｌ３と光線Ｌ４との光エ
ネルギー量の比は１：１である。しかも、第一の複屈折
板４および第二の複屈折板５の作用により、２本の光線
Ｌ３、Ｌ４は、垂直方向に分離幅ｄ３だけ分離された状
態にある。ここでｄ３は、 となり、δｖだけ分離した状態が得られる。２本の光線
Ｌ３、Ｌ４は、続いて第三の複屈折板６に入射する。
射する光線Ｌ１および光線Ｌ２を再度分離しているが、
どちらの光線も、第二の複屈折板５により分離された一
方の光線の光エネルギー量が０であるため、第二の複屈
折板５を透過する光線Ｌ３および光線Ｌ４の光エネルギ
ー量は、光線Ｌ１や光線Ｌ２の光エネルギー量から変化
することはない。よって、光線Ｌ３と光線Ｌ４との光エ
ネルギー量の比は１：１である。しかも、第一の複屈折
板４および第二の複屈折板５の作用により、２本の光線
Ｌ３、Ｌ４は、垂直方向に分離幅ｄ３だけ分離された状
態にある。ここでｄ３は、 となり、δｖだけ分離した状態が得られる。２本の光線
Ｌ３、Ｌ４は、続いて第三の複屈折板６に入射する。
【００３８】図２Ｃに示すように、＋４５°方向にのみ
振動する直線偏光である光線Ｌ３は、第三の複屈折板６
によって、分離方向（０°）と垂直な振動方向（＋９０
°）を有し第三の複屈折板６内を直進する常光線Ｌ５
と、分離方向と同一の振動方向を有し分離方向に所定の
分離幅δｈだけずれてから直進する異常光線Ｌ６とに分
離される。同様に、−４５°方向にのみ振動する直線偏
光である光線Ｌ４も、分離方向と垂直な振動方向を有し
第三の複屈折板６内を直進する常光線Ｌ７と、分離方向
と同一の振動方向を有し分離方向に所定の分離幅δｈだ
けずれてから直進する異常光線Ｌ８とに分離される。
振動する直線偏光である光線Ｌ３は、第三の複屈折板６
によって、分離方向（０°）と垂直な振動方向（＋９０
°）を有し第三の複屈折板６内を直進する常光線Ｌ５
と、分離方向と同一の振動方向を有し分離方向に所定の
分離幅δｈだけずれてから直進する異常光線Ｌ６とに分
離される。同様に、−４５°方向にのみ振動する直線偏
光である光線Ｌ４も、分離方向と垂直な振動方向を有し
第三の複屈折板６内を直進する常光線Ｌ７と、分離方向
と同一の振動方向を有し分離方向に所定の分離幅δｈだ
けずれてから直進する異常光線Ｌ８とに分離される。
【００３９】なお、第三の複屈折板６の厚みは、δｈが
得られるように厚みを決める。これは（４）式で求めら
れたｄ３を（１）式に代入することで求められる。
得られるように厚みを決める。これは（４）式で求めら
れたｄ３を（１）式に代入することで求められる。
【００４０】第三の複屈折板６は、入射する各光線Ｌ
３、Ｌ４を、＋４５°方向と−４５°方向とのちょうど
中間に当たる垂直方向に振動する各光線Ｌ５、Ｌ７と、
同じく中間に当たる水平方向に振動する各光線Ｌ６、Ｌ
８とに分離することができる。そのため、分離後の各光
線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８の光エネルギー量の比は１：
１：１：１になる。すなわちＬＰＦ１０は、被写体から
の光線が有する余分な高周波数成分を画像の水平方向、
垂直方向で差を生じることなく均一に除去することがで
きる。
３、Ｌ４を、＋４５°方向と−４５°方向とのちょうど
中間に当たる垂直方向に振動する各光線Ｌ５、Ｌ７と、
同じく中間に当たる水平方向に振動する各光線Ｌ６、Ｌ
８とに分離することができる。そのため、分離後の各光
線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８の光エネルギー量の比は１：
１：１：１になる。すなわちＬＰＦ１０は、被写体から
の光線が有する余分な高周波数成分を画像の水平方向、
垂直方向で差を生じることなく均一に除去することがで
きる。
【００４１】以上を式で表す。Ｌ３の光エネルギーをＥ
１、Ｌ４の光エネルギーをＥ２、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ
８の光エネルギーをそれぞれＥａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄと
し、ＬＰＦ１０への入射光が水平方向にα、垂直方向に
βの強度をもつ偏光した光である場合、 となり、分離された４つの光線Ｌ５〜Ｌ８のそれぞれの
光エネルギーＥａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄは等しくなる。
１、Ｌ４の光エネルギーをＥ２、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ
８の光エネルギーをそれぞれＥａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄと
し、ＬＰＦ１０への入射光が水平方向にα、垂直方向に
βの強度をもつ偏光した光である場合、 となり、分離された４つの光線Ｌ５〜Ｌ８のそれぞれの
光エネルギーＥａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄは等しくなる。
【００４２】次に、上記ＬＰＦ１０を備えた撮像光学系
１００において、被写体からの光線がＣＣＤ２０に受光
されるまでを、図１を参照しつつ概説する。
１００において、被写体からの光線がＣＣＤ２０に受光
されるまでを、図１を参照しつつ概説する。
【００４３】被写体からの光線は、撮影レンズ群３０を
介してビームスプリッタ４０に入射する。ビームスプリ
ッタ４０は、ハーフミラー面４１において、例えば入射
光線の光量の約７０〜８０％を透過してＣＣＤ２０へ導
くと同時に、約２０〜３０％を反射して図示しないファ
インダ光学系に導くことができる。ここで、ＣＣＤ２０
よりもファインダ光学系に導かれる光線の光量を少なく
するのは、ファインダ光学系に導かれる光線の光量は、
ファインダ光学系のアイピースによって被写体の構図を
決定するために必要な量であれば十分足りるからであ
る。逆にＣＣＤ２０は、受光面で受光した光量に対応す
る信号を図示しない画像処理部に送信することから、ビ
ームスプリッタ４０は、ファインダ側で問題がない限
り、可能な限り多くの光量をＣＣＤ５に与えるように入
射光線を分岐することが望ましい。
介してビームスプリッタ４０に入射する。ビームスプリ
ッタ４０は、ハーフミラー面４１において、例えば入射
光線の光量の約７０〜８０％を透過してＣＣＤ２０へ導
くと同時に、約２０〜３０％を反射して図示しないファ
インダ光学系に導くことができる。ここで、ＣＣＤ２０
よりもファインダ光学系に導かれる光線の光量を少なく
するのは、ファインダ光学系に導かれる光線の光量は、
ファインダ光学系のアイピースによって被写体の構図を
決定するために必要な量であれば十分足りるからであ
る。逆にＣＣＤ２０は、受光面で受光した光量に対応す
る信号を図示しない画像処理部に送信することから、ビ
ームスプリッタ４０は、ファインダ側で問題がない限
り、可能な限り多くの光量をＣＣＤ５に与えるように入
射光線を分岐することが望ましい。
【００４４】ここでビームスプリッタ４０を透過した光
線は、既に述べた通り、水平方向の光エネルギー量と垂
直方向の光エネルギー量とが同一でない、いわゆる偏光
状態にある。
線は、既に述べた通り、水平方向の光エネルギー量と垂
直方向の光エネルギー量とが同一でない、いわゆる偏光
状態にある。
【００４５】偏光状態にある光線は、ビームスプリッタ
４０から射出された後、ＬＰＦ１０に入射する。ＬＰＦ
１０は、上述したように偏光状態にある光線を光エネル
ギー量が等しい４本の光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８に分
離する。該４本の光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８は、ＬＰ
Ｆ１０から射出され赤外カットフィルタ５０を介してＣ
ＣＤ２０の互いに隣り合う画素に入射する。
４０から射出された後、ＬＰＦ１０に入射する。ＬＰＦ
１０は、上述したように偏光状態にある光線を光エネル
ギー量が等しい４本の光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８に分
離する。該４本の光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８は、ＬＰ
Ｆ１０から射出され赤外カットフィルタ５０を介してＣ
ＣＤ２０の互いに隣り合う画素に入射する。
【００４６】なお赤外カットフィルタ５０は、入射する
光線に含まれる、画質を低下させる一因になる赤外成分
を除去して、赤外光にも感度があるＣＣＤ２０であって
も画質を低下させずに高画質の像を撮影できるようにし
ている。
光線に含まれる、画質を低下させる一因になる赤外成分
を除去して、赤外光にも感度があるＣＣＤ２０であって
も画質を低下させずに高画質の像を撮影できるようにし
ている。
【００４７】ＣＣＤ２０の画素は、ＬＰＦ１０から射出
された光エネルギー量が均等な各光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
７、Ｌ８を受光する。ここでＣＣＤ２０は、入射する光
