WO2022092007A1 - 光学部材、レンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

光学部材、レンズ装置及び撮像装置 Download PDF

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polarizing
light
region
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友也 平川
和佳 岡田
慶延 岸根
睦 川中子
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical member, a lens device, and an image pickup device, and more particularly to an optical member, a lens device, and an image pickup device having a plurality of aperture regions.
  • a technique for simultaneously acquiring a plurality of images having different image information from each other is known.
  • Patent Document 1 describes a technique for simultaneously obtaining a plurality of images having different optical conditions.
  • a crosstalk correction process for reducing the influence of crosstalk by an array-shaped optical element such as a microlens array or a lenticular lens is performed.
  • One embodiment according to the technique of the present disclosure is to provide an optical member, a lens device, and an image pickup device having a plurality of aperture regions.
  • the lens device is arranged on the image side of the image pickup optical system, a first polarizing unit that polarizes at least a part of the light rays transmitted through the image pickup optical system, and an image pickup.
  • a filter unit arranged at or near the pupil position of the optical system, which is a plurality of opening regions including a first opening region and a second opening region that allow light rays of the imaging optical system to pass through, and a first opening region.
  • a plurality of wavelength selection filters arranged in the second opening region and transmitting light having at least a part of the wavelength bands different from each other, and a plurality of polarizations arranged in the first opening region and the second opening region and having different polarization directions from each other. It comprises a second polarizing filter having a filter, and a filter unit including.
  • the first polarizing portion has a variable polarization direction.
  • the first polarizing unit is a first polarizing filter that rotates about the optical axis.
  • the first polarizing unit is arranged on the object side of the lens included in the imaging optical system.
  • the first polarizing unit is arranged in the imaging optical system and is arranged on the object side of the filter unit.
  • the first polarizing unit has a plurality of regions in which the polarization directions are different from each other.
  • the first polarizing unit has a plurality of regions in which the polarization direction can be changed independently, and the plurality of regions rotate along their respective rotation axes.
  • the second polarizing filter is arranged on the image side of a plurality of wavelength selection filters.
  • the filter unit is further arranged in the first aperture region and the second aperture region, and includes a plurality of optical path length correction filters for correcting axial chromatic aberration by a plurality of wavelength selection filters.
  • the filter unit is further arranged in the first aperture region and the second aperture region, and includes an ND filter that reduces the amount of light rays of the imaging optical system.
  • the first polarizing unit is composed of a polarizing filter and a liquid crystal polarizing rotating element arranged on the image side of the polarizing filter.
  • the lens device includes a polarization direction control unit that controls the polarization direction of the first polarization unit, and the polarization direction control unit is a ratio of the amount of light corresponding to the first aperture region to the amount of light corresponding to the second aperture region.
  • the polarization direction of the first polarizing unit is controlled based on the above.
  • the lens apparatus includes a polarization direction regulating unit that regulates the polarization direction of the first polarizing unit at a predetermined position, and the polarization direction regulating unit corresponds to the amount of light corresponding to the first aperture region and the second aperture region.
  • the polarization direction of the first polarizing portion is regulated based on the ratio with the amount of light.
  • the optical member according to another aspect of the present invention is an optical member arranged at or near the pupil position of the image pickup optical system, and is a first polarization that polarizes at least a part of the light rays transmitted through the image pickup optical system. It has a filter and a plurality of aperture regions including a first aperture region and a second aperture region that transmit the light rays of the imaging optical system, and is arranged in the first aperture region and the second aperture region, and has at least a part of the wavelength band.
  • Is an optical member comprising a plurality of wavelength selection filters for transmitting different light, and a second polarizing filter having a plurality of polarizing filters arranged in a first aperture region and a second aperture region and having different polarization directions from each other.
  • the first polarizing filter is arranged on the object side most
  • the second polarizing filter is arranged on the image side most.
  • the image pickup apparatus includes the above-mentioned lens device or the above-mentioned optical member.
  • the optical member according to another aspect of the present invention is an optical member arranged at or near the pupil position of the imaging optical system, and is a first opening region and a second opening that transmit light rays of the imaging optical system.
  • An ND filter having a plurality of aperture regions including a region, arranged in the first opening region and the second opening region to reduce the amount of light rays of the imaging optical system, and arranged in the first opening region and the second opening region.
  • An optical member including a correction filter and a plurality of polarization filters arranged in a first opening region and a second opening region and having different polarization directions, and the optical path length correction filter is arranged on the image side of the wavelength selection filter. Will be done.
  • the image pickup device is an image pickup device provided with the above-mentioned optical member, and includes a polarizing unit that polarizes at least a part of the light rays transmitted through the image pickup optical system.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a signal processing unit and a lighting device.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an image pickup device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of one pixel shown in FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the lens device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens device in the yz plane.
  • FIG. 7 is an external view of the frame body.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the wavelength polarization filter unit.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a filter set.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the aperture region and the filter configuration.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the aperture region and the filter configuration.
  • FIG. 11 is a diagram showing a frame body and a filter set.
  • FIG. 12 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter and the lens device.
  • FIG. 13 is a table for explaining the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 14 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 15 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 16 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter and the lens device.
  • FIG. 17 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 18 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 19 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 20 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter.
  • FIG. 21 is a table illustrating the adjustment of the amount of light.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • FIG. 24 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter and the wavelength polarizing filter unit.
  • FIG. 25 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter and the wavelength polarizing filter unit.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating the arrangement of the second polarizing filter.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating the arrangement of the second polarizing filter.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an arrangement of the wavelength selection filter and the second polarization filter.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an arrangement of the wavelength selection filter and the second polarization filter.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • FIG. 24
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an arrangement of the ND filter and the wavelength selection filter.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating the arrangement of the ND filter.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the arrangement of the ND filter.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating the arrangement of the optical path length correction filter.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the arrangement of the optical path length correction filter.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the image pickup apparatus 10.
  • the image pickup apparatus 10 is a multispectral camera that captures a multispectral image.
  • the image pickup device 10 includes a lens device 100, an image pickup device main body 200, and a lighting device 100B.
  • the image pickup device main body 200 includes an image pickup element 210 and a signal processing unit 230.
  • the lens device 100 includes an image pickup optical system 100A composed of a first polarization filter 101 (first polarization unit) arranged on the object side, a first lens 110, and a second lens 120, and an image pickup optical system 100A.
  • a wavelength polarization filter unit (filter unit, optical member) 130 arranged at or near the pupil position is provided.
  • the image pickup device 10 includes a lighting device 100B.
  • the image pickup device 10 acquires a multispectral image of the subject illuminated by the lighting device 100B.
  • the object side is the plus side of the illustrated z-axis
  • the image side is the minus side
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the signal processing unit 230 and the lighting device 100B.
  • the signal processing unit 230 includes an analog signal processing unit 232 that performs analog signal processing on the signal output from the image pickup device 210, an image generation unit 234, and a coefficient storage unit 236.
  • the image generation unit 234 includes a non-temporary recording medium (not shown) such as a ROM (Read Only Memory) in which a computer-readable code of an image pickup program to be executed by a computer is recorded, and a temporary storage area for work (not shown).
  • the image generation unit 234 can generate an image (three-band multispectral image) having wavelength bands ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 corresponding to, for example, a wavelength selection filter.
  • the function of the signal processing unit 230 described above can be realized by using various processors (processors) and recording media.
  • the various processors include, for example, a CPU (Central Processing Unit), which is a general-purpose processor that executes software (programs) to realize various functions, and a GPU (Graphics Processing Unit), which is a processor specialized in image processing.
  • a programmable logic device (Programmable Logic Device: PLD), which is a processor whose circuit configuration can be changed after manufacturing such as FPGA (Field Programgate Array), is also included.
  • Each function may be realized by one processor, or may be realized by a plurality of processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs, or a combination of a CPU and an FPGA, or a combination of a CPU and a GPU). Further, a plurality of functions may be realized by one processor. More specifically, the hardware-like structure of these various processors is an electric circuit (cyclery) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
  • processor or electric circuit executes software (program)
  • program can be read by a computer of the software (for example, various processors and electric circuits constituting the image generator 234, and / or a combination thereof).
  • the code is stored in a non-temporary recording medium such as a ROM, and the computer refers to the software.
  • the image pickup device 10 When the image pickup device 10 receives a shooting instruction input from a shutter release switch or the like (not shown), the image pickup device 10 performs exposure control on the image pickup element 210.
  • the optical image of the subject imaged on the light receiving surface of the image sensor 210 by this exposure control is converted into an electric signal by the image sensor 210.
  • Charges corresponding to the amount of light incident on the photodiode 212 (FIG. 3) are stored in each pixel of the image sensor 210, and an electric signal corresponding to the amount of charge stored in each pixel is imaged from the image sensor 210. It is read out as a signal and output.
  • the lighting device 100B irradiates the subject with illumination light having spectral characteristics (wavelength band, etc.) including wavelength bands (wavelength bands ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3) of a plurality of wavelength selection filters arranged in the above-mentioned imaging optical system 100A. It includes a light source 320 and a light source control unit 310 that controls irradiation of illumination light by the light source 320.
  • Various light sources 320 are used as the light source 320 of the lighting device 100B.
  • a halogen (lamp) or LED (light emission diode) is used as the light source 320.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the image pickup device 210
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of one pixel shown in FIG.
  • the image pickup element 210 is a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image pickup element (image sensor), and is a monochrome type image pickup element having a pixel array layer 211, a polarization filter element array layer 213, and a microlens array layer 215. be.
  • Each layer is arranged in the order of the pixel array layer 211, the polarizing filter element array layer 213 (a plurality of polarizing elements), and the microlens array layer 215 from the image (plane) side to the object side.
  • the image sensor 210 is not limited to the CMOS type, but may be an XY address type or a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the pixel array layer 211 is configured by two-dimensionally arranging a large number of photodiodes 212 (a plurality of pixel groups). One photodiode 212 constitutes one pixel. Each photodiode 212 is regularly arranged along the horizontal direction (x direction) and the vertical direction (y direction).
  • polarization filter elements 214A, 214B, 214C, and 214D are arranged two-dimensionally. It is composed of.
  • the polarization directions of the polarization filter elements 214A, 214B, 214C, and 214D can be, for example, 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °.
  • the polarization directions of the polarizing filter elements 214A, 214B, 214C, and 214D can be 0 °, 60 °, and 90 ° 120 °.
  • the image pickup device 210 includes a plurality of pixels that selectively receive any one of the light transmitted through the plurality of aperture regions by the polarizing filter elements 214A to 214D. These polarizing filter elements 214A to 214D are arranged at the same intervals as the photodiode 212, and are provided for each pixel.
  • the microlens array layer 215 includes microlenses 216 arranged in each pixel.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the lens device 100
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens device 100 in the yz plane.
  • a single imaging optical system 100A composed of a first lens 110 and a second lens 120 is arranged in a lens barrel 102.
  • the first lens 110 and the second lens 120 may be a lens group composed of a plurality of lenses.
  • a slit 108 is formed in the lens barrel 102 at the pupil position (near the pupil) of the lens device 100, the wavelength polarization filter unit 130 is inserted into the slit 108, and the optical axis is the light of the imaging optical system 100A. It is arranged so as to coincide with the axis L.
  • FIG. 7 is an external view of the frame 132
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the wavelength polarizing filter unit 130.
  • 7 (a) to 7 (f) are a rear view, a top view, a left side view, a bottom view, a perspective view, and a front view, respectively.
  • the frame 132 includes four opening regions 132A to 132D.
  • the opening regions 132A to 132D correspond to the first opening region to the fourth opening region.
  • the shape of the opening regions 132A to 132D is not limited to the fan shape, and may be other shapes such as a circle, a strip shape, a rectangle, and a polygon.
  • the opening regions 132A to 132C are effective by shielding the opening region 132D with the shielding member B, but the present invention is not limited to this.
  • a wavelength selection filter having the same wavelength band as any one of the opening regions 132A to 132C and a second polarizing filter having the same polarization direction may be arranged in the opening region 132D without the shielding member B.
  • the filter sets 140A to 140C (ND (Neutral Density) filter, wavelength selection filter, optical path length correction filter, and second filter set) are used in the three open areas (132A to 132C) that are not shielded from light. Polarizing filters) are arranged respectively.
  • FIG. 8 shows a case where each of the filter sets 140A to 140C is composed of four filters.
  • the most object-side filter (ND filter) is provided on the object-side surface of the frame 132, and the remaining three filters (wavelength selection filter, optical path length correction filter, and third filter) are provided.
  • the bipolarizing filter is provided on the image-side surface of the frame 132.
  • the arrangement of the filters and the positions of the frames 132 arranged between the filters are not limited to the above examples, and various aspects are adopted.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the filter sets 140A to 140C.
  • the filter set 140A is composed of four different types of filters.
  • the filter set 140A is composed of an ND filter 142A, a wavelength selection filter 144A for transmitting the wavelength band ⁇ 1, an optical path length correction filter 146A, and a second polarization filter 148A having a polarization direction of 0 °, in this order from the object side.
  • the filter set 140B is composed of an ND filter 142B, a wavelength selection filter 144B for transmitting the wavelength band ⁇ 2, an optical path length correction filter 146B, and a second polarization filter 148B having a polarization direction of 60 °, in order from the object side.
  • the filter set 140C is also composed of an ND filter 142C, a wavelength selection filter 144C for transmitting the wavelength band ⁇ 3, an optical path length correction filter 146C, and a second polarization filter 148C having a polarization direction of 120 °, in order from the object side. ..
  • the second polarizing filters 148A to 148C have different polarization directions. For example, when acquiring two spectral images, a second polarizing filter having at least two different polarization directions is used.
  • the ND filters 142A to 142C have a function of reducing the amount of light rays
  • the optical path length correction filters 146A to 146C have a function of correcting axial chromatic aberration.
  • the cases where the polarization directions are 0 °, 60 °, and 120 ° are shown, but other combinations of angles may be used.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the aperture region and the filter configuration.
  • the wavelength polarization filter unit 130 has an opening region 132A to 132D formed by the frame body 132.
  • the region boundary member 132 ( ⁇ ) of the frame body 132 is arranged at the boundary between the opening region 132A and the opening region 132D, and the opening region 132B and the opening region 132C, and the region boundary member 132 ( ⁇ ) is opened. It is arranged at the boundary between the region 132A and the opening region 132B, and the opening region 132C and the opening region 132D.
  • ND filters 142A to 142C, wavelength selection filters 144A to 144C, optical path length correction filters 146A to 146C, and second polarization filters 148A to 148C are arranged in each of the aperture regions 132A to 132C.
  • FIG. 11 is a diagram showing a frame body 132 and filter sets 140A to 140C.
  • 11 (A) is a diagram showing the opening regions 132A to 132D formed by the frame body 132
  • FIG. 11 (B) is a cross section of the filter sets 140B and 140C arranged in the opening region 132B and the opening region 132C. It is a figure which shows.
  • the aperture region 132B is provided with an ND filter 142B, a wavelength selection filter 144B, an optical path length correction filter 146B, and a second polarization filter 148B. Further, the aperture region 132C is provided with an ND filter 142C, a wavelength selection filter 144C, an optical path length correction filter 146C, and a second polarization filter 148C.
  • the image pickup apparatus 10 of the present disclosure includes a first polarizing filter 101 and a second polarizing filter 148A to 148C.
  • the image pickup apparatus 10 can adjust the amount of light in the aperture regions 132A to 132C by the difference in the polarization direction between the first polarizing filter 101 and the second polarizing filters 148A to 148C.
  • the first polarizing unit is composed of the first polarizing filter 101, and the rotation of the first polarizing filter 101 adjusts the amount of light in the aperture regions 132A to 132C.
  • FIG. 12 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter 101 and the lens device 100 of the present embodiment.
  • the frame 132 of the wavelength polarization filter unit 130 is not shown.
  • the ND filters 142A to 142C, the wavelength selection filters 144A to 144C, and the optical path length correction filters 146A to 146C are integrally illustrated as the intermediate filter A.
  • the first polarizing filter 101 transmits light in the polarization direction in one direction.
  • the first polarizing filter 101 functions as a first polarizing unit and polarizes at least a part of the light rays transmitted through the imaging optical system 100A.
  • the first polarizing filter 101 rotates about the optical axis L and can change the polarization direction of the light rays to be transmitted.
  • the rotation angle ⁇ of the first polarization filter 101 is 0 °
  • the polarization direction is also 0 °
  • the first polarization filter 101 is provided so that the polarization direction can be changed in accordance with the rotation angle ⁇ .
  • the polarization direction of 0 ° is a direction along the y-axis direction.
  • the clockwise rotation angle is defined as a positive rotation angle
  • the counterclockwise rotation angle is defined as a negative rotation angle.
  • the amount of light (or change in the amount of light) in the opening regions 132A to 132C can be calculated from the rotation angle ⁇ of the first polarizing filter 101.
  • the light amount change ⁇ i of each of the opening regions 132A to 132C is calculated by the following equation (1).
  • the change in the amount of light in the opening region 132A is indicated by the change in the amount of light ⁇ 0
  • the change in the amount of light in the opening region 132B is indicated by the change in the amount of light ⁇ 1
  • the change in the amount of light in the opening region 132C is indicated by the change in the amount of light ⁇ 2 .
  • ⁇ in the equation (1) indicates the angle of the polarization direction of the first polarizing filter 101 (or the rotation angle of the first polarizing filter 101).
  • ⁇ i in the equation (1) ⁇ 0 indicates the angle of the polarization direction of the second polarizing filter in the opening region 132A
  • ⁇ 1 indicates the angle of the polarization direction of the second polarizing filter in the opening region 132B.
  • ⁇ 2 indicate the angle in the polarization direction of the second polarizing filter in the opening region 132C.
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C can be adjusted by the first polarizing filter 101 and the second polarizing filters 148A to 148C.
  • Table 501 of FIG. 13 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the first embodiment.
  • the ND filter 142 is not used.
  • the wavelength selection filter 144A arranged in the opening region 132A light in the wavelength band of blue (referred to as “B” in the table) is selectively transmitted, and in the wavelength selection filter 144B arranged in the opening region 132B, light is selectively transmitted.
  • Light in the wavelength band of green (denoted as "G” in the table) is selectively transmitted, and light in the wavelength band of red is selectively transmitted by the wavelength selection filter 144C arranged in the opening region 132C. ..
  • the polarization direction of the second polarizing filter 148A arranged in the opening region 132A is 0 °
  • the polarization direction of the second polarizing filter 148B arranged in the opening region 132B is 60.
  • the polarization direction of the second polarizing filter 148C arranged in the aperture region 132C is 120 °.
  • the light amount ratio in the aperture regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1 by rotating the first polarizing filter 101 clockwise by 4 °, and the light intensity in each aperture region is reduced. You can improve the balance. It will be described below using Table 501.
  • the aperture region 132A (“B”) is 40
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 140 light quantities can be obtained (item (1) in Table 501).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C when the first polarizing filter 101 is rotated clockwise by 4 ° is calculated by the above equation (1) (item (2) in Table 501).
  • the amount of light at 132C is calculated (item (3) in Table 501). These light intensity ratios are 1.27297: 1: 0.860377 (item (4) in Table 501), and by rotating the first polarizing filter 101 clockwise by 4 °, the light intensity in the aperture regions 132A to 132C Can improve the balance of.
  • the light amount ratio in the aperture regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1 by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 63 °, and the light intensity in each aperture region is reached. Can improve the balance of. It will be described below using Table 501.
  • the aperture region 132A (“B”) is 140
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 132C (“R”) 30 light quantities can be obtained (item (5) in Table 501).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C when the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 63 ° is calculated by the above equation (1) (item (6) in Table 501). ..
  • the amount of light at ⁇ 132C is calculated (item (7) in Table 501). These light intensity ratios are 0.972756: 1: 1.08555 (item (8) in Table 501), and by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 63 °, the aperture regions 132A to 132C are formed. The balance of the amount of light can be improved.
  • the light intensity ratio of the opening regions 132A to 132C becomes 1: 1: 1 even when the light source 320 is a halogen or an LED. It can be close to each other, and the balance of the amount of light in each opening region can be improved.
  • Table 503 of FIG. 14 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the second embodiment.
  • the light source 320 changes from halogen to LED.
  • the ND filters 142A to 142C are set when the light source 320 is a halogen and the rotation angle ⁇ of the first polarizing filter 101 is 0 °.
  • the other settings are the same as in the first embodiment.
  • the light intensity ratio of the aperture regions 132A to 132C can be brought close to 1: 1: 1 by rotating the first polarizing filter 101 clockwise by 121 °, and each aperture.
  • the balance of the amount of light in the area can be improved. This will be described below using Table 503.
  • the same amount of light as in the first embodiment can be obtained in the opening regions 132A to 132C (items in Table 503).
  • (1) and (2) When the rotation angle of the first polarizing filter 101 is 0 °, the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is calculated by the above equation (1) (item (3) in Table 503).
  • the change in the amount of light in the ND filters 142A to 142C is set according to the case where the light source 320 is a halogen (item (4) in Table 503).
  • the amount of light in the opening region 132C (“R”) is 140 ⁇ 0.25 ⁇ 0.714286 ⁇ 25 (the product of items (2), (3), and (4) in Table 503). As described above, when the light source 320 is halogen, the balance of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is good.
  • the first polarizing filter 101 is rotated clockwise by 121 ° to change the change in the amount of light (item (6) in Table 503).
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C changes (item (7) in Table 503).
  • the ratio of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is 0.987516: 1: 0.91142 (item (8) in Table 503), and even when the light source 320 is changed to an LED, the balance of the amount of light is lost. Can be suppressed.
  • the ND filters 142A to 142C are set for halogen
  • the first polarizing filter 101 is rotated to change the polarization direction. , Adjust the amount of light in the opening regions 132A to 132C. As a result, it is possible to prevent the balance of the amount of light in the opening regions 132A to 132C from being lost.
  • Table 505 of FIG. 15 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the third embodiment.
  • the light source 320 changes from LED to halogen.
  • the ND filters 142A to 142C are set when the light source 320 is an LED and the rotation angle ⁇ of the first polarizing filter 101 is 120 °.
  • the other settings are the same as those in the first embodiment.
  • the light intensity ratio of the aperture regions 132A to 132C can be brought close to 1: 1: 1, and each aperture can be approached. It is possible to suppress the imbalance of the amount of light in the region. This will be described below using Table 505.
  • the same amount of light as in the first embodiment can be obtained in the opening regions 132A to 132C (items in Table 505).
  • (1) and (2) When the rotation angle of the first polarizing filter 101 is 120 °, the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is calculated by the above equation (1) (item (3) in Table 505).
  • the change in the amount of light in the ND filters 142A to 142C is set according to the case where the light source 320 is an LED (item (4) in Table 505).
  • the amount of light in the opening region 132A (“B”) is 140 ⁇ 0.25 ⁇ 0.714286 ⁇ 25
  • the amount of light in the opening region 132C (“R”) is 30 ⁇ 0.25 ⁇ 0.714286 ⁇ 25 (the product of items (2), (3), and (4) in Table 505).
  • the light source 320 is an LED, the balance of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is good.
  • the first polarizing filter 101 is rotated clockwise by 1 ° to change the change in the amount of light (item (6) in Table 505).
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C changes (item (7) in Table 505).
  • the ratio of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is 1.067665: 1: 1.0333738 (item (8) in Table 505), and even when the light source 320 is changed to halogen, the balance of the amount of light is lost. It is possible to prevent it from being lost.
