JPH1054960A - 光学ローパスフィルタ - Google Patents
光学ローパスフィルタInfo
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- JPH1054960A JPH1054960A JP9106201A JP10620197A JPH1054960A JP H1054960 A JPH1054960 A JP H1054960A JP 9106201 A JP9106201 A JP 9106201A JP 10620197 A JP10620197 A JP 10620197A JP H1054960 A JPH1054960 A JP H1054960A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来よりも少ない種類の光学要素を用いて、
安価な構成のもとに従来と同等の光束分離能力を発揮し
得る光学ローパスフィルタを提供する。 【解決手段】 画素が正方格子状に配列された撮像デバ
イスに用いる光学ローパスフィルタにおいて、水平分離
複屈折板１ａと垂直分離複屈折板１ｂを少なくとも１枚
ずつ備え、その各複屈折板１ａ，１ｂを、厚さが互いに
等しく、かつ、その水平方向寸法と垂直方向寸法とを互
いに等しくした構成を採用することにより、実質的に同
一の部材を互いに９０°回転させて積層することで水平
分離複屈折板１ａと垂直分離複屈折板１ｂに使い分ける
こどを可能とする。
安価な構成のもとに従来と同等の光束分離能力を発揮し
得る光学ローパスフィルタを提供する。 【解決手段】 画素が正方格子状に配列された撮像デバ
イスに用いる光学ローパスフィルタにおいて、水平分離
複屈折板１ａと垂直分離複屈折板１ｂを少なくとも１枚
ずつ備え、その各複屈折板１ａ，１ｂを、厚さが互いに
等しく、かつ、その水平方向寸法と垂直方向寸法とを互
いに等しくした構成を採用することにより、実質的に同
一の部材を互いに９０°回転させて積層することで水平
分離複屈折板１ａと垂直分離複屈折板１ｂに使い分ける
こどを可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複屈折板を用いた光
学ローパスフィルタに関し、更に詳しくは、画素が正方
格子状に配列された撮像デバイスに用いるための光学ロ
ーパスフィルタに関する。
学ローパスフィルタに関し、更に詳しくは、画素が正方
格子状に配列された撮像デバイスに用いるための光学ロ
ーパスフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等の撮像デバイスにおいては、一
般に、疑似信号の発生を防止することを目的として、撮
像デバイスの前段に光学ローパスフィルタが設けられ
る。このような光学ローパスフィルタには、通常、水晶
板等の複屈折板が主として用いられ、複屈折板と偏光解
消板としての１／４波長板等を併用したものもあるが、
基本的には、撮像デバイスへの入射光である一つの単位
光束を複数本の光束に分離して複数の画素に入射させる
ことによって、高い空間周波数成分を持つ輝度信号によ
る色ビードを除去する。
般に、疑似信号の発生を防止することを目的として、撮
像デバイスの前段に光学ローパスフィルタが設けられ
る。このような光学ローパスフィルタには、通常、水晶
板等の複屈折板が主として用いられ、複屈折板と偏光解
消板としての１／４波長板等を併用したものもあるが、
基本的には、撮像デバイスへの入射光である一つの単位
光束を複数本の光束に分離して複数の画素に入射させる
ことによって、高い空間周波数成分を持つ輝度信号によ
る色ビードを除去する。
【０００３】撮像デバイスとしてＣＣＤを用いる場合に
は、一つの単位光束を水平方向および垂直方向に分離す
る必要があり、また、分離された各光束がそれぞれに対
応する個々の画素に入射する必要があるため、このよう
な撮像デバイスに用いる光学ローパスフィルタは、ＣＣ
Ｄの画素のピッチに合わせて設計される。
は、一つの単位光束を水平方向および垂直方向に分離す
る必要があり、また、分離された各光束がそれぞれに対
応する個々の画素に入射する必要があるため、このよう
な撮像デバイスに用いる光学ローパスフィルタは、ＣＣ
Ｄの画素のピッチに合わせて設計される。
【０００４】家庭用ビデオカメラ等に用いられるＣＣＤ
は、画素のピッチが水平方向と垂直方向で相違し、従っ
て、光学ローパスフィルタによる分離パターンは、水平
方向と垂直方向とで分離距離（ピッチ）を相違させる必
要がある。このような水平方向と垂直方向への分離距離
が異なる２次元の光学ローパスフィルタを得るための光
学要素の組み合わせとしては、例えば図１０に示すよう
に、水平方向への分離距離を決定する厚さＴの水平分離
複屈折板７１と、厚さＴ／２の水平分離複屈折板７２、
および垂直方向への分離距離を決定する厚さｔ（≠Ｔ）
の垂直分離複屈折板７３のそれぞれの間に１／４波長板
７４を介在させて積層する構成等が実用化されている。
は、画素のピッチが水平方向と垂直方向で相違し、従っ
て、光学ローパスフィルタによる分離パターンは、水平
方向と垂直方向とで分離距離（ピッチ）を相違させる必
要がある。このような水平方向と垂直方向への分離距離
が異なる２次元の光学ローパスフィルタを得るための光
学要素の組み合わせとしては、例えば図１０に示すよう
に、水平方向への分離距離を決定する厚さＴの水平分離
複屈折板７１と、厚さＴ／２の水平分離複屈折板７２、
および垂直方向への分離距離を決定する厚さｔ（≠Ｔ）
の垂直分離複屈折板７３のそれぞれの間に１／４波長板
７４を介在させて積層する構成等が実用化されている。
【０００５】一方、パーソナルコンピュータの映像取り
込みやテレビ電話等、静止画取り込み用のＣＣＤは水平
・垂直の画素ピッチが互いに等しく、いわゆる正方格子
状に各画素が配列されており、従ってこれらの撮像デバ
イスに用いられる光学ローパスフィルタによる分離パタ
ーンは、水平・垂直の分離距離を一致させる必要があ
る。このような静止画取り込み用ＣＣＤに用いられる２
次元の光学ローパスフィルタを得るための光学要素の組
み合わせとしては、図１１に例示するように、厚さＴが
互いに等しい水平分離複屈折板８１と垂直分離複屈折板
８２の間に１／４波長板８３を介在させる構成（Ａ）の
