JPH0323415A - 光学的ローパスフィルター - Google Patents
光学的ローパスフィルターInfo
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- JPH0323415A JPH0323415A JP1157031A JP15703189A JPH0323415A JP H0323415 A JPH0323415 A JP H0323415A JP 1157031 A JP1157031 A JP 1157031A JP 15703189 A JP15703189 A JP 15703189A JP H0323415 A JPH0323415 A JP H0323415A
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- pass filter
- optical
- optical low
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
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- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
- G02B5/1871—Transmissive phase gratings
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/46—Systems using spatial filters
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- G—PHYSICS
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〉
本発明は光学的ローパスフィルターに関し、特にビデオ
カメラ、電子スチルカメラ等で撮像管や撮像板等の撮像
素子を用いて画像をａ敗的に得る際に好適な光学的ロー
パスフィルターに関するものである。
カメラ、電子スチルカメラ等で撮像管や撮像板等の撮像
素子を用いて画像をａ敗的に得る際に好適な光学的ロー
パスフィルターに関するものである。
（従来の技術）
一般に離散的画素構造を有する固体撮像素Ｙ一を用いた
ビデオカメラ等では画像情報を光学的に空間サンプリン
グして出力画像を得ている。
ビデオカメラ等では画像情報を光学的に空間サンプリン
グして出力画像を得ている。
この場合被写体にサンプリング周波数以上の高空間周波
数成分が含まれていると被写体か｛ｊ− シていない構
造や色あい等の特に偽色信号が多く発生してくる。即ち
撮影機によって採取することのできない周波数成分（ナ
イキスト周波数を越える周波数成分）は画像情報として
再現することができず、所謂波形歪み〈エイリアシス〉
、モアレ縞、偽色等が形成させる原因となってくる。
数成分が含まれていると被写体か｛ｊ− シていない構
造や色あい等の特に偽色信号が多く発生してくる。即ち
撮影機によって採取することのできない周波数成分（ナ
イキスト周波数を越える周波数成分）は画像情報として
再現することができず、所謂波形歪み〈エイリアシス〉
、モアレ縞、偽色等が形成させる原因となってくる。
このｌ）、従来より光学的ローパスフィルターな撮影系
の一部に配置して被写体の高空間周波数成分を制限して
いる。光学的ローパスフィルターとしては水晶板等の複
屈折を利用したものが多く用いられている。
の一部に配置して被写体の高空間周波数成分を制限して
いる。光学的ローパスフィルターとしては水晶板等の複
屈折を利用したものが多く用いられている。
第４図は従来の水晶板を用い複屈折を利用した光学的ロ
ーパスフィルターを撮影系の一部に設けた先学系の説明
図である。
ーパスフィルターを撮影系の一部に設けた先学系の説明
図である。
同図において４４は撮像レンズ、４８は撮像素子でカラ
ーフィルタ付のＣＣＤ等から成る受光部４２とカバーガ
ラス４７を有している。４５は赤外光カットフィルター
、４６は水晶板より成る光学的ローパスフィルターで赤
外光カットフィルター４５と一体的に構成されている。
ーフィルタ付のＣＣＤ等から成る受光部４２とカバーガ
ラス４７を有している。４５は赤外光カットフィルター
、４６は水晶板より成る光学的ローパスフィルターで赤
外光カットフィルター４５と一体的に構成されている。
光学的ローパスフィルター４６は入射光束を常光線と異
常光線の２つの光束に分離することによりローパス効果
を得ている。
常光線の２つの光束に分離することによりローパス効果
を得ている。
一般に水晶板は価格が高く、入射光束を一定量分離する
にはある程度厚くしなければならない等の問題があった
。
にはある程度厚くしなければならない等の問題があった
。
これに対して特開昭５３−１１９０６３号公報では位相
型の回折格子を利用した光学的ローパスフィルターを提
案している。同公報では回折効果を利用して適切なる拡
がりを有する回折像を像面に形成することにより所望の
ローパス効果を得ている。
型の回折格子を利用した光学的ローパスフィルターを提
案している。同公報では回折効果を利用して適切なる拡
がりを有する回折像を像面に形成することにより所望の
ローパス効果を得ている。
この回折格子を利用した光学的ローパスフィルターは水
晶を利用した光学的ローパスフィルターに比べて安価で
、一般に薄型に構成することができ、しかも撮影レンズ
の後方に配置する必要がなく、どこでも配置することが
できる為、機構上及び光学的構成上撮影系全体を小型化
するのが容易であるという特長を有している。
晶を利用した光学的ローパスフィルターに比べて安価で
、一般に薄型に構成することができ、しかも撮影レンズ
の後方に配置する必要がなく、どこでも配置することが
できる為、機構上及び光学的構成上撮影系全体を小型化
するのが容易であるという特長を有している。
（発明が解決しようとする問題点）
一般にビデオカメラ、電子スチルカメラでは第４図に示
すように撮影系の一部に視感度補正の為の赤外光カット
フィルター４５や水晶板等から成る光学的ローパスフィ
ルター４６も独立に、又は貼り合わせて配置している。
すように撮影系の一部に視感度補正の為の赤外光カット
フィルター４５や水晶板等から成る光学的ローパスフィ
ルター４６も独立に、又は貼り合わせて配置している。
この赤外光カットフィルターや光学的ローパスフィルタ
ーはその効果を十分発揮させる為に各々一定の厚さを必
要としている。
ーはその効果を十分発揮させる為に各々一定の厚さを必
要としている。
一般に撮影系の一部に所定の厚さの複数のフィルターを
設けると機構上及び光学構成上複雑化し、撮影系全体の
小型化を図るのが難しくなってくるという問題点があっ
た。
設けると機構上及び光学構成上複雑化し、撮影系全体の
小型化を図るのが難しくなってくるという問題点があっ
た。
又、赤外光カットフィルターとして多く使用されている
リン酸ガラスは耐湿性が悪く、光学的特性が変化してく
るという問題点があった。
リン酸ガラスは耐湿性が悪く、光学的特性が変化してく
るという問題点があった。
本発明は簡易な構成により特定の波長領域の光束、特に
赤外領域の光束をカットすると共にローパス効果を効率
的に付与することができｉｔ系全体の簡素化及び組立作
業上の向上を図ることのできる光学的ローパスフィルタ
ーの提供を目的とする。
赤外領域の光束をカットすると共にローパス効果を効率
的に付与することができｉｔ系全体の簡素化及び組立作
業上の向上を図ることのできる光学的ローパスフィルタ
ーの提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明の光学的ローパスフィルター、特定の波長領域に
光吸収作用を示す光学部材面上に所定のピッチの凹凸部
より成る位相型の回折格子を設け、通過光束に対してロ
ーパス効果を付与するようにしたことを特徴としている
。
光吸収作用を示す光学部材面上に所定のピッチの凹凸部
より成る位相型の回折格子を設け、通過光束に対してロ
ーパス効果を付与するようにしたことを特徴としている
。
特に本発明では、該光学部材を赤外領域で光吸収作用を
有する部材より構成すると共に、該光学部材に形成する
所定のピッチの凹凸部を加熱、加圧操作により成形して
いることを特徴としている。
有する部材より構成すると共に、該光学部材に形成する
所定のピッチの凹凸部を加熱、加圧操作により成形して
いることを特徴としている。
（実施例）
第１図は本発明の光学的ローパスフィルターを撮影系の
一部に設けた第一実施例の概略図である。
一部に設けた第一実施例の概略図である。
同図において４は撮像レンズ、１は光学的ローパスフィ
ルターであり、赤外光を吸収する性質を有するリン酸ガ
ラスより成る光学部材面上に所定のピッチの凹凸部より
成る位相型の回折格子を設けて構成されている。３は固
体撮像素子、２は固体撮像素子３の前方に設けたカラー
フィルター付の受光部である。
ルターであり、赤外光を吸収する性質を有するリン酸ガ
ラスより成る光学部材面上に所定のピッチの凹凸部より
成る位相型の回折格子を設けて構成されている。３は固
体撮像素子、２は固体撮像素子３の前方に設けたカラー
フィルター付の受光部である。
第２図は第１図の光学的ローパスフィルター１と撮像素
子３の受光部２の要部を拡大した説明図である。光学的
ローパスフィルター１は片面に微細な３角形状のプリズ
ムを複数個規則的に配置した構造より成っている。
子３の受光部２の要部を拡大した説明図である。光学的
ローパスフィルター１は片面に微細な３角形状のプリズ
ムを複数個規則的に配置した構造より成っている。
本実施例における光学的ローパスフィルター１の凹凸部
形状はリン酸ガラス等の赤外光吸収材料を加熱し、該赤
外光吸収材料と化学的に反応しない材料で形成された型
に押圧して成形している。
形状はリン酸ガラス等の赤外光吸収材料を加熱し、該赤
外光吸収材料と化学的に反応しない材料で形成された型
に押圧して成形している。
尚、本実施例においては位相型の回折格子であれば３角
形状の他に４角形状や台形状のプリズムであっても良い
。
形状の他に４角形状や台形状のプリズムであっても良い
。
カラーフィルター付の受先部２はどツチＰ３で配置され
た複数のカラーフィルターＲ，Ｇ．Ｂより成るカラーフ
ィルター群２Ａと受光素子２Ｂを有している。カラーフ
ィルターｉ２ＡのうちＲは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の
カラーフィルターを示している。受光素子２Ｂはカラー
フィルター群２Ａの各カラーフィルターに対応した受光
画素から得られた信号より各々Ｒ，Ｇ，Ｂを判断して色
分離を行っている。
た複数のカラーフィルターＲ，Ｇ．Ｂより成るカラーフ
ィルター群２Ａと受光素子２Ｂを有している。カラーフ
ィルターｉ２ＡのうちＲは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の
カラーフィルターを示している。受光素子２Ｂはカラー
フィルター群２Ａの各カラーフィルターに対応した受光
画素から得られた信号より各々Ｒ，Ｇ，Ｂを判断して色
分離を行っている。
光学的ローパスフィルター１は入射光束２１を予め設定
した値となるように２つの光束２２，２３に分離してカ
ラーフィルター群２Ａを介して受光素子２Ｂに入射させ
ている。
した値となるように２つの光束２２，２３に分離してカ
ラーフィルター群２Ａを介して受光素子２Ｂに入射させ
ている。
これによりローパス効果を得てカラーフィルターＲ，Ｇ
，Ｂの配列と同ビッチＰ３の空間周波数の被写体画像が
解像されないようにして被写体画像がカラーフィルター
Ｒ，Ｇ，Ｈの配列と同ビッチＰ３のときに着色してくる
偽色信号の発生を防止している。
，Ｂの配列と同ビッチＰ３の空間周波数の被写体画像が
解像されないようにして被写体画像がカラーフィルター
Ｒ，Ｇ，Ｈの配列と同ビッチＰ３のときに着色してくる
偽色信号の発生を防止している。
第３図は第２図に示す光学的ローパスフィルター１の光
束の分離に関する説明図である。光学的ローパスフィル
ターｌはビッチＰ１、プリズム角θ２の３角形状の回折
格子３０より成り、入射光束３１を回折させて２光束３
２．３３に分離してカラーフィルター面３４上にビッチ
Ｐ２となるように導光している。このときプリズム角θ
２を適切に設定し微細プリズムにより入射光束を屈折さ
せ１次回折像若しくは２次回折像を強調して出射するよ
うにして高次回折像の強度を低下させて効果的に光束分
離を行っている。
束の分離に関する説明図である。光学的ローパスフィル
ターｌはビッチＰ１、プリズム角θ２の３角形状の回折
格子３０より成り、入射光束３１を回折させて２光束３
２．３３に分離してカラーフィルター面３４上にビッチ
Ｐ２となるように導光している。このときプリズム角θ
２を適切に設定し微細プリズムにより入射光束を屈折さ
せ１次回折像若しくは２次回折像を強調して出射するよ
うにして高次回折像の強度を低下させて効果的に光束分
離を行っている。
第５図は本発明の光学的ローパスフィルターの第２実施
例の断面概略図である。同図において５１は赤外領域に
光吸収作用を示すリン酸ガラス等の光学部材であり，そ
の片方の面には所定のピッチの凹凸部（３角形状）が形
成されている。
例の断面概略図である。同図において５１は赤外領域に
光吸収作用を示すリン酸ガラス等の光学部材であり，そ
の片方の面には所定のピッチの凹凸部（３角形状）が形
成されている。
５２は透明基板であり、光学部材５１の凹凸部と逆の形
状の凹凸部より成る凹凸面と平面より成っている。５３
は平行平面より成る透明基板である。
状の凹凸部より成る凹凸面と平面より成っている。５３
は平行平面より成る透明基板である。
本実施例の光学的ローパスフィルター１は透明基板５２
．５３として光学部材５１の屈折率と異なる屈折率を有
する材料、例えばプラスチック等を用い、これらの部材
を各々貼り合わせて構成している。
．５３として光学部材５１の屈折率と異なる屈折率を有
する材料、例えばプラスチック等を用い、これらの部材
を各々貼り合わせて構成している。
一般に赤外領域の光吸収材料として用いられるリン酸ガ
ラスは湿気に弱い。この為、本実施例では第５図に示す
ようにリン酸ガラスより成る光学部材５１を耐湿性の優
れている材料より成る透明基板５２．５３で挟持し、こ
れにより赤外光カット及びローパス効果を安定して効果
的に得ている。
ラスは湿気に弱い。この為、本実施例では第５図に示す
ようにリン酸ガラスより成る光学部材５１を耐湿性の優
れている材料より成る透明基板５２．５３で挟持し、こ
れにより赤外光カット及びローパス効果を安定して効果
的に得ている。
尚、本実施例において光束の入射面と射出面に防湿コー
トや反射防止コート等を施せば、より安定した高い光学
性能を有した光学的ローパスフィルターを得ることがで
きる。
トや反射防止コート等を施せば、より安定した高い光学
性能を有した光学的ローパスフィルターを得ることがで
きる。
本発明の光学的ローパスフィルターは撮影レンズの後方
の他に撮影レンズの前方や内部に配置することができる
。これによれば撮影レンズのバックフォーカスの短縮化
が図れ機構上及び光学機構上撮影系全体の小型化が容易
となると共にフィルター面が撮影レンズの焦点深度内に
入ることがない為、フィルター面のキズや付着するゴミ
等の影響がないといった特長を有している。
の他に撮影レンズの前方や内部に配置することができる
。これによれば撮影レンズのバックフォーカスの短縮化
が図れ機構上及び光学機構上撮影系全体の小型化が容易
となると共にフィルター面が撮影レンズの焦点深度内に
入ることがない為、フィルター面のキズや付着するゴミ
等の影響がないといった特長を有している。
本実施例においてはローパス効果を発揮させる凹凸部を
赤外光カット用の光学部材の他に色湿度変換用フィルタ
゛−や色フィルター等、他の光学部材面上に設けても良
い。
赤外光カット用の光学部材の他に色湿度変換用フィルタ
゛−や色フィルター等、他の光学部材面上に設けても良
い。
（発明の効果）
本発明によれば特定の波長領域、例えば赤外領域に光吸
収作用を示す光学部材面上に所定のピッチの凹凸部より
成る位相型の回折格子を設けることにより、撮影系全体
の簡素化及び組立作業上の向上を図りつつ赤外光カット
及びローパス効果の双方を効果的に発揮することのでき
る光学的ローパスフィルターを達成することができる。
収作用を示す光学部材面上に所定のピッチの凹凸部より
成る位相型の回折格子を設けることにより、撮影系全体
の簡素化及び組立作業上の向上を図りつつ赤外光カット
及びローパス効果の双方を効果的に発揮することのでき
る光学的ローパスフィルターを達成することができる。
第１図は本発明の先学的ローパスフィルターを撮影系の
一部に設けた第１実施例の概略図、第２図は第ｌ図の光
学的ローパスフィルターと撮像素子の要部拡大図、第３
図は第２図の光学的ローパスフィルターによる光束の分
離状態を示す説明図、第４図は従来の光学的ローパスフ
ィルターを備えた撮影系の説明図、第５図は本発明の光
学的ローパスフィルターの第２実施例の断面図である。 図中、１は光学的ローパスフィルター、２は受光部、３
は撮像素子、４は撮像レンズ、２Ａはカラーフィルター
群、２Ｂは受光素子、２ｌは入射光束、２２．２３は分
離光束、５１は光学部材、５２．５３は透明基板である
。 第 ３ 図 １ 第 ４ 図 ４４ 第 図
一部に設けた第１実施例の概略図、第２図は第ｌ図の光
学的ローパスフィルターと撮像素子の要部拡大図、第３
図は第２図の光学的ローパスフィルターによる光束の分
離状態を示す説明図、第４図は従来の光学的ローパスフ
ィルターを備えた撮影系の説明図、第５図は本発明の光
学的ローパスフィルターの第２実施例の断面図である。 図中、１は光学的ローパスフィルター、２は受光部、３
は撮像素子、４は撮像レンズ、２Ａはカラーフィルター
群、２Ｂは受光素子、２ｌは入射光束、２２．２３は分
離光束、５１は光学部材、５２．５３は透明基板である
。 第 ３ 図 １ 第 ４ 図 ４４ 第 図
Claims (3)
- （１）特定の波長領域に光吸収作用を示す光学部材面上
に所定のピッチの凹凸部より成る位相型の回折格子を設
け、通過光束に対してローパス効果を付与するようにし
たことを特徴とする光学的ローパスフィルター。 - （２）前記光学部材は赤外領域で光吸収作用を有してい
ることを特徴とする請求項１記載の光学的ローパスフィ
ルター。 - （３）特定の波長領域に光吸収作用を示す光学部材面上
に加熱加圧操作によって成形した所定のピッチの凹凸部
より成る位相型の回折格子を設け、通過光束に対してロ
ーパス効果を付与するようにしたことを特徴とする光学
的ローパスフィルター。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157031A JPH0323415A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 光学的ローパスフィルター |
| US08/455,250 US5589882A (en) | 1989-06-20 | 1995-05-31 | Integral infrared absorbing optical low-pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157031A JPH0323415A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 光学的ローパスフィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323415A true JPH0323415A (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15640675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157031A Pending JPH0323415A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 光学的ローパスフィルター |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5589882A (ja) |
| JP (1) | JPH0323415A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110903A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Hoya Corp | 光学フィルタ、この光学フィルタを備えた固体撮像素子及びこの光学フィルタの製造方法 |
| US5995279A (en) * | 1994-11-09 | 1999-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element, and taking optical system and image pickup apparatus using it |
| US6778326B1 (en) * | 1995-03-29 | 2004-08-17 | Eastman Kodak Company | Combined heat filter and condenser lens, a projection type apparatus using such, and a method for fabricating it |
| JP4708215B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-06-22 | 株式会社奥村組 | 既設構造物の側壁解体方法並びに側壁解体部の撤去装置 |
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| JPH09318993A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Canon Inc | 固体撮像素子カメラシステム、撮影用交換レンズおよび光学付属品 |
| US6326998B1 (en) * | 1997-10-08 | 2001-12-04 | Eastman Kodak Company | Optical blur filter having a four-feature pattern |
| JP4004117B2 (ja) * | 1997-10-17 | 2007-11-07 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
| US6356379B1 (en) | 1998-12-07 | 2002-03-12 | Florida Atlantic University | Adjustable opto-acoustical low pass filter and technique |
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| KR100390875B1 (ko) * | 1999-10-27 | 2003-07-10 | (주)해빛정보 | 위상 회절 격자형 광 저대역 통과필터 |
| US7167615B1 (en) | 1999-11-05 | 2007-01-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Resonant waveguide-grating filters and sensors and methods for making and using same |
| KR100340938B1 (ko) * | 1999-11-17 | 2002-06-20 | 박병선 | 광 저 대역 통과 필터 일체형 고체 촬상 소자 |
| US20010007475A1 (en) * | 2000-01-06 | 2001-07-12 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Image pickup device and its mounting structure for an optical low-pass filter |
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|
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