JP4147718B2 - 撮影補助装置 - Google Patents
撮影補助装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4147718B2 JP4147718B2 JP2000080243A JP2000080243A JP4147718B2 JP 4147718 B2 JP4147718 B2 JP 4147718B2 JP 2000080243 A JP2000080243 A JP 2000080243A JP 2000080243 A JP2000080243 A JP 2000080243A JP 4147718 B2 JP4147718 B2 JP 4147718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- video signal
- camera
- photographing
- polarizing filter
- shooting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 106
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 89
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 54
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 63
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Accessories Of Cameras (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影補助装置に係り、特に窓ガラスや水面で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置に関する。
【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等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、偏光子の透過軸を０°、４５°、９０°、１３５°に回転させたのと同等の効果を得ることができる。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のレベル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。尚、偏光子の前に液晶素子を配置して構成した偏光素子を以下、液晶偏光フィルタといい、液晶偏光フィルタが透過させる入射光の偏光方向を液晶偏光フィルタの透過軸（又は透過軸方向）という。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように液晶偏光フィルタを撮影カメラの撮影レンズに設置し、窓ガラスや水面からの反射光を除去するように映像信号に基づいて液晶偏光フィルタの透過軸を好適な方向を切り換えるようにした場合には、液晶偏光フィルタの透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に順次切り換えて映像信号のレベルを比較し、映像信号が最小になる状態を検出する必要がある。このため、映像信号が最小となる状態を検出するまでの過程が映像に現れてしまい一瞬映像が乱れるという問題があった。特に除去する反射光の光源（自動車の窓ガラス等）が移動し、反射光の偏光方向が変動する場合には、液晶偏光フィルタの透過軸方向を逐次切り換えて映像信号が最小となる状態を検出しなければならないため、映像の乱れが無視できない状況になる。
【０００６】
この問題を解消するために、除去すべき反射光（偏光）の偏光方向を検出する外部センサを撮影レンズ近傍に設置し、この外部センサによって検出した偏光方向に基づいて液晶偏光フィルタの透過軸方向を設定するといった方法が考えられる。しかしながら、この場合には、撮影レンズと外部センサの画角が一致していないと、撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を適切に検出できないという問題が生じる。撮影レンズがズームレンズの場合には、ズーム操作によって画角が変化するため、その画角の変化に応じて外部センサの画角も変化させなければならない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影レンズの画角、即ち、撮影カメラの撮影範囲に対応させて外部センサで適切に検出することができる撮影補助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】
本発明は前記目的を達成するために、撮影カメラに入射される偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置において、前記撮影カメラと撮影方向が同一方向に設置された撮影手段と、前記撮影手段の撮影光学系に挿入される偏光フィルタであって、偏光を透過させる透過軸方向が切換え可能な偏光フィルタと、前記偏光フィルタを駆動し、前記偏光フィルタの透過軸方向を切り換える偏光フィルタ切換手段と、前記撮影カメラの撮影範囲に応じた範囲の映像信号を前記撮影手段から取得する映像信号取得手段と、前記偏光フィルタ制御手段によって切り換えられる偏光フィルタの各透過軸方向ごとに前記映像信号取得手段によって映像信号を取得し、該取得した各透過軸方向ごとの映像信号に基づいて、前記撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、を備え、前記映像信号取得手段は、前記撮影手段から出力される映像信号から、前記撮影カメラの撮影範囲に一致する範囲の映像信号を、前記撮影カメラのズーム位置及びフォーカス位置に基づいて抽出することを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、外部センサとして、透過軸方向が切換可能な偏光フィルタを備えた撮影手段を用い、その偏光フィルタの透過軸方向を切り換えながら撮影手段から撮影カメラと例えば同一撮影範囲の映像信号を取得し、各透過軸方向で得られた映像信号に基づいて撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出するようにしたため、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影カメラの撮影範囲に対応させて適切に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る撮影補助装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係る撮影補助装置が使用されたテレビカメラシステムの一実施の形態を示した構成図である。同図に示す撮影カメラ（テレビカメラ）１０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撮影レンズ（ズームレンズ）１４とから構成される。撮影レンズ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、撮影レンズ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１６の下端に本発明に係る撮影補助装置２０が配置される。尚、撮影補助装置２０の設置位置はこれに限らず撮影カメラ１０のどの位置に設置してもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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、２２Ｂのオン・オフ状態を組み合わせることで、入射光の偏波面が０°、４５°、９０°、又は、１３５°回転する。
【００１４】
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２２Ａ、２２Ｂによって０°、４５°、９０°、又は、１３５°回転させ、その反射光の偏光方向を偏光フイルム２６の透過軸Ｐに対してほぼ直交方向とすることで、撮影カメラ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。
【００１５】
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（又は透過軸方向）という。液晶素子２２Ａ、２２Ｂ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の透過軸方向は水平方向を基準にして０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられることになる。
【００１６】
一方、図１に示した撮影補助装置２０は、上記撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を別カメラで検出し、これに基づいてその偏光を除去する方向に上記液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を制御する装置である。図３に撮影補助装置２０の概略構成図を示す。撮影補助装置２０には、上記撮影カメラ１０と撮影方向が同一の超小型のＣＣＤボードカメラ（センサーカメラ）３０が搭載されており、また、このセンサーカメラ３０の撮影光学系（センサーレンズ３２）の前面には図２で示した液晶偏光フィルタ１８と同様に構成された液晶偏光フィルタ３４が配置されている。尚、センサーレンズ３２は、所定位置に固定された固定焦点レンズであり、近距離から遠距離までのピントが固定のままで合うようにしたものである。
【００１７】
液晶偏光フィルタ３４は、ＣＰＵ３６の指令に基づき電圧制御回路３８の電圧制御によって、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８と同様にその透過軸方向が水平方向を基準に０°、４５°、９０°、１３５°に切り替えられるようになっている。液晶偏光フィルタ３４に入射した光のうち、それぞれの透過軸方向において液晶偏光フィルタ３４を透過した光のみがセンサーカメラ３０で撮影される。
【００１８】
センサーカメラ３０で撮影された映像は、ＮＴＳＣ方式の映像信号によりセンサーカメラ３０から出力され、信号処理回路４０に与えられる。信号処理回路４０は、センサーカメラ３０から出力された映像信号の出力レベル（積分値）を導出し、その出力レベルをＣＰＵ３６に与える。尚、映像信号の出力レベルは例えば１フィールド分の映像信号を積分した値であるが、この映像信号の出力レベルを導出する際に信号処理回路４０は、後述のように１フィールド分の映像信号のうち、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号のみを積分する。
【００１９】
ＣＰＵ３６は、電圧制御回路３８に指令を送り、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に順に切り換えながら、各透過軸方向において信号処理回路４０から与えられる映像信号の出力レベルを比較し、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。これにより、センサーカメラ３０に入射する偏光を最も効果的に除去できる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。
【００２０】
そして、ＣＰＵ３６は、電圧制御回路４２に指令を与えて上記撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を制御し、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を、映像信号の出力レベルが最小となったときの液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向に一致させる。これにより、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が撮影カメラ１０に入射する偏光を最適に除去できる方向に設定される。
【００２１】
以上の撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の制御は、撮影カメラ１０での撮影中に随時繰り返し行われ、被写体が動き、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向が変動している場合でも、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を試行錯誤的に切り換えて最良の透過軸方向を検出するといった操作を行うことなく、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を瞬時に最適な方向に切り換えることができる。これにより、撮影カメラ１０で撮影される映像が偏光の変動に起因して乱れるといった従来の不具合は全く生じなくなる。
【００２２】
尚、上述の場合、センサーカメラ３０から出力される映像信号の出力レベルにより出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出するようにしたが、これに限らず、出力レベルが最大となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出するようにし、その透過軸方向に垂直な方向に撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を設定するようにしてもよい。出力レベルが最小又は最大となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の検出はいずれも入射する偏光の偏光方向の検出に相当する。
【００２３】
ところで、上記センサーカメラ３０の撮影範囲が撮影カメラ１０の撮影範囲に一致しない場合、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０のそれぞれで撮影する被写体が異なるため、センサーカメラ３０の映像信号に基づいて検出した偏光の偏光方向（直接的には偏光を最適に除去できる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向）が撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向と一致しない場合がある。特に、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がズームレンズの場合のように撮影レンズ１４のズーム位置によって撮影カメラ１０の撮影範囲が変更される場合には、固定焦点レンズであるセンサーカメラ３０のセンサーレンズ３２では撮影範囲を一致させることはできない。
【００２４】
そこで、センサーカメラ３０のセンサーレンズ３２にズームレンズを用い、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４のズーム位置とセンサーレンズ３２のズーム位置とを連動させることにより、センサーカメラ３０の撮影範囲と撮影カメラ１０の撮影範囲とを一致させる方法と、センサーレンズ３２を上述のように固定焦点レンズとし（但し、ズームレンズであってもよい）、センサーカメラ３０から出力された映像信号のうち、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出することによって、センサーカメラ３０の撮影範囲と撮影カメラ１０の撮影範囲とを一致させるのと同等にする方法とが考えられる。前者の場合にはセンサーカメラ３０のズームレンズを駆動する機構が必要である一方、後者の場合にそのような駆動機構を必要とせず、構成が簡単であるという点において有利である。本実施の形態においては後者の場合について詳説する。
【００２５】
まず、センサーカメラ３０の撮影範囲については、その撮影範囲の映像信号内から撮影カメラ１０の撮影範囲の映像信号を抽出する関係上、撮影カメラ１０の撮影範囲を含むように設定される。図４に示すように、撮影カメラ１０の撮影範囲が撮影レンズ１４のズーム機構によってワイド端におけるワイド画角ＰW からテレ端におけるテレ画角ＰT まで可変であるのに対して、センサーカメラ３０の撮影範囲は固定のセンサーレンズ３２により一定のワイド画角Ｌに固定される。そして、これらの撮影範囲の関係をセンサーカメラ３０の出力映像の画面上で示すと図５のようにセンサーカメラ３０の撮影範囲Ｌは、撮影カメラ１０のワイド画角における撮影範囲ＰW を含む。撮影カメラ１０のズーム位置がワイド端からテレ端まで変化したときには撮影カメラ１０の撮影範囲は、撮影範囲ＰW の中心点（２本の対角線の交点）に向かって小さくなり、テレ端では同図に示す撮影範囲ＰT のようになる。
【００２６】
尚、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０とは上下に配設され、光軸が相違するため、上記図４からも分かるように、パララックスによりフォーカス位置に応じて撮影カメラ１０の撮影範囲とセンサーカメラ３０の撮影範囲との位置関係が上下する。このため、フォーカス位置が近距離になると撮影カメラ１０の撮影範囲の一部がセンサーカメラ３０の撮影範囲外となる場合があるが、センサーカメラ３０の撮影範囲内に撮影カメラ１０の撮影範囲が略含まれているので余り問題ではなく、また、撮影カメラ１０の全フォーカス範囲で、センサーカメラ３０の撮影範囲内に撮影カメラ１０の撮影範囲を含むようにすることは可能である。
【００２７】
このように撮影範囲が設定されたセンサーカメラ３０から出力された映像信号に対し、上記信号処理回路４０は、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出する。この映像信号の抽出範囲は、予め与えられた撮影カメラ１０の所定のズーム位置及びワイド位置における映像信号の抽出範囲を基準にして、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４から取得される撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に基づいてＣＰＵ３６により以下のようにして求められる。
【００２８】
ここで、基準となる映像信号の抽出範囲は、ズーム位置がワイド端でフォーカス位置が無限遠端に設定されているときの抽出範囲とし、以下、この抽出範囲をワイド時抽出範囲という。
【００２９】
まず、映像信号の抽出範囲を表すパラメータについて図６を用いて説明すると、センサーカメラ３０の映像信号は上述のようにＮＴＳＣ方式であるため、１画面は５２５本の走査線により構成され、さらに１画面はインターレース方式により２フィールド分の映像信号（１フィールドは２６２．５本の走査線からなる）で生成される。そこで、図６に示すようにセンサーカメラ３０の１フィールド分の映像信号の走査線により構成される画面において、垂直走査方向についての位置は、その位置に対応する走査線の番号（走査線の番号は同図に示すように上から順に１〜２６２を付している）により表すことができる。これによって表される上記ワイド時抽出範囲の上端と下端の位置を、同図に示すように以下、Ｖ1 、Ｖ2 とし、撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に対して求められる映像信号の抽出範囲の上端と下端の位置を、同図に示すように以下、ＶZ1、ＶZ2とする。
【００３０】
一方、水平走査方向についての位置は、１つの走査線に着目したときにその走査線が画面左端からその位置までに要する走査時間で表すことができ、更に、この走査時間を所定周期で出力されるパルスのパルス数に換算して表すことができる。このパルス数によって表される上記ワイド時抽出範囲の左端と右端の位置を、同図に示すように以下、Ｈ1 、Ｈ2 とし、撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に対して求められる映像信号の抽出範囲の左端と右端の位置を、同図に示すように以下、ＨZ1、ＨZ2とする。
【００３１】
そして、撮影カメラ１０の現在のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘに対して求められる映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2は、次式(1) 〜(4)
【００３２】
【数１】
ＶZ1＝Ｖ1 ＋ｆ（ｚ）−ｇ（ｘ） …(1)
【００３３】
【数２】
ＶZ2＝Ｖ2 −ｆ（ｚ）−ｇ（ｘ） …(2)
【００３４】
【数３】
ＨZ1＝Ｈ1 ＋ａ・ｆ（ｚ） …(3)
【００３５】
【数４】
ＨZ2＝Ｈ2 −ａ・ｆ（ｚ） …(4)
により求められる。ここで、ｆとｇはそれぞれズーム位置ｚとフォーカス位置ｘの関数、ａは定数であり、これらの関数ｆ、ｇを示す具体的な式や定数ａの値は、ワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値も含めて、複数の任意のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘにおける理想的な映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の値を指定することによって予め求めておくことができる。特に、ズーム位置の変化量とフォーカス位置の変化量のそれぞれに対して抽出範囲の上端と下端の変化量が線型関係にあり、ズーム位置の変化量に対して抽出範囲の左端と右端の変化量が線型関係にあるときには、２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置に対する抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の値を指定すれば、任意のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘに対する抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の導出式は完全に求まる。また、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０の光学的特性、これらの設置位置の関係からワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値も含めて理論的に求めておくこともできる。
【００３６】
このように上式(1) 〜(4) の関係によって撮影カメラ１０の現在のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘにおける撮影範囲に対して求められる映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2は上記パララックスを考慮したもので撮影カメラ１０のフォーカス位置を近距離から遠距離に変化させると、上式(1) 〜(4) によって求められる映像信号の抽出範囲、即ち、撮影カメラの撮影範囲Ｐは、図７（Ａ）と（Ｂ）で示すようにセンサーカメラ３０の撮影範囲Ｌ内において上下に移動し、フォーカス位置に応じて適切に映像信号の抽出範囲が決定される。尚、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がフォーカス位置を出力する機能を有していない場合や、パララックスによる影響が少なくパララックスを考慮する必要がない場合等があり、パララックスを考慮しない場合には上式(1) 、(2) からフォーカス位置に依存するｇ（ｘ）の項を省略して映像信号の抽出範囲を求めればよい。
【００３７】
上記信号処理回路４０は、上述のようにしてＣＰＵ３６によって求められた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2内の映像信号を抽出し、その抽出した映像信号を積分することにより映像信号の信号レベルを導出する。
【００３８】
次に、図８に示す上記テレビカメラシステムの全体回路構成図に基づいて、撮影補助装置２０の具体的構成、動作について説明する。まず、上記撮影カメラ１０の概略構成について説明すると、撮影カメラ１０は、液晶素子２２Ａ、２２Ｂ及び偏光フイルム２６から成る上記液晶偏光フィルタ１８（図２参照）と、移動可能なフォーカスレンズ１４Ａ及びズームレンズ１４Ｂを含む上記撮影レンズ１４と、撮像素子１２Ａ及び映像信号処理回路１２Ｂ等から成る上記カメラ本体１２とから構成される。
【００３９】
液晶偏光フィルタ１８の液晶素子２２Ａ、２２Ｂは、撮影補助装置２０の電圧制御回路４２から印加される電圧によりオン・オフ状態が切り換えられ、これによって液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられる。
【００４０】
撮影レンズ１４のフォーカスレンズ１４Ａ及びズームレンズ１４Ｂにはそれぞれフォーカス位置検出センサ５０及びズーム位置検出センサ５２が設置されており、各位置検出センサ５０、５２で検出されたフォーカス位置、ズーム位置は、それぞれＡ／Ｄ変換器５４、５６を介してＣＰＵ３６に与えられる。
【００４１】
カメラ本体１２の撮像素子１２Ａは、液晶偏光フィルタ１８及び撮影レンズ１４を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。映像信号処理回路１２Ｂは、撮像素子１２Ａから出力された電気信号に各種処理を施し、所定フォーマット（ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換して出力する。
【００４２】
一方、上記撮影補助装置２０は、図３でも示したように、液晶素子３４Ａ、３４Ｂ及び偏光フイルム３４Ｃから成る上記液晶偏光フィルタ３４と、センサーレンズ３２、撮像素子３０Ａ及び映像信号処理回路３０Ｂから成るセンサーカメラ３０と、各種回路５８〜７２からなる上記信号処理回路４０と、ＣＰＵ３６等から構成される。
【００４３】
液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂは、電圧制御回路３８から印加される電圧によりオン・オフ状態が切り換えられ、これによって、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられる。
【００４４】
センサーカメラ３０の撮像素子３０Ａは、液晶偏光フィルタ３４及びセンサーレンズ３２を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。映像信号処理回路３０Ｂは、撮像素子３０Ａから出力された電気信号に各種処理を施し、所定フォーマット（ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換して出力する。
【００４５】
センサーカメラ３０の映像信号処理回路３０Ｂから出力された映像信号は、スイッチＳ１を介してゲイン切替回路５８に入力される。ここで、スイッチＳ１は、センサーカメラ３０から出力される映像信号のうち、上述した撮影カメラ１０の撮影範囲に一致した範囲の映像信号を抽出するためのスイッチであり、センサーカメラ３０から出力される映像信号のうち上記抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号が出力されている間でのみオンになり、それ以外でオフとなる。尚、スイッチＳ１の制御については後述する。
【００４６】
ゲイン切替回路５８は、入力された映像信号を、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに応じたゲインにより増幅し、積分回路６０に出力する。積分回路６０は、ＣＰＵ３６から１フィールドごとにリセットされ、１フィールド分の映像信号（１フィールド分の映像信号のうちスイッチＳ１を介して与えられた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号）を積分して、Ａ／Ｄ変換器６２によりその積分値、即ち、映像信号の信号レベルをＣＰＵ３６に出力する。尚、ゲイン切替回路５８のゲインは、積分回路６０から出力される信号レベルが抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさによって大きく変化しないように、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに基づいてＣＰＵ３６から与えられる。
【００４７】
ＣＰＵ３６は、電圧制御回路３８に指令信号を出力し、センサーカメラ３０の液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を所定時間おきに０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えると共に、各透過軸方向において積分回路６０から出力される映像信号の出力レベル（積分値）を取得する。そして、各透過軸方向における映像信号の出力レベルを比較し、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。その結果、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向と撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が一致するように、電圧制御回路４２に指令信号を出力し、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を切り換える。これにより、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が偏光を最適に除去できる方向に設定される。以上の一連の処理が終了すると、再度同じ処理を繰り返す。これにより、被写体が動き、被写体からの偏光の偏光方向が変動している場合にでも常時その変動する偏光が適切に除去される。
【００４８】
ここで、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に切り換える際の時間間隔について詳説すると、上記映像信号の出力レベルの比較判定により、映像信号の出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を最も速く検出できるのは、例えば、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換えを、センサーカメラ３０から出力される映像信号の１フィールド（１フィールド当たり１／６０秒）ごとに垂直ブランキング期間で行うようにし、各透過軸方向に切り換えた直後に出力される１フィールド分の映像信号により比較判定に使用する映像信号の出力レベル（積分値）を積分回路６０から取得するようにした場合である。しかしながら、液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂは、印加される電圧が変化したときの反応速度が温度に依存するため、確実な動作を期待するためには、液晶偏光フィルタ３４に印加する電圧を変更した後、液晶偏光フィルタ３４がその電圧に応じた透過軸方向に切り換わり、安定するまでにある程度の時間的余裕をみて、比較判定に使用する映像信号の信号レベルを、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えた後（液晶素子３４Ａ、３４Ｂに印加する電圧を切り換えた後）、数フィールド分の待ち時間を設けて積分回路６０から取得し、その後、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を次の透過軸方向に切り換えるようにすることが望ましい。この場合、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換える時間間隔は少なくとも信号レベルを取得するまでの数フィールド分の待ち時間を要する。更に、本実施では、ＣＰＵ３６に、温度センサ８２によって検出された液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂの温度情報がＡ／Ｄ変換器８４を介して与えられるようになっており、ＣＰＵ３６は、温度センサ８２から得られる温度に応じて、上記待ち時間を好適に変更するようにしている。一般的には温度が低いと液晶素子の反応速度は遅くなるため、温度が高いほど待ち時間が短く、温度が低いほど待ち時間が長くなる。これに伴い、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換える時間間隔も温度が高いほど短く、温度が低いほど長くなる。
【００４９】
尚、温度センサ８２によって上記待ち時間を変更するのではなく、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えた後、各フィールド毎に積分回路６０から得られる信号レベルを監視し、その信号レベルが一定となったときに、それを比較判定に使用する信号レベルとすると共に、次の透過軸方向に切り換えるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記比較判定における映像信号の信号レベルについて説明すると、比較判定に使用する映像信号の信号レベルは通常、１フィールド分の映像信号を積分回路６０で積分した積分値であるが、蛍光灯下などでの撮影ではフリッカーが生じ、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えたこととは関係なく信号レベルに変化が生じ、誤動作の原因となる場合がある。そこで、撮影補助装置２０にはフリッカー対応オン／オフスイッチ７８が設けられており、このフリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオンにすることにより、フリッカー分をキャンセルできる程度の数フィールド分の映像信号の積分値により、各透過軸方向における信号レベルの比較判定を行うことができるようになっている。
【００５１】
即ち、６０Ｈｚの商用電源で動作させた蛍光灯などの照明下での撮影の際には、フリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオフにして上述のように映像信号の積分を１フィールドごとに６０Ｈｚで行っても特に問題は生じないが、５０Ｈｚの商用電源で動作させた蛍光灯などの照明下での撮影の際には、図９の曲線Ｓで示すように１秒間に１００回の点滅を繰り返しているため、撮像素子３０Ａによる１／６０秒ごとの各フィールドの映像取り込みに対応して示したのこぎり波Ｔとの関係からも分かるように、各フィールドにおける照明の点滅の位相が異なり、一定の被写体を撮影しているにもかかわらず光量が変化し、映像信号の出力レベルが変化する。そこで、このような場合にはフリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオンにすることにより、ＣＰＵ３６は、６０と１００の最大公約数である２０つまり１／２０秒ごとの３フィールド分の映像信号の積分値を積分回路６０から取得し、それらを平均又は積分した値を比較判定に使用する映像信号の信号レベルとする。このように３フィールド分の映像信号を１単位として信号レベルを得ることによって、各単位（同図▲１▼、▲２▼）ごとにみると、照明の点滅に対して同一位相で映像を取り込むことができ、６０Ｈｚの映像の取り込みタイミングと１００Ｈｚの照明の点滅の山がずれても同じ位相関係になる。したがって、フリッカーによる誤動作が防止される。尚、３フィールド分の映像信号ではなく、３の倍数のフィールド分の映像信号を平均又は積分した値を比較判定に使用する映像信号としてもよい。
【００５２】
また、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換え順序について説明すると、ＣＰＵ３６は、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換えを、０°、４５°、９０°、１３５°の順に行うが、例えば、０°から４５°に切り換えたときに映像信号の信号レベルが増加する方向ならば、次に１３５°に切り換えるというようにして透過軸方向の切り換え順序について信号レベルが最小値に向かうようなアルゴリズムにすれば場合によっては１ステップ速く信号レベルが最小となる透過軸方向を見つけることができる。
【００５３】
次に、上記スイッチＳ１の制御について説明する。まず、ＣＰＵ３６は、フォーカス位置検出センサ５０及びズーム位置検出センサ５２から撮影レンズ１４のフォーカス位置ｘ及びズーム位置ｚを逐次取得し、これらのフォーカス位置ｘ及びズーム位置ｚに基づいて、センサーカメラ３０から出力された映像信号のうちゲイン切替回路５８に取り込む上記映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を上式(1) 〜(4) により算出する。尚、上式(1) 〜(4) のワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値と、関数ｆ、ｇの式と定数ａの値は後述する設定記憶回路７４において予め設定され記憶される。
【００５４】
尚、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がフォーカス位置を出力する機能をもっていない場合など、フォーカス位置ｘを考慮しない（パララックスを考慮しない）抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する場合には、図８に示すフォーカス入力オン／オフスイッチ７６をオフにすればよく、このときＣＰＵ３６は、上式(1) 〜(4) のフォーカス位置ｘの関数ｇの項を削除した式により映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する。
【００５５】
一方、ＣＰＵ３６には、同期信号分離回路６４により、センサーカメラ３０の映像信号から分離された垂直同期信号及び水平同期信号が与えられており、ＣＰＵ３６は、垂直同期信号が与えられるごとに内蔵のＶカウンタをリセットし、このＶカウンタにより、垂直同期信号が与えられた後の水平同期信号のパルス数をカウントする。これにより、センサーカメラ３０の映像信号回路３０Ｂから出力されている各フィールドの映像信号の走査線の番号が把握される。そして、そのＶカウンタの値Ｖが垂直走査方向についての抽出範囲ＶZ1とＶZ2の値の範囲内になると、即ち、ＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2になると取込み領域設定回路６６にオン信号を出力する。Ｖカウンタの値Ｖがこれ以外の範囲のとき、即ち、Ｖ＜ＶZ1又はＶZ2＜Ｖのときには取込み領域設定回路６６にオフ信号を出力する。これにより、取込み領域設定回路６６は、センサーカメラ３０から出力されてスイッチＳ１を通過している映像信号が垂直走査方向について抽出範囲であるか否かを判定することができる。
【００５６】
また、ＣＰＵ３６は、比較回路６８に水平走査方向についての映像信号の抽出範囲ＨZ1、ＨZ2を与える。比較回路６８にはＣＰＵ３６と同様に同期信号分離回路６４から水平同期信号が与えられており、比較回路６８は、その水平同期信号が与えられる毎に計数回路（Ｈカウンタ）７０をリセットし、水平同期信号が与えられた後に発振回路７２から所定周期で出力されるパルスのパルス数をその計数回路７０によりカウントする。この発振回路７２から出力されるパルスの周期は、水平走査方向についての位置をパルス数により表す際のパルスの周波数である。従って、この計数回路７０でカウントされた値Ｈによってセンサーカメラ３０から出力されている映像信号の画面の左端からの現在の走査位置を検出することができる。そして、比較回路６８は、その計数回路７０でカウントされた値Ｈと抽出範囲ＨZ1、ＨZ2とを比較し、計数回路７０でカウントされた値Ｈが抽出範囲ＨZ1とＨZ2の値の範囲内になると、即ち、ＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になると取込み領域設定回路６６にオン信号を出力する。計数回路７０でカウントされた値Ｈがこれ以外の範囲のとき、即ち、Ｈ＜ＨZ1又はＨZ2＜Ｈのときには取込み領域設定回路６６にオフ信号を出力する。これにより、取込み領域設定回路６６は、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が水平走査方向について抽出範囲であるか否かを判定することができる。
【００５７】
取込み領域設定回路６６は、上述のようにしてＣＰＵ３６と比較回路６８から与えられる信号のうち、いずれか一方又は両方からオフ信号が与えられているときには、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が抽出範囲外であるため、スイッチＳ１をオフにしてそのときに映像信号を遮断する。一方、ＣＰＵ３６と比較回路６８の両方からオン信号が与えられたときには、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が抽出範囲内であるため、スイッチＳ１をオンにする。
【００５８】
図１０（Ａ）はスイッチＳ１のオン・オフ制御を示した図であり、同図（ａ）は水平同期信号、同図（ｂ）は発振回路７２から出力されているパルス信号である。同図（ｃ）はＶカウンタの値Ｖが１≦Ｖ＜ＶZ1のときのスイッチＳ１の状態を示した図であり、このときには、常にスイッチＳ１はオフとなる。同図（ｄ）は上記Ｖカウンタの値ＶがＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2のときのスイッチＳ１の状態を示しており、このときには、水平同期信号のパルス出力後、発振回路７２から出力されたパルス数（上記計数回路７０でカウントされた値）ＨがＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になったときにスイッチＳ１がオンになる。同図（ｅ）は上記Ｖカウンタの値ＶがＶ2 ＜Ｖ≦２６２のときのスイッチＳ１の状態を示した図であり、このときには、常にスイッチＳ１はオフとなる。
【００５９】
以上のようにしてスイッチＳ１のオン・オフが制御され、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号のみがゲイン切替回路５８に導通されることによって、上述のように撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号のみが積分回路６０によって積分され、ＣＰＵ３６に与えられる。
【００６０】
次に、上式(1) 〜(4) を設定し記憶する設定記憶回路７４について説明すると、設定記憶回路７４は、上式(1) 〜(4) を決定するためのデータを予め設定し、これを記憶する回路である。上式(1) 〜(4) を決定するためにユーザが設定記憶回路７４に入力するデータの内容及びそのデータを入力する方法等については所定のものに限られないが、例えば、撮影カメラ１０を２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置に順に設定すると共に、各ズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲をユーザが設定記憶回路７４に入力する。また、設定記憶回路７４は、抽出範囲がユーザによって入力されたときの各ズーム位置及びフォーカス位置を撮影レンズ１４からＣＰＵ３６を介して取得する。そして、これらのデータを記憶する。このように設定記憶回路７４に設定され、記憶された２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置と、その各ズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲により、上式(1) 〜(4) が決定され、撮影カメラ１０の任意のズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲が上式(1) 〜(4) に基づいてＣＰＵ３６により求められる。
【００６１】
ユーザによる抽出範囲の設定記憶回路７４への入力は、例えば、抽出範囲の上端、下端、右端、左端を示す数値を直接入力して行ってもよいし、後述する画角調整モードでも行えるようにしてもよい。画角調整モードで行えるようにする場合においては、画角調整モードではセンサーカメラ３０で撮影されている映像がモニタに表示されると共に、その映像上に現在の撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における抽出範囲を確認するための枠が表示されるため、その枠の大きさ、位置を設定記憶回路７４の所定キーの操作により任意に変更できるようにすると共に、そのユーザが変更した枠の範囲をそのときの撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における抽出範囲として設定記憶回路７４に設定できるようにする。これにより、ユーザは撮影カメラ１０で撮影されている映像と、センサーカメラ３０の映像上に表示されている枠内の映像とを比較しながら、その枠を撮影カメラ１０の撮影範囲に一致させることで、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致した映像信号の抽出範囲を適切に設定記憶回路７４に設定することができる。
【００６２】
次に、画角調整モードについて説明する。同図に示すように撮影補助装置２０には画角設定オン／オフスイッチ８０が設けられると共に、モニタを接続する画角調整用端子８６が設けられ、この画角調整用端子８６からは、スイッチＳ１とゲイン切替回路５８の間から分岐された映像信号が出力されるようになっている。画角調整用端子８６にモニタを接続し、画角設定オン／オフスイッチ８０をオンにすると、そのモニタには画角調整用の映像が表示される。画角調整用の映像は、センサーカメラ３０で撮影されている全範囲の映像から上式抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の輪郭部分のみの映像を欠落させてセンサーカメラ３０の映像上に抽出範囲を示す枠を表示させたものである。この画角調整用の映像に表示された枠内の映像と、実際に撮影カメラ１０で撮影されている映像とを比較すれば、上式(1) 〜(4) により求められた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2が撮影カメラ１０の撮影範囲に正しく一致しているか否か等の確認ができ、正しくなければ上記設定記憶回路７４に設定されているデータを再設定すれば正しく修正することができる。
【００６３】
このような画角調整用の映像信号を画角調整用端子８６から出力するために、画角設定オン／オフスイッチ８０がオンされると、上記取込み領域設定回路６６は、スイッチＳ１のオン・オフ制御を上述した通常のオン・オフ制御から以下のような制御に切り換える。その他の回路では、画角設定オン／オフスイッチ８０がオンされても、オフの場合の上述した処理と同様の処理を行う。
【００６４】
上記図１０（Ａ）と併せて示した図１０（Ｂ）を用いて、画角調整モード時における取込み領域設定回路６６のスイッチＳ１のオン・オフ制御について説明する。取込み領域設定回路６６は、上記Ｖカウンタの値ＶがＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2のときにＣＰＵ３６からオン信号が与えられると、オン信号が与えられた直後の１水平走査の期間を除く間、即ち、同図（ｆ）に示すようにＶカウンタの値ＶがＶZ1＜Ｖ≦ＶZ2のときには、上記計数回路７０でカウントされた値ＨがＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になったときに比較回路６８から与えられるオン信号の初めと終わりの切り換わり時において所定時間スイッチＳ１をオフにし、それ以外ではスイッチＳ１をオンにする。これにより、抽出範囲の左端ＨZ1と右端ＨZ2の映像信号が欠落され、画角調整用の映像上に抽出範囲の左端と右端の輪郭線が表示される。同図（ｇ）に示すように上記Ｖカウンタの値ＶがＶ＝ＶZ1、又は、Ｖ＝ＶZ2＋１になったとき、即ち、ＣＰＵ３６からのオン信号が与えられた直後の水平走査時と、ＣＰＵ３６からオン信号がオフ信号に切り換わった直後の水平走査時において、取込み領域設定回路６６は、比較回路６８からオン信号が与えられている間、スイッチＳ１をオフにし、それ以外でスイッチＳ１をオンにする。これにより、抽出範囲の上端ＶZ1と下端ＶZ2の映像信号が欠落され、画角調整用の映像上に抽出範囲の上端と下端の輪郭線が表示される。同図（ｈ）に示すように上記Ｖカウンタの値Ｖが１≦Ｖ＜ＶZ1、又は、ＶZ2＋１＜Ｖ≦２６２のときにＣＰＵ３６からオフ信号が与えられているときには、取込み領域設定回路６６は、スイッチＳ１を常にオンにする。
【００６５】
以上のスイッチＳ１のオン・オフ制御により画角調整用の映像信号が画角調整用端子８６から出力される。
【００６６】
以上説明した撮影補助装置２０の一連の処理動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ３６はフリッカー対応オン／オフスイッチ７８、フォーカス入力オン／オフスイッチ７６、画角設定オン／オフスイッチ８０の状態を読み込む（ステップＳ１０）。そして、フリッカー対応オン／オフスイッチ７８、フォーカス入力オン／オフスイッチ７６のオン、オフに応じて映像信号の信号レベルの導出処理、映像信号の抽出範囲の算出処理の内容を設定する（ステップＳ１２）。次いで、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４からフォーカス位置及びズーム位置を読み込み（ステップＳ１４）、上式(1) 〜(4) に基づいて映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する（ステップＳ１６）。尚、上式(1) 〜(4) は、上記設定記憶回路７４に上述のように予め設定されてデータに基づいて決定される。
【００６７】
次に、画角設定オン／オフスイッチ８０のオン、オフにより、画角調整モードか否かを判定し（ステップＳ１８）、ＹＥＳの場合には、取込み領域設定回路６６に対し、上記画角調整用の映像信号を生成するためのスイッチＳ１のオン・オフ制御を実行させ、画角調整用端子８６から出力するセンサーカメラ３０の映像上に現在の撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を示す枠、即ち、撮影カメラ１０の撮影範囲（撮影レンズ１４の画角）を表示させる（ステップＳ２０）。
【００６８】
一方、画角調整モードでないときには、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに応じたゲインをゲイン切替回路５８に設定する（ステップＳ２２）。続いて、パラメータｎを４として（ステップＳ２４）、以下のステップＳ２６〜ステップＳ３２の処理をｎ＝０となるまで４回繰り返す。ステップＳ２６において、ＣＰＵ３６は、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向をパラメータｎの値４、３、２、１に応じて０°、４５°、９０°、又は、１３５°に設定する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２６で設定した透過軸方向に基づいて、電圧制御回路３８により液晶偏光フィルタ３４に印加する電圧を設定する（ステップＳ２８）。
【００６９】
この後、ＣＰＵ３６は、ステップＳ２８で設定した液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向においてセンサーカメラ３０から出力される映像信号の出力レベル（積分値）を積分回路６０から読み込む（ステップＳ３０）。このとき、各透過軸方向０°、４５°、９０°、１３５°で得られた積分値をそれぞれＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）とする。
【００７０】
次に、ｎを１減算して（ステップＳ３２）、ｎ＝０か否かを判定する（ステップＳ３４）、ＮＯの場合には、上記ステップＳ２６からの処理を繰り返す。これにより、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°の場合におけるすべての信号レベルＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）が取得される。
【００７１】
次にＣＰＵ３６は、各透過軸方向０°、４５°、９０°、１３５°の信号レベルＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）を比較し、最小となるものを選択する（ステップＳ３６）。そして、その信号レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向と一致するように、電圧制御回路４２に指令信号を出力して撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を設定する（ステップＳ３８）。そして、以上ステップＳ１０〜ステップＳ３８の処理を繰り返し実行する。
【００７２】
また、ＣＰＵ３６は、上記処理に対して割り込みにより上記スイッチＳ１のオン・オフ制御に関連する制御を行っている。図１２のフローチャートに示すようにＣＰＵ３６に同期信号分離回路６４から垂直同期信号が与えられると（ステップＳ５０）、ＣＰＵ３６は、内蔵のＶカウンタをリセットする（ステップＳ５２）。一方、図１３のフローチャートに示すように同期信号分離回路６４から水平同期信号がＣＰＵ３６及び比較回路６８に与えられると（ステップＳ６０）、比較回路６８は計数回路７０（Ｈカウンタ）をリセットすると共に（ステップＳ６２）、ＣＰＵ３６はＶカウントを１インクリメントする（ステップＳ６４）。そして、ＣＰＵ３６は、Ｖ＜ＶZ1又はＶZ2＜Ｖかを判断し（ステップＳ６６）、ＹＥＳのときには、取込み領域設定回路６６にオフ信号を与え、取込み領域設定回路６６によってスイッチＳ１をオフにする（ステップＳ６８）。一方、上記ステップＳ６６においてＮＯのときには、取込み領域設定回路６６にオン信号を与える。そして、比較回路６８において計数回路７０（Ｈカウンタ）の値がＨ＜ＨZ1又はＨZ2＜Ｈか否かが判断される（ステップＳ７０）。ＹＥＳであれば、比較回路６８から取込み領域設定回路６６にオフ信号が与えられ、スイッチＳ１がオフとなる（ステップＳ６８）。一方、ＹＥＳであれば、取込み領域設定回路６６にオン信号が与えられスイッチＳ１がオンになる（ステップＳ７２）。
【００７３】
以上、上記実施の形態では、撮影補助装置２０が、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を検出すると共に、これに基づいて撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８を制御するようにしていたが、撮影補助装置２０としては、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を検出するだけでもよく、撮影補助装置２０によって検出された偏光の偏光方向に基づいて撮影補助装置２０とは別体の装置が撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８を制御するようにしてもよい。
【００７４】
また、撮影カメラ１０やセンサーカメラ３０の光学系に配置される偏光を除去するための手段は、上述した液晶偏光フィルタでなくてもよく、偏光フィルタをモータ等によって回転させて偏光フィルタの透過軸方向を変更できるようにしたものであってもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態では、センサーカメラ３０で撮影カメラ１０の撮影範囲の偏光の偏光方向を検出するために、センサーカメラ３０の映像信号から撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出するようにしたが、上述したように、センサーカメラ３０のセンサーレンズ３２をズーム調整が可能なズームレンズとし、このズームレンズを撮影カメラ１０の撮影範囲に応じてモータ駆動し、センサーカメラ３０と撮影カメラ１０の撮影範囲を一致させるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、センサーカメラ３０の映像信号から撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出するようにしたが、必ずしも撮影カメラ１０の撮影範囲に完全に一致する範囲の映像信号を抽出する必要はなく、例えば、撮影カメラ１０の撮影範囲に応じて、撮影カメラ１０の撮影範囲の一部（例えば中央部分）或いは撮影カメラ１０の撮影範囲よりもある程度広い範囲の映像信号を抽出するようにしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る撮影補助装置によれば、外部センサとして、透過軸方向が切換可能な偏光フィルタを備えた撮影手段を用い、その偏光フィルタの透過軸方向を切り換えながら撮影手段から撮影カメラと例えば同一撮影範囲の映像信号を取得し、各透過軸方向で得られた映像信号に基づいて撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出するようにしたため、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影カメラの撮影範囲に対応させて適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る撮影補助装置が使用されたテレビカメラシステム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、本発明に係る撮影補助装置の概略構成図である。
【図４】図４は、撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲の関係を示した図である。
【図５】図５は、撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲の関係を示した図である。
【図６】図６は、映像信号の抽出範囲の説明に使用した説明図である。
【図７】図７は、パララックスを考慮した場合における撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲を示した図である。
【図８】図８は、本発明に係る撮影補助装置が使用された撮影カメラシステムを示した全体回路構成図である。
【図９】図９は、フリッカー対応の処理動作の説明に使用した説明図である。
【図１０】図１０は、スイッチＳ１のオン・オフ制御の説明に使用した説明図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…撮影カメラ、１４…撮影レンズ、１８、３４…液晶偏光フィルタ、２０…撮影補助装置、３０…センサーカメラ、３６…ＣＰＵ、３８、４２…電圧制御回路、４０…信号処理回路、５８…ゲイン切替回路、６０…積分回路、６４…同期信号分離回路、６８…比較回路、７０…計数回路、７２…発振回路、７４…設定記憶回路、Ｓ１…スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影補助装置に係り、特に窓ガラスや水面で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置に関する。
【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等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、偏光子の透過軸を０°、４５°、９０°、１３５°に回転させたのと同等の効果を得ることができる。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のレベル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。尚、偏光子の前に液晶素子を配置して構成した偏光素子を以下、液晶偏光フィルタといい、液晶偏光フィルタが透過させる入射光の偏光方向を液晶偏光フィルタの透過軸（又は透過軸方向）という。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように液晶偏光フィルタを撮影カメラの撮影レンズに設置し、窓ガラスや水面からの反射光を除去するように映像信号に基づいて液晶偏光フィルタの透過軸を好適な方向を切り換えるようにした場合には、液晶偏光フィルタの透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に順次切り換えて映像信号のレベルを比較し、映像信号が最小になる状態を検出する必要がある。このため、映像信号が最小となる状態を検出するまでの過程が映像に現れてしまい一瞬映像が乱れるという問題があった。特に除去する反射光の光源（自動車の窓ガラス等）が移動し、反射光の偏光方向が変動する場合には、液晶偏光フィルタの透過軸方向を逐次切り換えて映像信号が最小となる状態を検出しなければならないため、映像の乱れが無視できない状況になる。
【０００６】
この問題を解消するために、除去すべき反射光（偏光）の偏光方向を検出する外部センサを撮影レンズ近傍に設置し、この外部センサによって検出した偏光方向に基づいて液晶偏光フィルタの透過軸方向を設定するといった方法が考えられる。しかしながら、この場合には、撮影レンズと外部センサの画角が一致していないと、撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を適切に検出できないという問題が生じる。撮影レンズがズームレンズの場合には、ズーム操作によって画角が変化するため、その画角の変化に応じて外部センサの画角も変化させなければならない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影レンズの画角、即ち、撮影カメラの撮影範囲に対応させて外部センサで適切に検出することができる撮影補助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】
