(57)【要約】【課題】  光の吸収で劣化することなく素子としての機能を維持することができる波長分離光学素子、およびこの波長分離光学素子を用いた色温度可変光源装置を提供すること。【解決手段】  波長分離光学素子１０は、多層膜１と１／４波長板２とミラー３とを積層して成り、角度４５°で入射する偏光光Ｌ１を波長域に応じて偏光方向が異なる光Ｌ２（＝Ｌ（Ｒ）＋Ｌ（Ｔ））として角度４５°で射出する。波長分離光学素子１０を色温度可変光源装置１００に用い、回転型偏光板１４を光軸廻りに回転すると、その回転角度に応じて反射光Ｌ（Ｒ）と透過光Ｌ（Ｔ）を任意の比率で射出光Ｌ３として取り出すことができ、光源１１からの光の色温度を連続的に変えることができる。【選択図】  図１
2006084775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉型波長選択素子と偏光素子と反射素子とを積層して構成され、
前記干渉型波長選択素子へ入射する光を波長に応じて偏光方向を異ならせて射出することを特徴とする波長分離光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の波長分離光学素子において、
前記干渉型波長選択素子は、前記入射光のうち第１の波長の光を反射するとともに第２の波長の光を透過し、
前記偏光素子は、前記干渉型波長選択素子からの第２の波長の光の偏光方向を変更して前記反射素子へ導き、
前記反射素子は、前記偏光素子からの第２の波長の光を反射して前記偏光素子へ導き、
前記偏光素子は、前記反射素子により導かれた第２の波長の光の偏光方向をさらに変更して前記干渉型波長選択素子へ導き、
前記干渉型波長選択素子は、前記偏光素子からの第２の波長の光を透過することにより、前記入射光を第１の波長の光と第２の波長の光とで偏光方向を異ならせて射出することを特徴とする波長分離光学素子。
【請求項３】
光源と、
前記光源からの光を直線偏光光とする偏光部材と、
前記直線偏光光を波長に応じて偏光方向を異ならせて射出する請求項１または２に記載の波長分離光学素子と、
前記波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光から所定の色温度の光を選択して取り出す波長選択手段とを備えることを特徴とする色温度可変光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の色温度可変光源装置において、
前記波長選択手段は、
光軸廻りに回転可能な回転型偏光部材を備え、
前記回転型偏光部材を回転駆動することにより、前記波長に応じて偏光方向が異なる偏光光を偏光方向毎に選択比率を変えて取り出すことを特徴とする色温度可変光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の色温度可変光源装置において、
前記波長選択手段は、
前記回転型偏光部材を回転駆動する駆動機構と、
前記駆動機構を介して前記回転型偏光部材の回転角度を制御する制御回路とを備え、
前記回転型偏光部材の回転角度を変えることにより前記選択比率を変えることを特徴とする色温度可変光源装置。
【請求項６】
請求項３に記載の色温度可変光源装置において、
前記波長選択手段は、前記波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光の偏光面を回転させる液晶を有し、
前記液晶を駆動することにより、前記波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光を、偏光方向毎に選択比率を変えて取り出すことを特徴とする色温度可変光源装置。
【請求項７】
入射する光を直線偏光光とし、その直線偏光光を偏光方向毎に選択比率を変える回転型偏光部材と、
前記偏光方向毎の選択比率を変更された直線偏光光の偏光方向を波長に応じて異ならせる請求項１または２に記載の波長分離光学素子と、
