JP2021144138A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体の照明と撮像とを共通の光学系を通して行う撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device that illuminates a subject and captures images through a common optical system.
被写体の照明と撮像とを共通の光学系(撮像光学系)を通して行うことで、被写体側における撮像領域に対する照明領域とのずれを小さくすることができる。 By performing the illumination and imaging of the subject through a common optical system (imaging optical system), it is possible to reduce the deviation from the illumination region with respect to the imaging region on the subject side.
外部からの光を撮像素子に導く撮像光学系を通して外部に光を出射させる撮像装置としては、特許文献1や特許文献2に開示されたものがある。特許文献1,2の撮像装置は、撮像光学系を通した撮像により記録した被写体画像を表示素子に表示し、該表示素子からの画像光を同じ撮像光学系を通してスクリーンに投射するプロジェクタ機能を有する。撮像光学系と撮像素子および表示素子との間には、光路を分離する光路分離素子が設けられている。
As an imaging device that emits light to the outside through an imaging optical system that guides light from the outside to an imaging element, there are those disclosed in
しかしながら、特許文献1の撮像装置では、撮像素子と光路分離素子との間に偏光素子が配置されていない。このため、この撮像装置の構成を利用して被写体の照明と撮像とを同時に行うと、光路分離素子の特性により照明光のうち光路分離素子から撮像光学系に向かわなかった不要光が撮像素子に入射するおそれがある。また特許文献2の撮像装置では、撮像素子と光路分離素子との間に表示素子からの画像光を遮る遮光部材を設けているが、この遮光部材を含む構成を利用して被写体の照明と撮像とを同時に行おうとしても、照明光だけでなく被写体からの撮像光まで遮光部材によって遮られて撮像を行えない。
However, in the image pickup apparatus of
本発明は、撮像光学系を通して被写体の照明と撮像とを行う場合に撮像素子に入射する不要光としての照明光を減少させることが可能な撮像装置を提供する。 The present invention provides an imaging device capable of reducing illumination light as unnecessary light incident on an imaging element when illuminating and imaging a subject through an imaging optical system.
本発明の一側面としての撮像装置は、被写体から撮像光学系に入射した撮像光を撮像する撮像素子と、上記撮像光学系を通して被写体に照射される照明光となる第1の偏光光を出射させる光源系と、第1の偏光光および該第1の偏光光とは偏光方向が異なる撮像光としての第2の偏光光のうち一方を反射して他方を透過させることにより、照明光を撮像光学系に向かわせ、撮像光学系からの撮像光を撮像素子に向かわせる偏光分離素子と、該偏光分離素子と撮像素子との間に配置され、第2の偏光光を透過させ、第1の偏光光を遮る偏光素子とを有することを特徴とする。なお、上記撮像装置とこれを回転させる回転ユニットとを有するカメラシステムも、本発明の他の一側面を構成する。 The image pickup apparatus as one aspect of the present invention emits an image pickup element that captures the image pickup light incident on the image pickup optical system from the subject and a first polarized light that is the illumination light emitted to the subject through the image pickup optical system. The illumination light is imaged by reflecting one of the light source system and the second polarized light as the imaging light whose polarization directions are different from those of the first polarized light and the first polarized light and transmitting the other. A polarization separation element that directs the imaging light from the imaging optical system toward the system and is arranged between the polarization separation element and the imaging element to transmit the second polarized light and to transmit the first polarization. It is characterized by having a polarizing element that blocks light. A camera system including the image pickup device and a rotation unit for rotating the image pickup device also constitutes another aspect of the present invention.