本発明は前記目的を達成するために、撮影カメラに入射される偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置において、前記撮影カメラと撮影方向が同一方向に設置された撮影手段と、前記撮影手段の撮影光学系に挿入される偏光フィルタであって、偏光を透過させる透過軸方向が切換え可能な偏光フィルタと、前記偏光フィルタを駆動し、前記偏光フィルタの透過軸方向を切り換える偏光フィルタ切換手段と、前記撮影カメラの撮影範囲に応じた範囲の映像信号を前記撮影手段から取得する映像信号取得手段と、前記偏光フィルタ制御手段によって切り換えられる偏光フィルタの各透過軸方向ごとに前記映像信号取得手段によって映像信号を取得し、該取得した各透過軸方向ごとの映像信号に基づいて、前記撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、を備え、前記映像信号取得手段は、前記撮影手段から出力される映像信号から、前記撮影カメラの撮影範囲に一致する範囲の映像信号を、前記撮影カメラのズーム位置及びフォーカス位置に基づいて抽出することを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、外部センサとして、透過軸方向が切換可能な偏光フィルタを備えた撮影手段を用い、その偏光フィルタの透過軸方向を切り換えながら撮影手段から撮影カメラと例えば同一撮影範囲の映像信号を取得し、各透過軸方向で得られた映像信号に基づいて撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出するようにしたため、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影カメラの撮影範囲に対応させて適切に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る撮影補助装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係る撮影補助装置が使用されたテレビカメラシステムの一実施の形態を示した構成図である。同図に示す撮影カメラ（テレビカメラ）１０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撮影レンズ（ズームレンズ）１４とから構成される。撮影レンズ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、撮影レンズ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１６の下端に本発明に係る撮影補助装置２０が配置される。尚、撮影補助装置２０の設置位置はこれに限らず撮影カメラ１０のどの位置に設置してもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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、２２Ｂのオン・オフ状態を組み合わせることで、入射光の偏波面が０°、４５°、９０°、又は、１３５°回転する。
【００１４】
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２２Ａ、２２Ｂによって０°、４５°、９０°、又は、１３５°回転させ、その反射光の偏光方向を偏光フイルム２６の透過軸Ｐに対してほぼ直交方向とすることで、撮影カメラ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。
【００１５】
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（又は透過軸方向）という。液晶素子２２Ａ、２２Ｂ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の透過軸方向は水平方向を基準にして０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられることになる。
【００１６】
一方、図１に示した撮影補助装置２０は、上記撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を別カメラで検出し、これに基づいてその偏光を除去する方向に上記液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を制御する装置である。図３に撮影補助装置２０の概略構成図を示す。撮影補助装置２０には、上記撮影カメラ１０と撮影方向が同一の超小型のＣＣＤボードカメラ（センサーカメラ）３０が搭載されており、また、このセンサーカメラ３０の撮影光学系（センサーレンズ３２）の前面には図２で示した液晶偏光フィルタ１８と同様に構成された液晶偏光フィルタ３４が配置されている。尚、センサーレンズ３２は、所定位置に固定された固定焦点レンズであり、近距離から遠距離までのピントが固定のままで合うようにしたものである。
【００１７】
液晶偏光フィルタ３４は、ＣＰＵ３６の指令に基づき電圧制御回路３８の電圧制御によって、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８と同様にその透過軸方向が水平方向を基準に０°、４５°、９０°、１３５°に切り替えられるようになっている。液晶偏光フィルタ３４に入射した光のうち、それぞれの透過軸方向において液晶偏光フィルタ３４を透過した光のみがセンサーカメラ３０で撮影される。
【００１８】
センサーカメラ３０で撮影された映像は、ＮＴＳＣ方式の映像信号によりセンサーカメラ３０から出力され、信号処理回路４０に与えられる。信号処理回路４０は、センサーカメラ３０から出力された映像信号の出力レベル（積分値）を導出し、その出力レベルをＣＰＵ３６に与える。尚、映像信号の出力レベルは例えば１フィールド分の映像信号を積分した値であるが、この映像信号の出力レベルを導出する際に信号処理回路４０は、後述のように１フィールド分の映像信号のうち、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号のみを積分する。
【００１９】
ＣＰＵ３６は、電圧制御回路３８に指令を送り、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に順に切り換えながら、各透過軸方向において信号処理回路４０から与えられる映像信号の出力レベルを比較し、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。これにより、センサーカメラ３０に入射する偏光を最も効果的に除去できる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。
【００２０】
そして、ＣＰＵ３６は、電圧制御回路４２に指令を与えて上記撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を制御し、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を、映像信号の出力レベルが最小となったときの液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向に一致させる。これにより、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が撮影カメラ１０に入射する偏光を最適に除去できる方向に設定される。
【００２１】
以上の撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の制御は、撮影カメラ１０での撮影中に随時繰り返し行われ、被写体が動き、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向が変動している場合でも、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を試行錯誤的に切り換えて最良の透過軸方向を検出するといった操作を行うことなく、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を瞬時に最適な方向に切り換えることができる。これにより、撮影カメラ１０で撮影される映像が偏光の変動に起因して乱れるといった従来の不具合は全く生じなくなる。
【００２２】
尚、上述の場合、センサーカメラ３０から出力される映像信号の出力レベルにより出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出するようにしたが、これに限らず、出力レベルが最大となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出するようにし、その透過軸方向に垂直な方向に撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を設定するようにしてもよい。出力レベルが最小又は最大となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の検出はいずれも入射する偏光の偏光方向の検出に相当する。
【００２３】
ところで、上記センサーカメラ３０の撮影範囲が撮影カメラ１０の撮影範囲に一致しない場合、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０のそれぞれで撮影する被写体が異なるため、センサーカメラ３０の映像信号に基づいて検出した偏光の偏光方向（直接的には偏光を最適に除去できる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向）が撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向と一致しない場合がある。特に、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がズームレンズの場合のように撮影レンズ１４のズーム位置によって撮影カメラ１０の撮影範囲が変更される場合には、固定焦点レンズであるセンサーカメラ３０のセンサーレンズ３２では撮影範囲を一致させることはできない。
【００２４】
そこで、センサーカメラ３０のセンサーレンズ３２にズームレンズを用い、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４のズーム位置とセンサーレンズ３２のズーム位置とを連動させることにより、センサーカメラ３０の撮影範囲と撮影カメラ１０の撮影範囲とを一致させる方法と、センサーレンズ３２を上述のように固定焦点レンズとし（但し、ズームレンズであってもよい）、センサーカメラ３０から出力された映像信号のうち、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出することによって、センサーカメラ３０の撮影範囲と撮影カメラ１０の撮影範囲とを一致させるのと同等にする方法とが考えられる。前者の場合にはセンサーカメラ３０のズームレンズを駆動する機構が必要である一方、後者の場合にそのような駆動機構を必要とせず、構成が簡単であるという点において有利である。本実施の形態においては後者の場合について詳説する。
【００２５】
まず、センサーカメラ３０の撮影範囲については、その撮影範囲の映像信号内から撮影カメラ１０の撮影範囲の映像信号を抽出する関係上、撮影カメラ１０の撮影範囲を含むように設定される。図４に示すように、撮影カメラ１０の撮影範囲が撮影レンズ１４のズーム機構によってワイド端におけるワイド画角ＰW からテレ端におけるテレ画角ＰT まで可変であるのに対して、センサーカメラ３０の撮影範囲は固定のセンサーレンズ３２により一定のワイド画角Ｌに固定される。そして、これらの撮影範囲の関係をセンサーカメラ３０の出力映像の画面上で示すと図５のようにセンサーカメラ３０の撮影範囲Ｌは、撮影カメラ１０のワイド画角における撮影範囲ＰW を含む。撮影カメラ１０のズーム位置がワイド端からテレ端まで変化したときには撮影カメラ１０の撮影範囲は、撮影範囲ＰW の中心点（２本の対角線の交点）に向かって小さくなり、テレ端では同図に示す撮影範囲ＰT のようになる。
【００２６】
尚、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０とは上下に配設され、光軸が相違するため、上記図４からも分かるように、パララックスによりフォーカス位置に応じて撮影カメラ１０の撮影範囲とセンサーカメラ３０の撮影範囲との位置関係が上下する。このため、フォーカス位置が近距離になると撮影カメラ１０の撮影範囲の一部がセンサーカメラ３０の撮影範囲外となる場合があるが、センサーカメラ３０の撮影範囲内に撮影カメラ１０の撮影範囲が略含まれているので余り問題ではなく、また、撮影カメラ１０の全フォーカス範囲で、センサーカメラ３０の撮影範囲内に撮影カメラ１０の撮影範囲を含むようにすることは可能である。
【００２７】
このように撮影範囲が設定されたセンサーカメラ３０から出力された映像信号に対し、上記信号処理回路４０は、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出する。この映像信号の抽出範囲は、予め与えられた撮影カメラ１０の所定のズーム位置及びワイド位置における映像信号の抽出範囲を基準にして、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４から取得される撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に基づいてＣＰＵ３６により以下のようにして求められる。
【００２８】
ここで、基準となる映像信号の抽出範囲は、ズーム位置がワイド端でフォーカス位置が無限遠端に設定されているときの抽出範囲とし、以下、この抽出範囲をワイド時抽出範囲という。
【００２９】
まず、映像信号の抽出範囲を表すパラメータについて図６を用いて説明すると、センサーカメラ３０の映像信号は上述のようにＮＴＳＣ方式であるため、１画面は５２５本の走査線により構成され、さらに１画面はインターレース方式により２フィールド分の映像信号（１フィールドは２６２．５本の走査線からなる）で生成される。そこで、図６に示すようにセンサーカメラ３０の１フィールド分の映像信号の走査線により構成される画面において、垂直走査方向についての位置は、その位置に対応する走査線の番号（走査線の番号は同図に示すように上から順に１〜２６２を付している）により表すことができる。これによって表される上記ワイド時抽出範囲の上端と下端の位置を、同図に示すように以下、Ｖ1 、Ｖ2 とし、撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に対して求められる映像信号の抽出範囲の上端と下端の位置を、同図に示すように以下、ＶZ1、ＶZ2とする。
【００３０】
一方、水平走査方向についての位置は、１つの走査線に着目したときにその走査線が画面左端からその位置までに要する走査時間で表すことができ、更に、この走査時間を所定周期で出力されるパルスのパルス数に換算して表すことができる。このパルス数によって表される上記ワイド時抽出範囲の左端と右端の位置を、同図に示すように以下、Ｈ1 、Ｈ2 とし、撮影カメラ１０の現在のズーム位置及びフォーカス位置に対して求められる映像信号の抽出範囲の左端と右端の位置を、同図に示すように以下、ＨZ1、ＨZ2とする。
【００３１】
そして、撮影カメラ１０の現在のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘに対して求められる映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2は、次式(1) 〜(4)
【００３２】
【数１】
ＶZ1＝Ｖ1 ＋ｆ（ｚ）−ｇ（ｘ） …(1)
【００３３】
【数２】
ＶZ2＝Ｖ2 −ｆ（ｚ）−ｇ（ｘ） …(2)
【００３４】
【数３】
ＨZ1＝Ｈ1 ＋ａ・ｆ（ｚ） …(3)
【００３５】
【数４】
ＨZ2＝Ｈ2 −ａ・ｆ（ｚ） …(4)
