JPH0749417A - 干渉フィルタアセンブリ - Google Patents
干渉フィルタアセンブリInfo
- Publication number
- JPH0749417A JPH0749417A JP19583293A JP19583293A JPH0749417A JP H0749417 A JPH0749417 A JP H0749417A JP 19583293 A JP19583293 A JP 19583293A JP 19583293 A JP19583293 A JP 19583293A JP H0749417 A JPH0749417 A JP H0749417A
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- Japan
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- microlens
- interference filter
- light
- filter
- rays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルチアレイの画像システムに用いられる高
感度分光イメージャと称する狭帯域（バンドパス）の干
渉フィルタアセンブリに関し、フィルタ特性を劣化させ
ることなく、できるだけ開口比を小さくする。 【構成】 ２枚のマイクロレンズの一方を集光系の焦点
位置に設置し他方を可視部検出素子アレイに結像させる
位置に設置して両マイクロレンズの間に設置した干渉フ
ィルタへの入射光が実質的に平行な光となるようにす
る。
感度分光イメージャと称する狭帯域（バンドパス）の干
渉フィルタアセンブリに関し、フィルタ特性を劣化させ
ることなく、できるだけ開口比を小さくする。 【構成】 ２枚のマイクロレンズの一方を集光系の焦点
位置に設置し他方を可視部検出素子アレイに結像させる
位置に設置して両マイクロレンズの間に設置した干渉フ
ィルタへの入射光が実質的に平行な光となるようにす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は干渉フィルタアセンブリ
に関し、特にマルチアセンブリの画像システムに用いら
れる高感度分光イメージャと称する狭帯域（バンドパ
ス）の干渉フィルタアセンブリに関するものである。
に関し、特にマルチアセンブリの画像システムに用いら
れる高感度分光イメージャと称する狭帯域（バンドパ
ス）の干渉フィルタアセンブリに関するものである。
【０００２】光学系に用いられる干渉フィルタは光線レ
ベルを減衰させないと共に波長の通過帯域が狭い特性が
必要となっている。
ベルを減衰させないと共に波長の通過帯域が狭い特性が
必要となっている。
【０００３】
【従来の技術】図４(a) は従来から知られている干渉フ
ィルタアセンブリを示したもので、集光系（レンズ）１
に左の方向から光線Ｒが入射すると、基板２１及び干渉
膜２２から成るフィルタ２を経由してレンズ１の焦点位
置にある検出素子アレイ３に結像する。
ィルタアセンブリを示したもので、集光系（レンズ）１
に左の方向から光線Ｒが入射すると、基板２１及び干渉
膜２２から成るフィルタ２を経由してレンズ１の焦点位
置にある検出素子アレイ３に結像する。
【０００４】フィルタ２の作用は、図(b) に示すよう
に、厚さｄの薄膜（干渉膜）２２を通過する際の基板２
１と膜材との間、及び膜材と空気（真空）との間の屈折
率の差異により生ずる多重反射の干渉を利用して所定波
長帯域の光線のみを通過（バンドパス）させるものであ
る。
に、厚さｄの薄膜（干渉膜）２２を通過する際の基板２
１と膜材との間、及び膜材と空気（真空）との間の屈折
率の差異により生ずる多重反射の干渉を利用して所定波
長帯域の光線のみを通過（バンドパス）させるものであ
る。
【０００５】このレンズ１の開口径をＤとし、焦点距離
をｆとすると、開口比はＦ＝ｆ／Ｄで表され、Ｆが小さ
いほど、即ち開口径Ｄが大きいか焦点距離ｆが小さいほ
ど入射エネルギーが検出素子アレイ３の表面上の小さい
面積に集められるので、減衰量が少ない明るい光学系に
なる。
をｆとすると、開口比はＦ＝ｆ／Ｄで表され、Ｆが小さ
いほど、即ち開口径Ｄが大きいか焦点距離ｆが小さいほ
ど入射エネルギーが検出素子アレイ３の表面上の小さい
面積に集められるので、減衰量が少ない明るい光学系に
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、開口比
Ｆを小さくすると、以下に述べるようにフィルタ特性が
劣化する。
Ｆを小さくすると、以下に述べるようにフィルタ特性が
劣化する。
【０００７】開口比Ｆ値の小さい明るい光学系を用いる
と、同図のθ0が大きくなる。一方、光線Ｒのうち、中
心部（θ＝０）を通る光線Ｒ０の場合の光路差は、多重
反射として２回反射する場合、その１回往復光と直接通
過光との光路長差であり２ｄとなり、この光路長差は２
ｄに固定されることが望ましい。
と、同図のθ0が大きくなる。一方、光線Ｒのうち、中
心部（θ＝０）を通る光線Ｒ０の場合の光路差は、多重
反射として２回反射する場合、その１回往復光と直接通
過光との光路長差であり２ｄとなり、この光路長差は２
ｄに固定されることが望ましい。
【０００８】しかしながら、レンズ１の所で、中心から
ｈのところに入射する光は検知素子アレイ３の面に角度
θ＝ｔａｎ-1ｈ／ｆで入射するが、このときの光路差は
２ｌ＝２ｄ／ｃｏｓθとなる。
ｈのところに入射する光は検知素子アレイ３の面に角度
θ＝ｔａｎ-1ｈ／ｆで入射するが、このときの光路差は
２ｌ＝２ｄ／ｃｏｓθとなる。
【０００９】これが大口径の集光系（例えばＦ＝０.
