JPH04235536A - 部分透過率可変絞り付き撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムまたは印画紙
に光学像を焼き付けるカメラや動画像用ビデオカメラあ
るいはスティルビデオカメラに用いられ、良好な撮像を
行うために、液晶パネルのような部分領域毎に透過率を
変更可能な絞りを利用して、撮像面への入射光量を制御
する部分透過率可変絞り付き撮像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の撮像装置の第１例を図４
に示す。この第１の従来例は、フィルムまたは印画紙に
光学像を焼き付けるカメラの例である。５１は被写体で
あり、１１は被写体５１の光学像を撮像面に結像させる
ための撮像レンズ、１２は被写体５１からの入射光量を
フィルム感度に合わせて制御する絞り、１３は入射光の
進路を測光時と撮像時で切り換えるための回転鏡、１４
は入射光量，被写体速度等を考慮してセットされた一定
時間のみ入射光を撮像面に通過させるシャッタ、１５は
フィルムまたは印画紙がセットされている前述の撮像面
、１６は入射光量を測定しそれに対応した絞り制御信号
３１を発生させる測光部、１７は測定部１６からの絞り
制御信号に基づいて絞り１２を開閉させる絞り動作機構
、３１は入射光量に対応した前述の絞り制御信号、４１
はこれら全体を含む撮影装置である。

【０００３】このような構成の第１の従来例の動作はよ
く知られているように、以下に述べる通りである。最初
、回転鏡１３は図４の実線位置のように撮像レンズ１１
の光軸に斜めにセットされているので、被写体５１から
の入射光は測光部１６の方に反射されている。カメラの
シャッタボタンを押し始めたとき、測光部１６が動作し
、入射光量に対応した絞り制御信号３１を出力する。 絞り動作機構１７は、この制御信号３１に従って入射光
量が多いときには絞り１２を閉じる方向に、入射光量が
少ないときには絞り１２を開く方向に動作させる。絞り
１２が入射光量に対応した位置にセットさせると、回転
鏡１３が図の破線のように撮像レンズ１１の光軸に平行
な位置に回転し、入射光は回転鏡１３に反射されること
無く撮像面１５の方に進む。この時シャッタ１４が予め
セットされた時間だけ開き、撮像面１５に必要な光量だ
けを通過させ、撮像面１５上のフィルムまたは印画紙上
に被写体５１の光学像を記録する。以上の動作が終了す
ると、回転鏡１３等はもとの位置に戻り初期状態になる
。

【０００４】次に、従来の撮像装置の第２例を図５に示
す。この第２の従来例は、スティルビデオカメラやテレ
ビ電話のように光学像を電気信号として取り出す電子的
な撮像部を持つ撮像装置の例である。撮像レンズ１１，
絞り１２，絞り動作機構１７，絞り制御信号３１，被写
体５１は、図４と同じである。１８はＣＣＤ等のような
撮像素子を用いその撮像面上の光学像から各画素毎への
入射光量に対応した電気信号に変換し撮像信号３２を出
力する光電変換部、１９は光電変換部１８からの電気信
号である撮像信号３２を積分し撮像面全体への入射光量
に対応した絞り制御信号３１を出力する撮像信号積分器
、２０は撮像信号３２をメモリやディスク，ディスプレ
ー等の接続装置のインタフェースに合わせて出力するた
めのインタフェース制御部、３２は光電変換部１８から
出力される撮像面上の各画素毎への入射光量に対応した
前述の撮像信号、４２はこれら全体を含む撮像装置であ
る。図４に比べて測光部１６が除去され、代わりに撮像
信号そのものを積分することにより入射光量を測光して
いる点が本質的な相違である。

【０００５】以上のような構成の第２の従来例の動作は
、以下に述べる通りである。即ち、撮像レンズ１１から
の入射光は光電変換部１８に結像し、光電変換部１８は
各画素毎への入射光量に対応した撮像信号３２を出力す
る。撮像信号３２は撮像信号積分器１９で１フレーム時
間等一定時間分積分され、積分量に対応したすなわち撮
像面全体への入射光量に対応した絞り制御信号３１に変
換される。これ以降の動作は図４の説明と同様であり、
この制御信号３１は絞り動作機構１７に伝達され、絞り
動作機構１７はこの制御信号３１に従って入射光量が多
いときには絞り１２を閉じる方向に、入射光量が少ない
ときには絞り１２を開く方向に動作させる。このように
絞り１２が制御されることにより入射光量は適量に調整
され、撮像信号３２は、インタフェース制御部２０を通
して、スティルビデオカメラの場合にはシャッタボタン
を押したときの１フレーム分の信号として、また、テレ
ビ電話等の場合には連続信号として接続装置に出力され
る。

