JPH09258138A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH09258138A JPH09258138A JP8090474A JP9047496A JPH09258138A JP H09258138 A JPH09258138 A JP H09258138A JP 8090474 A JP8090474 A JP 8090474A JP 9047496 A JP9047496 A JP 9047496A JP H09258138 A JPH09258138 A JP H09258138A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像装置に目立たない程度の偽信号を発
生させ、光学的ローパスフィルタの実装ずれによっても
偽信号が目立たないようにする。 【解決手段】 撮像レンズ１１と固体撮像素子１２の間
に正弦波状パターンの回折格子からなる光学的ローパス
フィルタ１３を配置する。ここで、光学的ローパスフィ
ルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画
素周期ΛCCDの３.０±０.５倍、５.０±０.５倍もしく
は７.０±０.５倍程度に設定する。
生させ、光学的ローパスフィルタの実装ずれによっても
偽信号が目立たないようにする。 【解決手段】 撮像レンズ１１と固体撮像素子１２の間
に正弦波状パターンの回折格子からなる光学的ローパス
フィルタ１３を配置する。ここで、光学的ローパスフィ
ルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画
素周期ΛCCDの３.０±０.５倍、５.０±０.５倍もしく
は７.０±０.５倍程度に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関す
る。本発明は偽信号や偽色信号を防止するための光学的
ローパスフィルタを備えた固体撮像装置に関する。
る。本発明は偽信号や偽色信号を防止するための光学的
ローパスフィルタを備えた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像素子と撮像レンズか
らなる固体撮像装置により高周波成分を含んだ画像を撮
影すると、固体撮像素子上に偽信号が発生する。
らなる固体撮像装置により高周波成分を含んだ画像を撮
影すると、固体撮像素子上に偽信号が発生する。
【０００３】そのため、固体撮像素子を用いた固体撮像
装置にあっては、図１に示すように、撮像レンズ１と固
体撮像素子２の間に光学的ローパスフィルタ３を配置
し、画像の高周波成分を除去するようにし、偽信号を抑
制している。ここで、光学的ローパスフィルタ３として
は、水晶板や位相回折格子が用いられる
装置にあっては、図１に示すように、撮像レンズ１と固
体撮像素子２の間に光学的ローパスフィルタ３を配置
し、画像の高周波成分を除去するようにし、偽信号を抑
制している。ここで、光学的ローパスフィルタ３として
は、水晶板や位相回折格子が用いられる
【０００４】ここで、光学的ローパスフィルタ３として
水晶板を用いる場合と位相回折格子を用いる場合とを比
較すると、水晶板を用いる場合には、水晶板を何枚も重
ねて用いるので、厚みも大きくなり、高価につくという
問題がある。それに対し、位相回折格子では、厚みも薄
くでき、コストも安価にできるという長所があり、位相
回折格子が水晶板よりも有望であると考えられている。
水晶板を用いる場合と位相回折格子を用いる場合とを比
較すると、水晶板を用いる場合には、水晶板を何枚も重
ねて用いるので、厚みも大きくなり、高価につくという
問題がある。それに対し、位相回折格子では、厚みも薄
くでき、コストも安価にできるという長所があり、位相
回折格子が水晶板よりも有望であると考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
ローパスフィルタとして位相回折格子を用いた場合に
は、一様な入力画像に対しては、位相回折格子の影が固
体撮像素子上に映り、その周期が大きい場合には目に見
える画像となって記録される。また、ＣＣＤのような固
体撮像素子は画素が不連続的に、しかも規則的に配列し
ているので、回折格子の周期（格子ピッチ）が画素周期
（画素ピッチ）に近い場合にも、画像に偽信号が発生す
る。
ローパスフィルタとして位相回折格子を用いた場合に
は、一様な入力画像に対しては、位相回折格子の影が固
体撮像素子上に映り、その周期が大きい場合には目に見
える画像となって記録される。また、ＣＣＤのような固
体撮像素子は画素が不連続的に、しかも規則的に配列し
ているので、回折格子の周期（格子ピッチ）が画素周期
（画素ピッチ）に近い場合にも、画像に偽信号が発生す
る。
【０００６】このため、従来の固体撮像装置において
は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、多数の画素２ａを
有する固体撮像素子２の画素周期ΛCCDの２倍の周期Λ
MLA＝２ΛCCDを有する正弦波状パターンの位相回折格子
３ａを用いている。図２はこの従来例の作用を説明する
図であって、図２（ａ）は位相回折格子３ａ及び固体撮
像素子２（破線は位相回折格子３ａを透過した光の影の
領域４を示す）、図２（ｂ）は位相回折格子３ａへ入射
する一様な光強度の入力画像、図２（ｃ）は位相回折格
子３ａを通過した光による固体撮像素子２上の光強度
（透過率分布）、図２（ｄ）は固体撮像素子２の受光率
（受光感度分布）、図２（ｅ）は固体撮像素子２の受光
量分布を示す図である。
は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、多数の画素２ａを
有する固体撮像素子２の画素周期ΛCCDの２倍の周期Λ
MLA＝２ΛCCDを有する正弦波状パターンの位相回折格子
３ａを用いている。図２はこの従来例の作用を説明する
図であって、図２（ａ）は位相回折格子３ａ及び固体撮
像素子２（破線は位相回折格子３ａを透過した光の影の
領域４を示す）、図２（ｂ）は位相回折格子３ａへ入射
する一様な光強度の入力画像、図２（ｃ）は位相回折格
子３ａを通過した光による固体撮像素子２上の光強度
（透過率分布）、図２（ｄ）は固体撮像素子２の受光率
（受光感度分布）、図２（ｅ）は固体撮像素子２の受光
量分布を示す図である。
【０００７】図２（ａ）のように位相回折格子３ａの周
期ΛMLAが画素周期ΛCCDの２倍である場合には、図２
（ｂ）に示すような一様な光強度の入力画像に対して
は、図２（ｃ）（ｄ）の合成として図２（ｅ）に示すよ
うな、一様な受光量分布が得られる。したがって、固体
撮像素子２上の偽信号を抑制することができ、モアレ縞
が目に見えることがない。
期ΛMLAが画素周期ΛCCDの２倍である場合には、図２
（ｂ）に示すような一様な光強度の入力画像に対して
は、図２（ｃ）（ｄ）の合成として図２（ｅ）に示すよ
うな、一様な受光量分布が得られる。したがって、固体
撮像素子２上の偽信号を抑制することができ、モアレ縞
が目に見えることがない。
【０００８】しかしながら、図３に示すように、固体撮
像素子２や位相回折格子３ａの実装時に、位相回折格子
３の実装角度が固体撮像素子２に対してずれると（図３
ではθだけ角度がずれている様子を示している）、位相
回折格子３ａによって生じる影の領域４と画素２ａとの
重なり具合が固体撮像素子２上の位置によって変化し、
それが原因となってモアレ縞を生じることがある。
像素子２や位相回折格子３ａの実装時に、位相回折格子
３の実装角度が固体撮像素子２に対してずれると（図３
ではθだけ角度がずれている様子を示している）、位相
回折格子３ａによって生じる影の領域４と画素２ａとの
重なり具合が固体撮像素子２上の位置によって変化し、
それが原因となってモアレ縞を生じることがある。
【０００９】すなわち、図４（ａ）のように位相回折格
子３ａが角度ずれすると、固体撮像素子２上のある位置
では、図４（ｂ）に示すように位相回折格子３ａによっ
て生じる影の領域４が画素２ａ間に位置して図４（ｃ）
のように固体撮像素子２上の光強度分布が大きくなり、
また、固体撮像素子２上のある位置では、図４（ｄ）に
示すように影の領域４が画素２ａと一致して図４（ｅ）
のように固体撮像素子２上の光強度分布が小さくなる。
このように固体撮像素子２上に光強度の大きな領域や小
さな領域が目に見えるように分布することによってモア
レ縞が発生することになる。
子３ａが角度ずれすると、固体撮像素子２上のある位置
では、図４（ｂ）に示すように位相回折格子３ａによっ
て生じる影の領域４が画素２ａ間に位置して図４（ｃ）
のように固体撮像素子２上の光強度分布が大きくなり、
また、固体撮像素子２上のある位置では、図４（ｄ）に
示すように影の領域４が画素２ａと一致して図４（ｅ）
のように固体撮像素子２上の光強度分布が小さくなる。
このように固体撮像素子２上に光強度の大きな領域や小
さな領域が目に見えるように分布することによってモア
レ縞が発生することになる。
【００１０】例えば、サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、４０
万画素で、片方向に約６００画素配列した位相回折格子
３ａにおいて、位相回折格子３ａの実装時の角度がθ＝
０.０１゜ずれた場合、固体撮像素子２の端の領域イ，
ハに存在する位相回折格子３ａのパターンと中央の領域
ロに存在する位相回折格子３ａのパターンを比較する
と、画素２ａに対してｘ方向に影の領域４の周期の１／
２（０.５ΛN）だけずれることになる。従って、固体撮
像素子２の中央の領域ロでは図４（ｂ）（ｃ）のように
画素２ａと影の領域４とがずれて光強度が大きくなって
いるとすると、固体撮像素子２の端の領域イ，ハでは図
４（ｄ）（ｅ）のように画素２ａと影の領域４が一致し
て光強度が小さくなる。この結果、図５に示すように固
体撮像素子２には、１周期の偽信号５が発生し、モアレ
縞が目に見えるようになる。
万画素で、片方向に約６００画素配列した位相回折格子
３ａにおいて、位相回折格子３ａの実装時の角度がθ＝
０.０１゜ずれた場合、固体撮像素子２の端の領域イ，
ハに存在する位相回折格子３ａのパターンと中央の領域
ロに存在する位相回折格子３ａのパターンを比較する
と、画素２ａに対してｘ方向に影の領域４の周期の１／
２（０.５ΛN）だけずれることになる。従って、固体撮
像素子２の中央の領域ロでは図４（ｂ）（ｃ）のように
画素２ａと影の領域４とがずれて光強度が大きくなって
いるとすると、固体撮像素子２の端の領域イ，ハでは図
４（ｄ）（ｅ）のように画素２ａと影の領域４が一致し
て光強度が小さくなる。この結果、図５に示すように固
体撮像素子２には、１周期の偽信号５が発生し、モアレ
縞が目に見えるようになる。
【００１１】しかも、位相回折格子３ａの実装時の角度
ずれ精度を、θ≒０.０１％以下に保つことは、実装上
困難である。
ずれ精度を、θ≒０.０１％以下に保つことは、実装上
困難である。
【００１２】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、回折格子型
光学的ローパスフィルタ（位相回折格子）の実装ずれに
よっても偽信号の発生しにくい固体撮像装置を提供する
ことにある。
れたものであり、その目的とするところは、回折格子型
光学的ローパスフィルタ（位相回折格子）の実装ずれに
よっても偽信号の発生しにくい固体撮像装置を提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の固体撮
像装置は、撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮像レ
ンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格子型
光学的ローパスフィルタとからなり、前記回折格子型光
学的ローパスフィルタを構成する回折格子における、前
記固体撮像素子の画素配列方向での周期が、前記固体撮
像素子の画素周期の３倍、５倍もしくは７倍近傍に設定
されていることを特徴としている。
像装置は、撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮像レ
ンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格子型
光学的ローパスフィルタとからなり、前記回折格子型光
学的ローパスフィルタを構成する回折格子における、前
記固体撮像素子の画素配列方向での周期が、前記固体撮
像素子の画素周期の３倍、５倍もしくは７倍近傍に設定
されていることを特徴としている。
【００１４】請求項２に記載の固体撮像装置は、撮像レ
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の２.５〜３.５倍、４.５〜５.５倍もしくは６.５〜７.
５倍の範囲に設定されていることを特徴としている。
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の２.５〜３.５倍、４.５〜５.５倍もしくは６.５〜７.
５倍の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００１５】請求項１又は２に記載の固体撮像装置にあ
っては、固体撮像素子の画素配列方向における回折格子
型光学的ローパスフィルタの周期を、固体撮像素子の画
素周期の３.０倍、５.０倍もしくは７.０倍近傍、ある
いは固体撮像素子の画素周期の２.５〜３.５倍、４.５
〜５.５倍もしくは６.５〜７.５倍の範囲に設定してい
るので、固体撮像素子上には偽信号が発生するが、回折
格子周期の１／２の周期で影の部分が生じるような光学
的ローパスフィルタを用いている場合においては、その
偽信号の周期は画素周期の数倍ないし１０数倍程度とな
る。したがって、偽信号が発生していても目に見えるモ
アレ縞とならない。
っては、固体撮像素子の画素配列方向における回折格子
型光学的ローパスフィルタの周期を、固体撮像素子の画
素周期の３.０倍、５.０倍もしくは７.０倍近傍、ある
いは固体撮像素子の画素周期の２.５〜３.５倍、４.５
〜５.５倍もしくは６.５〜７.５倍の範囲に設定してい
るので、固体撮像素子上には偽信号が発生するが、回折
格子周期の１／２の周期で影の部分が生じるような光学
的ローパスフィルタを用いている場合においては、その
偽信号の周期は画素周期の数倍ないし１０数倍程度とな
る。したがって、偽信号が発生していても目に見えるモ
アレ縞とならない。
【００１６】また、回折格子型光学的ローパスフィルタ
の実装ずれによって、画素配列方向における回折格子型
光学的ローパスフィルタの周期が変化しても、偽信号の
周期が目に見えない範囲に止まっている限りはモアレ縞
となって目に入ることがない。
の実装ずれによって、画素配列方向における回折格子型
光学的ローパスフィルタの周期が変化しても、偽信号の
周期が目に見えない範囲に止まっている限りはモアレ縞
となって目に入ることがない。
【００１７】請求項３に記載の固体撮像装置は、撮像レ
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の１.５倍、２.５倍もしくは３.５倍近傍に設定されて
いることを特徴としている。
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の１.５倍、２.５倍もしくは３.５倍近傍に設定されて
いることを特徴としている。
【００１８】請求項４に記載の固体撮像装置は、撮像レ
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の１.２５〜１.７５倍、２.２５〜２.７５倍もしくは
３.２５〜３.７５倍の範囲に設定されていることを特徴
としている。
ンズと、固体撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記固体
撮像素子の間に配置された回折格子型光学的ローパスフ
ィルタとからなり、前記回折格子型光学的ローパスフィ
ルタを構成する回折格子における、前記固体撮像素子の
画素配列方向での周期が、前記固体撮像素子の画素周期
の１.２５〜１.７５倍、２.２５〜２.７５倍もしくは
３.２５〜３.７５倍の範囲に設定されていることを特徴
としている。
【００１９】請求項３又は４に記載の固体撮像装置にあ
っては、固体撮像素子の画素配列方向における回折格子
型光学的ローパスフィルタの周期を、固体撮像素子の画
素周期の１.５倍、２.５倍もしくは３.５倍近傍、ある
いは固体撮像素子の画素周期の１.２５〜１.７５倍、
２.２５〜２.７５倍もしくは３.２５〜３.７５倍の範囲
に設定しているので、固体撮像素子上には偽信号が発生
するが、回折格子周期と等しい周期で影の部分が生じる
ような光学的ローパスフィルタを用いている場合におい
ては、その偽信号の周期は画素周期の数倍ないし１０数
倍程度となる。したがって、偽信号が発生していても目
に見えるモアレ縞とならない。
っては、固体撮像素子の画素配列方向における回折格子
型光学的ローパスフィルタの周期を、固体撮像素子の画
素周期の１.５倍、２.５倍もしくは３.５倍近傍、ある
いは固体撮像素子の画素周期の１.２５〜１.７５倍、
２.２５〜２.７５倍もしくは３.２５〜３.７５倍の範囲
に設定しているので、固体撮像素子上には偽信号が発生
するが、回折格子周期と等しい周期で影の部分が生じる
ような光学的ローパスフィルタを用いている場合におい
ては、その偽信号の周期は画素周期の数倍ないし１０数
倍程度となる。したがって、偽信号が発生していても目
に見えるモアレ縞とならない。
【００２０】また、回折格子型光学的ローパスフィルタ
の実装ずれによって、画素配列方向における回折格子型
光学的ローパスフィルタの周期が変化しても、偽信号の
周期が目に見えない範囲に止まっている限りはモアレ縞
となって目に入ることがない。
の実装ずれによって、画素配列方向における回折格子型
光学的ローパスフィルタの周期が変化しても、偽信号の
周期が目に見えない範囲に止まっている限りはモアレ縞
となって目に入ることがない。
【００２１】請求項５に記載の実施態様は、請求項１〜
４に記載の固体撮像装置において、前記固体撮像素子が
色フィルタアレイを有し、前記固体撮像素子の画素周期
とは、前記色フィルタアレイにおける同一色成分に対応
する画素周期であることを特徴としている。
４に記載の固体撮像装置において、前記固体撮像素子が
色フィルタアレイを有し、前記固体撮像素子の画素周期
とは、前記色フィルタアレイにおける同一色成分に対応
する画素周期であることを特徴としている。
【００２２】固体撮像素子が色フィルタアレイを有する
カラー用の固体撮像装置の場合には、色フィルタアレイ
の同一色成分に対応する画素周期を固体撮像素子の周期
として、上記請求項１〜４に記載の条件を適用すれば、
固体撮像装置における色むらや色彩のずれなどを抑制す
ることができる。
カラー用の固体撮像装置の場合には、色フィルタアレイ
の同一色成分に対応する画素周期を固体撮像素子の周期
として、上記請求項１〜４に記載の条件を適用すれば、
固体撮像装置における色むらや色彩のずれなどを抑制す
ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図６は本発明の一実施形態による
固体撮像装置の基本構成を示す斜視図である。固体撮像
素子１２は、一定の画素周期ΛCCDで配列された多数の
画素１２ａからなるＣＣＤ（電荷結合素子）である。固
体撮像素子１２の前面に配置されている光学的ローパス
フィルタ１３は、周期がΛMLAの１次元又は２次元回折
格子からなる。光学的ローパスフィルタ１３は、回折格
子パターンの方向が固体撮像素子１２の画素配列方向と
平行になるように実装される。１１は光学的ローパスフ
ィルタ１３の前方に配置された撮像レンズである。
固体撮像装置の基本構成を示す斜視図である。固体撮像
素子１２は、一定の画素周期ΛCCDで配列された多数の
画素１２ａからなるＣＣＤ（電荷結合素子）である。固
体撮像素子１２の前面に配置されている光学的ローパス
フィルタ１３は、周期がΛMLAの１次元又は２次元回折
格子からなる。光学的ローパスフィルタ１３は、回折格
子パターンの方向が固体撮像素子１２の画素配列方向と
平行になるように実装される。１１は光学的ローパスフ
ィルタ１３の前方に配置された撮像レンズである。
【００２４】ここで、光学的ローパスフィルタ１３は正
弦波状パターンの回折格子パターンを有しており、その
回折格子パターンの周期（以下、パターン周期という）
ΛML Aは、固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの３.０倍
付近、つまり、ΛMLA≒３.０ΛCCDとなっている。従っ
て、光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLA
は画素周期ΛCCD程度の非常に小さな値となり、光学的
ローパスフィルタ１３により固体撮像素子１２上に目に
見える大きさの影が生じることはない。
弦波状パターンの回折格子パターンを有しており、その
回折格子パターンの周期（以下、パターン周期という）
ΛML Aは、固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの３.０倍
付近、つまり、ΛMLA≒３.０ΛCCDとなっている。従っ
て、光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLA
は画素周期ΛCCD程度の非常に小さな値となり、光学的
ローパスフィルタ１３により固体撮像素子１２上に目に
見える大きさの影が生じることはない。
【００２５】図７（ａ）〜（ｅ）は光学的ローパスフィ
ルタ１３のパターン周期ΛMLAが固体撮像素子１２の画
素周期ΛCCDの３.０倍（ΛMLA＝３ΛCCD）であるとき
の、図２（ａ）〜（ｅ）に対応する図を示している。こ
の固体撮像装置では、図７（ｅ）に１点鎖線で示すよう
に、固体撮像素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCD
の３倍（ΛN＝３ΛCCD）の偽信号１５が生じている。こ
れから分かるように、光学的ローパスフィルタ１３のパ
ターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの
３.０倍付近にした場合には、偽信号１５の周期ΛNは固
体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの３倍程度となる。従
って、固体撮像素子１２上には偽信号１５が発生してい
るが、その周期ΛNは画素周期ΛCCDの３倍程度であって
視覚で認識しにくく、モアレ縞として目立たない。ま
た、光学的ローパスフィルタ１３の実装ずれや実装誤差
によって光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期Λ
MLAが変化したとしても、生じる偽信号１５の周期ΛNは
画素周期ΛCCDの数倍のままであって、モアレ縞として
目立つ恐れがない。
ルタ１３のパターン周期ΛMLAが固体撮像素子１２の画
素周期ΛCCDの３.０倍（ΛMLA＝３ΛCCD）であるとき
の、図２（ａ）〜（ｅ）に対応する図を示している。こ
の固体撮像装置では、図７（ｅ）に１点鎖線で示すよう
に、固体撮像素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCD
の３倍（ΛN＝３ΛCCD）の偽信号１５が生じている。こ
れから分かるように、光学的ローパスフィルタ１３のパ
ターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの
３.０倍付近にした場合には、偽信号１５の周期ΛNは固
体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの３倍程度となる。従
って、固体撮像素子１２上には偽信号１５が発生してい
るが、その周期ΛNは画素周期ΛCCDの３倍程度であって
視覚で認識しにくく、モアレ縞として目立たない。ま
た、光学的ローパスフィルタ１３の実装ずれや実装誤差
によって光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期Λ
MLAが変化したとしても、生じる偽信号１５の周期ΛNは
画素周期ΛCCDの数倍のままであって、モアレ縞として
目立つ恐れがない。
【００２６】同じように、光学的ローパスフィルタ１３
のパターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期Λ
CCDの５.０倍（ΛMLA＝５.０ΛCCD）とした場合の図７
（ｃ）（ｅ）に対応する図を図８（ａ）（ｂ）に示す。
この場合には、図８（ｂ）に１点鎖線で示すように、固
体撮像素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCDの５倍
（ΛN＝５ΛCCD）の偽信号１５が生じる。よって、光学
的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮
像素子１２の画素周期ΛCCDの５.０倍付近にした場合に
は、偽信号１５の周期ΛNは固体撮像素子１２の画素周
期ΛCCDの５倍程度となり、固体撮像素子１２上には偽
信号１５が発生しているが、その周期ΛNは画素周期Λ
CCDの５倍程度であって、依然として視覚で認識しにく
く、モアレ縞として目立たない。また、光学的ローパス
フィルタ１３の実装ずれや実装誤差によって光学的ロー
パスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAが変化しても、
生じる偽信号１５の周期ΛNは画素周期ΛCCDの数倍のま
まであって、モアレ縞として目立つ恐れがない。
のパターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期Λ
CCDの５.０倍（ΛMLA＝５.０ΛCCD）とした場合の図７
（ｃ）（ｅ）に対応する図を図８（ａ）（ｂ）に示す。
この場合には、図８（ｂ）に１点鎖線で示すように、固
体撮像素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCDの５倍
（ΛN＝５ΛCCD）の偽信号１５が生じる。よって、光学
的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮
像素子１２の画素周期ΛCCDの５.０倍付近にした場合に
は、偽信号１５の周期ΛNは固体撮像素子１２の画素周
期ΛCCDの５倍程度となり、固体撮像素子１２上には偽
信号１５が発生しているが、その周期ΛNは画素周期Λ
CCDの５倍程度であって、依然として視覚で認識しにく
く、モアレ縞として目立たない。また、光学的ローパス
フィルタ１３の実装ずれや実装誤差によって光学的ロー
パスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAが変化しても、
生じる偽信号１５の周期ΛNは画素周期ΛCCDの数倍のま
まであって、モアレ縞として目立つ恐れがない。
【００２７】同様に、光学的ローパスフィルタ１３のパ
ターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの
７.０倍（ΛMLA＝７.０ΛCCD）とした場合の図７（ｃ）
（ｅ）に対応する図を図９（ａ）（ｂ）に示す。この場
合には、図９（ｂ）に１点鎖線で示すように、固体撮像
素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCDの７倍（ΛN
＝７ΛCCD）の偽信号１５が生じる。よって、光学的ロ
ーパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮像素
子１２の画素周期ΛCCDの７.０倍付近に設定した場合に
は、偽信号１５の周期ΛNは固体撮像素子１２の画素周
期ΛCCDの７倍程度となり、固体撮像素子１２上には偽
信号１５が発生しているが、その周期ΛNは画素周期Λ
CCDの７倍程度であって、依然として視覚で認識しにく
く、モアレ縞として目立たない。また、光学的ローパス
フィルタ１３の実装ずれや実装誤差によって光学的ロー
パスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAが変化しても、
生じる偽信号１５の周期ΛNは画素周期ΛCCDの数倍〜１
０数倍であって、モアレ縞として目立ちにくい。
ターン周期ΛMLAを固体撮像素子１２の画素周期ΛCCDの
７.０倍（ΛMLA＝７.０ΛCCD）とした場合の図７（ｃ）
（ｅ）に対応する図を図９（ａ）（ｂ）に示す。この場
合には、図９（ｂ）に１点鎖線で示すように、固体撮像
素子１２上には、周期ΛNが画素周期ΛCCDの７倍（ΛN
＝７ΛCCD）の偽信号１５が生じる。よって、光学的ロ
ーパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAを固体撮像素
子１２の画素周期ΛCCDの７.０倍付近に設定した場合に
は、偽信号１５の周期ΛNは固体撮像素子１２の画素周
期ΛCCDの７倍程度となり、固体撮像素子１２上には偽
信号１５が発生しているが、その周期ΛNは画素周期Λ
CCDの７倍程度であって、依然として視覚で認識しにく
く、モアレ縞として目立たない。また、光学的ローパス
フィルタ１３の実装ずれや実装誤差によって光学的ロー
パスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAが変化しても、
生じる偽信号１５の周期ΛNは画素周期ΛCCDの数倍〜１
０数倍であって、モアレ縞として目立ちにくい。
【００２８】次に、上記各実施形態を従来例と比較して
理論的に説明する。まず、固体撮像素子１２の各画素１
２ａの受光率をcosカーブで近似すると、図７（ｄ）の
固体撮像素子１２の受光率（受光率の最大値を１とす
る）は、 ０.５｛１＋cos（２πｘ／ΛCCD）｝ ＝０.５｛１＋cos（κ1ｘ）｝…式 と表される。但し、κ1＝２π／ΛCCDとした。
理論的に説明する。まず、固体撮像素子１２の各画素１
２ａの受光率をcosカーブで近似すると、図７（ｄ）の
固体撮像素子１２の受光率（受光率の最大値を１とす
る）は、 ０.５｛１＋cos（２πｘ／ΛCCD）｝ ＝０.５｛１＋cos（κ1ｘ）｝…式 と表される。但し、κ1＝２π／ΛCCDとした。
【００２９】また、光学的ローパスフィルタ１３の透過
率分布はパターン周期ΛMLAの１／２の周期を有してい
るから、図７（ｃ）、図８（ａ）及び図９（ａ）に示し
た透過率分布は、 Ｃ0＋Ｃ1cos（２πｘ／０.５ΛMLA）＋Ｃ2cos（４πｘ／0.５ΛMLA） ＋Ｃ3cos（６πｘ／０.５ΛMLA）＋… ＝Ｃ0＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋… …式 とフーリエ形式で表現することができる。但し、κ2＝
２π／ΛMLAとした。
率分布はパターン周期ΛMLAの１／２の周期を有してい
るから、図７（ｃ）、図８（ａ）及び図９（ａ）に示し
た透過率分布は、 Ｃ0＋Ｃ1cos（２πｘ／０.５ΛMLA）＋Ｃ2cos（４πｘ／0.５ΛMLA） ＋Ｃ3cos（６πｘ／０.５ΛMLA）＋… ＝Ｃ0＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋… …式 とフーリエ形式で表現することができる。但し、κ2＝
２π／ΛMLAとした。
【００３０】図７（ｅ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に
示した固体撮像素子１２上の受光量分布は、固体撮像素
子１２の受光率と光学的ローパスフィルタ１３による透
過率分布との合成であるから、上記式と式の積とし
て、次の式で表される。 ０.５｛１＋cos（κ1ｘ）｝×｛Ｃ0＋Ｃ1cos（２κ2ｘ） ＋Ｃ2cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝ …式 この式は次のように変形される。 ０.５｛Ｃ0＋Ｃ0cos（κ1ｘ）＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ） ＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝＋０.５｛Ｃ1cos（κ1ｘ）cos（２κ2ｘ） ＋Ｃ2cos（κ1ｘ）cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（κ1ｘ）cos（６κ2ｘ） ＋…｝ ＝０.５｛Ｃ0＋Ｃ0cos（κ1ｘ）＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ） ＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝＋０.２５｛Ｃ1cos（κ1＋２κ2）ｘ ＋Ｃ2cos（κ1＋４κ2）ｘ＋Ｃ3cos（κ1＋６κ2）ｘ＋…｝ ＋０.２５｛Ｃ1cos（κ1−２κ2）ｘ＋Ｃ2cos（κ1−４κ2）ｘ ＋Ｃ3cos（κ1−６κ2）ｘ＋…｝ …式
示した固体撮像素子１２上の受光量分布は、固体撮像素
子１２の受光率と光学的ローパスフィルタ１３による透
過率分布との合成であるから、上記式と式の積とし
て、次の式で表される。 ０.５｛１＋cos（κ1ｘ）｝×｛Ｃ0＋Ｃ1cos（２κ2ｘ） ＋Ｃ2cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝ …式 この式は次のように変形される。 ０.５｛Ｃ0＋Ｃ0cos（κ1ｘ）＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ） ＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝＋０.５｛Ｃ1cos（κ1ｘ）cos（２κ2ｘ） ＋Ｃ2cos（κ1ｘ）cos（４κ2ｘ）＋Ｃ3cos（κ1ｘ）cos（６κ2ｘ） ＋…｝ ＝０.５｛Ｃ0＋Ｃ0cos（κ1ｘ）＋Ｃ1cos（２κ2ｘ）＋Ｃ2cos（４κ2ｘ） ＋Ｃ3cos（６κ2ｘ）＋…｝＋０.２５｛Ｃ1cos（κ1＋２κ2）ｘ ＋Ｃ2cos（κ1＋４κ2）ｘ＋Ｃ3cos（κ1＋６κ2）ｘ＋…｝ ＋０.２５｛Ｃ1cos（κ1−２κ2）ｘ＋Ｃ2cos（κ1−４κ2）ｘ ＋Ｃ3cos（κ1−６κ2）ｘ＋…｝ …式
【００３１】上記式の｛｝第３項が偽信号１５を表わ
す項となっており、該項に示されている偽信号１５の周
期ΛNは、以下の通りである。 １／ΛN＝１／Λ1＝｜κ1−２κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−２／ΛMLA｜ １／ΛN＝１／Λ2＝｜κ1−４κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−４／ΛMLA｜ １／ΛN＝１／Λ3＝｜κ1−６κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−６／ΛMLA｜ …式 こうして求めた光学的ローパスフィルタのパターン周期
ΛMLAと偽信号の周期ΛNとの関係を図１０に示す。
す項となっており、該項に示されている偽信号１５の周
期ΛNは、以下の通りである。 １／ΛN＝１／Λ1＝｜κ1−２κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−２／ΛMLA｜ １／ΛN＝１／Λ2＝｜κ1−４κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−４／ΛMLA｜ １／ΛN＝１／Λ3＝｜κ1−６κ2｜／２π＝｜１／ΛCCD−６／ΛMLA｜ …式 こうして求めた光学的ローパスフィルタのパターン周期
ΛMLAと偽信号の周期ΛNとの関係を図１０に示す。
【００３２】従来の固体撮像装置にあっては、偽信号５
が発生しないよう、すなわち偽信号５の周期ΛN＝Λ1が
無限大となるように、光学的ローパスフィルタ３のパタ
ーン周期ΛMLAを画素周期ΛCCDの２倍（ΛMLA＝２
ΛCCD）に設計していた。このため、光学的ローパスフ
ィルタ３の実装ずれ等によってそのパターン周期ΛMLA
が画素周期ΛCCDからわずかにずれると、図１０から分
かるように、長い周期の偽信号５が発生し易く、これが
モアレ縞として表れていた。
が発生しないよう、すなわち偽信号５の周期ΛN＝Λ1が
無限大となるように、光学的ローパスフィルタ３のパタ
ーン周期ΛMLAを画素周期ΛCCDの２倍（ΛMLA＝２
ΛCCD）に設計していた。このため、光学的ローパスフ
ィルタ３の実装ずれ等によってそのパターン周期ΛMLA
が画素周期ΛCCDからわずかにずれると、図１０から分
かるように、長い周期の偽信号５が発生し易く、これが
モアレ縞として表れていた。
【００３３】これに対し、本発明の固体撮像装置にあっ
ては、目立たないような短い周期の偽信号１５が発生す
るように設計しているので、光学的ローパスフィルタ１
３の実装ずれ等によってそのパターン周期ΛMLAが多少
ずれ、偽信号１５の周期ΛNが変化しても、変化した周
期ΛNも目立たない範囲にとどまり、モアレ縞が生じる
のを防止することができる。
ては、目立たないような短い周期の偽信号１５が発生す
るように設計しているので、光学的ローパスフィルタ１
３の実装ずれ等によってそのパターン周期ΛMLAが多少
ずれ、偽信号１５の周期ΛNが変化しても、変化した周
期ΛNも目立たない範囲にとどまり、モアレ縞が生じる
のを防止することができる。
【００３４】式まはた図１０から分かるように、光学
的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAの設計値
としては、３.０ΛCCD、５.０ΛCCDあるいは７.０ΛCCD
の付近が好ましい。
的ローパスフィルタ１３のパターン周期ΛMLAの設計値
としては、３.０ΛCCD、５.０ΛCCDあるいは７.０ΛCCD
の付近が好ましい。
【００３５】特に、偽信号１５の周期ΛNはできるだけ
短い方が目立たないので、偽信号１５の周期ΛNを画素
周期ΛCCDの約１０倍以下にするのが望ましい。そのた
めには、 ２.２２ΛCCD≦ΛMLA≦３.６４ΛCCD ４.４４ΛCCD≦ΛMLA≦５.４６ΛCCD もしくは ６.６６ΛCCD≦ΛMLA≦７.２８ΛCCD…式 とすればよい。
短い方が目立たないので、偽信号１５の周期ΛNを画素
周期ΛCCDの約１０倍以下にするのが望ましい。そのた
めには、 ２.２２ΛCCD≦ΛMLA≦３.６４ΛCCD ４.４４ΛCCD≦ΛMLA≦５.４６ΛCCD もしくは ６.６６ΛCCD≦ΛMLA≦７.２８ΛCCD…式 とすればよい。
【００３６】さらに望ましくは、偽信号１５の周期ΛN
を画素周期ΛCCDの約８倍以下にするとよいので、 ２.２８ΛCCD≦ΛMLA≦３.５６ΛCCD ４.５６ΛCCD≦ΛMLA≦５.３２ΛCCD もしくは ６.８６ΛCCD≦ΛMLA≦７.１０ΛCCD…式 とすればよい。
を画素周期ΛCCDの約８倍以下にするとよいので、 ２.２８ΛCCD≦ΛMLA≦３.５６ΛCCD ４.５６ΛCCD≦ΛMLA≦５.３２ΛCCD もしくは ６.８６ΛCCD≦ΛMLA≦７.１０ΛCCD…式 とすればよい。
【００３７】しかし、光学的ローパスフィルタ１３の精
度は一定にするのが製造上好ましいから、かかる観点か
らは、 ２.５ΛCCD≦ΛMLA≦３.５ΛCCD ４.５ΛCCD≦ΛMLA≦５.５ΛCCD もしくは ６.５ΛCCD≦ΛMLA≦７.５ΛCCD…式 とするのが望ましい。
度は一定にするのが製造上好ましいから、かかる観点か
らは、 ２.５ΛCCD≦ΛMLA≦３.５ΛCCD ４.５ΛCCD≦ΛMLA≦５.５ΛCCD もしくは ６.５ΛCCD≦ΛMLA≦７.５ΛCCD…式 とするのが望ましい。
【００３８】（さらに別な実施形態）上記実施形態で
は、光学的ローパスフィルタ１３の回折格子パターンの
方向を固体撮像素子１２の画素配列方向と平行にしてい
たが、光学的ローパスフィルタ１３の回折格子パターン
の方向を固体撮像素子１２の画素配列方向に対して傾け
てあってもよい。例えば図１１に示すように、パターン
周期がΛMLA (0)の１次元回折格子からなる光学的ローパ
スフィルタ１３を画素配列方向に対してφ（例えば４５
゜）だけ傾けて配置する場合には、画素配列方向におけ
る光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期Λ
MLAは、 ΛMLA＝ΛMLA (0)／cosφ となるので、この画素配列方向における光学的ローパス
フィルタ１５のパターン周期ΛMLAが上記各条件を満た
せばよい。
は、光学的ローパスフィルタ１３の回折格子パターンの
方向を固体撮像素子１２の画素配列方向と平行にしてい
たが、光学的ローパスフィルタ１３の回折格子パターン
の方向を固体撮像素子１２の画素配列方向に対して傾け
てあってもよい。例えば図１１に示すように、パターン
周期がΛMLA (0)の１次元回折格子からなる光学的ローパ
スフィルタ１３を画素配列方向に対してφ（例えば４５
゜）だけ傾けて配置する場合には、画素配列方向におけ
る光学的ローパスフィルタ１３のパターン周期Λ
MLAは、 ΛMLA＝ΛMLA (0)／cosφ となるので、この画素配列方向における光学的ローパス
フィルタ１５のパターン周期ΛMLAが上記各条件を満た
せばよい。
【００３９】あるいは、光学的ローパスフィルタ１３の
回折格子パターンの方向に合せて画素周期ΛCCDを考え
る場合には、図１２に示すようにして回折格子パターン
の方向における画素ピッチをΛCCDを求め、その値に対
して上記各条件を満たすようにすればよい。
回折格子パターンの方向に合せて画素周期ΛCCDを考え
る場合には、図１２に示すようにして回折格子パターン
の方向における画素ピッチをΛCCDを求め、その値に対
して上記各条件を満たすようにすればよい。
【００４０】（さらに別な実施形態）図６、図７に示し
たような正弦波状をした回折格子パターンを有する光学
的ローパスフィルタ１３の場合には、図１３（ａ）に示
すように、光学的ローパスフィルタ１３を透過した光の
影の領域（暗部）１５は、周期Λs＝ΛMLA／２で生じ
る。これに対し、図１３（ｂ）に示すように、一定ピッ
チ毎のＶ状スリット１６やケガキ線からなる回折格子型
光学的ローパスフィルタ１３の場合には、影の領域１５
の周期はΛs＝ΛMLAとなる。また、正弦波状をした回折
格子パターンを有する光学的ローパスフィルタ１３の場
合でも、図１３（ｃ）に示すように、光学系によって
は、回折成分による影の発生よりも屈折によって明暗の
分布が生じる場合がある。このように屈折の影響が強い
場合には、影の領域（暗部）１５の周期はΛs＝ΛMLAと
なる。
たような正弦波状をした回折格子パターンを有する光学
的ローパスフィルタ１３の場合には、図１３（ａ）に示
すように、光学的ローパスフィルタ１３を透過した光の
影の領域（暗部）１５は、周期Λs＝ΛMLA／２で生じ
る。これに対し、図１３（ｂ）に示すように、一定ピッ
チ毎のＶ状スリット１６やケガキ線からなる回折格子型
光学的ローパスフィルタ１３の場合には、影の領域１５
の周期はΛs＝ΛMLAとなる。また、正弦波状をした回折
格子パターンを有する光学的ローパスフィルタ１３の場
合でも、図１３（ｃ）に示すように、光学系によって
は、回折成分による影の発生よりも屈折によって明暗の
分布が生じる場合がある。このように屈折の影響が強い
場合には、影の領域（暗部）１５の周期はΛs＝ΛMLAと
なる。
【００４１】このように影の領域１５の周期がΛs＝Λ
MLAとなる場合には、それに応じて影の生じる部分の透
過率分布の周期もΛMLA／２からΛMLAへ変化するので、
上記各条件の適用にあたっても、ΛMLA→２ΛMLAとして
適用する必要がある。例えば、このような光学的ローパ
スフィルタの場合には、パターン周期ΛMLAの設計値と
しては、１.５ΛCCD、２.５ΛCCDあるいは３.５ΛCCDの
付近が好ましい。
MLAとなる場合には、それに応じて影の生じる部分の透
過率分布の周期もΛMLA／２からΛMLAへ変化するので、
上記各条件の適用にあたっても、ΛMLA→２ΛMLAとして
適用する必要がある。例えば、このような光学的ローパ
スフィルタの場合には、パターン周期ΛMLAの設計値と
しては、１.５ΛCCD、２.５ΛCCDあるいは３.５ΛCCDの
付近が好ましい。
【００４２】また、Λs＝ΛMLAとなる光学的ローパスフ
ィルタ１３の場合には、前記式〜式もそれぞれ下記
の（６）式〜（８）式となる。まず、偽信号１５の周期
ΛNを画素周期ΛCCDの約１０倍以下にするための式
は、 １.１１ΛCCD≦ΛMLA≦１.８２ΛCCD ２.２２ΛCCD≦ΛMLA≦２.７３ΛCCD もしくは ３.３３ΛCCD≦ΛMLA≦３.６４ΛCCD …（６）式 として適用する必要がある。また、偽信号の周期ΛNを
画素周期ΛCCDの約８倍以下にするための式は、 １.１４ΛCCD≦ΛMLA≦１.７８ΛCCD ２.２８ΛCCD≦ΛMLA≦２.６６ΛCCD もしくは ３.４３ΛCCD≦ΛMLA≦３.５５ΛCCD …（７）式 となる。
ィルタ１３の場合には、前記式〜式もそれぞれ下記
の（６）式〜（８）式となる。まず、偽信号１５の周期
ΛNを画素周期ΛCCDの約１０倍以下にするための式
は、 １.１１ΛCCD≦ΛMLA≦１.８２ΛCCD ２.２２ΛCCD≦ΛMLA≦２.７３ΛCCD もしくは ３.３３ΛCCD≦ΛMLA≦３.６４ΛCCD …（６）式 として適用する必要がある。また、偽信号の周期ΛNを
画素周期ΛCCDの約８倍以下にするための式は、 １.１４ΛCCD≦ΛMLA≦１.７８ΛCCD ２.２８ΛCCD≦ΛMLA≦２.６６ΛCCD もしくは ３.４３ΛCCD≦ΛMLA≦３.５５ΛCCD …（７）式 となる。
【００４３】さらに、光学的ローパスフィルタの精度を
考慮した式は、 １.２５ΛCCD≦ΛMLA≦１.７５ΛCCD ２.２５ΛCCD≦ΛMLA≦２.７５ΛCCD もしくは ３.２５ΛCCD≦ΛMLA≦３.７５ΛCCD …（８）式 となる。
考慮した式は、 １.２５ΛCCD≦ΛMLA≦１.７５ΛCCD ２.２５ΛCCD≦ΛMLA≦２.７５ΛCCD もしくは ３.２５ΛCCD≦ΛMLA≦３.７５ΛCCD …（８）式 となる。
【００４４】（さらに別な実施形態）図１４は色フィル
タアレイ（図示せず）を有するカラー用の固体撮像装置
に本発明を適用する場合を示している。図１４（ａ）〜
（ｅ）は図７（ａ）〜（ｅ）に対応する図であるが、画
素として赤色画素（Ｒ）、緑色画素（Ｇ）及び青色画素
（Ｂ）を示している。ここで、色の区別をしない場合の
画素間のピッチを画素周期ΛCCDとして定義して本発明
の条件を適用する場合を考える。例えば、正弦波状の回
折格子パターンを有する光学的ローパスフィルタの周期
ΛMLAを、画素色を区別しないときの画素周期ΛCCDの３
倍付近に設定した場合を図１４に示す。
タアレイ（図示せず）を有するカラー用の固体撮像装置
に本発明を適用する場合を示している。図１４（ａ）〜
（ｅ）は図７（ａ）〜（ｅ）に対応する図であるが、画
素として赤色画素（Ｒ）、緑色画素（Ｇ）及び青色画素
（Ｂ）を示している。ここで、色の区別をしない場合の
画素間のピッチを画素周期ΛCCDとして定義して本発明
の条件を適用する場合を考える。例えば、正弦波状の回
折格子パターンを有する光学的ローパスフィルタの周期
ΛMLAを、画素色を区別しないときの画素周期ΛCCDの３
倍付近に設定した場合を図１４に示す。
【００４５】この場合にも、図１４（ｅ）に示すように
画素周期程度の小さな周期の偽信号が表われる。しかし
ながら、この場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素色によって周
期の大きな色むらを生じたり、色彩が変化したりすると
いう問題がある。例えば、図１４の場合では、白色光を
入射させた場合でも、固体撮像素子１２上の光は赤色に
変移している。
画素周期程度の小さな周期の偽信号が表われる。しかし
ながら、この場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素色によって周
期の大きな色むらを生じたり、色彩が変化したりすると
いう問題がある。例えば、図１４の場合では、白色光を
入射させた場合でも、固体撮像素子１２上の光は赤色に
変移している。
【００４６】これに対し、図１５（ａ）〜（ｇ）に示す
ものは、各色Ｒ，Ｇ，Ｂを区別して同一色成分の画素間
のピッチを画素周期ΛCCDとして定義して本発明の条件
を適用した場合を示している。例えば、図１５は、赤色
画素（Ｒ）間のピッチ、緑色画素（Ｇ）間のピッチ又は
青色画素（Ｂ）の同一色画素間のピッチを画素周期Λ
CCDとして定義し、正弦波状の回折格子パターンを有す
る光学的ローパスフィルタの周期ΛMLAを当該画素周期
ΛCCDの３倍付近に設定した場合を示し、図１５（ｅ）
（ｆ）（ｇ）はそれぞれ赤色画素、緑色画素及び青色画
素における受光量分布と各偽信号１５を個別に示してい
る。この場合には、各色毎に画素周期と同程度の周期の
偽信号が生じ、しかも各色Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度も同程度
となり、色むらや色彩の変化が生じていない。
ものは、各色Ｒ，Ｇ，Ｂを区別して同一色成分の画素間
のピッチを画素周期ΛCCDとして定義して本発明の条件
を適用した場合を示している。例えば、図１５は、赤色
画素（Ｒ）間のピッチ、緑色画素（Ｇ）間のピッチ又は
青色画素（Ｂ）の同一色画素間のピッチを画素周期Λ
CCDとして定義し、正弦波状の回折格子パターンを有す
る光学的ローパスフィルタの周期ΛMLAを当該画素周期
ΛCCDの３倍付近に設定した場合を示し、図１５（ｅ）
（ｆ）（ｇ）はそれぞれ赤色画素、緑色画素及び青色画
素における受光量分布と各偽信号１５を個別に示してい
る。この場合には、各色毎に画素周期と同程度の周期の
偽信号が生じ、しかも各色Ｒ，Ｇ，Ｂの光強度も同程度
となり、色むらや色彩の変化が生じていない。
【００４７】従って、カラー用の固体撮像装置に前記固
体撮像装置の条件を用いる場合には、同一色成分画素間
の周期を画素周期ΛCCDとすればよい。例えば、影の領
域の周期ΛNがパターン周期ΛMLAの１／２であるような
光学的ローパスフィルタ１３を用いる場合には、画素周
期ΛCCDの値として同一色成分画素間のピッチ寸法を用
いて、パターン周期ΛMLAを３.０ΛCCD、５.０ΛCCDも
しくは７.０ΛCCD付近に設定すればよい。また、〜
式を適用する際にも、画素周期ΛCCDの値として同一色
成分画素間のピッチ寸法を用いればよい。
体撮像装置の条件を用いる場合には、同一色成分画素間
の周期を画素周期ΛCCDとすればよい。例えば、影の領
域の周期ΛNがパターン周期ΛMLAの１／２であるような
光学的ローパスフィルタ１３を用いる場合には、画素周
期ΛCCDの値として同一色成分画素間のピッチ寸法を用
いて、パターン周期ΛMLAを３.０ΛCCD、５.０ΛCCDも
しくは７.０ΛCCD付近に設定すればよい。また、〜
式を適用する際にも、画素周期ΛCCDの値として同一色
成分画素間のピッチ寸法を用いればよい。
【００４８】同様に、影の領域の周期ΛNがパターン周
期ΛMLAと等しいような光学的ローパスフィルタ１３を
用いる場合には、画素周期ΛCCDの値として同一色成分
画素間のピッチ寸法を用いて、周期パターン周期ΛMLA
を１.５ΛCCD、２.５ΛCCDもしくは３.５ΛCCD付近に設
定すればよい。また、（６）〜（８）式を適用する際に
も、画素周期ΛCCDの値として同一色成分画素間のピッ
チ寸法を用いればよい。
期ΛMLAと等しいような光学的ローパスフィルタ１３を
用いる場合には、画素周期ΛCCDの値として同一色成分
画素間のピッチ寸法を用いて、周期パターン周期ΛMLA
を１.５ΛCCD、２.５ΛCCDもしくは３.５ΛCCD付近に設
定すればよい。また、（６）〜（８）式を適用する際に
も、画素周期ΛCCDの値として同一色成分画素間のピッ
チ寸法を用いればよい。
【図１】従来例による固体撮像装置の構成を示す概略図
である。
である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は同上の固体撮像装置において
偽信号が抑制されている様子を説明するための図であ
る。
偽信号が抑制されている様子を説明するための図であ
る。
【図３】位相回折格子が実装時に角度ずれを起こしてい
る様子を示す概略斜視図である。
る様子を示す概略斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は同上の固体撮像装置におい
て、位相回折格子の実装ずれによってモアレ縞が発生す
る様子を説明するための図である。
て、位相回折格子の実装ずれによってモアレ縞が発生す
る様子を説明するための図である。
【図５】同上の固体撮像装置に偽信号（モアレ縞）が生
じる様子を示す図である。
じる様子を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による固体撮像装置を示す
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は同上の固体撮像装置において
短い周期の偽信号が発生している様子を示す図である。
短い周期の偽信号が発生している様子を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は本発明の別な実施形態による固
体撮像装置において短い周期の偽信号が発生している様
子を示す図である。
体撮像装置において短い周期の偽信号が発生している様
子を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに別な実施形態に
よる固体撮像装置において短い周期の偽信号が発生して
いる様子を示す図である。
よる固体撮像装置において短い周期の偽信号が発生して
いる様子を示す図である。
【図１０】固体撮像素子に生じる偽信号の周期と光学的
ローパスフィルタのパターン周期との関係を示す図であ
る。
ローパスフィルタのパターン周期との関係を示す図であ
る。
【図１１】固体撮像素子の画素配列方向と光学的ローパ
スフィルタの方向とが傾いている場合における、画素周
期とパターン周期との関係を示す図である。
スフィルタの方向とが傾いている場合における、画素周
期とパターン周期との関係を示す図である。
【図１２】固体撮像素子の画素配列方向と光学的ローパ
スフィルタの方向とが傾いている場合における、画素周
期とパターン周期との関係を示す図である。
スフィルタの方向とが傾いている場合における、画素周
期とパターン周期との関係を示す図である。
【図１３】（ａ）は影の領域の周期がパターン周期の１
／２である光学的ローパスフィルタの一例を示す図、
（ｂ）は影の領域の周期とパターン周期が等しい光学的
ローパスフィルタの一例を示す図、（ｃ）は影の領域の
周期とパターン周期が等しい光学的ローパスフィルタの
別な例を示す図である。
／２である光学的ローパスフィルタの一例を示す図、
（ｂ）は影の領域の周期とパターン周期が等しい光学的
ローパスフィルタの一例を示す図、（ｃ）は影の領域の
周期とパターン周期が等しい光学的ローパスフィルタの
別な例を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）はカラーフィルタアレイを備
えた固体撮像装置における問題を示す図である。
えた固体撮像装置における問題を示す図である。
【図１５】（ａ）〜（ｇ）はカラーフィルタアレイを備
えた固体撮像装置の良好な実施形態を示す図である。
えた固体撮像装置の良好な実施形態を示す図である。
１１ 撮像レンズ １２ 固体撮像素子 １２ａ 画素 １３ 光学的ローパスフィルタ １５ 偽信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 茂 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮
像レンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格
子型光学的ローパスフィルタとからなり、 前記回折格子型光学的ローパスフィルタを構成する回折
格子における、前記固体撮像素子の画素配列方向での周
期が、前記固体撮像素子の画素周期の３倍、５倍もしく
は７倍近傍に設定されていることを特徴とする固体撮像
装置。 - 【請求項２】 撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮
像レンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格
子型光学的ローパスフィルタとからなり、 前記回折格子型光学的ローパスフィルタを構成する回折
格子における、前記固体撮像素子の画素配列方向での周
期が、前記固体撮像素子の画素周期の２.５〜３.５倍 ４.５〜５.５倍もしくは６.５〜７.５倍の範囲に設定さ
れていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮
像レンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格
子型光学的ローパスフィルタとからなり、 前記回折格子型光学的ローパスフィルタを構成する回折
格子における、前記固体撮像素子の画素配列方向での周
期が、前記固体撮像素子の画素周期の１.５倍、２.５倍
もしくは３.５倍近傍に設定されていることを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項４】 撮像レンズと、固体撮像素子と、前記撮
像レンズ及び前記固体撮像素子の間に配置された回折格
子型光学的ローパスフィルタとからなり、 前記回折格子型光学的ローパスフィルタを構成する回折
格子における、前記固体撮像素子の画素配列方向での周
期が、前記固体撮像素子の画素周期の１.２５〜１.７５
倍 ２.２５〜２.７５倍もしくは３.２５〜３.７５倍の範囲
に設定されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４に記載の固体撮像装置にお
いて、 前記固体撮像素子は色フィルタアレイを有し、 前記固体撮像素子の画素周期とは、前記色フィルタアレ
イにおける同一色成分に対応する画素周期であることを
特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090474A JPH09258138A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090474A JPH09258138A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258138A true JPH09258138A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13999592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8090474A Pending JPH09258138A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09258138A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013236917A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-11-28 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出装置及び放射線撮影システム |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8090474A patent/JPH09258138A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013236917A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-11-28 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出装置及び放射線撮影システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040622 |