JPH07168131A - 光学的ローパスフィルタ - Google Patents
光学的ローパスフィルタInfo
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- JPH07168131A JPH07168131A JP6249937A JP24993794A JPH07168131A JP H07168131 A JPH07168131 A JP H07168131A JP 6249937 A JP6249937 A JP 6249937A JP 24993794 A JP24993794 A JP 24993794A JP H07168131 A JPH07168131 A JP H07168131A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３枚の複屈折板によって、被写体像の二次元
サンプリングによって生じる有害なキャリア成分を充分
に抑圧する。 【構成】 水晶板１１、１２、１３が水晶板１２が中間
に位置するように、積層され、貼り合わされる。固体撮
像素子側に最も近い位置に水晶板１３が位置し、撮像レ
ンズを介された入射光が水晶板１３から入射する。水晶
板１１は、その主要面１４が撮像素子の水平走査方向に
対して、＋４５°の角度をなし、（√２／２）Ｐx の距
離に異常光成分を分離し、水晶板１２は、その主要面１
５が水平走査方向と一致し、Ｐx の距離に異常光成分を
分離し、水晶板１３は、その主要面１６が水平走査方向
に対して−４５°の角度をなし、（√２／２）Ｐx の距
離に異常光成分を分離する。これによって、入射光は、
８本の光線に分離され、各４本の光線の位置が第１の正
方形と、第１の正方形に対して、走査方向に所定距離だ
けシフトされた第２の正方形を構成する。
サンプリングによって生じる有害なキャリア成分を充分
に抑圧する。 【構成】 水晶板１１、１２、１３が水晶板１２が中間
に位置するように、積層され、貼り合わされる。固体撮
像素子側に最も近い位置に水晶板１３が位置し、撮像レ
ンズを介された入射光が水晶板１３から入射する。水晶
板１１は、その主要面１４が撮像素子の水平走査方向に
対して、＋４５°の角度をなし、（√２／２）Ｐx の距
離に異常光成分を分離し、水晶板１２は、その主要面１
５が水平走査方向と一致し、Ｐx の距離に異常光成分を
分離し、水晶板１３は、その主要面１６が水平走査方向
に対して−４５°の角度をなし、（√２／２）Ｐx の距
離に異常光成分を分離する。これによって、入射光は、
８本の光線に分離され、各４本の光線の位置が第１の正
方形と、第１の正方形に対して、走査方向に所定距離だ
けシフトされた第２の正方形を構成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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、キャリア成分の影響を抑圧する光学的
ローパスフィルタに関する。 【０００２】 【従来の技術】図１は、固体撮像素子例えば１チップの
ＣＣＤイメージセンサの絵素配列及び開口を示すもの
で、図１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、
緑色フィルタ１Ｇ及び青色フィルタ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、緑色フィルタ２Ｇ及び赤色フィルタ２ＲがＰ
x 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。 【０００３】上述のＣＣＤイメージセンサのサンプリン
グ出力には、図２の空間周波数スペクトラムに示すよう
に、（ｆx ＝０，ｆy ＝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、
複数の有害なキャリア成分が発生する。図２の横軸
ｆx 、縦軸ｆv 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。 【０００４】（ｆx ＝１，ｆy ＝０）の位置を中心とし
て生じるキャリア成分は、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、
（ｆx ＝１／２，ｆy ＝０）の位置を中心として生じる
キャリア成分は、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。（ｆ
x ＝０，ｆy ＝１）の位置を中心として生じるキャリア
成分は、細かい横ストライプの時にモアレを生じさせ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】従って、これらの有害
なキャリア成分の位置にトラップポイントを有する光学
的ローパスフィ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。従って、前述の位
置をトラップポイントとし、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ィルタが好ましい。例え
ば、水平方向に関しては、図３Ａに示すように、（ｆx
＝１／２）（ｆx ＝１）をトラップポイントとし、（ｆ
x ＝０）〜（ｆx ＝１／２）の範囲では、十分に損失が
少ない特性が好ましい。 【０００６】１枚の複屈折水晶板を用いた光学的ローパ
スフィルタの周波数特性は、図３Ｂに示すような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
ーパスフィルタの周波数特性は、図３Ｃに示すようなco
s 2 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、キャリア成分の影響を抑圧する効果が小
さい。cos 2 カーブは、キャ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。 【０００７】従って、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、キャリア成分の
影響を除去できる特性を有する光学的ローパスフィルタ
を提供することにある。 【０００８】この発明の他の目的は、水晶板の必要枚数
が３枚ですみ、従って、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ィ
ルタを提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明は、水平絵素ピ
ッチをＰx とし垂直絵素ピッチをＰy とした絵素構造の
撮像部を備えた固体撮像素子の入射光路中に配置される
光学的ローパスフィルタにおいて、１本の入射光を８本
の光線に分離するための少なくとも３枚の複屈折板を有
し、８本の光線のうちの４本の光線による分離点によっ
て、固体撮像素子の走査方向を対角線の方向として一辺
が（√２／２）Ｐx （√２は、２の平方根を意味す
る。）となるような第１の正方形を形成すると共に、８
本の光線のうち他の４本の光線による分離点によって、
第１の正方形と同じ大きさの正方形から成り、第１の正
方形に対して固体撮像素子の走査方向に所定距離だけシ
フトされた第２の正方形を形成するように、３枚の複屈
折板を撮像部の前面に積層配置したことを特徴とする光
学的ローパスフィルタである。 【００１０】 【作用】第１の複屈折板は、常光線及び異常光線間の距
離を（√２／２）Ｐx とし、第２の複屈折板は、常光線
及び異常光線間の距離をＰx とし、第３の複屈折板は、
常光線及び異常光線間の距離を（√２／２）Ｐx とす
る。これらの複屈折板が積層されているので、入射光
は、８本の光に分離される。上述の分離距離によって、
８本の光線が二つの正方形を形成する。かかる構成によ
って、有害なキャリア成分を抑圧するために、少なくと
も３点のトラップポイントを持つ周波数特性を３枚の複
屈折板により実現することができる。 【００１１】 【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。図４は、このー実施例における第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。図４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１１、１２、１３に供給される。 【００１２】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、θ
2 （例えばー４５°）の角度をなすものである。これら
の３個の水晶板１１、１２、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。 【００１３】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 ＝ー４５°）
のものであれば、水晶板１３が破線で示すように、（θ
2 ＝＋４５°）のものであれば良い。従って、３枚の水
晶板１１、１２、１３の組合せ方法としては、水晶板１
２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。 【００１４】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（√２／２）
Ｐx （√２は、２の平方根を意味する。以下、同様）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
／２）Ｐx 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。 【００１５】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ｏ1
ｏ2 及び異常光線ｏ1 ｅ2 並びに異常光線ｅ1 から２次
的に生じた常光線ｅ1 ｏ2 及び異常光線ｅ1 ｅ2 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 によって変化する。
図５Ａ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
のとなる。 【００１６】 ｏ1 ｏ2 ＝ｏ1 cos θ1 ｏ1 ｅ2 ＝ｏ1 sin θ1 ｅ1 ｏ2 ＝ｅ1 sin θ1 ｅ1 ｅ2 ＝ｅ1 cos θ1 【００１７】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。図５Ｂは、光線ｏ1 ｏ2 から
３次的に生じた常光線ｏ1 ｏ2 ｏ3 及び異常光線ｏ1 ｏ
2 ｅ3 、並びに光線ｏ1 ｅ2から３次的に生じた常光線
ｏ1 ｅ2 ｏ3 及び異常光線ｏ1 ｅ2 ｅ3 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。 【００１８】 ｏ1 ｏ2 ｏ3 ＝ｏ1 ｏ2 cos θ2 ＝ｏ1 cos θ1 cos θ2 ｏ1 ｏ2 ｅ3 ＝ｏ1 ｏ2 sin θ2 ＝ｏ1 cos θ1 sin θ2 ｏ1 ｅ2 ｏ3 ＝ｏ1 ｅ2 sin θ2 ＝ｏ1 sin θ1 sin θ2 ｏ1 ｅ2 ｅ3 ＝ｏ1 ｅ2 cos θ2 ＝ｏ1 sin θ1 cos θ2 【００１９】図５Ｃは、光線ｅ1 ｅ2 から３次的に生じ
た常光線ｅ1 ｅ2 ｏ3 及び異常光線ｅ1 ｅ2 ｅ3 、並び
に光線ｅ1 ｏ2 から３次的に生じた常光線ｅ1 ｏ2 ｏ3
及び異常光線ｅ1 ｏ2 ｅ3 の関係を示し、これらは、下
式で示す強さのものとなる。 【００２０】 ｅ1 ｏ2 ｏ3 ＝ｅ1 ｏ2 cos θ2 ＝ｅ1 sin θ1 cos θ2 ｅ1 ｏ2 ｅ3 ＝ｅ1 ｏ2 sin θ2 ＝ｅ1 sin θ1 sin θ2 ｅ1 ｅ2 ｏ3 ＝ｅ1 ｅ2 sin θ2 ＝ｅ1 cos θ1 sin θ2 ｅ1 ｅ2 ｅ3 ＝ｅ1 ｅ2 cos θ2 ＝ｅ1 cos θ1 cos θ2 【００２１】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 ＝ｏ1 ｏ2 ＝ｏ1 ｏ2 ｏ3 ｅ1 ＝ｅ1 ｅ2 ＝ｅ1 ｅ2 ｅ3 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を通って出る。このー実施例
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、（１／２）
ｏ1 又は（１／２）ｅ1 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。 【００２２】図６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１４内で（√
２／２）Ｐx 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。さらに、次の水晶板１３により、その主
要面１６（１点鎖線で示す）内で（√２／２）Ｐx の距
離だけ分離される。最終的に、上述の８本の光線が図６
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ｏ1 ｅ2 ｏ3 及びｅ1 ｏ2 ｅ3 が重なり合うものと
なる。 【００２３】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、図７Ａ
に示すように、水平方向ＨにＰx の距離でもって、常光
線と異常光線を分離する光学的ローパスフィルタと、図
７Ｂに示すように、１本の光線を（√２／２）Ｐx 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
ーパスフィルタとを合成したものとして考えることがで
きる。 【００２４】図７Ａに示す光学的ローパスフィルタは、
図８に示すように、水平方向に関して、（ｆx ＝１／
２）（ｆx ＝３／２）・・・・の点にトラップポイント
を有するcos カーブの周波数特性２１を有し、図７Ｂに
示す光学的ローパスフィルタは、（ｆx ＝１）（ｆx ＝
３）・・・・の点にトラップポイントを有するcos 2 カ
ーブの周波数特性２２を有する。従って、この発明のー
実施例は、図８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。 【００２５】また、この発明のー実施例は、垂直方向に
関しては、図７Ｂに示す光学的ローパスフィルタと同様
の図９に示すcos 2 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ｆy は、図１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
によって定まるもので、（Ｐx ＝１７μｍ、Ｐy ＝１３
μｍ）の時には、（１／Ｐx ）＜（１／Ｐy ）となり、
（ｆy ＝１）より小さい位置にトラップポイントが生じ
る。このため、（ｆx ＝０、ｆy ＝１／２）の位置に生
じる有害なキャリア成分の影響を抑圧することができ
る。 【００２６】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、図１０
において、ｆy の軸と平行な直線２５、２６及びｆx 、
ｆyの夫々の軸と４５°の角度をなし、（ｆx ＝１）
（ｆx ＝ー１）・・・・の位置を通る傾いた直線２７、
２８で示されるトラップポイントが生じ、斜線で示すベ
ースバンド成分が得られる。 【００２７】このー実施例は、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 ＝ー４５°）とし
ている。しかしながら、θ1 、θ2 の値は、＋４５°及
びー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、Ｐ
x 、（√２／２）Ｐx の値に略々等しくても良い。 【００２８】 【発明の効果】この発明に依れば、（ｆx ，ｆy ）が
（１／２，０）、（１，０）、（０，１／２）、（０，
１）、（１／２，１／２）などの点にトラップポイント
を有し、キャ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ィ
ルタを実現することができる。 【００２９】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、従って、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
フィルタとできる。
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、キャリア成分の影響を抑圧する光学的
ローパスフィルタに関する。 【０００２】 【従来の技術】図１は、固体撮像素子例えば１チップの
ＣＣＤイメージセンサの絵素配列及び開口を示すもの
で、図１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、
緑色フィルタ１Ｇ及び青色フィルタ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、緑色フィルタ２Ｇ及び赤色フィルタ２ＲがＰ
x 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。 【０００３】上述のＣＣＤイメージセンサのサンプリン
グ出力には、図２の空間周波数スペクトラムに示すよう
に、（ｆx ＝０，ｆy ＝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、
複数の有害なキャリア成分が発生する。図２の横軸
ｆx 、縦軸ｆv 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。 【０００４】（ｆx ＝１，ｆy ＝０）の位置を中心とし
て生じるキャリア成分は、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、
（ｆx ＝１／２，ｆy ＝０）の位置を中心として生じる
キャリア成分は、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。（ｆ
x ＝０，ｆy ＝１）の位置を中心として生じるキャリア
成分は、細かい横ストライプの時にモアレを生じさせ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】従って、これらの有害
なキャリア成分の位置にトラップポイントを有する光学
的ローパスフィ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。従って、前述の位
置をトラップポイントとし、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ィルタが好ましい。例え
ば、水平方向に関しては、図３Ａに示すように、（ｆx
＝１／２）（ｆx ＝１）をトラップポイントとし、（ｆ
x ＝０）〜（ｆx ＝１／２）の範囲では、十分に損失が
少ない特性が好ましい。 【０００６】１枚の複屈折水晶板を用いた光学的ローパ
スフィルタの周波数特性は、図３Ｂに示すような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
ーパスフィルタの周波数特性は、図３Ｃに示すようなco
s 2 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、キャリア成分の影響を抑圧する効果が小
さい。cos 2 カーブは、キャ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。 【０００７】従って、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、キャリア成分の
影響を除去できる特性を有する光学的ローパスフィルタ
を提供することにある。 【０００８】この発明の他の目的は、水晶板の必要枚数
が３枚ですみ、従って、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ィ
ルタを提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明は、水平絵素ピ
ッチをＰx とし垂直絵素ピッチをＰy とした絵素構造の
撮像部を備えた固体撮像素子の入射光路中に配置される
光学的ローパスフィルタにおいて、１本の入射光を８本
の光線に分離するための少なくとも３枚の複屈折板を有
し、８本の光線のうちの４本の光線による分離点によっ
て、固体撮像素子の走査方向を対角線の方向として一辺
が（√２／２）Ｐx （√２は、２の平方根を意味す
る。）となるような第１の正方形を形成すると共に、８
本の光線のうち他の４本の光線による分離点によって、
第１の正方形と同じ大きさの正方形から成り、第１の正
方形に対して固体撮像素子の走査方向に所定距離だけシ
フトされた第２の正方形を形成するように、３枚の複屈
折板を撮像部の前面に積層配置したことを特徴とする光
学的ローパスフィルタである。 【００１０】 【作用】第１の複屈折板は、常光線及び異常光線間の距
離を（√２／２）Ｐx とし、第２の複屈折板は、常光線
及び異常光線間の距離をＰx とし、第３の複屈折板は、
常光線及び異常光線間の距離を（√２／２）Ｐx とす
る。これらの複屈折板が積層されているので、入射光
は、８本の光に分離される。上述の分離距離によって、
８本の光線が二つの正方形を形成する。かかる構成によ
って、有害なキャリア成分を抑圧するために、少なくと
も３点のトラップポイントを持つ周波数特性を３枚の複
屈折板により実現することができる。 【００１１】 【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。図４は、このー実施例における第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。図４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１１、１２、１３に供給される。 【００１２】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、θ
2 （例えばー４５°）の角度をなすものである。これら
の３個の水晶板１１、１２、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。 【００１３】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 ＝ー４５°）
のものであれば、水晶板１３が破線で示すように、（θ
2 ＝＋４５°）のものであれば良い。従って、３枚の水
晶板１１、１２、１３の組合せ方法としては、水晶板１
２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。 【００１４】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（√２／２）
Ｐx （√２は、２の平方根を意味する。以下、同様）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
／２）Ｐx 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。 【００１５】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ｏ1
ｏ2 及び異常光線ｏ1 ｅ2 並びに異常光線ｅ1 から２次
的に生じた常光線ｅ1 ｏ2 及び異常光線ｅ1 ｅ2 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 によって変化する。
図５Ａ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
のとなる。 【００１６】 ｏ1 ｏ2 ＝ｏ1 cos θ1 ｏ1 ｅ2 ＝ｏ1 sin θ1 ｅ1 ｏ2 ＝ｅ1 sin θ1 ｅ1 ｅ2 ＝ｅ1 cos θ1 【００１７】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。図５Ｂは、光線ｏ1 ｏ2 から
３次的に生じた常光線ｏ1 ｏ2 ｏ3 及び異常光線ｏ1 ｏ
2 ｅ3 、並びに光線ｏ1 ｅ2から３次的に生じた常光線
ｏ1 ｅ2 ｏ3 及び異常光線ｏ1 ｅ2 ｅ3 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。 【００１８】 ｏ1 ｏ2 ｏ3 ＝ｏ1 ｏ2 cos θ2 ＝ｏ1 cos θ1 cos θ2 ｏ1 ｏ2 ｅ3 ＝ｏ1 ｏ2 sin θ2 ＝ｏ1 cos θ1 sin θ2 ｏ1 ｅ2 ｏ3 ＝ｏ1 ｅ2 sin θ2 ＝ｏ1 sin θ1 sin θ2 ｏ1 ｅ2 ｅ3 ＝ｏ1 ｅ2 cos θ2 ＝ｏ1 sin θ1 cos θ2 【００１９】図５Ｃは、光線ｅ1 ｅ2 から３次的に生じ
