JP2001281734A - 偏光方向検出装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被写体光等の被検出光の偏光方向の検出速度を
速くし、検出精度を高くし、小型化した偏光方向検出装
置を提供する。 【解決手段】入射する直線偏光の角度に対して感度異方
性を有する３つの受光装置５ａ、５ｂ、５ｃで構成し、
各受光装置５ａ、５ｂ、５ｃは、直線偏光板５ａ１、５
ｂ１、５ｃ１と、結像レンズ５ａ２、５ｂ２、５ｃ２
と、受光素子５ａ３、５ｂ３、５ｃ３とにより構成し、
これらの直線偏光板の感度異方性を互いに６０度の位相
有して固定し、これらの受光素子の測定情報に基づい
て、被検出光の光軸回りの角度に対する直線偏光強度曲
線を推測し、その曲線の最大値の方向を被検出光の偏光
最大方向と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出光の偏光方
向を検出する偏光方向検出装置および偏光方向検出装置
を備えたカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＴＬ一眼レフカメラでは、撮影
レンズを通った光をファインダに導いているため、偏光
フィルター等を用いる場合、撮影レンズの先端に設けら
れためねじ部に、偏光フィルター等の取付け部のおねじ
を螺合固定し、撮影者はカメラのファインダを覗きなが
ら、手動にて偏光フィルター等を撮影レンズの光軸と平
行な軸の周りに回転させ（偏光フィルター等の一部のフ
ィルターは前記取付け部に対しフィルター部が回転可能
な構造となっている）、所望のフィルター効果が得られ
るようファインダ画面を目で確認しながら偏光フィルタ
ー等の回転位置を合わせて撮影していた。

【０００３】また、レンズシャッターカメラでは、撮影
レンズ光軸とファインダ光軸が別であり、撮影レンズを
通った光を観察できず、撮影レンズ先端に取付けた偏光
フィルター等の効果をファインダを通して確認できない
ため、撮影者は偏光フィルター等の回転枠に設けられた
指標により回転位置を目測にて合わせ、撮影していた。

【０００４】そこで、実開平３−６０３２３号公報で
は、レンズシャッターカメラにおいて撮影レンズとファ
インダ双方の前面に偏光フィルターを同期回転可能に設
け、撮影者が撮影レンズ側の偏光フィルターを手動にて
回転させれば、ファインダ側の偏光フィルターも同じ向
きを保ち同期して回転するため、撮影時の偏光フィルタ
ーの効果をファインダを通して目で確認できるようにし
ている。

【０００５】特開平８−１６０５０７号公報には、撮影
系の前に回転可能に固定された偏光フィルターをモータ
３０９で電動回転させ、測光センサー３１２で偏光フィ
ルターを透過した光量を測定し、その光量が最小となる
位置に偏光フィルターを回転制御する方法が示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のＴＴＬ一眼レフカメラでは、偏光フィルター等のフィ
ルター効果をファインダを通し、いちいち撮影者が目で
確認しながら、好みの位置に手動で偏光フィルター等を
回転させなければならず、面倒であるという不都合があ
った。しかも、撮影者は最もフィルター効果の高い位置
に偏光フィルター等の回転位置を合わせたつもりでも、
若干のずれが生じてしまい、フィルター効果を最大限生
かせないという不都合があった。

【０００７】実開平３−６０３２３号公報でも、手動で
偏光フィルター等を回転させなければならず、面倒で精
度が低いという問題と共に、ファインダ前にもフィルタ
ーが必要で、装置が大型化し、ファインダが暗くなると
いう問題もあった。

【０００８】特開平８−１６０５０７号公報では、撮影
光学系上の偏光フィルターを回転させながら偏光効果が
最大の位置を検出しているため、シャッターを切るまで
に時間が掛かり、シャッターチャンスを逃すという問題
があった。

【０００９】本出願に係る発明の目的は、被写体の偏光
方向の検出速度を速くし、検出精度を高くし、小型化し
た偏光方向検出装置及びカメラを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、被検出光
の偏光方向を検出する偏光方向検出装置において、入射
する直線偏光の角度に対して感度異方性を有する複数の
受光手段と、前記複数の受光手段の測定情報に基づいて
被検出光の偏光方向を算出する偏光方向算出手段を有す
る事を特徴とする偏光方向検出装置とするものである。

【００１１】第２の発明は、上記第１の発明で、前記複
数の受光手段は、入射する直線偏光の角度に対して感度
異方性が互いに異なる３つの受光手段であって、前記３
つの受光手段の感度方向を固定したことを特徴とする偏
光方向検出装置とする。

【００１２】第３の発明は、上記第２の発明で、前記３
つの受光手段の感度異方性の方向は、前記被検出光の光
軸の回りに互いに６０度の位相を有していることを特徴
とする偏光方向検出装置とするものである。

【００１３】第４の発明は、上記いずれかの発明で、前
記複数の受光手段は、直線偏光板と結像レンズと受光素
子とを夫々に有した構成したことを特徴とする偏光方向
検出装置とするものである。

【００１４】第５の発明は、上記第１、２または第３の
発明で、前記複数の受光手段は、１つの結像レンズと、
前記結像レンズの前面に被検出光の光軸周りに配置され
た複数の直線偏光板と、前記結像レンズの結像面に配置
された絞りと、前記結像面より後方に配置された前記複
数の直線偏光板に対応の複数の受光素子とにより構成し
たことを特徴とする偏光方向検出装置とするものであ
る。

【００１５】第６の発明は、上記いずれかの発明で、前
記偏光方向算出手段は、前記複数の受光手段からの測定
情報に基づいて、前記被検出光の光軸回りの角度に対す
る直線偏光強度曲線を推測し、その曲線の最大値の方向
を被検出光の偏光最大方向と判断することを特徴とする
偏光方向検出装置とするものである。

