JPH03158089A - 多板式ビデオカメラ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は多板式ビデオカメラに関する。さらに詳しくは
、色分解プリズム等による偏光を解消する手段を光学ロ
ーパスフィルターの入射側に設けた多板式ビデオカメラ
に関する。

従来技術 一般に、固体撮像素子を用いて、被写体を撮影する場合
、光学像を離散的にサンプリングしているｔ；めに、固
体撮像素子の画素ピッチにより決まる所定の空間周波数
の被写体を撮影すると、画素ピッチと空間周波数の関係
を規定しているサンプリング定理に従った折り返し歪み
に相当する偽信号が固体撮像素子から発生し、再生画像
に輝度モアレおよび色モアレが生じる。そのため、この
ような偽信号の発生を低減させるために、水晶の複屈折
現象等を利用して所定のＭＴＦ特性を有する光学ローパ
スフィルターが通常用いられる（例えば、特開昭６１−
９２０８９号参照）。

光学ローパスフィルターは、通常の自然光、すなわち、
Ｓ偏光とＰ偏光とが均等に含まれた光に対して所定のロ
ーパス効果を示すように設計されている。

明が解決しようとする課題 しかし、多板式ビデオカメラにおいては、入射光を一旦
、色分解プリズムにより複数の光束に分解するため、分
解光は偏光した光となる。すなわち、入射光は色分解プ
リズムのダイクロイックミラーにより、特定の波長の光
のみが反射あるいは透過するようになっているが、その
際に、反射光と透過光とでＰ偏光成分とＳ偏光成分の比
率が異なってしまう、光学ローパスフィルターはこのよ
うな偏光した光に対しては自然光に対するような所定の
効果を示さず、そのため、固体撮像素子は、折り返し歪
み等の偽信号を発生させ、撮像された画像は色モアレ、
輝度モアレ等を有する画質の悪いものとなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、色分解
プリズムで分解された偏光を有する分解光に対しても、
光学ローパスフィルターにおいて自然光に対して示すの
と同様のローパス効果が得られる多板式ビデオカメラを
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 すなわち、入射光束を波長に応じた複数の光束に分割す
る色分解プリズムと、 上記色分解プリズムにより分割された複数の光束をそれ
ぞれ受光する固体撮像素子と、上記色分解プリズムと固
体撮像素子の間に設けられ、上記固体撮像素子における
光学像の離散的サンプリングにより生じる偽信号を低減
させるよう所定のＭＴＦ特性を有するローパスフィルタ
ーと を備えた多板式ビデオカメラにおいて、上記ローパスフ
ィルターの入射側に偏光解消手段を設けたことを特徴ど
する多板式ビデオカメラに関する。

作用 すなわち、本発明は光学ローパスフィルター（−般には
水晶複屈折板）の前面（光の入射側）にさらに偏光解消
手段を設けることを第１の特徴とする。

係る構成とすることにより、光学ローパスフィルター（
水晶複屈折板）の所定の機能を阻害する偏光した光の影
響をなくすることができるのである。

偏光解消手段としては、例えばｌ／４波長板、あるいは
位相板等を挙げることができる。

実施例 本発明をＴＴＬ焦点検出可能な２板式ビデオカメラに適
用した場合を例にとり、さらに詳しく説明する。

第１図に本発明を適用した２板式ビデオカメラの光学系
を示した。

図中、（１）は撮像光学系、（ｌＯ）はオートフォーカ
ス（ＡＦ）用プリズムであり、撮像光学系（１）を通過
した光の一部を、ＡＦ用プリズムの反射面（ハーフミラ
−）により撮像光学系（１）の光軸に対して垂直方向に
反射してＡＦ用センサー（１１）に導いている。（３）
は色分解プリズムであり第１のプリズム（３ａ）、第２
のプリズム（３ｂ）およびダイクロイックミラー（３ｃ
）により構成されており、色分解プリズム（３）に入射
した光のうち緑色の成分（以下「Ｇ成分」という）はダ
イクロイックミラー（３ｃ）で反射し、さらに第１のプ
リズムの内面で全反射して色分解プリズム（３）から射
出する。マゼンタ光（以下ＦＲＢ成分」という）はダイ
クロイックミラー（３ｃ）および第２のプリズム（３ｂ
）を通過し色分解プリズム（３）から射出する。

