JP2003344901A - Filter device and camera using the same, and luminance dimming method - Google Patents
- ️Wed Dec 03 2003
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影機器の光路上
に配され、被写体光の輝度を調光する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for adjusting the brightness of subject light which is arranged on the optical path of a photographing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、輝度レベルの差が激しい状況、例
えば太陽等の光源を背景にした主被写体（例えば、人
物）を撮影する場合、主被写体に露出をあわせるように
レンズの絞り（アイリス）を調整したり、ＮＤフィルタ
ーのような減光用の光学フィルターを装着して撮影を行
っていた。2. Description of the Related Art Conventionally, when a main subject (for example, a person) against a background of a light source such as the sun is photographed in a situation where there is a large difference in brightness level, a lens diaphragm (iris) is provided so that the main subject is exposed. Was adjusted, or an optical filter for dimming such as an ND filter was attached to shoot.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な撮影を臨機応変に行うためには、専門的な知識を必要
とした。By the way, in order to flexibly perform the above-mentioned photographing, specialized knowledge is required.
【０００４】また、ＮＤフィルターのような減光用の光
学フィルターを用いる場合、何種類にも及ぶ光学フィル
ターを常時携帯しなければならず、不便であるという課
題があった。さらに、撮影にあたっては、撮影状況に応
じて、光学フィルターを逐一交換しなければならず、そ
の交換作業が煩雑かつ面倒であるという課題があった。Further, when an optical filter for dimming such as an ND filter is used, it is inconvenient to carry many types of optical filters at all times. Further, in shooting, there is a problem in that the optical filter must be replaced every time depending on the shooting situation, and the replacement work is complicated and troublesome.
【０００５】また、動画の撮影においては、逐次撮影状
況が変化するので、ＮＤフィルターのような減光用の光
学フィルターを用いて撮影することはできなかった。Further, in the shooting of moving images, the shooting conditions change successively, so it has not been possible to shoot using an optical filter for light reduction such as an ND filter.
【０００６】そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明さ
れたものであって、その目的は、専門的な知識を不要と
し、また、光学フィルターを逐一交換する必要のない被
写体光の輝度を調光する技術を提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to adjust the brightness of subject light which does not require specialized knowledge and does not require replacement of optical filters one by one. It is to provide the technology to shine.
【０００７】上記目的を達成する第１の発明は、撮影機
器の光路上に配され、被写体光の輝度を調光するフィル
ター装置であって、単位セグメントごとに光透過率が変
化可能な空間光変調素子と、前記空間光変調素子を透過
した光を受光し、電気信号に変換する電荷結合素子と、
前記電荷結合素子から信号をうけ、被写体の輝度レベル
を検出する輝度レベル検出手段と、前記輝度レベル検出
手段で検出した輝度レベルに基づいて、前記空間光変調
素子の単位セグメントを制御して、前記空間光変調素子
の透過率を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。A first invention for achieving the above object is a filter device which is arranged on the optical path of a photographing device and which adjusts the brightness of subject light, and which is a spatial light whose light transmittance can be changed for each unit segment. A modulation element, a charge-coupled element that receives light transmitted through the spatial light modulation element and converts the light into an electric signal,
Brightness level detecting means for receiving a signal from the charge-coupled device and detecting a brightness level of an object, and controlling the unit segment of the spatial light modulator based on the brightness level detected by the brightness level detecting means, And a control unit for controlling the transmittance of the spatial light modulator.
【０００８】上記目的を達成する第２の発明は、上記第
１の発明において、空間光変調素子が液晶パネルである
ことを特徴とする。A second invention for achieving the above object is characterized in that, in the first invention, the spatial light modulator is a liquid crystal panel.
【０００９】上記目的を達成する第３の発明は、上記第
１、２の発明において、前記制御手段は、検出した平均
輝度レベル以上の輝度レベルの光を減衰させるよう、電
荷結合素子の単位セグメントの透過率を減少させるよう
に制御することを特徴とする。A third invention for achieving the above object is the unit segment of a charge-coupled device according to the first or second invention, wherein the control means attenuates light having a brightness level higher than the detected average brightness level. It is characterized by controlling so as to reduce the transmittance.
