JPH03248695A - 光学フィルタ - 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〕 本発明はビデオカメラ等撮像入力装蓋一般に使用される
光学フィルタに係り、特にＣＣＤ等の撮像デバイスにお
いて偽信号やモアレの発生を防止する光学フィルタに関
する。

〔従来の技術〕

一般に、ビデオカメラ等の撮像デバイスでは、入射光像
を垂直方向と水平方向にそれぞれ一定の間隔で配列した
センサによってサンプリングする。

一方、ビデオカメラ等で撮影する入射光像には数々の周
波数成分の信号が含まれているので、センサのピッチ相
当以上の周波数成分の信号が入って来る可能性がある。

この信号が撮像デバイスに入って来ると偽信号やモアレ
が発生する。従って、画質が甚だしく劣化する。

そこで、撮像デバイスのセンサアレイのピッチ相当の周
波数成分を除去する為に、光学ローパスフィルタ（光学
ＬＰＦ）が撮像レンズ及び撮像デバイスの光軸上に設け
られている。

この光学ＬＰＦには水晶の複屈折を利用した水晶ＬＰＦ
や、水晶以外の光学材料を使用して表面を周期的に凹凸
状に変化させた位相型ＬＰＦがある（特開昭５５−３８
５４９号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、水晶ＬＰＦは高価であるという間離があ
る。

また、位相型ＬＰＦは板厚を周期的に変化させる為の金
型を精密微細加工する必要があるので金型が高価になり
コスト低減を図れないという問題がある。更に位相型Ｌ
ＰＦには表面の周期的な凹凸変化のピッチと瞳径が同程
度の場合、光学ＬＰＦとしての効果が不安定になるとい
う問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、安価
で加工も容易であって光学ＬＰＦとしての効果が安定し
た光学的フィルタを提供するとを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、撮影光路中の撮像
デバイスの前方に配設される光学フィルタであって、前
記撮影光路と直交する面に対してそれぞれ傾斜角が同一
で傾斜方向が異なり、光軸に対して点対称の一組の傾斜
面を有する光学材料から成ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、撮影光路中の瞳内に、少なくとも一組
の傾斜面を備えた光学フィルタを配設し、前記−組の傾
斜面は同一傾斜角から成り、また、この傾斜面は互いに
反対方向を向くように配設されている。

従って、一方の傾斜面を通過した高周波数成分と他方の
傾斜面を通過した高周波数成分とが干渉し合って除去さ
れる。これにより、高周波数成分が検波されることがな
く偽信号やモアレの発生を防止することができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る光学フィルタの好ま
しい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る光学フィルタの第１実施例を示す
全体斜視図、第２図はその側面図である。

光学ＬＰＦ　２は屈折￥＝ｎの光学材料から成り、傾斜
面４．６の傾斜角は各々θの角度で形成されている。こ
の傾斜角１２．１４は各々の傾斜面が反対方向を向くよ
うに形成され、また、傾斜面４．６は傾斜方向が第１図
、第３図に示すように第７図示すＣＣＤ１６のセンサの
配列方向と平行になるように配設されている。尚、傾斜
面４．６の長さは光学ＬＰＦ　２の長さＰの１／２に設
定されている。

第４図は本発明に係る光学フィルタの第２実施例を示す
全体斜視図、第５図はその側面図である。

光学ＬＰＦＩＯは屈折ａｎの光学材料から成り、傾斜面
１２．１４の傾斜角は各々θの角度で形成されている。

また、傾斜面１２．１４は各々の傾斜面が反対方向を向
くように形成され、更に傾斜面１２．１４は傾斜方向が
第４図、第６図に示すように、第７図に示すＣＣＤ１６
のセンサの配列方向に平行になるように配設されている
。更に、傾斜面１２．１４の幅は光学ＬＰＦＩＯの幅Ｐ
の１／２に設定されている。

このように形成されている第１、第２実施例の光学ＬＰ
Ｆ２．１０を第７図に示すように、焦点距離ｆのレンズ
１８と組み合わせて使用して偽信号やモアレを防止する
ことができる。即ち、図示しない色フイルタアレイのピ
ッチ相当の周波数が色フイルタアレイに入ると色信号と
して検波され、偽信号が発生するので、この周波数を除
去するのである。除去された周波数の本数をカットオフ
周波数Ｎｃで表すと、カットオフ周波数Ｎｃ、傾斜角θ
、屈折率ｎ、焦点距離ｆの間には ｔａｎ　　θ＝± ４（ｎ−１）ｆＮｃ の関係式が成立する。

従って、この関係式からカットオフ周波数Ｎｃと光学Ｌ
ＰＦＩＯの傾斜角θとの関係を求めることができる。尚
、第７図には第２実施例の光学ＬＰＦＩＯを配設した場
合のみを図示した。

また、第８図、第９図に示す第３実施例の光学ＬＰＦ　
２０のように異なる２つの傾斜角θ１　　θ２からなる
傾斜面２２Ａと２２Ｂ及び傾斜面２６Ａと２６Ｂを組合
せると二次の周波数を遮断することができ、更に異なる
傾斜角を２つ以上の高次にすると、高次の周波数を遮断
することができる。

第１０図、第１１図に示す第４実施例の光学ＬＰＦ３０
には、第２実施例の傾斜面を瞳の中心を軸としてα度回
転させた状態の傾斜面３２．３４が形成されている。こ
の光学ＬＰＦ３０によれば水平方向（Ｘ方向）の周波数
と垂直方向（Ｙ方向）の周波数とを除去することができ
る。

この時の回転角αと、水平方向、垂直方向のカットオフ
周波数Ｎつ、ＮＹ　との関係は、Ｎ。

となり、傾斜面３２．３４の傾斜角θは４　　（ｎ−１
）　　ｆＮ、Ｎ。

の関係式から求めることができる。

また、１１２図、第１３図に示す第５実施例の光学ＬＰ
Ｆ４０のように屈折率（ｎ、　、ｎ２　）の異なる部材
から成るプリズム４２．４４を組み合わせる場合、傾斜
角θは、 ｔａｎ　　θ＝± ４　（ｎ＋　　ｎｚ）　　ｆ　　Ｎｃ の関係式から求めることができる。

この場関係式でｎ　１　’ｉ　ｎ　２になると傾斜角θ
が大きくなるので更にプリズム４２．４４の加工が容易
になる。

尚、上述した光学ＬＰＦ４０のＭ　Ｔ　Ｆ　（＋＋＋ｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｂｅｒ　ｂｕｎｃｔ＋ｏ
ｎ）はＭＴＦ＝　　ｃｏｓ　（２ｙｒ（ｎ＋−ｎ２）ｆ
Ｎｔａｎ　　θ）（Ｎ：空間周波数） で表すことができる。

また、従来ターレットフィルタには、一般にＮＤフィル
タ（光量カットフィルタ）が使用されているが、第１４
図に示すように、ターレットフィルタ５０に位相型ＬＰ
Ｆ５２．５４．５６．５８．６０を使用してもよい。こ
の場合、位相型ＬＰＦは瞳径が同一なので光学ＬＰＦと
しての効果が安定する。また、位相型ＬＰＦ５２．５４
．５６．５８．６０に色素を混入して透過光の帯域を制
限することができる。尚、位相型ＬＰＦ５２．５４．５
６．５８．６０に代えて本発明に係る光学ＬＰＦを使用
しても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る光学フィルタによれば、
高価な水晶を使用せずまた微細な表面加工も不要な、単
純形状のプリズムを組み合わせるだけで安価に光学ＬＰ
Ｆを形成することができる。

また、−組のプリズムの各々が同じ面積比率で瞳内に配
置されていれば、瞳の大きさにかかわらずカットオフ周
波数が一定になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学フィルタの第１実施例を示す
斜視図、第２図、第３図はそれぞれ第１図の側面図、平
面図、第４図は本発明に係る光学フィルタの第２実施例
を示す斜視図、第５図、第６図はぞれぞれ第４図の側面
図、平面図、第７図は第２実施例の光学フィルタがビデ
オカメラに設けられた状態を示す平面図、第８図は本発
明に係る光学フィルタの第３実施例を示す斜視図、第９
図はその側面図、第１０図は本発明に係る光学フィルタ
の第４実施例を示す斜視図、第１１図はその平面図、第
１２図は本発明に係る光学フィルタの第５実施例を示す
斜視図、第１３図はその側面図、第１４図は本発明に係
る光学フィルタをターレットフィルタに使用した状態を
示す平面図である。 ２．１０．２０．３０．４０．５２．５４．５６．５８
．６０・・・光学ＬＰＦ。 ４．６．１２．１４．２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ。 ２４Ｂ、３２．３４・・・傾斜面、 ４２．４４・・・プリズム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影光路中の撮像デバイスの前方に配設される光学フィ
   ルタであって、前記撮影光路と直交する面に対してそれ
   ぞれ傾斜角が同一で傾斜方向が異なり、光軸に対して点
   対称の少なくとも一組の傾斜面を有する光学材料から成
   ることを特徴とする光学フィルタ。