JPH08201729A - Optical element, photographic optical system and photographic device - Google Patents
Optical element, photographic optical system and photographic deviceInfo
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- JPH08201729A JPH08201729A JP7011715A JP1171595A JPH08201729A JP H08201729 A JPH08201729 A JP H08201729A JP 7011715 A JP7011715 A JP 7011715A JP 1171595 A JP1171595 A JP 1171595A JP H08201729 A JPH08201729 A JP H08201729A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光学素子と撮影光学系と
撮影装置に関し、特に固体撮像素子や撮像管等で空間画
像情報を離散的にサンプリングすることにより画像情報
を得る撮影システムに使用される光学素子と撮影光学系
とビデオカメラや電子カメラ等撮影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 optical element, a photographing optical system and a photographing device, and more particularly to a photographing system which obtains image information by discretely sampling spatial image information by a solid-state image sensor, a pickup tube or the like. The present invention relates to an optical element, a photographing optical system, and a photographing device such as a video camera or an electronic camera.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ビデオカメラ、電子カメラ等にお
いて固体撮像素子や撮像管で被写体像を光学的に空間サ
ンプリングすることにより画像情報を得る撮像システム
が種々開発されている。この種の固体撮像素子や撮像管
等は、長波長領域で高い分光感度を示す為、赤外領域の
光を遮断する必要がある。その為、従来の撮像システム
では赤外領域の光を遮断するフィルタを撮像光学系に挿
入していた。また、固体撮像素子等を用いて画像情報を
得る際、被写体に、サンプリング周波数の2分の1を越
える高い周波数成分が含まれていると、被写体が本来有
しない構造や偽色が発生し画像を劣化させる。そのた
め、従来の撮像システムでは高い周波数成分を遮断する
ための光学的なローパスフィルタを同システム中に挿入
していた。赤外領域の光を遮断するためのフィルタは、
従来所定の波長領域を遮断する特性を有する硝子製であ
り、光学的なローパスフィルタには水晶の複屈折性を利
用したものが用いられていた。2. Description of the Related Art In recent years, various imaging systems have been developed for obtaining image information by optically spatially sampling a subject image with a solid-state imaging device or a pickup tube in a video camera, an electronic camera or the like. This type of solid-state image pickup device, image pickup tube, and the like have high spectral sensitivity in the long wavelength region, and therefore need to block light in the infrared region. Therefore, in the conventional image pickup system, a filter that blocks light in the infrared region is inserted in the image pickup optical system. Further, when the image information is obtained using a solid-state image sensor or the like, if the subject includes a high frequency component exceeding ½ of the sampling frequency, a structure or false color that the subject does not originally have occurs and the image Deteriorate. Therefore, in the conventional imaging system, an optical low-pass filter for blocking high frequency components is inserted in the system. The filter for blocking the light in the infrared region is
Conventionally, it is made of glass having a characteristic of blocking a predetermined wavelength range, and an optical low-pass filter that uses the birefringence of quartz has been used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では撮影システムが、赤外カットフィルタや光学的
ローパスフィルタ、及びレンズをそれぞれ別部材として
有していたため、撮影システム全体の大きさ、重量がと
もに増加し、コスト的な面でも問題があった。However, in the above-described conventional example, since the photographing system has the infrared cut filter, the optical low-pass filter, and the lens as separate members, the size and weight of the photographing system as a whole are small. Both increased, and there was a problem in terms of cost.
【0004】そこで本発明は、赤外線を遮断する機能
と、光学的ローパスフィルタ機能とを有した低コストで
製造が容易な光学素子の提供を目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical element having a function of blocking infrared rays and an optical low-pass filter function, which is low in cost and easy to manufacture.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第1発明は、赤外領域の光の全て、または大部
分を遮断する平板に、光学的ローパスフィルタを形成し
たことを特徴とする光学素子である。In order to achieve the above object, the first invention of the present application is characterized in that an optical low-pass filter is formed on a flat plate that blocks all or most of light in the infrared region. Is an optical element.
【0006】本願第2発明は、赤外領域の光の全て、ま
たは大部分を遮断する平板に、レンズを形成したことを
特徴とする光学素子である。The second invention of the present application is an optical element characterized in that a lens is formed on a flat plate that blocks all or most of the infrared light.
【0007】本願第3発明は、赤外領域の光の全て、ま
たは大部分を遮断する平板に、光学的ローパスフィルタ
とレンズとを形成したことを特徴とする光学素子であ
る。The third invention of the present application is an optical element characterized in that an optical low-pass filter and a lens are formed on a flat plate that blocks all or most of light in the infrared region.
【0008】本願第1乃至第3発明により、赤外線カッ
ト機能と、光学的ローパスフィルタとしての機能及び/
またはレンズとしての機能を併せ持った低コストの光学
素子が提供できる。According to the first to third inventions of the present application, an infrared ray cutting function, a function as an optical low pass filter, and / or
Alternatively, a low-cost optical element having a function as a lens can be provided.
【0009】本願第4発明は、本願第1乃至第3発明の
光学素子を有することを特徴とする撮影光学系である。
これにより小型で低コストの撮影光学系が提供できる。A fourth invention of the present application is a photographic optical system comprising the optical element of the first to third inventions of the present application.
This makes it possible to provide a compact and low-cost photographing optical system.
【0010】本願第5発明は、本願第1乃至第3発明の
光学素子、または本願第4発明の撮影光学系を用いて物
体を撮影することを特徴とする撮影装置である。これに
より小型で低コストの撮影装置が提供できる。A fifth invention of the present application is an imaging apparatus characterized by taking an image of an object using the optical element of the first to third inventions of the present application or the taking optical system of the fourth invention of the present application. This makes it possible to provide a small-sized and low-cost image pickup apparatus.
【0011】[0011]
【実施例】図1、2は本発明の第1の実施例を示す図で
あり、以下図に従い説明する。1 and 2 are views showing a first embodiment of the present invention, which will be described below with reference to the drawings.
【0012】3は、4群9枚構成のリアフォーカスズー
ムレンズであり、3aは鏡筒(図示せず)に固定された
固定レンズ群、3bは変倍のための移動レンズ群、3c
は鏡筒に固定されたアフォーカルレンズ群、そして3d
はフォーカスのための移動レンズ群である。本発明にお
いては、レンズのズームタイプを特に限定しない。Reference numeral 3 is a rear focus zoom lens composed of four groups and nine elements, 3a is a fixed lens group fixed to a lens barrel (not shown), 3b is a moving lens group for zooming, and 3c.
Is an afocal lens group fixed to the lens barrel, and 3d
Is a moving lens group for focusing. In the present invention, the zoom type of the lens is not particularly limited.
【0013】1は絞りであり、2は本発明に係る光学素
子、6はCCD等の撮像素子である。2aは、赤外領域
の光を透過させないプラスチック材料で形成された平板
である。この平板2aにはアフォーカルレンズ群3c側
の表面に、プラスチック材料で光学的ローパスフィルタ
機能を有する周期的な構造の位相格子2bが平板2aと
一体的に形成されている。位相格子2bの構造は、図2
に示したような台形形状の繰り返し構造となっている。Reference numeral 1 is a diaphragm, 2 is an optical element according to the present invention, and 6 is an image pickup element such as a CCD. 2a is a flat plate made of a plastic material that does not transmit light in the infrared region. On the surface of the flat plate 2a on the side of the afocal lens group 3c, a phase grating 2b made of a plastic material and having a periodic structure having an optical low pass filter function is integrally formed with the flat plate 2a. The structure of the phase grating 2b is shown in FIG.
It has a trapezoidal repeating structure as shown in.
【0014】本実施例において、この平板2aの材料は
公知のものを使用でき、例えば、特開平6−11822
8に示されるようなりん酸基含有単量体及びこれと共重
合可能な単量体よりなる混合単量体を共重合して得られ
る共重合体と、銅塩を主成分とする金属塩とを含有して
なる材料等がある。In this embodiment, a known material can be used for the flat plate 2a, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-11822.
A copolymer obtained by copolymerizing a phosphoric acid group-containing monomer as shown in 8 and a mixed monomer composed of a monomer copolymerizable therewith, and a metal salt containing a copper salt as a main component. There is a material containing and.
【0015】又、位相格子が設けられる位置はアフォー
カルレンズ群3c側でなくともよく、光学素子2の配置
される位置も絞り3の像面側でなく物体側でもよい。更
に、位相格子2bの構造も台形形状に限らず三角形状、
正弦波形状でもよく特に限定する必要はない。Further, the position where the phase grating is provided need not be on the afocal lens group 3c side, and the position on which the optical element 2 is arranged may be on the object side instead of the image plane side of the diaphragm 3. Furthermore, the structure of the phase grating 2b is not limited to a trapezoidal shape, but a triangular shape,
The shape may be a sine wave and is not particularly limited.
【0016】位相格子を形成する材料としては、撮影レ
ンズ1の使用波長域(本発明においては可視光域)に対
して良好な分光特性を有するプラスチック材料が使用可
能であり、例えばアクリル系、エポキシ系の樹脂等があ
る。この位相格子の形成方法については、特に限定しな
い。As a material for forming the phase grating, a plastic material having a good spectral characteristic with respect to the wavelength range used in the photographing lens 1 (visible light range in the present invention) can be used. There is a system resin. The method of forming this phase grating is not particularly limited.
【0017】本実施例において、光学的ローパスフィル
タ機能は位相格子により実現されているが、位相格子に
限らず振幅格子としてもよい。In the present embodiment, the optical low-pass filter function is realized by the phase grating, but not limited to the phase grating, it may be an amplitude grating.
【0018】次に第2の実施例について、図3に従って
説明する。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
【0019】図3において、図1と同符番のものは、同
一の機能を有するものであるので説明は省略する。In FIG. 3, the components having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions, and therefore the description thereof will be omitted.
【0020】4は、本発明の第2の実施例の光学素子で
ある。4aは、第1の実施例中の平板2aと同様に赤外
領域の光を透過させない材料で形成した平板である。4
bは、平板4aの両面にプラスチック材料で形成された
レンズである。これによって、光学素子4は、撮影光学
系3のなかのアフォーカルレンズ群としての機能と、赤
外カットフィルタとしての機能を有することになる。Reference numeral 4 is an optical element according to the second embodiment of the present invention. 4a is a flat plate made of a material that does not transmit light in the infrared region, like the flat plate 2a in the first embodiment. Four
Reference numeral b is a lens formed of a plastic material on both sides of the flat plate 4a. As a result, the optical element 4 has a function as an afocal lens group in the photographing optical system 3 and a function as an infrared cut filter.
【0021】又、光学素子の両面には、公知の反射防止
膜(図示せず)がコートされている。Further, both surfaces of the optical element are coated with a known antireflection film (not shown).
【0022】5は、位相格子タイプの光学的ローパスフ
ィルタである。但し、本実施例においては、特に位相格
子型の光学的ローパスフィルタに限定するものでなく、
従来の水晶ローパスフィルタを使用してもよい。Reference numeral 5 is a phase grating type optical low-pass filter. However, the present embodiment is not particularly limited to the phase grating type optical low pass filter,
A conventional crystal low pass filter may be used.
【0023】又、本実施例の光学素子としては、本実施
例の構造だけでなく図4(A)〜(E)に示したような
凸レンズ、凹レンズを組み合わせた構造、または図4
(F)に示したようなフレネルレンズを形成した構造の
ものであってもよく、本実施例のようにアフォーカルレ
ンズ群だけでなく、使用する撮影光学系のどのレンズに
も適用可能であることは明らかである。As the optical element of this embodiment, not only the structure of this embodiment, but also a structure in which a convex lens and a concave lens as shown in FIGS. 4A to 4E are combined, or FIG.
It may have a structure in which a Fresnel lens is formed as shown in (F), and is applicable not only to the afocal lens group as in the present embodiment but also to any lens of the photographing optical system used. That is clear.
【0024】第1の実施例、第2の実施例で示した撮影
光学系を、実際のビデオカメラや電子スチルカメラに適
用すれば、小型で低コストの撮影装置を提供することが
できる。If the photographing optical system shown in the first and second embodiments is applied to an actual video camera or electronic still camera, a compact and low-cost photographing device can be provided.
【0025】又、第1の実施例と第2の実施例を組み合
わせることにより図5に示すような、光学的ローパスフ
ィルタ機能と赤外カットフィルタ機能とレンズ機能を併
せ持った光学素子も実現できる。By combining the first and second embodiments, an optical element having both an optical low pass filter function, an infrared cut filter function and a lens function as shown in FIG. 5 can be realized.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
赤外カットフィルタ機能や光学的ローパスフィルタ機
能、及びレンズ機能をそれぞれ同一部材として撮影シス
テム中に配置することが可能となり、撮影システム全体
の小型化、低コスト化が可能になる。As described above, according to the present invention,
The infrared cut filter function, the optical low-pass filter function, and the lens function can be arranged as the same member in the photographing system, and the photographing system as a whole can be downsized and the cost can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施例を説明する図FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の光学素子を説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating an optical element according to a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例を説明する図FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例の光学素子を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating an optical element according to a second embodiment of the present invention.
【図5】光学的ローパスフィルタ機能と赤外カットフィ
ルタ機能とレンズ機能を併せ持った光学素子を説明する
図FIG. 5 is a diagram illustrating an optical element having both an optical low-pass filter function, an infrared cut filter function, and a lens function.
1 絞り 2 本発明の第1の実施例の光学素子 2a 平板 2b 位相格子 3 撮影光学系 4 本発明の第2の実施例の光学素子 4a 平板 4b レンズ 5 光学的ローパスフィルタ 6 撮像素子 1 Aperture 2 Optical element of the first embodiment of the present invention 2a Flat plate 2b Phase grating 3 Photographing optical system 4 Optical element of the second embodiment of the present invention 4a Flat plate 4b Lens 5 Optical low-pass filter 6 Image sensor
Claims (13)
断する平板に、光学的ローパスフィルタを形成したこと
を特徴とする光学素子。1. An optical element comprising an optical low-pass filter formed on a flat plate that blocks all or most of light in the infrared region.
子であることを特徴とする請求項1記載の光学素子。2. The optical element according to claim 1, wherein the optical low-pass filter is a phase grating.
則的な構造であることを特徴とする請求項2記載の光学
素子。3. The optical element according to claim 2, wherein the phase grating has a regular structure in at least one direction.
記規則的な構造を示す方向の断面は、台形状であること
を特徴とする請求項3記載の光学素子。4. The optical element according to claim 3, wherein a cross section of each of the protrusions forming the phase grating in the direction showing the regular structure is trapezoidal.
ることを特徴とする請求項1乃至4記載の光学素子。5. The optical element according to claim 1, wherein the phase grating is made of a plastic material.
子であることを特徴とする請求項1記載の光学素子。6. The optical element according to claim 1, wherein the optical low-pass filter is an amplitude grating.
断する平板に、レンズを形成したことを特徴とする光学
素子。7. An optical element having a lens formed on a flat plate that blocks all or most of light in the infrared region.
レンズであることを特徴とする請求項7記載の光学素
子。8. The optical element according to claim 7, wherein the lens is a convex lens and / or a concave lens.
とを特徴とする請求項7記載の光学素子。9. The optical element according to claim 7, wherein the lens is a Fresnel lens.
遮断する平板に、光学的ローパスフィルタとレンズとを
形成したことを特徴とする光学素子。10. An optical element comprising an optical low-pass filter and a lens formed on a flat plate that blocks all or most of light in the infrared region.
ことを特徴とする請求項1乃至10記載の光学素子。11. The optical element according to claim 1, wherein the flat plate is made of a plastic material.
することを特徴とする撮影光学系。12. A photographing optical system comprising the optical element according to claim 1.
を撮影することを特徴とする撮影装置。13. An image taking apparatus, which takes an image of an object using the taking optical system according to claim 12.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7011715A JPH08201729A (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Optical element, photographic optical system and photographic device |
US08/553,921 US5995279A (en) | 1994-11-09 | 1995-11-06 | Optical element, and taking optical system and image pickup apparatus using it |
KR1019950040419A KR100255908B1 (en) | 1994-11-09 | 1995-11-09 | Photographing optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7011715A JPH08201729A (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Optical element, photographic optical system and photographic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08201729A true JPH08201729A (en) | 1996-08-09 |
Family
ID=11785746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7011715A Withdrawn JPH08201729A (en) | 1994-11-09 | 1995-01-27 | Optical element, photographic optical system and photographic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08201729A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6980250B1 (en) | 1998-09-29 | 2005-12-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state imaging device for reducing camera size |
JP2006018253A (en) * | 2004-06-04 | 2006-01-19 | Sekinosu Kk | Optical member and its manufacturing method |
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JP2006311321A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Imaging apparatus, and portable terminal device using the same |
US7557994B2 (en) | 2006-12-27 | 2009-07-07 | Seiko Epson Corporation | Optical device, transfer mold, and image pickup apparatus |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7011715A patent/JPH08201729A/en not_active Withdrawn
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