JP2002281515A - 撮像光学系および撮像装置 - Google Patents
撮像光学系および撮像装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/131—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing infrared wavelengths
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 逆光時や光源が画面内に存在する場合に、多
層膜からなるＩＲカットフィルタが関与して画面内に赤
く色付いたゴーストが発生する。 【解決手段】 多層膜からなる赤外カットフィルタ２１
と、波長による選択的な透過性を有するカラーフィルタ
６と、撮像素子７とを有する撮像光学系において、カラ
ーフィルタ（６１）を５８０ｎｍから６５０ｎｍの波長
域において透過率のピークを有するものとし、赤外カッ
トフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長域での透過率
が波長増加方向にて初めて５０％となる波長の近傍域に
おいて、赤外カットフィルタの透過率よりもカラーフィ
ルタの透過率が低くなるようにする。
層膜からなるＩＲカットフィルタが関与して画面内に赤
く色付いたゴーストが発生する。 【解決手段】 多層膜からなる赤外カットフィルタ２１
と、波長による選択的な透過性を有するカラーフィルタ
６と、撮像素子７とを有する撮像光学系において、カラ
ーフィルタ（６１）を５８０ｎｍから６５０ｎｍの波長
域において透過率のピークを有するものとし、赤外カッ
トフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長域での透過率
が波長増加方向にて初めて５０％となる波長の近傍域に
おいて、赤外カットフィルタの透過率よりもカラーフィ
ルタの透過率が低くなるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ
等の２次元固体撮像素子を使用するデジタルスチルカメ
ラあるいはビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像
光学系に関するものである。
等の２次元固体撮像素子を使用するデジタルスチルカメ
ラあるいはビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像
光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】撮像装置には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の２
次元的に画素が等ピッチで並べられている固体撮像素子
を含む撮像光学系が多用されている。
次元的に画素が等ピッチで並べられている固体撮像素子
を含む撮像光学系が多用されている。
【０００３】図３および図４には、従来の撮像光学系の
構成を示している。これらの図において、３１は撮影レ
ンズであり、３２は光学ローパスフィルタである。光学
ローパスフィルタ３２の撮影レンズ側の表面には、多層
膜からなるＩＲ（赤外）カットコート３８が形成されて
おり、この光学ローパスフィルタ３２はＩＲカットフィ
ルタを兼ねている。
構成を示している。これらの図において、３１は撮影レ
ンズであり、３２は光学ローパスフィルタである。光学
ローパスフィルタ３２の撮影レンズ側の表面には、多層
膜からなるＩＲ（赤外）カットコート３８が形成されて
おり、この光学ローパスフィルタ３２はＩＲカットフィ
ルタを兼ねている。
【０００４】３７はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子であ
り、この撮像素子３７における撮影レンズ側には、撮影
レンズ側から撮像素子側に向かって順に、オンチップマ
イクロレンズ３５とカラーフィルタ３６とが配置されて
いる。なお、これら撮像素子３７、オンチップマイクロ
レンズ３５およびカラーフィルタ３６はパッケージ３３
およびセンサカバーガラス３４によって密閉されてい
る。
り、この撮像素子３７における撮影レンズ側には、撮影
レンズ側から撮像素子側に向かって順に、オンチップマ
イクロレンズ３５とカラーフィルタ３６とが配置されて
いる。なお、これら撮像素子３７、オンチップマイクロ
レンズ３５およびカラーフィルタ３６はパッケージ３３
およびセンサカバーガラス３４によって密閉されてい
る。
【０００５】このように構成される撮像光学系におい
て、撮影レンズ３１に入射した撮影光は撮影レンズ３１
で集光作用を受け、オンチップマイクロレンズ３５によ
って撮像素子３７の個々の受光部（画素）に向けてさら
に集光される。そして、カラーフィルタ３６で個々の受
光部に対する色光に分光されて撮像素子３７の各受光部
に効率良く入射する。
て、撮影レンズ３１に入射した撮影光は撮影レンズ３１
で集光作用を受け、オンチップマイクロレンズ３５によ
って撮像素子３７の個々の受光部（画素）に向けてさら
に集光される。そして、カラーフィルタ３６で個々の受
光部に対する色光に分光されて撮像素子３７の各受光部
に効率良く入射する。
【０００６】カラーフィルタ３６は、図５に示すよう
に、撮像素子３７の各々の受光部に対して設けられた、
赤透過フィルタ（Ｒ）６１，緑透過フィルタ（Ｇ）６２
および青透過フィルタ（Ｂ）６３から構成されている。
各フィルタ６１〜６３には、波長に応じて選択的に光を
透過する物質が設けられている。このため、各々の受光
部には、原色フィルタではＲＧＢに分光された色光とな
って入射する。なお、図５に示すように、カラーフィル
タ３６は、ベイヤ方式のカラーフィルタ配列がなされて
いる。
に、撮像素子３７の各々の受光部に対して設けられた、
赤透過フィルタ（Ｒ）６１，緑透過フィルタ（Ｇ）６２
および青透過フィルタ（Ｂ）６３から構成されている。
各フィルタ６１〜６３には、波長に応じて選択的に光を
透過する物質が設けられている。このため、各々の受光
部には、原色フィルタではＲＧＢに分光された色光とな
って入射する。なお、図５に示すように、カラーフィル
タ３６は、ベイヤ方式のカラーフィルタ配列がなされて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の撮像光
学系は、通常の撮影条件においては問題なく使われてい
るが、逆光時や光源が画面内に存在する場合には、ＩＲ
カットコート３８が関与して画面内に赤く色付いた違和
感のあるゴーストが発生し、画像の品位を損ねるという
欠点がある。
学系は、通常の撮影条件においては問題なく使われてい
るが、逆光時や光源が画面内に存在する場合には、ＩＲ
カットコート３８が関与して画面内に赤く色付いた違和
感のあるゴーストが発生し、画像の品位を損ねるという
欠点がある。
【０００８】その１つは、図３に示すような光路で発生
するゴーストである。すなわち、夜景撮影において画面
内に電燈のような強い光源がある場合に、撮像素子３７
に向かう光１０１の一部が光学ローパスフィルタ３２の
表面のＩＲカットコート３８で反射し、撮影レンズ３１
内のいずれかのレンズ面で反射してさらにＩＲカットコ
ート３８を透過し、ゴースト光となって撮像素子３７に
入射するものである。
するゴーストである。すなわち、夜景撮影において画面
内に電燈のような強い光源がある場合に、撮像素子３７
に向かう光１０１の一部が光学ローパスフィルタ３２の
表面のＩＲカットコート３８で反射し、撮影レンズ３１
内のいずれかのレンズ面で反射してさらにＩＲカットコ
ート３８を透過し、ゴースト光となって撮像素子３７に
入射するものである。
【０００９】ここで、このゴーストが赤く色付く理由に
ついて説明する。ＩＲカットコート３８は図７に示すよ
うな分光透過率を持っているが、反射時の分光反射率は
１００％から分光透過率を引いた値となり、ちょうど５
０％のラインを中心に上下反転したような分光特性とな
る。
ついて説明する。ＩＲカットコート３８は図７に示すよ
うな分光透過率を持っているが、反射時の分光反射率は
１００％から分光透過率を引いた値となり、ちょうど５
０％のラインを中心に上下反転したような分光特性とな
る。
【００１０】ゴースト光の分光特性は、 （分光透過率）×（分光反射率） で計算される。図８に、波長毎にゴースト光の分光特性
をプロットしたものを示す。この図に示すように、ＩＲ
カットコート３８の透過率がほぼ１００％に近く特性が
フラットな可視光領域と、透過率がほぼ０％に近い紫外
および赤外領域では上記式で計算されるゴースト光の強
度は極めて小さい。
をプロットしたものを示す。この図に示すように、ＩＲ
カットコート３８の透過率がほぼ１００％に近く特性が
フラットな可視光領域と、透過率がほぼ０％に近い紫外
および赤外領域では上記式で計算されるゴースト光の強
度は極めて小さい。
【００１１】しかしながら、ＩＲカットコート３８の透
過率が５０％となる波長では、反射率も５０％なので、
上記式で計算されるゴースト光の強度は２５％と極めて
大きな値となる。
過率が５０％となる波長では、反射率も５０％なので、
上記式で計算されるゴースト光の強度は２５％と極めて
大きな値となる。
【００１２】このような分光特性を持ったゴースト光が
カラーフィルタ３６を透過して撮像素子３７の受光部に
入射すると、短波長側の強度の大きな光はカラーフィル
タ３６での透過率が低いため、ゴースト光の強度は極め
て小さくなる。
カラーフィルタ３６を透過して撮像素子３７の受光部に
入射すると、短波長側の強度の大きな光はカラーフィル
タ３６での透過率が低いため、ゴースト光の強度は極め
て小さくなる。
【００１３】一方、長波長側の強度の大きな光は赤色透
過フィルタ６１が赤外側の透過を阻止しないため、赤外
光の透過率が高くなり、ゴースト光の強度が極めて大き
くなる。そして、この結果、赤色を帯びた強いゴースト
となって撮像されてしまう。
過フィルタ６１が赤外側の透過を阻止しないため、赤外
光の透過率が高くなり、ゴースト光の強度が極めて大き
くなる。そして、この結果、赤色を帯びた強いゴースト
となって撮像されてしまう。
【００１４】これにより、画面中心に対して光源と点対
称の位置に、銀塩写真では見られない赤い違和感のある
ゴーストが現れることになる。
称の位置に、銀塩写真では見られない赤い違和感のある
ゴーストが現れることになる。
【００１５】もう１つのゴーストは、図４に示すような
光路で発生するゴーストである。すなわち、夜景撮影に
おいて電燈のような強い光源がある場合に、撮像素子３
７に向かう光１０２の一部がオンチップマイクロレンズ
３５の表面で反射し、続いて光学ローパスフィルタ３２
の表面のＩＲカットコート３８で反射し、さらにＩＲカ
ットコート３８を透過してゴースト光となって撮像素子
３７に入射するものである。
光路で発生するゴーストである。すなわち、夜景撮影に
おいて電燈のような強い光源がある場合に、撮像素子３
７に向かう光１０２の一部がオンチップマイクロレンズ
３５の表面で反射し、続いて光学ローパスフィルタ３２
の表面のＩＲカットコート３８で反射し、さらにＩＲカ
ットコート３８を透過してゴースト光となって撮像素子
３７に入射するものである。
【００１６】オンチップマイクロレンズ３５はマイクロ
レンズが規則的に並んだ構造を持っているため、オンチ
ップマイクロレンズ３５の表面で反射した光は、反射と
同時に回折も起こし、回折パターンを呈する。
