JPH08201730A - 光学水晶ローパスフィルタ - Google Patents
光学水晶ローパスフィルタInfo
- Publication number
- JPH08201730A JPH08201730A JP7035945A JP3594595A JPH08201730A JP H08201730 A JPH08201730 A JP H08201730A JP 7035945 A JP7035945 A JP 7035945A JP 3594595 A JP3594595 A JP 3594595A JP H08201730 A JPH08201730 A JP H08201730A
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- JP
- Japan
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- crystal
- optical axis
- optical
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 厚みの厚い水晶複屈折板を用いて厚みの薄い
水晶複屈折板と等価な光学的特性を得ることができ、画
素ピッチの小さなＣＣＤに対応でき、製造が容易で生産
性を向上する。 ［構成］ 光軸に平行な入射光線に対して光学軸をπ−
θで交差するように配設した第１の水晶板と、第１の水
晶板の後側に設けられ上記入射光線に対して光学軸をθ
で交差するように配設した第２の水晶板とを具備し、第
１、第２の水晶板の厚みの差を△ｔ、常光線と異常光線
の間に生じさせるべき所望の分離幅をｄとした時に、 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo
2）SinθCosθ））ｄ ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角 を満たす第１、第２の水晶板の厚みの差△ｔを有するこ
とを特徴とする。
水晶複屈折板と等価な光学的特性を得ることができ、画
素ピッチの小さなＣＣＤに対応でき、製造が容易で生産
性を向上する。 ［構成］ 光軸に平行な入射光線に対して光学軸をπ−
θで交差するように配設した第１の水晶板と、第１の水
晶板の後側に設けられ上記入射光線に対して光学軸をθ
で交差するように配設した第２の水晶板とを具備し、第
１、第２の水晶板の厚みの差を△ｔ、常光線と異常光線
の間に生じさせるべき所望の分離幅をｄとした時に、 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo
2）SinθCosθ））ｄ ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角 を満たす第１、第２の水晶板の厚みの差△ｔを有するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的な厚みを極めて
薄くすることができる光学水晶ローパスフィルタに関す
る。
薄くすることができる光学水晶ローパスフィルタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＣＤ（チャージ・カップルド・
デバイス）を用いたビデオ・カメラ、電子スチル・カメ
ラ、画像入力装置等では、ＣＣＤの前面に光学ローパス
フィルタを配設するようにし、特に水晶を用いた光学水
晶ローパスフィルタが多用されている。図３は従来の光
学水晶ローパスフィルタの一例を示す組立斜視図で、光
学軸の方向が互いに４５゜異なる、０゜水晶複屈折板１
および４５゜水晶複屈折板２の間に、赤外線カットフィ
ルタ３を配設し、これらの水晶板１、２および赤外線カ
ットフィルタ３を一体に貼り合わせるようにしている。
デバイス）を用いたビデオ・カメラ、電子スチル・カメ
ラ、画像入力装置等では、ＣＣＤの前面に光学ローパス
フィルタを配設するようにし、特に水晶を用いた光学水
晶ローパスフィルタが多用されている。図３は従来の光
学水晶ローパスフィルタの一例を示す組立斜視図で、光
学軸の方向が互いに４５゜異なる、０゜水晶複屈折板１
および４５゜水晶複屈折板２の間に、赤外線カットフィ
ルタ３を配設し、これらの水晶板１、２および赤外線カ
ットフィルタ３を一体に貼り合わせるようにしている。
【０００３】このような光学水晶ローパスフィルタで
は、使用するＣＣＤの画素ピッチに応じて水晶複屈折板
の厚みが定められ、概略光学水晶フィルタの分離幅をＣ
ＣＤの画素ピッチに一致させるようにしている。たとえ
ば、従来のビデオ・カメラ等に用いられていたＣＣＤで
は、画素ピッチは１０μｍ程度であり、この場合、０゜
水晶複屈折板１の厚みは１．７ｍｍ程度、４５゜水晶複
屈折板の厚みは１．２ｍｍ程度のものを用いていた。ま