線の光エネルギー量にのみ対応して電気信号を発生させ
るものであって、入射する光線の振動方向による影響は
受けない。ＣＣＤ２０は、高周波数成分による色モアレ
現象等を生じることなく像を撮影することができる。
された光エネルギー量が均等な各光線Ｌ５、Ｌ６、Ｌ
７、Ｌ８を受光する。ここでＣＣＤ２０は、入射する光
線の光エネルギー量にのみ対応して電気信号を発生させ
るものであって、入射する光線の振動方向による影響は
受けない。ＣＣＤ２０は、高周波数成分による色モアレ
現象等を生じることなく像を撮影することができる。
【００４８】以上が本発明の実施形態である。本発明は
上記実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しな
い範囲で様々な変形が可能である。以下、いくつかの変
形例を挙げる。
上記実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しな
い範囲で様々な変形が可能である。以下、いくつかの変
形例を挙げる。
【００４９】上述した実施形態では、ＬＰＦ１０は、＋
４５°方向に分離幅ｄ１だけ分離させる複屈折板（第一
の複屈折板４）と、−４５°方向に分離幅ｄ２だけ分離
させる複屈折板（第二の複屈折板５）と、水平方向（０
°）に分離幅δｈだけ分離させる複屈折板（第三の複屈
折板６）とから構成されたものを使用している。しか
し、ＬＰＦ１０の構成はこれらに限定されるものではな
い。
４５°方向に分離幅ｄ１だけ分離させる複屈折板（第一
の複屈折板４）と、−４５°方向に分離幅ｄ２だけ分離
させる複屈折板（第二の複屈折板５）と、水平方向（０
°）に分離幅δｈだけ分離させる複屈折板（第三の複屈
折板６）とから構成されたものを使用している。しか
し、ＬＰＦ１０の構成はこれらに限定されるものではな
い。
【００５０】以下、ＬＰＦ１０の変形例を図４から図６
を参照しつつ三つ説明する。図４から図６は、配置構成
を変形したＬＰＦを用いた場合における分離状態を表し
た図である。
を参照しつつ三つ説明する。図４から図６は、配置構成
を変形したＬＰＦを用いた場合における分離状態を表し
た図である。
【００５１】図４に示す第一の変形例では、第一の複屈
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
４とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１＋９０°）、ｄ５とする。但し、−
９０°＜θ１＜０°である。さらに、第三の複屈折板に
おける分離方向および分離幅をそれぞれ０°、δｈとす
る。ここで、分離幅ｄ４、ｄ５は、以下の式（５）、
（６）によって求めることができる。 但し、−９０°＜θ１＜０°である。
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
４とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１＋９０°）、ｄ５とする。但し、−
９０°＜θ１＜０°である。さらに、第三の複屈折板に
おける分離方向および分離幅をそれぞれ０°、δｈとす
る。ここで、分離幅ｄ４、ｄ５は、以下の式（５）、
（６）によって求めることができる。 但し、−９０°＜θ１＜０°である。
【００５２】図４では、第一の変形例においてθ１を−
４５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態を
図示する。該分離状態の説明については、上述した図２
での説明とほぼ同一であるので省略する。なお図４にお
いて、画素ピッチ（Ｐｈ、Ｐｖ）、分離幅（δｖ、
δｈ）等は全て図２と同じ値である。以下に説明する図
５、図６も同様である。
４５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態を
図示する。該分離状態の説明については、上述した図２
での説明とほぼ同一であるので省略する。なお図４にお
いて、画素ピッチ（Ｐｈ、Ｐｖ）、分離幅（δｖ、
δｈ）等は全て図２と同じ値である。以下に説明する図
５、図６も同様である。
【００５３】図５に示す第二の変形例では、第一の複屈
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
６とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１＋９０°）、ｄ７とする。但し、０
°＜θ１＜９０°である。さらに、第三の複屈折板にお
ける分離方向および分離幅をそれぞれ＋９０°、δｖと