【０００６】なお、テレビ電話等の動画用撮像装置の場
合は、一般的に撮影信号積分器１９での積分時間を少し
長めに設定することにより、わずかの被写体変動がすぐ
絞りの開閉になり画面が不安定になるのを防いでいる。 また、スティルビデオカメラで、図４の構成を採る方法
，回転鏡１３を回転させずにハーフミラーで実現する方
法等種々バリエーション，折衷法もあるが、図４，図５
の両図は代表例を示したものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術による撮像装置の絞りは撮像面全体への入射光
量をもとに撮像面全体に一律に入射光量を制御するよう
になっているので、逆光の場合のように明るい部分の入
射光量が極端に大きいために全体の入射光量が非常に大
きくなる場合には、絞りは非常に小さく絞られることに
なるため、人物等肝心の撮像対象からの入射光量は低く
抑えられることになり、その部分では暗くコントラスト
の無い画像しか得られない。これを避けるために、入射
光のうちメインの撮像対象があると思われる中心部のも
ののみを利用して測光し、絞り制御する方法も実現され
ており（中心測光）、メインの撮像対象が中心部にある
場合には該対象に関する限りコントラストは改善される
。しかし、この場合でも測光は中心部で行われるが光量
の制御はやはり撮像面全体に一律に行われるので、背景
の明るい部分はますます輝度が飽和して白抜けになった
り、ブルーミングをおこしたりする他、メインの撮像対
象が中心部にない場合には逆効果になることもある。 また、テレビ電話の場合のように対象物が動く場合にも
適用はむずかしい。

【０００８】本発明は上記欠点を除去するためになされ
たものであり、その目的は、逆光時のような照明環境が
悪い場合においても、背景の明るい部分で白抜けになっ
たり、主な被写体等の照度が低い部分がさらに極端に暗
くなったりすることも無く、全体的に適度なコントラス
トの画像を得ることのできる部分透過率可変絞り付き撮
像装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の部分透過率可変絞り付き撮像装置において
は、対象の光学像をフィルム像，印画紙像または電気信
号に変換する撮像装置において、対象を撮像する撮像部
と、該撮像部より光学的に対象側に位置し、その撮像部
への透過光量を部分領域毎に制御可能な部分透過率可変
絞りと、該部分透過率可変絞りを構成する各部分領域毎
の透過率を撮像部または撮像部相当の測光部からの前記
各部分領域への入射光量に対応した出力信号に基づき制
御する透過率制御部とを具備することを特徴としている
。

【００１０】

【作用】本発明の部分透過率可変絞り付き撮像装置では
、画素等撮像の部分領域毎の入射光量をもとに液晶パネ
ルのように部分領域毎に透過率を変化させることのでき
る部分透過率可変絞りを用いて、撮像の部分領域毎への
入射光量を制御する。これにより、例えば、逆光時のよ
うな照明環境が悪い場合においても、非常に明るい部分
での透過率を大幅に下げて入射光量を抑えたり、非常に
暗い部分での透過率を大きくしたりするなど、撮像の部
分領域毎に入射光量を調整し、全体として適度なコント
ラストの画像を得る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例を示す構成図
である。本実施例は、図５に対応してスティルビデオカ
メラに適用した場合を例にする。本実施例の構成におい
て、５１は対象の被写体であり、１１は被写体５１の光
学像を光電変換部１８の撮像面に結像させるための撮像
レンズ、１８はＣＣＤ等のように撮像素子の撮像面上の
光学像から各画素毎への入射光量に対応した電気信号に
変換し撮像信号３２を出力する光電変換部、２０は撮像
信号３２をメモリやディスク、ディスプレー等接続する
装置のインタフェースに合わせて出力するためのインタ
フェース制御部、２１は光電変換部１８からの撮像信号
３２をもとに撮像面上の各画素毎への入射光量に対応し
た輝度値を画素毎に記憶しておき、この輝度値を輝度値
に対応した透過率に変換して部分透過率可変絞り２２へ
透過率制御信号３３を出力する透過率制御部、２２は透
過率制御部２１からの透過率制御信号３３をもとに光電
変換部１８の撮像面上の各画素への入射光量を画素対応
の部分領域毎に制御する部分透過率可変絞り、３２は前
述したように光電変換部１８から出力される撮像面上の
各画素毎への入射光量に対応した撮像信号、３３は同じ
く前述した各画素への入射光の透過率を制御するための
透過率制御信号、４３はこれら全体を含む撮像装置であ
る。上記において、部分透過率可変絞り２２としては、
液晶パネルなどを用いることができる。

【００１３】以上のように構成した第１の実施例の動作
および作用を述べる。

【００１４】本実施例の動作は以下の通りである。シャ
ッタボタンを押すと、透過率制御部２１内の画素毎の輝
度値は一定（たとえばすべて０）にセットされ、従って
部分透過率可変絞り２２の各画素毎の透過率は同じ（た
とえばすべて１）にセットされる。撮像レンズ１１から
の入射光は光電変換部１８の撮像面上に結像し、光電変
換部１８は撮像素子の各画素毎への入射光量に対応した
撮像信号３２を出力する。ただし、この時の撮像信号３
２は他の接続装置には出力されないようにインタフェー
ス制御部２０で阻止され、透過率制御部２１へのみ出力
される。撮像信号３２は透過率制御部２１で各画素毎の
輝度値として記憶されると同時に、この輝度値は画素毎
の透過率を制御するための透過率制御信号３３に変換さ
れる。

【００１５】図２は、上記における輝度値（入射光量）
と透過率の変換則の例を示す図である。この例によれば
、輝度値の大きい画素に対しては透過率は小さく、輝度
値の小さい画素に対しては透過率は大きく変換される。 この変換則は予め透過率制御部２１に設定しておく。こ
のように調整された透過率制御信号３３を受けた部分透
過率可変絞り２２は、透過率制御信号３３に従って各画
素毎の透過率を制御し、画素単位の絞り機能を実現する
。すなわち入射光量が非常に多い画素には透過率を大幅
に低くし、入射光量が少ない画素には透過率を大きくす
るように動作させる。このような機能は、液晶パネルを
用いれば容易に実現できる。すなわち、表示用の液晶パ
ネルでは輝度の低い部分は透過率を低くし、輝度の高い
部分は透過率を高くすることにより明暗を表示している
のに対し、本発明の部分透過率絞りでは輝度値の大きい
画素に対しては透過率を低く、輝度値の小さい画素に対
しては透過率を高く制御することになるので、撮像信号
３２を図２のような特性で極性反転変換した信号を液晶
パネルに表示させればよいことになる。このようにして
、部分透過率可変絞り２２により画素毎の透過率が設定
された後に１フレームの画像を撮像し、この時の撮像信
号３２を最終画像としてインタフェース制御部２０を介
し他の接続装置にも出力する。

【００１６】以上のような透過率を部分毎に制御可能な
絞り２２を用いることにより、逆光のように明るい部分
の入射光量が極端に多い場合でも、その部分の透過率を
大幅に低く設定することにより撮像面への入射光量は適
量に抑えられ、同時に人物の顔等入射光量の少ない部分
の透過率を高く設定することにより入射光は減衰するこ
と無く撮像面に達するようにできるので、全体的に入射
光量は適量に調整され、コントラストのよい画像を得る
ことができる。ちなみに、透過率制御部２１に一定時間
の撮像信号を積分する機能をもたせ、その値に対応して
透過率制御信号３３を全画素同一の値に設定すれば、従
来の絞りと同じ役割を果たすこともできる。

【００１７】上記説明では部分透過率可変絞りのみを利
用しているが、図５に示すような従来の絞り機構との共
用形態も考えられる。すなわち、全体的に一律に入射光
量を制御するのには従来の絞り法で制御し、部分的に極
端に明暗のある部分は本発明の絞りで制御するような構
成である。例えば、図２において、図中のＩ１，Ｉ２の
ように動作バイアス点の制御には従来の絞りを用い、ダ
イナミックレンジの制御に本発明の部分透過率可変絞り
を利用するような場合である。