  • the first polarizing filter 101 is rotated to change the polarization direction. , Adjust the amount of light in the opening regions 132A to 132C. As a result, it is possible to prevent the balance of the amount of light in the opening regions 132A to 132C from being lost.
  • the first polarizing unit is composed of a first polarizing filter 101 having a plurality of regions having different polarization directions from each other. Then, by rotating the first polarizing filter 101, the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is adjusted.
  • FIG. 16 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter 101 and the lens device 100 of the present embodiment.
  • the frame 132 of the wavelength polarization filter unit 130 is not shown.
  • the ND filters 142A to 142C, the wavelength selection filters 144A to 144C, and the optical path length correction filters 146A to 146C are integrally illustrated as the intermediate filter A.
  • the first polarizing filter 101 has a plurality of regions in which the polarization directions are different from each other. Specifically, the first polarizing filter 101 has four regions 101A to 101D in which the polarization directions are different from each other.
  • the region 101A sets the angle in the polarization direction to 150 °
  • the region 101B sets the angle in the polarization direction to 172 °
  • the region 101C sets the angle in the polarization direction.
  • the region 101C is set at an angle of 20 ° in the polarization direction.
  • the change in the amount of light ⁇ i in the opening regions 132A to 132C can be calculated by the following equation (2).
  • the change in the amount of light in the opening region 132A is indicated by the change in the amount of light ⁇ 0
  • the change in the amount of light in the opening region 132B is indicated by the change in the amount of light ⁇ 1
  • the change in the amount of light in the opening region 132C is indicated by the change in the amount of light ⁇ 2
  • the change in the amount of light is indicated by the change in the amount of light ⁇ 3 .
  • the opening region 132D is shielded from light by the shielding member B in the above-mentioned example of the image pickup apparatus 10.
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C can be adjusted by the first polarizing filter 101 and the second polarizing filters 148A to 148C.
  • Table 507 of FIG. 17 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the fourth embodiment.
  • the ND filter 142 is not used.
  • the wavelength selection filters 144A to 144C and the second polarization filters 148A to 148C arranged in each aperture region are the same as those in the first embodiment.
  • the light amount ratio in the aperture regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1 by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 10 °, and the light intensity in each aperture region is reached. Can improve the balance of. It will be described below using Table 507.
  • the aperture region 132A (“B”) is 40
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 140 light quantities can be obtained (item (1) in Table 507).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C when the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 10 ° is calculated by the above equation (2) (item (2) in Table 507). ..
  • the aperture region 132A when the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 10 ° is calculated (item (3) in Table 507).
  • These light intensity ratios are 0.994268: 1: 1.0242 (item (4) in Table 507), and by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 10 °, the aperture regions 132A to 132C are formed. The balance of the amount of light can be improved.
  • the light source 320 is an LED
  • the first polarizing filter 101 by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 76 °, the light amount ratio in the aperture regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1 and the balance is improved. It will be described below using Table 507.
  • the aperture region 132A (“B”) is 140
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 132C (“R”) 30 light quantities can be obtained (item (5) in Table 507).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C when the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 76 ° is calculated by the above equation (2) (item (6) in Table 507). ..
  • the amount of light at ⁇ 132C is calculated (item (7) in Table 507).
  • These light intensity ratios are 1.038306: 1: 0.984503 (item (8) in Table 507), and by rotating the first polarizing filter 101 counterclockwise by 76 °, the aperture regions 132A to 132C are formed. The balance of the amount of light can be improved.
  • the light intensity ratio in the opening regions 132A to 132C is 1: 1: 1. It is possible to improve the balance of the amount of light in each opening region.
  • Table 509 of FIG. 18 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the fifth embodiment.
  • the light source 320 changes from halogen to LED.
  • the ND filters 142A to 142C are set when the light source 320 is a halogen and the rotation angle ⁇ of the first polarizing filter 101 is ⁇ 57 °.
  • the other settings are the same as those in the first embodiment.
  • the light intensity ratio of the aperture regions 132A to 132C can be brought close to 1: 1: 1.
  • the balance of the amount of light in the opening region can be improved. This will be described below using Table 509.
  • the same amount of light as in the first embodiment can be obtained in the opening regions 132A to 132C (items in Table 509). (1) and (2)).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is calculated by the above equation (2) (item (3) in Table 503). ..
  • the change in the amount of light in the ND filters 142A to 142C is set according to the case where the light source 320 is a halogen (item (4) in Table 509).
  • the amount of light in the opening region 132A (“B”) is 40 ⁇ 0.395742 ⁇ 1 ⁇ 15.8296
  • the amount of light in the opening region 132B (“G”) is 100 ⁇ 0.250463 ⁇ 0.632017 ⁇ . It is 15.8296
  • the amount of light in the opening region 132C (“R”) is 140 ⁇ 0.218296 ⁇ 0.5179962 ⁇ 15.8296 (items (2), (3), and (4) in Table 509. product).
  • the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 169 ° to change the change in the amount of light (item (6) in Table 509).
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C changes (item (7) in Table 509).
  • the light amount ratio of the aperture regions 132A to 132C is 1.021719: 1: 1.028647, and even when the light source 320 is changed to an LED, it is possible to suppress the imbalance of the light amount.
  • the ND filters 142A to 142C are set for halogen
  • the first polarizing filter 101 is rotated to change the polarization direction. , Adjust the amount of light in the opening regions 132A to 132C. As a result, it is possible to prevent the balance of the amount of light in the opening regions 132A to 132C from being lost.
  • Table 511 of FIG. 19 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the sixth embodiment.
  • the light source 320 changes from LED to halogen
  • the ND filters 142A to 142C are cases where the light source 320 is an LED
  • the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 11 °. It is set in the case of.
  • the other settings are the same as those in the first embodiment.
  • the light amount ratio of the aperture regions 132A to 132C can be brought close to 1: 1: 1. It is possible to prevent the balance of the amount of light in the opening region from being lost. This will be described below using Table 511.
  • the same amount of light as in the first embodiment can be obtained in the opening regions 132A to 132C (items in Table 511). (1) and (2)).
  • the change in the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is calculated by the above equation (2) (item (3) in Table 511. )).
  • the change in the amount of light in the ND filters 142A to 142C is set according to the case where the light source 320 is an LED (item (4) in Table 511).
  • the amount of light in the opening region 132A (“B”) is 140 ⁇ 0.147053 ⁇ 1 ⁇ 20.587
  • the amount of light in the opening region 132C (“R”) is 30 ⁇ 0.982663 ⁇ 0.698353 ⁇ 20.587 (items (2), (3), and (4) in Table 511. product).
  • the light source 320 is an LED
  • the balance of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is good.
  • the first polarizing filter 101 is rotated counterclockwise by 132 ° to change the change in the amount of light (item (6) in Table 511).
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C changes (item (7) in Table 511).
  • the ratio of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is 1.046081: 1: 1.012767, and even when the light source 320 is changed to an LED, it is possible to suppress the imbalance of the amount of light.
  • the first polarizing filter 101 is rotated to change the polarization direction. .. As a result, it is possible to prevent the balance of the amount of light in the opening regions 132A to 132C from being lost.
  • the first polarizing unit is composed of a first polarizing filter 101 having a plurality of regions in which the polarization direction can be changed independently. Then, by rotating the first polarizing filter 101, the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is adjusted.
  • FIG. 20 is a diagram conceptually showing the first polarizing filter 101 of the present embodiment.
  • the first polarizing filter 101 has three regions 101A to 101C in which the polarization direction can be changed independently.
  • Each of the regions 101A to 101C can rotate about the rotation axes LA to LC to change the polarization direction.
  • each of the regions 101A to 101C has a one-way polarization direction, and the polarization direction of the light rays passing through the region can be changed by rotating around the rotation axes LA to LC.
  • the region 101A corresponds to the opening region 132A
  • the region 101B corresponds to the opening region 132B
  • the region 101C corresponds to the opening region 132C.
  • the amount of light in each region can be adjusted by the interaction between the polarization direction of the regions 101A to 101C of the first polarization filter 101 and the polarization direction of the second polarization filter.
  • the light amount change ⁇ i in the opening regions 132A to 132C is represented by the following equation (3).
  • the change in the amount of light in the opening region 132A is indicated by the change in the amount of light ⁇ 0
  • the change in the amount of light in the opening region 132B is indicated by the change in the amount of light ⁇ 1
  • the change in the amount of light in the opening region 132C is indicated by the change in the amount of light ⁇ 2 .
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C can be adjusted by the region of the first polarizing filter 101 and the second polarizing filters 148A to 148C.
  • Table 513 of FIG. 21 is a table illustrating the adjustment of the light intensity of the seventh embodiment.
  • the ND filter 142 is not used.
  • the wavelength selection filters 144A to 144C and the second polarization filters 148A to 148C arranged in each aperture region are the same as those in the first embodiment.
  • the polarization angle of the region 101A of the first polarizing filter 101 is 4 °
  • the polarization angle of the region 101B is 9 °
  • the polarization angle of the region 101C is -2 °.
  • the light amount ratio in the opening regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1, and the balance of the light amount in each opening region can be improved. This will be described below using Table 513.
  • the aperture region 132A (“B”) is 40
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 132C (“R”) 140 light quantities can be obtained (item (1) in Table 513).
  • the polarization direction of the region 101A of the first polarizing filter 101 is 4 °
  • the polarization direction of the region 101B is 9 °
  • the polarization direction of the region 101C is -2 °
  • the change in the amount of light in each of the opening regions 132A to 132C is , Calculated by the above-mentioned equation (3) (item (2) in Table 513).
  • each region 101A to 101C of the first polarizing filter 101 is set as described above.
  • the amount of light in the opening regions 132A to 132C is calculated (item (3) in Table 513). These light intensity ratios are 1.005074: 1: 0.99268 (item (4) in Table 513), and the polarization direction of the region 101A of the first polarization filter 101 is 4 ° and the polarization direction of the region 101B is 9 °.
  • the polarization direction of the region 101A of the first polarizing filter 101 is ⁇ 71 °
  • the polarization direction of the region 101B is ⁇ 8 °
  • the polarization direction of the region 101C is ⁇ 14 °.
  • the light amount ratio in the regions 132A to 132C approaches 1: 1: 1, and the balance of the light amount in each opening region can be improved. This will be described below using Table 513.
  • the aperture region 132A (“B”) is 140
  • the aperture region 132B (“G”) is 100
  • 132C (“R”) 30 light quantities can be obtained (item (5) in Table 513).
  • the polarization direction of the region 101A of the first polarization filter 101 is ⁇ 71 °
  • the polarization direction of the region 101B is ⁇ 8 °
  • the polarization direction of the region 101C is ⁇ 14 °
  • the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is calculated by the above-mentioned equation (3) (item (6) in Table 513).
  • the openings when the regions 101A to 101C of the first polarizing filter 101 are set as described above.
  • the amount of light in the regions 132A to 132C is calculated (item (7) in Table 513). These light intensity ratios are 1.057453: 1: 1.031604 (item (8) in Table 513), and by setting the polarization directions of the regions 101A to 101C of the first polarizing filter 101 as described above. The balance of the amount of light in the opening regions 132A to 132C can be improved.
  • the aperture regions 132A to 132C can be used.
  • the light amount ratio can be close to 1: 1: 1, and the balance of the light amount in each opening region can be improved.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • the first polarizing filter 101 constituting the first polarizing portion is rotatably arranged in the image pickup optical system 100A. It is arranged closer to the object than the wavelength polarization filter unit 130.
  • the first polarizing filter 101 is arranged adjacent to the object side of the intermediate filter A so as to be rotatable about the optical axis L.
  • the first polarizing filter 101 is arranged at the pupil position or near the pupil position of the imaging optical system 101A, and the first polarizing filter 101 is arranged adjacent to the object side of the intermediate filter A.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another example of the first polarizing unit.
