JP2507041B2 - 光学的ロ―パスフィルタ - Google Patents
光学的ロ―パスフィルタInfo
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、2次元のサンプリングを行うCCDなどの固
体撮像素子の入射路中に配置され、キャリア成分の影響
を抑圧する光学的ローパスフィルタに関する。
体撮像素子の入射路中に配置され、キャリア成分の影響
を抑圧する光学的ローパスフィルタに関する。
従来の技術 第17図は、固体撮像素子の画素配列および開口例を示
すもので、同図において、Hが水平走査方向、Vが垂直
走査方向を示す。隣接する2本の水平ラインの一方に
は、緑色フィルタ1Gおよび青色フィルタ1BがPxの水平走
査方向の画素間隔で交互に配置され、その他方には緑色
フィルタ2Gおよび赤色フィルタ2RがPxの間隔で交互に配
される。この垂直走査方向の画素間隔がPyとされる。
すもので、同図において、Hが水平走査方向、Vが垂直
走査方向を示す。隣接する2本の水平ラインの一方に
は、緑色フィルタ1Gおよび青色フィルタ1BがPxの水平走
査方向の画素間隔で交互に配置され、その他方には緑色
フィルタ2Gおよび赤色フィルタ2RがPxの間隔で交互に配
される。この垂直走査方向の画素間隔がPyとされる。
このような格子状の開口パターンにより複写体光がサ
ンプリングされるわけであるが、サンプリング定理にお
いて明らかなように、サンプリング周波数の1/2の周波
数以上の周波数成分は原理的に忠実にサンプリングして
再現することができず、これ以上の周波数成分が固体撮
像素子上に導かれると、偽信号となって現れることとな
る。
ンプリングされるわけであるが、サンプリング定理にお
いて明らかなように、サンプリング周波数の1/2の周波
数以上の周波数成分は原理的に忠実にサンプリングして
再現することができず、これ以上の周波数成分が固体撮
像素子上に導かれると、偽信号となって現れることとな
る。
上述の固体撮像素子の場合には、第18図の空間周波数
スペクトラムに示すように、(fx=0,fy=0)の位置を
中心とするベースバンド成分(2G,R,Bのベクトルで示
す)の他に、複数の有害なキャリア成分が発生する。第
18図の横軸fx,縦軸fyは、各々Px/2πおよびPy/2πによ
り正規化された水平周波数および垂直周波数を表してい
る。(fx=1,fy=0)の位置を中心として生じるキャリ
ア成分は、垂直方向に延びる黒白のストライプからなる
きめ細かい縞模様の時にモアレを生じさせ、(fx=1/2,
fy=0)の位置を中心として生じるキャリア成分は、や
や荒い縦ストライプ時に緑色およびマゼンタが生じるク
ロスカラー現象(偽色信号)を生じさせ、この偽信号は
単板でカラー信号を得ることによって生じるもので画質
に与える影響が最も大きい。(fx=0,fy=1)の位置を
中心として生じるキャリア成分は、細かい横ストライプ
の時にモアレを生じさせる。
スペクトラムに示すように、(fx=0,fy=0)の位置を
中心とするベースバンド成分(2G,R,Bのベクトルで示
す)の他に、複数の有害なキャリア成分が発生する。第
18図の横軸fx,縦軸fyは、各々Px/2πおよびPy/2πによ
り正規化された水平周波数および垂直周波数を表してい
る。(fx=1,fy=0)の位置を中心として生じるキャリ
ア成分は、垂直方向に延びる黒白のストライプからなる
きめ細かい縞模様の時にモアレを生じさせ、(fx=1/2,
fy=0)の位置を中心として生じるキャリア成分は、や
や荒い縦ストライプ時に緑色およびマゼンタが生じるク
ロスカラー現象(偽色信号)を生じさせ、この偽信号は
単板でカラー信号を得ることによって生じるもので画質
に与える影響が最も大きい。(fx=0,fy=1)の位置を
中心として生じるキャリア成分は、細かい横ストライプ
の時にモアレを生じさせる。
従って、これらの有害なキャリア成分を除去するため
には、サンプリング定理に従って、入射光のうち、正規
化水平周波数でfx=1/2以上の水平周波数成分,および
正規化垂直周波数でfy=1/2以上の垂直周波数成分およ
び水平方向にはfx=1/2の点で色信号をサンプリングし
ている為、fx=1/2の点を中心に色信号の周波数帯域分
の水平周波数成分を除去する必要がある。このような理
想的な光学的周波数特性を第19図に示す。同図で(A)
は水平周波数特性、(B)は垂直周波数特性を表す。
には、サンプリング定理に従って、入射光のうち、正規
化水平周波数でfx=1/2以上の水平周波数成分,および
正規化垂直周波数でfy=1/2以上の垂直周波数成分およ
び水平方向にはfx=1/2の点で色信号をサンプリングし
ている為、fx=1/2の点を中心に色信号の周波数帯域分
の水平周波数成分を除去する必要がある。このような理
想的な光学的周波数特性を第19図に示す。同図で(A)
は水平周波数特性、(B)は垂直周波数特性を表す。
このような特性を目標とした光学的ローパスフィルタ
の第1の従来例としては、特開昭60−164719号公報に示
されるものがある。これは、固体撮像素子の水平走査方
向に対して、45度近傍で常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、水平走査方向と平行に常光成分
と異常光成分とを分離する第2の複屈折板と、水平走査
方向に対して、−45度近傍で常光成分とを分離する第3
の複屈折板よりなり、第2の複屈折板が中間に位置する
ように、第1の複屈折板,第2の複屈折板および第3の
複屈折板が積層配置され、1本の入射光を7もしくは8
本に分離する光学的ローパスフィルタの基本的な技術を
示したものであるが、実施例としては第1,第2,第3の複
屈折板による常光成分と異常光成分との分離距離(それ
ぞれ、d1,d2,d3とする。)の関係が、d2Pxで且つ の関係にある例が示されている。このような従来の光学
的ローパスフィルタによっては、1本の入射光は第20図
に示すように分離され、その周波数特性は第21図に示す
ようになる。
の第1の従来例としては、特開昭60−164719号公報に示
されるものがある。これは、固体撮像素子の水平走査方
向に対して、45度近傍で常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、水平走査方向と平行に常光成分
と異常光成分とを分離する第2の複屈折板と、水平走査
方向に対して、−45度近傍で常光成分とを分離する第3
の複屈折板よりなり、第2の複屈折板が中間に位置する
ように、第1の複屈折板,第2の複屈折板および第3の
複屈折板が積層配置され、1本の入射光を7もしくは8
本に分離する光学的ローパスフィルタの基本的な技術を
示したものであるが、実施例としては第1,第2,第3の複
屈折板による常光成分と異常光成分との分離距離(それ
ぞれ、d1,d2,d3とする。)の関係が、d2Pxで且つ の関係にある例が示されている。このような従来の光学
的ローパスフィルタによっては、1本の入射光は第20図
に示すように分離され、その周波数特性は第21図に示す
ようになる。
第21図において(A)は水平方向の周波数特性を示
し、同図201の曲線で示すfx=1/2,3/2…にトラップポイ
ントを有するCOSカーブと、同図202の曲線で示すfx=1,
3,…にトラップポイントを有するCOS2カーブを合成した
曲線203が総合の水平方向の通過特性となる。また第21
図において(B)は垂直方向に周波数特性を示すが、fy
=Py/Pxの奇数倍の周波数にトラップポイントを有する
COS2カーブ(同図204の曲線)が垂直方向の通過特性と
なる。
し、同図201の曲線で示すfx=1/2,3/2…にトラップポイ
ントを有するCOSカーブと、同図202の曲線で示すfx=1,
3,…にトラップポイントを有するCOS2カーブを合成した
曲線203が総合の水平方向の通過特性となる。また第21
図において(B)は垂直方向に周波数特性を示すが、fy
=Py/Pxの奇数倍の周波数にトラップポイントを有する
COS2カーブ(同図204の曲線)が垂直方向の通過特性と
なる。
従来の光学的ローパスフィルタの他の例(第2の従来
例)としては、第23図に示すように、水平走査方向に異