【００１６】第７の発明は、上記いずれかの発明で、前
記偏光方向算出手段は、被検出光の光軸回りの角度に対
する直線偏光強度曲線を正弦波と仮定して、前記正弦波
の位相と強度とシフト量を設定することで、前記複数の
受光手段からの測定情報に一致する正弦波を推測し、そ
の正弦波の最大値の方向を前記被検出光の偏光最大方向
と判断することを特徴とする偏光方向検出装置とするも
のである。

【００１７】第８の発明は、上記第１から５のいずれか
の発明で、前記偏光方向算出手段は、前記複数の受光手
段からの測定情報のうち、最大値である受光手段の感度
異方性方向と二番目に大きい値である受光手段の感度異
方性方向との中間に、前記被検出光の偏光最大方向が存
在すると判断することを特徴とする偏光方向検出装置と
するものである。

【００１８】第９の発明は、上記いずれかの発明で、前
記偏光方向算出手段は、前記複数の受光手段からの測定
情報のうち、最大値である受光手段の感度異方性方向を
前記被検出光の偏光最大方向と判断することを特徴とす
る偏光方向検出装置とするものである。

【００１９】第１０の発明は、被検出光の偏光方向を検
出する偏光方向検出装置において、入射する直線偏光の
角度に対して感度異方性を有し、前記被検出光の光軸の
回りを回転しながら複数の測定情報を出力する受光手段
と、前記複数の測定情報に基づいて被検出光の偏光方向
を算出する偏光方向算出手段を有する事を特徴とする偏
光方向検出装置とするものである。

【００２０】第１１の発明は、上記第１０の発明で、前
記受光手段の回転角は１８０度未満であることを特徴と
する偏光方向検出装置とするものである。

【００２１】第１２の発明は、上記第１０または１１の
発明で、前記偏光方向算出手段は、前記受光手段からの
複数の測定情報に基づいて、前記被検出光の光軸回りの
角度に対する直線偏光強度曲線を推測し、その曲線の最
大値の方向を被検出光の偏光最大方向と判断することを
特徴とする偏光方向検出装置とするものである。

【００２２】第１３の発明は、上記第１０または１１の
発明で、前記偏光方向算出手段は、被検出光の光軸回り
の角度に対する直線偏光強度曲線を正弦波と仮定して、
前記正弦波の位相と強度とシフト量を設定することで、
前記受光手段からの複数の測定情報に一致する正弦波を
推測し、その正弦波の最大値の方向を前記被検出光の偏
光最大方向と判断することを特徴とする偏光方向検出装
置とするものである。

【００２３】第１４の発明は、上記第１０または１１の
発明で、前記偏光方向算出手段は、前記受光手段からの
複数の測定情報のうち、測定値を時系列に並べて、最大
値が極大値である場合、その最大値の方向を被検出光の
偏光最大方向と判断し、また測定値を時系列に並べて、
最小値が極小値である場合、その最小値の方向を被検出
光の偏光最小方向と判断することを特徴とする偏光方向
検出装置とするものである。

【００２４】第１５の発明は、カメラに対する被写体の
偏光方向を検出する偏光方向検出装置として設けられた
上記いずれか一つの偏光方向検出装置と、撮影レンズに
対して光軸を中心に回転可能に設けられた偏光フィルタ
ーと、前記偏光方向検出装置の検出結果に基づいて前記
偏光フィルターの回転方向を表示する表示手段を有する
ことを特徴とするカメラとするものである。

【００２５】第１６の発明は、カメラに対する被写体の
偏光方向を検出する偏光方向検出装置として設けられた
上記いずれか一つの偏光方向検出装置と、撮影レンズに
対して光軸を中心に回転可能に設けられた偏光フィルタ
ーと、前記偏光フィルターを回転駆動するアクチュエー
タと、前記偏光方向検出装置の検出結果に基づいて前記
アクチュエータの回転位置を制御するための制御手段と
を有することを特徴とするカメラとするものである。

【００２６】上記目的を達成する為、本発明に係る偏光
方向検出装置は、被検出光を受光するための互いに感度
異方性を有する複数の受光手段を備えた偏光方向検出手
段と、前記複数の受光手段の測定情報に基づいて偏光方
向を算出する偏光方向算出手段を有する事により、偏光
方向検出装置に回転等の駆動部が無いため、検出時間の
短縮と、装置の小型化と、高精度の検出が可能となる。

【００２７】前記偏光方向算出手段は、前記複数の受光
手段からの測定情報から、装置自体の光軸周りの角度に
対する偏光強度曲線を推測し、その曲線の最大値の方向
を偏光最大方向と判断する事により、検出時間の短縮
と、精度の高い検出が可能となる。

【００２８】前記偏光方向算出手段は、装置自体の光軸
周りの角度に対する偏光強度曲線を正弦波と仮定し、そ
の正弦波の位相と強度とシフト量を設定する事で、前記
複数の受光手段からの測定情報に一致する正弦波を推測
し、その正弦波の最大値の方向を偏光最大方向と判断す
る事により、検出時間の短縮と、精度の高い検出が可能
となる。前記偏光方向算出手段は、前記複数の受光手段
からの測定情報の内、最大値である受光手段の感度異方
性方向と二番目に大きい値である受光手段の感度異方性
方向との中間に偏光最大方向が存在すると判断する事に
より、検出時間の短縮が可能となる。前記偏光方向算出
手段は、前記複数の受光手段からの測定情報の内、最大
値である受光手段の感度異方性方向を偏光最大方向と判
断する事により、検出時間の短縮が可能となる。

【００２９】前記複数の受光手段は、入射光の偏光角度
に対しての感度異方性の方向が互いに異なる方向に夫々
配置された３つの受光部による事により、単一の受光装
置を入射する直線偏光の角度に対して可動させる必要が
無くなり、検出時間の短縮を図ることができ、しかも３
つの検出装置の為に検出精度をアップする事ができる。

