JPH0310209A - 光学的ローパスフイルタ - Google Patents

光学的ローパスフイルタ

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JPH0310209A
JPH0310209A JP1145976A JP14597689A JPH0310209A JP H0310209 A JPH0310209 A JP H0310209A JP 1145976 A JP1145976 A JP 1145976A JP 14597689 A JP14597689 A JP 14597689A JP H0310209 A JPH0310209 A JP H0310209A
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JP
Japan
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separation
birefringent
plates
plate
birefringent plates
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Application number
JP1145976A
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Inventor
Satoru Imada
今田 哲
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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〜第25図) 。D発明が解決しようとする問題点(第26図〜第29
図) E問題点を解決するための手段 F作用 G実施例 (G1)第1実施例(第1図〜第5図)(G2)第2実
施例(第6図〜第12図)(G3)第3実施例(第13
図) (G4)  他の実施例 H発明の効果(第16図及び第17図)A産業上の利用
分野 本発明は光学的ローパスフィルタに関し、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、光学的ローパスフィルタにおいて、平行四辺
形又は菱形の射出位置パターンから互い − に明るさがほぼ等しい分離光束を射出させるようにした
ことにより、確実に有害なキャリア成分を抑圧し得る光
学的ローパスフィルタを実現できる。
C従来の技術 固体撮像装置は、例えばCCD (charge co
upled device) 、M OS (meta
l oxide semiconductor)などの
固体撮像素子でなるフォトセンサを2次元平面上に格子
状に配列した固体撮像素子イメージヤを用いることによ
り、撮像レンズ系から取り込まれた撮像入射光を離散的
にサンプリングして電気的サンプリング出力に変換する
ような構成を有し、小型カラーテレビジョンカメラ等に
適用して好適な撮像手段として用いられている。
この種の固体撮像素子イメージヤは原理上、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フォ
トセンサによって撮像入射光を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
力は隣合う画素間の間隔(すなわち、単位格子における
フォトセンサ間のピッチ間隔)によって決まる水平方向
周波数f、及び垂直方向周波数fvに基づいてベースバ
ンドの信号成分に対して所定の周波数位置にキャリア成
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信号成分以外のキャリア
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する際に、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
ド信号成分以外のキャ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束を、
点拡散関数に基づいて光学的に複数本の分離光束に分離
することによって、空間周波数スペクトラム内にトラッ
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
スフィルタが提案されている。
第1の従来例として、第18図に示すように、水晶板で
なる3枚の複屈折板を順次積層して互いに張り合わせる
ことにより、はぼ正方形の分離位置に4本の分離光束を
生じさせるようにしたものがある(特公昭57−153
69号公報)。
この場合光学的ローパスフィルタ10は水晶板でなる3
枚の複屈折板11.12.13を有し、第1の複屈折板
11は水平走査方向(すなわちH方向)に対して同一の
角位置に常光線及び異常光線が存在する主断面11Aを
もつように配設され、また第2の複屈折板12は水平走
査方向に対して垂直の方向(すなわち■方向)と同一の
角位置に主断面12Aをもつように配設され、さらに第
3の複屈折板13は水平走査方向に対して+45°の角
度をなす角位置に主断面13Aをもつように配設されて
いる。
このような構成の光学的ローパスフィルタ10は、第1
9図のΔ射位置P。に撮像レンズ系から撮像入射光束が
入射したとき、先ず複屈折板11の主断面11Aにおい
て常光線及び異常光線に分離することによって矢印「1
」で示すように水平方向にある分離位置P、に、異常光
線として透過した分離光束を分離し、かくして常光線と
して透過した分離光束と共に2本の射出光束を第2の複
屈折板12に入射する。
第2の複屈折板12は第1の複屈折板11の分離方向に
対して+90°の方向、すなわち■方向に主断面12A
を有することにより入射位置P。において第1の複屈折
板11を常光線として透過した分離光束を異常光線とし
て矢印「2」で示すようにV方向にある分離位置P2に
移動させて第3の複屈折板13に入射させる。このとき
第1の複屈折板11を異常光線として透過した分離光束
は第2の複屈折板12を常光線として透過することによ
り分離位置P+から移動せずにそのまま第3の複屈折板
13に入射する。
第3の複屈折板13は第2の複屈折板12の分離方向に
対して一45°の角位置、すなわち+45゜の方向に主
断面13Aを有することにより、それぞれ分離位置P、
及びP2に入射した光束を互いにほぼ等しい明るさをも
つ常光線及び異常光線に分離して矢印「3」で示すよう
に+45°の方向の0 分離位置P3及びP4から異常光線として透過した分離
光束を射出する。
ここで複屈折板11.12及び13は、単位格子におけ
るフォトセンサの水平ピッチ間隔PXに基づいて、PX
/2に相当する分離距離だけ異常光線としての分離光束
をH方向及びV方向に移動させるような厚さに選定され
ている。
カ<シて光学的ローパスフィルタ1oは第3の複屈折板
13の4つの分離位置P1〜P4  (その位置は正方
形の頂点を45°だげ回転させた位置を表す)から互い
にほぼ等しい明るさをもつ4本の分離光束を射出するこ
とができる。
因に第19図において入射位置P0に入射した入射光束
は、それぞれ複屈折板11及び12において分離位置P
、及びP2に移動されることにより、射出光束には入射
位置P。を通る光束がなくなることになる。以下このよ
うな入射位置P。を破線によって示す。
また光学的ローパスフィルタ10が順次H方向、■方向
及び+45°の方向に分離光束を生ずるような複屈折板
11.12及び13を有する構成のものであることを、
以下第20図に示すように、H方向及び■方向の原点か
ら分離方向を表す矢印「1」、「2」及び「3」を描く
ごとによって表示することとする。
ところで、第19図のような射出位置パターンで分離光
束を射出できる第20図の構成の光学的ローパスフィル
タ10は、第19図について上述したように、分離位置
PI−P4を直線で結んだとき正方形となるような射出
位置形態を呈する(これを正方形の射出位置パターンと
呼ぶ)ので、単位格子におけるフォトセンサの水平ピッ
チ間隔P8及び垂直ピンチ間隔P7がほぼ正方形となる
固体撮像素子イメージヤ、例えば第21図に示すように
、H方向に水平ピッチ間隔PX=11 Cμm〕を有し
かつ■方向に垂直ピッチ間隔Py=13Cμm〕を有す
る3枚式(すなわちR,G、B用の固体撮像素子イメー
ジヤを有する構成)に適用した場合には、第22図に示
すように、■方向及びY方向に有効な空間周波数トラッ
プ特性を呈する。
すなわちH方向の周波数軸f、をf、=PXu/2πに
よって正規化すると共に、■方向の周波数軸fvをfv
=Pyv/2πによって正規化して空間周波数特性を表
示した場合、周波数位置(fs−0、rv=i)より周
波数軸fvの方向に僅かに高い周波数位置において交差
する正及び負の勾配を有するトラップ直線R(−1)及
びL(1)と、周波数位置(f、=1、fv=0)にお
いて周波数軸f、と交差する正及び負の勾配を有するト
ラップ直線R(1)及びL (1)とをベースバンド周
波数成分が発生する周波数位置(rs−0,rv =O
)の周囲に形成させることができ、かくして周波数位置
(f、−0,fv =1)のキャリア成分に対してトラ
ップ直線R(−1)及びL(1)によって二重のトラッ
プ効果を与えると共に、周波数位置(fS=1、rv=
o)のキャリア成分に対してトラップ直線R(1)及び
L(1)による二重のトラップ効果を与えることができ
、結局有害なキャリア成分を効果的に抑圧することがで
きる。
また第2の従来例として、第23図に示すように、3枚
の複屈折板によって8本の分離光束を生じさせるように
したものが提案されている(特開昭61−27098号
公報)。
この光学的ローパスフィルタ20は、分離方向が順次4
5°ずつ変化して行くように第1、第2及び第3の複屈
折板21.22及び23を構成することにより、 第2
4図に示すように、入射位置P0の入射光束を第1の複
屈折板21によって常光線及び異常光線でなる2本の分
離光束に分離して位置P。及びP、から射出させ、この
2本の分離光束を第2の複屈折板22によってそれぞれ
常光線及び異常光線に分離することにより4本の分離光
束を位置P。、P、 、P2及びP、から射出させ、さ
らにこの4本の分離光束を第3の複屈折板23によって
それぞれ常光線及び異常光線に分離することにより8本
の分離光束を位1f(po、Pr、Pt及びP3)、(
P4、P6、P6及びP7)から射出させるようにする
ここで第1及び第3の複屈折板21及び23の3 4− 分離距離をffPX/2に選定すると共に、第2の複屈
折板22の分離距離をPX/2に選定する。
このようにすれば、第19図について上述した正方形の
射出位置パターンを2組分、H方向にP。
/2だけずらせて並べたような位置に8本の分離光束を
発生させることができる。
第24図に示すような射出位置パターンを発生する第2
3図の構成の光学的ローパスフィルタ20によれば、第
25図に示すように、第22図の場合のトラップ直線R
(−1)、R(1)、L (1)に加えて周波数位置(
fs =1、fv−0)において周波数軸f3と交差し
て周波数軸fvとほぼ平行に延長するトラップ直線TR
(1)を発生させることができ、これにより、周波数位
置(f3−0、fv=1)のキャリア成分に対して二重
のトラップ効果を与えると共に、周波数位置(f3−1
、fv=0)のキャリア成分に対して三重のトラップ効
果を与えるようにし得、これにより有害なキャリア成分
を有効に抑圧することができる。
D発明が解決しようとする問題点 ところが第1及び第2の従来例のように構成した場合、
固体撮像素子として画素数を増大させることにより解像
度を向上させる必要がある場合に、有害なキャリア成分
を実用上十分に抑圧できなくなるおそれがある。
因に、標準テレビジョン方式によって水平走査線数が決
められているテレビジョン信号について画素数を増大さ
せることにより解像度を向上させようとする場合、H方
向の画素数が増えるのに対してV方向の画素数は走査線
数によって決められているために固体撮像素子イメージ
ヤ上のフォトセンサPTの単位格子の構成は、例えば第
26図に示すように、H方向のピッチ間隔PXがV方向
のピッチ間隔P、と比較して小さくなる(すなわちV方
向に縦長の形状になる)場合が考えられる。
ここでピッチ間隔PX及びP、の比率を例えばPX :
 P、=1 :1.75のように選定した場合、第20
図について上述した第1の従来例の光学的ローパスフィ
ルタ10を用いた場合の空間周波数トラップ特性は第2
7図に示すように、正の勾配をもつトラップ直線R(−
1)及び負の勾配を有するトラップ直線L(1)が周波
数軸fvと交差する位置が周波数位置(f、=O1fv
=1)より高い周波数位置に大きく離れて行くようなト
ラップ特性を呈するように変化する。
このような変化は、第20図について上述した第2の従
来例の光学的ローパスフィルタ20を適用した場合にも
、第2a図に示すように、同じように変化が生ずる。
空間周波数トラップ特性にこのような変化が生ずると、
周波数位fi(f、=o、fv=1)のキャリア成分を
実用上十分に抑圧できなくなるような結果を生ずる。
このような問題を解決する1つの方法として第29図に
示すように、4つの分離位置PA、Pn、Pc及びPD
の位置をH方向及びV方向に平行な対角線り、及びLv
上に生じさせると共に、H方向に隣合う分離位置間のH
方向の間隔を、単位格子におけるフォトセンサPT(第
26図)のH方向のピッチ間隔PXに対してPX/2に
なるように選定すると共に、■方向に隣合う分離位置間
の■方向における間隔を、単位格子におけるV方向のピ
ッチ間隔P、に対してPy/2になるように選定するこ
とにより、全体として菱形の射出位置パターンで分離光
束を発生させるような分離特性を生じさせる光学的ロー
パスフィルタを得るようにすれば良いと考えられる。
このようにすれば、画素数を増大させることにより単位
格子間隔が横長になるような場合を含めて、一般にピッ
チ間隔P8及びP、の比率が変化したような場合に、こ
れに応じてH方向及び■方向についての分離光束の間隔
を変更できるような射出位置パターンを発生させること
ができることにより、空間周波数トラップ直線が周波数
軸fS及びfvと交差する位置に変更を生じさせるよう
なおそれがないことに基づいて、実用上十分なキャリア
成分抑制効果を実現し得ると考えられる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、単位格子
のピッチ間隔に適応する形態の射出位置7 18 パターンを発生できることにより、実用上十分にキャリ
ア成分を抑圧できるようにした光学的ローパスフィルタ
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、積
層した複数の複屈折板31〜34に入射光束を入射して
当該入射光束を複数の複屈折板31〜34によって分離
することにより複数の分離光束を射出するようになされ
た光学的ローパスフィルタ30において、互いに積層さ
れ、互いに直交する分離方向を有する第1及び第2の複
屈折板31及び32と、互いに積層され、互いに直交す
る分離方向を有する第3及び第4の複屈折板33及び3
4と1.を具え、第3及び第4の複屈折板33及び34
を第1及び第2の複屈折板31及び32の入射側又は射
出側に積層し、第3及び第4の複屈折板33及び34の
うち第1又は第2の複屈折板31又は32に対向する第
3又は第4の複屈折板33又は34は、その分離方向が
当該対向する第1又は第2の複屈折板31及び32の分
離方向に対して、+45゜、又は−45゜、+135゜
、又は−135°だけ回転した角位置に配設され、入射
光束を上記第1、第2、第3及び第4の複屈折板31.
32.33及び34を透過させることにより、平行四辺
形又は菱形の射出位置パターンPTN1を構成する分離
位置から互いに明るさがほぼ等しい複数の分離光束を射
出させるようにする。
また第2の発明においては、積層した複数の複屈折板3
1〜34に入射光束を入射して当該入射光束を複数の複
屈折板31〜34によって分離することにより複数の分
離光束を射出するようになされ、固体撮像素子の入射光
路に挿入される光学的ローパスフィルタ30Xにおいて
、固体撮像素子の水平走査方向に対して同一方向でなる
分離方向に分離距離aだけ常光線及び異常光線を分離す
る第1の複屈折板31と、 水平走査方向に対して、+90°の角度をなす分離方向
に、距離すだけ常光線及び異常光線を分離する第2の複
屈折板32と、水平走査方向に対して、+45°の角度
をなす方向に、距離ff(b+a)/2だけ常光線及び
異常光線を分離する第3の複屈折板33と、水平走査方
向に対して、−45°の角度をなす分離方向に、距離√
2(b−(b −a )/2だけ常光線及び異常光線を
分離する第4の複屈折板34とを具え、第1及び第2の
複屈折板31及び32を互いに積層すると共に、第3及
び第4の複屈折板33及び34を互いに積層し、かつ第
1及び第2の複屈折板31及び32の入射側又は射出側
に第3及び第4の複屈折板33及び34を積層し、入射
光束を第1、第2、第3及び第4の複屈折板31.32
.33及び34に透過させることにより、対角線の長さ
が2a及び2bとなる菱形の射出位置パターンPTN2
を構成する分離位置から互いに明るさがほぼ等しい複数
の分離光束を射出させ、距離a及びbを、a > 0、
b〉0、a#bに選定するようにする。
さらに第3の発明においては、積層した複数の複屈折板
51〜55に入射光束を入射して当該入射光束を複数の
複屈折板51〜55によって分離することにより複数の
分離光束を射出するようになされ、固体撮像素子の入射
光路に挿入される光学的ローパスフィルタ50において
、固体撮像素子の水平走査方向に対して同一方向でなる
分離方向に、距離aの分離距離だけ常光線及び異常光線
を分離する第1の複屈折板51と、水平走査方向に対し
て+90°の角度をなす分離方向に、距離すの分離距離
だけ常光線及び異常光線を分離する第2の複屈折板52
と、水平走査方向に対して+45°の角度をなす分離方
向に、距離√2(b(b+a)/2の分離距離だけ常光
線及び異常光線を分離する第3の複屈折板53と、水平
走査方向に対して45°の角度をなす分離方向に、距離
ff(b −a)/2の分離距離だけ常光線及び異常光
線を分離する第4の複屈折板54と、水平走査方向と同
一方向又は垂直方向でなる分離方向に、常光線及び異常
光線を分離する第5の複屈折板55とを具え、第1及び
第2の複屈折板51及び52を互いに積層すると共に、
第3及び第4の複屈折板53及び54を互いに積層し、
かつ第1及び第2の複1 2 屈折板51及び52、第3及び第4の複屈折板53及び
54、並びに第5の複屈折板55を所定の順序で積層し
、入射光束を第1、第2、第3、第4及び第5の複屈折
板51.52.53.54及び55を透過させることに
より、水平走査方向と同一方向又は水平走査方向に対し
て垂直方向に並ぶように配列しかつ対角線が2a及び2
bの2組の菱形の射出位置パターンPTN41及びPT
N42を構成する分離位置から互いに明るさがほぼ等し
い複数の分離光束を射出させ、距離a及びbを、a>0
.b>O1a≠bに選定するようにする。
F作用 第1及び第2の発明において、互いに直交する分離方向
を有する第1及び第2の複屈折板31及び32によって
平行四辺形又は菱形の1辺を構成する2つの分離位置P
A及びPBを形成した後、互いに直交する分離方向を有
する第3及び第4の複屈折板33及び34を+45゜、
又は−45゜、又は+135゜、又は−135°の角位
置に積層することによって当該2つの分離位置Pa及び
P、と、これを平行移動した位置pH+及びpnzに4
つの分離位置を形成し得、 これにより、第1、第2、
第3及び第4の複屈折板31.32.33及び34を分
離光束が透過する間に平行四辺形、又は菱形の頂点をな
す分離位置Pet及びP。2、pH1及びPDZから4
本の分離光束を1組とする分離光束を射出し得る射出位
置パターンPTNIを発生することができる。
また第2発明において、互いに直交する分離方向を有す
る2組の複屈折板(31,32及び33.34)によっ
て対角線がそれぞれ水平走査方向及び垂直方向と平行な
菱形の頂点位置P C1% P C2、PDI及びpn
zから4木の分離光束を射出し得る射出位置パターンP
TN2を発生することができる。
第3の発明において、互いに直交する分離方向を有する
第1、第2及び第3、第4の複屈折板51.52及び5
3.54と、H方向移動用の第5の複屈折板55を組み
合せることにより、2組の菱形の射出位置パターンPT
N41及びPTN42をH方向に並べるように形成して
なる射出位置PCI、PO2、P DI% P 02及
びPEI、pEg、pH、PE4から8本の分離光束を
発生することができる。
かくして形成し得る射出位置パターンの形状を、H方向
及びY方向についてのピッチPX及びPvに基づいて決
めることができることにより、用途に適合するような形
状を適応的に形成させることができ、その結果空間周波
数トラップ特性として、有害なキャリア成分を実用上十
分に抑圧できるようなトラップ特性を有する光学的ロー
パスフィルタを容易に実現し得る。
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実施例における光学的ローパスフィルタ3
0の構成を示し、この場合光学的ローパスフィルタ30
は水晶板でなる4枚の複屈折板31.32.33及び3
4を有する。
第1の複屈折板31はH方向と一致する方向を基準方向
として当該基準方向に常光線及び異常光線が存在する主
断面を有し、かくして第2図に示すように、入射位置P
。に入射した単位光束をH方向と一致する分離方向に互
いにほぼ等しい明るさをもつ常光線及び異常光線に分離
させることにより、異常光線として透過した分離光束を
分離位置PAから射出すること共に、常光線として透過
した分離光束を射出位置P。から射出することにより、
2本の分離光束が第2の複屈折板32に入射する。
第2の複屈折板32はH方向に対して+90°の方向、
従って■方向に主断面を有し、これにより第1の複屈折
板31を常光線として透過して入射位置P。から射出し
た分離光束が異常光線として第2の複屈折板32を透過
し、これにより入射位置P。から■方向と同一の分離方
向にある分離位置P、に移動して当該分離位置から射出
した分離光束が第3の複屈折板33に入射する。
5 6 これに対して分離位置PAにおいて第2の複屈折板32
に入射した分離光束は常光線として第2の複屈折板32
を透過して同じ分離位置PAから射出する。
第3の複屈折板33はH方向に対して+45°の方向に
主断面を有し、これにより分離位置PA及びPBから入
射した入射光束をそれぞれ互いにほぼ等しい明るさをも
つ常光線及び異常光線に分離して異常光線として透過し
た分離光束を+45°の分離方向にある分離位置Pct
及びP。2にそれぞれ分離する。
かくして第3の複屈折板33は4つの分離位置PA、P
R、Pct及びPCZから互いにほぼ等しい明るさの4
本の分離光束を射出することになる。
第4の複屈折板34は第3の複屈折板33の分離方向に
対して一90’だけ回転した角位置に主断面を有し、こ
れにより第3の複屈折板33において常光線として透過
して分離位置PA及びpHから射出した分離光束が第4
の複屈折板34を異常光線として透過することによりそ
れぞれH方向に対して一45°の方向にある分離位置P
DI及びI)、2に移動する。
これに対して第3の複屈折板33を異常光線として透過
して分離位置Pct及びpczから射出した2本の分離
光束は第4の複屈折板34を常光線として透過すること
によりそのまま分離位置Pct及びPCZから射出する
ここで第1、第2及び第3の複屈折板31.32及び3
3の厚さは互いに異なる値をもっており、これにより各
複屈折板31.32及び33の分離距離〔1〕、〔2〕
及び(3〕は互いに異なる値に選定されており、その結
果分離位置PA、P、、Pct及びPCZは平行四辺形
の頂点位置に位置決めされる。
因に分離方向が互いに直交する第1及び第2の複屈折板
31及び32は、平行四辺形をなす分離位置PA、PR
、PCZ及びPctの一辺を構成する分離位wPA及び
PBを形成し、 当該箱1及び第2の複屈折板31及び
32に対して+45°の角位置に分離方向を有する第3
の複屈折板33は、平行四辺形の他の辺を構成する分離
位置Pc1及びPCZを形成する。
また分離位置PA 、PR、Pct及びPCZから射出
する分離光束の明るさは、第3の複屈折板33の分離方
向が第2の複屈折板32の分離方向に対して+45°に
選定されていることにより、互いにほぼ等しい明るさに
なる。
これに加えて第4の複屈折板34は第3の複屈折板33
の分離方向に対して一90°だけ回転した角位置に分離
方向が設定されていることにより、第3の複屈折板33
において常光線として透過して分離位置PA及びPRか
ら射出した分離光束が第4の複屈折板34を異常光線と
して透過することによりそれぞれ分離位置PDI及びP
O2に移動する。
これに対して第3の複屈折板33を異常光線として透過
して分離位置Pct及びpczから射出した2本の分離
光束は第4の複屈折板34を常光線として透過すること
によりそのまま分離位置Pet及びPCZから射出する
ことになる。
かくして第1図の構成によれば、第3の複屈折板33に
おいて平行四辺形の頂点を構成する4つの分離位置P 
A % P R% P cz及びP(+のうち、2つの
分離点PA及びPRに分離した分離光束を複屈折板34
の厚さに応じた分離距離〔4〕だけ移動させた位置Pf
11及びPO2に移動させることができ、かくして分離
位置P 01% P 02、pcz及びPctが平行四
辺形の頂点位置に位置決めされ、その結果光学的ローパ
スフィルタ30の射出位置が平行四辺形の射出位置パタ
ーンPTNIを形成することになる。
ここで、射出位置パターンPTNIの平行四辺形を構成
する4つの分離位IEPA、PR、PCZ及びPctの
位置は、第1〜第3の複屈折板31〜33の厚さによっ
て決まるので、当該厚さを必要に応じて選定すれば、射
出位置パターンPTNIの形状を平行四辺形のうちの1
つの形態として菱形にすることができる。
第1図の光学的ローパスフィルタ30によれば、射出位
置パターンPTNIを形成する4つの分離9 3 〇− 位置P。I%PDZ、pcz及びpctから互いにほぼ
等しい明るさを有する分離光束を射出することができ、
かくするにつき第4の複屈折板34の厚さを必要に応じ
て選択することにより、射出位置パターンPTNIによ
って形成される平行四辺形又は菱形の形状を調整するこ
とができる。
ここで射出位置PDI、Pt12、PO2及びPctか
ら射出する分離光束の偏光面は第3図において太線で示
す方向になる。すなわち分離位置Ptl+から射出する
分離光束は入射位置P0において第1の複屈折板31を
異常光線として透過し、続いて第2の複屈折板32を常
光線として透過し、続いて第3の複屈折板33を常光線
として透過した後、第4の複屈折板34を異常光線とし
て透過することにより、H方向に対して+45°の方向
に偏光面をもつ。
また分離位置P。2から射出する分離光束は入射位置P
0において第1の複屈折板31を常光線として透過し、
続いて第2の複屈折板32を異常光線として透過し、続
いて第3の複屈折板33を常光線として透過した後筒4
の複屈折板34を異常光線として透過することにより、
H方向に対して+45°の偏光面をもつ。
また分離位置P。lから射出する分離光束は入射位Hp
。において第1の複屈折板31を異常光線として透過し
、続いて第2の複屈折板32を常光線として透過し、続
いて第3の複屈折板33を異常光線として透過した後、
第4の複屈折板34を常光線として透過することにより
、H方向に対して+45°の偏光面をもつ。
さらに分離位置PC2から射出する分離光束は、射出位
置P0において第1の複屈折板31を常光線として透過
し、続いて第2の複屈折板32を異常光線として透過し
、続いて第3の複屈折板33を異常光線として透過した
後、第4の複屈折板34を常光線として透過することに
より、H方向に対して+45°の偏光面をもつ。
以上の構成において、固体撮像素子イメージヤのフォト
センサPTの単位格子が第26図について上述したよう
に縦長である場合に、ピッチ間隔PX及びPy間の関係
が P、 : P、−1: 1.75        ・・
・・・・(1)のような場合には、光学的ローパスフィ
ルタ30の第1、第2、第3及び第4の複屈折板31.
