JPH08191418A - 干渉縞ノイズ防止機構付撮像装置 - Google Patents

干渉縞ノイズ防止機構付撮像装置

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JPH08191418A
JPH08191418A JP7002277A JP227795A JPH08191418A JP H08191418 A JPH08191418 A JP H08191418A JP 7002277 A JP7002277 A JP 7002277A JP 227795 A JP227795 A JP 227795A JP H08191418 A JPH08191418 A JP H08191418A
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JP
Japan
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lid glass
lens
image sensor
light
reflected
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Withdrawn
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JP7002277A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Yonezawa
友浩 米沢
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リッドガラスの表裏面の反射光の干渉縞の発
生を防止する。 【構成】 電荷結合素子を1次元もしくは2次元に多数
配列し、これを順次読み出すための回路を基盤上に集積
化したイメージセンサ1と、このイメージセンサ1と対
向するように配置されイメージセンサ1の受光面を保護
するリッドガラス3と、このリッドガラス3上に固定さ
れリッドガラス3側の面が平面で、反対側の面がパワー
を有する面となったレンズ4とを備える。リッドガラス
3を透過した光線Aの角度と、レンズ4の表面で反射し
た光線Bの角度が連続的に変化するため、干渉縞の発生
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光線のような
可干渉光線を用い、各種被撮影物の撮影をCCDで構成
されたイメージセンサを用いて行う撮像装置に係り、特
にレーザー干渉計測装置等により得られた画像の干渉縞
ノイズを除去することができる干渉縞ノイズ防止機構付
撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザー光線のような可干渉光線を用
い、被撮影物をCCDで構成された撮像素子で撮影する
場合、イメージセンサの受光面を保護するリッドガラス
の表裏面で反射した光線が相互に干渉することで生じる
干渉縞及びリッドガラスの面で反射した光線と、CCD
とで構成された撮像素子の表面で反射した光線とが干渉
することで生じる干渉縞がノイズ干渉縞として問題とな
る場合があった。これを解決するため特開平5−316
284号公報に開示された従来技術がある。
【0003】図11、12は上述した従来技術の概念図
を示す。これらの図において、リッドガラス102がイ
メージセンサ103に対して傾斜して配置されている。
リッドガラス102を透過してイメージセンサ103に
達する光線Aに対して、光線Aの一部がイメージセンサ
103の表面で反射しリッドガラス102の裏面で反射
して再びイメージセンサ103の表面に達した光線B
と、光線Aの一部がイメージセンサ103の表面で反射
し、さらにリッドガラス102の表面で反射して再びイ
メージセンサ103の表面に達する光線Cとが干渉す
る。この干渉作用によって、イメージセンサ103上で
ノイズ干渉縞が観察される。
【0004】このときの干渉縞のピッチは、図13のよ
うに2つの光線RA及びRBのなす角度θによって決定
される。ここでリッドガラス102の傾き角度αを適切
に設定することにより、干渉縞のピッチはイメージセン
サ102の画素ピッチ未満となる。すなわちイメージセ
ンサ102の画素1つの上に1本以上のノイズ干渉縞が
形成されることになり、ノイズ干渉縞が観察の際のノイ
ズとはならなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各画素毎に
1個ずつ、CCDの集光効率を高めるためのマイクロレ
ンズアレイが加工されることにより、イメージセンサの
表面に凹凸が形成されている場合、イメージセンサの表
面で反射した光束はマイクロレンズアレイのレンズとし
てパワーの影響によって拡散されるため、イメージセン
サの表面での反射光線によるノイズ干渉縞は殆ど生じな
い。このため従来技術のような対策を行う必要がなくな
る。
【0006】ところが従来技術では、図14に示すよう
にリッドガラス102を透過した光線Aと、リッドガラ
ス102の裏面及び反射した上で、イメージセンサ10
3に入射する光線Dとが干渉する干渉縞に対しての対策
がなされておらず、従来技術ではこのノイズ干渉縞の影
響を除去することはできなかった。
【0007】本発明は以上の問題点を解決し、リッドガ
ラスの表裏面の反射光によるノイズ縞の発生を防止でき
る干渉縞ノイズ防止機構付撮像装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は電荷
結合素子を1次元もしくは2次元に多数配列し、これを
順次読み出すための回路を基盤上に集積化したイメージ
センサと、このイメージセンサと対向するように配置さ
れイメージセンサの受光面を保護するリッドガラスとを
備え、前記イメージセンサにより被撮影物の撮影を行う
撮像装置において、前記リッドガラス側の面が平面で、
反対側の面がパワーを有する面となったレンズがリッド
ガラス上に固設されていることを特徴とする。
【0009】図1〜図3は本発明の概念図を示し、これ
らの図において、1はイメージセンサであり、電荷結合
素子を1次元もしくは2次元に多数配列することにより
構成されている。このイメージセンサ1はパッケージ2
内に配置されており、パッケージ2の上部にはイメージ
センサ1の受光面を保護するリッドガラス3がイメージ
センサ1と対向するように取り付けられている。このリ
ッドガラス3の上面にはレンズ4が接着により固定され
ている。レンズ4におけるリッドガラス3との対向面は
平面となっており、その反対側の面はパワーを有する面
となっている。
【0010】上記構成において、レーザーのような可干
渉光線がイメージセンサ1に入射する場合、可干渉光線
はイメージセンサ1に達する前にレンズ4に入射する
が、ここでレンズ4のパワーの影響を受け、レンズ4が
正のパワーを有する場合は集束光束に、負のパワーを有
する場合には発散光束となってリッドガラス3に入射す
る。リッドガラス3に入射した光束は図2の光線Aで示
すように、リッドガラス3を透過してイメージセンサ1
に入射する。この可干渉光線のイメージセンサ1への入
射角は、入射光束が集束光束ないしは発散光束であるた
め、イメージセンサ1上の入射点を中心にして連続的に
変化する。
【0011】一方、リッドガラス3に入射した光線の内
の一部はリッドガラス3の裏面で反射して、レンズ4の
表面に入射する。この光線はさらにレンズ4の表面でそ
の一部が反射するが、レンズ4の表面はパワーを有して
いるため、レンズ4表面での反射角は、光束が最初にレ
ンズ4の表面に入射した時の角度と異なる。この光線B
はリッドガラス3を透過してイメージセンサ1に入射す
るが、このときの入射角は光線Aの入射角と異なってい
る。
【0012】図3に示すように、2種類の可干渉光束R
A及びRBが同一空間内に存在した場合、干渉縞の縞ピ
ッチPは式P=λ/sinθ(λは使用した可干渉光線
の波長、θは2つの光線のなす角である)で表わされ
る。
【0013】図2における光線A、Bのなす角度はレン
ズ4のパワーによって変化するが、空間的に連続的に変
化する。従って、レンズ4のパワーを適切に選択するこ
とにより、ノイズ干渉縞のピッチがイメージセンサ1の
画素ピッチより大きくなる。これによりノイズ干渉縞が
ノイズとして視認される範囲がごく小さくなり、実質的
にノイズ干渉縞が視認されないレベルにまで設定するこ
とが可能となる。従って、レーザー光のような可干渉光
線と、イメージセンサ1を用いて被観察物を観察する場
合において、リッドガラスの表裏面での反射光によるノ
イズ干渉縞の影響を除去することができる。
【0014】図4及び図5は本発明の実施例1を示す。
これらの図において、11はイメージセンサとしての2
次元CCD素子である。このCCD素子11はパッケー
ジ13内に配置されている。パッケージ13の上部には
CCD素子の受光面を保護するリッドガラス12がCC
D素子11と対向するように取り付けられており、この
リッドガラス12の上面にはレンズ14が固定されてい
る。レンズ14はリッドガラス12と対向する側が平面
であり、それと反対側の面が凹面となった凹レンズが使
用されている。
【0015】上記構成の撮像装置にレーザー光束のよう
な可干渉光線が入射した場合、光線は先ずレンズ14に
入射する。この光束は図5に示すように、レンズ14の
パワーによって進行角度を変えられる。レンズ14は負
のパワーを有するため、入射光束は発散光束となる。発
散光束となった光束はレンズ14を射出し、リッドガラ
ス12を透過して2次元CCD素子11に入射する。
【0016】また、光束の一部はリッドガラス12の裏
面で反射し、さらにレンズ14の表面で反射し、リッド
ガラス12を透過して2次元CCD素子11に入射す
る。レンズ14の表面で光束が反射する際、レンズ14
はパワーを有するので、反射角が変わり、2次元CCD
素子11への入射角度はレンズ14及びリッドガラス1
2を透過してきた光線の入射角度とは異なる。
【0017】以上により、2次元のCCD素子11上で
は、レンズ14及びリッドガラス12を透過してきた光
束Aと、リッドガラス12の裏面及びレンズ14の表面
で反射した光束Bとが干渉作用を起こす。このときの2
つの光束のなす角は、レンズ14及びリッドガラス12
を透過してくる光束が発散光束であるため一定ではな
く、これらの光束によるノイズ干渉縞のピッチPは上述
した式で表される。
【0018】ここで干渉縞のピッチが2次元CCD素子
11の画素ピッチ以下となるような光線角度とすること
は、レンズ14のパワーを調整することにより可能であ
る。従って、前述の干渉縞がノイズ縞となり、2次元C
CD素子11で観察される画像に重なることを防止する
ことができる。このような本実施例では、レンズ14が
負のパワーを有するため、観察光学系のペッツバール和
を下げることができ、2次元CCD素子11上での像面
の平坦性を改善することができる。
【0019】
【実施例2】図6及び図7は本発明の実施例2を示し、
21はイメージセンサである1次元CCD素子であり、
矢印25の方向にCCD素子が並んでいる。このイメー
ジサンサ21はパッケージ23内に配置され、パッケー
ジ23の上部にはリッドガラス22が取り付けられてい
る。24はリッドガラス22の上面に接着されたシリン
ドリカルレンズであり、リッドガラス22との接着面が
平面であり、反対側の面は1次元CCD素子21の素子
配列方向に正のパワーを有する凸レンズが使用されてい
る。
【0020】本実施例に示す撮像装置にレーザーのよう
な可干渉光線が入射した場合、実施例1と同様に、入射
光線はレンズ24のパワーの影響を受け、集束光束とな
ってリッドガラス22を射出する。リッドガラス22を
射出した光束は、1次元CCD素子21へ入射する。
【0021】また、一部はリッドガラス22の裏面で反
射し、さらにレンズ24の表面で反射し、リッドガラス
22を透過して2次元CCD素子21に入射する。そし
てレンズ24の表面で光線が反射する際、レンズ24は
パワーを有するので反射角が変わり、2次CCD素子2
1への入射角度はレンズ24及びリッドガラス22を透
過してきた光線の入射角度とは異なる。
【0022】1次元CCD素子21の表面では、リッド
ガラス22を透過したきた光線Aと、リッドガラス22
の裏面及びレンズ24の表面で反射した光線Bが干渉作
用を起こす。上述した2つの光束のなす角度において
は、リッドガラス22を射出して1次元CCD素子21
に入射する光束の角度がレンズ24のパワーの影響を受
けるため、連続的に変化する。従って、これらの2つの
光線によるノイズ干渉縞のピッチPは上述した式で表さ
れる。
【0023】このピッチPが1次元CCD素子21の画
素ピッチ未満になるように、レンズ24のパワーを定め
る。これにより上述した2つの光束によるノイズ干渉縞
のピッチを、1次元CCD素子21の画素ピッチ以下と
することができ、1次元CCD素子21を用い、レーザ
ーのような可干渉光線を光源として被観察物を観察した
ときに、ノイズ干渉縞が観察画像と重なることを防止で
きる。このような本実施例では、レンズの大きさを1次
元CCD素子と同等にすることができ、レンズに追加工
することなくスペースを節約できる。
【0024】図8、図9及び図10は本発明の実施例3
を示し、31はイメージセンサとしての2次元CCD素
子である。このイメージセンサ31はパッケージ33内
に設けられ、パッケージ33の上部にはリッドガラス3
2が取り付けられている。34はリッドガラス32の上
面に固定されたレンズであり、2次元CCD素子31の
長辺方向の曲率半径が、2次元CCD素子31の短辺方
向の曲率半径よりも大きな状態になっているアナモルフ
ィックレンズが使用されている。なお、図8は2次元C
CD素子31の長辺方向の断面図であり、図9は2次元
CCD素子31の短辺方向の断面図である。
【0025】上記構成において、レーザーのような可干
渉光線が入射した場合、この光線はレンズ34に入射
し、レンズ34のパワーにより集束され、リッドガラス
32を透過して2次元CCD素子31に入射する。この
光線の一部はリッドガラス32の裏面で反射し、さらに
レンズ34の表面で反射してリッドガラス32を透過
し、2次元CCD素子31に入射する。このレンズ34
の表面で光線が反射する際、レンズ34はパワーを有す
るので反射角が変わり、2次元CCD素子31への入射
角度はレンズ34及びリッドガラス32を透過してきた
光線の入射角度とは異なる。
【0026】そして2次元CCD素子31の表面では、
リッドガラス32を透過したきた光線Aと、リッドガラ
ス32の裏面及びレンズ34の表面で反射した光線Bが
干渉作用を起こす(図10参照)。上述した2つの光束
のなす角度は、リッドガラス32を射出して2次元CC
D素子31に入射する光束の角度がレンズ34のパワー
の影響を受けるため、連続的に変化する。このときの2
つの光線によって発生するノイズ干渉縞のピッチPは上
述した式で表される。
【0027】このピッチPが2次元CCD素子31の画
素ピッチ未満となるように、レンズ34のパワーを設定
する。本実施例において、レンズ34はアナモルフィッ
クレンズであるところから、2次元CCD素子31の長
辺方向と短辺方向とでは、リッドガラス32を射出した
光線の角度が異なる。本実施例の場合、アナモルフィッ
クレンズ34の短辺方向のパワーが長辺方向のパワーに
比べて強いので、短辺方向の光線角度の変化がより急峻
になることになる。これを利用して2次元CCD素子3
1の長辺方向の画素ピッチ及び短辺方向の画素ピッチに
対応するように、2次元CCD素子31の長辺方向と同
じ方向のパワー及び短辺方向と同じ方向のパワーを独立
に設定することが可能である。これにより、2次元CC
D素子31を用い、レーザーのような可干渉光線を光源
として被観察物を観察したときに、ノイズ干渉縞が観察
画像に重なることを防止できる。
【0028】このような本実施例では、2次元CCD素
子の長辺方向と短辺方向のCCDピッチの差によるノイ
ズ干渉縞に対する感度の違いを補償し、より効果的に短
辺方向及び長辺方向のノイズ干渉縞の除去ができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、可干渉光
線を用いて被観察物を観察したとき、リッドガラスの表
裏面での反射光によって生じるノイズ干渉縞を除去する
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す断面図
【図2】基本構成の作用を示す断面図
【図3】干渉縞を説明する説明図
【図4】実施例1の断面図
【図5】実施例1の作用を示す断面図
【図6】実施例2の断面図
【図7】実施例2の作用を示す断面図
【図8】実施例3の断面図
【図9】図8と直行する方向の断面図
【図10】実施例3の作用を示す断面図
【図11】従来装置の断面図
【図12】従来装置の作用を示す断面図
【図13】従来装置の干渉を示す説明図
【図14】従来における好ましくない状態を示す断面図
【符号の説明】
1 イメージセンサ 2 パッケージ 3 リッドガラス 4 レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/028 Z 1/19 5/225 D

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電荷結合素子を1次元もしくは2次元に
    多数配列し、これを順次読み出すための回路を基盤上に
    集積化したイメージセンサと、このイメージセンサと対
    向するように配置されイメージセンサの受光面を保護す
    るリッドガラスとを備え、前記イメージセンサにより被
    撮影物の撮影を行う撮像装置において、前記リッドガラ
    ス側の面が平面で、反対側の面がパワーを有する面とな
    ったレンズがリッドガラス上に固設されていることを特
    徴とする干渉縞ノイズ防止機構付撮像装置。
JP7002277A 1995-01-10 1995-01-10 干渉縞ノイズ防止機構付撮像装置 Withdrawn JPH08191418A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20020402