JPH11313242A - 撮像用光学機器および撮像装置 - Google Patents
撮像用光学機器および撮像装置Info
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- JPH11313242A JPH11313242A JP10118574A JP11857498A JPH11313242A JP H11313242 A JPH11313242 A JP H11313242A JP 10118574 A JP10118574 A JP 10118574A JP 11857498 A JP11857498 A JP 11857498A JP H11313242 A JPH11313242 A JP H11313242A
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- imaging
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実時間で自動的に不要な反射すなわち偏光成
分を除去し、撮像素子からの映像信号を乱すことなく、
所望の光画像を瞬時に捉えることを可能にする。 【解決手段】 撮像用光学機器は、光画像を電気信号に
変換する撮像素子、この撮像素子の前方に配置された特
定の偏光を選択できる偏光選択部、入射光の偏光方向を
検知する偏光検知部、およびこの偏光検知部からの検出
信号に基づいて偏光選択部を駆動する電圧を偏光選択部
に出力する電圧制御部を有する。
分を除去し、撮像素子からの映像信号を乱すことなく、
所望の光画像を瞬時に捉えることを可能にする。 【解決手段】 撮像用光学機器は、光画像を電気信号に
変換する撮像素子、この撮像素子の前方に配置された特
定の偏光を選択できる偏光選択部、入射光の偏光方向を
検知する偏光検知部、およびこの偏光検知部からの検出
信号に基づいて偏光選択部を駆動する電圧を偏光選択部
に出力する電圧制御部を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光選択機能を有
する撮像用光学機器およびそれを用いた撮像装置に関
し、特に、ガラス板、樹脂板、水面などで反射した不要
な光を自動的に検知し、瞬時に抑圧することにより、所
望の光画像を鮮明に撮像できる撮像用光学機器および撮
像装置に関する。
する撮像用光学機器およびそれを用いた撮像装置に関
し、特に、ガラス板、樹脂板、水面などで反射した不要
な光を自動的に検知し、瞬時に抑圧することにより、所
望の光画像を鮮明に撮像できる撮像用光学機器および撮
像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】野外などの映像撮影では、ガラス板や水
面からの強い反射光（写り込み）が、撮影の支障とな
る。従って、この偏光した反射光を取り除くため、偏光
機能を持つ撮像用光学機器および撮像装置が必要とな
る。そのような従来の光学機器としては、以下のものが
ある。
面からの強い反射光（写り込み）が、撮影の支障とな
る。従って、この偏光した反射光を取り除くため、偏光
機能を持つ撮像用光学機器および撮像装置が必要とな
る。そのような従来の光学機器としては、以下のものが
ある。
【０００３】（ａ）ヨウ素を分散したポリビニルアルコ
ール樹脂からなる偏光フィルムを、撮像素子の前方に配
置した撮像用光学機器。この撮像用光学機器では、反射
光が消えるように、偏光フィルムを機械的に回転して用
いる。
ール樹脂からなる偏光フィルムを、撮像素子の前方に配
置した撮像用光学機器。この撮像用光学機器では、反射
光が消えるように、偏光フィルムを機械的に回転して用
いる。
【０００４】（ｂ）図５に示すように、撮像光学系１０
によって結像された光学像５を電気映像信号に変換する
撮像素子７の前に、入射する光１の光透過偏光方向を選
択できる偏光選択部４を備え、偏光選択部４の光透過方
向をスキャンして、配線６に出力される電気映像信号が
最小になるように、電圧制御部９からの制御電圧を配線
３をとおして偏光選択部４に印加して、偏光選択部４を
制御することによって、反射光を自動的に抑圧する。そ
の結果、偏光が抑圧された光１′が撮像光学系１０に入
射する。（藤掛英夫、瀧沢国治、會田田人、根岸俊裕、
小林道夫；映像情報メディア学会年次大会予稿集、（１
４−３、ｐ．１６８、１９９７）。
によって結像された光学像５を電気映像信号に変換する
撮像素子７の前に、入射する光１の光透過偏光方向を選
択できる偏光選択部４を備え、偏光選択部４の光透過方
向をスキャンして、配線６に出力される電気映像信号が
最小になるように、電圧制御部９からの制御電圧を配線
３をとおして偏光選択部４に印加して、偏光選択部４を
制御することによって、反射光を自動的に抑圧する。そ
の結果、偏光が抑圧された光１′が撮像光学系１０に入
射する。（藤掛英夫、瀧沢国治、會田田人、根岸俊裕、
小林道夫；映像情報メディア学会年次大会予稿集、（１
４−３、ｐ．１６８、１９９７）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した（ａ）の光学
機器では、反射面の変化に対して、偏光フィルムの光透
過軸を機械的に回転して調整しなければならず、例え
ば、動いている車の撮影など、反射光の偏波面が高速で
変化する映像の撮影に対応できないという問題がある。
機器では、反射面の変化に対して、偏光フィルムの光透
過軸を機械的に回転して調整しなければならず、例え
ば、動いている車の撮影など、反射光の偏波面が高速で
変化する映像の撮影に対応できないという問題がある。
