JPH05292387A

JPH05292387A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH05292387A
Application number: JP4087148A
Authority: JP
Inventors: Iwao Furuyama; 伊和夫古山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶パネルにより逆光補正を行なう。【構成】輝度信号処理回路から得られたＹ信号を反転
回路１１で反転し液晶パネル駆動回路１３を介して液晶
パネル３に制御信号を送る。液晶パネルの明るい部分は
反転されたＹ信号による制御信号によって暗くされるか
ら逆光補正が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置の入射光量の
制御に関し、特に逆光時の撮影における逆光補正に適し
た撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に被写体を逆光にして撮影する場
合、この逆光で被写体が暗くなる、いわゆる黒く沈むた
め、人物などは顔の表情がわからなくなってしまう。こ
のため撮像装置には逆光補正装置が設けられ、また補正
方法も種々の提案がなされている。

【０００３】補正方法の中には液晶パネルを使用するも
のがあり、その一例として特開平３−７０２７４に開示
されたものがある。図１０はそのブロック図である。

【０００４】図１０において、被写体３１から反射され
た光はレンズ系３２に入射され集光されて、液晶パネル
３３を通過し撮像素子であるＣＣＤ３４に結像される。
結像された像は、光電変換され読出され信号処理回路３
５にて映像信号に変換され、輝度レベル検出回路３６に
供給される。輝度レベル検出回路３６は、選択回路３
７，Ａ／Ｄ変換器Ｐ₁〜Ｐ₂₅，ディジタル積分器Ｑ₁〜
Ｑ₂₅等により構成されている。選択回路３７は撮像画面
を複数の領域に分割し、この各領域内での映像信号を抜
取り後段のＡ／Ｄ変換器Ｐ₁〜Ｐ₂₅に出力する。Ａ／Ｄ
変換器Ｐ₁〜Ｐ₂₅にはそれぞれ各領域内の映像出力が供
給され、供給された映像信号はＡ／Ｄ変換される。この
Ａ／Ｄ変換値がディジタル積分器Ｑ₁〜Ｑ₂₅にて１フィ
ールドにわたって積算され、各領域内の映像信号の１フ
ィールド分がディジタル積分される。この積分値は各領
域の輝度レベルとして制御信号作成回路３８に出力され
る。制御信号作成回路３８は、各領域の輝度レベルに基
づいて液晶パネル３３の各画素の光透過率を制御する液
晶パネル制御信号を、液晶パネル駆動回路３９に出力す
る。

【０００５】なお、液晶パネル３３は複数の画素にて構
成され、これらの画素の所定の数の集合体を１つのブロ
ックとして、前記撮像画面の１つの領域に対応させてい
る。前記の液晶パネル制御信号は、同一ブロック内に存
在する複数の画素についてはすべて同一の光透過率とな
る制御信号である。液晶パネル駆動回路３９は前記の液
晶パネル制御信号を受け、各画素に対して、その制御信
号にて指定される光透過率を実現する駆動信号を、液晶
パネル３３に供給する。

【０００６】次に、液晶パネル３３による具体的な光量
調整動作を説明する。逆光状態の撮影時、すなわち高輝
度部である太陽Ｓが撮像画面の各領域におけるある１つ
の領域たとえばＡに入り込んだ場合、その領域Ａの輝度
レベルは著しく高く、次いでその周囲の隣接する領域Ｂ
の輝度レベルが比較的高くなる。そこで、その領域Ａに
対応する液晶パネルにおけるブロックの光透過率を極端
に小さくし、周辺の領域Ｂにおける光透過率を若干小さ
くし、その他の領域に対応するブロックの光透過率を大
きく維持するような液晶パネル制御信号が、制御信号作
成回路３８から出力され、この制御信号に基づいて液晶
パネル３３が駆動され、太陽からの入射光量の多い部分
の光透過率が抑えられ、主要被写体３１にとっての逆光
補正が出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の技術によ
れば、撮像素子画面における部分的なある領域の逆光補
正が可能となる。しかしながら、輝度レベル検出回路お
よび制御信号作成回路が必要となり、回路規模が大きく
なるとともに、高価なＡ／Ｄ変換器等が必要である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、被写
体からの反射光を集光し被写体の光学像を撮像素子上に
結像させるレンズ系と撮像素子との間に液晶パネルを設
け、撮像素子出力の電気信号より作成された輝度信号を
輝度反転する反転回路からの出力によって、液晶パネル
の透過率を、逆光を補正するように制御する手段を設け
た。

【０００９】

【作用】液晶パネルには反転回路によって輝度信号を反
転した白黒反転画像が映し出される。したがって、逆光
状態撮影時における異常に高い輝度部分が、液晶パネル
では暗い画像として映し出されるため、その部分の光透
過率が小さくなるため、逆光補正がなされる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。

【００１１】図１において１はレンズ系、２はアイリ
ス、４は撮像素子であるＣＣＤ、５はＣＤＳ回路（相関
二重サンプリング）、６はＡＧＣ回路、７は輝度信号処
理回路、８は色信号処理回路、９は混合回路、１０はア
イリス制御回路であり、これまでは従来一般に用いられ
ている撮像装置の構成である。

【００１２】図１の実施例では前記の従来の構成のＣＣ
Ｄ４の前方にノーマリホワイト方式の液晶パネル３、液
晶パネル３の制御のために逆光補正スイッチ１４によっ
て動作する切換スイッチ１２、これにより駆動される反
転回路１１、液晶パネル駆動回路１３を設けてある。切
換スイッチ１２を閉じることによりＹ信号は反転回路１
１に供給される。

【００１３】なお、液晶パネル３はパネルの構造によ
り、ノーマリホワイト方式、ノーマリブラック方式の２
つの方式に分けられ、ノーマリホワイト方式の液晶パネ
ルを用いる場合は図１に示されるようになる。

【００１４】図２は、ノーマリブラック方式の液晶パネ
ルを用いた場合のブロック図であり、後述のように高輝
度信号発生回路１５が必要となる。そして、反転回路１
１と液晶パネル駆動回路１３との間に切換スイッチ１２
が設けられ、切換スイッチ１２により反転回路１１と高
輝度信号発生回路１５とが切換えられる。

【００１５】まず始めに逆光補正が行なわれない通常撮
影時の動作を説明する。図１において、図示されない被
写体からの反射光は、レンズ系１によって撮像装置内に
取込まれ、取込まれた光はアイリス２の開口部を通過す
る。このとき、操作部に設けられている逆光補正スイッ
チ１４は操作されておらず、切換スイッチ１２はオフ状
態にあり、また反転回路１１および液晶パネル駆動回路
１３には電源が供給されておらず、液晶パネル３の光透
過率は全透過状態である。

【００１６】図２の場合は切換スイッチ１２はａ側にな
っており、高輝度信号発生回路１５および液晶パネル駆
動回路１３に電源が供給されており、高輝度信号発生回
路１５からの高輝度信号が液晶パネル駆動回路１３に入
力されている。高輝度信号はノーマリブラックの液晶パ
ネル３の光の透過を全透過させるための信号であり、高
輝度信号発生回路１５は信号発生回路で発生させた高レ
ベル（白レベル）の信号に同期信号を付加して出力する
ものである。液晶パネル駆動回路１３は高輝度信号を受
け、液晶パネル３の光の透過が全透過となるよう、液晶
パネル３の光透過を制御する。したがって液晶パネル３
は取込まれた光を全透過する。

【００１７】図１および図２の装置において、液晶パネ
ル３を通過した光はＣＣＤ４の受光面に被写体の光学像
を結ぶ。ＣＣＤ４はその受光面に結ばれた光学像を電気
的な映像信号に光電変換する。ＣＣＤ４により光電変換
された映像信号はＣＤＳ回路５に供給され、映像信号に
含まれる低域ノイズが抑圧される。ＣＤＳ回路５によっ
て低域ノイズが抑圧された映像信号は、ＡＧＣ回路６に
供給されるとともに、アイリス制御回路１０に供給され
る。ＡＧＣ回路６はＣＤＳ回路５からの映像信号を増幅
または減衰し、後段の輝度信号処理回路７および色信号
処理回路８における処理に適合する所定のレベルに制御
する。

【００１８】一方、アイリス制御回路１０はＣＤＳ回路
５の出力信号レベルが常に一定となるようにアイリス２
の開口径を調整する。アイリス２の開口径が大きくなる
と、撮像装置の受光面上の入射光量が増加するので、Ｃ
ＤＳ回路５の出力信号レベルは高くなり、逆に開口径が
小さくなると出力信号レベルは低くなる。そこで、アイ
リス制御回路１０は、ＣＤＳ回路５の出力レベルがある
基準レベルよりも高くなると、アイリス２の開口径を小
さくするように動作し、前記基準レベルよりも低くなる
と開口径を大きくするように動作する。よって、撮像装
置の受光面上への入射光量が常にほぼ一定に保持される
ので、ＣＤＳ回路５の出力信号レベルは常にほぼ一定に
保たれる。

【００１９】ＡＧＣ回路６より色キャリアを含む映像信
号ＹＨが出力され、輝度信号処理回路７に入力される。
輝度信号処理回路７は入力された映像信号の色キャリア
を除去するキャリア除去回路、キャリア除去回路からの
信号を入力しガンマ補正を行なうガンマ補正回路、ガン
マ補正回路からの信号を入力しアパーチャ補正を行なう
アパーチャ補正回路、アパーチャ補正回路からの信号を
入力しホワイトクリップ，セットアップ付加および同期
信号付加等を行なって輝度信号Ｙを生成する輝度信号生
成回路等を含み、入力された映像信号ＹＨより輝度信号
Ｙを作成する。

【００２０】また、ＡＧＣ回路６の出力の映像信号ＹＨ
は、色信号処理回路８にも入力される。色信号処理回路
８は、入力された映像信号ＹＨから色キャリアを抽出
し、この色キャリアに含まれる三原色（赤、緑、青）の
三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを抽出する色分離回路、原色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂの増幅率を調整してホワイトバランスをとる
ホワイトバランス回路、ホワイトバランス回路からの原
色信号それぞれに対しガンマ補正を行なうガンマ補正回
路、ガンマ補正回路からの三原色信号をマトリックス処
理し色差信号Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙを生成するマトリックス回
路、サブキャリアをマトリックス回路からの色差信号で
変調するとともにカラーバースト信号を付加し色差信号
Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙのクロマ変調を行なうクロマ変調回路、
クロマ変調回路からの信号を入力しクロマ抑圧処理を行
なってクロマ信号Ｃを出力するクロマ抑圧器等を含み、
映像信号ＹＨからクロマ信号Ｃを作成する。

【００２１】輝度信号処理回路７によって作成された輝
度信号Ｙと、色信号処理回路８によって作成されたクロ
マ信号Ｃは、混合回路９によって混合され、テレビジョ
ン信号として導出される。

【００２２】以上が逆光補正動作を行なわないときの動
作説明である。次に、逆光状態撮影時における逆光補正
動作について説明する。

【００２３】逆光状態撮影時においてはまず、図１およ
び図２の逆光補正スイッチ１４が操作され、図１におい
ては、切換スイッチ１２がオンとなり輝度信号Ｙが反転
回路１１に入力される。図２においては、切換スイッチ
１２がｂ側に切換えられる。ｂ側には反転回路１１の出
力信号が接続されており、液晶パネル駆動回路１３には
反転回路１１の出力信号が入力される。

【００２４】図１および図２において、反転回路１１の
出力信号は、輝度信号処理回路７の出力の輝度信号Ｙを
反転回路１１によって反転したものであり、図８に示す
ように撮像された画像（ａ）に対し液晶パネル３に映し
出される画像（ｂ）を白黒反転した画像とするための信
号である。よって、液晶パネル３には前記の白黒反転し
た画像（ｂ）が映し出される。したがって、逆光状態撮
影時における異常に高い輝度部分が液晶パネル３では暗
い画像として映し出されるため、その部分の光透過率が
下がり部分アイリスとして機能するため逆光補正がなさ
れる。なお、液晶パネル３は白黒パネルでよく、また画
素数もそれほど多くなくても実用上問題はない。

【００２５】図３は、ノーマリブラック方式の液晶パネ
ルを用いた第２の実施例であり、切換スイッチ１２を反
転回路の入力側に配置するとともに高輝度信号発生回路
１５の代わりに、低輝度信号発生回路１６を設けたもの
で、この場合は低輝度信号を反転回路１１によって高輝
度信号に反転し、図２の例と同様の機能をさせるもので
ある。

【００２６】図４はノーマリブラック方式の液晶パネル
を用いた第３の実施例のブロック図である。前記の図２
および図３の実施例による逆光補正が実現できるが、一
般に撮像装置の電源には電池を用いることが多い。前述
のノーマリブラック方式の液晶パネルを用いた２つの実
施例においては、逆光補正時だけでなく、通常撮影時に
おいても全透過状態にするために、それに関する回路が
常時動作しており、消費電力を考慮した場合には必ずし
も望ましいものとは言えない。そこで、補正動作時以外
は補正動作に関連する回路への電源供給を遮断するとと
もに、遮断するだけでは液晶パネル３によって光透過が
されないため、液晶パネル移動装置１８により液晶パネ
ル３を光路外に出すものである。逆光補正スイッチ１４
が押されると、供給電源１７からの液晶パネル３に関連
する電源を遮断するとともに、液晶パネル移動装置１８
を動作させ、液晶パネル３を光路外に移動させる。

【００２７】次に図５および図６によって逆光補正を自
動的に行なう例を示す。図５は切換スイッチ１２を反転
回路１１の前段に設けた例であり、図６は切換スイッチ
１２を反転回路１１の後段に設けた例である。

【００２８】図１〜図４の例においては、手動によって
逆光補正スイッチ１４を操作したが、図５および図６の
例においては、比較手段１９を設けある所定レベルの基
準電位ＶＲＥＦと輝度信号Ｙを比較し、輝度信号Ｙが所
定レベルを越えた場合は高輝度（逆光）であると判断
し、比較器１９の出力により切換スイッチ１２を自動的
に逆光補正に切換るものである。図６の場合はノーマリ
ブラックの液晶パネルを使用する。

【００２９】図９は、前述の各実施例に使用される反転
回路１１の具体例であり、輝度信号Ｙは反転増幅器Ｑ１
に入力されこれによって反転される。反転された出力信
号Ａは黒レベルクランプ回路２１に入力され、水平同期
信号のバックポーチ部Ｂが黒レベルにクランプされる。
クランプされた出力信号が切換スイッチ１２へ出力され
る。

【００３０】以上は液晶パネルを逆光補正のみに使用し
た例を説明したが、液晶パネルにより光の透過量を調節
できるからアイリスと兼用することができる。

【００３１】図７は、ノーマリホワイト液晶パネルを逆
光補正および全体のアイリス制御に使用する例のブロッ
ク図である。

【００３２】図７において、図６の回路と異なるところ
は、液晶パネル移動装置１８および切換スイッチ１２を
動作させるための絞り操作スイッチ２０が新たに設けら
れており、高輝度信号発生回路は省略され、比較器１９
の出力によりＡＧＣ回路６を制御するようにされている
ことである。絞り操作スイッチ２０を操作することによ
り、全体のアイリス制御、逆光補正、および光量を上げ
るため液晶パネルを撮像光路外に移動することができ
る。

【００３３】通常撮影時は、絞り操作スイッチ２０の操
作により切換スイッチ１２はａ側に切換えられており、
輝度信号処理回路７の出力の輝度信号Ｙが比較器１９に
おいて基準電圧ＶＲＥＦと比較され、比較器１９からそ
の差の電圧が出力される。比較器１９出力の電圧は、液
晶パネル駆動回路１３に入力され、液晶パネル駆動回路
１３は、液晶パネル３による光透過率が比較器１９の出
力信号に応じたものになるように液晶パネル３を駆動す
る。また、比較器１９の出力信号はＡＧＣ回路６にも入
力され、ＡＧＣ回路６はこの電圧に応じたＡＧＣ動作を
行なう。

【００３４】次に逆光状態の撮影時においては、絞り操
作スイッチ２０を操作することにより、切換スイッチ１
２がｂ側に切換えられ反転回路１１の出力信号が液晶パ
ネル駆動回路１３に入力され逆光補正が行なわれる。さ
らに液晶パネル３の透過率の特性により、透過率が下が
り光量が不足する場合がある。その場合は絞り操作スイ
ッチ２０を操作することにより、液晶パネル移動装置１
８を動作させ液晶パネル３を撮像光路外へ移動させる。
なお、液晶パネル３は、焦点が合っておらず光束がほぼ
集束されているところへ配置することにより、本発明の
効力が最大限に発揮される。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、多数のＡ
／Ｄ変換器および積分器等を必要とせず、Ｙ信号を反転
して液晶パネル駆動回路に送るだけであるから、複雑な
回路を必要とせず、簡単な構成によって逆光補正が精度
よく実現できる。また、アイリスの制御と逆光補正の両
機能も単独の液晶パネルで兼用できるため、回路の規模
を小さくしコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例のブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施例のブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施例のブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施例のブロック図である。

【図７】本発明の第７の実施例のブロック図である。

【図８】（ａ）は撮像画像を示し、（ｂ）は液晶パネル
に映し出される画像を示す。

【図９】反転回路の一例の回路図である。

【図１０】従来の逆光補正装置のブロック図である。

【符号の説明】

３液晶パネル１１反転回路１２切換スイッチ１３液晶パネル駆動回路１４逆光補正スイッチ１５高輝度信号発生回路１８液晶パネル移動装置１９比較器２０絞り操作スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの反射光を集光し被写体の光
学像を撮像素子上に結像させるレンズ系と、レンズ系に
より結像された被写体の光学像を光電変換する撮像素子
と、レンズ系と撮像素子間に設けられた液晶パネルと、
液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動回路と、前記撮像
素子出力の電気信号より作成された輝度信号を輝度反転
する反転回路とを有し、逆光補正のときは前記反転回路
出力の信号によって前記液晶パネルの透過率を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】被写体からの反射光を集光し被写体の光
学像を撮像素子上に結合させるレンズ系と、レンズ系に
より結像された被写体の光学像を光電変換する撮像素子
と、レンズ系と撮像素子間に設けられた液晶パネルと、
液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動回路と、前記撮像
素子出力の電気信号を所定のレベルに制御するＡＧＣ回
路と、前記ＡＧＣ回路出力信号より作成された輝度信号
を輝度反転する反転回路と、前記輝度信号および基準電
圧を入力信号として前記液晶パネル駆動回路と前記ＡＧ
Ｃ回路を制御する比較器とを有し、逆光補正時は前記反
転回路出力の信号により、逆光補正時以外は前記比較器
出力の信号によって前記液晶パネルの透過率を制御する
ことによりアイリスの制御および逆光補正を行なうこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】逆光補正を行なわないときは、液晶パネ
ルを撮像における光路外へ移動する手段を有することを
特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】液晶パネルはレンズ系の焦点が合ってお
らずかつ光束がほぼ集束される付近に配置されているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項５】輝度信号のレベルを判別する手段を有
し、輝度信号があるレベルを越えるときは自動的に液晶
パネルの透過率を制御する手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】液晶パネルの透過率を制御しないとき透
過率制御に関連する回路への電源供給を遮断するととも
に液晶パネルを撮像における光路外へ移動する手段を有
することを特徴とする請求項１、２または３記載の撮像
装置。