(57)【要約】  観察像の明るさを変化させることなく、偏光素子を最適角度に設定可能とする光学観察装置及びその制御方法を提供する。  双眼鏡（１０）は、第１偏光素子（１６）、第１回転駆動部（２０）、直線偏光成分抽出部（２６）、撮像素子（２８）、偏光方向検出部（３０）、及び回転制御部（３２）を備える。第１偏光素子（１６）は、特定の直線偏光成分を透過させる。第１偏光素子（１６）は、第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置され、第１回転駆動部（２０）によって回転駆動される。直線偏光成分抽出部（２６）は、第１光路と平行であり、且つ独立した第２光路に配置され、入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する。偏光方向検出部（３０）は、撮像信号に基づき最適偏光方向を検出する。回転制御部（３２）は、第１回転駆動部（２０）を制御して、最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に第１偏光素子（１６）を設定する。
2016167051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する回転制御部と、
を備える光学観察装置。
【請求項２】
前記偏光方向検出部は、前記観察対象の画像の輝度が最も低下する偏光方向を検出する請求項１に記載の光学観察装置。
【請求項３】
前記直線偏光成分抽出部は、
前記特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第２光路の光軸に直交する面上に配置された第２偏光素子と、
前記第２偏光素子を回転駆動する第２回転駆動部と、を備え、
前記第２偏光素子が回転される一定の角度範囲内で前記撮像素子に複数回の撮像動作を行わせることにより、前記複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ順次に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項４】
前記角度範囲は、１８０°である請求項３に記載の光学観察装置。
【請求項５】
前記直線偏光成分抽出部は、分割された複数の偏光領域を有し、前記第２光路に固定配置された第３偏光素子であって、前記各偏光領域が透過させる直線偏光成分の偏光方向はそれぞれ異なり、前記複数の偏光方向について直線偏光成分を同時に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項６】
前記第３偏光素子は、前記撮像素子の撮像面上に設けられている請求項５に記載の光学観察装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、複数色の画素を有するカラーセンサであり、各色の画素が、１つの前記偏光領域に対して少なくとも１つ以上配置されている請求項６に記載の光学観察装置。
【請求項８】
光透過率が可変である複数のセグメントを有し、前記第１光路に配置された調光素子と、
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づいて、前記各セグメントの光透過率を制御する調光素子制御部と、
を備える請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項９】
前記第１偏光素子と前記観察部との間の前記第１光路に接眼レンズを備え、
前記調光素子は、前記接眼レンズと前記観察部との間に配置されている請求項８に記載の光学観察装置。
【請求項１０】
前記第１光路にハーフミラーが配置され、
前記第２光路は、前記ハーフミラーにより前記第１光路から分岐される請求項１から９のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１１】
前記回転制御部による前記第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される前記第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、
前記第１回転駆動部を駆動して前記第１偏光素子を回転させ、前記観察部に導かれる前記観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で前記回転停止操作部が操作されることにより停止された前記第１偏光素子の回転停止位置と、前記偏光方向検出部により検出された前記最適偏光方向との差異に基づき、前記設定位置を校正する校正制御部と、
を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１２】
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づく画像を表示する表示部を備える請求項１１に記載の光学観察装置。
【請求項１３】
前記表示部に表示された前記画像は、前記第１光路を介して前記観察部に導かれる請求項１２に記載の光学観察装置。
【請求項１４】
前記校正動作を開始させるための校正動作開始操作部を備え、
前記校正制御部は、前記校正動作開始操作部が操作され、前記回転停止操作部が操作されるまでの間、前記第１偏光素子を回転させる請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１５】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
を備える光学観察装置において、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する光学観察装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子を備える光学観察装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
双眼鏡等の光学観察装置で、水面や窓ガラス等を含むシーンを観察する際には、水面や窓ガラス等からの反射光が強く、本来の観察対象が視認しづらい状況がある。そこで、反射光等の不要光をカットするために、偏光素子を光学系に組み込んだ双眼鏡等の光学観察装置が知られている（特許文献１参照）。この偏光素子は、光学像から、偏光軸に沿った方向の直線偏光成分のみを透過させることにより、不要光がカットされた観察像を接眼部に導く。【０００３】
しかし、観察対象によっては、不要光をカットするための最適な偏光素子の向きが異なるため、良好な観察像を得るためには、偏光素子を回転させて、観察像の視認性が最も向上する最適方向に向ける必要がある。特許文献１に記載の双眼鏡は、偏光素子の向きを最適方向に自動的に設定するために、ハーフミラー及びセンサ部を有している。ハーフミラーは、偏光素子を透過した直線偏光成分を、接眼部とセンサ部とに導く。【０００４】
特許文献１に記載の双眼鏡では、偏光素子を回転させながら、センサ部で得られる撮像信号に基づいて最適方向を検出し、検出した最適方向に偏光素子の角度を設定している。これにより、偏光素子の向きが最適方向に自動的に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の双眼鏡は、偏光素子を透過した光がハーフミラーにより分岐されて接眼部とセンサ部とに導かれる構成であるため、ユーザーが接眼部から観察像を観察している状況においても、最適方向の検出のために偏光素子が回転されるので、偏光素子の回転に伴って観察像の明るさが変化するという問題がある。【０００７】
本発明は、観察像の明るさを変化させることなく、偏光素子を最適角度に設定可能とする光学観察装置及びその制御方法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】
【０００８】
本発明の光学観察装置は、対物レンズと、観察部と、第１偏光素子と、第１回転駆動部と、直線偏光成分抽出部と、撮像素子と、偏光方向検出部と、回転制御部と、を備える。対物レンズは、観察対象から光が入射する。観察部は、対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる。第１偏光素子は、特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置される。第１回転駆動部は、第１偏光素子を回転駆動する。直線偏光成分抽出部は、第１光路と同一、又は第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する。撮像素子は、直線偏光成分抽出部により抽出された各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する。偏光方向検出部は、撮像信号に基づき、観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する。回転制御部は、第１回転駆動部を制御して、最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に第１偏光素子を設定する。【０００９】
偏光方向検出部は、観察対象の画像の輝度が最も低下する偏光方向を検出することが好ましい。【００１０】
直線偏光成分抽出部は、特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、第２光路の光軸に直交する面上に配置された第２偏光素子と、第２偏光素子を回転駆動する第２回転駆動部と、を備え、第２偏光素子が回転される一定の角度範囲内で撮像素子に複数回の撮像動作を行わせることにより、複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ順次に抽出することが好ましい。【００１１】
角度範囲は、１８０°であることが好ましい。【００１２】
直線偏光成分抽出部は、分割された複数の偏光領域を有し、第２光路に固定配置された第３偏光素子であって、各偏光領域が透過させる直線偏光成分の偏光方向はそれぞれ異なり、複数の偏光方向について直線偏光成分を同時に抽出することが好ましい。【００１３】
第３偏光素子は、撮像素子の撮像面上に設けられていることが好ましい。【００１４】
撮像素子は、複数色の画素を有するカラーセンサであり、各色の画素が、１つの偏光領域に対して少なくとも１つ以上配置されていることが好ましい。【００１５】
光透過率が可変である複数のセグメントを有し、第１光路に配置された調光素子と、最適偏光方向が検出された撮像信号に基づいて、各セグメントの光透過率を制御する調光素子制御部と、を備えることが好ましい。【００１６】
第１偏光素子と観察部との間の第１光路に接眼レンズを備え、調光素子は、接眼レンズと観察部との間に配置されていることが好ましい。【００１７】
第１光路にハーフミラーが配置され、第２光路は、ハーフミラーにより第１光路から分岐されることが好ましい。【００１８】
回転制御部による第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、第１回転駆動部を駆動して第１偏光素子を回転させ、観察部に導かれる観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で回転停止操作部が操作されることにより停止された第１偏光素子の回転停止位置と、偏光方向検出部により検出された最適偏光方向との差異に基づき、設定位置を校正する校正制御部と、を備えることが好ましい。【００１９】
最適偏光方向が検出された撮像信号に基づく画像を表示する表示部を備えることが好ましい。【００２０】
表示部に表示された画像は、第１光路を介して観察部に導かれることが好ましい。【００２１】
校正動作を開始させるための校正動作開始操作部を備え、校正制御部は、校正動作開始操作部が操作され、回転停止操作部が操作されるまでの間、第１偏光素子を回転させることが好ましい。【００２２】
本発明の光学観察装置の制御方法は、観察対象から光が入射する対物レンズと、対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、第１光路と同一、又は第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、直線偏光成分抽出部により抽出された各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮像信号に基づき、観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、を備える光学観察装置において、第１回転駆動部を制御して、最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に第１偏光素子を設定する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第２光路に配置された直線偏光成分抽出部で抽出された複数の直線偏光成分を個別に撮像して得た撮像信号に基づいて最適偏光方向を検出し、第１光路に配置された第１偏光素子を最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に設定するので、観察像の明るさを変化させることなく、偏光素子を最適角度に設定可能とする光学観察装置及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】双眼鏡の外観斜視図である。
【図２】双眼鏡の構成を示すブロック図である。
【図３】第１偏光素子の回転制御について説明する図である。
【図４】第２偏光素子の回転制御について説明する図である。
【図５】第２偏光素子の回転角度と撮像タイミングとの関係を説明する図である。
【図６】輝度の検出領域について説明する図である。
【図７】自動モードの動作を説明するフローチャートである。
【図８】画素値の度数分布に基づいた最適偏光方向の検出を説明する図である。
【図９】第２実施形態の偏光制御ユニットを示すブロック図である。
【図１０】第３偏光素子を示す図である。
【図１１】第３実施形態の双眼鏡の構成を示すブロック図である。
【図１２】カラーフィルタを示す図である。
【図１３】第１〜第６偏光領域とカラーフィルタとの関係を示す図である。
【図１４】第４実施形態の双眼鏡の構成を示すブロック図である。
【図１５】調光素子のセグメントを示す図である。
【図１６】第５実施形態の双眼鏡の構成を示すブロック図である。
【図１７】正立プリズムを用いて第２光路を分岐させる構成を示す図である。
【図１８】第６実施形態の双眼鏡の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
図１において、双眼鏡１０は、第１光学系１０Ｒと、第２光学系１０Ｌと、撮像光学系１０Ｉとを備える。第１光学系１０Ｒは、光軸ＡＲに沿って入射する観察対象の光学像を正立させて、観察者の右目が接眼する第１接眼部ＥＲに導く。第２光学系１０Ｌは、観察対象から光軸ＡＬに沿って入射する観察対象の光学像を正立させて、観察者の左目が接眼する第２接眼部ＥＬに導く。第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬは、請求の範囲の「観察部」に対応する。
【００２６】
撮像光学系１０Ｉは、光軸ＡＩに沿って入射する観察対象の光学像を、双眼鏡１０の内部に設けられた撮像素子２８（図２参照）に導く。光軸ＡＲ、光軸ＡＬ、及び光軸ＡＩは、平行である。光軸ＡＲ及び光軸ＡＬは、請求の範囲の「第１光路」に対応する。光軸ＡＩは、請求の範囲の「第２光路」に対応する。
【００２７】
双眼鏡１０には、操作部１１が設けられている。操作部１１は、モード切替ボタン１１ａと、ズーム操作部１１ｂとを有する。モード切替ボタン１１ａは、観察モードを切り替える際に操作される。観察モードには、固定モードと、自動モードとがある。固定モードでは、後述する第１偏光素子１６（図２参照）の偏光軸が一定方向に固定される。自動モードでは、第１偏光素子１６の偏光軸が常に最適偏光方向に向くように自動的に制御される。ズーム操作部１１ｂは、ズーム倍率を変更させる際に操作される。
【００２８】
図２において、第１光学系１０Ｒは、対物レンズ１２と、正立プリズム１４と、第１偏光素子１６と、接眼レンズ１８とを備えている。第１光学系１０Ｒの光軸ＡＲ上には、対物レンズ１２、正立プリズム１４、第１偏光素子１６、及び接眼レンズ１８が、観察対象側からこの順に配置されている。
【００２９】
対物レンズ１２には、観察対象から光が入射する。対物レンズ１２は、複数枚の光学レンズから構成されている。対物レンズ１２は、図示しない機構により、複数枚の光学レンズの全体または一部を移動させることにより、光学像の合焦（ピント合わせ）が可能となっている。
【００３０】
正立プリズム１４は、シュミット・ペシャン型のプリズムであり、対物レンズ１２から入射した観察対象の光学像を正立させて射出する。正立プリズム１４は、補助プリズム１４Ａと、ダハプリズム１４Ｂとで構成されている。補助プリズム１４Ａには、対物レンズ１２から光学像が入射する。ダハプリズム１４Ｂには、補助プリズム１４Ａから光学像が入射する。ダハプリズム１４Ｂは、正立した光学像を射出する。
【００３１】
第１偏光素子１６は、光学像から、偏光軸ｒ１（図３参照）に沿った方向の直線偏光成分を透過させる偏光フィルタである。第１偏光素子１６を透過した直線偏光成分は、接眼レンズ１８に入射する。
【００３２】
第１光学系１０Ｒの第１偏光素子１６は、偏光軸ｒ１が光軸ＡＲに直交し、かつ光軸ＡＲを回転軸として回転自在に配置されている。また、第２光学系１０Ｌの第１偏光素子１６は、偏光軸ｒ１が光軸ＡＬに直交し、かつ光軸ＡＬを回転軸として回転自在に配置されている。第１偏光素子１６は、第１回転駆動部２０によって回転駆動される。
【００３３】
図３に示すように、第１回転駆動部２０は、第１偏光素子１６の偏光軸ｒ１が基準方向ｒ０とのなす角度αを認識している。第１回転駆動部２０は、第１偏光素子１６を回転させることにより角度αを変更する。基準方向ｒ０は、光軸ＡＲと光軸ＡＬとを含む平面に対して垂直な方向である。
【００３４】
第１回転駆動部２０は、第１光学系１０Ｒの第１偏光素子１６とともに、第２光学系１０Ｌの第１偏光素子１６を回転させる。第１回転駆動部２０は、回転制御部３２によって制御される。
【００３５】
接眼レンズ１８は、第１光路上に配置されている。接眼レンズ１８には、対物レンズ１２、正立プリズム１４、及び第１偏光素子１６を経た入射光が導かれる。接眼レンズ１８は、ズームレンズ１８ａを含む複数枚の光学レンズから構成されている。ズーム操作部１１ｂの操作に基づき、ズームレンズ１８ａを移動させることにより、第１光路の画角の変更が可能となっている。ズーム操作部１１ｂの操作により、ズーム倍率が大きくなるほど画角が小さくなる。
【００３６】
第２光学系１０Ｌは、第１光学系１０Ｒと同様に、対物レンズ１２と、正立プリズム１４と、第１偏光素子１６と、接眼レンズ１８とを備えている。第２光学系１０Ｌの光軸ＡＬ上には、対物レンズ１２、正立プリズム１４、第１偏光素子１６、及び接眼レンズ１８が、観察対象側からこの順に配置されている。
【００３７】
また、双眼鏡１０の内部には、偏光制御ユニット２２が設けられている。偏光制御ユニット２２は、撮像光学系１０Ｉの光軸ＡＩに配置されている。偏光制御ユニット２２は、モード切替ボタン１１ａが操作されて、観察モードが自動モードに設定された場合に動作する。
【００３８】
偏光制御ユニット２２は、対物レンズ２４と、直線偏光成分抽出部２６と、撮像素子２８と、偏光方向検出部３０と、回転制御部３２とを備えている。対物レンズ２４には、観察対象から光が入射する。対物レンズ２４は、対物レンズ１２と同様に、光学像の合焦が可能となっている。
【００３９】
撮像光学系１０Ｉの画角は、第１光学系１０Ｒ及び第２光学系１０Ｌにおいてズーム倍率が最も小さい場合の画角と一致している。すなわち、ズーム倍率が最も小さい場合に、第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬにより観察される観察範囲と、撮像素子２８による撮像範囲とが一致する。
【００４０】
直線偏光成分抽出部２６は、対物レンズ２４から入射光が入射し、その入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する。直線偏光成分抽出部２６は、第２偏光素子３４と、第２回転駆動部３６とにより構成されている。
【００４１】
第２偏光素子３４は、光学像から、偏光軸ｒ２（図４参照）に沿った方向の直線偏光成分を透過させる偏光フィルタである。第２偏光素子３４を透過した光は、撮像素子２８に入射する。
【００４２】
第２偏光素子３４は、偏光軸ｒ２が光軸ＡＩに直交し、かつ光軸ＡＩを回転軸として回転自在に配置されている。第２偏光素子３４は、第２回転駆動部３６によって回転駆動される。
【００４３】
図４に示すように、第２回転駆動部３６は、第２偏光素子３４の偏光軸ｒ２が基準方向ｒ０とのなす角度θを認識している。第２回転駆動部３６は、第２偏光素子３４を回転させることにより角度θを変更する。第２回転駆動部３６は、偏光方向検出部３０によって制御される。第２回転駆動部３６は、請求の範囲の「第２駆動部」に対応する。
【００４４】
撮像素子２８は、直線偏光成分抽出部２６により抽出された各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する。撮像素子２８としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサが用いられる。なお、本実施形態では、撮像素子２８として、カラーフィルタを有しないモノクロのイメージセンサを用いる。
【００４５】
偏光方向検出部３０は、第２偏光素子３４の角度θを変えながら、撮像素子２８に撮像を行わせ、複数の撮像信号を取得し、各撮像信号から観察像の輝度を求めることにより、観察に最適な偏光方向である最適偏光方向を検出する。本実施形態では、偏光方向検出部３０は、観察像の輝度が最も低下する偏光方向を最適偏光方向として特定する。
【００４６】
具体的には、偏光方向検出部３０は、第２回転駆動部３６と撮像素子２８とを制御して、図５に示すように、第２偏光素子３４の角度θの変更タイミングと、撮像素子２８による撮像タイミングｔとを同期させ、角度θが所定の角度だけ変更されるたびに撮像素子２８に撮像動作を行わせる。
【００４７】
偏光方向検出部３０は、観察像の輝度が最も低下する偏光方向（最適偏光方向）を検出するので、撮像タイミング間で変更する角度θの変更量は、可能な限り小さいほど好ましいが、本実施形態では、３０°としている。なお、偏光方向検出部３０は、第２回転駆動部３６により第２偏光素子３４の角度θを３０°変更させるたびに、第２偏光素子３４を所定時間停止させ、この停止中に撮像素子２８に撮像動作を行わせている。
【００４８】
また、最適偏光方向を検出するためには、第２偏光素子３４が３６０°の角度範囲で得られる複数の撮像信号に基づいて最適偏光方向を検出する必要はなく、第２偏光素子３４が１８０°の角度範囲で得られる複数の撮像信号に基づいて最適偏光方向を検出すれば十分である。これは、第２偏光素子３４の偏光軸ｒ２の方向が１８０°異なる場合に得られる直線偏光成分が、互いに同一であるためである。
【００４９】
このため、偏光方向検出部３０は、第２偏光素子３４が１８０°の角度範囲内で得られる複数の撮像信号に基づいて最適偏光方向を検出する。本実施形態では、各撮像タイミング間で変更する角度θの変更量を３０°としているので、６つの撮像タイミングにより得られる６フレーム分の撮像信号（信号群）に基づいて最適偏光方向を検出する。
【００５０】
具体的には、偏光方向検出部３０は、まず、撮像タイミングｔ１〜ｔ６の６フレーム分の信号群Ｇ１に基づいて最適偏光方向を検出する。そして、撮像タイミングｔ７に撮像信号が得られると、偏光方向検出部３０は、撮像タイミングｔ２〜ｔ７の６フレーム分の信号群Ｇ２に基づいて最適偏光方向を検出する。この後、同様に、新たな撮像信号が得られるたびに、この新たな１フレーム分の撮像信号と、これ以前の５フレーム分の撮像信号とにより構成される６フレーム分の信号群に基づいて最適偏光方向を検出する。このように、信号群を構成して最適偏光方向を検出することにより、最適偏光方向の検出頻度が増加する。
【００５１】
また、偏光方向検出部３０は、各撮像信号から観察像の輝度を求める際には、撮像信号から第１光路の画角に対応する領域内の画素信号に基づいて輝度を求める。具体的には、第１光路の画角は、ズーム操作部１１ｂの操作によるズーム倍率に応じて変化するので、偏光方向検出部３０は、ズーム操作部１１ｂからズーム倍率に係る信号を受信し、図６に示すように、撮像素子２８による撮像範囲３８内に、第１光路の画角に対応する検出領域３９をズーム倍率に応じて設定する。偏光方向検出部３０は、検出領域３９内の画素信号の平均値を求めることにより輝度を算出する。
【００５２】
偏光方向検出部３０は、信号群内の各撮像信号について輝度を求め、輝度が最小となる撮像信号が得られた第２偏光素子３４の角度θＰを、最適偏光方向とする。なお、最適偏光方向として求まった角度θＰが１８０°以上である場合には、この角度θＰから１８０°減算した値を最適偏光方向とする。これは、第２偏光素子３４の偏光軸ｒ２の方向が１８０°異なる場合に得られる直線偏光成分が、互いに同一であるためである。
【００５３】
回転制御部３２は、第１回転駆動部２０を制御して、偏光方向検出部３０で検出された最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に第１偏光素子１６を回転させる。具体的には、回転制御部３２は、第１偏光素子１６の角度αが、最適偏光方向として求まった角度θＰとなるように第１偏光素子１６を回転させる。上記のように、角度θＰが１８０°以上である場合には、この角度θＰから１８０°減算した値を最適偏光方向とするので、第１偏光素子１６の角度αは、０°≦α＜１８０°の範囲内で変更される。
【００５４】
以上のように構成された双眼鏡１０の作用を図７に示すフローチャートを用いて説明する。双眼鏡１０は、モード切替ボタン１１ａが操作され、自動モードが開始された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、偏光制御ユニット２２を動作させる。
【００５５】
偏光方向検出部３０は、第２偏光素子３４の角度θを３０°ずつ変更させながら（ステップＳ１２）、撮像素子２８により撮像信号を取得する（ステップＳ１３）。偏光方向検出部３０は、取得した各撮像信号に基づいて輝度を算出し、輝度が最も小さくなる角度θＰを、最適偏光方向として検出する（ステップＳ１４）。具体的には、偏光方向検出部３０は、角度θが変更されて新たな撮像信号が得られるたびに、この新たな１フレーム分の撮像信号と、これ以前の５フレーム分の撮像信号とにより構成される６フレーム分の信号群に基づいて最適偏光方向を検出する。
【００５６】
回転制御部３２は、第１回転駆動部２０を制御して、検出された最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に第１偏光素子１６を回転させる（ステップＳ１５）。ステップＳ１２〜ステップＳ１５は、観察モードが自動モードに設定されている間（ステップＳ１６でＮＯ）は、繰り返し行われる。モード切替ボタン１１ａが再び操作されると、自動モードが終了する（ステップＳ１６でＹＥＳ）。
【００５７】
このように、自動モードでは、第２偏光素子３４を回転させながら最適偏光方向を逐次に検出し、最適偏光方向が検出されるたびに第１偏光素子１６を最適偏光方向に設定するので、第１偏光素子１６を常に最適偏光方向に維持することができる。このため、従来のように、最適偏光方向の検出にともなって、観察像の明るさが変化することはない。ユーザーは、水面や窓ガラス等を含むシーンを観察する際に、反射光等の不要光がカットされた観察像を観察することができる。この自動モードは、観察対象が変化し、反射光等の不要光に大きな変動が生じるシーンで好適である。
【００５８】
また、固定モードでは、回転制御部３２は、第１回転駆動部２０を制御して、第１偏光素子１６の角度αを０°に設定する。この固定モードでは、偏光制御ユニット２２は動作しないため、省電力化が図られる。この固定モードは、観察対象の変化が少なく、反射光等の不要光に大きな変動が生じないシーンで好適である。
【００５９】
なお、上記実施形態では、撮像信号の輝度に基づいて最適偏光方向を検出しているが、撮像信号の画素値の度数分布に基づいて最適偏光方向を検出しても良い。図８は、観察対象を撮像して得られた撮像信号に基づく画素値の度数分布を示している。この度数分布を生成するための画素値は、前述の検出領域３９内から取得される。
【００６０】
水面や窓ガラス等を含むシーンでは、反射光等の不要光の輝度が大きい傾向にあるため、第２偏光素子３４の角度θが最適偏光方向でなく、不要光が十分にカットされていない状況では、度数分布は、図８（Ａ）に示すように、画素値が大きい領域（高輝度領域）での度数が多くなる。このため、高輝度領域における累積度数が最小となる角度θＰを求めることにより、最適偏光方向を検出することができる。
【００６１】
具体的には、閾値ＴＨを設定し、第２偏光素子３４の角度θを変更するたびに得られる撮像信号から、閾値ＴＨ以上の累積度数を求め、この累積度数が最小となる角度θＰを求め、この方向を最適偏光方向とする。この最適偏光方向では、反射光等の不要光の全てが第２偏光素子３４によりほぼカットされるので、図８（Ｂ）に示すように、閾値ＴＨ以上の累積度数がほぼゼロとなる。
【００６２】
このように、閾値ＴＨ以上の累積度数に基づいて最適偏光方向を検出することができる。閾値ＴＨは、適宜変更して良い。
【００６３】
なお、上記実施形態では、第２偏光素子３４の角度θが所定の角度だけ変更されるたびに第２偏光素子３４の回転を停止させ、この停止中に撮像素子２８に撮像を行わせているが、第２偏光素子３４を一定の速度で回転させたまま、角度θが所定の角度を取るタイミングで撮像素子２８に撮像を行わせても良い。
【００６４】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第２偏光素子３４を回転させることにより、光学像から複数の直線偏光成分を順次に抽出しているが、第２実施形態では、複数の直線偏光成分を同時に抽出する。
【００６５】
図９に示すように、第２実施形態の偏光制御ユニット４０は、偏光制御ユニット２２の第２偏光素子３４及び第２回転駆動部３６に代えて、第３偏光素子４２が、対物レンズ２４と撮像素子２８との間に固定配置されている。第３偏光素子４２は、請求の範囲の「直線偏光成分抽出部」に対応する。
【００６６】
図１０に示すように、第３偏光素子４２は、偏光軸の方向が異なる第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６を有する。第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６は、縦横方向に繰り返しパターン配列されている。基準方向ｒ０に対する第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６の偏光軸の角度は、順に、０°，３０°，６０°，９０°，１２０°，１５０°となっている。
【００６７】
したがって、光学像を第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６に入射させることにより、第１実施形態と同様の６方向の直線偏光成分が同時に抽出される。なお、第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６は、縦横方向に繰り返しパターン配列されているので、ズーム操作に伴う画角の変更により検出領域３９の大きさが変化したとしても、検出領域３９内には少なくとも１組の第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６が含まれている。
【００６８】
第２実施形態では、検出領域３９の画素値に基づいて、各直線偏光成分の輝度を求め、この輝度が最小となる最適偏光方向を検出する。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６９】
第２実施形態では、複数の偏光方向について直線偏光成分を同時に抽出するので、第１実施形態のように直線偏光成分を順次に抽出する場合と比較して、最適偏光方向の検出時間が短縮される。また、第２実施形態では、第１実施形態のように第２偏光素子３４を回転させるための第２回転駆動部３６を設ける必要が無いので、省スペース化及び省電力化が図られる。
【００７０】
なお、第３偏光素子４２を、撮像素子２８の撮像面上に、半導体製造プロセス等によって直接形成しても良い。また、第２実施形態においても、撮像信号の画素値の度数分布に基づいて最適偏光方向を検出することが可能である。
【００７１】
［第３実施形態］
第３実施形態は、撮像素子２８により得られる画像の記録と、この画像を第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに導くことを可能とする。第３実施形態の双眼鏡５０は、図１１に示すように、第１実施形態の双眼鏡１０の構成に加えて、撮影ボタン５２と、メモリ５４と、表示部５６と、ハーフミラー５８とを有する。
【００７２】
また、第１実施形態では、撮像素子２８としてモノクロのイメージセンサを用いているが、第３実施形態では、カラー画像を表示部５６に表示させるために、複数色の画素を有するカラーのイメージセンサを用いる。
【００７３】
図１２に示すように、撮像素子２８の各画素には、Ｂ（青色）フィルタ、Ｇ（緑色）フィルタ、Ｒ（赤色）フィルタのいずれかが設けられている。本実施形態では、カラーフィルタの色配列は、ベイヤー配列としている。Ｂフィルタが設けられたＢ画素は、Ｂ撮像信号を出力する。Ｇフィルタが設けられたＧ画素は、Ｇ撮像信号を出力する。Ｒフィルタが設けられたＲ画素は、Ｒ撮像信号を出力する。
【００７４】
本実施形態では、偏光方向検出部３０は、撮像素子２８から出力されるＢＧＲの撮像信号をＹ／Ｃ変換することによって輝度信号を生成する。偏光方向検出部３０は、輝度信号から求まる観察像の輝度に基づき、最適偏光方向を検出する。
【００７５】
撮影ボタン５２は、観察対象の静止画撮影を行う際に操作される。この撮影ボタン５２の操作は、自動モード時に有効となる。メモリ５４には、撮影ボタン５２が操作された際に、偏光方向検出部３０により最適偏光方向が検出された撮像信号に基づく画像が、最適画像として記憶される。また、表示部５６は、最適画像を表示する。
【００７６】
ハーフミラー５８は、第１光学系１０Ｒでは、接眼レンズ１８と第１接眼部ＥＲとの間の光軸ＡＲに配置されており、第２光学系１０Ｌでは、接眼レンズ１８と第２接眼部ＥＬとの間の光軸ＡＬに配置されている。表示部５６に表示された画像は、ハーフミラー５８を介して、第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに導かれる。表示部５６に表示された画像は、光学像に重畳される。
【００７７】
このように、第３実施形態では、静止画撮影を行った場合に、反射光等の不要光がカットされた最適な静止画が自動的に取得される。また、この最適な静止画を、第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬを介して確認することができる。
【００７８】
なお、上記第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、第２偏光素子３４に代えて、第３偏光素子４２を用いることによって、光学像から複数の直線偏光成分を同時に抽出することができる。この場合、図１３に示すように、第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６の各々から輝度信号を生成するために、Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素のそれぞれが、第１〜第６偏光領域Ａ１〜Ａ６の各々に対して、少なくとも１以上配置される必要がある。
【００７９】
また、第３実施形態では、撮像素子２８としてＢＧＲの原色型カラーセンサを用いているが、これに代えて、補色型カラーセンサを用いても良い。
【００８０】
また、第３実施形態では、表示部５６に表示された画像を、光学像に重畳させる構成としているが、第１光学系１０Ｒ及び第２光学系１０Ｌにシャッタ機構を設けることにより、表示部５６に画像が表示されている間は、第１光学系１０Ｒ及び第２光学系１０Ｌを遮光して、表示部５６の表示画像のみを第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに導くよう構成しても良い。また、ハーフミラー５８を、光軸ＡＲと光軸ＡＬとの両光軸に設けずに、いずれか一方の光軸に設けても良い。
【００８１】
また、第３実施形態では、表示部５６の表示画像を第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに導くよう構成しているが、表示部５６を双眼鏡５０の筐体（図示せず）に設け、表示部５６の表示画像を第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに導かずに、直接ユーザーに対して表示させても良い。この場合の表示部５６は、請求の範囲の「観察部」に対応する。
【００８２】
［第４実施形態］
第１実施形態では、水面や窓ガラス等を含むシーンを観察する際に、反射光等の不要光を第１偏光素子１６でカットすることにより観察像の視認性を高めている。しかし、観察するシーン中には、反射光等の不要光だけでなく、太陽等の高輝度被写体からの直接光等も含まれ、このような光は、第１偏光素子１６で十分にカットされず、観察像の視認性を低下させる。
【００８３】
このため、第４実施形態の双眼鏡６０では、図１４に示すように、第１実施形態の双眼鏡１０の構成に加えて、調光素子６２と、調光素子制御部６４とが設けられている。
【００８４】
図１５に示すように、調光素子６２は、光透過率が可変である複数のセグメントＳを有する。調光素子６２は、第１光学系１０Ｒの接眼レンズ１８と第１接眼部ＥＲとの間と、第２光学系１０Ｌの接眼レンズ１８と第２接眼部ＥＬとの間とに配置されている。
【００８５】
調光素子６２は、例えば、ポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）フィルタにより構成されている。調光素子６２のセグメントＳは、２次元マトリクス状に配列されている。調光素子６２は、接眼レンズ１８からの光学像の光量をセグメントＳ毎に調整（調光）する。
【００８６】
調光素子制御部６４は、偏光方向検出部３０により最適偏光方向が検出された撮像信号に基づいて、調光素子６２の各セグメントＳの光透過率を個別に制御する。調光素子制御部６４は、撮像素子２８の画素とセグメントＳとの対応関係を把握している。
【００８７】
調光素子制御部６４は、偏光方向検出部３０により最適偏光方向が検出された撮像信号を撮像素子２８から取得する。調光素子制御部６４は、取得した撮像信号に基づき、調光素子６２のセグメントＳに対応する画素の輝度を求める。調光素子制御部６４は、セグメントＳに対応する画素について輝度の平均値を求めることによって、セグメントＳ毎の輝度を求める。調光素子制御部６４は、各セグメントＳのうち、輝度が特定の閾値以上の高輝度領域が含まれているセグメントＳを特定する。調光素子制御部６４は、特定したセグメントＳの光透過率を低下させることにより、このセグメントＳを透過する光の光量を減光させる。
【００８８】
このように、本実施形態では、太陽等の高輝度被写体に対応するセグメントＳの光透過率を低下させるので、観察像の視認性がより向上する。
【００８９】
なお、調光素子６２を、接眼レンズ１８と第１接眼部ＥＲとの間と、接眼レンズ１８と第２接眼部ＥＬとの間とに配置しているが、調光素子６２は、光軸ＡＲ及び光軸ＡＬ上に配置されていれば良く、配置する位置は特に限定されない。ただし、調光素子６２は、第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬに近い位置に配置されることが好ましい。
【００９０】
［第５実施形態］
第１実施形態では、偏光制御ユニット２２に光学像を取り込むための第２光路を、第１光学系１０Ｒ及び第２光学系１０Ｌの第１光路とは独立して設けているが、第１光路を光学部材により分岐させることにより第２光路を形成しても良い。
【００９１】
第５実施形態の双眼鏡７０では、図１６に示すように、第１実施形態の双眼鏡１０の構成に加えて、第１光学系１０Ｒの対物レンズ１２と正立プリズム１４との間に光学部材７２を設けることにより、光軸ＡＩを、光軸ＡＲから分岐させる。
【００９２】
光学部材７２は、例えば、透明板であり、フレネル反射を利用して、対物レンズ１２からの入射光のうち、一部の光を反射させて偏光制御ユニット２２に導くとともに、その他の光を透過させて正立プリズム１４に導く。
【００９３】
本実施形態では、光学部材７２により光軸ＡＩが光軸ＡＲから分岐されるので、第１光学系１０Ｒと撮像光学系１０Ｉとで対物レンズ１２が共用される。このため、第１光路の画角と第２光路の画角とが常に同一である。このため、本実施形態では、第１実施形態のように、輝度を検出するための検出領域３９を、第１光路の画角に合わせて変更する必要はなく、ズーム倍率に関係なく、常に撮像範囲３８内の全ての信号を用いて輝度を算出すれば良い。
【００９４】
また、第１光路（光軸ＡＲ）を伝搬する光の光学部材７２への入射角がブリュースター角となるように、光学部材７２を配置しても良い。この場合には、光学部材７２により反射され、第２光路（光軸ＡＩ）に導かれる光が、ほぼＳ偏光成分となる。このＳ偏光成分は、上記不要光に含まれる主成分であるので、第２偏光素子３４の回転に伴う輝度の変化が明瞭化し、最適偏光方向の検出精度が向上する。
【００９５】
なお、本実施形態においても、第２偏光素子３４に代えて、第３偏光素子４２を用いることが可能であることは言うまでもない。また、光学部材７２は、ハーフミラー等のその他の光学部材であってもよい。
【００９６】
また、光学部材７２に代えて、図１７に示すように、正立プリズム１４の非全反射面にハーフミラー７４を設け、光学像の一部を正立プリズム１４から射出させることによって、偏光制御ユニット２２に光学像を取り込むための第２光路（光軸ＡＩ）を形成しても良い。これにより、さらに省スペース化が図られる。
【００９７】
［第６実施形態］
上記実施形態では、偏光方向検出部３０により検出された最適偏光方向（角度θＰ）に基づいて第１偏光素子１６の角度αを設定している。しかし、双眼鏡１０の使用状況によっては、最適偏光方向と、この最適偏光方向に基づいて実際に設定される第１偏光素子１６の設定位置とにズレが生じる可能性がある。そこで、第６実施形態の双眼鏡８０は、回転制御部３２による第１偏光素子１６の設定位置を校正するための校正動作を実行可能とする。
【００９８】
図１８において、第６実施形態の双眼鏡８０は、第１実施形態の双眼鏡１０の構成に加えて、校正動作開始操作部８２と、回転停止操作部８４と、校正制御部８６とを有する。
【００９９】
校正動作開始操作部８２は、校正動作を開始させる際に操作される。回転停止操作部８４は、校正動作の実行中に回転される第１偏光素子１６の回転を、ユーザーが停止させる際に操作される。
【０１００】
校正制御部８６は、校正動作開始操作部８２が操作された場合に、第１回転駆動部２０を駆動させることによって第１偏光素子１６を回転させる。第１偏光素子１６が回転されると、第１偏光素子１６の回転に伴って観察像の明るさが周期的に変化する。明るさが最も小さくなるタイミングで、ユーザーに回転停止操作部８４を操作させる。
【０１０１】
校正制御部８６は、回転停止操作部８４が操作された場合、第１偏光素子１６の回転を停止させるとともに、停止された第１偏光素子１６の回転停止位置を検知する。回転停止操作部８４は、検知した回転停止位置に基づき、第１偏光素子１６の角度αを特定する。
【０１０２】
校正制御部８６は、特定した角度αと、偏光方向検出部３０により検出された最適偏光方向に対応する角度θＰとを比較し、角度差を求める。そして、校正制御部８６は、回転制御部３２を制御して、求めた角度差に基づき、最適偏光方向に基づく第１偏光素子１６の設定位置を校正する。
【０１０３】
なお、上記第６実施形態では、観察像の明るさが最も小さくなるタイミングで停止された第１偏光素子１６の回転停止位置に基づいて、第１偏光素子１６の設定位置を校正しているが、観察像の明るさが最も大きくなるタイミングで停止された第１偏光素子１６の回転停止位置に基づいて、第１偏光素子１６の設定位置を校正しても良い。
【０１０４】
また、校正制御部８６は、観察像の明るさが最も小さくなるタイミングで停止された第１偏光素子１６の回転停止位置と、観察像の明るさが最も大きくなるタイミングで停止された第１偏光素子１６の回転停止位置との両方に基づいて第１偏光素子１６の設定位置を校正しても良い。
【０１０５】
また、第６実施形態では、第１接眼部ＥＲ及び第２接眼部ＥＬを介して観察される観察像に基づいて回転停止操作部８４の操作が行われるが、第３実施形態の表示部５６に表示される画像を観察しながら回転停止操作部８４が操作されるようにしても良い。この場合、例えば、シャッタ機構等により第２光学系１０Ｌに光学像が導かれることを防止するとともに、表示部５６からの画像が第２接眼部ＥＬに導かれる構成とする。このため、第１接眼部ＥＲには光学像が導かれ、第２接眼部ＥＬには最適偏光方向が検出された撮像信号に基づいて生成された画像（最適画像）が導かれる。これにより、ユーザーは、左目で最適画像を観察し、右目で実際の光学像を観察しながら、回転停止操作部８４の操作を行うことができる。
【０１０６】
上記各実施形態では、双眼鏡を例として本発明を説明しているが、本発明は、単眼鏡や望遠鏡等、他の光学観察装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，５０，６０，７０，８０  双眼鏡
１０Ｒ  第１光学系
１０Ｌ  第２光学系
１０Ｉ  撮像光学系
１１  操作部
１１ａ  モード切替ボタン
１１ｂ  ズーム操作部
１２  対物レンズ
１４  正立プリズム
１４Ａ  補助プリズム
１４Ｂ  ダハプリズム
１６  第１偏光素子
１８  接眼レンズ
１８ａ  ズームレンズ
２０  第１回転駆動部
２２，４０  偏光制御ユニット
２４  対物レンズ
２６  直線偏光成分抽出部
２８  撮像素子
３０  偏光方向検出部
３２  回転制御部
３４  第２偏光素子
３６  第２回転駆動部
３８  撮像範囲
３９  検出領域
４２  第３偏光素子
５２  撮影ボタン
５４  メモリ
５６  表示部
５８，７４  ハーフミラー
６２  調光素子
６４  調光素子制御部
７２  光学部材
８２  校正動作開始操作部
８４  回転停止操作部
８６  校正制御部
ＡＲ  光軸
ＡＬ  光軸
ＡＩ  光軸
ＥＲ  第１接眼部
ＥＬ  第２接眼部
ｒ１  偏光軸
ｒ２  偏光軸
【図１】
2016167051.tif 000003
【図２】
2016167051.tif 000004
【図３】
2016167051.tif 000005
【図４】
2016167051.tif 000006
【図５】
2016167051.tif 000007
【図６】
2016167051.tif 000008
【図７】
2016167051.tif 000009
【図８】
2016167051.tif 000010
【図９】
2016167051.tif 000011
【図１０】
2016167051.tif 000012
【図１１】
2016167051.tif 000013
【図１２】
2016167051.tif 000014
【図１３】
2016167051.tif 000015
【図１４】
2016167051.tif 000016
【図１５】
2016167051.tif 000017
【図１６】
2016167051.tif 000018
【図１７】
2016167051.tif 000019
【図１８】
2016167051.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月15日(2017.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する回転制御部と、
前記回転制御部による前記第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される前記第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、
前記第１回転駆動部を駆動して前記第１偏光素子を回転させ、前記観察部に導かれる前記観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で前記回転停止操作部が操作されることにより停止された前記第１偏光素子の回転停止位置と、前記偏光方向検出部により検出された前記最適偏光方向との差異に基づき、前記設定位置を校正する校正制御部と、
を備える光学観察装置。
【請求項２】
前記偏光方向検出部は、前記観察対象の画像の輝度が最も低下する偏光方向を検出する請求項１に記載の光学観察装置。
【請求項３】
前記直線偏光成分抽出部は、
前記特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第２光路の光軸に直交する面上に配置された第２偏光素子と、
前記第２偏光素子を回転駆動する第２回転駆動部と、を備え、
前記第２偏光素子が回転される一定の角度範囲内で前記撮像素子に複数回の撮像動作を行わせることにより、前記複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ順次に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項４】
前記角度範囲は、１８０°である請求項３に記載の光学観察装置。
【請求項５】
前記直線偏光成分抽出部は、分割された複数の偏光領域を有し、前記第２光路に固定配置された第３偏光素子であって、前記各偏光領域が透過させる直線偏光成分の偏光方向はそれぞれ異なり、前記複数の偏光方向について直線偏光成分を同時に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項６】
前記第３偏光素子は、前記撮像素子の撮像面上に設けられている請求項５に記載の光学観察装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、複数色の画素を有するカラーセンサであり、各色の画素が、１つの前記偏光領域に対して少なくとも１つ以上配置されている請求項６に記載の光学観察装置。
【請求項８】
光透過率が可変である複数のセグメントを有し、前記第１光路に配置された調光素子と、
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づいて、前記各セグメントの光透過率を制御する調光素子制御部と、
を備える請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項９】
前記第１偏光素子と前記観察部との間の前記第１光路に接眼レンズを備え、
前記調光素子は、前記接眼レンズと前記観察部との間に配置されている請求項８に記載の光学観察装置。
【請求項１０】
前記第１光路にハーフミラーが配置され、
前記第２光路は、前記ハーフミラーにより前記第１光路から分岐される請求項１から９のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づく画像を表示する表示部を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１３】
前記表示部に表示された前記画像は、前記第１光路を介して前記観察部に導かれる請求項１２に記載の光学観察装置。
【請求項１４】
前記校正動作を開始させるための校正動作開始操作部を備え、
前記校正制御部は、前記校正動作開始操作部が操作され、前記回転停止操作部が操作されるまでの間、前記第１偏光素子を回転させる請求項１から１０，１２，１３のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１５】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分拍出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する回転制御部と、
前記回転制御部による前記第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される前記第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、
を備える光学観察装置の制御方法において、
前記第１回転駆動部を駆動して前記第１偏光素子を回転させ、前記観察部に導かれる前記観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で前記回転停止操作部が操作されることにより停止された前記第１偏光素子の回転停止位置と、前記偏光方向検出部により検出された前記最適偏光方向との差異に基づき、前記設定位置を校正する光学観察装置の制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月24日(2017.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する回転制御部と、
前記回転制御部による前記第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される前記第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、
前記第１回転駆動部を駆動して前記第１偏光素子を回転させ、前記観察部に導かれる前記観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で前記回転停止操作部が操作されることにより停止された前記第１偏光素子の回転停止位置と、前記偏光方向検出部により検出された前記最適偏光方向との差異に基づき、前記設定位置を校正する校正制御部と、
を備える光学観察装置。
【請求項２】
前記偏光方向検出部は、前記観察対象の画像の輝度が最も低下する偏光方向を検出する請求項１に記載の光学観察装置。
【請求項３】
前記直線偏光成分抽出部は、
前記特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第２光路の光軸に直交する面上に配置された第２偏光素子と、
前記第２偏光素子を回転駆動する第２回転駆動部と、を備え、
前記第２偏光素子が回転される一定の角度範囲内で前記撮像素子に複数回の撮像動作を行わせることにより、前記複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ順次に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項４】
前記角度範囲は、１８０°である請求項３に記載の光学観察装置。
【請求項５】
前記直線偏光成分抽出部は、分割された複数の偏光領域を有し、前記第２光路に固定配置された第３偏光素子であって、前記各偏光領域が透過させる直線偏光成分の偏光方向はそれぞれ異なり、前記複数の偏光方向について直線偏光成分を同時に抽出する請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項６】
前記第３偏光素子は、前記撮像素子の撮像面上に設けられている請求項５に記載の光学観察装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、複数色の画素を有するカラーセンサであり、各色の画素が、１つの前記偏光領域に対して少なくとも１つ以上配置されている請求項６に記載の光学観察装置。
【請求項８】
光透過率が可変である複数のセグメントを有し、前記第１光路に配置された調光素子と、
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づいて、前記各セグメントの光透過率を制御する調光素子制御部と、
を備える請求項１または２に記載の光学観察装置。
【請求項９】
前記第１偏光素子と前記観察部との間の前記第１光路に接眼レンズを備え、
前記調光素子は、前記接眼レンズと前記観察部との間に配置されている請求項８に記載の光学観察装置。
【請求項１０】
前記第１光路にハーフミラーが配置され、
前記第２光路は、前記ハーフミラーにより前記第１光路から分岐される請求項１から９のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１１】
前記最適偏光方向が検出された前記撮像信号に基づく画像を表示する表示部を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１２】
前記表示部に表示された前記画像は、前記第１光路を介して前記観察部に導かれる請求項１１に記載の光学観察装置。
【請求項１３】
前記校正動作を開始させるための校正動作開始操作部を備え、
前記校正制御部は、前記校正動作開始操作部が操作され、前記回転停止操作部が操作されるまでの間、前記第１偏光素子を回転させる請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学観察装置。
【請求項１４】
観察対象から光が入射する対物レンズと、
前記対物レンズに入射した入射光が第１光路を介して導かれる観察部と、
特定の直線偏光成分を透過させる偏光素子であって、前記第１光路の光軸に直交する面上に回転自在に配置された第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を回転駆動する第１回転駆動部と、
前記第１光路と同一、又は前記第１光路より画角の大きい第２光路に配置され、前記入射光から複数の偏光方向について直線偏光成分をそれぞれ抽出する直線偏光成分抽出部と、
前記直線偏光成分抽出部により抽出された前記各直線偏光成分を、それぞれ個別に撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号に基づき、前記観察対象の画像をもとに最適偏光方向を検出する偏光方向検出部と、
前記第１回転駆動部を制御して、前記最適偏光方向の直線偏光成分を透過させる角度に前記第１偏光素子を設定する回転制御部と、
前記回転制御部による前記第１偏光素子の設定位置を校正するための校正動作の実行中に回転される前記第１偏光素子の回転を、ユーザーが停止させることを可能とする回転停止操作部と、
を備える光学観察装置の制御方法において、
前記第１回転駆動部を駆動して前記第１偏光素子を回転させ、前記観察部に導かれる前記観察対象の光学像の光量が最も低下する位置で前記回転停止操作部が操作されることにより停止された前記第１偏光素子の回転停止位置と、前記偏光方向検出部により検出された前記最適偏光方向との差異に基づき、前記設定位置を校正する光学観察装置の制御方法。
【国際調査報告】
2016167051.tif 000021
2016167051.tif 000022
2016167051.tif 000023
2016167051.tif 000024