JP2010125284A

JP2010125284A - Imaging system

Info

Publication number: JP2010125284A
Application number: JP2008306740A
Authority: JP
Inventors: Takashi Murooka; 孝室岡; Hideyasu Ishibashi; 磴　　秀康
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2010-06-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging system which improves the balance of quantities of light passing through polarization filters which transmit light in polarization states different from each other. <P>SOLUTION: The imaging system includes: a polarization filter part having a plurality of first polarization filters to transmit polarized light in a specific polarization state possessed by light from an object and a plurality of second polarization filters to transmit light in a polarization state different from the specific polarization states; and imaging devices having a plurality of pixels to respectively receive light passed each of the plurality of polarization filters and light passed each of the second polarization filters. The total area of the plurality of first polarization filters is smaller than the total area of the plurality of second polarization filters. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging system.

従来、特許文献１に示すように、受光素子アレイに、異なる偏光方向の光を透過する偏光子領域を有する偏光素子アレイを重ね合わせる受光モジュールが知られている。
特開２００７−０８６７２０号公報 Conventionally, as shown in Patent Document 1, a light receiving module is known in which a polarizing element array having a polarizer region that transmits light of different polarization directions is superimposed on a light receiving element array.
JP 2007-086720 A

上記特許文献１によれば、受光モジュールに入射する光の偏光方向と同じ偏光方向の光を透過する偏光素子領域を介して受光される画素の画素値は高くなり、入射する光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタを介して受光される画素の画素値は極端に低くなり、それぞれの画素に入射する光の光量のバランスが悪い。また、受光モジュールに入射する光が偏光した光を含む場合も同様であり、該入射する光が有する偏光した光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光子領域を介して受光する画素の画素値は低くなり、それぞれの画素に入射する光量のバランスが悪い。 According to Patent Document 1, the pixel value of a pixel received through a polarizing element region that transmits light having the same polarization direction as that of light incident on the light receiving module is increased, and the polarization direction of incident light is The pixel value of a pixel received through a polarizing filter that transmits light in the orthogonal polarization direction is extremely low, and the balance of the amount of light incident on each pixel is poor. The same applies to the case where the light incident on the light receiving module includes polarized light, and the light is received through a polarizer region that transmits light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the polarized light of the incident light. The pixel value of the pixel is low, and the balance of the amount of light incident on each pixel is poor.

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、前記特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する偏光フィルタ部と、前記複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び前記複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の第１偏光フィルタの合計面積は、前記複数の第２偏光フィルタの合計面積より小さい。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a plurality of first polarizing filters that transmit light in a specific polarization state that is polarized by light from a subject are different from the specific polarization state. A polarizing filter section having a plurality of second polarizing filters that transmit light in a polarization state; light that has passed through each of the plurality of first polarizing filters; and light that has passed through each of the plurality of second polarizing filters. And an image sensor having a plurality of pixels each receiving light, and a total area of the plurality of first polarizing filters is smaller than a total area of the plurality of second polarizing filters.

前記特定の偏光状態の光を前記被写体に照射する照射部をさらに備えてよい。 You may further provide the irradiation part which irradiates the said object with the light of the said specific polarization state.

前記照射部は、光を照射する光源と、所定の偏光状態の光を透過する偏光部と、該偏光部を透過した所定の偏光状態の光を変える波長板とを有してよく、該波長板を回転させることにより、前記特定の偏光状態の光を照射してよい。 The irradiating unit may include a light source that emits light, a polarizing unit that transmits light of a predetermined polarization state, and a wave plate that changes light of a predetermined polarization state transmitted through the polarizing unit. You may irradiate the light of the said specific polarization state by rotating a board.

被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を変える波長板と、前記波長板を回転させることにより、前記被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を前記特定の偏光状態に変える回転制御部とをさらに備えてよい。 A wave plate that changes the polarization state of the polarized light that the light from the subject has, and a rotation control that changes the polarization state of the polarized light that the light from the subject changes to the specific polarization state by rotating the wave plate. May be further included.

前記第１偏光フィルタの数は、前記第２偏光フィルタの数より少なくてよい。 The number of the first polarizing filters may be smaller than the number of the second polarizing filters.

前記第１偏光フィルタの面積は、前記第２偏光フィルタの面積より小さくてよい。 The area of the first polarizing filter may be smaller than the area of the second polarizing filter.

前記撮像素子は、面積が小さい画素と面積が大きい画素を１つの画素とした、ハニカム構造の画素を有しており、前記面積が小さい画素は、前記第１偏光フィルタを透過した光を受光し、前記面積が大きい画素は、前記第２偏光フィルタを透過した光を受光してよい。 The image sensor has a pixel having a honeycomb structure in which a pixel having a small area and a pixel having a large area are formed as one pixel, and the pixel having a small area receives light transmitted through the first polarizing filter. The pixels having a large area may receive light transmitted through the second polarizing filter.

前記第１偏光フィルタは、前記特定の偏光状態として特定の偏光方向の光を透過してよく、前記第２偏光フィルタは、前記特定の偏光方向と略直交する偏光方向の光を透過してよい。 The first polarizing filter may transmit light having a specific polarization direction as the specific polarization state, and the second polarizing filter may transmit light having a polarization direction substantially orthogonal to the specific polarization direction. .

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、本実施の形態の撮像システム１００を示す。本実施の形態では、撮像システム１００を内視鏡システムに適用して説明する。撮像システム１００は、内視鏡１０１、画像生成部１０２、照射部１０３、表示部１０４、及び鉗子１０５を備える。なお、図１のＡ部は、内視鏡１０１の先端部１２１を拡大して示す。 FIG. 1 shows an imaging system 100 of the present embodiment. In the present embodiment, the imaging system 100 will be described as applied to an endoscope system. The imaging system 100 includes an endoscope 101, an image generation unit 102, an irradiation unit 103, a display unit 104, and forceps 105. 1 shows an enlarged view of the distal end portion 121 of the endoscope 101.

内視鏡１０１は、鉗子口１１１、撮像部１１２、及びライトガイド１１３を有する。内視鏡１０１の先端部１２１は、その先端面１２１に撮像部１１２の一部としてのレンズ１３１を有する。また、先端部１２１は、その先端面１３０にライトガイド１１３の一部としての出射口１３２を有する。 The endoscope 101 includes a forceps port 111, an imaging unit 112, and a light guide 113. The distal end portion 121 of the endoscope 101 has a lens 131 as a part of the imaging unit 112 on the distal end surface 121 thereof. Further, the distal end portion 121 has an emission port 132 as a part of the light guide 113 on the distal end surface 130 thereof.

偏光フィルタ部１５０は、レンズ１３１を透過した被写体である観察部位からの光のうち、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する。偏光フィルタ部１５０は、少なくとも特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、該特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する。詳しくは、被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、被写体からの光が有する偏光した光の特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを少なくとも有する。 The polarization filter unit 150 transmits light in different polarization states from light from an observation site that is a subject that has passed through the lens 131. The polarizing filter unit 150 includes at least a plurality of first polarizing filters that transmit light in a specific polarization state, and a plurality of second polarizing filters that transmit light in a polarization state different from the specific polarization state. Specifically, a plurality of first polarizing filters that transmit light having a specific polarization state that is polarized by light from the subject, and a polarization direction that is orthogonal to the polarization direction of the specific polarization state of polarized light that the light from the subject has. And a plurality of second polarizing filters that transmit the light.

撮像部１１２は、レンズ１３１、偏光フィルタ部１５０、及び撮像素子の一例であるＣＣＤ１６０を有する。なお、ＣＣＤ１６０に代えて、ＣＭＯＳであってもよい。ＣＣＤ１６０は、少なくとも偏光フィルタ部１５０が透過した偏光状態がそれぞれ異なる光をそれぞれ受光する複数の画素を有する。つまり、ＣＣＤ１６０は、少なくとも、複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する。なお、撮像部１１２は、図示しないがＣＣＤ１６０を駆動させる撮像素子駆動ドライバ、及びＡＤ変換器等も含む。つまり、撮像素子により撮像された画像が撮像素子駆動ドライバにより読み出されて、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。この撮像素子駆動ドライバ、ＡＤ変換器等は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって制御される。 The imaging unit 112 includes a lens 131, a polarizing filter unit 150, and a CCD 160 that is an example of an imaging element. Instead of the CCD 160, a CMOS may be used. The CCD 160 has a plurality of pixels that receive at least light beams having different polarization states transmitted by the polarization filter unit 150. That is, the CCD 160 includes at least a plurality of pixels that respectively receive the light transmitted through each of the plurality of first polarizing filters and the light transmitted through each of the plurality of second polarizing filters. Note that the imaging unit 112 includes an imaging element driving driver that drives the CCD 160, an AD converter, and the like (not shown). That is, an image picked up by the image pickup device is read by the image pickup device driving driver and converted into a digital signal by the AD converter. The image sensor driving driver, AD converter, and the like are controlled by an information processing device such as a CPU.

照射部１０３は、特定の偏光状態の光を照射する。照射部１０３が特定の偏光状態の光を被写体である観察部位に照射した光の戻り光は、観察部位の表面で反射した光と、観察部位の内部で散乱した光とを含む。この表面で反射した光は特定の偏光状態の光となり、内部で散乱した光は無偏光状態の光となる。したがって、被写体からの光は、偏光した光を有することになり、該偏光した光の偏光状態は特定の偏光状態となる。照射部１０３は、光源１４１、偏光部１４２、波長板１４３、及び回転制御部１４５を有する。光源１４１は光を発光する。偏光部１４２は、光源１４１が発光した光のうち、所定の偏光状態の光を透過する。偏光部１４２は、所定の偏光方向の直線偏光の光を透過してもよい。波長板１４３は、偏光部１４２を透過した光の偏光状態を変える。波長板１４３は、偏光部１４２が透過した所定の偏向方向の直線偏光の光を回転させてよい。波長板は例えば、λ／２波長板であってよい。また、波長板は回転可能な構造を有している。そして、波長板を透過した光がライトガイド１１３に入射される。 The irradiation unit 103 irradiates light with a specific polarization state. The return light of the light irradiated by the irradiating unit 103 onto the observation site that is a subject with a specific polarization state includes light reflected on the surface of the observation site and light scattered inside the observation site. The light reflected by this surface becomes light in a specific polarization state, and the light scattered inside becomes light in a non-polarization state. Therefore, the light from the subject has polarized light, and the polarization state of the polarized light is a specific polarization state. The irradiation unit 103 includes a light source 141, a polarization unit 142, a wave plate 143, and a rotation control unit 145. The light source 141 emits light. The polarization unit 142 transmits light in a predetermined polarization state among the light emitted from the light source 141. The polarization unit 142 may transmit linearly polarized light having a predetermined polarization direction. The wave plate 143 changes the polarization state of the light transmitted through the polarization unit 142. The wave plate 143 may rotate the linearly polarized light having a predetermined deflection direction transmitted by the polarizing unit 142. The wave plate may be, for example, a λ / 2 wave plate. The wave plate has a rotatable structure. Then, the light transmitted through the wave plate enters the light guide 113.

また、回転制御部１４５は、波長板１４３の中心を軸にして波長板１４３を回転させる。この回転制御部１４５が波長板１４３を回転させることにより、照射部１０３から特定の偏光状態を照射することができる。回転制御部１４５は、波長板１４３を回転させるモータと、該モータを制御する制御部とを有する。この制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路によって実現してもよい。また、光源１４１の発光のオンオフ等の制御もＣＰＵ等の情報処理装置によって制御してもよい。ライトガイド１１３は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイドは、照射部１０３が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドする。照射部１０３が照射した光は先端部１２１の出射口１３２から照射される。また、ライトガイド１１３は、第１照射部１０３から発光された光の偏光状態を保存する光ファイバ等からなる。なお、出射口１３２に偏光部１４２と波長板１４３を設けることにより、特定の偏光状態の光を照射するようにしてもよい。 The rotation control unit 145 rotates the wave plate 143 around the center of the wave plate 143. The rotation controller 145 rotates the wave plate 143 so that a specific polarization state can be emitted from the irradiation unit 103. The rotation control unit 145 includes a motor that rotates the wave plate 143 and a control unit that controls the motor. This control unit may be realized by an information processing device such as a CPU, or may be realized by an electronic circuit. Further, on / off control of light emission of the light source 141 may be controlled by an information processing device such as a CPU. The light guide 113 is composed of, for example, an optical fiber. The light guide guides the light irradiated by the irradiation unit 103 to the distal end portion 121 of the endoscope 101. The light emitted from the irradiation unit 103 is emitted from the emission port 132 of the tip 121. The light guide 113 includes an optical fiber that preserves the polarization state of the light emitted from the first irradiation unit 103. In addition, you may make it irradiate the light of a specific polarization state by providing the polarizing part 142 and the wavelength plate 143 in the output port 132. FIG.

鉗子口１１１には、鉗子１０５が挿入される。鉗子口１１１は鉗子１０５を先端部１２１にガイドする。なお、鉗子１０５は、各種の先端形状を備えてよい。また、鉗子口１１１には、鉗子１０５のほかに、生体を処置する種々の処理具が挿入されてよい。ノズル１３３は、水あるいは空気を送出する。 A forceps 105 is inserted into the forceps opening 111. The forceps port 111 guides the forceps 105 to the distal end portion 121. Note that the forceps 105 may have various tip shapes. In addition to the forceps 105, various processing tools for treating a living body may be inserted into the forceps port 111. The nozzle 133 delivers water or air.

画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した画像データに対して種々の画像処理を施してよい。また、撮像部１１２が色フィルタを備える場合は、画像生成部１０２は、輝度色差信号の画像データを生成してもよい。また、画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した画像データから異なる偏光状態毎の画像データを生成してもよい。この画像生成部１０２は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路又は電気回路によって実現してもよい。また、表示部１０４は、画像生成部１０２が生成した画像データの画像を表示する。表示部１０４は、液晶、有機ＥＬ、プラズマなどのディスプレイと、該ディスプレイを制御する制御部とを有する。制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。 The image generation unit 102 may perform various image processing on the image data captured by the imaging unit 112. Further, when the imaging unit 112 includes a color filter, the image generation unit 102 may generate image data of a luminance color difference signal. The image generation unit 102 may generate image data for each different polarization state from the image data captured by the imaging unit 112. The image generation unit 102 may be realized by an information processing device such as a CPU, or may be realized by an electronic circuit or an electric circuit. The display unit 104 displays an image of the image data generated by the image generation unit 102. The display unit 104 includes a display such as a liquid crystal, organic EL, or plasma, and a control unit that controls the display. The control unit may be realized by an information processing device such as a CPU.

