JPH0365922A - 光学的ローパスフィルター - Google Patents
光学的ローパスフィルターInfo
- Publication number
- JPH0365922A JPH0365922A JP20357289A JP20357289A JPH0365922A JP H0365922 A JPH0365922 A JP H0365922A JP 20357289 A JP20357289 A JP 20357289A JP 20357289 A JP20357289 A JP 20357289A JP H0365922 A JPH0365922 A JP H0365922A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pass filter
- optical
- optical low
- low
- lens
- Prior art date
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- Granted
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 20
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
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］
本発明は光学的ローパスフィルターに関する。
この光学的ローパスフィルターは、ビデオカメラやビデ
オスチルカメラ等、固体撮像素子により光学像を読取る
方式の装置に利用できる。
オスチルカメラ等、固体撮像素子により光学像を読取る
方式の装置に利用できる。
［従来の技術］
固体撮像素子は微小な受光エレメントを微小なピッチで
配列してなるが、受光エレメントの配列ピッチｑに対し
く１／２ｑ）以上の高空間周波数成分を持った光学像が
固体撮像素子上に結像すると上記高空間周波数成分によ
り疑似信号が発生し、固体撮像素子から得られる読取信
号に基づいて光学像を再生すると、本来の光学像にはな
いモアレ等が発生して再生光学像の品質を低下させると
いう問題がある。
配列してなるが、受光エレメントの配列ピッチｑに対し
く１／２ｑ）以上の高空間周波数成分を持った光学像が
固体撮像素子上に結像すると上記高空間周波数成分によ
り疑似信号が発生し、固体撮像素子から得られる読取信
号に基づいて光学像を再生すると、本来の光学像にはな
いモアレ等が発生して再生光学像の品質を低下させると
いう問題がある。
光学的ローパスフィルターは、固体撮像素子に光学像を
結像する際に上記高空間周波数成分を除去するためのフ
ィルターとして知られている（例えば特公昭４９−２０
１０５号公報等）。
結像する際に上記高空間周波数成分を除去するためのフ
ィルターとして知られている（例えば特公昭４９−２０
１０５号公報等）。
上記公報には、光学的ローパスフィルターとして、透明
な平行平板の表面に、透過光に位相差を与えるための凹
凸を同心円状に形成した構造のものが開示されている。
な平行平板の表面に、透過光に位相差を与えるための凹
凸を同心円状に形成した構造のものが開示されている。
この凹凸のピッチと遮断空間周波数即ち結像レンズのＭ
ＴＦをＯとする周波数との間には相関関係があり、上記
ピッチが適当でないと適切なフィルター効果を発揮しな
い。上記公報には凹凸のピッチに就いては凸部の幅との
比、あるいは凸部をなす薄膜の厚さとの関係から適当と
されるピッチの範囲が開示されている。
ＴＦをＯとする周波数との間には相関関係があり、上記
ピッチが適当でないと適切なフィルター効果を発揮しな
い。上記公報には凹凸のピッチに就いては凸部の幅との
比、あるいは凸部をなす薄膜の厚さとの関係から適当と
されるピッチの範囲が開示されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかし光学的ローパスフィルターの効果は、実際に組合
せられる結像レンズによっても左右されるし、また結像
レンズに対してどのような位置に配されるかによっても
効果が異なる。
せられる結像レンズによっても左右されるし、また結像
レンズに対してどのような位置に配されるかによっても
効果が異なる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、３群３枚構成の結像レンズと
の組み合わせに於いて低空間周波数に対するＭＴＦを低
下させることなく高空間周波数成分を有効に除去できる
、新規な光学的ローパスフィルターの提供にある。
その目的とするところは、３群３枚構成の結像レンズと
の組み合わせに於いて低空間周波数に対するＭＴＦを低
下させることなく高空間周波数成分を有効に除去できる
、新規な光学的ローパスフィルターの提供にある。
［課題を解決するための手段］
以下、本発明を説明する。
本発明の光学的ローパスフィルターは「固体撮像素子に
より光学像を読取る際に、高空間周波数成分を除去する
ための光学的ローパスフィルター」であって、固体撮像
素子に光学像を結像するための結像レンズの物体側に配
備された絞りの、更に物体側に配備される。この光学的
ローパスフィルターと組み合わせられる結像レンズは「
物体側から像側へ、曲率半径小なる面を物体側に向けた
両凸レンズ、両凹レンズ、凸面を像側に向けた凸メニス
カスレンズを上記順序に配してなる３群３枚構成のレン
ズ系」である。
より光学像を読取る際に、高空間周波数成分を除去する
ための光学的ローパスフィルター」であって、固体撮像
素子に光学像を結像するための結像レンズの物体側に配
備された絞りの、更に物体側に配備される。この光学的
ローパスフィルターと組み合わせられる結像レンズは「
物体側から像側へ、曲率半径小なる面を物体側に向けた
両凸レンズ、両凹レンズ、凸面を像側に向けた凸メニス
カスレンズを上記順序に配してなる３群３枚構成のレン
ズ系」である。
光学的ローパスフィルターは、透明な平行平板の片面に
第１図に示すような凹凸による同心円パターン（斜線を
施した部分が凸部である）を形成してなる。
第１図に示すような凹凸による同心円パターン（斜線を
施した部分が凸部である）を形成してなる。
同心円パターンに於ける゛円環状の凹凸のピッチを第１
図に示すようにＰとするとき、これは０．５７ ＜
Ｐ ＜ １．４７なる条件を満足する。
図に示すようにＰとするとき、これは０．５７ ＜
Ｐ ＜ １．４７なる条件を満足する。
同心円パターンを形成する凹凸は、平行平板の表面に薄
膜による凹凸パターンとして形成することができる。
膜による凹凸パターンとして形成することができる。
［作 用コ
本発明に於いて想定している固体撮像素子では受光エレ
メントの配列の空間周波数は、２Ｆ＋Ｑｐ／ｍｍ程度（
以下、低周波成分と称する）である。従ってモアレ等の
原因となる疑似信号の発生する高空間周波数（以下、高
周波成分という）は５０１ｐ／ｍｍ程度以上となる。
メントの配列の空間周波数は、２Ｆ＋Ｑｐ／ｍｍ程度（
以下、低周波成分と称する）である。従ってモアレ等の
原因となる疑似信号の発生する高空間周波数（以下、高
周波成分という）は５０１ｐ／ｍｍ程度以上となる。
同心円パターンの凹凸のピッチＰに対する上記条件は、
光学的ローパスフィルターを用い、上述の３群３枚のト
リプレット型の結像レンズにより光学像を上記固体撮像
素子上に結像させる場合に上記低周波成分に対するＭＴ
Ｆを低下させることなく、高周波成分のＭＴＦを有効に
低下させるための条件であり、条件 ０、’５７ ＜ Ｐ ＜ １．４７ の上限を越えると、高周波成分のＭＴＦが高くなり、フ
ィルター効果が十分でなくなる。また上記条件の下限を
越えると、低周波成分のＭＴＦが低下し、結像する光学
像の低空間周波数画像のコントラストが低下し再生画像
の画質が低下する。
光学的ローパスフィルターを用い、上述の３群３枚のト
リプレット型の結像レンズにより光学像を上記固体撮像
素子上に結像させる場合に上記低周波成分に対するＭＴ
Ｆを低下させることなく、高周波成分のＭＴＦを有効に
低下させるための条件であり、条件 ０、’５７ ＜ Ｐ ＜ １．４７ の上限を越えると、高周波成分のＭＴＦが高くなり、フ
ィルター効果が十分でなくなる。また上記条件の下限を
越えると、低周波成分のＭＴＦが低下し、結像する光学
像の低空間周波数画像のコントラストが低下し再生画像
の画質が低下する。
［実施例コ
以下、具体的な実施例に即して説明する。
第２図は、本発明を適用した光学像読取光学系を示して
いる。
いる。
図中、左側が物体側、右側が像側である。
物体側から、Ｌ、 Ｐ、 Ｆは光学的ローパスフィルタ
ー、絞りｌＯを介してＬ＋ 、 Ｌ２． Ｌｉは結像レ
ンズを構成するレンズ、Ｃ，Ｆは色補正フィルター、Ｗ
、Ｇは固体撮像素子のウィンドウガラスを示している。
ー、絞りｌＯを介してＬ＋ 、 Ｌ２． Ｌｉは結像レ
ンズを構成するレンズ、Ｃ，Ｆは色補正フィルター、Ｗ
、Ｇは固体撮像素子のウィンドウガラスを示している。
図に示すように光学的ローパスフィルターＬ、 Ｐ。
Ｆは、結像レンズの第工面との間に絞り１ｏを介して結
