JP2805631B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第18図） Ｄ発明が解決しようとする問題点（第19図〜第21図） Ｅ問題点を解決するための手段（第１図、第13図及び第
15図） Ｆ作用（第１図、第13図及び第15図） Ｇ実施例（第１図〜第17図） （G1）第１実施例（第１図〜第８図） （G2）第２実施例（第９図及び第10図） （G3）第３実施例（第11図及び第12図） （G4）第４実施例（第13図及び第14図） （G5）第５実施例（第15図〜第17図） （G6）他の実施例 Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は固体撮像装置に関し、例えばCCD、MOSなどの
固体撮像素子を用いた固体撮像装置に適用して好適なも
のである。

Ｂ発明の概要 本発明は、光学的ローパスフイルタを用いた固体撮像
装置において、複数の複屈折手段を組み合わせることに
より、ベースバンド成分以外の有害なキヤリア成分を実
用上十分に抑圧し得る固体撮像装置を得ることができ
る。

Ｃ従来の技術 固体撮像装置は、例えばCCD（charge coupled devic
e）、MOS（metal oxide semiconductor）などの固体撮
像素子を２次元平面上に格子状に配列することにより、
撮像レンズ系から取り込まれた撮像入射光を離散的にサ
ンプリングするような構成を有し、小型カラーテレビジ
ヨンカメラ等に適用して好適な撮像手段として用いられ
ている。

ところがこの種の固体撮像装置は原理上、２次元的に
規則性をもつように配列した３原色画素を構成する撮像
素子によつて撮像入射光を２次元的にサンプリングする
ように構成されていることにより、サンプリング出力は
各画素を構成する撮像素子間のピツチにより決まる水平
方向周波数f_x及び垂直方向周波数f_yに基づいてベースバ
ンドのキヤリア周波数に対して所定の周波数位置にキヤ
リア成分をもつような空間周波数スペクトラムを呈す
る。

ところがこれらのベースバンド成分以外のキヤリア成
分は、これをそのまま放置すれば、サンプリング出力に
基づいて画像を再現した際に、モアレ、クロスカラー現
象などの悪影響を生ずる原因になるので、ベースバンド
成分以外のキヤリア成分を除去することが望ましい。

この問題を解決する方法として、水晶板の複屈折作用
を利用して、撮像レンズ系から到来する撮像入射光を、
点拡散関数に基づいて光学的に８本に分離することによ
つて、空間スペクトラム内にトラツプ直線を形成するこ
とができるようにした光学的ローパスフイルタが提案さ
れている（特開昭60−164719号公報）。

この光学的フイルタは、第18図に示すように、１枚の
チツプで構成された固体撮像チツプと撮像レンズ系との
間に挿入される。固体撮像チツプは、水平走査方向（Ｈ
方向）にピツチP_x（＝17〔μｍ〕）間隔で固体撮像素子
（例えばCCDイメージセンサ）を順次配列すると共に、
垂直走査方向（Ｖ方向）にピツチP_y（＝13〔μｍ〕）間
隔で固体撮像素子を配列している。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 この従来の光学的ローパスフイルタは、光学軸を含む
主断面の水平走査方向（Ｈ方向）に対してなす角度が、
互いに45゜ずつ変化してなる３枚の水晶板を順次積層し
て互いに貼り合わせ、第１の水晶板側から撮像入射光を
入射し、この撮像入射光を第２、第３の水晶板を順次通
して固体撮像チツプに射出させるような構成のものを適
用し、かくして第19図に示すように、サンプリング出力
に含まれる空間周波数スペクトラム成分に対して、周波
数位置（f_x＝０、f_y＝１）より周波数軸f_y（Ｖ方向に相
当する）の方向に僅かに高い周波数位置において交差す
る正の勾配を有するトラツプ直線Ｒ（−２）と、同じ周
波数位置において周波数軸f_yと交差する負の勾配をもつ
トラツプ直線Ｌ（２）とを形成し得ると共に、周波数位
置（f_x＝１、f_y＝０）において周波数軸f_x（Ｈ方向に相
当する）と交差して周波数軸f_yと平行に延長するトラツ
プ直線TR（１）とを形成することができ、かくして斜線
を付して示すように、周波数特性曲線K₁（COS²）のよう
なCOS²カーブをもつローパスフイルタ周波数特性を呈す
るような光学的ローパスフイルタを形成できる。