により求められる。ここで、ｆとｇはそれぞれズーム位置ｚとフォーカス位置ｘの関数、ａは定数であり、これらの関数ｆ、ｇを示す具体的な式や定数ａの値は、ワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値も含めて、複数の任意のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘにおける理想的な映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の値を指定することによって予め求めておくことができる。特に、ズーム位置の変化量とフォーカス位置の変化量のそれぞれに対して抽出範囲の上端と下端の変化量が線型関係にあり、ズーム位置の変化量に対して抽出範囲の左端と右端の変化量が線型関係にあるときには、２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置に対する抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の値を指定すれば、任意のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘに対する抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の導出式は完全に求まる。また、撮影カメラ１０とセンサーカメラ３０の光学的特性、これらの設置位置の関係からワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値も含めて理論的に求めておくこともできる。
【００３６】
このように上式(1) 〜(4) の関係によって撮影カメラ１０の現在のズーム位置ｚ及びフォーカス位置ｘにおける撮影範囲に対して求められる映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2は上記パララックスを考慮したもので撮影カメラ１０のフォーカス位置を近距離から遠距離に変化させると、上式(1) 〜(4) によって求められる映像信号の抽出範囲、即ち、撮影カメラの撮影範囲Ｐは、図７（Ａ）と（Ｂ）で示すようにセンサーカメラ３０の撮影範囲Ｌ内において上下に移動し、フォーカス位置に応じて適切に映像信号の抽出範囲が決定される。尚、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がフォーカス位置を出力する機能を有していない場合や、パララックスによる影響が少なくパララックスを考慮する必要がない場合等があり、パララックスを考慮しない場合には上式(1) 、(2) からフォーカス位置に依存するｇ（ｘ）の項を省略して映像信号の抽出範囲を求めればよい。
【００３７】
上記信号処理回路４０は、上述のようにしてＣＰＵ３６によって求められた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2内の映像信号を抽出し、その抽出した映像信号を積分することにより映像信号の信号レベルを導出する。
【００３８】
次に、図８に示す上記テレビカメラシステムの全体回路構成図に基づいて、撮影補助装置２０の具体的構成、動作について説明する。まず、上記撮影カメラ１０の概略構成について説明すると、撮影カメラ１０は、液晶素子２２Ａ、２２Ｂ及び偏光フイルム２６から成る上記液晶偏光フィルタ１８（図２参照）と、移動可能なフォーカスレンズ１４Ａ及びズームレンズ１４Ｂを含む上記撮影レンズ１４と、撮像素子１２Ａ及び映像信号処理回路１２Ｂ等から成る上記カメラ本体１２とから構成される。
【００３９】
液晶偏光フィルタ１８の液晶素子２２Ａ、２２Ｂは、撮影補助装置２０の電圧制御回路４２から印加される電圧によりオン・オフ状態が切り換えられ、これによって液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられる。
【００４０】
撮影レンズ１４のフォーカスレンズ１４Ａ及びズームレンズ１４Ｂにはそれぞれフォーカス位置検出センサ５０及びズーム位置検出センサ５２が設置されており、各位置検出センサ５０、５２で検出されたフォーカス位置、ズーム位置は、それぞれＡ／Ｄ変換器５４、５６を介してＣＰＵ３６に与えられる。
【００４１】
カメラ本体１２の撮像素子１２Ａは、液晶偏光フィルタ１８及び撮影レンズ１４を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。映像信号処理回路１２Ｂは、撮像素子１２Ａから出力された電気信号に各種処理を施し、所定フォーマット（ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換して出力する。
【００４２】
一方、上記撮影補助装置２０は、図３でも示したように、液晶素子３４Ａ、３４Ｂ及び偏光フイルム３４Ｃから成る上記液晶偏光フィルタ３４と、センサーレンズ３２、撮像素子３０Ａ及び映像信号処理回路３０Ｂから成るセンサーカメラ３０と、各種回路５８〜７２からなる上記信号処理回路４０と、ＣＰＵ３６等から構成される。
【００４３】
液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂは、電圧制御回路３８から印加される電圧によりオン・オフ状態が切り換えられ、これによって、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えられる。
【００４４】
センサーカメラ３０の撮像素子３０Ａは、液晶偏光フィルタ３４及びセンサーレンズ３２を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。映像信号処理回路３０Ｂは、撮像素子３０Ａから出力された電気信号に各種処理を施し、所定フォーマット（ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換して出力する。
【００４５】
センサーカメラ３０の映像信号処理回路３０Ｂから出力された映像信号は、スイッチＳ１を介してゲイン切替回路５８に入力される。ここで、スイッチＳ１は、センサーカメラ３０から出力される映像信号のうち、上述した撮影カメラ１０の撮影範囲に一致した範囲の映像信号を抽出するためのスイッチであり、センサーカメラ３０から出力される映像信号のうち上記抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号が出力されている間でのみオンになり、それ以外でオフとなる。尚、スイッチＳ１の制御については後述する。
【００４６】
ゲイン切替回路５８は、入力された映像信号を、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに応じたゲインにより増幅し、積分回路６０に出力する。積分回路６０は、ＣＰＵ３６から１フィールドごとにリセットされ、１フィールド分の映像信号（１フィールド分の映像信号のうちスイッチＳ１を介して与えられた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号）を積分して、Ａ／Ｄ変換器６２によりその積分値、即ち、映像信号の信号レベルをＣＰＵ３６に出力する。尚、ゲイン切替回路５８のゲインは、積分回路６０から出力される信号レベルが抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさによって大きく変化しないように、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに基づいてＣＰＵ３６から与えられる。
【００４７】
ＣＰＵ３６は、電圧制御回路３８に指令信号を出力し、センサーカメラ３０の液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を所定時間おきに０°、４５°、９０°、１３５°に切り換えると共に、各透過軸方向において積分回路６０から出力される映像信号の出力レベル（積分値）を取得する。そして、各透過軸方向における映像信号の出力レベルを比較し、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を検出する。その結果、出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向と撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が一致するように、電圧制御回路４２に指令信号を出力し、液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を切り換える。これにより、撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向が偏光を最適に除去できる方向に設定される。以上の一連の処理が終了すると、再度同じ処理を繰り返す。これにより、被写体が動き、被写体からの偏光の偏光方向が変動している場合にでも常時その変動する偏光が適切に除去される。
【００４８】
ここで、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を０°、４５°、９０°、１３５°に切り換える際の時間間隔について詳説すると、上記映像信号の出力レベルの比較判定により、映像信号の出力レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を最も速く検出できるのは、例えば、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換えを、センサーカメラ３０から出力される映像信号の１フィールド（１フィールド当たり１／６０秒）ごとに垂直ブランキング期間で行うようにし、各透過軸方向に切り換えた直後に出力される１フィールド分の映像信号により比較判定に使用する映像信号の出力レベル（積分値）を積分回路６０から取得するようにした場合である。しかしながら、液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂは、印加される電圧が変化したときの反応速度が温度に依存するため、確実な動作を期待するためには、液晶偏光フィルタ３４に印加する電圧を変更した後、液晶偏光フィルタ３４がその電圧に応じた透過軸方向に切り換わり、安定するまでにある程度の時間的余裕をみて、比較判定に使用する映像信号の信号レベルを、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えた後（液晶素子３４Ａ、３４Ｂに印加する電圧を切り換えた後）、数フィールド分の待ち時間を設けて積分回路６０から取得し、その後、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を次の透過軸方向に切り換えるようにすることが望ましい。この場合、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換える時間間隔は少なくとも信号レベルを取得するまでの数フィールド分の待ち時間を要する。更に、本実施では、ＣＰＵ３６に、温度センサ８２によって検出された液晶偏光フィルタ３４の液晶素子３４Ａ、３４Ｂの温度情報がＡ／Ｄ変換器８４を介して与えられるようになっており、ＣＰＵ３６は、温度センサ８２から得られる温度に応じて、上記待ち時間を好適に変更するようにしている。一般的には温度が低いと液晶素子の反応速度は遅くなるため、温度が高いほど待ち時間が短く、温度が低いほど待ち時間が長くなる。これに伴い、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換える時間間隔も温度が高いほど短く、温度が低いほど長くなる。
【００４９】
尚、温度センサ８２によって上記待ち時間を変更するのではなく、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えた後、各フィールド毎に積分回路６０から得られる信号レベルを監視し、その信号レベルが一定となったときに、それを比較判定に使用する信号レベルとすると共に、次の透過軸方向に切り換えるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記比較判定における映像信号の信号レベルについて説明すると、比較判定に使用する映像信号の信号レベルは通常、１フィールド分の映像信号を積分回路６０で積分した積分値であるが、蛍光灯下などでの撮影ではフリッカーが生じ、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向を切り換えたこととは関係なく信号レベルに変化が生じ、誤動作の原因となる場合がある。そこで、撮影補助装置２０にはフリッカー対応オン／オフスイッチ７８が設けられており、このフリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオンにすることにより、フリッカー分をキャンセルできる程度の数フィールド分の映像信号の積分値により、各透過軸方向における信号レベルの比較判定を行うことができるようになっている。
【００５１】
即ち、６０Ｈｚの商用電源で動作させた蛍光灯などの照明下での撮影の際には、フリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオフにして上述のように映像信号の積分を１フィールドごとに６０Ｈｚで行っても特に問題は生じないが、５０Ｈｚの商用電源で動作させた蛍光灯などの照明下での撮影の際には、図９の曲線Ｓで示すように１秒間に１００回の点滅を繰り返しているため、撮像素子３０Ａによる１／６０秒ごとの各フィールドの映像取り込みに対応して示したのこぎり波Ｔとの関係からも分かるように、各フィールドにおける照明の点滅の位相が異なり、一定の被写体を撮影しているにもかかわらず光量が変化し、映像信号の出力レベルが変化する。そこで、このような場合にはフリッカー対応オン／オフスイッチ７８をオンにすることにより、ＣＰＵ３６は、６０と１００の最大公約数である２０つまり１／２０秒ごとの３フィールド分の映像信号の積分値を積分回路６０から取得し、それらを平均又は積分した値を比較判定に使用する映像信号の信号レベルとする。このように３フィールド分の映像信号を１単位として信号レベルを得ることによって、各単位（同図▲１▼、▲２▼）ごとにみると、照明の点滅に対して同一位相で映像を取り込むことができ、６０Ｈｚの映像の取り込みタイミングと１００Ｈｚの照明の点滅の山がずれても同じ位相関係になる。したがって、フリッカーによる誤動作が防止される。尚、３フィールド分の映像信号ではなく、３の倍数のフィールド分の映像信号を平均又は積分した値を比較判定に使用する映像信号としてもよい。
【００５２】
また、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換え順序について説明すると、ＣＰＵ３６は、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向の切り換えを、０°、４５°、９０°、１３５°の順に行うが、例えば、０°から４５°に切り換えたときに映像信号の信号レベルが増加する方向ならば、次に１３５°に切り換えるというようにして透過軸方向の切り換え順序について信号レベルが最小値に向かうようなアルゴリズムにすれば場合によっては１ステップ速く信号レベルが最小となる透過軸方向を見つけることができる。
【００５３】
次に、上記スイッチＳ１の制御について説明する。まず、ＣＰＵ３６は、フォーカス位置検出センサ５０及びズーム位置検出センサ５２から撮影レンズ１４のフォーカス位置ｘ及びズーム位置ｚを逐次取得し、これらのフォーカス位置ｘ及びズーム位置ｚに基づいて、センサーカメラ３０から出力された映像信号のうちゲイン切替回路５８に取り込む上記映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を上式(1) 〜(4) により算出する。尚、上式(1) 〜(4) のワイド時抽出範囲Ｖ1 、Ｖ2 、Ｈ1 、Ｈ2 の値と、関数ｆ、ｇの式と定数ａの値は後述する設定記憶回路７４において予め設定され記憶される。