７）の場合には、−４５°＜θ＜＋４５°となり、光路
差は２ｄ〜２.８ｄの間に分散することになる。その結
果、フィルタ特性は、図５に示すように開口比Ｆの値
（Ｆ＝１.０〜３.０）により大きく変わってしまうこと
が本発明者の実験によって分かった。
７）の場合には、−４５°＜θ＜＋４５°となり、光路
差は２ｄ〜２.８ｄの間に分散することになる。その結
果、フィルタ特性は、図５に示すように開口比Ｆの値
（Ｆ＝１.０〜３.０）により大きく変わってしまうこと
が本発明者の実験によって分かった。
【００１０】このように、リモートセンシング用マルチ
スペクトルイメージングシステムの可視部の狭帯域分光
特性を維持するには、上記のような従来の方式では、フ
ィルタ２を通過する光路長は、開口比Ｆの値が小さい場
合には、図４(a) に示すように光学系の中心部の光線Ｒ
０と周縁部の光線Ｒ１とでは大きな差が生じてしまい、
中心波長、通過帯域幅、遮断波長域の透過特性が、設計
値から大幅にずれてしまう（図５参照）ので、一般的に
は開口比Ｆの値は「２」を越える値になってしまうとい
う問題点があった。
スペクトルイメージングシステムの可視部の狭帯域分光
特性を維持するには、上記のような従来の方式では、フ
ィルタ２を通過する光路長は、開口比Ｆの値が小さい場
合には、図４(a) に示すように光学系の中心部の光線Ｒ
０と周縁部の光線Ｒ１とでは大きな差が生じてしまい、
中心波長、通過帯域幅、遮断波長域の透過特性が、設計
値から大幅にずれてしまう（図５参照）ので、一般的に
は開口比Ｆの値は「２」を越える値になってしまうとい
う問題点があった。
【００１１】従って本発明は、フィルタ特性を劣化させ
ることなく、できるだけ開口比を小さくすることが可能
な干渉フィルタを提供することを目的とする。
ることなく、できるだけ開口比を小さくすることが可能
な干渉フィルタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る干渉フィルタは、図１に示すように、
前方が集光系１の焦点位置に設置され後方が可視部検出
素子アレイ３に結像させる位置に設置された２枚のマイ
クロレンズ４，５と、両マイクロレンズ４，５の間に設
置され前方のマイクロレンズ４から出力される実質的に
平行な光を通過させる干渉フィルタ２と、を備えてい
る。
め、本発明に係る干渉フィルタは、図１に示すように、
前方が集光系１の焦点位置に設置され後方が可視部検出
素子アレイ３に結像させる位置に設置された２枚のマイ
クロレンズ４，５と、両マイクロレンズ４，５の間に設
置され前方のマイクロレンズ４から出力される実質的に
平行な光を通過させる干渉フィルタ２と、を備えてい
る。
【００１３】上記の本発明では、干渉フィルタ２は、前
方のマイクロレンズ４の背面又は後方のマイクロレンズ
５の前面に干渉膜フィルタを形成したものでもよい。
方のマイクロレンズ４の背面又は後方のマイクロレンズ
５の前面に干渉膜フィルタを形成したものでもよい。
【００１４】また本発明では、該マイクロレンズとして
平板セルフオックマイクロレンズを用いることができ
る。
平板セルフオックマイクロレンズを用いることができ
る。
【００１５】
【作用】図１において、集光系１で集光された光線は、
その集光角度に応じて前方の側の（平板セルフオック）
マイクロレンズ４の前面の種々の位置で結像する。従っ
て、このマイクロレンズ４までの開口比Ｆは小さくなり
明るい光学系が形成される。
その集光角度に応じて前方の側の（平板セルフオック）
マイクロレンズ４の前面の種々の位置で結像する。従っ
て、このマイクロレンズ４までの開口比Ｆは小さくなり
明るい光学系が形成される。
【００１６】マイクロレンズ４に与えられた光線はここ
でそれぞれほぼ平行な光となって干渉フィルタ２に送ら
れる。
でそれぞれほぼ平行な光となって干渉フィルタ２に送ら
れる。
【００１７】この干渉フィルタ２では所定のフィルタリ
ング動作を行った後、平行光線のまま後方のマイクロレ
ンズ５に送出する。マイクロレンズ５ではその光線を検
出素子アレイ３の表面上の種々の位置に集光させる。
ング動作を行った後、平行光線のまま後方のマイクロレ
ンズ５に送出する。マイクロレンズ５ではその光線を検
出素子アレイ３の表面上の種々の位置に集光させる。
【００１８】このようにして干渉フィルタ２を通過する