ほか、厚さＴの水平分離複屈折板８４の両側に、分離方
向が互いに９０°相違し、かつ、厚さがそれぞれＴ×√
２の２枚の４５°分離複屈折板８５，８６を設ける構成
（Ｂ）等が実用化されている。
込みやテレビ電話等、静止画取り込み用のＣＣＤは水平
・垂直の画素ピッチが互いに等しく、いわゆる正方格子
状に各画素が配列されており、従ってこれらの撮像デバ
イスに用いられる光学ローパスフィルタによる分離パタ
ーンは、水平・垂直の分離距離を一致させる必要があ
る。このような静止画取り込み用ＣＣＤに用いられる２
次元の光学ローパスフィルタを得るための光学要素の組
み合わせとしては、図１１に例示するように、厚さＴが
互いに等しい水平分離複屈折板８１と垂直分離複屈折板
８２の間に１／４波長板８３を介在させる構成（Ａ）の
ほか、厚さＴの水平分離複屈折板８４の両側に、分離方
向が互いに９０°相違し、かつ、厚さがそれぞれＴ×√
２の２枚の４５°分離複屈折板８５，８６を設ける構成
（Ｂ）等が実用化されている。
【０００６】ここで、以上のような各光学ローパスフィ
ルタに用いられる各複屈折板は、積層時等において縦・
横の方向を間違えると分離方向が設計とは相違してしま
う関係上、その縦・横のサイズを異ならしめており、１
／３インチＣＣＤ用では縦×横のサイズは８．４×８．
９ｍｍもしくは８．２×８．８ｍｍ、１／４インチＣＣ
Ｄ用では縦×横のサイズが７．３×７．８ｍｍとなって
いる。
ルタに用いられる各複屈折板は、積層時等において縦・
横の方向を間違えると分離方向が設計とは相違してしま
う関係上、その縦・横のサイズを異ならしめており、１
／３インチＣＣＤ用では縦×横のサイズは８．４×８．
９ｍｍもしくは８．２×８．８ｍｍ、１／４インチＣＣ
Ｄ用では縦×横のサイズが７．３×７．８ｍｍとなって
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の各光学ローパスフィルタにおいては、水平方向
および垂直方向に単位光束を分離させるためには、少な
くとも３種類の光学要素を要し、より具体的には、２種
類以上の複屈折板と１種類以上の偏光要素、もしくは３
種類以上の複屈折板が必要となる。
な従来の各光学ローパスフィルタにおいては、水平方向
および垂直方向に単位光束を分離させるためには、少な
くとも３種類の光学要素を要し、より具体的には、２種
類以上の複屈折板と１種類以上の偏光要素、もしくは３
種類以上の複屈折板が必要となる。
【０００８】本発明の目的は、従来よりも少ない種類の
光学要素を用いて、従って安価な構成のもとに、従来と
同等の光束分離能力を発揮し得る光学ローパスフィルタ
を提供することにある。
光学要素を用いて、従って安価な構成のもとに、従来と
同等の光束分離能力を発揮し得る光学ローパスフィルタ
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の光学ローパスフィルタは、画
素が正方格子状に配列された撮像デバイスに用いる光学
ローパスフィルタであって、撮像デバイスに対する入射
光を水平方向に分離するための水平分離複屈折板と、同
入射光を垂直方向に分離するための垂直分離複屈折板と
をそれぞれ少なくとも１枚ずつ備えるとともに、その各
複屈折板の厚さは互いに等しく、かつ、これらの各複屈
折板は、その水平方向寸法と垂直方向寸法を互いに等し
くしていることによって特徴づけられる。
め、請求項１に係る発明の光学ローパスフィルタは、画
素が正方格子状に配列された撮像デバイスに用いる光学
ローパスフィルタであって、撮像デバイスに対する入射
光を水平方向に分離するための水平分離複屈折板と、同
入射光を垂直方向に分離するための垂直分離複屈折板と
をそれぞれ少なくとも１枚ずつ備えるとともに、その各
複屈折板の厚さは互いに等しく、かつ、これらの各複屈
折板は、その水平方向寸法と垂直方向寸法を互いに等し
くしていることによって特徴づけられる。
【００１０】また、同じ目的を達成するため、請求項２
に係る発明の光学ローパスフィルタでは、撮像デバイス
に対する入射光をそれぞれ４５°方向に分離し、かつ、
その分離方向が互いに９０°相違する第１と第２の４５
°分離複屈折板を備えるとともに、その各複屈折板の厚
さは互いに等しく、かつ、これらの各複屈折板は、その
水平方向寸法と垂直方向寸法を互いに等しくしているこ
とによって特徴づけられる。
に係る発明の光学ローパスフィルタでは、撮像デバイス
に対する入射光をそれぞれ４５°方向に分離し、かつ、
その分離方向が互いに９０°相違する第１と第２の４５
°分離複屈折板を備えるとともに、その各複屈折板の厚
さは互いに等しく、かつ、これらの各複屈折板は、その
水平方向寸法と垂直方向寸法を互いに等しくしているこ
とによって特徴づけられる。
【００１１】ここで、本発明における水平分離複屈折板
と垂直分離複屈折板の形状、もしくは第１と第２の４５
°分離複屈折板の形状は特に限定されるものではない
が、それぞれ略正方形とすることがウェハからの切りだ
し工程の簡便さの点において好ましい。ここで言う略正
方形とは、基本形状が正方形であり、必要に応じてその
各コーナー部分や各辺に面取りないしは切欠等を設けた
形状を言う。
と垂直分離複屈折板の形状、もしくは第１と第２の４５
°分離複屈折板の形状は特に限定されるものではない
が、それぞれ略正方形とすることがウェハからの切りだ
し工程の簡便さの点において好ましい。ここで言う略正
方形とは、基本形状が正方形であり、必要に応じてその
各コーナー部分や各辺に面取りないしは切欠等を設けた
形状を言う。
【００１２】本発明における水平分離複屈折板および垂
直分離複屈折板、もしくは第１と第２の４５°分離複屈
折板には、それぞれ、積層工程において各複屈折板の方
向を誤らないように、光束分離方向識別のための切欠を
形成することが望ましい。
直分離複屈折板、もしくは第１と第２の４５°分離複屈
折板には、それぞれ、積層工程において各複屈折板の方
向を誤らないように、光束分離方向識別のための切欠を
形成することが望ましい。
【００１３】そして、本発明の好ましい実施の形態で
は、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板が、もしくは
第１と第２の４５°分離複屈折板が、互いに同一の部
材、つまり厚さ並びにその平面形状が全く同一とされ、
それぞれの光束分離方向が得られるように相互に９０°
回転させた状態で積層される。
は、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板が、もしくは
第１と第２の４５°分離複屈折板が、互いに同一の部
材、つまり厚さ並びにその平面形状が全く同一とされ、
それぞれの光束分離方向が得られるように相互に９０°
回転させた状態で積層される。
【００１４】また、請求項１に係る発明の構成を適用し
た光学ローパスフィルタにおいて、各光学要素の好まし
い組み合わせとしては、１枚の水平分離複屈折板と１枚
の垂直分離複屈折板とを、４５°分離複屈折板を介して
相互に積層したものを挙げることができる。
た光学ローパスフィルタにおいて、各光学要素の好まし
い組み合わせとしては、１枚の水平分離複屈折板と１枚
の垂直分離複屈折板とを、４５°分離複屈折板を介して
相互に積層したものを挙げることができる。
【００１５】本発明は、画素が正方格子状に配列された
ＣＣＤでは、光束の分離距離が水平方向と垂直方向とで
一致するが故に、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板
とを用いて光学ローパスフィルタを構築する場合には、
これらの複屈折板の厚さが同一とされることに着目し、
これらの平面視における形状・寸法を工夫することによ
って、水晶ウェハ等の基体から同一のカットアングルの
もとに切りだした部材をこれらに兼用し得るようにした
ものである。
ＣＣＤでは、光束の分離距離が水平方向と垂直方向とで
一致するが故に、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板
とを用いて光学ローパスフィルタを構築する場合には、
これらの複屈折板の厚さが同一とされることに着目し、
これらの平面視における形状・寸法を工夫することによ
って、水晶ウェハ等の基体から同一のカットアングルの
もとに切りだした部材をこれらに兼用し得るようにした
ものである。
【００１６】すなわち、複屈折板の形状を、例えば略正
方形等、水平・垂直方向の寸法、つまり横と縦の寸法を
等しくすると、９０°回転させてもその横と縦の寸法は
変わらず、従って、同じ部材を相互に９０°回転させて
積層することで、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板
が積層された状態とすることができ、結局、実質的に１
種類の複屈折板の積層の向きを変えるだけで水平分離複
屈折板と垂直分離複屈折板の双方に使い分けることがで
き、よって、このような水平分離複屈折板および垂直分
離複屈折板を少なくとも１枚ずつ用いて光学ローパスフ
ィルタを構築することで、従来の各構成に比して１種類
少ない光学要素の組み合わせによって同等の光束分解能
力を持つ光学ローパスフィルタを得ることが可能とな
る。
方形等、水平・垂直方向の寸法、つまり横と縦の寸法を
等しくすると、９０°回転させてもその横と縦の寸法は
変わらず、従って、同じ部材を相互に９０°回転させて
積層することで、水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板
が積層された状態とすることができ、結局、実質的に１
種類の複屈折板の積層の向きを変えるだけで水平分離複
屈折板と垂直分離複屈折板の双方に使い分けることがで
き、よって、このような水平分離複屈折板および垂直分
離複屈折板を少なくとも１枚ずつ用いて光学ローパスフ
ィルタを構築することで、従来の各構成に比して１種類
少ない光学要素の組み合わせによって同等の光束分解能
力を持つ光学ローパスフィルタを得ることが可能とな
る。
【００１７】また、同じことは、分離方向が互いに９０
°相違する第１と第２の４５°分離複屈折板を設ける場
合についても言え、４５°分離複屈折板の横と縦の寸法
を等しくすることにより、同じ部材を相互に９０°回転
させて積層することで、分離方向が互いに９０°相違し
た２枚の４５°分離複屈折板が積層された状態とするこ
とができ、１種類の複屈折板の積層の向きを変えるだけ
で分離方向が９０°相違した第１と第２の４５°分離複
屈折板の双方に使い分けることができる。
°相違する第１と第２の４５°分離複屈折板を設ける場
合についても言え、４５°分離複屈折板の横と縦の寸法
を等しくすることにより、同じ部材を相互に９０°回転
させて積層することで、分離方向が互いに９０°相違し
た２枚の４５°分離複屈折板が積層された状態とするこ
とができ、１種類の複屈折板の積層の向きを変えるだけ
で分離方向が９０°相違した第１と第２の４５°分離複
屈折板の双方に使い分けることができる。
【００１８】ここで、実質的に１種類の複屈折板を積層
時における向きを変更することによって、水平分離複屈
折板と垂直分離複屈折板、あるいは分離方向が互いに９
０°相違する第１と第２の４５°分離複屈折板に使い分
けるためには、その複屈折板の光軸方向、つまり光束分
離方向の識別のための何らかの指標が必要となるが、例
えば光束分離方向に沿った２つのコーナーに切欠を入れ
るか（水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板の場合）、
あるいは光束分離方向を指すコーナーに切欠を入れる
（第１と第２の４５°分離複屈折板の場合）等によって
対処可能である。
時における向きを変更することによって、水平分離複屈
折板と垂直分離複屈折板、あるいは分離方向が互いに９
０°相違する第１と第２の４５°分離複屈折板に使い分
けるためには、その複屈折板の光軸方向、つまり光束分
離方向の識別のための何らかの指標が必要となるが、例
えば光束分離方向に沿った２つのコーナーに切欠を入れ
るか（水平分離複屈折板と垂直分離複屈折板の場合）、
あるいは光束分離方向を指すコーナーに切欠を入れる
（第１と第２の４５°分離複屈折板の場合）等によって
対処可能である。
【００１９】そして、水平方向と垂直方向の寸法とが等
しい実質的に１種類の複屈折板の２枚を、水平分離複屈
折板と垂直分離複屈折板とに使い分け、これらの間に４
５°分離複屈折板を介在させて相互に積層した請求項５
