JP2001235710A - 回折光学素子及び撮像光学装置 - Google Patents
回折光学素子及び撮像光学装置Info
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- JP2001235710A JP2001235710A JP2000046857A JP2000046857A JP2001235710A JP 2001235710 A JP2001235710 A JP 2001235710A JP 2000046857 A JP2000046857 A JP 2000046857A JP 2000046857 A JP2000046857 A JP 2000046857A JP 2001235710 A JP2001235710 A JP 2001235710A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回折光学素子の構成が簡単で、波長選択性を
得るための材料の条件に幅を持たせた回折光学素子及び
撮像光学装置を提供する。 【解決手段】 断面が矩形形状の周期構造の回折格子に
おいて、矩形の高さを所定の位相高さとすることによ
り、Ｒ、Ｂ光信号のみで位相差が発生し、Ｒ、Ｂ光信号
が回折する。これによりＲ、Ｂ波長帯域で光学的ローパ
ス効果を発生させることができる。
得るための材料の条件に幅を持たせた回折光学素子及び
撮像光学装置を提供する。 【解決手段】 断面が矩形形状の周期構造の回折格子に
おいて、矩形の高さを所定の位相高さとすることによ
り、Ｒ、Ｂ光信号のみで位相差が発生し、Ｒ、Ｂ光信号
が回折する。これによりＲ、Ｂ波長帯域で光学的ローパ
ス効果を発生させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色分離フィルタを
有する単管式カラービデオカメラや固体撮像素子を用い
たカラービデオカメラ等の光学系において、波長帯域毎
に好適な光学的ローパス効果を与えて画像を離散的に得
ることによって有用な画像特性を得る特定波長にローパ
ス作用を行う回折光学素子及び撮像光学装置に関するも
のである。
有する単管式カラービデオカメラや固体撮像素子を用い
たカラービデオカメラ等の光学系において、波長帯域毎
に好適な光学的ローパス効果を与えて画像を離散的に得
ることによって有用な画像特性を得る特定波長にローパ
ス作用を行う回折光学素子及び撮像光学装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に固体撮像素子を用いたビデオカ
メラ等では、撮像素子上に結像した被写体の像を空間的
に離散的なサンプリングをすることによって出力画像情
報を得ている。このとき被写体が撮像素子の空間的なサ
ンプリング周波数より高い空間周波数成分を含んだもの
であった場合、固体積像素子から出力される出力画像情
報は、被写体の有していない構造や偽信号を含んだもの
となる。すなわち、固体撮像素子の採取することのでき
ないナイキスト周波数より高い周波数成分が、エイリア
ジング、モアレ縞の偽信号となって出力される。特に、
原色カラーフィルタを用いる撮像素子の場合、輝度信号
であるＧ（緑）信号に比べ色信号であるＢ（青）及びＲ
（赤）信号のナイキスト周波数は半分となる。そのため
実使用上問題となるのは、色モアレと呼ばれるＢ及びＲ
信号のエイリアジング、モアレ縞の偽信号である。
メラ等では、撮像素子上に結像した被写体の像を空間的
に離散的なサンプリングをすることによって出力画像情
報を得ている。このとき被写体が撮像素子の空間的なサ
ンプリング周波数より高い空間周波数成分を含んだもの
であった場合、固体積像素子から出力される出力画像情
報は、被写体の有していない構造や偽信号を含んだもの
となる。すなわち、固体撮像素子の採取することのでき
ないナイキスト周波数より高い周波数成分が、エイリア
ジング、モアレ縞の偽信号となって出力される。特に、
原色カラーフィルタを用いる撮像素子の場合、輝度信号
であるＧ（緑）信号に比べ色信号であるＢ（青）及びＲ
（赤）信号のナイキスト周波数は半分となる。そのため
実使用上問題となるのは、色モアレと呼ばれるＢ及びＲ
信号のエイリアジング、モアレ縞の偽信号である。
【０００３】このため、撮像光学系の一部に光学的ロー
パスフィルタを配置することによって、固体撮像素子に
人力される被写体の高い空間周波数成分を制限する目的
のために、従来から光学的ローパスフイルタとして水晶
板等の複屈折を利用したもの、近年では位相格子を利用
したものが用いられている。
パスフィルタを配置することによって、固体撮像素子に
人力される被写体の高い空間周波数成分を制限する目的
のために、従来から光学的ローパスフイルタとして水晶
板等の複屈折を利用したもの、近年では位相格子を利用
したものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学的ローパスフィルタは、波長に対してほぼ同じロー
パス特性であるため、原色カラーフィルタを用いる撮像
素子の場合は、色モアレの発生を防ぐために輝度信号で
あるＧ信号の空間周波数を制限することになる。
光学的ローパスフィルタは、波長に対してほぼ同じロー
パス特性であるため、原色カラーフィルタを用いる撮像