【００１０】上記目的を達成する第４の発明は、上記第
１、２、３のいずれか発明において、前記制御手段は、
輝度レベルが最も高い光の透過率が、０とはならないよ
うに前記単位セグメントの透過率を制御するように構成
されていることを特徴とする。A fourth invention for achieving the above object is any one of the first, second and third inventions, wherein the control means is
It is characterized in that the transmittance of the unit segment is controlled so that the transmittance of light having the highest brightness level does not become zero.
【００１１】上記目的を達成する第５の発明は、撮影機
器の光路上に配され、被写体光の輝度を調光するカメラ
であって、光を受光し、電気信号に変換する電荷結合素
子と、前記電荷結合素子の前段に設けられ、単位セグメ
ントごとに光透過率が変化可能な液晶パネルと、前記電
荷結合素子から信号をうけ、被写体の輝度レベルを検出
する輝度レベル検出手段と、前記輝度レベル検出手段で
検出した輝度レベルに基づいて、平均輝度レベル以上の
輝度レベルの光を受光した電荷結合素子に対応する前記
液晶パネルの単位セグメントの光透過率を、輝度レベル
に応じて減少させるように前記単位セグメントに印加す
る電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。A fifth aspect of the present invention which achieves the above object is a camera which is arranged on the optical path of a photographing device and which adjusts the brightness of subject light, and which comprises a charge-coupled device for receiving light and converting it into an electric signal. A liquid crystal panel which is provided in front of the charge-coupled device and whose light transmittance can be changed for each unit segment; brightness level detection means for receiving a signal from the charge-coupled device to detect a brightness level of a subject; Based on the brightness level detected by the level detection means, the light transmittance of the unit segment of the liquid crystal panel corresponding to the charge coupled device that has received the light of the brightness level equal to or higher than the average brightness level is decreased according to the brightness level. And control means for controlling the voltage applied to the unit segment.
【００１２】上記目的を達成する第６の発明は、上記第
５の発明において、前記制御手段は、最も高い輝度レベ
ルの光を受光した電荷結合素子に対応する前記液晶パネ
ルの単位セグメントの光透過率が、０とはならないよう
に前記単位セグメントに印加する電圧を制御するように
構成されていることを特徴とする。A sixth invention for attaining the above object is the same as the fifth invention, wherein the control means transmits the light of the unit segment of the liquid crystal panel corresponding to the charge coupled device receiving the light of the highest brightness level. The rate is configured to control the voltage applied to the unit segment so that the rate does not become zero.
【００１３】上記目的を達成する第７の発明は、被写体
光の輝度を調光する輝度調光方法であって、被写体から
の光を受光した電荷結合素子からの電気信号に基づい
て、被写体の輝度レベルを検出するステップと、前記検
出した輝度レベルに基づいて、前記電荷結合素子の前段
に配置された空間光変調素子の単位セグメントを制御し
て、前記空間光変調素子の透過率を制御するステップ
と、前記透過率が制御された空間光変調素子を透過した
光を、前記電荷結合素子で受光するステップとを有する
ことを特徴とする。A seventh invention for achieving the above object is a brightness dimming method for dimming the brightness of a subject light, which is based on an electric signal from a charge-coupled device receiving light from the subject. Detecting a brightness level, and controlling a unit segment of the spatial light modulator arranged in front of the charge-coupled device based on the detected brightness level to control the transmittance of the spatial light modulator. And a step of receiving the light transmitted through the spatial light modulator whose transmittance is controlled by the charge coupled device.
【００１４】上記目的を達成する第８の発明は、上記第
７の発明において、前記透過率を制御するステップは、
検出した平均輝度レベル以上の輝度レベルの光を減衰さ
せるよう、電荷結合素子の単位セグメントの透過率を減
少させるように制御することを特徴とする。An eighth invention to achieve the above object is the above-mentioned seventh invention, wherein the step of controlling the transmittance is
It is characterized in that the transmittance of the unit segment of the charge-coupled device is controlled so as to be attenuated so as to attenuate the light having a brightness level higher than the detected average brightness level.
【００１５】上記目的を達成する第９の発明は、上記第
７、８の発明において、前記透過率を制御するステップ
は、輝度レベルが最も高い光の光透過率が、０とはなら
ないように電荷結合素子の単位セグメントの透過率を制
御することを特徴とする。A ninth invention for attaining the above object is, in the seventh and eighth inventions, in the step of controlling the transmittance, the light transmittance of the light having the highest brightness level is not 0. It is characterized in that the transmittance of the unit segment of the charge coupled device is controlled.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described.
【００１７】尚、本実施の形態において、空間光変調素
子を液晶パネルを例にして、電荷結合素をＣＣＤパネル
を例にして説明する。In the present embodiment, the spatial light modulator will be described by taking a liquid crystal panel as an example, and the charge coupling element by a CCD panel as an example.
【００１８】図１は本発明の実施の形態を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【００１９】図１中、１はレンズであり、２はレンズ１
の後方に設けられた液晶パネルであり、３は液晶パネル
３を透過した光を受光するＣＣＤパネルであり、４は輝
度判定部であり、５は液晶パネル制御部である。In FIG. 1, 1 is a lens and 2 is a lens 1.
Is a liquid crystal panel provided at the rear of the liquid crystal panel, 3 is a CCD panel for receiving the light transmitted through the liquid crystal panel 3, 4 is a brightness determination unit, and 5 is a liquid crystal panel control unit.
【００２０】液晶パネル２は、ＣＣＤパネル３とほぼ同
様の大きさのものであり、個々に光透過率が変化可能な
単位セグメントがマトリクス状に配列されている。この
単位セグメントの各々は、ＣＣＤパネル３の各ＣＣＤ素
子に位置を合わせて配置されている。各単位セグメント
は印加される電圧によって、光の透過率が制御される。
この各単位セグメントに印加される電圧の制御は、液晶
パネル制御部５により行われる。The liquid crystal panel 2 has substantially the same size as the CCD panel 3, and unit segments whose light transmittances can be changed are arranged in a matrix. Each of the unit segments is arranged in alignment with each CCD element of the CCD panel 3. The light transmittance of each unit segment is controlled by the applied voltage.
The liquid crystal panel control unit 5 controls the voltage applied to each unit segment.
【００２１】ＣＣＤパネル３は、複数のＣＣＤ素子から
構成され、各ＣＣＤ素子は液晶パネル２を透過してきた
光を受光する。The CCD panel 3 is composed of a plurality of CCD elements, and each CCD element receives the light transmitted through the liquid crystal panel 2.
【００２２】輝度判定部４は、ＣＣＤパネル３から信号
に基づいて、被写体全体の輝度の検出・判定を行うもの
である。輝度の検出・判定は、被写体全体の輝度の平均
をスレシホールドのレベルとし、輝度レベルを判定す
る。図２は、輝度判定の一例を示した図である。この図
では、主被写体（人物）よりも背景の輝度が高い、すな
わち、逆光状態での撮影時の輝度状態を示したものであ
る。The brightness determination section 4 detects and determines the brightness of the entire subject based on the signal from the CCD panel 3. In the detection / judgment of brightness, the average brightness of the entire subject is used as the threshold level, and the brightness level is determined. FIG. 2 is a diagram showing an example of brightness determination. In this figure, the luminance of the background is higher than that of the main subject (person), that is, the luminance state at the time of shooting in the backlit state is shown.
【００２３】液晶パネル制御部５は、輝度判定部４の判
定に基づいて、液晶パネルに印加する電圧を制御する。
制御方法は、被写体全体の輝度の平均値をスレシホール
ドのレベルとし、このレベルよりも輝度レベルが低い部
分に対応する単位セグメント、すなわちスレシホールド
のレベルよりも低い輝度レベルを受光したＣＣＤ素子に
対応する液晶パネル２の単位セグメントには電圧を印加
せずに光の透過率を１００％とする。一方、スレシホー
ルドのレベルよりも高い輝度レベルについては、輝度レ
ベルに応じて単位セグメントに電圧を印加する。The liquid crystal panel control section 5 controls the voltage applied to the liquid crystal panel based on the judgment of the brightness judgment section 4.
The control method uses the average value of the luminance of the entire subject as a threshold level, and a CCD element that receives a unit segment corresponding to a portion whose luminance level is lower than this level, that is, a luminance level lower than the threshold level. The voltage is not applied to the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to, and the light transmittance is set to 100%. On the other hand, for a brightness level higher than the threshold level, a voltage is applied to the unit segment according to the brightness level.
【００２４】この印加のレベルは、スレシホールドレベ
ルの輝度レベルを受光したＣＣＤ素子に対応する液晶パ
ネル２の単位セグメントには、完全に光が遮断される電
圧に対して４０％〜５０％の電圧を印加するようにす
る。また、最も輝度レベルが高いものについても、１０
０％の電圧（完全に光が遮断される電圧）を印加する
と、光が遮断されてしまい撮像することができないの
で、８０％程度の印加に留める。The level of this application is 40% to 50% with respect to the voltage at which light is completely cut off in the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to the CCD element which has received the brightness level of the threshold level. Apply voltage. Also, for the highest brightness level, 10
When a voltage of 0% (a voltage at which light is completely cut off) is applied, the light is cut off and an image cannot be picked up.
【００２５】従って、スレシホールドレベルよりも輝度
レベルが高い場合の単位セグメントの電圧印加について
は、スレシホールドレベルの輝度レベルを受光したＣＣ
Ｄ素子に対応する液晶パネル２の単位セグメントに印加
する電圧を、４０％〜５０％の電圧の中から決定してそ
れを基準値とし、最も高い輝度レベルを受光したＣＣＤ
素子に対応する液晶パネル２の単位セグメントに印加す
る電圧を、８０％以下にする。Therefore, when the voltage of the unit segment is applied when the brightness level is higher than the threshold level, the CC receiving the brightness level of the threshold level is received.
The CCD that receives the highest luminance level by determining the voltage to be applied to the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to the D element from the voltage of 40% to 50% and using it as the reference value.
The voltage applied to the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to the device is set to 80% or less.
【００２６】例えば、スレシホールドレベルの輝度レベ
ルを受光したＣＣＤ素子に対応する液晶パネル２の単位
セグメントに印加する電圧を、完全に光が遮断される電
圧の４５％として決定し、最も高い輝度レベルを受光し
たＣＣＤ素子に対応する液晶パネル２の単位セグメント
に印加する電圧を、７５％にし、この範囲で輝度レベル
に応じて単位セグメントに印加する電圧を決定する。図
３は、上述した例の単位セグメントに印加する電圧を示
したグラフである。For example, the voltage applied to the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to the CCD element which has received the brightness level of the threshold level is determined as 45% of the voltage at which the light is completely cut off, and the highest brightness is obtained. The voltage applied to the unit segment of the liquid crystal panel 2 corresponding to the CCD element receiving the level is set to 75%, and the voltage applied to the unit segment is determined in this range according to the brightness level. FIG. 3 is a graph showing the voltage applied to the unit segment of the above-mentioned example.
【００２７】このようにして液晶パネル２の各単位セグ
メントに印加する電圧を制御する。In this way, the voltage applied to each unit segment of the liquid crystal panel 2 is controlled.
【００２８】次に上述の構成における動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.
【００２９】図４は動作を示す動作フローチャートであ
る。FIG. 4 is an operation flowchart showing the operation.
【００３０】まず、カメラボディの主電源が投入される
と（Ｓｔｅｐ １００）、液晶パネル２を透過してきた
光がＣＣＤパネル３で受光される（Ｓｔｅｐ １０
１）。受光された光は電気信号に変換されて（Ｓｔｅｐ
１０２）、輝度判定部４に供給される（Ｓｔｅｐ １
０３）。First, when the main power source of the camera body is turned on (Step 100), the light transmitted through the liquid crystal panel 2 is received by the CCD panel 3 (Step 10).
1). The received light is converted into an electric signal (Step)
102) and is supplied to the brightness determination unit 4 (Step 1
03).
【００３１】輝度判定部４では、ＣＣＤパネル３から供
給された電気信号に基づいて、ＣＣＤパネル３の各ＣＣ
Ｄ素子が受光した光の輝度レベルを判定する（Ｓｔｅｐ
１０４）。そして、各ＣＣＤ素子が受光した光の輝度
レベルを、液晶パネル制御部５に供給する（Ｓｔｅｐ
１０５）。In the brightness determining section 4, each CC of the CCD panel 3 is detected based on the electric signal supplied from the CCD panel 3.
Determine the brightness level of the light received by the D element (Step
104). Then, the brightness level of the light received by each CCD element is supplied to the liquid crystal panel control unit 5 (Step).
105).
【００３２】液晶パネル制御部５は、輝度判定部４の判
定に基づいて、液晶パネル２の各単位セグメントに印加
する電圧を決定し（Ｓｔｅｐ １０６）、この電圧を各
単位セグメントに印加する（Ｓｔｅｐ １０７）。The liquid crystal panel control unit 5 determines the voltage to be applied to each unit segment of the liquid crystal panel 2 based on the judgment of the brightness judgment unit 4 (Step 106), and applies this voltage to each unit segment (Step). 107).
【００３３】液晶パネル２の各単位セグメントでは電圧
が印加されることにより、各単位セグメントの光透過率
が変化する（Ｓｔｅｐ １０８）。When a voltage is applied to each unit segment of the liquid crystal panel 2, the light transmittance of each unit segment changes (Step 108).
【００３４】そして、光透過率が調整された液晶パネル
２を透過した光がＣＣＤパネル３で受光される（Ｓｔｅ
ｐ １０９）。Then, the light transmitted through the liquid crystal panel 2 whose light transmittance is adjusted is received by the CCD panel 3 (Step).
p 109).
【００３５】これにより、逆光状態の撮影のような輝度
レベルの高低が激しいものであっても、主被写体が暗く
撮影されることがなくなる。This prevents the main subject from being shot dark even when the brightness level is extremely high or low, such as when shooting in a backlit state.
【００３６】尚、本実施の形態では、液晶の印加する電
圧を輝度レベルに応じて決定したが、各ＣＣＤ素子の輝
度レベルを複数の段階、例えば４段階に分け、この段階
に応じて光の透過率を、例えば０％，２５％，５０％，
７５％，１００％になるようにすることもできる。In the present embodiment, the voltage applied to the liquid crystal is determined according to the brightness level, but the brightness level of each CCD element is divided into a plurality of steps, for example, four steps, and the light level is changed according to this step. The transmittance is, for example, 0%, 25%, 50%,
It may be 75% or 100%.
【００３７】また、上述の実施の形態では、レンズ１の
後段に液晶パネル２を配置したが、これに限定されるも
のでなく、例えば、レンズ１の前段に液晶パネル２を配
置しても良い。In the above-described embodiment, the liquid crystal panel 2 is arranged at the rear stage of the lens 1, but the present invention is not limited to this. For example, the liquid crystal panel 2 may be arranged at the front stage of the lens 1. .
【００３８】また、上述の実施の形態では、静止画カメ
ラを例にして説明したが、これに限定されるものでな
く、動画用カメラにも応用することができる。Further, in the above-described embodiment, the still image camera has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a moving image camera.
【００３９】さらに、空間光変調素子の例として液晶を
用いたが、これに限定されるものではなく、光透過率を
制御可能なものであればよい。例えば、エレクトロクロ
ミック素子などを使用してもよい。Further, although the liquid crystal is used as an example of the spatial light modulator, the spatial light modulator is not limited to this, and any device capable of controlling the light transmittance may be used. For example, an electrochromic device or the like may be used.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、専門的な知識を不要と
し、また、光学フィルターを用いずに被写体光の輝度を
調光することができるという優れた効果を奏する。According to the present invention, it is possible to obtain the excellent effects that the specialized knowledge is not required and the brightness of the subject light can be adjusted without using the optical filter.
【図１】図１は本発明の実施の形態を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図２は本発明の実施の形態を説明する為の図で
ある。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図３】図３は本発明の実施の形態を説明する為の図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図４】図４は本発明の実施の形態の動作を示すフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
１ レンズ ２ 液晶パネル ３ ＣＣＤパネル ４ 輝度判定部 ５ 液晶パネル制御部 1 lens 2 LCD panel 3 CCD panel 4 Brightness determination section 5 LCD panel controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/238 Ｈ０４Ｎ 5/238 Ｚ Ｆターム(参考） 2H002 CC21 DB02 DB24 HA11 2H083 AA05 AA15 AA26 AA53 2H088 EA37 EA38 HA06 MA01 MA20 2H093 NC49 NC54 NC73 ND01 ND07 ND60 NG20 5C022 AB13 AC42 AC55 AC69 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04N 5/238 H04N 5/238 ZF term (reference) 2H002 CC21 DB02 DB24 HA11 2H083 AA05 AA15 AA26 AA53 2H088 EA37 EA38 HA06 MA01 MA20 2H093 NC49 NC54 NC73 ND01 ND07 ND60 NG20 5C022 AB13 AC42 AC55 AC69