た常光線ｅ1 ｅ2 ｏ3 及び異常光線ｅ1 ｅ2 ｅ3 、並び
に光線ｅ1 ｏ2 から３次的に生じた常光線ｅ1 ｏ2 ｏ3
及び異常光線ｅ1 ｏ2 ｅ3 の関係を示し、これらは、下
式で示す強さのものとなる。 【００２０】 ｅ1 ｏ2 ｏ3 ＝ｅ1 ｏ2 cos θ2 ＝ｅ1 sin θ1 cos θ2 ｅ1 ｏ2 ｅ3 ＝ｅ1 ｏ2 sin θ2 ＝ｅ1 sin θ1 sin θ2 ｅ1 ｅ2 ｏ3 ＝ｅ1 ｅ2 sin θ2 ＝ｅ1 cos θ1 sin θ2 ｅ1 ｅ2 ｅ3 ＝ｅ1 ｅ2 cos θ2 ＝ｅ1 cos θ1 cos θ2 【００２１】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 ＝ｏ1 ｏ2 ＝ｏ1 ｏ2 ｏ3 ｅ1 ＝ｅ1 ｅ2 ＝ｅ1 ｅ2 ｅ3 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を通って出る。このー実施例
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、（１／２）
ｏ1 又は（１／２）ｅ1 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。 【００２２】図６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１４内で（√
２／２）Ｐx 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。さらに、次の水晶板１３により、その主
要面１６（１点鎖線で示す）内で（√２／２）Ｐx の距
離だけ分離される。最終的に、上述の８本の光線が図６
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ｏ1 ｅ2 ｏ3 及びｅ1 ｏ2 ｅ3 が重なり合うものと
なる。 【００２３】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、図７Ａ
に示すように、水平方向ＨにＰx の距離でもって、常光
線と異常光線を分離する光学的ローパスフィルタと、図
７Ｂに示すように、１本の光線を（√２／２）Ｐx 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
ーパスフィルタとを合成したものとして考えることがで
きる。 【００２４】図７Ａに示す光学的ローパスフィルタは、
図８に示すように、水平方向に関して、（ｆx ＝１／
２）（ｆx ＝３／２）・・・・の点にトラップポイント
を有するcos カーブの周波数特性２１を有し、図７Ｂに
示す光学的ローパスフィルタは、（ｆx ＝１）（ｆx ＝
３）・・・・の点にトラップポイントを有するcos 2 カ
ーブの周波数特性２２を有する。従って、この発明のー
実施例は、図８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。 【００２５】また、この発明のー実施例は、垂直方向に
関しては、図７Ｂに示す光学的ローパスフィルタと同様
の図９に示すcos 2 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ｆy は、図１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
によって定まるもので、（Ｐx ＝１７μｍ、Ｐy ＝１３
μｍ）の時には、（１／Ｐx ）＜（１／Ｐy ）となり、
（ｆy ＝１）より小さい位置にトラップポイントが生じ
る。このため、（ｆx ＝０、ｆy ＝１／２）の位置に生
じる有害なキャリア成分の影響を抑圧することができ
る。 【００２６】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、図１０
において、ｆy の軸と平行な直線２５、２６及びｆx 、
ｆyの夫々の軸と４５°の角度をなし、（ｆx ＝１）
（ｆx ＝ー１）・・・・の位置を通る傾いた直線２７、
２８で示されるトラップポイントが生じ、斜線で示すベ
ースバンド成分が得られる。 【００２７】このー実施例は、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 ＝ー４５°）とし
ている。しかしながら、θ1 、θ2 の値は、＋４５°及
びー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、Ｐ
x 、（√２／２）Ｐx の値に略々等しくても良い。 【００２８】 【発明の効果】この発明に依れば、（ｆx ，ｆy ）が
（１／２，０）、（１，０）、（０，１／２）、（０，
１）、（１／２，１／２）などの点にトラップポイント
を有し、キャ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ィ
ルタを実現することができる。 【００２９】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、従って、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
フィルタとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できるＣＣＤイメージセンサの
開口パターンのー例の拡大平面図である。 【図２】この発明の説明に用いる空間周波数スペクトラ
ムである。 【図３】光学的ローパスフィルタの説明に用いる周波数
特性図である。 【図４】この発明のー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である。 【図５】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図６】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図７】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図８】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用い
