JP2000266931A - 偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】窓ガラス等で反射した偏光を除去するためにテ
レビカメラ等のレンズ装置に装着される液晶偏光フィル
タ装置において、除去すべき偏光の偏光方向を検出する
偏光光量センサを撮影画角に応じたワイド用とテレ用の
２種類設置し、撮影画角に応じてそのワイド用とテレ用
の偏光光量センサを切り替えて使用することで、除去す
べき偏光の偏光方向を適切に検出できるようにし、これ
に基づいてその偏光を液晶偏光フィルタで確実に除去で
きるようにした偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置を
提供する。 【解決手段】レンズ装置のレンズフード１６の前面に、
０°、４５°、９０°、１３５°の偏光方向の偏光光量
を検出するワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄと
テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄが配置される。
これらのワイド用とテレ用の偏光光量センサでは、それ
ぞれレンズ装置の撮影画角に応じて切り替えて使用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光センサ付き液晶
偏光フィルタ装置に係り、特にテレビカメラ等のレンズ
装置に装着され、窓ガラスや水面等からの強い反射光を
除去する偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車窓の人物撮影や野外撮影では、窓ガラ
スや水面からの強い反射光が映像に写り込み、画質が劣
化することがある。通常、これらの反射光は、ブリュー
スターの入射角をピークに強く偏光するため、撮影レン
ズの前面に偏光子（偏光フィルム、偏光板等）を設置す
ることで除去することができる。

【０００３】ところで、上述のように反射光を偏光子で
除去する場合、その反射光の偏光方向に対して偏光子の
透過軸を垂直な方向に調整することが必要となる。従来
は、撮影レンズに設置した偏光子を手動で回動操作して
最適な方向に透過軸を調整するようにしていたが、これ
では、調整に時間を要し、動く被写体を撮影する場合や
カメラを移動させながら撮影する場合には適応できなか
った。そこで、近年、偏光子の前面側に液晶素子（ＴＮ
（twisted nematic)液晶セル）を配置し、この液晶素子
で偏光方向（偏波面）を回転させることで、偏光子を回
転させるのと同様の効果を得るようにした液晶偏光フィ
ルタ装置が提案されている（映像情報メディア学会年次
大会，14-3：「液晶偏光素子を用いた反射光抑制カメ
ラ」，pp168-169(1997.7):藤掛英夫，滝沢國治，曾田田
人，根岸俊裕，小林道夫）。

【０００４】例えば、固定した偏光子の前に、４５°と
９０°の旋光が可能な２種類の液晶素子を配置する。こ
れらの液晶素子は、液晶分子の配列が光の進行方向に沿
って、それぞれ４５°及び９０°にねじれているため、
電圧を印加しないオフ状態においては、入射光の偏波面
をそれぞれのねじれ角に応じて回転させる。一方、液晶
素子に所定の電圧を印加したオン状態においては、入射
光の偏波面を回転させることなくそのまま通過させる。
従って、これらの２種類の液晶素子のオン・オフ状態を
組み合わせることで、入射光の偏波面を０°、４５°、
９０°、１３５°回転させることができる。そして、こ
のように配置した液晶素子のオン・オフ状態を映像信号
が最小となるように制御することで反射光を映像信号か
ら迅速かつ自動的に除去することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように映像信号によって液晶素子のオン・オフ状態を制
御する場合には、映像信号を処理する回路が必要であり
回路構成が煩雑となる。また、スチルカメラにおいても
窓ガラスや水面等の反射光を除去したい場合があり、こ
の場合には映像信号を取得できないため、液晶素子を自
動で制御することができない。このため、映像信号とは
無関係の別個の手段、例えば、偏光光量センサにより反
射光の偏光方向（反射光の光量が最も少なくなるような
透過軸の方向）を検出し、これに基づいて液晶素子を自
動で、且つ、簡単な回路で制御できるようにすることが
望まれている。

【０００６】ところが、偏光光量センサによって液晶素
子のオン・オフ状態を制御する場合には、ズームレンズ
の使用により撮影画角が変化するため、撮影画角と偏光
光量センサの検出範囲（画角）が大きく異なるという場
合が生じる。このような場合、撮影画角外の偏光の影響
等によって本来除去すべき偏光の偏光方向を適切に検出
することができないという問題が生じる。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、窓ガラス等によって反射された撮影画角内の除
去すべき偏光の偏光方向を偏光光量センサを用いて適切
且つ簡単な構成で検出できるようにし、該偏光を確実に
除去できるようにした液晶偏光フィルタ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する為
に、請求項１に記載の発明は、入射した光の偏光方向を
回転させる液晶素子と所定方向の偏光のみを通過させる
偏光子とから成る液晶偏光フィルタを撮影光学系に挿入
し、前記液晶素子に印加する電圧を制御することによっ
て、前記撮影光学系に入射した除去すべき光の偏光方向
を所定角度だけ回転させ、該除去すべき光を前記偏光子
によって除去する液晶偏光フィルタ装置において、互い
に異なる複数の偏光方向の偏光光量を検出する偏光光量
検出手段であって、前記偏光光量の検出範囲が前記撮影
光学系の撮影画角に応じた範囲に変更可能な偏光光量検
出手段と、前記撮影光学系の撮影画角を取得する撮影画
角取得手段と、前記偏光光量検出手段の検出範囲を前記
撮影画角取得手段によって取得した撮影画角に応じた範
囲に変更する検出範囲変更手段と、前記偏光光量検出手
段によって前記変更した検出範囲で検出した各偏光方向
の偏光光量に基づいて前記除去すべき光の偏光方向を検
出する偏光方向検出手段と、前記液晶素子に印加する電
圧を制御して前記液晶素子を制御する制御手段であっ
て、前記偏光方向検出手段によって検出した前記除去す
べき光の偏光方向が前記偏光子によって除去される偏光
方向となるように、前記液晶素子に入射した除去すべき
光の偏光方向を回転させる液晶素子制御手段と、を備え
たことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、前記偏光
光量検出手段は、検出範囲が異なる複数の偏光光量検出
手段を備え、前記検出範囲変更手段は、前記撮影画角取
得手段によって取得した撮影画角に応じた検出範囲の偏
光光量検出手段に切り替えて前記検出範囲を前記撮影画
角に応じた範囲に変更することを特徴としている。ま
た、請求項３に記載の発明は、入射した光の偏光方向を
回転させる液晶素子と所定方向の偏光のみを通過させる
偏光子とから成る液晶偏光フィルタを撮影光学系に挿入
し、前記液晶素子に印加する電圧を制御することによっ
て、前記撮影光学系に入射した除去すべき光の偏光方向
を所定角度だけ回転させ、該除去すべき光を前記偏光子
によって除去する液晶偏光フィルタ装置において、互い
に異なる複数の偏光方向の偏光光量を検出する偏光光量
検出手段であって、前記偏光光量の検出範囲が異なる複
数の偏光光量検出手段と、前記撮影光学系の撮影画角を
取得する撮影画角取得手段と、前記撮影画角取得手段に
よって取得した撮影画角に基づいて、前記各偏光光量検
出手段によって検出した各偏光方向の偏光光量の重み付
け平均を算出することにより各偏光方向の偏光光量を算
出する偏光光量算出手段と、前記偏光光量算出手段によ
って算出した各偏光方向の偏光光量に基づいて前記除去
すべき光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、前
記液晶素子に印加する電圧を制御して前記液晶素子を制
御する制御手段であって、前記偏光方向検出手段によっ
て検出した前記除去すべき光の偏光方向が前記偏光子に
よって除去される偏光方向となるように、前記液晶素子
に入射した除去すべき光の偏光方向を回転させる液晶素
子制御手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】以上の本発明によれば、撮影光学系の撮影
画角に応じた検出範囲で各偏光方向の偏光光量を検出す
ることができるため、これに基づいて窓ガラス等で反射
された撮影画角内の除去すべき偏光の偏光方向を撮影画
角に応じて適切に検出することができる。そして、これ
によって検出した除去すべき偏光の偏光方向に基づいて
液晶素子を制御することで、確実にその偏光を除去する
ことができる。

【００１１】また、検出範囲が異なる複数の偏光光量検
出手段（偏光光量センサ）を用い、撮影画角に応じた検
出範囲の偏光光量の検出又は算出を行うことで、機構的
にも簡便に本装置を構成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って偏光センサ
付き液晶偏光フィルタ装置の好ましい実施の形態につい
て詳説する。図１は、本発明に係る偏光センサ付き液晶
偏光フィルタ装置が装着されたテレビカメラの一実施の
形態を示した構成図である。同図に示すテレビカメラ１
０は、カメラ本体１２と、このカメラ本体１２に着脱可
能に装着されるレンズ装置１４とから構成される。レン
ズ装置１４の撮影光学系の前面には、液晶偏光フィルタ
１８が配置される。また、レンズ装置１４の前端にはレ
ンズフード１６が配置されており、このレンズフード１
６の下端に液晶偏光フィルタ制御ユニット２０（以下、
単に制御ユニット２０という。）が配置される。

【００１３】前記液晶偏光フィルタ１８は、図２に示す
ように液晶ユニット２２と水平方向を透過軸Ｐとする偏
光フイルム２６とから構成され、液晶ユニット２２は、
前方からみて、入射光を時計回りもしくは反時計回りに
４５°旋光させる液晶素子２２Ａと入射光を時計回りも
しくは反時計回りに９０°旋光させる液晶素子２２Ｂと
から構成される。

【００１４】液晶素子２２Ａ、２２Ｂは、液晶分子の配
列が光の進行方向に沿って、それぞれ４５°及び９０°
にねじれたもので、液晶素子２２Ａ、２２Ｂに電圧が印
加されていないときには、それぞれのねじれ角に応じて
入射光の偏波面がそれぞれ４５°及び９０°回転する
（オフ状態）。一方、液晶素子２２Ａ、２２Ｂに所定の
電圧が印加されると、入射光の偏波面は回転することな
くそのまま液晶素子２２Ａ、２２Ｂを通過する（オン状
態）。従って、これらの２種類の液晶素子２２Ａ、２２
Ｂのオン・オフ状態を組み合わせることで、入射光の偏
波面を０°、４５°、９０°、又は、１３５°回転させ
ることができるようになっている。

【００１５】例えば、図１に示すように自動車２８の車
内に搭乗した人物を撮影する場合に、自動車の窓ガラス
２８Ａで反射した光の偏波面をこれらの液晶素子２２
Ａ、２２Ｂによって０°、４５°、９０°、又は、１３
５°回転させ、その反射光の偏光方向を偏光フイルム２
６の透過軸Ｐに対してほぼ直交方向とすることで、テレ
ビカメラ１０の映像から窓ガラス２８Ａの反射光を取り
除くことができる。

【００１６】尚、液晶素子２２Ａ、２２Ｂ及び偏光フイ
ルム２６を透過する入射光（偏光フイルム２６で遮断さ
れない入射光）の偏光方向と等しい方向を、以下、液晶
偏光フィルタ１８の透過軸という。液晶素子２２Ａ、２
２Ｂのオン・オフ状態の組み合わせによってこの液晶偏
光フィルタ１８の透過軸は０°、４５°、９０°、１３
５°に切り替えられることになる。

【００１７】一方、図１に示した制御ユニット２０は、
上記液晶ユニット２２の液晶素子２２Ａ、２２Ｂのオン
・オフ状態を制御するものである。図３乃至図５に示す
ように制御ユニット２０は、レンズフード１６の下端に
ネジ３０、３０、３０、３０により固定され、上記液晶
偏光フィルタ１８の液晶ユニット２２にケーブル３４で
接続される。液晶ユニット２２の液晶素子２２Ａ、２２
Ｂにはこのケーブル３４を介して電圧が印加され、液晶
素子２２Ａ、２２Ｂのオン・オフ状態はこのケーブル３
４を介して制御ユニット２０によって行われるようにな
っている。尚、レンズフード１６は、レンズ装置１４の
レンズ鏡胴３２の先端部にネジ３５により着脱自在に装
着されると共に、液晶偏光フィルタ１８もレンズ鏡胴３
２の先端に着脱自在に装着されるようになっている。

【００１８】制御ユニット２０の前面には、所定の偏光
方向の光量（偏光光量）を検出するワイド用の偏光光量
センサ３６Ａ〜３６Ｄ、及び、テレ用の偏光光量センサ
３８Ａ〜３８Ｄが上下に２個、横方向に４列で計８個設
置される。これらのワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜
３６Ｄ、及び、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄ
の受光面には、上記液晶偏光フィルタ１８で可変できる
透過軸の角度に対応させて、それぞれ、水平方向に対し
て０°、４５°、９０°、１３５°の４方向に透過軸を
有する偏光フィルムが装着されており、これら４方向の
偏光方向の偏光光量が検出されるようになっている。両
端の２列に配置された計４個のワイド用の偏光光量セン
サ３６Ａ〜３６Ｄは、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜
３８Ｄに比べて検出範囲（画角）が広く、レンズ装置１
４のズーム位置がワイド側にあるときの撮影画角と同様
に広範囲の角度方向から入射した光に対してその入射光
の偏光光量を検出する。

【００１９】一方、中央の２列に配置された計４個のテ
レ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄは受光面にレンズ
が装着されており、ワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜
３６Ｄに比べて検出範囲（画角）が狭く、レンズ装置１
４のズーム位置がテレ側にあるときの撮影画角と同様に
狭範囲の角度方向から入射した光に対してその入射光の
偏光光量を検出する。

【００２０】上記液晶ユニット２２の液晶素子２２Ａ、
２２Ｂのオン・オフ制御は、これらのワイド用の偏光光
量センサ３６Ａ〜３６Ｄ、又は、テレ用の偏光光量セン
サ３８Ａ〜３８Ｄによって取得した光量信号（偏光光
量）に基づいて行われるが、レンズ装置１４のズーム位
置がワイド側にある場合、即ち、撮影画角が広い場合に
は、この撮影画角に対応させて、検出範囲が広いワイド
用の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄが使用される。一
方、レンズ装置のズーム位置がテレ側にある場合、即
ち、撮影画角が狭い場合には、この撮影画角に対応させ
て検出範囲が狭いテレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８
Ｄが使用される。そして、ワイド用の偏光光量センサ３
６Ａ〜３６Ｄ、又は、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜
３８Ｄによって取得した光量信号に基づいて、窓ガラス
等で反射された除去すべき偏光の偏光方向が検出され、
液晶偏光フィルタ１８の透過軸がその偏光の偏光方向と
できるだけ直交する方向となるように液晶素子２２Ａ、
２２Ｂのオン・オフ制御が行われる。これにより、撮影
画角内の除去すべき偏光の偏光方向が適切に検出され、
その反射光が確実に除去される。

【００２１】尚、除去すべき偏光の偏光方向は、０°、
４５°、９０°、１３５°の偏光方向の偏光光量のうち
最小の偏光光量を示した角度とほぼ直交する方向とな
る。即ち、窓ガラス等を透過してきた光は無偏光である
ため、このような光に対して各偏光光量センサは一定の
偏光光量を示す。一方、窓ガラス等で反射された偏光
は、これと最も直交する方向に近い偏光方向の偏光光量
センサにおいて最小の偏光光量を示す。従って、上述の
ように除去すべき偏光の偏光方向は、０°、４５°、９
０°、１３５°の偏光方向の偏光光量のうち最小の偏光
光量を示した角度とほぼ直交する方向となる。

【００２２】一方、上述のように偏光光量センサが配置
された制御ユニット２０の背面には電源コネクタ４０が
設けられている。レンズ装置１４の側部には、例えば、
このレンズ装置１４がＥＮＧレンズの場合、ズームレン
ズ、フォーカスレンズ、絞り等をモータ駆動させるため
のドライブユニットが装着されており、上記電源コネク
タ４０はこのドライブユニットとケーブル３９で接続さ
れる。

【００２３】ケーブル３９が接続されるドライブユニッ
ト側のコネクタは、例えばズームレート用コネクタであ
り、通常、このコネクタには、ズーム位置を操作するズ
ームレートが接続される。そして、このズームレート用
コネクタからは、ズームレートを駆動する電源や、現在
のズーム位置を示すズーム信号が出力されるようになっ
ている。

【００２４】そこで、ドライブユニットのズームレート
用コネクタにズームレートの代わりに制御ユニット２０
の電源コネクタ４０を接続することで、制御ユニット２
０に、必要な電源（液晶素子２２Ａ、２２Ｂの印加電圧
等）と、ワイド用とテレ用の偏光光量センサを切り替え
るために必要なズーム位置（撮影画角）の情報とが提供
される。但し、制御ユニット２０で必要な電源やズーム
位置の情報は必ずしもドライブユニットのズームレート
用コネクタから取得する必要はなく、カメラ本体等、他
の装置又はコネクタから取得するようにしてもよい。

【００２５】尚、上述のように、制御ユニット２０の電
源コネクタ４０をズームレート用コネクタに接続した場
合には、ズームレートを使用することができなくなるた
め、制御ユニット２０にズームレートを接続するズーム
レート用コネクタを設け、このコネクタと電源コネクタ
４０とを直接接続するラインを設けるようにしてもよ
い。

【００２６】また、制御ユニット２０の背面には、液晶
ユニット２２の制御を自動と手動に切り換える切換スイ
ッチ４２、手動制御の場合に液晶ユニット２２で回転さ
せる偏光方向の角度を０°、４５°、９０°、１３５°
に順次切り換える設定スイッチ４４等が設けられてい
る。尚、コネクタ４５Ａ、４５Ｂは、映像信号の入出力
端子であり、映像信号に基づいて液晶ユニット２２を制
御する場合に使用するものであるが、ここでは省略す
る。

【００２７】図６は、本発明に係る偏光センサ付き液晶
偏光フィルタ装置の回路構成を示したブロック図であ
る。同図に示すように、上述のワイド用の偏光光量セン
サ３６Ａ〜３６Ｄは、光センサレベル調整回路５０に接
続され、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄは、光
センサレベル調整回路５２に接続される。各偏光光量セ
ンサ３６Ａ〜３６Ｄ、３８Ａ〜３８Ｄによって検出され
た光量信号は、光センサレベル調整回路５０、５２によ
ってレベル調整された後、Ａ／Ｄ入力切替回路５４を介
してＣＰＵ５６に入力される。尚、ＣＰＵ５６には、Ａ
／Ｄ入力切替回路５４から送信された信号をアナログか
らデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器が搭載されている。

【００２８】一方、レンズ装置１４のドライブユニット
から上記電源コネクタ４０を介してズーム位置を示すズ
ーム信号及び電源が入力される。ズーム信号は、ズーム
レベル変換回路５８で所定の電圧レベルに変換された
後、Ａ／Ｄ入力切替回路５４を介してＣＰＵ５６に入力
される。電源コネクタ４０から入力された電源は、電源
部６０を介して電圧制御部６２に送られる。電圧制御部
６２は、ＣＰＵ５６からのコマンドに基づいて、液晶ユ
ニット２２の液晶素子２２Ａ、２２Ｂに印加する電圧を
制御する。液晶素子２２Ａ又は液晶素子２２Ｂをオン状
態にする場合には、電源部６０から供給された電源を使
用して、液晶素子２２Ａ又は液晶素子２２Ｂに所要の電
圧を印加する。オフ状態にする場合には、液晶素子２２
Ａ又は液晶素子２２Ｂに印加する電圧を０Ｖにする。

【００２９】ＣＰＵ５６は、電源コネクタ４０から取得
したズーム位置に基づいてＡ／Ｄ入力切替回路５４の接
続をテレ側又はワイド側の光センサレベル調整回路５
０、５２に切り替え、撮影画角に対応したいずれかの偏
光光量センサ、即ち、ワイド用の偏光光量センサ３６Ａ
〜３６Ｄ、又は、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８
Ｄから光量信号を取得する。そして、０°、４５°、９
０°、１３５°の偏光方向の偏光光量に基づいて、液晶
ユニット２２で回転させるべき偏光方向の角度、即ち、
液晶偏光フィルタ１８の透過軸の角度を決定する。尚、
この透過軸の角度は、偏光光量が最小となった角度と一
致するように決定される。ＣＰＵ５６は、この角度に基
づき電圧制御部６２にコマンドを送り、液晶ユニット２
２の液晶素子２２Ａ、及び、液晶素子２２Ｂのオン・オ
フ状態を制御して液晶偏光フィルタ１８の透過軸を上記
決定した角度に設定する。

【００３０】尚、操作部６４の切換スイッチ４２（図５
参照）の操作によって、液晶ユニット２２の制御が自動
から手動に切り替えられた場合には、ＣＰＵ５６は操作
部６４の設定スイッチ４４（図５参照）の操作に基づい
て、電圧制御部６２にコマンドを送り、液晶ユニット２
２の液晶素子２２Ａ、及び、液晶素子２２Ｂのオン・オ
フ状態を制御する。

【００３１】次に上記ＣＰＵ５６の処理手順について図
７のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ５
６は、ズーム位置をレンズ装置１４のドライブユニット
から電源コネクタ４０を介して読み込み、そのズーム位
置をパラメータＺに代入する（ステップＳ１０）。続い
てズーム位置Ｚが所定の閾値Ｚ_THより小さいか否かを判
定する。即ち、ズーム位置が所定位置よりズーム側にあ
るか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＮＯの場合、
即ち、ズーム位置が所定位置よりワイド側にある場合、
ワイド側の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄから光量信号
を読み込み、０°、４５°、９０°、１３５°の偏光方
向の偏光光量をそれぞれパラメータＶ（０）、Ｖ（４
５）、Ｖ（９０）、Ｖ（１３５）に代入する（ステップ
Ｓ１４）。尚、偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄによって
検出された０°、４５°、９０°、１３５°の偏光方向
の偏光光量をＶ（０，Ｗ）、Ｖ（４５，Ｗ）、Ｖ（９
０，Ｗ）、Ｖ（１３５，Ｗ）とすると、Ｖ（０）＝Ｖ
（０，Ｗ）、Ｖ（４５）＝Ｖ（４５，Ｗ）、Ｖ（９０）
＝Ｖ（９０，Ｗ）、Ｖ（１３５）＝Ｖ（１３５，Ｗ）で
ある。

【００３２】一方、ＹＥＳの場合、即ち、ズーム位置が
テレ側にある場合、テレ側の偏光光量センサ３８Ａ〜３
８Ｄから光量信号を読み込み、０°、４５°、９０°、
１３５°の偏光方向の偏光光量をそれぞれパラメータＶ
（０）、Ｖ（４５）、Ｖ（９０）、Ｖ（１３５）に代入
する（ステップＳ１６）。尚、偏光光量センサ３８Ａ〜
３８Ｄによって検出された０°、４５°、９０°、１３
５°の偏光方向の偏光光量をＶ（０，Ｔ）、Ｖ（４５，
Ｔ）、Ｖ（９０，Ｔ）、Ｖ（１３５，Ｔ）とすると、Ｖ
（０）＝Ｖ（０，Ｔ）、Ｖ（４５）＝Ｖ（４５，Ｔ）、
Ｖ（９０）＝Ｖ（９０，Ｔ）、Ｖ（１３５）＝Ｖ（１３
５，Ｔ）である。

【００３３】次に、ＣＰＵ５６は、各偏光光量センサに
よって検出した偏光光量Ｖ（０）、Ｖ（４５）、Ｖ（９
０）、Ｖ（１３５）のうち最小のものを選択する（ステ
ップＳ１８）。即ち、偏光光量が最小となった偏光光量
センサの透過軸の方向を検出することによって、除去す
べき偏光の偏光方向を検出することができ、その偏光を
最も効果的に遮断できる液晶偏光フィルタ１８の透過軸
の方向（液晶素子２２Ａ、２２Ｂで偏光方向を回転させ
る角度）を検出することができる。そして、ＣＰＵ５６
は、偏光光量が最小となった偏光光量センサの透過軸の
方向と液晶偏光フィルタ１８の透過軸の方向とが等しく
なるように、液晶素子２２Ａ、２２Ｂのオン・オフ制御
を行う（ステッップＳ２０）。

【００３４】以上の処理により、レンズ装置１４のズー
ム位置（撮影画角）に応じて適切に液晶偏光フィルタ１
８の透過軸方向を制御することができる。尚、偏光光量
が最小となった偏光光量センサの透過軸の方向は、除去
すべき偏光の偏光方向と直交する方向である一方で、偏
光光量が最大となる偏光光量センサの透過軸の方向は、
除去すべき偏光の偏光方向であるから、偏光光量が最大
となる偏光光量センサの透過軸の方向を検出して、その
透過軸の方向と液晶偏光フィルタ１８の透過軸の方向と
が直交するように液晶素子２２Ａ、２２Ｂのオン・オフ
制御を行っても上述と全く同様の効果を得る。

【００３５】また、上記図７のフローチャートによれ
ば、レンズ装置１４のズーム位置（撮影画角）に応じて
ワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄ、又は、テレ
用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄのいずれか一方で検
出した偏光光量によって液晶素子２２Ａ、２２Ｂのオン
・オフ制御を行うようにしたが、レンズ装置１４のズー
ム位置がワイド端とテレ端の中間的な位置にある場合の
精度を考慮して、ワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜３
６Ｄとテレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄの両方で
検出した偏光光量に重み付けを行って平均化し、この値
に基づいて液晶偏光フィルタ１８の透過軸の方向を決定
してもよい。図８は、この場合のＣＰＵ５６の処理手順
を示したフローチャートである。ＣＰＵ５６は、ズーム
位置をレンズ装置１４のドライブユニットから電源コネ
クタ４０を介して読み込み、そのズーム位置をパラメー
タＺに代入する（ステップＳ３０）。尚、ズーム位置Ｚ
の範囲は０≦Ｚ≦１で与えられ、ワイド端が０、テレ端
が１となる。

【００３６】続いてＣＰＵ５６は、ワイド側の偏光光量
センサ３６Ａ〜３６Ｄとテレ側の偏光光量センサ３６Ａ
〜３６Ｄの両方から光量信号を読み込み、偏光光量セン
サ３６Ａ〜３６Ｄによって検出した０°、４５°、９０
°、１３５°の偏光方向の偏光光量をパラメータＶ
（０，Ｗ）、Ｖ（４５，Ｗ）、Ｖ（９０，Ｗ）、Ｖ（１
３５，Ｗ）に代入し、テレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜
３８Ｄによって検出した０°、４５°、９０°、１３５
°の偏光方向の偏光光量をＶ（０，Ｔ）、Ｖ（４５，
Ｔ）、Ｖ（９０，Ｔ）、Ｖ（１３５，Ｔ）に代入する
（ステップＳ３２）。

【００３７】次に、ＣＰＵ５６は、ズーム位置Ｚと、各
偏光光量センサによって検出した偏光光量とから、以下
の式(1)〜(4)の重み付け演算により０°、４５°、９０
°、１３５°の偏光方向の偏光光量Ｖ（０）、Ｖ（４
５）、Ｖ（９０）、Ｖ（１３５）を算出する（ステップ
Ｓ３４）。

【００３８】

【数１】 Ｖ（０）＝Ｚ・Ｖ（０，Ｔ）＋（１−Ｚ）・Ｖ（０，Ｗ） …(1)

【００３９】

【数２】 Ｖ（４５）＝Ｚ・Ｖ（４５，Ｔ）＋（１−Ｚ）・Ｖ（４５，Ｗ） …(2)

【００４０】

【数３】 Ｖ（９０）＝Ｚ・Ｖ（９０，Ｔ）＋（１−Ｚ）・Ｖ（９０，Ｗ） …(3)

【００４１】

【数４】 Ｖ（１３５）＝Ｚ・Ｖ（１３５，Ｔ）＋（１−Ｚ）・Ｖ（１３５，Ｗ）…(4) ＣＰＵ５６は、各偏光光量センサによって検出した偏光
光量Ｖ（０）、Ｖ（４５）、Ｖ（９０）、Ｖ（１３５）
のうち最小のものを選択し（ステップＳ３６）、偏光光
量が最小となった偏光光量センサの透過軸の方向を検出
する。そしてこの透過軸の方向と液晶偏光フィルタ１８
の透過軸の方向とが等しくなるように、液晶素子２２
Ａ、２２Ｂのオン・オフ制御を行う（ステッップＳ３
８）。

【００４２】以上、上記実施の形態では、液晶偏光フィ
ルタ１８の液晶ユニット２２に入射光の偏光方向を４５
°と９０°回転させる２種類の液晶素子２２Ａ、２２Ｂ
を組み合わせて使用したが、これに限らず他の角度で偏
光方向を回転させる液晶素子を組み合わせてもよく、ま
た、２枚の液晶素子でなく他の枚数の液晶素子を組み合
わせて使用してもよい。

【００４３】また、上記実施の形態では、検出範囲が異
なる２種類のワイド用の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄ
とテレ用の偏光光量センサ３８Ａ〜３８Ｄによって撮影
画角に応じた検出範囲の偏光光量を検出するようにした
が、これに限らず、検出範囲が異なる３種類以上の偏光
光量センサを撮影画角に応じて切り替えて、又は、各偏
光光量センサで検出した偏光光量を重み付けして平均化
して撮影画角に応じた偏光光量を検出するようにしても
よい。また、１種類の偏光光量センサにズーム光学系又
は絞りを設け、撮影画角に応じてこのズーム光学系又は
絞りを連動させることで、撮影画角に応じて検出範囲を
可変させるようにしてもよい。但し、この場合に比べ
て、上述のように検出範囲が異なる偏光光量センサを複
数設置した方が機構的な構造が簡単になる。

【００４４】また、上記実施の形態では、例えば、ワイ
ド用の偏光光量センサ３６Ａ〜３６Ｄについて０°、４
５°、９０°、１３５°の偏光方向の偏光光量を検出す
る４個の偏光光量センサを使用したが、これに限らず１
つの偏光光量センサに回転機構を設け、この偏光光量セ
ンサを回転させて各偏光方向の偏光光量を検出するよう
にしてもよい。また、単なる光量センサの前面側に偏光
フィルムを設置し、この偏光フィルムを回転させるよう
にしてもよい。

【００４５】また、上記実施の形態では、本発明に係る
偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置をテレビカメラに
使用した場合について説明したが、本発明は映像信号を
必要としないため、スチルカメラ等の他の種類のカメラ
にも使用することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る偏光セ
ンサ付き液晶偏光フィルタ装置によれば、撮影光学系の
撮影画角に応じた検出範囲で各偏光方向の偏光光量を検
出することができるため、これに基づいて窓ガラス等で
反射された撮影画角内の除去すべき偏光の偏光方向を撮
影画角に応じて適切に検出することができる。そして、
これによって検出した除去すべき偏光の偏光方向に基づ
いて液晶素子を制御することで、確実にその偏光を除去
することができる。

【００４７】また、検出範囲が異なる複数の偏光光量検
出手段（偏光光量センサ）を用い、撮影画角に応じた検
出範囲の偏光光量の検出又は算出を行うことで、機構的
にも簡便に本装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る偏光センサ付き液晶偏光
フィルタ装置が装着されたテレビカメラの一実施の形態
を示した構成図である。

【図２】図２は、液晶偏光フィルタの構成を示した図で
ある。

【図３】図３は、本発明が装着されたレンズ装置の正面
図である。

【図４】図４は、本発明が装着されたレンズ装置の要部
を示した側面図である。

【図５】図５は、制御ユニットの平面断面図である。

【図６】図６は、本発明に係る偏光センサ付き液晶偏光
フィルタ装置の回路構成を示したブロック図である。

【図７】図７は、ＣＰＵの処理手順を示したフローチャ
ートである。

【図８】図８は、ＣＰＵの処理手順の他の実施の形態を
示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０…テレビカメラ １２…カメラ本体 １４…レンズ装置 １６…レンズフード １８…液晶偏光フィルタ ２０…液晶偏光フィルタ制御ユニット ２２…液晶ユニット ２２Ａ、２２Ｂ…液晶素子 ２６…偏光フイルム ３６Ａ〜３６Ｄ、３８Ａ〜３８Ｄ…偏光光量センサ ５６…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤掛 英夫 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 會田 田人 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 滝沢 國治 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA08 BB03 BC24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射した光の偏光方向を回転させる液晶
   素子と所定方向の偏光のみを通過させる偏光子とから成
   る液晶偏光フィルタを撮影光学系に挿入し、前記液晶素
   子に印加する電圧を制御することによって、前記撮影光
   学系に入射した除去すべき光の偏光方向を所定角度だけ
   回転させ、該除去すべき光を前記偏光子によって除去す
   る液晶偏光フィルタ装置において、 互いに異なる複数の偏光方向の偏光光量を検出する偏光
   光量検出手段であって、前記偏光光量の検出範囲が前記
   撮影光学系の撮影画角に応じた範囲に変更可能な偏光光
   量検出手段と、 前記撮影光学系の撮影画角を取得する撮影画角取得手段
   と、 前記偏光光量検出手段の検出範囲を前記撮影画角取得手
   段によって取得した撮影画角に応じた範囲に変更する検
   出範囲変更手段と、 前記偏光光量検出手段によって前記変更した検出範囲で
   検出した各偏光方向の偏光光量に基づいて前記除去すべ
   き光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、 前記液晶素子に印加する電圧を制御して前記液晶素子を
   制御する制御手段であって、前記偏光方向検出手段によ
   って検出した前記除去すべき光の偏光方向が前記偏光子
   によって除去される偏光方向となるように、前記液晶素
   子に入射した除去すべき光の偏光方向を回転させる液晶
   素子制御手段と、 を備えたことを特徴とする偏光センサ付き液晶偏光フィ
   ルタ装置。
2. 【請求項２】 前記偏光光量検出手段は、検出範囲が異
   なる複数の偏光光量検出手段を備え、前記検出範囲変更
   手段は、前記撮影画角取得手段によって取得した撮影画
   角に応じた検出範囲の偏光光量検出手段に切り替えて前
   記検出範囲を前記撮影画角に応じた範囲に変更すること
   を特徴とする請求項１の偏光センサ付き液晶偏光フィル
   タ装置。
3. 【請求項３】 入射した光の偏光方向を回転させる液晶
   素子と所定方向の偏光のみを通過させる偏光子とから成
   る液晶偏光フィルタを撮影光学系に挿入し、前記液晶素
   子に印加する電圧を制御することによって、前記撮影光
   学系に入射した除去すべき光の偏光方向を所定角度だけ
   回転させ、該除去すべき光を前記偏光子によって除去す
   る液晶偏光フィルタ装置において、 互いに異なる複数の偏光方向の偏光光量を検出する偏光
   光量検出手段であって、前記偏光光量の検出範囲が異な
   る複数の偏光光量検出手段と、 前記撮影光学系の撮影画角を取得する撮影画角取得手段
   と、 前記撮影画角取得手段によって取得した撮影画角に基づ
   いて、前記各偏光光量検出手段によって検出した各偏光
   方向の偏光光量の重み付け平均を算出することにより各
   偏光方向の偏光光量を算出する偏光光量算出手段と、 前記偏光光量算出手段によって算出した各偏光方向の偏
   光光量に基づいて前記除去すべき光の偏光方向を検出す
   る偏光方向検出手段と、 前記液晶素子に印加する電圧を制御して前記液晶素子を
   制御する制御手段であって、前記偏光方向検出手段によ
   って検出した前記除去すべき光の偏光方向が前記偏光子
   によって除去される偏光方向となるように、前記液晶素
   子に入射した除去すべき光の偏光方向を回転させる液晶
   素子制御手段と、 を備えたことを特徴とする偏光センサ付き液晶偏光フィ
   ルタ装置。