JPH11282047A - Space frequency filter and digital still camera provided with this filter - Google Patents
Space frequency filter and digital still camera provided with this filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空間周波数フィル
ター及びこれを備えたデジタルスチルカメラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial frequency filter and a digital still camera equipped with the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタル
スチルカメラにおいては、撮像素子の前面にドット状の
色分解フィルターが配置されており、この色分解フィル
ターの繰り返しピッチ（画素ピッチ）と被写体の空間周
波数とのビートによって色の擬信号、いわゆる「色モア
レ」が発生することが知られている。この色モアレを防
止するため、撮影レンズと撮像素子との間に、空間周波
数を制限するための空間周波数フィルターを配置してい
る。空間周波数フィルターには、複屈折効果を有する複
屈折板が主要構成要素の一つとして使用されており、こ
の複屈折板は、一般に、水晶によって形成されている。2. Description of the Related Art In a digital still camera using an image pickup device such as a CCD, a dot-shaped color separation filter is arranged in front of the image pickup device. It is known that a false signal of color, so-called “color moiré” is generated by a beat with a spatial frequency. In order to prevent this color moiré, a spatial frequency filter for limiting a spatial frequency is arranged between the taking lens and the image sensor. A birefringent plate having a birefringent effect is used as one of the main components of the spatial frequency filter, and the birefringent plate is generally formed of quartz.
【０００３】図６に、特公平６−２０３１６号公報で提
案されている空間周波数フィルターを示す。このもの
は、それぞれの複屈折板の複屈折による像のずれ方向
が、１枚目と２枚目とでほぼ９０度ずれるように、２枚
の複屈折板を組み合わせて構成したものであり、ドット
状の色分解フィルターを有する撮像光学系に好適に使用
されている。FIG. 6 shows a spatial frequency filter proposed in Japanese Patent Publication No. 6-20316. This is a combination of two birefringent plates so that the direction of image shift due to birefringence of each birefringent plate is shifted by about 90 degrees between the first and second sheets. It is suitably used for an imaging optical system having a dot-shaped color separation filter.
【０００４】以下、その構成と原理を簡単に説明する。
撮影レンズ３１を透過した自然光の撮影光束３６は、１
枚目の複屈折板３２に入射すると、光の強度比が１：１
の常光３７と異常光３８となって２つの光路に分かれ２
重像となる。常光３７と異常光３８とは、１／４波長板
３３に入射すると、相互に９０°位相の異なる２つの円
偏光３７′と円偏光３８′とに変換される。第２の複屈
折板３４に入射した円偏光３７′と円偏光３８′は、前
者の円偏光３７′がそれぞれ強度の等しい常光３９と異
常光４０とに、また、同様に、後者の円偏光３８′がそ
れぞれ強度の等しい常光４１と異常光４２とに分かれ
る。これにより、撮像素子３５上には、４重像が形成さ
れる。複屈折板３２、３４は、それぞれの複屈折による
像のずれ方向が９０°ずれるように組み合わされている
ので、撮像素子３５上の４重像は、各点の強度が等しい
正方形を構成する。このときの正方形の一辺に相当する
各点間の距離を分離量ｄとすると、この分離量ｄは次の
（１）式で与えられる。 ここで、ｔ：複屈折板の厚さ ｎe：異常光屈折率 ｎo：常光屈折率 空間周波数フィルターは、この２枚の複屈折板３２、３
４を１／４波長板３３を挟んで貼り合わせて一体化する
ことによって構成されている。Hereinafter, the configuration and principle of the device will be briefly described.
The photographing light flux 36 of natural light transmitted through the photographing lens 31 is 1
When the light enters the second birefringent plate 32, the light intensity ratio becomes 1: 1.
Is divided into two optical paths as ordinary light 37 and extraordinary light 38
It becomes a double image. When the ordinary light 37 and the extraordinary light 38 are incident on the quarter-wave plate 33, they are converted into two circularly polarized lights 37 'and 38' having phases different from each other by 90 °. The circularly polarized light 37 ′ and the circularly polarized light 38 ′ incident on the second birefringent plate 34 are converted into the ordinary light 39 and the extraordinary light 40 in which the former circularly polarized light 37 ′ has the same intensity, and similarly, the latter circularly polarized light 37 ′. 38 'is divided into an ordinary light 41 and an extraordinary light 42 having the same intensity. As a result, a quadruple image is formed on the image sensor 35. Since the birefringent plates 32 and 34 are combined so that the directions of image shift due to the respective birefringences are shifted by 90 °, the quadruple image on the image sensor 35 forms a square having the same intensity at each point. Assuming that the distance between the points corresponding to one side of the square at this time is a separation amount d, the separation amount d is given by the following equation (1). Here, t: thickness of the birefringent plate n e: extraordinary refractive index n o: ordinary refractive index spatial frequency filter, the two birefringent plates 32,3
4 are bonded and integrated with each other with a 挟 wavelength plate 33 interposed therebetween.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】近年のデジタルスチル
カメラ（ＤＳＣ）の撮像素子の発展形態には、高画素化
及び大画面化というの二つの方向がある。画面の大きさ
を従来の１／３インチから１／２インチ程度に保ったま
までメガピクセルを超える高画素化を進める場合には、
いわゆる画素サイズが小さくなる方向になる。たとえば
１／３インチ程度の画面サイズで１３０万画素程度の画
素数の撮像素子では、画素ピッチは４μｍ程度である。
この程度の画素ピッチに相当する像の分離量ｄを、複屈
折板として最も一般的な水晶板を用いて得るには、５８
９ｎｍの波長の光に対する水晶の屈折率がｎe＝１．５
５３３６、ｎo＝１．５４４２５であるので、（１）式
においてｄ＝４μｍとして逆算すると、水晶板の必要な
厚さは０．７ｍｍ程度になる。１／４波長板の厚さは分
離量ｄに関係なく０．５ｍｍ程度必要なので、図６に示
す空間周波数フィルターを構成すべく、２枚の水晶板
（複屈折板３２、３４）と１／４波長板３３とを３枚貼
り合わせた場合の全体の厚さは、２ｍｍ程度となる。In recent years, the image pickup device of a digital still camera (DSC) has two development directions, that is, a higher pixel and a larger screen. To increase the number of pixels beyond megapixels while keeping the screen size from 1/3 inch to 1/2 inch,
This is a direction in which the so-called pixel size becomes smaller. For example, in an image sensor having a screen size of about 1/3 inch and about 1.3 million pixels, the pixel pitch is about 4 μm.
In order to obtain the image separation amount d corresponding to such a pixel pitch using the most common crystal plate as the birefringent plate, 58
Crystal refractive index of the relative light of 9nm wavelength n e = 1.5
Since 5336, n o = 1.54425, the required thickness of the quartz plate is about 0.7 mm when back calculation is performed with d = 4 μm in equation (1). Since the thickness of the quarter-wave plate is required to be about 0.5 mm regardless of the separation amount d, two quarter quartz plates (birefringent plates 32 and 34) and one-quarter wavelength plate are required to form the spatial frequency filter shown in FIG. The total thickness when three four-wavelength plates 33 are bonded is about 2 mm.
【０００６】ところが、特に一眼レフタイプカメラに用
いられる撮像素子のように大画面化の方向へ進むと、事
情が異なる。１／３インチＣＣＤなら画面の大きさは
３．６ｍｍ×４．８ｍｍ程度であるが、これを例えば銀
塩フィルムでのＩＸ２４０システム（アドバンストフォ
トシステム（ＡＰＳ））におけるＣタイプ（縦横比２：
３＝１６ｍｍ×２４ｍｍ）と同等のサイズの画面のＣＣ
Ｄとすると、４μｍ程度の画素ピッチでは単純計算で画
面全体では２０００万画素以上になってしまい、ＣＣＤ
作製上の歩留まりや画像情報処理回路規模・速度等の観
点から未だ実用化レベルではないと考えられる。ＡＰＳ
−Ｃタイプ程度の大画面ＣＣＤでは、画素数は２百数十
万程度が妥当と予想され、そのときの画素ピッチは１０
数μｍとなる。[0006] However, the situation is different especially when the screen is enlarged in the direction of an image sensor used in a single-lens reflex camera. In the case of a 1/3 inch CCD, the screen size is about 3.6 mm × 4.8 mm, which is, for example, a C type (aspect ratio 2: 2) in an IX240 system (Advanced Photo System (APS)) using a silver halide film.
3 = 16mm × 24mm)
D, a pixel calculation of about 4 μm would result in more than 20 million pixels on the entire screen by simple calculation.
From the viewpoints of the production yield, the scale and speed of the image information processing circuit, it is considered that it is not yet at a practical level. APS
In a large-screen CCD of about -C type, the number of pixels is expected to be about two hundred and several hundred thousand, and the pixel pitch at that time is 10
It becomes several μm.
【０００７】一例として画素ピッチ１２μｍでＡＰＳ−
ＣサイズのＣＣＤ（１６ｍｍ×２４ｍｍ）を作製する
と、その画素数は約２６７万画素となる。この画素ピッ
チ１２μｍのＣＣＤに使用する空間周波数フィルター
は、複屈折板を水晶で構成すると、水晶板１枚の厚さ
は、（１）式にｄ＝１２μｍを代入して計算するとｔ＝
２．０４ｍｍとなる。この厚さの水晶板２枚と１／４波
長板（０．５ｍｍ）とを合わせると、空間周波数フィル
ターの厚さは４．５８ｍｍとなり、４μｍピッチのとき
の空間周波数フィルター（厚さ２ｍｍ）の倍以上の厚さ
となってしまう。As an example, APS-
When a C-size CCD (16 mm × 24 mm) is manufactured, the number of pixels is about 2.67 million. In the spatial frequency filter used for the CCD having a pixel pitch of 12 μm, when the birefringent plate is made of quartz, the thickness of one quartz plate can be calculated by substituting d = 12 μm into the equation (1) to obtain t =
2.04 mm. When two quartz plates of this thickness are combined with a 波長 wavelength plate (0.5 mm), the thickness of the spatial frequency filter is 4.58 mm, and the spatial frequency filter (2 mm thick) at a pitch of 4 μm is used. It will be more than twice as thick.
【０００８】さらに、ＣＣＤを用いたＤＳＣでは、ＣＣ
Ｄの分光感度が人間の目のそれと異なるため、撮像光路
内に赤外光をカットするＩＲカットフィルターを配置す
るのが通例である。このＩＲカットフィルター（厚さ
０．８ｍｍ程度）も、空間周波数フィルターと貼り合わ
せて配置する。すると、１２μｍ対応の空間周波数フィ
ルターは、ＩＲカットフィルターと合わせて５．３８ｍ
ｍもの厚さになってしまう。Further, in a DSC using a CCD, CC
Since the spectral sensitivity of D is different from that of human eyes, it is customary to arrange an IR cut filter for cutting infrared light in the imaging optical path. This IR cut filter (with a thickness of about 0.8 mm) is also attached to the spatial frequency filter. Then, the spatial frequency filter corresponding to 12 μm is 5.38 m including the IR cut filter.
m.
【０００９】このような厚さの空間周波数フィルターを
撮影レンズとＣＣＤとの間に配置することは、撮影レン
ズ後端とＣＣＤの受光面との間に他に何も配置する必要
のない一般的なレンズシャッター式ＤＳＣの場合であっ
ても、ズーミング、フォーカシング等の条件を考慮した
撮影レンズ最後端とＣＣＤとの間隔の最小値（いわゆる
レンズのバックフォーカス）が空間周波数フィルターの
厚さより大きくなければならず、撮影レンズの光学設計
上の制約になる。それにも増して、縮小光学系を用いず
にレンズによる被写体像を直接、大型ＣＣＤに結像させ
る一眼レフタイプのＤＳＣの場合、撮影レンズとＣＣＤ
の間にはファインダーと撮像系とに光路を分けるクイッ
クリターンミラー又は固定半透明ミラーがまず必要とな
り、さらに秒時形成又はＣＣＤの画像信号読み出し時の
遮光のためメカシャッターが必要となる。撮影レンズと
その結像面との間にミラーとシャッターとが配置されて
いる構成は、一般の銀塩の一眼レフカメラと同じだが、
その上さらに５ｍｍを超える空間周波数フィルターをミ
ラーやシャッターの作動を阻害しないように配置するの
は困難である。特に最近のカメラはオートフォーカス
（ＡＦ）化が進み、一眼レフカメラの場合はクイックリ
ターンミラーの裏側、すなわちクイックリターンミラー
とシャッターとの間に配置したサブミラーによって光束
を焦点検出装置に導くので、５ｍｍを超えるような厚さ
の空間周波数フィルターの配置はさらに困難である。Placing a spatial frequency filter having such a thickness between the photographing lens and the CCD generally requires no other arrangement between the rear end of the photographing lens and the light receiving surface of the CCD. Even in the case of a lens shutter type DSC, if the minimum value of the distance between the rearmost end of the taking lens and the CCD (so-called back focus of the lens) in consideration of conditions such as zooming and focusing is not larger than the thickness of the spatial frequency filter. However, this is a constraint on the optical design of the taking lens. Furthermore, in the case of a single-lens reflex type DSC in which a subject image is directly formed on a large CCD without using a reduction optical system, a photographing lens and a CCD are used.
Between them, a quick return mirror or a fixed translucent mirror that separates the optical path between the viewfinder and the image pickup system is first required, and further, a mechanical shutter is required for forming a second time or shielding light at the time of reading an image signal from the CCD. The configuration in which the mirror and shutter are arranged between the taking lens and its image plane is the same as a general silver halide single-lens reflex camera,
Moreover, it is difficult to arrange a spatial frequency filter exceeding 5 mm so as not to hinder the operation of the mirror and the shutter. Particularly in recent cameras, auto focus (AF) has been promoted, and in the case of a single-lens reflex camera, a light beam is guided to a focus detection device by a sub-mirror disposed behind a quick return mirror, that is, between a quick return mirror and a shutter. It is more difficult to dispose a spatial frequency filter having a thickness exceeding 0.1.
【００１０】そこで、本発明は、上述事情に鑑みてなさ
れたものであり、厚さを薄く構成することのできる空間
周波数フィルター及びこれを備えたデジタルスチルカメ
ラを提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a spatial frequency filter which can be made thinner and a digital still camera having the same. is there.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る空間周波数フィルターは、入力光を
その進行方向に直交する第１の方向に空間的に２分割し
て２つの光に分離する光学素子としての第１の複屈折板
と、該第１の複屈折板からの２つの光をそれぞれ１／４
波長遅延させる光学素子としての１／４波長板と、該１
／４波長板からの２つの光を、前記第１の方向と直交す
る第２の方向に空間的にそれぞれ２分割して計４つの光
に分離する光学素子としての第２の複屈折板と、を備
え、前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板とのうち
の少なくとも一方を、リチウムナイオベートによって形
成した、ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a spatial frequency filter for spatially dividing input light into two in a first direction orthogonal to a traveling direction of the input light. A first birefringent plate as an optical element for splitting light into light, and two lights from the first birefringent plate each being １ ／
A quarter-wave plate as an optical element for delaying the wavelength;
A second birefringent plate as an optical element that splits two lights from the wavelength plate spatially into two in a second direction orthogonal to the first direction and separates them into a total of four lights; , And at least one of the first birefringent plate and the second birefringent plate is formed of lithium niobate.
【００１２】この請求項１の空間周波数フィルターによ
ると、複屈折板をＬｉＮｂＯ3によって形成することに
より、例えば、これを水晶によって形成した場合に比し
て、４つの光についての同じ分離量（詳細は後述）を得
ようとした場合、複屈折板の厚さを薄くすることができ
る。According to the spatial frequency filter of the first aspect, by forming the birefringent plate with LiNbO 3 , for example, as compared with the case where it is formed of quartz, the same amount of separation for four lights (details) (Described later), the thickness of the birefringent plate can be reduced.
【００１３】請求項２に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板との間に、光
学素子としてのＩＲカットフィルターを配置した、こと
を特徴とする。The spatial frequency filter according to claim 2 is
An IR cut filter as an optical element is arranged between the first birefringent plate and the second birefringent plate.
【００１４】この請求項２の発明によると、撮像光路内
の赤外光をカットすることができるものでありながら、
空間周波数フィルターの厚さを薄くすることができる。According to the second aspect of the present invention, while it is possible to cut the infrared light in the imaging optical path,
The thickness of the spatial frequency filter can be reduced.
【００１５】請求項３に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈折板と、これら
以外の前記光学素子との間の境界面に、反射防止コート
を設けた、ことを特徴とする。The spatial frequency filter according to claim 3 is
An antireflection coating is provided on a boundary surface between the first birefringent plate and the second birefringent plate and the other optical element.
【００１６】この請求項３の発明によると、複屈折板を
リチウムナイオベートで形成した場合の欠点である内面
反射を抑制することができる。According to the third aspect of the present invention, it is possible to suppress the internal reflection which is a disadvantage when the birefringent plate is formed of lithium niobate.
【００１７】請求項４に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈折板の厚さを、
これら以外の前記光学素子の厚さよりも薄く設定する、
ことを特徴とする。The spatial frequency filter according to claim 4 is
The thickness of the first birefringent plate and the second birefringent plate,
Set to be thinner than the thickness of the optical element other than these,
It is characterized by the following.
【００１８】この請求項４の発明によると、空間周波数
フィルター全体の厚さに占める割合において、複屈折板
以外の光学素子の厚さの方が支配的となる空間周波数フ
ィルターを構成することができる。According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to form a spatial frequency filter in which the thickness of the optical element other than the birefringent plate is dominant in the proportion of the total thickness of the spatial frequency filter. .
【００１９】請求項５に係る空間周波数フィルターは、
前記１／４波長板に代えて、光の旋光面を４５°回転さ
せる光学素子としての旋光板を配置した、ことを特徴と
する。The spatial frequency filter according to claim 5 is:
An optical rotation plate as an optical element for rotating the optical rotation surface by 45 ° is provided instead of the quarter wavelength plate.
【００２０】次に、請求項６に係るデジタルスチルカメ
ラは、撮影レンズと、空間周波数フィルターと、前記撮
像レンズ及び前記空間周波数フィルターを透過した被写
体光を撮像する撮像素子とを備えたデジタルスチルカメ
ラにおいて、前記空間周波数フィルターが、前記撮影レ
ンズと前記撮像素子との間に配置された、請求項１、
２、３、４、又は５記載の空間周波数フィルターであ
る、ことを特徴とする。Next, a digital still camera according to a sixth aspect of the present invention is a digital still camera comprising a photographic lens, a spatial frequency filter, and an image sensor for imaging subject light transmitted through the imaging lens and the spatial frequency filter. In claim 1, wherein the spatial frequency filter is disposed between the taking lens and the image sensor.
The spatial frequency filter according to 2, 3, 4, or 5.
【００２１】請求項７に係るデジタルスチルカメラは、
クイックリターンミラー及びフォーカルプレーンシャッ
ターを備えた一眼レフタイプカメラである、ことを特徴
とする。A digital still camera according to claim 7 is
It is a single-lens reflex camera equipped with a quick return mirror and a focal plane shutter.
【００２２】請求項８に係るデジタルスチルカメラは、
焦点を検出するためのＴＴＬ焦点検出装置を備え、前記
空間周波数フィルターを、焦点検出のための光束が通過
しない位置に配置した、ことを特徴とする。A digital still camera according to claim 8 is
A TTL focus detection device for detecting a focus is provided, and the spatial frequency filter is arranged at a position where a light beam for focus detection does not pass.
【００２３】これら請求項６、７、８のデジタルスチル
カメラによると、銀塩フィルムを使うカメラと同様な構
成の中にそのまま配置できる厚さの薄い空間周波数フィ
ルターを使用することで、既に開発されている銀塩カメ
ラの技術をそのまま画素ピッチの大きな撮像素子を使っ
たＤＳＣカメラに利用できる。According to the digital still camera of the sixth, seventh and eighth aspects, the digital still camera has already been developed by using a thin spatial frequency filter which can be arranged as it is in a configuration similar to a camera using a silver halide film. The technology of a silver halide camera can be used as it is for a DSC camera using an image sensor with a large pixel pitch.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２５】〈実施の形態１〉複屈折効果を有する物質
として、水晶の他ではリチウムナイオベート（ＬｉＮｂ
Ｏ3）が知られている。リチウムナイオベートは、電圧
をかけると歪む性質を利用して通信機器の弾性表面波フ
ィルターに使用されたり、屈折率が高く透明である性質
を利用してレーザー光の導波路として使用されたりして
いるが、複屈折効果そのものを利用した例はほとんどな
い。しかしその複屈折を起こす性質を空間周波数フィル
ターに利用すれば、ＬｉＮｂＯ3は、２５℃のときに、
波長５５０ｎｍの光の異常光に対する屈折率がｎe＝
２．２２３８、常光に対する屈折率がｎo＝２．３１３
２となり、異常光の屈折率と常光のそれとの差が水晶よ
り大きいので、同じ厚さの場合には、水晶よりも大きな
分離量ｄを得ることができる。例えば、１２μｍの分離
量ｄを得るには、（１）式と上述のｎe、ｎoの値から、
ｔ＝０．３ｍｍと算出することができる。これは、水晶
の２．０４ｍｍに対してその１５％に過ぎない。Embodiment 1 As a substance having a birefringence effect, besides quartz, lithium niobate (LiNb) is used.
O 3 ) are known. Lithium niobate is used as a surface acoustic wave filter for communication equipment by utilizing the property of being distorted when a voltage is applied, and is used as a waveguide for laser light by utilizing the property of being high in refractive index and transparent. However, there are few examples of using the birefringence effect itself. However, if the property of causing birefringence is used for a spatial frequency filter, LiNbO 3 becomes
The refractive index of light having a wavelength of 550 nm with respect to extraordinary light is ne =
2.2238, the refractive index with respect to ordinary light is n o = 2.313
Since the difference between the refractive index of the extraordinary light and that of the ordinary light is larger than that of quartz, a larger separation amount d than that of quartz can be obtained for the same thickness. For example, to obtain a 12μm separation quantity d, the value of n e, n o the above (1) below,
It can be calculated that t = 0.3 mm. This is only 15% of 2.04 mm for quartz.
【００２６】図１に、本発明に係る、複屈折板をＬｉＮ
ｂＯ3で形成した空間周波数フィルターを、一眼レフタ
イプのデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）に組み込んだ例
を示す。なお、同図は、ＤＳＣの構成を示す縦断面図で
ある。FIG. 1 shows that the birefringent plate according to the present invention is made of LiN.
An example is shown in which a spatial frequency filter formed of bO 3 is incorporated in a single-lens reflex digital still camera (DSC). FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the DSC.
【００２７】同図に示すＤＳＣは、前部（同図中の左側
をいう）に、交換可能な撮影レンズ２０（図３参照）を
取り付けるためのマウントが１１が設けられている。た
だし、同図では、撮影レンズを取り外した状態を図示し
ている。撮影レンズ２０を透過した被写体光Ｌは、半透
明のクイックリターンミラー１２によって、オートフォ
ーカス（ＡＦ）のための透過光Ｌ１とファインダー観察
用の反射光Ｌ２とに分離される。透過光Ｌ１はファイン
ダー観察状態ではクイックリターンミラー１２と一体の
サブミラー１３に反射し、ミラーボックス底部のＴＴＬ
焦点検出装置１４に入射する。一方、反射光Ｌ２は撮像
面１５（後述）と等価な焦点板２１の焦点面２１ａに被
写体像を結像し、その像はペンタプリズム２２を介して
接眼レンズ２３によって拡大され観察される。The DSC shown in FIG. 1 has a mount 11 for mounting an interchangeable photographing lens 20 (see FIG. 3) at the front (the left side in the figure). However, FIG. 2 shows a state in which the photographing lens is removed. The subject light L transmitted through the photographing lens 20 is separated by the translucent quick return mirror 12 into transmitted light L1 for autofocus (AF) and reflected light L2 for viewfinder observation. The transmitted light L1 is reflected by the sub-mirror 13 integrated with the quick return mirror 12 in the viewfinder observation state, and the TTL at the bottom of the mirror box is set.
The light enters the focus detection device 14. On the other hand, the reflected light L2 forms an image of a subject on a focal plane 21a of a focusing plate 21 equivalent to an imaging plane 15 (described later), and the image is enlarged and observed by an eyepiece 23 via a pentaprism 22.
【００２８】ＤＳＣがレリーズされると、クイックリタ
ーンミラー１２は、サブミラー１３とともに、基端部１
２ａを中心として上方に跳ね上げられ、同図中の二点鎖
線１２′で示す位置に退避する。これにより、撮影レン
ズ２０を透過した被写体光Ｌは、撮像面１５ａ（後述）
に向かうことが可能となる。When the DSC is released, the quick return mirror 12 and the sub mirror 13 are moved together with the base 1.
It is flipped upward with the center 2a, and retreats to the position shown by the two-dot chain line 12 'in FIG. Thereby, the subject light L transmitted through the photographing lens 20 is transmitted to the imaging surface 15a (described later).
It is possible to go to.
【００２９】ＤＳＣの後部（同図中の右側をいう）に
は、撮像素子パッケージ１６が配置されている。撮像素
子パッケージ１６は、ＣＣＤ等によって構成された撮像
素子１５と、その撮像面１５ａの前面を覆うシールガラ
ス２とを有している。本発明に係る空間周波数フィルタ
ー１は、シールガラス２の前面にこれに近接するように
して配置されている。撮像素子パッケージ１６は、ブラ
ケット１７を介してカメラ本体１９にねじ１８によって
固定されている。ブラケット１７及びこれが取り付けら
れるカメラ本体１９側は、高精度に加工されており、こ
れにより、撮像素子パッケージ１６の撮像面１５ａが光
学的に精度よく配置されるようになっている。An image sensor package 16 is disposed at the rear of the DSC (the right side in the figure). The image pickup device package 16 has an image pickup device 15 constituted by a CCD or the like, and the seal glass 2 covering the front surface of the image pickup surface 15a. The spatial frequency filter 1 according to the present invention is disposed on the front surface of the sealing glass 2 so as to be close to the sealing glass. The image sensor package 16 is fixed to a camera body 19 via a bracket 17 by screws 18. The bracket 17 and the camera body 19 side to which the bracket 17 is attached are processed with high precision, so that the imaging surface 15a of the imaging element package 16 is optically accurately arranged.
【００３０】空間周波数フィルター１と前述のクイック
リターンミラー１２との間にはシャッターユニット３が
配設されており、撮像素子１５の撮像信号の読み出し時
の遮光を行っている。図１は、露光後の信号読み出し時
の遮光幕３ａが閉じられた状態を示している。このシャ
ッターユニット３は、撮像素子露光開始時には遮光幕３
ａを開放して被写体光Ｌが撮像面１５ａに到達するよう
に構成されている。A shutter unit 3 is provided between the spatial frequency filter 1 and the above-mentioned quick return mirror 12, and shields light when the image pickup signal of the image pickup device 15 is read. FIG. 1 shows a state in which the light shielding curtain 3a is closed at the time of signal reading after exposure. The shutter unit 3 is provided with a light-shielding curtain 3 at the start of the image pickup device exposure.
a is opened so that the subject light L reaches the imaging surface 15a.
【００３１】図２は、本発明に係る空間周波数フィルタ
ー１の一例を示す斜視図である。同図に示す空間周波数
フィルター１は、４枚の板状の光学素子、すなわち、第
１の複屈折板１ａ、ＩＲカットフィルター１ｂ、１／４
波長板１ｃ、第２の複屈折板１ｄを主要構成部品として
構成されている。第１の複屈折板１ａと、第２の複屈折
板１ｄとは、いずれもＬｉＮｂＯ3によって形成されて
おり、第１の複屈折板１ａの複屈折による像のずれ方向
と、第２の複屈折板１ｄの複屈折による像のずれ方向と
が９０°ずれるように配置されている。これら２枚の複
屈折板１ａ、１ｄの間に、赤外光をカットするためのＩ
Ｒカットフィルター１ｂと直線偏光を円偏光に代えるた
めの１／４波長板１ｃとが配置されている。１／４波長
板１ｃは、このように２枚の複屈折板１ａ、１ｄ間に配
置する必要があり、また、ＩＲカットフィルター１ｂ
は、空気に触れると白濁を起こすことから表面が空気に
触れないように他の基板で挟むようにするのが通例であ
る。なお、ＩＲカットフィルター１ｂは、ガラス基板の
表面にＩＲカット効果のある多層膜を蒸着することによ
って構成することができるが、この他に、例えば、基板
としてＬｉＮｂＯ3を使用し、その表面に上述と同様の
多層膜を設けるようにしてもよい。この場合、ＩＲカッ
トフィルター１ｂの厚さをさらに薄くすることが可能で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the spatial frequency filter 1 according to the present invention. The spatial frequency filter 1 shown in FIG. 1 has four plate-shaped optical elements, that is, a first birefringent plate 1a, an IR cut filter 1b, and a 1/4.
The wave plate 1c and the second birefringent plate 1d are configured as main components. Each of the first birefringent plate 1a and the second birefringent plate 1d is made of LiNbO 3 , and the direction of the image shift due to the birefringence of the first birefringent plate 1a and the second birefringent plate The refraction plate 1d is arranged such that the direction of image shift due to birefringence is shifted by 90 °. An I between the two birefringent plates 1a and 1d for cutting infrared light.
An R-cut filter 1b and a quarter-wave plate 1c for changing linearly polarized light to circularly polarized light are arranged. The quarter-wave plate 1c needs to be disposed between the two birefringent plates 1a and 1d as described above, and the IR cut filter 1b
Is usually turbid when exposed to air, so that the surface is generally sandwiched between other substrates so as not to contact the air. The IR cut filter 1b can be configured by depositing a multilayer film having an IR cut effect on the surface of a glass substrate. In addition, for example, LiNbO 3 is used as a substrate and A multilayer film similar to that described above may be provided. In this case, the thickness of the IR cut filter 1b can be further reduced.
【００３２】次に、図３を参照して、図２に示す構成の
空間周波数フィルターの作用について説明する。なお、
図３においては、説明の便宜上、ＩＲカットフィルター
１ｂは省略してあり、また、第１の複屈折板１ａと１／
４波長板１ｃとの間、及び１／４波長板１ｃと第２の複
屈折板１ｄとの間は離して図示してある。Next, the operation of the spatial frequency filter having the configuration shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In addition,
In FIG. 3, for convenience of explanation, the IR cut filter 1b is omitted, and the first birefringent plate 1a and 1 /
The space between the quarter-wave plate 1c and the space between the quarter-wave plate 1c and the second birefringent plate 1d are shown separately.
【００３３】撮影レンズ２０を透過した自然光の撮影光
束Ｌ（入力光）は、第１の複屈折板１ａに入射すると、
光の進行方向に対して垂直に振動する直線偏光（常光Ｌ
１０）とこの常光Ｌ１０に対して垂直に振動する直線偏
光（異常光Ｌ２０）とに分かれる。第１の複屈折板１ａ
の屈折率は常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０に対して異なるた
め、入射後の撮影光束Ｌはそれぞれ常光Ｌ１０、異常光
Ｌ２０となって２つの光路に分かれ２重像となる。ここ
で、常光Ｌ１０に対する異常光Ｌ２０のずれ方向（同図
では水平方向）を第１の方向とすると、第１の複屈折板
１ａは、入力光をその進行方向に直交する第１の方向に
空間的に２分割して２つの光に分離する光学素子である
といえる。これら常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０は、もとが
自然光であるため、光の強度比が１：１の、相互に直交
する偏光面を有する直線偏光となる。The photographing light beam L (input light) of natural light transmitted through the photographing lens 20 is incident on the first birefringent plate 1a.
Linear polarized light (ordinary light L oscillating perpendicularly to the traveling direction of light)
10) and linearly polarized light (extraordinary light L20) vibrating perpendicularly to the ordinary light L10. First birefringent plate 1a
Has different refractive indices with respect to the ordinary light L10 and the extraordinary light L20, the incident photographic light beam L is divided into two optical paths as ordinary light L10 and extraordinary light L20, respectively, to form a double image. Here, assuming that the shift direction (horizontal direction in the figure) of the extraordinary light L20 with respect to the ordinary light L10 is the first direction, the first birefringent plate 1a shifts the input light in the first direction orthogonal to the traveling direction. It can be said that this is an optical element that spatially divides the light into two and separates them into two lights. Since the ordinary light L10 and the extraordinary light L20 are originally natural light, they are linearly polarized light having a light intensity ratio of 1: 1 and mutually orthogonal polarization planes.
【００３４】次に、常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０とは、１
／４波長板１ｃに入射する。この１／４波長板１ｃは直
線偏光を円偏光に変換するものであり、常光Ｌ１０と異
常光Ｌ２０とは、相互に９０°位相の異なる２つの円偏
光Ｌ１０′と円偏光Ｌ２０′とに変換される。一般に、
円偏光に対し複屈折板は自然光に対するのと同等に作用
するので、第２の複屈折板１ｄに入射した円偏光Ｌ１
０′と円偏光Ｌ２０′は、前者の円偏光Ｌ１０′がそれ
ぞれ強度の等しい常光Ｌ１１と異常光Ｌ１２とに、ま
た、同様に、後者の円偏光Ｌ２０′がそれぞれ強度の等
しい常光Ｌ２１と異常光Ｌ２２とに分かれる。このとき
の常光Ｌ１１に対する異常光Ｌ１２のずれ方向、及び常
光Ｌ２１に対する異常光Ｌ２２のずれ方向は、いずれも
上述の第１の方向に対して直交する第２の方向（同図で
は垂直方向）となる。Next, the ordinary light L10 and the extraordinary light L20 are 1
The light enters the 波長 wavelength plate 1c. The quarter-wave plate 1c converts linearly polarized light into circularly polarized light. The ordinary light L10 and the extraordinary light L20 are converted into two circularly polarized lights L10 'and L20' having phases different from each other by 90 degrees. Is done. In general,
Since the birefringent plate acts on the circularly polarized light in the same way as on natural light, the circularly polarized light L1 incident on the second birefringent plate 1d
0 'and the circularly polarized light L20' are the same as the ordinary light L11 and the extraordinary light L12, respectively, of which the former circularly polarized light L10 'has the same intensity. L22. At this time, the shift direction of the extraordinary light L12 with respect to the ordinary light L11 and the shift direction of the extraordinary light L22 with respect to the ordinary light L21 are both the second direction (vertical direction in the figure) orthogonal to the above-described first direction. Become.
【００３５】このように、はじめ１つであった撮影光束
Ｌは、まず、第１の複屈折板１ａによって、常光Ｌ１０
と異常光Ｌ２０とに分離され、その後、１／４波長板１
ｃによって円偏光された後、第２の複屈折板１ｄによっ
て、常光Ｌ１１、Ｌ２１、及び異常光Ｌ１２、Ｌ２２の
４つの光に分離される。これにより、撮像素子１５の撮
像面１５ａ上には、４重像が形成される。第１、第２の
複屈折板１ａ、１ｄは、前述のようにそれぞれの複屈折
による像のずれ方向が９０°ずれるように組み合わされ
ているので、撮像面１５ａ上の４重像は、各点の強度が
等しい正方形を構成する。このときの正方形の一辺に相
当する各点間の距離を分離量ｄとすると、この分離量
は、前述のように、次の（１）式で与えられる。 ここで、ｔ：複屈折板の厚さ ｎe：異常光屈折率 ｎo：常光屈折率 本発明に係る空間周波数フィルターは、上述の第１の複
屈折板１ａと、ＩＲカットフィルター１ｂと、１／４波
長板１ｃと、第２の複屈折板１ｄとをこの順に貼り合わ
せて一体化することによって構成されている。As described above, the first photographing light beam L is first transmitted to the ordinary light L10 by the first birefringent plate 1a.
And the extraordinary light L20.
After being circularly polarized by c, the light is separated by the second birefringent plate 1d into four lights of ordinary lights L11 and L21 and extraordinary lights L12 and L22. Thus, a quadruple image is formed on the imaging surface 15a of the imaging device 15. As described above, the first and second birefringent plates 1a and 1d are combined so that the directions of image shift due to the respective birefringences are shifted by 90 °. Construct a square with equal point intensities. Assuming that the distance between the points corresponding to one side of the square at this time is a separation amount d, this separation amount is given by the following equation (1) as described above. Here, t: thickness of n e of the birefringent plate: extraordinary refractive index n o: ordinary spatial frequency filter according to the refractive index present invention includes a first birefringent plate 1a of the above, the IR cut filter 1b, The 構成 wavelength plate 1c and the second birefringent plate 1d are laminated in this order and integrated.