図２は、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。偏光フィルタ部１５０は、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタを複数有する。偏光フィルタ部１５０は、偏光状態が異なる光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタをそれぞれ含む複数の偏光フィルタユニット１０６を有する。ここで、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタとして、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２と、斜め左方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５３とを有する。偏光フィルタユニット１０６は、偏光フィルタ１５１、偏光フィルタ１５２、偏光フィルタ１５３を有する。 FIG. 2 shows an example of the polarizing filter unit 150 and the CCD 160. The polarization filter unit 150 includes a plurality of polarization filters that respectively transmit light having different polarization states. The polarization filter unit 150 includes a plurality of polarization filter units 106 each including a plurality of polarization filters that respectively transmit light having different polarization states. Here, as a plurality of polarizing filters that respectively transmit light of different polarization states, a polarizing filter 151 that transmits linearly polarized light in the vertical direction, a polarizing filter 152 that transmits linearly polarized light in the horizontal direction, and diagonally left And a polarizing filter 153 that transmits linearly polarized light in the direction. The polarizing filter unit 106 includes a polarizing filter 151, a polarizing filter 152, and a polarizing filter 153.

図２では、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示しており、偏光フィルタ１５２が特定の偏光状態の光を透過する第１偏光フィルタとなる。また、横方向の直線偏光と直交する縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１が第２偏光フィルタとなる。 FIG. 2 shows a state of the polarization filter unit 150 when the linearly polarized light in the horizontal direction is set to a specific polarization state, and the polarization filter 152 serves as a first polarization filter that transmits light in a specific polarization state. Further, the polarizing filter 151 that transmits the light of the vertical linearly polarized light orthogonal to the horizontal linearly polarized light becomes the second polarizing filter.

ここで、特定の偏光状態の光を透過する複数の偏光フィルタ１５２の合計面積は、特定の偏光状態の偏向方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積より小さくする。例えば、複数の偏光フィルタ１５２の合計面積を、横方向の直線偏光と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくする。合計面積を小さくする方法としては、偏光フィルタ１５２の数を、偏光フィルタ１５１の数より少なくしてもよく、偏光フィルタ１５２の面積を偏光フィルタ１５１の面積より小さくしてもよい。 Here, the total area of the plurality of polarizing filters 152 that transmit light of a specific polarization state is made smaller than the total area of the plurality of polarizing filters that transmit light of a polarization direction orthogonal to the deflection direction of the specific polarization state. For example, the total area of the plurality of polarizing filters 152 is made smaller than the total area of the plurality of polarizing filters 151 that transmit light in the polarization direction orthogonal to the linearly polarized light in the horizontal direction. As a method of reducing the total area, the number of polarizing filters 152 may be smaller than the number of polarizing filters 151, and the area of the polarizing filter 152 may be smaller than the area of the polarizing filter 151.

図２では、偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタユニット１０６毎に、偏光フィルタ１５２の数より、偏光フィルタ１５１の数を多くする。具体的には、偏光フィルタユニット１０６は、２つの偏光フィルタ１５１、１つの偏光フィルタ１５２、及び１つの偏光フィルタ１５３の計４つの偏光フィルタを有する。これにより、被写体からの光が撮像部１１２に入射する場合に、偏光フィルタ１５１を透過する光の光量と、偏光フィルタ１５２を透過する光の光量とのバランスをとることができる。なお、図２では、偏光フィルタユニット１０６のそれぞれの偏光フィルタの大きさは全て略同一とする。 In FIG. 2, the number of polarizing filters 151 is made larger than the number of polarizing filters 152 for each polarizing filter unit 106 of the polarizing filter unit 150. Specifically, the polarizing filter unit 106 includes a total of four polarizing filters: two polarizing filters 151, one polarizing filter 152, and one polarizing filter 153. As a result, when light from the subject enters the imaging unit 112, it is possible to balance the amount of light transmitted through the polarizing filter 151 and the amount of light transmitted through the polarizing filter 152. In FIG. 2, the size of each polarizing filter of the polarizing filter unit 106 is substantially the same.

なお、縦方向の直線偏光を特定の偏光状態としてもよく、他の偏光状態を特定の偏光状態のとしてもよい。例えば、縦方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１が第１偏光フィルタとなり、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２が第２偏光フィルタとなる。この場合も、第１偏光フィルタの合計面積を第２偏光フィルタの合計面積より小さくする。 Note that longitudinal linearly polarized light may be set to a specific polarization state, and another polarization state may be set to a specific polarization state. For example, when the longitudinal linearly polarized light is in a specific polarization state, the polarizing filter 151 that transmits the linearly polarized light in the longitudinal direction becomes the first polarizing filter, and the polarizing filter 152 that transmits the linearly polarized light in the lateral direction. Becomes the second polarizing filter. Also in this case, the total area of the first polarizing filter is made smaller than the total area of the second polarizing filter.

また、ＣＣＤ１６０は、偏光フィルタ部１５０のそれぞれの偏光フィルタを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素１６１を有する。つまり、ＣＣＤ１６０は、複数の偏光フィルタ１５１のそれぞれを透過した光、複数の偏光フィルタ１５２のそれぞれを透過した光、及び複数の偏光フィルタ１５３のそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素１６１を有する。つまり、それぞれの偏光フィルタとそれぞれの画素は対応付けられており、ある偏光フィルタを透過した光を、該ある偏光フィルタに対応する画素が受光する。 In addition, the CCD 160 includes a plurality of pixels 161 that respectively receive light that has passed through the respective polarization filters of the polarization filter unit 150. That is, the CCD 160 receives a plurality of pixels 161 that respectively receive light transmitted through each of the plurality of polarization filters 151, light transmitted through each of the plurality of polarization filters 152, and light transmitted through each of the plurality of polarization filters 153. Have That is, each polarization filter and each pixel are associated with each other, and a pixel corresponding to the certain polarization filter receives light transmitted through the certain polarization filter.

なお、撮像部１１２にＲ、Ｇ、Ｂ等の色フィルタを設ける場合は、偏光フィルタユニット１０６毎に色フィルタを割り当ててもよい。つまり、偏光フィルタユニット１０６毎に、Ｒ色フィルタ、Ｇ色フィルタ、及びＢ色フィルタのうち、何れかの色フィルタを割り当ててもよい。 Note that when color filters such as R, G, and B are provided in the imaging unit 112, a color filter may be assigned to each polarization filter unit 106. That is, any one of the R color filter, the G color filter, and the B color filter may be assigned to each polarization filter unit 106.

次に、撮像システム１００の動作について説明する。照射部１０３は光源１４１を発光させることにより、被写体である観察部位に光を照射させる。このとき、回転制御部１４５は、波長板をＣＣＤ１６０のフレームレートの周期に同期して波長板を回転させていく。これにより、照射部１０３は、あらゆる偏光方向の直線偏光の光を観察部位に照射することができる。ことのとき観察部位に照射される光の直線偏光の偏光方向は、偏光部１４２が透過する光の偏光方向と波長板１４３の遅相軸とのなす角によって決まる。 Next, the operation of the imaging system 100 will be described. The irradiating unit 103 causes the light source 141 to emit light, thereby irradiating the observation site, which is the subject, with light. At this time, the rotation control unit 145 rotates the wave plate in synchronization with the period of the frame rate of the CCD 160. Thereby, the irradiation unit 103 can irradiate the observation site with linearly polarized light in any polarization direction. At this time, the polarization direction of the linearly polarized light of the light irradiated to the observation site is determined by the angle formed by the polarization direction of the light transmitted through the polarization unit 142 and the slow axis of the wave plate 143.

