JPS6046774B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコヒーレント光で照明される被写体の撮像に適
した撮像装置に関する。

コヒーレント光で照明される被写体の撮像技術は未だ一
般化されていない。

また製品としても一般化されていない。通常光（インコ
ヒーレント光）で使用する撮像装置を用いてレーザ光な
どのコヒーレント光で照明された被写体を撮像すると、
その像には第１図に示す如く干渉縞が現われる。この干
渉縞は撮像装置におけるフェースプレートの入射面と光
導電膜との間の多重反射により発生する。この干渉縞の
発生を防止する手段の一つとして、フェースプレートに
ファイバープレートを使用することが考えられる。しカ
ルファイバープレートを使用した撮像装置は解像力が低
下し且つ干渉防止効果の点でも問題がある。

また上記手段は製造段階でのみ採用可能なもので、既に
製品化されているものには適用できない難点がある。干
渉縞の発生を防止する他の手段として光導電膜からの反
射光を撮像装置内に戻さないように、撮像管の前面に３
０〜４０ＴＩｒ１ｎ程度の厚みを有するガラスブロック
を取付けるようにすることが考えられる。この手段によ
れば既に製品化されている撮像管にも適用できる利点は
ある。しカル大きなガラスブロックが光学系に入るため
に、解像力の劣化、収差および歪の増大、等の不利を招
くうえ、装置全体が大形化するという問題がある。そこ
でこの発明はコヒーレント光の照明下における撮像に際
して生ずる干渉縞も撮像の劣化や光学系への悪影響をも
たらすことなく防止することができ、加えて既に製品化
されているものにも十分適用可能な撮像装置を提供する
ことを目的とする。以下、本発明の詳細を図面を参照し
て説明す・る。

本発明者らは干渉縞の可視度が反射率等とどのように関
連しているかを調べてみた。すなわち、第２図に示すよ
うに、平行に入射した光束Ａ、Ｂ（！７）ｐ点における
干渉のモデルに従つて計算する。Ａをフェースプレート
Ｃ（７）Ｓｉ面（上面）に入射した光の振幅、ωを光の
角周波数、ｔを時間、δｏを初期位相とすれば、Ｓ１面
に入射した光束はで示される。

次に、光束ＡのうちフエースプレートＣと光導電膜Ｄと
の境界面（Ｓ２面）のＱ点で反射し、再びＳ１面で反射
後Ｐ点に入射する光をＩＡ″、光束Ａに平行な光束Ｂの
うち直接Ｐ点に到達する光をＩＢ″とすると、夫々で示
される。

ここで、ｒはＳｉ面での振幅反射率、 ＲはＳ２面での振幅反射率 αはフエースプレートＣの振幅透過率 δ１はＳ１面とＳ２面での光の位相差 である。

なお、一般に用いられる“゜反射率゛は光の強度に対す
る反射率を示し、（振幅反射率）２＝（光の強度反射率
）なる関係にある。従つて、Ｐ点での光１は、 で表わされる。

一方、撮像管は光の振幅ではなくその強度に感じるから
、（４）式の２乗平均をとればよい。

すなわち、となる。

ここで光の振幅を正規化するためＮα２＝１とし、 α２ｒＲ＝Ａ，２δ１＝δ とおけば、 となる。

一方、干渉縞の可視度■は で示されるので、ａくく１を考慮して（６）式から、
■≧？となる。

そこで、一般の撮像管（Ｓｂ２Ｓ３）を第３図に示すよ
うな装置により４８８０Ａ（７）Ａｒレーザ光で照明す
る場合を考えてみる。

第３図中１はＡｒレーザ、２はビームエキスパンダ、３
は被写体、４は結像レン、５は撮像管、６はモニタ用受
像機である。この場合、撮像管５のフエースプレート（
透明ガラス板）の光振幅透過率はほぼ１００％である・
からα＝１、フエースプレートの反射率は約４％である
からｒ＝０．０４＝０．２，４８８０Ａての光導電膜の
反射率は約８％なのでＲ＝０．２８３であるから、とな
り、観測される干渉縞の可視度は１１．３％と非常に大
きい。上述のように干渉縞の可視度は？で表わせるので
光導電膜面で反射した光束を減衰させれば、干渉縞の可
視度を低下させることが出来ることが判″明した。

そこで本発明者らは光導電膜面で反射した光束を減衰さ
せる手段として、第１にフエースプレートの入射面に反
射防止膜を施すこと、第２にＮＤ（ニュートラル・デン
シティ）フィルタあるいは色ガラスフィルタ等の減光材
からなる板体をフエースプレートとするかまたはこの板
体をフエースプレート上に設けること、の二つの手段を
採用することにした。

第４図はその一実施例を示すもので、１１は反射防止膜
、１２はＮＤフィルタ、１３は接着剤層、１４はフエー
スプレート、１５は光導電膜である。

反射防止膜１１として３層〜５層程度のものを考えると
、その反射率は０．５〜１％程度となる。例えば反射率
が０．５％であるとすると、振幅反射率はその平方根で
表わされるから、約０．０７１となる。一方光導電膜１
５での振幅反射率は、０．２８３であるから■＝０．０
４、すなわち約４％となる。反射率が１％の場合は５．
６６％となり、かなり目立つ。ここで、入射面の反射率
を下げる努力は、０．５％付近が限度であり、その効果
は平方根できくため、この反射防止膜１１のみではそれ
ほど大幅な低下は期待できない。次にＮＤフィルタ１２
として例えば、透過率５０％のものを使用すると、光導
電膜１５に到達する入射光は半分に減る。

そして光導電膜１５と反射防止膜１１との間の反射光は
、ＮＤフィルタ１２を往復するためＡになる。よつて、
光導電膜１５の面で比較すると、反射光はＡとなり、振
幅反射率は↓となる。すなわち、ＮＤフィルタ１２を置
けば、その減光比だけ干渉縞の可視度が低下する。なお
、光導電膜１５に到達する光量がその分だけ減るから感
度の低下をきたすのは免れ得ない。このため減光材とし
ては３０％以上透過す乞ものを選ふことが望ましい。又
、ＮＤフィルタ１２としてフエースプレート１４と同等
かそれ以上の厚み（２〜５ｎ１／ｍ）のものを使用する
ようにすれば結像光の拡散により、干渉縞の可視度の低
下が期待される。可視度が２％以下になればほとんど目
につかないことから、実際のものでは、反射防止膜１１
として３層のもの（反射率０．７％）を用い、ＮＤフィ
ルター１２として透過率４０％、厚み３ｎ１／ｍのもの
を得らべは十分である。

このような条件の撮像管を用いて写真撮影をしたところ
干渉縞は全く認めることができなかつた。

このときの条件は１反射防止膜・・・３層０．８％ ２ＮＤフィルター 透過率５８％ 厚み３ｍ／ｍ
屈折率１．４８７（ＡｔＤ線）３接着剤・・
・カナダバルサム 屈折率１．５４２（ＡｔＤ線
） このように一般的に考えられる反射防止膜の効果は、干
渉縞の可視度が反射率低下の割合の平方根て与えられ、
可視度を４％以下にすることは困難てある。

可視度を４％以下にするためには、ＮＤフィルターなど
の減光材を使用すれば、透過．率に比例して可視度が低
下する。又、結像系に於いては、厚みの効果も期待でき
る。以上のように、干渉防止の決め手は、ＮＤフィルタ
ーなどの減光材を使用することにある。

なお６０００人〜７０００人で使用する場合は、干渉防
止を施こす前の可視度が２２％となり、反射防止膜を施
した後は８％となり、２５％透過率のＮＤフィルターを
設けたのちは２％となる。このように本装置においては
すでに製品化されているものでも、減光材をはりつける
だけで簡単にできる。

又、解像力、劣化、収差、歪み発生なノど減光材を挿入
したことによる影響はほとんどなく、光学的、機械的デ
イメンジヨンに影響を与えない。勿論Ｓ／Ｎの大幅な向
上（干渉防止効果）がはかれる。したがつて高解像力撮
像管に向いている。さらに撮像管の大きさによらず適用
でき・る。又、フェース・プレートに光導電膜を蒸着す
るタイプのものなら、何にでも応用できる利点を持つて
いる。なお相対的に感度が下ることは免れ得ないがレー
ザ光などを使用する照明系では十分な光量が得゛られる
からあまり問題にならない。

すなわち干渉縞がある場合は、Ｓ／Ｎの劣化がひどく、
像として提供できないが光量不足に関してはレーザパワ
ーの問題として解決できるからである。以上説明したよ
うに本発明によればコヒーレント光照明下における撮像
に際して生ずる干渉縞を解像力の劣化や光学系への悪影
響をもたらすことなく防止でき、加えて既に製品化され
ている撮像管にも適用可能な撮像装置を提供てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置による干渉縞の発生を説明するための
図、第２図および第３図は本発明の干渉縞発生防止手段
を説明するための図、第４図は本発明の一実施例の要部
断面図である。 １１・・・・・反射防止膜、１２・・・・・・ＮＤフィ
ルタ、１３・・・・・・接着剤層、１４・・・・・・フ
エースプレート、１５・・・・・・光導電膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コヒーレント光で照明される被写体と撮像する装置
   において、入射面に反射防止膜を施した減光材からなる
   板体をフェースプレートとすることを特徴とする撮像装
   置。 ２ コヒーレント光で照明される被写体を撮像する装置
   において、入射面に反射防止膜を施した減光材からなる
   板体をフェースプレート前面に接着したことを特徴とす
   る撮像装置。