(57)【要約】【課題】互いに異なる偏光状態の光を透過するそれぞれの偏光フィルタを透過する光の光量のバランスを向上させる撮像システムを提供する。【解決手段】被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、前記特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する偏光フィルタ部と、前記複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び前記複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の第１偏光フィルタの合計面積は、前記複数の第２偏光フィルタの合計面積より小さい。【選択図】図１
2010125284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、前記特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する偏光フィルタ部と、
前記複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び前記複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する撮像素子と
を備え、
前記複数の第１偏光フィルタの合計面積は、前記複数の第２偏光フィルタの合計面積より小さい
撮像システム。
【請求項２】
前記特定の偏光状態の光を前記被写体に照射する照射部
をさらに備える請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記照射部は、光を照射する光源と、所定の偏光状態の光を透過する偏光部と、該偏光部を透過した所定の偏光状態の光を変える波長板とを有し、該波長板を回転させることにより、前記特定の偏光状態の光を照射する
請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を変える波長板と、
前記波長板を回転させることにより、前記被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を前記特定の偏光状態に変える回転制御部と
をさらに備える請求項１に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記第１偏光フィルタの数は、前記第２偏光フィルタの数より少ない
請求項１から４の何れかに記載の撮像システム。
【請求項６】
前記第１偏光フィルタの面積は、前記第２偏光フィルタの面積より小さい
請求項１から４の何れかに記載の撮像システム。
【請求項７】
前記撮像素子は、面積が小さい画素と面積が大きい画素を１つの画素とした、ハニカム構造の画素を有しており、前記面積が小さい画素は、前記第１偏光フィルタを透過した光を受光し、前記面積が大きい画素は、前記第２偏光フィルタを透過した光を受光する
請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記第１偏光フィルタは、
前記特定の偏光状態として特定の偏光方向の光を透過し、
前記第２偏光フィルタは、
前記特定の偏光方向と略直交する偏光方向の光を透過する
請求項１から７の何れかに記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、受光素子アレイに、異なる偏光方向の光を透過する偏光子領域を有する偏光素子アレイを重ね合わせる受光モジュールが知られている。
【特許文献１】特開２００７−０８６７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１によれば、受光モジュールに入射する光の偏光方向と同じ偏光方向の光を透過する偏光素子領域を介して受光される画素の画素値は高くなり、入射する光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタを介して受光される画素の画素値は極端に低くなり、それぞれの画素に入射する光の光量のバランスが悪い。また、受光モジュールに入射する光が偏光した光を含む場合も同様であり、該入射する光が有する偏光した光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光子領域を介して受光する画素の画素値は低くなり、それぞれの画素に入射する光量のバランスが悪い。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、前記特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する偏光フィルタ部と、前記複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び前記複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の第１偏光フィルタの合計面積は、前記複数の第２偏光フィルタの合計面積より小さい。
【０００５】
前記特定の偏光状態の光を前記被写体に照射する照射部をさらに備えてよい。
【０００６】
前記照射部は、光を照射する光源と、所定の偏光状態の光を透過する偏光部と、該偏光部を透過した所定の偏光状態の光を変える波長板とを有してよく、該波長板を回転させることにより、前記特定の偏光状態の光を照射してよい。
【０００７】
被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を変える波長板と、前記波長板を回転させることにより、前記被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を前記特定の偏光状態に変える回転制御部とをさらに備えてよい。
【０００８】
前記第１偏光フィルタの数は、前記第２偏光フィルタの数より少なくてよい。
【０００９】
前記第１偏光フィルタの面積は、前記第２偏光フィルタの面積より小さくてよい。
【００１０】
前記撮像素子は、面積が小さい画素と面積が大きい画素を１つの画素とした、ハニカム構造の画素を有しており、前記面積が小さい画素は、前記第１偏光フィルタを透過した光を受光し、前記面積が大きい画素は、前記第２偏光フィルタを透過した光を受光してよい。
【００１１】
前記第１偏光フィルタは、前記特定の偏光状態として特定の偏光方向の光を透過してよく、前記第２偏光フィルタは、前記特定の偏光方向と略直交する偏光方向の光を透過してよい。
【００１２】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本実施の形態の撮像システム１００を示す。本実施の形態では、撮像システム１００を内視鏡システムに適用して説明する。撮像システム１００は、内視鏡１０１、画像生成部１０２、照射部１０３、表示部１０４、及び鉗子１０５を備える。なお、図１のＡ部は、内視鏡１０１の先端部１２１を拡大して示す。
【００１５】
内視鏡１０１は、鉗子口１１１、撮像部１１２、及びライトガイド１１３を有する。内視鏡１０１の先端部１２１は、その先端面１２１に撮像部１１２の一部としてのレンズ１３１を有する。また、先端部１２１は、その先端面１３０にライトガイド１１３の一部としての出射口１３２を有する。
【００１６】
偏光フィルタ部１５０は、レンズ１３１を透過した被写体である観察部位からの光のうち、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する。偏光フィルタ部１５０は、少なくとも特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、該特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを有する。詳しくは、被写体からの光が有する偏光した特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタと、被写体からの光が有する偏光した光の特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の第２偏光フィルタとを少なくとも有する。
【００１７】
撮像部１１２は、レンズ１３１、偏光フィルタ部１５０、及び撮像素子の一例であるＣＣＤ１６０を有する。なお、ＣＣＤ１６０に代えて、ＣＭＯＳであってもよい。ＣＣＤ１６０は、少なくとも偏光フィルタ部１５０が透過した偏光状態がそれぞれ異なる光をそれぞれ受光する複数の画素を有する。つまり、ＣＣＤ１６０は、少なくとも、複数の第１偏光フィルタのそれぞれを透過した光、及び複数の第２偏光フィルタのそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素を有する。なお、撮像部１１２は、図示しないがＣＣＤ１６０を駆動させる撮像素子駆動ドライバ、及びＡＤ変換器等も含む。つまり、撮像素子により撮像された画像が撮像素子駆動ドライバにより読み出されて、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。この撮像素子駆動ドライバ、ＡＤ変換器等は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって制御される。
【００１８】
照射部１０３は、特定の偏光状態の光を照射する。照射部１０３が特定の偏光状態の光を被写体である観察部位に照射した光の戻り光は、観察部位の表面で反射した光と、観察部位の内部で散乱した光とを含む。この表面で反射した光は特定の偏光状態の光となり、内部で散乱した光は無偏光状態の光となる。したがって、被写体からの光は、偏光した光を有することになり、該偏光した光の偏光状態は特定の偏光状態となる。照射部１０３は、光源１４１、偏光部１４２、波長板１４３、及び回転制御部１４５を有する。光源１４１は光を発光する。偏光部１４２は、光源１４１が発光した光のうち、所定の偏光状態の光を透過する。偏光部１４２は、所定の偏光方向の直線偏光の光を透過してもよい。波長板１４３は、偏光部１４２を透過した光の偏光状態を変える。波長板１４３は、偏光部１４２が透過した所定の偏向方向の直線偏光の光を回転させてよい。波長板は例えば、λ／２波長板であってよい。また、波長板は回転可能な構造を有している。そして、波長板を透過した光がライトガイド１１３に入射される。
【００１９】
また、回転制御部１４５は、波長板１４３の中心を軸にして波長板１４３を回転させる。この回転制御部１４５が波長板１４３を回転させることにより、照射部１０３から特定の偏光状態を照射することができる。回転制御部１４５は、波長板１４３を回転させるモータと、該モータを制御する制御部とを有する。この制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路によって実現してもよい。また、光源１４１の発光のオンオフ等の制御もＣＰＵ等の情報処理装置によって制御してもよい。ライトガイド１１３は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイドは、照射部１０３が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドする。照射部１０３が照射した光は先端部１２１の出射口１３２から照射される。また、ライトガイド１１３は、第１照射部１０３から発光された光の偏光状態を保存する光ファイバ等からなる。なお、出射口１３２に偏光部１４２と波長板１４３を設けることにより、特定の偏光状態の光を照射するようにしてもよい。
【００２０】
鉗子口１１１には、鉗子１０５が挿入される。鉗子口１１１は鉗子１０５を先端部１２１にガイドする。なお、鉗子１０５は、各種の先端形状を備えてよい。また、鉗子口１１１には、鉗子１０５のほかに、生体を処置する種々の処理具が挿入されてよい。ノズル１３３は、水あるいは空気を送出する。
【００２１】
画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した画像データに対して種々の画像処理を施してよい。また、撮像部１１２が色フィルタを備える場合は、画像生成部１０２は、輝度色差信号の画像データを生成してもよい。また、画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した画像データから異なる偏光状態毎の画像データを生成してもよい。この画像生成部１０２は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路又は電気回路によって実現してもよい。また、表示部１０４は、画像生成部１０２が生成した画像データの画像を表示する。表示部１０４は、液晶、有機ＥＬ、プラズマなどのディスプレイと、該ディスプレイを制御する制御部とを有する。制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。
【００２２】
図２は、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。偏光フィルタ部１５０は、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタを複数有する。偏光フィルタ部１５０は、偏光状態が異なる光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタをそれぞれ含む複数の偏光フィルタユニット１０６を有する。ここで、異なる偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の偏光フィルタとして、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２と、斜め左方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５３とを有する。偏光フィルタユニット１０６は、偏光フィルタ１５１、偏光フィルタ１５２、偏光フィルタ１５３を有する。
【００２３】
図２では、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示しており、偏光フィルタ１５２が特定の偏光状態の光を透過する第１偏光フィルタとなる。また、横方向の直線偏光と直交する縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１が第２偏光フィルタとなる。
【００２４】
ここで、特定の偏光状態の光を透過する複数の偏光フィルタ１５２の合計面積は、特定の偏光状態の偏向方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積より小さくする。例えば、複数の偏光フィルタ１５２の合計面積を、横方向の直線偏光と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくする。合計面積を小さくする方法としては、偏光フィルタ１５２の数を、偏光フィルタ１５１の数より少なくしてもよく、偏光フィルタ１５２の面積を偏光フィルタ１５１の面積より小さくしてもよい。
【００２５】
図２では、偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタユニット１０６毎に、偏光フィルタ１５２の数より、偏光フィルタ１５１の数を多くする。具体的には、偏光フィルタユニット１０６は、２つの偏光フィルタ１５１、１つの偏光フィルタ１５２、及び１つの偏光フィルタ１５３の計４つの偏光フィルタを有する。これにより、被写体からの光が撮像部１１２に入射する場合に、偏光フィルタ１５１を透過する光の光量と、偏光フィルタ１５２を透過する光の光量とのバランスをとることができる。なお、図２では、偏光フィルタユニット１０６のそれぞれの偏光フィルタの大きさは全て略同一とする。
【００２６】
なお、縦方向の直線偏光を特定の偏光状態としてもよく、他の偏光状態を特定の偏光状態のとしてもよい。例えば、縦方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１が第１偏光フィルタとなり、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２が第２偏光フィルタとなる。この場合も、第１偏光フィルタの合計面積を第２偏光フィルタの合計面積より小さくする。
【００２７】
また、ＣＣＤ１６０は、偏光フィルタ部１５０のそれぞれの偏光フィルタを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素１６１を有する。つまり、ＣＣＤ１６０は、複数の偏光フィルタ１５１のそれぞれを透過した光、複数の偏光フィルタ１５２のそれぞれを透過した光、及び複数の偏光フィルタ１５３のそれぞれを透過した光を、それぞれ受光する複数の画素１６１を有する。つまり、それぞれの偏光フィルタとそれぞれの画素は対応付けられており、ある偏光フィルタを透過した光を、該ある偏光フィルタに対応する画素が受光する。
【００２８】
なお、撮像部１１２にＲ、Ｇ、Ｂ等の色フィルタを設ける場合は、偏光フィルタユニット１０６毎に色フィルタを割り当ててもよい。つまり、偏光フィルタユニット１０６毎に、Ｒ色フィルタ、Ｇ色フィルタ、及びＢ色フィルタのうち、何れかの色フィルタを割り当ててもよい。
【００２９】
次に、撮像システム１００の動作について説明する。照射部１０３は光源１４１を発光させることにより、被写体である観察部位に光を照射させる。このとき、回転制御部１４５は、波長板をＣＣＤ１６０のフレームレートの周期に同期して波長板を回転させていく。これにより、照射部１０３は、あらゆる偏光方向の直線偏光の光を観察部位に照射することができる。ことのとき観察部位に照射される光の直線偏光の偏光方向は、偏光部１４２が透過する光の偏光方向と波長板１４３の遅相軸とのなす角によって決まる。
【００３０】
そして、撮像部１１２は、それぞれの波長板１４３の回転位置で観察部位に照射された光の戻り光をフレームレートの周期で撮像していく。ここで、観察部位からの戻り光は、観察部位の表面を反射した光と、観察部位の内部で散乱した光を有する。表面反射した光は、照射部１０３が照射した光の偏光状態と同じ偏光状態の光となるが、内部で散乱した光は無偏光状態の光となる。つまり、観察部位からの光は偏光した光を有する。撮像部１１２は、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値を回転制御部１４５に出力する。回転制御部１４５は、送られてきた画素の画素値の最大値を検出する。そして、検出された画素の最大値となるときの波長板１４３の回転位置に、波長板１４３を回転させる。つまり、特定の偏光状態の光を受光する画素の画素値が最大となるときに照射部１０３が照射した光が特定の偏光状態の光となるので、そのときの波長板１４３の回転位置に波長板１４３を回転させて固定する。これにより、照射部１０３は、所定の偏光状態の光を照射することができる。また、被写体からの戻り光が有する偏光した光が、特定の偏光状態の光となる。
【００３１】
そして、撮像部１１２は、照射部１０３から照射された所定の偏光状態の光の戻り光を撮像する。撮像部１１２は、撮像した画像データを画像生成部１０２に出力する。画像生成部１０２は、画像データに対して画像処理を施してもよく、画像処理を施さなくてもよい。また、画像生成部１０２は撮像部１１２が撮像した画像データから異なる偏光状態毎の画像データを生成してもよい。画像生成部１０２は、生成した画像データ及び／又は画像処理を施した画像データ、又は、撮像部１１２が撮像した画像データを表示部１０４に出力する。表示部１０４は、送られてきた画像データの画像を表示する。なお、撮像システム１００は、画像生成部１０２が出力した画像データを記録する記録部を備えるようにしてもよい。
【００３２】
以上のように、照射部１０３から照射される光の特定の偏光状態の偏向方向と同じ偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５２の合計面積を、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタ１５２を透過する光の光量と、偏光フィルタ１５１を透過する光量とのバランスをとることができる。したがって、偏光フィルタ１５２を透過した光の画像の明るさと、偏光フィルタ１５１を透過した光の画像の明るさとのバランスをとることができる。なお、偏光フィルタ部１５０は、偏光フィルタ１５１、偏光フィルタ１５２、偏光フィルタ１５３、及び偏光フィルタ１５４の４つの偏光フィルタを複数備えるようにしたが、互いに偏光方向が直交する偏光状態の光を透過する２つの偏光フィルタを少なくとも有していればよい。また、所定のプログラムを読み込んだＣＰＵ等の情報処理装置が、撮像システム１００として機能してもよい。
【００３３】
上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
（１）上記実施の形態においては、４つの偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成したが、９つの偏光フィルタ等の複数の偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成してもよい。図３は、本変形例の偏光フィルタ部１５０の一例を示す。図３は、９つの偏光フィルタで１つの偏光フィルタユニット１０６を形成したときの一例を示す。図２の偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタと同様の機能を有する偏光フィルタには、同一の符号を付している。偏光フィルタユニット１０６は、４つの偏光フィルタ１５１、１つの偏光フィルタ１５２、２つの偏光フィルタ１５３、及び２つの偏光フィルタ１５４で形成される。偏光フィルタ１５４は、斜め右方向の直線偏光の光を透過する。なお、偏光フィルタ１５１〜偏光フィルタ１５３については、上記実施の形態で説明したとおりである。
【００３４】
図３では、偏光フィルタユニット１０６の４隅に偏光フィルタ１５１が配設され、中央に偏光フィルタ１５１が配設される。縦方向の、偏光フィルタ１５１と偏光フィルタ１５１との間に偏光フィルタ１５３が配設される。また、横方向の、偏光フィルタ１５１と偏光フィルタ１５１との間に偏光フィルタ１５４が配設される。なお、撮像部１１２に色フィルタを設ける場合は、偏光フィルタユニット１０６毎に、色フィルタを割り当てるようにしてもよい。なお、図３では、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。
【００３５】
（２）また、上記実施の形態では、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の光、つまり、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５２の合計面積を、横方向の直線偏光とは直交する縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積より小さくしたが、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５１の合計面積を、特定の偏光状態と異なる偏光状態の光を透過する偏光フィルタの合計面積より小さくしてもよい。この場合、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角度が９０に近いほど、偏光フィルタの合計面積を大きくする。つまり、照射部１０３が照射する特定の偏光状態の偏光方向、つまり、被写体からの光が有する偏光した光の特定の偏光状態の偏向方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が０度に近いほど、偏光フィルタの合計面積を小さくする。
【００３６】
例えば、図３を例にとって説明すると、照射部１０３が横方向の直線偏光の光を特定の偏光状態の光として照射する場合は、該照射した光の偏光方向と偏光フィルタ１５１が透過する光の偏光方向とのなす角は９０度となるので、偏光フィルタ１５１の合計面積が１番大きくなるように偏光フィルタ１５１を設けてある。また、照射部１０３が照射した光の偏光方向と、偏光フィルタ１５３及び偏光フィルタ１５４が透過する光の偏光方向のなす角は共に４５度となるので、偏光フィルタ１５３の合計面積と、偏光フィルタ１５４の合計面積とが偏光フィルタ１５１の合計面積の次に大きくなるように偏光フィルタ１５３と偏光フィルタ１５４とを設けてある。そして、照射部１０３が照射した光の偏向方向と、偏光フィルタ１５２が透過する光の偏光方向のなす角は０度となるので、偏光フィルタ１５２の面積が最も小さくなるように偏光フィルタ１５２を設けてある。つまり、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタの合計面積が最も小さくなるように設ける。このように、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように設けたので、異なる偏光状態の光を透過する光の光量のバランスをとることができる。したがって、偏光状態がそれぞれ異なる画像の明るさのバランスをとることができる。
【００３７】
（３）また、上記実施の形態では、マトリクス配列された画素を有するＣＣＤ１６０を用いて説明したが、ハニカム構造の画素を有するＣＣＤ１６０であってもよい。この場合は、ハニカム構造の画素を有するＣＣＤ１６０に応じて偏光フィルタ部１５０の偏光フィルタの形状が変わる。図４は、本変形例（３）における偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。なお、図４でも、横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。偏光フィルタ部１５０は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５６と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５７と、斜め左方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５８と、斜め右方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１５９とを複数有する。また、ＣＣＤ１６０は、Ｒ画素１６２とＳ画素１６３を複数有する。このＲ画素１６２は、高感度な画素であり、Ｒ画素１６２の面積はＳ画素１６３の面積より大きい。また、Ｓ画素１６３は、ダイナミックレンジを上げる画素である。
【００３８】
また、図４を見るとわかるように、偏光フィルタ１５６を透過した光は、対応する面積の大きいＲ画素１６２に入射される。また、偏光フィルタ１５８を透過した光、及び偏光フィルタ１５９を透過した光も、偏光フィルタ１５８に対応するＲ画素１６２、偏光フィルタ１５９に対応するＲ画素１６２にそれぞれ入射される。そして、偏光フィルタ１５７を透過した光は、面積の小さいＳ画素１６３に入射される。また、それぞれの偏光フィルタは、対応する画素の大きさに応じた面積を有する。つまり、Ｒ画素１６２に対応する偏光フィルタ１５６、偏光フィルタ１５８、及び偏光フィルタ１５９の面積は、Ｓ画素１６３に対応する偏光フィルタ１５７の面積より大きい。また、偏光フィルタ１５６を、偏光フィルタ１５８、及び偏光フィルタ１５９より多く設ける。
【００３９】
このように、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように、互いに偏光状態が異なる偏光フィルタを設けたので、異なる偏光状態の光を透過する偏光フィルタを透過する光の光量のバランスをとることができる。したがって、偏光状態がそれぞれ異なる画像の明るさのバランスをとることができる。また、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向を透過する偏光フィルタ１５７の合計面積を、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１５６の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ１５６を透過する全光量と、偏光フィルタ１５７を透過する全光量とのバランスをとることができる。
【００４０】
なお、図４に示すそれぞれの偏光フィルタを、つまり、３つの偏光フィルタ１５６、４つの偏光フィルタ１５７、１つの偏光フィルタ１５８、１つの偏光フィルタ１５９を１つの偏光フィルタユニットとしてもよい。また、偏光フィルタユニット毎にＲＧＢ等の色フィルタをそれぞれ割り当てるようにしてもよい。また、図４ではＲ画素１６２とＳ画素１６３とがそれぞれ１つの画素とした場合について説明したが、面積が大きいＲ画素１６２と面積が小さいＳ画素１６３を１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤの場合でも適用でき、また、図４に示すＣＣＤ１６０の画素うち、Ｓ画素１６３がないハニカム構造のＣＣＤの場合でも適用できる。
【００４１】
図５は、Ｒ画素１６２とＳ画素１６３とを１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤ１６０を用いた場合における、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０との一例を示す。図５でも横方向の直線偏光を特定の偏光状態とした場合の偏光フィルタ部１５０の様子を示している。偏光フィルタ部１５０は、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７２を複数有する。偏光フィルタ１７１を透過した光は、対応する画素の面積が大きいＲ画素１６２に入射され、偏光フィルタ１７２を透過した光は、対応する画素の面積が小さいＳ画素１６３に入射される。また、偏光フィルタ１７１と偏光フィルタ１７２とは、対応する画素に応じた面積を有する。つまり、偏光フィルタ１７１の面積は、偏光フィルタ１７２の面積より大きい。
【００４２】
特定の偏光状態として照射される光の偏光方向を透過する偏光フィルタ１７２の合計面積を、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する偏光フィルタ１７１の合計面積より小さくしたので、偏光フィルタ１７２を透過する全光量と、偏光フィルタ１７１を透過する全光量とのバランスをとることができる。なお、図５では、縦方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７１と、横方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタ１７２の２つの偏光フィルタを用いて説明したが、縦方向及び横方向以外の方向の直線偏光の光を透過する偏光フィルタを用いるようにしてもよい。要は、特定の偏光状態として照射される光の偏光方向と、偏光フィルタが透過する光の偏光方向とのなす角が９０度になるにつれて偏光フィルタの合計面積が大きくなるように、互いに偏光状態が異なる偏光フィルタを設けるものであればよい。
【００４３】
（４）また、上記実施の形態では、照射部１０３に、波長板１４３を設けるようにしたが、波長板１４３を撮像部１１２の中に設けるようにしてもよい。図６は、本変形例（４）における撮像システム１００の一例を示す。図１と同様の機能を有する構成要素について同様の符号を付しており、上記実施の形態と異なる部分だけを説明する。また、図６の偏光フィルタ部１５０及びＣＣＤ１６０は、図２に示した偏光フィルタ部１５０及びＣＣＤ１６０と同様のものとする。
【００４４】
照射部１０３は、偏光部１４２は、光源１４１が発光した光のうち、所定の偏光状態の光を透過してライトガイド１１３に入射する。ライトガイド１１３が、照射部１０３が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドすることにより、照射部１０３は、所定の偏光状態の光を観察部位に照射すことができる。そして、照射された所定の偏光状態の光の戻り光がレンズ１３１を介して波長板１４３に入射される。波長板１４３は、戻り光が有する偏光した光の偏光状態を変える。そして、波長板１４３を透過した光が偏光フィルタ部１５０を透過してＣＣＤ１６０に撮像される。
【００４５】
ここで、照射部１０３が所定の偏光状態の光を観察部位に照射すると、観察部位の表面で反射した光はそのまま偏光状態を保って戻り光としてレンズ１３１に入射され、観察部位の内部で散乱した光は無偏光状態となって戻り光としてレンズ１３１に入射される。したがって、被写体からの光は偏光した光を有することになり、偏光した光の偏光状態は所定の偏光状態となる。回転制御部１４５は、波長板１４３を回転させる。このときは、ＣＣＤ１６０のフレームレートの周期に同期して、波長板１４３を回転させる。そして、撮像部１１２は、波長板１４３及び偏光フィルタ部１５０を透過した観察部位からの戻り光をフレームレートの周期で撮像していく。
【００４６】
撮像部１１２は、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値を回転制御部１４５に出力する。そして、回転制御部１４５は、送られてきた画素の画素値の最大値を検出する。そして、検出された画素の最大値となるときの波長板１４３の回転位置に、波長板１４３を回転させる。つまり、特定の偏光状態の光を受光する画素の画素値が最大となるときに、照射した光の戻り光が有する偏光した光の偏光状態が特定の偏光状態となるので、そのときの波長板１４３の回転位置に波長板１４３を回転させて固定する。以後の動作は、上記実施の形態と同様である。
【００４７】
また、本変形例（４）では、さらに、照射部１０３を設けなくてもよい。この場合も、撮像部１１２が有する波長板１４３を回転させることにより、被写体からの光が有する偏光した光の偏光状態を特定の偏光状態とすることができる。したがって、偏光状態が異なる偏光フィルタを透過する光の光量のバランスをとることができる。
【００４８】
（５）また、上記実施の形態では、偏光フィルタ部１５０のそれぞれの偏光フィルタ及び偏光部１４２は直線偏光の光を透過するようにしたが、円偏光を透過する偏光フィルタ、楕円偏光の光を透過する偏光フィルタを用いてもよい。また、偏光フィルタを用いて偏光した光を透過するようにしたが、偏光フィルタと波長板とを組み合わせて、偏光した光を透過してもよい。また、上記実施の形態では、偏光方向の変調のみのケースであったが、任意の偏光パラメータが変調しているケースであってもよい。例えば、偏光方向と位相差の両者が変調しているケースであってもよい。
【００４９】
（６）また、上記実施の形態では波長板１４３を設けるようにしたが、波長板１４３を設けなくてもよい。この場合は、照射部１０３の偏光部１４２が特定の偏光状態の光を透過してもよい。この場合は、回転制御部１４５を備えなくてもよい。
【００５０】
（７）また、上記実施の形態では、回転制御部１４５が波長板１４３を回転させるようにしたが、ユーザが波長板１４３を回転させるようにしてもよい。この場合は、表示部１０４が、特定の偏光状態の光を透過する偏光フィルタ１５２を透過した光を受光する画素の画素値のレベルを表示させ、ユーザが該表示された画素値のレベルを見ることにより、最も画素値のレベルが高くなる回転位置に波長板１４３を合わせる。
【００５１】
（８）また、上記実施の形態では、内視鏡装置に適用して撮像システム１００を説明したが、内視鏡システムに限らず、デジタルカメラ、又はデジタルビデオカメラ等の撮像素子を備えた機器又はシステムに適用することができる。
【００５２】
（９）また、被写体からの戻り光は、無偏光の光と偏光した光を有するが、この無偏光の光の光量と、偏光した光の光量との比は、被写体の種類、材質等によって異なる。したがって、被写体の種類、材質等に応じて、特定の偏光状態の光を透過する複数の第１偏光フィルタの合計面積と、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の第２偏光フィルタの合計面積との比率を変えてもよい。例えば、被写体からの無偏光の光と、被写体からの偏光した光の比率が５対５の場合に、特定の偏光状態の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積と、特定の偏光状態の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過する複数の偏光フィルタの合計面積との比率を１対１０にしてしまうと、逆に、第１偏光フィルタを透過する光量が、第２偏光フィルタを透過する光量より小さくなってしまう。したがって、撮像システム１００が撮像する被写体の種類、材質等がわかっている場合は、複数の第１偏光フィルタを透過する全光量と複数の第２偏光フィルタを透過する全光量とが略同一となるように、複数の第１偏光フィルタの合計面積と複数の第２偏光フィルタの合計面積を決めてもよい。また、第１偏光フィルタ及び第２偏光フィルタと異なる偏光フィルタを配設する場合も同様であり、互いに偏光状態が異なる光を透過する偏光フィルタをそれぞれ透過する光の光量が略同一となるように、互いに偏光状態が異なる光を透過する偏光フィルタの合計面積をそれぞれ決めてもよい。
【００５３】
（１０）また、上記変形例（１）乃至変形例（９）を矛盾しない範囲で任意に組み合わせた態様であってもよい。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態の撮像システム１００を示す。
【図２】偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。
【図３】本変形例（１）の偏光フィルタユニットの一例を示す。
【図４】本変形例（３）における偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０の一例を示す。
【図５】Ｒ画素１６２とＳ画素１６３とを１つの画素１６１としたハニカム構造のＣＣＤ１６０を用いた場合における、偏光フィルタ部１５０とＣＣＤ１６０との一例を示す。
【図６】本変形例（４）における撮像システム１００の一例を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１００      撮像システム
１０１      内視鏡
１０２      画像生成部
１０３      照射部
１０４      表示部
１０５      鉗子
１０６      偏光フィルタユニット
１１１      鉗子口
１１２      撮像部
１１３      ライトガイド
１２１      先端部
１３０      先端面
１３１      レンズ
１３２      出射口
１３３      ノズル
１４１      光源
１４２      偏光部
１４３      波長板
１４５      回転制御部
１５０      偏光フィルタ部
１５１      偏光フィルタ
１５２      偏光フィルタ
１５３      偏光フィルタ
１５４      偏光フィルタ
１５６      偏光フィルタ
１５７      偏光フィルタ
１５８      偏光フィルタ
１５９      偏光フィルタ
１６０      ＣＣＤ
１６１      画素
１６２      Ｒ画素
１６３      Ｓ画素
１７１      偏光フィルタ
１７２      偏光フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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