本発明によれば、照明光のうち撮像素子に入射する不要光を減少させつつ、撮像光学系を通して被写体の照明と撮像とを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to illuminate and image a subject through an imaging optical system while reducing unnecessary light incident on the imaging element among the illumination lights.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1である撮像装置4を含む監視カメラシステムの構成を示している。撮像装置4は、回転ユニットとしてのパンチルトローテーションユニット5により保持される。パンチルトローテーションユニット5は、撮像装置4をパン、チルトおよびローテーション方向に回転させて撮像装置4の撮像方向を変更する。撮像装置4は、パンチルトローテーションユニット5に保持リング2と複数のビス1により取り付けられるドームカバー3により覆われる。
FIG. 1 shows the configuration of a surveillance camera system including the
図2は、本実施例の撮像装置4の構成を示す。撮像装置4は、撮像光学系9、撮像素子11、光源6、偏光ビームスプリッタ8、第1の偏光素子7および第2の偏光素子10を有する。
FIG. 2 shows the configuration of the
撮像光学系9は、被写体側から順に、固定レンズ12、第1のズームレンズ13、絞り19、第2のズームレンズ14およびフォーカスレンズ15を有する。第1および第2のズームレンズ13,14は、撮像光学系9の光軸方向に移動して変倍(ズーミング)を行う。第1のズームレンズ13は第1のズームモータ16により駆動され、第2のズームレンズ14は第2のズームモータ17により駆動される。
The imaging
絞り19は、その開口径を変化させて光量を調節する。絞り19は、絞り駆動部20により駆動される。フォーカスレンズ15は、光軸方向に移動してフォーカシングを行う。フォーカスレンズ15は、フォーカスモータ18により駆動される。第1のズームモータ16、第2のズームモータ17、絞り駆動部20およびフォーカスモータ18は、不図示のネットワーク(LANやインターネット等)を介して外部コントローラとしてのパーソナルコンピュータ(PC)23から指示を受けたカメラ制御部22によって制御される。なお、撮像光学系9は、撮像装置4に対して交換(着脱)可能であってもよい。
The
撮像素子11は、CCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成され、不図示の被写体から撮像光学系9に入射した撮像光により形成される被写体像を撮像(光電変換)する。撮像素子11からの撮像信号は、カメラ制御部22に入力される。カメラ制御部22は、アナログ信号としての撮像信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号に各種画像処理を行って画像データを生成する。画像データは、上記ネットワークを介してPC23に送信され、該PC23においてモニタに表示されたり記録されたりする。
The
光源6は、LED等の発光素子を有し、照明光を出射する。光源6の点灯/消灯および発光量は、カメラ制御部22からの指示を受けた照明制御部21により制御される。光源6から出射される照明光は、白色光や単色光等の可視光源でもよいし、赤外光であってもよい。
The
撮像光学系9と撮像素子11および光源6との間の光路上には、光路分離面としての偏光分離面を有する偏光ビームスプリッタ8が配置されている。偏光ビームスプリッタ8と光源6との間には第1の偏光素子7が配置され、偏光ビームスプリッタ8と撮像素子11との間には第2の偏光素子10が配置されている。
A
第1の偏光素子7は、光源6からの照明光としての無偏光光をS偏光に変換する偏光変換素子である。偏光変換素子は、無偏光光のうちS偏光をそのまま出射させ、S偏光とは偏光方向が異なるP偏光の偏光方向を位相板により回転させてS偏光として出射させる。光源6と第1の偏光素子(偏光変換素子)7により光源系LSが構成される。
The first polarizing
なお、光源6がレーザ素子のように直線偏光を発する場合は、第1の偏光素子7を設けなくてもよく、この場合は光源6により光源ユニットが構成される。
When the
偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ8は、プレート状またはフィルム状の透光性基板(平行平板)上にワイヤグリッド構造、金属蒸着膜または誘電体膜等により偏光分離面を設けたプレート型偏光ビームスプリッタである。偏光ビームスプリッタ(偏光分離面)8は、第1の偏光光(直線偏光)としてのS偏光を反射し、第2の偏光光(直線偏光)としてのP偏光を透過させる特性を有する。
The
第2の偏光素子10は、P偏光を透過させ、S偏光を反射または吸収して透過させない(遮る)特性を有する偏光板である。すなわち、第2の偏光素子10は、第1の偏光素子7と偏光軸の方向が互いに直交するように配置されている。
The second polarizing
被写体側の撮像領域から撮像光学系9に入射して該撮像光学系9を通過した無偏光光としての撮像光のうちP偏光は、偏光ビームスプリッタ8を透過し、さらに第2の偏光素子10を透過して撮像素子11に到達する。これにより、P偏光としての撮像光が形成する被写体像が撮像される。
Of the imaging light as unpolarized light that has entered the imaging
一方、光源6から出射して第1の偏光素子7を透過したS偏光としての照明光は、偏光ビームスプリッタ8で反射され、撮像光学系9を通過して被写体側の照明領域に照射される。このように偏光ビームスプリッタ8は、撮像光学系9からの撮像光を透過させて撮像素子11に向かわせ、第1の偏光素子7からの照明光を反射して撮像光学系9に向かわせる。言い換えれば、偏光ビームスプリッタ8は、該偏光ビームスプリッタ8と撮像素子11との間の撮像光の光路と偏光ビームスプリッタ8と光源6との間の照明光の光路とを分離する。
On the other hand, the illumination light as S-polarized light emitted from the
本実施例の撮像装置4は、被写体を照明しながら該被写体の撮像を行うモードを有する。このモードにおいて、撮像光と照明光が共通の光学系である撮像光学系9を通過するため、撮像領域と照明領域とのずれ(パララクス)が少ない。すなわち、照明領域の位置と大きさを撮像領域の位置と大きさに合わせることができる。さらに撮像光学系9のズーム倍率を変化させた場合でも撮像領域の大きさの変化に伴って照明領域の大きさが変化し、パララクスが少ない。被写体において拡散反射した照明光(つまりは撮像光)は、第2の偏光素子10を透過するP偏光成分を含むため、撮像素子11に到達できる。このため、被写体の照明と撮像とを同時に行うことが可能である。
The
ここで、第1の偏光素子7が必ずしも無偏光光を完全に(100%)S偏光に変換せず、数%だけ無偏光光のまま出射させる場合がある。また偏光ビームスプリッタ8の偏光分離面が必ずしもS偏光を100%反射せず、数%のS偏光の漏れ光を透過させる場合がある。このとき、偏光ビームスプリッタ8を透過したS偏光としての不要光が直接または撮像装置4の内部で反射して第2の偏光素子10および撮像素子11に向かう。しかし、本実施例では、このような不要なS偏光を第2の偏光素子10により遮って撮像素子11に到達しないようにすることができる。
Here, the first
なお、第2の偏光素子10においてS偏光を透過させない又は遮るとは、S偏光を完全に(100%)透過させない又は遮断する場合だけでなく、ほとんど(例えば95%以上)は透過させずにごく一部(例えば5%以下)のみを透過させる場合も含む。
It should be noted that the term "not transmitting or blocking S-polarized light" in the second
また、本実施例では撮像素子11とこれとは別体の第2の偏光素子10とを用いているが、これらに代えて、第2の偏光素子10と同等の機能を有する偏光素子を撮像素子に一体に設けた偏光イメージセンサを用いてよい。この場合も、偏光素子が偏光ビームスプリッタ(偏光分離面)と撮像素子との間に配置されているものとみなす。
Further, in this embodiment, the
また、光源6と撮像素子11を偏光ビームスプリッタ8に対して光学的に共役な関係となるように配置してもよい。これにより、照明光のうち一部(不要光)が本来の照明光路外を通って撮像装置4の内部で反射し、撮像素子11に向かうことを抑制できる。しかし、詳細は後述するが、光源6と撮像素子11を偏光ビームスプリッタ8に対して光学的に共役な関係からずらして配置することが好ましい。
Further, the
また、光源6に、照明光をコリメートする光学系を設けてもよい。これにより、第1の偏光素子7に入射する照明光の入射角が統一され、第1の偏光素子7でのS偏光への変換をより良好に行わせることができる。また第2の偏光素子10においてもS偏光を良好に遮断することができる。コリメート光を用いる場合は、光源6の発光面積が撮像素子11の撮像面積と同じ大きさであることが好ましい。
Further, the
さらに光源6が偏光ビームスプリッタ8の方向に長くなることを防ぐため、光源6の内部又は光源6と偏光ビームスプリッタ8との間に、ミラー等の反射面を設けてもよい。
Further, in order to prevent the
また、撮像光学系9と偏光ビームスプリッタ8との間または撮像光学系9よりも被写体側の位置にλ/4板を配置し、該λ/4板を往復透過した照明光が、第2の偏光素子10を透過して撮像されるようにしてもよい。
Further, the λ / 4 plate is arranged between the imaging
上述したように光源6と撮像素子11を偏光ビームスプリッタ8に対して光学的に共役な関係からずらして配置することが好ましい理由について説明する。図2において、24は偏光ビームスプリッタ8の偏光分離面上における撮像光学系9の光軸が交わる点(以下、分離点という)である。光源6と撮像素子11を偏光ビームスプリッタ8に対して光学的に共役な関係からずらして配置するとは、分離点24と光源6との間の光路長Llを、分離点と撮像素子11との間の光路長と異ならせる、すなわち長くする(Ll>Ls)または短くする(Ll<Ls)ことである。
As described above, the reason why it is preferable to displace the
従来のようにプロジェクタ機能と撮像機能とで光学系を共通化した撮像装置では、鮮明な投影像を得るために撮像素子と表示素子とを偏光分離面に対して光学的に共役な位置に配置する。しかし、本実施例の撮像装置4は、プロジェクタ機能ではない照明機能と撮像機能とを有する。撮像装置4において光源6から発される照明光が均一光でない場合に、光源6と撮像素子11とが偏光分離面(偏光ビームスプリッタ8)に対して光学的に共役な位置にあると、照明光のむらがそのまま照明領域に現れる。これに対して、光源6と撮像素子11を偏光ビームスプリッタ8に対して共役な位置からずらして配置することにより、照明光のむらが照明領域に現れないようにすることができる。
In an image pickup device in which the optical system is shared by the projector function and the image pickup function as in the conventional case, the image pickup element and the display element are arranged at positions optically conjugate with respect to the polarization separation surface in order to obtain a clear projection image. do. However, the
さらに撮像素子11と第1の偏光素子7を偏光ビームスプリッタ8に対して光学的に共役な位置からずらして配置することが好ましい。すなわち、分離点24と第1の偏光素子7との間の光路長Lpを、分岐点24と撮像素子11との間の光路長Lsと異ならせる(Lp>LsまたはLp<Ls)ようにすることが好ましい。撮像素子11と第1の偏光素子7を偏光ビームスプリッタ8に対して共役な位置に配置すると、第1の偏光素子7に付いたゴミや傷により発生した照明の影が被写体に投影される。特に照明の影が被写体のサイズと同等である場合は、撮像により得られる画像データを用いた顔認証や物体検出等の画像処理の精度が低下するおそれがある。
Further, it is preferable that the
このため、撮像素子11と第1の偏光素子7を偏光ビームスプリッタ8に対して共役な位置からずらして配置することにより、第1の偏光素子7に付いたゴミや傷により発生した照明の影が被写体に投影されないようにすることができる。
Therefore, by arranging the
また本実施例において、光源6が撮像光学系9の直径の範囲内に収まっている場合は、Ll>LsまたはLp>Lsの方が好ましい。これにより、撮像装置4の光軸方向の長さを短くすることができ、チルト時に撮像装置4が回転する範囲を小さくすることができる。この結果、図1に示したドームカバー3を小さくすることができ、監視カメラ全体を小型化することができる。
Further, in this embodiment, when the
ただし、光源6にマスク等の遮光部材やレンズ等が含まれ、光源6が偏光ビームスプリッタ8の方向に長くなるような場合は、光源6の長さを短くするために、Ls>LlまたはLs>Lpの方が好ましい。
However, when the
次に、本実施例において、光路分離のために偏光ビームスプリッタ(偏光分離面)8を用いている理由を説明する。第1に、偏光分離面は第1の偏光素子7を透過した照明光のほとんどを撮像光学系9に導くことができるため、入射光を半々に分離するハーフミラーのような光路分離面を用いる場合に比べて照明効率と撮像効率を上させることができる。第2に、偏光分離面を用いると、撮像光学系9に導かれない照明光(不要光)が減少するため、撮像装置4の内部での不要光の反射が減り、撮像素子11への不要光の入射を効果的に抑制することができる。
Next, in this embodiment, the reason why the polarization beam splitter (polarization separation surface) 8 is used for optical path separation will be described. First, since most of the illumination light transmitted through the first
さらに本実施例において、偏光ビームスプリッタ8として、偏光分離面をプレート状またはフィルム状の基板上に形成したプレート型偏光ビームスプリッタを用いている理由について説明する。図3(A),(B)は、第1の偏光素子7によりS偏光に変換されなかった無偏光光としての照明光が、キューブ状のプリズム8b′,8c′の間に偏光分離面8a′が形成されたキューブ型偏光ビームスプリッタ8′に入射する場合を示している。
Further, in this embodiment, the reason why a plate-type polarizing beam splitter having a polarizing separation surface formed on a plate-shaped or film-shaped substrate is used as the
図3(A)では、プリズム8b′に入射した無偏光光のうち偏光分離面8a′で反射されたP偏光成分の一部がプリズム8b′の出射面で内面反射して偏光分離面8a′に戻り、これを透過して不要光として撮像素子側に向かっている。また図3(B)では、プリズム8b′に入射した無偏光光のうち偏光分離面8a′を透過したP偏光成分がプリズム8c′で内面反射し、偏光分離面8a′に戻ってそこで反射して不要光として撮像素子側に向かっている。これらP偏光としての不要光は、第2の偏光素子10を透過して撮像素子11に到達する。
In FIG. 3A, a part of the P-polarized light component reflected by the polarization separation surface 8a'of the unpolarized light incident on the prism 8b'is internally reflected by the emission surface of the
一方、図3(C)は、第1の偏光素子7によりS偏光に変換されなかった無偏光光が、プレート状またはフィルム状の基板8b上に偏光分離面8aが形成されたプレート型偏光ビームスプリッタ8に入射する場合を示している。図3(C)では、無偏光光のうち不要光としてのP偏光成分の多くは、偏光分離面8aを透過して基板8aで内面反射し、撮像光学系側に向かう。つまり、プレート型偏光ビームスプリッタ8を用いることで、その内部で発生した反射光としての不要光が第2の偏光素子10および撮像素子11に向かうことを抑制することができる。