する。ここで、分離幅ｄ６、ｄ７は、以下の式（７）、
（８）によって求めることができる。 但し、０°＜θ１＜９０°である。
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
６とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１＋９０°）、ｄ７とする。但し、０
°＜θ１＜９０°である。さらに、第三の複屈折板にお
ける分離方向および分離幅をそれぞれ＋９０°、δｖと
する。ここで、分離幅ｄ６、ｄ７は、以下の式（７）、
（８）によって求めることができる。 但し、０°＜θ１＜９０°である。
【００５４】図５では、第一の変形例においてθ１を＋
４５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態を
図示する。該分離状態の説明については、上述した図２
での説明とほぼ同一であるので省略する。
４５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態を
図示する。該分離状態の説明については、上述した図２
での説明とほぼ同一であるので省略する。
【００５５】図６に示す第二の変形例では、第一の複屈
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
８とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１−９０°）、ｄ９とする。但し、９
０°＜θ１＜１８０°である。さらに、第三の複屈折板
における分離方向および分離幅をそれぞれ＋９０°、δ
ｖとする。ここで、分離幅ｄ８、ｄ９は、以下の式
（９）、（１０）によって求めることができる。 但し、９０°＜θ１＜１８０°である。
折板における分離方向および分離幅をそれぞれθ１、ｄ
８とする。第二の複屈折板における分離方向および分離
幅をそれぞれ（θ１−９０°）、ｄ９とする。但し、９
０°＜θ１＜１８０°である。さらに、第三の複屈折板
における分離方向および分離幅をそれぞれ＋９０°、δ
ｖとする。ここで、分離幅ｄ８、ｄ９は、以下の式
（９）、（１０）によって求めることができる。 但し、９０°＜θ１＜１８０°である。
【００５６】図６では、第一の変形例においてθ１を＋
１３５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態
を図示する。該分離状態の説明については、上述した図
２での説明とほぼ同一であるので省略する。
１３５°に設定したＬＰＦにおける入射光線の分離状態
を図示する。該分離状態の説明については、上述した図
２での説明とほぼ同一であるので省略する。
【００５７】図５と図６でそれぞれ使用しているＬＰＦ
の場合、入射光線を第一の複屈折板および第二の複屈折
板で、まず水平方向へδｈだけ分離した後（図５Ａ、図
５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ）、第三の複屈折板で垂直方向へ
δｖだけ分離して計４本のエネルギー比が均等な光線を
作り出している（図５Ｃ、図６Ｃ）。この点、先に垂直
方向への分離を行うことを特徴とする、図２および図４
におけるＬＰＦと異なる。
の場合、入射光線を第一の複屈折板および第二の複屈折
板で、まず水平方向へδｈだけ分離した後（図５Ａ、図
５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ）、第三の複屈折板で垂直方向へ
δｖだけ分離して計４本のエネルギー比が均等な光線を
作り出している（図５Ｃ、図６Ｃ）。この点、先に垂直
方向への分離を行うことを特徴とする、図２および図４
におけるＬＰＦと異なる。
【００５８】また上述した様々な分離角度に関しては全
て、ＬＰＦ１０の余分な高周波数成分を除去するという
機能を最大限に発揮できる状態での値を記している。従
って、例えばＬＰＦ１０の製造工程において生じてしま
う誤差等は、許容範囲内として考える。
て、ＬＰＦ１０の余分な高周波数成分を除去するという
機能を最大限に発揮できる状態での値を記している。従
って、例えばＬＰＦ１０の製造工程において生じてしま
う誤差等は、許容範囲内として考える。
【００５９】上記実施形態では、光路上ＬＰＦ１０の後
方に赤外カットフィルタ５０を設けて、赤外光がＣＣＤ
２０に入射しないようにしている。しかし赤外カットフ
ィルタ５０を設けずに、ＬＰＦ１０に赤外光をカットす
る機能を持たせることも可能である。図７では、第一の
