(57)【要約】【課題】  偏光フィルタを自動的に調整することができる。【解決手段】  複数のレンズ１１ｂを有するレンズブロック１１と、レンズブロック１１からの入射光が結像される撮像素子１２と、撮像素子１２より手前の光路上に配設される偏向フィルタ２１と、偏光フィルタ２１を回転させる回転部１５と、撮像素子１２で撮像した画像データの輝度信号が小さくなるように回転部１５を制御する偏光制御部２７とを備え、偏光フィルタ２１の回転角に関連づけて輝度信号を記憶し、輝度信号の最も小さい回転角で偏光フィルタ２１を調整する。【選択図】  図１
2006208714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを有するレンズブロックと、
上記レンズブロックからの入射光が結像される撮像素子と、
上記撮像素子より手前の光路上に配設される偏向フィルタと、
上記偏光フィルタを回転させる回転手段と、
上記撮像素子で撮像した画像データの輝度信号が小さくなるように上記回転手段を制御する偏光制御手段とを備える撮像装置。
【請求項２】
更に、上記偏向フィルタを光路上に移動させる移動手段を備える請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
上記レンズブロックは、フォーカスレンズを含むと共に、上記装置は、上記フォーカスレンズを移動制御するフォーカス制御手段を備え、
上記フォーカス制御手段は、上記偏光制御手段による偏光制御が行われた後に、フォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向フィルタを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショーウィンドウや水面、屋内からの夜景等を撮影する場合、ガラスや水面で手前にある光が反射してしまい、奥の被写体をきれいに撮影することができない場合が多い。また、空の青さなど本来の色を鮮明に撮影したい場合にも、光の乱反射による色の霞を取り除く必要がある。このような場合には、従来、フード等を用いて、反射しそうな光がガラス面に映らないようにする方法や、外付けの偏光フィルタをレンズに取り付けて、反射光を遮断する方法等がある。
【０００３】
しかしながら、フードを用いるには、カメラと反射する面とが近くにあり、フードが反射領域全体を覆う必要があり、更に、フード等の道具を持ち歩かなければならない。また、偏光フィルタを用いる場合には、通常のカメラに加えて偏光フィルタを用意する必要があり、必要なときだけ装着しなくてはならない。また、撮像装置が、外付けのレンズを装着できるようなタイプでなくてはならなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射の影響を少なくして被写体を撮像することができる撮像装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、偏光フィルタを自動的に調整することができるようにし、利便性の向上を図ることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、複数のレンズを有するレンズブロックと、上記レンズブロックからの入射光が結像される撮像素子と、上記撮像素子より手前の光路上に配設される偏向フィルタと、上記偏光フィルタを回転させる回転手段と、上記撮像素子で撮像した画像データの輝度信号が小さくなるように上記回転手段を制御する偏光制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像素子で撮像した画像データの輝度信号が小さくなるように回転手段を制御するので、例えば、ショーウィンドウや水面、ガラス張りの額等の反射光を自動的に除去又は低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用したディジタルスチルカメラについて図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明を適用したディジタルスチルカメラ１は、複数のレンズ群を鏡筒内に配設したレンズユニット１１と、レンズユニット１１で集光された光を光電変換する撮像素子１２と、撮像素子１２からの撮像信号を信号処理する撮像信号処理部１３と、撮像信号処理部１３からの出力を画像処理する画像処理部１４と、全体の動作を制御する制御部１５とを備える。
【００１１】
レンズユニット１１は、鏡筒１１ａ内に、ズームレンズ、フォーカスレンズ等の複数のレンズ１１ｂが光軸を一致させて配設されている。ここで、フォーカスレンズ１１ｃは、複数のギヤや駆動モータで構成されたフォーカス制御部１１ｄによって光軸方向に変位される。そして、レンズユニット１１は、入射した撮像対象となる被写体像光を撮像素子１２の受光面上に結像させる。
【００１２】
撮像素子１２は、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子である。撮像素子１２は、受光面にマトリクス状に配置された単位画素を有しており、各単位画素が照射された光を光電変換する。撮像素子３は、マトリクス状に配置された単位画素をスキャンして電気信号を読み出すことにより、撮像信号を出力する。撮像素子３により読み出された撮像信号は、撮像信号処理部１３に供給される。
【００１３】
撮像信号処理部１３は、撮像素子３から出力された撮像信号に対してクランプや増幅処理等のアナログ処理を行い、Ａ／Ｄ変換を行ってディジタル化し、輝度信号と赤、青の色差信号を画像データとして、画像処理部１４に出力する。
【００１４】
画像処理部１４は、ディジタルスチルカメラ１に内蔵された内部メモリ１６やディジタルスチルカメラ１に対して着脱可能な外部メモリ１７に画像データを保存するために、所定のファイル形式に画像データを変換する。例えば、画像処理部１４は、画像データを、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ等の形式に変換する。
【００１５】
制御部１５は、ディジタルスチルカメラ１の全体の動作を制御する制御プログラムが格納されたＲＯＭやプログラムに基づいて演算する演算部等を有しており、ユーザの操作に応じて全体を制御する。
【００１６】
内部メモリ１６は、例えば半導体メモリであり、撮像した画像データが保存される。また、外部メモリ１７は、ディジタルスチルカメラ１に対して着脱可能なメモリカード、ディスクカートリッジ、光ディスク等であり、撮像した画像データが保存される。
【００１７】
ディジタルスチルカメラ１には、更に、ユーザが操作する操作部１８と表示部１９が設けられている。操作部１８は、複数の押し釦等で構成されており、発生した操作信号を制御部１５に入力する。操作部１８としては、例えばシャッタ釦がある。シャッタ釦は、例えば２段押圧スイッチであり、１段目、すなわち半押し状態で長押しされた際、自動フォーカス制御を行い、２段目、すなわち最後まで押し込まれたとき、シャッタを切る。また、このディジタルスチルカメラ１には、偏向フィルタが備え付けられており、偏光フィルタを使用、非使用の選択等を行うための偏光制御釦がある。例えば、ディジタルスチルカメラ１では、偏光制御釦が押されると、通常撮影モードから偏光フィルタを使用するショーウィンドウモードとなる。
【００１８】
表示部１９は、薄型の表示パネルであり、液晶表示パネル、有機ＥＬパネル等である。この表示部１９には、撮像素子１２が撮影している被写体像を表示し、ファインダとして機能する。
【００１９】
ところで、ディジタルスチルカメラ１のレンズユニット１１を構成する鏡筒１１ａ内には、偏光フィルタ２１が配設されている。この偏光フィルタ２１は、図２に示すように、光の表面反射を除去又は低減するものであり、自然光Ｎを透過し、ショーウィンドウや水面、ガラス張りの額等の反射光Ｒを除去又は低減する。具体的に、図３に示すように、偏光フィルタ２１は、反射光の振動方向に対して偏光フィルタ２１を１８０°回転する間に、透過率の極小値と極大値、すなわち輝度信号の最大値と最小値をとる。
【００２０】
以上のような偏光フィルタ２１の駆動機構２２は、偏光フィルタ２１が取り付けられる取付板２３を有する。この取付板２３には、回転板２４を介して偏光フィルタ２１が取り付けられている。この回転体２４は、駆動モータを駆動源とする回転部２５により回転され、回転板２４に取り付けられた偏光フィルタ２１を鏡筒１１ａ内において回転する。図４（Ｂ）に示すように、偏光フィルタ２１は、その偏光方向と反射光の振動の向きとが同じとき、反射光をそのまま透過し、図４（Ｃ）に示すように、その偏光方向と反射光の振動の向きとが直交するとき、反射光を遮断する。撮像素子１２は、図４（Ｃ）に示すように、反射光が遮断されたとき、反射光の影響を受けない被写体像を取り込むことができる。回転部２５は、反射光を除去又は低減できるように、偏光フィルタ２１が鏡筒１１ａ内にあるとき、偏光フィルタ２１を回転し、反射光の透過の度合いを調整する。
【００２１】
また、偏光フィルタ２１が取り付けられた取付板２３は、図１に示すように、移動部２６によって、鏡筒１１ａ内を出没するように移動される。この移動部２６は、取付板２３の鏡筒１１ａの光軸と直交する側縁部に設けられたギヤ部２６ａに、駆動モータの出力軸に取り付けられた駆動ギヤ２６ｂを噛合させることによって、取付板２３が光軸に対して直交する方向に移動し、鏡筒１１ａ内を出没するようにしている。すなわち、この移動部２６は、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、偏光フィルタ２１を使用するとき、図４（Ａ）に示すように、鏡筒１１ａ内に進入させ、非使用時、鏡筒１１ａ内から待避させるようにしている。
【００２２】
以上のように、偏光フィルタ２１の駆動機構２２は、鏡筒１１ａ内の偏光フィルタ２１を回転させる回転部２５と偏光フィルタ２１を鏡筒１１ａ内に出没させる移動部２６とを備えており、これら回転部２５と移動部２６とは、偏光制御部２７により制御される。この偏光制御部２７は、偏光フィルタ２１を使用するショーウィンドウモードがユーザにより選択されたとき、移動部２６を駆動し、取付板２３に取り付けられた偏光フィルタ２１を鏡筒１１ａ内に進入させ、偏光フィルタ２１を使用するショーウィンドウモードが解除されたとき、鏡筒１１ａ内から偏光フィルタ２１を待避させるように移動部２６を駆動する。
【００２３】
また、この偏光制御部２７は、撮像信号処理部１３で生成された輝度信号を用いて反射光の光量を検出し、偏光フィルタ２１の回転量を調整する。例えば、偏光制御部２７では、偏光フィルタ２１を回転し、偏光フィルタ２１の回転角に応じた輝度信号を検出し、輝度信号の最も小さい回転角で偏光フィルタ２１を停止するようにする。
【００２４】
次に、以上のように構成されたディジタルスチルカメラ１が偏光フィルタ２１を用いて被写体像を撮像する一連の手順について、図５を参照して説明する。
【００２５】
ステップＳ１において、制御部１５は、操作部１８を構成する偏光制御釦が押されたかどうかを判断し、偏光制御釦が押されたとき、通常撮影モードから偏光フィルタ２１を用いて撮影するショーウィンドウモードに切り換える。なお、このショーウィンドウモードへの切り換えは、操作部１８を構成するダイヤルや表示部１９をタッチパネルで構成し、この表示操作されたメニュー操作で行ってもよい。
【００２６】
ステップＳ２において、制御部１５は、偏光制御部２７を介して移動部２６を駆動し、取付板２３に取り付けられている偏光フィルタ２１を鏡筒１１ａ内に進入させる。これにより、ディジタルスチルカメラ１は、いつでも偏光フィルタ２１を用いて撮影を行う待機状態となる。なお、偏光フィルタ２１は、手動で光路上に挿入するようにしても良い。
【００２７】
ステップＳ３において、制御部１５は、操作部１８を構成するシャッタ釦が半押しされたかを判断し、半押しされたとき、ステップＳ４に進む。シャッタ釦が半押しされると、ステップＳ４において、制御部１５からのコマンドに応じて、偏光制御部２７は、回転部２５を駆動し、取付板２３の回転板２４を回転し、偏光フィルタ２１を回転する。このとき、偏光制御部２７は、偏光フィルタ２１の回転角に対応させて、そのときの撮像信号処理部１３で生成された輝度信号を検出する。例えば、偏光制御部２７は、所定角度ずつ偏光フィルタ２１を回転し、その回転角のときの輝度信号を検出する。
【００２８】
なお、この偏光フィルタ２１の回転時においては、絞りを固定するようにしても良い。また、偏光フィルタ２１は、一方向だけに回転するものであっても良いが、輝度信号の極小値を最短で検出することができるように、両方向に回転しても良い。
【００２９】
ステップＳ５において、制御部１５は、偏光フィルタ２１を所定量回転したかどうかを判断する。具体的に、偏光フィルタ２１は、少なくとも１８０°回転される。これは、図３に示したように、偏光フィルタ２１を少なくとも１８０°回転させれば、透過率、すなわち輝度信号の最大値と最小値を検出することができるからである。また、偏光フィルタ２１を両方向に回転させる場合、ステップＳ４及びステップＳ５において、図３に示したように、透過率が最小となる角度が１８０°の範囲で一点となることから、透過率が減少する方向に偏光フィルタ２１を回転させることによって、偏光フィルタ２１を１８０°回転させることなく輝度信号が最小となる回転角を求めるようにしても良い。
【００３０】
ステップＳ６において、制御部１５は、ステップＳ４、ステップＳ５で検出した中で最も輝度信号が小さいときの偏光フィルタ２１の回転角をメモリに格納し、メモリに格納した回転角で偏光フィルタ２１の回転を停止する。または、ステップＳ４において、最も輝度信号が小さいときの輝度信号値と偏光フィルタ２１の回転角をメモリに格納し、ステップＳ６において、偏光フィルタ２１をその回転角に停止させる。
【００３１】
ステップＳ７において、制御部１５は、偏光フィルタ２１の回転調整が完了した状態で、フォーカス制御部１１ｄを介して、フォーカスレンズ１１ｃを駆動変位してフォーカス制御を行う。この後、制御部１５は、ステップＳ８において、操作部１８を構成するシャッタ釦が最後まで押されたとき、そのときの画像データを撮像し、内部メモリ１６及び／又は外部メモリ１７に保存する。
【００３２】
以上のようなディジタルスチルカメラ１では、偏光フィルタ２１を備え付けとしたので、従来のように偏光フィルタ２１を持ち歩くといったことを無くすことができ、利便性の向上を図ることができる。更に、このディジタルスチルカメラ１では、通常撮影モードから偏光フィルタ２１を用いて撮影するショーウィンドウモードに切り換えられたとき、偏光フィルタ２１を回転させて最も輝度信号の小さい回転角で偏光フィルタ２１を停止させ、この状態で撮影を行うようにしたので、ユーザに偏光フィルタ２１の回転調整を行わせることなく、すなわちユーザの手を煩わせることなくショーウィンドウや水面、ガラス張りの額等の反射光を除去又は低減して撮影を行うことができる。また、ディジタルスチルカメラ１では、フォーカス制御に先立って偏光制御を行うようにしている。これにより、反射がある場合と無い場合とで、フォーカスが合う位置が異なることがあるが、反射成分が除去又は低減された状態でフォーカス制御を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明の他の例として、自動的に、光路上に偏光フィルタ２１を挿入し、偏光フィルタ２１の回転角を調整して被写体像を撮像する一連の手順について、図６を参照して説明する。すなわち、ここで説明する処理は、ショーウィンドウモードを選択するまでもなく通常撮影モードにおいて、被写体像を撮像する一連の操作の中でディジタルスチルカメラ１が偏光フィルタ２１の必要性の有無を判断し、偏光フィルタ２１が必要なとき、最適な回転角に偏光フィルタ２１を調整するものである。
【００３４】
具体的に、ステップＳ１１において、制御部１５は、操作部１８を構成するシャッタ釦が半押しされたかを判断し、半押しされたとき、ステップＳ１２に進む。制御部１５は、ステップＳ１２において、撮像信号処理部１３で生成された輝度信号が所定数以上の画素において輝度信号が所定値以上であるかを判断する。ここで、輝度信号の所定値は、偏光フィルタ２１で除去又は低減すべき反射成分に対応した輝度値であり、制御部１５は、所定数の画素以上において、輝度信号が所定値以上であると判断することによって、被写体像を撮像する際に偏光フィルタ２１が必要であると判断することができる。また、制御部１５は、輝度信号が所定値以上でないとき、偏光フィルタ２１を必要としないため、ステップＳ１５に進み、フォーカス制御を行う。
【００３５】
制御部１５は、輝度信号が所定値以上のとき、ステップＳ１３において、偏光制御部２７を介して移動部２６を駆動し、取付板２３に取り付けられている偏光フィルタ２１を鏡筒１１ａ内に進入させる。ステップＳ１４において、制御部１５からのコマンドに応じて、偏光制御部２７は、回転部２５を駆動し、取付板２３の回転板２４を回転し、偏光フィルタ２１を回転する。このとき、偏光制御部２７は、偏光フィルタ２１の回転角に対応させて、そのときの撮像信号処理部１３で生成された輝度信号を検出し、輝度信号の最小値の時の偏光フィルタ２１の回転角をメモリに記憶する。例えば、偏光制御部２７は、所定角度ずつ偏光フィルタ２１を回転し、その回転角のときの輝度信号を検出し、輝度信号の最小値の時の偏光フィルタ２１の回転角をメモリに記憶する。そして、偏光制御部２７は、メモリに格納した輝度信号か最小値のときの回転角で偏光フィルタ２１の回転を停止する。なお、偏光フィルタ２１は、一方向だけに回転するものであっても良いが、輝度信号の最小値を最短で検出することができるように、両方向に回転しても良い。
【００３６】
ステップＳ１５において、制御部１５は、偏光フィルタ２１の回転調整が完了した状態で、フォーカス制御部１１ｄを介して、フォーカスレンズ１１ｃを駆動変位してフォーカス制御を行う。この後、制御部１５は、ステップＳ１６において、操作部１８を構成するシャッタ釦が最後まで押されたとき、そのときの画像データを撮像し、内部メモリ１６及び／又は外部メモリ１７に保存する。
【００３７】
以上のような処理では、偏光フィルタ２１の必要性を、所定数以上の画素において輝度信号が所定値以上であるかによって、判断することができ、これにより、偏光フィルタ２１の必要性の判断をユーザが行う必要が無くなり、この点で、図５に示した例より更に利便性の向上を図ることができる。また、この処理では、フォーカス制御に先立って偏光制御を行うようにしている。これにより、反射がある場合と無い場合とで、フォーカスが合う位置が異なることがあるが、反射成分が除去又は低減された状態でフォーカス制御を行うことができる。
【００３８】
なお、フォーカス制御を行う場合には、図５及び図６に示す例の他に、フォーカス制御を行った後、偏光制御を行い、偏光制御の後、再度、フォーカス制御を行うようにしても良い。また、所定時間偏光フィルタ２１を回転し、所定時間内において輝度信号の最小値を検出し、その最小値の回転角で偏光フィルタの回転を停止するようにしても良い。これにより、所定時間内における反射成分を考慮して偏光フィルタ２１を最適な回転角にすることができる。更に、以上説明したディジタルスチルカメラ１の例では、偏光フィルタ２１の取付位置を、最も外側に配置するようにしたが、偏光フィルタ２１を挿入する位置は、これに限定されるものではなく、レンズ群１１ｂの中途部に挿入するようにしても良い。更に、本発明を適用する撮像装置としては、ディジタルスチルカメラの他、ディジタルビデオカメラであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したディジタルスチルカメラのブロック図である。
【図２】偏光フィルタの機能を説明する図である。
【図３】位相と透過率との関係を示す図である。
【図４】偏光フィルタの機能を説明する図である。
【図５】ディジタルスチルカメラの処理を示すフローチャートである。
【図６】ディジタルスチルカメラの処理の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ディジタルスチルカメラ、１１  レンズユニット、１２  撮像素子、２１  偏光フィルタ、２２  駆動機構、２３  取付板、２４  回転板、２５  回転部、２６  移動部、２７  偏光制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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