JP2010268443A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置2は、撮像レンズ11と、受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子13と、4つ以上の領域に分割され、その領域毎に透過率を制御可能である液晶シャッター19と、液晶シャッター19における各領域の透過および遮断を切り替える液晶シャッター駆動部14と、これらが収容される筐体とを備える。液晶シャッター19が4つ以上の領域に分割されていることにより、液晶シャッター駆動部14は、筐体が一の姿勢にある場合と、それとは異なる他の姿勢にある場合との場合毎に、それら4つ以上の領域から所望の視点方向に対応する適切な領域を選択して、透過および遮断を切り替え可能となる。
【選択図】図16
Description
1.第1の実施の形態:液晶シャッターの各領域を、サブ電極形成(電極分割)により分割した例
2.第2の実施の形態:液晶シャッターの各領域を、検光子(第2の偏光子)における偏光領域分割により分割した例
3.変形例1:各領域を4つのサブ領域に分割した例
4.変形例2:各領域を4つのサブ領域に分割した他の例
5.第3の実施の形態:姿勢検出機構を備えた撮像装置(液晶シャッター:4分割)の例
6.変形例3:他の液晶シャッター(8分割)を用いた例
(撮像装置1の構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置(撮像装置1)の全体構成を表したものである。この撮像装置1は、撮像対象物2を撮像して撮像データDoutを出力するも
のであり、撮像レンズ11、液晶シャッター12、撮像素子13、液晶シャッター駆動部14、撮像素子駆動部15および制御部16を備えている。なお、撮像装置1には、図示しない画像処理部が設けられていてもよい。
まず、図2(A),(B)を参照して、液晶シャッター12の領域分割の概要について説明する。図2(A),(B)は、液晶シャッター12の領域分割と偏光方向について模式的に表したものである。但し、各サブ領域内に示した矢印は、それぞれ偏光方向を模式的に表すものである。液晶シャッター12は、互いに異なる2つの領域(ここでは、左右2つの領域)12L,12Rを有している。これらの領域12L,12Rは、互いに光軸対称となるように、例えば円形の平面形状を左右に2分するように設けられている。このような液晶シャッター12では、各領域12L,12R毎に、光線の透過率制御(具体的には透過および遮断の切り替え)を行うことが可能となっている(図2(B))。但し、図2(B)において、斜線部分は光線が遮断(クローズ)されていることを示しており、即ち左図(L)では領域12L、右図(R)では領域12Rがそれぞれオープンとなっている。
(撮像装置1の基本動作)
撮像装置1では、撮像対象物2からの光のうち撮像レンズ11を通過した光線は、液晶シャッター12の所定の領域を透過したのち、撮像素子13へ到達する。撮像素子13では、撮像素子駆動部15による駆動動作に従って、受光光線に基づく撮像データDout(
視差画像DR,DL)が得られる。図示しない画像処理部により、この画像処理部において視差画像DR,DLに対して所定の画像処理が施される。画像処理としては、視差画像DR,DLに対する時間的な並べ替え処理や、デモザイク処理等のカラー補間処理等がなされる。
が得られる。
液晶シャッター110は、一対の基板111,115間に液晶層113が封止されると共に、基板111側に偏光子116A、基板115側に検光子116Bが貼り合わされている。基板111,115と液晶層11との間には、電極112,114が形成されている。このうち、例えば基板111側に形成された電極112は、電極112を左右に2分するように2つのサブ電極112Aに分割されている。偏光子116Aおよび検光子116Bはそれぞれ、偏光軸が一方向に沿って一様に形成されたものであり、偏光子116Aと検光子116Bとの間で、その偏光軸同士が互いに直交するように配置されている。比較例1の場合、上記2つのサブ電極112Aに対応する左右の領域毎に透過率が制御されることにより、これらの領域間で開閉を切り替える駆動がなされる。
あるいは、図8に示したように、左右2つの領域の偏光方向が互いに異なるようにしてもよい。この場合、上記比較例1の液晶シャッター110と同様の構成において、偏光子116が、互いに直交する偏光をそれぞれ透過させる偏光透過領域116A1,116A2に分割されている。電極112については分割されておらず、検光子116Bについては、上記比較例1と同様である。
これに対し、本実施の形態では、液晶シャッター12における左右の領域12L,12Rがそれぞれ、第1の偏光を選択的に透過させるサブ領域(12L1,12R2)と、第2の偏光を選択的に透過させるサブ領域(12L2,12R1)とに分割されている。また、このようなサブ領域への領域分割は、偏光子107Aを互いに異なる偏光透過領域に分割すると共に、電極分割(4つのサブ電極102Aの形成)による個別駆動によって実現される。
このような撮像装置1は、例えば図10(A)に示したようなカメラ3に搭載されて利用される。カメラ3は、筐体30の内部に撮像装置1を備えると共に、ファインダー31やシャッターボタン32等の機構を有するものである。また、このカメラ3により撮影された2枚の視差画像DL,DR(図10(B))を、右眼用画像および左眼用画像として、例えば図10(C)に示したような3次元表示用の3Dディスプレイ装置4を用いて表示する。表示された右眼用画像を右眼、左眼用画像を左眼でそれぞれ別々に観察することにより立体視を実現することが可能である。
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る液晶シャッター(液晶シャッター20)の断面構成を表したものである。図12は、偏光子、電極および検光子におけるそれぞれの平面構成について模式的に表したものである。図13は、偏光子および検光子における平面構成の他の例を表したものである。
液晶シャッター20は、上記第1の実施の形態の液晶シャッター12と同様、撮像装置1において、液晶シャッター駆動部14の駆動に応じて、撮像素子13へ向かう光線の透過率制御を行うために設けられるものである。また、液晶シャッター20は、上記第1の実施の形態の液晶シャッター12と同様、互いに異なる透過率制御が可能な左右2つの領域12L,12Rを有している。更に、各領域12L,12Rは、第1および第2の偏光をそれぞれ透過させるサブ領域12L1,12L2,12R1,12R2に分割されている。但し、本実施の形態では、このような液晶シャッター20の領域分割が、偏光子および検光子における偏光透過領域の分割によってなされている。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施の形態においても、上記第1の実施の形態と同様、液晶シャッター駆動部14の駆動動作により、液晶シャッター20の領域12L,12R間において開閉が切り替えられる。これにより、撮像素子13では、各領域12L,12R毎の受光光線に基づく撮像データDout(DR,DL)が得られる。
図14(A),(B)は、変形例1に係る液晶シャッター30の領域分割と偏光方向(実線矢印および点線矢印)について模式的に表したものである。本変形例は、液晶シャッターの領域分割についての一例である。本変形例における領域分割は、上記第1の実施の形態(電極分割)および第2の実施の形態(検光子の領域分割)のどちらにも適用可能である。
図15(A),(B)は、変形例2に係る液晶シャッター40の領域分割と偏光方向(実線矢印および点線矢印)について模式的に表したものである。本変形例は、液晶シャッターの領域分割についての一例である。本変形例における領域分割は、上記第1の実施の形態(電極分割)および第2の実施の形態(検光子の領域分割)のどちらにも適用可能である。
図16は、本発明の第3の実施の形態に係る撮像装置(撮像装置2)の全体構成を表したものである。この撮像装置2は、上記第1の実施の形態の撮像装置1と同様、撮像対象物2を撮像して撮像データDoutを出力するものであり、撮像レンズ11、液晶シャッター19(液晶シャッター)、撮像素子13、液晶シャッター駆動部14、撮像素子駆動部15および制御部16を備えている。但し、本実施の形態では、更に姿勢検出部17および姿勢情報処理部18を備えており、液晶シャッター駆動部14が撮像装置2の姿勢(具体的にはカメラ3あるいはその筐体の姿勢)に応じて、液晶シャッター19を駆動するようになっている。また、撮像装置2は、図示しない筐体に収容され、例えば前述のカメラ3等として機能するものとして説明を行う。尚、ここでいう「姿勢」とは、撮像素子の受光面に平行な面内における撮像装置2の傾斜状態(回転状態)を意味するものとする。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
液晶シャッター19は、上記第1の実施の形態の液晶シャッター12と同様、撮像装置1において、液晶シャッター駆動部14の駆動に応じて、撮像素子13へ向かう光線の透過率制御を行うために設けられるものである。また、液晶シャッター19は、電極分割により、互いに異なる透過率制御が可能な複数(ここでは4つ)の領域(後述の領域a1〜a4に対応する領域)を有している。
図18(A)〜(D)は、液晶シャッター19の断面構成と、電極分割パターンの一例を表したものである。このように、4分割液晶19aは、基板101,106間に、電極A,Bを介して液晶層104が封止されたものである。電極A,Bは、上記第1の実施の形態における電極102,105と同様、液晶104に対して電圧を印加するためのものである。これらの電極A,Bの分割パターンによって、液晶シャッター19(4分割液晶19a)は上記のように4つの領域a1〜a4に分割されるようになっている。
姿勢検出部17は、撮像装置2全体の姿勢、具体的には撮像装置2が収容される筐体(例えば図10に示したカメラ3の筐体30、以下「筐体30」として説明を行う)の姿勢を検出する(具体的には、姿勢に関する情報を測定する)機能を有するものである。この姿勢検出部17としては、例えばジャイロセンサ等の角加速度や角速度等を検出可能なセンサが挙げられる。このように、姿勢検出部17を、例えば撮像装置2に搭載することで、筐体30の姿勢に関する情報(後述の情報Ds0)を取得可能となっている。
本実施の形態においても、上記第1の実施の形態と同様、上述のように液晶シャッター駆動部14が、液晶シャッター19の各領域における開閉を切り替えることにより、撮像素子13では、領域毎に受光光線に基づく撮像データDoutが取得される。
但し、本実施の形態では、以下のようにして、筐体30の姿勢に応じたシャッター切り替え動作がなされ、撮像データDoutが取得される。図19は、本実施の形態における撮像データを取得するまでの処理の流れを表したものである。このように、撮像装置2としてのカメラ3を起動する(ステップS11)。この後、まず、筐体30の姿勢情報が検出される(ステップS12)。具体的には、姿勢検出部17が、筐体30の姿勢に関する情報Ds0(角速度等の情報)を測定した後、その情報Ds0を姿勢情報処理部18へ出力する。姿勢情報処理部18は、入力された情報Ds0に基づいて、筐体30の傾斜角(回転角)等を求め、それを姿勢情報Dsとして制御部16へ出力する。
図22は、上記第3の実施の形態の変形例(変形例3)に係る液晶シャッター(液晶シャッター21)の概略構成を表したものである。液晶シャッター21は、上述の液晶シャッター12と同様、撮像装置1において、撮像素子13へ向かう光線の透過率制御を行うものであり、また上述した4分割の液晶シャッター19と同様、電極分割により、互いに異なる透過率制御が可能な複数の領域を有している。この液晶シャッター21は、特に上記第3の実施の形態における姿勢検出機構を有する撮像装置2に好適に用いられる。
Claims (16)
- 撮像レンズと、
受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子と、
少なくとも4つの領域に分割され、前記撮像素子へ向かう光線の透過率を前記領域毎に制御可能である液晶シャッターと、
前記液晶シャッターにおける各領域の透過および遮断を切り替える液晶シャッター駆動部と、
前記撮像レンズ、前記撮像素子および前記液晶シャッターが収容される筐体と
を備え、
前記液晶シャッター駆動部は、前記筐体の姿勢に応じて、前記液晶シャッターにおける各領域の透過および遮断を切り替える
撮像装置。 - 前記筐体の姿勢情報を検出する姿勢検出部を更に備え、
前記液晶シャッター駆動部は、前記姿勢検出部により検出された姿勢情報に基づいて、前記液晶シャッターを駆動する
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターは一対の電極間に液晶層を封止してなり、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方が複数のサブ電極に分割されている
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記一対の電極のうちの一方の電極のみが、前記液晶シャッターにおける領域の分割数と同数のサブ電極に分割されている
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記一対の電極のうちの両方の電極が、前記液晶シャッターにおける領域の分割数と同数のサブ電極に分割され、
各サブ電極同士が、前記液晶シャッターの各領域に対応して配置されている
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記一対の電極のうちの両方の電極が各々、前記液晶シャッターにおける領域の分割数の半数のサブ電極に分割され、
前記一対の電極間において対向するサブ電極同士が相対的にずれて配置されている
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターが、前記複数の領域に放射状に分割されており、
前記液晶シャッター駆動部は、
前記筐体の姿勢に応じて、前記複数の領域のうちの隣り合う2つ以上の領域を、互いに同一の透過率制御がなされる単位領域として選択し、
前記単位領域毎に透過および遮断を切り替える
請求項1ないし請求項6に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターが4つの領域に放射状に分割され、
前記液晶シャッター駆動部は、
前記筐体の姿勢に応じて、前記4つの領域のうちの隣り合う2つの領域を、前記単位領域として選択する
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターが8つの領域に放射状に分割されており、
前記液晶シャッター駆動部は、
前記筐体の姿勢に応じて、前記8つの領域のうちの隣り合う4つの領域を、前記単位領域として選択する
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターは、前記複数の領域がそれぞれ、第1の偏光を選択的に透過させる第1のサブ領域と、前記第1の偏光と偏光方向の異なる第2の偏光を選択的に透過させる第2のサブ領域とを有する
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記液晶シャッターは、一対の基板間に封止された液晶層を有すると共に、前記一対の基板のうち光入射側の基板に第1の偏光子、光出射側の基板に第2の偏光子をそれぞれ有する
請求項10に記載の撮像装置。 - 前記第1の偏光子は、
前記第1のサブ領域に対応すると共に前記第1の偏光を選択的に透過させる第1の偏光透過領域と、
前記第2のサブ領域に対応すると共に前記第2の偏光を選択的に透過させる第2の偏光透過領域とを有する
請求項11に記載の撮像装置。 - 前記一対の基板にはそれぞれ、前記液晶層へ電圧を印加するための電極が設けられ、
少なくとも一方の基板における電極は、前記第1および第2のサブ領域に対応して分割されている
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記第2の偏光子は、前記第1の偏光子における前記第1および第2の偏光透過領域の配置に対応して、前記第1の偏光を選択的に透過させる第3の偏光透過領域と、前記第2の偏光を選択的に透過させる第4の偏光透過領域とを有する
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記複数の領域のそれぞれにおいて、前記第1および第2のサブ領域は均等分割されている
請求項10ないし請求項14のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記複数の領域毎に、前記第1および第2のサブ領域がそれぞれ複数設けられている
請求項15に記載の撮像装置。
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