(57)【要約】【課題】簡易な構成で透過軸角度の制御を確実に実行可能な光学装置およびこれを備える撮像装置を提供すること。【解決手段】光学装置は、外部機器に着脱可能な光学装置であって、透過軸角度を変更可能な偏光可変素子と、透過軸角度を変更させるように偏光可変素子を制御する制御部と、制御部による偏光可変素子の制御を開始させるための第１トリガ信号を受信する受信部と、制御部による偏光可変素子の制御の開始から所定時間だけ経過した後、外部機器に対して、外部機器の動作を開始させるための第２トリガ信号を送信する送信部と、を有する。【選択図】図１
2020030307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器に着脱可能な光学装置であって、
透過軸角度を変更可能な偏光可変素子と、
前記透過軸角度を変更させるように前記偏光可変素子を制御する制御部と、
前記制御部による前記偏光可変素子の制御を開始させるための第１トリガ信号を受信する受信部と、
前記制御部による前記偏光可変素子の制御の開始から所定時間だけ経過した後、前記外部機器に対して、前記外部機器の動作を開始させるための第２トリガ信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記所定時間は、可変であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記外部機器は、撮像装置であり、
前記第２トリガ信号は、前記撮像装置に露光を開始させるための信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記外部機器は、撮像装置であり、
前記送信部は、前記受信部が前記撮像装置の撮影条件の設定の開始を指示するための第３トリガ信号を受信した場合、前記撮像装置に対して前記撮影条件の設定を開始させるための第４トリガ信号を送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記受信部が前記第１トリガ信号を受信した場合、前記制御部による前記偏光可変素子の制御および前記送信部による前記第２トリガ信号の送信が１回実行されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記受信部が前記第１トリガ信号を受信した場合、前記制御部による前記偏光可変素子の制御および前記送信部による前記第２トリガ信号の送信が複数回実行されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記透過軸角度の制御条件を保存するメモリを更に有し、
前記制御部は、前記制御条件に基づいて前記偏光可変素子を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項８】
前記制御条件は、可変であることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記偏光可変素子は、１／４λ板、液晶可変位相板、および偏光板を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記１／４λ板と前記液晶可変位相板は、それぞれの進相軸または遅相軸が互いに４５度をなすように配置され、
前記液晶可変位相板と前記偏光板は、前記液晶可変位相板の進相軸または遅相軸と前記偏光板の透過軸が４５度をなすように配置されることを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学装置が取り付けられた状態で撮像を行う撮像装置であって、
前記透過軸角度が異なる状態で複数の撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学装置と、該光学装置が取り付けられた状態で撮像を行う撮像装置とを備える撮像システムであって、
前記透過軸角度が異なる状態で複数の撮像を行うことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過軸角度を制御する光学装置、およびこれを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、偏光を利用して被写体の反射光を制御する方法が知られている。例えば、一眼レフカメラでは、レンズに取り付ける偏光フィルターが、水面の反射除去や、風景撮影での彩度向上等の目的で一般的に使用されている。
【０００３】
また、異なる偏光状態で撮影した複数の画像から偏光に関する情報を取得し活用する技術も知られている。特許文献１には、液晶および偏光部材からなり、電圧制御により透過軸角度を制御可能であり、透過軸角度を変えて複数の画像を取得する偏光取得装置が開示されている。特許文献１で開示された偏光取得装置は、交換レンズと撮像装置を含む撮像システムに偏光を用いた撮像を実施させるため、撮像装置から開始信号を受信し、その信号に応じて透過軸角度を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された偏光取得装置では、撮像装置からの開始信号によって透過軸角度を制御するため、撮像装置が開始信号を送信してから露光を開始するまでの時間が短いと、撮影開始までに透過軸角度の制御が完了しない。また、透過軸角度の制御の完了を撮像装置側で確認するためには、撮像装置は偏光取得装置に制御開始を示す信号を送信した後、偏光取得装置から制御完了を示す信号を受信する必要があり、撮像装置に機能や部品を追加しなければならない。
【０００６】
本発明は、簡易な構成で透過軸角度の制御を確実に実行可能な光学装置およびこれを備える撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての光学装置は、外部機器に着脱可能な光学装置であって、透過軸角度を変更可能な偏光可変素子と、透過軸角度を変更させるように偏光可変素子を制御する制御部と、制御部による偏光可変素子の制御を開始させるための第１トリガ信号を受信する受信部と、制御部による偏光可変素子の制御の開始から所定時間だけ経過した後、外部機器に対して、外部機器の動作を開始させるための第２トリガ信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成で透過軸角度の制御を確実に実行可能な光学装置およびこれを備える撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る偏光子ユニットの概略図である。
【図２】偏光子ユニットの動作フローの一例を示す図である。
【図３】偏光子ユニットの動作フローの一例を示す図である。
【図４】偏光子ユニットの動作フローの一例を示す図である。
【図５】偏光子ユニットの動作フローの一例を示す図である。
【図６】偏光子ユニットの動作フローの一例を示す図である。
【図７】実施例１の偏光子ユニットおよび撮像装置を示す図である。
【図８】実施例１の偏光子ユニットの動作フローを示す図である。
【図９】トリガ発生装置の概略図である。
【図１０】実施例１の偏光可変素子の概略図である。
【図１１】実施例１の偏光可変素子の軸方向を示す図である。
【図１２】実施例１の偏光子ユニットのタイミングチャート例を示す図である。
【図１３】実施例１の偏光子ユニットのタイミングチャート例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
本発明の偏光子ユニット（光学装置）は、外部機器に着脱可能に取り付けられ、偏光可変素子の透過軸角度の制御と外部機器の動作タイミングの制御を実行することが可能である。本実施形態では、偏光子ユニットは、撮像装置に取り付けられ、偏光可変素子の透過軸角度の制御と撮像装置の露光タイミングの制御を実行する場合について説明する。撮像装置とは、例えば、レンズ一体型のカメラ、ビデオカメラ、車載カメラおよび監視カメラなどである。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る偏光子ユニット１００の概略図である。本実施形態では、偏光子ユニット１００が取り付けられた撮像装置２００が被写体１を撮影する場合について説明する。偏光子ユニット１００は、偏光可変素子１０、制御部１１、受信部１２および送信部１３を有する。
【００１３】
偏光可変素子１０は、素子を透過する偏光方向（透過偏光方向）、すなわち透過軸角度を、面内で複数の角度に変更可能な素子である。偏光可変素子１０は、透過軸角度を変更可能な素子を自由に選択して使用すればよい。例えば、偏光板や特許文献１に開示される液晶位相板を用いた素子を使用することができる。偏光板を使用する場合、光学軸に垂直な面内で偏光板を回転させることにより、透過軸角度を変更することができる。また、液晶位相板を使用する場合、液晶位相板を電圧駆動し、面内位相差を変調することにより、透過軸角度を変更することができる。
【００１４】
制御部１１は、偏光可変素子１０の透過軸角度を変更させるように偏光可変素子１０の制御（以下、透過軸角度の制御）を行う。受信部１２は、撮影者等の外部から制御部１１による透過軸角度の制御を開始させるための第１トリガ信号を受信する。送信部１３は、制御部１１による透過軸角度の制御の開始から時間Δｔだけ経過した後、撮像装置２００に対して撮像装置２００に露光を開始させるための第２トリガ信号を送信する。撮像装置２００は、偏光可変素子１０の透過軸角度が異なる状態で複数の撮像を行う撮像素子（不図示）を有する。本実施形態では、偏光子ユニット１００は、撮像装置２００が被写体１の撮影を開始する前、すなわち撮像装置２００の露光開始前に透過軸角度の制御を完了することができる。
【００１５】
また、本実施形態では、特許文献１に開示される偏光取得装置とは異なり、偏光子ユニット１００から撮像装置２００に第２トリガ信号が送信される。第２トリガ信号は、撮像装置２００に一般的に付与されている受信機能（外部から露光を開始させるための信号を受信する機能）で処理される。そのため、撮像装置２００に新たな機能を付与する必要はない。
【００１６】
以上の構成により、偏光子ユニット１００は、透過軸角度の制御と撮像装置２００の露光タイミングの制御を実行する。これにより、偏光子ユニット１００は、撮像装置２００と組み合わせて使用することで、偏光状態を変えながら画像を撮影することができる。
【００１７】
図２は、偏光子ユニット１００の動作フローの一例を示す図である。ステップＳ２０１では、受信部１２は、外部から第１トリガ信号を受信する。ステップＳ２０２では、制御部１１は、透過軸角度の制御を開始する。ステップＳ２０３では、送信部１３は、制御部１１による透過軸角度の制御の開始から時間Δｔだけ経過した後、撮像装置２００に対して第２トリガ信号を送信する。
【００１８】
なお、図２には記載していないが、撮像装置２００は、第２トリガ信号を露光開始のタイミング信号として受け取り、画像撮影を行う。また、制御部１１は、透過軸角度の制御を開始してから所定時間経過後に透過軸角度の制御を終了する。制御を開始してから終了するまでの時間は、撮像装置２００の露光時間に応じて、適宜設定すればよい。
【００１９】
ここで、時間Δｔは、適宜変更できる（可変である）ことが好ましい。時間Δｔは、透過軸角度の制御にかかる時間（透過軸角度の制御を開始してから、実際に透過軸角度が設定角度になるまでの時間）や撮像装置２００が第１トリガ信号を受信してから露光を開始するまでにかかる時間等を考慮して設定されることが好ましい。
【００２０】
偏光子ユニット１００は、透過軸角度の制御条件を保持するメモリを有することが好ましい。メモリを具備し撮影前に制御条件を設定することで、撮影時に透過軸角度の制御条件を設定する手間や時間を短縮できる。また、メモリは、透過軸角度の制御条件を複数保持できることがより好ましい。
【００２１】
図３は、偏光子ユニット１００が複数の透過軸角度の制御条件を保持するメモリを有する場合の、偏光子ユニット１００の動作フローの一例を示す図である。図３（ａ）のフローでは、ステップＳ３０１では、制御部１１は、メモリに保持された複数の制御条件から制御に用いる条件を選択する。ステップＳ３０２からステップＳ３０４までの処理は、図２のステップＳ２０１からステップＳ２０３の処理と同様であるため、説明を省略する。図３（ｂ）のフローでは、ステップＳ３０１の処理とステップＳ３０２の処理はそれぞれ、図３（ａ）のステップＳ３０２の処理とステップＳ３０１の処理に対応する。図３（ｂ）のフローでは、制御部１１は、受信部１２が第１トリガ信号を受信した後、制御条件の選択と透過軸角度の制御を順次実行する。図３（ａ）のフローでは、先に制御条件を選択しておくため、図３（ｂ）のフローに比べて第１トリガ信号の受信後、透過軸角度の制御を開始するまでの時間を短縮できる。図３（ｂ）のフローでは、第１トリガ信号が受信されなければ処理が行われないため、図３（ａ）のフローに比べて省電力化できる。
【００２２】
なお、制御条件の選択方法は特に限定されないが、例えばメモリ内に保存された複数の条件を、第１トリガ信号が受信されるたびに順番に読み出す方法がある。この方法では、例えば、メモリ内で複数の制御条件に順番をつけて保存しておき、第１トリガ信号の１回目の受信では１番目の制御条件を読み出し、第１トリガ信号の２回目の受信では２番目の制御信号を読み出す、という手順を繰り返す。そして、全ての制御条件を読み出し終わったらまた１番目の制御条件に戻る。また、その他の方法として、読み出し方法を指定できるようにしてもよい。例えば、読み出す制御条件数や読み出す順番などの条件を保存しておき、保存した条件通りに制御条件を選択することで、読み出し方法を指定することができる。
【００２３】
図４は、偏光子ユニット１００の動作フローの一例を示す図である。図４（ａ）のフローでは、ステップＳ４０１からステップＳ４０４までの処理は、図３（ａ）のステップＳ３０１からステップＳ３０４の処理と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ４０５では、制御部１１は、所定の条件を満足しているかどうかを判定する。所定の条件を満足している場合、本フローを終了し、所定の条件を満足していない場合、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０５の処理の方法は、特に限定されず、目的や用途に応じて設定すればよい。例えば、保存された制御条件を順番に選択していき、保存されたすべての制御条件で第２トリガ信号の送信が実行された場合に所定の条件を満足するように設定してもよい。また、制御条件を選ぶ順番と選択数を設定しておき、第２トリガ信号の送信が設定された選択数だけ実行された場合に所定の条件を満足するように設定してもよい。ステップＳ４０６では、制御部１１は、メモリに保持された複数の制御条件から制御に用いる条件を選択する。
【００２４】
図４（ｂ）のフローでは、ステップＳ４０１の処理とステップＳ４０２の処理はそれぞれ、図４（ａ）のステップＳ４０２の処理とステップＳ４０１の処理に対応する。また、ステップＳ４０５において、所定の条件を満足していない場合、ステップＳ４０２に戻る。図４（ａ）のフローでは、第１トリガ信号の受信前に制御条件を選択するため、第１トリガ信号を受信した後のフローを短くすることができる。図４（ｂ）のフローでは、第１トリガ信号の受信後に制御条件を選択するため、繰り返しの構造を単純化できる。
【００２５】
図４のフローでは、第１トリガ信号を１度受信すれば、制御条件の設定と第２トリガ信号の送信を複数回、実行可能であるため、短時間に複数の偏光条件で画像を取得できる。したがって、異なる偏光状態の画像から算出される偏光情報が必要な場合に適している。
【００２６】
ここで、透過軸角度の制御を開始してから、次の透過軸角度の制御を開始するまでの時間をΔＴとすると、時間ΔＴはΔＴ＞Δｔを満たす中で適宜設定、変更できることが好ましい。その際、時間ΔＴは、撮像装置２００のシャッター速度や連射速度等を考慮して、最適に設定されることが好ましい。
【００２７】
また、制御条件の選択からトリガ信号の送信までのステップを繰り返すとき、時間Δｔは必ずしも一定である必要はなく、制御条件や繰り返し数などに応じて、適宜最適に設定することができる。
【００２８】
図５は、偏光子ユニット１００の動作フローの一例を示す図である。図５（ａ）のフローでは、ステップＳ５０１からステップＳ５０６までの処理は、図４（ａ）のステップＳ４０１からステップＳ４０６の処理と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ５０７では、制御部１１は、透過軸角度の制御を行う。図５（ａ）のフローでは、ステップＳ５０５の処理の後、第２トリガ信号が送信されない点が図４（ａ）のフローと異なる。すなわち、制御部１１は、ステップＳ５０５の処理後、透過軸角度の制御を開始してから、次の透過軸角度の制御を開始するまでの時間ΔＴの制御のみを行う。
【００２９】
図５（ｂ）のフローでは、ステップＳ５０１の処理とステップＳ５０２の処理はそれぞれ、図５（ａ）のステップＳ５０２の処理とステップＳ５０１の処理に対応する。
【００３０】
図５のフローでは、第１トリガ信号を１度受信すれば、第２トリガ信号の１回の送信と、透過軸角度の制御の複数回の設定が可能である。そのため、時間ΔＴを撮像装置２００の露光時間より短く設定しておくことで、１枚の画像中に異なる偏光状態を取り込むことができる。これを応用することで、偏光子ユニット１００を取り付けたまま、無偏光画像と等価な画像を取得することができる。また、時間ΔＴを一定とし、撮像装置２００を動画モードにすることで、一定間隔で偏光状態が切り替わる動画を撮影することもできる。
【００３１】
偏光子ユニット１００は、上述したように、図２から図５に示すフローで透過軸角度の制御と撮像装置２００の露光開始のタイミングの制御を実行する。偏光子ユニット１００は、電源ＯＮの状態で、第１トリガ信号を所定時間、受信しない場合、電源がＯＦＦになる機能を具備してもよい。
【００３２】
図６は、偏光子ユニット１００の動作フローの一例を示す図である。ステップＳ６０１では、制御部１１は、電源ＯＮを検出する。ステップＳ６０２では、制御部１１は、偏光子ユニット１００を待機状態に設定するとともに、待機時間の計測を開始する。ステップＳ６０３では、制御部１１は、受信部１２により第１トリガ信号が受信されたかどうかを判定する。第１トリガ信号が受信された場合、ステップＳ６０４に進み、第１トリガ信号が受信されていない場合、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０４およびステップＳ６０５の処理は、図２のステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理と同様であるため、説明を省略する。ステップＳ６０６では、制御部１１は、待機時間が所定時間より長いかどうかを判定する。待機時間が所定時間より長い場合、ステップＳ６０７に進み、待機時間が所定時間より短い場合、ステップＳ６０２に戻る。なお、待機時間が所定時間と等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。ステップＳ６０７では、制御部１１は、電源をＯＦＦにする。電源ＯＮの状態で、第１トリガ信号を所定時間、受信しない場合、電源をＯＦＦに機能を具備することで、消費電力を抑えることが可能となる。
【００３３】
また、待機状態では、透過軸角度を特定条件に設定しておくことが好ましい。待機状態では、撮影者が撮影するための準備（例えば、被写体の設置や、撮像装置２００と被写体１との位置関係の決定、および照明の調整等）を実施すると考えられる。そのため、撮影するための準備に適した条件を特定条件に設定しておくことが好ましい。
【００３４】
また、図６では、図２のフローに電源がＯＦＦになる機能を付与した場合のフローを示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３から図５のフローに電源がＯＦＦになる機能を付与した場合のフローを実行してもよい。
【実施例１】
【００３５】
図７は、偏光子ユニット１００および撮像装置２００を示す図である。図７（ａ）は、偏光子ユニット１００を示している。図７（ｂ）は、撮像装置２００を示している。図７（ｃ）は、撮像システムを示している。
【００３６】
偏光子ユニット１００は、偏光可変素子２０およびコントローラ２１を有する。コントローラ２１は、制御部１１、受信部１２および送信部１３を有する。上述したように、制御部１１は、透過軸角度を制御する。受信部１２は、外部から制御部１１による透過軸角度の制御を開始させるための第１トリガ信号を受信する。送信部１３は、制御部１１による透過軸角度の制御の開始から時間Δｔだけ経過した後、撮像装置２００に対して撮像装置２００に露光を開始させるための第２トリガ信号を送信する。
【００３７】
撮像装置２００は、レンズ交換式のデジタルスチルカメラである。撮像装置２００には、撮像装置２００に着脱可能なレンズ装置（交換レンズ）３００が取り付けられている。着脱可能な構成として、各装置が対応する形状のマウント部（結合部）を有するとともに、各マウント部が互いに電気的に接続するための（通信や電力の供受給のための）電気接点を有することが望ましい。コントローラ２１と撮像装置２００は、撮像装置２００に設けられたホットシュー４１を介して接続される。また、偏光可変素子２０と撮像装置２００は、レンズ前側に設けられたスクリューフィルタ用の溝を介して接続される。
【００３８】
本実施例では、アクセサリとしての偏光子ユニット１００は、外部機器としてのレンズ装置３００に着脱可能である。すなわち、偏光子ユニット１００は、レンズ装置３００を介して撮像装置２００に着脱可能である。なお、偏光子ユニット１００は、レンズ装置３００および撮像装置２００の両方に着脱可能なアダプタとしてもよい。その場合、偏光子ユニット１００の物体側にレンズ装置３００が装着され、偏光子ユニット１００の像側に撮像装置２００が装着される。
【００３９】
なお、本実施例では、撮像装置としてレンズ交換式の撮像装置を使用しているため、図７（ｃ）に示される撮像システムは、撮像装置と光学装置（偏光子ユニット）とレンズ装置とを備える。撮像装置としてレンズ一体型の撮像装置を使用する場合、図７（ｃ）に示される撮像システムは、撮像装置と光学装置（偏光子ユニット）とを備える。
【００４０】
本実施例では、受信部１２は第１トリガ信号および第３トリガ信号を受信し、送信部１３は第２トリガ信号および第４トリガ信号を送信する。第１トリガ信号は制御部による偏光可変素子の制御を開始させるための信号であり、第２トリガ信号は露光を開始させるための信号である。第３トリガ信号は撮影条件の設定の開始を指示するための信号であり、第４トリガ信号は撮影条件の設定を開始させるための信号である。
【００４１】
また、本実施例では、偏光子ユニット１００は、外部から第１トリガ信号を受信すると、透過軸角度の制御と第２トリガ信号の送信を１回実行するモード（つまり、１トリガで１回撮影するモード）を有する。また、偏光子ユニット１００は、外部から第１トリガ信号を受信すると、透過軸角度の制御と第２トリガ信号の送信を複数回実行するモード（つまり、１トリガで複数回撮影するモード）を有する。
【００４２】
以下、図８を参照して、１トリガで１回撮影する場合の偏光子ユニット１００の動作について説明する。図８は、１トリガで１回撮影する場合の偏光子ユニット１００の動作フローを示す図である。
【００４３】
ステップＳ８０１では、制御部１１は、電源ＯＮを検出する。ステップＳ８０２では、制御部１１は、偏光子ユニット１００を待機状態に設定するとともに、待機時間の計測を開始する。ステップＳ８０３では、制御部１１は、受信部１２によりトリガ信号が受信されたかどうかを判定する。トリガ信号が受信された場合、ステップＳ８０６に進み、トリガ信号が受信されていない場合、ステップＳ８０４に進む。ステップＳ８０４では、制御部１１は、待機時間が所定時間より長いかどうかを判定する。待機時間が所定時間より長い場合、ステップＳ８０５に進み、待機時間が所定時間より短い場合、ステップＳ８０２に戻る。なお、待機時間が所定時間と等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。ステップＳ８０５では、制御部１１は、電源をＯＦＦにする。ステップＳ８０６では、制御部１１は、ステップＳ８０３で受信部１２により第１トリガ信号が受信されたかどうかを判定する。第１トリガ信号が受信された場合、ステップＳ８０８に進み、第１トリガ信号が受信されていない場合、すなわち第３トリガ信号が受信された場合、ステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０７では、送信部１３は、撮像装置２００に対して第４トリガ信号を送信する。第４トリガ信号を受信した撮像装置２００は、ピント合わせや露出の決定等の撮影条件の設定を実行する。ステップＳ８０８では、制御部１１は、透過軸角度の制御を行う。ステップＳ８０９では、送信部は、撮像装置２００に対して第２トリガ信号を送信する。第２トリガ信号を受信した撮像装置２００は、露光動作を開始する。
【００４４】
また、本実施例では、外部からのトリガ信号は、トリガ発生装置を用いて偏光子ユニット１００に入力される。トリガ発生装置を用いることで、撮影者が任意のタイミングで撮影を実行することができる。図９は、トリガ発生装置の概略図である。図９（ａ）のトリガ発生装置は、ボタン部５０が押し込まれると、無線でトリガ信号を偏光子ユニット１００に送信することができる。また、図９（ｂ）のトリガ発生装置は、ボタン部５１が押し込まれると、偏光子ユニット１００に接続されたケーブル５２を介して、トリガ信号を偏光子ユニット１００に送信することができる。なお、ボタン部５０，５1は押し込みが２段式になっており、途中まで押し込むと第３トリガ信号を送信し、全部押し込むと第１トリガ信号が送信される。
【００４５】
図１０は、偏光可変素子２０の概略図である。図１１は、偏光可変素子２０の軸方向を示す図である。図１０のｚ軸方向は、光学軸方向である。図１０の左側が光入射側、右側が光射出側である。
【００４６】
偏光可変素子２０は、１／４λ板１、液晶可変位相板２および偏光板３を有する。１／４λ板１と偏光板３は、１／４λ板１の遅相軸（または進相軸）と偏光板３の透過軸とが略平行になるように配置されている。１／４λ板１と液晶可変位相板２は、１／４λ板１の遅相軸（または進相軸）と液晶可変位相板２の遅相軸（または進相軸）とが４５度をなすように配置されている。例えば、図１１の矢印に示されるように、１／４λ板１の遅相軸と偏光板３の透過軸は平行であり、１／４λ板１の遅相軸と液晶可変位相板２の遅相軸が４５度をなす。ただし、ここでの４５度や平行とは、厳密な４５度や平行に限らず、配置誤差などにより４５度や平行から±５度の範囲でずれた場合（略４５度や略平行）を含んでいる。
【００４７】
このとき、液晶可変位相板２の位相差Δλと偏光可変素子２０の透過軸角度θはθ＝９０−Δ×１８０の関係を満たす。例えば、位相差Δλが０λ、１／４λ、１／２λ、３／４λである場合、透過軸角度はそれぞれ９０度、４５度、０度、−４５度となる。このように、液晶可変位相板２の印加電圧を変調し面内位相差を変えると、偏光可変素子２０の透過軸角度を変更することができる。
【００４８】
以下、図１２を参照して、偏光子ユニット１００の動作例を説明する。図１２は、本実施例の偏光子ユニット１００のタイミングチャート例を示す図である。図１２は、図８を用いて説明した第１トリガ信号の１回の受信で露光開始の第２トリガ信号を１回送信する場合のタイミングチャートを示している。
【００４９】
図１２では、トリガ信号の入力（受信）および出力（送信）のタイミングが示されている。また、電圧は、制御部１１が偏光可変素子２０を駆動するときの印加電圧を示している。
【００５０】
電源がＯＮになると、制御部１１は、偏光子ユニット１００を待機状態とし、偏光可変素子２０への印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定する。電圧Ｖｄｅｆは、印加時の液晶可変位相板２の面内位相差が０．１λ未満で、液晶の配列が一定となるように、液晶の種類に応じて適宜選択される。受信部１２が外部から第３トリガ信号を受信すると、送信部１３は受信部１２による第３トリガ信号の受信と同時に（ほぼタイムラグなく）撮像装置２００に第４トリガ信号を送信する。第４トリガ信号によって、撮像装置２００は露出条件の決定、ＷＢの設定およびＡＦ等の撮影条件の決定を行う。また、受信部１２が外部から第１トリガ信号を受信すると、制御部１１は偏光可変素子２０への印加電圧を電圧Ｖに設定し、送信部１３は制御部１１による透過軸角度の制御（電圧印加）の開始から時間Δｔの経過後に撮像装置２００に第２トリガ信号を送信する。第２トリガ信号によって、撮像装置２００は撮影を開始する。トリガ信号の入力が終了すると、送信部１３は第２トリガ信号または第４トリガ信号の送信を終了し、制御部は偏光子ユニット１００を待機状態とし、偏光可変素子２０への印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定する。また、電源がＯＦＦになると、制御部１１は偏光可変素子２０への電圧印加を終了する。なお、電源のＯＦＦは、外部からの電源スイッチの操作によって実行されるか、待機時間の判定によって実行される。
【００５１】
ここで、電圧Ｖｄｅｆを、面内位相差が０．１λ未満を満たすよう設定することで、位相差に波長分散があったとしても、それが偏光子ユニットを透過する光に影響を与えることを防ぐことができる。そのため、第３トリガ信号の受信と同時に（ほぼタイムラグなく）、送信部１３が撮像装置２００にトリガ信号を送信しても、撮影条件設定の際に波長分散の影響を排除することができる。なお、あらかじめ印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定せず、第３トリガ信号３を受信してから印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定し、一定時間経過後に第４トリガ信号を送信する場合にも、同様の効果を得られる。ただし、第３トリガ信号の受信から第４トリガ信号の送信までの時間が長くなるため、あらかじめ印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定しておくことが好ましい。
【００５２】
以下、図１３を参照して、偏光子ユニット１００の図１２とは異なる動作例について説明する。図１３は、第１トリガ信号の１回の受信で露光開始の第２トリガ信号を３回送信する場合のタイミングチャートを示している。
【００５３】
電源がＯＮになると、制御部は、偏光子ユニット１００を待機状態とし、偏光可変素子２０への印加電圧を電圧Ｖｄｅｆに設定する。受信部１２が外部から第３トリガ信号を受信すると、送信部１３は受信部１２による第３トリガ信号の受信と同時に（ほぼタイムラグなく）撮像装置２００に第４トリガ信号を送信する。また、受信部１２が外部から第１トリガ信号を受信すると、制御部１１による偏光可変素子２０への電圧印加と送信部１３による撮像装置２００に対する第２トリガ信号の送信を、印加電圧値をＶ１，Ｖ２，Ｖ３に変えて３回繰り返す。電圧印加の開始からそれぞれ時間Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３の経過後に第２トリガ信号の送信が行われる。また、電圧印加時間はそれぞれ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３である。なお、電圧Ｖｄｅｆは電圧Ｖ１と等しいことが好ましく、Δｔ１＜Δｔ２，Δｔ１＜Δｔ３を満たすように時間Δｔ１を最適に設定することが可能である。また、電圧印加時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、撮像装置２００の露光条件等に応じて適宜設定されればよい。電圧印加時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、全て等しいことが好ましい。
【００５４】
なお、本実施例では、撮像装置２００としてレンズ交換式カメラの場合を示したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、監視カメラ、スマートフォンに内蔵されたカメラ、コンパクトカメラ、アクションカメラ等の種々の撮像装置に応用可能である。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    偏光可変素子
１１    制御部
１２    受信部
１３    送信部
１００  偏光子ユニット
２００  撮像装置（外部機器）
【図１】
2020030307.tif 000003
【図２】
2020030307.tif 000004
【図３】
2020030307.tif 000005
【図４】
2020030307.tif 000006
【図５】
2020030307.tif 000007
【図６】
2020030307.tif 000008
【図７】
2020030307.tif 000009
【図８】
2020030307.tif 000010
【図９】
2020030307.tif 000011
【図１０】
2020030307.tif 000012
【図１１】
2020030307.tif 000013
【図１２】
2020030307.tif 000014
【図１３】
2020030307.tif 000015