素子の場合は、色モアレの発生を防ぐために輝度信号で
あるＧ信号の空間周波数を制限することになる。
【０００５】例えば、波長選択性位相格子光学的ローパ
スフィルタとして、特開平５−６６３７０号公報に示さ
れるものが提案されている。
スフィルタとして、特開平５−６６３７０号公報に示さ
れるものが提案されている。
【０００６】この波長選択性位相格子光学的ローパスフ
ィルタは、異なる種類の屈折率の２材料の境界面に回折
格子を有し、２材料の各色信号波長に対する屈折率差変
化を用いて波長選択性を達成するもので、２層間の境界
面の形状を台形波にしたものである。例えば、緑の波長
では屈折率差がないが、赤または青の波長で屈折率差が
ある２材料により、赤または青の波長で１位相差が発生
する回折格子形状とする。
ィルタは、異なる種類の屈折率の２材料の境界面に回折
格子を有し、２材料の各色信号波長に対する屈折率差変
化を用いて波長選択性を達成するもので、２層間の境界
面の形状を台形波にしたものである。例えば、緑の波長
では屈折率差がないが、赤または青の波長で屈折率差が
ある２材料により、赤または青の波長で１位相差が発生
する回折格子形状とする。
【０００７】しかしながら、この場合、波長選択性を得
るための材料条件が厳しいため、適当な材料が稀有なこ
と、および回折光学素子の構成が複雑であることによ
り、実際に製造することが困難であり、また、実際は、
赤と青の周波数特性が揃わない場合が多く、従来の位相
格子フイルタを使用すると、ビデオカメラ出力の色バラ
ンスが崩れるという課題もあった。
るための材料条件が厳しいため、適当な材料が稀有なこ
と、および回折光学素子の構成が複雑であることによ
り、実際に製造することが困難であり、また、実際は、
赤と青の周波数特性が揃わない場合が多く、従来の位相
格子フイルタを使用すると、ビデオカメラ出力の色バラ
ンスが崩れるという課題もあった。
【０００８】本発明は、上記課題を解決し、回折光学素
子の構成が簡単で、波長選択性を得るための材料の条件
に幅を持たせた回折光学素子及び撮像光学装置を提供す
ることを目的とする。
子の構成が簡単で、波長選択性を得るための材料の条件
に幅を持たせた回折光学素子及び撮像光学装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期講造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔２〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜３．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔３〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ３．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜４．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔４〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ４．８＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔５〕撮像光学装置において、上記〔１〕から〔４〕の
いずれか１項に記載の回折光学素子が光学系の光軸上に
配置されたことを特徴とする。
成するために、 〔１〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期講造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔２〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜３．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔３〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ３．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜４．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔４〕回折光学素子において、空気と接する表面に位相
差分布を発生する形状を有しており、形状の断面が略矩
形形状の周期構造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の
屈折率をｎとしたときに、以下であることを特徴とす
る。 ４．８＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ 〔５〕撮像光学装置において、上記〔１〕から〔４〕の
いずれか１項に記載の回折光学素子が光学系の光軸上に
配置されたことを特徴とする。
【００１０】上記したように、本発明の波長選択性位相
格子光学的ローパスフィルタは、断面が矩形形状の周期
構造の回折格子において、矩形の高さをＲおよびＢ信号
がＧ信号より大幅に位相差を発生するように所定の位相
高さとしている。
格子光学的ローパスフィルタは、断面が矩形形状の周期