常光成分と正常光成分を距離d1(=Px)だけ分離する第
1の複屈折板221と、水平走査方向に異常光成分と正常
光成分を距離d2(=Px/2)だけ分離する第2の複屈折板
222と、垂直走査方向に異常光成分と正常光成分とを距
離d3(=Pv)だけ分離する第3の複屈折板223とをそれ
ぞれ第1,第2のλ/4位相板224,225を介して順に積層し
た構成のものがあり、この第2の従来例の光学的ローパ
スフィルタによっては、1本の入射光は第24図に示すよ
うに分離され、その周波数特性は、第25図に示すように
なる。
例)としては、第23図に示すように、水平走査方向に異
常光成分と正常光成分を距離d1(=Px)だけ分離する第
1の複屈折板221と、水平走査方向に異常光成分と正常
光成分を距離d2(=Px/2)だけ分離する第2の複屈折板
222と、垂直走査方向に異常光成分と正常光成分とを距
離d3(=Pv)だけ分離する第3の複屈折板223とをそれ
ぞれ第1,第2のλ/4位相板224,225を介して順に積層し
た構成のものがあり、この第2の従来例の光学的ローパ
スフィルタによっては、1本の入射光は第24図に示すよ
うに分離され、その周波数特性は、第25図に示すように
なる。
第25図において(A)は水平走査方向の周波数特性を
示し、fx=1/2,3/2…にトラップポイントを有するCOSカ
ーブと(同図曲線241)、fx=1,2…にトラップポイント
を有するCOSカーブ(同図曲線242)を合成(積算)した
同図曲線243のカーブの特性となる。また第25図におい
て(B)は垂直方向の周波数特性を示すが、fy=1/2,3/
2…にトラップポイントを有するCOSカーブ(同図曲線24
4)が垂直方向の通過特性となる。以上の特性は、ほぼ
第19図に示した理想特性に近い値となっている。
示し、fx=1/2,3/2…にトラップポイントを有するCOSカ
ーブと(同図曲線241)、fx=1,2…にトラップポイント
を有するCOSカーブ(同図曲線242)を合成(積算)した
同図曲線243のカーブの特性となる。また第25図におい
て(B)は垂直方向の周波数特性を示すが、fy=1/2,3/
2…にトラップポイントを有するCOSカーブ(同図曲線24
4)が垂直方向の通過特性となる。以上の特性は、ほぼ
第19図に示した理想特性に近い値となっている。
更に、従来の光学的ローパスフィルタの他の例(第3
の従来例)としては、第26図に示すように、第23図に示
した第2の従来例から第3の複屈折板と第2のλ/4位相
板を除去したものがある。この第3の従来例によって
は、1本の入射光は第27図に示すように分離される。そ
の周波数特性は、水平走査方向の周波数特性は第25図
(A)に示した第2の従来例の水平走査方向の周波数特
性と同一特性となり、垂直走査方向には減衰特性を有さ
ない特性となる。この第3の従来例は、垂直走査方向の
特性を無視して、小型・低コスト化を主目的とした例で
ある。なお、この例でも第2の従来例と同じく水平方向
の周波数特性は、ほぼ理想的特性に近い値となる。
の従来例)としては、第26図に示すように、第23図に示
した第2の従来例から第3の複屈折板と第2のλ/4位相
板を除去したものがある。この第3の従来例によって
は、1本の入射光は第27図に示すように分離される。そ
の周波数特性は、水平走査方向の周波数特性は第25図
(A)に示した第2の従来例の水平走査方向の周波数特
性と同一特性となり、垂直走査方向には減衰特性を有さ
ない特性となる。この第3の従来例は、垂直走査方向の
特性を無視して、小型・低コスト化を主目的とした例で
ある。なお、この例でも第2の従来例と同じく水平方向
の周波数特性は、ほぼ理想的特性に近い値となる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の光学的ローパスフィル
タには下記のような問題点がある。
タには下記のような問題点がある。
第1の従来例における問題点は大きく2つあり、その
第1は、水晶複屈折板が3板必要であり、小型化・低コ
スト化を大きく阻害することである。ちなみに、上述の
ような光学的ローパスフィルタの価格は、ほぼその構成
枚数に比例する。
第1は、水晶複屈折板が3板必要であり、小型化・低コ
スト化を大きく阻害することである。ちなみに、上述の
ような光学的ローパスフィルタの価格は、ほぼその構成
枚数に比例する。
第2は、下記のように垂直方向の遮断特性が不満足と
なる場合が存在することである。つまり、上述した従来
の光学的ローパスフィルタの通過特性のうち、水平方向
の特性は本来遮断すべき周波数成分は遮断されていて第
19図(A)に示した理想特性に近い特性が得られている
が、垂直方向の特性には次のような問題点がある。
なる場合が存在することである。つまり、上述した従来
の光学的ローパスフィルタの通過特性のうち、水平方向
の特性は本来遮断すべき周波数成分は遮断されていて第
19図(A)に示した理想特性に近い特性が得られている
が、垂直方向の特性には次のような問題点がある。
第20図のように分離された1本の入射光の垂直方向の
分離距離は、Px/2を基準としたものであり、画素の水平
方向間隔Pxにより決定されていて、画素の垂直方向間隔
Pyにょっては決定されていない。従って垂直方向の周波
数特性の通過特性のトラップポイントは理想値が1/2で
あるのに対しPy/2πで正規化した垂直周波数のPy/Pxの
点(およびその奇数倍の周波数)となり、PxとPyの関係
によってトラップ点が変化することとなる。したがって
Py/Pxが1/2に近い値をとる固体撮像素子では、上述し
た従来の光学的ローパスフィルタでは必要な垂直方向通
過特性が得られるが、Pxが2Pyより小さくなってPy/Px
が1/2と大きく異なる値となる固体撮像素子用には必要
な特性が得られなくなる。このような状態は、水平解像
度を上げる為に水平方向の画素数を多くした固体撮像素
子において発生する。つまり、垂直方向の画素数nvがテ
レビジョン方式に基づいて決定される値(NTSC方式では
約500画素・PAL方式では約600画素)に固定されている
ためPyが一定であるのに対し、Pxは水平方向画素数nHの
変化により変化し、従ってnHが多くなるとPy/Pxは大き
くなる。例えばNTSC様式で水平方向画素数が670画素の
場合には、テレビジョン画素の縦・横比が3:4(500:6
70)であるので、PxPyとなる。このような場合の、従
来の光学的ローパスフィルタの垂直方向の通過特性は、
第22図211の曲線に示す特性となり、同図212の曲線に示
す理想特性との遮断周波数域の被写体として表れる確率
の高い、低い周波数領域における特性差が大きくなり、
偽信号が大きくなる。(ちなみに、水平画素数が約400
と少ない場合には、Py/Px=3/500/4/4000.6となり、
この場合の特性は同図213の曲線となり、遮断域の低周
波数領域での理想性との差は少なく、従来の光学的ロー
パスフィルタで十分な特性が得られている。) 第2の従来例の問題点は、周波数特性はほぼ理想に近
い特性が得られるが、フィルタの構成枚数が複屈折板3
枚とλ/4位相板2枚の計5枚となり、小型化・低コスト
化特に低コスト化を大きく阻害することである。
分離距離は、Px/2を基準としたものであり、画素の水平
方向間隔Pxにより決定されていて、画素の垂直方向間隔
Pyにょっては決定されていない。従って垂直方向の周波
数特性の通過特性のトラップポイントは理想値が1/2で
あるのに対しPy/2πで正規化した垂直周波数のPy/Pxの
点(およびその奇数倍の周波数)となり、PxとPyの関係
によってトラップ点が変化することとなる。したがって
Py/Pxが1/2に近い値をとる固体撮像素子では、上述し
た従来の光学的ローパスフィルタでは必要な垂直方向通
過特性が得られるが、Pxが2Pyより小さくなってPy/Px
が1/2と大きく異なる値となる固体撮像素子用には必要
な特性が得られなくなる。このような状態は、水平解像
度を上げる為に水平方向の画素数を多くした固体撮像素
子において発生する。つまり、垂直方向の画素数nvがテ
レビジョン方式に基づいて決定される値(NTSC方式では
約500画素・PAL方式では約600画素)に固定されている
ためPyが一定であるのに対し、Pxは水平方向画素数nHの
変化により変化し、従ってnHが多くなるとPy/Pxは大き
くなる。例えばNTSC様式で水平方向画素数が670画素の
場合には、テレビジョン画素の縦・横比が3:4(500:6
70)であるので、PxPyとなる。このような場合の、従
来の光学的ローパスフィルタの垂直方向の通過特性は、
第22図211の曲線に示す特性となり、同図212の曲線に示
す理想特性との遮断周波数域の被写体として表れる確率
の高い、低い周波数領域における特性差が大きくなり、
偽信号が大きくなる。(ちなみに、水平画素数が約400
と少ない場合には、Py/Px=3/500/4/4000.6となり、
この場合の特性は同図213の曲線となり、遮断域の低周
波数領域での理想性との差は少なく、従来の光学的ロー
パスフィルタで十分な特性が得られている。) 第2の従来例の問題点は、周波数特性はほぼ理想に近
い特性が得られるが、フィルタの構成枚数が複屈折板3
枚とλ/4位相板2枚の計5枚となり、小型化・低コスト
化特に低コスト化を大きく阻害することである。
第3の従来例の問題点は、垂直走査方向の周波数特性
を割り切って低コスト化を目指しているにもかかわら
ず、その構成枚数が3枚であり、コストと性能のバラン
スが悪いことである。
を割り切って低コスト化を目指しているにもかかわら
ず、その構成枚数が3枚であり、コストと性能のバラン
スが悪いことである。
以上述べたように、従来の光学的ローパスフィルタに
は、小型・低コスト化を阻害するという第1の問題点
と、低コスト化を目標としたものは、コストダウン比率
に比し性能の劣化が大きいという第2の問題点がある。
は、小型・低コスト化を阻害するという第1の問題点
と、低コスト化を目標としたものは、コストダウン比率
に比し性能の劣化が大きいという第2の問題点がある。
課題を解決するための手段 上述した課題を解決するため、第1の発明は、固体撮
像素子の水平走査方向に対して、略45度の角度で距離d1
だけ常光成分と異常光成分とを分離する第1の複屈折板
と、上記水平走査方向に対して略平行に距離d2だけ常光
成分と異常光成分とを分離する第2の複屈折板とよりな
り、上記第1,第2の複屈折板が積層配置された光学的ロ
ーパスフィルタである。
像素子の水平走査方向に対して、略45度の角度で距離d1
だけ常光成分と異常光成分とを分離する第1の複屈折板
と、上記水平走査方向に対して略平行に距離d2だけ常光
成分と異常光成分とを分離する第2の複屈折板とよりな
り、上記第1,第2の複屈折板が積層配置された光学的ロ
ーパスフィルタである。
また、第2の発明は、固体撮像素子の水平走査方向に
対して、略 の角度で距離d3だけ常光成分と異常光成分とを分離する
第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して略平行に
距離d4だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の複
屈折板とよりなり、上記第1,第2の複屈折板が積層配置
された光学的ローパスフィルタである。
対して、略 の角度で距離d3だけ常光成分と異常光成分とを分離する
第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して略平行に
距離d4だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の複
屈折板とよりなり、上記第1,第2の複屈折板が積層配置
された光学的ローパスフィルタである。
また、第3の発明は、固体撮像素子の水平走査方向に
対して、略垂直にd5だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して略45
度の角度で距離d6だけ常光成分と異常光成分とを分離す
る第2の複屈折板と、上記水平走査方向に対して、略平
行に距離d7だけ常光成分と異常光成分とを分離する第3
の複屈折板とよりなり、上記第2の複屈折板が中間に位
置するように、上記第1,第2,第3の複屈折板が積層配置
された光学的ローパスフィルタである。
対して、略垂直にd5だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して略45
度の角度で距離d6だけ常光成分と異常光成分とを分離す
る第2の複屈折板と、上記水平走査方向に対して、略平
行に距離d7だけ常光成分と異常光成分とを分離する第3
の複屈折板とよりなり、上記第2の複屈折板が中間に位
置するように、上記第1,第2,第3の複屈折板が積層配置
された光学的ローパスフィルタである。
作用 本発明は、上記した構成の光学的ローパスフィルタ
で、小型・低コストを達成し、更に、固体撮像素子の水
平画素間隔Pxと垂直画素間隔Pyとの関係がPy/Pxの値が
1/2と大きく異なる場合にも、水平方向のみならず垂直
方向の周波数特性も理想特性に近い値を達成して、偽信
号の発生の少ない固体撮像装置を実現するものである。
で、小型・低コストを達成し、更に、固体撮像素子の水
平画素間隔Pxと垂直画素間隔Pyとの関係がPy/Pxの値が
1/2と大きく異なる場合にも、水平方向のみならず垂直
方向の周波数特性も理想特性に近い値を達成して、偽信
号の発生の少ない固体撮像装置を実現するものである。
実施例 以下本発明について図面を参照して説明する。第1図
は第1の発明の一実施例における第1の複屈折板11,第
2の複屈折板12の光学的特性の説明に用いるものであ
る。同図において、レンズを介された入射光は、図面の
用紙面に直交する方向で複屈折板11,12に供給される。
複屈折板11は、入射光を常光線および異常光線に分離
し、これらの常光線および異常光線が存在する図面の用
紙面と垂直に延びる主要面13が水平走査方向Hに対して
略45度の角度をなすものである。複屈折板12は、常光線
および異常光線が存在する主要面14が水平走査方向と略
一致するものである。これら2個の複屈折板11,12は積
層され、第1もしくは第2の複屈折板が固体撮像素子に
最も近い位置に来るように入射光略中に配される。な
お、以降の説明は第2の複屈折板が固体撮像素子に最も
近い位置に配されているとして説明を行う。また、2枚
の複屈折板11,12の主要面の互いのなす角度は、相対的
なものであり、角度の計測方法は時計回り、反時計回り
のいずれであっても良い。
は第1の発明の一実施例における第1の複屈折板11,第
2の複屈折板12の光学的特性の説明に用いるものであ
る。同図において、レンズを介された入射光は、図面の
用紙面に直交する方向で複屈折板11,12に供給される。
複屈折板11は、入射光を常光線および異常光線に分離
し、これらの常光線および異常光線が存在する図面の用
紙面と垂直に延びる主要面13が水平走査方向Hに対して
略45度の角度をなすものである。複屈折板12は、常光線
および異常光線が存在する主要面14が水平走査方向と略
一致するものである。これら2個の複屈折板11,12は積
層され、第1もしくは第2の複屈折板が固体撮像素子に
最も近い位置に来るように入射光略中に配される。な
お、以降の説明は第2の複屈折板が固体撮像素子に最も
近い位置に配されているとして説明を行う。また、2枚
の複屈折板11,12の主要面の互いのなす角度は、相対的
なものであり、角度の計測方法は時計回り、反時計回り
のいずれであっても良い。
次に本実施例における2枚の複屈折板によって入射光
が分離される分離距離の一般解について説明する。
が分離される分離距離の一般解について説明する。
いま第1の複屈折板による常光線と異常光線の分離距
離をd1、第2の複屈折板による常光線と異常光線の分離
距離をd2とし、 の条件にあるときに、この2枚の複屈折板の上記した組
合せによる入射光の分離された結果は第2図に示すよう
になる。つまり、第2図の原点に入射された1本の光
は、第1の複屈折板11により、水平走査方向に対し45度
の方向に距離d1だけ分離され、(第2図の実線の矢印で
示す。)各々等しい強度の2本の光線となる。次にこれ
らの光線は第2の複屈折板12によって、各々水平走査方
向に対して平行に距離d2だけ分離され(第2図の破線の
矢印で示す。)、最終的に第2図に示すような、各々強