【００５４】
尚、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４がフォーカス位置を出力する機能をもっていない場合など、フォーカス位置ｘを考慮しない（パララックスを考慮しない）抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する場合には、図８に示すフォーカス入力オン／オフスイッチ７６をオフにすればよく、このときＣＰＵ３６は、上式(1) 〜(4) のフォーカス位置ｘの関数ｇの項を削除した式により映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する。
【００５５】
一方、ＣＰＵ３６には、同期信号分離回路６４により、センサーカメラ３０の映像信号から分離された垂直同期信号及び水平同期信号が与えられており、ＣＰＵ３６は、垂直同期信号が与えられるごとに内蔵のＶカウンタをリセットし、このＶカウンタにより、垂直同期信号が与えられた後の水平同期信号のパルス数をカウントする。これにより、センサーカメラ３０の映像信号回路３０Ｂから出力されている各フィールドの映像信号の走査線の番号が把握される。そして、そのＶカウンタの値Ｖが垂直走査方向についての抽出範囲ＶZ1とＶZ2の値の範囲内になると、即ち、ＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2になると取込み領域設定回路６６にオン信号を出力する。Ｖカウンタの値Ｖがこれ以外の範囲のとき、即ち、Ｖ＜ＶZ1又はＶZ2＜Ｖのときには取込み領域設定回路６６にオフ信号を出力する。これにより、取込み領域設定回路６６は、センサーカメラ３０から出力されてスイッチＳ１を通過している映像信号が垂直走査方向について抽出範囲であるか否かを判定することができる。
【００５６】
また、ＣＰＵ３６は、比較回路６８に水平走査方向についての映像信号の抽出範囲ＨZ1、ＨZ2を与える。比較回路６８にはＣＰＵ３６と同様に同期信号分離回路６４から水平同期信号が与えられており、比較回路６８は、その水平同期信号が与えられる毎に計数回路（Ｈカウンタ）７０をリセットし、水平同期信号が与えられた後に発振回路７２から所定周期で出力されるパルスのパルス数をその計数回路７０によりカウントする。この発振回路７２から出力されるパルスの周期は、水平走査方向についての位置をパルス数により表す際のパルスの周波数である。従って、この計数回路７０でカウントされた値Ｈによってセンサーカメラ３０から出力されている映像信号の画面の左端からの現在の走査位置を検出することができる。そして、比較回路６８は、その計数回路７０でカウントされた値Ｈと抽出範囲ＨZ1、ＨZ2とを比較し、計数回路７０でカウントされた値Ｈが抽出範囲ＨZ1とＨZ2の値の範囲内になると、即ち、ＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になると取込み領域設定回路６６にオン信号を出力する。計数回路７０でカウントされた値Ｈがこれ以外の範囲のとき、即ち、Ｈ＜ＨZ1又はＨZ2＜Ｈのときには取込み領域設定回路６６にオフ信号を出力する。これにより、取込み領域設定回路６６は、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が水平走査方向について抽出範囲であるか否かを判定することができる。
【００５７】
取込み領域設定回路６６は、上述のようにしてＣＰＵ３６と比較回路６８から与えられる信号のうち、いずれか一方又は両方からオフ信号が与えられているときには、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が抽出範囲外であるため、スイッチＳ１をオフにしてそのときに映像信号を遮断する。一方、ＣＰＵ３６と比較回路６８の両方からオン信号が与えられたときには、センサーカメラ３０から出力されている映像信号が抽出範囲内であるため、スイッチＳ１をオンにする。
【００５８】
図１０（Ａ）はスイッチＳ１のオン・オフ制御を示した図であり、同図（ａ）は水平同期信号、同図（ｂ）は発振回路７２から出力されているパルス信号である。同図（ｃ）はＶカウンタの値Ｖが１≦Ｖ＜ＶZ1のときのスイッチＳ１の状態を示した図であり、このときには、常にスイッチＳ１はオフとなる。同図（ｄ）は上記Ｖカウンタの値ＶがＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2のときのスイッチＳ１の状態を示しており、このときには、水平同期信号のパルス出力後、発振回路７２から出力されたパルス数（上記計数回路７０でカウントされた値）ＨがＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になったときにスイッチＳ１がオンになる。同図（ｅ）は上記Ｖカウンタの値ＶがＶ2 ＜Ｖ≦２６２のときのスイッチＳ１の状態を示した図であり、このときには、常にスイッチＳ１はオフとなる。
【００５９】
以上のようにしてスイッチＳ１のオン・オフが制御され、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の映像信号のみがゲイン切替回路５８に導通されることによって、上述のように撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号のみが積分回路６０によって積分され、ＣＰＵ３６に与えられる。
【００６０】
次に、上式(1) 〜(4) を設定し記憶する設定記憶回路７４について説明すると、設定記憶回路７４は、上式(1) 〜(4) を決定するためのデータを予め設定し、これを記憶する回路である。上式(1) 〜(4) を決定するためにユーザが設定記憶回路７４に入力するデータの内容及びそのデータを入力する方法等については所定のものに限られないが、例えば、撮影カメラ１０を２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置に順に設定すると共に、各ズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲をユーザが設定記憶回路７４に入力する。また、設定記憶回路７４は、抽出範囲がユーザによって入力されたときの各ズーム位置及びフォーカス位置を撮影レンズ１４からＣＰＵ３６を介して取得する。そして、これらのデータを記憶する。このように設定記憶回路７４に設定され、記憶された２つの異なるズーム位置及びフォーカス位置と、その各ズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲により、上式(1) 〜(4) が決定され、撮影カメラ１０の任意のズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲が上式(1) 〜(4) に基づいてＣＰＵ３６により求められる。
【００６１】
ユーザによる抽出範囲の設定記憶回路７４への入力は、例えば、抽出範囲の上端、下端、右端、左端を示す数値を直接入力して行ってもよいし、後述する画角調整モードでも行えるようにしてもよい。画角調整モードで行えるようにする場合においては、画角調整モードではセンサーカメラ３０で撮影されている映像がモニタに表示されると共に、その映像上に現在の撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における抽出範囲を確認するための枠が表示されるため、その枠の大きさ、位置を設定記憶回路７４の所定キーの操作により任意に変更できるようにすると共に、そのユーザが変更した枠の範囲をそのときの撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における抽出範囲として設定記憶回路７４に設定できるようにする。これにより、ユーザは撮影カメラ１０で撮影されている映像と、センサーカメラ３０の映像上に表示されている枠内の映像とを比較しながら、その枠を撮影カメラ１０の撮影範囲に一致させることで、撮影カメラ１０の撮影範囲に一致した映像信号の抽出範囲を適切に設定記憶回路７４に設定することができる。
【００６２】
次に、画角調整モードについて説明する。同図に示すように撮影補助装置２０には画角設定オン／オフスイッチ８０が設けられると共に、モニタを接続する画角調整用端子８６が設けられ、この画角調整用端子８６からは、スイッチＳ１とゲイン切替回路５８の間から分岐された映像信号が出力されるようになっている。画角調整用端子８６にモニタを接続し、画角設定オン／オフスイッチ８０をオンにすると、そのモニタには画角調整用の映像が表示される。画角調整用の映像は、センサーカメラ３０で撮影されている全範囲の映像から上式抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の輪郭部分のみの映像を欠落させてセンサーカメラ３０の映像上に抽出範囲を示す枠を表示させたものである。この画角調整用の映像に表示された枠内の映像と、実際に撮影カメラ１０で撮影されている映像とを比較すれば、上式(1) 〜(4) により求められた抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2が撮影カメラ１０の撮影範囲に正しく一致しているか否か等の確認ができ、正しくなければ上記設定記憶回路７４に設定されているデータを再設定すれば正しく修正することができる。
【００６３】
このような画角調整用の映像信号を画角調整用端子８６から出力するために、画角設定オン／オフスイッチ８０がオンされると、上記取込み領域設定回路６６は、スイッチＳ１のオン・オフ制御を上述した通常のオン・オフ制御から以下のような制御に切り換える。その他の回路では、画角設定オン／オフスイッチ８０がオンされても、オフの場合の上述した処理と同様の処理を行う。
【００６４】
上記図１０（Ａ）と併せて示した図１０（Ｂ）を用いて、画角調整モード時における取込み領域設定回路６６のスイッチＳ１のオン・オフ制御について説明する。取込み領域設定回路６６は、上記Ｖカウンタの値ＶがＶZ1≦Ｖ≦ＶZ2のときにＣＰＵ３６からオン信号が与えられると、オン信号が与えられた直後の１水平走査の期間を除く間、即ち、同図（ｆ）に示すようにＶカウンタの値ＶがＶZ1＜Ｖ≦ＶZ2のときには、上記計数回路７０でカウントされた値ＨがＨZ1≦Ｈ≦ＨZ2になったときに比較回路６８から与えられるオン信号の初めと終わりの切り換わり時において所定時間スイッチＳ１をオフにし、それ以外ではスイッチＳ１をオンにする。これにより、抽出範囲の左端ＨZ1と右端ＨZ2の映像信号が欠落され、画角調整用の映像上に抽出範囲の左端と右端の輪郭線が表示される。同図（ｇ）に示すように上記Ｖカウンタの値ＶがＶ＝ＶZ1、又は、Ｖ＝ＶZ2＋１になったとき、即ち、ＣＰＵ３６からのオン信号が与えられた直後の水平走査時と、ＣＰＵ３６からオン信号がオフ信号に切り換わった直後の水平走査時において、取込み領域設定回路６６は、比較回路６８からオン信号が与えられている間、スイッチＳ１をオフにし、それ以外でスイッチＳ１をオンにする。これにより、抽出範囲の上端ＶZ1と下端ＶZ2の映像信号が欠落され、画角調整用の映像上に抽出範囲の上端と下端の輪郭線が表示される。同図（ｈ）に示すように上記Ｖカウンタの値Ｖが１≦Ｖ＜ＶZ1、又は、ＶZ2＋１＜Ｖ≦２６２のときにＣＰＵ３６からオフ信号が与えられているときには、取込み領域設定回路６６は、スイッチＳ１を常にオンにする。
【００６５】
以上のスイッチＳ１のオン・オフ制御により画角調整用の映像信号が画角調整用端子８６から出力される。
【００６６】
以上説明した撮影補助装置２０の一連の処理動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ３６はフリッカー対応オン／オフスイッチ７８、フォーカス入力オン／オフスイッチ７６、画角設定オン／オフスイッチ８０の状態を読み込む（ステップＳ１０）。そして、フリッカー対応オン／オフスイッチ７８、フォーカス入力オン／オフスイッチ７６のオン、オフに応じて映像信号の信号レベルの導出処理、映像信号の抽出範囲の算出処理の内容を設定する（ステップＳ１２）。次いで、撮影カメラ１０の撮影レンズ１４からフォーカス位置及びズーム位置を読み込み（ステップＳ１４）、上式(1) 〜(4) に基づいて映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を算出する（ステップＳ１６）。尚、上式(1) 〜(4) は、上記設定記憶回路７４に上述のように予め設定されてデータに基づいて決定される。
【００６７】
次に、画角設定オン／オフスイッチ８０のオン、オフにより、画角調整モードか否かを判定し（ステップＳ１８）、ＹＥＳの場合には、取込み領域設定回路６６に対し、上記画角調整用の映像信号を生成するためのスイッチＳ１のオン・オフ制御を実行させ、画角調整用端子８６から出力するセンサーカメラ３０の映像上に現在の撮影カメラ１０のズーム位置及びフォーカス位置における映像信号の抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2を示す枠、即ち、撮影カメラ１０の撮影範囲（撮影レンズ１４の画角）を表示させる（ステップＳ２０）。
【００６８】
一方、画角調整モードでないときには、抽出範囲ＶZ1、ＶZ2、ＨZ1、ＨZ2の大きさに応じたゲインをゲイン切替回路５８に設定する（ステップＳ２２）。続いて、パラメータｎを４として（ステップＳ２４）、以下のステップＳ２６〜ステップＳ３２の処理をｎ＝０となるまで４回繰り返す。ステップＳ２６において、ＣＰＵ３６は、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向をパラメータｎの値４、３、２、１に応じて０°、４５°、９０°、又は、１３５°に設定する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２６で設定した透過軸方向に基づいて、電圧制御回路３８により液晶偏光フィルタ３４に印加する電圧を設定する（ステップＳ２８）。
【００６９】
この後、ＣＰＵ３６は、ステップＳ２８で設定した液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向においてセンサーカメラ３０から出力される映像信号の出力レベル（積分値）を積分回路６０から読み込む（ステップＳ３０）。このとき、各透過軸方向０°、４５°、９０°、１３５°で得られた積分値をそれぞれＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）とする。
【００７０】
次に、ｎを１減算して（ステップＳ３２）、ｎ＝０か否かを判定する（ステップＳ３４）、ＮＯの場合には、上記ステップＳ２６からの処理を繰り返す。これにより、液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向が０°、４５°、９０°、１３５°の場合におけるすべての信号レベルＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）が取得される。
【００７１】
次にＣＰＵ３６は、各透過軸方向０°、４５°、９０°、１３５°の信号レベルＰＶ（０）、ＰＶ（４５）、ＰＶ（９０）、ＰＶ（１３５）を比較し、最小となるものを選択する（ステップＳ３６）。そして、その信号レベルが最小となる液晶偏光フィルタ３４の透過軸方向と一致するように、電圧制御回路４２に指令信号を出力して撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８の透過軸方向を設定する（ステップＳ３８）。そして、以上ステップＳ１０〜ステップＳ３８の処理を繰り返し実行する。
【００７２】
また、ＣＰＵ３６は、上記処理に対して割り込みにより上記スイッチＳ１のオン・オフ制御に関連する制御を行っている。図１２のフローチャートに示すようにＣＰＵ３６に同期信号分離回路６４から垂直同期信号が与えられると（ステップＳ５０）、ＣＰＵ３６は、内蔵のＶカウンタをリセットする（ステップＳ５２）。一方、図１３のフローチャートに示すように同期信号分離回路６４から水平同期信号がＣＰＵ３６及び比較回路６８に与えられると（ステップＳ６０）、比較回路６８は計数回路７０（Ｈカウンタ）をリセットすると共に（ステップＳ６２）、ＣＰＵ３６はＶカウントを１インクリメントする（ステップＳ６４）。そして、ＣＰＵ３６は、Ｖ＜ＶZ1又はＶZ2＜Ｖかを判断し（ステップＳ６６）、ＹＥＳのときには、取込み領域設定回路６６にオフ信号を与え、取込み領域設定回路６６によってスイッチＳ１をオフにする（ステップＳ６８）。一方、上記ステップＳ６６においてＮＯのときには、取込み領域設定回路６６にオン信号を与える。そして、比較回路６８において計数回路７０（Ｈカウンタ）の値がＨ＜ＨZ1又はＨZ2＜Ｈか否かが判断される（ステップＳ７０）。ＹＥＳであれば、比較回路６８から取込み領域設定回路６６にオフ信号が与えられ、スイッチＳ１がオフとなる（ステップＳ６８）。一方、ＹＥＳであれば、取込み領域設定回路６６にオン信号が与えられスイッチＳ１がオンになる（ステップＳ７２）。
【００７３】
以上、上記実施の形態では、撮影補助装置２０が、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を検出すると共に、これに基づいて撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８を制御するようにしていたが、撮影補助装置２０としては、撮影カメラ１０に入射する偏光の偏光方向を検出するだけでもよく、撮影補助装置２０によって検出された偏光の偏光方向に基づいて撮影補助装置２０とは別体の装置が撮影カメラ１０の液晶偏光フィルタ１８を制御するようにしてもよい。
【００７４】
また、撮影カメラ１０やセンサーカメラ３０の光学系に配置される偏光を除去するための手段は、上述した液晶偏光フィルタでなくてもよく、偏光フィルタをモータ等によって回転させて偏光フィルタの透過軸方向を変更できるようにしたものであってもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態では、センサーカメラ３０で撮影カメラ１０の撮影範囲の偏光の偏光方向を検出するために、センサーカメラ３０の映像信号から撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出するようにしたが、上述したように、センサーカメラ３０のセンサーレンズ３２をズーム調整が可能なズームレンズとし、このズームレンズを撮影カメラ１０の撮影範囲に応じてモータ駆動し、センサーカメラ３０と撮影カメラ１０の撮影範囲を一致させるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、センサーカメラ３０の映像信号から撮影カメラ１０の撮影範囲に一致する範囲の映像信号を抽出するようにしたが、必ずしも撮影カメラ１０の撮影範囲に完全に一致する範囲の映像信号を抽出する必要はなく、例えば、撮影カメラ１０の撮影範囲に応じて、撮影カメラ１０の撮影範囲の一部（例えば中央部分）或いは撮影カメラ１０の撮影範囲よりもある程度広い範囲の映像信号を抽出するようにしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る撮影補助装置によれば、外部センサとして、透過軸方向が切換可能な偏光フィルタを備えた撮影手段を用い、その偏光フィルタの透過軸方向を切り換えながら撮影手段から撮影カメラと例えば同一撮影範囲の映像信号を取得し、各透過軸方向で得られた映像信号に基づいて撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出するようにしたため、窓ガラス等で反射して撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を撮影カメラの撮影範囲に対応させて適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る撮影補助装置が使用されたテレビカメラシステム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、本発明に係る撮影補助装置の概略構成図である。
【図４】図４は、撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲の関係を示した図である。
【図５】図５は、撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲の関係を示した図である。
【図６】図６は、映像信号の抽出範囲の説明に使用した説明図である。
【図７】図７は、パララックスを考慮した場合における撮影カメラとセンサーカメラの撮影範囲を示した図である。
【図８】図８は、本発明に係る撮影補助装置が使用された撮影カメラシステムを示した全体回路構成図である。
【図９】図９は、フリッカー対応の処理動作の説明に使用した説明図である。
【図１０】図１０は、スイッチＳ１のオン・オフ制御の説明に使用した説明図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る撮影補助装置の処理動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…撮影カメラ、１４…撮影レンズ、１８、３４…液晶偏光フィルタ、２０…撮影補助装置、３０…センサーカメラ、３６…ＣＰＵ、３８、４２…電圧制御回路、４０…信号処理回路、５８…ゲイン切替回路、６０…積分回路、６４…同期信号分離回路、６８…比較回路、７０…計数回路、７２…発振回路、７４…設定記憶回路、Ｓ１…スイッチ
Claims (3)
- 撮影カメラに入射される偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置において、
前記撮影カメラと撮影方向が同一方向に設置された撮影手段と、
前記撮影手段の撮影光学系に挿入される偏光フィルタであって、偏光を透過させる透過軸方向が切換え可能な偏光フィルタと、
前記偏光フィルタを駆動し、前記偏光フィルタの透過軸方向を切り換える偏光フィルタ切換手段と、
前記撮影カメラの撮影範囲に応じた範囲の映像信号を前記撮影手段から取得する映像信号取得手段と、
前記偏光フィルタ制御手段によって切り換えられる偏光フィルタの各透過軸方向ごとに前記映像信号取得手段によって映像信号を取得し、該取得した各透過軸方向ごとの映像信号に基づいて、前記撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、
を備え、
前記映像信号取得手段は、前記撮影手段から出力される映像信号から、前記撮影カメラの撮影範囲に一致する範囲の映像信号を、前記撮影カメラのズーム位置及びフォーカス位置に基づいて抽出することを特徴とする撮影補助装置。 - 撮影カメラに入射される偏光の偏光方向を検出する撮影補助装置において、
前記撮影カメラと撮影方向が同一方向に設置された撮影手段と、
前記撮影手段の撮影光学系に挿入される偏光フィルタであって、偏光を透過させる透過軸方向が切換え可能な偏光フィルタと、
前記偏光フィルタを駆動し、前記偏光フィルタの透過軸方向を切り換える偏光フィルタ切換手段と、
前記撮影カメラの撮影範囲に応じた範囲の映像信号を前記撮影手段から取得する映像信号取得手段と、
前記偏光フィルタ制御手段によって切り換えられる偏光フィルタの各透過軸方向ごとに前記映像信号取得手段によって映像信号を取得し、該取得した各透過軸方向ごとの映像信号に基づいて、前記撮影カメラに入射する偏光の偏光方向を検出する偏光方向検出手段と、
を備え、
前記偏光方向検出手段は、前記偏光フィルタの各透過軸方向ごとに前記映像信号取得手段によって取得した映像信号を所定時間積分し、該積分した値の大きさに基づいて前記撮影カメラに入射される偏光の偏光方向を検出すると共に、前記映像信号を積分する時間を、入射する光量の周期的な変化によって前記積分した値が変化しない時間とすることを特徴とする撮影補助装置。 - 前記偏光フィルタは、所定方向の偏光のみを透過させる偏光子と、該偏光子の前面に配置され、印加する電圧を制御することにより入射した偏光の偏光方向を所定角度回転させる液晶素子と、から成ることを特徴とする請求項１又は２の撮影補助装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000080243A JP4147718B2 (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 撮影補助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000080243A JP4147718B2 (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 撮影補助装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264848A JP2001264848A (ja) | 2001-09-26 |
| JP4147718B2 true JP4147718B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=18597379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000080243A Expired - Fee Related JP4147718B2 (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 撮影補助装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4147718B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109923855A (zh) * | 2016-11-15 | 2019-06-21 | 索尼公司 | 图像处理装置、图像处理方法和程序 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4717418B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2011-07-06 | 大日本印刷株式会社 | 投影システム |
| JP4717419B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2011-07-06 | 大日本印刷株式会社 | 投影システム |
| JP6114076B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2017-04-12 | Hoya株式会社 | 撮影装置及び偏光フィルタの回転角度位置制御方法 |
| JP6262918B2 (ja) * | 2015-04-15 | 2018-01-17 | 富士フイルム株式会社 | 光学観察装置及びその制御方法 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000080243A patent/JP4147718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109923855A (zh) * | 2016-11-15 | 2019-06-21 | 索尼公司 | 图像处理装置、图像处理方法和程序 |
| CN109923855B (zh) * | 2016-11-15 | 2022-08-19 | 索尼公司 | 图像处理装置、图像处理方法和程序 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001264848A (ja) | 2001-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7548269B2 (en) | System for autofocusing a moving object | |
| EP1703723A2 (en) | Autofocus system | |
| JP5705883B2 (ja) | レンズ装置 | |
| US20120050578A1 (en) | Camera body, imaging device, method for controlling camera body, program, and storage medium storing program | |
| JP2011027847A (ja) | Ａｆ枠自動追尾システム | |
| JPH1164713A (ja) | 着脱式レンズブロック及びこれを用いたビデオカメラシステム | |
| JP5384172B2 (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JP5426874B2 (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JP4147718B2 (ja) | 撮影補助装置 | |
| JP2003125425A (ja) | 立体撮影レンズ装置および立体撮影システム | |
| JP2001024936A (ja) | 画像取込装置 | |
| JP2006184742A (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JPS6128914A (ja) | カメラにおける自動追尾装置 | |
| JP2010085530A (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JP2006258943A (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JP3941282B2 (ja) | 偏光センサ付き液晶偏光フィルタ装置 | |
| KR20120068696A (ko) | 촬상 장치 및 촬상 방법 | |
| JP5276538B2 (ja) | Ａｆ枠自動追尾システム | |
| JP3607727B2 (ja) | 映像信号再生装置 | |
| JPH0993481A (ja) | 交換レンズ式カメラシステム | |
| JP2004341112A (ja) | 撮像装置 | |
| JP4318873B2 (ja) | 距離情報取得装置、距離情報取得方法、プログラム、及び撮像装置 | |
| JP2010164637A (ja) | Ａｆ枠自動追尾システム | |
| JP2012133067A (ja) | 撮像装置 | |
| JPH04323975A (ja) | 交換レンズ式カメラシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051012 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080229 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080307 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080502 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080603 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080616 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |