(57)【要約】【課題】本件発明の課題は簡易な手法で光学系から出射した光に擾乱光成分が含まれるか否かを精度良く判別することができ、或いは分離可能な擾乱光判別装置、擾乱光分離装置、擾乱光判別方法、或いは、擾乱光分離方法を提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するため、光学系１に変調光を投射する変調光投射部１０と変調光の入射に応じて光学系１から出射した光を受光する受光部２０とこれらを制御する制御部３０とを備え、所定の基準光路長よりも長い光路を飛翔した光線を擾乱光成分としたとき、制御部３０は光学系１から出射した光から光線飛翔距離に関する情報を取得し、当該光線飛翔距離に関する情報に基づいて光学系から出射した光１に擾乱光成分が含まれるか否かを判別することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系に変調光を投射する変調光投射部と、
前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、
前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、
当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、
前記制御部は、
前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光に前記擾乱光成分が含まれるか否かを判別すること、
を特徴とする擾乱光判別装置。
【請求項２】
前記変調光投射部は前記光学系に変調光を投射する光源である請求項１に記載の擾乱光判別装置。
【請求項３】
前記変調光投射部は、前記光学系の入射側に設けられる第１のシャッタを備え、該第１のシャッタを所定のタイミングで開閉させることで、前記光学系にパルス光を投射する請求項１に記載の擾乱光判別装置。
【請求項４】
前記受光部は、距離画像センサを備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項５】
前記受光部と、前記光学系との間に第２のシャッタが設けられ、前記制御部は第２のシャッタの開閉を制御することにより前記受光部の受光動作を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項６】
光学系に変調光を投射する変調光投射部と、
前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、
前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、
当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、
前記制御部は、
前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光から前記擾乱光成分を分離するための擾乱光成分分離情報を生成すること、
を特徴とする擾乱光分離装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記変調光投射部により前記光学系に対して前記変調光を投射させつつ、前記受光部に前記光学系から出射した光を受光させる１シークエンスの動作を実行させる毎に、前記変調光の投射タイミングに対して、前記前記光学系から出射した光の受光開始のタイミングを相対的にΔｔ×（Ｎ−１）秒（但し、Ｎは１以上の整数）ずらしてＮシークエンス実行させることにより、前記光学系から出射した光の信号波形に関する受光信号情報を取得し、
前記受光信号情報に基づいて、前記擾乱光分離情報を生成する請求項６に記載の擾乱光分離装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記擾乱光分離情報に基づいて、前記光学系から出射した光から前記擾乱光成分を分離する請求項６又は請求項７に記載の擾乱光分離装置。
【請求項９】
前記変調光投射部は前記光学系に変調光を投射する光源である請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項１０】
前記変調光投射部は、前記光学系の入射側に設けられる第１のシャッタを備え、該第１のシャッタを所定のタイミングで開閉させることで、前記光学系にパルス光を投射する請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項１１】
前記受光部は、距離画像センサを備える請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項１２】
前記受光部と、前記光学系との間に第２のシャッタが設けられ、前記制御部は第２のシャッタの開閉を制御することにより前記受光部の受光動作を制御する請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の擾乱光判別装置。
【請求項１３】
光学系に変調光を入射する変調光投射部と、
前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、
前記光学系と前記受光部との間に設けられる第２のシャッタと、
前記変調光投射部、前記受光部及び前記第２のシャッタを制御する制御部と、
を備え、
当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、
前記制御部は、
前記第２のシャッタの開閉を制御して、前記光学系から出射した光のうち、前記擾乱光成分が到達しない期間のみ前記第２のシャッタが開くように、前記第２のシャッタの開閉を制御することを特徴とする擾乱光分離装置。
【請求項１４】
光学系に変調光を入射する工程と、
当該変調光の入射に応じて光学系から出射した光から光線飛翔距離に関する情報を取得する工程と、
前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、
当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光に前記擾乱光成分が含まれるか否かを判別する工程と、
を備えることを特徴とする擾乱光判別方法。
【請求項１５】
光学系に変調光を入射する工程と、
当該変調光の入射に応じて光学系から出射した光から光線飛翔距離に関する情報を取得する工程と、
当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光から前記擾乱光成分を分離するための擾乱光成分分離情報を生成する工程と、
を備えることを特徴とする擾乱光分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系において発生するフレアやゴースト等の擾乱光の有無を判別又は分離するための擾乱光判別装置、擾乱光分離装置、擾乱光判別方法及び擾乱光分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。例えば、一眼レフレックスカメラ、ミラーレス一眼カメラ、デジタルスチルカメラ等のユーザによって携帯可能な撮像装置の他、建造物等に据付固定されて使用される監視用撮像装置や、車両等の移動体に据付固定されて使用される車載用撮像装置等の据付固定型の撮像装置の普及も進んでいる。
【０００３】
撮像装置の光学系は、一般に、複数のレンズから構成され、鏡筒に収容されている。当該光学系に入射した光の一部は、レンズの光学面又は鏡筒の内壁面で反射又は散乱する。光学面や鏡筒の内壁面には反射防止コートなどが施されているが、光学面や鏡筒の内壁面に入射した全ての光を透過又は吸収できる訳ではない。そのため、太陽や光源からの強い光が光学系に入射すると、光学系内或いは鏡筒内で繰り返し反射又は散乱した光が撮像面に到達し、撮像画像にフレアやゴーストとして現れることがある。例えば、ユーザが撮像装置を用いて夜空を撮像したときに、撮像場所の近くに街灯などの光源が存在すると、その撮像画像に街灯等に起因するゴーストが写り込む場合がある。夜空の星よりも明るくゴーストが写り込んだ撮像画像は、撮像者の撮像意図に反したものとなる。また、いわゆる逆光で撮像すると、フレアにより撮像画像全体が白っぽくなる場合がある。この場合、被写体のコントラストが低下し、全体的にぼやけた印象の撮像画像となる。
【０００４】
また、交通監視のため、夜間等に監視用撮像装置により道路を走行する車両を撮像したときに、その撮像画像にヘッドライトのゴーストが写り込む場合がある。ヘッドライトのゴーストによりナンバープレートに表示されるナンバーを解読することができないと、交通監視に支障が出る。さらに、近年では、自動ブレーキなどの先進運転支援システム(ADAS:Advanced Driver Assistance Systems)の普及が進みつつある。先進運転支援システムでは車載用撮像装置をセンシングカメラとして用い、障害物等の検出等を行う。しかしながら、車載用撮像装置に、対向車のヘッドライトからの光が照射されると、ゴーストやフレアが生じ、障害物等の検出が困難になる場合がある。
【０００５】
このように、いずれの目的で使用される撮像装置においても、ゴーストやフレアの発生は好ましくないものとして取り扱われる。
【０００６】
そのため、従来より、光学系内に開口径可変なフレアカッター装置を配置し、当該フレアカッター装置の位置や開口径を調節することで、光学系内（鏡筒内含む）において意図せず反射又は散乱した光（以下、擾乱光と称する。）を撮像面に到達する前に除去することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、取得した被写体画像から、擾乱光に起因するフレア成分をソフトウェア的に除去することも行われている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−８１５５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１５２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、検査工程では光学系に光を照射し、撮像面に到達した擾乱光の光量に基づき、擾乱光の有無を判別することが一般に行われている。そのため、被験対象とする光学系に対する光の当て方や光量によっては、擾乱光の有無を精度良く判別することができない場合がある。また、擾乱光が生じる原因は極めて複雑である。例えば、光学面の表面の微小なキズや汚れによって擾乱光が生じる場合もあれば、光学系の設計上生じる場合もある。しかしながら、当該方法により擾乱光を精度よく判別することができたとしても、当該方法ではその原因を特定又は推定することは困難であった。そのため、上記特許文献１や特許文献２に記載されるような従来の方法を適用したとしても、その光学系で生じた擾乱光を十分に除去することはできなかった。
【０００９】
本件発明の課題は、簡易な手法で光学系から出射した光に擾乱光成分が含まれるか否かを精度良く判別することができ、擾乱光の発生原因面を推定可能な擾乱光判別装置及び擾乱光判別方法、或いは、簡易な手法で被験光学系から出射した光から擾乱光成分を分離可能な擾乱光分離装置又は擾乱光分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本件発明に係る擾乱光判別装置は、光学系に変調光を投射する変調光投射部と、前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記制御部は、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光に前記擾乱光成分が含まれるか否かを判別することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る擾乱光分離装置は、光学系に変調光を投射する変調光投射部と、前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記制御部は、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光から前記擾乱光成分を分離するための擾乱光成分分離情報を生成することを特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る擾乱光分離装置は、光学系に変調光を入射する変調光投射部と、前記変調光の入射に応じて前記光学系から出射した光を受光する受光部と、前記光学系と前記受光部との間に設けられる第２のシャッタと、前記変調光投射部、前記受光部及び前記第２のシャッタを制御する制御部と、を備え、当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記制御部は、前記第２のシャッタの開閉を制御して、前記光学系から出射した光のうち、前記擾乱光成分が到達しない期間のみ前記第２のシャッタが開くように、前記第２のシャッタの開閉を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る擾乱光判別方法は、光学系に変調光を入射する工程と、当該変調光の入射に応じて光学系から出射した光から光線飛翔距離に関する情報を取得する工程と、前記変調光投射部と、前記受光部とを制御する制御部と、を備え、当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光に前記擾乱光成分が含まれるか否かを判別する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る擾乱光分離方法は、光学系に変調光を入射する工程と、当該変調光の入射に応じて光学系から出射した光から光線飛翔距離に関する情報を取得する工程と、当該光学系の設計光路長に基づき定められた基準距離を超える光路を飛翔して前記受光部に入射する光線を擾乱光成分としたとき、前記光学系から出射した光から取得される光線飛翔距離に基づいて、前記光学系から出射した光から前記擾乱光成分を分離するための擾乱光成分分離情報を生成する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本件発明によれば、簡易な手法で被験光学系から出射した光に擾乱光成分が含まれるか否かを精度良く検出することができ、擾乱光の発生原因面を推定可能な擾乱光判別装置及び擾乱光判別方法、或いは、簡易な手法で被験光学系から出射した光に擾乱光成分を分離可能な擾乱光分離装置又は擾乱光分離方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本件発明にいう擾乱光を説明するための図である。
【図２】第１の実施の形態の擾乱光判別分離装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態における擾乱光成分の有無の判別と分離の手順を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態の擾乱光判別分離装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図５】第１の実施の形態の擾乱光判別分離装置を用いて撮像した距離画像例を示す模式図である。
【図６】第２の実施の形態の擾乱光の検出と分離の手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図８】第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】第４の実施の形態の擾乱光分離装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施の形態の擾乱光分離装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本件発明に係る擾乱光判別装置、擾乱光分離装置、擾乱光判別方法及び擾乱光分離方法の第１の実施の形態から第４の実施の形態を説明する。以下に説明する各実施の形態は、いずれも本件発明の一態様にすぎず、本件発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
【００１８】
各実施の形態について説明する前に、光学系、正常光及び擾乱光について説明する。
【００１９】
本件発明において、光学系とは１又は複数の光学素子を組み合わせて結像等の機能を実現するシステムをいう。光学系として、具体的には、撮像レンズ、顕微鏡、望遠鏡、内視鏡等の結像光学系の他、照明光学系、投影光学系、反射光学系、走査光学系等を挙げることができる。本件発明に係る擾乱光判別装置では、これらの光学系において発生した擾乱光の有無を判別することができる。また、本件発明に係る擾乱光分離装置では、これらの光学系において発生した擾乱光を分離することができる。但し、本件発明において判別及び／又は分離の対象とする擾乱光は後述する定義に従う。
【００２０】
次に、図１を参照しながら、正常光及び擾乱光について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す光学系１（結像光学系）は、撮像レンズである。当該光学系１は物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、負の屈折力を有する第２レンズＬ２及び正の屈折力を有する第３レンズＬ３を備えている。これらは、図示しない鏡筒内に配設されている。
【００２１】
図１（ａ）には軸上光線及び最大像高の光線の光路を示している。光学系１に入射した光は、フェルマーの原理に従い、光学系１内において光学的距離が最短になる光路を飛翔し、光学系１から出射する。光学系１に入射した光（入射光）は、理想的には、光学系１内において設計光路を飛翔し、光学系１を出射し像面Ｉに入射する。「理想的には」とは、光学系１を構成する各光学素子にキズや汚れ等の欠陥がなく、また各光学素子の表面や鏡筒の内壁面等において反射又は散乱等しない場合などを意味する。
【００２２】
一方、光学系１内において、入射光の一部がレンズの光学面や鏡筒の内壁面等で反射する場合がある。図１（ｂ）に示す例では、光学系１に入射した光（の一部）が第３レンズＬ３の像側面において反射し、第２レンズＬ２、第１レンズＬ１を順に通過し、第１レンズＬ１の物体側面に到達した光が、当該第１レンズＬ１の物体側面において再び反射し、その反射光が第２レンズＬ２、第３レンズＬ３を順に通過し、第３レンズＬ３の像側面から出射した場合を示した。このように、当該光学系１に入射した光の一部は光学系１内において設計光路と異なる光路を飛翔し、像面Ｉに入射する。このように設計光路と異なる光路を飛翔して像面Ｉに入射する光線には、擾乱光（擾乱光成分）の他、バックグラウンドノイズやショットノイズなどのノイズ成分などが挙げられる。
【００２３】
各実施の形態では、擾乱光であるか否かを判別するための基準値として、設計光路長に基づき基準距離を予め定めておき、当該基準距離を超える光路を飛翔して像面Ｉ（受光部）に入射する光線を擾乱光（擾乱光成分）と称するものとする。それ以外を便宜的に正常光と称する。なお、「設計光路長に基づき定められた基準距離」は、設計光路長と同じ距離であってもよいし、設計光路長とは異なる距離であってもよい。光学系１の製造誤差、上記各種ノイズなどを考慮した場合、設計光路長に対して所定の距離だけ長く又は短く設定することが好ましい。また、「基準距離を超える」とは、上記基準距離よりも光線飛翔距離が長い場合であってもよいし、短い場合であってもよい。しかしながら、「基準距離」は上記設計光路長に対してどのような値を有する距離であるか、「基準距離を超える」とは基準距離よりも長いのか、短いのかなどについては予め定義しておくべきものとする。以下に説明する各実施の形態では、光学系１として、図１に示すような撮像レンズを例に挙げ、「基準距離」は設計光路長に対して所定の距離だけ長い距離を指し、「基準距離を超える」とは基準距離よりも長い場合を意味するものとする。そして、像面Ｉに入射する光線のうち、基準距離以下の飛翔距離を有する光線、すなわち擾乱光以外の光線を、以下の実施の形態では正常光として取り扱うものとする。
【００２４】
１．第１の実施の形態
１−１．構成
本件発明に係る擾乱光判別装置及び擾乱光分離装置の第１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態において、擾乱光判別装置と擾乱光分離装置とは、図２に示す擾乱光判別分離装置１００として一体に構成される。従って、以下では擾乱光判別分離装置１００の構成を説明する。
【００２５】
擾乱光判別分離装置１００は、図２に示すように、光源部１０（変調光投射部）と、距離画像センサ２０（受光部）と、制御ユニット３０（制御部）とを備えている。第１の実施の形態では、制御ユニット３０の制御下、光源部１０から光学系１にパルス光（変調光）を投射する。そして、光源部１０から投射されたパルス光が光学系１に入射すると、それに応じて光学系１から出射した光（光学系１の応答光）を距離画像センサ２０において受光する。以下、光学系１から出射した光を光学系１からの出射光と称する。制御ユニット３０ではこの光学系１からの出射光に基づき、演算等を行い光線飛翔距離に関する情報を取得する。そして、制御ユニット３０では、この光線飛翔距離に関する情報に基づき、光学系１からの出射光に擾乱光が含まれるか否かを判別し、光学系１からの出射光から擾乱光を分離するための擾乱光分離情報を生成するものとしている。なお、図２に模式的に示すように、光学系１は、光源部１０と、距離画像センサ２０との間に配置され、光源部１０から投射されるパルス光が光学系１に入射し、パルス光の入射に伴う光学系１からの出射光が距離画像センサ２０に入射するようにこれらの配置が決定される。また、光学系１は鏡筒に収容され、距離画像センサ２０には光学系１からの出射光以外の光が入射しないように構成されているものとする。以下、各部の構成を説明する。
【００２６】
（１）光源部１０
本実施の形態において、光源部１０はパルス光源であり、例えば、発光素子と、発光素子を駆動する駆動回路等から構成することができる。発光素子として、例えば、所定の波長の光線を発する発光ダイオード又はレーザダイオードを用いることができる。駆動回路は制御ユニット３０から送信される発光制御信号を受信し、その発光制御信号に従って発光素子を発光させる。本実施の形態では、光源部１０は所定の波長の光線を例えば、数ｎ秒〜数十ｎ秒の発光パルス幅で間欠的に発光する。また、発光パルス幅は、測定を要する光線飛翔距離、距離画像センサ２０における電荷転送クロック幅等に応じて、適宜適切な値に設定することができる。ここでは、説明の便宜上、光源部１０はパルス波（矩形波）を光学系１に投射するものとする。しかしながら、本件発明において光源部１０（変調光投射部）が光学系１に投射する光の波形はパルス波に限定されるものではなく、正弦波等であってもよい。すなわち、光源部１０は、発光素子と、発光素子が発した光の振幅、周波数、位相など変調する駆動回路（変調回路）等を備え、時間に対して光量が変化する光（変調光）を投射する光源であれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。光源部１０が正弦波等の他の変調光を光学系１に投射する場合であっても、以下説明する擾乱光判別分離装置１００と同様の構成により同様の機能を実現することができる。
【００２７】
次に、光源部１０から光学系１に投射される光の波長について説明する。まず、光源部１０から投射される光の波長は、距離画像センサ２０が受光感度を有する波長であることが前提となる。距離画像センサ２０において、光学系１から出射した光を検出することができなければ、光学系１内における入射光の光線飛翔距離を演算することができないためである。
【００２８】
次に、光源部１０から光学系１に投射される光は、光学系１の使用波長域内の波長であることが好ましい。光の屈折は波長に依存する。光学系１の使用波長域と異なる波長域の光を光学系１に投射することにより、光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれるか否かを判別したとしても、その光学系１の使用波長域における擾乱光の発生の有無を精度よく判別することはできない。入射光の波長によって光学系１内における入射光の光路が異なるためである。そのため、撮像レンズのように、複数の光学素子からなる光学系を光学系１とする場合は、光源部１０から光学系１に投射される光は、光学系１の使用波長域内の波長であることが特に好ましい。
【００２９】
以上の点を満たせば、光源部１０が光学系１に投射する光の波長は特に限定されるものではなく、上述した可視光波長域（３８０ｎｍ−７５０ｎｍ）、近赤外波長域（０．７５μｍ−１．４μｍ）、赤外波長域（１．４μｍ−１５μｍ）線、遠赤外波長域（１５μｍ−１，０００μｍ）等の任意の波長域内の任意の波長とすることができる。
【００３０】
（２）距離画像センサ２０
距離画像センサ２０は光学系１からの出射光を受光する。本実施の形態において、距離画像センサ２０は、受光面（像面Ｉ）に図示しない複数の受光素子（フォトダイオード等）を備える。距離画像センサ２０は複数の画素を有し、１画素は少なくとも１つの受光素子を含む。距離画像センサ２０は光学系１からの出射光を受光すると、受光の際に発生した電荷を蓄積し、それを信号電圧に変換して受光信号（応答信号）として出力する。距離画像センサ２０から出力される受光信号に基づいて、制御ユニット３０では、各画素毎に受光した光の光線飛翔距離を演算し、距離画像データを生成する。なお、上述したとおり、距離画像センサ２０は、光源部１０が発する光の波長に対して受光感度を有することが求められる。
【００３１】
本実施の形態では距離画像センサ２０として、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサを用いる。距離画像センサ２０は、一般に、被写体の距離画像を得るために用いられる。ＴＯＦ方式のＣＣＤセンサは、二次元に配列された複数の画素（図示略）を備える。各画素を構成する受光素子は２つ以上の電荷蓄積部（図示略）を備える。距離画像センサ２０は各受光素子毎に受光した際に発生した電荷を、制御ユニット３０の制御下、いずれか一の電荷蓄積部又はいずれか一以上の電荷蓄積部に蓄積させる。各受光素子に設けられる電荷蓄積部の数や、どのようなタイミングでどの電荷蓄積部に電荷を振り分けるかは特に限定されるものではないが、本実施の形態では各受光素子は第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部とを備えるものとして以下説明する。
【００３２】
１回（１フレーム）の撮像を行う際に、所定の露光時間の間、距離画像センサ２０は露光される。その間、光源部１０は、所定のパルス幅で１回以上発光し、距離画像センサ２０は間欠的に光を受光する。そして、光学系１からの出射光を受光した際に発生した電荷は、第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部とに交互に振り分けて蓄積される。所定の露光時間経過後、第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部にそれぞれ蓄積された電荷に応じた信号電圧がそれぞれ第１の受光信号、第２の受光信号として制御ユニット３０に出力される。
【００３３】
なお、本実施の形態において、距離画像センサ２０は、受光面において受光した光の飛翔距離を求めることのできるセンサであれば、上述のＴＯＦ方式のＣＣＤセンサに限らず、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）を用いてもよい。この場合、距離画像センサ２０としてＴＯＦ方式のＣＣＤセンサを用いる場合と、ＳＰＡＤを用いる場合とでは、制御ユニット３０による距離画像センサ２０の制御は細かい点において種々の違いは生じる。しかしながら、光学系１からの出射光を距離画像センサ２０において受光することで、光学系１内における光線飛翔距離に関する情報を取得することができれば、受光部を構成する距離画像センサ２０はどのようなものであってもよい。
【００３４】
（３）制御ユニット３０
制御ユニット３０は、機能的な構成として、以下に説明するタイミング生成部３１と、信号処理部３２と、光線飛翔距離情報生成部３３と、制御部３４とを備える。制御ユニット３０は、例えば、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）、Ａ／Ｄ変換部、ＤＳＰ（Digital signal processor）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）或いはＦＰＧＡ（field programmable gate array）などを組み合わせて構成することができる。また、演算装置として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を用いることもできる。しかしながら、制御ユニット３０の物理的な構成は、以下に説明する各部の機能を実現することができればその具体的な回路構成は限定されるものではない。
【００３５】
ｉ）タイミング生成部３１
タイミング生成部３１は、上記発光制御信号を生成し、光源部１０に出力する。また、タイミング生成部３１は、上記露光制御信号を生成し、距離画像センサ２０に出力する。
【００３６】
ｉｉ）信号処理部３２
信号処理部３２は、距離画像センサ２０から出力されたアナログ信号としての第１の受光信号及び第２の受光信号に対して、それぞれ電圧レベルを整えたり、ノイズを除去したり、増幅するなどの各種信号処理を施し、それをデジタル信号に変換するなどの処理を行う。
【００３７】
信号処理部３２は、例えば、ＡＦＥやＡ／Ｄ変換器等から構成することができるが、上述したとおり、その物理的な構成は特に限定されるものではない。
【００３８】
ｉｉｉ）光線飛翔距離情報生成部３３
光線飛翔距離情報生成部３３は、上述の演算装置などから構成され、その機能的な構成として距離演算部３３ａと、距離画像生成部３３ｂとを備える。プログラムメモリに予め格納された距離演算プログラム、距離画像生成プログラムをデータメモリの一部を作業領域として読み出し、演算装置（演算器）により演算することにより、これら各部の機能が実現される。
【００３９】
距離演算部３３ａは、距離画像センサ２０から信号処理部３２を介して出力された第１の受光信号と、第２の受光信号に基づき、距離演算部３３ａにおいて各画素毎に受光した光線の光線飛翔距離を演算する。
【００４０】
距離画像生成部３３ｂは、距離演算部３３ａにおいて算出された各画素毎の光線飛翔距離に基づき、受光面に受光した光学系１からの出射光の距離画像を形成するための距離画像データを生成する。
【００４１】
ｉｖ）制御部３４
制御部３４は、上述の演算装置などから構成され、光源部１０及び距離画像センサ２０を制御する。プログラムメモリには、光源部１０及び距離画像センサ２０を制御するためのプログラムの他、次に説明する擾乱光の判別や、擾乱光分離情報を生成するために必要な手順が定義されたプログラムや各種データが予め格納されている。制御部３４はプログラムメモリに格納されたこれらのプログラムをデータメモリの一部を作業領域として読み出し、演算器により演算することにより、各部の動作を制御すると共に、擾乱光の判別と分離に関わる以下の動作を行う。なお、光線飛翔距離情報生成部３３と、制御部３４とは機能的には別個の構成であるが、物理的な構成は同一であってもよい。すなわち、光線飛翔距離情報生成部３３と、制御部３４とが一つのＦＰＧＡなどにより実現されていてもよい。
【００４２】
１−２．動作
１−２−１．概要
次に、当該擾乱光判別分離装置１００の動作の概要を説明する。擾乱光の判別と分離に際し、制御部３４は、距離画像センサ２０が各画素毎に受光した光学系１からの出射光に基づいて、光線飛翔距離を演算し（Ｓｔｅｐ１１）、その光線飛翔距離に基づき光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれるか否かを判別する（Ｓｔｅｐ１２〜Ｓｔｅｐ１４）。この際、上述したように、検査対象とする光学系１の設計光路長に基づき定めた基準距離と、距離画像センサ２０において受光した光学系１からの出射光の光線飛翔距離とに基づき、基準距離を超える光線飛翔距離を有する場合に擾乱光成分を含むと判別する。なお、基準距離は、光源部１０から光学系１の入射面までの距離、光学系１の出射面から距離画像センサ２０の受光面までの距離なども加味した上で設定される。
【００４３】
光学系１からの出射光の光線飛翔距離が基準距離を超えない場合、すなわち光線飛翔距離に異常がない場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｎｏ）、光学系１からの出射光に擾乱光成分は含まれない、すなわち擾乱光の発生なしと判別し（Ｓｔｅｐ１３）、光学系１からの出射光を正常光として出力する（Ｓｔｅｐ１６）。光学系１からの出射光の光線飛翔距離が基準距離を超える場合、すなわち光線飛翔距離が異常である場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｙｅｓ）、光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれる、すなわち擾乱光が発生すると判別し（Ｓｔｅｐ１４）、既知の光源応答波形に基づき光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離するための擾乱光分離情報を生成し、光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離し（Ｓｔｅｐ１５）、正常光を出力する（Ｓｔｅｐ１６）。以下、各手順の詳細を説明する。
【００４４】
１−２−２．光線飛翔距離取得工程（Ｓｔｅｐ１１）
図４に示すタイミングチャートを参照しつつ、距離画像センサ２０が各画素毎に受光した光学系１からの出射光に基づいて、光学系１内における光線飛翔距離を取得する手順を説明する。
【００４５】
（１）光源部１０の発光
光線飛翔距離を演算するにあたり、制御部３４は、タイミング生成部３１に光源部１０に発光制御信号を送信するよう制御する。光源部１０は、タイミング生成部３１から入力された発光制御信号に従って所定のパルス幅でパルス光を発光する。
【００４６】
図４（１）は光源部１０の発光期間を示す。本実施の形態では、図４（１）に示す様に、光源部１０は（ａ）−（ｄ）の間発光し、（ｄ）−（ｇ）の間消灯する。これを１周期とし、所定のタイミングマージンｔｍ（（ｇ）−（ｈ）の間）を介して、所定の露光時間の間、光源部１０は１回以上パルス発光する。本実施の形態では、光源部１０は、所定の露光時間の間、予め定められた所定の回数（例えば、数百回〜数万回）パルス発光を繰り返す。但し、所定の露光時間における光源部１０の発光回数は、距離画像センサ２０において擾乱光成分の有無を判別するために十分な光量を確保することができれば特に限定されるものではなく、当該条件を満たすことができれば、所定の露光時間における光源部１０の発光回数は１回でもよい。
【００４７】
（２）光学系１からの出射光の受光
光源部１０がパルス発光を開始すると、光源部１０から投射された光は光学系１の入射面に到達する。そして、光学系１に入射した光は、光学系１内の光路を飛翔し、光学系１の出射面から出射し、距離画像センサ２０に到達する。
【００４８】
（ｉ）正常光
光学系１からの出射光に含まれる正常光、すなわち上記基準距離以下の飛翔距離を有する光線が距離画像センサ２０に到達するのは、光源部１０の発光開始から、所定の遅れ時間（delay1-1）が経過した後になる。図４（２）に示す例では、（ａ）−（ｂ）の長さに相当する遅れ時間（delay1-1）経過後に、距離画像センサ２０に正常光が（ｂ）−（ｅ）の間到達するものとした。この遅れ時間（delay1-1）はその光学系１に固有の時間である。当該遅れ時間（delay1-1）は、例えば、光学シミュレーション、或いは、基準光学系を用いた測定結果等により、既知の情報として取得しておき、制御部３４のデータメモリなどに予め格納しておくことができる。なお、基準光学系とは、光学系１と同じ光学構成を有する光学系であり、且つ、擾乱光の発生量、すなわち各画素毎の擾乱光成分の光量レベルが製造者、使用者、或いは第三者機関などが定めた許容レベル以下であることが予め確認された光学系をいう。また、距離画像センサ２０において受光する正常光の信号波形についても同様であり、既知の情報として取得しておき、制御部３４のデータメモリなどに予め格納しておくことができる。
【００４９】
（ｉｉ）擾乱光
光学系１からの出射光に含まれる擾乱光は、正常光に遅れて距離画像センサ２０に到達する。図４（３）に示す例では、光源部１０の発光開始から、（ａ）−（ｃ）の長さに相当する遅れ時間（delay1-2）が経過した後に、擾乱光が距離画像センサ２０に到達するものとした。当該擾乱光の発生の有無、遅れ時間（delay1-2）及び擾乱光の信号波形は、当該擾乱光判別分離装置１００により擾乱光の判別、分離情報の生成が終了するまで未知の情報である。
【００５０】
（ｉｉｉ）受光信号（応答信号）
次に、距離画像センサ２０における受光動作について説明する。距離画像センサ２０は所定の露光時間の間露光され、その間に蓄積した電荷を受光信号として制御ユニット３０に出力する。この受光信号は、光源部１０から光学系１に対して所定のパルス幅を有するパルス光を信号入力に対する光学系１の応答信号に相当する。
【００５１】
上述したとおり、本実施の形態では、距離画像センサ２０としてＴＯＦ方式のＣＣＤセンサを用いる。当該実施の形態では、光源部１０のオン／オフに同期して、第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部とに交互に電荷が振り分けられるものとする。すなわち、第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部とが光源部１０のオン／オフに同期して、オン／オフが切り替えられる。
【００５２】
ここで、図４（２）、（３）に示すように、距離画像センサ２０には（ａ）−（ｂ）の間は光学系１からの出射光が到達しない。（ｂ）−（ｃ）の間は正常光のみが到達する。（ｃ）−（ｅ）の間は正常光と擾乱光とが重畳されて到達する。（ｅ）−（ｆ）の間は擾乱光のみが到達する。（ｆ）−（ｇ）の間は距離画像センサ２０には光学系１からの出射光は到達しない。
【００５３】
第１の電荷蓄積部は、（ａ）−（ｄ）の間オンされる。そのため、第１の電荷蓄積部には（ｂ）−（ｃ）の間に距離画像センサ２０に到達した正常光と、（ｃ）−（ｄ）の間に距離画像センサ２０に到達した正常光及び擾乱光の重畳光のそれぞれの光量に応じた電荷が蓄積される（図４（４）参照）。
【００５４】
第２の電荷蓄積部は、（ｄ）−（ｇ）の間オンされる。そのため、第２の電荷蓄積部には、（ｄ）−（ｅ）の間に距離画像センサ２０に到達した正常光及び擾乱光の重畳光と、（ｅ）−（ｆ）の間に距離画像センサ２０に到達した擾乱光のそれぞれの光量に応じた電荷が蓄積される（図３（５）参照）。タイミングマージンｔｍの間（（ｇ）−（ｈ））は第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部はオフとなる。
【００５５】
所定の露光時間の距離画像センサ２０では、上記の動作を繰り返し行う。そして、所定の露光時間経過後、第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部にそれぞれ蓄積された電荷に応じた信号電圧が、それぞれ第１の受光信号、第２の受光信号として制御ユニット３０に出力される。なお、受光信号は、この第１の受光信号と第２の受光信号とから構成される。
【００５６】
（３）光線飛翔距離の演算
制御ユニット３０は、距離画像センサ２０から受光信号が入力されると、信号処理部３２において上記信号処理を施し、光線飛翔距離情報生成部３３の距離演算部３３ａでは、この第１の受光信号と第２の受光信号の信号強度の比率に基づいて、各画素毎に受光した光線の飛翔距離を演算し、距離画像生成部３３ｂでは各画素毎に演算した光線飛翔距離に基づいて距離画像データを生成する。
【００５７】
上記一連の動作により、所定の露光時間の間に実行される１回（１シークエンス）分の受光動作（撮像動作）により、各画素毎の光線飛翔距離が取得され、距離画像データに基づき、光学系１内の光線飛翔距離を反映した距離画像を形成することができる。
【００５８】
１−２−３．判別工程（Ｓｔｅｐ１２〜Ｓｔｅｐ１４）
制御部３４では、上記のようにして各画素毎に取得した光線飛翔距離と、上記基準距離と対比し、光線飛翔距離が基準距離を超えるか否かを判別する（Ｓｔｅｐ１２）。Ｓｔｅｐ１２において、光線飛翔距離が基準距離以下であると判別した場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｎｏ）、光学系１からの出射光には擾乱光成分が含まれていない、すなわち当該光学系１では擾乱光の発生無しと判定し（Ｓｔｅｐ１３）、処理を終了する。
【００５９】
一方、Ｓｔｅｐ１２において、光線飛翔距離が基準距離を超えると判別した場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｙｅｓ）、当該光学系１では擾乱光が発生ありと判定する（Ｓｔｅｐ１４）。
【００６０】
ここで、上記Ｓｔｅｐ１３、Ｓｔｅｐ１４において、擾乱光の発生無し、擾乱光の発生有りといった判定結果を制御ユニット３０に接続された図示しない表示装置等に表示等させてもよい。また、判定結果と共に図５に模式的に示す距離画像を表示装置等に表示等させてもよい。なお、距離画像については後述する。
【００６１】
１−２−４．擾乱光分離情報生成工程（Ｓｔｅｐ１５）
光学系１からの出射光の光線飛翔距離が基準距離を超え（Ｓｔｅｐ１２：Ｙｅｓ）、当該光学系１において擾乱光が発生すると判定された場合（Ｓｔｅｐ１３）、制御部３４では、光学系１からの出射光の信号波形と、データメモリ等に予め格納された既知の正常光波形とに基づき、光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離するための擾乱光分離情報を生成し（Ｓｔｅｐ１５）、処理を終了する。
なお、上記一連の処理は、各画素毎に行われるものとする。
【００６２】
１−３．原因面の推定又は特定
上記判別工程（Ｓｔｅｐ１２〜Ｓｔｅｐ１４）において、光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれると判定された場合、どの面において擾乱光が発生しているのかを推定又は特定する方法について説明する。
【００６３】
上述したとおり、Ｓｔｅｐ１１において各画素毎に光線飛翔距離を取得することができる。一方、光学系１の設計光路長、光学系１を構成する各光学面間の距離、鏡筒の形状等は既知の光学設計情報である。また背景に関する距離情報等についても既知の情報として取得しておくことができる。これらの被験光学系の光学設計情報等と、Ｓｔｅｐ１１で取得した擾乱光成分の光線飛翔距離とに基づき、光学系１内における擾乱光の飛翔光路を解析することができる。
【００６４】
光学系１内における擾乱光の飛翔光路が明らかになれば、どの面において擾乱光が発生する原因面を推定又は特定することが可能になる。例えば、図１（ｂ）に示す例では、第３レンズＬ３の像側面において反射した光が第２レンズＬ２を通過し、第１レンズＬ１の像側面で反射している。レンズ面に入射した光の一部がレンズ面において反射することは通常である。よって、図１（ｂ）に示す例では第１レンズＬ１の物体側面に反射防止コート等の表面処理の不具合による反射率の異常や、微小なキズや汚れなど、入射光の異常な反射又は散乱を引き起こす要因が存在することが考えられる。その他の擾乱光成分の飛翔光路を解析することにより、擾乱光が発生する原因面を特定することが可能になる。
【００６５】
１−４．距離画像を用いた擾乱光の判別
上記ではＳｔｅｐ１２〜Ｓｔｅｐ１４において光線飛翔距離に基づいて光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれるか否かを判別した。しかしながら、当該擾乱光判別分離装置１００において、必ずしも制御部３４に擾乱光成分の有無を判別させなくてもよい。例えば、Ｓｔｅｐ１１において取得した各画素毎の光線飛翔距離に基づいて生成した距離画像データに基づいて、図５に示すような距離画像を表示装置等に表示させ、或いは画像出力装置等により紙などの出力媒体に出力させ、観察者が距離画像に基づき擾乱光成分の有無を判別してもよい。なお、当該距離画像は、光学系１により撮像した光源の距離画像に相当する。
【００６６】
当該距離画像の一例を図５に示す。図５（ａ）は、例えば、上記した基準光学系を光学系１としたときの距離画像を模式的に表した図であり、図５（ｂ）は光学系１内において擾乱光が発生しているときの距離画像を模式的に表した図である。また、説明を簡便にするため、図５（ａ）、（ｂ）には背景の表示を省略した。
【００６７】
図５（ａ）には、光源像２が表示されている。一方、図５（ｂ）には、光源像２の周囲に、第１の擾乱光像３と、第２の擾乱光像４とが表示されている。ハッチングの相違は、それぞれの光線飛翔距離の相違を示している。このように、表示装置等に表示又は画像出力装置等により出力媒体に出力された距離画像に基づき、観察者が擾乱光成分の有無を容易に判別することができる。
【００６８】
このように光学系１から出射した光学系１からの出射光に基づき距離画像を生成し、当該距離画像に基づき擾乱光の発生の有無を判別する方法によれば、光学系１に対して光源部１０から上記と同様にパルス光を投射して、通常の撮像画像（可視光像）を取得し、当該撮像画像に基づき擾乱光の発生の有無を判別する方法と比較して、以下の点が優れている。
【００６９】
撮像画像に基づき擾乱光の発生の有無を判別する方法では、光学系１に対する光の当て方や光量によっては、像面Ｉに到達する擾乱光の光量が少なく、撮像画像において擾乱光像を観察することが困難な場合がある。その結果、図５（ｂ）に示した第１の擾乱光像３と第２の擾乱光像４のうち、いずれか一方しか観察することができない場合や、いずれも観察することができない場合も想定される。
【００７０】
また、第１の擾乱光像３と第２の擾乱光像４とは、光学系１内における光線飛翔距離が異なる擾乱光によって形成される距離画像である。通常の撮像画像では図５（ｂ）に示す第１の擾乱光像３と第２の擾乱光像４とを区別して観察することが困難であることが想定される。さらに、通常の撮像画像では、光学系１内における擾乱光の光線飛翔距離を判別することはできない。通常の撮像画像に基づき、両者を判別することができない要因として、次の２点が挙げられる。まず、通常の撮像画像では、光源像、背景像、フレアやゴーストなどの擾乱光像、バックグラウンドノイズやショットノイズなどのノイズに起因する像などが写り混むが、これらは主として光量に基づきいずれの像であるかが判別される。各像の光量は、撮像条件等によって容易に変動する。すなわち、各像に対して、各像を判別可能な指標となる光量値が存在する訳ではない。そのため、擾乱光像であるか否かを判別するための閾値といった、客観的な判断基準を設定することができない。次に、撮像画像において、光量差が測定可能な範囲を超えて大きい場合、或いは各像の光量差が小さすぎる場合は、各像の光量差を判別することができない場合がある。そのため、撮像画像に複数の像が近接して写り混んでいる場合に、各像の光量差を判別することができず、複数の像が一つの像として観察され得る。すなわち、光量という物理量のみでは、撮像画像に写り混んでいる像の数（種類）を判別すること自体も困難である。そのため、撮像画像にフレアやゴーストなどが観察されることにより、擾乱光が発生することが確認できても、上述のとおり、第１の擾乱光像３と第２の擾乱光像４とを区別して観察することができない場合があり、その原因面を推定又は特定することができないことが想定される。
【００７１】
これに対して、距離画像では各画素につき、各画素で受光した光線の距離に関する情報が付加される。この距離に関する情報は光線飛翔距離に由来する物理量である。光線飛翔距離は、各像に対応する被写体と光学系１との間の距離、或いは擾乱光の発生原因等によって増減した光線の飛翔距離などによって固有の値をとる。すなわち、光源像２の近傍に擾乱光像が写り混む場合、光量差に基づき、両者を区別して観察することは困難であるが、距離画像では、光源像２は、光源像２に固有の光線飛翔距離を有する像として表示され、擾乱光像は光源像２とは異なる光線飛翔距離を有する像として表示されるため、これらを区別することは容易である。同様に、擾乱光像２と、擾乱光像３とを光量差に基づいて区別して観察することは困難であるが、距離画像では、擾乱光像２は、その発生原因に固有の飛翔距離を有する像として表示され、擾乱光像３についてもその発生原因に固有の飛翔距離を有する像として表示される。そのため、距離画像においては、光源像２と、擾乱光像３，４との区別は容易である。従って、当該方法によれば、擾乱光の光量によらず擾乱光を精度よく判別することができる。また、光学系１内における光線飛翔距離の異なる擾乱光はそれぞれ別の像として観察される。複数の擾乱光像が観察された場合、各擾乱光像の光線飛翔距離と、上述した既知の光学設計情報等に基づいて、光学系１内における光路を解析することで、擾乱光が発生する原因面を推定又は特定することが可能になる。
【００７２】
１−５．擾乱光分離情報の利用
上記分離工程（Ｓｔｅｐ１５）において生成される擾乱光分離情報は、擾乱光判別分離装置１００において検査対象とされた当該光学系１が製品としてユーザ等に用いられるときに、当該光学系１により形成される光学像を補正するための補正情報として用いることができる。例えば、光学系１が撮像装置の撮像レンズであった場合、当該光学系１が取り付けられる撮像装置に当該擾乱光分離情報を補正情報として予め保持させておき、その撮像装置において、像面Ｉにおいて受光した結像光（画像信号）から擾乱光成分を信号処理により除去可能に構成しておけば、フレアやゴースト等のない被写体像を得ることができる。或いは、画像処理ソフトがインストールされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等において、当該光学系１と対応付けられた擾乱光分離情報を保持させておき、当該光学系１を用いて撮像された撮像画像を、ＰＣ等において読み出し、上記擾乱光分離情報を用いて画像処理を施し、フレアやゴースト等のない被写体像を生成してもよい。
【００７３】
なお、上記説明した擾乱光判別分離装置１００は、光学系１を製造する際の検査工程において用いることを想定しているが、当該擾乱光判別分離装置１００を撮像装置等の光学機器として構成してもよい。その場合、その光学機器に取り付けられた光学系１を、その光学機器において検査モード等として、擾乱光発生の有無を判別することができる。また、その光学機器により光学像等を得る場合に、その光学機器においてＳｔｅｐ１５において生成した擾乱光分離情報を用いて、光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離してもよい。これらの具体的な態様は特に限定されるものではない。
【００７４】
２．第２の実施の形態
次に、本件発明に係る擾乱光判別装置及び擾乱光分離装置の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態において、擾乱光判別装置と擾乱光分離装置とは、擾乱光判別分離装置１００として一体に構成される。また、第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００は、第１の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００と略同一であるが、制御部３４により実行される動作が一部異なる。従って、同様の構成要素については同じ符号を付して、その説明を省略し、ここでは、第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００の動作のみ説明する。
【００７５】
２−１．擾乱光の判別と分離
２−１−１．概要
まず、第２の実施の形態における擾乱光の判別と分離の手順の概要を説明する。第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００では、擾乱光の判別と分離に際し、各画素毎に受光した光学系１からの出射光から光線飛翔距離に関する情報を取得する（Ｓｔｅｐ２１）。
【００７６】
次に、Ｓｔｅｐ２１において取得した各画素毎の光線飛翔距離に基づき、当該光線飛翔距離が基準距離を超えるか否かを判別し、擾乱光の発生の有無を判定する（Ｓｔｅｐ２２〜Ｓｔｅｐ２４）。
【００７７】
光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれる場合、既知の光源応答波形に基づき逆畳込演算を行い（Ｓｔｅｐ２５）、当該光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離するための擾乱光分離情報を生成する（Ｓｔｅｐ２６）。
【００７８】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と略同様にして擾乱光の判別と分離が行われるが、上述した各工程のうち、光線飛翔距離取得工程（Ｓｔｅｐ２１）、逆畳込演算工程（Ｓｔｅｐ２５）及び擾乱光分離情報生成工程（Ｓｔｅｐ２６）は、第１の実施の形態にとは異なる処理を含む工程、又は第１の実施の形態にはない工程である。その他の工程は、第１の実施の形態と略同様であるため、ここでは説明を省略し、以下光線飛翔距離取得工程（Ｓｔｅｐ２１）と、畳込演算工程（Ｓｔｅｐ２５）及び擾乱光分離情報生成工程（Ｓｔｅｐ２６）について説明する。
【００７９】
２−１−２．光線飛翔距離取得工程（Ｓｔｅｐ２１）
（１）第１シークエンス
以下、図６を参照しながら説明する。光学系１内の光線飛翔距離を取得するに際し、制御部３４は第１の実施の形態と同様の手順で所定の露光時間の間に光源部１０（変調光投射部）により光学系１に対してパルス光を投射させつつ、距離画像センサ２０により光学系１からの出射光を受光させる一連の動作を実行させ、距離画像センサ２０から受光信号を制御ユニット３０に出力させる。この第１シークエンス（図６（ａ）〜（ｈ）・・・）の受光動作は第１の実施の形態と同様である。
【００８０】
具体的には、制御部３４は光源部１０及び距離画像センサ２０を制御して、（ａ）−（ｇ）の間は第１の実施の形態と同様に光源部１０にパルス発光させ、距離画像センサ２０には光学系１から出射したその光学系１からの出射光を受光させる。受光の際に発生した電荷を第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部に所定のタイミングで振り分けさせる。これを１周期とし、所定のタイミングマージンｔｍ（（ｇ）−（ｈ）の間）を介して、所定の露光時間の間、当該動作を１回以上繰り返す。これが第１シークエンス目の動作である。
【００８１】
（２）第２シークエンス
次に、第２シークエンス目の動作について説明する。図６に示すように、第１シークエンスの動作が完了すると、距離画像センサ２０側における第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部のオン／オフを切り替えるタイミングは変更せず、第１シークエンスと比較して光源部１０をオン／オフさせるタイミングをΔｔ×１秒遅らせる。図６においては、（ａ’）の時点から２シークエンス目が開始する。２シークエンス目では（ａ’）の時点で第１の電荷蓄積部をオンした後、Δｔ×１秒が経過した（ｂ’）の時点で発光部におけるパルス発光を開始させる。発光部の発光開始のタイミングがΔｔ×１秒遅延した以外は、１シークエンス目と同様に発光部に発光させながら、距離画像センサ２０に光学系１からの出射光を受光する受光動作を行わせる。そして、所定の露光時間の間、当該動作を１シークエンス目と同じ回数繰り返させる。なお、Δｔは予め定められた所定の遅延時間である。発光パルス幅及び距離画像センサ２０の露光時間等に応じて、Δｔは適宜適切な値に設定することができる
【００８２】
（３）第３シークエンス以降
そして、第２シークエンス目の動作が完了すると、距離画像センサ２０側における第１の電荷蓄積部及び第２の電荷蓄積部のオン／オフを切り替えるタイミングは変更せず、光源部１０をオン／オフさせるタイミングを第１シークエンスと比較してΔｔ×２秒（（ａ’’）−（ｂ’’）の間）遅らせる。
【００８３】
上記のように、１シークエンス分の受光動作が終了する毎に、光源部１０のパルス光の発光タイミング（投射タイミング）に対して、距離画像センサ２０の光学系１からの出射光の受光開始のタイミングを相対的にΔｔ×（Ｎ−１）秒ずらしながら、Ｎシークエンス分の受光信号を取得することで、光源部１０によるパルス光の発光と、当該パルス光の入射に応じた当該光学系１からの出射光、すなわち応答信号（インパルス応答）との畳み込みが得られる。
【００８４】
（４）応答信号の信号波形取得
また、第２の実施の形態では、上記のようにＮシークエンス分の受光信号を取得することで、Δｔ秒毎の第１の受光信号と第２の受光信号の信号強度比の変化を明らかにすることができる。すなわち、第２の実施の形態によれば、Ｎシークエンス分の受光信号に基づき、距離画像センサ２０が受光した光学系１からの出射光のΔｔ秒毎の光量の時間変化を取得することができる。よって、距離画像センサ２０から出力される受光信号、すなわち応答信号の信号強度の時間変化、すなわち応答信号の信号波形を取得することができる。
【００８５】
２−１−３．逆畳込演算（Ｓｔｅｐ２５）
Ｓｔｅｐ２１において取得した応答信号には、正常光成分と擾乱光成分とが含まれる。当該応答信号の信号波形は上述のようにして取得することができるため、逆畳込演算を行うことで、距離画像センサ２０が受光した擾乱光に起因する未知の光源応答信号の信号波形を明らかにすることができる。
【００８６】
２−１−４．擾乱光分離情報生成工程（Ｓｔｅｐ２６）
制御部３４では、上記のように演算して求めた擾乱光の信号波形を光学系１からの出射光から擾乱光を分離するための擾乱光分離情報として生成する。擾乱光分離情報の利用の態様等は第１の実施の形態と同様である。
【００８７】
第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００によれば、Ｎシークエンス分の受光信号を取得することで、光学系１からの出射光の信号波形を明らかにすることができる。そのため、光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離するための擾乱光分離情報についても、第１の実施の形態と比較するとより多くの情報に基づいて生成することができるため、光学系１からの出射光から擾乱光成分を精度よく分離することが可能になる。
【００８８】
２−３．擾乱光成分の判別
第２の実施の形態において、光学系１からの出射光から擾乱光成分の有無を判別する際、第１の実施の形態と同様に行うことができる。その際、１シークエンス分の受光動作により距離画像センサ２０から出力された受光信号に基づいて、光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれるか否かを判別してもよいし、Ｎシークエンス分の受光動作により応答信号の信号波形を明らかにした上で、光学系１からの出射光に擾乱光成分が含まれるか否かを判別してもよい。
【００８９】
また、Ｓｔｅｐ２５において逆畳込演算を行うことにより、光線飛翔距離に対する信号強度の分布を得ることができる。具体的には、光学系１からの出射光に含まれる正常光成分、第１の擾乱光成分、第２の擾乱光成分、・・・第ｎの擾乱光成分（但し、ｎは１以上の整数）について、各光線飛翔距離の異なる成分毎にその信号強度を明らかにすることができる。つまり、光線飛翔距離に対する信号強度の分布を得ることができ、当該情報に基づいて種々の分析を行うことができる。例えば、像面に複数のゴーストが重なり合って写り混んでいる場合でも、各ゴースト毎にその信号強度が明らかになるため、各ゴースト毎にその光量を算出することが可能になり、各ゴーストを分離することが可能になる。また、光学系１内で反射を繰り返すことにより、像面Ｉにゴーストとして現れる擾乱光成分の信号強度の分布は、光線飛翔距離に対して鋭いピークとなって現れる。一方、光源等から強い光が入射することにより、像面Ｉにフレアとなって現れる擾乱光成分の信号強度の分布は、光線飛翔距離に対して幅の広い分布となって現れる。すなわち、光線飛翔距離に対する信号強度の分布を解析することにより、像面上のある画素で受光した光が、設計光路を飛翔した光線に起因するのか、レンズ面の表面処理の不具合によって反射した光線に起因するのか、或いは光学系１内において意図せず散乱した光線に起因するのか等の原因を推定することが可能になるほか、それぞれの光量を算出することができ、擾乱光成分の分離が可能になる。
【００９０】
また、像面Ｉにフレアとなって現れる擾乱光成分の光線飛翔距離は、正常光（光源）の光線飛翔距離との差が小さい。そのため、例えば、図６に示す光線飛翔距離取得工程（Ｓｔｅｐ２１）において取得した光線飛翔距離だけでは、正常光であるのか擾乱光であるのかを明確に区別することが困難である場合がある。そのため、上記Ｓｔｅｐ２２において、本来は擾乱光成分が存在するにも関わらず、擾乱光の発生なしと判定してしまう場合がある。そこで、図６に示すフローチャートとは別に、擾乱光成分の有無を判別する際に、上述のとおりＮシークエンス分の受光信号を取得し、応答信号の信号波形を明らかにした後に、上記逆畳込演算を行って光線飛翔距離に対する信号強度の分布を得た上で、擾乱光成分の有無を判別してもよい。また、図６に示すＳｔｅｐ２２の判別結果によらず、上記逆畳込演算を行えば、光学系１からの出射光の擾乱光成分が含まれているか否かを明確に判別することができない場合であっても、光学系１からの出射光から擾乱光成分を分離するための擾乱光分離情報を生成することができる。
【００９１】
３．第３の実施の形態
次に、図８及び図９を参照しながら本件発明に係る擾乱光判別装置及び擾乱光分離装置の第３の実施の形態を説明する。
【００９２】
３−１．構成
まず、図８を参照しながら、第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００の構成を説明する。第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、擾乱光判別分離装置２００は擾乱光判別装置と擾乱光分離装置とを一体に構成したものである。
【００９３】
第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００と略同一である。しかしながら、第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００とは、本件発明にいう変調光投射部の構成が異なる。第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、本件発明にいう変調光投射部を光源部１０として構成した。そして、光源部１０から光学系１にパルス光（変調光）を投射するものとした。
【００９４】
これに対して、第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００では、光源部１０の代わりに、第１のシャッタＳ１を光学系１の入射側に設け、当該第１のシャッタＳ１を高速に開閉することで光学系１にパルス光を入射するものとした。第１のシャッタＳ１は高速シャッタであり、例えば、数十ｎ秒の間隔、好ましくは数ｎ秒の間隔で開閉を切り替えることができる。制御部３４は、タイミング生成部３１により第１のシャッタＳ１に対して開閉信号を入力させる。第１のシャッタＳ１は、タイミング生成部３１から入力される開閉信号に従って、開と閉とを切り替える。その他の構成は第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じであるため、同様の構成要素については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００９５】
３−２．動作
次に、図９を参照しながら、第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００の動作を説明する。第３の実施の形態では、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００の光源部１０に代えて、第１のシャッタＳ１を高速に開閉することで、光学系１に対してパルス光を入射する。例えば、図９（１）に示すように、図４（１）における光源部１０のオン／オフが切り替えられるタイミングと同じタイミングで、第１のシャッタＳ１を開閉すれば、第１の実施の形態において説明した図３、図４と同じ手順により擾乱光成分の判別や分離を行うことができる。
【００９６】
一方、図示は省略したが、図７（１）における光源部１０のオン／オフが切り替えられるタイミングと同じタイミングで第１のシャッタＳ１を開閉すると共に、距離画像センサ２０においては図７（４）、（５）に示すように受光動作を行わせることで、第２の実施の形態において説明した図６、図７と同じ手順により擾乱光成分の判別や分離を行うことができる。すなわち、上述した畳込みにより応答信号の信号波形を得たり、逆畳込演算を行い、擾乱光分離情報を生成することもできる。
【００９７】
第３の実施の形態では、本件発明にいう変調光投射部を第１の実施の形態及び第２の実施の形態で説明した光源部１０に代えて、第１のシャッタＳ１により構成することで、以下の点が有利である。
【００９８】
第１の実施の形態及び第２の形態の擾乱光判別分離装置１００は、光学系１を製品として出荷する際の検査段階等において、光学系１が製品として要求されるレベルの品質を維持しているか否かを検査するために用いられる。或いは、製品として要求されるレベルの品質を維持しているが擾乱光判別分離装置１００により個々の光学系１によって個体差のように生じる擾乱光成分を予め検出しておき、擾乱光分離情報を予め生成しておくことで、その光学系１が組み込まれる光学機器に擾乱光分離情報を光学像を補正するための補正情報として保持させること等を想定したものである。
【００９９】
一方、第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置２００によれば、例えば、光学系１に第１のシャッタＳ１を設け、当該光学系１を撮像レンズとして備えた撮像装置として具現化することができる。すなわち、擾乱光判別分離機能を備えた撮像装置（２００）として実現することができる。例えば、被写体を撮像する際に、当該撮像装置（２００）を用いて擾乱光の発生の有無を判別し、擾乱光が発生する場合には擾乱光を光学系１からの出射光から分離するための擾乱光分離情報を生成しておく。その後、被写体を撮像すれば、擾乱光分離情報に基づいて、撮像光から擾乱光成分を容易に分離することが可能になる。
【０１００】
そのため、例えば、ユーザが当該撮像装置（２００）を用いて夜空を撮像したときも、撮像画像に街灯等の光源に起因するゴーストが写り込むことを抑制し、撮像者の撮像意図に沿った撮像画像を得ることができる。また、逆光で撮像する場合、撮像レンズの構成等によりフレア等の発生を完全に抑制することは困難である。しかしながら、当該撮像装置（２００）を用いれば、逆光で撮像する場合もフレア等の発生を抑制することが可能になる。同様に、交通監視用の撮像装置や、車載用撮像装置に当該撮像装置（２００）を適用すれば、それらの使用される環境下によらず、ゴーストやフレアの発生を抑制し、鮮明な被写体像を得ることが容易になる。
【０１０１】
つまり、第３の実施の形態によれば、製品として要求されるレベルを満足した光学系を搭載した光学機器に、上記第１のシャッタＳ１及び擾乱光の判別及び分離に関する制御機構を搭載することで、使用段階において回避することが困難であった特定の条件下で発生するフレアやゴーストの発生を抑制することが可能になる。
【０１０２】
なお、図８では、光学系１の外部、入射側に第１のシャッタＳ１を配置しているが、第１のシャッタＳ１の配置は図８に示す例に限定されるものではなく、光学系１内に配置してもよい。光学系１内に第１のシャッタＳ１を配置すれば、第１のシャッタＳ１の径を光学系１を構成する光学要素と同程度の大きさとすることができ、第１のシャッタＳ１の小型化を図ることができる。
【０１０３】
４．第４の実施の形態
次に、図１０及び図１１を参照しながら本件発明に係る擾乱光分離装置の第４の実施の形態を説明する。当該擾乱光分離装置３００は、光学系１において設計光路を飛翔する正常光と、設計光路と異なる光路を飛翔する擾乱光とを分離するための装置である。
【０１０４】
４−１．構成
まず、図１０を参照しながら、第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００の構成を説明する。第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００と略同一の構成を有する。しかしながら、第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００は、本件発明にいう擾乱光判別装置を備えていない点において、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置とは相違する。また、第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００とは、本件発明にいう変調光投射部の構成が異なる。第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、光源部１０の代わりに第１のシャッタＳ１を備え、第１のシャッタＳ１を高速に開閉することにより、光学系１にパルス光を投射する。
【０１０５】
第１のシャッタＳ１は、第３の実施の形態と同様に高速シャッタである。第１のシャッタＳ１は、例えば、数十ｎ秒の間隔、好ましくは数ｎ秒の間隔で開閉を切り替え可能であることが好ましい。制御部３４は、タイミング生成部３１により第１のシャッタＳ１に対して開閉信号を入力させる。第１のシャッタＳ１は、タイミング生成部３１から入力される開閉信号に従って、開と閉とを切り替える。
【０１０６】
第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００では、距離画像センサ２０の代わりに、イメージャ３２０（固体撮像素子／受光部）を用い、光学系１とイメージャ３２０との間に第２のシャッタＳ２を備える。
【０１０７】
イメージャ３２０は、光学系１の使用波長域内の波長の光に対して受光感度を有すればよく、その具体的な態様は特に限定されるものではない。例えば、光学系１が可視光域を使用波長域とする場合、可視光波長域の光線に受光感度を有すればよい。また、光学系１が赤外波長域を使用波長域とする場合、赤外波長域の光線に受光感度を有すればよい。
【０１０８】
第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００では、光学系１から出射した正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間のみ開くように、第２のシャッタＳ２の開閉が制御される。受光させるものとした。第２のシャッタＳ２のシャッタ速度は第１のシャッタＳ１のシャッタ速度と同等であることが好ましく、例えば、数ｎ秒〜数十ｎ秒の間隔で開閉を切り替え可能であることが好ましい。
【０１０９】
４−２．動作
次に、図１１を参照しながら、第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００の動作を説明する。
【０１１０】
（１）第１のシャッタＳ１
図１１（１）は第１のシャッタＳ１の開閉期間を示す。本実施の形態では、（ａ）−（ｂ）の間、第１のシャッタＳ１は開き、（ｂ）−（ｃ）の間第１のシャッタＳ１は閉じている。これを１周期とし、所定のタイミングマージンｔｍ（（ｃ）−（ｄ）の間）を介して、所定の露光時間の間、第１のシャッタＳ１は１回以上開閉する。本実施の形態では、第１のシャッタＳ１は、所定の露光時間の間、予め定められた所定の回数（例えば、数百回〜数万回）開閉動作を繰り返す。但し、所定の露光時間における第１のシャッタＳ１の発光回数は、イメージャ３２０において正常光に基づく被写体像を形成するために十分な光量を確保することができれば特に限定されるものではなく、当該条件を満たすことができれば、所定の露光時間における第１のシャッタＳ１の開閉回数は１回でもよい。第１のシャッタＳ１の当該動作に伴い、光学系１にはパルス光が入射する。
【０１１１】
（２）第２のシャッタＳ２
図１１（２）は第２のシャッタＳ２の開閉期間を示す。第２のシャッタＳ２は、次に説明する正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間のみ開かれ、その他の期間は閉じられる。
【０１１２】
（３）正常光
図１１（３）は正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間を示す。第１のシャッタＳ１が開状態にある（ａ）−（ｂ）の間、光学系１に入射した光は光学系１内を飛翔する。そのため、光学系１の光学系１からの出射光に含まれる正常光が第２のシャッタＳ２に到達するのは、第１のシャッタＳ１が開いた時点（ａ）から、所定の遅れ時間（delay4-1）が経過した後になる。図１１（３）に示す例では、（ａ）−（ｃ）の長さに相当する遅れ時間（delay4-1）経過後に、イメージャ３２０に正常光が（ｃ）−（ｅ）の間到達するものとした。この遅れ時間（delay4-1）はその光学系１に固有の時間である。当該遅れ時間（delay4-1）は、第１の実施の形態等と同様に、例えば、光学シミュレーション、或いは、基準光学系を用いた測定結果等により、既知の情報として取得しておき、制御部３４のデータメモリなどに予め格納しておくことができる。
【０１１３】
制御部３４は、予め格納された上記遅れ時間（delay4-1）に基づいて、第２のシャッタＳ２の開閉制御を行う。
【０１１４】
（４）擾乱光
図１１（４）は擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達する期間を示す。光学系１から出射した光学系１からの出射光に含まれる擾乱光は、正常光に遅れて第２のシャッタＳ２に到達する。図１１（４）に示す例では、第１のシャッタＳ１が開いた時点から（ａ）−（ｃ）の長さに相当する遅れ時間（delay4-2）が経過した後に、擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達するものとした。
【０１１５】
（５）イメージャ３２０
図１１（５）はイメージャ３２０に光が到達する期間を示す。イメージャ３２０は、所定の露光時間の間、受光した光を蓄積し、それを受光信号として制御ユニット３０に出力する。しかしながら、当該第４の実施の形態は、イメージャ３２０の入射側に第２のシャッタＳ２を備える。そのため、イメージャ３２０に光が到達する期間は第２のシャッタＳ２の開閉動作により制御される。
【０１１６】
上述したとおり、第２のシャッタＳ２は正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間のみ開かれる。第２のシャッタＳ２を通過した光は（ｃ）−（ｄ）の期間に相当する時間を掛けてイメージャ３２０に到達する。そのため、図１１（５）に示す例では、第２のシャッタＳ２が開いた時点（ｃ）から、（ｃ）−（ｄ）の遅れ時間経過後、第２のシャッタＳ２が開いていた期間と同じ時間（（ｄ）−（ｆ））光を受光する。図１１（５）に示す例では、擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達するのは、（ｅ）の時点である。このとき、第２のシャッタＳ２は閉じられる。そのため、図１１に示す例では擾乱光は第２のシャッタＳ２により遮断され、イメージャ３２０には正常光のみが到達する。
【０１１７】
よって、第４の実施の形態では、擾乱光の判別動作を行わずとも、擾乱光成分を光学系１からの出射光から除去することができる。なお、図１１に示した例では、正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間と、擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達する期間との重なりはない。しかしながら、実際には、正常光が第２のシャッタＳ２に到達する期間と、擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達する期間とが重なる場合がある。そのため、その場合は、正常光のみが第２のシャッタＳ２に到達する期間のみ第２のシャッタＳ２を開く構成にすれば、イメージャ３２０に正常光のみを受光させることができる。
【０１１８】
なお、第２のシャッタＳ２を開く時間（（ｃ）−（ｄ））をｔｓとし、擾乱光が第２のシャッタＳ２に到達するまでの遅れ時間（delay4-2）（（ａ）−（ｅ））をｔｄとしたとき、ｔｓ＜１．５ｔｄであることが好ましく、ｔｓ＜ｔｄであることが好ましく、上記したようにｔｓは正常光のみ受光する期間と同じであることが好ましい。
【０１１９】
第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００は、第３の形態の擾乱光判別分離装置２００と同様に、光学系１の入射側に第１のシャッタＳ１を設け、光学系１の出射側に第２のシャッタＳ２を設け、当該光学系１を撮像レンズとして備えた撮像装置として具現化することができる。すなわち、擾乱光分離機能を備えた撮像装置（３００）として実現することができ、第３の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２０】
また、第４の実施の形態の擾乱光分離装置３００と同じ構成により、第１の実施の形態及び第２の実施の形態で述べた擾乱光の判別及び分離を行うこともできる。すなわち、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の擾乱光分離装置１００において、光源部１０を第１のシャッタＳ１に置換し、距離画像センサ２０を第２のシャッタＳ２及びイメージャ３２０に置換した場合も、第１の実施の形態及び第２の実施の形態で述べた手順と略同様の手順により擾乱光の判別及び分離動作を行うことができる。また、第１の実施の形態〜第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００，２００を用いて、正常光のみが到達する期間のみ距離画像センサ２０に光を受光させることにより、第１の実施の形態〜第３の実施の形態の擾乱光判別分離装置１００，２００第４の実施の形態と同様の擾乱光分離装置として実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本件発明によれば、簡易な手法で被験光学系から出射した光に擾乱光成分が含まれるか否かを精度良く判別することができ、擾乱光の発生原因面を推定可能な擾乱光判別装置及び擾乱光判別方法、或いは、簡易な手法で被験光学系から出射した光に擾乱光成分を分離可能な擾乱光分離装置又は擾乱光分離方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１        光学系（被験光学系）
２        光源像
３        第１の擾乱光像
４        第２の擾乱光像
１０      光源部
２０      距離画像センサ
３０      制御ユニット
３１      タイミング生成部
３２      信号処理部
３３      光線飛翔距離情報生成部
３３ａ    距離演算部
３３ｂ    距離画像生成部
３４      制御部
１００    擾乱光判別分離装置
２００    擾乱光判別分離装置
３００    擾乱光分離装置
３２０    イメージャ
Ｌ１      第１レンズ
Ｌ２      第２レンズ
Ｌ３      第３レンズ
Ｉ        像面
ｔｍ      タイミングマージン
Ｓ１      第１のシャッタ
Ｓ２      第２のシャッタ
【図１】
2019135468.tif 000003
【図２】
2019135468.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019135468.tif 000008
【図７】
2019135468.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019135468.tif 000011
【図１０】
2019135468.tif 000012
【図１１】
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