32.33及び34(第1図)の分離距離〔1〕、〔2
〕、〔3〕及び〔4〕として第4図に示すように 〔3〕 − X ・・・・・・ (4) 6 ■b のように選定すれば、当該光学的ローパスフィルタ30
の空間周波数トラップ特性は第5図に示すように、周波
数位置(f、=O,fv=2)において周波数軸fvと
交差する正の勾配のトラップ直線R(−2)と、周波数
位置(f、=2、fv−O)において周波数軸f5と交
差する正の勾配のトラップ直線R(2)と、周波数位置
(f、 −〇、fv=1)及び(f、=1、fv=O)
においてそれぞれ周波数軸fv及びf、と交差する負の
勾配のトラップ直線L(1)と、周波数位W(f、=O
1fv−−1)及び(fs−−1、fv=0)を通る負
の勾配のトラップ直線L(−1)とを発生する。
この結果周波数位置(fs=O1fv=1)及び(f、
=1、fv=0)のキャリア成分に対してトラップ直線
L(1)によって−重のトラップ効果を生じさせること
ができることにより、有害なキャリア成分を有効に抑制
し得る光学的ローパスフィルタを得ることができる。
3 4 (G2)第2実施例 第6図は第2実施例を示し、この場合射出位置パターン
PTN2 (第7図)を構成する分離位置は4辺の長さ
が互いに等しい菱形形状を有し、その対角線LHI及び
LvlがそれぞれH方向及び■方向と平行になるように
構成されている。
この場合の光学的ローパスフィルタ30Xは、それぞれ
第1図について上述したと同様の分離方向をもつ4枚の
複屈折板31〜34を積層した構成を有し、これにより
第7図に示すように、第2図について上述したと同様に
して、第1の複屈折板31に入射した単位入射光束が互
いに分離方向が直交する第1及び第2の複屈折板31及
び32によって分離位置PA及びP、に分離された後、
+45°の分離方向をもつ第3の複屈折板33によって
さらに2本の分離光束を分離位置P。、及びPctに分
離すると共に、第3の複屈折板33の分離方向と直交す
る分離方向を有する第4の複屈折板34によって分離位
置PDI及びpazに分離光束を分離するようになされ
ている。
かくして射出位置パターンPTN2を構成する4つの分
離位置PDI、PD2、pcz及びPCIは菱形形状を
有し、その対角線Lll+及びLvlがそれぞれH方向
及びV方向に平行になるように、第1、第2、第3及び
第4の複屈折板31.32.33及び34の分離距離〔
1〕、〔2〕、〔3〕及び〔4〕が次式 %式%(6) (7) (8) を満足する値に選定されている。ここでH方向に沿う対
角線LHIを形成する線分P DZ P CIの長さば
PagPc+=2a ・・・・・・ (10) に選定されると共に、■方向に沿う対角線LVIを形成
する線分PDIP14の長さは Pn+Pcz=2b ・・・・・・ (11) のように選定される。
このような条件を満足するようにすれば、射出位置パタ
ーンPTN2は4辺の長さが等しい菱形になることは次
のようにして証明できる。
すなわち第7図において、 線分P nz P c+と
線分P DI P CZとの交点をP、としたとき、線
分Pt12P、の長さは PD2P、=a ・・・・・・ (12) であり、また線分PcgP+の長さは P、2P、=b (13) であり、角度PogP+Pゎ、は l P oz P IP cz =90’(14) である。
ところで、第8図に示すように、線分PczPnの延長
線と線分P+Pnzの延長線の交点をP2とし、かつ点
PRから線分P、PD、の延長線上に下ろした垂線との
交点をP3とすれば、八P2P。
PCZについて/Pc2P、P、及びl P 2 P 
C2P 1は lP czP z  P +  =lP z  P c
zP I=45゜・・・・・・ (I5) であるから、△pz PC2P+ は直角二等辺三角形
を形成している。
従って線分P、P、及びP2PC2の長さはそれぞれ P2  P、  =b (16) P z P cz = 5 (17) になるから、線分P2PD2の長さは 7 8 PzP++z=b   a ・・・・・・ (18) となる。
またΔPg PHPR2は直角二等辺三角形であるから
、線分PIIP3は1PzPsPozを二等分する直線
になり、従って線分P z P 3及びP3PDZの長
さは互いに等しく P2  P3  =P3  Pnz = −(b −a)    ・・・・・・(19)とな
る。
さらに△p2PB Piは直角二等辺三角形であるから
、その斜辺を構成する線分P2 PBの長さは P2PB= (b−a) (20) となる。
ところで第3の複屈折板33の分離距離〔3〕を表す線
分PIIPC2の長さは 丁B  P cz= P 2  P cz  P z 
 P tr(21) であり、(21)式に(17)式及び(20)式を代入
すれば(3)=PB Pcz によって表すことができる。
さらに△pz p、p3及びPsPozP3は合同であ
るからその斜辺は互いに等しく、従って第4の複屈折板
34の分離距離〔4〕を表す線分PBPD□の長さは(
20)式から (4〕−P B  P DZ= P 2  P mにな
る。
さらに第7図において第3の複屈折板33の分離距離〔
3〕を表す線分P++Pcz及びPAPCIの長さは PRPC2=PA  Po1 (24) でありかつ線分PsPcz及びPAPoIはP、PC2
//PA  PCl (25) のように平行であるから、 四角形PRpcmPCIP
DIは平行四辺形になる。
そこでp、PA及びP 14 P CIの長さはP B
  P A  = P cz P c+(26) になると共に /PoPnP A=/P IPCAPC+(27) /PgPaPo−/PczPc+P+ (2a) になり、結局△PG PB Pa及び△PI PC2P
C1について △PoPIIPA=ΔP+PczPc+(29) が成り立つ。
(29)式の関係から、第1及び第2の複屈折板31及
び32の分離距離を表す線分P。PAの長さは (1)=P。PA =a (30) になり、また第2の複屈折板32の分離距離〔2〕とな
る線分P。P、の長さは (2)=po  P、=b (31) になる。
1 42 以上の検討から、第1、第2、第3及び第4の複屈折板
31.32.33及び34の分離距離〔1〕、〔2〕、
〔3〕及び〔4〕を(6)式、(7)式、(8)式及び
(9)式のように選定すれば、射出位置パターンPTN
2は対角線L□1及びLVIがそれぞれH方向及び■方
向に平行な菱形になることが分かる。
第6図及び第7図の実施例によれば、菱形の射出位置パ
ターンPTN2を形成したことにより、ベースバンドの
信号成分を不必要に減衰させることなく有害なキャリア
成分を実用上十分に抑圧することができる。
例えば第26図について上述したように、単位格子にお
けるフォトセンサPTのピッチP、及びPyの比率が PX: Py= 1  : 1.75        
 ・・・・・・ (32)の固体撮像素子イメージヤに
第6図に示す光学的ローパスフィルタ30Xを適用する
場合、第9図に示すように(12)式において と置くと共に、(13)式において と置いた場合に相当する。
このようにすると、第1、第2、第3及び第4の複屈折
板31.32.33及び34の分離距離〔1]、〔2〕
、〔3〕及び〔4〕はそれぞれ(30)式、(31)式
、(22)式及び(23)に(33)式及び(34)式
を代入することにより (3)−P、       ・・・・・・ (37)6 ■b になる。
このようにすれば、第7図について上述したと同様にし
て射出位置パターンPTN2は対角線がH方向及びY方
向に平行な菱形を形成するような分離位置poz、PC
Z、Pct及びPDIから分離光束を射出するような光
学的ローパスフィルタ30Xを実現し得る。
すなわちこの場合の空間周波数トラップ特性は第10図
に示すように、周波数位置(fs−0、fv=1)にお
いて周波数軸fvと横切るように正及び負の勾配のトラ
ップ直線R(−1)及びL(1)が生ずることにより当
該周波数位置(rs=0.fV =1)におけるキャリ
ア成分を二重のトラップ効果によって抑制することがで
きると共に、周波数位置(f、−1、fv=0)におい
て周波数軸fsと交差するような正及び負の勾配のトラ
ップ直線R(1)及びL(1)を発生することができる
ことにより当該周波数位置(f、=1、rv=o)にお
けるキャリア成分に二重のトラップ効果を与えることが
できる。
かくして周波数位置(f S’ =O1rv=o)のベ
ースバンド信号成分に無用な抑圧を与えることなく、有
害なキャリア成分を実用上十分に抑圧することができる
光学的ローパスフィルタを容易に実現し得る。
因に第11図に示すように、3枚の複屈折板41〜43
を用いて第12図に示すような菱形の射出位置パターン
PTN3を形成するようにすることも考えられるが、こ
のようにする場合、第1、第2及び第3の複屈折板41
.42及び43の分離方向として、H方向に対して設定
し難い角度をなすようなものを採用する必要があるが、
第6図ないし第10図の構成によれば、このような問題
を有効に回避し得る。
第11図の場合の光学的ローパスフィルタ40は3枚の
複屈折板41.42及び43を有し、当5 6 該3枚の複屈折板41.42及び43によって第11図
に示すようにH方向に平行な対角線LH2及び■方向に
平行な対角線Lv□をもつ菱形の射出位置パターンPT
N3の頂点位置に4本の分離光束を発生できるようにし
たものである。
ここで第1、第2及び第3の複屈折板41.42及び4
3の主断面の角位置(従って分離方向)は、H方向に対
して角度θ1、C2及びC3をなす角位置に設定されて
いる。
かかる構成の光学的ローパスフィルタ40は、第12図
において、 入射位置P0に単位入射光束を入射したと
き当該入射光束を4つの分離位置PA、PII、PCI
及びPCZに分離するが、対角線LH2及びLv□がそ
れぞれH方向及び■方向に一致するような角度条件を満
足するように複屈折板41.42及び43の分離方向を
選定するようになされている。
このような条件を満足するために必要な第1、第2及び
第3の複屈折板41.42及び43の分離距離〔1〕、
〔2〕及び〔3〕は、次のようにして求めることができ
る。
すなわち分離位置PA 、PB、Pc+及びP C2を
頂点とする菱形PA PB PC2PCIの一辺の長さ
をdとすると共に、頂角l P B P A P c、
及びl P np cz p cIを2θとすると、線
分PAPI!(従って対角線Lv□)の方向はV方向で
あり、 かつ菱形PA P B P czP cIは線
分PAPC2に対して対称であるから、l P czP
 AP cIは次式7式%(39) ところが分離位置PAを中心に考えると、線分PAPC
2は水平方向の対角線L++zに対して+90゜回転し
た関係にあること、/PczPAPc+がθであること
((39)式)、第1及び第3の複屈折板41及び43
の分離方向の間に45°の角度差があること(第11図
)、第1の複屈折板41の水平方向を基準とする分離方
向の角位置がC1であること(第11図)の関係がある
ことから θ+45°十θ1=90°     ・・・・・・(4
0)が成り立つ。
そこで(40)式から第1の複屈折板41の主断面の角
位置(従って分離方向)θ、は C1−45° −〇 ・・・・・・ (41) によって表すことができる。
ここで、第2の複屈折板42の主断面の角位置θ2は、
第12図において入射位置P0を中心として水平方向の
直線LH3に対して C2−θ1+90゜ ・・・・・・ (42) のように表すことができ、このように、第1及び第2の
複屈折板41及び42の主断面の角位置の差が90°で
あることに基づいて求めることができる。
そこで(42)式に(41)式を代入すれば、第2の複
屈折板42の分離方向θ2は C2=135° −θ ・・・・・・ (43) になる。
さらに分離位置PAを中心として考えると、第3の複屈
折板43の主断面の角位置θ3と、線分PaPczの角
度の関係から C3+θ−90°          ・・・・・・(
44)であるから、第3の複屈折板43の主断面の角位
置θ3は C3=90° −θ          ・・・・・・
(45)のように表すことができる。
これに加えて分離距離について第3の複屈折板43にお
いて生ずる異常光線の分離距離〔3〕は(3)  −d (46) である。
また入射光束の入射位置P0について、八P。
P AP nの一辺をなす線分P A P nの長さは
干!= d (47) であるのに対して、分離位置PAを中心として入9 50 射位置P。から第1の複屈折板41の分離距離を表す線
分と、その分離位置PAを通る延長線との角度は180
°であるから /Po  PA  pH+2 θ+45° −180゜
(48) の関係がある。
従って1PoPaPsは(48)式から/P o  P
 A P B =135° −2θ(49) のように、菱形PA PB PC2PC+の頂点2θに
よって表すことができる。
従って直角三角形を形成する八P、PAP、の一辺をな
す第1の複屈折板41の分離距離〔1〕は[1)  =
 acos (135° −2θ)(50) のように表すことができると共に、同様に直角三角形を
形成する△P、PAP、の一辺をなす第2の複屈折板4
2の分離距離〔2〕は (2)  −dsfn (135’   2θ)・・・
・・・(51)のように表すことができる。
第11図及び第12図の構成によれば、(50)式、(
51)式及び(46)弐から、第3の複屈折板43の分
離距離dと、当該3枚の複屈折板41.42及び43に
よって発生された4本の分離光束の分離位置を頂点とす
る菱形PAPs PC2PCIについてその頂点2θを
必要に応じて選定することにより、任意の形状の菱形P
 a P B P czP clの頂点位置に互いにほ
ぼ等しい明るさを有する4本の分離光束を容易に発生さ
せることができる。
第11図及び第12図の場合の光学的ローパスフィルタ
40を、第26図について上述したように単位格子にお
けるフォトセンサPTのピッチ間隔P、及びPyの比率
が■方向に縦長の固体撮像素子に適応させようとする場
合、第1〜第3の複屈折板41〜43として以下に述べ
るような分離方向及び分離距離をもつようなものが選定
されてる。
すなわちピッチPX及びPyが PX:  P、−1: 1.75 (52) の場合、 菱形射出パターンPTN3の分離位置PAに
おける角度θの値を PX のように29.74°に選定すると共に、夏型の一辺の
長さdを −1,01P。
(54) ゛のように、1.01 PXに選定する。
このようにするとき第1の複屈折板41の主断面の角位
置θ1は、(41)式に(53)式を代入することによ
り θ+=45° −θ =45′ 29.74’ =15.26゜ (55) として求めることができ、またその分離距離〔1〕、は
(50)式に(53)式を代入することにより(1) 
 −a cos(135゜ 2θ) −1,01P Xcos(135゜ 2 X29.74° ) =0.252’ P。
(56) として求めることができる。
また第2の複屈折板42の主断面の角位置θ2は、(4
2)式に(53)式を代入することにより3 4 G2  =135゜ θ 〔3〕を(46)式に(54)式を代入することにより
一135゜ 29.74゜ =105.26゜ (57) として求めることができると共に、その分離距離[2]
を(51)式に(53)式を代入することにより(2)
 −dsin (135° −2θ)−1,01PXs
in (135°−2X29.74° )−〇、976
PX         ・・・・・・(58)として求
めるこ、とができる。
さらに、第3の複屈折板43の主断面の角位置θ3は、
(45)式に(53)式を代入することによりθ、−9
0°−θ 一90°−29,74’ −60,26°         ・・・・・・(59
)として求めることができると共に、その分離距離(3
)  −d −1,0IPX ・・・・・・ (60) として求めることができる。
このようにすれば、第12図に示すように、対角線LH
2及びLv□がH方向及び■方向と平行な菱形射出位置
パターンPTN3を構成する分離位置に分離光束を分離
させることができ、これにより第10図について上述し
たと同様の空間周波数トラップ特性を得ることができる
が、第11図及び第12図の場合には、第1、第2及び
第3の複屈折板41.42及び43の主断面の角位置(
従って分離方向)を(55)式、(57)式及び(59
)式について上述したように設定が困難な半端な角度に
設定しなければならない問題がある。
このような問題は第6図について上述した光学的ローパ
スフィルタ30Xにおいて、第4の?J[折板34を挿
入することにより菱形射出位置パターンの形状を必要に
応じて調整できるようにしたことにより有効に解決し得
、この光学的ローパスフィルタ30 Xによれば、第1
、第2、第3及び第4の複屈折板31.32.33及び
34の分離方向を設定が容易な角度、すなわちH方向と
同一方向、+90°の方向、+45°の方向及び−45
°の方向に設定すれば良いことになる。
(G3)第3実施例 第13図は第3実施例を示すもので、第9図について上
述した菱形射出位置パターンPTN2と同様の射出位置
パターンを2組分H方向にずらせて形成させるような分
離位置から分離光束を射出させることにより、トラップ
効果を一段と高め得るようにしたものである。
第13図の場合、光学的ローパスフィルタ5゜は5枚の
複屈折板51.52.53.54及び55を有し、第1
、第2、第3、第4及び第5の複屈折板51.52.5
3.54及び55はその主断面(従って分離方向)がそ
れぞれH方向に対して0゜、+90’ 、+45° −
45° O’(7)角位置に設定される。
そこで第14図の入射位置P。において第1の複屈折板
51に入射した単位入射光束のうち、異常光線として透
過する分離光束がH方向の分離位置PAに分離されて第
2の複屈折板52に入射する。
第2の複屈折板52の主断面の角位置は第1の複屈折板
51の主断面の角位置に対して+90°の角度をなす角
位置に設定されていることにより、第1の複屈折板51
を常光線として透過して入射位置P。から移動せずに第
2の複屈折板52に入射した分離光束は、当該箱2の複
屈折板52を異常光線として透過し、これにより入射位
置P。から+90°の方向にある分離位置P、に移動し
て射出する。
これに対して第1の複屈折板51を異常光線として透過
した分離光束は、分離位置PAにおいて第2の複屈折板
52を常光線として透過することにより、そのまま分離
位置PAから第3の複屈折板53に射出する。
7 8 第3の複屈折板53は第2の複屈折板52の分離方向に
対して一45°の角位置に分離方向をもっているので分
離位置PA及びPBに入射した2本の分離光束をさらに
それぞれ常光線及び異常光線でなる2本の分離光束に分
離し、かくして第3の複屈折板53を異常光線として透
過する分離光束がそれぞれH方向に対して+45°の方
向にある分離位置Pct及びPCZに分離して射出する
と同時に、当該第3の複屈折板53を常光線として透過
した分離光束が分離位置PA及びPsからそのまま第4
の複屈折板54に射出する。
かくして第4の複屈折板54には4つの分離位置PA、
PR、、Pct及びPCZにおいて4本の分離光束が入
射する。第4の複屈折板54は第3の複屈折板53の分
離方向に対して一90°の角位置に分離方向をもってい
るので、第3の複屈折板53を常光線として透過して分
離位置PA及びPRから射出する2本の分離光束が第4
の複屈折板54を異常光線として透過することにより、
それぞれH方向に対して一45°の方向にある分離位置
PDI及びPO2に移動して第4の複屈折板54から射
出する。
か(して第5の複屈折板55には4つの分離位置PDI
、PO2、pcz及びPctから4本の分離光束が入射
されるが、第5の複屈折板55は第4の複屈折板54の
分離方向に対して+45°の角位置(すなわちH方向)
に分離方向をもっていることにより、分離位置pHl、
PO2、PCZ及びPCIから射出した分離光束がそれ
ぞれ常光線及び異常光線に分離されることにより、H方
向の分離位置PEI、PEZ、PE3及びPE4から第
5の複屈折板55を異常光線として透過した分離光束が
射出することになる。
かくして分離位置PDI、P D2、PC□及びpc、
によって第1の菱形の射出位置パターンPTN41が形
成されると共に、分離位置PEI、PE2、PE3及び
PE4によって第2の菱形の射出位置パターンPTN4
2が形成される。
ここで第2の菱形の射出位置パターンPTN42は第5
の複屈折板55の分離距離〔5〕の太きさによってその
一部が第1の菱形の射出位置パターンPTN41に重な
り合いなからH方向に並ぶように形成される。
第13図の光学的ローパスフィルタ50において、第1
、第2、第3及び第4の複屈折板51.52.53及び
54は第6図について上述した光学的ローパスフィルタ
30Xの第1、第2、第3及び第4の複屈折板31.3
2.33及び34の分離方向と同一の分離方向をもって
いる。そこで第1、第2、第3及び第4の複屈折板51
.52.53及び54の分離距離〔1〕、〔2〕、〔3
〕及び〔4〕を次式 のように(35)式、(36)式、(37)式及び(3
8)式と同一の値に選定すれば、第14図の射出位置パ
ターンPTN41は第9図の射出位置パターンPTN2
と同一になる。
そこで第5の複屈折板55の分離距離〔5〕をのように
選定すれば、射出位置パターンPTN41と同一の菱形
形状を有する第2の射出位置パターンPTN42を分離
距離〔5〕の分だけH方向にずらせたと同様の射出位置
パターンを、光学的ローパスフィルタ50の総合的な射
出位置パター1 2 ンとして形成させることができる。
かくして第13図の構成によれば、 入射位置P、に入
射した単位光束を互いに等しい明るさを持ち、しかも同
一の菱形形状を有する2組の射出位置パターンPTN1
41及びPTN42の頂点位置から8本の分離光束を射
出させることができる。
第14図に示すような射出位置パターンPTN41及び
PTN42を発生ずる光学的ローパスフィルタ50を第
26図について上述したように、単位格子におけるフォ
トセンサPTのピッチPX及びPyの比率が PX: P、= 1.、: 1.75        
 ・・・・・・ (66)の固体撮像素子イメージヤに
適用すれば、空間周波数トラップ特性として第15図に
示すように、周波数位置(f、=0、fv=1)におい
て周波数軸fvと交差する正及び負の勾配をもつトラッ
プ直線R(−1)及びL(1)と、周波数位置(f、=
1、fv=0)において周波数軸fsと交差する正及び
負の勾配をもつトラップ直線R(1)及びL(1)とを
発生させることができると同時に、周波数位置(fs=
1、fv=Q)において周波数軸f、と交差し、かつ周
波数軸fvと平行なトラップ直線TR(1)を発生させ
ることができる。
かくして上述の場合と同様の効果を得ることができるこ
とに加えて、 周波数位置(f、=1、fv=0)のキ
ャリア成分をさらに一重分抑圧することができるような
空間周波数トラップ特性を実現し得る。
(G4)他の実施例 (1)第1実施例(第1図)の光学的ローパスフィルタ
30においては、H方向に対して順次o0、+90’ 
、+45° −45°分回転した角位置に分離位置を有
する第1、第2、第3及び第4の複屈折板31.32.
33及び34をその順序で積層するようにした場合につ
いてに述べたが、積層順序はこれに限らず入れ換えても
、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
すなわち第1実施例の分離方向の組合せ順序(1,2,
3,4)に代えて、(2,1,3,4)、(1,2,4
,3)、(2,1,4,3)、(3,4,1,2)、(
3,4,2,1)、(4,3,1,2)、(4,3,2
,1)の順序に変更しても良く、要は互いに直交する方
向に分離方向を有する第1及び第2の複屈折板31及び
32、並びに33及び34を互いに積層すると共に、当
該第1及び第2の複屈折板31及び32の組の入射側又
は射出側に第3及び第4の複屈折板33及び34の組を
積層するように構成すれば良い。
第2実施例(第6図)の場合についても同様である。
また第1実施例(第1図)及び第2実施例(第6図)に
おいて、第1及び第2の複屈折板31及び32の組と、
第3及び第4の複屈折板33及び34の組とを積層する
につき、互いに対向する複屈折板(第1図及び第6図の
場合、第2及び第3の複屈折板32及び33)間の分離
方向の角位置が一45″だけずれるように構成した実施
例を述べたが、これに代え、+45゜、又は+135゜
、又は135°だけずれるような回転角位置に配設する
ようにしても上述の場合と同様の効果を得ることができ
る。
また第1実施例(第1図)及び第2実施例(第6図)に
おいて、第1の複屈折板31の分離方向をH方向と同一
の方向に選定した場合について述べたが、これに代え、
H方向に対して+180°の角度をなす方向に設定する
と同時に、第2の複屈折板32の分離方向をH方向に対
して一90°の角度をなす方向に設定するようにしても
、上述の場合と同様な射出位置パターンPTNI及びP
TN2を形成することができる。
また第1及び第2実施例における射出位置パターンPT
NI及びPTN2 (第2図及び第7図)において、当
該射出位置パターンを構成する分離位置P 01% P
 02、PCZ及びPctをH方向の直線に対して対称
になるように反転した位置に分離させ、又は■方向の直
線に対して対称になるように反転したような分離位置に
分離し、又は−点を中心に5 6 して全体として1ao0回転したような分離位置に分離
させるようにしても、第2図及び第7図について上述し
た菱形形状と同一形状の射出位置パターンを形成するこ
とができる。
(2)第2実施例(第6図)においては、射出位置パタ
ーンPTN2 (第7図)のH方向に沿う対角線LHI
及び■方向に沿う対角線LVIの長さについて、a<b
の関係を満足するようにしたことにより縦長の菱形形状
を有する射出位置パターンPTN2を形成する場合の実
施例について述べたが、これに代え、a > bの関係
に選定することにより横長の菱形形状を有する射出位置
パターンPTN2を形成するようにした場合においても
上述の場合と同様にして菱形形状の分離位置パターンを
得ることができる。
因にa>bに選定した場合には、第4の複屈折板34の
分離距離(4)((9)式)が負の値になるが、このよ
うに負の値になった場合にはその絶対値によって表され
る分離距離の分だけ逆方向(すなわちH方向に対して+
135°の角位置の方向)に分離するような複屈折板を
第4の複屈折板34として選定すれば良い。
(3)第3実施例(第13図)の場合の光学的ローパス
フィルタ50は、第1、第2、第3、第4及び第5の複
屈折板51.52.53.54及び55を入射側から見
てその順序で配列するように構成したが、各複屈折板の
積層順序はそれに限らず、要は互いに直交する分離方向
をもつ第1及び第2の複屈折板51及び52を直接に互
いに積層すると共に、同様に互いに直交する分離方向を
もつ第3及び第4の複屈折板53及び54を直接に互い
に積層し、かつ第1及び第2の複屈折板51及び52の
組、第3及び第4の複屈折板53及び54の組、及び第
5の複屈折板55の組を必要に応じて任意の順序で積層
するように構成すれば上述の場合と同様の効果を得るこ
とができる。
すなわち第13図の実施例の場合には、複屈折板の組合
せ順序を(1,2,3,4,5)としたが、これに代え
、第1及び第2の複屈折板51及び52、又は第3及び
第4の複屈折板53及び54を入れ換えることにより、
(2,1,3,4,5)、(1,2,4,3,5)、(
2,1,4,3,5)の順序に変更しても良い。
またこのような4組の組合せ方において、第5の複屈折
板55の挿入位置を入れ換えることにより積層順序を(
5,1,2,3,4)、(5,2,1,3,4)、(5
,1,2,4,3)、(5,2、L 4.3)、(1,
2,5,3,4)、(2,1,5,3,4)、(1,2
,5,4,3)、(2,1,5,4,3)の順序に変更
しても良い。
さらに以上の組合せ方を基準にして第1及び第2の複屈
折板51及び52の組と、第3及び第4の複屈折板53
及び54の組との積層順序を入れ換えることにより、(
3,4,1,2,5)、(3,4,2,1,5)、(4
,3,1,2,5)、(4,3,2,1,5)、(5,
3,4,1,2)、(5,3,4,2,1)、(5,4
,3,1,2)、(5,4,3,2,1)、(3,4,
5,1,2)、(3,4,5,2,1)、(4,3,5
,1,2)、(4,3,5,2,1)の順序に変更して
も良い。
また第3実施例(第13図)の光学的ローパスフィルタ
50によって形成し得る射出位置パターンPTN41及
びPTN42(第14図)について、当該射出位置パタ
ーン全体をH方向の直線について対称になるように反転
したような分離位置を形成するようにしだけ、■方向の
直線について対称になるように反転したような分離位置
を形成するようにしだけ、−点を中心にして全体を18
0°回転したような分離位置に分離するようにしだけし
ても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、入射光束を明るさがほぼ
等しい複数の分離光束に分離させると共に、これを必要
に応じて縦長又は横長の菱形の射出位置パターンを形成
するような分離位置から射出させることができ、かくし
て異なるピッチ間隔P、及びPyを有する種々の固体撮
像素子イメー9 0 ジャに適応するような空間周波数トラップ特性をもった
光学的ローパスフィルタを容易に実現し得る。
因に本発明による光学的ローパスフィルタは、第16図
に示すように、−辺の長さがP、の菱形の頂点位置に分
離位置を有する分離位置パターンPTNXを形成するこ
とができるが、当該−辺の長さPX及び菱形の頂角2θ
を固体撮像素子イメージヤのピッチ間隔P8及びP、に
適応するように選定すれば、周波数トラップ特性として
第17図に示すように、周波数軸f6に対して+αの角
度をなす正の勾配で交差するトラップ直線群及びαの角
度をな′す負の勾配で交差するトラップ直線群とを発生
させることができ、当該正及び負の勾配を有するトラッ
プ直線群が周波数軸f・及びfvと交差する位置P5及
びPv及び角度±αを菱形射出位置パターンの一辺の長
さPXと頂角2θとを必要に応じて選定することにより
任意に決めることができ、この分所型の空間周波数トラ
ップ特性を得るにつき大きい自由度を有する光学的ロー
パスフィルタを実現できる。
これに加えて菱形射出位置パターンをH方向又は■方向
に複数個並べるような分離特性を得るようにすれば、周
波数軸f、及び又はfvと平行なトラップ直線を空間周
波数トラップ特性上に発生させることができ、これによ
りさらに自由度が大きな光学的ローパスフィルタを実現
できる。
【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の第1実
施例を示す路線図、第2図及び第3図はその光束分離特
性を示す光束分布図、第4図は第1実施例の光学的ロー
パスフィルタを縦長の単位格子を有する固体撮像素子イ
メージヤに適用した場合の射出位置パターンを示す光束
分布図、第5図は第4図の空間周波数トラップ特性を示
すトラップ特性図、第6図は第2実施例の光学的ローパ
スフィルタを示す路線図、第7図は第6図の光束分離特
性を示す光束分布図、第8図は第7図の分離位置の説明
に供する幾何学的構成図、第9図は第2実施例の光学的
ローパスフィルタを縦長の単位格子を有する固体撮像素
子イメージヤに適用した場合の射出位置パターンを示す
光束分布図、第10図は第9図の空間周波数トラップ特
性を示すトラップ特性図、第11図及び第12図は第2
実施例の構成に代えて考えられる光学的ローパスフィル
タの説明に供する路線図及び光束分布図、第13図は第
3実施例の光学的ローパスフィルタの構成を示す路線図
、第14図は第13図の分離光束特性を示す光束分布図
、第15図は第14図の空間周波数トラップ特性を示す
トラップ特性図、第16図及び第17図は本発明の詳細
な説明に供する光束分布図及びトラップ特性図、第18
図は第1従来例の光学的ローパスフィルタの構成を示す
路線図、第19図は第18図の射出位置パターンを示す
光束分布図、第20図は第18図の光学的ローパスフィ
ルタの構成を等価的表示によって示す路線図、第21図
は第20図の光学的ローパスフィルタを適用する固体撮
像素子イメージヤの単位格子を示す拡大平面図、第22
図は第19図の射出位置パターンによって発生する空間
周波数トラップ特性を示すトラップ特性図、第23図は
第2従来例の光学的ローパスフィルタの構成を示す路線
図、第24図は第23図の光学的ローパスフィルタの射
出位置パターンを示す光束分布図、第25図は第24図
の射出位置パターンによって発生する空間周波数トラッ
プ特性を示すトラップ特性図、第26図は縦長の単位格
子を有する固体撮像素子イメージヤを示す拡大平面図、
第27図及び第2a図は第18図(従って第20図)及
び第23図の光学的ローパスフィルタを適用した場合に
発生する空間周波数トラップ特性を示すトラップ特性図
、第29図は望ましいと考えられる分離光束の分布を示
す光束分布図である。 10.20.30.30X、40.50・・・・・・光
学的ローパスフィルタ、11〜13.21〜23.31
〜34.41〜43.51〜55・・・・・・複屈折板
。 3 4 第1実施イ列の肺p茂 第 l 因 特開平 10209 (20) 惜光來の偏光面 第 3  図 〃 第1寅施イ列のトラップ牛弄り生 年  5   戸4 第2寅施例の鵬 第 6 図 第 図 へ二P寸= I : 1.75の場合 第 9 図 特開平 3 10209 (23) 第 3 図 (/、θン 第3実康イ列のトラ、/プ特゛1゛生 第 15  図 特開平 10209 (24) 本発明の光中41弔 % /6  図 $1従1夜1℃都 @18  図 第 /7 図 分離特性の袢イ曲的表示 第 20  図 ほぼ゛正号形の牢位林呼 第21図 第1q九床#いトラップ特り・主 第 22 図 第2従東有りの、構成 第 23  図 ! 〃 第2従沫個1の光束分布 第 24  図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)積層した複数の複屈折板に入射光束を入射して当
    該入射光束を上記複数の複屈折板によつて分離すること
    により複数の分離光束を射出するようになされた光学的
    ローパスフィルタにおいて、互いに積層され、互いに直
    交する分離方向を有する第1及び第2の複屈折板と、 互いに積層され、互いに直交する分離方向を有する第3
    及び第4の複屈折板と、 を具え、上記第3及び第4の複屈折板を上記第1及び第
    2の複屈折板の入射側又は射出側に積層し、 上記第3及び第4の複屈折板のうち上記第1又は第2の
    複屈折板に対向する上記第3又は第4の複屈折板は、そ
    の分離方向が当該対向する上記第1又は第2の複屈折板
    の分離方向に対して、+45゜、又は−45゜、又は+
    135゜、又は−135゜だけ回転した角位置に配設さ
    れ、 上記入射光束を上記第1、第2、第3及び第4の複屈折
    板を透過させることにより、平行四辺形又は菱形の射出
    位置パターンを構成する分離位置から互いに明るさがほ
    ぼ等しい上記複数の分離光束を射出させる ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。
  2. (2)積層した複数の複屈折板に入射光束を入射して当
    該入射光束を上記複数の複屈折板によつて分離すること
    により複数の分離光束を射出するようになされ、固体撮
    像素子の入射光路に挿入される光学的ローパスフィルタ
    において、 上記固体撮像素子の水平走査方向に対して同一方向でな
    る分離方向に分離距離aだけ常光線及び異常光線を分離
    する第1の複屈折板と、 上記水平走査方向に対して、+90゜の角度をなす分離
    方向に、距離bだけ常光線及び異常光線を分離する第2
    の複屈折板と、 上記水平走査方向に対して、+45°の角度をなす方向
    に、距離√2(b+a)/2だけ常光線及び異常光線を
    分離する第3の複屈折板と、 上記水平走査方向に対して、−45°の角度をなす分離
    方向に、距離√2(b−a)/2だけ常光線及び異常光
    線を分離する第4の複屈折板とを具え、上記第1及び第
    2の複屈折板を互いに積層すると共に、上記第3及び第
    4の複屈折板を互いに積層し、 かつ上記第1及び第2の複屈折板の入射側又は射出側に
    上記第3及び第4の複屈折板を積層し、上記入射光束を
    上記第1、第2、第3及び第4の複屈折板に透過させる
    ことにより、対角線の長さが2a及び2bとなる菱形の
    射出位置パターンを構成する分離位置から互いに明るさ
    がほぼ等しい上記複数の分離光束を射出させ、 上記距離a及びbを、a<0、b>0、a≠bに選定す
    る ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。
  3. (3)積層した複数の複屈折板に入射光束を入射して当
    該入射光束を上記複数の複屈折板によつて分離すること
    により複数の分離光束を射出するようになされ、固体撮
    像素子の入射光路に挿入される光学的ローパスフィルタ
    において、 上記固体撮像素子の水平走査方向に対して同一方向でな
    る分離方向に、距離aの分離距離だけ常光線及び異常光
    線を分離する第1の複屈折板と、上記水平走査方向に対
    して+90°の角度をなす分離方向に、距離bの分離距
    離だけ常光線及び異常光線を分離する第2の複屈折板と
    、 上記水平走査方向に対して+45°の角度をなず分離方
    向に、距離√2(b+a)/2の分離距離だけ常光線及
    び異常光線を分離する第3の複屈折板と、 上記水平走査方向に対して−45°の角度をなす分離方
    向に、距離√2(b−a)/2の分離距離だけ常光線及
    び異常光線を分離する第4の複屈折板と、 上記水平走査方向と同一方向又は垂直方向でなる分離方
    向に、常光線及び異常光線を分離する第5の複屈折板と を具え、上記第1及び第2の複屈折板を互いに積層する
    と共に、上記第3及び第4の複屈折板を互いに積層し、
    かつ上記第1及び第2の複屈折板、上記第3及び第4の
    複屈折板、並びに第5の複屈折板を所定の順序で積層し
    、上記入射光束を上記第1、第2、第3、第4及び第5
    の複屈折板を透過させることにより、上記水平走査方向
    と同一方向又は上記水平走査方向に対して垂直方向に並
    ぶように配列しかつ対角線が2a及び2bの2組の菱形
    の射出位置パターンを構成する分離位置から互いに明る
    さがほぼ等しい上記複数の分離光束を射出させ、上記距
    離a及びbを、a>0、b<0、a≠bに選定する ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07146128A (ja) * 1993-07-12 1995-06-06 Wheelabrator Eng Syst Inc 環状領域計測装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07146128A (ja) * 1993-07-12 1995-06-06 Wheelabrator Eng Syst Inc 環状領域計測装置

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