JPH075394A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPH075394A JPH075394A JP5147757A JP14775793A JPH075394A JP H075394 A JPH075394 A JP H075394A JP 5147757 A JP5147757 A JP 5147757A JP 14775793 A JP14775793 A JP 14775793A JP H075394 A JPH075394 A JP H075394A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- order light
- intensity
- image pickup
- light
- pass filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 互いに交差する２方向に格子パターンを有
し、１つの方向における格子パターンの格子高さが任意
の断面において略一定であり、かつ他の１つの方向にお
ける格子パターンの格子高さが任意の断面において略一
定である二次元位相格子からなる光学的ローパスフィル
タ４が撮像レンズ２と固体撮像素子１との間に配置され
ていることを特徴とする撮像装置。上記の光学的ローパ
スフィルタとしては、固体撮像素子の中心波長におけ
る、０次光の強度に対する（±１，０）次光、（０，±
１）次光および（±１，±１）次光の強度が特定の範囲
にあり、かつ０次光の強度と（±１，０）次光、（０，
±１）次光および（±１，±１）次光の強度との合計
が、全回折光の強度に対して特定値以上であるものが好
ましい。 【効果】 画像のコントラストの低下が少なく画像のぼ
けの小さい撮像装置が提供される。
し、１つの方向における格子パターンの格子高さが任意
の断面において略一定であり、かつ他の１つの方向にお
ける格子パターンの格子高さが任意の断面において略一
定である二次元位相格子からなる光学的ローパスフィル
タ４が撮像レンズ２と固体撮像素子１との間に配置され
ていることを特徴とする撮像装置。上記の光学的ローパ
スフィルタとしては、固体撮像素子の中心波長におけ
る、０次光の強度に対する（±１，０）次光、（０，±
１）次光および（±１，±１）次光の強度が特定の範囲
にあり、かつ０次光の強度と（±１，０）次光、（０，
±１）次光および（±１，±１）次光の強度との合計
が、全回折光の強度に対して特定値以上であるものが好
ましい。 【効果】 画像のコントラストの低下が少なく画像のぼ
けの小さい撮像装置が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２次元位相格子からなる
光学的ローパスフィルタを備えた撮像装置に関する。
光学的ローパスフィルタを備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子を用いた撮像装置は、固体
撮像素子が不連続に、かつ規則正しく配置された画素を
有しているため、被写体に画素のピッチに対応する高周
波成分が含まれていると偽信号が発生する。また、単板
式カラー撮像装置は、固体撮像素子の表面に色フィルタ
アレイを備え、これにより色信号を得ているため、被写
体に色フィルタアレイの１組の周期に対応する高周波成
分が含まれていると偽色信号が発生する。そのため、こ
のような撮像装置の光学系では偽信号および偽色信号の
発生を防止するために光学的ローパスフィルタが配置さ
れている。光学的ローパスフィルタとしては、３枚以上
の水晶板と１枚の赤外線遮断フィルタとが貼り合わされ
てなるものが用いられているが、かかる積層構造を有す
る光学的ローパスフィルタは、量産性に劣り、高価であ
るという問題点を有している。そこで、上記の問題点を
解決するために、位相格子からなる光学的ローパスフィ
ルタが開発されている（特公昭４９−２０１０５号公
報、特開昭４８−５３７４１号公報および特公昭５７−
４２８４９号公報参照）。
撮像素子が不連続に、かつ規則正しく配置された画素を
有しているため、被写体に画素のピッチに対応する高周
波成分が含まれていると偽信号が発生する。また、単板
式カラー撮像装置は、固体撮像素子の表面に色フィルタ
アレイを備え、これにより色信号を得ているため、被写
体に色フィルタアレイの１組の周期に対応する高周波成
分が含まれていると偽色信号が発生する。そのため、こ
のような撮像装置の光学系では偽信号および偽色信号の
発生を防止するために光学的ローパスフィルタが配置さ
れている。光学的ローパスフィルタとしては、３枚以上
の水晶板と１枚の赤外線遮断フィルタとが貼り合わされ
てなるものが用いられているが、かかる積層構造を有す
る光学的ローパスフィルタは、量産性に劣り、高価であ
るという問題点を有している。そこで、上記の問題点を
解決するために、位相格子からなる光学的ローパスフィ
ルタが開発されている（特公昭４９−２０１０５号公
報、特開昭４８−５３７４１号公報および特公昭５７−
４２８４９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、位相格子から
なる光学的ローパスフィルタを用いた撮像装置で撮影す
ると、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて撮像
されるという課題があった。本発明の目的は、画像のコ
ントラストの低下割合が低減された撮像装置を提供する
ことにある。
なる光学的ローパスフィルタを用いた撮像装置で撮影す