【００３６】これら４枚の板状の光学素子の厚さの総計
は、例えば、撮像素子１５の画素ピッチを１２μｍとす
れば、ＬｉＮｂＯ3で形成された第１、第２の複屈折板
１ａ、１ｄがそれぞれ０．３ｍｍ、水晶等で形成された
１／４波長板１ｃが０．５ｍｍ程度、そして、ＩＲカッ
トフィルター１ｂは０．５〜０．８ｍｍ程度が通例なの
で、これらを合計して１．６〜１．９ｍｍとなる。これ
は最大の１．９ｍｍとした場合においても、第１、第２
の複屈折板１ａ、１ｂを水晶で形成した場合の総厚５．
３８ｍｍに対してその３５％であり、省スペースに多大
な効果がある。特に撮像素子１５の位置は、撮影レンズ
２０における結像面に撮像面１５ａを配置しなければな
らない関係上、自由度がなく、必然的にシャッターユニ
ット３と空間周波数フィルター１の配置のためのスペー
スは限定されてくるので、水晶と比較した場合の省スペ
ース効果は大きい。近年はＡＦ一眼レフカメラが常識的
であり、クイックリターンミラー１２の後部にサブミラ
ー１３があり、サブミラー１３後端とシャッターユニッ
ト３との間、及びシャッターユニット３後面とレンズ結
像面との間にはともに大きなスペースはなく、通常の銀
塩ＡＦカメラの構造のままでは５．３８ｍｍもの空間周
波数フィルターを配置することは非常に困難である。The total thickness of these four plate-like optical elements is, for example, assuming that the pixel pitch of the image sensor 15 is 12 μm, the first and second birefringent plates 1a and 2a made of LiNbO 3 are used. 1d is about 0.3 mm each, a quarter-wave plate 1c made of quartz or the like is about 0.5 mm, and the IR cut filter 1b is about 0.5 to 0.8 mm. 0.6 to 1.9 mm. This means that even when the maximum is 1.9 mm, the first and second
4. The total thickness when the birefringent plates 1a and 1b are formed of quartz.
That is 35% of 38 mm, which is very effective in saving space. In particular, the position of the image pickup device 15 has no flexibility because the image pickup surface 15a must be disposed on the image forming surface of the photographing lens 20, and the space for the arrangement of the shutter unit 3 and the spatial frequency filter 1 is inevitable. Is limited, so that the space saving effect is larger when compared with quartz. In recent years, AF single-lens reflex cameras are common sense, and there is a sub mirror 13 at the rear of the quick return mirror 12, between the rear end of the sub mirror 13 and the shutter unit 3, and between the rear of the shutter unit 3 and the lens image plane. Both have no large space, and it is very difficult to arrange a spatial frequency filter as large as 5.38 mm with the structure of a normal silver halide AF camera.
【００３７】しかし、上述したような本発明に係る空間
周波数フィルター１を使用すれば、その省スペース効果
によりそれが可能となり、基本的に現行の銀塩一眼レフ
カメラの構成をそのまま使いながら、画素ピッチ１０μ
ｍを超える大画面撮像素子を使ったＤＳＣを実現するこ
とができる。However, if the spatial frequency filter 1 according to the present invention as described above is used, this can be achieved due to its space-saving effect. Pitch 10μ
A DSC using a large-screen image sensor exceeding m can be realized.
【００３８】なお、本発明において第１、第２の複屈折
板１ａ、１ｄを形成しているＬｉＮｂＯ3には劈開性が
あるが、１／４波長板１ｃ等と接着して一体とすること
により、その欠点を十分補うことが可能となる。In the present invention, the LiNbO 3 forming the first and second birefringent plates 1a and 1d has a cleavage property, but is bonded to the quarter wavelength plate 1c or the like to be integrated. Thereby, the disadvantage can be sufficiently compensated.
【００３９】以上の構成の空間周波数フィルター１にお
いて、１／４波長板１ｃに代えて、光の偏光面を４５°
回転させるための旋光板を使用することもできる。複屈
折板を水晶で形成した従来の空間周波数フィルターにお
いて、旋光板を使用する例は、例えば、前述の特公平６
−２０３１６号公報において記載されている。本発明に
おいては、このような旋光板と、ＬｉＮｂＯ3によって
形成された第１、第２の複屈折板１ａ、１ｄとを組み合
わせた構成を採用した場合においても、上述の１／４波
長板１ｃを使用した場合とほぼ同等の効果を奏すること
ができる。これにより、第１、第２の複屈折板１ａ、１
ｄ以外の構成についての自由度が増すといえる。さら
に、これら１／４波長板１ｃや旋光板と同等の作用をな
すものであれば、これらに限らず他の光学素子を使用す
ることも可能であるのはもちろんである。In the spatial frequency filter 1 having the above structure, the polarization plane of light is set at 45 ° instead of the quarter-wave plate 1c.
A rotation plate for rotation can also be used. In a conventional spatial frequency filter in which a birefringent plate is formed of quartz, an example in which an optical rotation plate is used is described in, for example, Japanese Patent Publication No.
No. 20316. In the present invention, even when a configuration in which such an optical rotator is combined with the first and second birefringent plates 1a and 1d formed of LiNbO 3 is employed, the above-described ４ wavelength plate 1c is used. Almost the same effect as in the case of using. Thereby, the first and second birefringent plates 1a, 1a
It can be said that the degree of freedom for configurations other than d increases. Further, as long as they have the same function as those of the quarter-wave plate 1c and the optical rotation plate, it is needless to say that other optical elements can be used without being limited thereto.
【００４０】図４は、第１、第２の複屈折板を、水晶で
形成した場合とＬｉＮｂＯ3で形成した場合の、撮像素
子１５の画素ピッチと空間周波数フィルターの厚さとの
関係を示したグラフである。ここで、複屈折板１ａ、１
ｄ以外のＩＲカットフィルター１ｂの厚さを０．６ｍ
ｍ、１／４波長板１ｃの厚さを０．５ｍｍとし、（１）
式から得られる複屈折板１ａ、１ｄの厚さをｔとする
と、空間周波数フィルター全体の厚さＴは、水晶では、
１．１＋３４０ｐ（ｐ：撮像素子の画素ピッチ）とな
り、ＬｉＮｂＯ3では、１．１＋５０．７ｐとなる。画
素ピッチｐが大きくなればなるほど両者の厚さの差（同
図のΔ１、Δ２参照）は大きくなるのがわかる。例え
ば、ｐ＝４μｍのとき、Δ１は１．１６ｍｍだが、ｐ＝
１６μｍのときは、Δ２は４．６３ｍｍとなり、画素ピ
ッチが大きくなるほど、複屈折板１ａ、１ｄをＬｉＮｂ
Ｏ3で形成したことによる省スペース効果が大きいこと
がわかる。FIG. 4 shows the relationship between the pixel pitch of the image sensor 15 and the thickness of the spatial frequency filter when the first and second birefringent plates are formed of quartz and LiNbO 3 . It is a graph. Here, the birefringent plates 1a, 1
0.6 m thick IR cut filter 1b other than d
m, the thickness of the 1/4 wavelength plate 1c is 0.5 mm, (1)
Assuming that the thickness of the birefringent plates 1a and 1d obtained from the equation is t, the thickness T of the entire spatial frequency filter is:
1.1 + 340p (p: the pixel pitch of the image sensor), and the LiNbO 3, the 1.1 + 50.7p. It can be seen that the greater the pixel pitch p, the greater the difference between the thicknesses (see Δ1 and Δ2 in the figure). For example, when p = 4 μm, Δ1 is 1.16 mm, but p =
At 16 μm, Δ2 is 4.63 mm. As the pixel pitch increases, the birefringent plates 1 a and 1 d
It can be seen that the space saving effect due to the formation of O 3 is large.
