JPH11282047A

JPH11282047A - 空間周波数フィルター及びこれを備えたデジタルスチルカメラ

Info

Publication number: JPH11282047A
Application number: JP10101822A
Authority: JP
Inventors: Keiji Osawa; 圭司大沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP3867397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２枚の複屈折板の間に１／４波長板を挟み込
んで構成する空間周波数フィルターの厚さを薄くする。【解決手段】それぞれの複屈折による像のずれ方向が
９０度ずれるように配置した第１、第２の複屈折板１
ａ、１ｄ間に、直線偏光を円偏光に変換する１／４波長
板１ｃを挟み込んで空間周波数フィルターを構成する。
撮影レンズ２０を透過した撮影光束Ｌは、複屈折板１ａ
によって、常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０とに分離されて２
重像となる。さらに１／４波長板１ｃを通過後、複屈折
板１ｄによって、常光Ｌ１１と異常光Ｌ１２、及び常光
Ｌ２１と異常光Ｌ２２とに分離されて撮像面１５ａに４
重像を形成する。複屈折板１ａ、１ｄを、常光と異常光
との屈折率の差が従来の水晶よりも大きいＬｉＮｂＯ₃
によって形成することで、撮像面１５ａ上の分離量ｄを
大きくすることができる。逆に、水晶と同じ分離量ｄを
得るには、複屈折板１ａ、１ｄの厚さを水晶よりも薄く
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間周波数フィル
ター及びこれを備えたデジタルスチルカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタル
スチルカメラにおいては、撮像素子の前面にドット状の
色分解フィルターが配置されており、この色分解フィル
ターの繰り返しピッチ（画素ピッチ）と被写体の空間周
波数とのビートによって色の擬信号、いわゆる「色モア
レ」が発生することが知られている。この色モアレを防
止するため、撮影レンズと撮像素子との間に、空間周波
数を制限するための空間周波数フィルターを配置してい
る。空間周波数フィルターには、複屈折効果を有する複
屈折板が主要構成要素の一つとして使用されており、こ
の複屈折板は、一般に、水晶によって形成されている。

【０００３】図６に、特公平６−２０３１６号公報で提
案されている空間周波数フィルターを示す。このもの
は、それぞれの複屈折板の複屈折による像のずれ方向
が、１枚目と２枚目とでほぼ９０度ずれるように、２枚
の複屈折板を組み合わせて構成したものであり、ドット
状の色分解フィルターを有する撮像光学系に好適に使用
されている。

【０００４】以下、その構成と原理を簡単に説明する。
撮影レンズ３１を透過した自然光の撮影光束３６は、１
枚目の複屈折板３２に入射すると、光の強度比が１：１
の常光３７と異常光３８となって２つの光路に分かれ２
重像となる。常光３７と異常光３８とは、１／４波長板
３３に入射すると、相互に９０°位相の異なる２つの円
偏光３７′と円偏光３８′とに変換される。第２の複屈
折板３４に入射した円偏光３７′と円偏光３８′は、前
者の円偏光３７′がそれぞれ強度の等しい常光３９と異
常光４０とに、また、同様に、後者の円偏光３８′がそ
れぞれ強度の等しい常光４１と異常光４２とに分かれ
る。これにより、撮像素子３５上には、４重像が形成さ
れる。複屈折板３２、３４は、それぞれの複屈折による
像のずれ方向が９０°ずれるように組み合わされている
ので、撮像素子３５上の４重像は、各点の強度が等しい
正方形を構成する。このときの正方形の一辺に相当する
各点間の距離を分離量ｄとすると、この分離量ｄは次の
（１）式で与えられる。ここで、ｔ：複屈折板の厚さｎ_e：異常光屈折率ｎ_o：常光屈折率空間周波数フィルターは、この２枚の複屈折板３２、３
４を１／４波長板３３を挟んで貼り合わせて一体化する
ことによって構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年のデジタルスチル
カメラ（ＤＳＣ）の撮像素子の発展形態には、高画素化
及び大画面化というの二つの方向がある。画面の大きさ
を従来の１／３インチから１／２インチ程度に保ったま
までメガピクセルを超える高画素化を進める場合には、
いわゆる画素サイズが小さくなる方向になる。たとえば
１／３インチ程度の画面サイズで１３０万画素程度の画
素数の撮像素子では、画素ピッチは４μｍ程度である。
この程度の画素ピッチに相当する像の分離量ｄを、複屈
折板として最も一般的な水晶板を用いて得るには、５８
９ｎｍの波長の光に対する水晶の屈折率がｎ_e＝１．５
５３３６、ｎ_o＝１．５４４２５であるので、（１）式
においてｄ＝４μｍとして逆算すると、水晶板の必要な
厚さは０．７ｍｍ程度になる。１／４波長板の厚さは分
離量ｄに関係なく０．５ｍｍ程度必要なので、図６に示
す空間周波数フィルターを構成すべく、２枚の水晶板
（複屈折板３２、３４）と１／４波長板３３とを３枚貼
り合わせた場合の全体の厚さは、２ｍｍ程度となる。