そして、撮像部１１２は、それぞれの波長板１４３の回転位置で観察部位に照射された光の戻り光をフレームレートの周期で撮像していく。ここで、観察部位からの戻り光は、観察部位の表面を反射した光と、観察部位の内部で散乱した光を有する。表面反射した光は、照射部１０３が照射した光の偏光状態と同じ偏光状態の光となるが、内部で散乱した光は無偏光状態の光となる。つまり、観察部位からの光は偏光した光を有する。撮像部１１２は、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値を回転制御部１４５に出力する。回転制御部１４５は、送られてきた画素の画素値の最大値を検出する。そして、検出された画素の最大値となるときの波長板１４３の回転位置に、波長板１４３を回転させる。つまり、特定の偏光状態の光を受光する画素の画素値が最大となるときに照射部１０３が照射した光が特定の偏光状態の光となるので、そのときの波長板１４３の回転位置に波長板１４３を回転させて固定する。これにより、照射部１０３は、所定の偏光状態の光を照射することができる。また、被写体からの戻り光が有する偏光した光が、特定の偏光状態の光となる。 And the imaging part 112 images the return light of the light irradiated to the observation site | part at the rotation position of each wavelength plate 143 with the period of a frame rate. Here, the return light from the observation region includes light reflected from the surface of the observation region and light scattered inside the observation region. The light reflected on the surface becomes light in the same polarization state as the light irradiated by the irradiation unit 103, but the light scattered inside becomes light in a non-polarization state. That is, the light from the observation site has polarized light. The imaging unit 112 outputs a pixel value of a pixel that receives light transmitted through the polarization filter 152 that transmits light in a specific polarization state to the rotation control unit 145. The rotation control unit 145 detects the maximum pixel value of the transmitted pixels. Then, the wave plate 143 is rotated to the rotation position of the wave plate 143 when the maximum value of the detected pixels is reached. That is, since the light irradiated by the irradiating unit 103 becomes light of a specific polarization state when the pixel value of the pixel that receives light of a specific polarization state becomes the maximum, the wavelength at the rotation position of the wave plate 143 at that time The plate 143 is rotated and fixed. Thereby, the irradiation part 103 can irradiate the light of a predetermined polarization state. Further, the polarized light included in the return light from the subject becomes light in a specific polarization state.

そして、撮像部１１２は、照射部１０３から照射された所定の偏光状態の光の戻り光を撮像する。撮像部１１２は、撮像した画像データを画像生成部１０２に出力する。画像生成部１０２は、画像データに対して画像処理を施してもよく、画像処理を施さなくてもよい。また、画像生成部１０２は撮像部１１２が撮像した画像データから異なる偏光状態毎の画像データを生成してもよい。画像生成部１０２は、生成した画像データ及び／又は画像処理を施した画像データ、又は、撮像部１１２が撮像した画像データを表示部１０４に出力する。表示部１０４は、送られてきた画像データの画像を表示する。なお、撮像システム１００は、画像生成部１０２が出力した画像データを記録する記録部を備えるようにしてもよい。 Then, the imaging unit 112 images the return light of the light having a predetermined polarization state irradiated from the irradiation unit 103. The imaging unit 112 outputs the captured image data to the image generation unit 102. The image generation unit 102 may or may not perform image processing on the image data. The image generation unit 102 may generate image data for each different polarization state from the image data captured by the imaging unit 112. The image generation unit 102 outputs the generated image data and / or image data subjected to image processing, or image data captured by the imaging unit 112 to the display unit 104. The display unit 104 displays an image of the transmitted image data. Note that the imaging system 100 may include a recording unit that records the image data output from the image generation unit 102.

以上のように、照射部１０３から照射される光の特定の偏光状態の偏向方向と同じ偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５２の合計面積を、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタ１５２を透過する光の光量と、偏光フィルタ１５１を透過する光量とのバランスをとることができる。したがって、偏光フィルタ１５２を透過した光の画像の明るさと、偏光フィルタ１５１を透過した光の画像の明るさとのバランスをとることができる。なお、偏光フィルタ部１５０は、偏光フィルタ１５１、偏光フィルタ１５２、偏光フィルタ１５３、及び偏光フィルタ１５４の４つの偏光フィルタを複数備えるようにしたが、互いに偏光方向が直交する偏光状態の光を透過する２つの偏光フィルタを少なくとも有していればよい。また、所定のプログラムを読み込んだＣＰＵ等の情報処理装置が、撮像システム１００として機能してもよい。 As described above, the total area of the polarizing filter 152 that transmits light having the same polarization direction as the polarization direction of the specific polarization state of the light emitted from the irradiation unit 103 is the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the specific polarization state. Since the total area of the polarizing filter 151 that transmits this light is made smaller, it is possible to balance the amount of light transmitted through the polarizing filter 152 of the polarizing filter unit 150 and the amount of light transmitted through the polarizing filter 151. Therefore, it is possible to balance the brightness of the image of the light transmitted through the polarizing filter 152 and the brightness of the image of the light transmitted through the polarizing filter 151. The polarizing filter unit 150 includes a plurality of four polarizing filters, ie, a polarizing filter 151, a polarizing filter 152, a polarizing filter 153, and a polarizing filter 154, but transmits light in a polarization state in which the polarization directions are orthogonal to each other. It is sufficient to have at least two polarizing filters. An information processing apparatus such as a CPU that has read a predetermined program may function as the imaging system 100.

上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
（１）上記実施の形態においては、４つの偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成したが、９つの偏光フィルタ等の複数の偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成してもよい。図３は、本変形例の偏光フィルタ部１５０の一例を示す。図３は、９つの偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成したときの一例を示す。図２の偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタと同様の機能を有する偏光フィルタには、同一の符号を付している。偏光フィルタユニット１０６は、４つの偏光フィルタ１５１、１つの偏光フィルタ１５２、２つの偏光フィルタ１５３、及び２つの偏光フィルタ１５４で形成される。偏光フィルタ１５４は、斜め右方向の直線偏光の光を透過する。なお、偏光フィルタ１５１〜偏光フィルタ１５３については、上記実施の形態で説明したとおりである。 The above embodiment may be modified as follows.
(1) In the above embodiment, one polarizing filter unit 106 is formed by four polarizing filters, but one polarizing filter unit 106 may be formed by a plurality of polarizing filters such as nine polarizing filters. FIG. 3 shows an example of the polarizing filter unit 150 of this modification. FIG. 3 shows an example when one polarizing filter unit 106 is formed by nine polarizing filters. The same reference numerals are assigned to the polarizing filters having the same functions as those of the polarizing filter of the polarizing filter unit 150 in FIG. The polarizing filter unit 106 includes four polarizing filters 151, one polarizing filter 152, two polarizing filters 153, and two polarizing filters 154. The polarizing filter 154 transmits linearly polarized light in the diagonally right direction. The polarizing filter 151 to the polarizing filter 153 are as described in the above embodiment.

図３では、偏光フィルタユニット１０６の４隅に偏光フィルタ１５１が配設され、中央に偏光フィルタ１５１が配設される。縦方向の、偏光フィルタ１５１と偏光フィルタ１５１との間に偏光フィルタ１５３が配設される。また、横方向の、偏光フィルタ１５１と偏光フィルタ１５１との間に偏光フィルタ１５４が配設される。なお、撮像部１１２に色フィルタを設ける場合は、偏光フィルタユニット１０６毎に、色フィルタを割り当てるようにしてもよい。なお、図３では、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。 In FIG. 3, polarizing filters 151 are arranged at the four corners of the polarizing filter unit 106, and a polarizing filter 151 is arranged at the center. A polarizing filter 153 is disposed between the polarizing filter 151 and the polarizing filter 151 in the vertical direction. A polarizing filter 154 is disposed between the polarizing filter 151 and the polarizing filter 151 in the horizontal direction. In addition, when providing a color filter in the imaging part 112, you may make it allocate a color filter for every polarizing filter unit 106. FIG. FIG. 3 shows a state of the polarization filter unit 150 when the linearly polarized light in the horizontal direction is set to a specific polarization state.

（２）また、上記実施の形態では、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の光、つまり、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２の合計面積を、横方向の直線偏光とは直交する縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくしたが、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積を、特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する偏光フィルタの合計面積より小さくしてもよい。この場合、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角度が９０に近いほど、偏光フィルタの合計面積を大きくする。つまり、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の偏光方向、つまり、被写体からの光が有する偏光した光の特定の偏光状態の偏向方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が０度に近いほど、偏光フィルタの合計面積を小さくする。 (2) In the above-described embodiment, the total area of the polarization filter 152 that transmits light in a specific polarization state irradiated by the irradiation unit 103, that is, light in the horizontal linear polarization, is defined as the horizontal linear polarization. Is smaller than the total area of the polarizing filter 151 that transmits orthogonally polarized light in the vertical direction, but the total area of the polarizing filter 151 that transmits light in a specific polarization state is different from that in the specific polarization state. You may make it smaller than the total area of the polarizing filter which permeate | transmits light. In this case, the total area of the polarization filter is increased as the angle between the polarization direction of the specific polarization state irradiated by the irradiation unit 103 and the polarization direction of the light transmitted through the polarization filter is closer to 90. In other words, the polarization direction of the specific polarization state irradiated by the irradiation unit 103, that is, the angle formed by the polarization direction of the specific polarization state of the polarized light included in the light from the subject and the polarization direction of the light transmitted through the polarization filter. Is closer to 0 degrees, the total area of the polarizing filter is reduced.

例えば、図３を例にとって説明すると、照射部１０３が横方向の直線偏光の光を特定の偏光状態の光として照射する場合は、該照射した光の偏光方向と偏光フィルタ１５１が透過する光の偏光方向とのなす角は９０度となるので、偏光フィルタ１５１の合計面積が１番大きくなるように偏光フィルタ１５１を設けてある。また、照射部１０３が照射した光の偏光方向と、偏光フィルタ１５３及び偏光フィルタ１５４が透過する光の偏光方向のなす角は共に４５度となるので、偏光フィルタ１５３の合計面積と、偏光フィルタ１５４の合計面積とが偏光フィルタ１５１の合計面積の次に大きくなるように偏光フィルタ１５３と偏光フィルタ１５４とを設けてある。そして、照射部１０３が照射した光の偏向方向と、偏光フィルタ１５２が透過する光の偏光方向のなす角は０度となるので、偏光フィルタ１５２の面積が最も小さくなるように偏光フィルタ１５２を設けてある。つまり、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタの合計面積が最も小さくなるように設ける。このように、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように設けたので、異なる偏光状態の光を透過する光の光量のバランスをとることができる。したがって、偏光状態がそれぞれ異なる画像の明るさのバランスをとることができる。 For example, referring to FIG. 3, when the irradiation unit 103 irradiates the linearly polarized light in the horizontal direction as light having a specific polarization state, the polarization direction of the irradiated light and the light transmitted through the polarizing filter 151 are described. Since the angle formed by the polarization direction is 90 degrees, the polarization filter 151 is provided so that the total area of the polarization filter 151 is the largest. In addition, since the angle between the polarization direction of the light irradiated by the irradiation unit 103 and the polarization direction of the light transmitted through the polarization filter 153 and the polarization filter 154 is 45 degrees, the total area of the polarization filter 153 and the polarization filter 154 The polarizing filter 153 and the polarizing filter 154 are provided in such a manner that the total area of the polarizing filter 151 and the total area of the polarizing filter 151 is the next largest. Since the angle formed by the deflection direction of the light irradiated by the irradiation unit 103 and the polarization direction of the light transmitted through the polarizing filter 152 is 0 degree, the polarizing filter 152 is provided so that the area of the polarizing filter 152 is minimized. It is. That is, the polarizing filter that transmits light in a specific polarization state is provided so that the total area is the smallest. In this way, the total area of the polarizing filter is increased as the angle between the polarization direction of the light irradiated as a specific polarization state and the polarization direction of the light transmitted through the polarizing filter becomes 90 degrees. Therefore, it is possible to balance the amount of light transmitted through light having different polarization states. Therefore, it is possible to balance the brightness of images having different polarization states.

（３）また、上記実施の形態では、マトリクス配列された画素を有するＣＣＤ１６０を用いて説明したが、ハニカム構造の画素を有するＣＣＤ１６０であってもよい。この場合は、ハニカム構造の画素を有するＣＣＤ１６０に応じて偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタの形状が変わる。図４は、本変形例（３）における偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。なお、図４でも、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。偏光フィルタ部１５０は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５６と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５７と、斜め左方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５８と、斜め右方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５９とを複数有する。また、ＣＣＤ１６０は、Ｒ画素１６２とＳ画素１６３を複数有する。このＲ画素１６２は、高感度な画素であり、Ｒ画素１６２の面積はＳ画素１６３の面積より大きい。また、Ｓ画素１６３は、ダイナミックレンジを上げる画素である。 (3) In the above-described embodiment, the CCD 160 having pixels arranged in a matrix is described. However, the CCD 160 having pixels having a honeycomb structure may be used. In this case, the shape of the polarizing filter of the polarizing filter unit 150 changes according to the CCD 160 having the pixels having the honeycomb structure. FIG. 4 shows an example of the polarizing filter unit 150 and the CCD 160 in the modification (3). FIG. 4 also shows the state of the polarizing filter unit 150 when the linearly polarized light in the horizontal direction is set to a specific polarization state. The polarizing filter unit 150 includes a polarizing filter 156 that transmits linearly polarized light in the vertical direction, a polarizing filter 157 that transmits linearly polarized light in the horizontal direction, and a polarizing filter 158 that transmits linearly polarized light in the diagonally left direction. And a plurality of polarizing filters 159 that transmit linearly polarized light obliquely rightward. The CCD 160 has a plurality of R pixels 162 and S pixels 163. The R pixel 162 is a highly sensitive pixel, and the area of the R pixel 162 is larger than the area of the S pixel 163. The S pixel 163 is a pixel that increases the dynamic range.

また、図４を見るとわかるように、偏光フィルタ１５６を透過した光は、対応する面積の大きいＲ画素１６２に入射される。また、偏光フィルタ１５８を透過した光、及び偏光フィルタ１５９を透過した光も、偏光フィルタ１５８に対応するＲ画素１６２、偏光フィルタ１５９に対応するＲ画素１６２にそれぞれ入射される。そして、偏光フィルタ１５７を透過した光は、面積の小さいＳ画素１６３に入射される。また、それぞれの偏光フィルタは、対応する画素の大きさに応じた面積を有する。つまり、Ｒ画素１６２に対応する偏光フィルタ１５６、偏光フィルタ１５８、及び偏光フィルタ１５９の面積は、Ｓ画素１６３に対応する偏光フィルタ１５７の面積より大きい。また、偏光フィルタ１５６を、偏光フィルタ１５８、及び偏光フィルタ１５９より多く設ける。 As can be seen from FIG. 4, the light transmitted through the polarizing filter 156 is incident on the corresponding R pixel 162 having a large area. Further, the light transmitted through the polarizing filter 158 and the light transmitted through the polarizing filter 159 are also incident on the R pixel 162 corresponding to the polarizing filter 158 and the R pixel 162 corresponding to the polarizing filter 159, respectively. The light transmitted through the polarizing filter 157 is incident on the S pixel 163 having a small area. Each polarizing filter has an area corresponding to the size of the corresponding pixel. That is, the areas of the polarizing filter 156, the polarizing filter 158, and the polarizing filter 159 corresponding to the R pixel 162 are larger than the area of the polarizing filter 157 corresponding to the S pixel 163. Further, the polarizing filter 156 is provided more than the polarizing filter 158 and the polarizing filter 159.

このように、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように、互いに偏光状態が異なる偏光フィルタを設けたので、異なる偏光状態の光を透過する偏光フィルタを透過する光の光量のバランスをとることができる。したがって、偏光状態がそれぞれ異なる画像の明るさのバランスをとることができる。また、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向を透過する偏光フィルタ１５７の合計面積を、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５６の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ１５６を透過する全光量と、偏光フィルタ１５７を透過する全光量とのバランスをとることができる。 In this way, the polarization filter is mutually polarized so that the total area of the polarization filter increases as the angle between the polarization direction of the light irradiated as a specific polarization state and the polarization direction of the light transmitted through the polarization filter becomes 90 degrees. Since the polarization filters having different states are provided, it is possible to balance the amount of light transmitted through the polarization filter that transmits light having different polarization states. Therefore, it is possible to balance the brightness of images having different polarization states. The total area of the polarizing filter 157 that transmits the polarization direction of the light irradiated as the specific polarization state is the polarizing filter 156 that transmits the light in the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the light irradiated as the specific polarization state. Therefore, the total light amount transmitted through the polarizing filter 156 and the total light amount transmitted through the polarizing filter 157 can be balanced.

なお、図４に示すそれぞれの偏光フィルタを、つまり、３つの偏光フィルタ１５６、４つの偏光フィルタ１５７、１つの偏光フィルタ１５８、１つの偏光フィルタ１５９を１つの偏光フィルタユニットとしてもよい。また、偏光フィルタユニット毎にＲＧＢ等の色フィルタをそれぞれ割り当てるようにしてもよい。また、図４ではＲ画素１６２とＳ画素１６３とがそれぞれ１つの画素とした場合について説明したが、面積が大きいＲ画素１６２と面積が小さいＳ画素１６３を１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤの場合でも適用でき、また、図４に示すＣＣＤ１６０の画素うち、Ｓ画素１６３がないハニカム構造のＣＣＤの場合でも適用できる。 Note that each of the polarizing filters shown in FIG. 4, that is, the three polarizing filters 156, the four polarizing filters 157, the one polarizing filter 158, and the one polarizing filter 159 may be used as one polarizing filter unit. Also, color filters such as RGB may be assigned to each polarization filter unit. Further, FIG. 4 illustrates the case where each of the R pixel 162 and the S pixel 163 is a single pixel. However, the CCD having a honeycomb structure in which the R pixel 162 having a large area and the S pixel 163 having a small area are formed as one pixel 161. The present invention can also be applied to the case of the honeycomb structure CCD without the S pixel 163 among the pixels of the CCD 160 shown in FIG.

図５は、Ｒ画素１６２とＳ画素１６３とを１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤ１６０を用いた場合における、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０との一例を示す。図５でも横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。偏光フィルタ部１５０は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７２を複数有する。偏光フィルタ１７１を透過した光は、対応する画素の面積が大きいＲ画素１６２に入射され、偏光フィルタ１７２を透過した光は、対応する画素の面積が小さいＳ画素１６３に入射される。また、偏光フィルタ１７１と偏光フィルタ１７２とは、対応する画素に応じた面積を有する。つまり、偏光フィルタ１７１の面積は、偏光フィルタ１７２の面積より大きい。 FIG. 5 shows an example of the polarizing filter unit 150 and the CCD 160 when the honeycomb-structured CCD 160 having the R pixel 162 and the S pixel 163 as one pixel 161 is used. FIG. 5 also shows the state of the polarization filter unit 150 when the linearly polarized light in the horizontal direction is set to a specific polarization state. The polarizing filter unit 150 includes a plurality of polarizing filters 171 that transmit linearly polarized light in the vertical direction and polarizing filters 172 that transmit linearly polarized light in the horizontal direction. The light transmitted through the polarizing filter 171 is incident on the R pixel 162 having a large area of the corresponding pixel, and the light transmitted through the polarizing filter 172 is incident on the S pixel 163 having a small area of the corresponding pixel. Further, the polarizing filter 171 and the polarizing filter 172 have an area corresponding to the corresponding pixel. That is, the area of the polarizing filter 171 is larger than the area of the polarizing filter 172.

特定の偏光状態として照射される光の偏光方向を透過する偏光フィルタ１７２の合計面積を、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１７１の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ１７２を透過する全光量と、偏光フィルタ１７１を透過する全光量とのバランスをとることができる。なお、図５では、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７２の２つの偏光フィルタを用いて説明したが、縦方向及び横方向以外の方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタを用いるようにしてもよい。要は、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように、互いに偏光状態が異なる偏光フィルタを設けるものであればよい。 The total area of the polarizing filter 172 that transmits the polarization direction of the light irradiated as the specific polarization state is the total of the polarizing filter 171 that transmits the light in the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the light irradiated as the specific polarization state. Since the area is smaller than the area, the total amount of light transmitted through the polarizing filter 172 and the total amount of light transmitted through the polarizing filter 171 can be balanced. In FIG. 5, description has been made using two polarizing filters, a polarizing filter 171 that transmits linearly polarized light in the vertical direction and a polarizing filter 172 that transmits linearly polarized light in the horizontal direction. A polarizing filter that transmits linearly polarized light in a direction other than the direction may be used. In short, the polarization state of each other so that the total area of the polarization filter increases as the angle between the polarization direction of the light irradiated as a specific polarization state and the polarization direction of the light transmitted through the polarization filter becomes 90 degrees. However, it is only necessary to provide a polarizing filter having different.

（４）また、上記実施の形態では、照射部１０３に、波長板１４３を設けるようにしたが、波長板１４３を撮像部１１２の中に設けるようにしてもよい。図６は、本変形例（４）における撮像システム１００の一例を示す。図１と同様の機能を有する構成要素について同様の符号を付しており、上記実施の形態と異なる部分だけを説明する。また、図６の偏光フィルタ部１５０及びＣＣＤ１６０は、図２に示した偏光フィルタ部１５０及びＣＣＤ１６０と同様のものとする。 (4) In the above embodiment, the wavelength plate 143 is provided in the irradiation unit 103, but the wavelength plate 143 may be provided in the imaging unit 112. FIG. 6 shows an example of the imaging system 100 in the present modification (4). Constituent elements having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different portions from the above embodiment will be described. Further, the polarizing filter unit 150 and the CCD 160 in FIG. 6 are the same as the polarizing filter unit 150 and the CCD 160 shown in FIG.

照射部１０３は、偏光部１４２は、光源１４１が発光した光のうち、所定の偏光状態の光を透過してライトガイド１１３に入射する。ライトガイド１１３が、照射部１０３が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドすることにより、照射部１０３は、所定の偏光状態の光を観察部位に照射すことができる。そして、照射された所定の偏光状態の光の戻り光がレンズ１３１を介して波長板１４３に入射される。波長板１４３は、戻り光が有する偏光した光の偏光状態を変える。そして、波長板１４３を透過した光が偏光フィルタ部１５０を透過してＣＣＤ１６０に撮像される。 In the irradiation unit 103, the polarization unit 142 transmits light in a predetermined polarization state out of the light emitted from the light source 141 and enters the light guide 113. The light guide 113 guides the light irradiated by the irradiation unit 103 to the distal end portion 121 of the endoscope 101, so that the irradiation unit 103 can irradiate the observation site with light having a predetermined polarization state. Then, the irradiated return light of a predetermined polarization state is incident on the wave plate 143 through the lens 131. The wave plate 143 changes the polarization state of the polarized light that the return light has. Then, the light transmitted through the wave plate 143 passes through the polarization filter unit 150 and is imaged by the CCD 160.

ここで、照射部１０３が所定の偏光状態の光を観察部位に照射すると、観察部位の表面で反射した光はそのまま偏光状態を保って戻り光としてレンズ１３１に入射され、観察部位の内部で散乱した光は無偏光状態となって戻り光としてレンズ１３１に入射される。したがって、被写体からの光は偏光した光を有することになり、偏光した光の偏光状態は所定の偏光状態となる。回転制御部１４５は、波長板１４３を回転させる。このときは、ＣＣＤ１６０のフレームレートの周期に同期して、波長板１４３を回転させる。そして、撮像部１１２は、波長板１４３及び偏光フィルタ部１５０を透過した観察部位からの戻り光をフレームレートの周期で撮像していく。 Here, when the irradiation unit 103 irradiates the observation site with light in a predetermined polarization state, the light reflected from the surface of the observation site is incident on the lens 131 as return light while maintaining the polarization state, and is scattered inside the observation site. The incident light becomes a non-polarized state and enters the lens 131 as return light. Therefore, the light from the subject has polarized light, and the polarization state of the polarized light becomes a predetermined polarization state. The rotation control unit 145 rotates the wave plate 143. At this time, the wave plate 143 is rotated in synchronization with the frame rate period of the CCD 160. Then, the imaging unit 112 captures the return light from the observation site that has passed through the wave plate 143 and the polarizing filter unit 150 at a frame rate cycle.

撮像部１１２は、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値を回転制御部１４５に出力する。そして、回転制御部１４５は、送られてきた画素の画素値の最大値を検出する。そして、検出された画素の最大値となるときの波長板１４３の回転位置に、波長板１４３を回転させる。つまり、特定の偏光状態の光を受光する画素の画素値が最大となるときに、照射した光の戻り光が有する偏光した光の偏光状態が特定の偏光状態となるので、そのときの波長板１４３の回転位置に波長板１４３を回転させて固定する。以後の動作は、上記実施の形態と同様である。 The imaging unit 112 outputs a pixel value of a pixel that receives light transmitted through the polarization filter 152 that transmits light in a specific polarization state to the rotation control unit 145. Then, the rotation control unit 145 detects the maximum pixel value of the transmitted pixels. Then, the wave plate 143 is rotated to the rotation position of the wave plate 143 when the maximum value of the detected pixels is reached. In other words, when the pixel value of a pixel that receives light in a specific polarization state is maximized, the polarization state of the polarized light that the return light of the irradiated light has becomes a specific polarization state. The wave plate 143 is rotated and fixed at the rotation position 143. Subsequent operations are the same as those in the above embodiment.

また、本変形例（４）では、さらに、照射部１０３を設けなくてもよい。この場合も、撮像部１１２が有する波長板１４３を回転させることにより、被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を特定の偏光状態とすることができる。したがって、偏光状態が異なる偏光フィルタを透過する光の光量のバランスをとることができる。 Moreover, in this modification (4), the irradiation part 103 does not need to be further provided. Also in this case, by rotating the wave plate 143 included in the imaging unit 112, the polarization state of the polarized light included in the light from the subject can be set to a specific polarization state. Therefore, it is possible to balance the amount of light transmitted through the polarizing filters having different polarization states.

（５）また、上記実施の形態では、偏光フィルタ部１５０のそれぞれの偏光フィルタ及び偏光部１４２は直線偏光の光を透過するようにしたが、円偏光を透過する偏光フィルタ、楕円偏光の光を透過する偏光フィルタを用いてもよい。また、偏光フィルタを用いて偏光した光を透過するようにしたが、偏光フィルタと波長板とを組み合わせて、偏光した光を透過してもよい。また、上記実施の形態では、偏光方向の変調のみのケースであったが、任意の偏光パラメータが変調しているケースであってもよい。例えば、偏光方向と位相差の両者が変調しているケースであってもよい。 (5) In the above-described embodiment, each polarization filter and polarization unit 142 of the polarization filter unit 150 transmits linearly polarized light. However, a polarization filter that transmits circularly polarized light and elliptically polarized light. A transmitting polarizing filter may be used. Moreover, although the polarized light is transmitted using the polarizing filter, the polarized light may be transmitted by combining the polarizing filter and the wave plate. In the above embodiment, only the polarization direction is modulated. However, any polarization parameter may be modulated. For example, a case where both the polarization direction and the phase difference are modulated may be used.

（６）また、上記実施の形態では波長板１４３を設けるようにしたが、波長板１４３を設けなくてもよい。この場合は、照射部１０３の偏光部１４２が特定の偏光状態の光を透過してもよい。この場合は、回転制御部１４５を備えなくてもよい。 (6) Although the wave plate 143 is provided in the above embodiment, the wave plate 143 may not be provided. In this case, the polarization unit 142 of the irradiation unit 103 may transmit light in a specific polarization state. In this case, the rotation control unit 145 may not be provided.

（７）また、上記実施の形態では、回転制御部１４５が波長板１４３を回転させるようにしたが、ユーザが波長板１４３を回転させるようにしてもよい。この場合は、表示部１０４が、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値のレベルを表示させ、ユーザが該表示された画素値のレベルを見ることにより、最も画素値のレベルが高くなる回転位置に波長板１４３を合わせる。 (7) In the above embodiment, the rotation control unit 145 rotates the wave plate 143, but the user may rotate the wave plate 143. In this case, the display unit 104 displays the level of the pixel value of the pixel that receives the light transmitted through the polarization filter 152 that transmits the light of a specific polarization state, and the user views the level of the displayed pixel value. Thus, the wave plate 143 is adjusted to the rotational position where the level of the pixel value is highest.