【００４１】なお、ＬｉＮｂＯ3の屈折率は、水晶やＩ
Ｒカットフィルターの素材となるＢＫ７相当のガラスの
それとは差が大きいため、水晶同士を貼り合わせた場合
に比べてその境界面で内面反射が起こりやすい。この内
面反射は、境界面に反射防止コートを設けることによっ
て防ぐことができるので、ＬｉＮｂＯ3を用いた空間周
波数フィルターの場合、通常の光学フィルターのように
表面に反射防止コートを設けるだけでなく、貼り合わせ
の境界面にも反射防止コートを設けることが好ましい。The refractive index of LiNbO 3 is quartz or I
Since there is a large difference from that of glass equivalent to BK7, which is the material of the R-cut filter, internal reflection is more likely to occur at the boundary surface than in the case where crystals are bonded together. Since this internal reflection can be prevented by providing an anti-reflection coat on the boundary surface, in the case of a spatial frequency filter using LiNbO 3 , in addition to providing an anti-reflection coat on the surface like a normal optical filter, It is preferable to provide an antireflection coat also on the boundary surface of bonding.
【００４２】〈実施の形態２〉図５に、実施の形態２を
示す。本実施の形態２では、上述の実施の形態１に対し
て、空間周波数フィルターの配設位置を変更している。
なお、実施の形態１と同じ構成・作用の部材等について
は、同じ符号を付してその重複説明は省略するものとす
る。<Second Embodiment> FIG. 5 shows a second embodiment. In the second embodiment, the arrangement position of the spatial frequency filter is changed from that of the first embodiment.
Note that members having the same configuration and operation as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
【００４３】同図に示すように、ＬｉＮｂＯ3を用いた
薄い空間周波数フィルター１は、一眼レフタイプのカメ
ラにおいて、クイックリターンミラー１２の前面に配置
することも可能である。この場合、クイックリターンミ
ラー１２が上がった撮影状態（同図中の二点鎖線）で
は、撮影レンズの光路（撮影光束Ｌ）中に空間周波数フ
ィルター１が配置されていることに変わりはないので、
その光学的効果は同等だが、クイックリターンミラー１
２が降りているファインダー観察状態（同図中の実線）
においても、ファインダー観察光路及びＡＦ検出光路中
のいずれにも空間周波数フィルター１があることになる
ので、ファインダー像及びＡＦ検出精度に空間周波数フ
ィルター１の像分離の効果が影響し、厳密には望ましく
ない。しかし、シャッターユニット３と撮像素子１５と
の間隔がほとんどなく、ＬｉＮｂＯ3による省スペース
効果をもってしてもシャッターユニット３と撮像素子１
５との間に空間周波数フィルターを配置できない場合で
も、クイックリターンミラー１２の先端を１３５サイズ
の一眼レフに比べて短くすることにより、クイックリタ
ーンミラー１２の作動時の先端の軌跡１２ｓと撮影レン
ズの最後端ＬＢとの間に配置できるようになる。１３５
サイズのカメラのクイックリターンミラーに比べ、撮像
素子サイズが１３５より小さい（例えばＡＰＳサイズ）
ならば、その分、クイックリターンミラー１２を小さく
することができるので、クイックリターンミラー１２の
先端を短くした分、ＬｉＮｂＯ3を用いた薄い空間周波
数フィルター１の配置スペースを作り出すことができ
る。As shown in the figure, the thin spatial frequency filter 1 using LiNbO 3 can be arranged in front of the quick return mirror 12 in a single-lens reflex camera. In this case, in the shooting state in which the quick return mirror 12 is raised (the two-dot chain line in the drawing), the spatial frequency filter 1 is arranged in the optical path of the shooting lens (the shooting light flux L).
Its optical effect is the same, but quick return mirror 1
Viewfinder state where 2 is down (solid line in the figure)
In this case, since the spatial frequency filter 1 is present in both the finder observation optical path and the AF detection optical path, the effect of image separation of the spatial frequency filter 1 affects the finder image and the AF detection accuracy. Absent. However, there is almost no space between the shutter unit 3 and the image sensor 15, and even with the space saving effect of LiNbO 3 , the shutter unit 3 and the image sensor 1
Even when a spatial frequency filter cannot be arranged between the lens 5 and the lens 5, the tip of the quick return mirror 12 is shortened as compared with a single-lens reflex camera of 135 size, so that the trajectory 12 s of the tip when the quick return mirror 12 operates and the shooting lens It can be arranged between the rear end LB. 135
The size of the image sensor is smaller than 135 (for example, APS size) compared to the quick return mirror of a camera
If so, the size of the quick return mirror 12 can be reduced accordingly, and a space for disposing the thin spatial frequency filter 1 using LiNbO 3 can be created because the tip of the quick return mirror 12 is shortened.
【００４４】前述及び上述の実施の形態１及び実施の形
態２においては、空間周波数フィルター１の第１、第２
の複屈折板１ａ、１ｄは、いずれもＬｉＮｂＯ3で形成
した例を説明したが、２枚の複屈折板１ａ、１ｄのうち
の一方をＬｉＮｂＯ3で形成し、他方を例えば水晶で形
成した場合でも相応の省スペース効果をあげることがで
きる。すなわち、本発明は、その技術的範囲として、２
枚の複屈折板１ａ、１ｄのうちの双方をＬｉＮｂＯ3で
形成した場合はもちろん、これ以外に、一方のみをＬｉ
ＮｂＯ3で形成した場合も含むものである。In the first and second embodiments described above, the first and second spatial frequency filters 1
The birefringent plates 1a and 1d described above are both formed of LiNbO 3 , but one of the two birefringent plates 1a and 1d is formed of LiNbO 3 and the other is formed of, for example, quartz. However, a considerable space saving effect can be achieved. That is, the present invention has a technical scope of 2
When both of the birefringent plates 1a and 1d are made of LiNbO 3 , of course, only one of them is made of LiNbO 3.
This includes the case of forming with NbO 3 .
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によると、複屈折板をＬｉＮｂＯ3によって形成す
ることにより、同じ分離量を得るのに、水晶板を使用し
た従来のものより、複屈折板の厚さを薄くして、空間周
波数フィルター全体の厚さを薄くすることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, by forming the birefringent plate of LiNbO 3 , the same amount of separation can be obtained than that of the prior art using a quartz plate. By reducing the thickness of the birefringent plate, the thickness of the entire spatial frequency filter can be reduced.
【００４６】請求項２に係る本発明によると、ＩＲカッ
トフィルターを配置することで、撮像光路内の赤外光を
カットすることができるものでありながら、空間周波数
フィルターの厚さを薄くすることができるので、ＩＲカ
ットフィルターを一体化した場合においても、カメラ内
に配置するのに支障のない厚さの空間周波数フィルター
を構成することができる。According to the second aspect of the present invention, by arranging the IR cut filter, the thickness of the spatial frequency filter can be reduced while the infrared light in the imaging optical path can be cut. Therefore, even when the IR cut filter is integrated, a spatial frequency filter having a thickness that does not hinder the arrangement in the camera can be configured.
【００４７】請求項３に係る本発明によると、複屈折板
をリチウムナイオベートで形成した場合の欠点である内
面反射を抑制することができる。According to the third aspect of the present invention, the internal reflection which is a drawback when the birefringent plate is formed of lithium niobate can be suppressed.
【００４８】請求項４に係る本発明によると、空間周波
数フィルター全体の厚さに占める割合において、複屈折
板以外の光学素子の厚さの方が支配的な空間周波数フィ
ルターが構成することができるので、撮像素子の画素ピ
ッチが大きくなった場合においても、空間周波数フィル
ターの厚さが急激に厚くなることを防止することができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, a spatial frequency filter in which the thickness of the optical element other than the birefringent plate is more dominant in the ratio to the total thickness of the spatial frequency filter can be formed. Therefore, even when the pixel pitch of the image sensor increases, it is possible to prevent the thickness of the spatial frequency filter from increasing rapidly.
【００４９】請求項５に係る本発明によると、１／４波
長板に代えて、旋光板を使用することができるので、空
間周波数フィルターを設計する際の、光学素子の選択の
自由度が増す。なお、これら１／４波長板、旋光板は、
例示であって、これらと同等に機能することを条件に他
の光学素子を使用することができるのはいうまでもな
い。According to the fifth aspect of the present invention, an optical rotation plate can be used instead of a quarter wavelength plate, so that the degree of freedom in selecting an optical element when designing a spatial frequency filter is increased. . In addition, these quarter wavelength plate and optical rotation plate are
It is an example, and it goes without saying that other optical elements can be used on condition that they function equivalently.
【００５０】請求項６、７、８に係る本発明によると、
空間周波数フィルターの厚さが、銀塩フィルムを使うカ
メラと同様な構成の中にそのまま配置できる厚さである
ので、既に開発されている銀塩カメラの技術をそのまま
画素ピッチの大きな撮像素子を使ったＤＳＣカメラに利
用できるという効果がある。According to the present invention according to claims 6, 7, and 8,
The thickness of the spatial frequency filter is such that it can be placed in the same configuration as a camera using a silver halide film, so the technology of the already developed silver halide camera uses an image sensor with a large pixel pitch. There is an effect that it can be used for a DSC camera.
【図１】本発明に係る空間周波数フィルターを備えた一
眼レフタイプのデジタルスチルカメラの実施の形態１を
示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a single-lens reflex digital still camera provided with a spatial frequency filter according to the present invention.
【図２】本発明に係る空間周波数フィルターの構成を示
す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a spatial frequency filter according to the present invention.
【図３】本発明に係る空間周波数フィルターの概略構成
及び原理を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration and principle of a spatial frequency filter according to the present invention.
【図４】空間周波数フィルターの厚さと撮像素子の画素
ピッチとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a thickness of a spatial frequency filter and a pixel pitch of an image sensor.
【図５】本発明に係る空間周波数フィルターを備えた一
眼レフタイプのデジタルスチルカメラの実施の形態２を
示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of a single-lens reflex digital still camera provided with a spatial frequency filter according to the present invention.
【図６】従来の空間周波数フィルターの概略構成及び原
理を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration and principle of a conventional spatial frequency filter.
１ 空間周波数フィルター １ａ 第１の複屈折板 １ｂ ＩＲカットフィルター １ｃ １／４波長板 １ｄ 第２の複屈折板 ３ フォーカルプレーンシャッター（シャッタ
ーユニット） １２ クイックリターンミラー １３ サブミラー １４ ＴＴＬ焦点検出装置 １５ 撮像素子 １５ａ 撮像面 １６ 撮像素子パッケージ ｄ 分離量DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spatial frequency filter 1a 1st birefringent plate 1b IR cut filter 1c 1/4 wavelength plate 1d 2nd birefringent plate 3 Focal plane shutter (shutter unit) 12 Quick return mirror 13 Submirror 14 TTL focus detection device 15 Image sensor 15a Imaging surface 16 Image sensor package d Separation amount
Claims (7)
方向に空間的に２分割して２つの光に分離する光学素子
としての第１の複屈折板と、 該第１の複屈折板からの２つの光をそれぞれ１／４波長
遅延させる光学素子としての１／４波長板と、 該１／４波長板からの２つの光を、前記第１の方向と直
交する第２の方向に空間的にそれぞれ２分割して計４つ
の光に分離する光学素子としての第２の複屈折板と、を
備え、 前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板とのうちの少
なくとも一方を、リチウムナイオベートによって形成し
た、 ことを特徴とする空間周波数フィルター。1. A first birefringent plate as an optical element for spatially splitting an input light into two in a first direction orthogonal to a traveling direction thereof and separating the light into two lights, and the first birefringence. A 1/4 wavelength plate as an optical element for delaying two lights from the plate by 1/4 wavelength, respectively, and a second direction orthogonal to the first direction, the two lights from the 1/4 wavelength plate. And a second birefringent plate as an optical element that divides the light into two beams spatially and separates the light into a total of four lights, wherein the first birefringent plate and the second birefringent plate A spatial frequency filter, wherein at least one of the filters is formed of lithium niobate.
板との間に、光学素子としてのＩＲカットフィルターを
配置した、 ことを特徴とする請求項１記載の空間周波数フィルタ
ー。2. The spatial frequency filter according to claim 1, wherein an IR cut filter as an optical element is arranged between the first birefringent plate and the second birefringent plate.
折板と、これら以外の前記光学素子との間の境界面に、
反射防止コートを設けた、 ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空間周波
数フィルター。3. An interface between the first birefringent plate and the second birefringent plate and the optical element other than these,
The spatial frequency filter according to claim 1, further comprising an antireflection coat.
折板の厚さを、これら以外の前記光学素子の厚さよりも
薄く設定する、 ことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の空間周波
数フィルター。4. The method according to claim 1, wherein the first birefringent plate and the second birefringent plate are set to be thinner than the thicknesses of the other optical elements. Or the spatial frequency filter according to 3.
を４５°回転させる光学素子としての旋光板を配置し
た、 ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の空間
周波数フィルター。5. An optical rotation plate as an optical element for rotating a light rotation surface by 45 ° instead of the quarter-wave plate. Spatial frequency filter.
と、前記撮像レンズ及び前記空間周波数フィルターを透
過した被写体光を撮像する撮像素子とを備えたデジタル
スチルカメラにおいて、 前記空間周波数フィルターが、前記撮影レンズと前記撮
像素子との間に配置された、請求項１、２、３、４、又
は５記載の空間周波数フィルターである、 ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。6. A digital still camera, comprising: a photographing lens; a spatial frequency filter; and an image sensor for photographing subject light transmitted through the imaging lens and the spatial frequency filter, wherein the spatial frequency filter includes the photographing lens. The digital still camera according to claim 1, wherein the spatial frequency filter is disposed between the digital still camera and the image sensor.
プレーンシャッターを備えた一眼レフタイプカメラであ
り、さらに焦点を検出するためのＴＴＬ焦点検出装置を
備え、 前記空間周波数フィルターを、焦点検出のための光束が
通過しない位置に配置した、 ことを特徴とする請求項６記載のデジタルスチルカメ
ラ。7. A single-lens reflex camera having a quick return mirror and a focal plane shutter, further comprising a TTL focus detection device for detecting a focus, and a light beam for focus detection passing through the spatial frequency filter. The digital still camera according to claim 6, wherein the digital still camera is arranged at a position where the digital still camera does not operate.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1109036A1 (en) * | 1999-11-19 | 2001-06-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical low-pass filter, and image sensing unit and apparatus using the same |
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- 1998-03-31 JP JP10182298A patent/JP3867397B2/en not_active Expired - Lifetime
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