JPS6217778Y2 - - Google Patents

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JPS6217778Y2
JPS6217778Y2 JP1982090234U JP9023482U JPS6217778Y2 JP S6217778 Y2 JPS6217778 Y2 JP S6217778Y2 JP 1982090234 U JP1982090234 U JP 1982090234U JP 9023482 U JP9023482 U JP 9023482U JP S6217778 Y2 JPS6217778 Y2 JP S6217778Y2
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pass filter
plate
spatial sampling
birefringent plate
optical low
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は被写体像を空間サンプリングして撮像
出力を得る撮像系における上記空間サンプリング
による偽信号の発生を光学的に抑圧する光学的ロ
ーパスフイルタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical low-pass filter that optically suppresses the generation of false signals due to the spatial sampling in an imaging system that spatially samples a subject image to obtain an image output.

一般に、離散的な絵素構造を有するCCD
(Charge Coupled Devic)等の固体イメージや
色フイルタにより被写体像の色コーデイングを行
なう単管式カラー撮像装置等のように、被写体像
を光学的に空間サンプリングして撮像出力を得る
ようにした撮像系においては、上記空間サンプリ
ングによる周波数成分が偽信号として撮像出力に
含まれてしまうことにより画質の劣化を生ずる。
例えば、色フイルタにより被写体像を光学的に空
間サンプリングして色コーデイングを行つて各色
信号を得るようにしたカラー撮像装置では、上記
空間サンプリングによる周波数成分すなわち偽信
号によつてサブキヤリヤが変調され、折返し歪が
発生し、所謂クロスカラーによる画質劣化を生ず
る。
Generally, a CCD with a discrete pixel structure
Imaging that obtains imaging output by optically spatially sampling the subject image, such as single-tube color imaging devices that perform color coding of the subject image using solid-state images such as (Charge Coupled Device) or color filters. In this system, frequency components resulting from the above-mentioned spatial sampling are included in the imaging output as false signals, resulting in deterioration of image quality.
For example, in a color imaging device that optically spatially samples a subject image using a color filter and performs color coding to obtain each color signal, a subcarrier is modulated by a frequency component resulting from the spatial sampling, that is, a false signal. Folding distortion occurs, resulting in image quality deterioration due to so-called cross color.

そして、上述の如き空間サンプリングによる偽
信号の悪影響を防止するために、第1図に示すよ
うに、複屈折特性を有する水晶板や方解石板から
成る複屈折板1を離散的撮像系の撮像部2の前面
側に配置することが従来より行なわれている。す
なわち、複屈折板1は、入射光を異常光成分3と
正常光成分4とに分離する性質があるので、上記
異常光成分3と正常光成分4の各光軸間の距離を
Prとした場合に、 (H0)=1/2(1+e-jPrU) …第1式 なる第1式にて示される伝達関数H0の光学的な
ローパスフイルタ特性を上記離散的撮像系に与え
る。そして、従来より撮像部2の絵素ピツチを
Pxに対して上記光軸間の距離PrをPr=1/2Pxとする ことによつて、空間サンプリングキヤリアのサイ
ドバンド成分がベースバンドに折り返さないよう
にしている。
In order to prevent the adverse effects of spurious signals due to spatial sampling as described above, it has been conventional to place a birefringent plate 1 made of a quartz plate or calcite plate having birefringence characteristics on the front side of an imaging section 2 of a discrete imaging system, as shown in Fig. 1. That is, the birefringent plate 1 has the property of separating incident light into an extraordinary light component 3 and an ordinary light component 4, so that the distance between the optical axes of the extraordinary light component 3 and the ordinary light component 4 is
Pr, the optical low-pass filter characteristic of the transfer function H0 expressed by the following equation 1 is given to the discrete imaging system.
By setting the distance Pr between the optical axes with respect to Px as Pr=1/2Px, the sideband components of the spatial sampling carrier are prevented from folding back into the baseband.

すなわち、上記複屈折板1による光学的なロー
パスフイルタ特性は、第2図に示すように、PxU/2
π =2kで(Ho)=1となる。しかし、上記ローパス
フイルタ特性では、ナイキスト限界(PrU/2π=1
/2) においてもかなり高い振幅(√2/2)特性を呈する ので、上記空間サンプリングによる偽信号を抑圧
するには不十分である。すなわち、従来の光学的
ローパスフイルタでは、離散的撮像系の空間サン
プリング周波数sに最初のトラツプポイント
(Ho=1)を与えているに過ぎないため、ナイキ
スト領域への帯域圧縮効果が十分に得られないば
かりでなく、高次の空間サンプリングキヤリヤに
よるベースバンドへの折返し歪も十分に抑圧する
ことができないでいた。
That is, the optical low-pass filter characteristic of the birefringent plate 1 is PxU/2 as shown in FIG.
When π = 2k, (Ho) = 1. However, with the above low-pass filter characteristics, the Nyquist limit (PrU/2π=1
/2) also exhibits a fairly high amplitude (√2/2) characteristic, which is insufficient to suppress the false signals caused by the spatial sampling. In other words, in the conventional optical low-pass filter, the first trap point (Ho = 1) is only given to the spatial sampling frequency s of the discrete imaging system, so the band compression effect in the Nyquist region is not sufficiently achieved. In addition, it has not been possible to sufficiently suppress aliasing distortion to the baseband due to the high-order spatial sampling carrier.

そこで、本考案は、上述の如き問題点に鑑み、
離散的撮像系における空間サンプリング周波数
sに対して少なくとも2s/3と2sにトラ
ツプポイントを与える第1の複屈折板と、1/4波
長板と、少なくともsと3sにトラツプポイ
ントを与える第2の複屈折板とを直列配置して成
る光学的ローパスフイルタを提供し、ナイキスト
領域への帯域圧縮効果を高めるとともに高次の空
間サンプリングキヤリアによる折返し歪を防止す
るようにしたものである。
Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention was developed by
a first birefringent plate providing trap points at least 2s/3 and 2s for a spatial sampling frequency s in the discrete imaging system; a quarter wave plate; and a second birefringent plate providing trap points at least s and 3s. An optical low-pass filter is provided in which two birefringent plates are arranged in series to enhance the band compression effect in the Nyquist region and to prevent aliasing distortion due to a high-order spatial sampling carrier.

以下、本考案について一実施例を示す図面に従
い詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing one embodiment.

第3図及び第4図は本考案の実施例を示すもの
であり、第3図により本考案の実施例の構成を説
明すると、離散的撮像系における撮像部11の前
面側に光学的ローパスフイルタ5が配置されてい
る。上記撮像部11は絵素11AがピツチPxの
距離で配設されており、sなる周波数にて被写
体像の空間サンプリングを行なう。一方、上記光
学的ローパスフイルタ5は、第1複屈折板6、1/
4波長板7及び第2複屈折板8を直列配置する構
成となつている。上記第1複屈折板6は入射光を
1次異常光成分9と1次正常光成分10とに分離
するが、この1次異常光成分9と1次正常光成分
10の光軸間の距離が3/4Pxとなるように第1複屈 折板6の厚さを調整することにより (Ho1)=1/2(1+e-3jPxU/4) …第2式 なる第2式にて示される伝達関数Ho1の光学的な
ローパスフイルタ特性を与える。したがつて、第
1複屈折板6は、空間サンプリング周波数sに
対して2/3sに最初のトラツプポイントを与え る。一方、上記第1複屈折板6により分離された
1次異常光成分9と1次正常光成分10は偏光状
態となつているので上記異常光成分9と正常光成
分10とを再び複屈折板により分光する場合には
偏光状態を解消し通常光とする必要がある。上記
偏光状態を解消するために1/4波長板7が第1複
屈折板6の背面側に直列配置されている。さら
に、上記第1複屈折板6及び1/4波長板7の背面
側に直列配置された第2複屈折板は、上記1次異
常光成分9及び1次正常光成分10の偏光を解消
した2次入射光9A,10Aを光軸間の距離が1/2 Pxとなるように2次異常光成分9B,10B及
び2次正常光成分9C,10Cに分離するように
厚さを調整してあるので (Ho2)=1/2(1+e-jPxU/2) …第3式 なる第3式にて示される伝達関数Ho2の光学的な
ローパスフイルタ特性を与える。すなわち、第2
複屈折板8は空間サンプリング周波数sにおい
て最初のトラツプポイントを与える。
FIGS. 3 and 4 show an embodiment of the present invention. To explain the configuration of the embodiment of the present invention with reference to FIG. 5 is placed. The imaging unit 11 has picture elements 11A arranged at a distance of pitch Px, and performs spatial sampling of a subject image at a frequency of s. On the other hand, the optical low-pass filter 5 includes a first birefringent plate 6, 1/
The configuration is such that a four-wavelength plate 7 and a second birefringent plate 8 are arranged in series. The first birefringence plate 6 separates the incident light into a first-order extraordinary light component 9 and a first-order normal light component 10, and the distance between the optical axes of the first-order extraordinary light component 9 and the first-order normal light component 10 is By adjusting the thickness of the first birefringent plate 6 so that becomes 3/4Px, (Ho 1 )=1/2(1+e -3jPxU/4 ) ...transmission shown by the second equation, which is the second equation Gives the optical low-pass filter characteristics of the function Ho 1 . Therefore, the first birefringent plate 6 provides a first trap point at 2/3s for the spatial sampling frequency s. On the other hand, since the first-order extraordinary light component 9 and the first-order normal light component 10 separated by the first birefringence plate 6 are in a polarized state, the above-mentioned extraordinary light component 9 and normal light component 10 are separated by the birefringence plate 6 again. When performing spectroscopy, it is necessary to cancel the polarization state and make it into normal light. In order to eliminate the above polarization state, a quarter wavelength plate 7 is arranged in series on the back side of the first birefringent plate 6. Further, a second birefringent plate arranged in series on the back side of the first birefringent plate 6 and the quarter-wave plate 7 cancels the polarization of the first-order extraordinary light component 9 and the first-order normal light component 10. The thickness is adjusted so that the secondary incident light beams 9A and 10A are separated into secondary abnormal light components 9B and 10B and secondary normal light components 9C and 10C so that the distance between the optical axes is 1/2 Px. Therefore, (Ho 2 )=1/2 (1+e -jPxU/2 )... gives the optical low-pass filter characteristic of the transfer function Ho 2 expressed by the third equation. That is, the second
The birefringent plate 8 provides the first trap point at the spatial sampling frequency s.

したがつて、上記光学的ローパスフイルタ5
は、第1複屈折板6及び第2複屈折板8を直列配
置するという構成のためローパスフイルタ特性が
相乗され (Ho3)=1/4(1+e-3jPxU/4) (1+e-jPxU/2) …第4式 なる第4式にて示される伝達関数Ho3の光学的ロ
ーパスフイルタ特性を与える。
Therefore, the optical low-pass filter 5
Since the first birefringent plate 6 and the second birefringent plate 8 are arranged in series, the low-pass filter characteristics are synergized (Ho 3 )=1/4 (1+e -3jPxU/4 ) (1+e -jPxU/2 )...Gives the optical low-pass filter characteristic of the transfer function Ho 3 expressed by the fourth equation.

上述した光学的ローパスフイルタ5の特性を第
4図に示す。第4図には、本考案の実施例におけ
る第1複屈折板6による伝達関数Ho1で示される
ローパスフイルタ特性、第2複屈折板8による伝
達関数Ho2で示されるローパスフイルタ特性及び
光学的ローパスフイルタ5における伝達関数Ho3
で示されるローパスフイルタ特性をそれぞれ示し
てある。上記第4図から明らかなように、第1複
屈折板6により空間サンプリング周波数sに対
し2sにおけるサイドバンド成分のベースバン
ドへの折り返しを防止でき、さらにナイキスト領
域への帯域圧縮効果を得ることが可能である。ま
た、第2複屈折板8により空間サンプリングキヤ
リヤの周波数sにおけるサイドバンド成分のベ
ースバンドへの折り返しを防止することができ
る。したがつて、本考案の実施例の光学的ローパ
スフイルタ5においては、空間サンプリングキヤ
リヤの周波数がs及び2sにおけるサイドバ
ンド成分のベースバンドへの折り返しを防止する
ことができるとともに、ナイキスト領域への帯域
圧縮効果も高めることが可能である。
FIG. 4 shows the characteristics of the optical low-pass filter 5 described above. FIG. 4 shows the low-pass filter characteristics shown by the transfer function Ho 1 by the first birefringent plate 6 in the embodiment of the present invention, the low-pass filter characteristics shown by the transfer function Ho 2 by the second birefringent plate 8, and the optical Transfer function Ho 3 in low-pass filter 5
The low-pass filter characteristics shown in are shown respectively. As is clear from FIG. 4 above, the first birefringence plate 6 can prevent the sideband components from folding back into the baseband at 2s with respect to the spatial sampling frequency s, and can also obtain a band compression effect in the Nyquist region. It is possible. Furthermore, the second birefringence plate 8 can prevent the sideband components at the frequency s of the spatial sampling carrier from being folded back into the baseband. Therefore, in the optical low-pass filter 5 according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent sideband components from folding back into the baseband when the frequency of the spatial sampling carrier is s and 2s, and to prevent folding back into the Nyquist region. It is also possible to enhance the band compression effect.

上述した実施例から明らかなように、本考案に
おいては、空間サンプリング周波数sに対して
少なくとも2s/3と2sにトラツプポイン
トを与える第1の複屈折板と、1/4波長板と、少
なくともsと3sにトラツプポイントを与え
る第2の複屈折板とを直列配置するという構成の
光学的ローパスフイルタであるため空間サンプリ
ングキヤリヤの周波数s及び2sにおけるサ
イドバンド成分がベースバンドに折り返されるこ
とを防止し、ナイキスト領域への帯域圧縮効果を
高めることが可能となる。
As is clear from the embodiments described above, the present invention includes a first birefringent plate that provides trap points at least at 2s/3 and 2s with respect to the spatial sampling frequency s, a 1/4 wavelength plate, and at least Since this is an optical low-pass filter configured by arranging in series a second birefringent plate that provides a trap point at s and 3s, sideband components at frequencies s and 2s of the spatial sampling carrier are folded back to the baseband. It is possible to prevent this and enhance the band compression effect in the Nyquist region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は光学的ローパスフイルタの従来例を示
す要部横断面図、第2図は従来例におけるローパ
スフイルタ特性を示す特性図、第3図は本考案に
係る光学的ローパスフイルタの一実施例を示す要
部横断面図、第4図は本考案の実施例におけるロ
ーパスフイルタ特性を示す特性図である。 5……光学的ローパスフイルタ、6……第1複
屈折板、7……1/4波長板、8……第2複屈折板、 11……撮像部。
Fig. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a conventional example of an optical low-pass filter, Fig. 2 is a characteristic diagram showing characteristics of the low-pass filter in the conventional example, and Fig. 3 is an example of an optical low-pass filter according to the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the characteristics of a low-pass filter in an embodiment of the present invention. 5... Optical low-pass filter, 6... First birefringence plate, 7... Quarter wavelength plate, 8... Second birefringence plate, 11... Imaging section.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 離散的撮像系における空間サンプリング周波数
sに対して少なくとも2s/3と2sにト
ラツプポイントを与える第1の複屈折板と、1/4
波長板と、少なくともsと3sにトラツプポ
イントを与える第2の複屈折板とを直列配置して
成る光学的ローパスフイルタ。
a first birefringent plate providing trap points at least 2s/3 and 2s for a spatial sampling frequency s in the discrete imaging system;
An optical low-pass filter comprising a wave plate and a second birefringent plate that provides trap points at least at s and 3s, arranged in series.
JP1982090234U 1982-06-18 1982-06-18 optical low pass filter Granted JPS58192617U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1982090234U JPS58192617U (en) 1982-06-18 1982-06-18 optical low pass filter

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JP1982090234U JPS58192617U (en) 1982-06-18 1982-06-18 optical low pass filter

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JPS58192617U JPS58192617U (en) 1983-12-21
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114033A (en) * 1974-06-20 1976-02-04 Westinghouse Electric Corp
JPS5445152A (en) * 1977-09-17 1979-04-10 Victor Co Of Japan Ltd Optical comb type filter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS58192617U (en) 1983-12-21

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