像レンズの物体側に配備される。
像レンズの物体側に配備される。
結像レンズは３群３枚構成のトリブレット型であり、第
１レンズＬ、は曲率半径小なる面を物体側に向けた両凸
レンズ、第２レンズＬ２は両凹レンズ、第３レンズＬ３
は像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである。
１レンズＬ、は曲率半径小なる面を物体側に向けた両凸
レンズ、第２レンズＬ２は両凹レンズ、第３レンズＬ３
は像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである。
第２図に示すように物体側から像側へ向かって、各面の
曲率半径を図の如＜ｒ、（ｉ：０１〜０３，１〜１０）
、面間隔をｄｉ（ｉ・０１〜０３．１〜９）、ｄ線に対
する屈折率、アツベ数をそれぞれｎ１ν、 （ｊ＝０１
．１〜５）とするとこれらは以下の如き値である。
曲率半径を図の如＜ｒ、（ｉ：０１〜０３，１〜１０）
、面間隔をｄｉ（ｉ・０１〜０３．１〜９）、ｄ線に対
する屈折率、アツベ数をそれぞれｎ１ν、 （ｊ＝０１
．１〜５）とするとこれらは以下の如き値である。
ｌ ｒｌｄ＋ Ｊ ｎｊ νｊ
Ｏ１■ １．０ ０１ １．５１６３３ ６４．
１０２ （１） ０．５ ０３ （Ｘ）（絞り） ０−５１１ ５．５６
９ １．４５ １ １．８３４８１ ４２−７
２ −８．７１１ ０．２７ ３ −４．５０２ ０．４７ ２ １．７１
７３６ ２９．５４ ５．５５１ ０．２４５ ５ −１１．８９６ １．９４ ３ １．７２
９１６ ５４．７６ −３．８９６ １．０ ７ （Ｘ） ２．０ ４ １．５１６
３３ ６４．１８ ω ４．０ ９ （Ｘ） ０．７ ５ １．５１６
３３ ６４．１１０ ■ また、結像レンズの焦点距離はｄ線に就いてｆ＝９、０
１．開口比は１：３．５ 、半画角ω＝２４．５度、最
大像高Ｙ’ ＝４．０９９である。
Ｏ１■ １．０ ０１ １．５１６３３ ６４．
１０２ （１） ０．５ ０３ （Ｘ）（絞り） ０−５１１ ５．５６
９ １．４５ １ １．８３４８１ ４２−７
２ −８．７１１ ０．２７ ３ −４．５０２ ０．４７ ２ １．７１
７３６ ２９．５４ ５．５５１ ０．２４５ ５ −１１．８９６ １．９４ ３ １．７２
９１６ ５４．７６ −３．８９６ １．０ ７ （Ｘ） ２．０ ４ １．５１６
３３ ６４．１８ ω ４．０ ９ （Ｘ） ０．７ ５ １．５１６
３３ ６４．１１０ ■ また、結像レンズの焦点距離はｄ線に就いてｆ＝９、０
１．開口比は１：３．５ 、半画角ω＝２４．５度、最
大像高Ｙ’ ＝４．０９９である。
実施例１
光学的ローパスフィルターＬ、 Ｐ、 Ｆの同心円パタ
ーンの凹凸のピッチＰ ＝１．４とし、絞り１０．結像
レンズとともに第２図の如くに組合せた。
ーンの凹凸のピッチＰ ＝１．４とし、絞り１０．結像
レンズとともに第２図の如くに組合せた。
実施例１に関するＭＴＦ特性を、像高：１．ＯＹ’、０
．７５Ｙ’、００ＯＹ’に就いて第３図に示す。
．７５Ｙ’、００ＯＹ’に就いて第３図に示す。
実施例２
光学的ローパスフィルターＬ、 Ｐ、 Ｆの同心円パタ
ーンの凹凸のピッチＰ ＝０．８とし、絞り１０．結像
レンズとともに第２図の如くに組合せた。
ーンの凹凸のピッチＰ ＝０．８とし、絞り１０．結像
レンズとともに第２図の如くに組合せた。
実施例２に関するＭＴＦ特性を、像高：１．０Ｙ’ 、
０．７５Ｙ′、 ｏ、 ｏｙ’に就いて第４図に示す
。
０．７５Ｙ′、 ｏ、 ｏｙ’に就いて第４図に示す
。
実施例１は上記条件の上限に近い値の実施例、実施例２
は下限に近い値の実施例でであるが、各実施例とも、低
周波成分に対するＭＴＦ値は十分に高く、高周波成分に
対するＭＴＦ値は低く、十分なフィルター効果を発揮し
ている。
は下限に近い値の実施例でであるが、各実施例とも、低
周波成分に対するＭＴＦ値は十分に高く、高周波成分に
対するＭＴＦ値は低く、十分なフィルター効果を発揮し
ている。
なお第３図、第４図ともＦＮＯ”５．６、被写体距離２
ｍに於いて波長５３９ｎｍの場合のＭＴＦ値である。
ｍに於いて波長５３９ｎｍの場合のＭＴＦ値である。
また光学的ローパスフィルターは、同心円パターンの中
心を結像レンズの光軸と一致させた。
心を結像レンズの光軸と一致させた。
［発明の効果］
以上、本発明によれば新規な光学的ローパスフィルター
を提供できる。この光学的ローパスフィルターは上記の
如く、良好なフィルター効果を発揮する。
を提供できる。この光学的ローパスフィルターは上記の
如く、良好なフィルター効果を発揮する。
第１図は本発明の光学的ローパスフィルターを説明する
ための図、第２図は本発明の光学的ローパスフィルター
の使用状況を示す図、第３図及び第４図は実施例に関す
るＭＴＦ特性図である。 Ｌ、Ｐ、Ｆ ＋＋＋光学的ローパスフィルター、１０．
、、絞Σ）−ＬＩ−メ ΣトＬ×
ための図、第２図は本発明の光学的ローパスフィルター
の使用状況を示す図、第３図及び第４図は実施例に関す
るＭＴＦ特性図である。 Ｌ、Ｐ、Ｆ ＋＋＋光学的ローパスフィルター、１０．
、、絞Σ）−ＬＩ−メ ΣトＬ×
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 物体側から像側へ、曲率半径小なる面を物体側に向けた
両凸レンズ、両凹レンズ、凸面を像側に向けた凸メニス
カスレンズを上記順序に配してなる３群３枚構成の結像
レンズにより結像される光学像を固体撮像素子により読
取る際に、高空間周波数成分を除去するための光学的ロ
ーパスフィルターであって、 上記結像レンズとの間に絞りを介して、上記結像レンズ
の物体側に配備され、 透明な平行平板の片面に、凹凸による同心円パターンを
形成してなり、 上記同心円パターンにおける円環状の凹凸のピッチをＰ
とするとき、 ０．５７＜Ｐ＜１．４７ なる条件を満足することを特徴とする、光学的ローパス
フィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20357289A JP2825860B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光学的ローパスフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20357289A JP2825860B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光学的ローパスフィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365922A true JPH0365922A (ja) | 1991-03-20 |
| JP2825860B2 JP2825860B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16476345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20357289A Expired - Fee Related JP2825860B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光学的ローパスフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825860B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5322998A (en) * | 1993-03-31 | 1994-06-21 | Eastman Kodak Company | Conical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus |
| US5438366A (en) * | 1993-03-31 | 1995-08-01 | Eastman Kodak Company | Aspherical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP20357289A patent/JP2825860B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5322998A (en) * | 1993-03-31 | 1994-06-21 | Eastman Kodak Company | Conical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus |
| US5438366A (en) * | 1993-03-31 | 1995-08-01 | Eastman Kodak Company | Aspherical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2825860B2 (ja) | 1998-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |