JP2716041B2 - 固体撮像素子用結像光学系 - Google Patents
固体撮像素子用結像光学系Info
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- JP2716041B2 JP2716041B2 JP63061846A JP6184688A JP2716041B2 JP 2716041 B2 JP2716041 B2 JP 2716041B2 JP 63061846 A JP63061846 A JP 63061846A JP 6184688 A JP6184688 A JP 6184688A JP 2716041 B2 JP2716041 B2 JP 2716041B2
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- imaging
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はカメラ、とくに色分離フィルタを用いた固体
撮像素子のための結像光学系に関する。
撮像素子のための結像光学系に関する。
背景技術 周知のようにカラー固体撮像素子には、色分離された
映像信号を出力するために、撮像セルアレイの表面に色
分離フィルタが配設されたものがある。色分離フィルタ
のセグメント配列の空間周波数より高い周波数を有する
絵柄を表わす入射光によって再生画像に偽色が発生する
のを防ぐために、そのような高域画像の入射光を除去す
る光学的低域通過フィルタを撮像素子の前方に配設す
る。
映像信号を出力するために、撮像セルアレイの表面に色
分離フィルタが配設されたものがある。色分離フィルタ
のセグメント配列の空間周波数より高い周波数を有する
絵柄を表わす入射光によって再生画像に偽色が発生する
のを防ぐために、そのような高域画像の入射光を除去す
る光学的低域通過フィルタを撮像素子の前方に配設す
る。
たとえばビデオカメラなどの従来の結像光学系では、
この低域フィルタが撮像素子の直前に配置されている。
このため光学系レンズは、そのフランジバックを長くと
り、そこに低域フィルタを配設するように設計されてい
た。したがってレンズ系は、たとえばレトロタイプのよ
うに口径の大きな、しかもレンズ長の長いものを使用し
なければならず、大型化していた。
この低域フィルタが撮像素子の直前に配置されている。
このため光学系レンズは、そのフランジバックを長くと
り、そこに低域フィルタを配設するように設計されてい
た。したがってレンズ系は、たとえばレトロタイプのよ
うに口径の大きな、しかもレンズ長の長いものを使用し
なければならず、大型化していた。
目的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、小型化
された固体撮像素子用結像光学系を提供することを目的
とする。
された固体撮像素子用結像光学系を提供することを目的
とする。
発明の開示 本発明によれば、光学的低域通過フィルタをレンズ系
の前またはその付近に配設することにより、結像光学系
にバックフォーカスの短いレンズの使用を可能にしてい
る。そのため、従来と同じ明るさを得るためにはレンズ
径の小さいレンズを使用することができる。
の前またはその付近に配設することにより、結像光学系
にバックフォーカスの短いレンズの使用を可能にしてい
る。そのため、従来と同じ明るさを得るためにはレンズ
径の小さいレンズを使用することができる。
本発明によれば、色分離フィルタが撮像セルアレイの
上に配設されたカラー固体撮像素子の撮像セルアレイに
被写界の像を結像する固体撮像素子用結像光学系は、撮
像セルアレイの光軸上に配設され撮像セルアレイに像を
結像するレンズと、レンズに対してカラー固体撮像素子
とは反対の光軸上に配設され、被写界から入射する光の
うち色分離フィルタの色フィルタセグメント配列の空間
周波数より高い空間周波数を有する像の成分を除去する
光学フィルタとを有する。
上に配設されたカラー固体撮像素子の撮像セルアレイに
被写界の像を結像する固体撮像素子用結像光学系は、撮
像セルアレイの光軸上に配設され撮像セルアレイに像を
結像するレンズと、レンズに対してカラー固体撮像素子
とは反対の光軸上に配設され、被写界から入射する光の
うち色分離フィルタの色フィルタセグメント配列の空間
周波数より高い空間周波数を有する像の成分を除去する
光学フィルタとを有する。
実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による固体撮像素子用
結像光学系の実施例を詳細に説明する。
結像光学系の実施例を詳細に説明する。
第１図を参照すると、カラー固体撮像素子10を有する
カメラの結像光学系に本発明を適用した実施例が示され
ている。カラー固体撮像素子10は、たとえばCCDなどの
電荷転送デバイスであり、その撮像セルアレイ12の表面
には色分離フィルタ14が配設されている。色分離フィル
タ14は、撮像セルアレイ12の各撮像セルに向う光を３分
解色に分離するように配列された多数の色フィルタセグ
メントを有する。同図は、これらの構成を表示の便宜
上、いくぶん誇張して概念的に示している。
カメラの結像光学系に本発明を適用した実施例が示され
ている。カラー固体撮像素子10は、たとえばCCDなどの
電荷転送デバイスであり、その撮像セルアレイ12の表面
には色分離フィルタ14が配設されている。色分離フィル
タ14は、撮像セルアレイ12の各撮像セルに向う光を３分
解色に分離するように配列された多数の色フィルタセグ
メントを有する。同図は、これらの構成を表示の便宜
上、いくぶん誇張して概念的に示している。
撮像セルアレイ12の前方には、アレイ12の主光軸16上
に本実施例では約1.5倍の倍率を有するズームレンズ18
が配設されている。レンズ18は、本実施例では前レンズ
群20と後レンズ群22の２群のレンズからなる凸凹型ズー
ムレンズである。その原理的構成を第３図に示すよう
に、前レンズ群20が光軸16方向Ａに前後に可動であり、
後レンズ群22が光軸16方向Ｂに前後に可動し、ズーム機
能を実現している。第１図に示すレンズ位置が広角端状
態、第２図に示すレンズ位置が望遠端状態である。以降
の図において、第１図に示す構成要素と同様の要素は同
じ参照符号で示されている。
に本実施例では約1.5倍の倍率を有するズームレンズ18
が配設されている。レンズ18は、本実施例では前レンズ
群20と後レンズ群22の２群のレンズからなる凸凹型ズー
ムレンズである。その原理的構成を第３図に示すよう
に、前レンズ群20が光軸16方向Ａに前後に可動であり、
後レンズ群22が光軸16方向Ｂに前後に可動し、ズーム機
能を実現している。第１図に示すレンズ位置が広角端状
態、第２図に示すレンズ位置が望遠端状態である。以降
の図において、第１図に示す構成要素と同様の要素は同
じ参照符号で示されている。
前レンズ群20の前方の光軸16上には、絞り24が、さら
にその前方には光学的低域通過フィルタ26が配設されて
いる。低域フィルタ26はたとえば、屈折率の異なる透明
材料の微小粒子をやはり透明な樹脂材料の平板内に分散
させたものが使用される。低域フィルタ26は、光軸16上
を被写界からこれに入射する入射光のうち色分離フィル
タ12のセグメント配列の空間周波数より実質的に高い空
間周波数を有する絵柄の成分を除去する。本実施例で
は、ズームレンズの前にフィルタ26を配置しており、焦
点距離の変化に伴って除去すべき周波数の成分は結像側
で変化する。しかし本実施例の場合、低倍率であり、実
用上問題ない。これによって、そのような空間的に高域
の絵柄を表わす入射光により固体撮像素子10からの再生
画像に偽色が発生するのを防ぐ。
にその前方には光学的低域通過フィルタ26が配設されて
いる。低域フィルタ26はたとえば、屈折率の異なる透明
材料の微小粒子をやはり透明な樹脂材料の平板内に分散
させたものが使用される。低域フィルタ26は、光軸16上
を被写界からこれに入射する入射光のうち色分離フィル
タ12のセグメント配列の空間周波数より実質的に高い空
間周波数を有する絵柄の成分を除去する。本実施例で
は、ズームレンズの前にフィルタ26を配置しており、焦
点距離の変化に伴って除去すべき周波数の成分は結像側
で変化する。しかし本実施例の場合、低倍率であり、実
用上問題ない。これによって、そのような空間的に高域
の絵柄を表わす入射光により固体撮像素子10からの再生
画像に偽色が発生するのを防ぐ。
本実施例は、レンズ18の前方部分では被写界から入射
する入射光が実質的に平行光であることに着目し、低域
フィルタ26をレンズ18の前方に配設している。これによ
りレンズ18には、従来のように低域フィルタ26の配設の
ための空間を形成する必要がなく、したがってレンズ18
は、バックフォーカスおよびフランジバックの短いもの
を使用することが可能になる。そのため、従来と同じ明
るさを得るためにはレンズ径の小さいレンズを使用する
ことができる。
する入射光が実質的に平行光であることに着目し、低域
フィルタ26をレンズ18の前方に配設している。これによ
りレンズ18には、従来のように低域フィルタ26の配設の
ための空間を形成する必要がなく、したがってレンズ18
は、バックフォーカスおよびフランジバックの短いもの
を使用することが可能になる。そのため、従来と同じ明
るさを得るためにはレンズ径の小さいレンズを使用する
ことができる。
低域フィルタ26は本来、撮像素子10の撮像セルの配列
に対して光軸16について回転方向の位置的整合を精密に
とる必要がある。しかし本実施例では、低域フィルタ26
がレンズ18の前方に配設されているため、その調整作業
を行ないやすく、また高精度の取付け装置を必要としな
い。たとえば、撮像素子10から出力される映像信号を映
像モニタに再生してその再生画像を見ながらこの作業を
行なうことができる。
に対して光軸16について回転方向の位置的整合を精密に
とる必要がある。しかし本実施例では、低域フィルタ26
がレンズ18の前方に配設されているため、その調整作業
を行ないやすく、また高精度の取付け装置を必要としな
い。たとえば、撮像素子10から出力される映像信号を映
像モニタに再生してその再生画像を見ながらこの作業を
行なうことができる。
比較のために従来の結像光学系の例を第６図に示す。
この従来例では、撮像素子10の光軸16上に撮像セルアレ
イ12から被写界に向って、低域通過フィルタ26、絞り2
4、ズームレンズ50がこの順に配列されている。レンズ5
0は約1.5倍のズーム機能を有し、その後レンズ群52が光
軸16方向Ａに前後に可動であり、これによってズーム機
能を実現している。この従来例では、低域フィルタ26が
撮像素子10の直前に配置されているため、レンズ50は、
そのフランジバックおよびバックフォーカスを長くとる
ように設計されている逆望遠型（レトロフォーカスタイ
プ）である。したがってレンズ50は、大口径で焦点距離
の長いものを使用しなければならず、光学系全体がこれ
によって大型化する。
この従来例では、撮像素子10の光軸16上に撮像セルアレ
イ12から被写界に向って、低域通過フィルタ26、絞り2
4、ズームレンズ50がこの順に配列されている。レンズ5
0は約1.5倍のズーム機能を有し、その後レンズ群52が光
軸16方向Ａに前後に可動であり、これによってズーム機
能を実現している。この従来例では、低域フィルタ26が
撮像素子10の直前に配置されているため、レンズ50は、
そのフランジバックおよびバックフォーカスを長くとる
ように設計されている逆望遠型（レトロフォーカスタイ
プ）である。したがってレンズ50は、大口径で焦点距離
の長いものを使用しなければならず、光学系全体がこれ
によって大型化する。
第１図に示す本発明の実施例にて、これと同じ明るさ
およびズーム倍率の仕様を実現した場合の設計値例を第
１表に示す。この例は、明るさＦが3.5,広角端焦点距離
fWが19.695mm、望遠端焦点距離fTが26.68mmのズームレ
ンズで、画角はそれぞれ31.2°、23.3°であり、第１図
に示すように５枚のレンズ18の10面と低域通過フィルタ
26の２面とで構成されている。絞り24は第２面と第３面
との間、または第８面と第９面との間に配置される。そ
の有限距離における収差図を第４図および第５図に示
す。第４図はレンズ位置が広角端状態の場合、第５図は
レンズ位置が望遠端状態の場合である。
およびズーム倍率の仕様を実現した場合の設計値例を第
１表に示す。この例は、明るさＦが3.5,広角端焦点距離
fWが19.695mm、望遠端焦点距離fTが26.68mmのズームレ
ンズで、画角はそれぞれ31.2°、23.3°であり、第１図
に示すように５枚のレンズ18の10面と低域通過フィルタ
26の２面とで構成されている。絞り24は第２面と第３面
との間、または第８面と第９面との間に配置される。そ
の有限距離における収差図を第４図および第５図に示
す。第４図はレンズ位置が広角端状態の場合、第５図は
レンズ位置が望遠端状態の場合である。
これらからわかるように本実施例では、光学的低域通
過フィルタ26がレンズ系20のアフォーカル部、たとえば
前方に配設されているので、結像光学系にバックフォー
カスやフランジバックの短い、たとえば望遠型（テレフ
ォトタイプ）のレンズが使用できる。そのため、従来と
同じ明るさではかなり小口径のレンズを使用することが
できる。この結果、光学的低域通過フィルタも小口径の
サイズでよい。
過フィルタ26がレンズ系20のアフォーカル部、たとえば
前方に配設されているので、結像光学系にバックフォー
カスやフランジバックの短い、たとえば望遠型（テレフ
ォトタイプ）のレンズが使用できる。そのため、従来と
同じ明るさではかなり小口径のレンズを使用することが
できる。この結果、光学的低域通過フィルタも小口径の
サイズでよい。
効果 このように本発明によれば、光学的低域通過フィルタ
がレンズ系における被写界側のアフォーカル部に配設さ
れているので、たとえば望遠型などのバックフォーカス
やフランジバックの短いレンズを結像光学系に使用で
き、また光学的低域通過フィルタも形状の小さいものを
使用することができる。また、射出瞳が長くなり、カラ
ーシェーディングの影響が小さい。したがって結像光学
系全体が従来より小型化、軽量化される。
がレンズ系における被写界側のアフォーカル部に配設さ
れているので、たとえば望遠型などのバックフォーカス
やフランジバックの短いレンズを結像光学系に使用で
き、また光学的低域通過フィルタも形状の小さいものを
使用することができる。また、射出瞳が長くなり、カラ
ーシェーディングの影響が小さい。したがって結像光学
系全体が従来より小型化、軽量化される。
第１図および第２図は、カラー固体撮像素子を有するカ
メラの結像光学系に本発明を適用した実施例を示す説明
図であり、第１図はレンズ位置が広角端状態の場合、第
２図はレンズ位置が望遠端状態の場合を示し、 第３図は、第１図および第２図に示す実施例の原理的構
成示す説明図、 第４図および第５図は、第６図に示す従来例と同じ明る
さおよびズーム倍率の仕様を本発明を適用して実現した
場合の設計例の有限距離における収差図を示し、第４図
はレンズ位置が広角端状態の場合、第５図はレンズ位置
が望遠端状態の場合であり、 第６図は従来の固体撮像素子カメラの結像光学系の例を
示す第１図と同様の図である。 主要部分の符号の説明 10……カラー固体撮像素子 12……撮像セルアレイ 18……レンズ 26……光学的低域通過フィルタ
メラの結像光学系に本発明を適用した実施例を示す説明
図であり、第１図はレンズ位置が広角端状態の場合、第
２図はレンズ位置が望遠端状態の場合を示し、 第３図は、第１図および第２図に示す実施例の原理的構
成示す説明図、 第４図および第５図は、第６図に示す従来例と同じ明る
さおよびズーム倍率の仕様を本発明を適用して実現した
場合の設計例の有限距離における収差図を示し、第４図
はレンズ位置が広角端状態の場合、第５図はレンズ位置
が望遠端状態の場合であり、 第６図は従来の固体撮像素子カメラの結像光学系の例を
示す第１図と同様の図である。 主要部分の符号の説明 10……カラー固体撮像素子 12……撮像セルアレイ 18……レンズ 26……光学的低域通過フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 乾谷 正史 東京都港区西麻布２丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (72)発明者 大野 和則 埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−278519（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】色分離フィルタが撮像セルアレイの上に配
設されたカラー固体撮像素子の該撮像セルアレイに被写
界の像を結像する固体撮像素子用結像光学系において、
該結像光学系は、 前記撮像セルアレイの光軸上に配設され、該撮像セルア
レイに前記被写界の像を結像する望遠型のレンズと、 該レンズに対して前記カラー固体撮像素子とは反対の前
記被写界側における前記光軸上に配設され、前記被写界
から入射する光のうち前記色分離フィルタの色フィルタ
セグメント配列の空間周波数より高い空間周波数を有す
る前記像の成分を除去する光学フィルタと、 前記光学フィルタと前記レンズの間に配設された絞りで
あって、前記光学フィルタから射出された光の量を調節
して前記レンズに与える絞りとを有することを特徴とす
る固体撮像素子用結像光学系。 - 【請求項２】請求項１に記載の固体撮像素子用結像光学
系において、前記レンズは、ズームレンズであることを
特徴とする固体撮像素子用結像光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061846A JP2716041B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体撮像素子用結像光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061846A JP2716041B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体撮像素子用結像光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235920A JPH01235920A (ja) | 1989-09-20 |
| JP2716041B2 true JP2716041B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=13182862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061846A Expired - Fee Related JP2716041B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体撮像素子用結像光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716041B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197665A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Olympus Corp | 撮像光学系及びそれを備える撮像装置 |
| JP5592708B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2014-09-17 | オリンパス株式会社 | 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2013101402A (ja) * | 2013-02-20 | 2013-05-23 | Olympus Corp | 撮像光学系及びそれを備える撮像装置 |
| JP2013109374A (ja) * | 2013-02-20 | 2013-06-06 | Olympus Corp | 撮像光学系及びそれを備える撮像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62278519A (ja) * | 1986-05-26 | 1987-12-03 | Sony Corp | レンズ |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP63061846A patent/JP2716041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01235920A (ja) | 1989-09-20 |
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