ると、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて撮像
されるという課題があった。本発明の目的は、画像のコ
ントラストの低下割合が低減された撮像装置を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、互いに交差する２方向に格子パターンを有し、
１つの方向における格子パターンの格子高さが任意の断
面において略一定であり、かつ他の１つの方向における
格子パターンの格子高さが任意の断面において略一定で
ある二次元位相格子からなる光学的ローパスフィルタが
撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されていること
を特徴とする撮像装置により達成される。
目的は、互いに交差する２方向に格子パターンを有し、
１つの方向における格子パターンの格子高さが任意の断
面において略一定であり、かつ他の１つの方向における
格子パターンの格子高さが任意の断面において略一定で
ある二次元位相格子からなる光学的ローパスフィルタが
撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されていること
を特徴とする撮像装置により達成される。
【０００５】本発明の撮像装置における二次元位相格子
としては、撮像装置の中心波長において、０次光の強度
に対する（±１，０）次光および（０，±１）次光の強
度が９０〜２１０％の範囲にあり、０次光の強度に対す
る（±１，±１）次光の強度が２０〜４２０％の範囲に
あり、かつ０次光の強度と（±１，０）次光、（０，±
１）次光および（±１，±１）次光の強度との合計が、
全回折光の強度に対して上記中心波長において６０％以
上であるものが好ましい。なお、本発明における中心波
長とは、撮像装置で撮像可能な波長領域の中心値（例え
ば、カラー撮像装置であれば赤色光と青色光との平均
値）をいい、全回折光とは、０次光および±１次以上の
全ての回折光をいう。
としては、撮像装置の中心波長において、０次光の強度
に対する（±１，０）次光および（０，±１）次光の強
度が９０〜２１０％の範囲にあり、０次光の強度に対す
る（±１，±１）次光の強度が２０〜４２０％の範囲に
あり、かつ０次光の強度と（±１，０）次光、（０，±
１）次光および（±１，±１）次光の強度との合計が、
全回折光の強度に対して上記中心波長において６０％以
上であるものが好ましい。なお、本発明における中心波
長とは、撮像装置で撮像可能な波長領域の中心値（例え
ば、カラー撮像装置であれば赤色光と青色光との平均
値）をいい、全回折光とは、０次光および±１次以上の
全ての回折光をいう。
【０００６】
【作用】本発明における二次元位相格子の１例の概略斜
視図を図２に示す。図２に示すように、本発明における
二次元位相格子は互いに交差する２方向（Ｘ，Ｙ）に格
子パターンを有する。該二次元位相格子のＸ方向または
Ｙ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面図を図３に示す。図
３に示すように、該二次元位相格子における各格子パタ
ーンの格子高さ（凸部と凹部との高さの差）ｈは製造上
等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方向の格
子パターンの格子高さとＹ方向の格子パターンの格子高
さとは必ずしも同一でなくてもよい。なお、該二次元位
相格子における格子パターンの方向とは一致しない方向
にも、一定の高さを有する格子パターンが存在するかの
ようであるが、図４に示す、II−（II）線断面図より明
らかなように、該二次元位相格子のＸ方向およびＹ方向
以外には一定の高さを有する格子パターンが構成されな
い。本発明における二次元位相格子に平行光を入射させ
ると図５に示すような回折パターンが得られる。上述の
通り本発明における二次元位相格子は、互いに交差する
２方向にのみ格子パターンが存在することから、低次の
回折光の強度が高次の回折光の強度に対して高い。すな
わち、図５に示す、（１，０）次光、（０，−１）次
光、（−１，０）次光および（０，１）次光、ならびに
（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，−１）次
光および（−１，１）次光の強度が、より高次の回折光
（例えば、（２，２）次光、（２，−２）次光など）の
強度に比べて高い。従って、画像のコントラストの低下
および画像のぼけの程度が小さい。なお、二次元位相格
子が有する断面形状としては、図２に示す略正弦波状の
ほか、矩形波状、三角波状などが挙げられる。また、２
方向の格子パターンがなす角度は９０°に限られない。
視図を図２に示す。図２に示すように、本発明における
二次元位相格子は互いに交差する２方向（Ｘ，Ｙ）に格
子パターンを有する。該二次元位相格子のＸ方向または
Ｙ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面図を図３に示す。図
３に示すように、該二次元位相格子における各格子パタ
ーンの格子高さ（凸部と凹部との高さの差）ｈは製造上
等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方向の格
子パターンの格子高さとＹ方向の格子パターンの格子高
さとは必ずしも同一でなくてもよい。なお、該二次元位
相格子における格子パターンの方向とは一致しない方向
にも、一定の高さを有する格子パターンが存在するかの
ようであるが、図４に示す、II−（II）線断面図より明
らかなように、該二次元位相格子のＸ方向およびＹ方向
以外には一定の高さを有する格子パターンが構成されな
い。本発明における二次元位相格子に平行光を入射させ
ると図５に示すような回折パターンが得られる。上述の
通り本発明における二次元位相格子は、互いに交差する
２方向にのみ格子パターンが存在することから、低次の
回折光の強度が高次の回折光の強度に対して高い。すな
わち、図５に示す、（１，０）次光、（０，−１）次
光、（−１，０）次光および（０，１）次光、ならびに
（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，−１）次
光および（−１，１）次光の強度が、より高次の回折光
（例えば、（２，２）次光、（２，−２）次光など）の
強度に比べて高い。従って、画像のコントラストの低下
および画像のぼけの程度が小さい。なお、二次元位相格
子が有する断面形状としては、図２に示す略正弦波状の
ほか、矩形波状、三角波状などが挙げられる。また、２
方向の格子パターンがなす角度は９０°に限られない。
【０００７】また、撮像装置の中心波長（例えば、５５
０ｎｍ）において、二次元位相格子の０次光強度に対す
る（±１，０）次光などの強度および全回折光強度に対
する０次光の強度などの合計が上記の特定範囲にある二
次元位相格子を用いると、（１，１）次光、（１，−
１）次光、（−１，−１）次光および（−１，１）次光
で囲まれる領域の光の強度が著しく高いため、画像のコ
ントラストの低下などを極めて低く抑えることができ
る。
０ｎｍ）において、二次元位相格子の０次光強度に対す
る（±１，０）次光などの強度および全回折光強度に対
する０次光の強度などの合計が上記の特定範囲にある二
次元位相格子を用いると、（１，１）次光、（１，−
１）次光、（−１，−１）次光および（−１，１）次光
で囲まれる領域の光の強度が著しく高いため、画像のコ
ントラストの低下などを極めて低く抑えることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の撮像装置を具体的に説明す
る。本発明によるカラー撮像装置の１例の概略構成図を
図１に示す。このカラー撮像装置においては、固体撮像
素子１の光路８上で、光の入射側から、撮像レンズ２、
赤外線遮断フィルタ３、二次元位相格子からなる光学的
ローパスフィルタ４、保護ガラス５および固体撮像素子
１の順に配置されている。固体撮像素子１は、その表面
に色フィルタアレイ６を有し、ケース７内に収納され
て、ケース７の前面に取り付けられた上記の保護ガラス
５により保護されている。上記の光学的ローパスフィル
タ４における格子パターンの方向は固体撮像素子１の画
素の水平・垂直方向と一致する方向であっても、画素の
水平・垂直方向に対して斜めの方向であってもよい。
る。本発明によるカラー撮像装置の１例の概略構成図を
図１に示す。このカラー撮像装置においては、固体撮像
素子１の光路８上で、光の入射側から、撮像レンズ２、
赤外線遮断フィルタ３、二次元位相格子からなる光学的
ローパスフィルタ４、保護ガラス５および固体撮像素子
１の順に配置されている。固体撮像素子１は、その表面
に色フィルタアレイ６を有し、ケース７内に収納され
て、ケース７の前面に取り付けられた上記の保護ガラス
５により保護されている。上記の光学的ローパスフィル
タ４における格子パターンの方向は固体撮像素子１の画
素の水平・垂直方向と一致する方向であっても、画素の
水平・垂直方向に対して斜めの方向であってもよい。
【０００９】ここで、格子の高さおよび形状を種々変え
ることにより作製した光学的ローパスフィルタについ
て、画像コントラストの低下の程度を比較検討した結果
を表１に示す。表１より、５５０ｎｍ（上記固体撮像素
子の中心波長）において、０次光の強度に対して、（±
１，０）次光および（０，±１）次光の強度がそれぞれ
９０〜２１０％の範囲にあり、（±１，±１）次光の強
度が２０〜４２０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と
（±１，０）次光、（０，±１）次光および（±１，±
１）次光の強度との合計が、全回折光の強度に対して６
０％以上である場合、画像コントラストの低減割合が極
めて低いことがわかる。
ることにより作製した光学的ローパスフィルタについ
て、画像コントラストの低下の程度を比較検討した結果
を表１に示す。表１より、５５０ｎｍ（上記固体撮像素
子の中心波長）において、０次光の強度に対して、（±
１，０）次光および（０，±１）次光の強度がそれぞれ
９０〜２１０％の範囲にあり、（±１，±１）次光の強
度が２０〜４２０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と
（±１，０）次光、（０，±１）次光および（±１，±
１）次光の強度との合計が、全回折光の強度に対して６
０％以上である場合、画像コントラストの低減割合が極
めて低いことがわかる。
【表１】
【００１０】本発明における光学的ローパスフィルタ
は、例えば、ガラスなどの基板上に塗布された感光性樹
脂膜に対して、１方向の格子パターンをもつフォトマス
クを用いたマスク露光法、干渉露光法などにより１回目
の露光を行なった後、基板を回転させ、ついで２回目の
露光を行なった上、感光性樹脂を現像することにより作
製される。必要に応じて、上述の方法で作製した二次元
位相格子からスタンパ（金型）を作製し、射出成型法、
圧縮成型法、フォトポリマー（２Ｐ）法などによりレプ
リカを作製してもよい。
は、例えば、ガラスなどの基板上に塗布された感光性樹
脂膜に対して、１方向の格子パターンをもつフォトマス
クを用いたマスク露光法、干渉露光法などにより１回目
の露光を行なった後、基板を回転させ、ついで２回目の
露光を行なった上、感光性樹脂を現像することにより作
製される。必要に応じて、上述の方法で作製した二次元
位相格子からスタンパ（金型）を作製し、射出成型法、
圧縮成型法、フォトポリマー（２Ｐ）法などによりレプ
リカを作製してもよい。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、画像のコントラストの
低下が少なく画像のぼけの小さい撮像装置が提供され
る。
低下が少なく画像のぼけの小さい撮像装置が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラー撮像装置の一例の概略構成
図である。
図である。
【図２】本発明の二次元位相格子からなる光学的ローパ
スフィルタの一実施例を示す斜視図である。
スフィルタの一実施例を示す斜視図である。
【図３】光学的ローパスフィルタのＩ−（Ｉ）線断面図
である。
である。
【図４】光学的ローパスフィルタのII−（II）線断面図
である。
である。
【図５】光学的ローパスフィルタから得られる回折パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
１ 固体撮像素子 ２ 撮像レンズ ４ 光学的ローパスフィルタ ６ 色フィルタアレイ
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに交差する２方向に格子パターンを
有し、１つの方向における格子パターンの格子高さが任
意の断面において略一定であり、かつ他の１つの方向に
おける格子パターンの格子高さが任意の断面において略
一定である二次元位相格子からなる光学的ローパスフィ
ルタが撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されてい
ることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 固体撮像素子の中心波長において、０次
光の強度に対する（±１，０）次光および（０，±１）
次光の強度が９０〜２１０％の範囲にあり、０次光の強
度に対する（±１，±１）次光の強度が２０〜４２０％
の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±１，０）次光、
（０，±１）次光および（±１，±１）次光の強度との
合計が、全回折光の強度に対して上記中心波長において
６０％以上である二次元位相格子からなる光学的ローパ
スフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１
記載の撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147757A JPH075394A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 撮像装置 |
| EP94104967A EP0618473A3 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Video device with two-dimensional diffraction grating. |
| KR1019940006611A KR0146619B1 (ko) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 2차원 위상격자를 구비한 영상장치 |
| US08/863,906 US5754342A (en) | 1993-03-31 | 1997-05-27 | Video device utilizing a two-dimensional diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147757A JPH075394A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075394A true JPH075394A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15437475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5147757A Pending JPH075394A (ja) | 1993-03-31 | 1993-06-18 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075394A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001157121A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-06-08 | Havit Co Ltd | 光低帯域通過フィルター一体型固体撮像素子 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP5147757A patent/JPH075394A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001157121A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-06-08 | Havit Co Ltd | 光低帯域通過フィルター一体型固体撮像素子 |
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