この周波数特性K₁（COS²）は、トラツプ直線Ｒ（−
２）及びＬ（２）が周波数軸f_yと交差する点近傍にある
周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）に生ずる有害なキヤリア
成分を実用上十分に抑圧してなるサンプリング出力を固
体撮像装置の出力として得ることができる。

ところが上述の従来の構成において、固体撮像チツプ
として第20図に示すように、固体撮像素子のＨ方向のピ
ツチ間隔P_x及びＶ方向のピツチ間隔P_yがほぼ同じ程度の
値に選定されている場合には、周波数位置（f_x＝０、f_y
＝１）のキヤリア成分を十分に抑圧することができなく
なる問題がある。

因にＨ方向のピツチ間隔P_xがＶ方向のピツチ間隔P_yよ
り僅かに短いような固体撮像チツプを用いた場合、第21
図に示すように、トラツプ直線Ｒ（−２）及びＬ（２）
が周波数軸f_yと交差する点が周波数位置（f_x＝０、f_y＝
２）より僅かに大きい位置に生じ、これにより周波数特
性曲線K₂（COS²）は周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）のキ
ヤリア成分に対して通過特性を呈するようになり、結局
有害なキヤリア成分を十分に抑圧することができなくな
る。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、Ｈ方向
及びＶ方向のピツチ間隔P_x及びP_yが互いにほぼ等しいよ
うな固体撮像チツプを用いたような場合にも、有害なキ
ヤリア成分を実用上十分に抑圧することかできるような
トラツプ特性を容易に形成し得るようにした固体撮像装
置を提案しようとするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため第１の発明においては、
入射光を固体撮像チツプの水平走査方向に対して＋45゜
の方向に常光線o₁及び異常光線e₁に分離する第１の複屈
折板11、21と、入射光を水平走査方向と同一方向に常光
線o₂及び異常光線e₂に分離する第２の複屈折板12、24
と、入射光を水平走査方向に対して−45゜の方向に常光
線o₃及び異常光線e₃に分離する第３の複屈折板13、23
と、入射光を水平走査方向に対して垂直方向に常光線o₄
及び異常光線e₄に分離する第４の複屈折板14、22とを有
する光学的ローパスフイルタ10、20とを具え、撮像入射
光を第１、第２、第３及び第４の複屈折板（11、12、13
及び14）、（21、22、23、24）を所定の順序で通過させ
ることにより光学的ローパスフイルタ10、20から16本の
分離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄を得、当該分離光束o₁o₂o₃
o₄〜e₁e₂e₃e₄を固体撮像チツプに入射するようにする。

また第２の発明においては、入射光を固体撮像チツプ
の水平走査方向に対して垂直方向に常光線o₁及び異常光
線e₁に分離する第１の複屈折板31と、入射光を水平方向
に対して＋45゜の方向に常光線o₂及び異常光線e₂に分離
する第２の複屈折板32と、入射光を水平走査方向と同一
方向に常光線o₃及び異常光線e₃に分離する第３の複屈折
板33と、入射光を水平走査方向に対して−45゜の方向に
常光線o₄及び異常光線e₄に分離する第４の複屈折板34
と、入射光を水平走査方向に対して垂直方向に常光線o₅
及び異常光線e₅に分離する第５の複屈折板35とを有する
光学的ローパスフイルタ30を具え、撮像入射光を第１、
第２、第３、第４及び第５の複屈折板31、32、33、34及
び35を所定の順序で通過させることにより光学的ローパ
スフイルタ30から32本の分離光束o₁o₂o₃o₄o₅〜e₁e₂e₃e₄
e₅を得、当該分離光束o₁o₂o₃o₄o₅〜e₁e₂e₃e₄e₅を固体撮
像チツプに入射するようにする。

Ｆ作用 第１の発明において光学的ローパスフイルタ10、20は
第１〜第４の複屈折板11〜14、21〜24によつて水平走査
方向に対して＋45゜の方向、同一の方向、−45゜の方
向、垂直の方向に16本の分離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄を
分離して固体撮像チツプに入射し、かくして撮像出力と
してベースバンド成分以外の有害なキヤリア成分を実用
上十分に抑圧した撮像出力信号を得ることができる。