度の等しい21〜24の4本の光線に分離される。
離をd1、第2の複屈折板による常光線と異常光線の分離
距離をd2とし、 の条件にあるときに、この2枚の複屈折板の上記した組
合せによる入射光の分離された結果は第2図に示すよう
になる。つまり、第2図の原点に入射された1本の光
は、第1の複屈折板11により、水平走査方向に対し45度
の方向に距離d1だけ分離され、(第2図の実線の矢印で
示す。)各々等しい強度の2本の光線となる。次にこれ
らの光線は第2の複屈折板12によって、各々水平走査方
向に対して平行に距離d2だけ分離され(第2図の破線の
矢印で示す。)、最終的に第2図に示すような、各々強
度の等しい21〜24の4本の光線に分離される。
この光学的ローパスフィルタは、水平方向にはPx/2π
で正規化した水平周波数の1/2・Px/d2(=fx01)の奇
数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの周波
数特性と、 の奇数倍の点にトラップポイント有するCOSカーブの周
波数特性との積の周波数特性を有し、垂直方向には、 の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性を有している。つまり、本実施例の光学的ロ
ーパスフィルタの水平方向の周波数特性はCOS・fx/f
x01・π/2×COS fx/fx02・π/2の特性となり、垂直方
向にはCOS fy/fy01・π/2の周波数特性を有する。
で正規化した水平周波数の1/2・Px/d2(=fx01)の奇
数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの周波
数特性と、 の奇数倍の点にトラップポイント有するCOSカーブの周
波数特性との積の周波数特性を有し、垂直方向には、 の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性を有している。つまり、本実施例の光学的ロ
ーパスフィルタの水平方向の周波数特性はCOS・fx/f
x01・π/2×COS fx/fx02・π/2の特性となり、垂直方
向にはCOS fy/fy01・π/2の周波数特性を有する。
次にこの実施例において、第1の従来例の課題の項で
引用したような、PxとPyが略等しい場合に、望ましい水
平および垂直周波数特性が得られるように、d1およびd2
の値を決定した場合の特性について述べる。
引用したような、PxとPyが略等しい場合に、望ましい水
平および垂直周波数特性が得られるように、d1およびd2
の値を決定した場合の特性について述べる。
いま とすると、(従って、 であり、第1の従来例の とは大きく異なる)f0x1=1/2・f0x2=1.5/2,f0y2=1.5
/2となり、水平方向の周波数特性は、第3図(A)の曲
線31に示すCOS fx/fx01・π/2の曲線と、32に示すCOS
fx/fx02・π/2の曲線を合成した曲線33の特性となり、
第21図(A)曲線203に示す第1の従来例 の特性と同じく曲線30に示す理想特性(第19図(A)の
曲線を再掲)に近い遮断特性が得られている。
/2となり、水平方向の周波数特性は、第3図(A)の曲
線31に示すCOS fx/fx01・π/2の曲線と、32に示すCOS
fx/fx02・π/2の曲線を合成した曲線33の特性となり、
第21図(A)曲線203に示す第1の従来例 の特性と同じく曲線30に示す理想特性(第19図(A)の
曲線を再掲)に近い遮断特性が得られている。
また、垂直方向の周波数特性は、第3図(B)の曲線
34に示す特性となり、同図曲線36に示す従来例の特性
(第21図曲線204を再掲)に近い特性となっている。
34に示す特性となり、同図曲線36に示す従来例の特性
(第21図曲線204を再掲)に近い特性となっている。
以上の例の一般解について考察する。本発明では、従
来例(第1の従来例)のように、 に固定、従って、fxo2=2・fx01,fy01=Py/px・2f
x01に固定されるのではなく、d1をpyの値をも考慮して
決定して、fx01<fx02<2・fx01の値とし、従ってfy01
=Py/Px・fx02<Py/Px・2fx01とすることができ、垂
直方向の周波数特性は第1の従来例と同様に理想特性か
ら少し異なった値となるものの、第1の従来例より少な
い枚数の構成で水平・垂直双方の周波数特性ともにほぼ
良好な特性が得られる。
来例(第1の従来例)のように、 に固定、従って、fxo2=2・fx01,fy01=Py/px・2f
x01に固定されるのではなく、d1をpyの値をも考慮して
決定して、fx01<fx02<2・fx01の値とし、従ってfy01
=Py/Px・fx02<Py/Px・2fx01とすることができ、垂
直方向の周波数特性は第1の従来例と同様に理想特性か
ら少し異なった値となるものの、第1の従来例より少な
い枚数の構成で水平・垂直双方の周波数特性ともにほぼ
良好な特性が得られる。
なお、一般解として、d1の値の望ましい範囲は次のと
おりである。つまりfx02をfx01より小さな値に設定する
と、水平方向の周波数特性の本来通過させるべき周波数
領域での特性が劣化(通過パワーが小さくなりすぎる)
してしまうので、1/2=fx01<fx02の値に設定するのが
現実的である。
おりである。つまりfx02をfx01より小さな値に設定する
と、水平方向の周波数特性の本来通過させるべき周波数
領域での特性が劣化(通過パワーが小さくなりすぎる)
してしまうので、1/2=fx01<fx02の値に設定するのが
現実的である。
この条件をd1,d2,Pxの関係に書き改めると、 となる。また、従来例の説明の項で説明したように、従
来例のようにfx02=2.fx01とすると問題点が生じ、fx02
<2・fx01とする必要があるので、この条件を含めた
d1,d2,Pxの望ましい関係は のようになる。
来例のようにfx02=2.fx01とすると問題点が生じ、fx02
<2・fx01とする必要があるので、この条件を含めた
d1,d2,Pxの望ましい関係は のようになる。
なお、以上の説明ではd2Px、従ってfx01=1/2とし
た例を説明したが、この時にfx02がfx01に近くなると、
水平方向の通過特性が劣化(通過パワーが小さくなる)
しすぎるので、これを防止するには、fx01の値を1/2よ
り少し大きくする(従ってd2をPxより少し小さくす
る。)ことで、遮断特性をあまり劣化させることなく達
成できる。
た例を説明したが、この時にfx02がfx01に近くなると、
水平方向の通過特性が劣化(通過パワーが小さくなる)
しすぎるので、これを防止するには、fx01の値を1/2よ
り少し大きくする(従ってd2をPxより少し小さくす
る。)ことで、遮断特性をあまり劣化させることなく達
成できる。
第4図および第5図はそれぞれ第1の発明の第2,第3
の実施例における入射光の分離の様子を示す図である。
第4図の例は第1の実施例と同一構成でd2Px, としたものであり、水平走査方向の周波数特性は、Px/2
πで正規化した水平周波数の1/2の奇数倍の点にトラッ
プポイントを有するCOSカーブと、1の奇数倍の点にト
ラップポイントを有するCOSカーブを積算したものとな
り、第6図(A)の曲線61に示す特性となり、ほぼ満足
のゆく特性が得られる。垂直走査方向の周波数特性は、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2Py/Px/2の奇数倍
の点にトラップポイントを有するCOSカーブとなり(第
6図(B)曲線62)、Py/Px/21の固体撮像素子では
ほぼ満足のゆく特性が得られ、またこの条件にない固体
撮像素子においても、垂直走査方向の特性の理想特性か
らのずれを許容すれば、水平走査方向の特性は、ほぼ理
想特性にあるので十分使用可能である。
の実施例における入射光の分離の様子を示す図である。
第4図の例は第1の実施例と同一構成でd2Px, としたものであり、水平走査方向の周波数特性は、Px/2
πで正規化した水平周波数の1/2の奇数倍の点にトラッ
プポイントを有するCOSカーブと、1の奇数倍の点にト
ラップポイントを有するCOSカーブを積算したものとな
り、第6図(A)の曲線61に示す特性となり、ほぼ満足
のゆく特性が得られる。垂直走査方向の周波数特性は、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2Py/Px/2の奇数倍
の点にトラップポイントを有するCOSカーブとなり(第
6図(B)曲線62)、Py/Px/21の固体撮像素子では
ほぼ満足のゆく特性が得られ、またこの条件にない固体
撮像素子においても、垂直走査方向の特性の理想特性か
らのずれを許容すれば、水平走査方向の特性は、ほぼ理
想特性にあるので十分使用可能である。
第5図の例は、第1の実施例と同一構成で、d2Px/
2, とした第3の実施例を示すものであり、水平走査方向の
周波数特性は第2の実施例と同一で、第6図(A)の曲
線61に示す特性となる。垂直走査方向の周波数特性は、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2・Py/Pxの奇数倍
の点にトラップポイントを有するCOSカーブとなり(第
6図(B)曲線63)Py/Px1の固体撮像素子において
ほぼ満足のゆく特性が得られる。
2, とした第3の実施例を示すものであり、水平走査方向の
周波数特性は第2の実施例と同一で、第6図(A)の曲
線61に示す特性となる。垂直走査方向の周波数特性は、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2・Py/Pxの奇数倍
の点にトラップポイントを有するCOSカーブとなり(第
6図(B)曲線63)Py/Px1の固体撮像素子において
ほぼ満足のゆく特性が得られる。
以上のように、第1の発明では、複屈折板2板だけの
簡単な構成の光学的ローパスフィルタでほぼ満足のゆく
特性が得られる。少なくとも、水平走査方向の周波数特
性に関しては、水平走査方向の画素間隔Pxと垂直走査方
向の画素間隔Pyとの比に関係なく、理想に近い特性を得
ることができる。
簡単な構成の光学的ローパスフィルタでほぼ満足のゆく
特性が得られる。少なくとも、水平走査方向の周波数特
性に関しては、水平走査方向の画素間隔Pxと垂直走査方
向の画素間隔Pyとの比に関係なく、理想に近い特性を得
ることができる。
次に第2の発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第7図は、この実施例における第1の複屈折板
71,第2の複屈折板72の光学的特性の説明に用いるもの
である。同図において、レンズを介された入射光は、図
面の用紙面に直交する方向で複屈折板71,72に供給され
る。複屈折板71は、入射光を常光線および異常光線に分
離し、これらの常光線および異常光線が存在する図面の
用紙面と垂直に延びる主要面73が水平走査方向Hに対し
て略 の角度をなすものである。複屈折板72は、常光線および
異常光線が存在する主要面74が水平走査方向と略一致す
るものである。これら2個の複屈折板11,12は積層さ
れ、第1もしくは第2の複屈折板が固体撮像素子に最も
近い位置に来るように入射光路中に配される。なお、以
降の説明は第2の複屈折板が固体撮像素子に最も近い位
置に配されているとして説明を行う。また、2枚の複屈
折板71,72の主要面の互いのなす角度は、相対的なもの
であり、角度の計測方法は時計回り,反時計回りいずれ
であっても良い。
明する。第7図は、この実施例における第1の複屈折板
71,第2の複屈折板72の光学的特性の説明に用いるもの
である。同図において、レンズを介された入射光は、図
面の用紙面に直交する方向で複屈折板71,72に供給され
る。複屈折板71は、入射光を常光線および異常光線に分
離し、これらの常光線および異常光線が存在する図面の
用紙面と垂直に延びる主要面73が水平走査方向Hに対し
て略 の角度をなすものである。複屈折板72は、常光線および
異常光線が存在する主要面74が水平走査方向と略一致す
るものである。これら2個の複屈折板11,12は積層さ
れ、第1もしくは第2の複屈折板が固体撮像素子に最も
近い位置に来るように入射光路中に配される。なお、以
降の説明は第2の複屈折板が固体撮像素子に最も近い位
置に配されているとして説明を行う。また、2枚の複屈
折板71,72の主要面の互いのなす角度は、相対的なもの
であり、角度の計測方法は時計回り,反時計回りいずれ
であっても良い。
次に本実施例における2枚の複屈折板によって入射光
が分離される分離距離および分離された光の強度につい
て説明する。
が分離される分離距離および分離された光の強度につい
て説明する。
いま第1位の複屈折板による常光線と異常光線の分離
距離をd3とすると、第8図の原点に入射された1本の光
は、第1の複屈折板71により、水平走査方向に対し の方向に距離d3だけ分離され、(第8図の実線の矢印で
示す。)各々等しい強度の81および82の2本の光線とな
る。次にこれらの光線は第2の複屈折板72に入射するわ
けであるが、この2本の光線の第2の複屈折板72に対す
る異常光成分と常光成分は次のようになる。まず光線81
は第1の複屈折板71における常光成分であるので、その
主要面73に対して垂直に振動する成分だけである(第8
図光線81のベクトルE1)。従って、この光線81のうち第
2の複屈折板72に対して常光成分となるのは、第2の複
屈折板72の主要面74に対して垂直に振動する成分である
のでE1COSβとなり、異常光成分となるのは主要面74に
対して平行に振動する成分E1sinβである。また、光線8
2は第1の複屈折板71における異常光成分であるので、
その主要面73に対して平行に振動する成分だけである
(第8図光線82のベクトルO1)。従って光線81のときと
同様に、光線82のうち、第2の複屈折板72に対して常光
成分はE1sinβ、異常光成分はE1COSβとなる。なお、上
記した光線81,82のベクトル振幅O1とE1は、それぞれが
等しく、しかもベクトル和 が入射光に一致するので、入射光の強度を1とすると、
それぞれ となることは明かである。従って、上記の2つの光線8
1,82が第2の複屈折板72によって、水平走査方向に距離
d2(d2=d1COSα)だけ常光成分と異常光成分に分離さ
れると、第9図に示すように、光線91〜94となる。それ
ぞれの強度は、つまりエネルギーは、それぞれのベクト
ル振幅の2乗で表されるので、光線91は 光線93は となり、 となるよう角度βを選んであるので、それぞれ1/3,1/6,
1/6,1/3となる。
距離をd3とすると、第8図の原点に入射された1本の光
は、第1の複屈折板71により、水平走査方向に対し の方向に距離d3だけ分離され、(第8図の実線の矢印で
示す。)各々等しい強度の81および82の2本の光線とな
る。次にこれらの光線は第2の複屈折板72に入射するわ
けであるが、この2本の光線の第2の複屈折板72に対す
る異常光成分と常光成分は次のようになる。まず光線81
は第1の複屈折板71における常光成分であるので、その
主要面73に対して垂直に振動する成分だけである(第8
図光線81のベクトルE1)。従って、この光線81のうち第
2の複屈折板72に対して常光成分となるのは、第2の複
屈折板72の主要面74に対して垂直に振動する成分である
のでE1COSβとなり、異常光成分となるのは主要面74に
対して平行に振動する成分E1sinβである。また、光線8
2は第1の複屈折板71における異常光成分であるので、
その主要面73に対して平行に振動する成分だけである
(第8図光線82のベクトルO1)。従って光線81のときと
同様に、光線82のうち、第2の複屈折板72に対して常光
成分はE1sinβ、異常光成分はE1COSβとなる。なお、上
記した光線81,82のベクトル振幅O1とE1は、それぞれが
等しく、しかもベクトル和 が入射光に一致するので、入射光の強度を1とすると、
それぞれ となることは明かである。従って、上記の2つの光線8
1,82が第2の複屈折板72によって、水平走査方向に距離
d2(d2=d1COSα)だけ常光成分と異常光成分に分離さ
れると、第9図に示すように、光線91〜94となる。それ
ぞれの強度は、つまりエネルギーは、それぞれのベクト
ル振幅の2乗で表されるので、光線91は 光線93は となり、 となるよう角度βを選んであるので、それぞれ1/3,1/6,