  • the first polarizing unit includes a first polarizing filter 101 and a liquid crystal polarizing rotating element C arranged on the image side of the first polarizing filter 101.
  • the first polarizing filter 101 is fixed so as to transmit light rays having a polarization direction in one direction. Then, the polarization direction of the light rays transmitted through the first polarization filter 101 is polarized by the liquid crystal polarization rotating element C.
  • the liquid crystal polarization rotating element C changes the polarization direction of the light beam passing through the first polarizing filter 101 by changing the applied voltage and changing the orientation of the liquid crystal molecules. As a result, the polarization direction of the light rays transmitted through the first polarizing filter 101 can be freely changed.
  • the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is adjusted by controlling the polarization direction of the first polarizing unit. Then, the control of the polarization direction of the first polarizing unit is automatically controlled or manually controlled as described below.
  • the polarization direction control unit including the CPU provided in the lens device 100 or the CPU provided in the image pickup apparatus main body 200 automatically controls the polarization direction of the first polarization unit.
  • the first polarizing filter 101 is rotated by the polarization direction control unit, and the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is reached.
  • the polarization direction control unit rotates the first polarization filter 101 to control the polarization direction of the first polarization filter 101 based on the ratio of the light amounts of the aperture regions 132A to 132C.
  • the polarization direction control unit rotates the first polarization filter 101 so that the ratio of the amount of light in each of the aperture regions 132A to 132C is well-balanced.
  • the lens device 100 includes a polarization direction restricting unit that regulates the polarization direction of the first polarizing unit at a predetermined position.
  • the first polarizing unit is configured by the first polarizing filter 101 as described in the first embodiment, when the user manually rotates the first polarizing filter 101, the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is increased.
  • a polarization direction regulating unit is provided so that the rotation stops at a position where the ratio balance is good.
  • a polarization direction regulating unit is provided so that the rotation of the first polarizing filter 101 stops at a position of 4 ° clockwise.
  • a polarization direction regulating unit is provided so that the first polarizing filter 101 stops counterclockwise at 63 °.
  • the fourth embodiment polarizes the light rays transmitted through the imaging optical system 100A in various directions, and the aperture is opened by the interaction of the polarization directions of the second polarizing filters 148A to 148C.
  • the amount of light in the regions 132A to 132C is adjusted. That is, in the first to third embodiments, the first polarizing unit is provided so that the polarization direction of the transmitted light beam can be changed.
  • the wavelength polarization filter unit 130 is provided with a first polarization filter 101 having a fixed polarization direction, instead of the first polarization portion capable of changing the polarization direction of the light beam.
  • the 24 and 25 are diagrams conceptually showing the first polarizing filter 101 and the wavelength polarizing filter unit 130.
  • the first polarizing filter 101 and the wavelength polarizing filter unit 130 are integrally adhered to each other to form one optical member.
  • the filter sets 140A to 140C are collectively referred to as the filter set 140
  • the ND filters 142A to 142C are collectively referred to as the ND filter 142
  • the wavelength selection filters 144A to 144C are collectively referred to as the wavelength selection filter 144.
  • the optical path length correction filters 146A to 146C are collectively referred to as an optical path length correction filter 146
  • the second polarizing filters 148A to 148C are collectively referred to as a second polarizing filter 148.
  • the wavelength polarizing filter unit 130 of the present embodiment includes a first polarizing filter 101 on the object side.
  • the first polarizing filter 101 shown in FIG. 24 and the first polarizing filter 101 shown in FIG. 25 have different polarization directions.
  • the polarization directions of the second polarization filters 148 of FIGS. 24 and 25 are the same.
  • the ratio of the amount of light in the aperture regions 132A to 132C can be changed.
  • the first polarizing filter 101 is arranged on the most object side and the second polarizing filter 148 is arranged on the most image side, so that the amount of light in the aperture regions 132A to 132C is reduced. Crosstalk between the opening regions 132A and 132C is suppressed.
  • 26 and 27 are diagrams illustrating the arrangement of the second polarizing filter 148.
  • the ND filter 142, the wavelength selection filter 144, and the optical path length correction filter 146 are arranged in the filter indicated by the reference numeral X.
  • the second polarizing filter 148 is arranged on the image side most in the filter set 140. By arranging the second polarization filter 148 on the image side most in the filter set 140 in this way, the polarization generated by passing through other filters (ND filter 142, wavelength selection filter 144, and optical path length correction filter 146). The characteristics can be canceled by the second polarizing filter 148.
  • the second polarizing filter 148 is arranged on the image side of the region boundary member 132 ( ⁇ ).
  • FIGS. 28 and 29 are diagrams illustrating the arrangement of the wavelength selection filter 144 and the second polarizing filter 148.
  • An ND filter 142 and an optical path length correction filter 146 are arranged in the filter indicated by the reference numeral X.
  • the second polarizing filter 148 is arranged on the image side of the wavelength selection filter 144.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating the arrangement of the ND filter 142 and the wavelength selection filter 144.
  • An optical path length correction filter 146 and a second polarization filter 148 are arranged in the filter represented by the reference numeral X.
  • the ND filter 142 is arranged closer to the object than the wavelength selection filter 144. As a result, flare and ghost due to strong reflected light on the surface of the wavelength selection filter 144 can be suppressed.
  • FIG. 31 and 32 are diagrams illustrating the arrangement of the ND filter 142.
  • a wavelength selection filter 144, an optical path length correction filter 146, and a second polarization filter 148 are arranged in the filter represented by the reference numeral X.
  • the ND filter 142 is arranged on the object side of the filter set 140. By arranging the ND filter 142 closest to the object in this way, ghosting can be suppressed by dimming before being reflected by the wavelength selection filter 144, and adjustment afterwards can be easily performed. Can be done.
  • the ND filter 142 is arranged on the image side of the filter set 140. As a result, the ND filter 142 can be easily attached, and subsequent adjustments can be easily performed.
  • FIG. 33 and 34 are diagrams illustrating the arrangement of the optical path length correction filter 146.
  • An ND filter 142, a wavelength selection filter 144, and a second polarizing filter 148 are arranged in the filter represented by the reference numeral X.
  • the optical path length correction filter 146 is arranged closest to the object.
  • the optical path length correction filter 146 is arranged on the image side most. As a result, the optical path length correction filter 146 can be easily attached, and adjustment can be easily performed later.
  • Image pickup device 100 Lens device 100A: Image pickup optical system 100B: Illumination device 101: First polarization filter 102: Lens tube 108: Slit 110: First lens 120: Second lens 130: Wavelength polarizing filter unit 132: Frame 200: Image pickup device main body 210: Image pickup element 211: Pixel array layer 212: Photodiode 213: Polarization filter element Array layer 214A: Polarization filter element 214B: Polarization filter element 214C: Polarization filter element 214D: Polarization filter element 215: Micro Lens array layer 216: Microlens 230: Signal processing unit 232: Analog signal processing unit 234: Image generation unit 236: Coefficient storage unit 310: Light source control unit 320: Light source L: Optical axis