るグラフである。 【図９】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用い
るグラフである。 【図１０】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用
いるグラフである。 【符号の説明】 １１ 第１の水晶板 １２ 第２の水晶板 １３ 第３の水晶板
開口パターンのー例の拡大平面図である。 【図２】この発明の説明に用いる空間周波数スペクトラ
ムである。 【図３】光学的ローパスフィルタの説明に用いる周波数
特性図である。 【図４】この発明のー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である。 【図５】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図６】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図７】この発明のー実施例の光学的特性の説明のため
の略線図である。 【図８】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用い
るグラフである。 【図９】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用い
るグラフである。 【図１０】この発明のー実施例の周波数特性の説明に用
いるグラフである。 【符号の説明】 １１ 第１の水晶板 １２ 第２の水晶板 １３ 第３の水晶板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 水平絵素ピッチをＰx とし垂直絵素ピッチをＰy と
した絵素構造の撮像部を備えた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ィルタにおいて、 １本の入射光を８本の光線に分離するための少なくとも
３枚の複屈折板を有し、 上記８本の光線のうちの４本の光線による分離点によっ
て、上記固体撮像素子の走査方向を対角線の方向として
一辺が（√２／２）Ｐx （√２は、２の平方根を意味す
る。）となるような第１の正方形を形成すると共に、 上記８本の光線のうち他の４本の光線による分離点によ
って、上記第１の正方形と同じ大きさの正方形から成
り、上記第１の正方形に対して上記固体撮像素子の走査
方向に所定距離だけシフトされた第２の正方形を形成す
るように、 上記３枚の複屈折板を上記撮像部の前面に積層配置した
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。 (2) 上記第１の正方形と上記第２の正方形とのシフト距
離は、上記水平絵素ピッチＰx であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光学的ローパスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249937A JP2863447B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249937A JP2863447B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 撮像装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020503A Division JPS60164719A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 光学的ローパスフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168131A true JPH07168131A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2863447B2 JP2863447B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17200394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6249937A Expired - Fee Related JP2863447B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863447B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164719A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | Sony Corp | 光学的ローパスフィルタ |
| JPH07168134A (ja) * | 1994-09-19 | 1995-07-04 | Sony Corp | 光学的ローパスフィルタ |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6249937A patent/JP2863447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164719A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | Sony Corp | 光学的ローパスフィルタ |
| JPH07168134A (ja) * | 1994-09-19 | 1995-07-04 | Sony Corp | 光学的ローパスフィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2863447B2 (ja) | 1999-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |