(57)【要約】【課題】光学部材を退避させるスペースを設ける必要なく、被写体光の所定の帯域の透過率を切り替えることができる撮像装置および撮像方法を提供する。【解決手段】被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、被写体光を該イメージセンサに結像する撮影光学系と、撮影光学系を介してイメージセンサに入射する被写体光を透過させる第１の光学部材とを備え、第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度に応じて、被写体光の第１の帯域の透過率が変化する撮像装置である。【選択図】図１
2013250365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、
前記被写体光を該イメージセンサに結像する撮影光学系と、
該撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光を透過させる第１の光学部材とを備え、
前記第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度に応じて、前記被写体光の第１の帯域の透過率が変化する
撮像装置。
【請求項２】
前記第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度が、第１の角度から第２の角度に切り替えられることにより、前記撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光の前記第１の帯域の透過率が変化する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度が、第１の角度から該第１の角度より大きい第２の角度に切り替えられることにより、前記撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光の前記第１の帯域の透過率が高くなる
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度に関わらず前記被写体光の第２の帯域を透過させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記イメージセンサと前記第１の光学部材との間に、前記被写体光の前記第１の帯域を透過させる第２の光学部材をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の光学部材は、さらに前記被写体光の前記第２の帯域を透過させる
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の光学部材は、前記被写体光の前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を透過させない
請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の帯域は、赤外線の帯域である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２の帯域は、可視光の帯域である
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１０】
被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、
前記被写体光を該イメージセンサに結像する撮影光学系と、
該撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光を透過させる第１の光学部材とを備える撮像装置において、
前記第１の光学部材の前記被写体光の光軸に対する角度を変化させることにより、前記第１の光学部材における前記被写体光の第１の帯域の透過率を変化させる
撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、防犯用の小型監視カメラや自動車に搭載される暗視カメラ、また一般的なカメラにおいても、夜間など暗闇においても撮影を行うことができる機能の需要が高まっている。そこで、赤外線カットフィルタとダミーガラスとを備え、被写体が明るいとき、被写体が暗いときに応じてその赤外線カットフィルタとダミーガラスとを切り替えることにより被写体が暗い夜間などでの撮影を可能とするカメラ機器が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１８２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１に記載のカメラ機器においては、夜間撮影用に光の透過帯域を切り替えるために赤外線カットフィルタとダミーガラスを切り替えるという構成上、赤外線カットフィルタとダミーガラスのいずれか使用されない方を退避させておくスペースが必要となる。また、ＡＰＳＣなどの大型のイメージセンサを用いる場合には、赤外線カットフィルタを退避させるスペースも大きく確保する必要がある。よって、赤外線カットフィルタを退避させる構成では、退避スペース確保のためにカメラの小型化を図ることができないという問題がある。
【０００５】
本技術はこのような問題点に鑑みなされたものであり、フィルタ等を退避させておくスペースを設けることなく、被写体光の所定の帯域の透過率を変化させることができる撮像装置および撮像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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、第１の技術は、被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、被写体光をイメージセンサに結像する撮影光学系と、撮影光学系を介してイメージセンサに入射する被写体光を透過させる第１の光学部材とを備え、第１の光学部材は、撮影光学系の光軸に対する角度に応じて、被写体光の第１の帯域の透過率が変化する撮像装置である。
【０００７】
また、第２の技術は、被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、被写体光をイメージセンサに結像する撮影光学系と、撮影光学系を介してイメージセンサに入射する被写体光を透過させる第１の光学部材とを備える撮像装置において、第１の光学部材の撮影光学系の光軸に対する角度を変化させることにより、第１の光学部材における前記被写体光の第１の帯域の透過率を変化させる撮像方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本技術によれば、半透過膜などの光学部材を退避させるスペースを設ける必要なく、被写体光の所定の帯域の透過率を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、第１の実施の形態に係る撮像装置の第１の状態における概略構成を示す断面模式図であり、図１Ｂは、第１の実施の形態に係る撮像装置の第２の状態における概略構成を示す断面模式図である。
【図２】図２Ａは、半透過膜の透過率を示す図であり、図２Ｂは半透過膜の反射率を示す図である。
【図３】図３Ａは、第１の状態における半透過膜の透過率特性を示す図であり、図３Ｂは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図３Ｃは、半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【図４】図４Ａは、第２の状態における半透過膜の透過率特性を示す図であり、図４Ｂは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図４Ｃは、半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【図５】図５Ａは、第２の実施の形態に係る撮像装置の第３の状態における概略構成を示す断面模式図であり、図５Ｂは、第２の実施の形態に係る撮像装置の第４の状態における概略構成を示す断面模式図である。
【図６】図６Ａは、第３の状態における半透過膜の透過率特性を示す図であり、図６Ｂは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図６Ｃは、半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【図７】図７Ａは、第４の状態における半透過膜の透過率特性を示す図であり、図７Ｂは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図７Ｃは、半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【図８】図８Ａは、第３の実施の形態に係る撮像装置の第５の状態における概略構成を示す断面模式図であり、図８Ｂは、第３の実施の形態に係る撮像装置の第６の状態における概略構成を示す断面模式図である。
【図９】図９Ａは、第５の状態における第１半透過膜の透過率特性を示す図であり、図９Ｂは、第２半透過膜の透過率特性を示す図であり、図９Ｃは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図９Ｄは、第１半透過膜と第２半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【図１０】図１０Ａは、第６の状態における第１半透過膜の透過率特性を示す図であり、図１０Ｂは、第２半透過膜の透過率特性を示す図であり、図１０Ｃは光学フィルタの透過率特性を示す図であり、図１０Ｄは、第１半透過膜と第２半透過膜と光学フィルタとを組み合わせた状態における透過率特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．撮像装置の構成］
［１−２．撮像装置の動作および効果］
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．撮像装置の構成］
［２−２．撮像装置の動作および効果］
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．撮像装置の構成］
［３−２．撮像装置の動作および効果］
＜４．変形例＞
【００１１】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．撮像装置の構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像装置１００の概略構成を示す断面模式図である。図１に示されるように、撮像装置１００本体を構成する筐体１２０に対して、交換可能な撮影光学系１１０が取り付けられている。撮影レンズ１１１、絞り等が鏡筒１１２内に設けられることにより撮影光学系１１０が構成されている。撮影光学系１１０の撮影レンズ１１１は、フォーカス駆動系（図示しない）によって駆動され、ＡＦ動作が可能とされている。なお、撮影光学系１１０は、筺体１２０と一体ものとして構成してもよい。
【００１２】
筐体１２０内にはイメージセンサ１２１が設けられている。イメージセンサ１２１は例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子である。イメージセンサ１２１は、撮影レンズ１１１を介して入射する被写体光を光電変換して電荷量に変換し、画像信号を生成する。画像信号は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理などの所定の信号処理が施されて最終的に画像データとして、撮像装置１００内のメモリ（図示せず。）や外部メモリなどに保存される。なお、図１においては、シャッタ機構の図示を省略しているが、本技術は機械式シャッタまたは電子式シャッタのいずれも適用することができる。
【００１３】
筐体１２０内には、さらに、ＡＦ用のイメージセンサであるＡＦセンサ１２２が設けられている。ＡＦセンサ１２２としては、例えば、位相差検出方式のＡＦセンサ１２２がある。ただし、位相差検出方式に限られず、コントラストＡＦ方式のＡＦセンサ１２２の機能を持つものでもよい。ＡＦの方式として、位相差検出方式およびコントラストＡＦ方式を組み合わせてもよい。暗い場所や、コントラストの低い被写体でも良好にＡＦを行うために、ＡＦ補助光を発生し、戻り光からＡＦ評価値を形成するようにしてもよい。
【００１４】
筐体１２０内において、撮影光学系１１０の撮影レンズ１１１と筐体１２０内のイメージセンサ１２１の間には半透過膜１２３が設けられている。半透過膜１２３には、撮影レンズ１１１を介して被写体光が入射する。半透過膜１２３は、撮影レンズ１１１を介して入射する被写体光の一部をＡＦセンサ１２２に反射させ、残りをイメージセンサ１２１へと透過させる。
【００１５】
半透過膜１２３は、撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θが変更可能なようにＡＢ方向に回転駆動可能に構成されている。半透過膜１２３の回転による角度θの変更は、たとえば、ユーザによる撮像装置１００への入力に応じて全体および各部を制御する撮像装置１００の制御部など制御のもと、半透過膜１２３を駆動させる駆動機構が動作することにより行われる。
【００１６】
半透過膜１２３は、図１Ａに示される「θ＝θ１」のとき（以下、第１の状態と称する）と、図１Ｂに示される「θ＝θ２」のとき（以下、第２の状態と称する。）、とで異なる分光透過率特性を有するものである。撮影レンズ１１１の光軸に対する角度によって分光透過率特性が変化するような膜構成を蒸着およびスパッタ成膜などにより半透過膜１２３上に成形しておくものとする。半透過膜１２３の分光透過率特性の詳細については後述する。なお、θ１とθ２とは「θ１＜θ２」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「θ１＜θ２＜９０°」が成り立つものとする。
【００１７】
図１Ａに示される第１の状態における半透過膜１２３の透過率は図２Ａに示されるようになる。図２Ａは、縦軸を透過率、横軸を波長として、第１の状態における半透過膜の透過率を示す図である。半透過膜１２３を透過した被写体光は光学フィルタ１２４を介してイメージセンサ１２１へ入射する。また、図１Ａに示される状態における半透過膜１２３の反射率は図１Ｂに示されるようになる。また、図２Ｂは、縦軸を反射率、横軸を波長として、第１の状態における半透過膜の反射率を示すものである。半透過膜１２３で反射した被写体光はＡＦセンサ１２２に入射することとなる。
【００１８】
図１において、破線はイメージセンサ１２１へ入射する被写体光の光束を示し、一点鎖線は半透過膜で反射してＡＦセンサ１２２へ入射する被写体光の光束を示す。
【００１９】
半透過膜１２３とイメージセンサ１２１との間には光学フィルタ１２４が設けられている。光学フィルタ１２４は、実施例として、所定の分光透過率特性を有するように構成されている。光学フィルタ１２４の分光透過率特性の詳細については後述する。
【００２０】
撮像装置１００の筐体１２０には、電子式ビューファインダとしての機能を有するディスプレイ１２５が設けられている。ディスプレイ１２５は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display（ＬＣＤ））、有機ＥＬ(Electroluminescence:電界発光効果)等のフラットディスプレイなどである。ディスプレイ１２５には、イメージセンサ１２１またはＡＦセンサ１２２から取り出された画像信号を信号処理部（図示しない）で処理して得られる画像データが供給され、現在の被写体像（動画）が表示される。図１においては、ディスプレイ１２５は、筺体の背面側に設けられているが、これに限られず、筺体上面などに設けてもよく、可動式や取り外し式としてもよい。
【００２１】
以上のようにして撮像装置１００が構成されている。
【００２２】
［１−２．撮像装置の動作および効果］
次に、上述のように構成された撮像装置１００の動作および効果について説明する。半透過膜１２３は、ＡＢ方向に回転駆動することにより、撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θがθ１からθ２に変更可能となっている。
【００２３】
図３は、縦軸を透過率、横軸を波長として、図１Ａに示される第１の状態（θ＝θ１）における半透過膜１２３と光学フィルタ１２４の分光透過率特性を示す図である。なお、半透過膜１２３の分光透過率特性は、光学フィルタ１２４の分光透過率特性に合わせて正規化した形で示されている。
【００２４】
図３Ａは、半透過膜１２３の分光透過率特性を示すものである。第１の状態における半透過膜１２３のカット波長は８２５ｎｍであり、被写体光の８２５ｎｍ以下の帯域は透過させ、８２５ｎｍ以上の帯域は透過させないものである。
【００２５】
図３Ｂは、光学フィルタ１２４の分光透過率特性を示すものである。光学フィルタ１２４の分光透過率特性は、４１０ｎｍ以下の帯域は透過させず、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域を透過させ、６５０ｎｍ〜８３０ｎｍの帯域は透過させず、８３０ｎｍ以上の帯域を透過させる、というものである。
【００２６】
図３Ｃは、第１の状態の半透過膜１２３と光学フィルタ１２４を組み合わせた場合における分光透過率特性を示すものである。半透過膜１２３、光学フィルタ１２４が共に可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域は透過させるため、被写体光の４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域はイメージセンサ１２１へ入射する。
【００２７】
一方、半透過膜１２３のカット波長である８２５ｎｍ以上の帯域については、光学フィルタ１２４は透過するが、半透過膜１２３は透過しない。したがって、半透過膜１２３と光学フィルタ１２４を組み合わせた状態では、被写体光の８２５ｎｍ以上の帯域は半透過膜１２３を透過せずにイメージセンサ１２１には入射しない。よって、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域のみがイメージセンサ１２１へ入射し、被写体光のそれ以外の帯域はイメージセンサ１２１に入射しない。
【００２８】
これにより、色再現設計が容易になり、高画質な画像を撮影、生成することが可能となる。例えば、昼間の撮影において、被写体光の不必要な帯域である高波長の帯域をイメージセンサ１２１に入射させないことにより、昼間の撮影により取得される画像の高画質化を図ることができる。
【００２９】
図４は、縦軸を透過率、横軸を波長として、図１Ｂに示される第２の状態（θ＝θ２）における半透過膜１２３と光学フィルタ１２４の分光透過率特性を示す図である。上述したように、θ１とθ２とは「θ１＜θ２」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「θ１＜θ２＜９０°」が成り立つものとする。
【００３０】
図４Ａは、半透過膜１２３の分光透過率特性を示すものである。第２の状態における半透過膜１２３の光透過率特性は、カット波長が８５０ｎｍであり、８５０ｎｍ以下の帯域は透過させ、８５０ｎｍ以上の帯域は透過させない、というものである。
【００３１】
「θ１＜θ２」であるため、「θ＝θ２」の場合、被写体光の半透過膜１２３への入射角が小さくなり、「θ＝θ１」の場合と比較して半透過膜１２３上の光学薄膜内で光路長差が長くなり、カット波長が長波長側へシフトし、８２５ｎｍから８５０ｎｍとなる。これにより、半透過膜１２３は被写体光の８５０ｎｍ以下の帯域を透過させるようになる。
【００３２】
なお、光学フィルタ１２４は第１の状態と第２の状態で変化していないので分光透過率特性に変化はなく、図４Ｂに示される光学フィルタ１２４の分光透過率特性は図３Ｂに示されるものと同様である。
【００３３】
図４Ｃは、第２の状態の半透過膜１２３と光学フィルタ１２４を組み合わせた場合における分光透過率特性を示すものである。可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域の被写体光は、半透過膜１２３および光学フィルタ１２４を透過してイメージセンサ１２１へ入射する。これは第１の状態と同様である。
【００３４】
第２の状態では、さらに、半透過膜１２３のカット波長が８５０ｎｍまでシフトしているため、被写体光の８５０ｎｍ以下の帯域は半透過膜１２３を透過する。一方、光学フィルタ１２４は、８３０ｎｍ以上の帯域の被写体光を透過させるため、図４Ｃに示されるように、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域も半透過膜１２３および光学フィルタ１２４を透過し、イメージセンサ１２１へ入射することとなる。
【００３５】
すなわち、第２の状態は、被写体光のうち、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域に加え、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域もイメージセンサ１２１へ透過することとなる。よって、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域の赤外線を発光する発光素子を用いて撮影を行うことにより、夜間における撮影が可能となる。この可視光の帯域より波長が高い帯域が特許請求の範囲における第２の帯域に相当するものである。
【００３６】
第２の状態においてのみイメージセンサ１２１へ入射する帯域を赤外線の帯域とすることにより、第１の状態を通常撮影用、第２の状態を夜間撮影用として用いることができる。本技術によれば、半透過膜１２３を退避させるなどの動作を必要とせず、半透過膜１２３の角度を変更するだけで、高精度の夜間撮影が可能となる。
【００３７】
半透過膜の角度を変更することにより、赤外光の透過率を変化させることができるため、昼間の撮影において、あらかじめ赤外光も受光できる分光特性の光学フィルタを有する撮像装置と比較して画質の向上を図ることができる。
【００３８】
例えば、撮像装置１００において第１の状態を通常撮影モードとし、第２の状態を夜間撮影モードとして、ユーザによる撮影１００に対するモード切り替えの入力に応じて半透過膜１２３を回転駆動させて、第１の状態と第２の状態が切り替わるようにするとよい。
【００３９】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．撮像装置の構成］
次に、本技術の第２の実施の形態について説明する。図５は本技術の第２の実施の形態に係る撮像装置２００の概略構成を示す断面模式図である。第２の実施の形態は、光学フィルタ２０１の撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θが変更可能なように光学フィルタ２０１がＡＢ方向に回転駆動可能に構成されている点で第１の実施の形態と異なる。光学フィルタ２０１の駆動による角度θの変更は、たとえば、ユーザによる撮像装置２００への入力に応じて全体および各部を制御する撮像装置２００の制御部などの制御のもと、光学フィルタ２０１を駆動させる駆動機構が動作することにより行われる。
【００４０】
光学フィルタ２０１は、図５Ａに示される「θ＝θ３」のとき（以下、第３の状態と称する）と、図５Ｂに示される「θ＝θ４（９０°）」のとき（以下、第４の状態と称する。）、とで異なる分光透過率特性を有する。そのために、撮影レンズ１１１の光軸に対する角度によって分光透過率特性が変化するような膜構成を蒸着およびスパッタ成膜などにより光学フィルタ２０１上に成形しておくものとする。光学フィルタ２０１の分光透過率特性の詳細については後述する。なお、第３の状態と第４の状態とでは、「０＜θ３＜θ４（９０°）」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「４５°＜θ３＜θ４（９０°）」が成り立つものとする。
【００４１】
また、第２の実施の形態は第１の実施の形態と異なり、半透過膜２０２の撮影レンズ１１１の光軸に対する角度は変化しない。ただし、半透過膜２０２の分光透過率特性は第１の実施の形態と異なる。半透過膜２０２の分光透過率特性については後述する。それ以外の点は第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００４２】
［２−２．撮像装置の動作および効果］
図６は、縦軸を透過率とし、横軸を波長として、図５Ａに示される第３の状態（θ＝θ３）における半透過膜２０２と光学フィルタ２０１の分光透過率特性を示す図である。なお、半透過膜２０２の分光透過率特性は、光学フィルタ２０１の分光透過率特性に合わせて正規化した形で示されている。
【００４３】
図６Ａは、半透過膜２０２の分光透過率特性を示すものである。半透過膜２０２の分光透過率特性は、４１０ｎｍ以下の帯域は透過させず、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域を透過させ、６５０ｎｍ〜８３０ｎｍの帯域は透過させず、８３０ｎｍ以上の帯域を透過させる、というものである。
【００４４】
図６Ｂは、光学フィルタ２０１の分光透過率特性を示すものである。第１の状態における光学フィルタ２０１のカット波長は８２５ｎｍであり、８２５ｎｍ以下の帯域は透過させ、８２５ｎｍ以上の帯域は透過させない、というものである。
【００４５】
図６Ｃは第３の状態の光学フィルタ２０１と半透過膜２０２とを組み合わせた状態における分光透過率特性を示すものである。半透過膜２０２、光学フィルタ２０１が共に可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域は透過させるため、４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域の被写体光はイメージセンサ１２１へ入射する。
【００４６】
一方、光学フィルタ２０１のカット波長である８２５ｎｍ以上の帯域については、半透過膜２０２は透過するが、光学フィルタ２０１は透過しない。したがって、半透過膜２０２と光学フィルタ２０１を組み合わせた状態では、８２５ｎｍ以上の被写体光は光学フィルタ２０１を透過せずにイメージセンサ１２１には入射しない。よって、図６Ｃに示されるように、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域のみがイメージセンサ１２１へ入射し、それ以外の帯域はイメージセンサ１２１に入射しない。これにより、色再現設計が容易になり、高画質な画像を撮影、生成することが可能となる。
【００４７】
図７は、縦軸を透過率とし、横軸を波長として、図５Ｂに示される第４の状態（θ＝θ４（９０°））における光学フィルタ２０１と半透過膜２０２の分光透過率特性を示す図である。上述したように、「θ３＜θ４（９０°）」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「４５°＜θ３＜θ４（９０°）」が成り立つものとする。
【００４８】
図７Ａは、半透過膜２０２の分光透過率特性を示すものである。半透過膜２０２は第３の状態と第４の状態で変化していないので、分光透過率特性は、図６Ａに示されるものと同様である。
【００４９】
図７Ｂは、光学フィルタ２０１の分光透過率特性を示すものである。第４の状態における光学フィルタ２０１の分光透過率特性は、カット波長が８５０ｎｍであり、８５０ｎｍ以下の帯域は透過させ、８５０ｎｍ以上の帯域は透過させない、というものである。「θ＝θ４（９０°）」であるため、被写体光の光学フィルタ２０１への入射角が小さくなり、第３の状態と比較して光学フィルタ２０１上の光学薄膜内で光路長差が長くなり、カット波長が長波長側へシフトする。これにより、光学フィルタ２０１は８５０ｎｍまでの被写体光を透過させるようになる。
【００５０】
図７Ｃは、第４の状態の光学フィルタ２０１と半透過膜２０２とを組み合わせた状態における分光透過率特性を示すものである。可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域は、半透過膜２０２、光学フィルタ２０１ともに透過してイメージセンサ１２１へ入射する。これは第３の状態と同様である。
【００５１】
第４の状態では、さらに、光学フィルタ２０１のカット波長が８５０ｎｍまでシフトしているため、被写体光の８５０ｎｍ以下の帯域は光学フィルタ２０１を透過する。一方、半透過膜２０２は、８３０ｎｍ以上の範囲の被写体光を透過させるため、図７Ｃに示されるように、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域が半透過膜１２３および光学フィルタ２０１を透過し、イメージセンサ１２１へ入射することとなる。
【００５２】
第４の状態は、被写体光のうち、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域に加え、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域もイメージセンサ１２１へ透過することとなる。よって、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域の赤外線を発光する発光素子を用いて撮影を行うことにより、夜間における撮影が可能となる。これは第１の実施の形態における効果と同様である。すなわち、第２の実施の形態は、第１の実施の形態における半透過膜と光学フィルタの関係が逆になったものであるといえる。
【００５３】
また、第２の実施の形態においては、半透過膜２０２の撮影レンズ１１１の光軸に対する角度は変化しないため、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができると同時に、ＡＦセンサ１２２にも被写体光を入射させて、ＡＦセンサ１２２を利用することができる。
【００５４】
第２の実施の形態も、例えば、第３の状態を通常撮影モードとし、第４の状態を夜間撮影モードとして、ユーザによる撮影１００に対するモード切り替えの入力に応じて光学フィルタ２０１を回転駆動させて、第３の状態と第４の状態が切り替わるようにするとよい。
【００５５】
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．撮像装置の構成］
次に、本技術の第３の実施の形態について説明する。図８は本技術の第３の実施の形態に係る撮像装置３００の概略構成を示す断面模式図である。第３の実施の形態は、半透過膜を２つ備える点で第１および第２の実施の形態と異なる。それ以外の点は第１および第２の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００５６】
第３の実施の形態においては、筐体１２０内の第１半透過膜３０１と光学フィルタ３０３の間に第２半透過膜３０２が設けられている。なお、第１半透過膜３０１は、第２の実施の形態における半透過膜と同様のものであり、撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θがθ１で固定された状態で設けられている。第１半透過膜３０１は、撮影レンズ１１１を介して入射する被写体光の一部をＡＦセンサ１２２に反射させ、残りをイメージセンサ１２１へと透過させる。
【００５７】
第２半透過膜３０２は、撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θが変更可能なようにＡＢ方向に回転駆動可能に構成されている。半透過膜１２３の駆動による角度θの変更は、たとえば、ユーザによる撮像装置３００への入力に応じて全体および各部を制御する撮像装置３００の制御部など制御のもと、第２半透過膜３０２を駆動させる駆動機構が動作することにより行われる。
【００５８】
第２半透過膜３０２は、図８Ａに示される「θ＝θ５」のとき（以下、第５の状態と称する）と、図８Ｂに示される「θ＝θ６」のとき（以下、第６の状態と称する。）、とで異なる分光透過率特性を有する。撮影レンズ１１１の光軸に対する角度によって分光透過率特性が変化するような膜構成を蒸着およびスパッタ成膜などにより第２半透過膜３０２上に成形しておくものとする。第２半透過膜３０２の分光透過率特性の詳細については後述する。なお、θ５とθ６とは「θ５＜θ６」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「θ５＜θ６＜９０°」が成り立つものとする。
【００５９】
光学フィルタ３０３は、第２半透過膜３０２とイメージセンサ１２１の間に設けられている。光学フィルタ３０３は第１の実施の形態と同様に駆動しない構成とされている。光学フィルタ３０３の分光透過率特性については後述する。第３の実施の形態に係る撮像装置３００は以上のように構成されている。
【００６０】
［３−２．撮像装置の動作および効果］
次に第３の実施の形態に係る撮像装置３００の動作および効果について説明する。図９は、縦軸を透過率、横軸を波長として、図８Ａに示される、第２半透過膜３０２の角度がθ５である第５の状態における第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２、光学フィルタ３０３の分光透過率特性を示す図である。なお、第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２の分光透過率特性は、光学フィルタ３０３の分光透過率特性に合わせて正規化した形で示されている。
【００６１】
図９Ａは、第１半透過膜３０１の分光透過率特性を示すものである。第１半透過膜３０１のカット波長は８５０ｎｍであり、８５０ｎｍ以下の帯域は透過させ、８５０ｎｍ以上の帯域は透過させないものである。
【００６２】
図９Ｂは、第２半透過膜３０２の第５の状態（θ＝θ５）における分光透過率特性を示すものである。第２半透過膜３０２のカット波長は８２５ｎｍであり、８２５ｎｍ以下の帯域は透過させ、８２５ｎｍ以上の帯域は透過させないものである。
【００６３】
図９Ｃは、光学フィルタ３０３の分光透過率特性を示すものである。光学フィルタ３０３の分光透過率特性は、４１０ｎｍ以下の帯域は透過させず、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域を透過させ、６５０ｎｍ〜８３０ｎｍの帯域は透過させず、８３０ｎｍ以上の帯域を透過させる、というものである。
【００６４】
図９Ｄは、第５の状態の第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２、光学フィルタ３０３を組み合わせた場合における分光透過率特性を示すものである。第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２、光学フィルタ１２４が可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域は透過させるため、４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域の被写体光はイメージセンサ１２１へ入射する。
【００６５】
一方、第２半透過膜３０２のカット波長が８２５ｎｍであるため、８２５ｎｍ以上の帯域の被写体光は第２半透過膜３０２を透過せず、イメージセンサ１２１へは入射しない。よって、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の被写体光のみがイメージセンサ１２１へ入射し、それ以外の帯域の被写体光はイメージセンサ１２１に入射しない。これにより、色再現設計が容易になり、高画質な画像を撮影、生成することが可能となる。
【００６６】
図１０は、図８Ｂに示される、第２半透過膜３０２の撮影レンズ１１１の光軸に対する角度θがθ６である第６の状態における第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２、光学フィルタ３０３の分光透過率特性を示す図である。上述したように、θ５とθ６とは「θ５＜θ６」の関係が成り立つものとする。さらに望ましくは、「θ５＜θ６＜９０°」が成り立つものとする。
【００６７】
図１０Ａは、第１半透過膜３０１の分光透過率特性を示すものである。第１半透過膜３０１は第５の状態と第６の状態とで変化していないため、分光透過率特性は図９Ａに示されるものと同様である。
【００６８】
図１０Ｂは、第２半透過膜３０２の分光透過率特性を示すものである。第６の状態における第２半透過膜３０２の光透過率特性は、カット波長が８５０ｎｍであり、８５０ｎｍ以下の帯域は透過させ、８５０ｎｍ以上の帯域は透過させない、というものである。θ５＜θ６であるため、θ＝θ６の場合、被写体光の第２半透過膜３０２への入射角が小さくなり、θ＝θ５の場合と比較して第２半透過膜３０２上の光学薄膜内で光路長差が長くなり、カット波長が長波長側へシフトする。これにより、第２半透過膜３０２は８５０ｎｍまでの被写体光を透過させるようになる。
【００６９】
図１０Ｃは光学フィルタ３０３の分光透過率特性を示すものである。光学フィルタ３０３は第５の状態と第６の状態とで変化していないため、分光透過率特性は図９Ｃに示されるものと同様である。
【００７０】
図１０Ｄは、第６の状態の第２半透過膜３０２と第１半透過膜３０１と光学フィルタ１２４とを組み合わせた状態における分光透過率特性を示すものである。可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域の被写体光は、第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２、光学フィルタ１２４の全てを透過してイメージセンサ１２１へ入射する。これは第５の状態と同様である。
【００７１】
第６の状態では、第２半透過膜３０２のカット波長が８５０ｎｍまでシフトしているため、第２半透過膜３０２は、８５０ｎｍ以下の被写体光を透過させる。また、第１半透過膜３０１も８５０ｎｍ以下の被写体光を透過させる。さらに、光学フィルタ１２４は、８３０ｎｍ以上の帯域を透過させる。これにより、第６の状態では、４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域に加え、図１０Ｄに示されるように、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域の被写体光も、第１半透過膜３０１、第２半透過膜３０２および光学フィルタ１２４を透過する。
【００７２】
よって、第６の状態は、可視光である４１０ｎｍ〜６５０ｎｍの帯域に加え、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域の光もイメージセンサ１２１へ透過することとなる。これにより、第１の実施の形態と同様に、８３０ｎｍ〜８５０ｎｍの帯域の赤外線を発光する発光素子を用いて撮影を行うことにより、夜間における撮影が可能となる。
【００７３】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏しつつ、ＡＦセンサ１２２にも被写体光を入射させることができる。また、光学フィルタ１２４を駆動させる必要がないため、例えば、イメージセンサ１２１と光学フィルタ１２４とがパッケージされて光学フィルタ１２４を駆動させることができない場合であっても本技術を適用することができる。
【００７４】
第３の実施の形態も、例えば、第５の状態を通常撮影モードとし、第６の状態を夜間撮影モードとして、ユーザによる撮影１００に対するモード切り替えの入力に応じて第２半透過膜３０２を回転駆動させて、第５の状態と第６の状態が切り替わるようにするとよい。
【００７５】
なお、本技術の説明において用いた波長の値は実施例の一形態として提示したものであり、本技術はその値に限られるものではない。
【００７６】
＜４．変形例＞
以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。本技術は以下のような構成も取ることができる。
【００７７】
（１）被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、
前記被写体光を該イメージセンサに結像する撮影光学系と、
該撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光を透過させる第１の光学部材とを備え、
前記第１の光学部材は、前記撮影光学系の光軸に対する角度に応じて、前記被写体光の第１の帯域の透過率が変化する
撮像装置。
【００７８】
（２）前記第１の光学部材は、前記撮影レンズ１１１の光軸に対する角度が、第１の角度から第２の角度に切り替えられることにより、前記イメージセンサに入射する前記被写体光の前記第１の帯域の透過率が変化する
前記（１）に記載の撮像装置。
【００７９】
（３）前記第１の光学部材は、前記撮影レンズ１１１の光軸に対する角度が、第１の角度から該第１の角度より大きい第２の角度に切り替えられることにより、前記イメージセンサに入射する前記被写体光の前記第１の帯域の透過率が高くなる
前記（２）に記載の撮像装置。
【００８０】
（４）前記第１の光学部材は、前記撮影レンズ１１１の光軸に対する角度に関わらず前記被写体光の第２の帯域を透過させる
前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像装置。
【００８１】
（５）前記イメージセンサと前記第１の光学部材との間に、前記被写体光の前記第１の帯域を透過させる第２の光学部材をさらに備える
前記（１）から（４）のいずれかに記載の撮像装置。
【００８２】
（６）前記第２の光学部材は、さらに前記被写体光の前記第２の帯域を透過させる
前記（５）に記載の撮像装置。
【００８３】
（７）前記第２の光学部材は、前記被写体光の前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を透過させない
前記（６）に記載の撮像装置。
【００８４】
（８）前記第１の帯域は、赤外線の帯域である
前記（１）から（７）のいずれかに記載の撮像装置。
【００８５】
（９）前記第２の帯域は、可視光の帯域である
前記（１）から（８）のいずれかに記載の撮像装置。
【００８６】
（１０）被写体光を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサと、
前記被写体光を該イメージセンサに結像する撮影光学系と、
該撮影光学系を介して前記イメージセンサに入射する前記被写体光を透過させる第１の光学部材とを備える撮像装置において、
前記第１の光学部材の前記被写体光の光軸に対する角度を変化させることにより、前記第１の光学部材における前記被写体光の第１の帯域の透過率を変化させる
撮像方法。
【符号の説明】
【００８７】
１００、２００、３００・・・・・・撮像装置
１２１・・・・・・・・・・・・・・イメージセンサ
１２３、２０２、３０１、３０２・・半透過膜
１２４、２０１、３０３・・・・・・光学フィルタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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