JPH0564326B2 - - Google Patents

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JPH0564326B2
JPH0564326B2 JP59020503A JP2050384A JPH0564326B2 JP H0564326 B2 JPH0564326 B2 JP H0564326B2 JP 59020503 A JP59020503 A JP 59020503A JP 2050384 A JP2050384 A JP 2050384A JP H0564326 B2 JPH0564326 B2 JP H0564326B2
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JP
Japan
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crystal plate
crystal
ray
pass filter
separates
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JP59020503A
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English (en)
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JPS60164719A (ja
Inventor
Yasuo Nakada
Takashi Asaida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS60164719A publication Critical patent/JPS60164719A/ja
Publication of JPH0564326B2 publication Critical patent/JPH0564326B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/288Filters employing polarising elements, e.g. Lyot or Solc filters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、2次元のサンプリングを行なう
CCD,MOSなどの固体撮像素子の入射光路中に
配置され、キヤリア成分の影響を抑圧する光学的
ローパスフイルタに関する。
「背景技術とその問題点」 第1図は、固体撮像素子例えば1チツプの
CCDイメージセンサの絵素配列及び開口を示す
もので、第1図において、Hが水平方向(即ち走
査方向)、Vが垂直方向を示す。隣接する2本の
ラインの一方には、緑色フイルタ1G及び青色フ
イルタ1BがPx(例えば17μm)の水平方向の絵
素間隔で交互に配され、その他方には、緑色フイ
ルタ2G及び赤色フイルタ2RがPxの間隔で交
互に配される。この垂直方向の絵素間隔がPy(例
えば13μm)とされる。このような格子状の開口
パターンにより撮像光がサンプリングされる。
上述のCCDイメージセンサのサンプリング出
力には、第2図の空間周波数スペクトラムに示す
ように、(x=0,y=0)の位置を中心とする
ベースバンド成分(2G,R,Bのベクトルで示
す)の他に、複数の有害なキヤリア成分が発生す
る。第2図の横軸x,縦軸vは、夫々Px/2π及び Py/2πにより正規化された水平周波数及び垂直周波 数を表わしている。(x=1,x=0)の位置を
中心として生じるキヤリア成分は、垂直方向に延
びる黒白のストライプからなる細かい縞模様の時
にモアレを生じさせ、(x=1/2,y =0)の
位置を中心として生じるキヤリア成分は、やや荒
い縦ストライプ時に、緑色及びマゼンタが生じる
クロスカラー現象を生じさせる。(x=0,y=
1)の位置を中心として生じるキヤリア成分は、
細かい横ストライプの時にモアレを生じさせる。
したがつて、これらの有害なキヤリア成分の位
置にトラツプポイントを有する光学的ローパスフ
イルタを構成する必要がある。しかしながら、ベ
ースバンド成分の高域周波数成分までも減衰させ
てしまうと、解像度の低下が生じる。したがつ
て、前述の位置をトラツプポイントとし、ベース
バンド成分を減衰させない特性の光学的ローパス
フイルタが好ましい。例えば、水平方向に関して
は、第3図Aに示すように、(x=1/2)(x=
1)をトラツプポイントとし、(x=0)〜(x
=1/2)の範囲では、十分に損失が少ない特性が
好ましい。
1枚の複屈折水晶板を用いた光学的ローパスフ
イルタの周波数特性は、第3図Bで示すような
cosカーブで表わされ、2枚の複屈折水晶板を重
ねた光学的ローパスフイルタの周波数特性は、第
3図Cに示すようなcos2カーブで表わされる。
cosカーブの周波数特性は、ベースバンド成分を
減衰させず、解像度の低下をひき起こさない反
面、キヤリア成分の影響を抑圧する効果が小さ
い。cos2カーブは、キヤリア成分の影響を抑圧で
きるが、ベースバンド成分を失なわせ、解像度の
低下が生じる。
「発明の目的] したがつて、この発明の目的は、ベースバンド
成分の高域周波数成分を減少させずに、キヤリア
成分の影響を除去できる特性を有する光学的ロー
パスフイルタを提供することにある。
この発明の他の目的は、水晶板の必要枚数が3
枚ですみ、したがつて、水晶板の貼合わせ工程の
簡略化を図ることができると共に、薄形の光学的
ローパスフイルタを提供することにある。
「発明の概要」 この発明は、固体撮像素子と撮像レンズとの間
に配置される光学的ローパスフイルタであつて、 固体撮像素子の走査方向に対して、45度近傍で
常光成分と異常光成分とを分離する第1の水晶板
と、 走査方向と平行に常光成分と異常光成分とを分
離する第2の水晶板と、 走査方向に対して、−45度近傍で常光成分と異
常光成分とを分離する第3の水晶板とを少なくと
も有し、 少なくとも第1の水晶板、第2の水晶板及び第
3の水晶板が積層配置されると共に、第2の水晶
板が第1の水晶板及び第3の水晶板の中間に位置
するようになされたことを特徴とする光学的ロー
パスフイルタである。
実施例 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第4図は、この一実施例における
第1の水晶板11、第2の水晶板12及び第3の
水晶板13の光学的特性の説明に用いるものであ
る。第4図において、撮像レンズを介された入射
光は、図面の用紙面に直交する方向で水晶板1
1,12,13に供給される。
水晶板11は、入射光を常光線及び異常光線に
分離し、これらの常光線及び異常光線が存在する
図面の用紙面と垂直に延びる主要面14が水平走
査方向Hに対してθ1(例えば+45゜)の角度をなす
ものである。水晶板12は、常光線及び異常光線
が存在する主要面15が水平走査方向と一致する
ものである。水晶板13は、その主要面16が水
平走査方向Hに対してθ2(例えば−45゜)の角度を
なすものである。これらの3個の水晶板11,1
2,13は、第2の水晶板12が中間に位置する
ように、積層され、貼合わされる。また、固体撮
像素子側に最も近い位置に水晶板13が来るよう
に、入射光路中に配される。
ここで、3枚の水晶板11,12,13の主要
面の互いのなす角度は、相対的なものである。例
えば水晶板11が破線で示すように、(θ1=−
45゜)のものであれば、水晶板13が破線で示す
ように、(θ2=+45゜)のものであれば良い。した
がつて、3枚の水晶板11,12,13の組合せ
方法としては、水晶板12の主要面15が0゜及び
180゜の夫々で2通りの組合せ方法が可能である。
水晶板11は、水平方向の絵素間隔をPxとす
る時に、常光線及び異常光線の距離を√2/2Pxと するものである。水晶板12は、この分離距離を
Pxとするものであり、水晶板13は、この分離
距離を√2/2Pxとするものである。このような分 離距離の設定は、水晶板11,12,13の厚み
の寸法を選定することによりなしうる。
第1の水晶板11への入射光は、強さが等しく
平行な常光線o1及び異常光線e1に1次的に分かれ
る。この2つの光線が第2の水晶板12へ入射さ
れることにより、夫々常光線及び異常光線に分か
れ、水晶板12からは、常光線o1から2次的に生
じた常光線o1o2及び異常光線o1e2,並びに異常光
線e1から2次的に生じた常光線e1o2及び異常光線
e1e2の計4本の光線が生じる。第2の水晶板12
を通過後、この4本の光線は平行となる。この4
本の光線の強さは、水晶板11,12の主要面の
なす角θ1によつて変化する。第5図Aに示すよう
に、両者の主要面が平行した位置からθ1回転させ
られると、4本の光線の強さは、下式のものをな
る。
o1o2=o1ocsθ1 o1e2=o1sinθ1 e1o2=e1sinθ1 e1e2=e1cosθ1 この4本の光線が第3の水晶板13に入射され
ることにより、各光線から3次的に計8本の常光
線及び異常光線が発生する。第5図Bは、光線
o1o2から3次的に生じた常光線o1o2o3及び異常光
線o1o2e3、並びに光線o1e2から3次的に生じた常
光線o1e2o3及び異常光線o1e2e3の関係を示し、こ
れらは、水晶板12,13の夫々の主要面がなす
角をθ2とすると、下式で示す強さのものとなる。
o1o2o3=o1o2cosθ2=o1cosθ1cosθ2 o1o2e3=o1o2sinθ2=o1cosθ1sinθ2 o1e2o3=o1e2sinθ2=o1sinθ1sinθ2 o1e2e3=o1e2cosθ2=o1sinθ1cosθ2 第5図Cは、光線e1e2から3次的に生じた常光
線e1e2e3及び異常光線e1e2e3、並びに光線e1o2
ら3次的に生じた常光線e1o2o3及び異常光線
e1o2e3の関係を示し、これらは、下式で示す強さ
のものとなる。
e1o2o3=e1o2cosθ2=e1sinθ1cosθ2 e1o2e3=e1o2sinθ2=e1sinθ1sinθ2 e1e2o3=e1e2sinθ2=e1cosθ1sinθ2 e1e2e3=e1e2cosθ2=e1cosθ1cosθ2 上述の式において、(θ1=0)(θ2=0)即ち3
枚の水晶板11,12,13の主要面が平行して
いると仮定すると、 o1=o1o2=o1o2o3 e1=e1e2=e1e2e3 となり、1次的に生じた常光線o1及び異常光線e1
がそのまま水晶板12,13を通つて出る。この
一実施例では、(θ1=45゜)(θ2=45゜)としている
ために、水晶板13から生じる8本の光線は、