On the other hand, FIG. 3C shows a plate-type polarizing beam in which unpolarized light that has not been converted into S-polarized light by the first
なお、プレート型偏光ビームスプリッタ8を用いる際には、その基板を透過する光が屈折して該基板が厚いほど非点収差が大きくなるため、基板8bをできるだけ薄くすることが好ましい。
When the plate-type
図4(A)は、本実施例の撮像装置4を分解して示している。25は撮像光学系9が含まれるレンズ鏡筒である。28は偏光ビームスプリッタ8とそれを保持する保持部材とを含む偏光分離ユニットである。27は第1の偏光素子7とそれを保持する保持部材とを含む第1の偏光素子7ユニットであり、29は第2の偏光素子10とそれを保持する保持部材とを含む第2の偏光素子ユニットである。30は撮像素子11とこれが実装された基板と該基板を保持する保持部材とを含む撮像素子ユニットである。
FIG. 4A shows the
本実施例の撮像装置4は、図2に示した撮像装置4の組立て完了状態において偏光分離ユニット28を挟んだ光源6とは反対側に設けられた空間31を有する。さらに該空間31を挟んだ偏光分離ユニット28とは反対側に、拡散反射面31bを有する。
The
第1の偏光素子7から出射して偏光ビームスプリッタ8を透過した不要光は、空間31を通過して拡散反射面31bで拡散反射される。仮に空間31が設けられておらず、偏光ビームスプリッタ8に近接した面31aで不要光が拡散反射してその偏光状態が崩れると、その少なくとも一部が直接または偏光ビームスプリッタ8で反射して第2の偏光素子10に向かい、これを透過して撮像素子11に入射するおそれがある。
Unwanted light emitted from the first
このため、本実施例では、偏光ビームスプリッタ8との間に空間31を挟んで拡散反射面31bを設けることで、拡散反射面31bを偏光ビームスプリッタ8から離すことができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ8から出射した不要光が拡散反射面31bで反射するまでの光路長と拡散反射面31bで反射してから偏光ビームスプリッタ8に戻るまでの光路長や、第2偏光素子10に入射するまでの光路長を長くすることができる。光の強度は、逆二乗の法則により、距離の二乗に反比例する。これにより、不要光の撮像素子11への入射を軽減することができる。なお、面31aに反射防止構造を設けてもよい。
Therefore, in this embodiment, the diffuse
また本実施例では、拡散反射面31bを偏光ビームスプリッタ8に正対する方向に対して撮像光学系側に傾斜させることにより、該拡散反射面31bで拡散反射して偏光ビームスプリッタ8や撮像素子11に向かう不要光を減少させている。さらに本実施例では、空間31の撮像素子側の端には拡散反射面31bに対して起立した拡散反射面31cを設けて、拡散反射面31bで拡散反射した不要光のうち直接、第2の偏光素子10に向かう光を低減させている。
Further, in this embodiment, by inclining the diffuse
なお、拡散反射面31bを正反射面としてもよい。偏光ビームスプリッタ8を透過した不要光が正反射する場合は、その不要光の偏光状態が保たれる。このため、不要光がS偏光を維持すれば偏光ビームスプリッタ8で反射されても第2の偏光素子10で遮断され、撮像素子11への入射を抑制することができる。また、空間31を設けずに面31aの位置に正反射面を設けてもよい。
The diffuse
以上説明したように本実施例によれば、照明光のうち撮像素子11に入射する不要光を減少させつつ、撮像光学系9を通して被写体の照明と撮像とを行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to illuminate and image a subject through the image pickup
図5は、本発明の実施例2である撮像装置4′の構成を示している。本実施例において実施例と共通する構成要素には実施例1と同符号を付す。本実施例の撮像装置4′は、実施例1に対して、光源6および第1の偏光素子7′の位置と撮像素子11および第2の偏光素子10′の位置とを入れ替えた構成を有する。第1の偏光素子7′は、照明ユニット6から発せられた無偏光光としての照明光をP偏光(第1の偏光光)に変換して出射させる。一方、第2の偏光素子10′は、S偏光(第2の偏光光)を透過させ、P偏光を吸収または反射して透過させない(遮る)特性を有する。他の構成は実施例1と同じである。
FIG. 5 shows the configuration of the image pickup apparatus 4', which is the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the components common to those in the embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment. The image pickup apparatus 4'of this embodiment has a configuration in which the positions of the
被写体側の撮像領域から撮像光学系9に入射して該撮像光学系9を通過した無偏光光としての撮像光のうちS偏光は、偏光ビームスプリッタ8で反射され、さらに第2の偏光素子10′を透過して撮像素子11に到達する。これにより、S偏光としての撮像光が形成する被写体像が撮像される。一方、光源6から出射して第1の偏光素子7′によりP偏光に変換された照明光は、偏光ビームスプリッタ8を透過し、撮像光学系9を通過して被写体側の照明領域に照射される。
Of the imaging light as unpolarized light that has entered the imaging
本実施例の撮像装置4′も、被写体を照明しながら該被写体の撮像を行うモードを有する。このモードにおいて、撮像光と照明光が共通の撮像光学系9を通過するため、撮像領域と照明領域とのパララクスが少ない。被写体において拡散反射した照明光(つまりは撮像光)は、第2の偏光素子10′を透過するS偏光成分を含むため、撮像素子11に到達できる。このため、被写体の照明と撮像とを同時に行うことが可能である。
The imaging device 4'of this embodiment also has a mode in which the subject is imaged while illuminating the subject. In this mode, since the imaging light and the illumination light pass through the common imaging
また第1の偏光素子7′が、必ずしも無偏光光としての照明光を完全に(100%)P偏光に変換せず、数%だけ無偏光光のまま出射させる場合がある。また偏光ビームスプリッタ8の偏光分離面が、必ずしもP偏光を100%透過せず、数%のP偏光を反射する場合がある。このとき、偏光ビームスプリッタ8で反射したP偏光としての不要光が直接または撮像装置4′の内部で反射して第2の偏光素子10′および撮像素子11に向かう。しかし、本実施例では、このような不要なP偏光を第2の偏光素子10′により遮って撮像素子11に到達しないようにすることができる。
Further, the first polarizing element 7'does not necessarily completely convert the illumination light as unpolarized light into (100%) P-polarized light, and may emit only a few percent of the unpolarized light as unpolarized light. Further, the polarization splitting surface of the
本実施例におけるLl,Ls,Lpの関係は実施例1と同じである。また本実施例でも偏光ビームスプリッタ8として、プレート型偏光ビームスプリッタを用いている。本実施例でも照明光が偏光ビームスプリッタ8の基板を透過する際に屈折するが、非点収差が生じにくい。
The relationship between Ll, Ls, and Lp in this example is the same as in Example 1. Further, in this embodiment as well, a plate-type polarizing beam splitter is used as the
図4(B)は、本実施例の撮像装置4′を分解して示している。本実施例の撮像装置4′は、図5に示した撮像装置4′の組立て完了状態において偏光分離ユニット28を挟んだ撮像素子ユニット30とは反対側に設けられた空間31′を有する。さらに該空間31′を挟んだ偏光分離ユニット28とは反対側に、拡散反射面31b′を有する。
FIG. 4B shows the image pickup apparatus 4'of this embodiment in an exploded manner. The image pickup device 4'of this embodiment has a space 31'provided on the side opposite to the image
第1の偏光素子7′から出射して偏光ビームスプリッタ8で反射した不要光は、空間31′を通過して拡散反射面31b′で拡散反射される。実施例1と同様に、偏光ビームスプリッタ8との間に空間31′を挟んで拡散反射面31b′を設けることで、不要光が拡散反射面31b′で反射するまでの光路長と拡散反射面31b′で反射してから偏光ビームスプリッタ8に入射するまでの光路長を長くすることができ、不要光の撮像素子11への入射を抑制することができる。
Unwanted light emitted from the first polarizing element 7'and reflected by the
また本実施例でも、実施例1と同様に、拡散反射面31b′を偏光ビームスプリッタ8に正対する方向に対して撮像光学系側に傾斜させ、空間31の撮像素子側の端に拡散反射面31b′に対して起立した拡散反射面31c′を設けている。さらに実施例1と同様に拡散反射面31b′を正反射面としてもよいし、空間31′を設けずに偏光ビームスプリッタ8に近接した面31a′に正反射面を設けてもよい。
Further, also in this embodiment, as in the first embodiment, the diffuse reflection surface 31b'is inclined toward the imaging optical system with respect to the direction facing the
本実施例でも、照明光のうち撮像素子11に入射する不要光を減少させつつ、撮像光学系9を通して被写体の照明と撮像とを行うことができる。
Also in this embodiment, it is possible to illuminate and image the subject through the image pickup
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each of the above-described examples is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each of the examples in carrying out the present invention.
6 照明ユニット
7 第1の偏光素子
8 偏光ビームスプリッタ
9 撮像光学系
10 第2の偏光素子
11 撮像素子
6
Claims (9)
前記撮像光学系を通して前記被写体に照射される照明光となる第1の偏光光を出射させる光源系と、
前記第1の偏光光および該第1の偏光光とは偏光方向が異なる前記撮像光としての第2の偏光光のうち一方を反射して他方を透過させることにより、前記照明光を前記撮像光学系に向かわせ、前記撮像光学系からの前記撮像光を前記撮像素子に向かわせる偏光分離素子と、
前記偏光分離素子と前記撮像素子との間に配置され、前記第2の偏光光を透過させて前記第1の偏光光を遮る偏光素子とを有することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that captures the imaging light incident on the imaging optical system from the subject,
A light source system that emits a first polarized light that is an illumination light that is applied to the subject through the imaging optical system.
By reflecting one of the first polarized light and the second polarized light as the imaging light whose polarization direction is different from that of the first polarized light and transmitting the other, the illumination light is transmitted to the imaging optics. A polarization separation element that directs the imaging light from the imaging optical system toward the system and directs the imaging light toward the imaging element.
An image pickup device that is arranged between the polarization separation element and the image pickup element and has a polarization element that transmits the second polarized light and blocks the first polarized light.
前記偏光分離素子と前記拡散反射面との間に、前記拡散反射面を前記偏光分離素子から離すための空間が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像装置。 It has a diffuse reflection surface that diffusely reflects unnecessary light that does not go from the polarization separation element to the imaging optical system among the illumination lights.
The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein a space for separating the diffuse reflection surface from the polarization separation element is provided between the polarization separation element and the diffusion reflection surface. Imaging device.
該撮像装置を回転させる回転ユニットとを有することを特徴とするカメラシステム。 The imaging device according to any one of claims 1 to 8.
A camera system including a rotating unit for rotating the image pickup device.
Priority Applications (1)
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JP2020042619A JP2021144138A (en) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Imaging device |
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2020
- 2020-03-12 JP JP2020042619A patent/JP2021144138A/en active Pending
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