（８）また、上記実施の形態では、内視鏡装置に適用して撮像システム１００を説明したが、内視鏡システムに限らず、デジタルカメラ、又はデジタルビデオカメラ等の撮像素子を備えた機器又はシステムに適用することができる。 (8) In the above-described embodiment, the imaging system 100 has been described by being applied to an endoscope apparatus. However, the imaging system 100 is not limited to an endoscope system, and a device including an imaging element such as a digital camera or a digital video camera. Or it can be applied to the system.

（９）また、被写体からの戻り光は、無偏光の光と偏光した光を有するが、この無偏光の光の光量と、偏光した光の光量との比は、被写体の種類、材質等によって異なる。したがって、被写体の種類、材質等に応じて、特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタの合計面積と、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の第２偏光フィルタの合計面積との比率を変えてもよい。例えば、被写体からの無偏光の光と、被写体からの偏光した光の比率が５対５の場合に、特定の偏光状態の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積と、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積との比率を１対１０にしてしまうと、逆に、第１偏光フィルタを透過する光量が、第２偏光フィルタを透過する光量より小さくなってしまう。したがって、撮像システム１００が撮像する被写体の種類、材質等がわかっている場合は、複数の第１偏光フィルタを透過する全光量と複数の第２偏光フィルタを透過する全光量とが略同一となるように、複数の第１偏光フィルタの合計面積と複数の第２偏光フィルタの合計面積を決めてもよい。また、第１偏光フィルタ及び第２偏光フィルタと異なる偏光フィルタを配設する場合も同様であり、互いに偏光状態が異なる光を透過する偏光フィルタをそれぞれ透過する光の光量が略同一となるように、互いに偏光状態が異なる光を透過する偏光フィルタの合計面積をそれぞれ決めてもよい。 (9) The return light from the subject includes unpolarized light and polarized light. The ratio between the amount of unpolarized light and the amount of polarized light depends on the type and material of the subject. Different. Therefore, the total area of a plurality of first polarizing filters that transmit light of a specific polarization state and a plurality of light that transmits light in a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the specific polarization state, depending on the type, material, and the like of the subject. The ratio with the total area of the second polarizing filter may be changed. For example, when the ratio of non-polarized light from the subject and polarized light from the subject is 5 to 5, the total area of a plurality of polarizing filters that transmit light in a specific polarization state and the specific polarization state If the ratio of the total area of the plurality of polarizing filters that transmit light in the polarization direction orthogonal to the polarization direction is 1:10, the amount of light transmitted through the first polarizing filter is transmitted through the second polarizing filter. It will be smaller than the amount of light to be used. Therefore, when the type, material, and the like of the subject to be imaged by the imaging system 100 are known, the total amount of light transmitted through the plurality of first polarization filters and the total amount of light transmitted through the plurality of second polarization filters are substantially the same. As described above, the total area of the plurality of first polarizing filters and the total area of the plurality of second polarizing filters may be determined. The same applies to the case where a polarizing filter different from the first polarizing filter and the second polarizing filter is provided, so that the amounts of light transmitted through the polarizing filters that transmit light having different polarization states are substantially the same. The total area of the polarizing filters that transmit light having different polarization states may be determined.

（１０）また、上記変形例（１）乃至変形例（９）を矛盾しない範囲で任意に組み合わせた態様であってもよい。 (10) Moreover, the aspect which combined arbitrarily said modification (1) thru | or modification (9) in the range which is not inconsistent may be sufficient.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

本実施の形態の撮像システム１００を示す。1 shows an imaging system 100 of the present embodiment. 偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。An example of the polarizing filter part 150 and CCD160 is shown. 本変形例（１）の偏光フィルタユニットの一例を示す。An example of the polarizing filter unit of this modification (1) is shown. 本変形例（３）における偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。An example of the polarizing filter part 150 and CCD160 in this modification (3) is shown. Ｒ画素１６２とＳ画素１６３とを１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤ１６０を用いた場合における、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０との一例を示す。An example of the polarizing filter unit 150 and the CCD 160 in the case where a honeycomb-structured CCD 160 having the R pixel 162 and the S pixel 163 as one pixel 161 is used is shown. 本変形例（４）における撮像システム１００の一例を示す。An example of the imaging system 100 in this modification (4) is shown.

Explanation of symbols

１００撮像システム
１０１内視鏡
１０２画像生成部
１０３照射部
１０４表示部
１０５鉗子
１０６偏光フィルタユニット
１１１鉗子口
１１２撮像部
１１３ライトガイド
１２１先端部
１３０先端面
１３１レンズ
１３２出射口
１３３ノズル
１４１光源
１４２偏光部
１４３波長板
１４５回転制御部
１５０偏光フィルタ部
１５１偏光フィルタ
１５２偏光フィルタ
１５３偏光フィルタ
１５４偏光フィルタ
１５６偏光フィルタ
１５７偏光フィルタ
１５８偏光フィルタ
１５９偏光フィルタ
１６０ＣＣＤ
１６１画素
１６２Ｒ画素
１６３Ｓ画素
１７１偏光フィルタ
１７２偏光フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging system 101 Endoscope 102 Image generation part 103 Irradiation part 104 Display part 105 Forceps 106 Polarizing filter unit 111 Forceps port 112 Imaging part 113 Light guide 121 Tip part 130 Tip surface 131 Lens 132 Output port 133 Nozzle 141 Light source 142 Polarization part 143 Wave plate 145 Rotation control unit 150 Polarization filter unit 151 Polarization filter 152 Polarization filter 153 Polarization filter 154 Polarization filter 156 Polarization filter 157 Polarization filter 158 Polarization filter 159 Polarization filter 160 CCD
161 Pixel 162 R Pixel 163 S Pixel 171 Polarizing filter 172 Polarizing filter

Claims

A polarizing filter having a plurality of first polarizing filters that transmit light in a specific polarization state that is polarized by light from a subject, and a plurality of second polarizing filters that transmit light in a polarization state different from the specific polarization state And
An imaging device having a plurality of pixels that respectively receive light transmitted through each of the plurality of first polarizing filters and light transmitted through each of the plurality of second polarizing filters;
An imaging system in which a total area of the plurality of first polarizing filters is smaller than a total area of the plurality of second polarizing filters.

The imaging system according to claim 1, further comprising an irradiation unit configured to irradiate the subject with light having the specific polarization state.

The irradiation unit includes a light source that emits light, a polarization unit that transmits light in a predetermined polarization state, and a wave plate that changes light in a predetermined polarization state that has passed through the polarization unit. The imaging system according to claim 2, wherein the imaging system irradiates light having the specific polarization state by rotating the imaging system.

A wave plate that changes the polarization state of the polarized light that the light from the subject has,
The imaging system according to claim 1, further comprising: a rotation control unit that changes a polarization state of polarized light included in the light from the subject to the specific polarization state by rotating the wavelength plate.

The imaging system according to claim 1, wherein the number of the first polarizing filters is smaller than the number of the second polarizing filters.

The imaging system according to claim 1, wherein an area of the first polarizing filter is smaller than an area of the second polarizing filter.

The image pickup element has a pixel having a honeycomb structure in which a pixel having a small area and a pixel having a large area are formed as one pixel, and the pixel having a small area receives light transmitted through the first polarizing filter. The imaging system according to claim 6, wherein the pixel having the large area receives light transmitted through the second polarizing filter.

The first polarizing filter includes:
Transmitting light of a specific polarization direction as the specific polarization state,
The second polarizing filter is
The imaging system according to claim 1, wherein light having a polarization direction substantially orthogonal to the specific polarization direction is transmitted.