【０００６】ところが、特に一眼レフタイプカメラに用
いられる撮像素子のように大画面化の方向へ進むと、事
情が異なる。１／３インチＣＣＤなら画面の大きさは
３．６ｍｍ×４．８ｍｍ程度であるが、これを例えば銀
塩フィルムでのＩＸ２４０システム（アドバンストフォ
トシステム（ＡＰＳ））におけるＣタイプ（縦横比２：
３＝１６ｍｍ×２４ｍｍ）と同等のサイズの画面のＣＣ
Ｄとすると、４μｍ程度の画素ピッチでは単純計算で画
面全体では２０００万画素以上になってしまい、ＣＣＤ
作製上の歩留まりや画像情報処理回路規模・速度等の観
点から未だ実用化レベルではないと考えられる。ＡＰＳ
−Ｃタイプ程度の大画面ＣＣＤでは、画素数は２百数十
万程度が妥当と予想され、そのときの画素ピッチは１０
数μｍとなる。

【０００７】一例として画素ピッチ１２μｍでＡＰＳ−
ＣサイズのＣＣＤ（１６ｍｍ×２４ｍｍ）を作製する
と、その画素数は約２６７万画素となる。この画素ピッ
チ１２μｍのＣＣＤに使用する空間周波数フィルター
は、複屈折板を水晶で構成すると、水晶板１枚の厚さ
は、（１）式にｄ＝１２μｍを代入して計算するとｔ＝
２．０４ｍｍとなる。この厚さの水晶板２枚と１／４波
長板（０．５ｍｍ）とを合わせると、空間周波数フィル
ターの厚さは４．５８ｍｍとなり、４μｍピッチのとき
の空間周波数フィルター（厚さ２ｍｍ）の倍以上の厚さ
となってしまう。

【０００８】さらに、ＣＣＤを用いたＤＳＣでは、ＣＣ
Ｄの分光感度が人間の目のそれと異なるため、撮像光路
内に赤外光をカットするＩＲカットフィルターを配置す
るのが通例である。このＩＲカットフィルター（厚さ
０．８ｍｍ程度）も、空間周波数フィルターと貼り合わ
せて配置する。すると、１２μｍ対応の空間周波数フィ
ルターは、ＩＲカットフィルターと合わせて５．３８ｍ
ｍもの厚さになってしまう。

【０００９】このような厚さの空間周波数フィルターを
撮影レンズとＣＣＤとの間に配置することは、撮影レン
ズ後端とＣＣＤの受光面との間に他に何も配置する必要
のない一般的なレンズシャッター式ＤＳＣの場合であっ
ても、ズーミング、フォーカシング等の条件を考慮した
撮影レンズ最後端とＣＣＤとの間隔の最小値（いわゆる
レンズのバックフォーカス）が空間周波数フィルターの
厚さより大きくなければならず、撮影レンズの光学設計
上の制約になる。それにも増して、縮小光学系を用いず
にレンズによる被写体像を直接、大型ＣＣＤに結像させ
る一眼レフタイプのＤＳＣの場合、撮影レンズとＣＣＤ
の間にはファインダーと撮像系とに光路を分けるクイッ
クリターンミラー又は固定半透明ミラーがまず必要とな
り、さらに秒時形成又はＣＣＤの画像信号読み出し時の
遮光のためメカシャッターが必要となる。撮影レンズと
その結像面との間にミラーとシャッターとが配置されて
いる構成は、一般の銀塩の一眼レフカメラと同じだが、
その上さらに５ｍｍを超える空間周波数フィルターをミ
ラーやシャッターの作動を阻害しないように配置するの
は困難である。特に最近のカメラはオートフォーカス
（ＡＦ）化が進み、一眼レフカメラの場合はクイックリ
ターンミラーの裏側、すなわちクイックリターンミラー
とシャッターとの間に配置したサブミラーによって光束
を焦点検出装置に導くので、５ｍｍを超えるような厚さ
の空間周波数フィルターの配置はさらに困難である。

【００１０】そこで、本発明は、上述事情に鑑みてなさ
れたものであり、厚さを薄く構成することのできる空間
周波数フィルター及びこれを備えたデジタルスチルカメ
ラを提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る空間周波数フィルターは、入力光を
その進行方向に直交する第１の方向に空間的に２分割し
て２つの光に分離する光学素子としての第１の複屈折板
と、該第１の複屈折板からの２つの光をそれぞれ１／４
波長遅延させる光学素子としての１／４波長板と、該１
／４波長板からの２つの光を、前記第１の方向と直交す
る第２の方向に空間的にそれぞれ２分割して計４つの光
に分離する光学素子としての第２の複屈折板と、を備
え、前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板とのうち
の少なくとも一方を、リチウムナイオベートによって形
成した、ことを特徴とする。

【００１２】この請求項１の空間周波数フィルターによ
ると、複屈折板をＬｉＮｂＯ₃によって形成することに
より、例えば、これを水晶によって形成した場合に比し
て、４つの光についての同じ分離量（詳細は後述）を得
ようとした場合、複屈折板の厚さを薄くすることができ
る。

【００１３】請求項２に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板との間に、光
学素子としてのＩＲカットフィルターを配置した、こと
を特徴とする。

【００１４】この請求項２の発明によると、撮像光路内
の赤外光をカットすることができるものでありながら、
空間周波数フィルターの厚さを薄くすることができる。

【００１５】請求項３に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈折板と、これら
以外の前記光学素子との間の境界面に、反射防止コート
を設けた、ことを特徴とする。

【００１６】この請求項３の発明によると、複屈折板を
リチウムナイオベートで形成した場合の欠点である内面
反射を抑制することができる。

【００１７】請求項４に係る空間周波数フィルターは、
前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈折板の厚さを、
これら以外の前記光学素子の厚さよりも薄く設定する、
ことを特徴とする。

【００１８】この請求項４の発明によると、空間周波数
フィルター全体の厚さに占める割合において、複屈折板
以外の光学素子の厚さの方が支配的となる空間周波数フ
ィルターを構成することができる。

【００１９】請求項５に係る空間周波数フィルターは、
前記１／４波長板に代えて、光の旋光面を４５°回転さ
せる光学素子としての旋光板を配置した、ことを特徴と
する。

【００２０】次に、請求項６に係るデジタルスチルカメ
ラは、撮影レンズと、空間周波数フィルターと、前記撮
像レンズ及び前記空間周波数フィルターを透過した被写
体光を撮像する撮像素子とを備えたデジタルスチルカメ
ラにおいて、前記空間周波数フィルターが、前記撮影レ
ンズと前記撮像素子との間に配置された、請求項１、
２、３、４、又は５記載の空間周波数フィルターであ
る、ことを特徴とする。

【００２１】請求項７に係るデジタルスチルカメラは、
クイックリターンミラー及びフォーカルプレーンシャッ
ターを備えた一眼レフタイプカメラである、ことを特徴
とする。

【００２２】請求項８に係るデジタルスチルカメラは、
焦点を検出するためのＴＴＬ焦点検出装置を備え、前記
空間周波数フィルターを、焦点検出のための光束が通過
しない位置に配置した、ことを特徴とする。