また第２の発明においては、光学的ローパスフイルタ
30を構成する第１〜第５の複屈折板31〜35によつて水平
走査方向に対して垂直方向、＋45゜の方向、同一の方
向、−45゜の方向、垂直の方向に分離した32本の分離光
束o₁o₂o₃o₄o₅〜e₁e₂e₃e₄e₅を得て固体撮像チツプに入射
するようにしたことにより、この場合もベースバンド成
分を抑圧することなく有害なキヤリア成分だけを有効に
抑圧してなる撮像出力信号を得ることができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）第１実施例 第１図は第１実施例を示し、光学的ローパスフイルタ
10は複屈折板として４枚の水晶板11、12、13及び14を有
し、第１の水晶板11は水平走査方向すなわちＨ方向に対
して＋45゜の角度位置に主断面11Aを有し、第２の水晶
板12はＨ方向と同一の方向に主断面12Aを有し、第３の
水晶板13はＨ方向に対して−45゜の主断面13Aを有し、
第４の水晶板14は水平走査方向に対して垂直の方向すな
わちＶ方向に主断面14Aを有する。

撮像レンズ系から到来する撮像入射光束は、第１の水
晶板11に入射した後、順次水晶板12、13及び14を通つて
射出する間に、順次45゜の方向に複屈折を受けて行くこ
とにより等しい光量に分離されて行く。その結果第２図
に示すように、Ｈ方向のピツチ間隔P_x及びＶ方向のピツ
チ間隔P_yがほぼ等しい固体撮像チツプ（第20図）に、互
いに等しい光量をもつ16本の分離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃
e₄が入射する。

ここで第１の水晶板11は入射光すなわち撮像入射光束
を常光線o₁と＋45゜の方向に分離距離P₁だけ分離された
異常光線e₁とを第２の水晶板12に入射する。

第２の水晶板12は入射光すなわち２本の分離光線につ
いてそれぞれ常光線o₂とＨ方向に分離距離P₂だけ分離さ
れた異常光線e₂とを第３の水晶板13に入射する。

第３の水晶板13は入射光すなわち４本の分離光線につ
いてそれぞれ常光線o₃とＨ方向に対して−45゜の方向に
分離距離P₃だけ分離された異常光線e₃とを第４の水晶板
14に入射する。

第４の水晶板14は入射光すなわち８本の分離光線につ
いてそれぞれ常光線o₄とＶ方向に分離距離P₄だけ分離さ
れた異常光線e₄とでなる16本の分離光束を固体撮像チツ
プに対して射出する。

なお第２図において、固体撮像チツプに射出された16
本の分離光束について、水晶板11、12、13、14において
順次分離される経過を常光線についての符号o₁、o₂、
o₃、o₄及び異常光線についての符号e₁、e₂、e₃、e₄によ
つて表示する。

例えば分離光束o₁o₂o₃o₄は順次水晶板11、12、13、14
の常光線o₁、o₂、o₃、o₄でなる分離光線によつて得られ
ることを表しており、また分離光束e₁e₂e₃e₄は水晶板1
1、12、13、14の異常光線e₁、e₂、e₃、e₄でなる分離光
線によつて得られることを表している。

ここで水晶板11、12、13、14の分離距離P₁、P₂、P₃、
P₄は次式 のように、Ｈ方向のピツチ間隔P_x及びＶ方向のピツチ間
隔P_yに基づいて決まるような値になるように、各水晶板
11、12、13、14の厚さを選定することにより選定されて
おり、かくして当該光学的ローパスフイルタ10の周波数
特性は、第３図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような
分離特性を有する光学的ローパスフイルタ部10A、10B及
び10Cを合成したものと等価であると考えることができ
る。

光学的ローパスフイルタ部10Aは、入射光をＨ方向に
分離距離P_x/2だけ離れた位置に常光線及び異常光線とし
て分離するような光学的ローパスフイルタ特性を呈し、
第２図の分離光束のうち、分離光束o₁o₂e₃o₄及びo₁e₂e₃
e₄間の関係、o₁o₂o₃o₄及びo₁e₂o₃o₄間の関係、e₁o₂e₃o₄
及びe₁e₂e₃o₄間の関係、e₁o₂o₃o₄及びe₁e₂o₃o₄間の関
係、o₁o₂e₃e₄及びo₁e₂e₃e₄間の関係、o₁o₂o₃e₄及びo₁e₂
o₃o₄間の関係、e₁o₂e₃e₄及びe₁e₂e₃e₄間の関係、e₁o₂o₃
e₄及びe₁e₂o₃e₄間の関係によつて光学的ローパスフイル
タ部10Aの周波数特性が得られる。

また光学的ローパスフイルタ部10Bは、入射光を分離
距離P_y/2だけＶ方向に分離してなる常光線及び異常光線
を生ずるような光学的ローパスフイルタとしての特性を
呈し、第２図の分離光線のうち、o₁o₂o₃o₄及びo₁o₂o₃e₄
間の関係、o₁o₂e₃o₄及びo₁o₂e₃e₄間の関係、e₁o₂o₃o₄及
びe₁o₂o₃e₄間の関係、o₁e₂o₃o₄及びo₁e₂o₃e₄間の関係、
o₁e₂e₃o₄及びo₁e₂e₃e₄間の関係、e₁e₂o₃o₄及びe₁e₂o₃e₄
間の関係、e₁e₂e₃o₄及びe₁e₂e₃e₄間の関係によつて光学
的ローパスフイルタ部10Bが形成される。

また光学的ローパスフイルタ部10Cは、１本の入射光
を対角線間の距離がP_x/2をもつ菱形の頂点位置に生ずる
４本の分離光束に分離するような光学的ローパスフイル
タ特性を呈するもので、第２図の分離光束のうち、（o₁
o₂o₃o₄、e₁o₂o₃o₄、e₁o₂o₃e₄、o₁o₂e₃o₄）、（e₁o₂e
₃o₄、e₁e₂o₃o₄、e₁e₂e₃o₄、o₁e₂e₃o₄）、（o₁o₂o₃e₄、e
₁o₂o₃e₄、o₁e₂o₃e₄、o₁o₂e₃e₄）、（e₁o₂e₃e₄、e₁e₂o₃e
₄、e₁e₂e₃e₄、o₁e₂e₃e₄）の関係が光学的ローパスフイ
ルタ部10Cの特性を呈する。

これらの光学的ローパスフイルタ部10A、10B、10Cの
周波数特性を合成すると、空間周波数トラツプ特性は第
４図に示すように、周波数位置（f_x＝０、f_y＝２）より
高い周波数位置で周波数軸f_yと交差する正及び負の勾配
を有するトラツプ曲線Ｒ（−２）及びＬ（２）と、周波
数位置（f_x＝２、f_y＝０）で周波数軸f_xと交差する正及
び負の勾配のトラツプ直線Ｒ（２）及びＬ（２）と、周
波数位置（f_x＝０、f_y＝１）、（f_x＝０、f_y＝３）を通
り周波数軸f_xと平行なトラツプ直線TRY（１）、TRY
（３）と、周波数位置（f_x＝１、f_y＝０）、（f_x＝３、
f_y＝０）を通り周波数軸f_yと平行なトラツプ直線TRX
（１）、TRX（３）とを周波数位置（f_x＝０、f_y＝０）
のベースバンド成分の周囲に形成することができる。

この結果光学的ローパスフイルタ10（第１図）は第３
図（Ａ）について上述した光学的ローパスフイルタ部10
Aの周波数特性に基づいて第５図において特性曲線K₃（C
OS）で示すように周波数位置f_x＝１にトラツプ点を有す
るような水平方向の周波数特性を得ることができると同
時に、第３図（Ｃ）について上述した光学的ローパスフ
イルタ部10Cの周波数特性に基づいて第５図において特
性曲線K₃（COS²）で示すように、周波数位置f_x＝２にト
ラツプ点を有するような水平方向の周波数特性とを得る
ことができ、その合成特性として第５図において斜線を
付して示すような合成特性曲線K₃が得られる。

これに加えて光学的ローパスフイルタ10（第１図）の
垂直方向の周波数特性は、第３図（Ｂ）について上述し
た光学的ローパスフイルタ部10Bの周波数特性に基づい
て第６図において特性曲線K₄（COS）で示すように、周
波数位置f_y＝１、３にトラツプ点を有するようなCOS曲
線を呈すると共に、第３図（Ｃ）の光学的ローパスフイ
ルタ部10Cの周波数特性に基づいて、第６図において特
性曲線K₄（COS²）で示すように、周波数位置f_y＝2P_y/P_x
にトラツプ点を有するCOS²特性を呈する。

その結果合成特性曲線K₄は第６図において斜線を付し
て示すような合成特性曲線K₄が得られる。

この実施例の場合、固体撮像チツプは、第８図に示す
ように、760H分の画素配列を有する３枚（すなわち３原
色分）の固体撮像チツプ板を1/2画素分だけＨ方向にず
らせて重ね合わせた構成を有し、これにより第７図に示
すような空間周波数スペクトラムが生ずるのに対して第
１図の光学的ローパスフイルタ10を用いることにより、
そのベースバンド成分を除く有害なキヤリア成分をトラ
ツプ直線によつて確実に抑圧することができる。

因に、周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）、（f_x＝１、f_y
＝１）、（f_x＝２、f_y＝１）のキヤリア成分はトラツプ
直線TRY（１）によつて抑圧され、周波数位置（f_x＝
１、f_y＝０）、（f_x＝１、f_y＝１）、（f_x＝１、f_y＝
２）のキヤリア成分はトラツプ直線TRX（１）によつて
抑圧され、周波数位置（f_x＝２、f_y＝０）のキヤリア成
分はトラツプ直線Ｌ（２）及びＲ（２）によつて抑圧さ
れ、周波数位置（f_x＝０、f_y＝２）のキヤリア成分はト
ラツプ直線Ｒ（−２）及びＬ（２）によつて抑圧され
る。

かくして第１図の光学的ローパスフイルタ10によれ
ば、第７図に示すように、ベースバンド成分以外の有害
なキヤリア成分を有効に除去し得る光学的ローパスフイ
ルタ特性をもつた固体撮像装置を実現し得る。

（G2）第２実施例 この場合、第８図について上述したような３チツプ1/
2画素ずらしの固体撮像素子に代えてHD（high definiti
on）用撮像カメラの撮像チツプとして、第９図に示すよ
うな空間周波数スペクトラムをもつような１枚の固体撮
像チツプ板を用いる。

固体撮像チツプ板は第10図に示すように、１つの画素
にイエロフイルタY_L、シアンフイルタC_Y、グリーンフイ
ルタＧ、ホワイトフイルタＷでなる画素フイルタFILTを
設けた画素を１枚のチツプ上に配列し、第１図について
上述した光学的ローパスフイルタ10によつて得られる16
本の分離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄（第２図）を受けるよ
うにする。

このようにすれば、第９図に示すように、空間周波数
スペクトラムのうち、周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）の
キヤリア成分がトラツプ直線Ｒ（−２）及びＬ（２）に
よつて抑圧され、周波数位置（f_x＝１、f_y＝０）のキヤ
リア成分がトラツプ直線Ｌ（２）及びＲ（２）によつて
抑圧され、周波数位置（f_x＝1/2、f_y＝０）、（f_x＝1/
2、f_y＝1/2）、（f_x＝1/2、f_y＝１）のキヤリア成分が
トラツプ直線TRX（1/2）によつて抑圧され、周波数位置
（f_x＝０、f_y＝1/2）、（f_x＝1/2、f_y＝1/2）、（f_x＝
１、f_y＝1/2）がトラツプ直線TRY（１）によつて抑圧さ
れる。

なおこの実施例の場合トラツプ直線TRY（１）は、こ
れが周波数位置（f_x＝０、f_y＝1/2）を通るようにする
と、Ｖ方向の変調度が落ち過ぎる結果になるおそれがあ
るので、実際上当該周波数位置（f_x＝０、f_y＝1/2）よ
り少しf_y軸に沿つて高い位置に発生させるようになされ
ている。

第９図に示すような空間周波数スペクトラムを呈する
固体撮像チツプにおいても、ベースバンド成分を除く他
の有害なキヤリア成分を実用上十分に抑圧することがで
きる。

（G3）第３実施例 第11図は第３実施例を示すもので、この場合固体撮像
チツプは第12図に示すように、３枚の固体撮像チツプ板
（３原色用の）を有し、当該３枚の固体撮像チツプ板を
各画素Ｇ、Ｂ、Ｒが互いにずれないように重ね合わせた
構成を有する。

この場合各固体撮像チツプ板のＨ方向のピツチ間隔P_X
及びＶ方向のピツチ間隔P_yはほぼ等しい値に選定され、
光学的ローパスフイルタとして第１図について上述した
光学的ローパスフイルタ10の場合と同様に第１、第２、
第３、第４の水晶板の分離方向が決められている。

しかし第１、第２、第３、第４の水晶板の厚さは、移
動距離P₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄が次式 で表されるように選定され、これにより空間周波数スペ
クトラムに対して第11図に示すようなトラツプ直線が形
成される。

この場合周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）及び（f_x＝
１、f_y＝２）を通るように正の勾配を有するトラツプ直
線R1（−１）が発生すると共に、これと平行に周波数位
置（f_x＝１、f_y＝０）及び（f_x＝２、f_y＝１）を通るト
ラツプ直線R1（１）が形成される。

これと共に周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）及び（f_x＝
１、f_y＝０）を通る負の勾配のトラツプ直線L1（１）が
形成されると共に、これとほぼ平行に周波数位置（f_x＝
２、f_y＝１）及び（f_x＝１、f_y＝２）を通るトラツプ直
線L1（３）が形成される。

これに加えて周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）を通つて
周波数軸f_xと平行なトラツプ直線TRY（１）と、周波数
位置（f_x＝２、f_y＝０）を通つて周波数軸f_yと平行なト
ラツプ直線TRX（２）とが形成される。

かくして周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）の有害なキヤ
リア成分はトラツプ直線R1（−１）、L1（１）及びTRY
（１）によつて抑圧され、周波数位置（f_x＝１、f_y＝
０）、（f_x＝１、f_y＝１）（f_x＝１、f_y＝２）のキヤリ
ア成分はそれぞれトラツプ直線R1（１）及びL1（１）、
TRY（１）、R1（−１）及びL1（３）によつて抑圧さ
れ、周波数位置（f_x＝２、f_y＝０）、（f_x＝２、f_y＝
１）、（f_x＝２、f_y＝２）のキヤリア成分はそれぞれト
ラツプ直線TRX（２）、（R1（１）、L1（３）、TRX
（２）及びTRY（１））、TRX（２）によつて抑圧され
る。

かくして第11図及び第12図の構成によれば、ベースバ
ンド成分以外の有害なキヤリア成分を実用上十分に抑圧
してなる固体撮像装置を得ることができる。

（G4）第４実施例 第13図は第４実施例における光学的ローパスフイルタ
を示し、Ｈ方向に対して＋45゜の角度位置に主断面14を
有する第１の水晶板21と、Ｖ方向に主断面21Aを有する
第２の水晶板22と、Ｈ方向に対して−45゜の主断面23A
を有する第３の水晶板23と、水平方向に主断面24Aを有
する第４の水晶板24とを有する。

第14図に示すように、第１の水晶板21は、入射光を常
光線o₁と、＋45゜の方向に次式 で表される分離距離P₁₁だけ分離された異常光線e₁とに
分離して第２の水晶板22に射出する。

第２の水晶板22はこの２本の入射光についてそれぞれ
常光線o₂と、Ｖ方向に次式 で表される分離距離P₁₂だけ分離された異常光線e₂とを
第３の水晶板23に入射する。

第３の水晶板23は４本の入射光についてそれぞれ常光
線o₃と、−45゜の方向に次式 で表される分離距離P₁₃だけ分離された異常光線e₃とを
第４の水晶板24に射出する。

第４の水晶板24Aは入射する８本の入射光それぞれに
ついて、常光線o₄と、Ｈ方向に次式 のように表される分離距離P₁₄だけ分離される異常光線e
₄とを16本の分離光束として固体撮像チツプに射出す
る。

このようにして固体撮像チツプに射出される16本の分
離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄の光学的ローパスフイルタ特
性は、分離距離P₁₁〜P₁₄（（５）式〜（８）式）によつ
てＨ方向及びＶ方向に分離される距離が（１）式〜
（４）式と共に第５図の第１実施例の場合の分離距離P₁
〜P₄と同様の数値に選定されているので、第３図
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）について上述した光学的ローパ
スフイルタ部10A、10B、10Cによつて得ることができる
周波数特性を合成したような特性をもつ。

因に第13図の光学的ローパスフイルタ20は、常光線に
対してＨ方向にP_x/2だけ異常光線を分離したと同様の周
波数特性として例えば光束o₁o₂e₃o₄及びo₁o₂e₃e₄間、o₁
o₂o₃o₄及びo₁o₂o₃e₄間、e₁o₂e₃o₄及びe₁o₂e₃e₄間、e₁o₂
o₃o₄及びe₁o₂o₃e₄間、o₁e₂e₃o₄及びo₁e₂e₃e₄間、o₁e₂o₃
o₄及びo₁e₂o₃e₄間、e₁e₂e₃o₄及びe₁e₂e₃e₄間、e₁e₂o₃o₄
及びe₁e₂o₃e₄間の関係において光学的ローパスフイルタ
部10Aと等価な周波数特性を呈する。

また光束o₁o₂o₃o₄及びo₁e₂o₃o₄間、e₁o₂o₃o₄及びe₁e₂
o₃o₄間、o₁o₂o₃e₄及びo₁e₂o₃e₄間、e₁o₂e₃o₄及びe₁e₂e₃
o₄間、e₁o₂o₃e₄及びe₁e₂o₃e₄間、e₁o₂e₃e₄及びe₁e₂e₃e₄
間の関係について、光学的ローパスフイルタ部10Bと等
価な周波数特性を呈する。

さらに分離光束o₁o₂o₃o₄、e₁o₂o₃o₄、e₁o₂e₃o₄及びo₁
o₂e₃o₄間、o₁o₂o₃e₄、e₁o₂o₃e₄、e₁o₂e₃e₄及びo₁o₂e₃e₄
間、o₁e₂o₃o₄、e₁e₂o₃o₄、e₁e₂e₃o₄及びo₁e₂e₃o₄間、o₁
e₂o₃e₄、e₁e₂o₃e₄、e₁e₂e₃e₄及びo₁e₂e₃e₄間の関係につ
いて光学的ローパスフイルタ部10Cと等価な周波数特性
を呈する。

その結果第12図の16本の分離光束o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄
は光学的ローパスフイルタ部10A、10B、10Cを合成する
ことにより、第４図〜第６図について上述したと同様の
空間周波数トラツプ特性及び周波数特性をもつことにな
る。

その結果第13図及び第14図の構成の光学的ローパスフ
イルタ20を用いれば、第７図について上述したと全く同
様にして周波数位置（f_x＝０、f_y＝１）、（f_x＝０、f_y
＝２）、（f_x＝１、f_y＝０）、（f_x＝１、f_y＝１）、
（f_x＝１、f_y＝２）、（f_x＝２、f_y＝０）、（f_x＝２、
f_y＝１）における有害なキヤリア成分をベースバンド成
分に損失を生じさせないようにしながら有効に除去して
なる固体撮像装置を実現し得る。

（G5）第５実施例 第15図は第５実施例を示すもので、この場合の固体撮
像装置は５枚の結晶板、すなわち第１、第２、第３、第
４、第５の結晶板31、32、33、34、35を有すると共に、
固体撮像チツプとして第12図について上述したと同様に
してHDテレビジヨン方式の画素配列を有する３枚の３原
色チツプを各画素が重なり合うように配設した構成のも
のを用いる。

光学的ローパスフイルタ30の第１の結晶板31は入射光
を常光線o₁と、Ｖ方向に次式 で表される分離距離P₃₁だけ分離した異常光線e₁とに分
離して第２の結晶板32に射出する。

第２の結晶板32は２本の入射光についてそれぞれ常光
線o₂と、Ｈ方向に対して＋45゜の方向に次式 で表される分離距離P₃₂だけ分離した異常光線o₂とを第
３の結晶板33に送出する。

第３の結晶板33は４本の入射光についてそれぞれ常光
線o₃とＨ方向に次式 のように表される分離距離P₃₃だけ分離された異常光線e
₃とを第４の結晶板34に射出する。

第４の結晶板34は８本の入射光線についてそれぞれ常
光線o₄と、Ｈ方向に対して−45゜の方向に次式 のように表される分離距離P₃₄だけ分離された異常光線e
₄とを第５の結晶板35に射出する。

第５の結晶板35は16本の入射光に対してそれぞれ常光
線o₅と、Ｖ方向に次式 のように表される分離距離P₃₅だけ分離された異常光線e
₅とを固体撮像チツプに射出する。

かくして固体撮像チツプには第16図に示すように、32
本の分離光束o₁o₂o₃o₄o₅〜e₁e₂e₃e₄e₅が入射される。

このようにしてピツチP_x及びP_y間隔で配列されている
画像に対して、第16図に示すような位置関係に32本の分
離光束が分離されて入射されることにより、当該分離光
束と画素のピツチP_x、P_yとの関係に基づいて生ずるロー
パスフイルタ周波数特性が形成されることにより、結局
第17図に示すように、第３実施例（第11図）について上
述したトラツプ直線に対してさらに新たに、周波数位置
（f_x＝０、f_y＝２）を通り周波数軸f_xにほぼ平行なトラ
ツプ直線TRY（２）を重ね合わせたようなトラツプ特性
を生じさせることができる。

因に、周波数位置（f_x＝０、f_y＝２）を通り周波数軸
f_xとほぼ平行に延長するトラツプ直線TRY（２）によつ
て周波数位置（f_x＝０、f_y＝２）、（f_x＝１、f_y＝２）
（f_x＝２、f_y＝２）の有害なキヤリア成分を実用上十分
に抑圧することができる。

かくして第15図〜第17図の構成によれば、ベースバン
ド成分以外の有害なキヤリア成分を有効に除去し得る固
体撮像装置を実現し得る。

（G6）他の実施例 （１）上述の実施例においては、水晶板の複屈折を利用
して分離光束を得るようにしたが、当該複屈折板は水晶
板に限らず、その他の材料、構成のものを適用し得る。

（２）光学的ローパスフイルタの水晶板の積層順序は第
１図、第13図、第15図の順序に限らず、要は複数の複屈
折板による分離方向が順次45゜ずつ変化して行くように
すればよい。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、複数の複屈折を組み合
わせることによつて固体撮像チツプ上の所定位置に分離
光束を分離させるように入射することにより、ベースバ
ンド成分以外の有害なキヤリア成分を実用上充分に抑圧
した撮像出力を得ることができる固体撮像装置を容易に
実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体撮像装置において用いる光学
的ローパスフイルタを示す略線図、第２図は固体撮像チ
ツプに対する分離光束の分離位置を示す略線図、第３図
は第２図に含まれる光学的ローパスフイルタ部を示す略
線図、第４図は空間周波数トラツプ特性を示す特性曲線
図、第５図及び第６図は第４図のＨ方向及びＶ方向のロ
ーパスフイルタ周波数特性を示す特性曲線図、第７図は
トラツプ直線によつて抑圧できるキヤリア成分を示す特
性曲線図、第８図は固体撮像チツプの画素の配列を示す
略線図、第９図は他の固体撮像チツプを用いた第２実施
例における空間周波数スペクトラムに対するトラツプ特
性を示す特性曲線図、第10図は第９図の場合の固体撮像
チツプに用いられる画素フイルタの構成を示す略線図、
第11図は第３実施例における空間周波数スペクトラムに
対するトラツプ特性を示す特性曲線図、第12図は第11図
の場合の固体撮像チツプ上の画素配列を示す略線図、第
13図は第４実施例において用いられる光学的ローパスフ
イルタを示す略線図、第14図はその分離光束の固体撮像
チツプ上の位置関係を示す略線図、第15図は第５実施例
において用いられる光学的ローパスフイルタの構成を示
す略線図、第16図はその固体撮像チツプ上の分離光束の
位置関係を示す略線図、第17図は空間周波数スペクトラ
ムに対するトラツプ特性を示す特性曲線図、第18図及び
第19図は従来の固体撮像装置において用いられている固
体撮像チツプの画素配列及びトラツプ特性を示す略線図
及び特性曲線図、第20図及び第21図はその問題点の説明
に供する略線図及び特性曲線図である。 10、20、30……光学的ローパスフイルタ、11〜14、21〜
24、31〜35……水晶板、11A〜14A、21A〜24A、31A〜35A
……主断面、o₁o₂o₃o₄〜e₁e₂e₃e₄、o₁o₂o₃o₄o₅〜e₁e₂e₃
e₄e₅……分離光束。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光を固体撮像チツプの水平走査方向に
   対して＋45゜の方向に常光線及び異常光線に分離する第
   １の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向と同一方向に常光線及び異常
   光線に分離する第２の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向に対して−45゜の方向に常光
   線及び異常光線に分離する第３の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向に対して垂直方向に常光線及
   び異常光線に分離する第４の複屈折板と を有する光学的ローパスフイルタを具え、撮像入射光を
   上記第１、第２、第３及び第４の複屈折板を所定の順序
   で通過させることにより上記光学的ローパスフイルタか
   ら16本の分離光束を得、当該分離光束を上記固体撮像チ
   ツプに入射する ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】入射光を固体撮像チツプの水平走査方向に
   対して垂直方向に常光線及び異常光線に分離する第１の
   複屈折板と、 入射光を上記水平方向に対して＋45゜の方向に常光線及
   び異常光線に分離する第２の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向と同一方向に常光線及び異常
   光線に分離する第３の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向に対して−45゜の方向に常光
   線及び異常光線に分離する第４の複屈折板と、 入射光を上記水平走査方向に対して垂直方向に常光線及
   び異常光線に分離する第５の複屈折板と を有する光学的ローパスフイルタを具え、撮像入射光を
   上記第１、第２、第３、第４及び第５の複屈折板を所定
   の順序で通過させることにより上記光学的ローパスフイ
   ルタから32本の分離光束を得、当該分離光束を上記固体
   撮像チツプに入射する ことを特徴とする固体撮像装置。