た、０゜水晶複屈折板１の厚みをｄ１とすると、４５゜
水晶複屈折板２の厚みｄ２は、ｄ２＝ｄ１／√２として
いる。
は、使用するＣＣＤの画素ピッチに応じて水晶複屈折板
の厚みが定められ、概略光学水晶フィルタの分離幅をＣ
ＣＤの画素ピッチに一致させるようにしている。たとえ
ば、従来のビデオ・カメラ等に用いられていたＣＣＤで
は、画素ピッチは１０μｍ程度であり、この場合、０゜
水晶複屈折板１の厚みは１．７ｍｍ程度、４５゜水晶複
屈折板の厚みは１．２ｍｍ程度のものを用いていた。ま
た、０゜水晶複屈折板１の厚みをｄ１とすると、４５゜
水晶複屈折板２の厚みｄ２は、ｄ２＝ｄ１／√２として
いる。
【０００４】しかしながら近時、高画質、高解像度を達
成するためにＣＣＤの画素ピッチを細かくする傾向にあ
り、たとえば画素ピッチ１．８μｍ程度のＣＣＤも実現
している。この場合、０゜水晶複屈折板の厚みは約０．
３ｍｍ、４５゜水晶複屈折板の厚みは約０．２ｍｍ程度
になる。しかしながら、水晶板の加工において、たとえ
ば０．５ｍｍ以下の厚みに加工する場合は、加工中に水
晶板の割れ、欠け等を生じ易く、加工精度も低下し、歩
留りも低くなり、取扱いに細心の注意を必要とするため
に生産性も低下し、工数の増大、コストの上昇等の問題
を生じる。
成するためにＣＣＤの画素ピッチを細かくする傾向にあ
り、たとえば画素ピッチ１．８μｍ程度のＣＣＤも実現
している。この場合、０゜水晶複屈折板の厚みは約０．
３ｍｍ、４５゜水晶複屈折板の厚みは約０．２ｍｍ程度
になる。しかしながら、水晶板の加工において、たとえ
ば０．５ｍｍ以下の厚みに加工する場合は、加工中に水
晶板の割れ、欠け等を生じ易く、加工精度も低下し、歩
留りも低くなり、取扱いに細心の注意を必要とするため
に生産性も低下し、工数の増大、コストの上昇等の問題
を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、厚みの厚い水晶複屈折板を用い
て厚みの薄い水晶複屈折板と等価な光学的性能を得るこ
とができ、それによって画素ピッチの小さな高集積度の
ＣＣＤに対応でき、製造が容易で、生産性を向上するこ
とができ、コストも安価な光学水晶ローパスフィルタを
提供することを目的とするものである。
鑑みてなされたもので、厚みの厚い水晶複屈折板を用い
て厚みの薄い水晶複屈折板と等価な光学的性能を得るこ
とができ、それによって画素ピッチの小さな高集積度の
ＣＣＤに対応でき、製造が容易で、生産性を向上するこ
とができ、コストも安価な光学水晶ローパスフィルタを
提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、光軸に平行な
入射光線に対して光学軸をπ−θで交差するように配設
した第１の水晶板と、第１の水晶板の後側に設けられ上
記入射光線に対して光学軸をθで交差するように配設し
た第２の水晶板とを具備し、第１、第２の水晶板の厚み
の差を△ｔ、常光線と異常光線の間に生じさせるべき所
望の分離幅をｄとした時に、 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo2）SinθCosθ））ｄ ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角 を満たす第１、第２の水晶板の厚みの差△ｔを有するこ
とを特徴とするものである。
入射光線に対して光学軸をπ−θで交差するように配設
した第１の水晶板と、第１の水晶板の後側に設けられ上
記入射光線に対して光学軸をθで交差するように配設し
た第２の水晶板とを具備し、第１、第２の水晶板の厚み
の差を△ｔ、常光線と異常光線の間に生じさせるべき所
望の分離幅をｄとした時に、 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo2）SinθCosθ））ｄ ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角 を満たす第１、第２の水晶板の厚みの差△ｔを有するこ
とを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の光学水晶ローパスフィルタの
原理を図１に示す断面図を参照して詳細に説明する。図
中１１は第１の水晶板で、板面の法線方向を光軸とし、
光軸に平行に入射光を導くようにしている。そして第１
の水晶板１１は、所定の厚みｔの板状に整形し、板面を
鏡面に研磨する。なお第１の水晶板１１は、上記光軸に
平行な入射光に対して、光学軸がπ−θの角度を有する
ように加工している。
原理を図１に示す断面図を参照して詳細に説明する。図
中１１は第１の水晶板で、板面の法線方向を光軸とし、
光軸に平行に入射光を導くようにしている。そして第１
の水晶板１１は、所定の厚みｔの板状に整形し、板面を
鏡面に研磨する。なお第１の水晶板１１は、上記光軸に
平行な入射光に対して、光学軸がπ−θの角度を有する
ように加工している。
【０００８】そして１２は第２の水晶板で、上記第１の
水晶板１１の後側に配設され、板面の法線方向を光軸と
し、光軸に平行に入射光を導くようにしている。そして
第２の水晶板１２は、厚みｔ±△ｔの板状に整形し、板
面を鏡面に研磨する。なお第２の水晶板１２は、上記光
軸に平行な入射光に対してθの角度を有するように加工
している。
水晶板１１の後側に配設され、板面の法線方向を光軸と
し、光軸に平行に入射光を導くようにしている。そして
第２の水晶板１２は、厚みｔ±△ｔの板状に整形し、板
面を鏡面に研磨する。なお第２の水晶板１２は、上記光
軸に平行な入射光に対してθの角度を有するように加工
している。
【０００９】このようにすれば、常光線と異常光線との
間の所望の分離幅をｄとすると、上記第１、第２の水晶
板１１、１２の厚みの差△ｔは次の１）式によって与え
られる。 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo2）SinθCosθ））ｄ ・・１） ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角
間の所望の分離幅をｄとすると、上記第１、第２の水晶
板１１、１２の厚みの差△ｔは次の１）式によって与え
られる。 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo2）SinθCosθ））ｄ ・・１） ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ ：光軸と光学軸とのなす角
【００１０】すなわち、上式によって与えられる厚みの
差△ｔを満たすように第１、第２の水晶板１１、１２の
厚みを設定することによって、第１の水晶板１１によっ
て常光線は直進し、異常光線は常光線に平行でかつ所定
間隔Ｄ１だけ分離した平行光線となる。そしてこの平行
光線は第２の水晶板１２に入射して再び常光線は直進
し、異常光線は間隔Ｄ１から所定間隔Ｄ２だけ接近して
間隔ｄの平行光線となる。したがって、上記第１、第２
の水晶板の厚みの差△ｔを、所望の分離幅ｄに応じて設
定することにより所望の分離幅ｄを得ることができる。
差△ｔを満たすように第１、第２の水晶板１１、１２の
厚みを設定することによって、第１の水晶板１１によっ
て常光線は直進し、異常光線は常光線に平行でかつ所定
間隔Ｄ１だけ分離した平行光線となる。そしてこの平行
光線は第２の水晶板１２に入射して再び常光線は直進
し、異常光線は間隔Ｄ１から所定間隔Ｄ２だけ接近して
間隔ｄの平行光線となる。したがって、上記第１、第２
の水晶板の厚みの差△ｔを、所望の分離幅ｄに応じて設
定することにより所望の分離幅ｄを得ることができる。
【００１１】この場合、第１の水晶板１１の厚みは加工
性を考慮して任意に設定し、この第１の水晶板１１の厚
みと第２の水晶板１２の厚みの差△ｔを所定の値とすれ
ばよい。しかして、水晶板を極端に薄く加工することな
く、加工の容易な適宜な厚みの２枚の水晶板を組み合わ
せて、その厚みの差を小さくすることによって極めて小
さな分離幅ｄを実現することができる。したがって水晶
板を、加工の容易な、たとえば０．５ｍｍ以上の厚みと
なるように設計することによって歩留まりを向上し、生
産性を高めることができ、それによってコストを低減す
ることができる。
性を考慮して任意に設定し、この第１の水晶板１１の厚
みと第２の水晶板１２の厚みの差△ｔを所定の値とすれ
ばよい。しかして、水晶板を極端に薄く加工することな
く、加工の容易な適宜な厚みの２枚の水晶板を組み合わ
せて、その厚みの差を小さくすることによって極めて小
さな分離幅ｄを実現することができる。したがって水晶
板を、加工の容易な、たとえば０．５ｍｍ以上の厚みと
なるように設計することによって歩留まりを向上し、生
産性を高めることができ、それによってコストを低減す
ることができる。
【００１２】なお光軸に対して水晶板の光学軸がなす角
θを４４゜５０’、π−θは１３５゜１０’とすれば水
晶の光学特性から最小の厚みで最大の分離幅を得ること
ができる。また、θ＝４４゜５０’±１０゜の範囲では
厚みに対して比較的大きな分離幅を得ることができる。
しかしながら、本発明では第１の水晶板１１は、入射光
線に対して光学軸がπ−θで交差し、第２の水晶板１２
は、入射光線に対して光学軸がθで交差するように設定
することによって両水晶板１１、１２の厚みの差△ｔに
対応した分離幅ｄを得ることができるものである。
θを４４゜５０’、π−θは１３５゜１０’とすれば水
晶の光学特性から最小の厚みで最大の分離幅を得ること
ができる。また、θ＝４４゜５０’±１０゜の範囲では
厚みに対して比較的大きな分離幅を得ることができる。
しかしながら、本発明では第１の水晶板１１は、入射光
線に対して光学軸がπ−θで交差し、第２の水晶板１２
は、入射光線に対して光学軸がθで交差するように設定
することによって両水晶板１１、１２の厚みの差△ｔに
対応した分離幅ｄを得ることができるものである。
【００１３】図２は実際に使用される光学水晶ローパス
フィルタの一例を示す組立斜視図で、第１の水晶板１１
は光学軸の方向の異なる２枚の０゜水晶複屈折板１１
ａ、１１ｂを組み合わせて実現し、第２の水晶板１２は
光学軸の方向の異なる２枚の４５゜水晶複屈折板１２
ａ、１２ｂを組み合わせて実現するようにしている。す
なわち第１の水晶板１１は、入射光線に対して光学軸が
約１３５゜で交差する厚みｔ１の第１の水晶複屈折板１
１ａと、入射光線に対して光学軸が４５゜で厚みｔ１±
△ｔ２の第２の水晶複屈折板１１ｂとからなる。
フィルタの一例を示す組立斜視図で、第１の水晶板１１
は光学軸の方向の異なる２枚の０゜水晶複屈折板１１
ａ、１１ｂを組み合わせて実現し、第２の水晶板１２は
光学軸の方向の異なる２枚の４５゜水晶複屈折板１２
ａ、１２ｂを組み合わせて実現するようにしている。す
なわち第１の水晶板１１は、入射光線に対して光学軸が
約１３５゜で交差する厚みｔ１の第１の水晶複屈折板１
１ａと、入射光線に対して光学軸が４５゜で厚みｔ１±
△ｔ２の第２の水晶複屈折板１１ｂとからなる。
【００１４】また第２の水晶板１２は、第１の水晶板１
１の後側に配設され、入射光線に対して光学軸が約１３
５゜で交差する厚みｔ３の第１の水晶複屈折板１２ａ
と、入射光線に対して光学軸が４５゜で厚みｔ３±△ｔ
４の第２の水晶複屈折板１２ｂとからなる。そして第
１、第２の水晶板１１、１２の間に赤外線カット・フィ
ルタ１３を挟んで一体に貼り合わせるようにしている。
１の後側に配設され、入射光線に対して光学軸が約１３
５゜で交差する厚みｔ３の第１の水晶複屈折板１２ａ
と、入射光線に対して光学軸が４５゜で厚みｔ３±△ｔ
４の第２の水晶複屈折板１２ｂとからなる。そして第
１、第２の水晶板１１、１２の間に赤外線カット・フィ
ルタ１３を挟んで一体に貼り合わせるようにしている。
【００１５】このようにした場合も、第１の水晶板１１
における厚みの差△ｔ２は前記１）式を満たすように設
定し、同様に第２の水晶板１２における厚みの差△ｔ４
も前記１）式を満たすように設定する。また第１、第２
の水晶板１１、１２における厚みの差△ｔ２、△ｔ４は
次の２）式を満たすように設定する。 △ｔ２＝△ｔ４×√２ ・・ ２） なお、この場合の分離幅ｄは１）によって与えられるこ
とは勿論である。
における厚みの差△ｔ２は前記１）式を満たすように設
定し、同様に第２の水晶板１２における厚みの差△ｔ４
も前記１）式を満たすように設定する。また第１、第２
の水晶板１１、１２における厚みの差△ｔ２、△ｔ４は
次の２）式を満たすように設定する。 △ｔ２＝△ｔ４×√２ ・・ ２） なお、この場合の分離幅ｄは１）によって与えられるこ
とは勿論である。
【００１６】しかして上記実施例によれば、水晶複屈折
板の厚みを薄く加工することなく、加工の容易な適宜な
厚みの２組の水晶複屈折板を組み合わせることによって
極めて小さな分離幅ｄを得ることができる。したがっ
て、生産性も良好で歩留りも高く、それによって光学的
な性能も優れた光学水晶ローパスフィルタを安価に提供
することができる。
板の厚みを薄く加工することなく、加工の容易な適宜な
厚みの２組の水晶複屈折板を組み合わせることによって
極めて小さな分離幅ｄを得ることができる。したがっ
て、生産性も良好で歩留りも高く、それによって光学的
な性能も優れた光学水晶ローパスフィルタを安価に提供
することができる。
【００１７】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、たとえば上記実施例では入射光に直交する
断面形状が矩形の光学水晶ローパスフィルタについて説
明したが、円形のものでもよいし、円形以外の適宜な形
状に対応できることはもちろんである。また、水晶板の
間に赤外線カットフィルタを配置するようにしてもよ
い。
のではなく、たとえば上記実施例では入射光に直交する
断面形状が矩形の光学水晶ローパスフィルタについて説
明したが、円形のものでもよいし、円形以外の適宜な形
状に対応できることはもちろんである。また、水晶板の
間に赤外線カットフィルタを配置するようにしてもよ
い。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、水
晶複屈折板の厚みを加工の困難なほど薄くすることな
く、加工の容易な厚みの２枚の水晶複屈折板を組み合わ
せることによって極めて小さな分離幅を実現することが
でき、それによって生産性を向上し光学的な性能も良好
で、コストも安価な光学水晶ローパスフィルタを提供す
ることができる。
晶複屈折板の厚みを加工の困難なほど薄くすることな
く、加工の容易な厚みの２枚の水晶複屈折板を組み合わ
せることによって極めて小さな分離幅を実現することが
でき、それによって生産性を向上し光学的な性能も良好
で、コストも安価な光学水晶ローパスフィルタを提供す
ることができる。
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明の一実施態様を示す組立斜視図である。
【図３】従来の光学水晶ローパスフィルタを示す組立斜
視図である。
視図である。
１１ 第１の水晶板 １２ 第２の水晶板
Claims (6)
- 【請求項１】光軸に平行な入射光線に対して光学軸をπ
−θで交差するように配設した第１の水晶板と、第１の
水晶板の後側に設けられ上記入射光線に対して光学軸を
θで交差するように配設した第２の水晶板とを具備し、 第１、第２の水晶板の厚みの差を△ｔ、常光線と異常光
線の間に生じさせるべき所望の分離幅をｄとした時に、 △ｔ＝（（ｎe2Sin2θ＋ｎo2Cos2θ）／（（ｎe2−ｎo2）SinθCosθ））ｄ ただしｎe：異常光線の屈折率 ｎo：常光線の屈折率 θ：光軸と光学軸とのなす角 を満たす第１、第２の水晶板の厚みの差△ｔを有するこ
とを特徴とする光学水晶ローパスフィルタ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のものにおい
て、光軸と水晶板の光学軸のなす角θは４４゜５０’±
１０゜であることを特徴とする光学水晶ローパスフィル
タ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のものにおい
て、光軸と水晶板の光学軸のなす角θは４４゜５０’で
あることを特徴とする光学水晶ローパスフィルタ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載のものにおい
て、第１、第２の水晶板の間に赤外線カット・フィルタ
を配設したことを特徴とする光学水晶ローパスフィル
タ。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
ものにおいて、第１、第２の水晶板の少なくとも一方は
複数の水晶板を組み合わせたことを特徴とする光学水晶
ローパスフィルタ。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項ないし第３項に記載
のものにおいて、分離幅ｄはＣＣＤの画素ピッチである
ことを特徴とする光学水晶ローパスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035945A JPH08201730A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 光学水晶ローパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035945A JPH08201730A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 光学水晶ローパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201730A true JPH08201730A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12456137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7035945A Pending JPH08201730A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 光学水晶ローパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201730A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063630A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Daishinku Corp | 光学ローパスフィルタ、およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7035945A patent/JPH08201730A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063630A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Daishinku Corp | 光学ローパスフィルタ、およびその製造方法 |
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