【００２３】これら請求項６、７、８のデジタルスチル
カメラによると、銀塩フィルムを使うカメラと同様な構
成の中にそのまま配置できる厚さの薄い空間周波数フィ
ルターを使用することで、既に開発されている銀塩カメ
ラの技術をそのまま画素ピッチの大きな撮像素子を使っ
たＤＳＣカメラに利用できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２５】〈実施の形態１〉複屈折効果を有する物質
として、水晶の他ではリチウムナイオベート（ＬｉＮｂ
Ｏ₃）が知られている。リチウムナイオベートは、電圧
をかけると歪む性質を利用して通信機器の弾性表面波フ
ィルターに使用されたり、屈折率が高く透明である性質
を利用してレーザー光の導波路として使用されたりして
いるが、複屈折効果そのものを利用した例はほとんどな
い。しかしその複屈折を起こす性質を空間周波数フィル
ターに利用すれば、ＬｉＮｂＯ₃は、２５℃のときに、
波長５５０ｎｍの光の異常光に対する屈折率がｎ_e＝
２．２２３８、常光に対する屈折率がｎ_o＝２．３１３
２となり、異常光の屈折率と常光のそれとの差が水晶よ
り大きいので、同じ厚さの場合には、水晶よりも大きな
分離量ｄを得ることができる。例えば、１２μｍの分離
量ｄを得るには、（１）式と上述のｎ_e、ｎ_oの値から、
ｔ＝０．３ｍｍと算出することができる。これは、水晶
の２．０４ｍｍに対してその１５％に過ぎない。

【００２６】図１に、本発明に係る、複屈折板をＬｉＮ
ｂＯ₃で形成した空間周波数フィルターを、一眼レフタ
イプのデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）に組み込んだ例
を示す。なお、同図は、ＤＳＣの構成を示す縦断面図で
ある。

【００２７】同図に示すＤＳＣは、前部（同図中の左側
をいう）に、交換可能な撮影レンズ２０（図３参照）を
取り付けるためのマウントが１１が設けられている。た
だし、同図では、撮影レンズを取り外した状態を図示し
ている。撮影レンズ２０を透過した被写体光Ｌは、半透
明のクイックリターンミラー１２によって、オートフォ
ーカス（ＡＦ）のための透過光Ｌ１とファインダー観察
用の反射光Ｌ２とに分離される。透過光Ｌ１はファイン
ダー観察状態ではクイックリターンミラー１２と一体の
サブミラー１３に反射し、ミラーボックス底部のＴＴＬ
焦点検出装置１４に入射する。一方、反射光Ｌ２は撮像
面１５（後述）と等価な焦点板２１の焦点面２１ａに被
写体像を結像し、その像はペンタプリズム２２を介して
接眼レンズ２３によって拡大され観察される。

【００２８】ＤＳＣがレリーズされると、クイックリタ
ーンミラー１２は、サブミラー１３とともに、基端部１
２ａを中心として上方に跳ね上げられ、同図中の二点鎖
線１２′で示す位置に退避する。これにより、撮影レン
ズ２０を透過した被写体光Ｌは、撮像面１５ａ（後述）
に向かうことが可能となる。

【００２９】ＤＳＣの後部（同図中の右側をいう）に
は、撮像素子パッケージ１６が配置されている。撮像素
子パッケージ１６は、ＣＣＤ等によって構成された撮像
素子１５と、その撮像面１５ａの前面を覆うシールガラ
ス２とを有している。本発明に係る空間周波数フィルタ
ー１は、シールガラス２の前面にこれに近接するように
して配置されている。撮像素子パッケージ１６は、ブラ
ケット１７を介してカメラ本体１９にねじ１８によって
固定されている。ブラケット１７及びこれが取り付けら
れるカメラ本体１９側は、高精度に加工されており、こ
れにより、撮像素子パッケージ１６の撮像面１５ａが光
学的に精度よく配置されるようになっている。

【００３０】空間周波数フィルター１と前述のクイック
リターンミラー１２との間にはシャッターユニット３が
配設されており、撮像素子１５の撮像信号の読み出し時
の遮光を行っている。図１は、露光後の信号読み出し時
の遮光幕３ａが閉じられた状態を示している。このシャ
ッターユニット３は、撮像素子露光開始時には遮光幕３
ａを開放して被写体光Ｌが撮像面１５ａに到達するよう
に構成されている。