に記載の光学ローパスフィルタによれば、実質的に２種
類の複屈折板を用いて、図５（Ｂ）に示すように一つの
単位光束を７点に分離することが可能となり、安価で光
束分離能力の高い光学ローパスフィルタを得ることがで
きる。
しい実質的に１種類の複屈折板の２枚を、水平分離複屈
折板と垂直分離複屈折板とに使い分け、これらの間に４
５°分離複屈折板を介在させて相互に積層した請求項５
に記載の光学ローパスフィルタによれば、実質的に２種
類の複屈折板を用いて、図５（Ｂ）に示すように一つの
単位光束を７点に分離することが可能となり、安価で光
束分離能力の高い光学ローパスフィルタを得ることがで
きる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は請求項１に係る発明の実施
の形態の構成を示す図で、（Ａ）は模式的側面図、
（Ｂ）は模式的正面図であり、また、図２（Ａ），
（Ｂ）にはその水平分離複屈折板１ａと垂直分離複屈折
板１ｂとを抽出したそれぞれの模式的正面図を示す。
の形態の構成を示す図で、（Ａ）は模式的側面図、
（Ｂ）は模式的正面図であり、また、図２（Ａ），
（Ｂ）にはその水平分離複屈折板１ａと垂直分離複屈折
板１ｂとを抽出したそれぞれの模式的正面図を示す。
【００２１】この例における光学ローパスフィルタは、
１枚の水平分離複屈折板１ａと、１枚の垂直分離複屈折
板１ｂの間に１／４波長板２を介在させた状態で相互に
積層した構造を持つ。
１枚の水平分離複屈折板１ａと、１枚の垂直分離複屈折
板１ｂの間に１／４波長板２を介在させた状態で相互に
積層した構造を持つ。
【００２２】水平分離複屈折板１ａ、垂直分離複屈折板
１ｂ、および１／４波長板２はそれぞれ同サイズの正方
形状であり、また、水平分離複屈折板１ａと垂直分離複
屈折板１ｂの厚さＴは互いに等しい。
１ｂ、および１／４波長板２はそれぞれ同サイズの正方
形状であり、また、水平分離複屈折板１ａと垂直分離複
屈折板１ｂの厚さＴは互いに等しい。
【００２３】そして、水平分離複屈折板１ａと垂直分離
複屈折板１ｂは、同じ水晶ウェハから同じカットアング
ルのもとに切りだされた全く同一の部材であり、これら
には光束分離方向に沿う一辺の両側の２つのコーナーに
それぞれ切欠ｕ1 およびｕ2が形成されている。すなわ
ち、図２に矢印で示すように、全く同じ水晶板を、切欠
ｕ1 ，ｕ2 の位置を９０°相違させた状態で積層するこ
とにより、水平分離複屈折板１ａおよび垂直分離複屈折
板１ｂとして用いている。
複屈折板１ｂは、同じ水晶ウェハから同じカットアング
ルのもとに切りだされた全く同一の部材であり、これら
には光束分離方向に沿う一辺の両側の２つのコーナーに
それぞれ切欠ｕ1 およびｕ2が形成されている。すなわ
ち、図２に矢印で示すように、全く同じ水晶板を、切欠
ｕ1 ，ｕ2 の位置を９０°相違させた状態で積層するこ
とにより、水平分離複屈折板１ａおよび垂直分離複屈折
板１ｂとして用いている。
【００２４】図３は以上の本発明の実施の形態の作用説
明図で、（Ａ）は以上の本発明の実施の形態の光学ロー
パスフィルタにおける各光学要素の光束分離方向等の機
能を表す図であり、同図（Ｂ）はこの光学ローパスフィ
ルタに入射した一つの単位光束の分離状況を表す図であ
る。
明図で、（Ａ）は以上の本発明の実施の形態の光学ロー
パスフィルタにおける各光学要素の光束分離方向等の機
能を表す図であり、同図（Ｂ）はこの光学ローパスフィ
ルタに入射した一つの単位光束の分離状況を表す図であ
る。
【００２５】この図３から明らかなように、この実施の
形態によれば、例えばＰ１点に入射した一つの単位光束
は水平分離複屈折板１ａによって互いに距離ａを隔てた
Ｐ１点とＰ２点を通る二つの光束に分離された後、１／
４波長板２を経て垂直分離複屈折板１ｂに入射すること
によって、これらの各光束は垂直方向に距離ａだけ分離
され、最終的にＰ１点〜Ｐ４点を通る合計四つの光束に
分離される。
形態によれば、例えばＰ１点に入射した一つの単位光束
は水平分離複屈折板１ａによって互いに距離ａを隔てた
Ｐ１点とＰ２点を通る二つの光束に分離された後、１／
４波長板２を経て垂直分離複屈折板１ｂに入射すること
によって、これらの各光束は垂直方向に距離ａだけ分離
され、最終的にＰ１点〜Ｐ４点を通る合計四つの光束に
分離される。
【００２６】この本発明の実施の形態では、１種類の複
屈折板と１枚の１／４波長板により一つの単位光束を四
つに分離しているのに対し、これと同等の光束分離能力
を持つ、図１１（Ａ）に示した従来の光学ローパスフィ
ルタでは、２種類の複屈折板と１枚の１／４波長板を用
いる必要があり、従って本発明の実施の形態によれば、
複屈折板の種類を少なくした分だけ、その複屈折板の量
産効果に伴うコストダウンを達成することができる。
屈折板と１枚の１／４波長板により一つの単位光束を四
つに分離しているのに対し、これと同等の光束分離能力
を持つ、図１１（Ａ）に示した従来の光学ローパスフィ
ルタでは、２種類の複屈折板と１枚の１／４波長板を用
いる必要があり、従って本発明の実施の形態によれば、
複屈折板の種類を少なくした分だけ、その複屈折板の量
産効果に伴うコストダウンを達成することができる。
【００２７】ここで、一般的な光学ローパスフィルタの
サイズは、前記した通りＣＣＤのサイズによって決ま
り、例えば１／３インチ用のものでは７．３×７．８ｍ
ｍであるが、本発明の実施の形態においては、有効エリ
アを確保するためにそのサイズは７．８×７．８ｍｍの
正方形とされるが、この程度の面積の増大は材料コスト
を殆ど上昇させることがない。
サイズは、前記した通りＣＣＤのサイズによって決ま
り、例えば１／３インチ用のものでは７．３×７．８ｍ
ｍであるが、本発明の実施の形態においては、有効エリ
アを確保するためにそのサイズは７．８×７．８ｍｍの
正方形とされるが、この程度の面積の増大は材料コスト
を殆ど上昇させることがない。
【００２８】図４は請求項１に係る発明の他の実施の形
態に相当する、請求項５に係る発明の実施の形態の模式
的側面図（Ａ）と模式的正面図（Ｂ）であり、また、図
５はその作用説明図であって、（Ａ）はその各光学要素
の光束分離方向等の機能を表す図で、（Ｂ）はこの実施
の形態に入射した一つの単位光束の分離状況を表す図で
ある。
態に相当する、請求項５に係る発明の実施の形態の模式
的側面図（Ａ）と模式的正面図（Ｂ）であり、また、図
５はその作用説明図であって、（Ａ）はその各光学要素
の光束分離方向等の機能を表す図で、（Ｂ）はこの実施
の形態に入射した一つの単位光束の分離状況を表す図で
ある。
【００２９】この実施の形態における特徴は、先の実施
の形態における１／４波長板２に代えて４５°分離複屈
折板３を用いた点にある。すなわち、この実施の形態に
おいては、それぞれ正方形状をした厚さＴの先の実施の
形態と全く同様の水平分離複屈折板１ａおよび垂直分離
複屈折板１ｂの間に、同じく正方形状をした厚さＴ×√
２の４５°分離複屈折板３を介在させ、全体を積層した
構造を持つ。
の形態における１／４波長板２に代えて４５°分離複屈
折板３を用いた点にある。すなわち、この実施の形態に
おいては、それぞれ正方形状をした厚さＴの先の実施の
形態と全く同様の水平分離複屈折板１ａおよび垂直分離
複屈折板１ｂの間に、同じく正方形状をした厚さＴ×√
２の４５°分離複屈折板３を介在させ、全体を積層した
構造を持つ。
【００３０】この実施の形態によれば、Ｐ１点に入射し
た一つの単位光束は、水平分離複屈折板１ａによってＰ
１点およびＰ２点を通る二つの光束に分離された後、４
５°分離複屈折板３によってＰ１点〜Ｐ４点を通る四つ
の光束に分離され、更に垂直分離複屈折板１ｂによって
これらの四つの光束が垂直方向に分離され、結局、水平
方向および垂直方向に互いに距離ａを隔てたＰ１点〜Ｐ
７点を通る七つの光束に分離される（なお、Ｐ３点にお
いて二つの光束が重複する）。
た一つの単位光束は、水平分離複屈折板１ａによってＰ
１点およびＰ２点を通る二つの光束に分離された後、４
５°分離複屈折板３によってＰ１点〜Ｐ４点を通る四つ
の光束に分離され、更に垂直分離複屈折板１ｂによって
これらの四つの光束が垂直方向に分離され、結局、水平
方向および垂直方向に互いに距離ａを隔てたＰ１点〜Ｐ
７点を通る七つの光束に分離される（なお、Ｐ３点にお
いて二つの光束が重複する）。
【００３１】このような七つの光束への分離を、この実
施の形態では２種類の複屈折板を３枚用いることによっ
て実現している。この実施の形態と、図１１に示した従
来の光学ローパスフィルタのうち、３枚の複屈折板を用
いた（Ｂ）に示すものとを比較したとき、この実施の形
態では以下に示すような効果を奏することができる。
施の形態では２種類の複屈折板を３枚用いることによっ
て実現している。この実施の形態と、図１１に示した従
来の光学ローパスフィルタのうち、３枚の複屈折板を用
いた（Ｂ）に示すものとを比較したとき、この実施の形
態では以下に示すような効果を奏することができる。
【００３２】すなわち、４５°分離複屈折板は、水平お
よび垂直分離複屈折板に比し、√２倍の厚さを必要とす
るとともに、その加工がより困難であるため、コストが
高くなる。図１１（Ｂ）に示した従来の光学ローパスフ
ィルタでは、２種類の４５°分離複屈折板を要するとと
もに、加えて水平分離複屈折板が必要であるのに対し、
本発明の実施の形態では１枚の４５°複屈折板と１種類
の水平分離複屈折板を用いることから、コストを大幅に
低減することができる。また、光束分離能力について
は、図４に示した実施の形態は、図１１（Ｂ）の従来の
ものに比して水平方向にはやや劣るものの、垂直方向に
はほぼ同等であり、前記したコスト低減効果との関連に
おいて、図４の実施の形態はコストパフォーマンスの点
で優れた光学ローパスフィルタとなり得る。
よび垂直分離複屈折板に比し、√２倍の厚さを必要とす
るとともに、その加工がより困難であるため、コストが
高くなる。図１１（Ｂ）に示した従来の光学ローパスフ
ィルタでは、２種類の４５°分離複屈折板を要するとと
もに、加えて水平分離複屈折板が必要であるのに対し、
本発明の実施の形態では１枚の４５°複屈折板と１種類
の水平分離複屈折板を用いることから、コストを大幅に
低減することができる。また、光束分離能力について
は、図４に示した実施の形態は、図１１（Ｂ）の従来の
ものに比して水平方向にはやや劣るものの、垂直方向に
はほぼ同等であり、前記したコスト低減効果との関連に
おいて、図４の実施の形態はコストパフォーマンスの点
で優れた光学ローパスフィルタとなり得る。
【００３３】次に、請求項２に係る発明の実施の形態に
ついて述べる。図６はその模式的側面図（Ａ）と模式的
正面図（Ｂ）であり、また、図７はその第１と第２の４
５°分離複屈折板３ａと３ｂとを抽出したそれぞれの模
式的正面図であり、更に図８はその作用説明図であっ
て、（Ａ）はその各光学要素の光束分離方向等の機能を
表す図で、（Ｂ）はこの実施の形態に入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図である。
ついて述べる。図６はその模式的側面図（Ａ）と模式的
正面図（Ｂ）であり、また、図７はその第１と第２の４
５°分離複屈折板３ａと３ｂとを抽出したそれぞれの模
式的正面図であり、更に図８はその作用説明図であっ
て、（Ａ）はその各光学要素の光束分離方向等の機能を
表す図で、（Ｂ）はこの実施の形態に入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図である。
【００３４】この実施の形態の光学ローパスフィルタ
は、光束分離方向が互いに９０°相違する第１と第２の
４５°分離複屈折板３ａと３ｂの間に、１／４波長板２
を介在させた状態で相互に積層した構造を持つ。
は、光束分離方向が互いに９０°相違する第１と第２の
４５°分離複屈折板３ａと３ｂの間に、１／４波長板２
を介在させた状態で相互に積層した構造を持つ。
【００３５】第１と第２の４５°分離複屈折板３ａと３
ｂ、および１／４波長板２はそれぞれ同サイズの正方形
状であり、また、第１と第２の４５°分離複屈折板３ａ
と３ｂの厚さは互いに等しい。
ｂ、および１／４波長板２はそれぞれ同サイズの正方形
状であり、また、第１と第２の４５°分離複屈折板３ａ
と３ｂの厚さは互いに等しい。
【００３６】また、第１と第２の４５°分離複屈折板３
ａと３ｂは、同じ水晶ウェハから同じカットアングルの
もとに切りだされた全く同一の部材であり、これらには
光束分離方向を指す１つのコーナーに切欠ｕが形成され
ている。すなわち、図７に矢印で示すように、全く同じ
水晶板を、切欠ｕの位置を９０°相違させた状態で積層
することにより、互いに光束分離方向が９０°相違する
第１と第２の４５°分離複屈折板３ａと３ｂとして用い
ている。
ａと３ｂは、同じ水晶ウェハから同じカットアングルの
もとに切りだされた全く同一の部材であり、これらには
光束分離方向を指す１つのコーナーに切欠ｕが形成され
ている。すなわち、図７に矢印で示すように、全く同じ
水晶板を、切欠ｕの位置を９０°相違させた状態で積層
することにより、互いに光束分離方向が９０°相違する
第１と第２の４５°分離複屈折板３ａと３ｂとして用い
ている。
【００３７】このような実施の形態によれば、図８に示
すように、Ｐ１点に入射した一つの単位光束は、第１の
４５°分離複屈折板３ａによってＰ１点およびそこから
４５°方向に距離ｂだけ離れたＰ２点を通る二つの光束
に分離された後、１／４波長板２を経て第２の４５°分
離複屈折板３ｂに入射することにより、Ｐ１点〜Ｐ４点
を通る合計四つの光束に分離される。ここで、この実施
の形態においては、光束を４５°方向にのみ分離するか
ら、各複屈折板３ａ，３ｂによる分離距離ｂに対して、
その√２倍の距離ａが画素ピッチに対応する距離とな
り、各４５°分離複屈折板３ａ，３ｂの厚さはこの点を
考慮して決定される。
すように、Ｐ１点に入射した一つの単位光束は、第１の
４５°分離複屈折板３ａによってＰ１点およびそこから
４５°方向に距離ｂだけ離れたＰ２点を通る二つの光束
に分離された後、１／４波長板２を経て第２の４５°分
離複屈折板３ｂに入射することにより、Ｐ１点〜Ｐ４点
を通る合計四つの光束に分離される。ここで、この実施
の形態においては、光束を４５°方向にのみ分離するか
ら、各複屈折板３ａ，３ｂによる分離距離ｂに対して、
その√２倍の距離ａが画素ピッチに対応する距離とな
り、各４５°分離複屈折板３ａ，３ｂの厚さはこの点を
考慮して決定される。
【００３８】以上の実施の態によっても、１種類の複屈
折板と１枚の１／４波長板により一つの単位光束を四つ
に分離することができ、図１に示した実施の形態とほぼ
同等の効果を奏することができる。
折板と１枚の１／４波長板により一つの単位光束を四つ
に分離することができ、図１に示した実施の形態とほぼ
同等の効果を奏することができる。
【００３９】なお、本発明における水平および垂直分離
複屈折板の形状、および、第１と第２の４５°分離複屈
折板の形状は、以上の各実施の形態のように正方形状に
限られることなく、例えば図９に正面図を示すように略
八角形等とすることができ、要は切欠等を除いた基本形
状における水平方向と垂直方向の寸法が互いに等しく、
もって９０°回転させても同じ形状となるような基本形
状を有していれば足りる。また、光束分離方向識別用の
切欠についても、前記した各実施の形態における切欠形
状および位置に限られることなく、任意とすることがで
きることは言うまでもない。
複屈折板の形状、および、第１と第２の４５°分離複屈
折板の形状は、以上の各実施の形態のように正方形状に
限られることなく、例えば図９に正面図を示すように略
八角形等とすることができ、要は切欠等を除いた基本形
状における水平方向と垂直方向の寸法が互いに等しく、
もって９０°回転させても同じ形状となるような基本形
状を有していれば足りる。また、光束分離方向識別用の
切欠についても、前記した各実施の形態における切欠形
状および位置に限られることなく、任意とすることがで
きることは言うまでもない。
【００４０】また、本発明における光学要素の組み合わ
せは前記した各実施の形態のものに限られることなく、
画素が正方格子状に配列されたＣＣＤ用光学ローパスフ
ィルタにおいて、水平分離および垂直分離のための複屈
折板を少なくとも１枚ずつ備えるか、もしくは分離方向
が互いに９０°相違する第１と第２の４５°分離複屈折
板を少なくとも備えていれば、任意の組み合わせを採用
し得ることは勿論である。
せは前記した各実施の形態のものに限られることなく、
画素が正方格子状に配列されたＣＣＤ用光学ローパスフ
ィルタにおいて、水平分離および垂直分離のための複屈
折板を少なくとも１枚ずつ備えるか、もしくは分離方向
が互いに９０°相違する第１と第２の４５°分離複屈折
板を少なくとも備えていれば、任意の組み合わせを採用
し得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水平分
離複屈折板と垂直分離複屈折板を少なくとも１枚ずつ備
えるか、あるいは分離方向が互いに９０°相違する第１
と第２の４５°分離複屈折板を備えるとともに、その各
複屈折板を、例えば正方形等のように、水平方向寸法と
垂直方向寸法とを同一としているから、全く同じ部材を
単に９０°回転させて積層することによって、水平分離
複屈折板と垂直分離複屈折板とに使い分けること、もし
くは第１と第２の４５°分離複屈折板に使い分けること
が可能となり、実質的に複屈折板の種類を減少させても
従来と同等の光束分離能力を持つ光学ローパスフィルタ
を得ることができる。その結果、複屈折板の量産効果に
伴うコスト低減を達成することができる。
離複屈折板と垂直分離複屈折板を少なくとも１枚ずつ備
えるか、あるいは分離方向が互いに９０°相違する第１
と第２の４５°分離複屈折板を備えるとともに、その各
複屈折板を、例えば正方形等のように、水平方向寸法と
垂直方向寸法とを同一としているから、全く同じ部材を
単に９０°回転させて積層することによって、水平分離
複屈折板と垂直分離複屈折板とに使い分けること、もし
くは第１と第２の４５°分離複屈折板に使い分けること
が可能となり、実質的に複屈折板の種類を減少させても
従来と同等の光束分離能力を持つ光学ローパスフィルタ
を得ることができる。その結果、複屈折板の量産効果に
伴うコスト低減を達成することができる。
【００４２】また、本発明の光学ローパスフィルタで
は、縦と横の寸法が同一となるため、撮像デバイスへの
組み込み時にその方向性を考慮する必要がなくなる、と
いう利点もある。
は、縦と横の寸法が同一となるため、撮像デバイスへの
組み込み時にその方向性を考慮する必要がなくなる、と
いう利点もある。
【図１】請求項１に係る発明の実施の形態の構成を示す
図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面図
図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面図
【図２】図１の水平分離複屈折板１ａと垂直分離複屈折
板１ｂとを抽出して示すそれぞれの模式的正面図
板１ｂとを抽出して示すそれぞれの模式的正面図
【図３】図１の実施の形態の作用説明図で、（Ａ）はそ
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
【図４】請求項１に係る発明の他の実施の形態の構成を
示す図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面
図
示す図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面
図
【図５】図４の実施の形態の作用説明図で、（Ａ）はそ
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
【図６】請求項２に係る発明の実施の形態の構成を示す
図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面図
図で、（Ａ）は模式的側面図、（Ｂ）は模式的正面図
【図７】図１の第１と第２の４５°分離複屈折板３ａと
３ｂとを抽出して示すそれぞれの模式的正面図
３ｂとを抽出して示すそれぞれの模式的正面図
【図８】図６の実施の形態の作用説明図で、（Ａ）はそ
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
の各光学要素の光束分離方向等の機能を表す図であり、
（Ｂ）はこの光学ローパスフィルタに入射した一つの単
位光束の分離状況を表す図
【図９】本発明において用いることのできる水平分離複
屈折板と垂直分離複屈折板、および第１と第２の４５°
分離複屈折板の形状を示す模式的正面図
屈折板と垂直分離複屈折板、および第１と第２の４５°
分離複屈折板の形状を示す模式的正面図
【図１０】ビデオムービー等の動画用撮像デバイスに用
いられる従来の光学ローパスフィルタの光学要素の組み
合わせの例とそれによる光束分離状況の説明図
いられる従来の光学ローパスフィルタの光学要素の組み
合わせの例とそれによる光束分離状況の説明図
【図１１】静止画取り込み用撮像デバイスに用いられる
従来の光学ローパスフィルタの光学要素の組み合わせ例
とその光束分離状況の説明図
従来の光学ローパスフィルタの光学要素の組み合わせ例
とその光束分離状況の説明図
１ａ 水平分離複屈折板 １ｂ 垂直分離複屈折板 ２ １／４波長板 ３ ４５°分離複屈折板 ３ａ 第１の４５°分離複屈折板 ３ｂ 第２の４５°分離複屈折板 ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ 切欠
Claims (6)
- 【請求項１】 画素が正方格子状に配列された撮像デバ
イスに用いる光学ローパスフィルタであって、撮像デバ
イスに対する入射光を水平方向に分離するための水平分
離複屈折板と、同入射光を垂直方向に分離するための垂
直分離複屈折板とをそれぞれ少なくとも１枚ずつ備える
とともに、その各複屈折板の厚さは互いに等しく、か
つ、これらの各複屈折板は、その水平方向寸法と垂直方
向寸法が互いに等しいことを特徴とする光学ローパスフ
ィルタ。 - 【請求項２】 画素が正方格子状に配列された撮像デバ
イスに用いる光学ローパスフィルタであって、撮像デバ
イスに対する入射光をそれぞれ４５°方向に分離し、か
つ、その分離方向が互いに９０°相違する第１と第２の
４５°分離複屈折板を備えるとともに、その各複屈折板
の厚さは互いに等しく、かつ、これらの各複屈折板は、
その水平方向寸法と垂直方向寸法とが互いに等しいこと
を特徴とする光学ローパスフィルタ。 - 【請求項３】 上記各複屈折板が、それぞれ略正方形で
あることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学
ローパスフィルタ。 - 【請求項４】 上記各複屈折板に、光束分離方向識別の
ための切欠が形成されていることを特徴とする、請求項
１、２または３に記載の光学ローパスフィルタ。 - 【請求項５】 上記水平分離複屈折板と垂直分離複屈折
板、もしくは、第１と第２の４５°分離複屈折板は、互
いに同一の部材であり、それぞれの光束分離方向が得ら
れるように相互に９０°回転させた状態で積層されてい
ることを特徴とする、請求項１、２、３または４に記載
の光学ローパスフィルタ。 - 【請求項６】 １枚の水平分離複屈折板と１枚の垂直分
離複屈折板とが、４５°分離複屈折板を介して相互に積
層されていることを特徴とする、請求項１、３、４また
は５に記載の光学ローパスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9106201A JPH1054960A (ja) | 1996-05-10 | 1997-04-23 | 光学ローパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11587596 | 1996-05-10 | ||
| JP8-115875 | 1996-05-10 | ||
| JP9106201A JPH1054960A (ja) | 1996-05-10 | 1997-04-23 | 光学ローパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054960A true JPH1054960A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=26446360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9106201A Pending JPH1054960A (ja) | 1996-05-10 | 1997-04-23 | 光学ローパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054960A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065306A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Daishinku Corporation | Dispositif optique |
| JP2001244447A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| US6327085B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-12-04 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| JPWO2003044573A1 (ja) * | 2001-11-21 | 2005-03-24 | 株式会社大真空 | 光学フィルタ、この光学フィルタの製造方法およびこの光学フィルタを用いた光学装置ならびにこの光学フィルタの収納構造 |
| US7855750B2 (en) | 1999-02-25 | 2010-12-21 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device with filter holding member for an image capturing device |
| JP2013019997A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Nikon Corp | 撮像ユニットおよびカメラ |
| JP2014127771A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置及びステレオカメラ |
| JP2014178241A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置、ステレオカメラ及び移動体 |
| US9470903B2 (en) | 2014-04-17 | 2016-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9106201A patent/JPH1054960A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7075719B2 (en) | 1998-03-31 | 2006-07-11 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US7961244B2 (en) | 1998-03-31 | 2011-06-14 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US6327085B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-12-04 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US6392803B2 (en) * | 1998-03-31 | 2002-05-21 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US6650474B2 (en) | 1998-03-31 | 2003-11-18 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US6778325B2 (en) | 1998-03-31 | 2004-08-17 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device provided with this optical filter |
| US7855750B2 (en) | 1999-02-25 | 2010-12-21 | Nikon Corporation | Optical filter and optical device with filter holding member for an image capturing device |
| US7123412B2 (en) | 2000-02-29 | 2006-10-17 | Daishinku Corporation | Optical device |
| WO2001065306A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Daishinku Corporation | Dispositif optique |
| JP4545267B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2010-09-15 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| JP2001244447A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| JPWO2003044573A1 (ja) * | 2001-11-21 | 2005-03-24 | 株式会社大真空 | 光学フィルタ、この光学フィルタの製造方法およびこの光学フィルタを用いた光学装置ならびにこの光学フィルタの収納構造 |
| JP2013019997A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Nikon Corp | 撮像ユニットおよびカメラ |
| JP2014127771A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置及びステレオカメラ |
| JP2014178241A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置、ステレオカメラ及び移動体 |
| US9470903B2 (en) | 2014-04-17 | 2016-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus |
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