JPH02204715A - 光学的ローパスフィルターを有した撮像装置 - Google Patents
光学的ローパスフィルターを有した撮像装置Info
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- JPH02204715A JPH02204715A JP1024433A JP2443389A JPH02204715A JP H02204715 A JPH02204715 A JP H02204715A JP 1024433 A JP1024433 A JP 1024433A JP 2443389 A JP2443389 A JP 2443389A JP H02204715 A JPH02204715 A JP H02204715A
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- optical
- optical member
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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を有した撮像装置に
関し、特にカラー固体撮影素子を用いたビデオカメラ、
電子スチルカメラの様に画像を２次元的且つ離散的に処
理するのに好適な光学的ローパスフィルターを有した撮
像装置に関するものである。
関し、特にカラー固体撮影素子を用いたビデオカメラ、
電子スチルカメラの様に画像を２次元的且つ離散的に処
理するのに好適な光学的ローパスフィルターを有した撮
像装置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子を用いた撮
像装置では光学的に形成された画像を空間的にサンプリ
ングして出力画像を得ている。
像装置では光学的に形成された画像を空間的にサンプリ
ングして出力画像を得ている。
第３図は従来の単板式のカラービデオカメラにおけるカ
ラー信号を得る為のストライブ状の色フィルターの構成
を示したものである。各色フィルターには固体撮像素子
のセルが対応してあり、これによってＲＧＢの３色の分
解が行われる。
ラー信号を得る為のストライブ状の色フィルターの構成
を示したものである。各色フィルターには固体撮像素子
のセルが対応してあり、これによってＲＧＢの３色の分
解が行われる。
離散的に画像をサンプリングする場合の問題点としでは
被写体にサンプリングの空間周波数以上の周波数成分が
含まれている場合のエイリアジングエラーが挙げられる
。このエラーは撮影画像にモアレ縞や偽色を生じさせ、
画像を歪ませる原因となる。特に単板カメラでは水平方
向の空間的サンプリングが３画素に１回ということでサ
ンプリングピッチが粗くなるので色モアレ等が生じ易い
。
被写体にサンプリングの空間周波数以上の周波数成分が
含まれている場合のエイリアジングエラーが挙げられる
。このエラーは撮影画像にモアレ縞や偽色を生じさせ、
画像を歪ませる原因となる。特に単板カメラでは水平方
向の空間的サンプリングが３画素に１回ということでサ
ンプリングピッチが粗くなるので色モアレ等が生じ易い
。
撮像素子以降の処理系はもともと画像の空間周波数の帯
域にある制限のあることを前提にして構成されている。
域にある制限のあることを前提にして構成されている。
この為、従来より光学的ローパスフィルターを撮像系に
挿入し、被写体の持つ高周波の空間周波数帯域を撮像素
子以降の系に合わせた形で制限することが行われている
。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る。
挿入し、被写体の持つ高周波の空間周波数帯域を撮像素
子以降の系に合わせた形で制限することが行われている
。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る。
例えば単板のカラービデオカメラでは１枚の水晶板を通
り、複屈折で２つに分割された光線が水平方向に１．５
画素ずれた位置に入射する様に光学系が構成されている
。この様に同一の画像が１．５画素水平方向にずれて重
なるということは、この水晶ローパスフィルターの水平
方向の周波数特性が第４図の様なコサイン型の周波数特
性になることを意味している。１画素のピッチをｄとす
ると、もしピッチ３ｄの正弦波チャートがあれば１．５
画素のずれにより丁度用と谷が重なってコントラストが
Ｏとなる。
り、複屈折で２つに分割された光線が水平方向に１．５
画素ずれた位置に入射する様に光学系が構成されている
。この様に同一の画像が１．５画素水平方向にずれて重
なるということは、この水晶ローパスフィルターの水平
方向の周波数特性が第４図の様なコサイン型の周波数特
性になることを意味している。１画素のピッチをｄとす
ると、もしピッチ３ｄの正弦波チャートがあれば１．５
画素のずれにより丁度用と谷が重なってコントラストが
Ｏとなる。
１画素当りのサンプリング周波数ｆｓがｆＸｉ＝１／ｄ
である所より、この水晶ローパスフィルターは第４図に
示す様にｆｓ／３で特性が０となるのである。単板式カ
ラー固体撮像素子の場合はサンプリングが３画素に１回
となっているので色モアレがここから折り返されてくる
。従フて、この様なフィルターはモアレの抑制に多大な
効果を持っていた。
である所より、この水晶ローパスフィルターは第４図に
示す様にｆｓ／３で特性が０となるのである。単板式カ
ラー固体撮像素子の場合はサンプリングが３画素に１回
となっているので色モアレがここから折り返されてくる
。従フて、この様なフィルターはモアレの抑制に多大な
効果を持っていた。
（発明が解決しようとする問題点）
一方、近来、固体撮像素子の各画素をオフセットサンプ
リング構成に構成し、この各画素にＲＧＢの３色フィル
ターを配列したものが注目されている。
リング構成に構成し、この各画素にＲＧＢの３色フィル
ターを配列したものが注目されている。
第５図に示したものは従来のオフセットサンプリング構
造にしたカラー固体撮像素子の一例である。
造にしたカラー固体撮像素子の一例である。
ところがこの場合、色フィルターの配置が従来のストラ
イブ状のものの様に単純な一次元状のものでなく二次元
的なものであるため、色モアレを防ぐ水晶ローパスフィ
ルターに従来のものを単純に用いても所望の効果を得る
ことができないという問題が生じていた。
イブ状のものの様に単純な一次元状のものでなく二次元
的なものであるため、色モアレを防ぐ水晶ローパスフィ
ルターに従来のものを単純に用いても所望の効果を得る
ことができないという問題が生じていた。
本発明はオフセットサンプリング構成の固体撮像素子特
有の上記問題に適用できる新しい水晶ローパスフィルタ
ーについてのものであり、該水晶フィルターを用いた光
学的ローパスフィルターを有した撮像装置に関するもの
である。
有の上記問題に適用できる新しい水晶ローパスフィルタ
ーについてのものであり、該水晶フィルターを用いた光
学的ローパスフィルターを有した撮像装置に関するもの
である。
（問題点を解決するための手段）
そのため本発明は第５図の様なオフセットサンプリング
の色フィルター配置をとった時の信号の２次元的空間周
波数構造に着目し、色モアレを防止するため最適な光学
的ローパスフィルターを撮像系に付加することにより、
前記問題を解決したことを特徴としている。該ローパス
フィルターの条件を説明する為、先ずオフセットサンプ
リングの場合の空間周波数構造について解析を行ってみ
ることとする。
の色フィルター配置をとった時の信号の２次元的空間周
波数構造に着目し、色モアレを防止するため最適な光学
的ローパスフィルターを撮像系に付加することにより、
前記問題を解決したことを特徴としている。該ローパス
フィルターの条件を説明する為、先ずオフセットサンプ
リングの場合の空間周波数構造について解析を行ってみ
ることとする。
第６図は水平方向のピッチがＰ Ｈｓ垂直方向のピッチ
がＰｖであり、水平方向のオフセットがＰＨ／２である
様に構成されたオフセットサンプリングの例を示してい
る。この場合のサンプリング構造は、２次元の空間周波
数平面上で第７図に示した様になることが知られている
。即ち、水平方向のピッチが２ ／ Ｐ Ｈ、垂直方向
のピッチが１ ／ Ｐ Ｖであり、水平方向のオフセッ
トが１７Ｐ）ｌある様なサンプリング構造となるのであ
る。この関係の導出は例えば日刊工業新聞社刊の吹坂敬
彦著ゝ画像のデジタル信号処理” （１９８５）のＰ、
３１７に述べられている。
がＰｖであり、水平方向のオフセットがＰＨ／２である
様に構成されたオフセットサンプリングの例を示してい
る。この場合のサンプリング構造は、２次元の空間周波
数平面上で第７図に示した様になることが知られている
。即ち、水平方向のピッチが２ ／ Ｐ Ｈ、垂直方向
のピッチが１ ／ Ｐ Ｖであり、水平方向のオフセッ
トが１７Ｐ）ｌある様なサンプリング構造となるのであ
る。この関係の導出は例えば日刊工業新聞社刊の吹坂敬
彦著ゝ画像のデジタル信号処理” （１９８５）のＰ、
３１７に述べられている。
従って第５図のようなセンサーにおいて各画素の色フィ
ルターから出力される色信号を等価的に輝度信号と見な
す、所謂スイッチ−Ｙ方式によって輝度信号を得るとす
ると、輝度信号のサンプリング構造は第７図を写し直し
て第２図で丸印（Ｏ印）で示す様なものとなる。これを
各色の信号についてみると、水平方向のピッチ力３ Ｐ
Ｍ、垂直方向のピッチがＰｖで水平方向のオフセット
が−ＰＨあるやはりオフセットサンプリング構造となっ
ていることがわかる。色信号のサンプリング構造は従っ
て空間周波数面では水平方向にのみ１／３縮めらる結果
となり、第２図中の四角中（０印）の様なものとなる。
ルターから出力される色信号を等価的に輝度信号と見な
す、所謂スイッチ−Ｙ方式によって輝度信号を得るとす
ると、輝度信号のサンプリング構造は第７図を写し直し
て第２図で丸印（Ｏ印）で示す様なものとなる。これを
各色の信号についてみると、水平方向のピッチ力３ Ｐ
Ｍ、垂直方向のピッチがＰｖで水平方向のオフセット
が−ＰＨあるやはりオフセットサンプリング構造となっ
ていることがわかる。色信号のサンプリング構造は従っ
て空間周波数面では水平方向にのみ１／３縮めらる結果
となり、第２図中の四角中（０印）の様なものとなる。
色モアレを防止する上で最適な光学的ローパスフィルタ
ーは原信号の空間周波数スペクトルが隣り合うサンプリ
ング構造の領域になるべく影響を与えない様なものであ
る。これは第２図で言えば隣り合うサンプリング構造の
中心点を実線で結んだ６角形の辺上の空間周波数の部分
の近傍で周波数特性が０、又は極小になる様なローパス
フィルター特性が好ましいということを意味している。
ーは原信号の空間周波数スペクトルが隣り合うサンプリ
ング構造の領域になるべく影響を与えない様なものであ
る。これは第２図で言えば隣り合うサンプリング構造の
中心点を実線で結んだ６角形の辺上の空間周波数の部分
の近傍で周波数特性が０、又は極小になる様なローパス
フィルター特性が好ましいということを意味している。
尚、ｆＸ＝±−・□という２つの水平線で区 Ｐｖ
切られているのは垂直方向の輝度の折り返しを生じさせ
ないためである。
ないためである。
（実施例）
第１図（Ａ） 、 （Ｂ）は本発明に係る光学的ローパ
スフィルターの一実施例の具体的な構成図である。
スフィルターの一実施例の具体的な構成図である。
図中、１０は光学的ローパスフィルター １１゜１２．
１３は各々第１．２．３の光学部材で、いずれも水晶の
複屈折板よりできている。光線分割方向は走査方向に対
し、反時計方向に４５゜９００．１３５°である。
１３は各々第１．２．３の光学部材で、いずれも水晶の
複屈折板よりできている。光線分割方向は走査方向に対
し、反時計方向に４５゜９００．１３５°である。
第１図（Ａ）は光学的ローパスフィルターに入射する光
線を走査方向と垂直な面から見た図１、同図（Ｂ）は入
射面から見た光線のずらす方向を示す説明図である。
線を走査方向と垂直な面から見た図１、同図（Ｂ）は入
射面から見た光線のずらす方向を示す説明図である。
入射光線１４は光学部材１１，１２．１３により順次■
、■、０に示す方向に分割され、結局８本の光線となり
射出される。これにより所望の空間周波数特性を得てい
る。
、■、０に示す方向に分割され、結局８本の光線となり
射出される。これにより所望の空間周波数特性を得てい
る。
オフセットサンプリングでの光学的ローパスフィルター
の理想は第２図に示したような６角形であるが、実際の
水晶ローパスフィルターでは光線をずらす方向を４５°
の倍数にとると系の構成が容易で実現し易い。
の理想は第２図に示したような６角形であるが、実際の
水晶ローパスフィルターでは光線をずらす方向を４５°
の倍数にとると系の構成が容易で実現し易い。
これは水晶の偏光特性に起因するもので、４５°の倍数
にセツティングするということは、水晶で分割される光
線の光量比との兼ね合いである。
にセツティングするということは、水晶で分割される光
線の光量比との兼ね合いである。
従って本発明では周波数平面上で４５０の倍数方向の直
線によって構成される線上で周波数特性がＯになるロー
パスフィルター系を構成することを特徴としている。
線によって構成される線上で周波数特性がＯになるロー
パスフィルター系を構成することを特徴としている。
第１の実施例は第１図（Ｃ）中に実線で示すとして、±
４５°方向に伸ばした線とｆＸｆ＝波数特性が０、又は
極小となる水晶板ローパスフィルターの構成例である。
４５°方向に伸ばした線とｆＸｆ＝波数特性が０、又は
極小となる水晶板ローパスフィルターの構成例である。
この様な特性を満足させるのは水晶板によるずらし量を
コントロールすることで容易に実現することができる。
コントロールすることで容易に実現することができる。
６角形が空間周波数面で原点に関して対称な配置をして
いること、６角形がｆＸ軸に対してｏ０±４５°という
３つの方向性を持つ直線群で構成されていることより、
第１図（Ｃ）の実線のローパスフィルターは６角形の辺
の方向に対応する合計３枚の水晶フィルターの構成で実
現することができる。
いること、６角形がｆＸ軸に対してｏ０±４５°という
３つの方向性を持つ直線群で構成されていることより、
第１図（Ｃ）の実線のローパスフィルターは６角形の辺
の方向に対応する合計３枚の水晶フィルターの構成で実
現することができる。
水晶フィルターの条件は空間周波数平面上で原点から６
角形の各辺に下ろした垂線の長さを計算することで容易
に決定することができる。例えばこの様な直線上で周波
数特性が０になる様な水晶ローパスフィルターを実現す
るには、実空間上で晶板を構成すれば良い。この求め方
は従来のストライブ型に対するやり方と同一である。同
様に対応するローパスフィルターは実空間で垂直方向へ
Ｐｖだけずらす様なものとすれば良い。従って第１図の
実線で示すローパスフィルターは第８図（＾） 、 （
Ｂ） 、 （Ｃ）に示す様に実空間で４５°方向へ枚の
水晶フィルターで構成することで実現できる。
角形の各辺に下ろした垂線の長さを計算することで容易
に決定することができる。例えばこの様な直線上で周波
数特性が０になる様な水晶ローパスフィルターを実現す
るには、実空間上で晶板を構成すれば良い。この求め方
は従来のストライブ型に対するやり方と同一である。同
様に対応するローパスフィルターは実空間で垂直方向へ
Ｐｖだけずらす様なものとすれば良い。従って第１図の
実線で示すローパスフィルターは第８図（＾） 、 （
Ｂ） 、 （Ｃ）に示す様に実空間で４５°方向へ枚の
水晶フィルターで構成することで実現できる。
このローパスフィルターはＰＨとＰｖを等しいとすれば
第１図（Ｃ）に見られる様に水平方向の空間周波数の拡
がりが垂直方向よりも大きくなっている。垂直方向のず
らし量をＰｖより少し小さくすると垂直解像度は良くな
るので両者の差は小さくなる。しかし所望のローパスフ
ィルター特性からは、ずれてくるので色のモアレが増え
るという副作用を持つ。ずらし量が小さいということは
輝度に対しても多少効果がある。ローパスフィルターの
設計は基本的にはこの様に解像度と色モアしとのトレー
ドオフで全体のシステムを見渡して決定されるべきもの
である。
第１図（Ｃ）に見られる様に水平方向の空間周波数の拡
がりが垂直方向よりも大きくなっている。垂直方向のず
らし量をＰｖより少し小さくすると垂直解像度は良くな
るので両者の差は小さくなる。しかし所望のローパスフ
ィルター特性からは、ずれてくるので色のモアレが増え
るという副作用を持つ。ずらし量が小さいということは
輝度に対しても多少効果がある。ローパスフィルターの
設計は基本的にはこの様に解像度と色モアしとのトレー
ドオフで全体のシステムを見渡して決定されるべきもの
である。
そして本実施例では、水平方向のピッチＰＨ１垂直方向
のピッチＰＶ、水平方向のオフセット量がＰＨ／２であ
るオフセットサンプリング構造な像素子の走査方向又は
走査方向と逆方向に対し、時計方向又は反時計方向に４
５０の方向に入射した光線を２木に分割する機能を有す
る第１の光学部材と該撮像素子の走査方向又は走査方向
と逆方向に対し、時計方向又は反時計方向に９０°の方
向に入射した光線を２本に分割する機能を有する第２の
光学部材と前記第１の光学部材の光線分割方向に対し時
計方向又は反時計方向に９０°の方向に入射した光線を
２本に分割する機能を有する第３の光学部材で構成され
る光学的ローパスフィルターであって、該光学的ローパ
スフィルターを構成する第１の光学部材の光線分割幅を
２１、第３の光学部材の光線分割幅をＰ３としたとき、
なる条件を満足するようにしている。
のピッチＰＶ、水平方向のオフセット量がＰＨ／２であ
るオフセットサンプリング構造な像素子の走査方向又は
走査方向と逆方向に対し、時計方向又は反時計方向に４
５０の方向に入射した光線を２木に分割する機能を有す
る第１の光学部材と該撮像素子の走査方向又は走査方向
と逆方向に対し、時計方向又は反時計方向に９０°の方
向に入射した光線を２本に分割する機能を有する第２の
光学部材と前記第１の光学部材の光線分割方向に対し時
計方向又は反時計方向に９０°の方向に入射した光線を
２本に分割する機能を有する第３の光学部材で構成され
る光学的ローパスフィルターであって、該光学的ローパ
スフィルターを構成する第１の光学部材の光線分割幅を
２１、第３の光学部材の光線分割幅をＰ３としたとき、
なる条件を満足するようにしている。
又、垂直方向のピッチＰｖが
Ｐｖ ≧
ＰＨ
のときは
・・・・・・・・・・−（３）
・・・・・・・・・・−（４）
なる条件を満足するようにしている。
これらの各条件式の上限値を越えるとモアレが増加して
くるので良くなく、又下限値を越えると解像力が低下し
てくるので良くない。
くるので良くなく、又下限値を越えると解像力が低下し
てくるので良くない。
（他の実施例）
第２の実施例は第１図（Ｃ）に点線で示すような６角形
上で周波数特性が０又は極小になる様にしたものである
。±４５°と００の直線で第２図の理想形に近似する時
、同一のサンプリング構造に対して第１の実施例とは異
る点を選んだことに相当している。±４５°の直線が通
る空間周波数平面上の点が る±４５°の４つの辺に原点から下ろした垂線の長さは
皆等しく れぞれ実空間で光線を分割してずらす様な３枚の水晶フ
ィルターの組み合わせで実現できる。
上で周波数特性が０又は極小になる様にしたものである
。±４５°と００の直線で第２図の理想形に近似する時
、同一のサンプリング構造に対して第１の実施例とは異
る点を選んだことに相当している。±４５°の直線が通
る空間周波数平面上の点が る±４５°の４つの辺に原点から下ろした垂線の長さは
皆等しく れぞれ実空間で光線を分割してずらす様な３枚の水晶フ
ィルターの組み合わせで実現できる。
第２実施例では空間周波数面での６角形の面積が大きい
分筆１実施例より全体の解像力が向上するが、その副作
用として色モアレは多くなる。
分筆１実施例より全体の解像力が向上するが、その副作
用として色モアレは多くなる。
従って実際には両者のトレードオフで第１と第２の実施
例の中間的な組み合わせを選択しても良い。水晶での光
線のずらし量は水晶板の厚みに比例するので、この場合
の板厚は第１実施例と第２実施例との丁度間の領域に存
在する。
例の中間的な組み合わせを選択しても良い。水晶での光
線のずらし量は水晶板の厚みに比例するので、この場合
の板厚は第１実施例と第２実施例との丁度間の領域に存
在する。
第３の実施例は第１の実施例と第２の実施例が一致する
場合である。これは空間周波数領域で±４５°の直線の
辺に下ろした垂線の長さが等又０°の直線に対しては、
第１の実施例と同じが成立するということを意味してい
る。上式をまとめると、これはとりも直さず、 ２ＰＶ＝３ＰＭ ということである。従ってセンサの画素の水平方向のピ
ッチと垂直方向のピッチを２＝３にすれば第２図に示し
た色モアレを防ぐ理想ローパスフィルターを示す斜め線
の部分が丁度±４５０となる。この結果、水晶板を用い
た場合に好ましい±４５°という条件で色モアレ防止の
最適光学的ローパスフィルターを実現できることになり
、両者のシステム的な融合が達成される。この場合もを
ずらす様な３枚構成の水晶フィルターを用いれば良い。
場合である。これは空間周波数領域で±４５°の直線の
辺に下ろした垂線の長さが等又０°の直線に対しては、
第１の実施例と同じが成立するということを意味してい
る。上式をまとめると、これはとりも直さず、 ２ＰＶ＝３ＰＭ ということである。従ってセンサの画素の水平方向のピ
ッチと垂直方向のピッチを２＝３にすれば第２図に示し
た色モアレを防ぐ理想ローパスフィルターを示す斜め線
の部分が丁度±４５０となる。この結果、水晶板を用い
た場合に好ましい±４５°という条件で色モアレ防止の
最適光学的ローパスフィルターを実現できることになり
、両者のシステム的な融合が達成される。この場合もを
ずらす様な３枚構成の水晶フィルターを用いれば良い。
本発明は２次元的なサンプリング構造の解析に基づいた
ものである。従って、本発明はＲ，Ｇ。
ものである。従って、本発明はＲ，Ｇ。
Ｂの３色のカラー配列だけでなく、他にＣｙ。
Ｍ、Ｙ、などの組み合わせでも同様に有効な手段と言え
る。
る。
（発明の効果）
以上説明した様に本発明ではオフセットサンプリング構
造を持ったカラー単板固体素子の空間周波数域での特性
解析に基づき、色モアレを有効に防止できる水晶ローパ
スフィルターを構成することに成功した。
造を持ったカラー単板固体素子の空間周波数域での特性
解析に基づき、色モアレを有効に防止できる水晶ローパ
スフィルターを構成することに成功した。
本発明ではサンプリングのピッチから定まる量に応じて
±４５０、垂直方向、−４５°方向にそれぞれ所定量の
ズレな生じさせる水晶板３枚で光学的ローパスフィルタ
ー特性を実現させている。
±４５０、垂直方向、−４５°方向にそれぞれ所定量の
ズレな生じさせる水晶板３枚で光学的ローパスフィルタ
ー特性を実現させている。
本発明のフィルターを撮影系に通用すれば、従来の構成
では解決できなかったオフセットサンプリング構造のカ
ラー固体撮像素子の色モアレに対処できる。
では解決できなかったオフセットサンプリング構造のカ
ラー固体撮像素子の色モアレに対処できる。
又、本発明のフィルターは構成が水晶板３枚という簡単
なものなので従来のシステムに簡単に置き換えてつける
ことが可能である。又、本発明の解析に従った撮像素子
の構成は理想のローパスフィルターを実現できるという
意味で効果が大きい。
なものなので従来のシステムに簡単に置き換えてつける
ことが可能である。又、本発明の解析に従った撮像素子
の構成は理想のローパスフィルターを実現できるという
意味で効果が大きい。
第１図（Ａ） 、 （Ｂ）は本発明に係る光学的ローパ
スフィルターの要部概略図、第１図（Ｃ）は本発明の水
晶より成る光学的ローパスフィルターの２次元空間周波
数特性を示す説明図、実線が第１実施例、点線が第２実
施例、第２図は理想的な水晶ローパスフィルターの２次
元空間周波数特性を示す説明図、第３図は従来のＲＧＢ
ストライブカラーフィルターの構成を示す概略図、第４
図は第３図のＲＧＢストライブカラーフィルターに用い
る従来の水晶ローパスフィルターの空間周波数特性を示
す説明図、第５図は本発明の対象とするオフセットサン
プリング構造を持つカラー単板撮像素子のＲＧＢの配列
を示す説明図、第６図はオフセットサンプリング構造を
実空間で示す図、第７図はオフセットサンプリングのサ
ンプリング構造を空間周波数領域で示す図、第８図は第
１実施例の水晶ローパスフィルターを構成する３枚の水
晶板での各々の光線のずれを示す説明図である。 図中、１０は光学的ローパスフィルター１１．１２．１
３は第！、第２．第３の光学部材である。
スフィルターの要部概略図、第１図（Ｃ）は本発明の水
晶より成る光学的ローパスフィルターの２次元空間周波
数特性を示す説明図、実線が第１実施例、点線が第２実
施例、第２図は理想的な水晶ローパスフィルターの２次
元空間周波数特性を示す説明図、第３図は従来のＲＧＢ
ストライブカラーフィルターの構成を示す概略図、第４
図は第３図のＲＧＢストライブカラーフィルターに用い
る従来の水晶ローパスフィルターの空間周波数特性を示
す説明図、第５図は本発明の対象とするオフセットサン
プリング構造を持つカラー単板撮像素子のＲＧＢの配列
を示す説明図、第６図はオフセットサンプリング構造を
実空間で示す図、第７図はオフセットサンプリングのサ
ンプリング構造を空間周波数領域で示す図、第８図は第
１実施例の水晶ローパスフィルターを構成する３枚の水
晶板での各々の光線のずれを示す説明図である。 図中、１０は光学的ローパスフィルター１１．１２．１
３は第！、第２．第３の光学部材である。
Claims (6)
- （１）オフセットサンプリング構造をもつカラー固体撮
像素子をもつ撮像装置において、光線をずらす方向がお
互いに異る３枚構成の水晶ローパスフィルターを装備し
たことを特徴とする光学的ローパスフィルターを有した
撮像装置。 - （２）前記オフセットサンプリング構造をもつカラー固
体撮像素子は水平方向のピッチがＰ＿Ｈでオフセットが
Ｐ＿Ｈ／２、垂直方向のピッチがＰ＿Ｖであり、前記水
晶ローパスフィルターの空間周波数平面（ｆ＿Ｘ、ｆ＿
Ｙ）での特性が±４５°方向の４つの直線とｆ＿Ｘ軸に
平行な２つの直線で囲まれる６角形の辺上で周波数特性
がゼロ又は極小にな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を有した撮像装置。 - （３）前記６角形で±４５°方向の辺により形成される
頂点の座標がｆ＿Ｘ軸上にｆ＿Ｙ軸に関して対称に存在
しており、ｆ＿Ｘの負の側では−２／３Ｐ＿Ｈから−（
１／３・１／Ｐ＿Ｈ＋１／２・１／Ｐ＿Ｖ）の間に、ｆ
＿Ｘの正の側では（１／３・１／Ｐ＿Ｈ＋１／２・１／
Ｐ＿Ｖ）から２／３Ｐ＿Ｈの間に存在していることを特
徴とする水晶ローパスフィルターを具備していることを
特徴とする請求項２記載の光学的ローパスフィルターを
有した撮像装置。 - （４）前記オフセットサンプリング構造をもつカラー固
体撮像素子において ２Ｐ＿Ｖ＝３Ｐ＿Ｈ が成立していることを特徴とする請求項３記載の光学的
ローパスフィルターを有した撮像装置。 - （５）水平方向のピッチＰ＿Ｈ、垂直方向のピッチＰ＿
Ｖ、水平方向のオフセット量がＰ＿Ｈ／２であるオフセ
ットサンプリング構造をもち、かつＰ＿Ｖ≦２／３Ｐ＿
Ｈである撮像素子と、該撮像素子の走査方向又は走査方
向と逆方向に対し、時計方向又は反時計方向に４５°の
方向に入射した光線を２本に分割する機能を有する第１
の光学部材と該撮像素子の走査方向又は走査方向と逆方
向に対し、時計方向又は反時計方向に９０°の方向に入
射した光線を２本に分割する機能を有する第２の光学部
材と前記第１の光学部材の光線分割方向に対し時計方向
又は反時計方向に９０°の方向に入射した光線を２本に
分割する機能を有する第３の光学部材で構成される光学
的ローパスフィルターであって、該光学的ローパスフィ
ルターを構成する第１の光学部材の光線分割幅をＰ＿１
、第３の光学部材の光線分割幅をＰ＿３としたとき、 ３Ｐ＿Ｈ／２√２≦Ｐ＿１≦（３√２Ｐ＿Ｈ・Ｐ＿Ｖ）
／（３Ｐ＿Ｈ＋２Ｐ＿Ｖ）３Ｐ＿Ｈ／２√２≦Ｐ＿３≦
（３√２Ｐ＿Ｈ・Ｐ＿Ｖ）／（３Ｐ＿Ｈ＋２Ｐ＿Ｖ）な
る条件を満足することを特徴とする光学的ローパスフィ
ルターを有した撮像装置。 - （６）水平方向のピッチＰ＿Ｈ、垂直方向のピッチＰ＿
Ｖ、水平方向のオフセット量がＰ＿Ｈ／２であるオフセ
ットサンプリング構造をもち、かつ Ｐ＿Ｖ＝＞３／２Ｐ＿Ｈである撮像素子と、該撮像素子
の走査方向又は走査方向と逆方向に対し、時計方向又は
反時計方向に４５°の方向に入射した光線を２本に分割
する機能を有する第１の光学部材と該撮像素子の走査方
向又は走査方向と逆方向に対し、時計方向又は反時計方
向に９０°の方向に入射した光線を２本に分割する機能
を有する第２の光学部材と前記第１の光学部材の光線分
割方向に対し時計方向又は反時計方向に９０°の方向に
入射した光線を２本に分割する機能を有する第３の光学
部材で構成される光学的ローパスフィルターであって、
該光学的ローパスフィルターを構成する第１の光学部材
の光線分割幅をＰ＿１、第３の光学部材の光線分割幅を
Ｐ＿３としたとき、 （３√２Ｐ＿Ｈ・Ｐ＿Ｖ）／（３Ｐ＿Ｈ＋２Ｐ＿Ｖ）≦
Ｐ＿１≦３Ｐ＿Ｈ／２√２（３√２Ｐ＿Ｈ・Ｐ＿Ｖ）／
（３Ｐ＿Ｈ＋２Ｐ＿Ｖ）≦Ｐ＿３≦３Ｐ＿Ｈ／２√２な
る条件を満足することを特徴とする光学的ローパスフィ
ルターを有した撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024433A JPH02204715A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 光学的ローパスフィルターを有した撮像装置 |
| US07/996,528 US5477381A (en) | 1989-02-02 | 1992-12-23 | Image sensing apparatus having an optical low-pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024433A JPH02204715A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 光学的ローパスフィルターを有した撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02204715A true JPH02204715A (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=12138020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024433A Pending JPH02204715A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 光学的ローパスフィルターを有した撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02204715A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04165884A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Canon Inc | カラー撮像装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375728A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-05 | Hitachi Ltd | Solid state color pick up unit |
| JPS60242420A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-02 | Toshiba Corp | 空間周波数フイルタ |
| JPS6243328B2 (ja) * | 1979-11-30 | 1987-09-12 | Aichi Denki Kk |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1024433A patent/JPH02204715A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375728A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-05 | Hitachi Ltd | Solid state color pick up unit |
| JPS6243328B2 (ja) * | 1979-11-30 | 1987-09-12 | Aichi Denki Kk | |
| JPS60242420A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-02 | Toshiba Corp | 空間周波数フイルタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04165884A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Canon Inc | カラー撮像装置 |
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