【００３１】図２は、本発明に係る空間周波数フィルタ
ー１の一例を示す斜視図である。同図に示す空間周波数
フィルター１は、４枚の板状の光学素子、すなわち、第
１の複屈折板１ａ、ＩＲカットフィルター１ｂ、１／４
波長板１ｃ、第２の複屈折板１ｄを主要構成部品として
構成されている。第１の複屈折板１ａと、第２の複屈折
板１ｄとは、いずれもＬｉＮｂＯ₃によって形成されて
おり、第１の複屈折板１ａの複屈折による像のずれ方向
と、第２の複屈折板１ｄの複屈折による像のずれ方向と
が９０°ずれるように配置されている。これら２枚の複
屈折板１ａ、１ｄの間に、赤外光をカットするためのＩ
Ｒカットフィルター１ｂと直線偏光を円偏光に代えるた
めの１／４波長板１ｃとが配置されている。１／４波長
板１ｃは、このように２枚の複屈折板１ａ、１ｄ間に配
置する必要があり、また、ＩＲカットフィルター１ｂ
は、空気に触れると白濁を起こすことから表面が空気に
触れないように他の基板で挟むようにするのが通例であ
る。なお、ＩＲカットフィルター１ｂは、ガラス基板の
表面にＩＲカット効果のある多層膜を蒸着することによ
って構成することができるが、この他に、例えば、基板
としてＬｉＮｂＯ₃を使用し、その表面に上述と同様の
多層膜を設けるようにしてもよい。この場合、ＩＲカッ
トフィルター１ｂの厚さをさらに薄くすることが可能で
ある。

【００３２】次に、図３を参照して、図２に示す構成の
空間周波数フィルターの作用について説明する。なお、
図３においては、説明の便宜上、ＩＲカットフィルター
１ｂは省略してあり、また、第１の複屈折板１ａと１／
４波長板１ｃとの間、及び１／４波長板１ｃと第２の複
屈折板１ｄとの間は離して図示してある。

【００３３】撮影レンズ２０を透過した自然光の撮影光
束Ｌ（入力光）は、第１の複屈折板１ａに入射すると、
光の進行方向に対して垂直に振動する直線偏光（常光Ｌ
１０）とこの常光Ｌ１０に対して垂直に振動する直線偏
光（異常光Ｌ２０）とに分かれる。第１の複屈折板１ａ
の屈折率は常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０に対して異なるた
め、入射後の撮影光束Ｌはそれぞれ常光Ｌ１０、異常光
Ｌ２０となって２つの光路に分かれ２重像となる。ここ
で、常光Ｌ１０に対する異常光Ｌ２０のずれ方向（同図
では水平方向）を第１の方向とすると、第１の複屈折板
１ａは、入力光をその進行方向に直交する第１の方向に
空間的に２分割して２つの光に分離する光学素子である
といえる。これら常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０は、もとが
自然光であるため、光の強度比が１：１の、相互に直交
する偏光面を有する直線偏光となる。

【００３４】次に、常光Ｌ１０と異常光Ｌ２０とは、１
／４波長板１ｃに入射する。この１／４波長板１ｃは直
線偏光を円偏光に変換するものであり、常光Ｌ１０と異
常光Ｌ２０とは、相互に９０°位相の異なる２つの円偏
光Ｌ１０′と円偏光Ｌ２０′とに変換される。一般に、
円偏光に対し複屈折板は自然光に対するのと同等に作用
するので、第２の複屈折板１ｄに入射した円偏光Ｌ１
０′と円偏光Ｌ２０′は、前者の円偏光Ｌ１０′がそれ
ぞれ強度の等しい常光Ｌ１１と異常光Ｌ１２とに、ま
た、同様に、後者の円偏光Ｌ２０′がそれぞれ強度の等
しい常光Ｌ２１と異常光Ｌ２２とに分かれる。このとき
の常光Ｌ１１に対する異常光Ｌ１２のずれ方向、及び常
光Ｌ２１に対する異常光Ｌ２２のずれ方向は、いずれも
上述の第１の方向に対して直交する第２の方向（同図で
は垂直方向）となる。

【００３５】このように、はじめ１つであった撮影光束
Ｌは、まず、第１の複屈折板１ａによって、常光Ｌ１０
と異常光Ｌ２０とに分離され、その後、１／４波長板１
ｃによって円偏光された後、第２の複屈折板１ｄによっ
て、常光Ｌ１１、Ｌ２１、及び異常光Ｌ１２、Ｌ２２の
４つの光に分離される。これにより、撮像素子１５の撮
像面１５ａ上には、４重像が形成される。第１、第２の
複屈折板１ａ、１ｄは、前述のようにそれぞれの複屈折
による像のずれ方向が９０°ずれるように組み合わされ
ているので、撮像面１５ａ上の４重像は、各点の強度が
等しい正方形を構成する。このときの正方形の一辺に相
当する各点間の距離を分離量ｄとすると、この分離量
は、前述のように、次の（１）式で与えられる。ここで、ｔ：複屈折板の厚さｎ_e：異常光屈折率ｎ_o：常光屈折率本発明に係る空間周波数フィルターは、上述の第１の複
屈折板１ａと、ＩＲカットフィルター１ｂと、１／４波
長板１ｃと、第２の複屈折板１ｄとをこの順に貼り合わ
せて一体化することによって構成されている。

【００３６】これら４枚の板状の光学素子の厚さの総計
は、例えば、撮像素子１５の画素ピッチを１２μｍとす
れば、ＬｉＮｂＯ₃で形成された第１、第２の複屈折板
１ａ、１ｄがそれぞれ０．３ｍｍ、水晶等で形成された
１／４波長板１ｃが０．５ｍｍ程度、そして、ＩＲカッ
トフィルター１ｂは０．５〜０．８ｍｍ程度が通例なの
で、これらを合計して１．６〜１．９ｍｍとなる。これ
は最大の１．９ｍｍとした場合においても、第１、第２
の複屈折板１ａ、１ｂを水晶で形成した場合の総厚５．
３８ｍｍに対してその３５％であり、省スペースに多大
な効果がある。特に撮像素子１５の位置は、撮影レンズ
２０における結像面に撮像面１５ａを配置しなければな
らない関係上、自由度がなく、必然的にシャッターユニ
ット３と空間周波数フィルター１の配置のためのスペー
スは限定されてくるので、水晶と比較した場合の省スペ
ース効果は大きい。近年はＡＦ一眼レフカメラが常識的
であり、クイックリターンミラー１２の後部にサブミラ
ー１３があり、サブミラー１３後端とシャッターユニッ
ト３との間、及びシャッターユニット３後面とレンズ結
像面との間にはともに大きなスペースはなく、通常の銀
塩ＡＦカメラの構造のままでは５．３８ｍｍもの空間周
波数フィルターを配置することは非常に困難である。

【００３７】しかし、上述したような本発明に係る空間
周波数フィルター１を使用すれば、その省スペース効果
によりそれが可能となり、基本的に現行の銀塩一眼レフ
カメラの構成をそのまま使いながら、画素ピッチ１０μ
ｍを超える大画面撮像素子を使ったＤＳＣを実現するこ
とができる。

【００３８】なお、本発明において第１、第２の複屈折
板１ａ、１ｄを形成しているＬｉＮｂＯ₃には劈開性が
あるが、１／４波長板１ｃ等と接着して一体とすること
により、その欠点を十分補うことが可能となる。

【００３９】以上の構成の空間周波数フィルター１にお
いて、１／４波長板１ｃに代えて、光の偏光面を４５°
回転させるための旋光板を使用することもできる。複屈
折板を水晶で形成した従来の空間周波数フィルターにお
いて、旋光板を使用する例は、例えば、前述の特公平６
−２０３１６号公報において記載されている。本発明に
おいては、このような旋光板と、ＬｉＮｂＯ₃によって
形成された第１、第２の複屈折板１ａ、１ｄとを組み合
わせた構成を採用した場合においても、上述の１／４波
長板１ｃを使用した場合とほぼ同等の効果を奏すること
ができる。これにより、第１、第２の複屈折板１ａ、１
ｄ以外の構成についての自由度が増すといえる。さら
に、これら１／４波長板１ｃや旋光板と同等の作用をな
すものであれば、これらに限らず他の光学素子を使用す
ることも可能であるのはもちろんである。

【００４０】図４は、第１、第２の複屈折板を、水晶で
形成した場合とＬｉＮｂＯ₃で形成した場合の、撮像素
子１５の画素ピッチと空間周波数フィルターの厚さとの
関係を示したグラフである。ここで、複屈折板１ａ、１
ｄ以外のＩＲカットフィルター１ｂの厚さを０．６ｍ
ｍ、１／４波長板１ｃの厚さを０．５ｍｍとし、（１）
式から得られる複屈折板１ａ、１ｄの厚さをｔとする
と、空間周波数フィルター全体の厚さＴは、水晶では、
１．１＋３４０ｐ（ｐ：撮像素子の画素ピッチ）とな
り、ＬｉＮｂＯ₃では、１．１＋５０．７ｐとなる。画
素ピッチｐが大きくなればなるほど両者の厚さの差（同
図のΔ１、Δ２参照）は大きくなるのがわかる。例え
ば、ｐ＝４μｍのとき、Δ１は１．１６ｍｍだが、ｐ＝
１６μｍのときは、Δ２は４．６３ｍｍとなり、画素ピ
ッチが大きくなるほど、複屈折板１ａ、１ｄをＬｉＮｂ
Ｏ₃で形成したことによる省スペース効果が大きいこと
がわかる。