プリズムの頂角θは、このような特性をプリズムに持た
せるための変数であり、プリズムの屈折率および撮像光
学系のＦナンバーによって決定する。本願ではθ−２５
°としている。

次にダイクロイックミラーの反射特性について説明する
。第２囚はダイクロイックミラー（３ｃ）の分光透過率
であり、曲線ＡはＰ偏光の光が入射したとき、曲線Ｂは
Ｓ偏光の光が入射したとき、曲線Ｃは自然光が入射した
どきのそれぞれの分光透過率特性を示したものである。

自然光に対する分光透過率特性は、Ｐ偏光あるいはＳ偏
光に対する分光透過率透過率とは異なっていることがわ
かる。一般に、光沢のある被写体で反射した光はＳ偏光
をより多く含んだ偏光光となり、さらにＡＦ用プリズム
を通過した光はハーフミラ−の通過により偏光している
。そのような光をそのまま色分解プリズムに入射させ、
グイクロイックミラーで分離しても、Ｇ成分とＲＢ酸成
分光量比が入射光の偏光状態に応じて変化するので、ホ
ワイトバランスがずれてしまう。（２）はこのような現
象を解消するための偏光解消手段であり、例えば、波長
板により構成され、直線偏光を（楕）円偏光に変換する
。従って、色分解プリズム（３）には、自然光（Ｐ偏光
成分とＳ偏光成分が均等）の偏光状態に近似した光が入
射することとなり、上記のようにＧ成分とＲＢ酸成分光
量比が入射する光の偏光状態により変わり、そのためホ
ワイトバランスがずれてしまうという現象を解消するこ
とが可能となる。

色分解プリズム（３）の後方には、Ｇ成分に対する第１
のフィルター（４）および固体撮像素子たる電荷結合素
子（ＣＣＤＸ６）が配されており、またＲＢ酸成分対す
る第２のフィルター（５）およびＣＣＤ（７）が配され
ている。ＣＯＤ（６）はｑ成分のみを受光するが、Ｃ０
Ｄ（７）はＲ成分およびＢ成分を受光するため、Ｒ成分
とＢ成分を分解するための色フィルターがＣＯＤの全面
に設けられている。色フィルターは図示していないが、
Ｒ成分、日成分それぞれのフィルターが水平方向に１画
素ピッチでストライブ状に配列している。

第１のフィルター（４）を構成する水晶複屈折板（ロー
パスフィルターＸ４ｂ）と第２のフィルター（５）を構
成する水晶複屈折板（ローパスフィルターＸ５ｂ）は常
光線と異常光線との分離量がＣＣＤの水平画素ピッチの
１／２となるように設定されているので、輝度モアレを
低減させる効果を有している。

第２のフィルター（５）を構成する水晶複屈折板（ロー
パスフィルターＸ　５　ｄ）は常光線と異常光線との分
離量がＣＣＤの色フィルターのピッチすなわちＣＯＤの
水平画素ピッチと同一の分離量となるように設定されて
おり、色モアレを低減させる効果を有している。

ここでローパスフィルターの特性について説明する。水
晶複屈折板（４ｂ）に入射する光束が自然光の場合、Ｍ
ＴＦとしては第３図曲線りとなり、ＣＣＤの水平画素ピ
ッチをＰとすれば空間周波数がｌ／ＰでＭＴＦが０にな
る。従って、空間周波数が１／Ｐの被写体ではコントラ
ストが全くなくなり、モアレの発生が防止される。とこ
ろが入射する光束が偏光している場合、ＭＴＦは曲線Ｅ
のように、曲線Ａとは全く違った特性を示し、特に、空
間周波数がｌ／Ｐの場合にもＭＴＦは０にならず、偽信
号に対して所定の効果を示さなくなる。

前述したように第１１第２のフィルター（４）、（５）
に入射する光は色分解プリズム（３）のグイクロイック
ミラー（３ｃ）での反射のために偏光しているので、こ
の偏光を解消し、所定のＭＴＦ特性が得られるように、
水晶複屈折板の全面に偏光解消手段としてｌ／４波長板
（４ａ）および（５ａ）を設ける。従って、偏光した入
射光は１／４波長板により円偏光に変換されるので、水
晶複屈折板（４′ｂ）、（５ｂ）は入射光に対して所定
のＭＴＦ特性を示すことができる。また水晶複屈折板を
通過した光は再び偏光するために第２のフィルター（５
）のように２枚の複屈折板を使用する場合、水晶複屈折
板（５ｄ）に対する水晶複屈折板（５ｂ）の偏光の影響
を解消するために、水晶複屈折板（５ｄ）の前に１／４
波長板（５ｃ）を設ける。

このように水晶複屈折板の前面に１／４波長板を設ける
ことにより、グイクロイックミラーでの反射による偏光
の影響を解消することができ、ローパスフィルターは所
定のＭＴＦ特性となり、偽信号を低減させることができ
る。なお、第１および第２のフィルター（４）、（５）
においては、水晶複屈折板（４ｂ）、（５ｂ）、（５ｄ
）以外にも、所定のローパス効果を示すもの、例えば方
解石や特殊な有機フィルム等を使用することが可能であ
る。

また、偏光解消手段もｌ／４波長板に限られるものでは
なく、ｌ／２波長板等種々のものが利用可能である。さ
らに、例えば第１のフィルターにおいて、水晶複屈折板
（４ｂ）と１／４波長板（４ａ）を分離して配置するこ
とも可能である。

発明の効果 本発明によりローパスフィルター入射側に１／４波長板
のごとき偏光解消手段を設けることにより、色分解プリ
ズムでの反射あるいは透過による偏光の影響を解消する
ことができ、ａ−バスフィルターのＭＴＦが所定の値と
なり、偽信号を解消することができ、輝度モアレ等のな
い良好な画像として撮影できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２板式固体撮像系の該略構成例を示す。 第２図はダイクロイックミラーの透過率特性を示す図で
ある。 第３図はローパスフィルターの空間周波数に対するＭＴ
Ｆ特性を示す図である。 図中の記号は以下の通りである。 ｌ：撮像光学系　　　２：波長板 ３：色分解プリズム　　３ａ：第１のプリズム３ｂ：第
２のプリズム ３ｃ：ダイクロイックミラー ４：第１のフィルター ４ａ：波長板 ５：第２のフィルター ５８：波長板 ５ｃ：波長板 ６および７：ＣＣＤ ４ｂ＝水晶複屈折板 ５ｂ＝水晶複屈折板 ５ｃｌ水晶複屈折板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射光束を波長に応じた複数の光束に分割する色分
   解プリズムと、 上記色分解プリズムにより分割された複数の光束をそれ
   ぞれ受光する固体撮像素子と、 上記色分解プリズムと固体撮像素子の間に設けられ、上
   記固体撮像素子における光学像の離散的サンプリングに
   より生じる偽信号を低減させるよう所定のＭＴＦ特性を
   有するローパスフィルターと を備えた多板式ビデオカメラにおいて、 上記ローパスフィルターの入射側に偏光解消手段を設け
   たことを特徴とする多板式ビデオカメラ２、上記偏光解
   消手段が１／４波長板である請求項１記載の多板式ビデ
   オカメラ。 ３、上記固体撮像素子が電荷結合素子（ＣＣＤ）である
   請求項１記載の多板式ビデオカメラ。 ４、上記ローパスフィルターが水晶複屈折板である請求
   項１記載の多板式ビデオカメラ。