レンズが規則的に並んだ構造を持っているため、オンチ
ップマイクロレンズ３５の表面で反射した光は、反射と
同時に回折も起こし、回折パターンを呈する。
【００１７】このゴーストは、先に述べたＩＲカットコ
ート３８と撮影レンズ３１のレンズ面とでの相互反射に
よる赤い色を帯びたゴーストと同じ理由で赤く色付く。
従って、このオンチップマイクロレンズ３５とＩＲカッ
トコート３８が関与するゴーストは、赤色を帯びた回折
パターン模様を有するものとして光源の回りに発生し、
銀塩写真では見られない赤い違和感のあるゴーストにな
る。
ート３８と撮影レンズ３１のレンズ面とでの相互反射に
よる赤い色を帯びたゴーストと同じ理由で赤く色付く。
従って、このオンチップマイクロレンズ３５とＩＲカッ
トコート３８が関与するゴーストは、赤色を帯びた回折
パターン模様を有するものとして光源の回りに発生し、
銀塩写真では見られない赤い違和感のあるゴーストにな
る。
【００１８】なお、ＩＲカットフィルタには上記のよう
な反射タイプのもののほか、吸収タイプのものもあり、
吸収タイプのものを用いれば、このようなゴーストの発
生をなくすることは可能である。
な反射タイプのもののほか、吸収タイプのものもあり、
吸収タイプのものを用いれば、このようなゴーストの発
生をなくすることは可能である。
【００１９】但し、一般に吸収タイプのＩＲカットフィ
ルタは反射タイプのものに比べて光軸方向厚さが厚く、
撮像装置の小型化を図る上で好ましくないという問題が
ある。
ルタは反射タイプのものに比べて光軸方向厚さが厚く、
撮像装置の小型化を図る上で好ましくないという問題が
ある。
【００２０】そこで、本発明は、反射型の赤外カットフ
ィルタを用いながらも上記のようなゴーストの発生を低
減させ、逆光時等の撮影においても高い品位の撮影画像
が得られるようにした撮像光学系を提供することを目的
としている。
ィルタを用いながらも上記のようなゴーストの発生を低
減させ、逆光時等の撮影においても高い品位の撮影画像
が得られるようにした撮像光学系を提供することを目的
としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１の発明では、多層膜からなる赤外カットフ
ィルタと、波長による選択的な透過性を有するカラーフ
ィルタと、撮像素子とを有する撮像光学系において、カ
ラーフィルタを５８０ｎｍから６５０ｎｍの波長域にお
いて透過率のピークを有するものとし、赤外カットフィ
ルタにおける６００ｎｍ以上の波長域での透過率が波長
増加方向にて初めて５０％となる波長の近傍域におい
て、赤外カットフィルタの透過率よりもカラーフィルタ
の透過率が低くなるようにしている。
め、本願第１の発明では、多層膜からなる赤外カットフ
ィルタと、波長による選択的な透過性を有するカラーフ
ィルタと、撮像素子とを有する撮像光学系において、カ
ラーフィルタを５８０ｎｍから６５０ｎｍの波長域にお
いて透過率のピークを有するものとし、赤外カットフィ
ルタにおける６００ｎｍ以上の波長域での透過率が波長
増加方向にて初めて５０％となる波長の近傍域におい
て、赤外カットフィルタの透過率よりもカラーフィルタ
の透過率が低くなるようにしている。
【００２２】また、本願第２の発明では、多層膜からな
る赤外カットフィルタと、波長による選択的な透過性を
有するカラーフィルタと、撮像素子とを有する撮像光学
系において、カラーフィルタを５８０ｎｍから６５０ｎ
ｍの波長域において透過率のピークを有するものとし、
赤外カットフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長域で
の透過率が波長増加方向にて初めて５０％となる波長を
λD50 とし、カラーフィルタにおける６００ｎｍ以上の
波長域での透過率が波長増加方向にて初めて２５％より
低くなる波長をλR25 としたときに、カラーフィルタ
および赤外カットフィルタのそれぞれの分光特性が、 λR25 ＜λD50 …（１） を満足するようにしている。
る赤外カットフィルタと、波長による選択的な透過性を
有するカラーフィルタと、撮像素子とを有する撮像光学
系において、カラーフィルタを５８０ｎｍから６５０ｎ
ｍの波長域において透過率のピークを有するものとし、
赤外カットフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長域で
の透過率が波長増加方向にて初めて５０％となる波長を
λD50 とし、カラーフィルタにおける６００ｎｍ以上の
波長域での透過率が波長増加方向にて初めて２５％より
低くなる波長をλR25 としたときに、カラーフィルタ
および赤外カットフィルタのそれぞれの分光特性が、 λR25 ＜λD50 …（１） を満足するようにしている。
【００２３】これら第１および第２の発明により、赤外
カットフィルタ面での撮影光の反射によるゴースト（例
えば、赤外カットフィルタ面と撮影レンズのレンズ面で
の相互反射によるゴーストや赤外カットフィルタ面と撮
像素子上のマイクロレンズ表面との相互反射によるゴー
スト）をカラーフィルタで低減させることが可能であ
る。
カットフィルタ面での撮影光の反射によるゴースト（例
えば、赤外カットフィルタ面と撮影レンズのレンズ面で
の相互反射によるゴーストや赤外カットフィルタ面と撮
像素子上のマイクロレンズ表面との相互反射によるゴー
スト）をカラーフィルタで低減させることが可能であ
る。
【００２４】特に、上記（１）式を満たすように分光特
性を設定することにより、上記ゴーストを十分に目立ち
にくいレベルにまで低減させることが可能となる。つま
り、λR25 がλD50 よりも大きくなると、上記ゴース
トを低減させることはできるが、ゴーストが目立ち易く
なる可能性がある。
性を設定することにより、上記ゴーストを十分に目立ち
にくいレベルにまで低減させることが可能となる。つま
り、λR25 がλD50 よりも大きくなると、上記ゴース
トを低減させることはできるが、ゴーストが目立ち易く
なる可能性がある。
【００２５】なお、赤外カットフィルタにおける６００
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が、 ６５０ｎｍ＜λD50 ＜７８０ｎｍ …（２） を満足するようにするとよい。
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が、 ６５０ｎｍ＜λD50 ＜７８０ｎｍ …（２） を満足するようにするとよい。
【００２６】波長λD50 が式（２）の下限値を超えて短
波長側になると、赤色の光量が少なくなり、色再現性に
問題を生ずるようになる。一方、上限値を超えて長波長
側になると、カラーフィルタの透過率が再び増加する領
域になるため、赤外光によるかぶりを生ずるようにな
る。
波長側になると、赤色の光量が少なくなり、色再現性に
問題を生ずるようになる。一方、上限値を超えて長波長
側になると、カラーフィルタの透過率が再び増加する領
域になるため、赤外光によるかぶりを生ずるようにな
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である撮像光学系の構成を示してい
る。これらの図において、１は撮影レンズであり、２は
光学ローパスフィルタである。光学ローパスフィルタ２
の撮影レンズ側の表面には、多層膜からなるＩＲ（赤
外）カットコート２１が形成されており、この光学ロー
パスフィルタ２はＩＲカットフィルタを兼ねている。
明の第１実施形態である撮像光学系の構成を示してい
る。これらの図において、１は撮影レンズであり、２は
光学ローパスフィルタである。光学ローパスフィルタ２
の撮影レンズ側の表面には、多層膜からなるＩＲ（赤
外）カットコート２１が形成されており、この光学ロー
パスフィルタ２はＩＲカットフィルタを兼ねている。
【００２８】なお、ＩＲカットコート２１はいわゆる反
射タイプのＩＲカットフィルタであり、一般に厚い吸収
タイプのＩＲカットフィルタを用いる場合に比べて、Ｉ
Ｒカットフィルタの配置スペースを小さくすることがで
き、本実施形態の撮像光学系ひいてはこれを搭載する撮
像装置の小型化を図ることができる。
射タイプのＩＲカットフィルタであり、一般に厚い吸収
タイプのＩＲカットフィルタを用いる場合に比べて、Ｉ
Ｒカットフィルタの配置スペースを小さくすることがで
き、本実施形態の撮像光学系ひいてはこれを搭載する撮
像装置の小型化を図ることができる。
【００２９】７はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子であ
り、この撮像素子７における撮影レンズ側には、撮影レ
ンズ側から撮像素子側に向かって順に、オンチップマイ
クロレンズ５とカラーフィルタ６とが配置されている。
なお、これら撮像素子７、オンチップマイクロレンズ５
およびカラーフィルタ６はパッケージ３およびセンサカ
バーガラス４によって密閉されている。
り、この撮像素子７における撮影レンズ側には、撮影レ
ンズ側から撮像素子側に向かって順に、オンチップマイ
クロレンズ５とカラーフィルタ６とが配置されている。
なお、これら撮像素子７、オンチップマイクロレンズ５
およびカラーフィルタ６はパッケージ３およびセンサカ
バーガラス４によって密閉されている。
【００３０】このように構成される撮像光学系におい
て、撮影レンズ１に入射した撮影光は撮影レンズ１で集
光作用を受け、オンチップマイクロレンズ５によって撮
像素子７の個々の受光部（画素）に向けてさらに集光さ
れる。そして、カラーフィルタ６で個々の受光部に対す
る色光に分光されて撮像素子７の各受光部に効率良く入
射する。
て、撮影レンズ１に入射した撮影光は撮影レンズ１で集
光作用を受け、オンチップマイクロレンズ５によって撮
像素子７の個々の受光部（画素）に向けてさらに集光さ
れる。そして、カラーフィルタ６で個々の受光部に対す
る色光に分光されて撮像素子７の各受光部に効率良く入
射する。
【００３１】カラーフィルタ６は、図５にて説明したも
のと同じものであり、撮像素子７の各々の受光部に、波
長に応じて選択的に光を透過する物質が設けられて構成
されており、赤透過フィルタ（Ｒ）６１、緑透過フィル
タ（Ｇ）６２および青透過フィルタ（Ｂ）６３がある。
このため、各々の受光部には、原色フィルタではＲＧＢ
に分光された色光となって入射する。
のと同じものであり、撮像素子７の各々の受光部に、波
長に応じて選択的に光を透過する物質が設けられて構成
されており、赤透過フィルタ（Ｒ）６１、緑透過フィル
タ（Ｇ）６２および青透過フィルタ（Ｂ）６３がある。
このため、各々の受光部には、原色フィルタではＲＧＢ
に分光された色光となって入射する。
【００３２】図２には、本実施形態のＩＲカットコート
２１とカラーフィルタ６の分光特性を示している。２６
はＩＲカットコート２１、６８は赤透過フィルタ６１、
６６は緑透過フィルタ６２、６５は青透過フィルタ６３
の分光特性である。
２１とカラーフィルタ６の分光特性を示している。２６
はＩＲカットコート２１、６８は赤透過フィルタ６１、
６６は緑透過フィルタ６２、６５は青透過フィルタ６３
の分光特性である。
【００３３】図２に示すように、本実施形態では、ＩＲ
カットコート２１の分光特性を、６００ｎｍ以上の波長
域での透過率が初めてピーク値の５０％となる波長、す
なわち半値を持つ波長λD50 を６７５ｎｍにするよう設
定されている。
カットコート２１の分光特性を、６００ｎｍ以上の波長
域での透過率が初めてピーク値の５０％となる波長、す
なわち半値を持つ波長λD50 を６７５ｎｍにするよう設
定されている。
【００３４】また、カラーフィルタ６のうち原色の赤色
に対する透過領域である赤色透過フィルタ６１における
６００ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値の
２５％となる波長λR25 を６７０ｎｍに設定している。
に対する透過領域である赤色透過フィルタ６１における
６００ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値の
２５％となる波長λR25 を６７０ｎｍに設定している。
【００３５】すなわち、 λR25 ＜λD50 …（１） を満たしている。
【００３６】つまり、波長λD50 の近傍波長域（例え
ば、６３０ｎｍから７５０ｎｍの範囲）での赤色透過フ
ィルタ６１の透過率がＩＲカットコート２１の透過率よ
りも低くなっている。
ば、６３０ｎｍから７５０ｎｍの範囲）での赤色透過フ
ィルタ６１の透過率がＩＲカットコート２１の透過率よ
りも低くなっている。
【００３７】本実施形態によれば、半値を持つ波長λ
D50 （＝６７５ｎｍ）におけるＩＲカットコート２１と
撮影レンズ１のレンズ面での相互反射による赤い色を帯
びたゴースト光の強度は入射光の２５％であるが、赤色
透過フィルタ６１の透過率がほぼ２５％なので、撮像素
子７で受光されるゴースト光の強度は入射光の６％と実
質的には目立たない強度になる。図８には、点線１０
５′により本実施形態におけるゴースト光の強度分布を
示している。
D50 （＝６７５ｎｍ）におけるＩＲカットコート２１と
撮影レンズ１のレンズ面での相互反射による赤い色を帯
びたゴースト光の強度は入射光の２５％であるが、赤色
透過フィルタ６１の透過率がほぼ２５％なので、撮像素
子７で受光されるゴースト光の強度は入射光の６％と実
質的には目立たない強度になる。図８には、点線１０
５′により本実施形態におけるゴースト光の強度分布を
示している。
【００３８】また、本実施形態では、きわめて薄いＩＲ
カットコート２１を用いているため、例えば厚みを持っ
た平行平板で発生する球面収差、非点収差、色収差を少
なくすることができ、高画質を保つことができる。特
に、銀塩用の一眼レフレックスカメラと交換レンズを共
用するデジタル一眼レフレックスカメラではこの効果が
大きい。
カットコート２１を用いているため、例えば厚みを持っ
た平行平板で発生する球面収差、非点収差、色収差を少
なくすることができ、高画質を保つことができる。特
に、銀塩用の一眼レフレックスカメラと交換レンズを共
用するデジタル一眼レフレックスカメラではこの効果が
大きい。
【００３９】しかも、ＩＲカットコート２１を光学ロー
パスフィルタ２の表面に形成しているので、ＩＲカット
フィルタを設けるために部材数が増加することがなく、
コストアップが極めて少なく、安価な撮像光学系および
撮像装置を実現することができる。
パスフィルタ２の表面に形成しているので、ＩＲカット
フィルタを設けるために部材数が増加することがなく、
コストアップが極めて少なく、安価な撮像光学系および
撮像装置を実現することができる。
【００４０】また、カラーフィルタ６を反射タイプと吸
収タイプとで比べた場合、カラーフィルタ６がコーティ
ングタイプの透過反射タイプであると、カラーフィルタ
６への光の入射角度によって反射光の分光特性が変化す
るため、結果的にゴーストが生じてしまうという可能性
がある。従って、カラーフィルタ６は波長による選択的
な透過吸収性を有するものがより好ましい。以下の実施
形態でも同様である。
収タイプとで比べた場合、カラーフィルタ６がコーティ
ングタイプの透過反射タイプであると、カラーフィルタ
６への光の入射角度によって反射光の分光特性が変化す
るため、結果的にゴーストが生じてしまうという可能性
がある。従って、カラーフィルタ６は波長による選択的
な透過吸収性を有するものがより好ましい。以下の実施
形態でも同様である。
【００４１】（第２実施形態）本発明の第２実施形態と
して、λR25 に対してλD50 を第１実施形態のものより
もさらに長波長側に寄せ、ＩＲカットコート２１におけ
る６００ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値
の５０％となる波長、すなわち半値を持つ波長λD50 を
７００ｎｍに、カラーフィルタ６のうち原色の赤色に対
する透過領域である赤色透過フィルタ６１における６０
０ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値の２５
％となる波長λR25 を６７０ｎｍに設定してもよい。
して、λR25 に対してλD50 を第１実施形態のものより
もさらに長波長側に寄せ、ＩＲカットコート２１におけ
る６００ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値
の５０％となる波長、すなわち半値を持つ波長λD50 を
７００ｎｍに、カラーフィルタ６のうち原色の赤色に対
する透過領域である赤色透過フィルタ６１における６０
０ｎｍ以上の波長域での透過率が初めてピーク値の２５
％となる波長λR25 を６７０ｎｍに設定してもよい。
【００４２】この場合も、 λR25 ＜λD50 …（１） を満たし、波長λD50 の近傍波長域での赤色透過フィル
タ６１の透過率がＩＲカットコート２１の透過率よりも
低くなっている。
タ６１の透過率がＩＲカットコート２１の透過率よりも
低くなっている。
【００４３】本実施形態でも、ＩＲカットコート２１と
撮影レンズ１のレンズ面での相互反射による赤い色を帯
びたゴースト光の強度は入射光の２５％であるが、赤色
透過フィルタ６１の透過率がほぼ５％なので、撮像素子
７で受光されるゴースト光の強度は入射光の１％とな
り、上記第１実施形態の場合よりもさらにゴーストが目
立たなくなる。
撮影レンズ１のレンズ面での相互反射による赤い色を帯
びたゴースト光の強度は入射光の２５％であるが、赤色
透過フィルタ６１の透過率がほぼ５％なので、撮像素子
７で受光されるゴースト光の強度は入射光の１％とな
り、上記第１実施形態の場合よりもさらにゴーストが目
立たなくなる。
【００４４】（第３実施形態）上記第１および第２実施
形態において、ＩＲカットコート２１を構成する多層膜
は、所望の分光特性を得ようとすると３０層〜４０層と
いう膨大な膜構成になるが、これを２つの面に分離すれ
ば、それぞれの膜の層数を１５〜２０層程度に減らすこ
とができる。本実施形態によれば、膜の総数自体に変化
はないが、片面は２０層程度と薄くできるので、片面が
４０層の場合に比べて膜同士の密着性がよくなる。
形態において、ＩＲカットコート２１を構成する多層膜
は、所望の分光特性を得ようとすると３０層〜４０層と
いう膨大な膜構成になるが、これを２つの面に分離すれ
ば、それぞれの膜の層数を１５〜２０層程度に減らすこ
とができる。本実施形態によれば、膜の総数自体に変化
はないが、片面は２０層程度と薄くできるので、片面が
４０層の場合に比べて膜同士の密着性がよくなる。
【００４５】本発明は、このような構成のＩＲカットコ
ートに対しても適用することができる。
ートに対しても適用することができる。
【００４６】（第４実施形態）上記第１および第２実施
形態では、ＩＲカットコート２１を撮像素子７の近傍に
配置された光学ローパスフィルタ２の撮影レンズ側の表
面に形成した場合について説明したが、ＩＲカットフィ
ルタの位置は、これに限らず、撮像素子７の近傍或いは
交換レンズ式カメラのマウント部近傍に別途設けられた
透明な平行平板の表面や、センサカバーガラス４の表面
であってもよい。
形態では、ＩＲカットコート２１を撮像素子７の近傍に
配置された光学ローパスフィルタ２の撮影レンズ側の表
面に形成した場合について説明したが、ＩＲカットフィ
ルタの位置は、これに限らず、撮像素子７の近傍或いは
交換レンズ式カメラのマウント部近傍に別途設けられた
透明な平行平板の表面や、センサカバーガラス４の表面
であってもよい。
【００４７】（第５実施形態）上記第１および第２実施
形態では、カラーフィルタ６が原色フィルタの場合につ
いて説明したが、補色フィルタとしてもよい。
形態では、カラーフィルタ６が原色フィルタの場合につ
いて説明したが、補色フィルタとしてもよい。
【００４８】この場合、ＣＭＹのカラーフィルタのう
ち、５８０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍの波長域において透過
率のピーク値を有しているカラーフィルタは、Ｍおよび
Ｙのカラーフィルタである。
ち、５８０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍの波長域において透過
率のピーク値を有しているカラーフィルタは、Ｍおよび
Ｙのカラーフィルタである。
【００４９】したがって、ＭおよびＹのカラーフィルタ
およびＩＲカットコートの分光特性を上記（１）式や
（２）式の条件を満たすように定めればよい。
およびＩＲカットコートの分光特性を上記（１）式や
（２）式の条件を満たすように定めればよい。
【００５０】（第６実施形態）上記第１および第２実施
形態においては、反射タイプのＩＲカットフィルタのみ
を用いた場合について説明したが、吸収タイプのＩＲカ
ットフィルタを補助的に使用してもよい。これにより、
さらにゴースト低減効果が改善される。
形態においては、反射タイプのＩＲカットフィルタのみ
を用いた場合について説明したが、吸収タイプのＩＲカ
ットフィルタを補助的に使用してもよい。これにより、
さらにゴースト低減効果が改善される。
【００５１】この場合、吸収タイプのＩＲカットフィル
タの厚さを標準的な厚さより薄くしてもよい。
タの厚さを標準的な厚さより薄くしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本願第１および第
２の発明によれば、赤外カットフィルタ面での撮影光の
反射に起因するゴーストをカラーフィルタで低減させる
ことができる。したがって、逆光撮影時や画面内に光源
があるような場合でも、高品位な撮影画像を得ることが
できる。
２の発明によれば、赤外カットフィルタ面での撮影光の
反射に起因するゴーストをカラーフィルタで低減させる
ことができる。したがって、逆光撮影時や画面内に光源
があるような場合でも、高品位な撮影画像を得ることが
できる。
【００５３】特に、上記（１）式を満たすように分光特
性を設定することにより、上記ゴーストを十分に目立ち
にくいレベルにまで低減させることができる。
性を設定することにより、上記ゴーストを十分に目立ち
にくいレベルにまで低減させることができる。
【００５４】なお、赤外カットフィルタにおける６００
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が上記（２）式を満足するよう
にすれば、色再現性に問題が請じたり、赤外光によるか
ぶりを生じたりすることを防止することができる。
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が上記（２）式を満足するよう
にすれば、色再現性に問題が請じたり、赤外光によるか
ぶりを生じたりすることを防止することができる。
【図１】本発明の第１実施形態である撮像光学系の構成
図である。
図である。
【図２】上記撮像光学系におけるＩＲカットコートとカ
ラーフィルタの分光特性を示す図である。
ラーフィルタの分光特性を示す図である。
【図３】従来の撮像光学系の構成およびゴーストの発生
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】従来の撮像光学系の構成およびゴーストの発生
を説明する図である。
を説明する図である。
【図５】従来の撮像光学系に用いられるカラーフィルタ
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来の撮像光学系におけるカラーフィルタの分
光特性を示す図である。
光特性を示す図である。
【図７】従来の撮像光学系におけるＩＲカットコートの
分光特性を示す図である。
分光特性を示す図である。
【図８】従来および上記実施形態の撮像光学系における
ゴーストの光強度の分布を示す図である。
ゴーストの光強度の分布を示す図である。
１ 撮影レンズ ２ 光学ローパスフィルタ（兼ＩＲカットフィルタ） ２１ ＩＲカットコート ３ パッケージ ４ センサカバーガラス ５ オンチップマイクロレンズ ６ カラーフィルタ ６１ 赤透過フィルタ ６２ 緑透過フィルタ ６３ 青透過フィルタ ７ 撮像素子 １００ 撮影光 １０１，１０２ ゴースト光
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年６月２０日（２００２．６．２
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】ゴースト光の分光特性は、 （分光透過率）×（分光反射率） で計算される。図８に、波長毎にゴースト光の分光特性
をプロットしたものを示す（実線１０５）。この図に示
すように、ＩＲカットコート３８の透過率がほぼ１００
％に近く特性がフラットな可視光領域と、透過率がほぼ
０％に近い紫外および赤外領域では上記式で計算される
ゴースト光の強度は極めて小さい。
をプロットしたものを示す（実線１０５）。この図に示
すように、ＩＲカットコート３８の透過率がほぼ１００
％に近く特性がフラットな可視光領域と、透過率がほぼ
０％に近い紫外および赤外領域では上記式で計算される
ゴースト光の強度は極めて小さい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】このように構成される撮像光学系におい
て、撮影レンズ１に入射した撮影光１００は撮影レンズ
１で集光作用を受け、オンチップマイクロレンズ５によ
って撮像素子７の個々の受光部（画素）に向けてさらに
集光される。そして、カラーフィルタ６で個々の受光部
に対する色光に分光されて撮像素子７の各受光部に効率
良く入射する。
て、撮影レンズ１に入射した撮影光１００は撮影レンズ
１で集光作用を受け、オンチップマイクロレンズ５によ
って撮像素子７の個々の受光部（画素）に向けてさらに
集光される。そして、カラーフィルタ６で個々の受光部
に対する色光に分光されて撮像素子７の各受光部に効率
良く入射する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】（第３実施形態）上記第１および第２実施
形態において、ＩＲカットコート２１を構成する多層膜
は、所望の分光特性を得ようとすると３０層〜４０層と
いう膨大な膜構成になるが、これを２つの面（光学ロー
パスフィルタ２の両面）に分離すれば、それぞれの膜の
層数を１５〜２０層程度に減らすことができる。本実施
形態によれば、膜の総数自体に変化はないが、片面は２
０層程度と薄くできるので、片面が４０層の場合に比べ
て膜同士の密着性がよくなる。
形態において、ＩＲカットコート２１を構成する多層膜
は、所望の分光特性を得ようとすると３０層〜４０層と
いう膨大な膜構成になるが、これを２つの面（光学ロー
パスフィルタ２の両面）に分離すれば、それぞれの膜の
層数を１５〜２０層程度に減らすことができる。本実施
形態によれば、膜の総数自体に変化はないが、片面は２
０層程度と薄くできるので、片面が４０層の場合に比べ
て膜同士の密着性がよくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】なお、赤外カットフィルタにおける６００
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が上記（２）式を満足するよう
にすれば、色再現性に問題が生じたり、赤外光によるか
ぶりを生じたりすることを防止することができる。
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が上記（２）式を満足するよう
にすれば、色再現性に問題が生じたり、赤外光によるか
ぶりを生じたりすることを防止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
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 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ
Claims (6)
- 【請求項１】 多層膜からなる赤外カットフィルタと、
波長による選択的な透過性を有するカラーフィルタと、
撮像素子とを有する撮像光学系であって、 前記カラーフィルタが、５８０ｎｍから６５０ｎｍの波
長域において透過率のピークを有しており、 前記赤外カットフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長
域での透過率が波長増加方向にて初めて５０％となる波
長の近傍域において、この赤外カットフィルタの透過率
よりも前記カラーフィルタの透過率が低いことを特徴と
する撮像光学系。 - 【請求項２】 前記近傍域が、少なくとも６３０ｎｍか
ら７５０ｎｍの範囲を含むことを特徴とする請求項１に
記載の撮像光学系。 - 【請求項３】 多層膜からなる赤外カットフィルタと、
波長による選択的な透過性を有するカラーフィルタと、
撮像素子とを有する撮像光学系であって、 前記カラーフィルタが、５８０ｎｍから６５０ｎｍの波
長域において透過率のピークを有しており、 前記赤外カットフィルタにおける６００ｎｍ以上の波長
域での透過率が波長増加方向にて初めて５０％となる波
長をλD50 とし、前記カラーフィルタにおける６００ｎ
ｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて２
５％より低くなる波長をλR25 としたとき、 前記カラーフィルタおよび前記赤外カットフィルタのそ
れぞれの分光特性が、 λR25 ＜λD50 を満足することを特徴とする撮像光学系。 - 【請求項４】 前記カラーフィルタは、原色フィルタで
あることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
の撮像光学系。 - 【請求項５】 前記赤外カットフィルタにおける６００
ｎｍ以上の波長域での透過率が波長増加方向にて初めて
５０％となる波長λD50 が、 ６５０ｎｍ＜λD50 ＜７８０ｎｍ を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか
に記載の撮像光学系。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の撮像
光学系を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078877A JP3733296B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 撮像光学系および撮像装置 |
| US10/096,750 US7038722B2 (en) | 2001-03-19 | 2002-03-14 | Optical imaging system for suppressing the generation of red-toned ghosting particularly when there is background light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078877A JP3733296B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 撮像光学系および撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002281515A true JP2002281515A (ja) | 2002-09-27 |
| JP3733296B2 JP3733296B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=18935422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078877A Expired - Fee Related JP3733296B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 撮像光学系および撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7038722B2 (ja) |
| JP (1) | JP3733296B2 (ja) |
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| JP4644423B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2011-03-02 | 富士フイルム株式会社 | カラー固体撮像素子及びこのカラー固体撮像素子を用いた固体撮像装置並びにデジタルカメラ |
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| WO2009064753A1 (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Cornell University | Non-imaging, weakly focused fluorescence emission apparatus and methods |
| JP5769918B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2015-08-26 | ソニー株式会社 | 光学素子、撮像光学系及び撮像装置 |
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| TWI832864B (zh) * | 2018-08-07 | 2024-02-21 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 攝像裝置及攝像系統 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3888153T2 (de) * | 1987-12-28 | 1994-06-01 | Victor Company Of Japan | Farbstreifenfilter für Farbbildaufnahmegerät. |
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