複屈折板６の空気に接する面に赤外光をカットするコー
ティング５０’を施した状態にあるＬＰＦ１０を備えた
撮像光学系１００を表している。なお赤外光をカットす
るためのコーティングは、ＬＰＦ１０において、第一の
複屈折板４または第三の複屈折板６のいずれか一方もし
くは両方の空気に接する面に施すことが可能である。
方に赤外カットフィルタ５０を設けて、赤外光がＣＣＤ
２０に入射しないようにしている。しかし赤外カットフ
ィルタ５０を設けずに、ＬＰＦ１０に赤外光をカットす
る機能を持たせることも可能である。図７では、第一の
複屈折板６の空気に接する面に赤外光をカットするコー
ティング５０’を施した状態にあるＬＰＦ１０を備えた
撮像光学系１００を表している。なお赤外光をカットす
るためのコーティングは、ＬＰＦ１０において、第一の
複屈折板４または第三の複屈折板６のいずれか一方もし
くは両方の空気に接する面に施すことが可能である。
【００６０】ところでＣＣＤ２０の画素数が増加すれば
するほど、必要とされる分離幅は小さくなるため、第一
から第三の複屈折板４〜６の厚みは薄くなる。そのた
め、上記実施形態におけるＬＰＦ１０は、第一から第三
の複屈折板４〜６のみで構成されているが、図８に示す
ように、ＬＰＦ１０全体の厚みを一定にするために所定
の厚みを有するダミーガラス６０を挿入することも可能
である。ダミーガラス６０を挿入することにより、ＬＰ
Ｆ１０の厚みが一定になり種々の分離幅を持つＬＰＦ１
０に対して撮像レンズおよび構造の共通化を図ることが
できる。すなわち、様々な画素数のＣＣＤに対応するこ
とができる。
するほど、必要とされる分離幅は小さくなるため、第一
から第三の複屈折板４〜６の厚みは薄くなる。そのた
め、上記実施形態におけるＬＰＦ１０は、第一から第三
の複屈折板４〜６のみで構成されているが、図８に示す
ように、ＬＰＦ１０全体の厚みを一定にするために所定
の厚みを有するダミーガラス６０を挿入することも可能
である。ダミーガラス６０を挿入することにより、ＬＰ
Ｆ１０の厚みが一定になり種々の分離幅を持つＬＰＦ１
０に対して撮像レンズおよび構造の共通化を図ることが
できる。すなわち、様々な画素数のＣＣＤに対応するこ
とができる。
【００６１】
【発明の効果】上述の通り本発明のＬＰＦは、入射光線
をそれぞれ所定の方向に所定の分離幅を与えつつ分離す
ることができる３枚の複屈折板を所定の順序で接合する
ことにより、入射する光線が偏光状態にあっても、どれ
も光エネルギー量が均一となるような複数本の光線に分
離することができる。
をそれぞれ所定の方向に所定の分離幅を与えつつ分離す
ることができる３枚の複屈折板を所定の順序で接合する
ことにより、入射する光線が偏光状態にあっても、どれ
も光エネルギー量が均一となるような複数本の光線に分
離することができる。
【図１】本発明のデジタルカメラの撮像光学系の概略図
である。
である。
【図２】本発明のＬＰＦを用いた場合の光線の分離状態
を表した図である。
を表した図である。
【図３】本発明のＬＰＦを用いた場合の光線の分離に関
する説明図である。
する説明図である。
【図４】本発明のＬＰＦを用いた場合の光線の分離状態
を表した図である。
を表した図である。
【図５】本発明のＬＰＦを用いた場合の光線の分離状態
を表した図である。
を表した図である。
【図６】本発明のＬＰＦを用いた場合の光線の分離状態
を表した図である。
を表した図である。
【図７】赤外カット用のコーティングを施したＬＰＦを
備えたデジタルカメラの撮像光学系の概略図である。
備えたデジタルカメラの撮像光学系の概略図である。
【図８】ダミーガラスを接合したＬＰＦを表した図であ
る。
る。
【図９】従来のＬＰＦを表した図である。
１０ ＬＰＦ ４ 第一の複屈折板 ５ 第二の複屈折板 ６ 第三の複屈折板 ２０ ＣＣＤ ３０ 撮影レンズ群 ４０ ビームスプリッタ ５０ 赤外カットフィルタ １００ 撮像光学系
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０４Ｎ 101:00
Claims (14)
- 【請求項１】 画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられる光学式ローパスフィルタであって、前記光
学式ローパスフィルタに入射する光の、前記画素が配列
されている水平方向への分離幅をδｈ、前記画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とすると、 入射光を、前記水平方向を基準として所定の角度θ、但
し０°＜θ＜９０°とする、方向に、分離幅δｖ×ｓｉ
ｎθで常光線と異常光線とに分離する第一の複屈折板
と、 入射光を、前記水平方向を基準として（θ−９０°）方
向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光線とに分
離する第二の複屈折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として０°方向に分離幅
δｈで常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折板
と、を光が入射する順に配置したことを特徴とする光学
式ローパスフィルタ。 - 【請求項２】 画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられる光学式ローパスフィルタであって、前記光
学式ローパスフィルタに入射する光の、前記画素が配列
されている水平方向への分離幅をδｈ、前記画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とした場合、 入射光を、前記水平方向を基準として所定の角度θ、但
し−９０°＜θ＜０°とする、方向に、分離幅｜δｖ×
ｓｉｎθ｜で常光線と異常光線とに分離する第一の複屈
折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として（θ＋９０°）方
向に、分離幅δｖ×ｃｏｓθで常光線と異常光線とに分
離する第二の複屈折板と、 入射光を、水平方向を基準として０°方向に分離幅δｈ
で常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折板と、を
光が入射する順に配置したことを特徴とする光学式ロー
パスフィルタ。 - 【請求項３】 画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられる光学式ローパスフィルタであって、前記光
学式ローパスフィルタに入射する光の、前記画素が配列
されている水平方向への分離幅をδｈ、前記画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とした場合、 入射光を、前記水平方向を基準として所定の角度θ、但
し０°＜θ＜９０°とする、方向に分離幅δｈ×ｃｏｓ
θで分離する第一の複屈折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として（θ＋９０°）方
向に、分離幅δｈ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分
離する第二の複屈折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として９０°方向に分離
幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折板
と、を光が入射する順に配置したことを特徴とする光学
式ローパスフィルタ。 - 【請求項４】 画素が規則的に配列された固体撮像素子
に用いられる光学式ローパスフィルタであって、前記光
学式ローパスフィルタに入射する光の、前記画素が配列
されている水平方向への分離幅をδｈ、前記画素が配列
されている垂直方向への分離幅をδｖ、とした場合、 入射光を、前記水平方向を基準として所定の角度θ、但
し９０°＜θ＜１８０°とする、方向に分離幅｜δｈ×
ｃｏｓθ｜で分離する第一の複屈折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として（θ−９０°）方
向に、分離幅δｈ×ｓｉｎθで常光線と異常光線とに分
離する第二の複屈折板と、 入射光を、前記水平方向を基準として９０°方向に分離
幅δｖで常光線と異常光線とに分離する第三の複屈折板
と、を光が入射する順に配置したことを特徴とする光学
式ローパスフィルタ。 - 【請求項５】 前記所定の角度θは、略４５°であるこ
とを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の光学
式ローパスフィルタ。 - 【請求項６】 前記所定の角度θは、略−４５°である
ことを特徴とする、請求項２に記載の光学式ローパスフ
ィルタ。 - 【請求項７】 前記所定の角度θは、略１３５°である
ことを特徴とする、請求項４に記載の光学式ローパスフ
ィルタ。 - 【請求項８】 前記入射光は、前記水平方向と前記垂直
方向とでエネルギーレベルが異なることを特徴とする請
求項１から請求項７のいずれかに記載の光学式ローパス
フィルタ。 - 【請求項９】 前記第一の複屈折板または前記第三の複
屈折板の、空気と接する面に赤外光をカットするコーテ
ィングが施してあることを特徴とする請求項１から請求
項８のいずれかに記載の光学式ローパスフィルタ。 - 【請求項１０】 撮像装置に用いられる撮像光学系であ
って、 水平方向の画素ピッチＰｈ、垂直方向の画素ピッチＰｖ
で規則正しく配列された画素を有する固体撮像素子と、 前記固体撮像素子に、像を形成させる撮影レンズと、 請求項１から請求項９のいずれかに記載の光学式ローパ
スフィルタと、を有することを特徴とする撮像光学系。 - 【請求項１１】 前記撮像装置は、被写体からの光を前
記固体撮像素子に導かれる光と所定の光学系に導かれる
光とに分岐する分岐手段をさらに有するもので、 前記光学式ローパスフィルタは、前記分岐手段と前記固
体撮像素子との間の光路上に配置されることを特徴とす
る請求項１０に記載の撮像光学系。 - 【請求項１２】 前記所定の光学系は、ファインダ光学
系であることを特徴とする請求項１１に記載の撮像光学
系。 - 【請求項１３】 前記水平方向への分離幅δｈと前記垂
直方向への分離幅δ ｖと前記水平方向の画素ピッチＰｈ
と前記垂直方向の画素ピッチＰｖとは互いに等しいこと
を特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記
載の撮像光学系。 - 【請求項１４】 前記光学式ローパスフィルタは、前記
水平方向への分離幅δｈおよび前記垂直方向への分離幅
δｖが変化しても常に全体の厚みが一定の厚みを有する
ように、所定の厚みを有するダミーガラスをさらに有す
ることを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれ
かに記載の撮像光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001020074A JP2001290106A (ja) | 2000-01-31 | 2001-01-29 | 光学式ローパスフィルタおよび撮像光学系 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-21039 | 2000-01-31 | ||
| JP2000021039 | 2000-01-31 | ||
| JP2001020074A JP2001290106A (ja) | 2000-01-31 | 2001-01-29 | 光学式ローパスフィルタおよび撮像光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001290106A true JP2001290106A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=26584435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001020074A Withdrawn JP2001290106A (ja) | 2000-01-31 | 2001-01-29 | 光学式ローパスフィルタおよび撮像光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001290106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102953A1 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Olympus Corporation | Lens-interchangeable digital camera system |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001020074A patent/JP2001290106A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102953A1 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Olympus Corporation | Lens-interchangeable digital camera system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061204 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070314 |