【００４１】なお、ＬｉＮｂＯ₃の屈折率は、水晶やＩ
Ｒカットフィルターの素材となるＢＫ７相当のガラスの
それとは差が大きいため、水晶同士を貼り合わせた場合
に比べてその境界面で内面反射が起こりやすい。この内
面反射は、境界面に反射防止コートを設けることによっ
て防ぐことができるので、ＬｉＮｂＯ₃を用いた空間周
波数フィルターの場合、通常の光学フィルターのように
表面に反射防止コートを設けるだけでなく、貼り合わせ
の境界面にも反射防止コートを設けることが好ましい。

【００４２】〈実施の形態２〉図５に、実施の形態２を
示す。本実施の形態２では、上述の実施の形態１に対し
て、空間周波数フィルターの配設位置を変更している。
なお、実施の形態１と同じ構成・作用の部材等について
は、同じ符号を付してその重複説明は省略するものとす
る。

【００４３】同図に示すように、ＬｉＮｂＯ₃を用いた
薄い空間周波数フィルター１は、一眼レフタイプのカメ
ラにおいて、クイックリターンミラー１２の前面に配置
することも可能である。この場合、クイックリターンミ
ラー１２が上がった撮影状態（同図中の二点鎖線）で
は、撮影レンズの光路（撮影光束Ｌ）中に空間周波数フ
ィルター１が配置されていることに変わりはないので、
その光学的効果は同等だが、クイックリターンミラー１
２が降りているファインダー観察状態（同図中の実線）
においても、ファインダー観察光路及びＡＦ検出光路中
のいずれにも空間周波数フィルター１があることになる
ので、ファインダー像及びＡＦ検出精度に空間周波数フ
ィルター１の像分離の効果が影響し、厳密には望ましく
ない。しかし、シャッターユニット３と撮像素子１５と
の間隔がほとんどなく、ＬｉＮｂＯ₃による省スペース
効果をもってしてもシャッターユニット３と撮像素子１
５との間に空間周波数フィルターを配置できない場合で
も、クイックリターンミラー１２の先端を１３５サイズ
の一眼レフに比べて短くすることにより、クイックリタ
ーンミラー１２の作動時の先端の軌跡１２ｓと撮影レン
ズの最後端ＬＢとの間に配置できるようになる。１３５
サイズのカメラのクイックリターンミラーに比べ、撮像
素子サイズが１３５より小さい（例えばＡＰＳサイズ）
ならば、その分、クイックリターンミラー１２を小さく
することができるので、クイックリターンミラー１２の
先端を短くした分、ＬｉＮｂＯ₃を用いた薄い空間周波
数フィルター１の配置スペースを作り出すことができ
る。

【００４４】前述及び上述の実施の形態１及び実施の形
態２においては、空間周波数フィルター１の第１、第２
の複屈折板１ａ、１ｄは、いずれもＬｉＮｂＯ₃で形成
した例を説明したが、２枚の複屈折板１ａ、１ｄのうち
の一方をＬｉＮｂＯ₃で形成し、他方を例えば水晶で形
成した場合でも相応の省スペース効果をあげることがで
きる。すなわち、本発明は、その技術的範囲として、２
枚の複屈折板１ａ、１ｄのうちの双方をＬｉＮｂＯ₃で
形成した場合はもちろん、これ以外に、一方のみをＬｉ
ＮｂＯ₃で形成した場合も含むものである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によると、複屈折板をＬｉＮｂＯ₃によって形成す
ることにより、同じ分離量を得るのに、水晶板を使用し
た従来のものより、複屈折板の厚さを薄くして、空間周
波数フィルター全体の厚さを薄くすることができる。

【００４６】請求項２に係る本発明によると、ＩＲカッ
トフィルターを配置することで、撮像光路内の赤外光を
カットすることができるものでありながら、空間周波数
フィルターの厚さを薄くすることができるので、ＩＲカ
ットフィルターを一体化した場合においても、カメラ内
に配置するのに支障のない厚さの空間周波数フィルター
を構成することができる。

【００４７】請求項３に係る本発明によると、複屈折板
をリチウムナイオベートで形成した場合の欠点である内
面反射を抑制することができる。

【００４８】請求項４に係る本発明によると、空間周波
数フィルター全体の厚さに占める割合において、複屈折
板以外の光学素子の厚さの方が支配的な空間周波数フィ
ルターが構成することができるので、撮像素子の画素ピ
ッチが大きくなった場合においても、空間周波数フィル
ターの厚さが急激に厚くなることを防止することができ
る。

【００４９】請求項５に係る本発明によると、１／４波
長板に代えて、旋光板を使用することができるので、空
間周波数フィルターを設計する際の、光学素子の選択の
自由度が増す。なお、これら１／４波長板、旋光板は、
例示であって、これらと同等に機能することを条件に他
の光学素子を使用することができるのはいうまでもな
い。

【００５０】請求項６、７、８に係る本発明によると、
空間周波数フィルターの厚さが、銀塩フィルムを使うカ
メラと同様な構成の中にそのまま配置できる厚さである
ので、既に開発されている銀塩カメラの技術をそのまま
画素ピッチの大きな撮像素子を使ったＤＳＣカメラに利
用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空間周波数フィルターを備えた一
眼レフタイプのデジタルスチルカメラの実施の形態１を
示す縦断面図である。

【図２】本発明に係る空間周波数フィルターの構成を示
す斜視図である。

【図３】本発明に係る空間周波数フィルターの概略構成
及び原理を示す斜視図である。

【図４】空間周波数フィルターの厚さと撮像素子の画素
ピッチとの関係を示す図である。

【図５】本発明に係る空間周波数フィルターを備えた一
眼レフタイプのデジタルスチルカメラの実施の形態２を
示す縦断面図である。

【図６】従来の空間周波数フィルターの概略構成及び原
理を示す斜視図である。

【符号の説明】

１空間周波数フィルター１ａ第１の複屈折板１ｂＩＲカットフィルター１ｃ１／４波長板１ｄ第２の複屈折板３フォーカルプレーンシャッター（シャッタ
ーユニット）１２クイックリターンミラー１３サブミラー１４ＴＴＬ焦点検出装置１５撮像素子１５ａ撮像面１６撮像素子パッケージｄ分離量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力光をその進行方向に直交する第１の
方向に空間的に２分割して２つの光に分離する光学素子
としての第１の複屈折板と、該第１の複屈折板からの２つの光をそれぞれ１／４波長
遅延させる光学素子としての１／４波長板と、該１／４波長板からの２つの光を、前記第１の方向と直
交する第２の方向に空間的にそれぞれ２分割して計４つ
の光に分離する光学素子としての第２の複屈折板と、を
備え、前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板とのうちの少
なくとも一方を、リチウムナイオベートによって形成し
た、ことを特徴とする空間周波数フィルター。
【請求項２】前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折
板との間に、光学素子としてのＩＲカットフィルターを
配置した、ことを特徴とする請求項１記載の空間周波数フィルタ
ー。
【請求項３】前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈
折板と、これら以外の前記光学素子との間の境界面に、
反射防止コートを設けた、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空間周波
数フィルター。
【請求項４】前記第１の複屈折板及び前記第２の複屈
折板の厚さを、これら以外の前記光学素子の厚さよりも
薄く設定する、ことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の空間周波
数フィルター。
【請求項５】前記１／４波長板に代えて、光の旋光面
を４５°回転させる光学素子としての旋光板を配置し
た、ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の空間
周波数フィルター。
【請求項６】撮影レンズと、空間周波数フィルター
と、前記撮像レンズ及び前記空間周波数フィルターを透
過した被写体光を撮像する撮像素子とを備えたデジタル
スチルカメラにおいて、前記空間周波数フィルターが、前記撮影レンズと前記撮
像素子との間に配置された、請求項１、２、３、４、又
は５記載の空間周波数フィルターである、ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項７】クイックリターンミラー及びフォーカル
プレーンシャッターを備えた一眼レフタイプカメラであ
り、さらに焦点を検出するためのＴＴＬ焦点検出装置を
備え、前記空間周波数フィルターを、焦点検出のための光束が
通過しない位置に配置した、ことを特徴とする請求項６記載のデジタルスチルカメ
ラ。