(1/2o1)又は(1/2e1)の強さのものとなり、(o1
=e1)の関係から、この8本の光線の強さは、互
いに等しいものとなる。
第6図を参照して、原点に入射された1本の光
が分離される方向及び距離について説明する。第
1の水晶板11により、入射光は、その主要面1
4内で√2/2Pxの距離だけ分離される。次の水晶 板12により、その主要面15(破線で示す)内
でPxの距離だけ分離される。更に、次の水晶板
13により、その主要面16(1点鎖線で示す)
内で√2/2Pxの距離だけ分離される。最終的に、 上述の8本の光線が第6図に示すように生じ、固
体撮像素子に入射される。2本の光線o1e2o3及び
e1o2e3が重なり合うものとなる。
この3枚の水晶板11,12,13からなるこ
の発明の一実施例は、水平方向に関しては、第7
図Aに示すように、水平方向HにPxの距離でも
つて、常光線と異常光線を分離する光学的ローパ
スフイルタと、第7図Bに示すように、1本の光
線を√2/2Pxの長さのひし形の頂点の位置の4本 の光線に分ける光学的ローパスフイルタとを合成
したものとして考えることができる。第7図Aに
示す光学的ローパスフイルタは、第8図に示すよ
うに、水平方向に関して、(x=1/2)(x=3/2)
…の点にトラツプポイントを有するcosカーブの
周波数特性21を有し、第7図Bに示す光学的ロ
ーパスフイルタは、(x=1)(x=3)…の点
にトラツプポイントを有するcos2カーブの周波数
特性22を有する。したがつて、この発明の一実
施例は、第8図において、斜線で示すように、周
波数特性21,22を合成した通過特性23を有
したものとなる。
また、この発明の一実施例は、垂直方向に関し
ては、第7図Bに示す光学的ローパスフイルタと
同様の第9図に示すcos2カーブの周波数特性24
を有する。ここで、垂直方向の周波数yは、第
1図に示すCCDイメージセンサの開口パターン
の垂直方向の絵素間隔Pyによつて定まるもので、
(Px=17μm.Py=13μm)の時には、(1/Px<
1/Py)となり、(y=1)より小さい位置にト
ラツプポイントが生じる。このため、(x=0,
y=1/2)の位置に生じる有害なキヤリア成分の
影響を抑圧することができる。
上述の水平方向の周波数特性23及び垂直方向
の周波数特性24から、空間周波数的には、第1
0図において、yの軸と平行な直線25,26
及びx,yの夫々の軸と45゜の角度をなし、(x
=1)(x=−1)……の位置を通る傾いた直線
27,28で示されるトラツプポイントが生じ、
斜線で示すベースバンド成分が得られる。
この一実施例は、CCDイメージセンサなどの
固体撮像素子の開口が長方形の繰り返しに配列さ
れているので、(θ1=45゜)(θ2=−45゜)としてい
る。しかしながら、θ1,θ2の値は、+45゜及び−45゜
に全く一致してなくても、その近傍であれば良
い。また、水晶板11,12,13の分離距離
は、Px,√2/2Pxの値に略々等しくても良い。
「発明の効果」 この発明に依れば、(x,y)が(1/2,0),
(1,0),(0,1/2),(0,1),(1/2,1/2)

どの点にトラツプポイントを有し、キヤリア成分
の影響を抑圧できると共に、ベースバンド成分の
損失が少ない特性の光学的ローパスフイルタを実
現することができる。
この発明は、必要とする水晶板の枚数が3枚と
少なくすることができ、したがつて、貼合わせ工
程の簡略化を図ることができると共に、薄形の光
学的ローパスフイルタとできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を適用できるCCDイメージ
センサの開口パターンの一例の拡大平面図、第2
図はこの発明に用いる空間周波数スペクトラム、
第3図は光学的ローパスフイルタの説明に用いる
周波数特性図、第4図はこの発明の一実施例に用
いる各水晶板の光学的特性の説明のための略線
図、第5図、第6図、第7図はこの発明の一実施
例の光学的特性の説明のための略線図、第8図、
第9図及び第10図はこの発明の一実施例の周波
数特性の説明に用いるグラフである。 11……第1の水晶板、12……第2の水晶
板、13……第3の水晶板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固体撮像素子の入射光路中に配置される光学
    的ローパスフイルタであつて、 上記固体撮像素子の走査方向に対して、45度近
    傍で常光成分と異常光成分とを分離する第1の水
    晶板と、 上記走査方向と平行に常光成分と異常光成分と
    を分離する第2の水晶板と、 上記走査方向に対して、−45度近傍で常光成分
    と異常光成分とを分離する第3の水晶板とを少な
    くとも有し、 少なくとも上記第1の水晶板、第2の水晶板及
    び第3の水晶板が積層配置されると共に、上記第
    2の水晶板が上記第1の水晶板及び上記第3の水
    晶板の中間に位置するようになされたことを特徴
    とする光学的ローパスフイルタ。
JP59020503A 1984-02-07 1984-02-07 光学的ローパスフィルタ Granted JPS60164719A (ja)

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