【０００６】また、上述した（ｂ）の光学機器では、偏
光を検出するために、撮像素子７からの電気映像信号を
用いるため、偏光選択部４の光透過方向をスキャンして
偏光を検出する間、電気映像信号のレベルが大きく変動
し、画質が劣化するという問題があった。また、全方位
の光透過方向をスキャンして映像レベルを判断するのに
少なくとも０．３秒かかり、極めて高速に移動する被写
体の撮影には適用できなかった。
光を検出するために、撮像素子７からの電気映像信号を
用いるため、偏光選択部４の光透過方向をスキャンして
偏光を検出する間、電気映像信号のレベルが大きく変動
し、画質が劣化するという問題があった。また、全方位
の光透過方向をスキャンして映像レベルを判断するのに
少なくとも０．３秒かかり、極めて高速に移動する被写
体の撮影には適用できなかった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、実時間で自動的に不要な偏光成分を除去し、撮像素
子からの映像信号を乱すことなく、所望の光画像を瞬時
に捉えることのできる撮像用光学機器および撮像装置を
提供することにある。
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、実時間で自動的に不要な偏光成分を除去し、撮像素
子からの映像信号を乱すことなく、所望の光画像を瞬時
に捉えることのできる撮像用光学機器および撮像装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明による撮像用光学機器は、光画像を電気
信号に変換する撮像素子、該撮像素子の前方に配置され
た特定の偏光を選択できる偏光選択部、入射光の偏光方
向を検知する偏光検知部、および該偏光検知部からの検
出信号に基づいて前記偏光選択部を駆動する電圧を該偏
光選択部に出力する電圧制御部を有することを特徴とす
る。
ために、本発明による撮像用光学機器は、光画像を電気
信号に変換する撮像素子、該撮像素子の前方に配置され
た特定の偏光を選択できる偏光選択部、入射光の偏光方
向を検知する偏光検知部、および該偏光検知部からの検
出信号に基づいて前記偏光選択部を駆動する電圧を該偏
光選択部に出力する電圧制御部を有することを特徴とす
る。
【０００９】撮像用光学機器は、入射光を二つに分配し
て、一方を前記偏光選択部に、他方を前記偏光検知部に
入射させる光学分配器をさらに有してもよい。
て、一方を前記偏光選択部に、他方を前記偏光検知部に
入射させる光学分配器をさらに有してもよい。
【００１０】前記光検知部は、異なる光吸収軸方向の偏
光フィルムが個別に付加された少なくとも４個の光検出
素子からなり、検出した光強度が最小となる偏光フィル
ムの光透過軸方向に前記偏光選択部の偏光方向が選択さ
れる。
光フィルムが個別に付加された少なくとも４個の光検出
素子からなり、検出した光強度が最小となる偏光フィル
ムの光透過軸方向に前記偏光選択部の偏光方向が選択さ
れる。
【００１１】前記偏光検知部の少なくとも４個の光検出
素子に個別に付加される偏光フィルムの光透過軸が、４
５度または２２．５度おきに変化していてもよい。
素子に個別に付加される偏光フィルムの光透過軸が、４
５度または２２．５度おきに変化していてもよい。
【００１２】前記偏光選択部が、入射光の偏波面を回転
する少なくとも２枚のツイステッドネマティック液晶セ
ルと、一定方向の偏光を吸収する偏光フィルムを積層し
た構造を有することができる。
する少なくとも２枚のツイステッドネマティック液晶セ
ルと、一定方向の偏光を吸収する偏光フィルムを積層し
た構造を有することができる。
【００１３】前記少なくとも２枚のツイステッドネマテ
ィック液晶セルが、駆動電圧の周波数により誘電率異方
性の極性が反転する２周波駆動用ネマティック液晶セル
であってもよい。
ィック液晶セルが、駆動電圧の周波数により誘電率異方
性の極性が反転する２周波駆動用ネマティック液晶セル
であってもよい。
【００１４】また、前記偏光選択部の偏光フィルムが、
ポリビニルアルコールに色素を添加した樹脂フィルム、
またはホモジニアス配向のゲストホスト液晶セルであっ
てもよい。
ポリビニルアルコールに色素を添加した樹脂フィルム、
またはホモジニアス配向のゲストホスト液晶セルであっ
てもよい。
【００１５】前記偏光選択部が、前記撮像素子からの映
像信号に同期して制御されることができる。
像信号に同期して制御されることができる。
【００１６】本発明による撮像装置は、上述した撮像光
学機器のいずれかを内蔵したことを特徴とする。
学機器のいずれかを内蔵したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
一形態を説明する。
一形態を説明する。
【００１８】撮像光学系１０による光画像５を電気映像
信号に変換して配線６に出力する撮像素子７の前に、入
射光１の偏光方向を選択し得る偏光選択部４が設けられ
ている。さらに、入射光１の偏光方向を検知する偏光検
知部２が設けられ、その偏光検知部２から出力される偏
光情報を含む電気信号（検出信号）が配線８を通って電
圧制御部９に送られる。電圧制御部９は、検出信号に基
づいて制御電圧を配線３を通して偏光選択部４に与え、
偏光選択部４を駆動する。その結果、偏光が抑圧された
光１′が撮像光学系１０に入射する。この場合、図示す
るように、偏光選択部４は、被写体の像を結像するため
のレンズ、アパーチャ、ミラー、プリズム、ＮＤフィル
ターなどの撮像光学系１０の前に組み込むことも、ある
いは撮像光学系１０内部または後に組み込むことも可能
である。
信号に変換して配線６に出力する撮像素子７の前に、入
射光１の偏光方向を選択し得る偏光選択部４が設けられ
ている。さらに、入射光１の偏光方向を検知する偏光検
知部２が設けられ、その偏光検知部２から出力される偏
光情報を含む電気信号（検出信号）が配線８を通って電
圧制御部９に送られる。電圧制御部９は、検出信号に基
づいて制御電圧を配線３を通して偏光選択部４に与え、
偏光選択部４を駆動する。その結果、偏光が抑圧された
光１′が撮像光学系１０に入射する。この場合、図示す
るように、偏光選択部４は、被写体の像を結像するため
のレンズ、アパーチャ、ミラー、プリズム、ＮＤフィル
ターなどの撮像光学系１０の前に組み込むことも、ある
いは撮像光学系１０内部または後に組み込むことも可能
である。
【００１９】このように、偏光検知部によって偏光を検
知し、その検出信号に基づいて、常時偏光選択部を駆動
することにより、被写体が高速に動いている場合でも、
偏光した不要な反射光を瞬時に検出・除去し、所望の光
画像を鮮明に撮像することができる。
知し、その検出信号に基づいて、常時偏光選択部を駆動
することにより、被写体が高速に動いている場合でも、
偏光した不要な反射光を瞬時に検出・除去し、所望の光
画像を鮮明に撮像することができる。
【００２０】また、上述した撮像光学系、撮像素子、偏
光選択部、偏光検知部および電圧制御部からなる光学機
器を一つの筺体に組み込み、あるいは上述した光学機器
とともに電源あるいは外部への接続端子などを一つの筺
体に組み込んで撮像装置を構成することができる。
光選択部、偏光検知部および電圧制御部からなる光学機
器を一つの筺体に組み込み、あるいは上述した光学機器
とともに電源あるいは外部への接続端子などを一つの筺
体に組み込んで撮像装置を構成することができる。
【００２１】
【実施例】図２に、本発明に用いる偏光検知部２の具体
例を示す。偏光検知部２は、フォトダイオードあるいは
フォトトランジスタなどからなる少なくとも４個の光検
出素子を備え、それぞれの光検出素子には異なる光透過
軸を有する偏光フィルムが貼り付けられている。図２に
示すように、光透過軸がそれぞれ０度、４５度、９０
度、１３５度の偏光フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄを貼り付けた４個の光検出素子１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄで偏光検知部２を構成した場合、被写体
からの入射光１の偏光状態をそれぞれの光検出素子で検
出し、電圧として変換された検出信号を配線８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄに出力して電圧制御部へ送る。電圧制御
部はこれらの検出信号のうちの最小の検出信号に対応す
る光透過方向、すなわち個々の光検出素子へ入る光画像
の強度を最小とする偏光フィルムの光透過軸に偏光選択
部の光透過方向を制御するように制御電圧を偏光制御部
に出力する。このようにして、入射光の偏光状態を自動
検出し、瞬時に偏光を抑圧することができる。
例を示す。偏光検知部２は、フォトダイオードあるいは
フォトトランジスタなどからなる少なくとも４個の光検
出素子を備え、それぞれの光検出素子には異なる光透過
軸を有する偏光フィルムが貼り付けられている。図２に
示すように、光透過軸がそれぞれ０度、４５度、９０
度、１３５度の偏光フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄを貼り付けた４個の光検出素子１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄで偏光検知部２を構成した場合、被写体
からの入射光１の偏光状態をそれぞれの光検出素子で検
出し、電圧として変換された検出信号を配線８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄに出力して電圧制御部へ送る。電圧制御
部はこれらの検出信号のうちの最小の検出信号に対応す
る光透過方向、すなわち個々の光検出素子へ入る光画像
の強度を最小とする偏光フィルムの光透過軸に偏光選択
部の光透過方向を制御するように制御電圧を偏光制御部
に出力する。このようにして、入射光の偏光状態を自動
検出し、瞬時に偏光を抑圧することができる。
【００２２】偏光検出部２の偏光フィルム１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄとしては、ヨウ素や有機色素を分散
したポリビニルアルコール樹脂フィルムが好適である。
ｂ、１１ｃ、１１ｄとしては、ヨウ素や有機色素を分散
したポリビニルアルコール樹脂フィルムが好適である。
【００２３】偏光検出部２では、偏光状態を検出する入
射光の領域を制限するために、被写体から入射する光の
全体または一部の光が光検出素子に入射するように、図
２に示すように、各光検出素子の前方に光学レンズ１３
を設けることも可能である。
射光の領域を制限するために、被写体から入射する光の
全体または一部の光が光検出素子に入射するように、図
２に示すように、各光検出素子の前方に光学レンズ１３
を設けることも可能である。
【００２４】偏光選択部４としては、少なくとも２枚の
ツイステッドネマティック液晶セルと１枚の偏光フィル
ムを積層した構造のものを用いることができる。すなわ
ち、入射光の偏波面を液晶分子のねじれ配向により回転
させるツイステッドネマティック液晶セルと、一定方向
の偏光を吸収する偏光フィルムを重ねることにより、入
射した偏光（反射光）をツイステッドネマティック液晶
セルによって旋光させた後、偏光フィルで吸収させ、そ
の結果、透過する偏光方向を選択することができる。
ツイステッドネマティック液晶セルと１枚の偏光フィル
ムを積層した構造のものを用いることができる。すなわ
ち、入射光の偏波面を液晶分子のねじれ配向により回転
させるツイステッドネマティック液晶セルと、一定方向
の偏光を吸収する偏光フィルムを重ねることにより、入
射した偏光（反射光）をツイステッドネマティック液晶
セルによって旋光させた後、偏光フィルで吸収させ、そ
の結果、透過する偏光方向を選択することができる。
【００２５】図３は、偏光選択部４を液晶分子１４の配
列のねじれ角が４５度のツイステッドネマティック液晶
セル１５と、液晶分子１４の配列のねじれ角が９０度の
ツイステッドネマティック液晶セル１６と、偏光フィル
ム１７とで構成した例を示す。個々のツイステッドネマ
ティック液晶セルの旋光能は、ネマティック液晶材料１
８を挟むＩｎ２Ｏ３：Ｓｎ（ＩＴＯ）などの透明電極１
９に十分な電圧を加えることで解消される。そのため
に、偏光選択部４が選択する偏光透過方向は、個別に電
圧制御された２枚のツイステッドネマティック液晶セル
１５、１６の旋光角の和となる。
列のねじれ角が４５度のツイステッドネマティック液晶
セル１５と、液晶分子１４の配列のねじれ角が９０度の
ツイステッドネマティック液晶セル１６と、偏光フィル
ム１７とで構成した例を示す。個々のツイステッドネマ
ティック液晶セルの旋光能は、ネマティック液晶材料１
８を挟むＩｎ２Ｏ３：Ｓｎ（ＩＴＯ）などの透明電極１
９に十分な電圧を加えることで解消される。そのため
に、偏光選択部４が選択する偏光透過方向は、個別に電
圧制御された２枚のツイステッドネマティック液晶セル
１５、１６の旋光角の和となる。
【００２６】偏光選択部４を駆動する電圧制御部９は、
図３に示すように、偏光選択部４の２枚のツイステッド
ネマティック液晶セル１５、１６に個別に電圧を供給す
るための交流電源２０ａ、２０ｂおよびそれを制御する
ためのスイッチ２１ａ、２１ｂを有する。さらに、偏光
検知部２から配線８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを通して送ら
れた検出電圧のうちの最小値を判断する比較判定部２２
を内蔵し、その判定結果に基づいてスイッチ２１ａ、２
１ｂのオン・オフが自動的に制御される。さらに、偏光
選択部４の偏光方向のスイッチングに伴う映像の乱れを
最小限にするために、電圧制御部９は、撮像素子７から
の映像信号に同期して偏光選択部４を制御することもで
きる。
図３に示すように、偏光選択部４の２枚のツイステッド
ネマティック液晶セル１５、１６に個別に電圧を供給す
るための交流電源２０ａ、２０ｂおよびそれを制御する
ためのスイッチ２１ａ、２１ｂを有する。さらに、偏光
検知部２から配線８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを通して送ら
れた検出電圧のうちの最小値を判断する比較判定部２２
を内蔵し、その判定結果に基づいてスイッチ２１ａ、２
１ｂのオン・オフが自動的に制御される。さらに、偏光
選択部４の偏光方向のスイッチングに伴う映像の乱れを
最小限にするために、電圧制御部９は、撮像素子７から
の映像信号に同期して偏光選択部４を制御することもで
きる。
【００２７】前述したように、偏光選択部４が選択する
偏光透過方向は、個別に電圧制御された２枚のツイステ
ッドネマティック液晶セル１５、１６の旋光角の和とな
るので、２個のスイッチ２１ａ、２１ｂのオン・オフを
個別に制御することによって、入射光の偏波面を４通り
に、すなわち、０度、４５度、９０度、１３５度と回転
させることができ、全方位の偏光を４５度ステップで選
択することができる。
偏光透過方向は、個別に電圧制御された２枚のツイステ
ッドネマティック液晶セル１５、１６の旋光角の和とな
るので、２個のスイッチ２１ａ、２１ｂのオン・オフを
個別に制御することによって、入射光の偏波面を４通り
に、すなわち、０度、４５度、９０度、１３５度と回転
させることができ、全方位の偏光を４５度ステップで選
択することができる。
【００２８】ツイステッドネマティック液晶セル１５、
１６に用いる液晶材料１８としては、高速応答を得るた
めに、粘度が小さいネマティック液晶材料が適してい
る。その場合、数十ミリ秒の応答時間が得られる。偏光
選択部４の偏光フィルム１７としては、ヨウ素や有機色
素を分散したポリビニルアルコール樹脂フィルムを用い
ることができる。
１６に用いる液晶材料１８としては、高速応答を得るた
めに、粘度が小さいネマティック液晶材料が適してい
る。その場合、数十ミリ秒の応答時間が得られる。偏光
選択部４の偏光フィルム１７としては、ヨウ素や有機色
素を分散したポリビニルアルコール樹脂フィルムを用い
ることができる。
【００２９】図３に示した光学機器において、０．７ｍ
ｍ厚のガラス基板２４を用いてねじれ角が４５度および
９０度のツイステッドネマティック液晶セル１５、１６
（有効面積８０ｍｍ径、液晶材料１８はチッソ社ＪＢ−
１０１１ＲＡ、６μｍ厚）と、ポリビニルアルコールの
偏光フィルム１７（ルケオ社）を積層した偏光選択部２
を、ＣＣＤ３板式テレビ撮像装置（東芝ＨＭ−８７）の
光学系１０の前面に配置し、個々のツイステッドネマテ
ィック液晶セルを、交流電源（電圧１０Ｖｒｍｓ以上）
を含む電圧制御部により個別に駆動した。それにより、
偏光の回転角を０度（１８０度）、４５度、９０度、１
３５度に制御でき、その結果として、全方位の偏光を８
０％以上、選択的に除去することができることが判明し
た。その偏光の切り換えに要する時間は２０ミリ秒以下
であった。
ｍ厚のガラス基板２４を用いてねじれ角が４５度および
９０度のツイステッドネマティック液晶セル１５、１６
（有効面積８０ｍｍ径、液晶材料１８はチッソ社ＪＢ−
１０１１ＲＡ、６μｍ厚）と、ポリビニルアルコールの
偏光フィルム１７（ルケオ社）を積層した偏光選択部２
を、ＣＣＤ３板式テレビ撮像装置（東芝ＨＭ−８７）の
光学系１０の前面に配置し、個々のツイステッドネマテ
ィック液晶セルを、交流電源（電圧１０Ｖｒｍｓ以上）
を含む電圧制御部により個別に駆動した。それにより、
偏光の回転角を０度（１８０度）、４５度、９０度、１
３５度に制御でき、その結果として、全方位の偏光を８
０％以上、選択的に除去することができることが判明し
た。その偏光の切り換えに要する時間は２０ミリ秒以下
であった。
【００３０】通常、ガラス板や水面などでの斜方反射の
場合、反射光が反射体表面に平行に偏光する。そこで、
上述した偏光選択部および偏光検知部を有する光学機器
を内蔵した撮像装置を用いて水面を撮影し、水平偏光の
入射光を除去するように、ツイステッドネマティック液
晶セルを駆動した結果、反射光を大幅に取り除けること
が判明した。さらに、建造物の窓ガラスおよび車両の傾
いたウインドウからの反射光についても、それぞれ９０
度（すなわち垂直偏光除去）、および４５度（または１
３５度）の偏光選択除去により、大部分の反射光を取り
除けることが実験的に確認された。これにより、偏光検
知部２を設けて反射光の偏光状況を常時把握できれば、
偏光選択部４を瞬時に駆動して、反射光を迅速に抑圧す
ることが可能であることが示された。
場合、反射光が反射体表面に平行に偏光する。そこで、
上述した偏光選択部および偏光検知部を有する光学機器
を内蔵した撮像装置を用いて水面を撮影し、水平偏光の
入射光を除去するように、ツイステッドネマティック液
晶セルを駆動した結果、反射光を大幅に取り除けること
が判明した。さらに、建造物の窓ガラスおよび車両の傾
いたウインドウからの反射光についても、それぞれ９０
度（すなわち垂直偏光除去）、および４５度（または１
３５度）の偏光選択除去により、大部分の反射光を取り
除けることが実験的に確認された。これにより、偏光検
知部２を設けて反射光の偏光状況を常時把握できれば、
偏光選択部４を瞬時に駆動して、反射光を迅速に抑圧す
ることが可能であることが示された。
【００３１】偏光選択部４に、図３に示したねじれ角４
５度および９０度の２枚の液晶セルに加えて、２２．５
度ねじれたツイステッドネマティック液晶セルを２枚追
加・挿入することにより、入射する偏波面の回転角を０
度、２２．５度、４５度、６７．５度、９０度、１１
２．５度、１３５度、１５７．５度というように、２
２．５度ステップで、さらに精度良く偏光成分を検出・
除去することもできる。この場合には、偏光検知部２の
光検出素子を、個別に０度、２２．５度、４５度、６
７．５度、９０度、１１２．５度、１３５度、１５７．
５度の８種類の光透過軸を有する偏光フィルムを付加し
た８個の光検出素子で構成する。
５度および９０度の２枚の液晶セルに加えて、２２．５
度ねじれたツイステッドネマティック液晶セルを２枚追
加・挿入することにより、入射する偏波面の回転角を０
度、２２．５度、４５度、６７．５度、９０度、１１
２．５度、１３５度、１５７．５度というように、２
２．５度ステップで、さらに精度良く偏光成分を検出・
除去することもできる。この場合には、偏光検知部２の
光検出素子を、個別に０度、２２．５度、４５度、６
７．５度、９０度、１１２．５度、１３５度、１５７．
５度の８種類の光透過軸を有する偏光フィルムを付加し
た８個の光検出素子で構成する。
【００３２】さらに、偏光選択部４の光透過方向は、ツ
イステッドネマティック液晶セルによる偏波面の回転機
能に依存するため、複数個のツイステッドネマティック
液晶セルに、ねじれ角が２２．５度、４５度、９０度以
外の角度の液晶セルを用いれば、さらに多様な偏光制御
機能を得ることができる。
イステッドネマティック液晶セルによる偏波面の回転機
能に依存するため、複数個のツイステッドネマティック
液晶セルに、ねじれ角が２２．５度、４５度、９０度以
外の角度の液晶セルを用いれば、さらに多様な偏光制御
機能を得ることができる。
【００３３】偏光制御の動作をさらに高速化するには、
駆動電圧の周波数により誘電率依存性の極性が反転する
２周波駆動用のネマティック液晶材料を用いて、印加す
る駆動電圧の周波数を切り換えることにより、数ミリ秒
でツイステッドネマティック液晶セルの旋光能をオン・
オフすることが可能となる。
駆動電圧の周波数により誘電率依存性の極性が反転する
２周波駆動用のネマティック液晶材料を用いて、印加す
る駆動電圧の周波数を切り換えることにより、数ミリ秒
でツイステッドネマティック液晶セルの旋光能をオン・
オフすることが可能となる。
【００３４】偏光選択部のツイステッドネマティック液
晶セルの替わりに、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
などの各種液晶材料を水平配向、垂直配向させた液晶セ
ルを用いることも可能である。その場合、旋光能だけで
なく、電界制御型複屈折効果を用いることになるため、
２分の１波長板のように偏波面を９０度の整数倍だけ回
転させることができる。ただし、その場合には、入射光
１の偏光方向により、波長依存性が生じ、透過光の着色
が生じやすくなるため、光学補償板を合わせて用いるこ
とが必要になる。
晶セルの替わりに、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
などの各種液晶材料を水平配向、垂直配向させた液晶セ
ルを用いることも可能である。その場合、旋光能だけで
なく、電界制御型複屈折効果を用いることになるため、
２分の１波長板のように偏波面を９０度の整数倍だけ回
転させることができる。ただし、その場合には、入射光
１の偏光方向により、波長依存性が生じ、透過光の着色
が生じやすくなるため、光学補償板を合わせて用いるこ
とが必要になる。
【００３５】偏光選択部４の偏光フィルム１７として
は、黒色の２色性色素をネマティック液晶に混入した水
平配向（ホモジニアス配向）のゲストホスト液晶セルを
用いることもできる。ゲストホスト液晶セルを用いた場
合、ゲストホスト液晶材料を挟む透明電極に十分な電圧
を加えることにより、偏光の吸収性（吸収異方性）が弱
まるため、偏光選択部４において、光透過方向に加えて
吸収強度も制御可能となる。
は、黒色の２色性色素をネマティック液晶に混入した水
平配向（ホモジニアス配向）のゲストホスト液晶セルを
用いることもできる。ゲストホスト液晶セルを用いた場
合、ゲストホスト液晶材料を挟む透明電極に十分な電圧
を加えることにより、偏光の吸収性（吸収異方性）が弱
まるため、偏光選択部４において、光透過方向に加えて
吸収強度も制御可能となる。
【００３６】図４に本発明の他の実施例を示す。本実施
例においては偏光選択部４を撮像光学系１０と撮像素子
７の間に配置する。そして、撮像光学系１０から出射し
た光画像５を二つに分配し、一方の光画像５ａを偏光選
択部４に、他方の光画像５ｂを偏光検知部２に分配す
る。図１の実施例と同様に、電圧制御部９は偏光検知部
２の偏光検出結果に基づいて偏光選択部４を駆動し、そ
の結果、偏光の制御された光画像５ａ′が撮像素子７に
入力される。撮像素子７に入力される光画像５ａ′と、
偏光検知部２に入力された光画像５ｂとの間にずれはな
い。図１の構成では、近距離の被写体ほど偏光を検出す
る光画像と撮像する光画像のずれが生じるが、図４のよ
うに光学機器を構成することによって、被写体が近距離
にあっても、偏光を検出する光画像と撮像する光画像の
ずれを防ぐことができる。光学分配器２３は、レンズ、
アパーチャ、ミラー、プリズム、ＮＤフィルターなどを
含む撮像光学系１０の内部に組み込むことも可能であ
る。偏光検知部２、偏光選択部４および電圧制御部９の
構成および変形は、図１の実施例に関して説明したとお
りである。光分配器２３を撮像光学系１０の前方に配置
することも可能である。
例においては偏光選択部４を撮像光学系１０と撮像素子
７の間に配置する。そして、撮像光学系１０から出射し
た光画像５を二つに分配し、一方の光画像５ａを偏光選
択部４に、他方の光画像５ｂを偏光検知部２に分配す
る。図１の実施例と同様に、電圧制御部９は偏光検知部
２の偏光検出結果に基づいて偏光選択部４を駆動し、そ
の結果、偏光の制御された光画像５ａ′が撮像素子７に
入力される。撮像素子７に入力される光画像５ａ′と、
偏光検知部２に入力された光画像５ｂとの間にずれはな
い。図１の構成では、近距離の被写体ほど偏光を検出す
る光画像と撮像する光画像のずれが生じるが、図４のよ
うに光学機器を構成することによって、被写体が近距離
にあっても、偏光を検出する光画像と撮像する光画像の
ずれを防ぐことができる。光学分配器２３は、レンズ、
アパーチャ、ミラー、プリズム、ＮＤフィルターなどを
含む撮像光学系１０の内部に組み込むことも可能であ
る。偏光検知部２、偏光選択部４および電圧制御部９の
構成および変形は、図１の実施例に関して説明したとお
りである。光分配器２３を撮像光学系１０の前方に配置
することも可能である。
【００３７】本発明による撮像装置は、これまでに説明
した撮像用光学機器を、一つの筺体に組み込むことによ
って、あるいは上述した光学機器とともに電源あるいは
外部への接続端子などを一つの筺体に組み込むことによ
って構成することができる。
した撮像用光学機器を、一つの筺体に組み込むことによ
って、あるいは上述した光学機器とともに電源あるいは
外部への接続端子などを一つの筺体に組み込むことによ
って構成することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部から電圧を印加して偏光を高速制御できる偏光選択
部を、偏光検知部で捉えた偏光情報を元に制御すること
により、反射光など、不要な偏光成分を除去し、所望の
光画像を鮮明に撮像することができる。従って、本発明
による撮像用光学機器および撮像装置は、テレビや映画
などの映像装置に好適である。
外部から電圧を印加して偏光を高速制御できる偏光選択
部を、偏光検知部で捉えた偏光情報を元に制御すること
により、反射光など、不要な偏光成分を除去し、所望の
光画像を鮮明に撮像することができる。従って、本発明
による撮像用光学機器および撮像装置は、テレビや映画
などの映像装置に好適である。
【図１】本発明の撮像用光学機器の実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の偏光検知部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の偏光選択部および電圧制御部の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明の撮像用光学機器の実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の撮像用光学機器の一例を示す図である。
１ 入射光 ２ 偏光検知部 ３ 制御電圧用配線 ４ 偏光選択部 ５ 結像された光画像 ６ 電気映像信号 ７ 撮像素子 ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 検出電圧用配線 ９ 電圧制御部 １０ 撮像光学系 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 偏光フィルム １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 光検出素子 １３ 光学レンズ １４ 液晶分子 １５ ４５度ツイステッドネマティック液晶セル １６ ９０度ツイステッドネマティック液晶セル １７ 偏光フィルム １８ 液晶材料 １９ 透明電極 ２０ａ、２０ｂ 交流電源 ２１ａ、２１ｂ 電気スイッチ ２２ 比較判定部 ２３ 光学分配器 ２４ ガラス基板
Claims (9)
- 【請求項１】 光画像を電気信号に変換する撮像素子、
該撮像素子の前方に配置された特定の偏光を選択できる
偏光選択部、入射光の偏光方向を検知する偏光検知部、
および該偏光検知部からの検出信号に基づいて前記偏光
選択部を駆動する電圧を該偏光選択部に出力する電圧制
御部を有することを特徴とする撮像用光学機器。 - 【請求項２】 入射光を二つに分配して、一方を前記偏
光選択部に、他方を前記偏光検知部に入射させる光学分
配器をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の
撮像用光学機器。 - 【請求項３】 前記光検知部は、異なる光透過方向の偏
光フィルムが個別に付加された少なくとも４個の光検出
素子からなり、検出した光強度が最小となる偏光フィル
ムの光透過軸方向に前記偏光選択部の偏光方向が選択さ
れることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像用
光学機器。 - 【請求項４】 前記偏光検知部の少なくとも４個の光検
出素子に個別に付加される偏光フィルムの光透過軸が、
４５度または２２．５度おきに変化していることを特徴
とする請求項３に記載の撮像用光学機器。 - 【請求項５】 前記偏光選択部が、入射光の偏波面を回
転する少なくとも２枚のツイステッドネマティック液晶
セルと、一定方向の偏光を吸収する偏光フィルムを積層
した構造を有することを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の撮像用光学機器。 - 【請求項６】 前記少なくとも２枚のツイステッドネマ
ティック液晶セルが、駆動電圧の周波数により誘電率異
方性の極性が反転する２周波駆動用ネマティック液晶セ
ルであることを特徴とする請求項５に記載の撮像用光学
機器。 - 【請求項７】 前記偏光選択部の偏光フィルムが、ポリ
ビニルアルコールに色素を添加した樹脂フィルム、また
はホモジニアス配向のゲストホスト液晶セルであること
を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の撮像用
光学機器。 - 【請求項８】 前記偏光選択部が、前記撮像素子からの
映像信号に同期して制御されることを特徴とする請求項
１から７のいずれかに記載の撮像用光学機器。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載の撮像
用光学機器を内蔵したことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118574A JPH11313242A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 撮像用光学機器および撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118574A JPH11313242A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 撮像用光学機器および撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11313242A true JPH11313242A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14739972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10118574A Pending JPH11313242A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 撮像用光学機器および撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11313242A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008102562A1 (ja) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 偏光画像撮像装置、画像処理装置、偏光画像撮像方法および画像処理方法 |
| US7626585B2 (en) | 2005-09-01 | 2009-12-01 | Panasonic Corporation | Image processing method, image processor, and image processing program |
| WO2011070708A1 (ja) | 2009-12-08 | 2011-06-16 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| WO2012039086A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| US8648902B2 (en) | 2010-07-21 | 2014-02-11 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus |
| US8648907B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-02-11 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus |
| US9215966B2 (en) | 2010-12-01 | 2015-12-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | 3D image shooting apparatus and endoscope |
| US9282881B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-03-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | 3D image shooting apparatus and endoscope |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP10118574A patent/JPH11313242A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7626585B2 (en) | 2005-09-01 | 2009-12-01 | Panasonic Corporation | Image processing method, image processor, and image processing program |
| WO2008102562A1 (ja) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 偏光画像撮像装置、画像処理装置、偏光画像撮像方法および画像処理方法 |
| WO2011070708A1 (ja) | 2009-12-08 | 2011-06-16 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| US8654246B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-02-18 | Panasonic Corporation | High resolution images using polarized light source and polarization camera |
| US8648902B2 (en) | 2010-07-21 | 2014-02-11 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus |
| WO2012039086A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| JPWO2012039086A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2014-02-03 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| JP5450826B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2014-03-26 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置 |
| US8913113B2 (en) | 2010-09-24 | 2014-12-16 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus |
| US8648907B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-02-11 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus |
| US9215966B2 (en) | 2010-12-01 | 2015-12-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | 3D image shooting apparatus and endoscope |
| US9282881B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-03-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | 3D image shooting apparatus and endoscope |
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