JPH0545521A - Image pickup device - Google Patents
Image pickup deviceInfo
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- JPH0545521A JPH0545521A JP4615691A JP4615691A JPH0545521A JP H0545521 A JPH0545521 A JP H0545521A JP 4615691 A JP4615691 A JP 4615691A JP 4615691 A JP4615691 A JP 4615691A JP H0545521 A JPH0545521 A JP H0545521A
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- image pickup
- optical system
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子カメラやビデオカ
メラ等、結像レンズと物体像を離散的にサンプリングす
る固体撮像素子等の電子撮像手段とを備えた撮像装置で
あって、該結像レンズがホログラフィック光学素子を含
む撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus, such as an electronic camera or a video camera, having an image forming lens and an electronic image pickup means such as a solid-state image pickup element for discretely sampling an object image. The present invention relates to an image pickup device in which an image lens includes a holographic optical element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近の電子カメラやビデオカメラは、Ｃ
ＣＤ等の規則正しい配列を持つ撮像素子を備えたものが
主流となってきており、離散的なサンプリングを行なう
ことからモアレ縞が発生し易いが、これを防止するため
に光学系には必ず光学的ローパスフィルター等が設けら
れている。2. Description of the Related Art Recent electronic cameras and video cameras use C
The one having an image pickup device having a regular array such as a CD is becoming mainstream, and moire fringes are apt to occur due to the discrete sampling, but in order to prevent this, the optical system must be an optical system. A low pass filter etc. are provided.
【０００３】例えば、特公昭６２─５７０１３号公報に
記載のものは、撮像光学系中に水晶板等の複屈折板から
成る光学的ローパスフィルターを設けて撮像光学系中の
空間周波数レスポンスを低下させ、物体像の解像度を低
下させることにより、モアレを除去している。For example, in the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-57013, an optical low-pass filter made of a birefringent plate such as a crystal plate is provided in the image pickup optical system to reduce the spatial frequency response in the image pickup optical system. , Moire is removed by reducing the resolution of the object image.
【０００４】又、特開昭６３─３１１３２３号公報に記
載のものは、撮像光学系中に位相格子フィルターから成
る光学的ローパスフィルターを設けて撮像光学系中の空
間周波数レスポンスを低下させ、物体像の解像度を低下
させることにより、モアレを除去している。Further, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-311323, an optical low-pass filter consisting of a phase grating filter is provided in the image pickup optical system to reduce the spatial frequency response in the image pickup optical system to reduce the object image. Moire is removed by reducing the resolution of.
【０００５】更に、米国特許第４７２０６３７号明細書
に記載のものは、撮像光学系中に非球面を設けて撮像光
学系が大きな球面収差を持つようにして物体像をぼかす
ことにより撮像光学系中の空間周波数レスポンスを低下
させ、物体像の解像度を低下させることにより、モアレ
を除去している。Further, the one disclosed in US Pat. No. 4,720,637 is an image pickup optical system in which an aspherical surface is provided in the image pickup optical system so that the image pickup optical system has a large spherical aberration so as to blur an object image. Moire is removed by lowering the spatial frequency response of and the resolution of the object image.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
撮像装置には、以下に示す４つの欠点が （１）複屈折板や位相格子を用いるものでは、１つの点
像を２つにしか分割できないため、１つの点像を所望の
形に拡げるために複数枚の複屈折板や位相格子が必要で
あり、撮像光学系中にこれらが占める容積が大きくなる
ため、撮像光学系が大型化してしまう。 （２）又、光学的ローパスフィルターを配置する空間を
予め設けておく必要があるため、撮像光学系の設計の自
由度も制限されてしまう。 （３）又、複屈折板を用いるものは、水晶板等の材料自
体が高価であるため、撮像光学系全体のコストの上昇が
避けられない。 （４）更に、非球面を用いるものは、非球面の作成が非
常に困難である。However, the above-mentioned conventional image pickup device has the following four drawbacks. (1) In a device using a birefringent plate or a phase grating, one point image is divided into only two. Since it is not possible, a plurality of birefringent plates and phase gratings are required to spread one point image into a desired shape, and the volume occupied by these in the imaging optical system becomes large, so that the imaging optical system becomes large. I will end up. (2) Further, since it is necessary to previously provide a space for disposing the optical low-pass filter, the degree of freedom in designing the imaging optical system is also limited. (3) Further, in the case of using the birefringent plate, since the material itself such as the crystal plate is expensive, it is unavoidable that the cost of the entire imaging optical system rises. (4) Furthermore, it is very difficult to create an aspherical surface using an aspherical surface.
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、光学的ロー
パスフィルターを備えているが、撮像光学系が小型化に
なり、その設計の自由度も大きく、その製造コストが安
く、その製造も容易である、光学的ローパスフィルター
を備えた撮像装置を提供することを目的としている。In view of the above problems, the present invention is provided with an optical low-pass filter, but the imaging optical system is downsized, the degree of freedom in design is large, the manufacturing cost is low, and the manufacturing is easy. It is an object of the present invention to provide an image pickup apparatus including an optical low pass filter.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置の
一つは、結像レンズと、該結像レンズにより形成された
物体像を受ける電子的撮像手段とを備え、前記結像レン
ズが少なくとも一つのホログラフィック光学素子を含ん
でいる撮像装置において、前記ホログラフィック光学素
子が複数次数の収差を発生させる構成を有していること
を特徴としている。更に、本発明による撮像装置の他の
一つは、結像レンズと、該結像レンズにより形成された
物体像を受ける電子的撮像手段とを備え、前記結像レン
ズが少なくとも一つのホログラフィック光学素子を含ん
でいる撮像装置において、前記ホログラフィック光学素
子が複数の点像を発生させる構成を有していることを特
徴としている。One of the image pickup devices according to the present invention comprises an image forming lens and electronic image pickup means for receiving an object image formed by the image forming lens. An image pickup apparatus including one holographic optical element is characterized in that the holographic optical element has a configuration for generating aberrations of a plurality of orders. Further, another one of the image pickup apparatuses according to the present invention comprises an image forming lens and electronic image pickup means for receiving an object image formed by the image forming lens, and the image forming lens has at least one holographic optical element. An imaging device including an element is characterized in that the holographic optical element has a configuration for generating a plurality of point images.
【０００９】[0009]
【作用】ホログラフィック光学素子（以下、ＨＯＥと称
す。）の原理について説明する。図１に示した如く、感
光層１を塗布した透明基板２に可干渉性の収斂光束（球
面波）３と平行光束（平面波）４を同時に照射すると、
２つの光束３，４が重なった領域５では２つの光束３，
４の干渉縞が記録される。これを現像して成るＨＯＥ６
に、例えば平行光束４と同じ光束を照射すると、透明基
板２の背後に収斂光束３と同じ位相分布を持つ波面が発
生する。従って、図１に示したＨＯＥ６は、平行光束を
収斂光束に変換するレンズと同様の作用を有する光学素
子として利用できる。The principle of the holographic optical element (hereinafter referred to as HOE) will be described. As shown in FIG. 1, when a transparent substrate 2 coated with a photosensitive layer 1 is simultaneously irradiated with a coherent convergent light beam (spherical wave) 3 and a parallel light beam (plane wave) 4,
In the area 5 where the two light fluxes 3 and 4 overlap, the two light fluxes 3 and
4 fringes are recorded. HOE6 developed by developing this
For example, when the same light flux as the parallel light flux 4 is irradiated, a wavefront having the same phase distribution as the convergent light flux 3 is generated behind the transparent substrate 2. Therefore, the HOE 6 shown in FIG. 1 can be used as an optical element having the same action as a lens for converting a parallel light flux into a convergent light flux.
【００１０】又、図２に示した如く、感光層１を塗布し
た透明基板２に点Ｏから発散する可干渉性の光束７と点
Ｉに収斂する可干渉性の光束８を同時に照射すると、２
つの光束７，８が重なった領域５では２つの光束７，８
の干渉縞が記録される。これを現像して成るＨＯＥ６
に、例えば光束７と同じ光束を照射すると、透明基板２
の背後に光束８と同じ位相分布を持つ波面が発生する。
ここで、点Ｏと感光層１との距離をＳ、透明基板２の厚
さをｄ、透明基板２と点Ｉとの距離をｂとすると、この
ＨＯＥ６は、その焦点距離ｆがFurther, as shown in FIG. 2, when the coherent light beam 7 diverging from the point O and the coherent light beam 8 converging at the point I are simultaneously irradiated on the transparent substrate 2 coated with the photosensitive layer 1, Two
In the area 5 where the two light fluxes 7 and 8 overlap, the two light fluxes 7 and 8
Interference fringes are recorded. HOE6 developed by developing this
When, for example, the same luminous flux as the luminous flux 7 is irradiated, the transparent substrate 2
A wavefront having the same phase distribution as the light beam 8 is generated behind the.
Assuming that the distance between the point O and the photosensitive layer 1 is S, the thickness of the transparent substrate 2 is d, and the distance between the transparent substrate 2 and the point I is b, the focal length f of the HOE 6 is
【００１１】 １／ｆ＝｛１／Ｓ＋１／（ｄ／ｎ＋ｂ）｝ｕ1 / f = {1 / S + 1 / (d / n + b)} u
【００１２】で与えられるレンズと同様の作用を有する
光学素子として利用できる。但し、ｎは透明基板２の屈
折率である。又、ｕはｕ＝±λC ／λR で定義される
量、λC は波面を再生する際に用いる光の波長、λR は
ＨＯＥ６の干渉縞を記録する際に用いる光の波長であ
る。It can be used as an optical element having the same action as the lens given by. However, n is the refractive index of the transparent substrate 2. Further, u is an amount defined by u = ± λ C / λ R , λ C is the wavelength of light used when reproducing the wavefront, and λ R is the wavelength of light used when recording the interference fringes of the HOE 6. ..
【００１３】ＨＯＥを作る際に用いる光束が波面収差を
持っている場合には、再生された波面にその収差が残
り、ＨＯＥの結像性能に影響を与える。例えば、図１お
いて、光束４として特定の波面収差を持つ平行光束を、
光束３として収斂光束をそれぞれ用いて作成したＨＯＥ
６に収斂光束３を照射すると、平行光束４と同じ波面収
差を持った平行光束が得られる。従って、ＨＯＥ６に収
差発生素子としての機能を付与することもできる。When the light beam used for making the HOE has a wavefront aberration, the aberration remains on the reproduced wavefront and affects the imaging performance of the HOE. For example, in FIG. 1, a parallel light flux having a specific wavefront aberration as the light flux 4,
HOE created by using each convergent light flux as the light flux 3.
When the convergent light beam 3 is applied to the beam 6, a parallel light beam having the same wavefront aberration as the parallel light beam 4 is obtained. Therefore, the HOE 6 can be provided with a function as an aberration generating element.
【００１４】本発明では、撮像光学系の構成要素とし
て、特定の収差を発生させるＨＯＥを配置している。こ
のＨＯＥの存在により、電子撮像手段上に形成される物
体像は特定の収差を含んだものになる。そして、この収
差により撮像光学系の空間周波数レスポンスが低下し、
モアレの発生を防止することができる。In the present invention, the HOE for generating a specific aberration is arranged as a component of the image pickup optical system. Due to the presence of this HOE, the object image formed on the electronic image pickup means contains a specific aberration. Then, due to this aberration, the spatial frequency response of the image pickup optical system decreases,
Moire can be prevented from occurring.
【００１５】図３はこのことを模式的に示す図であっ
て、波面収差を持たない発散光束７と波面収差Ｗを持っ
た収斂光束８とを同時に照射してＨＯＥ６を作成する
と、ＨＯＥ６に発散光束７照射した際に波面収差Ｗを持
った収斂光束８が再生され、像点Ｉで一定の大きさｄ′
を持って収斂するようになる。そして、この波面収差Ｗ
によるぼけにより撮像光学系の空間周波数レスポンスが
低下し、モアレの発生を防止することができる。FIG. 3 is a diagram schematically showing this. When the diverging light beam 7 having no wavefront aberration and the converging light beam 8 having the wavefront aberration W are simultaneously irradiated to form the HOE 6, the HOE 6 is diverged. When the light beam 7 is irradiated, the convergent light beam 8 having the wavefront aberration W is reproduced, and a constant size d'at the image point I.
Will come to converge. And this wavefront aberration W
The blurring caused by the deterioration of the spatial frequency response of the imaging optical system can prevent the occurrence of moire.
【００１６】この種のＨＯＥは、一枚だけで１つの点像
を所望の形に拡げることができるため、撮像光学系中に
これらが占める容積が小さくなり、撮像光学系が小型化
することができる。又、この種のＨＯＥは、レンズと一
体化でき、そうすれば、それを配置する空間を予め設け
ておく必要がないため、撮像光学系の設計の自由度も大
きくなる。又、この種のＨＯＥは、リソグラフィ技術を
利用してフレネルレンズや回折格子と同様に容易に製造
することができ、更にレプリカ法により大量生産も可能
なので、撮像光学系の製造コストが安くて済む。In this type of HOE, since one point image can be expanded to a desired shape with only one sheet, the volume occupied by these in the image pickup optical system becomes small and the image pickup optical system can be downsized. it can. Further, this kind of HOE can be integrated with the lens, and if this is done, it is not necessary to provide a space for disposing it in advance, and therefore the degree of freedom in designing the imaging optical system is increased. Further, this kind of HOE can be easily manufactured by using the lithography technique like the Fresnel lens and the diffraction grating, and can be mass-produced by the replica method, so that the manufacturing cost of the imaging optical system is low. ..
【００１７】尚、図１のＨＯＥ６だけでは、光学系が軸
外れ（光軸が折れ曲がること）になってしまうので、同
じＨＯＥ６をもう一枚作成して、図４に示した如く、そ
れを裏返しにして前者と重ねれば、軸外れを補正するこ
とができる。Since the optical system is off-axis (the optical axis is bent) only with the HOE 6 shown in FIG. 1, another same HOE 6 is prepared and turned over as shown in FIG. By overlaying with the former, off-axis can be corrected.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。図５は本発明による撮像装置の第１実施例
の構成を示しており、結像レンズ１１は、ＨＯＥ１２を
貼り且つ色収差を補正するように構成された正レンズ１
３と、負レンズ１４と、絞り１５と、正レンズ１６とか
ら構成されている。１７は結像レンズ１１の結像面に配
置されたＣＣＤ等の固体撮像素子であって、固体撮像素
子駆動回路１８により駆動される。１９はプロセス回
路，マトリックス回路等を含んでいて固体撮像素子１７
からの出力信号から後述の補正信号を差し引くと共にそ
の結果の信号を複合映像信号に変える映像化回路、２０
は固体撮像素子１７からの信号或いは図示しない回部か
らの信号によりＨＯＥ１２による不要回折光を原因とす
る映像信号中のバイアス成分の除去又は低減のための補
正信号を発生する補正信号発生回路であって、これらが
信号処理手段２１を構成している。２２は映像化回路１
９からの映像信号を画像として表示するＣＲＴ，液晶Ｔ
Ｖ等のディスプレイであって、ディスプレイ駆動回路２
３により駆動される。２４は接眼レンズである。２５は
映像化回路１９からの映像信号を記録するＴＶカメラ用
の磁気テープ，電子スチルカメラ用の磁気ディスク，光
ディスク等の記録手段である。尚、全ての回路の同期が
とられていることは言うまでもない。The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 5 shows the configuration of the first embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention, in which the imaging lens 11 has the HOE 12 attached thereto and the positive lens 1 configured to correct chromatic aberration.
3, a negative lens 14, a diaphragm 15, and a positive lens 16. Reference numeral 17 denotes a solid-state image sensor such as a CCD arranged on the image-forming surface of the image-forming lens 11, which is driven by a solid-state image sensor drive circuit 18. Reference numeral 19 denotes a solid-state image sensor 17 including a process circuit and a matrix circuit.
An imaging circuit for subtracting a correction signal, which will be described later, from the output signal from the device and converting the resulting signal into a composite video signal, 20
Is a correction signal generation circuit for generating a correction signal for removing or reducing the bias component in the video signal caused by the unnecessary diffracted light by the HOE 12 by the signal from the solid-state image sensor 17 or the signal from the not-shown rotating section. Thus, these constitute the signal processing means 21. 22 is an imaging circuit 1
CRT which displays the video signal from 9 as an image, liquid crystal T
A display such as a V, which is a display drive circuit 2
Driven by 3. Reference numeral 24 is an eyepiece lens. Reference numeral 25 is a recording means such as a magnetic tape for a TV camera, a magnetic disk for an electronic still camera, an optical disk or the like for recording the video signal from the imaging circuit 19. Needless to say, all circuits are synchronized.
【００１９】ここで用いられているＨＯＥ１２の性質を
更に詳細に説明する。今、光軸方向をＺ、像高方向を
Ｙ、ＺとＹに垂直な方向Ｘとして、像高ｈの光線を追跡
した時に、瞳面と該光線が交わる点と光軸との距離を
ｒ、ｒの方向とＸ軸との成す角度をθとすると、波面収
差Ｗ（ｒ，θ）は、以下の式で表される。The properties of the HOE 12 used here will be described in more detail. Now, when a ray having an image height h is traced with the optical axis direction being Z, the image height direction being Y, and the direction X perpendicular to Z and Y, the distance between the pupil plane and the point where the ray intersects the optical axis is r. , R, and the angle between the X axis and the X axis is θ, the wavefront aberration W (r, θ) is expressed by the following equation.
【００２０】Ｗ（ｒ，θ）＝ΣＷnm・ｒn ・ｃｏｓm θ 但し、Ｗnmは波面収差係数である。よって、本実施例に
おいて、合焦時に図６に示すような点像強度分布を持つ
ＨＯＥ１２を用いるとすると、ＨＯＥ１２の特性は、W (r, θ) = ΣW nm · r n · cos m θ where W nm is a wavefront aberration coefficient. Therefore, in this embodiment, when the HOE 12 having the point image intensity distribution as shown in FIG. 6 is used at the time of focusing, the characteristics of the HOE 12 are
【００２１】 Ｗ33＝１，Ｗ31＝−０．７５，Ｗ20＝−３／８ を組み合わせた波面収差Ｗが発生するようになっていれ
ば良い。従って、ＨＯＥ１２を作成する時には、以下の
式を満足する波面収差Ｗを有する光束を用いることにな
る。It suffices that the wavefront aberration W that is a combination of W 33 = 1 and W 31 = −0.75, W 20 = −3 / 8 is generated. Therefore, when creating the HOE 12, a light beam having a wavefront aberration W that satisfies the following expression is used.
【００２２】 Ｗ（ｒ，θ）＝ｒ3 ｃｏｓ3 θ ＋（−３／４）ｒ3 ｃｏｓθ＋（−３／８）ｒ2 そして、このような点像強度分布を持たせることによ
り、撮像光学系の空間周波数特性を制御することができ
る。W (r, θ) = r 3 cos 3 θ + (− 3/4) r 3 cos θ + (− 3/8) r 2 Then, by providing such a point image intensity distribution, the imaging optical The spatial frequency characteristics of the system can be controlled.
【００２３】本実施例では、ＨＯＥ１２と正レンズ１３
とが接合されており、この部分でＨＯＥ１２の色収差を
補正することができる。補正に関しては、正レンズ１３
の屈折力をφG 、正レンズ１３のアッベ数をνG 、ＨＯ
Ｅ１２の屈折力をφH 、ＨＯＥ１２のアッベ数をνH と
した時、色収差は φG ／νG ＋φH ／νH で表される。よって、 φG ／νG ＋φH ／νH ＝０ となれば、色収差は完全に補正されたことになる。従っ
て、他のレンズは色収差補正の終了したものを用いるこ
とが可能である。In this embodiment, the HOE 12 and the positive lens 13 are
And are joined, and the chromatic aberration of the HOE 12 can be corrected at this portion. Regarding the correction, the positive lens 13
, The refractive power of φ G , the Abbe number of the positive lens 13 is ν G , and HO
When the refractive power of E12 is φ H and the Abbe number of HOE 12 is ν H , chromatic aberration is represented by φ G / ν G + φ H / ν H. Therefore, if φ G / ν G + φ H / ν H = 0, the chromatic aberration is completely corrected. Therefore, it is possible to use other lenses for which chromatic aberration correction has been completed.
【００２４】ここで、νG とνH は共にコンスタントな
ので、φG とφH の比率を調整すれば良い。例えば、Ｂ
Ｋ７の正レンズ１３とＨＯＥ１２との接合レンズでは、
φG ：φH ＝１９：１の値が最良となる。この値から大
きく外れると、ＨＯＥ１２とレンズ１３との屈折力のバ
ランスが崩れて色収差の残存が大きくなり好ましくな
い。Since both ν G and ν H are constant, the ratio of φ G and φ H may be adjusted. For example, B
In the cemented lens of the K7 positive lens 13 and the HOE 12,
The best value is φ G : φ H = 19: 1. If it deviates significantly from this value, the balance of the refracting powers of the HOE 12 and the lens 13 will be lost, and residual chromatic aberration will increase, which is not preferable.
【００２５】以上、本実施例の動作について説明した
が、本実施例によれば、ＨＯＥ１２がレンズとしての機
能に加えて光学的ローパスフィルターとしての機能も有
しているので光学的ローパスフィルターを置くスペース
が不要であり、従って光学系をコンパクトに構成でき
る。又、ＨＯＥ１２は、レプリカ法によりプラスチック
等を材料として大量生産が可能であるので水晶フィルタ
ーに較べて極めて安く、回析作用を用いているので固体
撮像素子１７との位置関係を厳しく押さえる必要もな
く、従って光学系を安価に構成できる。The operation of this embodiment has been described above. However, according to this embodiment, the HOE 12 has a function as an optical low-pass filter in addition to a function as a lens, so an optical low-pass filter is provided. No space is required and therefore the optical system can be made compact. Further, the HOE 12 can be mass-produced by using the replica method or the like with a material such as plastic, so that it is much cheaper than a crystal filter, and since it uses a diffraction action, it is not necessary to strictly control the positional relationship with the solid-state image sensor 17. Therefore, the optical system can be constructed at low cost.
【００２６】図７は第２実施例の光学系を示しており、
これはＴＶカメラ装置をファイバースコープ等に取付け
てイメージガイドの端面の像を観察する場合を示してい
る。結像レンズ１１によりイメージガイド２６の端面の
像が固体撮像素子１７上に結像されるが、この場合ＨＯ
Ｅ１２の光学的ローパスフィルターとして機能によりモ
アレ縞の発生が防止されるようになっている。即ち、イ
メージガイド２６はファイバーの配列周期によって定ま
る特定の空間周波数に大きなスペクトル成分を持つ物体
として考えられ、この時必要な光学的ローパスフィルタ
ー（ＨＯＥ１２）はこの物体側の大きなスペクトルを除
去するような特定周波数カットフィルターでなければな
らない。FIG. 7 shows the optical system of the second embodiment,
This shows a case where the TV camera device is attached to a fiberscope or the like and an image of the end face of the image guide is observed. The image of the end face of the image guide 26 is formed on the solid-state image pickup device 17 by the image forming lens 11. In this case, HO
The function of the optical low-pass filter of E12 prevents generation of moire fringes. That is, the image guide 26 is considered as an object having a large spectral component at a specific spatial frequency determined by the array period of the fiber, and the optical low pass filter (HOE12) required at this time removes the large spectrum on the object side. Must be a specific frequency cut filter.
【００２７】このような特定周波数カットフィルターの
特性をＨＯＥ１２に持たせるためには、図８に示した如
く感光層１にパターンを形成する時に、一つの物点Ｏか
ら発散する球面波と共に二つの像点Ｉ1 ，Ｉ2 に収束す
る球面波８1 ，８2 を照射することで作成することがで
きる。従って、このような方法で作成したＨＯＥ１２を
結像光学系の一部として用いれば、結像作用と同時に特
定周波数カットフィルターとしての作用が生じる。In order to provide the HOE 12 with such a characteristic of the specific frequency cut filter, when a pattern is formed on the photosensitive layer 1 as shown in FIG. It can be created by irradiating spherical waves 8 1 and 8 2 which converge on the image points I 1 and I 2 . Therefore, when the HOE 12 produced by such a method is used as a part of the image forming optical system, an image forming function and an operation as a specific frequency cut filter occur at the same time.
【００２８】図９は第３実施例の光学系を示しており、
これは結像レンズ１１の絞り位置に光学的ローパスフィ
ルターとして軸上型のＨＯＥ２７を配置した例である。
ＨＯＥ２７の位置が瞳付近であるので、ＨＯＥ２７に入
射する光束の太さは各像高でほぼ一定であり、その結果
撮像面全面にわたってほぼ均一形状のスポットを得るこ
とができる。従って、合焦時に図１０に示すような点像
が固体撮像素子１７上に形成される。この時の波面収差
の組み合わせは、Ｗ42＝１，Ｗ40＝−０．５，Ｗ22＝−
２，Ｗ20＝−０．５である。FIG. 9 shows the optical system of the third embodiment,
This is an example in which an on-axis type HOE 27 is arranged as an optical low pass filter at the diaphragm position of the imaging lens 11.
Since the position of the HOE 27 is near the pupil, the thickness of the light beam incident on the HOE 27 is substantially constant at each image height, and as a result, a spot having a substantially uniform shape can be obtained over the entire image pickup surface. Therefore, a point image as shown in FIG. 10 is formed on the solid-state image sensor 17 at the time of focusing. The combination of wavefront aberrations at this time is W 42 = 1, W 40 = -0.5, W 22 =-
2, W 20 = -0.5.
【００２９】又、ＨＯＥ２５を作成する時には、以下の
式を満足する波面収差Ｗを有する光束を用いることにな
る。 Ｗ（ｒ，θ）＝ｒ4 ｃｏｓ2 θ＋（−１／２）ｒ4 ＋（−２）ｒ2 ｃｏｓ2 θ＋（−１／２）ｒ2 尚、本実施例では、ＨＯＥ２７を入れた状態で結像レン
ズ１１の色収差の補正を行う必要がある。Further, when the HOE 25 is produced, a light beam having a wavefront aberration W satisfying the following expression is used. W (r, θ) = r 4 cos 2 θ + (− 1/2) r 4 + (− 2) r 2 cos 2 θ + (− 1/2) r 2 In the present embodiment, the HOE 27 is inserted. Therefore, it is necessary to correct the chromatic aberration of the imaging lens 11.
【００３０】[0030]
【発明の効果】上述の如く、本発明による撮像装置は、
光学的ローパスフィルターを備えているが、撮像光学系
が小型化になり、その設計の自由度も大きく、その製造
コストが安く、その製造も容易であるという実用上重要
な利点を有している。As described above, the image pickup apparatus according to the present invention is
Although it has an optical low-pass filter, it has important practical advantages that the imaging optical system is downsized, the degree of freedom in design is large, the manufacturing cost is low, and the manufacturing is easy. ..
【図１】ＨＯＥの作成方法を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a method for producing an HOE.
【図２】ＨＯＥの他の作成方法を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another method for producing an HOE.
【図３】本発明による撮像装置に用いるＨＯＥの作成方
法を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for producing an HOE used in the image pickup device according to the present invention.
【図４】図１のＨＯＥの光軸の曲がりを直す構成を示す
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration for correcting the bending of the optical axis of the HOE of FIG.
【図５】第１実施例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment.
【図６】第１実施例における合焦時の固体撮像素子上に
おける点像強度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a point image intensity distribution on a solid-state image sensor during focusing in the first embodiment.
【図７】第２実施例の撮像光学系を示す図であるFIG. 7 is a diagram showing an image pickup optical system according to a second example.
【図８】第２実施例のＨＯＥの作成方法を示す断面図で
ある。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the method for producing the HOE of the second embodiment.
【図９】第３実施例の撮像光学系を示す図であるFIG. 9 is a diagram showing an image pickup optical system of Example 3;
【図１０】第３実施例における合焦時の固体撮像素子上
における点像強度分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a point image intensity distribution on a solid-state image sensor during focusing according to the third embodiment.
１ 感光層 ２ 透明基板 ３，８ 収斂光束 ４ 平行光束 ５ 領域 ６，１２，２７ ＨＯＥ ７ 発散光束 １１ 結像レンズ １３，１６ 正レンズ １７ 固体撮像素子 １８ 固体撮像素子駆動回路 ２６ イメージガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive layer 2 Transparent substrate 3,8 Convergent light beam 4 Parallel light beam 5 Region 6,12,27 HOE 7 Divergent light beam 11 Imaging lens 13,16 Positive lens 17 Solid-state image sensor 18 Solid-state image sensor drive circuit 26 Image guide
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 英明 東京都渋谷区幡ケ谷２の43の２ オリンパ ス光学工業株式会社内 (72)発明者 河野 芳弘 東京都渋谷区幡ケ谷２の43の２ オリンパ ス光学工業株式会社内 (72)発明者 鵜沢 勉 東京都渋谷区幡ケ谷２の43の２ オリンパ ス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideaki Yoshida Inventor Hideaki Yoshida 43-2 2 Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Kono 2-4 Hatagaya Shibuya-ku Tokyo Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Uzawa 43-2 2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd.
Claims (2)
された物体像を受ける電子的撮像手段とを備え、前記結
像レンズが少なくとも一つのホログラフィック光学素子
を含んでいる撮像装置において、 前記ホログラフィック光学素子が複数次数の収差を発生
させる構成を有していることを特徴とする撮像装置。1. An imaging device comprising an imaging lens and electronic imaging means for receiving an object image formed by said imaging lens, said imaging lens including at least one holographic optical element. An imaging apparatus, wherein the holographic optical element has a configuration for generating aberrations of a plurality of orders.
された物体像を受ける電子的撮像手段とを備え、前記結
像レンズが少なくとも一つのホログラフィック光学素子
を含んでいる撮像装置において、 前記ホログラフィック光学素子が複数の点像を発生させ
る構成を有していることを特徴とする撮像装置。2. An imaging device comprising an imaging lens and electronic imaging means for receiving an object image formed by said imaging lens, said imaging lens including at least one holographic optical element. An image pickup apparatus, wherein the holographic optical element has a configuration for generating a plurality of point images.
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|---|---|---|---|
| JP04615691A JP3356789B2 (en) | 1990-08-27 | 1991-02-19 | Imaging device |
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|---|---|---|---|
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| JP2-224944 | 1990-08-27 | ||
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Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002206564A Division JP3455212B2 (en) | 1990-08-27 | 2002-07-16 | Imaging device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545521A true JPH0545521A (en) | 1993-02-23 |
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ID=26386272
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088059A (en) * | 1995-12-26 | 2000-07-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic imaging apparatus having image quality-improving means |
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-
1991
- 1991-02-19 JP JP04615691A patent/JP3356789B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088059A (en) * | 1995-12-26 | 2000-07-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic imaging apparatus having image quality-improving means |
| US7646678B2 (en) | 2004-09-24 | 2010-01-12 | Ricoh Elemex Corporation | Analog watch |
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|---|---|
| JP3356789B2 (en) | 2002-12-16 |
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