CN117642695A - 透镜装置、摄像装置及滤光器单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制重影及光斑的产生的透镜装置、摄像装置及滤光器单元。透镜装置(100)在光路中从物体侧依次具备第1光学滤光器(134A、134B)、第2光学滤光器(136A、136B)。第1光学滤光器(134A、134B)由在特定波长区域具有光透射频带的光学滤光器(例如,带通滤光器)构成。第2光学滤光器(136A、136B)由在与第1光学滤光器的光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带的光学滤光器(带阻滤光器)构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种透镜装置、摄像装置及滤光器单元。
背景技术
在专利文献1中,记载有具备具有偏振特性及色特性不同的多个透光区域的偏振滤色板及偏振图像传感器的摄像装置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/020791号
发明内容
本发明的技术所涉及的一个实施方式提供一种能够抑制重影及光斑的产生的透镜装置、摄像装置及滤光器单元。
用于解决技术课题的手段
(1)一种透镜装置,其在光路中从物体侧依次具备:第1光学滤光器,在特定波长区域具有光透射频带;及第2光学滤光器,在与第1光学滤光器的光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带。
(2)根据(1)所述的透镜装置,其中,
第1光学滤光器为反射型带通滤光器。
(3)根据(1)或(2)所述的透镜装置,其中,
在光路中具备具有多个开口部的框体,
所述透镜装置具有:第1光学滤光器,配置于至少2个开口部;及第2光学滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部中。
(4)根据(3)所述的透镜装置,其中,
配置于开口部的第1光学滤光器具有与配置于其他开口部中的至少1个开口部的第1光学滤光器不同的光透射频带。
(5)根据(4)所述的透镜装置,其中,
配置于开口部的第2光学滤光器具有包含配置于其他开口部中的至少1个开口部的第1光学滤光器的光透射频带的光吸收频带。
(6)根据(4)所述的透镜装置,其中,
框体具备至少3个开口部,
所述透镜装置具有:第1光学滤光器,配置于至少3个开口部;及第2光学滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部,配置于至少1个开口部的第2光学滤光器具有包含配置于其他开口部的第1光学滤光器的光透射频带的光吸收频带。
(7)根据(4)所述的透镜装置,其中,
框体具备至少3个开口部,
所述透镜装置具有:第1光学滤光器,配置于至少3个开口部;及第2光学滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部,配置于至少1个开口部的第2光学滤光器组合具有不同的光吸收频带的多个光学滤光器而构成,具有包含配置于其他开口部的第1光学滤光器的光透射频带的光吸收频带。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器在吸收率达到峰值的波长下的吸收率为0.8以上。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器在透射率达到峰值的波长下的透射率为0.8以上。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器在反射率达到峰值的波长下的反射率小于0.1。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器中吸收率达到峰值的50%的波长的宽度为20nm以上。
(12)根据(11)所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器中吸收率达到峰值的50%的波长的宽度为20nm以上且200nm以下。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器具有包含色素的层。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的透镜装置,其中,
第2光学滤光器在与第1光学滤光器中透射率达到峰值的波长相对应的波长下的透射率为0.8以上。
(15)根据(3)至(7)中任一项所述的透镜装置,其中,
配置于开口部的第2光学滤光器在与配置于其他开口部中的至少1个开口部的第1光学滤光器中透射率达到峰值的波长对应的波长下的吸收率为0.8以上。
(16)根据(3)、(4)、(5)、(6)、(7)或(15)所述的透镜装置,其中,
框体配置于光瞳位置或光瞳位置附近。
(17)根据(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(15)或(16)所述的透镜装置,其还具有:
偏振滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部。
(18)一种摄像装置,其具备:(17)所述的透镜装置;及接收通过透镜装置的光的偏振图像传感器。
(19)一种滤光器单元,其配置于透镜装置的光路中,
所述滤光器单元具备:框体,具有多个开口部;第1光学滤光器,配置于至少2个开口部,在特定波长区域具有光透射频带;及第2光学滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部,在与第1光学滤光器的光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带。
(20)根据(19)所述的滤光器单元,其中,
配置于开口部的第1光学滤光器具有与配置于其他开口部中的至少1个开口部的第1光学滤光器不同的光透射频带。
(21)根据(19)或(20)所述的滤光器单元,其中,
配置于开口部的第2光学滤光器具有包含配置于其他开口部中的至少1个开口部的第1光学滤光器的光透射频带的光吸收频带。
(22)根据(19)至(21)中任一项所述的滤光器单元,其还具有:
偏振滤光器,配置于配置有第1光学滤光器的开口部。
附图说明
图1是表示摄像透镜的一例的图。
图2是表示滤光器单元的概略结构的主视图。
图3是表示第1带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图4是表示第2带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图5是摄像透镜的作用的说明图。
图6是光瞳区域被分割为3个区域的摄像透镜中所具备的滤光器单元的主视图。
图7是图6所示的滤光器单元的分解立体图。
图8是表示第1带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图9是表示第2带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图10是表示第3带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图11是摄像透镜的作用的说明图。
图12是表示滤光器单元中所具备的窗部的形状的另一例的图。
图13是表示锐截止滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图14是表示当组合带阻滤光器和锐截止滤光器构成1个第2光学滤光器时的第2光学滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图15是表示第2光学滤光器的吸收率特性的一例的图表。
图16是表示第2光学滤光器的透射率特性的一例的图表。
图17是表示第2光学滤光器的透射率特性的另一例的图表。
图18是表示第2光学滤光器的反射率特性的一例的图表。
图19是表示与第1光学滤光器组合而使用的第2光学滤光器的透射率特性的一例的图表。
图20是表示与第1光学滤光器组合而使用的第2光学滤光器的透射率特性的另一例的图表。
图21是表示在第3窗部中与带通滤光器组合而使用的带阻滤光器的透射率特性的一例的图表。
图22是表示当使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器时的透射率特性的一例的图表。
图23是偏振方式的多光谱相机系统用摄像透镜中所具备的滤光器单元的分解立体图。
图24是表示滤光器单元的各窗部中所具备的偏振滤光器的一例的图。
图25是表示多光谱相机系统的概略结构的图。
图26是表示偏振图像传感器中的像素及偏振器的配置的一例的图。
图27是表示信号处理装置的硬件结构的一例的图。
图28是信号处理装置所具有的主要功能的框图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[摄像透镜]
其中,以将本发明适用于摄像透镜、尤其以光瞳分割摄像透镜的情况为例进行说明。光瞳分割摄像透镜为光瞳区域分割为多个区域的透镜。光瞳分割摄像透镜例如使用于多光谱相机系统中。关于多光谱相机系统在后面进行叙述。
[结构]
图1是表示摄像透镜的一例的图。
本实施方式的摄像透镜100为光瞳区域被分割为2个区域的光瞳分割摄像透镜。摄像透镜100为透镜装置的一例。
如图1所示,摄像透镜100具备镜筒110、多个透镜组120A、120B及滤光器单元130。
镜筒110具有圆筒状的形状。透镜组120A、120B及滤光器单元130配置于镜筒110内的规定位置。
透镜组120A、120B至少由1片透镜构成。在图1中,为方便起见,仅图示2个透镜组120A、120B。以下,根据需要,将配置于滤光器单元130的前侧的透镜组120A设为第1透镜组,将配置于滤光器单元130的后侧的透镜组120B设为第2透镜组来区分2个透镜组120A、120B。另外,“前侧”是指“物体侧”,“后侧”是指“像侧”。
滤光器单元130配置于光路中。更具体而言,滤光器单元130配置于摄像透镜100中的光瞳位置或光瞳位置附近。另外,光瞳位置附近是指满足下式的区域。
|d|<φ/(2tanθ)
θ:光瞳位置下的最大主光线角度(主光线角度为与光轴所成的角度)
φ:光瞳直径
|d|:距光瞳位置的距离
图2是表示滤光器单元的概略结构的主视图。
滤光器单元130由滤光器框132及保持在其滤光器框132的光学滤光器构成。
滤光器框132具有与镜筒110的内周形状对应的板状的形状,且具有多个窗部。如图2所示,本实施方式的滤光器框132具有圆盘状的形状,且具有2个窗部132A、132B。滤光器框132为框体的一例。
2个窗部132A、132B由圆形状的开口构成,并夹着光轴Z而对称配置。窗部132A、132B为开口部的一例。以下,根据需要,将窗部132A设为第1窗部132A,将窗部132B设为第2窗部132B来区分2个窗部132A、132B。
摄像透镜100通过滤光器框132配置于光瞳位置或光瞳位置附近,光瞳区域分割为多个区域。即,光路被分割为多个。在本实施方式中,光瞳区域分割为2个区域。即,光路被分割为2个。
在各窗部132A、132B中,沿光轴Z从物体侧(前侧)依次配置有带通滤光器(Band-pass filter:BPF)134A、134B、带阻滤光器(band-stop filter:BSF)136A、136B。
以下,根据需要,将配置于第1窗部132A的带通滤光器134A设为第1带通滤光器134A,将配置于第2窗部132B的带通滤光器134B设为第2带通滤光器134B来区分配置于各窗部132A、132B的带通滤光器134A、134B。并且,将配置于第1窗部132A的带阻滤光器136A设为第1带阻滤光器136A,将配置于第2窗部132B的带阻滤光器136B设为第2带阻滤光器136B来区分配置于各窗部132A、132B的带阻滤光器136A、136B。
带通滤光器为通过高效地透射特定波长区域的光,并有效阻止除此之外的光,仅使特定波长区域的光透射的光学滤光器。配置于各窗部132A、132B的带通滤光器134A、134B具有彼此不同的光透射频带。将第1带通滤光器134A的光透射频带设为第1光透射频带Λ1。并且,将第2带通滤光器134B的光透射频带设为第2光透射频带Λ2(Λ1≠Λ2)。在本实施方式中,第2光透射频带Λ2设定于比第1光透射频带Λ1更长的长波长侧。带通滤光器134A、134B为第1光学滤光器的一例。
在带通滤光器中,存在反射型及吸收型。反射型具有反射某一频带,透射除此之外的频带的功能。另一方面,吸收型具有吸收某一频带,透射除此之外的频带的功能。反射型带通滤光器能够实现窄的光透射频带,且能够从透射带快速向透射阻挡带转移的优点。由此,在摄像透镜100使用于多光谱相机的情况下,优选使用反射型带通滤光器。在本实施方式的摄像透镜100中,使用反射型带通滤光器。
带阻滤光器为使特定波长区域(阻带)的光衰减至非常低的水平,以较少的强度损失使除此之外的大多波长的光透射的光学滤光器。由此,带阻滤光器具有与带通滤光器完全相反的性质。带阻滤光器也称为频带去除滤光器(band-rejection filter:BRF)、频带切除滤光器(band elimination filter:BEF)、带除滤光器、阶式滤光器等。带阻滤光器136A、136B为第2光学滤光器的一例。
在本实施方式中,使用吸收型带阻滤光器作为带阻滤光器。吸收型带阻滤光器在特定波长区域具有光吸收频带,通过吸收阻碍光吸收频带的光的透射。
带阻滤光器例如由在透明基板上具备包含吸收特定波长区域的光的色素材料的层的光学滤光器构成。通过使用色素材料,可以获得必要的透射率特性、吸收率特性及反射率特性。并且,基于色素材料的带阻滤光器因薄膜化而容易层叠,通过组合多个色素材料,可以获得所期望的透射率特性、吸收率特性及反射率特性。
第1带阻滤光器136A及第2带阻滤光器136B具有以下吸收率特性。
图3是表示第1带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
在该图中,由符号BSF1表示的实线图表表示第1带阻滤光器136A的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器134A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器134B的透射率特性。
如图3所示,第1带阻滤光器136A具有使如下光透射的特性,所述光为至少第1带通滤光器134A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光。另一方面,具有吸收至少第2带通滤光器134B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光的特性。
图4是表示第2带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
在该图中,由符号BSF2表示的实线图表表示第2带阻滤光器136B的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器134A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器134B的透射率特性。
如图4所示,第2带阻滤光器136B具有使如下光透射的特性,所述光为至少第2带通滤光器134B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光。另一方面,具有吸收至少第1带通滤光器134A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光的特性。
如此,配置于各窗部的带阻滤光器具有使如下光透射的特性,所述光为至少配置于相同的窗部的带通滤光器允许透射的波长区域的光。另一方面,配置于其他窗部中的至少1个窗部的带通滤光器允许透射的波长区域的光具有吸收的特性。
因此,配置于各窗部的带阻滤光器在与配置于相同的窗部的带通滤光器的光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带。例如,如图3所示,第1带阻滤光器136A在与第1光透射频带Λ1不同的波长区域具有光吸收频带。并且,如图4所示,第2带阻滤光器136B在与第2光透射频带Λ2不同的波长区域具有光吸收频带。
并且,配置于各窗部的带阻滤光器具有包含配置于其他窗部中的至少1个窗部的带通滤光器的光透射频带的光吸收频带。例如,如图3所示,第1带阻滤光器136A具有包含第2光透射频带Λ2的光吸收频带。并且,如图4所示,第2带阻滤光器136B具有包含第1光透射频带Λ1的光吸收频带。
[作用]
接着,对如上所述构成的本实施方式的摄像透镜100的作用进行说明。
首先,为了比较,对在各窗部仅配置有带通滤光器时的作用进行说明。即,对没有带阻滤光器时的作用进行说明。
在如本实施方式的摄像透镜100那样的光瞳分割摄像透镜中,具有分割为光瞳区域的光路在图像传感器上再次合流等性质。
通过第1窗部132A的光在被第1带通滤光器134A限制于波长区域Λ1的状态下到达至图像传感器。然而,一部分光被比第1带通滤光器134A更靠后侧的透镜(第2透镜组120B)及图像传感器等反射。而且,被反射的光的一部分入射到第2窗部132B。入射到第2窗部132B的光被配置于第2窗部132B的第2带通滤光器134B再次反射后,到达图像传感器。其中,被第2带通滤光器134B反射的光的波长区域Λ1与第2带通滤光器134B的光透射频带(第2光透射频带Λ2)不同。因此,几乎100%被反射。结果,产生强的重影及光斑。
关于通过第2窗部132B的光也相同。通过第2窗部132B的光在被第2带通滤光器134B限制于波长区域Λ2的状态下到达至图像传感器。然而,一部分光被比第2带通滤光器134B更靠后侧的透镜(第2透镜组120B)及图像传感器等反射。而且,被反射的光的一部分入射到第1窗部132A。入射到第1窗部132A的光被配置于第1窗部132A的第1带通滤光器134A再次反射后,到达图像传感器。其中,被第1带通滤光器134A反射的光的波长区域Λ2与第1带通滤光器134A的光透射频带(第1光透射频带Λ1)不同。因此,几乎100%被反射。结果,产生强的重影及光斑。
如此,在各窗部仅配置有带通滤光器的结构中,通过一个窗部的光入射到其他窗部而再次反射,由此产生强的重影及光斑。
作为使重影及光斑减少的方法,通常使用防反射膜。然而,防反射膜通过提高透射率来减少反射率。因此,例如,若在第2带通滤光器134B上赋予波长区域Λ1的防反射膜,则使波长区域Λ1的光透射。结果,第2带通滤光器134B的光透射频带使其透射波长区域Λ1及波长区域Λ2两个区域,并无法实现所期望的透射率特性(使其仅透射波长区域Λ1的透射率特性)。
接着,对本实施方式的摄像透镜100的作用进行说明。
图5是摄像透镜的作用的说明图。
关于入射到摄像透镜100的光,光路被滤光器单元130被分割为3个,并通过第1窗部132A及第2窗部132B,到达图像传感器(未图示)。
入射到第1窗部132A的光首先通过第1带通滤光器134A。通过第1带通滤光器134A,由此限制于波长区域Λ1。接着,通过第1带阻滤光器136A。第1带阻滤光器136A吸收波长区域Λ2的光,但使波长区域Λ1的光透射。由此,通过第1带通滤光器134A的波长区域Λ1的光直接通过第1带阻滤光器136A。
相同地,入射到第2窗部132B的光首先通过第2带通滤光器134B。通过第2带通滤光器134B,由此限制于波长区域Λ2。接着,通过第2带阻滤光器136B。第2带阻滤光器136B吸收波长区域Λ1的光,但使波长区域Λ2的光透射。由此,通过第2带通滤光器134B的波长区域Λ2的光直接通过第2带阻滤光器136B。
通过第1窗部132A及第2窗部132B的光到达图像传感器的过程中一部分被透镜(第2透镜组120B)等反射。并且,到达图像传感器的光的其一部分被图像传感器反射。
通过第1窗部132A,由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光也入射到第2窗部132B。然而,在第2窗部132B配置有第2带阻滤光器136B。如上所述,第2带阻滤光器136B使波长区域Λ2的光透射,但吸收波长区域Λ1的光。由此,即使由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光入射到第2窗部132B,在到达第2带通滤光器134B之前也被吸收。因此,能够抑制由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光由第2带通滤光器134B再次反射。
当通过第2窗部132B的波长区域Λ2的光由透镜及图像传感器等反射,并入射到第1窗部132A时也相同。在到达第1带通滤光器134A之前,由配置于第1窗部132A的第1带阻滤光器136A吸收,因此能够抑制第1带通滤光器134A的再次反射。
如此,根据本实施方式的摄像透镜100,即使在通过一个窗部的光由透镜及图像传感器等反射而入射到其他窗部的情况下,也能够由各窗部中所具备的带阻滤光器136A、136B吸收。由此,能够抑制带通滤光器134A、134B的再次反射,并能够抑制重影及光斑的产生。
[摄像透镜的变形例]
(1)光瞳区域的分割数量
在上述实施方式中,以将光瞳区域分割为2个区域的情况为例进行了说明,光瞳区域的分割数量并不限定于此。优选根据用途等适当设定。以下,作为一例,对光瞳区域被分割为3个区域的摄像透镜进行说明。
相对于光瞳区域被分割为2个区域的上述实施方式的摄像透镜100,在光瞳区域被分割为3个区域的摄像透镜中,滤光器单元的结构不同。因此,其中仅对滤光器单元的结构进行说明。
图6是光瞳区域被分割为3个区域的摄像透镜中所具备的滤光器单元的主视图。并且,图7是图6所示的滤光器单元的分解立体图。
如图6及图7所示,在本例的滤光器单元140中,在滤光器框142中具备有3个窗部142A、142B、142C。各窗部142A、142B、142C以规定间隔配置于以光轴为中心的同心圆上。以下,根据需要,将窗部142A设为第1窗部142A,将窗部142B设为第2窗部142B,将窗部142C设为第3窗部142C来区分3个窗部142A、142B、142C。摄像透镜100通过滤光器框142配置于光瞳位置或光瞳位置附近,光瞳区域分割为3个区域。即,光路被分割为3个。
在各窗部142A、142B、142C配置有带通滤光器144A、144B、144C及带阻滤光器146A、146B、146C。在本例的滤光器单元140中,沿光轴Z从物体侧(前侧)依次配置有带通滤光器144A、144B、144C、带阻滤光器146A、146B、146C。
以下,根据需要,将配置于第1窗部142A的带通滤光器144A设为第1带通滤光器144A,将配置于第2窗部142B的带通滤光器144B设为第2带通滤光器144B,将配置于第3窗部142C的带通滤光器144C设为第3带通滤光器144C来区分配置于各窗部142A、142B、142C的带通滤光器144A、144B、144C。并且,将配置于第1窗部142A的带阻滤光器146A设为第1带阻滤光器146A,将配置于第2窗部142B的带阻滤光器146B设为第2带阻滤光器146B,将配置于第3窗部142C的带阻滤光器146C设为第3带阻滤光器146C来区分配置于各窗部142A、142B、142C的带阻滤光器146A、146B、146C。
配置于各窗部142A、142B、142C的带通滤光器144A、144B、144C具有彼此不同的光透射频带。将第1带通滤光器144A的光透射频带设为第1光透射频带Λ1。并且,将第2带通滤光器144B的光透射频带设为第2光透射频带Λ2(Λ1≠Λ2)。并且,将第3带通滤光器144C的光透射频带设为第3光透射频带Λ3(Λ1≠Λ3、Λ2≠Λ3)。在本例中,第3光透射频带Λ3设定于比第2光透射频带Λ2的更长的长波长侧。并且,第2光透射频带Λ2设定于比第1光透射频带Λ1更长的长波长侧。并且,在带通滤光器144A、144B、144C中,使用反射型带通滤光器。
在带阻滤光器146A、146B、146C中,使用吸收型带阻滤光器。配置于各窗部142A、142B、142C的带阻滤光器146A、146B、146C分别具有以下吸收率特性。
图8是表示第1带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
在该图中,由符号BSF1表示的实线图表表示第1带阻滤光器146A的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器144A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器144B的透射率特性。并且,由符号BPF3表示的虚线图表表示第3带通滤光器144C的透射率特性。
如图8所示,第1带阻滤光器146A具有使如下光透射的特性,所述光为至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光。另一方面,具有吸收至少第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光、及第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光的特性。
关于第1带阻滤光器146A,例如能够由1种色素材料实现。即,由第1带阻滤光器136A透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)不在由第1带阻滤光器136A吸收的2个波长区域(第2光透射频带Λ2及第3光透射频带Λ3)之间,因此能够由1种色素材料构成。具体而言,使用吸收第2光透射频带Λ2及第3光透射频带Λ3的光的色素材料来构成。
图9是表示第2带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
在该图中,由符号BSF2表示的实线图表表示第2带阻滤光器146B的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器144A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器144B的透射率特性。并且,由符号BPF3表示的虚线图表表示第3带通滤光器144C的透射率特性。
如图9所示,第2带阻滤光器146B具有使如下光透射的特性,所述光为至少第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光。另一方面,具有吸收至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光、及第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光的特性。
第2带阻滤光器146B例如组合2个带阻滤光器而构成。具体而言,将吸收第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光的带阻滤光器(第1的第2带阻滤光器)及吸收第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光的带阻滤光器(第2的第2带阻滤光器)进行组合,作为整体实现具有所期望的吸收率特性的带阻滤光器。此时,例如,第1的第2带阻滤光器使用吸收第1光透射频带Λ1的光的色素材料而构成。并且,第2的第2带阻滤光器使用吸收第3光透射频带Λ3的光的色素材料而构成。在图9中,由符号BSF21表示的实线图表表示第1的第2带阻滤光器的吸收率特性。并且,由符号BSF22表示的实线图表表示第2的第2带阻滤光器的吸收率特性。
图10是表示第3带阻滤光器的吸收率特性的一例的图表。
在该图中,由符号BSF3表示的实线图表表示第3带阻滤光器146C的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器144A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器144B的透射率特性。并且,由符号BPF3表示的虚线图表表示第3带通滤光器144C的透射率特性。
如图10所示,第3带阻滤光器146C具有使至少第3带通滤光器144C透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光透射的特性。另一方面,具有吸收至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光、及第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光的特性。
关于第3带阻滤光器146C,也能够由1种色素材料实现。即,通过使用吸收第1光透射频带Λ1及第2光透射频带Λ2的光的色素材料,能够由1种色素材料构成。
如上所述,配置于各窗部的带阻滤光器具有使至少配置于相同的窗部的带通滤光器透射的波长区域的光透射的特性。另一方面,配置于其他窗部中的至少1个窗部的带通滤光器允许透射的波长区域的光具有吸收的特性。由此,如图8所示,第1带阻滤光器146A在与第1光透射频带Λ1不同的波长区域具有光吸收频带,另一方面,在包含第2光透射频带Λ2及第3光透射频带Λ3的波长区域具有光吸收频带。并且,如图9所示,第2带阻滤光器146B在与第2光透射频带Λ2不同的波长区域具有光吸收频带,另一方面,在包含第1光透射频带Λ1及第3光透射频带Λ3的波长区域具有光吸收频带。并且,如图10所示,第3带阻滤光器146C在与第3光透射频带Λ3不同的波长区域具有光吸收频带,另一方面,在包含第1光透射频带Λ1及第2光透射频带Λ2的波长区域具有光吸收频带。
图11是摄像透镜的作用的说明图。
入射到摄像透镜100的光通过滤光器单元140通过第1窗部142A、第2窗部142B及第3窗部142C,到达图像传感器(未图示)。
入射到第1窗部142A的光首先通过第1带通滤光器144A。通过第1带通滤光器144A,由此限制于波长区域Λ1。接着,通过第1带阻滤光器146A。第1带阻滤光器146A吸收波长区域Λ2及波长区域Λ3的光,但使波长区域Λ1的光透射。由此,通过第1带通滤光器144A的波长区域Λ1的光直接通过第1带阻滤光器146A。
入射到第2窗部142B的光也首先通过第2带通滤光器144B。通过第2带通滤光器144B,由此限制于波长区域Λ2。接着,通过第2带阻滤光器146B。第2带阻滤光器146B吸收波长区域Λ1及波长区域Λ3的光,但使波长区域Λ2的光透射。由此,通过第2带通滤光器144B的波长区域Λ2的光直接通过第2带阻滤光器146B。
入射到第3窗部142C的光也首先通过第3带通滤光器144C。通过第3带通滤光器144C,由此限制于波长区域Λ3。接着,通过第3带阻滤光器146C。第3带阻滤光器146C吸收波长区域Λ1及波长区域Λ2的光,但使波长区域Λ3的光透射。由此,通过第3带通滤光器144C的波长区域Λ3的光直接通过第3带阻滤光器146C。
通过第1窗部142A、第2窗部142B及第3窗部142C的光到达图像传感器的过程中一部分被透镜(第2透镜组120B)等反射。并且,到达图像传感器的光的其一部分被图像传感器反射。
通过第1窗部142A,由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光也入射到第2窗部142B及第3窗部142C。然而,在第2窗部142B及第3窗部142C中,分别配置有第2带阻滤光器146B及第3带阻滤光器146C。如上所述,配置于第2窗部142B的第2带阻滤光器146B使波长区域Λ2的光透射,但吸收波长区域Λ1及波长区域Λ3的光。由此,即使由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光入射到第2窗部142B,在到达第2带通滤光器144B之前也被吸收。因此,能够抑制由透镜及图像传感器等反射的波长区域Λ1的光由第2带通滤光器144B再次反射。并且,配置于第3窗部142C的第3带阻滤光器146C使波长区域Λ3的光透射,但吸收波长区域Λ1及波长区域Λ2的光。由此,即使通过反射返回的光即波长区域Λ1的光入射到第3窗部142C,在到达第3带通滤光器144C之前也被吸收。因此,能够抑制通过反射返回的光及波长区域Λ1的光由第3带通滤光器144C再次反射。
当通过第2窗部142B的波长区域Λ2的光由透镜及图像传感器等反射,并入射到第1窗部142A及第3窗部142C时也相同。当通过反射返回的光及波长区域Λ2的光入射到第1窗部142A时,在到达第1带通滤光器144A之前被第1带阻滤光器146A吸收。因此,能够抑制波长区域Λ2的光由第1带通滤光器144A再次反射。并且,当波长区域Λ2的光入射到第3窗部142C时,在达到第3带通滤光器144C之前被第3带阻滤光器146C吸收。因此,能够抑制波长区域Λ2的光由第3带通滤光器144C再次反射。
当通过第3窗部142C的波长区域Λ3的光由透镜及图像传感器等反射,并入射到第1窗部142A及第2窗部142B时也相同。当通过反射返回的光及波长区域Λ3的光入射到第1窗部142A时,在到达第1带通滤光器144A之前,被第1带阻滤光器146A吸收。由此,能够抑制波长区域Λ3的光由第1带通滤光器144A再次反射。并且,当波长区域Λ3的光入射到第2窗部142B时,在达到第2带通滤光器144B之前被第2带阻滤光器146B吸收。因此,能够抑制波长区域Λ3的光由第2带通滤光器144B再次反射。
如此,根据本实施方式的摄像透镜100,即使在通过一个窗部的光由透镜及图像传感器等反射而入射到其他窗部的情况下,也能够由各窗部中所具备的带阻滤光器146A、146B吸收。由此,能够抑制带通滤光器144A、144B的再次反射,并能够抑制重影及光斑的产生。
(2)窗部的形状
上述实施方式中,将滤光器单元中所具备的窗部的形状(开口形状)设为圆形状,但窗部的形状并不限定于此。
图12是表示滤光器单元中所具备的窗部的形状的另一例的图。
在该图中,将圆盘状的滤光器框142沿周向分割为3等分而设置具有扇状的开口形状的窗部142A、142B、142C。在各窗部142A、142B、142C中,分别配置有扇状的带通滤光器及带阻滤光器。
(3)带通滤光器及带阻滤光器的结构
带通滤光器及带阻滤光器的功能也能够通过1片光学滤光器来实现。例如,在透明基板的一侧的面设置具有带通滤光器的功能的层或膜,在另一侧的面设置具有带阻滤光器的功能的层或膜。由此,能够由1片实现具有带通滤光器及带阻滤光器的功能的光学滤光器。
并且,在由不同的光学滤光器构成带通滤光器及带阻滤光器的情况下,2个光学滤光器优选没有空气层而配置。此时,例如,通过光学接触等接合各光学滤光器,并能够以一体化的方式配置。
(4)滤光器单元,
滤光器单元可以是能够从镜筒拆卸的结构。由此,能够进行滤光器单元的更换。
此外,可以是能够单独更换安装于各窗部的光学滤光器的结构。由此,能够自由地选择分光的波长的数量及组合。另外,此时,不一定必须使用所有的窗部。例如,在滤光器框中具备4个窗部的滤光器单元中,当对分光为3个波长的图像进行摄像时,对1个窗部进行遮光而使用。
(5)第2光学滤光器
在上述实施方式中,以使用在光吸收频带具有有限的宽度的带阻滤光器作为第2光学滤光器的情况为例进行了说明,但用作第2光学滤光器的光学滤光器并不限定于此。此外,例如,还能够使用具有吸收某一特定波长以上的光或以下的光,并使其他波长区域的光透射的特性的光学滤光器。作为该种光学滤光器,能够例示锐截止滤光器(Sharp CutFilter:SCF)。锐截止滤光器也称为长波通滤光器等。
图13是表示锐截止滤光器的吸收率特性的一例的图表。
该图示出了在图6所示的滤光器单元(具有3个窗部的滤光器单元)中,配置于第1窗部的锐截止滤光器的吸收率特性的一例。即,示出了组合第1带通滤光器144A而使用的锐截止滤光器的吸收率特性的一例。
在该图中,由符号SCF1表示的实线图表表示锐截止滤光器的吸收率特性。
另外,在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器144A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器144B的透射率特性。并且,由符号BPF3表示的虚线图表表示第3带通滤光器144C的透射率特性。
如图13所示,本例的锐截止滤光器具有以下特性:将第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)与第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)之间的波长设为边界,吸收长波长侧的光。由此,能够透射第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光,且能够吸收第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光及第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光。
图14是表示当组合带阻滤光器和锐截止滤光器构成1个第2光学滤光器时的第2光学滤光器的吸收率特性的一例的图表。
该图示出了在图6所示的滤光器单元中,配置于第1窗部的第2光学滤光器的吸收率特性的一例。
在该图中,由符号BPF1表示的虚线图表表示第1带通滤光器144A的透射率特性。并且,由符号BPF2表示的虚线图表表示第2带通滤光器144B的透射率特性。并且,由符号BPF3表示的虚线图表表示第3带通滤光器144C的透射率特性。
在本例中,通过将吸收至少第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光,并使其他波长区域的光透射的带阻滤光器和吸收至少第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光,并使其他波长区域的光透射的锐截止滤光器进行组合,作为整体,可以实现具有所期望的吸收率特性的第2光学滤光器。
在图14中,由符号BSF11表示的实线图表表示带阻滤光器的吸收率特性。带阻滤光器在包含第2光透射频带Λ2的波长区域具有有限的宽度的光吸收频带。
并且,在图14中,由符号SCF12表示的实线图表表示锐截止滤光器的吸收率特性。锐截止滤光器具有将设置于比第3光透射频带Λ3更短的短波长侧的波长设为边界吸收长波长侧的光的特性。
如此,通过组合带阻滤光器和锐截止滤光器,也能够实现具有所期望的吸收率特性的第2光学滤光器。
另外,在本例中,以组合带阻滤光器和锐截止滤光器,实现具有所期望的吸收率特性的第2光学滤光器的情况为例进行了说明,但也能够组合2个锐截止滤光器,实现具有所期望的吸收率特性的第2光学滤光器。
[第2光学滤光器的光学特性]
其中,对第2光学滤光器应具有的优选的光学特性进行说明。
(1)第2光学滤光器的吸收率特性
图15是表示第2光学滤光器的吸收率特性的一例的图表。
该图示出了当使用光吸收频带具有有限的宽度的带阻滤光器作为第2光学滤光器时的优选的吸收率特性的一例。
在从所谓可见区至近红外区(400~1000[nm])中,将吸收率达到峰值的波长(吸收率峰值波长)设为λabs,将吸收率峰值波长λabs中的吸收率设为αmax。
第2光学滤光器优选为在吸收率峰值波长λabs下的吸收率αmax为0.8以上(αmax≥0.8)。
在光学滤光器中,若将吸收率设为α、将透射率设为τ、将反射率设为ρ,则存在α+τ+ρ=1的关系。在吸收率峰值波长λabs附近的波长入射到第2光学滤光器的情况下,未被吸收的光分为透射和反射。然而,若在光的行进方向的后侧有反射部件,则透射成分也会被反射。通过确保规定以上的吸收率α,能够减少还包含伴随透射的反射成分的光的反射成分。
图15是带阻滤光器的例,但对使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器的情况也相同,优选为在吸收率峰值波长λabs下的吸收率αmax为0.8以上。
另外,在使用在光吸收频带具有有限的宽度的带阻滤光器作为第2光学滤光器情况下,优选进一步满足以下条件。即,若将在吸收率峰值波长λabs下的吸收率αmax达到50%(αmax/2)的波长的宽度设为δλabs,则其宽度δλabs优选为20nm以上且200nm以下(20[nm]≤δλabs≤200[nm])。吸收率峰值波长下的吸收率达到50%(半值)的波长的宽度是指,吸收率达到峰值的50%的值的长波长侧与短波长侧之间的带宽(所谓半高全宽)。
若吸收的波长范围过于窄,则无法充分吸收欲吸收的波长,从而无法获得充分的重影及光斑的抑制效果。另一方面,若吸收的波长范围过于宽,则导致吸收至本来欲使用的波长,从而引起亮度下降。由此,在使用带阻滤光器作为第2光学滤光器情况下,其半高全宽(δλabs)优选为20nm以上且200nm以下。
(2)第2光学滤光器的透射率特性
图16是表示第2光学滤光器的透射率特性的一例的图表。
该图示出了当使用光吸收频带具有有限的宽度的带阻滤光器作为第2光学滤光器时的优选的透射率特性的一例。
在从所谓可见区至近红外区(400~1000[nm])中,将透射率达到峰值的波长(透射率峰值波长)设为λtra,将透射率峰值波长λtra中的透射率设为τmax。
第2光学滤光器优选为在透射率峰值波长λtra下的透射率τmax为0.8以上(τmax≥0.8)。
第2光学滤光器以防止反射光为目的在λabs具有吸收特性,但在实际使用的波长(欲透射的波长)附近具有高透射率,由此能够抑制亮度减少。
图17是表示第2光学滤光器的透射率特性的另一例的图表。
该图表示使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器时的优选的透射率特性的一例。
对使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器的情况也相同,优选为在透射率峰值波长λtra下的透射率τmax为0.8以上。
(3)第2光学滤光器的反射率特性
图18是表示第2光学滤光器的反射率特性的一例的图表。
在从所谓可见区至近红外区(400~1000[nm])中,将反射率达到峰值的波长(反射率峰值波长)设为λref,将反射率峰值波长λref中的透射率设为ρmax。
第2光学滤光器优选为在反射率峰值波长λref下的反射率ρmax小于0.1(ρmax<0.1)。
通过抑制第2光学滤光器的反射率,能够抑制因由第2光学滤光器的反射产生重影及光斑。
(4)与第1光学滤光器组合而使用的第2光学滤光器的透射率特性
图19是表示与第1光学滤光器组合而使用的第2光学滤光器的透射率特性的一例的图表。
该图表示当使用带通滤光器作为第1光学滤光器,使用带阻滤光器作为第2光学滤光器时的一例。
在从所谓可见区至近红外区(400~1000[nm])中,将带通滤光器的透射率达到峰值的波长(透射率峰值波长)设为λBPF。在带阻滤光器中,将在与透射率峰值波长λBPF对应的波长下的透射率设为τBSF(λBPF)。
作为第2光学滤光器的带阻滤光器优选为在与透射率峰值波长λBPF对应的波长下的透射率τBSF(λBPF)为0.8以上(τBSF(λBPF)≥0.8)。
在与第1光学滤光器组合而使用的情况下,通过提高与第1光学滤光器的光透射频带对应的波长区域的透射率,能够抑制实际使用的波长下的亮度减少。
图20是表示与第1光学滤光器组合而使用的第2光学滤光器的透射率特性的另一例的图表。
该图表示当使用带通滤光器作为第1光学滤光器,使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器时的一例。
在锐截止滤光器中,将在与透射率峰值波长入BPF对应的波长下的透射率设为τSCF(λBPF)。
即使在将锐截止滤光器用作第2光学滤光器的情况下,也优选为在与透射率峰值波长λBPF对应的波长下的透射率τSCF(λBPF)为0.8以上(τSCF(λBPF)≥0.8)。通过提高与第1光学滤光器的光透射频带对应的波长区域的透射率,能够抑制实际使用的波长下的亮度减少。
(5)在光瞳区域分割为多个区域的摄像透镜中,配置于各区域的第2光学滤光器的透射率特性
在光瞳区域分割为多个区域的摄像透镜中,配置于各区域的第2光学滤光器的透射率特性设定为如下。
其中,对将光瞳区域分割为3个区域的情况进行假设。即,对将光路分割为3个的情况进行假设。此时,在滤光器单元中具备有3个窗部。
并且,其中,以在第1光学滤光器中使用带通滤光器,在第2光学滤光器中使用带阻滤光器的情况为例进行说明。
设为j=1、2、3,将配置于第j窗部的带通滤光器的透射率峰值波长设为λBPFj。
设为i=1、2、3,将配置于第i窗部的带阻滤光器的波长λ中的吸收率设为αBSFi(λ)。
若i、j∈{1、2、3},则配置于各窗部的带阻滤光器优选具有满足以下条件的吸收率特性。
αBSFi(λBPFj)≥0.8
但是,i≠j
即,配置于各窗部的带阻滤光器优选为与配置于其他窗部(光路)的带通滤光器的透射率峰值波长对应的波长下的吸收率为0.8以上。
图21是表示在第3窗部中与带通滤光器组合而使用的带阻滤光器的透射率特性的一例的图表。
如该图所示,配置于第3窗部的带阻滤光器在与配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF1对应的波长下的吸收率αBSF3(λBPF1)及与配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF2对应的波长下的吸收率αBSF3(λBPF2)几乎接近峰值。即,具有在与配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF1对应的波长附近及与配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF2对应的波长附近达到峰值的特性。
图22是表示当使用锐截止滤光器作为第2光学滤光器时的透射率特性的一例的图表。
将配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长设为λBPF1,将配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长设为λBPF2。在配置于第3窗部的锐截止滤光器中,将与配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF1对应的波长下的吸收率设为αSCF3(λBPF1),将与配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF2对应的波长下的吸收率设为αSCF3(λBPF2)。
如该图所示,配置于第3窗部的锐截止滤光器在与配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF1对应的波长下的吸收率αSCF3(λBPF1)及与配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF2对应的波长下的吸收率αSCF3(λBPF2)几乎接近峰值。即,具有在与配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF1对应的波长附近及与配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长λBPF2对应的波长附近达到峰值的特性。
如此,通过在各窗部中使用具有规定的吸收率特性的第2光学滤光器(与配置于其他窗部的第1光学滤光器的透射率峰值波长对应的波长或其附近下的吸收率为规定以上的第2光学滤光器),能够抑制重影及光斑的产生。具体而言,发挥以下作用效果。
考虑通过第1窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第3窗部的光。
通过第1窗部的光被配置于第1窗部的第2光学滤光器限定于波长λBPF1附近的光。
另一方面,配置于第3窗部的第2光学滤光器在与波长λBPF1对应的波长或其附近中吸收率达到峰值。
由此,若通过第1窗部的光反射而入射到第3窗部,则其大部分被配置于第3窗部的第2光学滤光器吸收。
对于通过第2窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第3窗部的光也发挥相同的作用效果。即,其大部分被配置于第3窗部的第2光学滤光器吸收。
如此,关于通过其他窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第3窗部的光,大部分被配置于第3窗部的第2光学滤光器吸收。由此,减少由配置于第3窗部的第1光学滤光器产生的反射、或者由配置于第3窗部的第2光学滤光器本身产生的反射,抑制重影及光斑的产生。
对于通过其他窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第1窗部及第2窗部的光也相同。即,其大部分被配置于第1窗部及第2窗部的第2光学滤光器吸收。
接着,考虑通过第1窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第1窗部的光。即,考虑反射而返回到相同的窗部的光。
如上所述,通过第1窗部的光被配置于第1窗部的第2光学滤光器限定于波长λBPF1附近的光。配置于第1窗部的第1光学滤光器及第2光学滤光器大致透射波长λBPF1附近的光。由此,不会被配置于第1窗部的第1光学滤光器及第2光学滤光器再次反射。因此,对产生重影及光斑的增加没有帮助。
对于通过第2窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第2窗部的光及通过第3窗部,由透镜及图像传感器等反射而入射到第3窗部的光也相同。
如此,通过在配置有第1光学滤光器的窗部配置具有规定的吸收率特性的第2光学滤光器,减少由第1光学滤光器的反射。由此,作为光学系统整体,可以实现重影及光斑的减少。
[用于偏振方式的多光谱相机系统的摄像透镜]
多光谱相机系统为对分光成多个波长的图像(多光谱图像)同时摄像的系统。偏振方式是指利用了偏振光的方式的多光谱相机系统。
在偏振方式的多光谱相机系统中所使用的摄像透镜在滤光器单元的各窗部配置有偏振滤光器。其中,以对分光为3个波长(3环带)的图像进行摄像的情况为例进行说明。
另外,除了在滤光器单元的各窗部配置有偏振滤光器的方面以外,与上述实施方式的摄像透镜的结构相同。因此,其中仅对滤光器单元的结构进行说明。
图23是偏振方式的多光谱相机系统用摄像透镜中所具备的滤光器单元的分解立体图。
如该图所示,在本例的滤光器单元150中,在滤光器框152中具备有3个窗部152A、152B、152C。各窗部152A、152B、153C以规定间隔配置于以光轴为中心的同心圆上。以下,根据需要,将窗部152A设为第1窗部152A,将窗部152B设为第2窗部152B,将窗部152C设为第3窗部152C来区分3个窗部152A、152B、152C。摄像透镜100通过滤光器框152配置于光瞳位置或光瞳位置附近,光瞳区域被分割为3个区域。即,光路被分割为3个。
在各窗部152A、152B、152C中,配置有带通滤光器154A、154B、154C、带阻滤光器156A、156B、156C及偏振滤光器158A、158B、158C。在本例的滤光器单元150中,沿光轴Z从物体侧(前侧)依次配置有偏振滤光器158A、158B、158C、带通滤光器154A、154B、154C、带阻滤光器156A、156B、156C。
以下,根据需要,将配置于第1窗部152A的带通滤光器154A设为第1带通滤光器154A,将配置于第2窗部152B的带通滤光器154B设为第2带通滤光器154B,将配置于第3窗部152C的带通滤光器154C设为第3带通滤光器154C来区分配置于各窗部152A、152B、152C的带通滤光器154A、154B、154C。并且,将配置于第1窗部152A的带阻滤光器156A设为第1带阻滤光器156A,将配置于第2窗部152B的带阻滤光器156B设为第2带阻滤光器156B,将配置于第3窗部152C的带阻滤光器156C设为第3带阻滤光器156C来区分配置于各窗部152A、152B、152C的带阻滤光器156A、156B、156C。并且,将配置于第1窗部152A的偏振滤光器158A设为第1偏振滤光器158A,将配置于第2窗部152B的偏振滤光器158B设为第2偏振滤光器158B,将配置于第3窗部152C的偏振滤光器158C设为第3偏振滤光器158C来区分配置于各窗部152A、152B、152C的偏振滤光器158A、158B、158C。
配置于各窗部152A、152B、152C的带通滤光器154A、154B、154C具有彼此不同的光透射频带。将第1带通滤光器154A的光透射频带设为第1光透射频带Λ1。并且,将第2带通滤光器154B的光透射频带设为第2光透射频带Λ2(Λ1≠Λ2)。并且,将第3带通滤光器154C的光透射频带设为第3光透射频带Λ3(Λ1≠Λ3、Λ2≠Λ3)。在本例中,第3光透射频带Λ3设定于比第2光透射频带Λ2的更长的长波长侧。并且,第2光透射频带Λ2设定于比第1光透射频带Λ1更长的长波长侧。并且,在带通滤光器154A、154B、154C中,使用反射型带通滤光器。
配置于各窗部152A、152B、152C的带阻滤光器156A、156B、156C具有使如下光透射的特性,所述光为至少配置于相同的窗部的带通滤光器允许透射的波长区域的光。另一方面,配置于其他窗部中的至少1个窗部的带通滤光器允许透射的波长区域的光具有吸收的特性。具体而言,由具有以下光学特性的吸收型带阻滤光器构成。
第1带阻滤光器146A具有使如下光透射的特性,所述光为至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光。另一方面,具有吸收至少第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光、及第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光的特性(参考图8)。
第2带阻滤光器146B具有使如下光透射的特性,所述光为至少第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光。另一方面,具有吸收至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光、及第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光的特性(图9参照)。
第3带阻滤光器146C具有使如下光透射的特性,所述光为至少第3带通滤光器144C允许透射的波长区域(第3光透射频带Λ3)的光。另一方面,具有吸收至少第1带通滤光器144A允许透射的波长区域(第1光透射频带Λ1)的光、及第2带通滤光器144B允许透射的波长区域(第2光透射频带Λ2)的光的特性(参考图10)。
在各窗部152A、152B、152C中,分别具备透射轴的角度不同的偏振滤光器158A、158B、158C。在第1窗部152A中所具备的偏振滤光器158A中,透射轴设定为第1角度β1。在第2窗部152B中所具备的偏振滤光器158B中,透射轴设定为第2角度β2(β2≠β1)。在第3窗部152C中所具备的偏振滤光器158C中,使透射轴设定为第3角度β3(β3≠β1、β3≠β1)。
图24是表示滤光器单元的各窗部中所具备的偏振滤光器的一例的图。该图表示从物体侧观察滤光器单元150时的各偏振滤光器158A、158B、158C的透射轴的设定。
如该图所示,本实施方式的滤光器单元150中,第1窗部152A中所具备的偏振滤光器158A的透射轴设定为β1=0°,第2窗部152B中所具备的偏振滤光器158B的透射轴设定为β2=60°,第3窗部152C中所具备的偏振滤光器158C的透射车由设定为β3=120°。
另外,关于角度,将与X轴平行的状态设为0°,从物体侧(正面侧)观察时将逆时针的方向设为正(+)的方向。因此,透射轴为60°是指,相对于X轴向逆时针倾斜60°的状态。并且,透射轴为120°是指,相对于X轴向逆时针倾斜120°的状态。另外,120°与-60°的含义相同。即,透射轴为120°是指,相对于X轴向顺时针倾斜60°的状态。
X轴为设定在与光轴Z正交的平面的轴。在与光轴Z正交的平面上,将与X轴正交的轴设为Y轴。多光谱相机系统的相机主体中所具备的图像传感器配置成其受光面的上下边与X轴平行。并且,左右边与Y轴平行地配置。
在偏振滤光器158A、158B、158C中,能够使用反射型及吸收型的任一种,但从抑制重影的观点出发,优选使用吸收型。
如上所述构成的本例的摄像透镜的作用如下所述。
关于入射到摄像透镜的光,光路被滤光器单元150分割为3个,并通过第1窗部152A、第2窗部152B及第3窗部152C,到达图像传感器(未图示)。
入射到第1窗部152A的光通过配置于第1窗部152A的第1偏振滤光器158A、第1带通滤光器154A、第1带阻滤光器156A,从第1窗部152A射出。此时,入射到第1窗部152A的光依次通过第1偏振滤光器158A、第1带通滤光器154A及第1带阻滤光器156A。首先,通过第1偏振滤光器158A,由此成为方位角为0°的直线偏振光的光。接着,通过第1带通滤光器154A,由此限制于波长区域Λ1。第1带阻滤光器156A吸收波长区域Λ2及波长区域Λ3的光,但使波长区域Λ1的光透射。因此,通过第1带通滤光器154A的波长区域Λ1的光直接通过第1带阻滤光器156A。由此,从第1窗部152A射出波长区域Λ1、方位角为0°的直线偏振光的光。
入射到第2窗部152B的光通过配置于第2窗部152B的第2偏振滤光器158B、第2带通滤光器154B、第2带阻滤光器156B,从第2窗部152B射出。此时,入射到第2窗部152B的光依次通过第2偏振滤光器158B、第2带通滤光器154B及第2带阻滤光器156B。首先,通过第2偏振滤光器158B,由此成为方位角为60°的直线偏振光的光。接着,通过第2带通滤光器154B,由此限制于波长区域Λ2。第2带阻滤光器156B吸收波长区域Λ1及波长区域Λ3的光,但使波长区域Λ2的光透射。因此,通过第2带通滤光器154B的波长区域Λ2的光直接通过第2带阻滤光器156B。由此,从第2窗部152B射出波长区域Λ2、方位角为60°的直线偏振光的光。
入射到第3窗部152C的光通过配置于第3窗部152C的第3偏振滤光器158C、第3带通滤光器154C、第3带阻滤光器156C,从第3窗部152C射出。此时,入射到第3窗部152C的光依次通过第3偏振滤光器158C、第3带通滤光器154C及第3带阻滤光器156C。首先,通过第3偏振滤光器158C,由此成为方位角为120°的直线偏振光的光。接着,通过第3带通滤光器154C,由此限制于波长区域Λ2。第3带阻滤光器156C吸收波长区域Λ1及波长区域Λ2的光,但使波长区域Λ3的光透射。因此,通过第3带通滤光器154C的波长区域Λ3的光直接通过第3带阻滤光器156C。由此,从第3窗部152C射出波长区域Λ3、方位角为120°的直线偏振光的光。
如此,根据本例的摄像透镜,通过在滤光器单元150的各窗部152A、152B、152C中配置偏振滤光器158A、158B、158C,可以获得来自各窗部152A、152B、152C的规定的偏振方向的光。另外,通过配置带阻滤光器156A、156B、156C抑制重影及光斑的效果与上述实施方式的摄像透镜100相同。
另外,在本例中,在各窗部中,沿光轴从物体侧以偏振滤光器、带通滤光器、带阻滤光器的顺序配置带通滤光器、带阻滤光器及偏振滤光器,但配置各光学滤光器的顺序并不限定于此。例如,可以沿光轴从物体侧依次配置带通滤光器、带阻滤光器及偏振滤光器。并且,例如,可以沿光轴从物体侧依次配置带通滤光器、偏振滤光器及带阻滤光器。
并且,配置于各窗部的带通滤光器、带阻滤光器及偏振滤光器优选没有空气层而配置。
并且,对第2光学滤光器也能够使用锐截止滤光器来代替带阻滤光器。
此外,关于在滤光器单元中具备的窗部的数量(光瞳区域的分割数量),根据分光的波长的数量而设定。例如,在分光为2波长而进行摄像的情况下,至少具备2个窗部。并且,在分光为4波长而进行摄像的情况下,至少具备4个窗部。
[多光谱相机系统]
接着,对使用了本发明所适用的摄像透镜的多光谱相机系统进行说明。
如上所述,多光谱相机系统为对分光为多个波长的图像同时进行摄像的系统。
其中,以偏振方式的多光谱相机系统的例进行说明。并且,以对分光为3个波长的图像进行摄像的情况为例进行说明。
图25是表示多光谱相机系统的概略结构的图。
如该图所示,本实施方式的多光谱相机系统1主要由多光谱相机10及信号处理装置300构成。多光谱相机10由摄像透镜100及相机主体200构成。多光谱相机10为摄像装置的一例。
[摄像透镜]
在摄像透镜100中使用具备了图23所示的滤光器单元150的摄像透镜。即,在滤光器框152中具有3个窗部152A、152B、152C,使用具备了在各窗部152A、152B、152C中配置有带通滤光器154A、154B、154C、带阻滤光器156A、156B、156C及偏振滤光器158A、158B、158C的滤光器单元150的摄像透镜。
[相机主体]
如图25所示,相机主体200具有图像传感器210。图像传感器210配置于摄像透镜100的光轴上,并接收通过摄像透镜100的光。该图像传感器210由偏振图像传感器构成。偏振图像传感器为搭载有偏振器的图像传感器,每个像素具备偏振器。例如,在微透镜与光电二极体之间具备偏振器。另外,这种偏振图像传感器是公知的(例如,参考国际公开第2020/071253号等),因此省略对其详细内容的说明。
搭载在偏振图像传感器的偏振器的方向(透射轴的角度)根据摄像的波长数量来选择。在本实施方式中,对分光为3个波长的图像进行摄像。此时,使用具备了至少3个方向的偏振器的偏振图像传感器。在本实施方式中,使用具备了4个方向的偏振器的偏振图像传感器。
图26是表示偏振图像传感器中的像素及偏振器的配置的一例的图。
如该图所示,对于配置成矩阵状的像素,有规则地配置有透射轴的角度不同的4个偏振器。将透射轴的角度为γ1的偏振器设为第1偏振器,将透射轴的角度为γ2的偏振器设为第2偏振器,将透射轴的角度为γ3的偏振器设为第3偏振器,将透射轴的角度为γ4的偏振器设为第4偏振器。作为一例,在本实施方式中,第1偏振器的透射轴的角度γ1设定为0°,第2偏振器的透射轴的角度γ2设定为45°,第3偏振器的透射轴的角度γ3设定为90°,第4偏振器的透射轴的角度γ4设定为135°。
将具备了第1偏振器的像素P1设为第1像素,将具备了第2偏振器的像素P2设为第2像素,将具备了第3偏振器的像素P3设为第3像素,将具备了第4偏振器的像素P4设为第4像素。将由第1像素P1、第2像素P2、第3像素P3及第4像素P4构成的2×2的像素组设为1个单元(像素单元)PU,该像素单元PU沿X轴及Y轴反复配置。
如此在搭载有4个方向的偏振器的偏振图像传感器中,能够以一次照射摄像4个方向的偏振图像。
图像传感器210例如由具备了驱动部、ADC(Analog to Digital Converter:模数转换器)及信号处理部等的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)型构成。此时,图像传感器210被内置的驱动部驱动而进行动作。并且,各像素的信号通过内置的ADC转换为数字信号而输出。此外,各像素的信号通过内置的信号处理部进行相关双采样处理、增益处理、校正处理等而输出。信号处理可以是转换为数字信号之后进行的结构,也可以是转换为数字信号之前进行的结构。
在相机主体200中,除了图像传感器210以外,具备输出由图像传感器210摄像到的图像的数据的输出部(未图示)、控制相机主体200的整体动作的相机控制部(未图示)等。相机控制部例如由处理器构成。处理器通过执行规定的控制程序而作为相机控制部发挥功能。
另外,从相机主体200输出的图像的数据是所谓的RAW图像数据。即,是未处理的图像数据。该RAW图像数据由信号处理装置300进行处理而生成分光为多个波长的图像。
[信号处理装置]
如上所述,信号处理装置300对从相机主体200输出的图像数据(RAW图像数据)进行处理,从而生成分光为多个波长的图像。更具体而言,生成与摄像透镜100的各窗部中所具备的带通滤光器的光透射频带对应的波长区域的图像。在本实施方式中,生成由与第1光透射频带Λ1对应的波长区域(第1波长区域Λ1)的图像(第1图像)、与第2光透射频带Λ2对应的波长区域(第2波长区域Λ2)的图像(第2图像)及与第3光透射频带Λ3对应的波长区域(第3波长区域Λ3)的图像(第3图像)构成的3个波长的图像。
图27是表示信号处理装置的硬件结构的一例的图。
如该图所示,信号处理装置300具备CPU(Central Processing Unit:中央处理器)311、ROM(Read Only Memory:只读存储器)312、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)313、辅助存储装置314、输入装置315、输出装置316及输入输出接口317等。这种信号处理装置300例如由个人计算机等通用的计算机构成。
关于信号处理装置300,通过由作为处理器的CPU311执行规定的程序(信号处理程序),作为信号处理装置发挥功能。由CPU311执行的程序存储于ROM312或辅助存储装置314中。
辅助存储装置314构成信号处理装置300的存储部。辅助存储装置314例如由HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive:固态驱动器)等构成。
输入装置315构成信号处理装置300的操作部。输入装置315例如由键盘、鼠标、触摸面板等构成。
输出装置316构成信号处理装置300的显示部。输出装置316例如由液晶显示器(Liquid Crystal Display)、有机电致发光(FL)显示器(Organic Light Emitting Diodedisplay)等显示器等构成。
输入输出接口317构成信号处理装置300的连接部。信号处理装置300经由输入输出接口317与相机主体200连接。
图28是信号处理装置所具有的主要功能的框图。
如该图所示,信号处理装置300具有图像数据获取部320、图像生成部330、输出控制部340及记录控制部350等功能。这些功能通过由CPU311执行规定程序来实现。
图像数据获取部320从相机主体200获取通过摄像获得的图像数据。如上所述,从相机主体200获取的图像数据为RAW图像数据。
图像生成部330对由图像数据获取部320取得的图像数据实施规定的信号处理,生成与摄像透镜100的各窗部中所具备的带通滤光器的光透射频带对应的波长区域的图像。在本实施方式中,生成第1波长区域Λ1的图像(第1图像)、第2波长区域Λ2的图像(第2图像)及第3波长区域Λ3的图像(第3图像)。图像生成部330对由图像数据获取部320获取的图像数据进行以像素单元为单位去除干扰的处理,从而生成各波长区域Λ1、Λ2、Λ3的图像。以下,对该处理进行概述。
如上所述,在搭载有4个方向的偏振器的偏振图像传感器中,能够以一次照射摄像4个方向的偏振图像。该4个方向的偏振图像中,分别以规定的比率(干扰率)包含各波长区域Λ1、Λ2、Λ3的图像成分。干扰率由滤光器单元120的各窗部中所具备的偏振滤光器的透射轴的角度和各像素中所具备的偏振器的透射轴的角度确定,且是已知的。并且,通过利用该干扰率的信息,能够生成各波长区域的图像。
将由图像传感器210摄像到的图像中的第1像素P1的像素值设为x1,将第2像素P2的像素值设为x2,将第3像素P3的像素值设为x3,将第4像素P4的像素值设为x4。
并且,将所生成的第1图像的对应像素的像素值设为X1,将第2图像的对应像素的像素值设为X2,将第3图像的对应像素的像素值设为X3。
若将第1波长区域Λ1的光被第1像素P1接收的比率设为b11,将第2波长区域Λ2的光被第1像素P1接收的比率设为b12,将第3波长区域Λ3的光被第1像素P1接收的比率设为b13,则在X1、X2、X3与x1之间,成立如下关系。
b11*X1+b12*X2+b13*X3=x1… (式1)
并且,若将第1波长区域Λ1的光被第2像素P2接收的比率设为b21,将第2波长区域Λ2的光被第2像素P2接收的比率设为b22,将第3波长区域Λ3的光被第2像素P2接收的比率设为b23,则在X1、X2、X3与x2之间,成立如下关系。
b21*X1+b22*X2+b23*X3=x2… (式2)
并且,若将第1波长区域Λ1的光被第3像素P3接收的比率设为b31,将第2波长区域Λ2的光被第3像素P3接收的比率设为b32,将第3波长区域Λ3的光被第3像素P3接收的比率设为b33,则在X1、X2、X3与x3之间,成立如下关系。
b31*X1+b32*X2+b33*X3=x3… (式3)
并且,若将第1波长区域Λ1的光被第4像素P4接收的比率设为b41,将第2波长区域Λ2的光被第4像素P4接收的比率设为b42,将第3波长区域Λ3的光被第4像素P4接收的比率设为b43,则在X1、X2、X3与x4之间,成立如下关系。
b41*X1+b42*X2+b43*X3=x4… (式4)
关于X1、X2、X3,通过求解上述式1~4的联立方程式,能够获取第1图像、第2图像及第3图像的对应像素的像素值X1、X2、X3。
如此,通过利用干扰率的信息,能够从由图像传感器摄像到的图像生成各波长区域的图像。
其中,上述联立方程式能够由使用了矩阵的式来表示。并且,X1、X2、X3能够通过将该矩阵的逆矩阵乘以两边来计算。信号处理装置300保持该逆矩阵的各要件而作为系数组。系数组的信息例如存储在辅助存储装置314中。图像生成部330从辅助存储装置314获取系数组的信息,从而生成各波长区域的图像。
输出控制部340控制由图像生成部330生成的各波长区域的图像(第1图像、第2图像及第3图像)的输出。在本实施方式中,控制向作为输出装置316的显示器的输出(显示)。
记录控制部350根据来自用户的命令,控制由图像生成部330生成的各波长区域的图像的记录。所生成的各波长区域的图像记录在辅助存储装置314中。
根据如上所述构成的本实施方式的多光谱相机系统1,能够同时摄像分光为3个波长的图像。3个波长与配置于摄像透镜100的各窗部152A、152B、152C的带通滤光器154A、154B、154C的光透射频带(第1光透射频带Λ1、第2光透射频带Λ2及第3光透射频带Λ3)对应。因此,通过改变配置于各窗部152A、152B、152C的带通滤光器,能够对不同波长区域的组合的图像进行摄像。
[多光谱相机系统的变形例]
[适用于除了偏振方式以外的多光谱相机系统]
本发明所适用的摄像透镜也能够使用于除了偏振方式以外的多光谱相机系统。例如,也能够用于在图像传感器中使用了定向传感器的多光谱相机系统。定向传感器为具有通过利用微透镜及遮光膜,对经由摄像透镜入射的光束进行光瞳分割而选择性地接收光的功能的图像传感器(例如,参考国际公开第2019/073881号等)。定向传感器也称为光瞳选择性传感器等。在用于除了偏振方式以外的多光谱相机系统的摄像透镜中,原则上,不需要偏振滤光器。
[摄像透镜及相机主体]
摄像透镜及相机主体可以是一体化的结构,并且例如,可以设为通过具备卡口,能够将摄像透镜更换到相机主体的结构。
[图像传感器]
在图像传感器中,也能够使用彩色偏振图像传感器。例如,在对分光为4波长的图像进行摄像的情况下,使用彩色偏振图像传感器。彩色偏振图像传感器为在各像素具备滤色器的偏振图像传感器。滤色器在各像素单元中配置于规定的位置。例如,如图26所示的图像传感器,在由4个像素P1~P4构成1个像素单元PU的情况下,在第1像素P1中配置有第1滤色器(例如,使绿色波长区域的光透射的滤色器),在第2像素P2中配置有第2滤色器(例如,使红色波长区域的光透射的滤色器),在第3像素P3中配置有第3滤色器(例如,使蓝色波长区域的光透射的滤色器),在第4像素P4中配置有第4滤色器(例如,使红外区域的光透射的滤色器)。在各像素中,滤色器例如配置于微透镜与偏振器之间。
在使用彩色偏振图像传感器的情况下,进一步考虑各像素中所具备的滤色器的光谱透射率的信息来求出干扰率。
[信号处理装置]
在上述实施方式的多光谱相机系统中,分体构成相机主体和信号处理装置,但也可以在相机主体中具备信号处理装置的功能。并且,此时,也可以设为在相机主体中仅具备信号处理的功能的结构。
并且,信号处理装置所具备的各种功能由各种处理器(Processor)实现。在各种处理器中,包括执行程序而作为各种处理部发挥功能的通用处理器即CPU和/或GPU(GraphicProcessing Unit:图形处理器),FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程逻辑门阵列)等在制造后能够变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)等具有为了执行特定的处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。程序与软件的含义相同。
1个处理部可以由这些各种处理器中的1个构成,也可以由相同种类或不同种类的2个以上的处理器构成。例如,1个处理部可以通过多个FPGA或CPU和FPGA的组合来构成。并且,也可以由1个处理器构成多个处理部。作为由1个处理器构成多个处理部的例子,第一,有如下方式:如以用于客户端和服务器等的计算机为代表,由1个以上的CPU和软件的组合构成1个处理器,该处理器作为多个处理部发挥功能。第二,有如下方式:如以单芯片系统(System on Chip:SoC)等为代表,使用由1个IC(Integrated Circuit:集成电路)芯片实现包括多个处理部的系统整体的功能的处理器。如此,关于各种处理部,作为硬件结构,使用1个以上上述各种处理器而构成。
[适用于其他透镜装置及摄像装置]
本发明也能够适用于除了多光谱相机以外的摄像装置中所使用的透镜装置中。在摄像装置中也包含安装在其他设备的摄像装置。例如,还包含安装在智能手机、个人计算机等的数码相机。并且,也能够适用于除了摄像装置以外的光学设备中所使用的透镜装置。
符号说明
1-多光谱相机系统,10-多光谱相机,100-摄像透镜,110-镜筒,120-滤光器单元,120A-透镜组(第1透镜组),120B-透镜组(第2透镜组),130-滤光器单元,132-滤光器框,132A-窗部(第1窗部),132B-窗部(第2窗部),134A-带通滤光器(第1带通滤光器),134B-带通滤光器(第2带通滤光器),136A-带阻滤光器(第1带阻滤光器),136B-带阻滤光器(第2带阻滤光器),140-滤光器单元,142-滤光器框,142A-窗部(第1窗部),142B-窗部(第2窗部),142C-窗部(第3窗部),144A-带通滤光器(第1带通滤光器),144B-带通滤光器(第2带通滤光器),144C-带通滤光器(第3带通滤光器),146A-带阻滤光器(第1带阻滤光器),146B-带阻滤光器(第2带阻滤光器),146C-带阻滤光器(第3带阻滤光器),150-滤光器单元,152-滤光器框,152A-窗部(第1窗部),152B-窗部(第2窗部),152C-窗部(第3窗部),154A-带通滤光器(第1带通滤光器),154B-带通滤光器(第2带通滤光器),154C-带通滤光器(第3带通滤光器),156A-带阻滤光器(第1带阻滤光器),156B-带阻滤光器(第2带阻滤光器),156C-带阻滤光器(第3带阻滤光器),158A-偏振滤光器(第1偏振滤光器),158B-偏振滤光器(第2偏振滤光器),158C-偏振滤光器(第3偏振滤光器),200-相机主体,210-图像传感器,300-信号处理装置,311-CPU,312-ROM,314-辅助存储装置,315-输入装置,316-输出装置,317-输入输出接口,320-图像数据获取部,330-图像生成部,340-输出控制部,350-记录控制部,P1-像素(第1像素),P2-像素(第2像素),P3-像素(第3像素),P4-像素(第4像素),PU-像素单元,Z-光轴,β1-第1窗部中所具备的偏振滤光器的透射轴的角度,β2-第2窗部中所具备的偏振滤光器的透射轴的角度,β3-第3窗部中所具备的偏振滤光器的透射轴的角度,Λ1-第1带通滤光器的光透射频带(第1光透射频带),Λ2-第2带通滤光器的光透射频带(第2光透射频带),Λ3-第3带通滤光器的光透射频带(第3光透射频带),γ1-第1偏振器的透射轴的角度,γ2-第2偏振器的透射轴的角度,γ3-第3偏振器的透射轴的角度,γ4-第4偏振器的透射轴的角度,λBPF-带通滤光器的透射率峰值波长,λBPF1-配置于第1窗部的带通滤光器的透射率峰值波长,λBPF2-配置于第2窗部的带通滤光器的透射率峰值波长,λabs-带阻滤光器的吸收率峰值波长,λref-带阻滤光器的反射率峰值波长,λtra-带阻滤光器的透射率峰值波长,αmax-在吸收率峰值波长λabs下的吸收率,ρmax-在反射率峰值波长λref下的透射率,τBSF(λBPF)-在与透射率峰值波长λBPF对应的波长下的透射率,τSCF(λBPF)-在与透射率峰值波长λBPF对应的波长下的透射率,τmax-在透射率峰值波长λtra下的透射率,αBSF3(λBPF1)-在与透射率峰值波长λBPF1对应的波长下的吸收率,αBSF3(λBPF2)-在与透射率峰值波长λBPF2对应的波长下的吸收率,BPF1-表示第1带通滤光器的透射率特性的图表,BPF2-表示第2带通滤光器的透射率特性的图表,BPF3-表示第3带通滤光器的透射率特性的图表,BSF1-表示第1带阻滤光器的吸收率特性的图表,BSF2-表示第2带阻滤光器的吸收率特性的图表,BSF21-表示第1的第2带阻滤光器的吸收率特性的图表,BSF22-表示第2的第2带阻滤光器的吸收率特性的图表,BSF3-表示第3带阻滤光器的吸收率特性的图表,SCF1-表示锐截止滤光器的吸收率特性的图表,BSF11-表示带阻滤光器的吸收率特性的图表,SCF12-表示锐截止滤光器的吸收率特性的图表。
Claims (22)
1.一种透镜装置,其在光路中从物体侧依次具备:
第1光学滤光器,在特定波长区域具有光透射频带;及
第2光学滤光器,在与所述第1光学滤光器的所述光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带。
2.根据权利要求1所述的透镜装置,其中,
所述第1光学滤光器为反射型带通滤光器。
3.根据权利要求1或2所述的透镜装置,其中,
在所述光路中具备具有多个开口部的框体,
所述透镜装置具有:
所述第1光学滤光器,配置于至少2个所述开口部;及
所述第2光学滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口部中。
4.根据权利要求3所述的透镜装置,其中,
配置于所述开口部的所述第1光学滤光器具有与配置于其他所述开口部中的至少1个所述开口部的所述第1光学滤光器不同的所述光透射频带。
5.根据权利要求4所述的透镜装置,其中,
配置于所述开口部的所述第2光学滤光器具有包含配置于其他所述开口部中的至少1个所述开口部的所述第1光学滤光器的所述光透射频带的所述光吸收频带。
6.根据权利要求4所述的透镜装置,其中,
所述框体具备至少3个所述开口部,
所述透镜装置具有:
所述第1光学滤光器,配置于至少3个所述开口部;及
所述第2光学滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口部,
配置于至少1个所述开口部的所述第2光学滤光器具有包含配置于其他所述开口部的所述第1光学滤光器的所述光透射频带的所述光吸收频带。
7.根据权利要求4所述的透镜装置,其中,
所述框体具备至少3个所述开口部,
所述透镜装置具有:
所述第1光学滤光器,配置于至少3个所述开口部;及
所述第2光学滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口部,
配置于至少1个所述开口部的所述第2光学滤光器组合具有不同的所述光吸收频带的多个光学滤光器而构成,且具有包含配置于其他所述开口部的所述第1光学滤光器的所述光透射频带的所述光吸收频带。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器在吸收率达到峰值的波长下的吸收率为0.8以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器在透射率达到峰值的波长下的透射率为0.8以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器在反射率达到峰值的波长下的反射率小于0.1。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器中吸收率达到峰值的50%的波长的宽度为20nm以上。
12.根据权利要求11所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器中吸收率达到峰值的50%的波长的宽度为20nm以上且200nm以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器具有包含色素的层。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的透镜装置,其中,
所述第2光学滤光器在与所述第1光学滤光器中透射率达到峰值的波长相对应的波长下的透射率为0.8以上。
15.根据权利要求3至7中任一项所述的透镜装置,其中,
配置于所述开口部的所述第2光学滤光器在与配置于其他所述开口部中的至少1个所述开口部的所述第1光学滤光器中透射率达到峰值的波长对应的波长下的吸收率为0.8以上。
16.根据权利要求3、4、5、6、7或15所述的透镜装置,其中,
所述框体配置于光瞳位置或光瞳位置附近。
17.根据权利要求3、4、5、6、7、15或16所述的透镜装置,其还具有:
偏振滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口。
18.一种摄像装置,其具备:
权利要求17所述的透镜装置;及
接收通过所述透镜装置的光的偏振图像传感器。
19.一种滤光器单元,其配置于透镜装置的光路中,
所述滤光器单元具备:
框体,具有多个开口部;
第1光学滤光器,配置于至少2个所述开口部,在特定波长区域具有光透射频带;及
第2光学滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口部,在与所述第1光学滤光器的所述光透射频带不同的波长区域具有光吸收频带。
20.根据权利要求19所述的滤光器单元,其中,
配置于所述开口部的所述第1光学滤光器具有与配置于其他所述开口部中的至少1个所述开口部的所述第1光学滤光器不同的所述光透射频带。
21.根据权利要求19或20所述的滤光器单元,其中,
配置于所述开口部的所述第2光学滤光器具有包含配置于其他所述开口部中的至少1个所述开口部的所述第1光学滤光器的所述光透射频带的所述光吸收频带。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的滤光器单元,其还具有:
偏振滤光器,配置于配置有所述第1光学滤光器的所述开口部。
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