前記波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光から偏光方向毎に所定の波長の光を選択する偏光部材とを備えることを特徴とする色温度補正光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の色温度補正光学装置において、
前記回転型偏光部材と前記波長分離光学素子との間に、または前記波長分離光学素子と前記偏光部材との間に、複屈折作用を有する光学素子をさらに備えることを特徴とする色温度補正光学装置。
【請求項９】
撮像レンズ系と、
前記撮像レンズ系により結像される被写体の像を電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記撮像レンズ系の前記被写体側に、請求項７または８に記載の色温度補正光学装置を備える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、波長分離光学素子、それを有する色温度可変光源装置および色温度補正光学装置、および色温度補正光学装置を用いた撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工光を被写体に照射して撮影する、いわゆるストロボ撮影では、写真表現上、ストロボ光の色温度を変えて照明することがあり、この場合、ストロボ光とは波長域の異なる補助光を併用している。また、被写体を照明する光の色温度が変化する環境、例えば太陽光から白熱灯に変わった場合には、色調を正確に再現するために、カメラの光学系に色ガラスフィルタを挿入して色温度を補正することがある。しかし、補助光を併用するにしろ、色ガラスフィルタを用いるにしろ、限られた一定範囲の色温度の補正しかできず、連続的な色温度の補正はできない。
【０００３】
色温度を広範囲で連続的に補正するために、液晶を利用した撮像用フィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この色温度補正フィルタは、分子の配列によって光吸収率が異なる２色性色素を添加したゲストホスト液晶材料をセルに充填したものであり、この液晶に電圧を加えることにより、色素分子の配列を制御して短波長光の吸収の度合いを変化させ、透過光の色温度を変化させるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０８９１８８号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の色温度補正フィルタは、２色性色素による光吸収の分光特性を印加電圧で制御するという原理を用いており、２色性色素で光を吸収するために、色素分子の劣化や色温度補正フィルタの発熱が生じることは避けられない。特に発光強度の大きいストロボ光を透過させて色温度を制御する場合は、これらの現象が顕著となるので、色温度補正フィルタとしての機能が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記問題点を解決するために、請求項１に係る発明の波長分離光学素子は、干渉型波長選択素子と偏光素子と反射素子とを積層して構成され、干渉型波長選択素子へ入射する光を波長に応じて偏光方向を異ならせて射出することを特徴とする。
請求項２に係る発明の波長分離光学素子は、請求項１の波長分離光学素子において、干渉型波長選択素子は、入射光のうち第１の波長の光を反射するとともに第２の波長の光を透過し、偏光素子は、干渉型波長選択素子からの第２の波長の光の偏光方向を変更して反射素子へ導き、反射素子は、偏光素子からの第２の波長の光を反射して偏光素子へ導き、偏光素子は、反射素子により導かれた第２の波長の光の偏光方向をさらに変更して干渉型波長選択素子へ導き、干渉型波長選択素子は、偏光素子からの第２の波長の光を透過することにより、入射光を第１の波長の光と第２の波長の光とで偏光方向を異ならせて射出することを特徴とする。
【０００７】
（２）請求項３に係る発明の色温度可変光源装置は、光源と、光源からの光を直線偏光光とする偏光部材と、直線偏光光を波長に応じて偏光方向を異ならせて射出する請求項１または２の波長分離光学素子と、波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光から所定の色温度の光を選択して取り出す波長選択手段とを備えることを特徴とする。
請求項４に係る発明の色温度可変光源装置は、請求項３の色温度可変光源装置において、波長選択手段は、光軸廻りに回転可能な回転型偏光部材を備え、回転型偏光部材を回転駆動することにより、波長に応じて偏光方向が異なる偏光光を偏光方向毎に選択比率を変えて取り出すことが好ましい。
請求項５に係る発明の色温度可変光源装置は、請求項４の色温度可変光源装置において、波長選択手段は、回転型偏光部材を回転駆動する駆動機構と、駆動機構を介して回転型偏光部材の回転角度を制御する制御回路とを備え、回転型偏光部材の回転角度を変えることにより選択比率を変えてもよい。
請求項６に係る発明の色温度可変光源装置は、請求項３の色温度可変光源装置において、
波長選択手段は、波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光の偏光面を回転させる液晶を有し、液晶を駆動することにより、波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光を、偏光方向毎に選択比率を変えて取り出すように構成してもよい。
【０００８】
（３）  請求項７に係る発明の色温度補正光学装置は、入射する光を直線偏光光とし、その直線偏光光を偏光方向毎に選択比率を変える回転型偏光部材と、偏光方向毎の選択比率を変更された直線偏光光の偏光方向を波長に応じて異ならせる請求項１または２の波長分離光学素子と、波長に応じて偏光方向を異ならせた偏光光から偏光方向毎に所定の波長の光を選択する偏光部材とを備えることを特徴とする。
請求項８に係る発明の色温度補正光学装置は、請求項７の色温度補正光学装置において、回転型偏光部材と波長分離光学素子との間に、または波長分離光学素子と偏光部材との間に、複屈折作用を有する光学素子をさらに備えることが好ましい。
（４）  請求項９に係る発明の撮像システムは、撮像レンズ系と、撮像レンズ系により結像される被写体の像を電気信号に変換して出力する撮像素子と、撮像レンズ系の被写体側に、請求項７または８の色温度補正光学装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の波長分離光学素子によれば、波長に応じて偏光方向を変えることができるので、光の吸収で劣化することなく素子としての機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態による波長分離光学素子、それを有する色温度可変光源装置および色温度補正光学装置、および色温度補正光学装置を用いた撮像システムについて、図１〜８を参照しながら説明する。
【００１１】
〈第１の実施の形態〉
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態による色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大図である。色温度補正光学装置１００は、光源１１と、コリメートレンズ１２と、偏光板１３と、波長分離光学素子１０と、回転型偏光板１４と、回転駆動部１５と、回転制御部１６とを備えている。光源１１は、例えば、写真用閃光装置（ストロボ発光装置）に用いられる発光強度の大きいキセノン管であり、高電圧を印加することにより白色光を発する。
【００１２】
光源１１からの光束は、ｚ方向へ進み、コリメートレンズ１２によりほぼ平行光束となり、偏光板１３によって偏光作用を受け、偏光光Ｌ１となる。その偏光方向は、図中、ｘ方向またはｙ方向とする。偏光光Ｌ１は、波長分離光学素子１０へ角度４５°で入射し、波長分離光学素子１０により波長に応じて偏光方向が異なる光（波長分離光）Ｌ２として角度４５°で射出する。例えば、波長分離光Ｌ２は、ｘ方向を偏光方向とする光の波長域がλｍｉｎ〜λａ２、ｙ方向を偏光方向とする光の波長域がλａ〜λｍａｘである２つの光に分離される。波長分離光学素子１０の構造と作用については後述する。
【００１３】
波長に応じて偏光方向を異ならせた波長分離光Ｌ２は、回転型偏光板１４へ入射する。回転型偏光板１４は、回転駆動部１５により波長分離光Ｌ２の光軸廻りに回転できるようになっており、その回転角度に応じて波長分離光Ｌ２から偏光方向の異なる光を任意の比率で選択し、射出光Ｌ３として取り出す。回転駆動部１５は、回転制御部１６により制御される。
【００１４】
以下、波長分離光学素子１０の構造と作用について、図２〜４を参照しながら説明する。図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態による波長分離光学素子の構造を模式的に示すそれぞれ正面図および側面図である。波長分離光学素子１０は、多層膜１と１／４波長板２とミラー３とを積層して成る。多層膜１は、フィルタやレンズに反射低減コーティングとして用いられる薄膜と同様のものであり、波長に応じて透過率或いは反射率を決める作用を有する。
【００１５】
１／４波長板２は、直線偏光光を円偏光光に変換したり、円偏光光を直線偏光光に変換する作用を有し、図２（ａ）に示されるように、主軸方向を４５°の角度で積層される。１／４波長板２としては、従来、雲母の薄片が多用されてきたが、スミカライト（住友化学工業の商品名）、ピュアエース（テイジンの商品名）、エルメックフィルム（鐘淵化学工業の商品名）、ＮＰＦ（日東電工の商品名）などを用いることができる。
【００１６】
ミラー３としては、蒸着法で高反射率の銀やアルミニウムの膜を形成してもよいが、反射フィルムを積層してもよい。反射フィルムとしては、ＧＢＯ（Giant Birefringent Optics）フィルム、例えば反射率９９．８％のＥＳＲ反射フィルム（住友スリーエムの商品名）を用いることができる。
【００１７】
入射光Ｌ（Ｉ）は、図１の偏光光Ｌ１に相当する光であり、偏光方向が図２（ａ）の紙面の水平方向（０°の角度）である直線偏光光である。また、入射光Ｌ（Ｉ）は、図２（ｂ）の紙面の左側から右側へ波長分離光学素子１０に垂直に入射する。入射光Ｌ（Ｉ）は、多層膜１の干渉作用により、多層膜１の表面１Ａで反射する反射光Ｌ（Ｒ）と、多層膜１、１／４波長板２を順次透過してミラー３の表面３Ａで反射し、１／４波長板２、多層膜１を順次透過する透過光Ｌ（Ｔ）とに分離される。入射光Ｌ（Ｉ）のうち、多層膜１を透過した直線偏光光Ｐ１は、１／４波長板２を通過すると円偏光光となり、ミラー３の表面３Ａで反射して再び１／４波長板２を通過すると直線偏光光Ｐ１とは偏光方向が９０°異なる直線偏光光となる。さらに、透過光Ｌ（Ｔ）には、１／４波長板２の内部で多重反射する光が含まれる。ミラー３の表面３Ａで反射される回数を次数ｎと呼ぶことにすると、例えば次数ｎが２の場合は、直線偏光光Ｐ１とは偏光方向が１８０°異なる、すなわち直線偏光光Ｐ１と偏光方向が同じ直線偏光光となる。
【００１８】
入射光Ｌ（Ｉ）は、波長分離光学素子１０により次のような作用の結果、反射光Ｌ（Ｒ）および透過光Ｌ（Ｔ）になる。多層膜１の透過率をｔ（λ）としたとき、反射の次数ｎにより、反射光Ｌ（Ｒ）または透過光Ｌ（Ｔ）の強度Ｉ(ｎ)は次のように算出される。但し、入射光Ｌ（Ｉ）の強度を１とする。
Ｉ(０)＝１−ｔ（λ）・・・偏光方向０の反射光Ｌ（Ｒ）
Ｉ(１)＝（１−ｔ（λ））０・ｔ（λ）２・・・偏光方向π／２の透過光Ｌ（Ｔ１）
Ｉ(２)＝（１−ｔ（λ））１・ｔ（λ）２・・・偏光方向０の透過光Ｌ（Ｔ２）
Ｉ(３)＝（１−ｔ（λ））２・ｔ（λ）２・・・偏光方向π／２の透過光Ｌ（Ｔ３）
・・・・
Ｉ(2k-1)＝（１−ｔ（λ））２ｋ−２・ｔ（λ）２・・・偏光方向０の透過光Ｌ（Ｔ(2k-1)）
Ｉ(2k)＝（１−ｔ（λ））２ｋ−１・ｔ（λ）２・・・偏光方向π／２の透過光Ｌ（Ｔ(2k)）
【００１９】
上式から、偏光方向π／２と０の成分の強度は、それぞれ無限級数の和をとると、
ΣＩ（π／２）＝ｔ（λ）／（２−ｔ（λ））＝｛２／（２−ｔ（λ））｝−１
ΣＩ（０）＝２−｛２／（２−ｔ（λ））｝
光の損失がない場合は、ΣＩ（π／２）＋ΣＩ（０）＝１であるから、入射光Ｌ（Ｉ）の強度をそのまま保って、多層膜１の波長特性に応じて偏光方向毎に波長を分離することができる。
【００２０】
図３を参照して多層膜１の波長特性を説明する。簡単のため、多層膜１の波長特性は矩形であるとし、入射光Ｌ（Ｉ）は、波長域λｍｉｎ〜λｍａｘで完全白色、つまりこの波長域で各波長の強度は同じであるとする。また、多層膜１は、図３に示されるように、波長域λｍｉｎ〜λａの光はすべて透過し、波長域λａ〜λｍａｘの光はすべて反射するものとする。波長域λｍｉｎ〜λａの光の色温度をＫ１、波長域λａ〜λｍａｘの光の色温度をＫ２とすると、偏光方向π／２の光は色温度Ｋ１、偏光方向０の光は色温度Ｋ２となる。
【００２１】
このように、偏光方向毎に異なる色温度を得ることができるので、波長分離光学素子１０の射出側に回転型偏光板を配置して、これを回転させることにより、任意の色温度の光束を得ることができる。図４は、波長分離光学素子１０からの光出力分布を示すグラフである。横軸に波長分離光Ｌ２の偏光方向の角度θをとると、色温度Ｋ１の光の光出力分布はコサインカーブ、色温度Ｋ２の光の光出力分布はサインカーブとなる。回転型偏光板の主軸方向の角度をθ＝０とすれば、色温度Ｋ１の光束のみを取り出すことができ、θ＝π／２とすれば、色温度Ｋ２の光束のみを取り出すことができる。また、回転型偏光板の主軸方向の角度をθ＝π／４とすれば、色温度Ｋ１の光束と色温度Ｋ２の光束を同じ減光比率で、すなわち原光束である入射光Ｌ（Ｉ）と同じ色温度の光束を取り出すことができる。このようにして取り出される光束の色温度Ｋは、各偏光成分の加重平均をとると、式１で表わされる。
Ｋ＝｛（λｍｉｎ−λａ）Ｋ１cosθ＋（λａ−λｍａｘ）Ｋ２sinθ｝／｛（λｍｉｎ−λａ）cosθ＋（λａ−λｍａｘ）sinθ｝・・・（１）
出力される色温度Ｋは、回転型偏光板の回転角度θに応じて、連続的に変化させることができる。
【００２２】
図１（ｂ）を参照すると、波長分離光Ｌ２は、波長域λｍｉｎ〜λａの直線偏光光Ｌ（Ｔ）と波長域λａ〜λｍａｘの直線偏光光Ｌ（Ｒ）に分離されている。但し、図２では波長分離光学素子１０に垂直入射する場合であったが、図１（ｂ）では波長分離光学素子１０に４５°の角度で入射する場合を取り扱う。４５°の入射角で入射する場合では、垂直入射の場合に対し、多層膜１と１／４波長板２の厚さを１／√２倍にすることで光路長が同じになり、同じ機能が得られる。
【００２３】
以上説明した本実施の形態の色温度可変光源装置１００によれば、所望の色温度の光を射出光Ｌ３として取り出すことができ、光の吸収による素子の劣化や発熱がないという効果を奏する。
【００２４】
〈第２の実施の形態〉
図５は、本発明の第２の実施の形態による色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図である。色温度可変光源装置２００は、第１の実施の形態による色温度可変光源装置１００の回転型偏光板１４の代わりに液晶セル１７を用いて波長分離光Ｌ２から所定の色温度の光束を取り出すものである。本実施の形態では、波長分離光学素子１０までの光学系、すなわち光源１１、コリメートレンズ１２、偏光板１３および波長分離光学素子１０は、同じであるので説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００２５】
波長分離光学素子１０から射出する波長分離光Ｌ２は、液晶セル１７を通過するときに液晶分子の配列に依存して偏光面が回転し、この偏光光は偏光板（１／２波長板）１９を透過して偏光面の回転角度θに応じた色温度の射出光Ｌ３となる。液晶としては、例えばＴＮ液晶が用いられる。液晶駆動装置１８によりＴＮ液晶に印加する電気信号を制御して偏光面の回転角度θを任意に変えることができるので、射出光Ｌ３の色温度を連続的に変えることができる。従って、本実施の形態の色温度可変光源装置２００によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。さらに、色温度可変光源装置２００は、液晶セル１７を用いて波長分離光Ｌ２から所定の色温度の光束を取り出すように構成され、機械的な駆動装置を必要としないので、装置全体を軽量、コンパクトとすることができる。
【００２６】
〈第３の実施の形態〉
図６は、本発明の第３の実施の形態による色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図である。色温度可変光源装置３００は、光源１１と、コリメートレンズ１２と、偏光分離ミラー（ＰＢＳ）２１と、全反射プリズム２２と、１／２波長板２３と、波長分離光学素子１０と、液晶セル１７と、液晶駆動装置１８と、偏光分離ミラー２４と、１／４波長板２５とを備えている。色温度可変光源装置３００は、第２の実施の形態による色温度可変光源装置２００を基本として変形したものである。本実施の形態では、第２の実施の形態の色温度可変光源装置２００と同じ構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
光源１１からの光束は、コリメートレンズ１２によりほぼ平行光束となり、光軸に４５°の角度で配設された偏光分離ミラー２１へ入射する。この光のうち、ｐ偏光光は、偏光分離ミラー２１を透過して波長分離光学素子１０へ至る。一方、ｓ偏光光は、偏光分離ミラー２１で反射し、全反射プリズム２２で再び反射し、１／２波長板２３により偏光面が回転されてｐ偏光光となり波長分離光学素子１０へ至る。つまり、偏光分離ミラー２１で２つに分離された偏光光は、どちらもｐ偏光光となって波長分離光学素子１０へ入射する。なお、１／２波長板２３は、全反射プリズム２２の前側に配置してもよい。
【００２８】
波長分離光学素子１０により波長域に応じて偏光方向が異なる光として射出する波長分離光Ｌ２は、液晶セル１７へ入射し、第２の実施の形態で説明した通り、偏光面が回転される。この偏光光は、偏光分離ミラー２４により光Ｌ３とＬ３´とに偏光分離され、所望の色温度の光だけが偏光分離ミラー２４を透過して射出光Ｌ３として取り出される。不要な光Ｌ３´は、偏光分離ミラー２４で９０°折り曲げられ、射出されない。従って、本実施の形態の色温度可変光源装置３００によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。さらに、不要な光Ｌ３´を装置の外部へ逃がすことにより、色温度可変光源装置３００内の発熱を避けることができる。
【００２９】
なお、本実施の形態の色温度可変光源装置３００には、最も射出側に１／４波長板２５が設けられている。射出光Ｌ３は、１／４波長板２５により直線偏光から円偏光へ変換される。特に、色温度可変光源装置３００の射出光Ｌ３を被写体に照射する撮影光として利用する場合、被写体による反射特性上、直線偏光よりも円偏光の方が望ましい。１／４波長板２５は、色温度可変光源装置１００，２００にも同様に設けることができ、同様の作用効果を奏する。
【００３０】
〈第４の実施の形態〉
図７は、本発明の第４の実施の形態による色温度補正光学装置が用いられる撮像システムの構成を模式的に示す全体構成図である。撮像システムは、色温度補正光学装置４００と、撮影レンズ４０と、撮像素子５０とを備えている。色温度補正光学装置４００は、被写体からの光Ｌ４が入射する回転型偏光板１４と、回転駆動部１５と、回転制御部１６と、複屈折板３０と、波長分離光学素子１０と、偏光板１３とを備えている。本実施の形態では、第１〜第３の実施の形態の色温度可変光源装置１００，２００，３００と同じ構成部品には同一符号を付す。
【００３１】
回転型偏光板１４は、回転駆動部１５により被写体光Ｌ４の光軸廻りに回転できるようになっており、その回転角度に応じて被写体光Ｌ４から任意の偏光方向の偏光光を取り出す。回転型偏光板１４からの光は、複屈折板３０を経て波長分離光学素子１０へ角度４５°で入射し、波長分離光学素子１０により波長域に応じて偏光方向が異なる光（波長分離光）Ｌ５として角度４５°で射出する。波長分離光Ｌ５は、回転型偏光板１４の回転角度に応じて色温度が連続的に変化する。波長分離光Ｌ５は、偏光板１３を通過し、撮影レンズ４０により撮像素子５０の撮像面に結像する。従って、波長分離光Ｌ５の色温度を変えることによって、被写体光Ｌ４の色温度を変えて撮像したのと同じ結果が得られる。なお、回転型偏光板１４と偏光板１３を入れ替えて配置しても同様の作用効果が得られる。
【００３２】
次に、図８を参照して、この撮像システムに、複屈折板３０を配設する利点を説明する。図８（ａ）は、図７における複屈折板３０が配設されていない場合の部分拡大図であり、図８（ｂ）は、図７と同様、複屈折板３０が配設されている場合の部分拡大図である。図８（ａ）では、回転型偏光板１４を通過した偏光光Ｌ６は、波長分離光学素子１０の多層膜１の表面１Ａで反射する反射光Ｌ（Ｒ）と、多層膜１、１／４波長板２を順次透過してミラー３の表面３Ａで反射し、１／４波長板２、多層膜１を順次透過する透過光Ｌ（Ｔ）とに分離される。反射光Ｌ（Ｒ）と透過光Ｌ（Ｔ）とは、ｘ方向でΔｘのズレ量が生じる。ズレ量Δｘは、多層膜１と１／４波長板２の厚さに比例し、撮像面上では、ズレ量Δｘに比例する画像のズレが生じる。
【００３３】
この問題を解決するために、複屈折板３０を配設する。複屈折板３０は、例えば方解石、ルチルなどの結晶をその光学軸に対して所定角度、例えば４５°で切り出して作製される。偏光光Ｌ６は、複屈折板３０を通過して、常光線Ｌ７と異常光線Ｌ８とに分離される。常光線Ｌ７と異常光線Ｌ８とは、ｚ方向でΔｚのズレ量が生じるので、複屈折板３０の厚さを調節することによってΔｚ＝Δｘとすれば、画像のズレがない良好な画像が得られる。複屈折板３０は、波長分離光学素子１０の射出面側に配設してもよい。
【００３４】
本実施の形態の色温度補正光学装置４００によれば、波長分離光学素子１０を用いることにより、入射光を所望の色温度の光に変換でき、光の吸収による素子の劣化がなく長時間にわたってその機能が維持される。色温度補正光学装置４００を撮像システムに用いることにより、被写体光の色温度を連続的に補正でき、撮影上意図する画像を自由に取得できる。
【００３５】
なお、偏光板１３は、請求項３における「光源からの光を直線偏光光とする偏光部材」に対応するとともに、請求項７における「波長に応じて偏光方向が異なる偏光光から偏光方向毎に所定の波長の光を選択する偏光部材」に対応する。
本発明は、波長域に応じて偏光方向を変えることができる波長分離光学素子１０に特徴がある。本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る波長分離光学素子の構造を模式的に示す正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る波長分離光学素子の多層膜の波長特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る波長分離光学素子からの光出力分布を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る色温度可変光源装置の構成を模式的に示す全体構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る色温度補正光学装置の構成を模式的に示す全体構成図である。
【図８】図８（ａ）は、図７において複屈折板３０が配設されていない場合の部分拡大図であり、図８（ｂ）は、図７の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：多層膜
２：１／４波長板
３：ミラー
１０：波長分離光学素子
１１：光源
１２：コリメートレンズ
１３：偏光板
１４：回転型偏光板
１５：回転駆動部
１６：回転制御部
１７：液晶セル
１８：液晶駆動装置
１９：偏光板
２１，２５：偏光分離ミラー（ＰＢＳ）
２２：全反射プリズム
２３：１／２波長板
２５：１／４波長板
３０：複屈折板
４０：撮影レンズ
５０：撮像素子
１００，２００，３００：色温度可変光源装置
４００：色温度補正光学装置
【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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【図７】
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【図８】
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