【００１８】以上で述べた第１の実施例の説明ではステ
ィルビデオカメラの例を示したが、本発明はフィルムま
たは印画紙に光学像を焼き付けるカメラの場合にも適用
可能である。図３は一般のカメラに適用した本発明の第
２の実施例を示す構成図であり、その撮像装置４４の基
本構成は図４と同じである。この第２の実施例は、図４
の従来例に比べて、測光部１６が全体の入射光量ではな
く各画素毎の入射光量を測定するために光電変換部１８
に置き換えられ、絞り動作機構１７が部分透過率可変絞
り２２を制御するために透過率制御部２１に置き換えら
れ、撮像面１５より光学的に対象側の位置に部分透過率
可変絞り２２が設けられた点が異なる。

【００１９】以上のような構成の第２の実施例において
、部分透過率可変絞り２２は、図４で説明した動作の過
程で、第１の実施例で述べたように光電変換部１８で測
定された撮像面上各点の入射光量に応じて各画素毎の透
過率を制御し、各画素毎に入射光量を適量に抑えること
ができ、本実施例も第１の実施例と同様に作用すること
ができる。

【００２０】なお、図１の説明ではスティルビデオカメ
ラの例を示したが、勿論、テレビ電話等の動画を対象と
した場合にも適用できる。ただし、動画の場合には対象
の移動に伴い画素毎の透過率を時々刻々変更する必要が
あるが、部分透過率可変絞りの透過率パタンと撮像面上
の対象の光学像とのズレをなくすために対象の動きに対
して十分早いフレーム周波数で測定（絞りは全画素とも
同一透過率）・撮像（部分透過率可変絞りを動作）を繰
り返す必要がある。すなわち、動きに対して十分に高速
でスティルビデオカメラの動作を連続して繰り返す必要
がある。また、これに同期してインタフェース制御部で
の撮像信号出力制御も阻止・通過を繰り返す必要がある
。その他、上記各実施例の透過率制御部に、予め撮像装
置固有の特性、例えば撮像素子のシェーディング特性や
画面の周辺部が暗くなるコサイン４乗則を加味して画素
毎の透過率を補正する機能を付加しておくことにより、
同時にこれらの画質劣化要因を除去することもできる。 このように本発明は、その主旨に沿って種々に応用され
、種々の実施態様を取り得るものである。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
部分透過率可変絞り付き撮像装置によれば、撮像面上各
点の入射光量に応じて入射光量を制御できるので、逆光
のように明るい部分の入射光量が極端に多い場合でも、
その部分の透過率を非常に低く設定することにより入光
量の少ない部分へ影響を与えること無く撮像面への入射
光量は適量に抑えられ、同時に人物の顔等入射光量の少
ない部分の透過率を高く設定することにより入射光は減
衰すること無く撮像面に達するようにでき、全体的に入
射光量を適量に調整して、コントラストのよい画像を得
ることができる利点がある。

【００２２】また、本発明の透過率制御部に、予め撮像
装置固有の特性、例えば撮像素子のシェーディング特性
や画面の周辺部が暗くなるコサイン４乗則を加味して画
素毎の透過率を補正する機能等の機能を付加しておくこ
とにより、同時にこれらの画質劣化要因を除去すること
もできる利点がある。

【００２３】さらに、従来の絞りの機能も兼ねることが
可能になり、メカニカルな動作機能の不要な絞りが実現
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図

【図２】上
記実施例における輝度値（入射光量）と透過率の変換則
の例を示す図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図

【図４】第
１の従来例を示すフィルムまたは印画紙に光学像を焼き
付けるカメラの構成図

【図５】第２の従来例を示すスティルビデオカメラやテ
レビ電話のように光学像の電気信号として取り出す電子
的な撮像面を持つ撮像装置の構成図

【符号の説明】

１１…撮像レンズ、１３…回転鏡、１４…シャッタ、１
５…撮像面、１８…光電変換部、２０…インタフェース
制御部、２１…透過率制御部、２２…部分透過率可変絞
り、３２…撮像信号、３３…透過率制御信号、４３，４
４…撮像装置、５１…被写体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　対象の光学像をフィルム像，印画紙像
   または電気信号に変換する撮像装置において、対象を撮
   像する撮像部と、該撮像部より光学的に対象側に位置し
   、その撮像部への透過光量を部分領域毎に制御可能な部
   分透過率可変絞りと、該部分透過率可変絞りを構成する
   各部分領域毎の透過率を撮像部または撮像部相当の測光
   部からの前記各部分領域への入射光量に対応した出力信
   号に基づき制御する透過率制御部とを具備することを特
   徴とする部分透過率可変絞り付き撮像装置。