1/6,1/3となる。
よって、この光学的ローパスフィルタによる周波数特
性は、水平走査方向には1/3(2COS2π・fx/Px/d4+
1)となり、垂直方向にはCOSπ/2・fy/fy01(fy01=1
/2・Py/d3sinα=1/2・Py/d4tanα)となる。
性は、水平走査方向には1/3(2COS2π・fx/Px/d4+
1)となり、垂直方向にはCOSπ/2・fy/fy01(fy01=1
/2・Py/d3sinα=1/2・Py/d4tanα)となる。
第10図に上記の第2の発明の構成の光学的ローパスフ
ィルタにおいて、d42/3Px, とした時の周波数特性を示す。同図(A)は水平走査方
向の周波数特性であり、1/3(2・COS2π・2/3fx+1)
の曲線となる。この特性は、fxが1以上での遮断特性は
悪いが、fxが1以下ではほぼ良好な特性が得られてい
て、光学的ローパス以外にも撮影レンズも光学的なロー
パス効果を有している(つまりレンズ収差等の為に高周
波域は解像できない)ことを考慮すると、十分使用可能
な特性である。また同図(B)は垂直走査方向の周波数
特性であり、 の曲線となる。この特性は、 のときには、ほぼ理想に近い特性となる。
ィルタにおいて、d42/3Px, とした時の周波数特性を示す。同図(A)は水平走査方
向の周波数特性であり、1/3(2・COS2π・2/3fx+1)
の曲線となる。この特性は、fxが1以上での遮断特性は
悪いが、fxが1以下ではほぼ良好な特性が得られてい
て、光学的ローパス以外にも撮影レンズも光学的なロー
パス効果を有している(つまりレンズ収差等の為に高周
波域は解像できない)ことを考慮すると、十分使用可能
な特性である。また同図(B)は垂直走査方向の周波数
特性であり、 の曲線となる。この特性は、 のときには、ほぼ理想に近い特性となる。
第11図に、同様に、第2の発明の構成の光学的ローパ
スフィルタにおいて、d4Px, とした時の周波数特性を示す。同図(A)は水平走査方
向の周波数特性であり、1/3(2・COS2π・fx+1)の
曲線となり、fx=1/3,2/3にトラップポイントを有す
る。このような特性は、第12図に例を示すような固体撮
像素子の水平走査方向の3つの画素毎に1つの色がくり
返されるような色フィルタを配した撮像素子用の光学的
ローパスフィルタに要求される特性であり、このような
撮像装置に使用できる。なお、第12図の例は水平走査方
向の各画素毎に12赤(R),緑(G),青(B)の色フ
ィルタを配した例であり、1色のフィルタは水平方向の
1つの画素毎に割り当てられている。(つまり色フィル
タの1色の幅は水平走査方向の画素間隔Pxに等しい。)
また、第11図(B)は垂直走査方向の周波数特性を示
し、 の曲線となる。この特性は、 のときにほぼ理想に近い特性となる。
スフィルタにおいて、d4Px, とした時の周波数特性を示す。同図(A)は水平走査方
向の周波数特性であり、1/3(2・COS2π・fx+1)の
曲線となり、fx=1/3,2/3にトラップポイントを有す
る。このような特性は、第12図に例を示すような固体撮
像素子の水平走査方向の3つの画素毎に1つの色がくり
返されるような色フィルタを配した撮像素子用の光学的
ローパスフィルタに要求される特性であり、このような
撮像装置に使用できる。なお、第12図の例は水平走査方
向の各画素毎に12赤(R),緑(G),青(B)の色フ
ィルタを配した例であり、1色のフィルタは水平方向の
1つの画素毎に割り当てられている。(つまり色フィル
タの1色の幅は水平走査方向の画素間隔Pxに等しい。)
また、第11図(B)は垂直走査方向の周波数特性を示
し、 の曲線となる。この特性は、 のときにほぼ理想に近い特性となる。
以上のように、第2の発明でも、複屈折板2枚だけの
簡単な構成の光学フィルタでほぼ満足のゆく特性が得ら
れる。少なくとも水平走査方向の周波数特性に関して
は、水平走査方向の画素間隔Pxと垂直走査方向の画素間
隔Pyとの比に関係なく、理想に近い特性を得ることがで
きる。
簡単な構成の光学フィルタでほぼ満足のゆく特性が得ら
れる。少なくとも水平走査方向の周波数特性に関して
は、水平走査方向の画素間隔Pxと垂直走査方向の画素間
隔Pyとの比に関係なく、理想に近い特性を得ることがで
きる。
次に本発明の第3の発明の一実施例について図面を参
照して説明する。第13図は、この一実施例における第1
の複屈折板131,第2の複屈折板132,第3の複屈折板133
の光学的特性の説明に用いるものである。同図におい
て、レンズを介された入射光は、図面の用紙面に直交す
る方向で複屈折板131,132,133に供給される。複屈折板1
31は、入射光を常光線および異常光線に分離し、これら
の常光線および異常光線が存在する図面の用紙面と垂直
に延びる主要面134が水平走査方向Hに対して略90度の
角度をなすものである。複屈折板132は、常光線および
異常光線が存在する主要面135が水平走査方向に対して
略45度の角度をなすものである。複屈折板133は、その
主要面136が水平走査方向Hに対して略一致するもので
ある。これら3個の複屈折板131,132,133第2の複屈折
板132が中間に位置するように積層され、第1もしくは
第3の複屈折板が固体撮像素子に最も近い位置に来るよ
うに入射光路中に配される。なお、以降の説明は第3の
複屈折板が固体撮像素子に最も近い位置に配されている
として説明を行う。また、3枚の複屈折板131,132,133
の主要面の互いのなす角度は、相対的なものであり、角
度の計測方法は時計回り,反時計回りいずれであっても
良い。
照して説明する。第13図は、この一実施例における第1
の複屈折板131,第2の複屈折板132,第3の複屈折板133
の光学的特性の説明に用いるものである。同図におい
て、レンズを介された入射光は、図面の用紙面に直交す
る方向で複屈折板131,132,133に供給される。複屈折板1
31は、入射光を常光線および異常光線に分離し、これら
の常光線および異常光線が存在する図面の用紙面と垂直
に延びる主要面134が水平走査方向Hに対して略90度の
角度をなすものである。複屈折板132は、常光線および
異常光線が存在する主要面135が水平走査方向に対して
略45度の角度をなすものである。複屈折板133は、その
主要面136が水平走査方向Hに対して略一致するもので
ある。これら3個の複屈折板131,132,133第2の複屈折
板132が中間に位置するように積層され、第1もしくは
第3の複屈折板が固体撮像素子に最も近い位置に来るよ
うに入射光路中に配される。なお、以降の説明は第3の
複屈折板が固体撮像素子に最も近い位置に配されている
として説明を行う。また、3枚の複屈折板131,132,133
の主要面の互いのなす角度は、相対的なものであり、角
度の計測方法は時計回り,反時計回りいずれであっても
良い。
次に本実施例における3枚の複屈折板によって入射光
が分離される分離距離の一般解について説明する。
が分離される分離距離の一般解について説明する。
いま第1の複屈折板による常光線と異常光線の分離距
離をd5,第2の複屈折板による常光線と異常光線の分離
距離をd6,第3の複屈折板による常光線と異常光線の分
離距離をd7としたときに、この3枚の複屈折板の上記し
た組み合わせによる入射光の分離された結果は第14図に
示すようになる。つまり、第14図の原点に入射された1
本の光は、第1の複屈折板131により、水平走査方向に
対し90度の方向に距離d5だけ分離され、(第14図の実線
の矢印で示す。)各々等しい強度の2本の光線となる。
次にこれらの光線は第2の複屈折板132によって、各々
水平走査方向に対して45度の方向に距離d6だけ分離され
(第14図の破線の矢印で示す。)、各々等しい強度を有
する4本の光線となる。次にこれら4本の光線は第3の
複屈折板133によって、各々水平走査方向に平行に距離d
7だけ分離され(第14図の一点鎖線の矢印で示す。)、
最終的に第14図に示すような、各々強度の等しい141〜1
48の8本の光線に分離される。
離をd5,第2の複屈折板による常光線と異常光線の分離
距離をd6,第3の複屈折板による常光線と異常光線の分
