JP2020187153A - Optical low-pass filter and imaging device - Google Patents

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和彦 桃木
Kazuhiko Momoki
和彦 桃木
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Abstract

To provide an optical low-pass filter formed of a two-layer optical anisotropic element that can reduce occurrence of a false color and moire evenly in two oblique directions while maintaining the resolution in a high spacial frequency in a vertical or horizontal direction.SOLUTION: An optical low-pass filter 6 comprises first and second optical anisotropic elements 1 and 2 arranged sequentially from a light incidence side to a light projection side and each separating an incident light beam to an ordinary ray and an extraordinary ray. In a direction view perpendicular to an optical plane of the first and second optical anisotropic elements, a first extraordinary light beam is separated from the incident light beam at the first optical anisotropic element. The bending angle θe of a second extraordinary light beam separated in such a way that it is bent from the first extraordinary light beam at the second optical anisotropic element satisfies the condition: 100°≤θe≤130°.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、撮像装置に好適な光学ローパスフィルタに関する。 The present invention relates to an optical low-pass filter suitable for an imaging device.

CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮影素子を使用する撮像装置には、撮像画像において偽色やモアレの発生を抑えるために光学ローパスフィルタが用いられる。光学ローパスフィルタは、光により形成される点像の分布を制御することでナイキスト周波数以上の高周波の画像情報を制限する。 An optical low-pass filter is used in an image pickup device that uses a solid-state photographing element such as a CCD sensor or a CMOS sensor in order to suppress the occurrence of false color and moire in the captured image. The optical low-pass filter limits image information at high frequencies above the Nyquist frequency by controlling the distribution of point images formed by light.

特許文献1には、光線を水平(横)方向に分離する複屈折光学素子と光線を垂直(縦)方向に分離する複屈折光学素子とを用いて2層に構成され、1本の入射光線を4本に分離する光学ローパスフィルタが開示されている。一般的な撮像装置において各複屈折光学素子の光線の分離幅をa[μm]とすると、カットオフ空間周波数1/(2a)でコントラストが無くなる。このカットオフ空間周波数が撮像素子のナイキスト空間周波数付近となるように分離幅aが設定される。 Patent Document 1 is configured in two layers by using a birefringent optical element that separates light rays in the horizontal (horizontal) direction and a birefringent optical element that separates light rays in the vertical (vertical) direction, and one incident light beam. An optical low-pass filter that separates the above into four is disclosed. In a general imaging device, when the separation width of the light rays of each birefringent optical element is a [μm], the contrast disappears at the cutoff spatial frequency 1 / (2a). The separation width a is set so that the cutoff spatial frequency is close to the Nyquist spatial frequency of the image sensor.

一方、特許文献2には、それぞれ光線を分離する2層の複屈折光学素子の光線分離方向がなす角度を60°とした光学ローパスフィルタが開示されている。この光学ローパスフィルタでは、分離された4本の光線により形成される4つの点像が斜め45°の方向にて対称となるようにすることで、縦横に対称なMTFを実現する。 On the other hand, Patent Document 2 discloses an optical low-pass filter in which the angle formed by the light ray separation directions of the two layers of birefringent optical elements that separate the light rays is 60 °. In this optical low-pass filter, a vertically and horizontally symmetrical MTF is realized by making the four point images formed by the four separated light rays symmetrical in the direction of an oblique 45 °.

特開平10−054960号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-054960 特開2004−126384号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-126384

特許文献1にて開示された光学ローパスフィルタでは、縦および横方向のカットオフ空間周波数に対して斜め方向のカットオフ空間周波数は√2倍となっている。しかしながら、斜め方向のモアレは偽色となって現れるために、より低い周波数でカットすることが望ましい。一方、縦および横方向のモアレは解像としてとらえることができるので、なるべくカットオフ空間周波数を高くすることが望ましい。さらに特許文献1にて開示された光学ローパスフィルタでは、2層の複屈折板光学素子の間に偏光解消用の複屈折板光学素子としての位相差板が必要である。 In the optical low-pass filter disclosed in Patent Document 1, the cutoff space frequency in the diagonal direction is √2 times the cutoff space frequency in the vertical and horizontal directions. However, it is desirable to cut at a lower frequency because moiré in the diagonal direction appears as a false color. On the other hand, since moire in the vertical and horizontal directions can be regarded as a resolution, it is desirable to increase the cutoff spatial frequency as much as possible. Further, in the optical low-pass filter disclosed in Patent Document 1, a retardation plate as a birefringent plate optical element for depolarizing light is required between the two layers of birefringent plate optical elements.

一方、特許文献2にて開示された光学ローパスフィルタでは、縦方向と横方向のカットオフ空間周波数が互いに同一である。しかしながら、2つの斜め方向ではローパス効果が異なる。特に2つの斜め方向の一方ではカットオフ空間周波数が存在せず、強い色モワレが発生するおそがある。 On the other hand, in the optical low-pass filter disclosed in Patent Document 2, the cutoff spatial frequencies in the vertical direction and the horizontal direction are the same. However, the low-pass effect is different in the two diagonal directions. In particular, there is no cutoff spatial frequency in one of the two diagonal directions, and there is a possibility that strong color moiré will occur.

本発明は、2層の光学異方性素子により構成され、縦方向または横方向にて高い空間周波数まで解像度を保ちながらも、斜め2方向に均等に偽色やモアレの発生を低減できるようにした光学ローパスフィルタを提供する。 The present invention is composed of two layers of optically anisotropic elements so that false colors and moire can be reduced evenly in two diagonal directions while maintaining resolution up to a high spatial frequency in the vertical or horizontal direction. An optical low-pass filter is provided.

本発明の一側面としての光学ローパスフィルタは、光入射側から光出射側に順に配置され、それぞれ入射した光線を常光線と異常光線に分離する第1および第2の光学異方性素子を有する。第1および第2の光学異方性素子の素子面に直交する方向視において、第1の光学異方性素子にて入射光線から第1の異常光線が分離し、さらに第2の光学異方性素子にて第1の異常光線から屈曲するように第2の異常光線が分離する際の屈曲角θeが、100°≦θe≦130°なる条件を満足することを特徴とする。 The optical low-pass filter as one aspect of the present invention has first and second optically anisotropic elements that are arranged in order from the light incident side to the light emitting side and separate the incident light rays into normal light rays and abnormal light rays, respectively. .. In a directional view orthogonal to the element planes of the first and second optically anisotropic elements, the first optically anisotropic element separates the first abnormal ray from the incident ray, and further, the second optical anisotropy. It is characterized in that the bending angle θe when the second abnormal light ray is separated so as to bend from the first abnormal light ray in the sex element satisfies the condition that 100 ° ≦ θe ≦ 130 °.

なお、上記光学ローパスフィルタと、該光学ローパスフィルタを通過した光により形成される光学像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。 An image pickup device including the above-mentioned optical low-pass filter and an image pickup device that photoelectrically converts an optical image formed by light passing through the optical low-pass filter also constitutes another aspect of the present invention.

本実施例によれば、2層の光学異方性素子により構成される光学ローパスフィルタにおいて、縦方向または横方向にて高い空間周波数まで解像度を保ちながらも、斜め2方向に均等に偽色やモアレの発生を低減することができる。 According to this embodiment, in an optical low-pass filter composed of two layers of optically anisotropic elements, false colors and false colors are evenly distributed in two diagonal directions while maintaining resolution up to a high spatial frequency in the vertical or horizontal direction. The occurrence of moire can be reduced.

本発明の実施例である光学ローパスフィルタを備えたデジタルカメラの構成を示す図。The figure which shows the structure of the digital camera provided with the optical low-pass filter which is the Example of this invention. 実施例の光学ローパスフィルタの構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical low-pass filter of an Example. 一軸性複屈折光学素子の光学軸の方向と光線分離を示す図。The figure which shows the direction of the optical axis of a uniaxial birefringent optical element and ray separation. 実施例および比較例の光学ローパスフィルタの光線分離と分離後の光線強度を説明する図。The figure explaining the light ray separation of the optical low-pass filter of an Example and a comparative example, and the light ray intensity after the separation. 本発明の実施例1〜3における異常光線の分離経路を示す図。The figure which shows the separation path of an abnormal light ray in Examples 1 to 3 of this invention. 実施例1の光学ローパスフィルタにより形成される点像分布を示す図。The figure which shows the point image distribution formed by the optical low-pass filter of Example 1. FIG. 実施例1の光学ローパスフィルタの2次元MTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of the 2D MTF of the optical low-pass filter of Example 1. FIG. 実施例1の光学ローパスフィルタの各方向でのMTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of MTF in each direction of the optical low-pass filter of Example 1. FIG. 実施例2の光学ローパスフィルタにより形成される点像分布を示す図。The figure which shows the point image distribution formed by the optical low-pass filter of Example 2. 実施例2の光学ローパスフィルタの2次元MTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of the 2D MTF of the optical low-pass filter of Example 2. 実施例2の光学ローパスフィルタの各方向でのMTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of MTF in each direction of the optical low-pass filter of Example 2. FIG. 実施例3の光学ローパスフィルタにより形成される点像分布を示す図。The figure which shows the point image distribution formed by the optical low-pass filter of Example 3. 実施例3の光学ローパスフィルタの2次元MTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of the 2D MTF of the optical low-pass filter of Example 3. FIG. 実施例3の光学ローパスフィルタの各方向でのMTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of MTF in each direction of the optical low-pass filter of Example 3. FIG. 比較例の光学ローパスフィルタにより形成される点像分布を示す図。The figure which shows the point image distribution formed by the optical low-pass filter of the comparative example. 比較例の光学ローパスフィルタの2次元MTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of the 2D MTF of the optical low-pass filter of the comparative example. 比較例の光学ローパスフィルタの各方向でのMTFの空間周波数特性を示す図。The figure which shows the spatial frequency characteristic of MTF in each direction of the optical low-pass filter of a comparative example. 一般的な光学ローパスフィルタの光線分離と分離後の光線強度を説明する図。The figure explaining the light ray separation of a general optical low-pass filter and the light ray intensity after the separation.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施例である光学ローパスフィルタ6を備えた撮像装置としてのデジタルカメラ100の構成を示す。不図示の被写体から撮像光学系5に入射した撮像光は、光学ローパスフィルタ6を通過して撮像素子7に到達する。撮像素子7は、光学ローパスフィルタ6を通過した撮像光により形成される光学像を光電変換(撮像)する。光学ローパスフィルタ6は、撮像光に対して、該撮像光により形成される点像の分布を制御することでナイキスト周波数以上の高周波の光学像情報を制限するローパス効果を付与する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a digital camera 100 as an image pickup apparatus provided with an optical low-pass filter 6 according to an embodiment of the present invention. The image pickup light incident on the image pickup optical system 5 from a subject (not shown) passes through the optical low-pass filter 6 and reaches the image pickup element 7. The image sensor 7 photoelectrically converts (impresses) an optical image formed by the image pickup light that has passed through the optical low-pass filter 6. The optical low-pass filter 6 imparts a low-pass effect to the imaged light by controlling the distribution of the point image formed by the imaged light to limit the optical image information at a high frequency equal to or higher than the Nyquist frequency.

図2は、光学ローパスフィルタ6の構成を示す。光学ローパスフィルタ6は、物体側(被写体側または光入射側)から像側(撮像素子側または光出射側)に順に、第1の複屈折光学素子(第1の光学異方性素子)1と第2の複屈折光学素子(第2の光学異方性素子)2とが積層された構成を有する。第1および第2の複屈折光学素子1,2はそれぞれ、その複屈折性により入射した光線を分離する。本実施例では、第1および第2の複屈折光学素子1,2の組み合せによって光学ローパス特性を実現する。 FIG. 2 shows the configuration of the optical low-pass filter 6. The optical low-pass filter 6 is arranged with the first birefringent optical element (first optically anisotropic element) 1 in this order from the object side (subject side or light incident side) to the image side (imaging element side or light emitting side). It has a configuration in which a second birefringent optical element (second optically anisotropic element) 2 is laminated. The first and second birefringent optical elements 1 and 2, respectively, separate incident light rays by their birefringence. In this embodiment, the optical low-pass characteristic is realized by the combination of the first and second birefringence optical elements 1 and 2.

第1および第2の複屈折光学素子1,2はそれぞれ、長辺と短辺を有する長方形(ただし、複屈折光学素子の表裏と向きが分かるように一部が切り欠かれる場合がある)の平行平板として形成されている。図2に示すように、各複屈折光学素子の長辺(つまりは図1に示した撮像素子7の長辺)が延びる第1の方向(横方向)をx軸方向とし、短辺が延びる第2の方向(縦方向)をy軸方向とする。撮像素子7においてx軸方向およびy軸方向は画素配列方向であり、これらは各複屈折光学素子の長辺が延びる方向および短辺が延びる方向に一致する。各複屈折光学素子において、x軸およびy軸方向に平行なxy面を素子面(光学面)という。素子面および撮像素子7の撮像面に直交する方向を光軸方向という。なお、図2に示されている第1および第2の複屈折光学素子1,2のそれぞれの光軸方向での厚さは、実際は数100μm程度である。 The first and second birefringence optics 1 and 2 are rectangular with long and short sides, respectively (however, a part may be cut out so that the front and back sides and orientation of the birefringence optics can be seen). It is formed as a parallel flat plate. As shown in FIG. 2, the first direction (horizontal direction) in which the long side of each birefringent optical element (that is, the long side of the image sensor 7 shown in FIG. 1) extends is defined as the x-axis direction, and the short side extends. The second direction (vertical direction) is the y-axis direction. In the image sensor 7, the x-axis direction and the y-axis direction are pixel array directions, which coincide with the direction in which the long side and the short side of each birefringence optical element extend. In each birefringence optical element, the xy plane parallel to the x-axis and y-axis directions is referred to as an element surface (optical surface). The direction orthogonal to the element surface and the image pickup surface of the image pickup device 7 is called the optical axis direction. The thickness of the first and second birefringent optical elements 1 and 2 shown in FIG. 2 in the optical axis direction is actually about several hundred μm.

図3(a),(b)は、各複屈折光学素子(1,2)の光学軸の方位を示している。各複屈折光学素子は、一軸性結晶である水晶やニオブ酸リチウムにより構成されている。図3(a)に示すように各複屈折光学素子を光軸方向から見ると、一軸性結晶の光学軸(両太矢印で示す)はx軸方向に対してφ=0°(y軸方向に対して−90°)の方位を向いている。また、図3(b)に示すように各複屈折光学素子をy軸方向から見ると、一軸性結晶の光学軸は光軸方向に対して角度Ψだけ(素子面に対して90°−Ψだけ)傾いている。以下の説明において、角度Ψを傾斜角という。傾斜角Ψは、一般には45°±20°の範囲に設定される。 3 (a) and 3 (b) show the orientation of the optical axis of each birefringent optical element (1, 2). Each birefringent optical element is composed of uniaxial crystals such as quartz and lithium niobate. When each birefringent optical element is viewed from the optical axis direction as shown in FIG. 3 (a), the optical axis of the uniaxial crystal (indicated by both thick arrows) is φ = 0 ° (y-axis direction) with respect to the x-axis direction. It faces the direction of -90 °). Further, as shown in FIG. 3B, when each birefringent optical element is viewed from the y-axis direction, the optical axis of the uniaxial crystal is only an angle Ψ with respect to the optical axis direction (90 ° −Ψ with respect to the element surface). Only) leaning. In the following description, the angle Ψ is referred to as the tilt angle. The tilt angle Ψ is generally set in the range of 45 ° ± 20 °.

このように光学軸が素子面に対して傾いた平行平板としての複屈折光学素子に入射した光線は、図3(c),(d)に示すように、常光線と異常光線の2つの光線に分離される。具体的には、図3(c)に示すように、光軸方向から複屈折光学素子に入射した光線8は、複屈折光学素子をまっすぐ透過する常光線9と、斜めに透過する異常光線10とに分離する。常光線9と異常光線10とが分離する方向(図3(c)ではx軸方向)を光線分離方向という。 As shown in FIGS. 3C and 3D, the light rays incident on the birefringent optical element as a parallel flat plate whose optical axis is tilted with respect to the element surface are two rays, an ordinary ray and an abnormal ray. Is separated into. Specifically, as shown in FIG. 3C, the light rays 8 incident on the birefringent optical element from the optical axis direction are the normal light rays 9 that pass straight through the birefringent optical element and the abnormal light rays 10 that pass diagonally. Separate into and. The direction in which the normal ray 9 and the abnormal ray 10 are separated (the x-axis direction in FIG. 3C) is referred to as the ray separation direction.

常光線9は光線分離方向に直交する方向に電場が振動する偏光であり、異常光線10は光線分離方向と平行な方向に電場が振動する偏光である。すなわち、常光線9と異常光線10は、偏光方向が互いに直交する直線偏光である。常光線9と異常光線10の光線分離方向での分離幅(以下、光線分離幅という)aは、複屈折光学素子の材料固有の屈折率異方性の大きさΔn、光学軸の傾斜角Ψおよび複屈折光学素子(平行平板)の厚みdとから一意に決まる。したがって、複屈折光学素子の材料と傾斜角Ψが決まれば、光線分離幅aは厚みdに比例する。このような複屈折光学素子を積層することにより、層数Nに対して2のN乗個に分離された点像が撮像素子7上に形成される。 The normal ray 9 is polarized light whose electric field oscillates in a direction orthogonal to the ray separation direction, and the abnormal ray 10 is polarized light whose electric field oscillates in a direction parallel to the ray separation direction. That is, the normal ray 9 and the abnormal ray 10 are linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. The separation width (hereinafter referred to as the light ray separation width) a of the normal ray 9 and the abnormal ray 10 in the ray separation direction is the magnitude Δn of the refractive index anisotropy peculiar to the material of the birefringent optical element and the inclination angle Ψ of the optical axis. It is uniquely determined from the thickness d of the birefringent optical element (parallel flat plate). Therefore, if the material of the birefringence optical element and the inclination angle Ψ are determined, the light ray separation width a is proportional to the thickness d. By stacking such birefringence optical elements, point images separated into 2 Nth powers with respect to the number of layers N are formed on the image sensor 7.

後述する具体的な実施例1〜3では、各複屈折光学素子を傾斜角Ψと光線分離幅aによって表現する。 In Specific Examples 1 to 3 described later, each birefringent optical element is represented by an inclination angle Ψ and a light ray separation width a.

図18(a)〜(c)を用いて、一般的な2層の複屈折光学素子による光線分離について説明する。図18(a)〜(c)中の〇は光軸方向から見た光線を示している。また、実線の両矢印の向きと長さはそれぞれ、分離後の光線の偏光方向と強度を示している。 With reference to FIGS. 18A to 18C, light ray separation by a general two-layer birefringent optical element will be described. ◯ in FIGS. 18A to 18C indicate light rays seen from the direction of the optical axis. The directions and lengths of the solid double-headed arrows indicate the polarization direction and intensity of the separated light rays, respectively.

図18(a)に示すように第1の複屈折光学素子に入射した光線401は、図18(b)に示すように該入射光線401と同じ位置の常光線401′とこれに対して第1の複屈折光学素子の光線分離方向である0°方向(図中の右方向)にずれる異常光線402とに分離される。入射光線401が無偏光の光線であると、分離後の常光線401′と異常光線402の強度は互いに等しく、それぞれ入射光線401の1/2の強度を有する。 As shown in FIG. 18 (a), the light ray 401 incident on the first birefringence optical element is a normal light ray 401'at the same position as the incident light ray 401 as shown in FIG. It is separated from the abnormal light ray 402 that deviates in the 0 ° direction (right direction in the figure), which is the light ray separation direction of the birefringence optical element of 1. When the incident ray 401 is an unpolarized ray, the intensity of the separated normal ray 401'and the anomalous ray 402 are equal to each other, and each has half the intensity of the incident ray 401.

次に図18(c)に示すように光線401′と光線402が第2の複屈折光学素子に入射すると、光線401′は常光線401″とこれに対して第2の複屈折光学素子の光線分離方向である45°方向(図中の右上方向)にずれる異常光線403とに分離される。また、光線402は、常光線402′とこれに対して同じく45°方向にずれる異常光線404とに分離される。こうして、入射光線401が4本の光線401″,402′,403,404に分離される。分離後の401″,402′,403,404の強度は互いに等しく、それぞれ入射光線401の1/4の強度を有する。 Next, as shown in FIG. 18C, when the light ray 401'and the light ray 402 are incident on the second birefringence optical element, the light ray 401'is the ordinary ray 401 ″ and the second birefringence optical element. It is separated into an abnormal ray 403 that deviates in the 45 ° direction (upper right direction in the figure), which is the ray separation direction. Further, the ray 402 is a normal ray 402'and an abnormal ray 404 that also deviates in the 45 ° direction. In this way, the incident ray 401 is separated into four rays 401 ″, 402 ′, 403, 404. The intensities of 401 ″, 402 ′, 403, and 404 after separation are equal to each other, and each has an intensity of 1/4 that of the incident light ray 401.

一方、本実施例では、第2の複屈折光学素子の光線分離方向が45°方向とは異なるため、分離後の光線の強度が互いに異なる。ここでは、第2の複屈折光学素子の光線分離方向が30°方向である場合について、図4(a)〜(c)を用いて説明する。図4(a)〜(c)においても、〇は光軸方向から見た光線を示し、実線の両矢印の向きと長さはそれぞれ分離後の光線の偏光方向と強度を示している。 On the other hand, in this embodiment, since the light ray separation direction of the second birefringence optical element is different from the 45 ° direction, the light intensity after separation is different from each other. Here, the case where the light ray separation direction of the second birefringence optical element is the 30 ° direction will be described with reference to FIGS. 4A to 4C. Also in FIGS. 4A to 4C, ◯ indicates a light ray viewed from the optical axis direction, and the direction and length of the solid double-headed arrow indicate the polarization direction and intensity of the light ray after separation, respectively.

図4(a)に示すように第1の複屈折光学素子に入射した光線501は、図4(b)に示すように該入射光線501と同じ位置の常光線501′とこれに対して第1の複屈折光学素子の光線分離方向である0°方向(図中の右方向)にずれる異常光線(第1の異常光線)502とに分離される。入射光線501が無偏光の光線であると、分離後の常光線501′と異常光線502の強度は互いに等しく、それぞれ入射光線501の1/2の強度を有する。 As shown in FIG. 4 (a), the light ray 501 incident on the first birefringence optical element is a normal light ray 501'at the same position as the incident light ray 501 as shown in FIG. It is separated into an abnormal ray (first abnormal ray) 502 that deviates in the 0 ° direction (right direction in the figure), which is the ray separation direction of the birefringent optical element 1. When the incident ray 501 is an unpolarized ray, the intensity of the separated normal ray 501'and the anomalous ray 502 are equal to each other, and each has half the intensity of the incident ray 501.

次に図4(c)に示すように光線501′と光線502が第2の複屈折光学素子に入射すると、光線501′は常光線501″とこれに対して第2の複屈折光学素子の光線分離方向である30°方向(図中の右上方向)にずれる異常光線503とに分離される。この際、光線501′の偏光方向に対して第2の複屈折光学素子の光線分離方向が60°傾いているために、分離後の常光線501″と異常光線503の強度が互いに異なる。分離前の常光線501′をベクトル(破線の両矢印)で表すとき、該ベクトルを光線分離方向において2つの直交線分に分離することになる。すなわち、常光線501″と異常光線503は、sin60°(=√3/2):cos60°(=1/2)の振幅比で分離され、該振幅比の2乗である3/4:1/4の強度比で分離される。 Next, as shown in FIG. 4C, when the light ray 501'and the light ray 502 are incident on the second birefringent optical element, the light ray 501'is the ordinary ray 501 ″ and the second birefringent optical element. It is separated into an abnormal ray 503 that deviates in the ray separation direction of 30 ° (upper right direction in the figure). At this time, the ray separation direction of the second birefringence optical element is set with respect to the polarization direction of the ray 501'. Since it is tilted by 60 °, the intensities of the normal light ray 501 ″ and the abnormal light ray 503 after separation are different from each other. When the normal ray 501'before separation is represented by a vector (double arrow of a broken line), the vector is separated into two orthogonal line segments in the ray separation direction. That is, the normal ray 501 "and the abnormal ray 503 are separated by an amplitude ratio of sin60 ° (= √3 / 2): cos60 ° (= 1/2), which is the square of the amplitude ratio 3/4: 1. Separated at a strength ratio of / 4.

一方、図4(b)に示した光線502は、図4(c)に示すように第2の複屈折光学素子により常光線502′とこれに対して30°方向にずれた異常光線(第2の異常光線)504とに分離される。この際、光線502の偏光方向に対して第2の複屈折光学素子の光線分離方向が30°傾いているために、分離後の常光線502′と異常光線504の強度が互いに異なる。分離前の光線502をベクトル(破線の両矢印)で表すとき、該ベクトルを光線分離方向において2つの直交線分に分離することになる。すなわち、常光線502′と異常光線504は、sin30°(=1/2):cos30°(=√3/2)の振幅比で分離され、該振幅比の2乗である1/4:3/4の強度比で分離される。 On the other hand, the light ray 502 shown in FIG. 4B is an abnormal light ray (third) deviated from the normal light ray 502'in the direction of 30 ° by the second birefringence optical element as shown in FIG. 4C. 2 abnormal light rays) 504 and separated. At this time, since the ray separation direction of the second birefringence optical element is tilted by 30 ° with respect to the polarization direction of the ray 502, the intensities of the separated ordinary ray 502'and the abnormal ray 504 are different from each other. When the ray 502 before separation is represented by a vector (double arrow of a broken line), the vector is separated into two orthogonal line segments in the ray separation direction. That is, the normal ray 502'and the abnormal ray 504 are separated by an amplitude ratio of sin30 ° (= 1/2): cos30 ° (= √3 / 2), which is the square of the amplitude ratio of 1/4: 3. Separated at a strength ratio of / 4.

このように斜方形の頂点に位置するように分離された後の4本の光線501″,503,502′,504のうち、斜方形の対角線が長い方の対角頂点に位置する光線501″と光線504は入射光線501の強度に対して3/8の強度を有する。また、対角線が短い方の対角頂点に位置する光線503と光線502′は入射光線501の強度に対して1/8の強度を有する。 Of the four rays 501 ″, 503, 502 ′, 504 after being separated so as to be located at the apex of the rhombus in this way, the ray 501 ″ located at the diagonal apex of the rhombus with the longer diagonal line. And the light ray 504 have an intensity of 3/8 with respect to the intensity of the incident light ray 501. Further, the light rays 503 and the light rays 502'located at the diagonal vertices having the shorter diagonal line have an intensity of 1/8 with respect to the intensity of the incident light rays 501.

本実施例では、第1および第2の複屈折光学素子の配置を、図4(d)に示すように角度θeを用いて定義する。角度θeは、光軸方向視(素子面に直交する方向視)において、第1の光学異方性素子にて入射光線から第1の異常光線が分離し、さらに第2の光学異方性素子にて第1の異常光線から屈曲するように第2の異常光線が分離する際の屈曲角である。言い換えれば、光軸方向視において第1および第2の複屈折光学素子により異常光線が分離されていく分離経路の屈曲角である。 In this embodiment, the arrangement of the first and second birefringence optical elements is defined using the angle θe as shown in FIG. 4 (d). With respect to the angle θe, in the optical axis direction view (direction view orthogonal to the element surface), the first anisotropy ray is separated from the incident light ray by the first optically anisotropic element, and the second optically anisotropic element is further separated. This is the bending angle when the second abnormal light ray is separated so as to bend from the first abnormal light ray. In other words, it is the bending angle of the separation path in which the abnormal light rays are separated by the first and second birefringent optical elements in the optical axis direction.

図4(d)において、第1の複屈折光学素子への入射光線501の一部が、該第1の複屈折光学素子によりその光線分離方向である0°方向に異常光線502に分離される。さらに、該光線502は、第2の複屈折光学素子によりその光線分離方向である30°方向に異常光線504に分離される。この分離経路の屈曲角はθe=120°である。なお、屈曲角θeは0°≦θe≦180°の範囲で表現する。 In FIG. 4D, a part of the incident light ray 501 on the first birefringent optical element is separated into the abnormal light ray 502 in the 0 ° direction, which is the ray separation direction, by the first birefringent optical element. .. Further, the light ray 502 is separated into an abnormal light ray 504 in the light ray separation direction of 30 ° by the second birefringence optical element. The bending angle of this separation path is θe = 120 °. The bending angle θe is expressed in the range of 0 ° ≦ θe ≦ 180 °.

図4(e)〜(h)は、第1および第2の複屈折光学素子による分離後の光線の位置は図4(c)と同じであるが、分離経路および屈曲角θeが図4(d)とは異なる場合を示す。図4(h)に示すθeは30°である。 4 (e) to 4 (h) show that the positions of the light rays after separation by the first and second birefringence optical elements are the same as those in FIG. 4 (c), but the separation path and the bending angle θe are shown in FIG. 4 (e). The case different from d) is shown. Θe shown in FIG. 4H is 30 °.

図4(e)に示すように第1の複屈折光学素子に入射した光線601は、図4(f)に示すように入射光線601と同じ位置の常光線601′とこれに対して第1の複屈折光学素子の光線分離方向である180°方向(図中の左方向)にずれる異常光線602とに分離される。入射光線601が無偏光の光線であると、分離後の常光線601′と異常光線602の強度は互いに等しく、それぞれ入射光線601の1/2の強度を有する。 As shown in FIG. 4 (e), the light ray 601 incident on the first birefringent optical element is a normal light ray 601'at the same position as the incident light ray 601 as shown in FIG. It is separated into an abnormal ray 602 that deviates in the 180 ° direction (left direction in the figure), which is the ray separation direction of the birefringent optical element. When the incident ray 601 is an unpolarized ray, the intensity of the separated normal ray 601'and the anomalous ray 602 are equal to each other, and each has half the intensity of the incident ray 601.

次に図4(g)に示すように光線601′と光線602が第2の複屈折光学素子に入射すると、光線601′は常光線601″とこれに対して第2の複屈折光学素子の光線分離方向である30°方向(図中の右上方向)にずれる異常光線603とに分離される。このとき図4(c)と同様に、常光線601″と異常光線603は3/4:1/4の強度比で分離される。 Next, as shown in FIG. 4 (g), when the light rays 601'and the light rays 602 are incident on the second birefringence optical element, the light rays 601' are ordinary rays 601 ″ and the second birefringence optical element. It is separated into an abnormal ray 603 that deviates in the 30 ° direction (upper right direction in the figure), which is the ray separation direction. At this time, as in FIG. 4 (c), the normal ray 601 ″ and the abnormal ray 603 are 3/4: Separated at a strength ratio of 1/4.

一方、図4(f)に示した光線602は、図4(g)に示すように第2の複屈折光学素子により常光線602′とこれに対して30°方向にずれた異常光線604とに分離される。このとき図4(c)と同様に、常光線602′と異常光線604は1/4:3/4の強度比で分離される。 On the other hand, the light ray 602 shown in FIG. 4 (f) is a normal light ray 602'by the second birefringence optical element and an abnormal light ray 604 displaced in the 30 ° direction with respect to the normal light ray 602'as shown in FIG. 4 (g). Is separated into. At this time, similarly to FIG. 4C, the normal ray 602'and the abnormal ray 604 are separated at an intensity ratio of 1/4: 3/4.

このように斜方形の頂点を形成するように分離された後の4本の光線601″,603,602′,604のうち、斜方形の対角線が短い方の対角頂点に位置する光線601″と光線604は入射光線601の強度に対して3/8の強度を有する。また、対角線が長い方の対角頂点に位置する光線603と光線602′は1/8の強度を有する。 Of the four rays 601 ″, 603, 602 ′, 604 after being separated so as to form the apex of the rhombus, the ray 601 ″ located at the diagonal apex of the rhombus with the shorter diagonal line. And the ray 604 have an intensity of 3/8 with respect to the intensity of the incident ray 601. Further, the ray 603 and the ray 602'located at the diagonal apex having the longer diagonal line have an intensity of 1/8.

このように、上述した屈曲角θeが異なることにより、分離後の4本の光線の位置が同じであっても強度の関係が異なる。このため、分離後の4本の光線に対して所望の強度関係(強度分布)を得るためには、屈曲角θeを適切に設定する必要がある。具体的には、屈曲角θeが、
100°≦θe≦130° (1)
なる条件を満足することが望ましい。また、第1および第2の光学異方性素子における光線分離幅は互いに等しいことが望ましい。
As described above, due to the difference in the bending angle θe described above, the relationship of intensity is different even if the positions of the four light rays after separation are the same. Therefore, in order to obtain a desired intensity relationship (intensity distribution) for the four separated light rays, it is necessary to appropriately set the bending angle θe. Specifically, the bending angle θe is
100 ° ≤ θe ≤ 130 ° (1)
It is desirable to satisfy the above conditions. Further, it is desirable that the light ray separation widths of the first and second optically anisotropic elements are equal to each other.

さらに屈曲角θeが以下の式(1)′を満足することがより望ましい。
110°≦θe≦128° (1)′
さらに屈曲角θeが以下の式(1)″を満足することがより望ましい。
115°≦θe≦125° (1)″
また、屈曲角θeの二等分線の方向θ0が、撮像素子7における互いに直交する2つの画素配列方向である横方向と縦方向のうちいずれか一方と平行であることが望ましい。これにより、後述する撮像面位相差AFを良好に行うことができる。
Further, it is more desirable that the bending angle θe satisfies the following equation (1)'.
110 ° ≤ θe ≤ 128 ° (1)'
Further, it is more desirable that the bending angle θe satisfies the following equation (1) ″.
115 ° ≤ θe ≤ 125 ° (1) ″
Further, it is desirable that the direction θ0 of the bisector of the bending angle θe is parallel to either the horizontal direction or the vertical direction, which are the two pixel arrangement directions orthogonal to each other in the image sensor 7. As a result, the imaging surface phase-difference AF described later can be performed satisfactorily.

図5(a)〜(d)は、実施例1である光学ローパスフィルタにおける第1および第2の複屈折光学素子1,2による異常光線の分離経路を光軸方向から見て示している。表1は、実施例1に対応する数値例1を示す。 5 (a) to 5 (d) show the separation paths of abnormal light rays by the first and second birefringent optical elements 1 and 2 in the optical low-pass filter according to the first embodiment when viewed from the optical axis direction. Table 1 shows a numerical example 1 corresponding to the first embodiment.

図5(a)に示すように、第1の複屈折光学素子1の光線分離方向はx軸方向に対して60°の方向である。また、図5(b)に示すように、第2の複屈折光学素子2の光線分離方向はx軸方向に対して120°の方向である。 As shown in FIG. 5A, the light ray separation direction of the first birefringence optical element 1 is 60 ° with respect to the x-axis direction. Further, as shown in FIG. 5B, the light ray separation direction of the second birefringence optical element 2 is a direction of 120 ° with respect to the x-axis direction.

図5(c)に示すように第1の複屈折光学素子1で入射光線が常光線501′と異常光線502(細両矢印は各光線の偏光方向を示す)とに分離され、次に異常光線502が図5(d)に示すように第2の複屈折光学素子2で常光線502′と異常光線504とに分離される。この結果、異常光線502,504の分離経路の屈曲角θeは120°となる。 As shown in FIG. 5 (c), the incident light ray is separated into an ordinary ray 501'and an abnormal ray 502 (the thin double arrow indicates the polarization direction of each ray) in the first birefringent optical element 1, and then anomalies. As shown in FIG. 5D, the light ray 502 is separated into an ordinary light ray 502'and an abnormal light ray 504 by the second birefringence optical element 2. As a result, the bending angle θe of the separation path of the abnormal rays 502 and 504 becomes 120 °.

図6は、数値例1の光学ローパスフィルタにより分離された4本の光線により形成される4つの点像の配置と強度を示している。図6中の点像の大きさ(面積)は、その点像の強度を示している。すなわち、点像の大きさが大きいほどその強度が高いことを示す。 FIG. 6 shows the arrangement and intensity of four point images formed by the four light rays separated by the optical low-pass filter of Numerical Example 1. The size (area) of the point image in FIG. 6 indicates the intensity of the point image. That is, the larger the size of the point image, the higher the intensity.

4つの点像は、x軸方向の対角線に比べてy軸方向の対角線が長い斜方形(菱形)の頂点に配置されている。y軸方向の対角線の長さは、x軸方向の対角線の長さの√3倍である。そして、y軸方向の対角頂点に位置する2つの点像に対して、x軸方向の対角頂点に位置する2つの点像の強度は3倍である。x軸方向では光線分離幅が狭い分、分離後の点像の強度が高くなっており、これによりy軸方向との間でのローパスフィルタ効果の強度差を相殺している。 The four point images are arranged at the vertices of a rectangle (diamond) whose diagonal line in the y-axis direction is longer than that in the diagonal line in the x-axis direction. The length of the diagonal line in the y-axis direction is √3 times the length of the diagonal line in the x-axis direction. The strength of the two point images located at the diagonal vertices in the x-axis direction is three times as strong as that of the two point images located at the diagonal vertices in the y-axis direction. Since the light ray separation width is narrow in the x-axis direction, the intensity of the point image after separation is high, which cancels out the intensity difference of the low-pass filter effect with the y-axis direction.

図7は、図6に示した4つの点像の2次元MTFを示す。横軸および縦軸は、撮像素子7のナイキスト周波数によって規格化されたMTFを示す。図7の中心部においてMTF0.8を示す等高線がほぼ円になっており、低い空間周波数の領域ではy軸方向とx軸方向とでローパスフィルタ効果の強度が互いに等しくなっている。 FIG. 7 shows a two-dimensional MTF of the four point images shown in FIG. The horizontal axis and the vertical axis indicate the MTF standardized by the Nyquist frequency of the image sensor 7. The contour lines indicating MTF 0.8 are substantially circular in the central portion of FIG. 7, and the intensities of the low-pass filter effects are equal to each other in the y-axis direction and the x-axis direction in the low spatial frequency region.

また、x軸方向にはカットオフ空間周波数が概ね60°方向まで存在し、このカットオフ空間周波数はナイキスト周波数の1.5倍程度である。y軸方向にはカットオフ空間周波数は存在しない。x軸方向とy軸方向でのでローパスフィルタ効果の強度差を小さくするためには、MTFを確認しながら、各複屈折光学素子の光線分離幅や厚み等のパラメータを調整すればよい。しかし、いちいちMTFを計算しなくても、x軸方向とy軸方向のそれぞれにおける複数の点像の標準偏差σx,σyを比べればよいことを発明者は経験的に知っている。強度による重み付けをして求めた点像のx軸方向とy軸方向での標準偏差σx,σyがσx=σyとなるようにパラメータ調整を行うことで、x軸方向とy軸方向でのローパスフィルタ効果の強度差を小さくすることができる。 Further, the cutoff space frequency exists up to about 60 ° in the x-axis direction, and this cutoff space frequency is about 1.5 times the Nyquist frequency. There is no cutoff spatial frequency in the y-axis direction. In order to reduce the intensity difference of the low-pass filter effect in the x-axis direction and the y-axis direction, parameters such as the light ray separation width and the thickness of each birefringent optical element may be adjusted while checking the MTF. However, the inventor empirically knows that the standard deviations σx and σy of a plurality of point images in the x-axis direction and the y-axis direction can be compared without calculating the MTF one by one. By adjusting the parameters so that the standard deviations σx and σy of the point image obtained by weighting with intensity are σx = σy in the x-axis direction and the y-axis direction, the low-pass in the x-axis direction and the y-axis direction is performed. The intensity difference of the filter effect can be reduced.

σxとσyが互いに異なる場合でも、σx/σyが下記の式(2)の条件を満足するとよい。 Even when σx and σy are different from each other, it is preferable that σx / σy satisfies the condition of the following equation (2).

1/1.4(=0.7)≦σx/σy≦1.4 (2)
式(2)の条件を満足することで、低周波数域におけるx軸方向とy軸方向のMTFの差を許容範囲に抑えつつ、σxとσyを高周波数域でのMTFの調整に用いることができる。表1に、数値例1における標準偏差σx,σyとその比σx/σyを示している。
1 / 1.4 (= 0.7) ≤ σx / σy ≤ 1.4 (2)
By satisfying the condition of equation (2), it is possible to use σx and σy for adjusting the MTF in the high frequency range while suppressing the difference between the MTF in the x-axis direction and the y-axis direction in the low frequency range within an allowable range. it can. Table 1 shows the standard deviations σx, σy and their ratios σx / σy in Numerical Example 1.

図8(a)は図7に示した2次元MTFのうちx軸方向とy軸方向のMTFを示し、図8(b)は2つの斜め方向としての+45°方向および−45°方向のMTFを示す。低周波数域ではx軸方向のMTFとy軸方向のMTFは互いに一致しており、±45°方向のMTFは互いに等しい。 FIG. 8A shows the MTFs in the x-axis direction and the y-axis direction among the two-dimensional MTFs shown in FIG. 7, and FIG. 8B shows the MTFs in the + 45 ° and −45 ° directions as two diagonal directions. Is shown. In the low frequency range, the MTF in the x-axis direction and the MTF in the y-axis direction coincide with each other, and the MTF in the ± 45 ° direction is equal to each other.

最近の画像処理では、斜め方向の偽色を光学ローパスフィルタで低減し、x軸およびy軸方向の輝度モアレを許容する傾向にある。このため、斜め方向でのローパスフィルタ効果が高いことが重要である。また、最近のデジタルカメラには、撮像面位相差検出方式でのAF(オートフォーカス)を行うものがある。この撮像面位相差AFでは、被写体像を撮像する撮像素子に撮像光学系の射出瞳を分割して対の信号を出力する位相差検出用の複数の画素を設け、該対の信号の位相差から算出したデフォーカス量に応じて撮像光学系のフォーカシングを行う。撮像面位相差AFでは、射出瞳の分割方向(位相差検出方向)でのローパスフィルタ効果が高いことが重要である。したがって、屈曲角θeの二等分線の方向が、位相差検出方向となることが多い横方向または縦方向と平行であることが望ましい。 In recent image processing, false colors in the oblique direction tend to be reduced by an optical low-pass filter to allow luminance moiré in the x-axis and y-axis directions. Therefore, it is important that the low-pass filter effect in the diagonal direction is high. Further, some recent digital cameras perform AF (autofocus) by the imaging surface phase difference detection method. In this imaging surface phase-difference AF, a plurality of pixels for phase difference detection that divide the exit pupil of the imaging optical system and output a pair of signals are provided in the image sensor that images the subject image, and the phase difference of the paired signals. Focusing of the imaging optical system is performed according to the defocus amount calculated from. In the imaging surface phase-difference AF, it is important that the low-pass filter effect in the division direction (phase difference detection direction) of the exit pupil is high. Therefore, it is desirable that the direction of the bisector of the bending angle θe is parallel to the horizontal direction or the vertical direction, which is often the phase difference detection direction.

ピントを合わせたい被写体に撮像素子のナイキスト周波数より高い空間周波数の繰り返しパターンが存在する場合には、モアレが発生する。この際、分割された別々の瞳領域を通過した光線により形成されるモアレの強弱は必ずしも同位置で発生するとは限らない。そして、たまたま発生したモアレの強弱パターンの左右差を、デフォーカスと誤検出するおそれがある。このため、撮像面位相差AFの位相差検出方向において高いローパスフィルタ効果を与えることでモアレを抑制することが必要である。 Moire occurs when the subject to be focused has a repeating pattern with a spatial frequency higher than the Nyquist frequency of the image sensor. At this time, the strength of the moire formed by the light rays passing through the divided pupil regions does not always occur at the same position. Then, there is a possibility that the laterality of the moiré pattern that happens to occur is erroneously detected as defocus. Therefore, it is necessary to suppress moire by giving a high low-pass filter effect in the phase difference detection direction of the imaging surface phase difference AF.

本実施例の光学ローパスフィルタは、像面位相差AFにおいて位相差を横方向にて検出する場合に、横方向に対応するx軸方向で強いローパスフィルタ効果が得られる。これに対して、縦方向に対応するy軸方向では、一定のMTFを残し、偽解像ではあるが解像感を残すことができるため、好ましい。 The optical low-pass filter of this embodiment can obtain a strong low-pass filter effect in the x-axis direction corresponding to the lateral direction when the phase difference is detected in the lateral direction in the image plane phase difference AF. On the other hand, in the y-axis direction corresponding to the vertical direction, a constant MTF is left, and although it is a false resolution, a feeling of resolution can be left, which is preferable.

以上の撮像面位相差AFにおけるメリットは、特に1000万画素を超える画素数の撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて得られる。すなわち、カラーフィルタがベイヤー配列で設けられている撮像素子における互いに直交する画素配列方向での画素ピッチp[μm]が、
1.0≦p≦7.0 (3)
なる条件を満足するデジタルカメラにおいて得られる。画素ピッチが式(3)の上限値より大きい場合は、撮像素子の画素数が少なく、また相対的に撮像光学系の性能が高いので、光学ローパスフィルタの意味合いが式(3)を満足する場合とは異なるものとなる。一方、画素ピッチが式(3)の下限値を下回る場合は、撮像光学系の解像力が足りないために本実施例のような光学ローパスフィルタを必要としない。数値例1では、画素ピッチpを5μmとしている。
The above-mentioned advantages of the imaging surface phase-difference AF can be obtained particularly in a digital camera using an image sensor having a number of pixels exceeding 10 million pixels. That is, the pixel pitch p [μm] in the pixel array direction orthogonal to each other in the image sensor in which the color filters are provided in the Bayer array is determined.
1.0 ≤ p ≤ 7.0 (3)
It is obtained in a digital camera that satisfies the above conditions. When the pixel pitch is larger than the upper limit of the equation (3), the number of pixels of the image sensor is small and the performance of the imaging optical system is relatively high. Therefore, the meaning of the optical low-pass filter satisfies the equation (3). Will be different from. On the other hand, when the pixel pitch is less than the lower limit of the equation (3), the optical low-pass filter as in this embodiment is not required because the resolving power of the imaging optical system is insufficient. In the numerical example 1, the pixel pitch p is set to 5 μm.

また、第1および第2の光学異方性素子1,2の光線分離幅をa[μm]とするとき、
0.9≦p/a≦1.5 (4)
なる条件を満足することが好ましい。この場合、光線分離幅aは3.33[μm]から5.55[μm]の範囲で調整することが好ましい。このため、画素ピッチpが3[μm]から5[μm]程度の撮像素子を用いることが好ましい。光線分離幅aを大きくするほど、ローパスフィルタ効果は強くなり、より低周期数域からMTFを低減することができる。一方、光線分離幅aを小さくするほど、ローパスフィルタ効果が弱くなり、より高周波数域までMTFが残る。
Further, when the light ray separation width of the first and second optically anisotropic elements 1 and 2 is a [μm],
0.9 ≤ p / a ≤ 1.5 (4)
It is preferable to satisfy the above conditions. In this case, the light ray separation width a is preferably adjusted in the range of 3.33 [μm] to 5.55 [μm]. Therefore, it is preferable to use an image sensor having a pixel pitch p of about 3 [μm] to 5 [μm]. The larger the light ray separation width a, the stronger the low-pass filter effect, and the MTF can be reduced from the lower frequency range. On the other hand, the smaller the light ray separation width a, the weaker the low-pass filter effect, and the MTF remains up to a higher frequency range.

式(4)の下限値を下回るような画素ピッチが小さな撮像素子を用いる場合には、撮像光学系自体のMTFが不足するため、光学ローパスフィルタ自体が不要となる。一方、式(4)の上限値を超えるような画素ピッチが大きな撮像素子を用いる場合には、モアレを解像感として視認することができず、単なる弊害と感じられるおそれがある。この場合は、本実施例および後述する他の実施例により得られるローパスフィルタ効果よりも強いローパスフィルタ効果が必要となる。 When an image sensor having a small pixel pitch that is lower than the lower limit of the formula (4) is used, the MTF of the image pickup optical system itself is insufficient, so that the optical low-pass filter itself becomes unnecessary. On the other hand, when an image sensor having a large pixel pitch that exceeds the upper limit of the equation (4) is used, moire cannot be visually recognized as a sense of resolution, and there is a possibility that it may be perceived as a mere adverse effect. In this case, a low-pass filter effect stronger than the low-pass filter effect obtained by this example and other examples described later is required.

図5(a),(b)に示す第1および第2の複屈折光学素子1,2は、x軸回りで表裏を反転した同一の複屈折光学素子であり、表裏を分かり易くするために長方形の四隅のうち一箇所に斜めの切欠きが設けられた形状を有する。これにより、互いに異なる2種類の複屈折光学素子を用いる必要がない。 The first and second birefringent optical elements 1 and 2 shown in FIGS. 5A and 5B are the same birefringent optical elements whose front and back sides are inverted around the x-axis, and in order to make the front and back sides easy to understand. It has a shape in which diagonal notches are provided at one of the four corners of the rectangle. This eliminates the need to use two different types of birefringent optical elements.

次に、実施例2の光学ローパスフィルタについて説明する。表1は、本実施例に対応する数値例2を示している。実施例2(数値例2)の光学ローパスフィルタは、実施例1のローパスフィルタと光線分離幅aおよび分離経路の屈曲角θeを同じとし、屈曲角θeのニ等分線が延びる方向をx軸方向に対して90°の方向としている。また本実施例でも、実施例1と同様に、撮像素子の画素ピッチpを5μmとしている。 Next, the optical low-pass filter of the second embodiment will be described. Table 1 shows a numerical example 2 corresponding to this embodiment. The optical low-pass filter of Example 2 (Numerical Example 2) has the same ray separation width a and bending angle θe of the separation path as the low-pass filter of Example 1, and the direction in which the bisector of the bending angle θe extends is the x-axis. The direction is 90 ° with respect to the direction. Further, in this embodiment as well, the pixel pitch p of the image sensor is set to 5 μm as in the first embodiment.

本実施例でも、実施例1と同様に、光学ローパスフィルタへの入射光線は第1および第2の複屈折光学素子により4本の光線に分離される。これら4本の光線により形成される4つの点像を図9に示す。図9において、第1の複屈折光学素子に図中の右側の位置にて入射した入射光線から異常光線(第1の異常光線)が上側の位置に分離される。さらに、この異常光線から第2の複屈折光学素子により異常光線(第2の異常光線)が左側の位置に分離される。異常光線の分離経路の屈曲角θeは、実施例1と同様に120°である。 In this embodiment as well, as in the first embodiment, the incident light rays on the optical low-pass filter are separated into four light rays by the first and second birefringent optical elements. The four point images formed by these four light rays are shown in FIG. In FIG. 9, an abnormal ray (first abnormal ray) is separated from an incident ray incident on the first birefringence optical element at a position on the right side in the drawing at an upper position. Further, the abnormal light ray (second abnormal light ray) is separated from the abnormal light ray by the second birefringent optical element at the position on the left side. The bending angle θe of the separation path of the abnormal light beam is 120 ° as in Example 1.

一方、第1の複屈折光学素子を通過した常光線から第2の複屈折光学素子により異常光線が下側の位置に分離する。これにより、4つの点像は斜方形(菱形)の頂点に位置する。この斜方形は、y軸方向の対角線の長さよりもx軸方向の対角線の長さが長い。そして、実施例1と同様に、対角線の長さが短い方(y軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像はそれぞれ入射光線の3/8の強度を有し、対角線の長さが長い方(x軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像はそれぞれ入射光線の1/8の強度を有する。 On the other hand, from the ordinary light rays that have passed through the first birefringent optical element, the abnormal light rays are separated into the lower position by the second birefringent optical element. As a result, the four point images are located at the vertices of the oblique shape (diamond). In this rhombus, the length of the diagonal line in the x-axis direction is longer than the length of the diagonal line in the y-axis direction. Then, as in the first embodiment, the two point images located at the diagonal vertices with the shorter diagonal length (y-axis direction) each have an intensity of 3/8 of the incident light ray, and the diagonal length The two point images located at the diagonal vertices on the longer side (x-axis direction) each have an intensity of 1/8 of the incident light ray.

表1に示すように、x軸方向とy軸方向での点像の標準偏差σx,σyはσx=σyである。y軸方向では光線分離幅が狭い分、分離後の点像の強度が高くなっており、これによりx軸方向との間でのローパスフィルタ効果の強度差を相殺している。 As shown in Table 1, the standard deviations σx and σy of the point images in the x-axis direction and the y-axis direction are σx = σy. Since the light ray separation width is narrow in the y-axis direction, the intensity of the point image after separation is high, which cancels out the difference in intensity of the low-pass filter effect with the x-axis direction.

図7と同様の図10は、図9に示した4つの点像の2次元MTFを示す。また、図8(a),(b)と同様の図11(a),(b)はそれぞれ、図11に示した2次元MTFのうちx,y軸方向のMTFおよび±45°方向のMTFを示す。図10の中心部においてMTF0.8を示す等高線がほぼ円になっており、低い空間周波数の領域ではy軸方向とx軸方向とでローパスフィルタ効果の強度が互いに等しくなっている。 FIG. 10, similar to FIG. 7, shows a two-dimensional MTF of the four point images shown in FIG. Further, FIGS. 11 (a) and 11 (b) similar to FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the MTF in the x and y axis directions and the MTF in the ± 45 ° direction among the two-dimensional MTFs shown in FIG. 11, respectively. Is shown. The contour lines indicating MTF 0.8 are substantially circular in the central portion of FIG. 10, and the intensities of the low-pass filter effects are equal to each other in the y-axis direction and the x-axis direction in the low spatial frequency region.

また、図11(a)において、低周波数域ではx軸方向のMTFとy軸方向のMTFは互いに一致している。図11(b)において、±45°方向のMTFは互いに等しく、ナイキスト周波数の1.4倍程度にカットオフ空間周波数を有する。図11(a)においてy軸方向でもナイキスト周波数の1.4倍程度にカットオフ空間周波数を有するが、x軸方向においてはMTFは低減し切らず、50%程度のコントラストを残したままとなっている。 Further, in FIG. 11A, the MTF in the x-axis direction and the MTF in the y-axis direction coincide with each other in the low frequency region. In FIG. 11B, the MTFs in the ± 45 ° direction are equal to each other and have a cutoff spatial frequency of about 1.4 times the Nyquist frequency. In FIG. 11A, the cutoff spatial frequency is about 1.4 times the Nyquist frequency in the y-axis direction, but the MTF is not completely reduced in the x-axis direction, and the contrast of about 50% remains. ing.

本実施例の光学ローパスフィルタは、撮像面位相差AFにおける位相差検出方向がy軸方向であるデジタルカメラまたは位相差検出方向がxおよびy軸方向の両方であるデジタルカメラで用いることが好ましい。 The optical low-pass filter of this embodiment is preferably used in a digital camera in which the phase difference detection direction in the imaging surface phase difference AF is the y-axis direction or a digital camera in which the phase difference detection direction is both the x and y-axis directions.

次に、実施例3の光学ローパスフィルタについて説明する。表1は、本実施例に対応する数値例3を示している。実施例3(数値例3)の光学ローパスフィルタは、実施例1のローパスフィルタと光線分離幅および分割経路の屈曲角θeが異なる。屈曲角θeのニ等分線が延びる方向は実施例1と同じく、x軸方向に対して0°の方向である。また本実施例でも、実施例1と同様に、撮像素子の画素ピッチpを5μmとしている。 Next, the optical low-pass filter of Example 3 will be described. Table 1 shows a numerical example 3 corresponding to this embodiment. The optical low-pass filter of Example 3 (Numerical Example 3) differs from the low-pass filter of Example 1 in the ray separation width and the bending angle θe of the division path. The direction in which the bisector of the bending angle θe extends is the direction of 0 ° with respect to the x-axis direction, as in the first embodiment. Further, in this embodiment as well, the pixel pitch p of the image sensor is set to 5 μm as in the first embodiment.

本実施例でも、実施例1と同様に、光学ローパスフィルタへの入射光線は第1および第2の複屈折光学素子により4本の光線に分離される。これら4本の光線により形成される4つの点像を図12に示す。 In this embodiment as well, as in the first embodiment, the incident light rays on the optical low-pass filter are separated into four light rays by the first and second birefringent optical elements. The four point images formed by these four light rays are shown in FIG.

図12において、第1の複屈折光学素子に図中の下側の位置にて入射した入射光線から異常光線(第1の異常光線)が右側の位置に分離される。さらに、該異常光線から第2の複屈折光学素子により異常光線(第2の異常光線)が上側の位置に分離される。異常光線の分離経路の屈曲角θeは110°である。 In FIG. 12, an abnormal ray (first abnormal ray) is separated from an incident light ray incident on the first birefringent optical element at a lower position in the drawing at a right position. Further, the abnormal light ray (second abnormal light ray) is separated from the abnormal light ray by the second birefringent optical element at the upper position. The bending angle θe of the separation path of the abnormal light beam is 110 °.

一方、第1の複屈折光学素子を通過した常光線から第2の複屈折光学素子により異常光線が左側の位置に分離する。これにより、4つの点像は斜方形(菱形)の頂点に位置する。この斜方形は、x軸方向の対角線の長さよりもy軸方向の対角線の長さが長い。そして、実施例1と同様に、対角線の長さが短い方(x軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像はそれぞれ入射光線の3/8の強度を有し、対角線の長さが長い方(y軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像はそれぞれ入射光線の1/8の強度を有する。 On the other hand, from the ordinary light rays that have passed through the first birefringence optical element, the abnormal light rays are separated to the left position by the second birefringence optical element. As a result, the four point images are located at the vertices of the oblique shape (diamond). In this rhombus, the length of the diagonal line in the y-axis direction is longer than the length of the diagonal line in the x-axis direction. Then, as in the first embodiment, the two point images located at the diagonal vertices with the shorter diagonal length (x-axis direction) each have an intensity of 3/8 of the incident light ray, and the diagonal length The two point images located at the diagonal vertices on the longer side (y-axis direction) each have an intensity of 1/8 of the incident light ray.

本実施例においては、x軸方向とy軸方向での点像の標準偏差σx,σyが互いに異なり、σx/σy=0.74である。つまり、x軸方向でのローパスフィルタ効果がy軸方向でのローパスフィルタ効果よりも弱い。 In this embodiment, the standard deviations σx and σy of the point images in the x-axis direction and the y-axis direction are different from each other, and σx / σy = 0.74. That is, the low-pass filter effect in the x-axis direction is weaker than the low-pass filter effect in the y-axis direction.

図7と同様の図13は、図12に示した4つの点像の2次元MTFを示す。また、図8(a),(b)と同様の図14(a),(b)はそれぞれ、図12に示した2次元MTFのうちx,y軸方向のMTFおよび±45°方向のMTFを示す。図14(a)に示すように、低周波数域においてx軸方向とy軸方向とでMTFの値が互いに異なっている。前述してように本実施例ではx軸方向におけるローパスフィルタ効果が弱いため、x軸方向のMTFがy軸方向のMTFより若干高くなっている。ナイキスト周波数の1.3倍程度において、x軸方向およびy軸方向のMTFが互いに一致し、またy軸方向のMTFも40%以下となるため、x軸方向およびy軸方向のローパスフィルタ効果の全体としてのバランスとしては良好である。 FIG. 13, similar to FIG. 7, shows a two-dimensional MTF of the four point images shown in FIG. Further, FIGS. 14 (a) and 14 (b) similar to FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the MTF in the x and y axis directions and the MTF in the ± 45 ° direction among the two-dimensional MTFs shown in FIG. 12, respectively. Is shown. As shown in FIG. 14A, the MTF values differ from each other in the x-axis direction and the y-axis direction in the low frequency range. As described above, in this embodiment, the low-pass filter effect in the x-axis direction is weak, so that the MTF in the x-axis direction is slightly higher than the MTF in the y-axis direction. At about 1.3 times the Nyquist frequency, the MTFs in the x-axis direction and the y-axis direction coincide with each other, and the MTF in the y-axis direction is 40% or less, so that the low-pass filter effect in the x-axis direction and the y-axis direction is effective. The balance as a whole is good.

以上の実施例1〜3では、複屈折光学素子を分離幅によって表現したが、一般的には、光学軸の傾斜角Ψを固定し、複屈折光学素子の厚さにより複屈折光学素子を表現することが多い。光学軸の傾斜角Ψとしては、厚さに対する光線分離幅が最大になる45°が用いられることが多い。しかし、本実施例では、以下の式(5)の範囲で45°以外の傾斜角Ψを用いてもよい。
25°≦Ψ≦40° (5)
表2は、傾斜角Ψが45°、40°および35°のときの各実施例における複屈折光学素子の厚さdを示す。傾斜角Ψが40°や35°のときは、45°のときよりも厚さdが大きくなるが、光学軸の傾きが浅くなるために複屈折光学素子を切り出す一軸性結晶材料(バルク)の高さを低くすることができ、低価格のバルクを用いることが可能となる。ただし、傾斜角Ψを浅くするほど必要なバルクの高さは減少するが、光線分離幅が減少するために複屈折光学素子を厚くする必要が生じ、かえってコストが高くなる。このため、傾斜角Ψを式(5)の範囲で設定するのが好ましく、さらには30°以上、40°以下の範囲が望ましい。
〈比較例〉
次に、比較例として、特許文献2に開示された光学ローパスフィルタについて説明する。ここでも、撮像素子の画素ピッチpを5[μm]とする。また、実施例との対比のために、特許文献2に開示された4つの点像の全体を回転させてx軸方向およびy軸方向に対称な配置とし、さらに45°方向のMTFが実施例と等しいものとする。表3は、特許文献2に開示された光学ローパスフィルタの数値例を示す。
In the above Examples 1 to 3, the birefringent optical element is represented by the separation width, but in general, the birefringent optical element is represented by the thickness of the birefringent optical element with the tilt angle Ψ of the optical axis fixed. I often do it. As the tilt angle Ψ of the optical axis, 45 °, which maximizes the light ray separation width with respect to the thickness, is often used. However, in this embodiment, an inclination angle Ψ other than 45 ° may be used within the range of the following equation (5).
25 ° ≤ Ψ ≤ 40 ° (5)
Table 2 shows the thickness d of the birefringent optical element in each embodiment when the inclination angles Ψ are 45 °, 40 °, and 35 °. When the inclination angle Ψ is 40 ° or 35 °, the thickness d is larger than when it is 45 °, but the inclination of the optical axis is shallow, so the birefringence optical element is cut out from the uniaxial crystal material (bulk). The height can be lowered, and a low-priced bulk can be used. However, although the required bulk height decreases as the inclination angle Ψ becomes shallower, it becomes necessary to increase the thickness of the birefringent optical element in order to reduce the light ray separation width, which in turn increases the cost. Therefore, it is preferable to set the inclination angle Ψ in the range of the equation (5), and more preferably in the range of 30 ° or more and 40 ° or less.
<Comparison example>
Next, as a comparative example, the optical low-pass filter disclosed in Patent Document 2 will be described. Here, too, the pixel pitch p of the image sensor is set to 5 [μm]. Further, for comparison with the examples, the entire four point images disclosed in Patent Document 2 are rotated so as to be symmetrically arranged in the x-axis direction and the y-axis direction, and the MTF in the 45 ° direction is the example. Is equal to. Table 3 shows numerical examples of the optical low-pass filter disclosed in Patent Document 2.

図15は、特許文献2に開示された光学ローパスフィルタにより分離された光線より形成される点像の配置と強度を示している。図15において、入射光線が第1の複屈折光学素子に左側の位置にて入射すると、該第1の複屈折光学素子によって異常光線(第1の異常光線)が上側の位置に分離する。さらに、該異常光線から第2の複屈折光学素子によって異常光線(第2の異常光線)が右側の位置に分離する。このとき、異常光線の分離経路の屈曲角θeは60°である。 FIG. 15 shows the arrangement and intensity of a point image formed by light rays separated by an optical low-pass filter disclosed in Patent Document 2. In FIG. 15, when an incident light ray is incident on the first birefringent optical element at a position on the left side, the abnormal light ray (first abnormal light ray) is separated into an upper position by the first birefringent optical element. Further, the abnormal light ray (second abnormal light ray) is separated from the abnormal light ray by the second birefringent optical element at the position on the right side. At this time, the bending angle θe of the separation path of the abnormal light beam is 60 °.

一方、第1の複屈折光学素子を通過した常光線から第2の複屈折光学素子によって異常光線が下側の位置に分離する。これにより、4つの点像は斜方形(菱形)の頂点に位置する。この斜方形は、y軸方向の対角線の長さよりもx軸方向の対角線の長さが長い。 On the other hand, the abnormal light beam is separated from the normal light ray passing through the first birefringence optical element to the lower position by the second birefringence optical element. As a result, the four point images are located at the vertices of the oblique shape (diamond). In this rhombus, the length of the diagonal line in the x-axis direction is longer than the length of the diagonal line in the y-axis direction.

そして、本比較例では、実施例1〜3とは異なり、対角線の長さが長い方(y軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像がそれぞれ入射光線の3/8の強度を有し、対角線の長さが短い方(x軸方向)の対角頂点に位置する2つの点像がそれぞれ入射光線の1/8の強度を有する。このように、本比較例は、4つの点像の配置は実施例1〜3と同様であるが、これら点像の強度関係が実施例1〜3とは異なる。 Then, in this comparative example, unlike Examples 1 to 3, the two point images located at the diagonal vertices of the longer diagonal length (y-axis direction) each have an intensity of 3/8 of the incident light ray. The two point images located at the diagonal vertices with the shorter diagonal length (x-axis direction) each have an intensity of 1/8 of the incident light ray. As described above, in this comparative example, the arrangement of the four point images is the same as in Examples 1 to 3, but the intensity relationship of these point images is different from Examples 1 to 3.

また、本比較例では、x軸方向とy軸方向での点像の標準偏差の比は、σx/σy=0.333とσyがσxよりもかなり大きくなっている。このため、x軸方向とy軸方向でのローパスフィルタ効果の強度差の相殺効果が得られず、x軸方向に対するy軸方向でのMTFの差が顕著となる。 Further, in this comparative example, the ratio of the standard deviations of the point images in the x-axis direction and the y-axis direction is σx / σy = 0.333, and σy is considerably larger than σx. Therefore, the effect of canceling the strength difference of the low-pass filter effect in the x-axis direction and the y-axis direction cannot be obtained, and the difference in MTF in the y-axis direction with respect to the x-axis direction becomes remarkable.

図7と同様の図16は、図15に示した4つの点像の2次元MTFを示す。また、図8(a),(b)と同様の図17(a),(b)はそれぞれ、図16に示した2次元MTFのうちx,y軸方向のMTFおよび±45°方向のMTFを示す。図17(b)に示すように±45°方向のMTFは互いに等しいが、図17(a)に示すようにx軸方向とy軸方向とでMTFの値が互いに大きく異なっている。特に、低周波数域では3倍程度のMTFの差が生じており、y軸方向の解像度劣化が許容できるものではない。このため、特許文献2の光学ローパスフィルタを回転させるだけでは、実施例1〜3の光学ローパスフィルタと同等なローパスフィルタ効果は得られない。 FIG. 16, similar to FIG. 7, shows a two-dimensional MTF of the four point images shown in FIG. Further, FIGS. 17 (a) and 17 (b) similar to FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the MTF in the x and y axis directions and the MTF in the ± 45 ° direction among the two-dimensional MTFs shown in FIG. 16, respectively. Is shown. As shown in FIG. 17B, the MTFs in the ± 45 ° direction are equal to each other, but as shown in FIG. 17A, the MTF values are significantly different between the x-axis direction and the y-axis direction. In particular, in the low frequency region, a difference of about 3 times in MTF occurs, and resolution deterioration in the y-axis direction is not acceptable. Therefore, the low-pass filter effect equivalent to that of the optical low-pass filters of Examples 1 to 3 cannot be obtained only by rotating the optical low-pass filter of Patent Document 2.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each of the above-described examples is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each of the examples in carrying out the present invention.

1 第1の複屈折光学素子(第1の光学異方性素子)
2 第2の複屈折光学素子(第2の光学異方性素子)
6 光学ローパスフィルタ
1 First birefringence optical element (first optically anisotropic element)
2 Second birefringence optical element (second optically anisotropic element)
6 Optical low-pass filter

Claims (10)

光入射側から光出射側に順に配置され、それぞれ入射した光線を常光線と異常光線に分離する第1および第2の光学異方性素子を有する光学ローパスフィルタであって、
前記第1および第2の光学異方性素子の光学面に直交する方向視において、前記第1の光学異方性素子にて入射光線から第1の異常光線が分離し、さらに前記第2の光学異方性素子にて前記第1の異常光線から屈曲するように第2の異常光線が分離する際の屈曲角θeが、
100°≦θe≦130°
なる条件を満足することを特徴とする光学ローパスフィルタ。
An optical low-pass filter that is arranged in order from the light incident side to the light emitting side and has first and second optically anisotropic elements that separate the incident light rays into normal light rays and abnormal light rays.
In the direction view orthogonal to the optical plane of the first and second optically anisotropic elements, the first abnormal ray is separated from the incident ray by the first optically anisotropic element, and further, the second The bending angle θe when the second abnormal light ray is separated so as to bend from the first abnormal light ray by the optically anisotropic element.
100 ° ≤ θe ≤ 130 °
An optical low-pass filter characterized by satisfying the above conditions.
前記第1および第2の光学異方性素子における光線分離幅が互いに等しいことを特徴とする請求項1に記載の光学ローパスフィルタ。 The optical low-pass filter according to claim 1, wherein the light separation widths of the first and second optically anisotropic elements are equal to each other. 前記光学ローパスフィルタは、該光学ローパスフィルタを通過した光により形成される光学像を光電変換する撮像素子とともに用いられ、
前記撮像素子における互いに直交する2つの画素配列方向を第1の方向と第2の方向とするとき、
前記屈曲角θeの二等分線の方向θ0が、前記第1および第2の方向のうちいずれか一方と平行であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学ローパスフィルタ。
The optical low-pass filter is used together with an image sensor that photoelectrically converts an optical image formed by light passing through the optical low-pass filter.
When the two pixel arrangement directions orthogonal to each other in the image sensor are the first direction and the second direction,
The optical low-pass filter according to claim 1 or 2, wherein the direction θ0 of the bisector of the bending angle θe is parallel to either one of the first and second directions.
前記光学ローパスフィルタから出射した複数の光線により前記撮像素子上に形成される複数の点像の前記第1および第2の方向での標準偏差をそれぞれσxおよびσyとするとき、
1/1.4≦σx/σy≦1.4
なる条件を満足することを特徴とする請求項3に記載の光学ローパスフィルタ。
When the standard deviations of the plurality of point images formed on the image sensor by the plurality of light rays emitted from the optical low-pass filter in the first and second directions are σx and σy, respectively.
1 / 1.4 ≤ σx / σy ≤ 1.4
The optical low-pass filter according to claim 3, wherein the optical low-pass filter is characterized by satisfying the above conditions.
前記第1および第2の光学異方性素子の光線分離幅をa[μm]とし、前記撮像素子における互いに直交する画素配列方向での画素ピッチをp[μm]とするとき、
0.9≦p/a≦1.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項3または4に記載の光学ローパスフィルタ。
When the light ray separation width of the first and second optically anisotropic elements is a [μm] and the pixel pitch in the pixel arrangement directions orthogonal to each other in the image pickup element is p [μm].
0.9 ≤ p / a ≤ 1.5
The optical low-pass filter according to claim 3 or 4, wherein the condition is satisfied.
前記撮像素子にカラーフィルタがベイヤー配列で設けられており、
前記撮像素子の画素ピッチp[μm]は、
1.0≦p≦7.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の光学ローパスフィルタ。
Color filters are provided in the image sensor in a Bayer array.
The pixel pitch p [μm] of the image sensor is
1.0 ≤ p ≤ 7.0
The optical low-pass filter according to any one of claims 3 to 5, wherein the optical low-pass filter satisfies the above-mentioned condition.
前記第1および第2の光学異方性素子として、表裏を反転させた同一の光学異方性素子が用いられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光学ローパスフィルタ。 The optics according to any one of claims 1 to 6, wherein the same optically anisotropic element whose front and back sides are inverted is used as the first and second optically anisotropic elements. Low-pass filter. 請求項1から7のいずれか一項に記載の光学ローパスフィルタと、
該光学ローパスフィルタを通過した光により形成される光学像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
The optical low-pass filter according to any one of claims 1 to 7.
An image pickup device including an image pickup device that photoelectrically converts an optical image formed by light passing through the optical low-pass filter.
前記撮像素子は、撮像光学系の射出瞳を分割して対の信号を出力する画素を有し、
前記撮像装置は、前記対の信号を用いて撮像面位相差検出方式によるオートフォーカスを行い、
前記射出瞳を分割する方向が前記屈曲角θeの二等分線の方向と平行であることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
The image sensor has pixels that divide the exit pupil of the image pickup optical system and output a pair of signals.
The imaging device uses the pair of signals to perform autofocus by an imaging surface phase difference detection method.
The imaging apparatus according to claim 8, wherein the direction in which the exit pupil is divided is parallel to the direction of the bisector of the bending angle θe.
前記撮像素子の撮像面に直交する方向に対する前記第1および第2の光学異方性素子の光学軸の傾きΨが、
25°≦Ψ≦40°
なる条件を満足することを特徴とする請求項7または8に記載の撮像装置。
The inclination Ψ of the optical axis of the first and second optically anisotropic elements with respect to the direction orthogonal to the image pickup surface of the image pickup element is
25 ° ≤ Ψ ≤ 40 °
The imaging device according to claim 7 or 8, wherein the image pickup apparatus according to claim 7 or 8, wherein the image pickup apparatus is satisfied.
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