【００３０】前記受光部は、夫々の感度異方性の方向が
互いに６０度ずれた方向に配置されている事により、単
一の受光装置を入射光の偏光角度に対して可動させる必
要が無くなり、検出時間の短縮を図ることができ、しか
も１８０度周期の偏光強度変化を３等分した検出方向の
為、検出精度をアップする事ができる。

【００３１】前記複数の受光手段が、各々、直線偏光板
と結像レンズと受光素子から成る事により、簡単な構成
となり、装置全体を小型化する事ができる。

【００３２】前記複数の受光手段が、一つの結像レンズ
と、その結像レンズの入射側前面に光軸周りに配置され
た直線偏光板と、前記結像レンズの結像面に配置された
絞りと、前記結像面より出射側に配置された前記複数の
受光部に設けられた受光素子とから成る事により、レン
ズが１枚という簡単な構成の為、装置自体を小型化する
事ができる。

【００３３】像体の偏光方向を検出する偏光方向検出装
置において、被検出光の偏光角度に対して感度異方性を
有し、回転しながら複数の測定情報を出力する受光手段
と、前記複数の測定情報に基づいて偏光方向を算出する
偏光方向算出手段を有する事によって、検出時間の短縮
と、装置の小型化と、高い精度の検出が可能となる。

【００３４】回転しながら複数の測定情報を出力する受
光手段の回転角は、１８０度未満である事によって、検
出時間の短縮が可能となる。

【００３５】偏光方向算出手段が、上記受光手段からの
複数の測定情報から、装置自体の光軸周りの角度に対す
る偏光強度曲線を推測し、その曲線の最大値の方向を偏
光最大方向と判断する事によって、検出時間の短縮と、
精度の高い検出ができる。

【００３６】偏光方向算出手段が、装置自体の光軸周り
の角度に対する偏光強度曲線を周期的波形によるものと
仮定して、その波形の位相と強度とシフト量を設定する
事で、上記受光手段からの複数の測定情報に一致する波
形を推測し、その波形の最大値の方向を偏光最大方向と
判断する事によって、検出時間の短縮と、精度の高い検
出ができる。

【００３７】前記波形が正弦波であることで、受光手段
からの複数の測定情報に一致する正弦波を推測し、その
正弦波の最大値の方向を偏光最大方向と判断することが
でき、検出時間の短縮と、精度の高い検出ができる。

【００３８】偏光方向算出手段が、受光手段からの複数
の測定情報の内、測定値を時系列に並べて、最大値が極
大値である場合、その最大値の方向を偏光最大方向と判
断し、また、測定値を時系列に並べて、最小値が極小値
である場合、その最小値の方向を偏光最小方向と判断す
る事によって、検出時間の短縮ができる。

【００３９】光学機器に対する被写体の偏光方向を検出
する偏光方向検出装置と、レンズの光軸中心に回転可能
に設けられた偏光フィルターと、偏光フィルターを回転
駆動するアクチュエータと、アクチュエータの回転位置
を制御するための制御手段とを有している光学機器にお
いて、前記偏光方向検出装置を有する事によって、偏光
方向の検出時間の短縮と、小型化と、検出精度を高くす
る事ができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の一実施の形態を示すカメラの外観を示す図面であ
り、同図において１はカメラ本体、２は撮影レンズを含
むレンズ鏡筒で、カメラの上面３にはシャッターボタン
４、表示部６が夫々が配置されている。 また、レンズ
鏡筒２の近傍のカメラ前面には偏光方向検出装置５が設
けられており、この偏光方向検出装置５は、第１受光装
置５ａ、第２受光装置５ｂ、第３受光装置５ｃの３つか
ら構成されている。

【００４１】図２にその３つの受光装置の拡大内部構造
図を示す。

【００４２】受光装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、直線
偏光板（５ａ１、５ｂ１、５ｃ１）の後方に結像レンズ
（５ａ２、５ｂ２、５ｃ２）を配置し、さらに結像面近
傍に光電変換素子（５ａ３、５ｂ３、５ｃ３）を配置し
ている。

【００４３】第１受光装置５ａは、直線偏光板５ａ１の
偏光の通過する方向を上（＋Ｙ）方向に固定し、直線偏
光板５ａ１の後方に、被写体側からの光束を結像するレ
ンズ５ａ２を配置すると共に結像面付近に光電変換素子
５ａ３を配置している。

【００４４】第２受光装置５ｂは、直線偏光板５ｂ１の
偏光の通過する方向が上（＋Ｙ）方向に対し６０度方向
に固定し、直線偏光板５ｂ１の後方に、被写体側からの
光束を結像するレンズ５ｂ２を配置し、結像面付近に光
電変換素子５ｂ３を配置している。

【００４５】第３受光装置５ｃは、直線偏光板５ｃ１の
偏光を通過する方向を上（＋Ｙ）方向に対し１２０度方
向に固定し、直線偏光板５ｃ１の後方に、被写体側から
の光束を結像するレンズ５ｃ２を配置し、結像面付近に
光電変換素子５ｃ３を配置している。

【００４６】図３において、第１受光装置５ａ・第２受
光装置５ｂ・第３受光装置５ｃからの各出力値は、偏光
方向算出部１００によって、被写体の偏光最大方向を算
出し、この情報を処理回路としてのＣＰＵ１０８に送出
する。

【００４７】図４で、被写体の偏光最大方向の算出方法
を詳しく述べる。

【００４８】このグラフは、横軸がカメラの撮影光軸周
りでの偏光フィルターの偏光を透過する方向で、上（＋
Ｙ軸方向）を０度として、右回りをプラス方向としてい
る。縦軸は受光装置の受光光量値である。

【００４９】偏光方向算出部１００へは、第１受光装置
５ａの出力値１２１がフィルター方向０度の値として、
第２受光装置５ｂの出力値１２２がフィルター方向６０
度の値として、第３受光装置５ｃの出力値１２３がフィ
ルター方向１２０度の値として夫々入力される。

【００５０】その３つの値が周期１８０度の正弦波（受
光光量Ｙ＝Ａ×ｓｉｎ（２θ＋Ｂ）＋Ｃ）上に一致する
ように、定数Ａ・Ｂ・Ｃが選択され、推定正弦波１２４
が決定される。

【００５１】この推定正弦波１２４が最小値１２５とな
るフィルターの角度は、１７０度と３５０度であり、被
写体のその１７０度と３５０度の方向における偏光成分
が最大の方向である事が偏光方向算出部１００で算出さ
れる。

【００５２】図３において、１０３は測光装置であり、
撮影レンズの撮影画角と略等価な領域を観察し、その領
域の輝度を測定し、この情報を処理回路としてのＣＰＵ
１０８に送出する。１０４は測距装置であり、被写体ま
での距離又はフォーカス状態を公知の方式である例えば
位相差方式や赤外光を用いたアクティブ測距方式等によ
って測定し、その情報をＣＰＵ１０８に送出する。

【００５３】１０６は図不示のズームボタンを撮影者が
押してズーム位置を変更する為のズーム鏡筒駆動部であ
る。ズーム鏡筒駆動部１０６はズームモータ１０６ａを
駆動しズームレンズ１０６ｂを駆動する。

【００５４】１０７は露出制御部であり、測光装置１０
３からの情報及び偏光方向算出部１００で処理された偏
光最大方向に応じた露出の補正を加えた露出値をＣＰＵ
１０８が算出し、これに基づいて露出制御部１０７はシ
ャッター１０７ａを制御してフィルターＦへ露光を行な
う。

【００５５】１０９は表示装置であり、偏光フィルター
の回転方向を指示する表示の演算を行ない、表示部６に
表示する。

【００５６】１１０は、偏光フィルターの回転位置測定
部であり、現在の偏光フィルターの回転位置を測定算出
し、この情報を処理回路としてのＣＰＵ１０８に送出す
る。

【００５７】偏光フィルターに関するこのカメラの動作
は、まず撮影者がカメラのシャッターボタン４を半押し
すると、偏光方向検出装置５が被写体方向の偏光を測定
し、偏光方向算出部１００が偏光最大方向を算出し、こ
の情報を処理回路としてのＣＰＵ１０８に送出する。

【００５８】また、フィルター回転位置測定部１１０が
現状のフィルター位置を測定する。ＣＰＵ１０８は、偏
光方向算出部１００からの偏光最大方向情報とフィルタ
ー回転位置測定部１１０からのフィルター位置情報を比
較し、それらの情報に差が有る場合は、フィルターが偏
光最大方向の位置に一致するフィルター回転方向を求
め、表示装置１０９へそのフィルター回転方向情報を伝
達する。

【００５９】表示装置１０９は、そのフィルター回転方
向情報に基づき、表示部６に、図１の様に、撮影者が手
で偏光フィルター２ａを回転すべき方向を、矢印で表示
する。

【００６０】使用者が手でフィルターを回転し、フィル
ター位置が偏光最大方向と一致した際は、矢印の表示を
消し、また行きすぎた時は、逆方向の矢印を表示する。

【００６１】シャッターボタンの半押しを止めた場合
は、偏光方向検出装置５での測定を中止し、偏光方向算
出部１００は、半押し中止直前の偏光最大方向データを
この情報を処理回路としてのＣＰＵ１０８に送出する。

【００６２】以上のように、本実施の形態によれば、偏
光方向算出部１００で処理された偏光最大方向に応じて
も、露出を補正する為、より精度の高い露光が可能とな
る。

【００６３】表示部６に、図１の様に、撮影者が手でフ
ィルター２ａを回転すべき方向を、矢印で表示する為、
撮影者は表示に従って偏光フィルターを回転するだけ
で、容易に偏光フィルターの効果が得られる。

【００６４】シャッターボタンの半押しを止めた場合で
も、偏光方向算出部１００は、半押し中止直前の偏光最
大方向データを保持している為、撮影者は、カメラを被
写体へ向けて構えていなくても、表示に従って偏光フィ
ルターを回転セット可能である。

【００６５】（第２の実施の形態）本発明に係る第２の
実施の形態は、風景等の順光及び斜光の状態で空の青や
樹葉、山肌や建物などの色彩コントラスト効果を得られ
る偏光フィルター（ＰＬフィルターとも言う）を内蔵
し、光源位置を考慮して自動的に偏光フィルターを最も
効果のある位置に回すことができる機能を有したカメラ
に関する。

【００６６】図５・図６において、２０１はカメラ本
体、２０２はレンズ鏡筒、２０３はカメラの上面であ
り、シャッターボタン２０４及びモード設定ダイヤル２
０７が配されている。また、レンズ鏡筒２０２の近傍に
は偏光方向検出装置２０５が配置されている。

【００６７】図７に示すように、本実施の形態における
偏光方向検出装置２０５は、直線偏光板２０５ａが、偏
光方向が異なる３つの部分から成り、偏光を透過する方
向が上（＋Ｙ）方向である第１偏光部２０５ａ１、偏光
を透過する方向がＹ軸に対して＋６０度を成す第２偏光
部２０５ａ２、偏光を透過する方向がＹ軸に対して＋１
２０度を成す第３偏光部２０５ａ３で構成され、さらに
光を透過しない中心部２０５ａ４が設けられている。

【００６８】偏光方向検出装置２０５は、直線偏光板２
０５の後部に、直線偏光板２０５を透過した光束を結像
する結像レンズ２０５ｂ、その結像面には、不要な光束
をカットする為に中心のみ穴を持つマスク２０５ｃ、結
像面後方に、第１偏光部を透過した光を受光する第１光
電変換素子２０５ｃ１、第２偏光部を透過した光を受光
する第２光電変換素子２０５ｃ２、第３偏光部を透過し
た光を受光する第３光電変換素子２０５ｃ３が配置され
る。