構造の回折格子において、矩形の高さをＲおよびＢ信号
がＧ信号より大幅に位相差を発生するように所定の位相
高さとしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
特定波長にローパス作用を行う回折光学素子について、
図面を参照しながら説明する。
特定波長にローパス作用を行う回折光学素子について、
図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は本発明の特定波長にローパス作用を
行う回折光学素子を使用したときの実施の形態を示す図
である。
行う回折光学素子を使用したときの実施の形態を示す図
である。
【００１３】図１において、１は被写体、２はレンズ
系、３は特定波長にローパス作用を行う回折光学素子、
４はカラーフィルタ、５は像面、６は撮像素子を示して
いる。ただし、特定波長にローパス作用を行う回折光学
素子３の配置場所については、図１に示す位置に限るも
のではなく、レンズの途中あるいはレンズ系の前でも良
い。
系、３は特定波長にローパス作用を行う回折光学素子、
４はカラーフィルタ、５は像面、６は撮像素子を示して
いる。ただし、特定波長にローパス作用を行う回折光学
素子３の配置場所については、図１に示す位置に限るも
のではなく、レンズの途中あるいはレンズ系の前でも良
い。
【００１４】図１に示す特定波長にローパス作用を行う
回折光学素子を図２に示す。
回折光学素子を図２に示す。
【００１５】図２はその回折光学素子３の断面図であ
る。空気と接する回折光学素子位相差発生表面１２は高
さｈ、周期Ａの矩形形状の隆起をなし、回折光学素子構
成部材１３の屈折率はｎである。
る。空気と接する回折光学素子位相差発生表面１２は高
さｈ、周期Ａの矩形形状の隆起をなし、回折光学素子構
成部材１３の屈折率はｎである。
【００１６】ｎ＝１．５，ｈ＝３．１５μｍの矩形形状
回折格子の回折効率を図３に示す。
回折格子の回折効率を図３に示す。
【００１７】図３において、グラフ横軸は回折格子に入
射する光線の波長λ（ｎｍ）、縦軸は回折効率である。
凡例の数値はそれぞれ、回折次数である。０は、０次回
折光で、直進する光線である。±１、±２はそれぞれ±
１次回折光、±２次回折光である。±１次回折光は回折
格子によりＡＳＩＮ（λ／Λ）ラジアン回折する。±２
次回折光は回折格子によりＡＳＩＮ（２λ／Λ）ラジア
ン回折する。
射する光線の波長λ（ｎｍ）、縦軸は回折効率である。
凡例の数値はそれぞれ、回折次数である。０は、０次回
折光で、直進する光線である。±１、±２はそれぞれ±
１次回折光、±２次回折光である。±１次回折光は回折
格子によりＡＳＩＮ（λ／Λ）ラジアン回折する。±２
次回折光は回折格子によりＡＳＩＮ（２λ／Λ）ラジア
ン回折する。
【００１８】ただし ＡＳＩＮ（Ｘ）＝θはｓｉｎ
（θ）＝Ｘである。
（θ）＝Ｘである。
【００１９】次に、本発明の回折格子による回折光発生
について説明をする。
について説明をする。
【００２０】ｈ：回折格子高さ、λ：波長、ｎ：波長λ
での屈折率と定義する。
での屈折率と定義する。
【００２１】屈折率ｎ＝１．５，回折格子高さｈ＝３．
１５μｍでの波長λを４２０〜６６０ｎｍとすると、回
折格子高さによる、ある波長に対する位相差、例えば、
波長４５０ｎｍ，５２５ｎｍ、６３０ｎｍでの位相差は
それぞれ３．５，３，２．５となる。
１５μｍでの波長λを４２０〜６６０ｎｍとすると、回
折格子高さによる、ある波長に対する位相差、例えば、
波長４５０ｎｍ，５２５ｎｍ、６３０ｎｍでの位相差は
それぞれ３．５，３，２．５となる。
【００２２】なお、実際の材料では波長で屈折率が異な
るが、ここでは説明のため一定とした。なお、実際の材
料の場合、図３のグラフは±１次回折光のピーク波長が
わずかにずれる程度のため発明の効果には影響しない。
るが、ここでは説明のため一定とした。なお、実際の材
料の場合、図３のグラフは±１次回折光のピーク波長が
わずかにずれる程度のため発明の効果には影響しない。
【００２３】上記波長５２５ｎｍは全て０次回折光とな
るので位相差による回折光の発生はないが、波長４５０
ｎｍ、６３０ｎｍは位相差により±１次回折光が発生す
る。各色波長について見ると、グラフでは、Ｇ（緑）
（４８０ｎｍ〜５７０ｎｍ）は主に０次回折光、Ｂ
（青）（４２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）およびＲ（赤）（５
７０ｎｍ〜６６０ｎｍ）は、主に±１次回折光が発生す
ることが分かる。ましくは４９８ｎｍ〜５３０ｎｍ）は
主に０次回折光、好ましくは４６７ｎｍ〜４８３ｎｍ）
およびＲ（赤）（５７０ｎｍ〜６６０ｎｍ、好ましくは
６４０ｎｍ〜７８０ｎｍ）は主に±１次回折光が発生す
ることがわかる。
るので位相差による回折光の発生はないが、波長４５０
ｎｍ、６３０ｎｍは位相差により±１次回折光が発生す
る。各色波長について見ると、グラフでは、Ｇ（緑）
（４８０ｎｍ〜５７０ｎｍ）は主に０次回折光、Ｂ
（青）（４２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）およびＲ（赤）（５
７０ｎｍ〜６６０ｎｍ）は、主に±１次回折光が発生す
ることが分かる。ましくは４９８ｎｍ〜５３０ｎｍ）は
主に０次回折光、好ましくは４６７ｎｍ〜４８３ｎｍ）
およびＲ（赤）（５７０ｎｍ〜６６０ｎｍ、好ましくは
６４０ｎｍ〜７８０ｎｍ）は主に±１次回折光が発生す
ることがわかる。
【００２４】したがって、この回折格子を撮像光学系に
用いると、ＲとＢは±１次回折光による２重像により光
学的ローパス効果が発生するが、Ｇは０次回折光による
単一像のため、光学的ローパス効果が発生しないことが
予測できる。なお、矩形形状を台形形状を呈する略矩形
形状とすることでＲとＢについて±１次回折光の発生を
減らし、０次回折光の発生を増やすことで光学的ローパ
ス作用度合いを調整しても良い。
用いると、ＲとＢは±１次回折光による２重像により光
学的ローパス効果が発生するが、Ｇは０次回折光による
単一像のため、光学的ローパス効果が発生しないことが
予測できる。なお、矩形形状を台形形状を呈する略矩形
形状とすることでＲとＢについて±１次回折光の発生を
減らし、０次回折光の発生を増やすことで光学的ローパ
ス作用度合いを調整しても良い。
【００２５】この波長選択性光学的ローパス効果の度合
は、回折発生波長と撮像素子の波長感度特性に依存す
る。ある撮像素子の波長感度特性を図４に示す。
は、回折発生波長と撮像素子の波長感度特性に依存す
る。ある撮像素子の波長感度特性を図４に示す。
【００２６】図４の撮像素子に図３の特性の回折光学素
子を用いた場合のＢおよびＲ素子のローパス作用度合お
よびＧ素子のローパス作用が無い度合いを計算する。Ｂ
およびＲ素子のローパス作用度合は波長に対する−１次
と＋１次回折光回折効率をＢおよびＲ素子感度重みによ
り平均することで、Ｇ素子のローパス作用が無い度合は
０次回折光回折効率をＧ素子感度重みにより平均するこ
とで得られる。計算によればＢ素子のローパス作用度合
は０．９６、Ｇ素子のローパス作用が無い度合は、０．
８６、Ｒ素子のローパス作用度合は０．７である。
子を用いた場合のＢおよびＲ素子のローパス作用度合お
よびＧ素子のローパス作用が無い度合いを計算する。Ｂ
およびＲ素子のローパス作用度合は波長に対する−１次
と＋１次回折光回折効率をＢおよびＲ素子感度重みによ
り平均することで、Ｇ素子のローパス作用が無い度合は
０次回折光回折効率をＧ素子感度重みにより平均するこ
とで得られる。計算によればＢ素子のローパス作用度合
は０．９６、Ｇ素子のローパス作用が無い度合は、０．
８６、Ｒ素子のローパス作用度合は０．７である。
【００２７】実験によれば、Ｂ素子とＲ素子にローパス
作用を行い、Ｇ素子にローパス作用を行わないためには
Ｂ，Ｇ，Ｒ素子の度合値がともに０．５から１の範囲内
でなる事が望ましい。また、この条件を満たす場合を以
降、波長選択性光学的ローパス効果が得られた状態であ
る称することとする。また、この効果を得ることを目的
とする回折光学素子を波長選択性光学的ローパスフィル
タと呼ぶことにする。
作用を行い、Ｇ素子にローパス作用を行わないためには
Ｂ，Ｇ，Ｒ素子の度合値がともに０．５から１の範囲内
でなる事が望ましい。また、この条件を満たす場合を以
降、波長選択性光学的ローパス効果が得られた状態であ
る称することとする。また、この効果を得ることを目的
とする回折光学素子を波長選択性光学的ローパスフィル
タと呼ぶことにする。
【００２８】また、回折格子高さｈを変化させた時の、
図４の撮像素子に対する各色素子の度合値を図５に計算
した。
図４の撮像素子に対する各色素子の度合値を図５に計算
した。
【００２９】図５において横軸は、回折格子位相高さ
（ｎ−１）ｈ／λｇ（λｇ＝０．５２５μｍ）、縦軸は
波長選択性光学的ローパス効果の度合（ねらいの回折が
発生する割合）を示している。凡例Ｂ、Ｇ、Ｒはそれぞ
れＢ素子、Ｇ素子、Ｒ素子の光学的ローパス効果の度合
（ねらいの回折が発生する割合）である。
（ｎ−１）ｈ／λｇ（λｇ＝０．５２５μｍ）、縦軸は
波長選択性光学的ローパス効果の度合（ねらいの回折が
発生する割合）を示している。凡例Ｂ、Ｇ、Ｒはそれぞ
れＢ素子、Ｇ素子、Ｒ素子の光学的ローパス効果の度合
（ねらいの回折が発生する割合）である。
【００３０】波長選択性光学的ローパス効果が得られる
回折格子高さの条件は、 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜３．２ ３．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜４．２ ４．８＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１ である。
回折格子高さの条件は、 ２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜３．２ ３．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜４．２ ４．８＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１ である。
【００３１】上記条件を外れた場合、ねらいの回折が発
生する割合が減少するため、十分な波長選択性光学的ロ
ーパス効果が得られないこととなる。なお、矩形形状を
台形形状を呈する略矩形形状とすることでＲとＢについ
て±１次回折光の発生を減らし、０次回折光の発生を増
やすことで光学的ローパス作用度合いを調整しても良
い。
生する割合が減少するため、十分な波長選択性光学的ロ
ーパス効果が得られないこととなる。なお、矩形形状を
台形形状を呈する略矩形形状とすることでＲとＢについ
て±１次回折光の発生を減らし、０次回折光の発生を増
やすことで光学的ローパス作用度合いを調整しても良
い。
【００３２】上記条件を満たす回折格子素子を用いた撮
像光学系のＭＴＦ特性例を図６に示す。一点鎖線で示し
た１４はＧ素子についてのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性、波線で
示した１５はＲ素子についてのＭＴＦ特性、実線で示し
た１６はＢ素子についてのＭＴＦ特性である。また、ｆ
ｃＲはＲ素子についての遮断周波数、ｆｃＢはＢ素子に
ついての遮断周波数を示している。図６から分かるよう
に、Ｇ素子についての遮断周波数は十分高いのに対し、
Ｒ、Ｂ素子についての遮断周波数はほぼ等しい空間周波
数となる結果が得られた。
像光学系のＭＴＦ特性例を図６に示す。一点鎖線で示し
た１４はＧ素子についてのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性、波線で
示した１５はＲ素子についてのＭＴＦ特性、実線で示し
た１６はＢ素子についてのＭＴＦ特性である。また、ｆ
ｃＲはＲ素子についての遮断周波数、ｆｃＢはＢ素子に
ついての遮断周波数を示している。図６から分かるよう
に、Ｇ素子についての遮断周波数は十分高いのに対し、
Ｒ、Ｂ素子についての遮断周波数はほぼ等しい空間周波
数となる結果が得られた。
【００３３】また、本発明の波長選択性位相格子光学的
ローパスフィルタを光学系中に用い、Ｇ成分のカットオ
フ周波数をＲ、Ｂに比べて高く設定することによって、
好適な解像度を持った撮像光学装置（撮像系）を構成す
ることができる。
ローパスフィルタを光学系中に用い、Ｇ成分のカットオ
フ周波数をＲ、Ｂに比べて高く設定することによって、
好適な解像度を持った撮像光学装置（撮像系）を構成す
ることができる。
【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、固体撮像素子の前面に所定の格子高さの回折光学素
子を配置することで、波長選択性光学的ローパス効果に
より各色素子で異なる空間周波数遮断特性を得ることが
できる。
は、固体撮像素子の前面に所定の格子高さの回折光学素
子を配置することで、波長選択性光学的ローパス効果に
より各色素子で異なる空間周波数遮断特性を得ることが
できる。
【００３６】さらに、本発明の回折光学素子を撮像光学
系に用いることで、波長選択性光学的ローパス効果によ
り好適な解像度を持った撮像光学系を構成することがで
きる。
系に用いることで、波長選択性光学的ローパス効果によ
り好適な解像度を持った撮像光学系を構成することがで
きる。
【００３７】また、本発明の波長選択性位相格子光学的
ローパスフィルタは、矩形の高さをＲおよびＢ光信号が
Ｇ光信号より大幅に位相差を発生するように所定の高さ
としたので、Ｒ、Ｂ光信号のみで位相差が発生し、Ｒ、
Ｂ光信号のみを回折させることができるようになる。さ
らに、格子形状が矩形なので、一般的な樹脂材料（ＰＭ
ＭＡ、ポリカーボネイトなど）やガラス材料（ＢＫ７な
ど）を用いて、簡単に構成できる。
ローパスフィルタは、矩形の高さをＲおよびＢ光信号が
Ｇ光信号より大幅に位相差を発生するように所定の高さ
としたので、Ｒ、Ｂ光信号のみで位相差が発生し、Ｒ、
Ｂ光信号のみを回折させることができるようになる。さ
らに、格子形状が矩形なので、一般的な樹脂材料（ＰＭ
ＭＡ、ポリカーボネイトなど）やガラス材料（ＢＫ７な
ど）を用いて、簡単に構成できる。
【図１】本発明の実施の形態における波長選択性位相格
子光学的ローパスフィルタを光学系中に用いた例を示す
図である。
子光学的ローパスフィルタを光学系中に用いた例を示す
図である。
【図２】本発明の実施の形態における波長選択性位相格
子光学的ローパスフィルタの矩形形状を示す図である。
子光学的ローパスフィルタの矩形形状を示す図である。
【図３】波長対０次回折光、±１次回折光、±２次回折
光の回折効率を示す図である。
光の回折効率を示す図である。
【図４】ある撮像素子の波長感度特性図である。
【図５】回折格子高さｈを変化させた場合の、ある撮像
素子に対する波長選択性光学的ローパス効果の度合を示
す図である。
素子に対する波長選択性光学的ローパス効果の度合を示
す図である。
【図６】光学的ローパス効果を満たす回折光学素子を用
いた撮像光学系のＭＴＦ特性例を示す図である。
いた撮像光学系のＭＴＦ特性例を示す図である。
１ 被写体 ２ レンズ系 ３ 回折光学素子 ４ カラーフイルタ ５ 像面 ６ 撮像素子 １１ 回折光学素子表面 １２ 回折光学素子位相差発生表面 １３ 回折光学素子構成部材 １４ 緑の波長帯域のＭＴＦ特性 １５ 赤の波長帯域のＭＴＦ特性 １６ 青の波長帯域のＭＴＦ特性
Claims (5)
- 【請求項１】 空気と接する表面に位相差分布を発生す
る形状を有しており、形状の断面が略矩形形状の周期講
造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の屈折率をｎとし
たときに、以下であることを特徴とする回折光学素子。
２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ - 【請求項２】 空気と接する表面に位相差分布を発生す
る形状を有しており、形状の断面が略矩形形状の周期構
造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の屈折率をｎとし
たときに、以下であることを特徴とする回折光学素子。
２．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜３．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ - 【請求項３】 空気と接する表面に位相差分布を発生す
る形状を有しており、形状の断面が略矩形形状の周期構
造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の屈折率をｎとし
たときに、以下であることを特徴とする回折光学素子。
３．７＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜４．２、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ - 【請求項４】 空気と接する表面に位相差分布を発生す
る形状を有しており、形状の断面が略矩形形状の周期構
造であり、略矩形の高さｈ、構成部材の屈折率をｎとし
たときに、以下であることを特徴とする回折光学素子。
４．８＜（ｎ−１）ｈ／λｇ＜５．１、ただしλｇ＝
０．５２５μｍ - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
回折光学素子が光学系の光軸上に配置されたことを特徴
とする撮像光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046857A JP2001235710A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 回折光学素子及び撮像光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046857A JP2001235710A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 回折光学素子及び撮像光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235710A true JP2001235710A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046857A Withdrawn JP2001235710A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 回折光学素子及び撮像光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001235710A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004081620A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2006-06-15 | 旭硝子株式会社 | 回折素子および光学装置 |
| CN100462746C (zh) * | 2005-12-02 | 2009-02-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光学低通滤波器 |
| JP2010171861A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Ricoh Co Ltd | 撮像素子及び該撮像素子を備えた画像撮像装置 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000046857A patent/JP2001235710A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004081620A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2006-06-15 | 旭硝子株式会社 | 回折素子および光学装置 |
| CN100462746C (zh) * | 2005-12-02 | 2009-02-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光学低通滤波器 |
| JP2010171861A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Ricoh Co Ltd | 撮像素子及び該撮像素子を備えた画像撮像装置 |
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Legal Events
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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