離距離をd7としたときに、この3枚の複屈折板の上記し
た組み合わせによる入射光の分離された結果は第14図に
示すようになる。つまり、第14図の原点に入射された1
本の光は、第1の複屈折板131により、水平走査方向に
対し90度の方向に距離d5だけ分離され、(第14図の実線
の矢印で示す。)各々等しい強度の2本の光線となる。
次にこれらの光線は第2の複屈折板132によって、各々
水平走査方向に対して45度の方向に距離d6だけ分離され
(第14図の破線の矢印で示す。)、各々等しい強度を有
する4本の光線となる。次にこれら4本の光線は第3の
複屈折板133によって、各々水平走査方向に平行に距離d
7だけ分離され(第14図の一点鎖線の矢印で示す。)、
最終的に第14図に示すような、各々強度の等しい141〜1
48の8本の光線に分離される。
この光学的ローパスフィルタは、Px/2πで正規化した
水平周波数の1/2・Px/d7(=fx01)の奇数倍の点にト
ラップポイントを有するCOSカーブの周波数特性と の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性との積の周波数特性を有し、垂直方向には、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2・Py/d5(=
fy01)の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカ
ーブの周波数特性と の奇数倍の転移トラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性との積の周波数特性を有している。つまり本
実施例の光学的ローパスフィルタの水平方向の周波数特
性はCOS・fx/fx01・π/2×COS fx/fx02・π/2の特性
となり、垂直方向にはCOS fx/fy01・π/2×COS fy/f
y01・π/2の周波数特性を有することとなる。
水平周波数の1/2・Px/d7(=fx01)の奇数倍の点にト
ラップポイントを有するCOSカーブの周波数特性と の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性との積の周波数特性を有し、垂直方向には、
Py/2πで正規化した垂直周波数の1/2・Py/d5(=
fy01)の奇数倍の点にトラップポイントを有するCOSカ
ーブの周波数特性と の奇数倍の転移トラップポイントを有するCOSカーブの
周波数特性との積の周波数特性を有している。つまり本
実施例の光学的ローパスフィルタの水平方向の周波数特
性はCOS・fx/fx01・π/2×COS fx/fx02・π/2の特性
となり、垂直方向にはCOS fx/fy01・π/2×COS fy/f
y01・π/2の周波数特性を有することとなる。
第15図に、上記第3の発明の光学的ローパスフィルタ
において、d7Px, としたとき、つまりfx011/2,fx021,fy011/2,fy02
Py/Pxのときの周波数特性を示す。同図(A)曲線15
1は水平走査方向の周波数特性であり、第3の従来例の
特性(第25図(A)曲線)と全く同一の特性が得られ、
良好な特性である。
において、d7Px, としたとき、つまりfx011/2,fx021,fy011/2,fy02
Py/Pxのときの周波数特性を示す。同図(A)曲線15
1は水平走査方向の周波数特性であり、第3の従来例の
特性(第25図(A)曲線)と全く同一の特性が得られ、
良好な特性である。
第15図(B)曲線152は垂直走査方向の周波数特性で
あり、第3の従来例の特性(第25図(B)曲線)以上に
同図曲線153に示す理想特性(第19図(B)の曲線を再
掲)に非常に近い良好な特性である。
あり、第3の従来例の特性(第25図(B)曲線)以上に
同図曲線153に示す理想特性(第19図(B)の曲線を再
掲)に非常に近い良好な特性である。
同様に、第16図は、上記第3の発明の光学的ローパス
フィルタにおいて、d7Px, d5Py/2としたとき、つまりfx011/2,fx021,fy01
1,fy02Py/Pxのときの垂直走査方向の周波数特性であ
る。この例は上記の第3の発明の第1の実施例では、通
過帯域のエネルギーが低下しすぎる場合に、阻止帯域の
減衰特性を少し犠牲にして、通過帯域の減衰特性を良好
にした例である。なお、この例における水平走査方向の
周波数特性は第15図(A)に示す第1の実施例と同一で
ある。
フィルタにおいて、d7Px, d5Py/2としたとき、つまりfx011/2,fx021,fy01
1,fy02Py/Pxのときの垂直走査方向の周波数特性であ
る。この例は上記の第3の発明の第1の実施例では、通
過帯域のエネルギーが低下しすぎる場合に、阻止帯域の
減衰特性を少し犠牲にして、通過帯域の減衰特性を良好
にした例である。なお、この例における水平走査方向の
周波数特性は第15図(A)に示す第1の実施例と同一で
ある。
なお、以上の例では、PxPyのときに としているため)となって、fx02,fy02ともに理想に近
い値とすることができるが、Px≠Pyのときには とすれば、fx02,fy02ともにバランスのとれた値とする
ことができ、水平走査方向,垂直走査方向ともに良好な
周波数特性を得ることができる。
い値とすることができるが、Px≠Pyのときには とすれば、fx02,fy02ともにバランスのとれた値とする
ことができ、水平走査方向,垂直走査方向ともに良好な
周波数特性を得ることができる。
以上のように、第3の発明では、複屈折板3板だけの
構成で、水平走査方向,垂直走査方向ともに独立に周波
数特性を決定でき、従って水平走査方向の画素間隔Pxと
垂直走査方向の画素間隔Pyとの比に関係なく、いずれの
方向にも満足のゆく特性を得ることができる。たとえ
ば、従来例の中で最も特性の良好な第2の従来例と比較
すると、従来例においては、λ/4位相板を含めて5枚構
成であったのに比し、本発明はその構成板数が少なく更
に特性が向上している。
構成で、水平走査方向,垂直走査方向ともに独立に周波
数特性を決定でき、従って水平走査方向の画素間隔Pxと
垂直走査方向の画素間隔Pyとの比に関係なく、いずれの
方向にも満足のゆく特性を得ることができる。たとえ
ば、従来例の中で最も特性の良好な第2の従来例と比較
すると、従来例においては、λ/4位相板を含めて5枚構
成であったのに比し、本発明はその構成板数が少なく更
に特性が向上している。
発明の効果 以上のように本発明によれば、従来例に比し少ない構
成枚数で、従来例と同等以上の性能の光学的ローパスフ
ィルタを得ることができ、小型化・低コスト化・性能向
上を図ることができる。
成枚数で、従来例と同等以上の性能の光学的ローパスフ
ィルタを得ることができ、小型化・低コスト化・性能向
上を図ることができる。
第1図は第1の発明の実施例に用いる各複屈折板の光学
的特性の説明に用いる略構成図、第2図は第1の発明の
第1の実施例による入射光線の分離される様子を示す説
明図、第3図は第1の発明の光学周波数特性の一般解を
示す特性図、第4図,第5図は第1の発明の第2,第3の
実施例による入射光線の分離される様子を示す説明図、
第6図はその光学周波数特性図、第7図は第2の発明の
実施例に用いる複屈折板の光学的説明用の略構成図、第
8図,第9図はこの発明による入射光線の分離される様
子を示す説明図、第10図,第11図はこの発明における第
1,第2の実施例の光学周波数特性図、第12図はこの発明
の第2の実施例の光学的ローパスフィルタを適用するの
に適した固体撮像素子の色フィルタ構成図、第13図は第
3の発明に用いる各複屈折板の光学的説明に用いる略構
成図、第14図はこの発明による入射光線の分離される様
子を示す説明図、第15図,第16図はこの発明による第1,
第2の実施例における光学周波数特性図、第17図は本発
明を適用するCCD固体撮像素子の開口パータンの一例の
拡大平面図、第18図はこのCCD固体撮像素子により得ら
れる空間周波数スペクトラム図、第19図はこのCCD固体
撮像素子に必要な光学的ローパスフィルタの理想特性を
示す特性図、第20図は第1の従来例の光学的ローパスフ
ィルタによる光線分離の様子を示す説明図、第21図,第
22図はこの従来例の光学的ローパスフィルタの周波数特
性図、第23,第26図は、それぞれ第2,第3の従来例の光
学的ローパスフィルタの略構成図、第24図,第27図はこ
の従来の光学的ローパスフィルタによる光線分離の様子
を示す説明図、第25図はこの従来例の光学的ローパスフ
ィルタの周波数特性図である。 11…第1の複屈折板、12…第2の複屈折板、13,14…主
要面、71…第1の複屈折板、72…第2の複屈折板、73,7
4…主要面、131…第1の複屈折板、132…第2の複屈折
板、133…第3の複屈折板、134,135,136…主要面。
的特性の説明に用いる略構成図、第2図は第1の発明の
第1の実施例による入射光線の分離される様子を示す説
明図、第3図は第1の発明の光学周波数特性の一般解を
示す特性図、第4図,第5図は第1の発明の第2,第3の
実施例による入射光線の分離される様子を示す説明図、
第6図はその光学周波数特性図、第7図は第2の発明の
実施例に用いる複屈折板の光学的説明用の略構成図、第
8図,第9図はこの発明による入射光線の分離される様
子を示す説明図、第10図,第11図はこの発明における第
1,第2の実施例の光学周波数特性図、第12図はこの発明
の第2の実施例の光学的ローパスフィルタを適用するの
に適した固体撮像素子の色フィルタ構成図、第13図は第
3の発明に用いる各複屈折板の光学的説明に用いる略構
成図、第14図はこの発明による入射光線の分離される様
子を示す説明図、第15図,第16図はこの発明による第1,
第2の実施例における光学周波数特性図、第17図は本発
明を適用するCCD固体撮像素子の開口パータンの一例の
拡大平面図、第18図はこのCCD固体撮像素子により得ら
れる空間周波数スペクトラム図、第19図はこのCCD固体
撮像素子に必要な光学的ローパスフィルタの理想特性を
示す特性図、第20図は第1の従来例の光学的ローパスフ
ィルタによる光線分離の様子を示す説明図、第21図,第
22図はこの従来例の光学的ローパスフィルタの周波数特
性図、第23,第26図は、それぞれ第2,第3の従来例の光
学的ローパスフィルタの略構成図、第24図,第27図はこ
の従来の光学的ローパスフィルタによる光線分離の様子
を示す説明図、第25図はこの従来例の光学的ローパスフ
ィルタの周波数特性図である。 11…第1の複屈折板、12…第2の複屈折板、13,14…主
要面、71…第1の複屈折板、72…第2の複屈折板、73,7
4…主要面、131…第1の複屈折板、132…第2の複屈折
板、133…第3の複屈折板、134,135,136…主要面。
Claims (8)
- 【請求項1】固体撮像素子の水平走査方向に対して、略
45度の角度で距離d1だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して平行
に距離d2だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の
複屈折板とが積層配置され、且つ距離d1および距離d2と
固体撮像素子の水平画素間隔Pxとの関係が、 且つd2≒Pxの関係にあることを特徴とする光学的ローパ
スフィルタ。 - 【請求項2】固体撮像素子の水平走査方向に対して、略
45度の角度で距離d1だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して平行
に距離d2だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の
複屈折板とが積層配置され、且つ距離d1および距離d2と
固体撮像素子の水平画素間隔Pxとの関係が、 且つd2≒Px/2の関係にあることを特徴とする光学的ロー
パスフィルタ。 - 【請求項3】固体撮像素子の水平走査方向に対して、略
45度の角度で距離d1だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して平行
に距離d2だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の
複屈折板とが積層配置され、且つ距離d1と距離d2との関
係が、 の関係にあることを特徴とする光学的ローパスフィル
タ。 - 【請求項4】距離d2と固体撮像素子の水平画素間隔Pxと
の関係が、d2≒Pxの関係にあることを特徴とする請求項
3記載の光学的ローパスフィルタ。 - 【請求項5】距離d2と固体撮像素子の水平画素間隔Pxと
の関係が、d2<Px但しd2≒Pxの関係にあることを特徴と
する請求項3記載の光学的ローパスフィルタ。 - 【請求項6】固体撮像素子の水平走査方向に対して、略
45度の角度で距離d1だけ常光成分と異常光成分とを分離
する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対して平行
に距離d2だけ常光成分と異常光成分とを分離する第2の
複屈折板とが積層配置され、且つ距離d1と距離d2との関
係が、 の関係にあることを特徴とする光学的ローパスフィル
タ。 - 【請求項7】距離d2と固体撮像素子の水平画素間隔Pxと
の関係が、d2≒Pxの関係にあることを特徴とする請求項
6記載の光学的ローパスフィルタ。 - 【請求項8】距離d2と固体撮像素子の水平画素間隔Pxと
の関係が、d2<Px但しd2≒Pxの関係にあることを特徴と
する請求項6記載の光学的ローパスフィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1109330A JP2507041B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光学的ロ―パスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1109330A JP2507041B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光学的ロ―パスフィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02287422A JPH02287422A (ja) | 1990-11-27 |
JP2507041B2 true JP2507041B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=14507489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1109330A Expired - Lifetime JP2507041B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 光学的ロ―パスフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2507041B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5975222A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-27 | Victor Co Of Japan Ltd | 光学フイルタ |
JPS619617A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Ricoh Co Ltd | カラ−ビデオカメラにおける複合複屈折板 |
JPS6241122U (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-12 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1109330A patent/JP2507041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02287422A (ja) | 1990-11-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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