【００６９】次に、図６及び図８に基づいて、レンズ鏡
筒２０２の内部に具備された偏光フィルターについて述
べる。

【００７０】図６において、２０８は偏光フィルターで
あり、外周部にピニオン２１０と噛み合うギア部を有し
ている。

【００７１】ピオニン２１０は、ＤＣモータもしくはス
テッピングモータによって構成されたフィルター回転モ
ータ２０９と一体に固定されていて、カメラのＣＰＵ２
３８からの情報により双方向に偏光フィルター２０８を
回転することが可能になっていて、これらの機構は撮影
レンズ２１１の前方に配置されている。

【００７２】また、２１２はフィルター回転位置センサ
ーであり、偏光フィルター３０８の外周に在るマークを
光学的に読みとって、その信号をフィルター回転制御部
２３０へ出力し、フィルター回転制御部で、その信号を
フィルター回転位置情報に変換し、その情報をＣＰＵ２
３８へ出力している。

【００７３】図８において、第１光電変換素子２０５ｃ
１、第２光電変換素子２０５ｃ２、第３光電変換素子２
０５ｃ３からの各出力値は、偏光方向算出部２４０へ送
出され、偏光方向算出部２４０によって、被写体の偏光
最大方向を算出し、この情報を処理回路としてのＣＰＵ
２３８に送出する。

【００７４】第１光電変換素子２０５ｃ１、第２光電変
換素子２０５ｃ２、第３光電変換素子２０５ｃ３からの
各出力値は、測光演算装置２３３へも出力され、測光演
算装置において、この３つの出力値の内、前記偏光最大
方向とは、角度が一番ずれている光電変換素子からの出
力値を用いて被写体の輝度を算出し、ＣＰＵ２３８へ送
出する。

【００７５】２３４は測距装置であり被写体までの距離
又はフォーカス状態を公知の方式である例えば位相差方
式や赤外光を用いたアクティブ測距方式等によって測定
し、その情報をＣＰＵ２３８に送出する。

【００７６】２３５はモード設定部であり、光源位置検
出部５の情報を用いた主にポートレート撮影や風景撮影
を選択可能にしたり、光源位置検出部５の情報を用いな
いで撮影する事を選択したりする為のものである。

【００７７】２３６はズーム鏡筒駆動部であり、不図示
のズームボタンを撮影者が押してズーム位置を変更した
り、撮影モード設定部１０５が所定のモードに設定さ
れ、測距装置２３４からの距離情報に基づき所定の像倍
率に制御するオートズーム駆動したりする為のものであ
る。ズーム鏡筒駆動部２３６はズームモータ２３６ａを
駆動し撮影レンズ２１１を駆動する。

【００７８】２３７は露出制御部であり、測光演算装置
２３３からの情報及び偏光方向算出部２４０で処理され
た偏光方向に応じた露出の補正を加えた露出値をＣＰＵ
２３８が算出し、これに基づいて露出制御部２３７はシ
ャッター２３７ａを制御してフィルムＦへ露光を行な
う。

【００７９】本実施の形態のカメラの動作について図９
に示すフローチャートを用いて説明する。

【００８０】「ステップＳ１」偏光最大方向の検出 このステップは、第１の実施の形態と同じく被写体の偏
光が最大の方向を検出する。

【００８１】「ステップＳ２」風景モードか否かの判断 このステップでは、風景モードが選択されていたら次の
ステップＳ３に移る。

【００８２】ステップＳ３にて、偏光フィルター２０８
を回転させる様にフィルター回転モータ２０９に通電を
行なう。フィルター回転モータ２０９が回転を開始する
と、ピニオン２１０を介して偏光フィルター２０８が回
転を始める。

【００８３】「ステップＳ４」回転位置差＝０かの判断 このステップでは、偏光フィルター２０８が回転を始
め、フィルター回転位置センサー２１２からのフィルタ
ー位置と偏光方向算出部２４０からの偏光最大方向情報
を比較し、この差が０と成るように、モータを制御・停
止する。差が０と成る偏光フィルター２０８の位置が最
もコントラスト効果の得られるところである。

【００８４】「ステップＳ５」偏光フィルター停止 このステップでは、偏光フィルター２０８の駆動を停止
する。

【００８５】「ステップＳ６」シャッターボタンの第１
ストロークスイッチ（ＳＷ１）の入力を判断する。

【００８６】シャッターボタン２０４が押されると、カ
メラの諸機能例えば自動焦点調整機能等を起動させる。

【００８７】「ステップＳ７」露光動作 その後シャッターボタン２０４が更に押されると、ＣＰ
Ｕ２３８は露出制御部２３７を制御して露光を行ない、
その後フィルムＦを１駒巻き上げる一連の露光動作を行
なう。

【００８８】「ステップＳ８」偏光フィルターリセット 一連の露光動作後、ＣＰＵ２３８は再度フィルター回転
モータ２０９を回転させ、偏光フィルター２０８を予め
決められた所定の初期位置へ送ることで一連の動作を終
了する。

【００８９】尚、上記実施の形態では風景モードを選択
した場合の説明であるが、ポートレートモードを選択し
た場合は、ステップＳ２で風景モードで無い為、ステッ
プＳ６に移行するようにすればよい。この様に、ポート
レートモード時には、偏光フィルターの回転制御は行な
わない。

【００９０】（本実施の形態によれば、偏光方向検出装
置２０５を、測光に兼用している為、偏光フィルターの
減光部を含んだ測光を行なうのでの精度が高くなる。ま
た、測光関連の部品コストを低減できる。

【００９１】ポートレートモード時は、偏光フィルター
の回転を行なわない為、フィルターの回転の時間を節約
でき、撮影までの待ち時間が少なくなる。

【００９２】（第３の実施の形態）図１０〜図１２は本
発明の第３の実施の形態を示す。図１０は交換レンズ鏡
筒の断面図であり、図１１はその横断面図である。

【００９３】３０１はレンズ鏡筒をカメラ本体に取付け
るマウント、３０３は先端にネジ部３０３ａを有する鏡
筒、３０４は鏡筒３０３とネジ結合する合焦用レンズ３
０６を保持する距離環、３０５は遮光部材、３０７及び
３０８はレンズ群、３０２はレンズ群３０８を保持した
固定部材である。

【００９４】３１１は偏光フィルター３０９を保持し、
光軸の回りにギア３１３とモータ３１２により回転され
るフィルター保持部材である。３１４はＩＣ３１４ａと
３１４ｂとを搭載した電子回路基板であり、ＩＣ３１４
ａ及び３１４ｂはカメラ本体と接点３０１ａを介し通信
を行ない、モータ３１２を制御する。

【００９５】以上の構成により、カメラ本体に上記レン
ズを取付ける事により接点３０１ａを通じて前記レンズ
と前記カメラが通信を行ない、カメラ本体は取付けられ
ているレンズを識別して正しく作動することができる。
また、距離環３０４を回す事で合焦動作を行なう事が可
能である。

【００９６】以上の構成において、図１２に示すよう
に、カメラ本体３２０の電源スイッチ３１７をＯＮにす
る事によりＣＣＤ３２１に結像する。

【００９７】この交換レンズは、ミラーレンズと呼ば
れ、被写体からの光束は、合焦用レンズ３０６のリング
状部３０６ａを屈折通過し、レンズ群３０７のリング状
部３０７ａで反射し、合焦用レンズの中央部３０６ｂで
反射し、レンズ群３０７の中央部３０７ｂを屈折通過
し、偏光フィルター３０９，レンズ群３０８を通過し
て、ボディ側のＣＣＤ３２１に結像する。

【００９８】本実施の形態で特徴的なのは、レンズ群３
０７の後部３０７ａには、半透明の銀蒸着膜が形成さ
れ、反射光はカメラへと導かれ、透過光は、電子回路基
板上に配置された偏光方向検出装置３１４ｃに入射す
る。

【００９９】この偏光方向検出装置３１４ｃは、第１の
実施の形態で使用した偏光方向検出装置（図２参照）と
同一の構造である。

【０１００】次に、偏光フィルターの回転位置を検出す
る方法について述べる。

【０１０１】光軸の回りに回転する環状のフィルター保
持部材３１１にマグネット３１１ａが設けられ、固定部
３０２にホール素子３０２ａが固定されている。

【０１０２】以上の構成により偏光フィルター３０９の
偏光方向をホール素子３０２ａに生じる電圧で知る事が
できる。

【０１０３】尚、ホール素子とマグネットの替わりに光
学的センサーや、ブラシとパターン等によっても同様な
制御を行なう事ができる事は明らかである。

【０１０４】また、偏光フィルターで減光してしまうの
で、暗い被写体を撮影する場合は光量不足を生じる場合
は偏光フィルターを光路より退避させるように構成して
もよい。

【０１０５】本実施の形態によれば、レンズ鏡筒は、交
換レンズ内において撮影結像光束を分割して、その光束
を用いて偏光最大方向を算出する為、より正確な偏光方
向測定が可能となる。

【０１０６】暗い状態では、偏光フィルターを退避でき
るので、偏光フィルターの減光が無くなり、手ブレしな
い写真を撮影可能となる。

【０１０７】（第４の実施の形態）図１３〜図１６は本
発明の第４の実施の形態を示す。

【０１０８】図１３、図１４において、４０１はカメラ
本体、４０２はレンズ鏡筒、４０３はカメラの上面であ
り、カメラの上面４０３にはシャッターボタン４０４及
びモード設定ダイヤル４０７が配されている。

【０１０９】また、レンズ鏡筒４０２近傍には偏光方向
検出装置４０５が配されている。偏光方向検出装置４０
５、測光装置４３３、偏光方向算出部４４０と偏光板回
転制御部４４１以外は、第２の実施の形態と同一の構成
及び作用なので、その説明を省略する。

【０１１０】偏光方向検出装置４０５は、図１５に示す
ように、カメラ本体４０１の前面に回転可能に設けられ
た偏光板４０５ａと、その偏光板４０５ａの外周部に、
ピニオン４４３と噛み合うギア部を有している。

【０１１１】ピニオン４４３はステッピングモータによ
って構成された偏光板回転モータ４４２と一体に固定さ
れていて、偏光板回転制御部によって偏光板の回転・停
止を行なうものとしてあり、この偏光板の回転可能角度
は、初期位置から９０度となっている。

【０１１２】また、４４４は偏光板回転位置センサーで
あり、偏光板４０５ａの外周に有るマークを光学的に読
みとって、その信号を偏光板回転制御部４４１へ出力
し、偏光板４０５ａの初期位置を検出している。

【０１１３】偏光板４０５ａの後部には結像レンズ４０
５ｂが配置され、光電変換素子４０５ｃ上に結像してい
る。

【０１１４】次に、被写体の偏光最大方向の検出手段に
ついて説明する。

【０１１５】モータ４４２によって、偏光板４０５は初
期位置から回転を初め、モータ回転のステップ数のカウ
ントを開始する。光電変換素子４０５ｃは、ある時間間
隔で、受光光量を測定する。図１６は、横軸が偏光板の
回転角度で、偏光板の初期位置を０度として、カウント
したモータのステップ数によって、偏光板の回転角度を
算出している。縦軸が光電変換素子４０５ｃでの受光光
量を示している。

【０１１６】まず、被写体の偏光最大方向の検出開始直
後に、１回目の測定値が光電変換素子４０５ｃから偏光
方向算出部４４０に送出される。

【０１１７】そして、ある時間間隔で、第２・第３・第
４・第５・第６の測定値が偏光方向算出部４４０に送出
される。

【０１１８】偏光方向算出部４４０では、常に現在の測
定値と一つ前の測定値を比較し、一つ前の測定値より現
在の測定値が大きいと、さらなる偏光板の回転と測定を
行なう。

【０１１９】第７の測定を行ない、第６の測定値の方が
第７の測定値より大きい値の場合、第６の測定値が極大
値で有ることが判明する。

【０１２０】そこで、第６の測定時におけ偏光板の方向
を被写体の偏光最大方向と判定し、ＣＰＵ４３８へ偏光
最大方向の情報を送出する。

【０１２１】また、偏光板回転制御部４４１に、偏光板
の停止と、初期位置のリセットを指示する。

【０１２２】偏光板回転制御部４４１は、モータ４４２
を停止し、さらに偏光板回転位置センサー４４４からの
信号があるまでモータを逆回転し、停止する。

【０１２３】ここでは、極大値を求める手順を説明した
が、第１測定値より第２測定値が小さい値の場合は、極
小値を求め、その極小値時の偏光板の方向に対して９０
度ずれた方向が、被写体の偏光最大方向と判別する。

【０１２４】本実施の形態によれば、偏光板が、９０度
以内の回転で、被写体の偏光最大方向を検出できる為、
検出速度を短くできる。

【０１２５】また、実際に極大値が極小値を検出する
為、検出精度が高い。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体の偏光方向の検出速度を速くし、検出精度を高く
し、小型化した偏光方向検出装置及びカメラを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すカメラの外観
斜視図

【図２】図１の受光装置の拡大内部構造図

【図３】図１のカメラの制御ブロック図

【図４】図３の偏光方向算出部での偏光最大方向算出の
概念図

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるカメラの外
観斜視図

【図６】図５のカメラの一部きり欠き上面図

【図７】図５の受光装置の拡大内部構造図

【図８】図５のカメラの制御ブロック図

【図９】図５のカメラの動作のフローチャート

【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるレンズ鏡
筒の縦断面図

【図１１】図１０のレンズ鏡筒の横断面図

【図１２】図１０のレンズ鏡筒をカメラ本体に装着する
場合の両者の電気的な構成を示したブロック図

【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるカメラの
外観斜視図

【図１４】図１３のカメラの一部きり欠き上面図

【図１５】図１３のカメラの制御ブロック図

【図１６】図１３のカメラにおける偏光方向算出部での
偏光最大方向算出の概念図

【符号の説明】

１…カメラ本体 ２…撮影レンズ
を含むレンズ鏡筒 ２ａ…偏光フィルター ３…カメラの上
面 ４…シャッターボタン ５…偏光方向検
出装置 ５ａ…第１受光装置 ５ｂ…第２受光
装置 ５ｃ…第３受光装置 ５ａ１，５ｂ１，５ｃ１…直線偏光板 ５ａ２，５ｂ
２，５ｃ２…レンズ ５ａ３，５ｂ３，５ｃ３…光電変換素子 ６…表示部 １００…偏光方
向算出部 １０３…測光装置 １０４…測距装
置 １０６…ズーム鏡筒駆動部 １０６ａ…ズー
ムモータ １０６ｂ…ズームレンズ １０７…露出制
御部 １０７ａ…シャッター １０８…ＣＰＵ １０９…表示装置 １１０…偏光フィルター回転位置測定部 １２１…第１受光装置の出力値 １２２…第２受
光装置の出力値 １２３…第３受光装置の出力値 １２４…推定正
弦波 １２５…最小値 ２０１…カメラ
本体 ２０２…レンズ鏡筒 ２０３…カメラ
の上面 ２０４…シャッターボタン ２０５…偏光方
向検出装置 ２０５ａ…直線偏光板 ２０５ａ１…第
１偏光部 ２０５ａ２…第２偏光部 ２０５ａ３…第
３偏光部 ２０５ｂ…結像レンズ ２０５ｃ…マス
ク ２５０ｃ１…第１光電変換素子 ２０５ｃ２…第
２光電変換素子 ２０５ｃ３…第３光電変換素子 ２０７…モード
設定ダイヤル ２０８…偏光フィルター ２０９…回転モ
ータ ２１０…ピニオン ２１１…撮影レ
ンズ ２１２…フィルター回転位置センサー ２３０…フィル
ター回転制御部 ２３３…測光演算装置 ２３４…測距装
置 ２３５…モード設定部 ２３６…ズーム
鏡筒駆動部 ２３６ａ…ズームモータ ２３７…露出制
御部 ２３７ａ…シャッター ２３８…ＣＰＵ ２４０…偏光方向算出部 ３０１…マウン
ト ３０１ａ…接点 ３０２…固定部
材 ３０２ａ…ホール素子 ３０３…鏡筒 ３０３ａ…ネジ部 ３０４…距離環 ３０５…遮光部材 ３０６…合焦用
レンズ ３０６ａ…リング状部 ３０６ｂ…中央
部 ３０７，３０８…レンズ群 ３０７ａ…リン
グ状部 ３０７ｂ…中央部 ３０９…偏光フ
ィルター ３１１…フィルター保持部材 ３１１ａ…マグ
ネット ３１２…モータ ３１３…ギア ３１４…電子回路基板 ３１４ａ，３１
４ｂ…ＩＣ ３１４ｃ…偏光方向検出装置 ３１７…電源ス
イッチ ３２０…カメラ本体 ３２１…ＣＣＤ ４０１…カメラ本体 ４０２…レンズ
鏡筒 ４０３…カメラの上面 ４０４…シャッ
ターボタン ４０５…偏光方向検出装置 ４０５ａ…直線
偏光板 ４０５ｂ…結像レンズ ４０５ｃ…光電
変換素子 ４０７…モード設定ダイヤル ４０８…偏光フ
ィルター ４０９…回転モータ ４１０…ピニオ
ン ４１１…撮影レンズ ４１２…フィルター回転位置センサー ４３０…フィル
ター回転制御部 ４３３…測光装置 ４３４…測距装
置 ４３５…モード設定部 ４３６…ズーム
鏡筒駆動部 ４３６ａ…ズームモータ ４３７…露出制
御部 ４３７ａ…シャッター ４３８…ＣＰＵ ４４０…偏光方向算出部 ４４１…測定用
の偏光板回転制御部 ４４２…モータ ４４３…ピニオ
ン ４４４…偏光板回転位置センサー

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出光の偏光方向を検出する偏光方向
   検出装置において、入射する直線偏光の角度に対して感
   度異方性を有する複数の受光手段と、前記複数の受光手
   段の測定情報に基づいて被検出光の偏光方向を算出する
   偏光方向算出手段を有する事を特徴とする偏光方向検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記複数の受光手段は、入射する直線偏
   光の角度に対して感度異方性が互いに異なる３つの受光
   手段であって、前記３つの受光手段の感度方向を固定し
   たことを特徴とする請求項１に記載の偏光方向検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記３つの受光手段の感度異方性の方向
   は、前記被検出光の光軸の回りに互いに６０度の位相を
   有していることを特徴とする請求項２に記載の偏光方向
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記複数の受光手段は、直線偏光板と結
   像レンズと受光素子とを夫々に有した構成したことを特
   徴とする請求項１、２または３に記載の偏光方向検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記複数の受光手段は、１つの結像レン
   ズと、前記結像レンズの前面に被検出光の光軸周りに配
   置された複数の直線偏光板と、前記結像レンズの結像面
   に配置された絞りと、前記結像面より後方に配置された
   前記複数の直線偏光板に対応の複数の受光素子とにより
   構成したことを特徴とする請求項１、２または３に記載
   の偏光方向検出装置。
6. 【請求項６】 前記偏光方向算出手段は、前記複数の受
   光手段からの測定情報に基づいて、前記被検出光の光軸
   回りの角度に対する直線偏光強度曲線を推測し、その曲
   線の最大値の方向を被検出光の偏光最大方向と判断する
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記
   載の偏光方向検出装置。
7. 【請求項７】 前記偏光方向算出手段は、被検出光の光
   軸回りの角度に対する直線偏光強度曲線を正弦波と仮定
   して、前記正弦波の位相と強度とシフト量を設定するこ
   とで、前記複数の受光手段からの測定情報に一致する正
   弦波を推測し、その正弦波の最大値の方向を前記被検出
   光の偏光最大方向と判断することを特徴とする請求項１
   ないし５のいずれか一つに記載の偏光方向検出装置。
8. 【請求項８】 前記偏光方向算出手段は、前記複数の受
   光手段からの測定情報のうち、最大値である受光手段の
   感度異方性方向と二番目に大きい値である受光手段の感
   度異方性方向との中間に、前記被検出光の偏光最大方向
   が存在すると判断することを特徴とする請求項１ないし
   ５のいずれか一つに記載の偏光方向検出装置。
9. 【請求項９】 前記偏光方向算出手段は、前記複数の受
   光手段からの測定情報のうち、最大値である受光手段の
   感度異方性方向を前記被検出光の偏光最大方向と判断す
   ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに
   記載の偏光方向検出装置。
10. 【請求項１０】 被検出光の偏光方向を検出する偏光方
    向検出装置において、入射する直線偏光の角度に対して
    感度異方性を有し、前記被検出光の光軸の回りを回転し
    ながら複数の測定情報を出力する受光手段と、前記複数
    の測定情報に基づいて被検出光の偏光方向を算出する偏
    光方向算出手段を有する事を特徴とする偏光方向検出装
    置。
11. 【請求項１１】 前記受光手段の回転角は１８０度未満
    であることを特徴とする請求項１０に記載の偏光方向検
    出装置。
12. 【請求項１２】 前記偏光方向算出手段は、前記受光手
    段からの複数の測定情報に基づいて、前記被検出光の光
    軸回りの角度に対する直線偏光強度曲線を推測し、その
    曲線の最大値の方向を被検出光の偏光最大方向と判断す
    ることを特徴とする請求項１０または１１に記載の偏光
    方向検出装置。
13. 【請求項１３】 前記偏光方向算出手段は、被検出光の
    光軸回りの角度に対する直線偏光強度曲線を正弦波と仮
    定して、前記正弦波の位相と強度とシフト量を設定する
    ことで、前記受光手段からの複数の測定情報に一致する
    正弦波を推測し、その正弦波の最大値の方向を前記被検
    出光の偏光最大方向と判断することを特徴とする請求項
    １０または１１に記載の偏光方向検出装置。
14. 【請求項１４】 前記偏光方向算出手段は、前記受光手
    段からの複数の測定情報のうち、測定値を時系列に並べ
    て、最大値が極大値である場合、その最大値の方向を被
    検出光の偏光最大方向と判断し、また測定値を時系列に
    並べて、最小値が極小値である場合、その最小値の方向
    を被検出光の偏光最小方向と判断することを特徴とする
    請求項１０または１１に記載の偏光方向検出装置。
15. 【請求項１５】 カメラに対する被写体の偏光方向を検
    出する偏光方向検出装置として設けられた請求項１ない
    し１４のいずれか一つに記載の偏光方向検出装置と、撮
    影レンズに対して光軸を中心に回転可能に設けられた偏
    光フィルターと、前記偏光方向検出装置の検出結果に基
    づいて前記偏光フィルターの回転方向を表示する表示手
    段を有することを特徴とするカメラ。
16. 【請求項１６】 カメラに対する被写体の偏光方向を検
    出する偏光方向検出装置として設けられた請求項１ない
    し１４のいずれか一つに記載の偏光方向検出装置と、撮
    影レンズに対して光軸を中心に回転可能に設けられた偏
    光フィルターと、前記偏光フィルターを回転駆動するア
    クチュエータと、前記偏光方向検出装置の検出結果に基
    づいて前記アクチュエータの回転位置を制御するための
    制御手段とを有することを特徴とするカメラ。