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Abstract

複数の開口領域を備える光学部材、レンズ装置及び撮像装置を提供する。レンズ装置（１００）は、撮像光学系（１００Ａ）と、撮像光学系（１００Ａ）を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる第１偏光部（１０１）と、第１偏光部（１０１）よりも像側に配置され、撮像光学系の瞳位置又は瞳位置の近傍に配置されるフィルタユニット（１３０）であって、撮像光学系（１００Ａ）の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域と、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタを有する第２偏光フィルタと、を含むフィルタユニット（１３０）と、を備える。

Description

光学部材、レンズ装置及び撮像装置
　本発明は、光学部材、レンズ装置及び撮像装置に関し、特に複数の開口領域を備える光学部材、レンズ装置及び撮像装置に関する。
　互いに異なる画像情報を有する複数の画像を、同時に取得する技術が知られている。
　特許文献１では、光学条件の異なる複数の画像を同時に得る技術が記載されている。特許文献１に記載された技術では、マイクロレンズアレイやレンチキュラレンズなどのアレイ状光学素子によるクロストークの影響を低減させるクロストーク補正処理が行われる。
特開２０１５－２１１４３０号公報
　本開示の技術にかかる一つの実施形態は、複数の開口領域を備える光学部材、レンズ装置及び撮像装置を提供することである。
　本発明の一の態様であるレンズ装置は、撮像光学系と、撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる第１偏光部と、第１偏光部よりも像側に配置され、撮像光学系の瞳位置又は瞳位置の近傍に配置されるフィルタユニットであって、撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域と、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタを有する第２偏光フィルタと、を含むフィルタユニットと、を備える。
　好ましくは、第１偏光部は、偏光方向が可変である。
　好ましくは、第１偏光部は、光軸を中心にして回転する第１偏光フィルタである。
　好ましくは、第１偏光部は、撮像光学系に含まれるレンズの物体側に配置される。
　好ましくは、第１偏光部は、撮像光学系の内に配置され、フィルタユニットよりも物体側に配置される。
　好ましくは、第１偏光部は、偏光方向が相互に異なる複数の領域を有する。
　好ましくは、第１偏光部は、偏光方向を独立に変更可能である複数の領域を有し、複数の領域は各々の回転軸に沿って回転する。
　好ましくは、第２偏光フィルタは、複数の波長選択フィルタの像側に配置される。
　好ましくは、フィルタユニットは更に、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、複数の波長選択フィルタによる軸上色収差を補正する複数の光路長補正フィルタを含む。
　好ましくは、フィルタユニットは更に、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、撮像光学系の光線の光量を減少させるＮＤフィルタを含む。
　好ましくは、第１偏光部は、偏光フィルタと偏光フィルタの像側に配置される液晶偏光回転素子とで構成される。
　好ましくは、レンズ装置は、第１偏光部の偏光方向を制御する偏光方向制御部を備え、偏光方向制御部は、第１開口領域に対応する光量と第２開口領域に対応する光量との比に基づいて、第１偏光部の偏光方向を制御する。
　好ましくは、レンズ装置は、第１偏光部の偏光方向を所定の位置で規制する偏光方向規制部を備え、偏光方向規制部は、第１開口領域に対応する光量と第２開口領域に対応する光量との比に基づいて、第１偏光部の偏光方向を規制する。
　本発明の他の態様である光学部材は、撮像光学系の瞳位置又は瞳位置の近傍に配置される光学部材であって、撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる第１偏光フィルタと、撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域を有し、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタを有する第２偏光フィルタと、を備える光学部材であって、第１偏光フィルタは最も物体側に配置され、第２偏光フィルタは最も像側に配置される。
　本発明の他の態様である撮像装置は、上述のレンズ装置又は上述の光学部材を備える。
　本発明の他の態様である光学部材は、撮像光学系の瞳位置又は瞳位置の近傍に配置される光学部材であって、撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域を有し、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、撮像光学系の光線の光量を減少させるＮＤフィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、複数の波長選択フィルタによる軸上色収差を補正する複数の光路長補正フィルタと、第１開口領域及び第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタと、を備える光学部材であって、光路長補正フィルタは波長選択フィルタよりも像側に配置される。
　本発明の他の態様である撮像装置は、上述の光学部材を備える撮像装置であって、撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる偏光部を備える。
図１は、撮像装置の概略構成を示す図である。 図２は、信号処理部及び照明装置の構成を示す図である。 図３は、撮像素子の概略構成を示す図である。 図４は、図３に示した１つ画素の概略構成を示す断面図である。 図５は、レンズ装置の外観斜視図である。 図６は、レンズ装置のｙ－ｚ平面における断面図である。 図７は、枠体の外観図である。 図８は、波長偏光フィルタユニットの構成例を示す図である。 図９は、フィルタセットの構成例に関して説明する図である。 図１０は、開口領域とフィルタ構成との関係を示す図である。 図１１は、枠体とフィルタセットを示す図である。 図１２は、第１偏光フィルタ及びレンズ装置を概念的に示す図である。 図１３は、光量の調整に関して説明する表である。 図１４は、光量の調整に関して説明する表である。 図１５は、光量の調整を説明する表である。 図１６は、第１偏光フィルタとレンズ装置を概念的に示した図である。 図１７は、光量の調整を説明する表である。 図１８は、光量の調整を説明する表である。 図１９は、光量の調整を説明する表である。 図２０は、第１偏光フィルタを概念的に示した図である。 図２１は、光量の調整を説明する表である。 図２２は、第１偏光部の他の例を説明する図である。 図２３は、第１偏光部の他の例を説明する図である。 図２４は、第１偏光フィルタと波長偏光フィルタユニットとを概念的に示す図である。 図２５は、第１偏光フィルタと波長偏光フィルタユニットとを概念的に示す図である。 図２６は、第２偏光フィルタの配置に関して説明する図である。 図２７は、第２偏光フィルタの配置に関して説明する図である。 図２８は、波長選択フィルタと第２偏光フィルタとの配置に関して説明する図である。 図２９は、波長選択フィルタと第２偏光フィルタとの配置に関して説明する図である。 図３０は、ＮＤフィルタと波長選択フィルタとの配置に関して説明する図である。 図３１は、ＮＤフィルタの配置に関して説明する図である。 図３２は、ＮＤフィルタの配置に関して説明する図である。 図３３は、光路長補正フィルタの配置に関して説明する図である。 図３４は、光路長補正フィルタの配置に関して説明する図である。
　以下、添付図面に従って本発明にかかる光学部材、レンズ装置及び撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
　図１は、撮像装置１０の概略構成を示す図である。撮像装置１０はマルチスペクトル画像を撮像するマルチスペクトルカメラである。撮像装置１０は、レンズ装置１００と、撮像装置本体２００と、照明装置１００Ｂとを備える。撮像装置本体２００は、撮像素子２１０と、信号処理部２３０と、を備える。レンズ装置１００は、物体側に配置された第１偏光フィルタ１０１（第１偏光部）と、第１のレンズ１１０及び第２のレンズ１２０で構成される撮像光学系１００Ａと、撮像光学系１００Ａの瞳位置又は瞳位置の近傍に配置された波長偏光フィルタユニット（フィルタユニット、光学部材）１３０と、を備える。また、撮像装置１０は照明装置１００Ｂを備える。撮像装置１０は、照明装置１００Ｂで照らされた被写体のマルチスペクトル画像を取得する。なお、以下の説明において、物体側とは、図示したｚ軸のプラス側であり、像側とはｚ軸のマイナス側である。
　図２は、信号処理部２３０及び照明装置１００Ｂの構成を示す図である。信号処理部２３０は、撮像素子２１０から出力される信号にアナログ信号処理を施すアナログ信号処理部２３２と、画像生成部２３４と、係数記憶部２３６と、を備える。画像生成部２３４（プロセッサ）は、コンピュータに実行させる撮像プログラムのコンピュータ読み取り可能なコードを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の非一時的記録媒体（不図示）及び作業用の一時的記憶領域（不図示）を備え、撮像素子２１０から出力される複数の画像信号に基づいて、撮像光学系１００Ａに配置された複数の波長選択フィルタの波長帯域にそれぞれ対応する複数の画像（スペクトル画像）を生成する。画像生成部２３４は、例えば波長選択フィルタに対応する波長帯域λ１，λ２，及びλ３の画像（３バンドのマルチスペクトル画像）を生成することができる。
　上述した信号処理部２３０の機能は、各種のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及び記録媒体を用いて実現できる。各種のプロセッサには、例えばソフトウェア（プログラム）を実行して各種の機能を実現する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、画像処理に特化したプロセッサであるＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）も含まれる。各機能は１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種又は異種の複数のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、又はＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で実現されてもよい。また、複数の機能を１つのプロセッサで実現してもよい。これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）である。
　上述したプロセッサあるいは電気回路がソフトウェア（プログラム）を実行する際は、実行するソフトウェアのコンピュータ（例えば、画像生成部２３４を構成する各種のプロセッサや電気回路、及び／又はそれらの組み合わせ）で読み取り可能なコードをＲＯＭ等の非一時的記録媒体に記憶しておき、コンピュータがそのソフトウェアを参照する。
　撮像装置１０は、不図示のシャッタレリーズスイッチ等から撮影指示入力を受け付けると、撮像素子２１０における露光制御を行う。この露光制御により撮像素子２１０の受光面に結像された被写体の光学像は、撮像素子２１０により電気信号に変換される。撮像素子２１０の各画素には、フォトダイオード２１２（図３）に入射する光の光量に応じた電荷が蓄積され、撮像素子２１０からは各画素に蓄積された電荷量に応じた電気信号が画像信号として読み出され、出力される。
　照明装置１００Ｂは、上述した撮像光学系１００Ａに配置された複数の波長選択フィルタの波長帯域（波長帯域λ１，λ２，λ３）を含む分光特性（波長帯域等）を有する照明光を被写体に照射する光源３２０と、光源３２０による照明光の照射を制御する光源制御部３１０と、を備える。照明装置１００Ｂの光源３２０には、様々な光源３２０が使用される。例えば、光源３２０には、ハロゲン（ランプ）やＬＥＤ（light emitting diode）が使用される。
　図３は、撮像素子２１０の概略構成を示す図であり、図４は、図３に示した１つ画素の概略構成を示す断面図である。撮像素子２１０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の撮像素子（イメージセンサ）であり、ピクセルアレイ層２１１、偏光フィルタ素子アレイ層２１３、及びマイクロレンズアレイ層２１５を有するモノクローム型の撮像素子である。各層は、像（面）側から物体側に向かって、ピクセルアレイ層２１１、偏光フィルタ素子アレイ層２１３（複数の偏光素子）、マイクロレンズアレイ層２１５の順で配置される。なお、撮像素子２１０は、ＣＭＯＳ型に限らず、ＸＹアドレス型、又はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型のイメージセンサでもよい。
　ピクセルアレイ層２１１は、多数のフォトダイオード２１２（複数の画素群）を二次元的に配列して構成される。１つのフォトダイオード２１２は、１つの画素を構成する。各フォトダイオード２１２は、水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）に沿って規則的に配置される。
　偏光フィルタ素子アレイ層２１３は、偏光方向（透過させる光の偏光方向）が異なる４種類の偏光フィルタ素子（偏光子）２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄ（複数の偏光素子）を二次元的に配列して構成される。偏光フィルタ素子２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄの偏光方向は、例えば０°，４５°，９０°，１３５°とすることができる。また、他の例として、偏光フィルタ素子２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄの偏光方向は、０°，６０°，９０°１２０°とすることができる。また、これらの偏光方向は、波長偏光フィルタユニット１３０における第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃ（図８参照）の偏光方向に対応させることができる。撮像素子２１０は、偏光フィルタ素子２１４Ａ～２１４Ｄにより、複数の開口領域を透過した光のいずれかを選択的に受光する複数の画素を含む。これらの偏光フィルタ素子２１４Ａ～２１４Ｄは、フォトダイオード２１２と同じ間隔で配置され、画素ごとに備えられる。
　マイクロレンズアレイ層２１５は、各画素に配列されたマイクロレンズ２１６を備える。
　図５はレンズ装置１００の外観斜視図であり、図６はレンズ装置１００のｙ－ｚ平面における断面図である。これらの図に示すように、レンズ装置１００は鏡筒１０２に第１のレンズ１１０及び第２のレンズ１２０とから構成される単一の撮像光学系１００Ａが配置される。第１のレンズ１１０及び第２のレンズ１２０は、複数のレンズから構成されるレンズ群でもよい。また、鏡筒１０２には、レンズ装置１００の瞳位置（瞳近傍）にスリット１０８が形成されており、このスリット１０８に波長偏光フィルタユニット１３０が挿入されて、光軸が撮像光学系１００Ａの光軸Ｌと一致した状態で配置される。
　図７は枠体１３２の外観図であり、図８は波長偏光フィルタユニット１３０の構成例を示す図である。図７の（ａ）部分～（ｆ）部分は、それぞれ背面図、上面図、左側面図、底面図、斜視図、正面図である。図７の（ａ）、（ｅ）及び（ｆ）部分に示すように、枠体１３２は４つの開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを備える。なお、開口領域１３２Ａ～１３２Ｄは、第１開口領域～第４開口領域に相当する。開口領域１３２Ａ～１３２Ｄの形状は扇型に限らず、円形、短冊形、矩形、多角形等他の形状でもよい。３つの画像（波長帯域λ１、λ２、及びλ３の画像）を取得する場合には、３つの開口領域を設ければ足りるので開口領域１３２Ｄは、図８に示すように遮蔽部材Ｂで遮光している。また、本例では、開口領域１３２Ｄを遮蔽部材Ｂで遮光することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃを有効としているが、これに限定されない。例えば、遮蔽部材Ｂを備えずに開口領域１３２Ｄに、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃのいずれか一つと同じ波長帯域の波長選択フィルタ及び同じ偏光方向の第２偏光フィルタを配置してもよい。
　また、遮光されていない３つの開口領域（１３２Ａ～１３２Ｃ）には、図８に示すように、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃ（ＮＤ（Neutral Density）フィルタ、波長選択フィルタ、光路長補正フィルタ、及び第２偏光フィルタ）がそれぞれ配置される。なお、図８では、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃの各々が４枚のフィルタで構成される場合を示している。また、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃの各々は、最も物体側のフィルタ（ＮＤフィルタ）は、枠体１３２の物体側の面に設けられ、残りの３枚（波長選択フィルタ、光路長補正フィルタ、及び第２偏光フィルタ）は、枠体１３２の像側の面に設けられる。なお、フィルタの配列及びフィルタ間に配置される枠体１３２の位置は、上述の例に限定されるものではなく、様々な態様が採用される。
　図９は、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃの構成例に関して説明する図である。
　フィルタセット１４０Ａは、４枚の異なる種類のフィルタで構成される。フィルタセット１４０Ａは、物体側から順に、ＮＤフィルタ１４２Ａ、波長帯域λ１を透過させる波長選択フィルタ１４４Ａ、光路長補正フィルタ１４６Ａ、及び偏光方向が０°の第２偏光フィルタ１４８Ａで構成される。また、フィルタセット１４０Ｂは、同様に物体側から順に、ＮＤフィルタ１４２Ｂ、波長帯域λ２を透過させる波長選択フィルタ１４４Ｂ、光路長補正フィルタ１４６Ｂ、及び偏光方向が６０°の第２偏光フィルタ１４８Ｂで構成される。また、フィルタセット１４０Ｃも、同様に物体側から順に、ＮＤフィルタ１４２Ｃ、波長帯域λ３を透過させる波長選択フィルタ１４４Ｃ、光路長補正フィルタ１４６Ｃ、及び偏光方向１２０°の第２偏光フィルタ１４８Ｃで構成される。なお、本例では波長帯域λ１のスペクトル画像、波長帯域λ２のスペクトル画像、及び波長帯域λ３の３つのスペクトル画像を取得するので第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃは、偏光方向が互いに異なる。例えば、２つのスペクトル画像を取得する場合には、少なくとも２つの偏光方向が互いに異なる第２偏光フィルタが使用される。また、λ１、λ２、及びλ３は一部の波長帯域が異なる。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃは光線の光量を減少させる機能を有し、光路長補正フィルタ１４６Ａ～１４６Ｃは、軸上色収差を補正する機能を有する。なお、本実施例では偏光方向が０°、６０°、１２０°の場合を示すが、それ以外の角度の組み合わせでもよい。
　図１０は、開口領域とフィルタ構成との関係を示す図である。
　波長偏光フィルタユニット１３０は、枠体１３２により形成される開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを有する。具体的には枠体１３２の領域境界部材１３２(α）が、開口領域１３２Ａと開口領域１３２Ｄと、開口領域１３２Ｂと開口領域１３２Ｃとの境界に配置され、領域境界部材１３２（β）が、開口領域１３２Ａと開口領域１３２Ｂと、開口領域１３２Ｃと開口領域１３２Ｄとの境界に配置される。そして、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々には、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ、波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃ、光路長補正フィルタ１４６Ａ～１４６Ｃ、及び第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃが配置されている。
　図１１は、枠体１３２とフィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃを示す図である。図１１（Ａ）は、枠体１３２で形成される開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを示す図であり、図１１（Ｂ）は、開口領域１３２Ｂ及び開口領域１３２Ｃに配置されるフィルタセット１４０Ｂ及び１４０Ｃの断面を示す図である。
　開口領域１３２Ｂには、ＮＤフィルタ１４２Ｂ、波長選択フィルタ１４４Ｂ、光路長補正フィルタ１４６Ｂ、及び第２偏光フィルタ１４８Ｂが備えられる。また、開口領域１３２Ｃには、ＮＤフィルタ１４２Ｃ、波長選択フィルタ１４４Ｃ、光路長補正フィルタ１４６Ｃ、及び第２偏光フィルタ１４８Ｃが備えられる。
　＜偏光フィルタによる光量調整＞
　上述したように本開示の撮像装置１０は、第１偏光フィルタ１０１及び第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃを備える。撮像装置１０は、第１偏光フィルタ１０１と第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃとの偏光方向の相違により開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整することができる。
　以下に、撮像装置１０における開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量調整に関する第１実施形態～第４実施形態を説明する。
　＜第１実施形態＞
　先ず、第１実施形態に関して説明する。本実施形態では、第１偏光部が第１偏光フィルタ１０１で構成されており、第１偏光フィルタ１０１が回転することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整が行われる。
　図１２は、本実施形態の第１偏光フィルタ１０１及びレンズ装置１００を概念的に示す図である。なお、波長偏光フィルタユニット１３０の枠体１３２の図示は省略されている。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ、波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃ、及び光路長補正フィルタ１４６Ａ～１４６Ｃは、中間フィルタＡとして一体に図示している。
　第１偏光フィルタ１０１は一方向の偏光方向の光を透過させる。第１偏光フィルタ１０１は、第１偏光部として機能し、撮像光学系１００Ａを透過する少なくとも一部の光線を偏光させる。第１偏光フィルタ１０１は、光軸Ｌを中心にして回転し、透過させる光線の偏光方向を変更することができる。第１偏光フィルタ１０１の回転角θが０°の時は偏光方向も０°であり、回転角θに一致して偏光方向を変更することができるように第１偏光フィルタ１０１を設けている。なお、偏光方向０°とはｙ軸方向に沿った方向である。また、物体側から像側に第１偏光フィルタ１０１を見た場合の時計回りをプラスの回転角とし、反時計回りをマイナスの回転角とする。
　開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量（又は光量変化）は、第１偏光フィルタ１０１の回転角θにより算出することができる。
　具体的には、以下の式（１）により、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々の光量変化αｉが算出される。なお、開口領域１３２Ａの光量変化は光量変化α０で示され、開口領域１３２Ｂの光量変化は光量変化α１で示され、開口領域１３２Ｃの光量変化は光量変化α２で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、式（１）におけるθは、第１偏光フィルタ１０１の偏光方向（又は第１偏光フィルタ１０１の回転角）の角度を示す。また、式（１）にけるΦｉにおいては、Φ０は開口領域１３２Ａにおける第２偏光フィルタの偏光方向の角度を示し、Φ１は開口領域１３２Ｂにおける第２偏光フィルタの偏光方向の角度を示し、Φ２は開口領域１３２Ｃにおける第２偏光フィルタの偏光方向の角度を示す。
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１と第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃとにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整することができる。
　以下に、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整の実施例に関して説明する。
　（第１実施例）
　図１３の表５０１は、第１実施例の光量の調整に関して説明する表である。なお、本例ではＮＤフィルタ１４２を不使用の場合である。また、開口領域１３２Ａに配置される波長選択フィルタ１４４Ａでは、青色（表では「Ｂ」と記載する）の波長帯域の光が選択的に透過され、開口領域１３２Ｂに配置される波長選択フィルタ１４４Ｂでは、緑色（表では「Ｇ」と記載する）の波長帯域の光が選択的に透過され、開口領域１３２Ｃに配置される波長選択フィルタ１４４Ｃでは、赤色の波長帯域の光が選択的に透過される。また、本例及び以下で説明する例では、開口領域１３２Ａに配置される第２偏光フィルタ１４８Ａの偏光方向は０°であり、開口領域１３２Ｂに配置される第２偏光フィルタ１４８Ｂの偏光方向は６０°であり、開口領域１３２Ｃに配置される第２偏光フィルタ１４８Ｃの偏光方向は１２０°である。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに４°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５０１を使用して説明する。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では１４０の光量が得られる（表５０１の項目（１））。第１偏光フィルタ１０１を時計回りに４°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（１）により算出される（表５０１の項目（２））。また、光源３２０をハロゲンとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに４°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５０１の項目（３））。これらの光量比は、１．２７２９７：１：０．８６０３７７（表５０１の項目（４））であり、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに４°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに６３°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５０１を使用して説明する。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では１４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では３０の光量が得られる（表５０１の項目（５））。第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに６３°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（１）により算出される（表５０１の項目（６））。また、光源３２０をＬＥＤとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに６３°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５０１の項目（７））。これらの光量比は、０．９７２７５６：１：１．００８５８５（表５０１の項目（８））であり、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに６３°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１を所定の角度に回転させることにより、光源３２０がハロゲン又はＬＥＤの場合であっても、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比を１：１：１に近くすることができ、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。
　（第２実施例）
　次に、第２実施例に関して説明する。図１４の表５０３は、第２実施例の光量の調整に関して説明する表である。本実施例は、光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変化する場合である。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃは、光源３２０がハロゲンの場合であり、第１偏光フィルタ１０１の回転角θが０°の場合で設定されている。なお、他の設定は、実施例１と同じである。
　光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変わった際に、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１２１°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比を１：１：１に近づけることができ、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５０３を使用して説明する。
　光源３２０がＬＥＤ及びハロゲンの場合の初期状態（第１偏光フィルタ１０１無し、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ無し）では、第１実施例と同様の光量が開口領域１３２Ａ～１３２Ｃで得られる（表５０３の項目（１）及び（２））。第１偏光フィルタ１０１の回転角が０°の場合、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（１）により算出される（表５０３の項目（３））。ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃでの光量変化は、光源３２０がハロゲンの場合に合わせて設定されている（表５０３の項目（４））。すなわち、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）での光量は４０×１×０．６２５＝２５であり、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）での光量は１００×０．２５×１＝２５であり、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）での光量は１４０×０．２５×０．７１４２８６≒２５である（表５０３の項目（２）、（３）、（４）の積）。このように、光源３２０がハロゲンの場合には、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスは良好である。
　一方、光源３２０がハロゲンからＬＥＤと変更された場合には、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃがハロゲン用に設定されているため上述した光量バランスは崩れてしまう（表５０３の項目（５））。
　そこで、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１２１°回転させて光量変化を変更する（表５０３の項目（６））。このように、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１２１°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量は変化する（表５０３の項目（７））。そして、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の比は、０．９８７５１６：１：０．９１１４２（表５０３の項目（８））となり、光源３２０をＬＥＤに変更した場合であっても光量のバランスが崩れることを抑制することができる。
　以上で説明したように、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃがハロゲン用に設定されている場合に、光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変更された際に、第１偏光フィルタ１０１を回転させて偏光方向を変更し、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整する。これにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスが崩れてしまうことを抑制することができる。
　（第３実施例）
　次に、第３実施例に関して説明する。図１５の表５０５は、第３実施例の光量の調整を説明する表である。本実施例では、光源３２０がＬＥＤからハロゲンに変化する場合である。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃは、光源３２０がＬＥＤの場合であり、第１偏光フィルタ１０１の回転角θが１２０°の場合で設定されている。なお、他の設定は第１実施例と同じである。
　光源３２０がＬＥＤからハロゲンに変わった際に、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比を１：１：１に近づけることができ、各開口領域の光量のバランスが崩れてしまうのを抑制することができる。以下に表５０５を使用して説明する。
　光源３２０がＬＥＤ及びハロゲンの場合の初期状態（第１偏光フィルタ１０１無し、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ無し）では、第１実施例と同様の光量が開口領域１３２Ａ～１３２Ｃで得られる（表５０５の項目（１）及び（２））。第１偏光フィルタ１０１の回転角を１２０°の場合、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（１）により算出される（表５０５の項目（３））。ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃでの光量変化は、光源３２０がＬＥＤの場合に合わせて設定されている（表５０５の項目（４））。すなわち、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）での光量は１４０×０．２５×０．７１４２８６≒２５であり、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）での光量は１００×０．２５×１＝２５であり、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）での光量は３０×０．２５×０．７１４２８６≒２５である（表５０５の項目（２）、（３）、（４）の積）。このように、光源３２０がＬＥＤの場合には、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスは良好である。
　一方、光源３２０がＬＥＤからハロゲンと変更された場合には、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２ＣがＬＥＤ用に設定されているため、上述した光量バランスは崩れてしまう（表５０５の項目（５））。
　そこで、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１°回転させて光量変化を変更する（表５０５の項目（６））。このように、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量は変化する（表５０５の項目（７））。そして、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の比は、１．０７６７６５：１：１．０３３７３８（表５０５の項目（８））となり、光源３２０をハロゲンに変更した場合であっても光量のバランスが崩れてしまうことを抑制することができる。
　以上で説明したように、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２ＣがＬＥＤ用に設定されている場合に、光源３２０がＬＥＤからハロゲンに変更された際に、第１偏光フィルタ１０１を回転させて偏光方向を変更し、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整する。これにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスが崩れてしまうことを抑制することができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態に関して説明する。本実施形態では、第１偏光部は、偏光方向が相互に異なる複数の領域を有する第１偏光フィルタ１０１で構成されている。そして、第１偏光フィルタ１０１が回転することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整が行われる。
　図１６は、本実施形態の第１偏光フィルタ１０１とレンズ装置１００を概念的に示した図である。なお、波長偏光フィルタユニット１３０の枠体１３２の図示は省略されている。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ、波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃ、及び光路長補正フィルタ１４６Ａ～１４６Ｃは、中間フィルタＡとして一体に図示している。
　第１偏光フィルタ１０１は偏光方向が相互に異なる複数の領域を有する。具体的には、第１偏光フィルタ１０１は、偏光方向が相互に異なる４つの領域１０１Ａ～１０１Ｄを有している。第１偏光フィルタ１０１は、回転角θが０°の場合には、領域１０１Ａは偏光方向の角度を１５０°に、領域１０１Ｂは偏光方向の角度を１７２°に、領域１０１Ｃは偏光方向の角度を５３°に、領域１０１Ｃは偏光方向の角度を２０°に設定されている。
　開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量変化αｉは、以下に示す式（２）により算出することができる。なお、開口領域１３２Ａの光量変化は光量変化α０で示され、開口領域１３２Ｂの光量変化は光量変化α１で示され、開口領域１３２Ｃの光量変化は光量変化α２で示され、開口領域１３２Ｄの光量変化は光量変化α３で示される。なお、開口領域１３２Ｄは、上述した撮像装置１０の例では遮蔽部材Ｂで遮光されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、式（２）においては以下の値を示す。
　θ’＝（θ＋１８０）％９０
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　なお上記は、Ａ％Ｂの表記でＡをＢで割った余りを表す。
　第１偏光フィルタの回転角：θ
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１と第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃとにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整することができる。
　以下に、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整の実施例に関して説明する。
　（第４実施例）
　図１７の表５０７は、第４実施例の光量の調整を説明する表である。なお、本例ではＮＤフィルタ１４２を不使用の場合である。また、各開口領域に配置される波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃ、及び第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃは第１実施例と同様である。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１０°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５０７を使用して説明する。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では１４０の光量が得られる（表５０７の項目（１））。第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１０°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（２）により算出される（表５０７の項目（２））。また、光源３２０をハロゲンとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１０°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５０７の項目（３））。これらの光量比は、０．９９４２６８：１：１．０２４２（表５０７の項目（４））であり、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１０°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに７６°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、バランスが良くなる。以下に表５０７を使用して説明する。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では１４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では３０の光量が得られる（表５０７の項目（５））。第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに７６°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（２）により算出される（表５０７の項目（６））。また、光源３２０をＬＥＤとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに７６°回転させた場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５０７の項目（７））。これらの光量比は、１．０３８３０６：１：０．９８４５０３（表５０７の項目（８））であり、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに７６°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１を所定の角度に回転させることにより、光源３２０がハロゲン又はＬＥＤの場合であっても、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近くすることができ、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。
　（第５実施例）
　次に、第５実施例に関して説明する。図１８の表５０９は、第５実施例の光量の調整を説明する表である。本実施例では、光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変化する場合である。また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃは、光源３２０がハロゲンの場合であり、第１偏光フィルタ１０１の回転角θが－５７°の場合で設定されている。なお、他の設定は、第１実施例と同じである。
　光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変わった際に、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに５７°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比を１：１：１に近づけることができ、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５０９を使用して説明する。
　光源３２０がＬＥＤ及びハロゲンの場合の初期状態（第１偏光フィルタ１０１無し、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ無し）では、第１実施例と同様の光量が開口領域１３２Ａ～１３２Ｃで得られる（表５０９の項目（１）及び（２））。第１偏光フィルタ１０１の回転角が反時計回りに５７°の場合、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（２）により算出される（表５０３の項目（３））。ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃでの光量変化は、光源３２０がハロゲンの場合に合わせて設定されている（表５０９の項目（４））。すなわち、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）での光量は４０×０．３９５７４２×１≒１５．８２９６であり、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）での光量は１００×０．２５０４６３×０．６３２０１７≒１５．８２９６であり、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）での光量は１４０×０．２１８２９６×０．５１７９６２≒１５．８２９６である（表５０９の項目（２）、（３）、（４）の積）。
　一方、光源３２０がハロゲンからＬＥＤと変更された場合には、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃがハロゲン用に設定されているため、上述した光量バランスは崩れてしまう（表５０９の項目（５））。
　そこで、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１６９°回転させて光量変化を変更する（表５０９の項目（６））。このように、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１６９°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量は変化する（表５０９の項目（７））。そして開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比は１．０２１７１９：１：１．０２８６４７となり、光源３２０をＬＥＤに変更した場合であっても光量のバランスが崩れることを抑制することができる。
　以上で説明したように、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃがハロゲン用に設定されている場合に、光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変更された際に、第１偏光フィルタ１０１を回転させて偏光方向を変更し、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整する。これにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスが崩れてしまうのを抑制することができる。
　（第６実施例）
　次に、第６実施例に関して説明する。図１９の表５１１は、第６実施例の光量の調整を説明する表である。本実施例では、光源３２０がＬＥＤからハロゲンに変化する場合であり、また、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃは、光源３２０がＬＥＤの場合であり、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１１°回転させた場合で設定されている。なお、他の設定は第１実施例と同じである。
　光源３２０がハロゲンからＬＥＤに変わった際に、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１３２°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量比を１：１：１に近づけることができ、各開口領域の光量のバランスが崩れてしまうのを抑制することができる。以下に表５１１を使用して説明する。
　光源３２０がＬＥＤ及びハロゲンの場合の初期状態（第１偏光フィルタ１０１無し、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃ無し）では、第１実施例と同様の光量が開口領域１３２Ａ～１３２Ｃで得られる（表５１１の項目（１）及び（２））。第１偏光フィルタ１０１が反時計回りに１１°の位置に回転させた場合、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（２）により算出される（表５１１の項目（３））。ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃでの光量変化は、光源３２０がＬＥＤの場合に合わせて設定されている（表５１１の項目（４））。すなわち、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）での光量は１４０×０．１４７０５３×１≒２０．５８７であり、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）での光量は１００×０．８９３８６×０．２３０３２＝２０．５８７であり、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）での光量は３０×０．９８２６６３×０．６９８３５３≒２０．５８７である（表５１１の項目（２）、（３）、（４）の積）。このように、光源３２０がＬＥＤの場合には、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスは良好である。
　一方、光源３２０がＬＥＤからハロゲンと変更された場合には、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２ＣがＬＥＤ用に設定されているため、上述した光量バランスは崩れてしまう（表５１１の項目（５））。
　そこで、第１偏光フィルタ１０１を反時計回りに１３２°回転させて光量変化を変更する（表５１１の項目（６））。このように、第１偏光フィルタ１０１を時計回りに１３２°回転させることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量は変化する（表５１１の項目（７））。そして、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の比は、１．０４６０８１：１：１．００１２６７となり、光源３２０をＬＥＤに変更した場合であっても光量のバランスが崩れることを抑制することができる。
　以上で説明したように、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２ＣがＬＥＤ用に設定されている場合に、光源３２０がＬＥＤからハロゲンに変更された際に、第１偏光フィルタ１０１を回転させて偏光方向を変更する。これにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスが崩れてしまうのを抑制することができる。
　＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態に関して説明する。本実施形態では、第１偏光部は、偏光方向を独立に変更可能である複数の領域を有する第１偏光フィルタ１０１で構成されている。そして、第１偏光フィルタ１０１を回転することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整が行われる。
　図２０は、本実施形態の第１偏光フィルタ１０１を概念的に示した図である。第１偏光フィルタ１０１は、偏光方向を独立に変更可能である３つの領域１０１Ａ～１０１Ｃを有する。領域１０１Ａ～１０１Ｃの各々は、回転軸ＬＡ～ＬＣを中心にして回転し、偏光方向を変更することができる。具体的には、領域１０１Ａ～１０１Ｃの各々は、１方向偏光方向を有し、回転軸ＬＡ～ＬＣを中心にして回転することにより、領域を通過する光線の偏光方向を変更することができる。また、領域１０１Ａは開口領域１３２Ａに対応し、領域１０１Ｂは開口領域１３２Ｂに対応し、領域１０１Ｃは開口領域１３２Ｃに対応している。
　このように、本実施形態では、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａ～１０１Ｃの偏光方向と第２偏光フィルタの偏光方向との相互作用により、各領域の光量を調整することができる。
　開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量変化αｉは、以下に示す式（３）で表される。なお、開口領域１３２Ａの光量変化は光量変化α０で示され、開口領域１３２Ｂの光量変化は光量変化α１で示され、開口領域１３２Ｃの光量変化は光量変化α２で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　なお、上記した式（３）においては以下の値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１の領域と第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃとにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整することができる。
　以下に、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整の実施例に関して説明する。
　（第７実施形態）
　図２１の表５１３は、第７実施例の光量の調整を説明する表である。なお、本例ではＮＤフィルタ１４２を不使用の場合である。また、各開口領域に配置される波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃ、及び第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃは第１実施例と同様である。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａの偏光角度を４°とし、領域１０１Ｂの偏光角度を９°とし、領域１０１Ｃの偏光角度を－２°とすることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５１３を使用して説明する。
　光源３２０をハロゲンとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では１４０の光量が得られる（表５１３の項目（１））。第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａの偏光方向を４°、領域１０１Ｂの偏光方向を９°、領域１０１Ｃの偏光方向を－２°とした場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（３）により算出される（表５１３の項目（２））。また、光源３２０をハロゲンとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１の各領域１０１Ａ～１０１Ｃを上述のように設定した場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５１３の項目（３））。これらの光量比は、１．００５０７４：１：０．９９２６６８（表５１３の項目（４））であり、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａの偏光方向を４°、領域１０１Ｂの偏光方向を９°、領域１０１Ｃの偏光方向を－２°に設定することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａの偏光方向を－７１°、領域１０１Ｂの偏光方向を－８°、領域１０１Ｃの偏光方向－１４°とすることにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近づき、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。以下に表５１３を使用して説明する。
　光源３２０をＬＥＤとした場合には、第１偏光フィルタ１０１を設けない場合（初期状態）には、開口領域１３２Ａ（「Ｂ」）では１４０、開口領域１３２Ｂ（「Ｇ」）では１００、開口領域１３２Ｃ（「Ｒ」）では３０の光量が得られる（表５１３の項目（５））。第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａの偏光方向を－７１°、領域１０１Ｂの偏光方向を－８°、領域１０１Ｃの偏光方向を－１４°とした場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々での光量変化は、上述した式（３）により算出される（表５１３の項目（６））。また、光源３２０をＬＥＤとした場合の初期状態の光量と算出された光量変化との積を算出することにより、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａ～１０１Ｃを上述のように設定した場合の、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量が算出される（表５１３の項目（７））。これらの光量比は、１．０５７４５３：１：１．０３１６０４（表５１３の項目（８））であり、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａ～１０１Ｃの偏光方向を上述のように設定することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量のバランスを良くすることができる。
　以上で説明したように、第１偏光フィルタ１０１の領域１０１Ａ～１０１Ｃの偏光方向を所定の角度に設定することにより、光源３２０がハロゲン又はＬＥＤの場合であっても、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃでの光量比が１：１：１に近くすることができ、各開口領域の光量のバランスを良くすることができる。
　＜第１偏光部の他の例＞
　上述した第１実施形態～第３実施形態の例では、第１偏光部として第１偏光フィルタ１０１を撮像光学系１００Ａの物体側の前面に設けた場合について説明した（図５参照）。しかしながら、本開示では第１偏光部の他の態様も採用され得る。以下に第１偏光部の他の例に関して説明する。
　図２２は、第１偏光部の他の例を説明する図である。本例では、第１偏光部を構成する第１偏光フィルタ１０１が撮像光学系１００Ａの内に回転可能に配置される。波長偏光フィルタユニット１３０よりも物体側に配置される。具体的には第１偏光フィルタ１０１は、光軸Ｌを中心にして回転可能なように、中間フィルタＡの物体側に隣接して配置される。この場合、第１偏光フィルタ１０１は、撮像光学系１０１Ａの瞳位置又は瞳位置の近傍に配置されることになり、第１偏光フィルタ１０１を中間フィルタＡの物体側に隣接して配置される。これにより、開口領域の光軸Ｌに近い部分と周辺部分とで生じる光量差を抑制することができる。
　図２３は、第１偏光部の他の例を説明する図である。本例では、第１偏光部は、第１偏光フィルタ１０１と、第１偏光フィルタ１０１の像側に配置される液晶偏光回転素子Ｃとで構成される。第１偏光フィルタ１０１は、１方向の偏光方向を有する光線を透過するように固定されている。そして、第１偏光フィルタ１０１を透過した光線の偏光方向を液晶偏光回転素子Ｃで偏光させる。液晶偏光回転素子Ｃは、印加電圧が変えられ液晶分子の配向の向きを変更することにより、第１偏光フィルタ１０１を通過した光線の偏光方向を変更する。これにより、第１偏光フィルタ１０１を透過した光線の偏光方向を自在に変更することができる。
　＜第１偏光部の偏光方向の制御＞
　上述したように、第１実施形態～第３実施形態では、第１偏光部の偏光方向を制御することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整が行われる。そして、第１偏光部の偏光方向の制御は、以下に説明するように自動制御又は手動制御が行われる。
　第１偏光部の偏光方向を自動により制御する場合について説明する。例えばレンズ装置１００に備えられるＣＰＵ又は撮像装置本体２００に備えられるＣＰＵで構成される偏光方向制御部により、第１偏光部の偏光方向を自動制御する。第１偏光部が第１実施形態で説明したように第１偏光フィルタ１０１で構成されている場合には、偏光方向制御部により第１偏光フィルタ１０１を回転させて、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を調整する。偏光方向制御部は、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々の光量の比に基づいて、第１偏光フィルタ１０１を回転させて第１偏光フィルタ１０１の偏光方向を制御する。偏光方向制御部は、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々の光量の比のバランスが良くなるように、第１偏光フィルタ１０１を回転させる。
　次に、第１偏光部の偏光方向を手動により制御する場合について説明する。例えばレンズ装置１００に、第１偏光部の偏光方向を所定の位置で規制する偏光方向規制部を備える。第１偏光部が第１実施形態で説明したように第１偏光フィルタ１０１で構成されている場合には、ユーザが第１偏光フィルタ１０１を手動で回転させると、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の比のバランスが良くなる位置に回転が停止するように、偏光方向規制部が設けられる。第１実施例において、光源３２０がハロゲンの場合には、第１偏光フィルタ１０１が時計回りに４°の位置で回転が停止するように、偏光方向規制部を設ける。また、光源３２０がＬＥＤの場合には、第１偏光フィルタ１０１が反時計回りに６３°で停止するように偏光方向規制部が設けられる。これにより、ユーザが第１偏光フィルタ１０１を回転させる際に、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々の光量の比のバランスが良くなる位置に、第１偏光フィルタ１０１を停止させることができる。
　＜第４実施形態＞
　次に、第４実施形態に関して説明する。上述した第１実施形態～第３実施形態では、第１偏光部が撮像光学系１００Ａを透過する光線を様々な方向に偏光させ、第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃの偏光方向の相互作用により、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の調整を行う。すなわち、第１実施形態～第３実施形態では、第１偏光部は、透過する光線の偏光方向を変更可能なように設けられていた。第４実施形態では、光線の偏光方向を変更することが可能な第１偏光部に代わって、偏光させる方向が固定された第１偏光フィルタ１０１を波長偏光フィルタユニット１３０に設ける。
　図２４及び図２５は、第１偏光フィルタ１０１と波長偏光フィルタユニット１３０とを概念的に示す図である。なお、第１偏光フィルタ１０１と波長偏光フィルタユニット１３０とは一体に接着されており、一つの光学部材を構成する。また、以下の説明では、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃを総称してフィルタセット１４０と記載し、ＮＤフィルタ１４２Ａ～１４２Ｃを総称してＮＤフィルタ１４２、波長選択フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃを総称して波長選択フィルタ１４４、光路長補正フィルタ１４６Ａ～１４６Ｃを総称して光路長補正フィルタ１４６、第２偏光フィルタ１４８Ａ～１４８Ｃを総称して第２偏光フィルタ１４８と記載する。
　本実施形態の波長偏光フィルタユニット１３０は、物体側に第１偏光フィルタ１０１を備える。図２４に示された第１偏光フィルタ１０１と図２５に示された第１偏光フィルタ１０１とは偏光方向が異なる。一方で、図２４及び図２５の第２偏光フィルタ１４８の偏光方向は同じである。このように、第１偏光フィルタ１０１の偏光方向をそれぞれ変えた光学部材を複数用意し、光学部材を交換することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量の比を変えることができる。また、上述した光学部材では、第１偏光フィルタ１０１は最も物体側に配置され、第２偏光フィルタ１４８は最も像側に配置されているので、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの光量を低減させており、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃ間でのクロストークを抑制している。
　＜フィルタセットの例＞
　次に、上述したフィルタセット１４０に関して説明する。以下に、フィルタセット１４０を構成する各フィルタの配置に関して説明する。
　先ず、フィルタセット１４０における第２偏光フィルタ１４８の配置に関して説明する。
　図２６及び図２７は、第２偏光フィルタ１４８の配置に関して説明する図である。なお、符号Ｘで示すフィルタには、ＮＤフィルタ１４２、波長選択フィルタ１４４、光路長補正フィルタ１４６が配置される。図２６及び図２７に示すように、第２偏光フィルタ１４８は、フィルタセット１４０において最も像側に配置することが好ましい。このように第２偏光フィルタ１４８をフィルタセット１４０において最も像側に配置することにより、他のフィルタ（ＮＤフィルタ１４２、波長選択フィルタ１４４、及び光路長補正フィルタ１４６）を透過することにより発生する偏光特性を第２偏光フィルタ１４８で打ち消すことができる。
　なお、図２７では、枠体１３２の物体側にフィルタセット１４０の全てのフィルタが配置されているので、第２偏光フィルタ１４８は、領域境界部材１３２(α）の像側に配置されている。
　次に、フィルタセット１４０における第２偏光フィルタ１４８と波長選択フィルタ１４４との配置に関して説明する。
　図２８及び図２９は、波長選択フィルタ１４４と第２偏光フィルタ１４８との配置に関して説明する図である。なお符号Ｘで示すフィルタには、ＮＤフィルタ１４２、光路長補正フィルタ１４６が配置される。図２８及び図２９に示すように、第２偏光フィルタ１４８を波長選択フィルタ１４４より像側に配置する。このように、第２偏光フィルタ１４８を波長選択フィルタ１４４より像側に配置することにより、波長選択フィルタ１４４を透過することにより発生する偏光特性を第２偏光フィルタ１４８で打ち消すことができる。
　次に、フィルタセット１４０におけるＮＤフィルタ１４２と波長選択フィルタ１４４との配置に関して説明する。
　図３０は、ＮＤフィルタ１４２と波長選択フィルタ１４４との配置に関して説明する図である。なお、符号Ｘで示すフィルタには、光路長補正フィルタ１４６及び第２偏光フィルタ１４８が配置される。図３０に示すように、ＮＤフィルタ１４２を波長選択フィルタ１４４よりも物体側に配置する。これにより、波長選択フィルタ１４４の表面での強い反射光によるフレアやゴーストを抑制することができる。
　次に、フィルタセット１４０におけるＮＤフィルタ１４２の配置に関して説明する。
　図３１及び図３２は、ＮＤフィルタ１４２の配置に関して説明する図である。なお、符号Ｘで示すフィルタには、波長選択フィルタ１４４、光路長補正フィルタ１４６、及び第２偏光フィルタ１４８が配置される。図３１では、ＮＤフィルタ１４２はフィルタセット１４０のうちで最も物体側に配置されている。このように、ＮＤフィルタ１４２を最も物体側に配置することにより、波長選択フィルタ１４４で反射される前に減光することでゴーストを抑制することができ、また後からの調整を容易に行うことができる。図３２では、ＮＤフィルタ１４２はフィルタセット１４０のうちで最も像側に配置している。これにより、ＮＤフィルタ１４２を容易に取り付けることが可能となり、後からの調整を容易に行うことができる。
　次に、フィルタセット１４０における光路長補正フィルタ１４６の配置に関して説明する。
　図３３及び図３４は、光路長補正フィルタ１４６の配置に関して説明する図である。なお、符号Ｘで示すフィルタには、ＮＤフィルタ１４２、波長選択フィルタ１４４、及び第２偏光フィルタ１４８を配置される。図３３では、光路長補正フィルタ１４６を最も物体側に配置している。また、図３４では、光路長補正フィルタ１４６を最も像側に配置している。これにより、光路長補正フィルタ１４６を容易に取り付けることが可能となり、後から調整を容易に行うことができる。
　以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
１０　　　：撮像装置
１００　　：レンズ装置
１００Ａ　：撮像光学系
１００Ｂ　：照明装置
１０１　　：第１偏光フィルタ
１０２　　：鏡筒
１０８　　：スリット
１１０　　：第１のレンズ
１２０　　：第２のレンズ
１３０　　：波長偏光フィルタユニット
１３２　　：枠体
２００　　：撮像装置本体
２１０　　：撮像素子
２１１　　：ピクセルアレイ層
２１２　　：フォトダイオード
２１３　　：偏光フィルタ素子アレイ層
２１４Ａ　：偏光フィルタ素子
２１４Ｂ　：偏光フィルタ素子
２１４Ｃ　：偏光フィルタ素子
２１４Ｄ　：偏光フィルタ素子
２１５　　：マイクロレンズアレイ層
２１６　　：マイクロレンズ
２３０　　：信号処理部
２３２　　：アナログ信号処理部
２３４　　：画像生成部
２３６　　：係数記憶部
３１０　　：光源制御部
３２０　　：光源
Ｌ　　　　：光軸

Claims (17)

  1. 　撮像光学系と、
    　前記撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる第１偏光部と、
    　前記第１偏光部よりも像側に配置され、前記撮像光学系の瞳位置又は前記瞳位置の近傍に配置されるフィルタユニットであって、前記撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域と、前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタを有する第２偏光フィルタと、を含むフィルタユニットと、
    　を備えるレンズ装置。
  2. 　前記第１偏光部は、偏光方向が可変である請求項１に記載のレンズ装置。
  3. 　前記第１偏光部は、光軸を中心にして回転する第１偏光フィルタである請求項１又は２に記載のレンズ装置。
  4. 　前記第１偏光部は、前記撮像光学系に含まれるレンズの物体側に配置される請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  5. 　前記第１偏光部は、前記撮像光学系の内に配置され、前記フィルタユニットよりも物体側に配置される請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  6. 　前記第１偏光部は、偏光方向が相互に異なる複数の領域を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  7. 　前記第１偏光部は、偏光方向を独立に変更可能である複数の領域を有し、前記複数の領域は各々の回転軸に沿って回転する請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  8. 　前記第２偏光フィルタは、前記複数の波長選択フィルタの像側に配置される請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  9. 　前記フィルタユニットは更に、前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、前記複数の波長選択フィルタによる軸上色収差を補正する複数の光路長補正フィルタを含む請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  10. 　前記フィルタユニットは更に、前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、前記撮像光学系の光線の光量を減少させるＮＤフィルタを含む請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  11. 　前記第１偏光部は、偏光フィルタと前記偏光フィルタの像側に配置される液晶偏光回転素子とで構成される請求項１に記載のレンズ装置。
  12. 　前記第１偏光部の前記偏光方向を制御する偏光方向制御部を備え、
    　前記偏光方向制御部は、前記第１開口領域に対応する光量と前記第２開口領域に対応する光量との比に基づいて、前記第１偏光部の前記偏光方向を制御する請求項１から１１のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  13. 　前記第１偏光部の前記偏光方向を所定の位置で規制する偏光方向規制部を備え、
    　前記偏光方向規制部は、前記第１開口領域に対応する光量と前記第２開口領域に対応する光量との比に基づいて、前記第１偏光部の前記偏光方向を規制する請求項１から１１のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  14. 　撮像光学系の瞳位置又は前記瞳位置の近傍に配置される光学部材であって、
    　前記撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる第１偏光フィルタと、
    　前記撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域を有し、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタを有する第２偏光フィルタと、
    　を備える光学部材であって、
    　前記第１偏光フィルタは最も物体側に配置され、前記第２偏光フィルタは最も像側に配置される光学部材。
  15. 　請求項１から１３のいずれか１項に記載のレンズ装置又は請求項１４に記載の光学部材を備える撮像装置。
  16. 　撮像光学系の瞳位置又は前記瞳位置の近傍に配置される光学部材であって、
    　前記撮像光学系の光線を透過させる、第１開口領域及び第２開口領域を含む複数の開口領域を有し、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、前記撮像光学系の光線の光量を減少させるＮＤフィルタと、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、少なくとも一部の波長帯域がそれぞれ異なる光を透過させる複数の波長選択フィルタと、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、前記複数の波長選択フィルタによる軸上色収差を補正する複数の光路長補正フィルタと、
    　前記第１開口領域及び前記第２開口領域に配置され、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタと、
    　を備える光学部材であって、
    　前記光路長補正フィルタは前記波長選択フィルタよりも像側に配置される光学部材。
  17. 　請求項１６に記載の光学部材を備える撮像装置であって、前記撮像光学系を透過する少なくとも一部の光線を偏光させる偏光部を備えた撮像装置。
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