JP3795152B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光機能を有する撮像装置に係り、特に、実時間で不要な偏光を除去し、所望の光画像を抽出できる撮像装置に関する。
【0002】
[発明の概要]
本発明は、偏光制御機能を備えた撮像装置に関するもので、撮像部の前方に偏光方位を変えることのできる偏光制御部を配置すると共に、撮像部からの映像電気信号に基づいて偏光制御部を駆動制御することにより、入射する多様な偏光成分を瞬時に除去でき、不要な偏光分の無い所望の光画像を得ることを可能にしたものである。
【0003】
【従来の技術】
野外などの映像撮影では、水面やガラス板からの強い反射光(写り込み)が支障となり、その偏光した反射光を取り除くため、偏光制御機能をもつ撮像装置が求められている。従来より、偏光制御機能をもつ撮像装置としては、図5に示すものが知られている。
【0004】
図5に示す撮像装置100は、光吸収を示すヨウ素分子を含むポリビニルアルコール樹脂で構成され入射光101の偏光を吸収する偏光フィルム102と、レンズやミラー等で構成され偏光フィルム102で偏光分が吸収された入射光101を光画像104として出射する撮像光学系103と、撮像光学系103からの光画像104を入射して電気映像信号106に変換して出力する撮像部105とから構成され、偏光フィルム102を回転させ、これにより入射光101に含まれる任意の偏光成分を除去した後、撮像光学系103、撮像部105を介して電気映像信号を得るものである。
【0005】
しかしながら、この撮像装置100では、偏光方位を変えるために、偏光フィルム102を機械的に回転させなければならず、動作速度が遅いため、入射光102が高速に変化するような映像撮影においては、偏光した反射光の除去ができず適用できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の撮像装置100は、偏光フィルム102を機械的に回転させる必要があり、動作速度が遅いため、入射光102が高速に変化するような映像撮影においては、偏光した反射光の除去ができないという課題がある。
【0007】
なお、偏光制御機能をもつ撮像装置としては、他に特開昭63−175586号公報に記載された「固体撮像素子」が知られているが、この公報に記載された「固体撮像素子」は、固体撮像素子の表面に偏光板を設けただけの構成であり、素子の偏光方位を高速、かつ多様に変えることはできない。また、特開平3−135276号公報に記載された「撮像装置の光学ヘッド」や、特開平6−51921号公報に記載された「赤外線撮像装置」もあるが、いずれも偏光素子を回転させる等の手段を講じなければならず、多様な偏光に対して高速に対応することはできない。
【0008】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏光方位を高速、かつ多様に変えることにより実時間で不要な偏光を除去でき、所望の光画像を得ることを可能にする撮像装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、請求項1では、光画像を電気映像信号に変換する撮像部と、この撮像部前方に配置され、入射光の偏光方位を可変する偏光制御部と、この偏光制御部を駆動制御する駆動部とを具備し、前記偏光制御部は、前記入射光の偏波面を回転する複数枚のツイスティッドネマティック液晶セルを備えた偏光回転部と、この偏光回転部からの出射光中から一定方向の偏光を吸収して前記撮像部側へ出射する偏光吸収部とから構成され、前記駆動部は、前記撮像部から出力される電気映像信号の一部または全体の画像レベルが最小になるような制御電圧を設定して前記偏光回転部のツイスティッドネマティック液晶セルを電圧制御することにより反射光を除去することを特徴とするものである。
【0010】
上記の構成によれば、偏光制御部を外部から駆動制御できるので、多様な偏光にも対応でき、不要な偏光成分が除去された光画像を得ることができる。また、自動かつ高速で、反射光等の不要な偏光分を除去でき、所望の光画像を得ることができる。
【0017】
請求項2では、請求項1に記載の撮像装置において、前記偏光吸収部は、偏光フィルム、または2色性色素を含むホモジニアス配向の液晶材料が透明電極で挟まれたゲストホスト液晶セルのいずれかで構成されることを特徴とするものである。
【0018】
上記の構成によれば、簡単な構成の偏光フィルムにより偏光を吸収・選択することができる。また、ゲストホスト液晶セルを用いた場合には、透明電極へ印加される電圧を制御することによりゲストホスト液晶セルの偏光強度を制御することができる。この場合、偏光機能が不要になった場合には、ゲストホスト液晶セルに電圧を印加しておけば良い。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る撮像装置の全体構成を示している。この撮像装置1は、入射光2の偏光を制御する偏光制御部3と、レンズやミラー等で構成され偏光制御部3で偏光制御された入射光を光画像5として出射する撮像光学系4と、撮像光学系4からの光画像5を入射して電気映像信号7に変換して出力する撮像部6と、撮像部6から出力された電気映像信号7を入力して偏光制御部3の制御電圧9を生成して出力する電圧駆動部8とを備えている。なお、偏光制御部2の配置位置は、撮像部6の前方であれば、撮像光学系4の前後を問わず、また撮像光学系4の内部に組み込む形でも良い。
【0020】
上記の構成において、偏光制御部3は撮像部6から出力される電気映像信号7に基づいて制御され、これにより所望の光画像を抽出することができる。例えば、ガラス板や水面などの反射光による写り込みが強く、映像撮影が困難な場合には、撮像部6からの電気映像信号7の一部または全体のレベルが最小になるように、制御電圧を設定して偏光制御部3を駆動すれば、高速に不要な反射光(偏光)を自動で除去することができる。
【0021】
<第1の実施の形態>
図2、図3は、本発明に係る撮像装置の第1の実施の形態の構成を示している。偏光制御部3は、入射光2の偏波面を回転する偏光回転部30と、この偏光回転部30に積層されて一体となり、一定の偏波光を吸収する偏光吸収部40とから構成されており、偏光回転部30側から入射した入射光2は、偏光吸収部40で偏光された後、撮像光学系4に出射される。偏光回転部30は、2枚のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bが積層されて構成されている。
【0022】
図3に詳細な構成を示すように、偏光回転部30を構成するツイスティッドネマティック液晶セル10Aは、第1透明基板11Aと、第1透明電極12Aと、液晶13Aと、第2透明電極14Aと、第2透明基板15Aとを順に積層して構成されている。また、ツイスティッドネマティック液晶セル10Bも同様に、第1透明基板11Bと、第1透明電極12Bと、液晶13Bと、第2透明電極14Bと、第2透明基板15Bとを順に積層して構成されている。
【0023】
第1透明基板11A,11Bと、第2透明基板15A,15Bは、いずれも平板状のガラス基板等で構成されている。また、第1透明電極12A,12Bと、第2透明電極14A,14Bは、いずれも例えば、In2 O3 に5%のSnを添加して形成された厚さ0.07μm程度のITO透明電極膜で構成されている。
【0024】
ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを構成する液晶13A,13Bとしては、高速応答をもつ偏光制御部3を実現するために、ネマティック液晶、または材料自体がねじれ配向をもつコレステリック液晶など、粘度が低い液晶材料が有利である。また、ネマティック液晶に分子配向にねじれを誘発するカイラル剤を混入して使用しても良い。
【0025】
ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの旋光能は、光の偏波面が入射側の基板面の液晶分子配列に平行、または垂直で顕著になる。そのため、2枚以上のツイスティッドネマティック液晶セルを用いて入射光2の偏波面を効率よく回転するには、互いに隣接するツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの基板面の分子(液晶分子17,18,19,20)配列方向を平行または垂直にすることが望ましい。図3の構成では、基板面の液晶分子17の配列方向と、液晶分子18の配列方向とは平行としている。しかし、互いの分子配列方向が平行や垂直でない場合でも偏光強度は低下するものの、偏波面の回転は可能である。
【0026】
また、液晶分子の基板面の液晶分子17,18,19,20の各配列方向を制御するために、第1透明電極12Aと液晶13Aとの間、液晶13Aと第2透明電極14Aとの間、第1透明電極12Bと液晶13Bとの間、液晶13Bと第2透明電極14Bとの間にそれぞれ、配向膜として、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂からなる高分子薄膜や、SiO,SiO2 などからなる無機薄膜を形成するのも良い。
【0027】
また、偏光回転部30を構成するツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bは電圧駆動部8からの交流電圧により個別に制御されるようになっている。すなわち、ツイスティッドネマティック液晶セル10Aの第1透明電極12Aと第2透明電極14Aとの間にはスイッチ21A、リード線22Aを介して、交流電源23Aが接続され、ツイスティッドネマティック液晶セル10Bの第1透明電極12Bと第2透明電極14Bとの間にはスイッチ21B、リード線22Bを介して、交流電源23Bが接続されている。
【0028】
偏光吸収部40を構成する偏光フィルム16は、光を吸収するヨウ素分子を含むポリビニルアルコール樹脂からなるものである。また、最も光を吸収する光学的な方向が、隣接するツイスティッドネマティック液晶セル10Bの基板面の分子配列方向に平行、または垂直に配置されることが望ましい。
【0029】
図2、および図3の構成の偏光制御部3を有する撮像装置1において、偏光回転部30に入射した入射光2は、45゜や90゜のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bで旋光された後、偏光吸収部40の偏光フィルム16により吸収されて撮像光学系4に出射される。偏光回転部30の2枚のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bは、液晶分子が連続してねじれるように配置されるため、入射光2の偏波面は最大で135゜回転される。一方、個々のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの旋光能は、第1透明電極12A,12Bと第2透明電極14A,14Bとの間の電圧印加により解消される。このため、撮像部6から出力される電気映像信号7のレベルに基づいて電圧駆動部8から制御電圧9が偏光制御部3の偏光回転部30に出力される。このとき、偏光制御部3の偏光角は、個別に電圧制御されたツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの旋光角の和となる。そのため、スイッチ21A,21Bの切り替えにより、偏光の回転を0゜(180゜)、45゜、90゜、135゜の4通りに制御できる。
【0030】
入射光2の様々な偏波成分は、ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bで構成される偏光回転部30でその偏波面が制御された後、偏光フィルム16により吸収・選択される。そのため、偏光制御部3では、全方位を45゜単位でカバーすることができる。なお、偏光制御部3の偏光方位は、偏光回転部30による偏波面の回転機能に依存するために、ツイスティッドネマティック液晶10A,10Bのねじれ角は、45゜や90゜以外でも、多様な偏光機能が得られる。
【0031】
<試作例>
上述した図2、図3に示す第1の実施の形態に示す撮像装置1を以下のようにして試作した。
【0032】
初めに、偏光回転部30を構成するツイスティッドネマティックチック液晶10A,10Bを以下のようにして試作した。先ず、In2 O3 :Snからなる0.07μm厚の透明電極が付着された1.1mm厚のソーダガラスから成る透明基板の上に、ポリイミド膜(日本合成ゴム社製、AL−1254、0.05μm厚)を塗布した後、レーヨンロールで擦る、いわゆるラビング処理をすることにより、配向膜を作製した。次に、配向膜を塗布した透明電極12を、球状スペーサを介して張り合わせ、そのギャップの中にカイラル剤入りのネマティック液晶17,18(チッソ社製、JB−4002LA、屈折率異方性Δn=0.137)を充填した。配向膜のラビング方向を変えることにより、ねじれ角が45゜、および90゜のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを作製した。作製されたツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの面積は、10cm×10cmである。ここでは、ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの厚さdと入射光の波長λが、モーガン条件(Δn・d>2λ)を満たし、十分な旋光能が得られるように、厚さdを10μmとした。
【0033】
2枚のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bに偏光フィルム19(ルケオ社製)を張り合わせた偏光制御部3を、CCD3板式テレビ撮像装置(ソニー社製、CCD−VX1)の光学系の前面に配置し、個々のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを、10V以上の交流電圧源23A,23B(周波数1kHz)を有する電圧駆動部8により個別に駆動した。これにより、偏光回転角を0゜(180゜)、45゜、90゜、および135゜に制御できる。その結果、全方位の偏光を80%以上、選択的に除去できることが判明した。また、その制御に要する時間を数十msである。
【0034】
通常、ガラス板や水面などでの斜方反射の場合、反射光が反射体の面に平行方向に偏光する。そこで、上述した撮像装置1を使用して水面を撮像し、水平偏波の入射光2を除去するように、ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを駆動した結果、0゜(すなわち、水平偏波)の反射光を大幅に取り除くことができることが判明した。さらに、建造物の窓ガラス、および車両の傾いたウィンドウからの反射光についても、それぞれ90゜(すなわち、垂直偏光除去)、および45゜(または135゜)の偏光除去により、大部分を取り除けることが実験的に確認された。
【0035】
特に、反射光が強い場合には、撮像部6で捉えられる映像信号のレベルの一部または全部が最小になるように、ツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bの駆動状態を制御することにより、良好に反射光を除去できる。
【0036】
<第2の実施の形態>
図4は、第2の実施の形態の構成を示している。この実施の形態の偏光制御部3は、偏光回転部30として第1の実施の形態と同様に2枚のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを用いると共に、偏光吸収部40として偏光フィルム16に替えてゲストホスト液晶セル36を用いたものである。なお、図1に示した第1の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は省略する。
【0037】
偏光吸収部40を構成するゲストホスト液晶セル36は、第1透明基板31と、第1透明電極32と、ゲストホスト液晶33と、第2透明電極34と、第2透明基板35とを順に積層して構成されている。第1、第2透明基板31、35と、第1、第2透明電極32、34とは、前述したツイスティッドネマティック液晶セル10Aの第1、第2透明基板11A、15Aと、第1、第2透明電極12A、14Aと同一材料のものを同一の厚さで積層して構成できる。
【0038】
この偏光吸収部40は電圧駆動部8により駆動制御される。すなわち、第1透明電極32と第2透明電極34との間にはスイッチ42、リード線43を介して、交流電源44が接続されており、印加される交流電圧によってゲストホスト液晶33が駆動制御されるようになっている。
【0039】
ゲストホスト液晶33は、光吸収異方性をもつ2色性色素37がネマティック液晶38に混入されたものである。2色性色素37としては、様々な色のものが使用可能であるが、映像撮影などでは白バランスを保つために、1種類または複数種類の2色性色素の添加により、ゲストホスト液晶33を黒色にするのが望ましい。
【0040】
また、ゲストホスト液晶33の2色性色素37の最も光を吸収する光学的な方向は、隣接するツイスティッドネマティック液晶セル10Bの基板面(液晶分子20)の分子配列方向に平行、または垂直に配置されることが望ましい。
【0041】
図4の構成の偏光制御部3において、ゲストホスト液晶セル36に電圧が印加されていない場合には、偏光回転部30で回転された入射光2中の不要な偏光成分が2色性色素37により吸収される。一方、ゲストホスト液晶セル36の第1透明電極32と第2透明電極34との間にスイッチ42、リード線43を介して交流電源44からの交流電圧が印加されると、ゲストホスト液晶32中の2色性色素37とネマティック液晶38の各分子が電圧印加方向に配向し、ゲストホスト液晶32の光吸収率が低下して偏光強度が下がる。
【0042】
すなわち、ゲストホスト液晶セル36に十分な電圧が印加された場合には、偏光制御部3は偏光動作を示さなくなる。このように、ゲストホスト液晶セル36に印加される電圧を制御することにより、偏光強度を制御することができる。
【0043】
したがって、偏光制御部3を装着した撮影装置1においては、偏光機能が不要になった場合には、ゲストホスト液晶セル36に電圧を印加しておけば、偏光制御部3を取り外さなくとも良い。
【0044】
<変形例>
図2、図4に示した各実施の形態では、偏光回転部30を2枚のツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bで構成したが、ねじれ角の小さなツイスティッドネマティック液晶セルをさらに1枚乃至複数枚積層するようにしても良い。このように構成することにより、より一層緻密な偏波面の回転動作が得られる。
【0045】
また、図2、図4に示した各実施の形態では、同一の回転方向のねじれ配向をもつツイスティッドネマティック液晶セル10A,10Bを用いたが、ねじれ配向の回転方向が異なるツイスティッドネマティック液晶セルを組み合わせて使用することも可能である。
【0046】
さらに、ツイスティッドネマティック液晶10A,10Bの替わりに、強誘電性液晶をはじめとするスメクティック液晶、ネマティック液晶、コレステリック液晶などの液晶材料を、ホモジニアス配向、ホメオトロピック配向など様々に配向させた液晶セルを用いることもできる。その場合、旋光能でなく電界制御型複屈折効果を用いるため、偏波面を90゜回転することが可能である。ツイスティッドネマティック液晶の旋光能は、電界制御型複屈折効果に比べ、偏波面の回転角を多様に制御でき、しかも、透過光の着色効果が極めて少ないため、映像撮影に好適である。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、請求項1では、光画像を電気映像信号に変換する撮像部と、この撮像部前方に配置され、入射光の偏光方位を可変する偏光制御部と、この偏光制御部を駆動制御する駆動部とを具備し、前記偏光制御部は、前記入射光の偏波面を回転する複数枚のツイスティッドネマティック液晶セルを備えた偏光回転部と、この偏光回転部からの出射光中から一定方向の偏光を吸収して前記撮像部側へ出射する偏光吸収部とから構成され、前記駆動部は、前記撮像部から出力される電気映像信号の一部または全体の画像レベルが最小になるような制御電圧を設定して前記偏光回転部のツイスティッドネマティック液晶セルを電圧制御することにより反射光を除去するようにしたので、多様な偏光にも対応でき、自動かつ高速で、反射光等の不要な偏光分を除去でき、所望の光画像を得ることができる。
【0051】
請求項2では、簡単な構成の偏光フィルムにより偏光を吸収・選択することができる。また、ゲストホスト液晶セルを用いた場合には、透明電極へ印加される電圧を制御することによりゲストホスト液晶セルの偏光強度を制御することができる。この場合、偏光機能が不要になった場合には、ゲストホスト液晶セルに電圧を印加しておけば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像装置の全体構成図である。
【図2】本発明に係る撮像装置の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図3】本発明に係る撮像装置の第1の実施の形態を示す詳細な構成図である。
【図4】本発明に係る撮像装置の第2の実施の形態を示す詳細な構成図である。
【図5】従来の撮像装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 撮像装置
2 入射光
3 偏光制御部
4 撮像光学系
5 光画像
6 撮像部
7 電気映像信号
8 電圧駆動部
9 制御電圧
10A,10B ツイスティッドネマティック液晶セル
11A,11B,31 第1透明基板
12A,12B,32 第1透明電極
13A,13B 液晶
14A,14B,34 第2透明電極
15A,15B,35 第2透明基板
16 偏光フィルム
17,18,19,20 液晶分子
21A,21B,42 スイッチ
22A,22B,43 リード線
23A,23B,44 交流電源
30 偏光回転部
35 ゲストホスト液晶
36 ゲストホスト液晶セル
37 2色性色素
38 ネマティック液晶
40 偏光吸収部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus having a polarization function, and more particularly to an imaging apparatus that can remove unnecessary polarized light and extract a desired optical image in real time.
[0002]
[Summary of Invention]
The present invention relates to an imaging apparatus having a polarization control function, and a polarization control unit capable of changing a polarization direction is disposed in front of an imaging unit, and the polarization control unit is provided on the basis of a video electric signal from the imaging unit. By controlling the drive, it is possible to instantaneously remove various incident polarization components and obtain a desired optical image free from unnecessary polarization.
[0003]
[Prior art]
In outdoor video shooting, strong reflected light (reflection) from a water surface or a glass plate becomes an obstacle, and an imaging apparatus having a polarization control function is required to remove the polarized reflected light. Conventionally, an image pickup apparatus having a polarization control function is known as shown in FIG.
[0004]
An
[0005]
However, in this
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the
[0007]
In addition, as an imaging device having a polarization control function, a “solid-state imaging device” described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-175586 is known, but the “solid-state imaging device” described in this publication is In this configuration, the polarizing plate is simply provided on the surface of the solid-state imaging device, and the polarization direction of the device cannot be changed in various ways at high speed. Further, there are “an optical head of an imaging device” described in JP-A-3-135276 and “infrared imaging device” described in JP-A-6-51921. Therefore, it is impossible to cope with various polarized light at high speed.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to remove unnecessary polarized light in real time by changing the polarization direction at high speed and variously, and to obtain a desired optical image. It is to provide an image pickup apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in claim 1, an imaging unit that converts an optical image into an electric video signal, and a polarization control unit that is disposed in front of the imaging unit and changes a polarization direction of incident light, A drive unit that drives and controls the polarization control unit. The polarization control unit includes a polarization rotation unit including a plurality of twisted nematic liquid crystal cells that rotate the polarization plane of the incident light, and the polarization rotation unit. A polarization absorbing unit that absorbs polarized light in a certain direction from the light emitted from the unit and emits the polarized light to the imaging unit side, and the driving unit is a part or the whole of the electric video signal output from the imaging unit The reflected light is removed by controlling the voltage of the twisted nematic liquid crystal cell of the polarization rotation unit by setting a control voltage that minimizes the image level .
[0010]
According to the above configuration, since the polarization controller can be driven and controlled from the outside, it is possible to deal with various types of polarized light and to obtain an optical image from which unnecessary polarization components are removed. In addition, unnecessary polarized components such as reflected light can be removed automatically and at high speed, and a desired optical image can be obtained.
[0017]
The imaging device according to claim 1 , wherein the polarization absorption unit is a polarizing film or a guest-host liquid crystal cell in which a homogeneous alignment liquid crystal material including a dichroic dye is sandwiched between transparent electrodes. It is characterized by comprising.
[0018]
According to said structure, polarized light can be absorbed and selected with the polarizing film of a simple structure. When a guest host liquid crystal cell is used, the polarization intensity of the guest host liquid crystal cell can be controlled by controlling the voltage applied to the transparent electrode. In this case, when the polarization function becomes unnecessary, a voltage may be applied to the guest-host liquid crystal cell.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the overall configuration of an imaging apparatus according to the present invention. The imaging apparatus 1 includes a polarization control unit 3 that controls the polarization of incident light 2, an imaging optical system 4 that is configured by a lens, a mirror, and the like and that emits incident light that is polarization-controlled by the polarization control unit 3 as an optical image 5. The
[0020]
In the above configuration, the polarization control unit 3 is controlled based on the electric video signal 7 output from the
[0021]
<First Embodiment>
2 and 3 show the configuration of the first embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. The polarization control unit 3 includes a polarization rotation unit 30 that rotates the polarization plane of the incident light 2 and a polarization absorption unit 40 that is laminated and integrated with the polarization rotation unit 30 to absorb a certain amount of polarized light. The incident light 2 incident from the polarization rotating unit 30 side is polarized by the polarization absorbing unit 40 and then emitted to the imaging optical system 4. The polarization rotation unit 30 is configured by stacking two twisted nematic
[0022]
As shown in detail in FIG. 3, the twisted nematic
[0023]
The first transparent substrates 11A and 11B and the second transparent substrates 15A and 15B are each formed of a flat glass substrate or the like. The first transparent electrodes 12A and 12B and the second transparent electrodes 14A and 14B are both ITO transparent electrodes having a thickness of about 0.07 μm formed by adding 5% Sn to In 2 O 3 , for example. It consists of a membrane.
[0024]
The liquid crystals 13A and 13B constituting the twisted nematic
[0025]
The optical rotatory power of the twisted nematic
[0026]
Also, in order to control the alignment direction of the
[0027]
The twisted nematic liquid crystal cells 10 </ b> A and 10 </ b> B constituting the polarization rotating unit 30 are individually controlled by an AC voltage from the voltage driving unit 8. That is, an
[0028]
The polarizing film 16 constituting the polarization absorbing portion 40 is made of a polyvinyl alcohol resin containing iodine molecules that absorb light. Further, it is desirable that the optical direction that absorbs the most light is arranged parallel to or perpendicular to the molecular arrangement direction of the substrate surface of the adjacent twisted nematic
[0029]
In the imaging device 1 having the polarization controller 3 configured as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the incident light 2 incident on the polarization rotation unit 30 is rotated by 45 ° or 90 ° twisted nematic
[0030]
Various polarization components of the incident light 2 are absorbed and selected by the polarization film 16 after the polarization plane is controlled by the polarization rotation unit 30 constituted by the twisted nematic
[0031]
<Example of prototype>
The imaging device 1 shown in the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 was prototyped as follows.
[0032]
First, the twisted nematic
[0033]
A polarization controller 3 in which a polarizing film 19 (manufactured by Luceo) is bonded to two twisted nematic
[0034]
Normally, in the case of oblique reflection on a glass plate or water surface, the reflected light is polarized in a direction parallel to the surface of the reflector. Therefore, as a result of driving the twisted nematic
[0035]
In particular, when the reflected light is strong, the drive state of the twisted nematic
[0036]
<Second Embodiment>
FIG. 4 shows the configuration of the second embodiment. The polarization controller 3 of this embodiment uses two twisted nematic
[0037]
The guest host liquid crystal cell 36 constituting the polarization absorbing unit 40 includes a first transparent substrate 31, a first transparent electrode 32, a guest host liquid crystal 33, a second transparent electrode 34, and a second transparent substrate 35 stacked in order. Configured. The first and second transparent substrates 31 and 35 and the first and second transparent electrodes 32 and 34 are the same as the first and second transparent substrates 11A and 15A of the twisted nematic
[0038]
The polarization absorber 40 is driven and controlled by the voltage driver 8. That is, an
[0039]
The guest host liquid crystal 33 is obtained by mixing a
[0040]
Further, the optical direction in which the
[0041]
In the polarization control unit 3 having the configuration shown in FIG. 4, when no voltage is applied to the guest-host liquid crystal cell 36, unnecessary polarization components in the incident light 2 rotated by the polarization rotation unit 30 are
[0042]
That is, when a sufficient voltage is applied to the guest-host liquid crystal cell 36, the polarization controller 3 does not exhibit a polarization operation. Thus, the polarization intensity can be controlled by controlling the voltage applied to the guest-host liquid crystal cell 36.
[0043]
Therefore, in the photographing apparatus 1 equipped with the polarization controller 3, if the polarization function becomes unnecessary, it is not necessary to remove the polarization controller 3 if a voltage is applied to the guest-host liquid crystal cell 36.
[0044]
<Modification>
In each embodiment shown in FIGS. 2 and 4, the polarization rotating unit 30 is composed of two twisted nematic
[0045]
In each of the embodiments shown in FIGS. 2 and 4, the twisted nematic
[0046]
Furthermore, instead of the twisted nematic
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in claim 1, an imaging unit that converts an optical image into an electric video signal, a polarization control unit that is disposed in front of the imaging unit and changes the polarization direction of incident light, A drive unit that drives and controls the polarization control unit , and the polarization control unit includes a polarization rotation unit including a plurality of twisted nematic liquid crystal cells that rotate the polarization plane of the incident light, and the polarization rotation unit. A polarization absorbing unit that absorbs polarized light in a certain direction from the light emitted from and emits the polarized light to the imaging unit side, and the driving unit is configured to include a part or the whole of the electric video signal output from the imaging unit The control voltage is set to minimize the image level and the reflected light is removed by controlling the voltage of the twisted nematic liquid crystal cell of the polarization rotation unit. A fast, can remove unnecessary polarized light components such as reflection light, it is possible to obtain a desired light image.
[0051]
In claim 2 , polarized light can be absorbed and selected by a polarizing film having a simple structure. When a guest host liquid crystal cell is used, the polarization intensity of the guest host liquid crystal cell can be controlled by controlling the voltage applied to the transparent electrode. In this case, when the polarization function becomes unnecessary, a voltage may be applied to the guest-host liquid crystal cell.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a detailed configuration diagram illustrating a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a detailed configuration diagram showing a second embodiment of the imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Incident light 3 Polarization control part 4 Imaging optical system 5
Claims (2)
この撮像部前方に配置され、入射光の偏光方位を可変する偏光制御部と、
この偏光制御部を駆動制御する駆動部とを具備し、
前記偏光制御部は、前記入射光の偏波面を回転する複数枚のツイスティッドネマティック液晶セルを備えた偏光回転部と、この偏光回転部からの出射光中から一定方向の偏光を吸収して前記撮像部側へ出射する偏光吸収部とから構成され、
前記駆動部は、前記撮像部から出力される電気映像信号の一部または全体の画像レベルが最小になるような制御電圧を設定して前記偏光回転部のツイスティッドネマティック液晶セルを電圧制御することにより反射光を除去する、
ことを特徴とする撮像装置。An imaging unit that converts an optical image into an electrical video signal;
A polarization controller that is arranged in front of the imaging unit and changes the polarization direction of incident light;
A drive unit that drives and controls the polarization control unit;
The polarization control unit includes a polarization rotation unit including a plurality of twisted nematic liquid crystal cells that rotate a polarization plane of the incident light, and absorbs polarized light in a certain direction from light emitted from the polarization rotation unit. It is composed of a polarization absorber that emits to the imaging unit side,
The driving unit sets a control voltage that minimizes the image level of a part or the whole of the electric video signal output from the imaging unit, and controls the voltage of the twisted nematic liquid crystal cell of the polarization rotating unit. To remove the reflected light,
An imaging apparatus characterized by that.
前記偏光吸収部は、偏光フィルム、または2色性色素を含むホモジニアス配向の液晶材料が透明電極で挟まれたゲストホスト液晶セルのいずれかで構成されることを特徴とする撮像装置。The imaging device according to claim 1 ,
The imaging apparatus, wherein the polarization absorbing section is configured by either a polarizing film or a guest-host liquid crystal cell in which a homogeneous alignment liquid crystal material including a dichroic dye is sandwiched between transparent electrodes.
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