JP2774168B2 - 位相格子部材 - Google Patents

位相格子部材

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JP2774168B2 JP1330629A JP33062989A JP2774168B2 JP 2774168 B2 JP2774168 B2 JP 2774168B2 JP 1330629 A JP1330629 A JP 1330629A JP 33062989 A JP33062989 A JP 33062989A JP 2774168 B2 JP2774168 B2 JP 2774168B2
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/46Systems using spatial filters

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特にビデオカメラ,電子スチルカメラ,フ
ァイバースコープに用いる光学的ローパスフィルターな
どに好適な位相格子部材に関するものである。
〔従来の技術〕
CCDなど規則的画素配列を持つ撮像素子を用いたカメ
ラでは、ナイキスト周波数よりも高い周波数成分が被写
体に含まれていると、モアレ縞と呼ばれる偽似信号が発
生する。又、ファイバースコープでもCCDと同様にイメ
ージガイドファイバーが規則的配列を持つ為に、モアレ
縞が発生する。そこで、モアレ縞の発生を防ぐために、
高周波成分を制限する光学的ローパスフィルターを撮像
光学系内に配置していた。その光学的ローパスフィルタ
ーとして、光の回折効果を利用した位相型の光学的ロー
パスフィルターが数多く提案されている。
しかし、回折効果は波長により異なるため、波長によ
り光学系の伝達関数であるMTF特性が異なってしまい、
その結果解像度の低下が起こったり、色モアレや偽色が
発生してしまうという問題があった。その理由は次の通
りである。
位相型光学的ローパスフィルターのMTF特性は、位相
部の高さで決まる位相差δによって変化する。そして位
相差δは、 δ=(n1−n2)h/λ ‥‥(i) で与えられる。但し、λは対象とする波長、n1はローパ
スフィルターの位相部の材質の波長λでの屈折率、n2
ローパスフィルターの位相部面と接している媒質の波長
λでの屈折率、hは位相部の高さである。
従って、上記式(i)で示されるように、δはλによ
って変化するため、λによってMTF特性が変化してしま
うのである。そこで、例えば特開昭50−131543号公報や
特開昭63−311323号公報に記載の光学的ローパスフィル
ターでは、位相部(突起部)の形状を工夫することで波
長によるMTF特性の差を小さくしている。
しかしながら、位相型の光学的ローパスフィルターの
位相部の高さhは使用波長程度即ち0.6μm程度と低い
ので、その製造誤差Δhとhとの比が大きくなり、上記
式(i)から明らかなように、ある一定のδを得ようと
する場合製造誤差Δhによるδのばらつきが大きくな
り、その結果MTF特性のばらつきが大きくなってしま
う。そのため、MTF特性のばらつきを抑えるために製造
上の精度を極めて高くしなくてはならず、製造が面倒で
あるという問題がある。そこで、特開昭53−119063号公
報に記載の第2実施例では屈折率の異なる部材を貼り合
わせることで、又特開昭61−149923号公報に記載の光学
的ローパスフィルターでは屈折率の異なる部分をイオン
交換法等の方法により形成することで、上記式の(n1
n2)の値を小さくして位相部の高さhを高くし、それに
よってさほど高い精度を必要としないようにして製造を
容易にしている。
即ち、一般に位相部の屈折率n1は1.5程度であり、位
相部面に接している媒質が空気の場合その屈折率n2はn2
≒1であって、屈折率差n1−n2はかなり大きいが、特開
昭53−119063号公報に記載の第2実施例や特開昭61−14
9923号公報に記載の光学的ローパスフィルターでは、n2
が1より大きな部材を用いることで屈折率差n1−n2を小
さくし、ある一定のδを与える場合hを大きくし得るよ
うにしている。これによりhの製造誤差量Δhが同一で
もn2≒1の時よりもδのばらつきが小さくなるので、MT
F特性のばらつきを小さくすることができる。
尚、このようにn1,n2が1より大きな2つの部材を組
合わせる場合をこれ以降「貼り合わせ」と呼ぶ。2つの
部材の関係は位相部面で光学的に接していれば良く、接
合,接着,密着のいずれの状態でも良い。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、屈折率n1,n2は波長λによって変化する。
いわゆる分散が存在する。それ故、上記従来例のように
屈折率の異なる部材を「貼り合わせ」にする場合、夫々
の部材の分散を考慮しないと、波長によるMTF特性の差
が大きくなる組み合わせで光学的ローパスフィルターを
構成してしまう場合がある。逆に、この分散を積極的に
利用することによって、δの波長による値の変化を制御
し、波長によるMTF特性の差を小さくすることが可能と
なる。
本発明は、上記問題点に鑑み、波長によるMTF特性の
差を小さくして、色モアレや偽色の発生を防止し得るよ
うにした光学的ローパスフィルターなどに好適な位相格
子部材を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
本発明による位相格子部材は、屈折率の異なる2つの
部材を「貼り合わせ」て成る位相格子部材であって、屈
折率の大きな部材の分散が屈折率の小さな部材の分散よ
りも小さいという条件を満足するものである。
本発明による位相格子部材の一つは、屈折率n1の第1
部材の表面に位相格子を形成し、該位相格子を挾むよう
にして前記第1部材の表面に屈折率n2の第2部材を接合
して成り、以下の条件式(1),(2)を満足すること
によって、位相差の波長による値の変化を制御し、波長
によるMTF特性の差を小さくした位相格子部材である。
以下、これを特に光学的ローパスフィルターに適用した
場合について説明する。
(1)n1d>n2d (2)n1g−n1c<n2g−n2c 但し、n1c,n2c,n1d,n2d,n1g,n2gは夫々前記第1
部材と第2部材におけるC線,d線,g線の屈折率である。
まず、両部材の分散が考慮されていない即ち波長によ
って屈折率が変化せず、位相格子の断面形状が第1図に
示した如く、三角波である場合について考える。尚、図
中、1は第1部材、2は第2部材である。この場合、 δ=(n1−n2)h/λ,n1−n2=一定である。そして、g
線,d線,C線の波長をλg(=435nm),λd(=587nm),
λc(656nm)とすると、λdの時の位相差δの大きさを
1とした場合、 となり、MTF特性は第2図に示す如くになる。従って、
波長によりMTF特性が大きく異なってしまう。
これに対し、本発明の上記条件式(1),(2)を満
足するように、例えば次の表に示すよう屈折率の部材を
用いる。
但し、n1,n2は夫々第1部材及び第2部材の屈折率で
ある。従って、λdの位相差δの大きさを1とした場
合、 λgの時 δ=1.21 λcの時 δ=0.91 となり、MTF特性は第3図に示す如くになる。従って、
波長によるMTF特性の差が小さくなり、色モアレや偽色
の発生を防止し得るようになる。
尚、上記条件式(1),(2)を満足しない場合即ち
屈折率の高い部材の方が屈折率の低い部材より分散が大
きい場合は逆の結果が得られ、波長によりMTF特性の差
が大きくなってしまうので、解像度の低下や色モアレ,
偽色の発生を招いてしまう。
又、本発明による位相格子部材の他の一つは、屈折率
n1の第1部材の表面に位相格子を形成し、該位相格子を
挟むようにして前記第1部材の表面に屈折率n2の第2部
材を接合して成る位相格子部材であって、該位相格子部
材を通過した光を受光する規則的な画素配列を有する受
光素子の有効感度波長領域内の3つの波長を短波長側か
ら順にλ1,λ2,λ3とした時、以下の条件式(3),
(4)を満足することによって、位相差の波長による値
の変化を制御し、波長によるMTF特性の差を小さくした
位相格子部材である。
(3)n1λ2>n2λ2 (4)n1λ1−n1λ3<n2λ1−n2λ3 但し、n1λ1,n2λ1,n1λ2,n2λ2,n1λ3,n
2λ3は夫々前記第1部材と第2部材における波長
λ1,λ2,λ3の光の屈折率である。
尚、例えば、結像光学系の中に光学的ローパスフィル
ターと赤外線カットフィルターとを含んでいて、その結
像面に置かれた受光素子が固体撮像素子であった場合、
固体撮像素子自体の受光感度が200nm〜900nmまであった
としても、結像光学系がガラス製で400nm以上の波長の
光束しか通過させず、赤外線カットフィルターが700nm
以上の波長をカットするものであれば、上記有効感度波
長領域は、受光素子自体の持つ200nm〜900nmではなく、
実際に入射する光束の波長域は400nm〜700nmとなる。
又、結像面に置かれた受光素子が光学的繊維束であっ
た場合、その光学的繊維束を透過する光束の波長域が35
0nm〜750nmであれば、受光素子に入射する光束の波長域
が300nm〜800nmであったとしても、上記有効感度波長領
域は350nm〜750nmである。
本発明による位相格子部材は、更に以下の条件式
(5)を満足することが望ましい。
(5)−0.5<ΔD/Δn<−0.05 但し、ΔD=(n1g−n1c)−(n2g−n2c) Δn=n1d−n2d 又は、ΔD=(n1λ1−n1λ3)−(n2λ1
2λ3) Δn=(n1λ2−n2λ2) である。
この条件式(5)は、貼り合わせる部材の分散量を規
定したものであり、条件式(5)の下限を越えると本発
明の効果が薄れ、波長によるMTF特性の差が補正不足と
なる。又、条件式(5)の上限を越えると補正過剰とな
り、波長によるMTF特性の差が逆に大きくなってしま
う。
例えば上記表のような組み合わせの場合は、 である。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
第1実施例 これは、第4図に示すように、屈折率n1の第1部材1
の表面に断面が三角波である位相格子を形成し、該位相
格子を挟むようにして第1部材1の表面に屈折率n2の第
2部材2を接合して成る光学的ローパスフィルターであ
る。尚、第1部材1にはLaK11を第2部材2にはポリカ
ーボネートを夫々用いており、位相部の高さhは4.2μ
mである。
λg,λd,λcでの屈折率n1,n2と屈折率差n1−n2
位相差δは次の表に示す通りである。
これは条件式(1),(2)を満足しており、λg
λd,λcでのMTF特性は第5図に示す通りであり、波長
によるMTF特性の差が小さいことがわかる。従って、色
モアレや偽色の発生を防止することができる。
又、上記表の数値から明らかなように、ΔD/Δn=−
0.18であって、条件式(5)も満足している。
第2実施例 これは、第6図に示すように、屈折率n1の第1部材1
の表面に断面がsin波である位相格子を形成し、該位相
格子を挟むようにして第1部材1の表面に屈折率n2の第
2部材2を接合して成る光学的ローパスフィルターであ
る。尚、第1部材1にはPSKIを第2部材2にはウレタン
アクリーレート系紫外線硬化性樹脂を夫々用いており、
位相部の高さhは13.4μmである。
λg,λd,λcでの屈折率n1,n2と屈折率差n1−n2
位相差δは次の表に示す通りである。
これは条件式(1),(2)を満足しており、λg
λd,λcでのMTF特性は第7図に示す通りであり、波長
によるMTF特性の差が小さいことがわかる。従って、色
モアレや偽色の発生を防止することができる。
又、上記表の数値から明らかなように、ΔD/Δn=−
0.18であって、条件式(5)も満足している。
第3実施例 これは、第8図に示すように、屈折率n1の第1部材1
と屈折率n2の第2部材2との接合面に断面が三角波であ
る位相格子を形成し、更に第2部材2の上に屈折率n3
第3部材3を接合し且つ両者2,3の接合面にもう一つの
断面が三角波である位相格子を形成し、隣接する部材同
志に関して少なくとも上記条件式(1),(2)又は
(3),(4)を満足するようにしたものである。
尚、本発明は上記各実施例には限定されず、隣接する
部材同志が少なくとも上記条件式(1),(2)又は
(3),(4)を満足するものであれば、種々の素材を
用いることが可能である。又、素材を選択する際,温
度,湿度による屈折率の変化が同等のものを用いれば、
温度や湿度の変化によるMTF特性のばらつきが小さくな
り、好ましい。又、位相部の形状は、その断面が三角
波,sin波に限らず台形波,円弧波でも良いし、又2次元
方向の波形でも良いし、又それらの組み合わせでも良い
し、ランダムなパターンでも良い。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明による位相格子部材は、波長によ
るMTF特性の差が小さくなり、色モアレや偽色の発生が
防止できるという実用上重要な利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光学的ローパスフィルターの要部
の概念図、第2図及び第3図は夫々第1図の光学的ロー
パスフィルターにおいて本発明の条件を満足しない場合
及び満足する場合のMTF特性を示す図、第4図及び第5
図は夫々第1実施例の要部断面図及びMTF特性を示す
図、第6図及び第7図は夫々第2実施例の要部断面図及
びMTF特性を示す図、第8図は第3実施例の斜視図であ
る。 1……第1部材、2……第2部材、3……第3部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 27/46 G02B 5/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】屈折率n1の第1部材の表面に位相格子を形
    成し、該位相格子を挟むようにして前記第1部材の表面
    に屈折率n2の第2部材を接合して成り、以下の条件式
    (1),(2)を満足することによって、位相差の波長
    による値の変化を制御し、波長によるMTF特性の差を小
    さくした位相格子部材。 (1)n1d>n2d (2)n1g−n1c<n2g−n2c 但し、n1c,n2c,n1d,n2d,n1g,n2gは夫々前記第1部
    材と第2部材におけるC線,d線,g線の屈折率である。
  2. 【請求項2】屈折率n1の第1部材の表面に位相格子を形
    成し、該位相格子を挟むようにして前記第1部材の表面
    に屈折率n2の第2部材を接合して成る位相格子部材であ
    って、該位相格子部材を通過した光を受光する規則的な
    画素配列を有する受光素子の有効感度波長領域内の3つ
    の波長を短波長から順にλ1,λ2,λ3とした時、以下
    の条件式(3),(4)を満足することによって、位相
    差の波長による値の変化を制御し、波長によるMTF特性
    の差を小さくした位相格子部材。 (3)n1λ2>n2λ2 (4)n1λ1−n1λ3<n2λ1−n2λ3 但し、n1λ1,n2λ1,n1λ2,n2λ2,n1λ3,n
    2λ3は夫々前記第1部材と第2部材における波長
    λ1,λ2,λ3の光の屈折率である。
  3. 【請求項3】以下の条件式(5)を満足することを特徴
    とした請求項(1)に記載の位相格子部材。 (5)−0.5<ΔD/Δn<−0.05 但し、ΔD=(n1g−n1c)−(n2g−n2c),ΔD=n1d
    −n2dである。
  4. 【請求項4】以下の条件式(5)を満足することを特徴
    とした請求項(2)に記載の位相格子部材。 (5)−0.5<ΔD/Δn<−0.05 但し、ΔD=(n1λ1−n1λ3)−(n2λ1−n
    2λ3),Δn=(n1λ2−n2λ2)である。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0659218A (ja) * 1992-08-05 1994-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的ローパスフィルタ
JP3348460B2 (ja) * 1993-03-30 2002-11-20 ソニー株式会社 撮像光学系
US5847877A (en) * 1994-09-12 1998-12-08 Olympus Optical Co., Ltd. Diffractive optical element
JPH11326617A (ja) * 1998-05-13 1999-11-26 Olympus Optical Co Ltd 回折光学素子を含む光学系及びその設計方法
KR100390875B1 (ko) * 1999-10-27 2003-07-10 (주)해빛정보 위상 회절 격자형 광 저대역 통과필터
JP4411026B2 (ja) 2002-08-30 2010-02-10 キヤノン株式会社 光学材料及び、光学素子、回折光学素子、積層型回折光学素子、光学系
JP4266732B2 (ja) 2002-08-30 2009-05-20 キヤノン株式会社 積層型回折光学素子
JP4701710B2 (ja) * 2004-12-27 2011-06-15 株式会社ニコン 光学的ローパスフィルタ及び撮像光学系
US7864427B2 (en) 2005-08-29 2011-01-04 Panasonic Corporation Diffractive optical element and method for manufacturing the same, and imaging apparatus using the diffractive optical element
CN101263201B (zh) 2005-09-16 2012-10-17 松下电器产业株式会社 复合材料、及使用该材料的光学部件
WO2007119681A1 (ja) 2006-04-13 2007-10-25 Panasonic Corporation 回折光学素子及びその製造方法
JP4847351B2 (ja) 2007-01-11 2011-12-28 キヤノン株式会社 回折光学素子及びそれを用いた回折格子

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