光は実質的に平行光となり、ここでは開口比Ｆの値が大
きい（又は無限大の）光束になっているため、マイクロ
レンズ４までの開口比Ｆが小さくても前述の光路長差を
僅かなものにすることができ、明るくて狭帯域特性の優
れたフィルタを維持することができる。
光は実質的に平行光となり、ここでは開口比Ｆの値が大
きい（又は無限大の）光束になっているため、マイクロ
レンズ４までの開口比Ｆが小さくても前述の光路長差を
僅かなものにすることができ、明るくて狭帯域特性の優
れたフィルタを維持することができる。
【００１９】
【実施例】図２は図１を部分的に拡大した図を示してお
り、特にこの実施例ではマイクロレンズ４として１．５
λ（波長）の幅を有する平板セルフォックマイクロレン
ズを用いている。
り、特にこの実施例ではマイクロレンズ４として１．５
λ（波長）の幅を有する平板セルフォックマイクロレン
ズを用いている。
【００２０】この実施例においては、集光系（図示せ
ず）からの光線Ｒは、セルフォックマイクロレンズ４の
前面に結像してマイクロレンズ４に入射する。
ず）からの光線Ｒは、セルフォックマイクロレンズ４の
前面に結像してマイクロレンズ４に入射する。
【００２１】レンズ４内では光線は蛇行するが、１．５
λ（波長）の幅を持っているのでレンズ４の後面で腹部
となり平行光として出射されて干渉フィルタ２の基板２
１に入射される。
λ（波長）の幅を持っているのでレンズ４の後面で腹部
となり平行光として出射されて干渉フィルタ２の基板２
１に入射される。
【００２２】この基板２１を通過し、更に干渉フィルタ
２を構成する干渉膜２２を通過する光線は平行光であ
り、開口比Ｆの値が大きい光束になっているため、前述
の光路長差の分散が小さく、フィルタ特性を設計値に近
く維持でき、図５におけるＦ≧３.0 に相当する特性を
得ることができる。
２を構成する干渉膜２２を通過する光線は平行光であ
り、開口比Ｆの値が大きい光束になっているため、前述
の光路長差の分散が小さく、フィルタ特性を設計値に近
く維持でき、図５におけるＦ≧３.0 に相当する特性を
得ることができる。
【００２３】そして、フィルタ２を通過した光線は後方
のマイクロレンズ５に平行に与えられ、ここで図示のよ
うに蛇行した後、レンズ幅が例えば１．２λであること
からその焦点位置に在る検知素子アレイ３の面に結像さ
れることとなる。
のマイクロレンズ５に平行に与えられ、ここで図示のよ
うに蛇行した後、レンズ幅が例えば１．２λであること
からその焦点位置に在る検知素子アレイ３の面に結像さ
れることとなる。
【００２４】図３は、フィルタ薄膜を前方のマイクロレ
ンズ４の後面に直接張り付けて、マイクロレンズとフィ
ルタを兼用させた実施例を示しており、この実施例でも
マイクロレンズ４として１．５λ（波長）の幅を有する
セルフォックマイクロレンズを用い、マイクロレンズ５
として１．２λの幅を有するセルフォックマイクロレン
ズを用いている。
ンズ４の後面に直接張り付けて、マイクロレンズとフィ
ルタを兼用させた実施例を示しており、この実施例でも
マイクロレンズ４として１．５λ（波長）の幅を有する
セルフォックマイクロレンズを用い、マイクロレンズ５
として１．２λの幅を有するセルフォックマイクロレン
ズを用いている。
【００２５】尚、このフィルタ薄膜は後方のマイクロレ
ンズ５の前面に直接張り付けてもよい。
ンズ５の前面に直接張り付けてもよい。
【００２６】この実施例においても、集光系（図示せ
ず）からの光線Ｒは、セルフォックマイクロレンズ４の
前面に結像してマイクロレンズ４に入射し、この後面で
腹部となり平行光として出射されて干渉膜２２に入射さ
れる。
ず）からの光線Ｒは、セルフォックマイクロレンズ４の
前面に結像してマイクロレンズ４に入射し、この後面で
腹部となり平行光として出射されて干渉膜２２に入射さ
れる。
【００２７】そして、この干渉膜２２を通過してマイク
ロレンズ５によりその焦点位置に在る検知素子アレイ３
の面に結像されることとなる。
ロレンズ５によりその焦点位置に在る検知素子アレイ３
の面に結像されることとなる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る干渉フィ
ルタによれば、２枚のマイクロレンズの一方を集光系の
焦点位置に設置し他方を可視部検出素子アレイに結像さ
せる位置に設置して両マイクロレンズの間に設置した干
渉フィルタへの入射光が実質的に平行な光となるように
構成したので、光学系を明るくするために開口比Ｆが小
さな値となるように集光系とマイクロレンズとを配置さ
せてもフィルタを通過する光線は平行となりフィルタ特
性を劣化させずに済み、好ましい狭帯域を与えることが
可能となる。
ルタによれば、２枚のマイクロレンズの一方を集光系の
焦点位置に設置し他方を可視部検出素子アレイに結像さ
せる位置に設置して両マイクロレンズの間に設置した干
渉フィルタへの入射光が実質的に平行な光となるように
構成したので、光学系を明るくするために開口比Ｆが小
さな値となるように集光系とマイクロレンズとを配置さ
せてもフィルタを通過する光線は平行となりフィルタ特
性を劣化させずに済み、好ましい狭帯域を与えることが
可能となる。
【図１】本発明に係る干渉フィルタアセンブリを原理的
に示した図である。
に示した図である。
【図２】本発明に係る干渉フィルタアセンブリの実施例
を部分的に拡大して示した図である。
を部分的に拡大して示した図である。
【図３】本発明に係る干渉フィルタアセンブリの他の実
施例を部分的に拡大して示した図である。
施例を部分的に拡大して示した図である。
【図４】従来例を説明するための図である。
【図５】従来の干渉フィルタアセンブリの透過特性を示
したグラフ図である。
したグラフ図である。
１ 集光系（レンズ） ２ 干渉フィルタ ３ 検知素子アレイ ４，５ セルフォックマイクロレンズ Ｒ 光線 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 前方が集光系（１）の焦点位置に設置さ
れ後方が可視部検出素子アレイ（３）に結像させる位置
に設置された２枚のマイクロレンズ（４，５）と、 両マイクロレンズ（４，５）の間に設置され前方のマイ
クロレンズ（４）から出力される実質的に平行な光を通
過させる干渉フィルタ（２）と、 を備えたことを特徴とする干渉フィルタアセンブリ。 - 【請求項２】 該干渉フィルタ（２）が、前方のマイク
ロレンズ（４）の背面に干渉膜フィルタを形成したもの
であることを特徴とした請求項１に記載の干渉フィルタ
アセンブリ。 - 【請求項３】 該干渉フィルタ（２）が、後方のマイク
ロレンズの前面に干渉膜フィルタを形成したものである
ことを特徴とした請求項１に記載の干渉フィルタアセン
ブリ。 - 【請求項４】 該マイクロレンズ（４，５）が平板のセ
ルフオックマイクロレンズであることを特徴とした請求
項１に記載の干渉フィルタアセンブリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19583293A JPH0749417A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 干渉フィルタアセンブリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19583293A JPH0749417A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 干渉フィルタアセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749417A true JPH0749417A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16347757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19583293A Withdrawn JPH0749417A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 干渉フィルタアセンブリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749417A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-08-06 JP JP19583293A patent/JPH0749417A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |