JPH06138402A

JPH06138402A - 光学的フィルタリング方法および光学フィルター

Info

Publication number: JPH06138402A
Application number: JP31411992A
Authority: JP
Inventors: Akira Tairiyou; 明大漁
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】同一の光学フィルターにより種々の分光透過特
性を得ることが可能であり、また連続的に変化させるこ
とが可能な光学フィルターおよび光学的フィルタリング
方法を提供することを目的とする。【構成】第一の光学フィルター１は、それぞれ異なっ
た分光透過特性を有するＮ個の単位フィルター１０から
構成され、それぞれ異なった分光通過性を有する流動体
１３の厚みをそれぞれ変えることにより、入射光につい
て種々の異なった分光通過特性を加えることができ、ま
た、その特性を連続的に調節できる。各単位フィルター
１０は、分光透過性流動体１３を間に満たした透明板１
１、封止用部材１２、ピストン部１６継ぎ手１４、およ
びピストン部１６を駆動するリニアアクチュエータ１７
から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流動体の分光透過特性を
利用した光学的フィルタリング方法および光学フィルタ
ーに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学機器に使用される光学フィルターと
しては、従来以下に述べるようなものが使用されてき
た。光学機器、例えばカメラにおいて、撮影対象からカ
メラの光学系に入射する光のスペクトル分布の一部を選
択的に通過させ、フィルムに結像させることにより得ら
れる画像に所定の光学的効果を付加する場合には光学フ
ィルターが使用される。

【０００３】この光学フィルターとしては、一般的用途
には色ガラス等を使用したもの、あるいは、特に鋭い選
択特性を実現したい場合は、干渉フィルター等が用いら
れる。このような異なる分光透過性を有するフィルター
を複数用意し、この中から目的の光学的効果を得るため
に最適なフィルターを選択して、または、複数のフィル
ターを組み合わせてカメラの光学系に前置して使用す
る。

【０００４】また、液体を使用した光学フィルターとし
ては、従来、例えば特開昭６１−４７９２４号公報に記
載されたものが知られている。この光学フィルターはガ
ラス基板間に位相物質を不規則に配置し、通過する光に
位相変化を発生させ、得られる画像にいわゆるソフト効
果を付加し、さらにソフト効果を付加するか、否かを位
相物質間にこれとほぼ位相特性の等しい液体を満たさな
い、または、満たすことにより設定しようとするもので
ある。

【０００５】また、同様に液体を使用した光学フィルタ
ーとしては上記の他に、例えば特開平３−１８５４０１
号公報に記載されたものが知られている。この光学フィ
ルターは、着色された水、油等により光源からの光をフ
ィルタリングし、所定の照明効果を得ようとするもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学フィルター
は以上に述べたように構成されていたので、以下に述べ
るような問題点があった。先ず、上述した従来の色ガラ
ス等を用いた光学フィルターを使用する場合、種々の光
学的効果を得ようとする場合、分光透過性の異なる光学
フィルターを多数用意する必要があり、また、得ようと
する光学的効果に対応して光学フィルターを選択し、交
換する必要がある。よって、多種のフィルターを準備す
るために経費かかり、また、光学フィルターの交換に手
間がかかるといった問題点がある。また、フィルターの
分光透過性を連続的に変化させることは不可能でるた
め、得られる光学的効果の微妙な調節が困難であるとい
う問題点がある。

【０００７】また、上述した従来の液体を使用した光学
フィルターの内の前者は、通過する光に位相変化を発生
させ、ソフト効果等を得るように構成されている。この
ため、この光学フィルターでは、この光学フィルターを
広義の空間フィルターとみなした場合以外の分光透過性
による光学的効果は得られないという問題点がある。

【０００８】また、上述した従来の液体を使用した光学
フィルターの内の後者は、通過する光をフィルタリング
し、照明効果を得るように構成されている。このため、
この光学フィルターでは、分光透過性を広範囲かつ連続
的に変更することができないという問題点がある。

【０００９】本発明の光学フィルターは以上に述べた従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、同一の光
学フィルターにより種々の分光透過特性を得ることが可
能であり、また、この分光透過特性を連続的に変化させ
ることが可能であり、経費のかからず、かつ取扱いの容
易な光学的フィルタリング方法および光学フィルターを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学的フィルタリング方法および光学フィ
ルターは、所定の分光透過特性を有する流動体の光路に
沿った厚さを変更して分光透過特性を変化させる。

【００１１】また、前記厚さを光路と直交する面におい
て均一に変化させることを特徴とする。

【００１２】また、前記厚さを光路と直交する面におい
て不均一に変化させることを特徴とする。

【００１３】また、それぞれ所定の分光透過特性を有す
る流動体を透明な仕切り板を介して複数重ね合わせ、任
意の流動体の光路に沿った厚さを変更して分光透過特性
を変化させることを特徴とする。

【００１４】また、予め設定された分光透過特性情報に
基づいて前記流動体の量、および、前記厚さ、またはい
ずれか一方を変更し、分光透過特性を前記分光透過特性
情報で指定される値に変更することを特徴とする。

【００１５】また、出射光について分光透過特性を測定
し、その測定結果を予め設定された分光透過特性情報と
比較し、これら両者が、一定誤差の範囲内になるよう
に、前記流動体の量、および、前記厚さを変更して分光
透過特性を前記分光透過特性情報で指定される値または
その近似値に変更することを特徴とする。

【００１６】また、所定の分光透過特性を有する流動体
の光路に沿った厚さを変更する厚さ変更手段を有する。

【００１７】また、前記厚さを光路と直交する面におい
て均一に変化させることを特徴とする。

【００１８】また、前記厚さを光路と直交する面におい
て不均一に変化させることを特徴とする。

【００１９】また、対向する互いの面が平行かつ間隔が
変更可能に保持され、その間に前記流動体を収容する透
明かつ平坦な２枚の板と、前記板の間の間隔の変化に対
応して前記流動体を、常に前記板の間に満たすように調
節する流動体量調節手段とをさらに有し、前記厚さ変更
手段は前記板の間の間隔を変更することにより前記厚さ
を変更することを特徴とする。

【００２０】また、対向する互いの面が平行かつ間隔が
変更可能に保持され、その間にそれぞれ一種類ずつ異な
った種類の前記流動体を収容する透明かつ平坦な複数の
板と、前記各板の間の間隔の変化に対応して前記各流動
体を、それぞれ常に前記板の間に満たすように調節する
流動体量調節手段とをさらに有し、前記厚さ調節手段は
前記各板の間の間隔を変更することにより前記厚さを変
更することを特徴とする。

【００２１】また、互いの面が平行でなく、かつ間隔が
変更可能に保持され、その間に前記流動体を収容する透
明かつ平坦な２枚の板と、前記板の間の間隔の変化に対
応して前記流動体を、常に前記板の間に満たすように調
節する流動体量調節手段とをさらに有し、前記厚さ変更
手段は前記板の間の間隔を変更することにより前記厚さ
を変更することを特徴とする。

【００２２】また、互いの面が平行でなく、かつ間隔が
変更可能に保持され、その間にそれぞれ一種類ずつ異な
った種類の前記流動体を収容する透明かつ平坦な複数の
板と、前記各板の間の間隔の変化に対応して前記各流動
体を、それぞれ常に前記板の間に満たすように調節する
流動体量調節手段とをさらに有し、前記厚さ調節手段は
前記各板の間の間隔を変更することにより前記厚さを変
更することを特徴とする。

【００２３】また、予め設定された分光透過特性情報に
基づいて前記流動体の量、および、前記厚さを変更し、
分光透過特性を前記分光透過特性情報で指定される値に
変更する制御手段、またはいずれか一方をさらに有する
ことを特徴とする。

【００２４】また、前記光学フィルターの分光透過特性
を測定する分光特性測定手段と、前記分光特性測定手段
による測定結果を予め設定された分光透過特性と比較
し、これら両者が、一定誤差の範囲内になるように、前
記流動体量調節手段、および、前記厚さ変更手段または
いずれか一方を制御し、前記板の間の間隔を設定する制
御手段をさらに有することを特徴とする。

【００２５】また、前記分光特性測定手段は、それぞれ
異なる分光透過特性を有する複数のフィルター手段と、
前記フィルター手段からの出射光の強度を測定する光強
度検出手段と、前記フィルター手段を交換して前記光強
度測定手段の受光面に前置する手段とから構成され、前
記複数のフィルター手段を交換して、一つずつ順次前記
光強度検出手段の受光面に前置し、その前置された前記
フィルター手段のそれぞれが透過する光のスペクトル成
分の強度を前記光強度検出手段で検出することにより分
光透過特性を測定することを特徴とする。

【００２６】

【作用】透明板の間に満たされ、それぞれ固有の分光透
過特性を有する流動体の厚みを調節することにより、フ
ィルターの分光透過特性を連続的に変更する。さらに、
それぞれ異なった分光通過特性を有する流動体を透明板
の間に満たした単位光学フィルターを組み合わせること
により、種々の異なった分光透過特性を得、また連続的
に調節する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の光学フィルターの第一の実施
例について説明する。図１は、本発明の第一の光学フィ
ルター１の構成を示す図である。第一の光学フィルター
１は、それぞれ異なった分光透過特性を有するＮ個の単
位フィルター１０から構成される。この各単位フィルタ
ー１０の、それぞれ異なった分光通過性を有する流動体
１３の厚みをそれぞれ変えることにより、図１中の矢印
（ａ）に示す入射光について種々の異なった分光通過特
性を変化させることができ、図１中の矢印（ｂ）に示す
出射光として出射する。さらに、この特性を連続的に調
節することが可能となっている。なお、それぞれの部分
について一般的に述べる場合、符号の添字を省略して記
す。

【００２８】各単位フィルター１０₁〜１０_Nは、それ
ぞれ分光透過性流動体１３₁〜１３_Nを間に満たした透
明板１１₁〜１１_N+1、分光透過性流動体１３₁〜１３
_Nを封止（収容）する封止用部材１２₁〜１２_N、ピス
トン部１６₁〜１６_Nと透明板１１₁〜１１_N+1以下の
部分（以下、フィルター部分と記す）を接続し、ピスト
ン部１６₁〜１６_Nとの間の分光透過性流動体１３₁〜
１３_Nの出し入れを行う継ぎ手１４₁〜１４_N、および
ピストン部１６₁〜１６_Nを駆動するリニアアクチュエ
ータ１７₁〜１７_Nから構成されている。

【００２９】透明板１１は、透明な材料、例えばガラス
で作られ、平坦かつ表面がなめらかな板である。透明板
１１は相互に面が平行になるように配設され、ガイドレ
ール１５ａ、１５ｂにより相互の面の平行を保ったまま
移動可能なように保持されており、分光透過性流動体１
３の増減に伴って平行移動する。なお、好適には、透明
板１１は第一の光学フィルター１が適用される光のスペ
クトラムの範囲において、特定の分光通透過性を有さな
いことが望ましい。

【００３０】封止用部材１２は、柔らかで穴が開きにく
く、また、分光透過性流動体１３と化学反応を起こさな
い材料、例えば合成樹脂で作られ、分光透過性流動体１
３が外部に漏れないように各透明板１１間を密閉し、分
光透過性流動体１３を封止する。

【００３１】分光透過性流動体１３は、それぞれ固有の
分光通過特性を有する流動体、例えばＪＩＳハンドブッ
クＺ８７２０に記載されるデビス−ギブソンフィルター
溶液である。分光透過性流動体１３は透明板１１の間に
封止され、リニアアクチュエータ１７の駆動によりフィ
ルター部分の部分とピストン部１６との間を継ぎ手１４
を介して移動することにより厚みが調節される。この分
光透過性流動体１３の厚みの調節により、単位フィルタ
ー１０は、それぞれの分光通過特性を連続的に変更する
ことが可能である。つまり、透過させる光のスペクトラ
ム成分は変化しないが、分光透過性流動体１３が厚くな
った場合、通過させる光のスペクトラム以外の成分の吸
収が多くなり、薄くなった場合はその逆となる。

【００３２】継ぎ手１４は、透明板１１₁〜１１_N+1間
およびピストン部１６₁〜１６_Nを封止する部材と、こ
れらを接続するパイプから構成され、ピストン部１６と
各フィルター部分の間で分光透過性流動体１３を導く。
なお、継ぎ手１４も封止用部材１２と同様に、柔らかで
穴が開きにくく、また、分光透過性流動体１３と化学反
応を起こさない材料、例えば合成樹脂で作られ、分光透
過性流動体１３が外部に漏れないように封止する。

【００３３】ガイドレール１５ａ、１５ｂは、透明板１
１を固定し、さらにガイドレール１５ａ、１５ｂの長手
方向に透明板１１の相互の面の平行を保ったまま移動さ
せる。ピストン部１６は、シリンダとピストンから構成
され、分光透過性流動体１３を封止するとともに、ピス
トン部分がリニアアクチュエータ１７に駆動され、フィ
ルター部分の分光透過性流動体１３の量を調節すること
により、分光透過性流動体１３の厚さを調節し、フィル
ター部分の分光透過特性を調節する。

【００３４】以下、第一の光学フィルター１の動作を説
明する。まず、単位フィルター１０₁の動作について述
べる。なお、各単位フィルター１０₂〜１０_Nの動作は
分光透過性流動体１３₂〜１３_Nの特性による分光透過
特性以外は単位フィルター１０₁に同じである。

【００３５】リニアアクチュエータ１７₁を制御する制
御装置（図示せず）により、リニアアクチュエータ１７
₁を制御し、ピストン部１６₁を駆動して、シリンダの
容量を変更し、フィルター部分の厚さを変える。つま
り、ピストン部１６₁を押し下げた場合、ピストン部１
６₁のシリンダの容量は小さくなり、継ぎ手１４₁を介
してフィルター部に分光透過性流動体１３₁が押し出さ
れ、フィルター部分の分光透過性流動体１３₁が増加す
る。分光透過性流動体１３₁の量の増加に伴い、透明板
１１₁、１１₂が押され、分光透過性流動体１３₁の厚
さＴ₁が増加する。

【００３６】また、ピストン部１６を引き上げた場合、
上記とは逆にシリンダの容量は小さくなり、透明板１１
₁、１１₂が引かれ、分光透過性流動体１３₁の厚さＴ
₁が減少する。この際、ガイドレール１５ａ、１５ｂは
透明板１１₁、１１₂の面を平行のまま移動するように
保持している。

【００３７】分光透過性流動体１３₁の厚みの変化によ
り、分光透過性流動体１３₁の特性が変化する。つま
り、分光透過性流動体１３₁が厚くなった場合、分光透
過性流動体１３₁が透過させる光のスペクトラムの成分
（通過スペクトラム成分と記す）以外のスペクトラム成
分（減衰スペクトラム成分と記す）の分光透過性流動体
１３₁による吸収が大きくなり、最後にはほとんど吸収
されることになる。

【００３８】また、分光透過性流動体１３₁が薄くなっ
た場合、減衰スペクトラム成分の分光透過性流動体１３
₁による吸収は少なくなり、分光透過性流動体１３₁の
厚さＴ₁がほとんど０になった場合、減衰スペクトラム
成分の吸収もほとんどなくなることとなる。このように
分光透過性流動体１３₁の厚さの調節により、減衰スペ
クトラム成分の減衰をほとんど０からほとんど無限大ま
で調節することが可能である。以上の方法により、単位
フィルター１０₁の透過スペクトラム成分を一定とし
て、減衰スペクトラム成分の減衰量を連続的に調節可能
となる。

【００３９】以上の単位フィルター１０₁の動作は、他
の単位フィルター１０₂〜１０_Nに共通である。ただ
し、他の単位フィルター１０₂〜１０_Nには、それぞれ
分光吸収特性の異なる分光透過性流動体１３₂〜１３_N
が封止されている。他の単位フィルター１０₂〜１０_N
についても単位フィルター１０₁と同じ動作により、そ
れぞれの減衰スペクトラム成分の減衰量を連続的に調節
可能である。よって、各単位フィルター１０₁〜１０_N
の減衰スペクトラム成分の組み合わせ、およびその減衰
量により、第一の光学フィルター１は全体として非常に
広範囲な分光透過特性を有することとなる。

【００４０】図２は、Ｎ＝２の場合において、単位フィ
ルター１０₁（第一の単位フィルター）の厚さＴ₁がａ
₁、単位フィルター１０₂（第二の単位フィルター）の
厚さＴ₂が０である場合の第一の光学フィルター１の分
光透過特性の例を、横軸に光の波長、縦軸に透過率をと
って示した図である。図３は、Ｎ＝２の場合において、
単位フィルター１０₁の厚さＴ₁が０、単位フィルター
１０₂の厚さＴ₂がａ₂である場合の第一の光学フィル
ター１の分光透過特性の例を、横軸に光の波長、縦軸に
透過率をとって示した図である。なお、図２および図３
においては、透明板１１₁〜１１_N+1の透過率を１とし
た場合のものである。

【００４１】図２に示すように、単位フィルター１０₁
の分光透過性流動体１３₁は、波長が長いスペクトラム
成分を透過（透過スペクトラム成分と）し、波長の短い
スペクトラム成分を吸収する（減衰スペクトラム成分と
する）分光透過特性を有する。一方、図３に示すよう
に、単位フィルター１０₂の分光透過性流動体１３
₂は、波長が長いスペクトラム成分を吸収（減衰スペク
トラム成分と）し、波長の短いスペクトラム成分を透過
する（透過スペクトラム成分とする）分光透過特性を有
する。

【００４２】このような分光透過性流動体１３₁、１３
₂を使用した場合、第一の光学フィルター１全体として
の光の波長に対する分光透過特性は、次式

【数１】で表される。さらに、一般的には次式

【数２】で表される。

【００４３】以上に示したように、各単位フィルター１
０₁〜１０_Nの分光透過性流動体１３₁〜１３_Nそれぞ
れの分光透過特性を少しずつ異なったものとし、フィル
ター部分の厚さＴ₁〜Ｔ_Nを調節することによりほぼ任
意の分光透過特性を得ることが可能である。

【００４４】分光透過性流動体１３としては、例示した
デビス−ギブソンフィルター溶液の他、種々の流体、例
えば水、アルコール、または油等に色素を一様に溶かし
て分散させた溶液を使用してもよい。また、透明板１１
を移動させる方法はここで述べたものに限らず、例えば
ガイドレール１５に透明板１１の移動手段、例えば各透
明板１１にそれぞれ対応したリニアアクチュエータを設
けて、ピストン部１６およびこのガイドレール１５に設
けられたリニアアクチュエータにより、または、これら
のどちらか一方により透明板１１を移動させる等の方法
をとってもよい。

【００４５】図４は、本発明の第二の光学フィルターの
構成を示す図である。用途によっては、図４に示す第二
の光学フィルター２ように、透明板１１に傾斜をつけ、
第二の光学フィルター２の入射光について、不均一な分
光透過特性を加えてもよい。なお、図４においては、ガ
イドレール１５およびリニアアクチュエータ１７は省略
してある。図において、

【数３】となっている。また、第一の光学フィルター１または第
二の光学フィルター２の各透明板１１の全て、または一
部に凹凸を設ける等により、さらに複雑な分光透過特性
の不均一性を実現してもよい。また、単位フィルター１
０は必ずしも複数でなくともよい。用途によっては特定
の分光透過特性の調節のみで目的を達成できる場合があ
るためである。

【００４６】以下、本発明の光学フィルターの第二の実
施例について説明する。図５は、本発明の第三の光学フ
ィルター３の構成を示す図である。第三の光学フィルタ
ー３は、第一の光学フィルター１に分光透過特性調整装
置２０を付加し、第三の光学フィルター３の分光通過特
性を所望の値にすることを容易としたものである。

【００４７】分光透過特性調整装置２０は、光学帯域フ
ィルター２１、ステッピングモーター２２、受光素子２
３、および光源２４から構成され、光源２４から第一の
光学フィルター１および光学帯域フィルター２１を介し
て受光素子２３に入力される光をスペクトラム成分ごと
に測定し、その測定結果に基づいてリニアアクチュエー
タ１７₁〜１７_Nを制御し、第三の光学フィルター３に
ついて所望の分光透過特性を得ようとするものである。

【００４８】図５において、光学帯域フィルター２１
は、それぞれ通過帯域が異なり、また、急峻な選択特性
を有する複数の光学フィルター２１０₁〜２１０_Mから
構成され、光源２４から第一の光学フィルター１を介し
て入射する光のスペクトラム成分を選択的に透過する。
光学帯域フィルター２１は、ステッピングモーター２２
によって回転され、この回転の結果、受光素子２３に前
置される事になる光学フィルター２１０₁〜２１０_Mの
内の一つによって選択される光のスペクトラム成分を受
光素子２３に入力する。

【００４９】図６は、光学帯域フィルター２１の構成を
示す図である。光学帯域フィルター２１上には、光学帯
域フィルター２１０₁〜２１０_Mが度同心円上に配設さ
れている。図７は、光学帯域フィルター２１０₁〜２１
０_Mの分光透過特性の例を示す図である。光学帯域フィ
ルター２１０₁〜２１０_Mは、例えばそれぞれ干渉フィ
ルターであり、可視光線の範囲に含まれる波長λ₁〜波
長λ_Mを中心として急峻な選択特性を有している。

【００５０】なお、光源２４は、第三の光学フィルター
３の適用される光のスペクトラム成分の全領域、例えば
可視光線の全範囲で平坦な発光特性を有するものが好適
である。しかし、このような光源は存在しないため、制
御装置３０で光源の発光特性を補う補正を行う。

【００５１】制御装置３０は、受光素子２３から入力さ
れる、光の各スペクトラム成分の強度情報に基づいて第
三の光学フィルター３のリニアアクチュエータ１７₁〜
１７_Mおよび分光透過特性調整装置２０の各部分を制御
する。図８は、制御装置３０の構成を示す図である。増
幅器３１は、受光素子２３から出力される光強度信号を
増幅し、Ａ／Ｄコンバーター３２に入力する。

【００５２】Ａ／Ｄコンバーター３２は、増幅器３１か
ら出力されるアナログ形式の光強度信号をディジタル形
式の信号に変換し、ＣＰＵブロック３３に入力する。Ｃ
ＰＵブロック３３は、一般的なコンピュータと同様にマ
イクロプロセッサ、メモリ回路等から構成され、Ａ／Ｄ
コンバーター３２から入力される光強度情報を処理し、
その結果に基づいて光源２４、リニアアクチュエータ１
７₁〜１７_Mを制御を行う。

【００５３】ランプインターフェース３４は、ＣＰＵブ
ロック３３の制御により光源２４の点灯、消灯を行う回
路である。ステッピングモーターインターフェース３５
は、ＣＰＵブロック３３の制御により、ステッピングモ
ーター２２の駆動、制御を行い、光学帯域フィルター２
１の所望の光学帯域フィルター２１０を選択する。リニ
アアクチュエータインターフェース３６は、ＣＰＵブロ
ック３３の制御により、リニアアクチュエータ１７₁〜
１７_Nを個別に駆動、制御し、第三の光信号伝送装置３
の分光透過特性を調節する。

【００５４】外部インターフェース３７は、制御装置３
０に対して第三の光信号伝送装置３に要求される分光透
過特性を設定するための入力手段、例えばキーボードか
ら入力される情報をＣＰＵブロック３３に入力し、ま
た、ＣＰＵブロック３３から出力される情報を第三の光
信号伝送装置３の使用者に対して、例えば液晶表示装置
等上に表示を行う。

【００５５】以下、第三の光信号伝送装置３の動作につ
いて説明する。第三の光信号伝送装置３の使用者は、第
三の光信号伝送装置３に要求する分光透過特性を外部イ
ンターフェース３７を介して設定する。この設定の方法
は、例えば光学帯域フィルター２１０_i、２１０_j、２
１０_kのそれぞれの通過帯域の中心波長λ_i、λ_j、λ
_kの透過率ｆ_i、ｆ_j、ｆ_kを設定することにより行
う。

【００５６】この設定情報はＣＰＵブロック３３に入力
され、ＣＰＵブロック３３は、まずランプインターフェ
ース３６を介して光源２４を点灯し、ステッピングモー
ターインターフェース３５を制御してステッピングモー
ター２２を駆動し、回転させ光学帯域フィルター２１０
_iが受光素子２３に前置されるように制御する。光源２
４から第三の光信号伝送装置３に入射した光は、各単位
フィルター１０₁〜１０_Nにより分光透過され、光学帯
域フィルター２１に入射する。

【００５７】光学帯域フィルター２１に入射した光は、
光学帯域フィルター２１０_iで選択的に等化され、波長
λ_iを中心とするスペクトラム成分のみが受光素子２３
に入射する。受光素子２３に入射した光は、受光素子２
３で電気的な光強度信号に変換され、増幅器３１、およ
びＡ／Ｄコンバーター３２を介してＣＰＵブロック３３
に入力される。ＣＰＵブロック３３は、この光強度情報
について上述した光源２４の発光特性を補う補正を行
い、この補正後の光強度情報に基づいて処理を行い、波
長λ_iが設定された値に近づくようにリニアアクチュエ
ータインターフェース３６を介してリニアアクチュエー
タ１７₁〜１７_Nの制御を行い、第三の光信号伝送装置
３の分光透過特性を調節する。

【００５８】波長λ_jおよび波長λ_kについてもそれぞ
れ光学帯域フィルター２１０_j、２１０_kを使用して同
様な制御が行われ、使用者が外部インターフェース３７
に設定した所望の第三の光信号伝送装置３の分光透過特
性を実現する。なお、波長λ_i、波長λ_j、波長λ_kが
互いに近いものである場合、各波長について単位フィル
ター１０₁〜１０_jの特性を調節すると、それ以前に調
節された波長での透過率が変化する可能性がある。この
ため、数回上記調整を各波長について繰り返し行い、あ
るいは、各波長について所定の誤差範囲内に納まるまで
上述した調節を繰り返す。また、例外処理については図
９を参照して後述する。

【００５９】ここで、上記調整を行うために透過率を設
定する波長λ_i、波長λ_j、波長λ_kは例示であり、ま
た設定数は３点に限らず任意である。また、ＣＰＵブロ
ック３３に予め、用途別に透明板１１₁〜１１_N+1間の
距離（間隔）のデータを記憶させておき、外部インター
フェース３７に用途を指定するのみで、このデータに基
づいて透明板１１₁〜１１_N+1の各間隔を変更し、第三
の光信号伝送装置３の分光透過特性を調節するように構
成してもよい。また、第二の光学フィルター２について
も分光透過特性調整装置２０の適用は可能である。ま
た、第三の光信号伝送装置３に入射する光が定常的であ
る場合、光源２４は省略可能である。また、第三の光信
号伝送装置３についても第一の実施例で第一の光学フィ
ルター１および第二の光学フィルター２について述べた
ような変形が可能である。

【００６０】図９は、以上に述べた分光透過特性調整装
置２０において、各波長について所定の誤差範囲内に納
まるまで調節を繰り返す場合の処理の例を示すフローチ
ャートである。図９において、ステップ０１（Ｓ０１）
において、分光透過特性調整装置２０のＣＰＵブロック
３３は、ステッピングモーター２２を制御して光学帯域
フィルター２１０_iを受光素子２３に前置する。ステッ
プ０２（Ｓ０２）において、ＣＰＵブロック３３は受光
素子２３で第三の光信号伝送装置３を介して受光素子２
３に入射する光の測定を行う。さらに、この結果得られ
た光強度信号について補正等の処理を行う。

【００６１】ステップ０３（Ｓ０３）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、上記光強度の値が外部インターフェー
ス３７を介して使用者によって設定された値と一定誤差
範囲（Ｅ１）内にあるか、否か判断する。一定誤差範囲
内の場合、Ｓ０５の処理に進み、範囲外の場合、Ｓ０４
の処理に進む。ステップ０４（Ｓ０４）において、分光
透過特性調整装置２０は、リニアアクチュエータ１７₁
〜１７_Nを制御し、各単位フィルター１０の分光透過特
性を調節する。この場合、光学帯域フィルター２１によ
り選択される光のスペクトラム成分に最も影響を与える
フィルターについて最初に調節を行い、また、影響のな
いものについては調節を行わない。

【００６２】ステップ０５（Ｓ０５）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、透過率が設定された全ての波長につい
て調節が終わったか、否かを判断する。波長λ_i〜波長
λ_kについて調節が終わった場合、Ｓ０７の処理に進
み、終わらない場合、Ｓ０６の処理に進む。ステップ０
６（Ｓ０６）において、ＣＰＵブロック３３は、ステッ
ピングモーター２２を制御して次の波長に対応する光学
帯域フィルター２１０を受光素子２３に前置する。

【００６３】ステップ０７（Ｓ０７）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、ステッピングモーター２２を制御して
光学帯域フィルター２１０_iを受光素子２３に前置す
る。ステップ０８（Ｓ０８）において、ＣＰＵブロック
３３は受光素子２３で第三の光信号伝送装置３を介して
受光素子２３に入射する光の測定を行う。さらに、この
結果得られた光強度信号について補正等の処理を行う。

【００６４】ステップ０９（Ｓ０９）において、ＣＰＵ
ブロック３３は上記光強度の値が外部インターフェース
３７を介して使用者によって設定された値と一定誤差範
囲（Ｅ２）内にあるか、否か判断する。なお、この場
合、誤差範囲Ｅ２は、上記誤差範囲Ｅ１よりも広く取っ
てある。一定誤差範囲内の場合、Ｓ１１の処理に進み、
範囲外の場合、Ｓ１０の処理に進む。

【００６５】ステップ１０（Ｓ１０）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、Ｓ０７〜Ｓ１０の処理が行われた回数
について判断する。一つの波長について１０回行われた
場合、Ｓ１２の処理に進み、１０回以下の場合、Ｓ０１
の処理に進む。ステップ１１（Ｓ１１）において、ＣＰ
Ｕブロック３３は透過率が設定された全ての波長につい
て調節が終わったか、否かを判断する。波長λ_i〜波長
λ_kについて調節が終わった場合、Ｓ１３の処理に進
み、終わらない場合、Ｓ１４の処理に進む。

【００６６】ステップ１２（Ｓ１２）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、外部インターフェース３７に第三の光
信号伝送装置３が設定された分光透過特性を実現できな
い（調整不可の）旨を表示し処理を終了する。ステップ
１３（Ｓ１３）において、ＣＰＵブロック３３は、外部
インターフェース３７に調整完了の旨を表示し、処理を
終了する。

【００６７】ステップ１４（Ｓ１４）において、ＣＰＵ
ブロック３３は、ステッピングモーター２２を制御して
次の波長に対応する光学帯域フィルター２１０を受光素
子２３に前置する。以上で第三の光信号伝送装置３につ
いての調節を終了する。

【００６８】第二の実施例に示したように構成すること
により、本発明の光学フィルターにおいて、自動的に所
望の分光透過特性を実現することが可能となる。以上述
べた各実施例の第一の光学フィルター１、第二の光学フ
ィルター２、および第三の光信号伝送装置３を、光学機
器、例えばカメラの光学系に前置し、あるいは後置する
ことにより、種々の分光透過性による効果を画像に与え
ることが可能となる。さらに、第三の光信号伝送装置３
を組み込んだカメラに照明の分光特性を測定する機能を
設け、第三の光信号伝送装置３と連動させるように構成
すれば、撮影時の照明の補正を自動的に行うといったこ
とも可能となる。

【００６９】本発明の光学フィルターは、例えば各実施
例で述べた変形例に示すように、種々の構成をとること
ができる。上述した各実施例は例示である。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、同一
の光学フィルターにより種々の分光透過特性を得ること
が可能であり、また、この分光透過特性を連続的に変化
させることが可能であり、経費のかからず、かつ取扱い
の容易な光学的フィルタリング方法および光学フィルタ
ーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の光学フィルターの構成を示す図
である。

【図２】単位フィルターの個数が２個である場合におい
て、第一の単位フィルターの厚さＴ₁がａ₁、第二の単
位フィルターの厚さＴ₂が０である場合の第一の光学フ
ィルターの分光透過特性の例を、横軸に光の波長、縦軸
に透過率をとって示した図である。

【図３】単位フィルターの個数が２個である場合におい
て、第一の単位フィルターの厚さＴ₁が０、第二の単位
フィルターの厚さＴ₂がａ₂である場合の第一の光学フ
ィルター１の分光透過特性の例を、横軸に光の波長、縦
軸に透過率をとって示した図である。

【図４】本発明の第二の光学フィルターの構成を示す図
である。

【図５】本発明の第三の光学フィルターの構成を示す図
である。

【図６】光学帯域フィルターの構成を示す図である。

【図７】光学帯域フィルターの分光透過特性の例を示す
図である。

【図８】制御装置の構成を示す図である。

【図９】分光透過特性調整装置において、各波長につい
て所定の誤差範囲内に納まるまで調節を繰り返す場合の
処理の例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１・・・第一の光学フィルター２・・・第二の光学フィルター３・・・第三の光学フィルター１０・・・単位フィルター１１・・・透明板１２・・・封止用弾性部材１３・・・分光透過性流動体１４・・・継ぎ手１５・・・ガイドレール１６・・・ピストン部１７・・・リニアアクチュエータ２０・・・分光透過特性調整装置２１・・・光学帯域フィルター２２・・・ステッピングモーター２３・・・受光素子２４・・・光源３０・・・制御装置３１・・・増幅器３２・・・Ａ／Ｄコンバーター３３・・・ＣＰＵブロック３４・・・ランプインターフェース３５・・・ステッピングモーターインターフェース３６・・・リニアアクチュエータインターフェース３７・・・外部インターフェース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の分光透過特性を有する流動体の光路
に沿った厚さを変更して分光透過特性を変化させる光学
的フィルタリング方法。
【請求項２】前記厚さを光路と直交する面において均一
に変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学的
フィルタリング方法。
【請求項３】前記厚さを光路と直交する面において不均
一に変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学
的フィルタリング方法。
【請求項４】それぞれ所定の分光透過特性を有する流動
体を透明な仕切り板を介して複数重ね合わせ、任意の流動体の光路に沿った厚さを変更して分光透過特
性を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の光学的フィルタリング方法。
【請求項５】予め設定された分光透過特性情報に基づい
て前記流動体の量、および、前記厚さ、またはいずれか
一方を変更し、分光透過特性を前記分光透過特性情報で
指定される値に変更することを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の光学的フィルタリング方法。
【請求項６】出射光について分光透過特性を測定し、その測定結果を予め設定された分光透過特性情報と比較
し、これら両者が、一定誤差の範囲内になるように、前
記流動体の量および前記厚さを変更して分光透過特性を
前記分光透過特性情報で指定される値、または、その近
似値に変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の光学的フィルタリング方法。
【請求項７】所定の分光透過特性を有する流動体と、前記流動体の光路に沿った厚さを変更する厚さ変更手段
を有する光学フィルター。
【請求項８】前記厚さを光路と直交する面において均一
に変化させることを特徴とする請求項７に記載の光学フ
ィルター。
【請求項９】前記厚さを光路と直交する面において不均
一に変化させることを特徴とする請求項７に記載の光学
フィルター。
【請求項１０】対向する互いの面が平行かつ間隔が変更
可能に保持され、その間に前記流動体を収容する透明か
つ平坦な２枚の板と、前記板の間の間隔の変化に対応して前記流動体を、常に
前記板の間に満たすように調節する流動体量調節手段と
をさらに有し、前記厚さ変更手段は前記板の間の間隔を変更することに
より前記厚さを変更することを特徴とする請求項７また
は請求項８に記載の光学フィルター。
【請求項１１】対向する互いの面が平行かつ間隔が変更
可能に保持され、その間にそれぞれ一種類ずつ異なった
種類の前記流動体を収容する透明かつ平坦な複数の板
と、前記各板の間の間隔の変化に対応して前記各流動体を、
それぞれ常に前記板の間に満たすように調節する流動体
量調節手段とをさらに有し、前記厚さ調節手段は前記各板の間の間隔を変更すること
により前記厚さを変更することを特徴とする請求項７ま
たは請求項８に記載の光学フィルター。
【請求項１２】対向する互いの面が平行でなく、かつ間
隔が変更可能に保持され、その間に前記流動体を収容す
る透明かつ平坦な２枚の板と、前記板の間の間隔の変化に対応して前記流動体を、常に
前記板の間に満たすように調節する流動体量調節手段と
をさらに有し、前記厚さ変更手段は前記板の間の間隔を変更することに
より前記厚さを変更することを特徴とする請求項７また
は請求項９に記載の光学フィルター。
【請求項１３】対向する互いの面が平行でなく、かつ間
隔が変更可能に保持され、その間にそれぞれ一種類ずつ
異なった種類の前記流動体を収容する透明かつ平坦な複
数の板と、前記各板の間の間隔の変化に対応して前記各流動体を、
それぞれ常に前記板の間に満たすように調節する流動体
量調節手段とをさらに有し、前記厚さ調節手段は前記各板の間の間隔を変更すること
により前記厚さを変更することを特徴とする請求項７ま
たは請求項９に記載の光学フィルター。
【請求項１４】予め設定された分光透過特性情報に基づ
いて前記流動体の量、および、前記厚さを変更し、分光
透過特性を前記分光透過特性情報で指定される値に変更
する制御手段、またはいずれか一方をさらに有すること
を特徴とする請求項７〜１３のいずれかに記載の光学フ
ィルター。
【請求項１５】前記光学フィルターの分光透過特性を測
定する分光特性測定手段と、前記分光特性測定手段による測定結果を予め設定された
分光透過特性と比較し、これら両者が、一定誤差の範囲
内になるように、前記流動体量調節手段、および、前記
厚さ変更手段、またはいずれか一方を制御し、前記板の
間の間隔を設定する制御手段をさらに有することを特徴
とする請求項７〜１３のいずれかに記載の光学フィルタ
ー。
【請求項１６】前記分光特性測定手段は、それぞれ異な
る分光透過特性を有する複数のフィルター手段と、前記
フィルター手段からの出射光の強度を測定する光強度検
出手段と、前記フィルター手段を交換して前記光強度測
定手段の受光面に前置する手段とから構成され、前記複数のフィルター手段を交換して、一つずつ順次前
記光強度検出手段の受光面に前置し、その前置された前
記フィルター手段のそれぞれが透過する光のスペクトル
成分の強度を前記光強度検出手段で検出することにより
分光透過特性を測定することを特徴とする請求項１５に
記載の光学フィルター。