JPH11237656A

JPH11237656A - カメラの光量制御装置

Info

Publication number: JPH11237656A
Application number: JP10055960A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 隆山本
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＣＤなどの撮像素子を用いたカメラにおい
て、背景に太陽などの強い光が存在する場合でも良好な
映像を得る。【解決手段】複数のミラーを有し、各ミラーが各ミラ
ーごとに、入射光を撮像素子１に入射可能とする方向に
反射させる第１の反射角度と、撮像素子１に入射されな
い方向に反射させる第２の反射角度を取りうるディジタ
ルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）３と、このＤＭＤ
３により反射された光を受けると、光量に応じた出力信
号を出す撮像素子１と、各ミラーの駆動順番を指定する
アドレス情報発生部５と、指定されたミラーによる反射
光に対応する撮像素子１からの出力信号を基準値と比較
してその比較結果に応じた処理を行う出力信号判定部６
と、この出力信号判定部６によって撮像素子１からの出
力信号が基準値より大きいと判定されると、アドレス情
報発生手段５により指定されたミラーを第１の反射角度
から第２の反射角度に設定するミラー駆動部４とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラの光量制御
装置に関し、特に、撮像素子としてＣＣＤ（Charge Co
upled Device）を用いたカメラを使用して逆光状態で
人物などの被写体を撮影する際に有効な光量制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】入射した光をその光量に応じた電気信号
に変換して出力する撮像素子として、ＣＣＤを用いたカ
メラ（ＣＣＤカメラという）が様々分野で使用されるよ
うになってきている。このＣＣＤは、太陽光線のような
強力な光が入射すると、スミアあるいはブルーミングと
いった現象を引き起こし、光電変換後の電気信号が飽和
状態となってしまい、忠実な像の再現が不可能となるこ
とが従来から知られている。

【０００３】たとえば、太陽光を背にして人物の顔を撮
像しようとするときなどにおいて顕著に現れる。また、
強力な光が直接に撮像エリア内に入らない場合でも、撮
像エリアの近くに存在するだけで撮像レンズを透過して
くる光の光量は増大し、飽和状態になりやすい。

【０００４】このようなＣＣＤカメラは、映像出力を一
定に保持しようとするフィードバック回路を備えてい
て、ＣＣＤに入ってくる光量が増加する（撮像対象が明
るい方向に推移する）と、ＣＣＤからの電気信号のレベ
ルを下げるようにし、光量が減少する（撮像対象が暗い
方向に推移すると）と、ＣＣＤからの電気信号のレベル
を上げるように制御するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接光
または間接光としてＣＣＤに入射する光量が大きすぎれ
ば、フィードバック回路で電気信号レベルを制御しきれ
なくなり、ついにはＣＣＤからの出力は飽和状態の信号
となってしまうことになる。

【０００６】このような強い光に対する光量を制御する
ために、従来から種々の方法が提案されている。たとえ
ば、液晶シャッタを用いて光量の制御を行うという方法
もその一つである。つまり、ＣＣＤの前面に液晶シャッ
タを配置することによって、強い光に対しては入射光を
遮断し、暗い光に対しては入射光を透過させるというよ
うな制御を行う。これにより、たとえば、逆光で人物の
顔を撮像する場合、太陽光の強い光を遮断し、顔部分の
光は通過させることで逆光補正を行うことができると考
えられる。

【０００７】しかし、液晶そのものが光の偏光性を利用
しているので、光の透過率が悪く入射する光を効率よく
使えないという問題点がある。さらに、透過性を利用す
る装置の場合、漏れ光に対する考慮も必要となってくる
などの問題点もあり、実用性には乏しい。したがって、
太陽光などの強い光の入射量を制御するには、透過型の
装置を利用するよりも反射型の装置を利用した方が利点
が多いと考えられる。

【０００８】本発明は、ＣＣＤカメラなどにより逆光状
態で被写体を撮像するような場合、ＣＣＤに入射する太
陽光など強い光の入射量を効率よく制御できるカメラの
光量制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載のカメラの光量制御装置は、入射した
光をその光量に応じた電気信号として出力する撮像素子
を用いたカメラの光量制御装置において、入射した光を
反射する複数のミラーを有し、それぞれのミラーがそれ
ぞれのミラーごとに、入射した光を撮像素子に対して入
射可能な方向に反射させる第１の反射角度および撮像素
子に入射されない方向に反射させる第２の反射角度を取
りうる空間光変調手段と、この空間光変調手段により反
射された光を受けると、その光量に応じた電気信号を出
力信号として出力する撮像素子と、空間光変調手段のそ
れぞれのミラーの駆動順番を指定する情報を発生するア
ドレス情報発生手段と、このアドレス情報発生手段によ
り指定されたミラーで反射された光に対応する撮像素子
からの出力信号を受けて、その撮像素子からの出力信号
を基準となる値と比較して、その比較結果に応じた処理
を行う出力信号判定手段と、アドレス情報発生手段によ
り指定されたミラーを、第１の反射角度または第２の反
射角度に設定可能であって、出力信号判定手段によって
撮像素子からの出力信号が基準となる値より大きいと判
定されると、アドレス情報発生手段により指定されたミ
ラーを第１の反射角度から第２の反射角度に設定するミ
ラー駆動手段とを有した構成としている。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のカメラの光量制御装置において、空間光変調手段
は、基板上にマトリクス状に配列された複数のミラーを
有し、それぞれのミラーを基板に対して支点を中心に揺
動自在に取り付け、アドレス指定された任意のミラーを
その支点を中心に基板に対するミラー角度を可変とした
ディジタルマイクロミラーデバイスとしている。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載のカメラの光量制御装置において、出力信
号判定手段は、撮像素子から出力される出力信号を受
け、その出力信号に対し、撮像素子によって生ずる出力
信号の全体値と、基準となる第１基準値とを比較する第
１の比較手段と、ある一定時間内における撮像素子によ
って生ずる出力信号の経時的な変化量と、基準となる第
２基準値とを比較する第２の比較手段とを有し、第１の
比較手段によって、全体値が第１基準値より大きいと判
定された場合には、アドレス情報発生手段に対し、ミラ
ーの全てを指定させるための指示を出すとともに、ミラ
ー駆動手段に対し、アドレス情報発生手段で指定される
全てのミラーを第２の反射角度に設定させるための指示
を出し、第２の比較手段によって、変化量が第２基準値
よりも大きいと判定された場合は、ミラー駆動手段に対
し、その時点でアドレス情報発生手段により指定されて
いるミラーを第２の反射角度とさせるための指示を出す
ようにしている。

【００１２】さらに、請求項４記載の発明は、請求項
１、２または３のカメラの光量制御装置において、撮像
素子からの出力信号の大きさを判断するための基準とな
る値は、撮像素子からの出力信号に基づいて最新の値に
更新可能とするようにしている。

【００１３】本発明のカメラの光量制御装置は、たとえ
ば、背景に太陽光が存在するいわゆる逆光において人物
の顔を撮影するような場合、太陽光からの強い光の影響
を受けないような制御を行うものである。これを実現す
るために、太陽光のような強い光が撮像素子に入射した
か否かを、撮像素子の出力信号の大きさに基づいて判定
し、出力信号が基準値より大きい場合には、撮像素子に
強い光が入ないように、空間光変調手段のミラーの反射
角度を制御するようにしている。

【００１４】これにより、被写体を逆光下で撮影する場
合でも、太陽光のような強い光が撮像素子に入らないよ
うにすることができ、被写体に対する良好な映像を得る
ことができる。また、本発明では、撮像素子への光の取
り込みおよび光量を制御する手段として空間光変調手段
によるミラーの反射を利用しているので、光量が適切で
ある場合、透過型の光量調整手段を用いる場合に比べて
取り込む光量の損失が少なく良好な画像が得られる。

【００１５】また、撮像素子から出力される出力信号に
対し、全ての撮像素子によって生ずる出力信号の全体値
と、基準となる第１基準値とを比較する第１の比較手段
と、ある一定時間内における撮像素子からの出力信号の
経時的な変化量と、基準となる第２基準値とを比較する
第２の比較手段とを有し、出力信号の全体値が第１基準
値より大きいと判定された場合には、全ミラーを第２の
反射角度（撮像素子に光が入らないような反射角度）と
する指示を出すようにしたので、撮影中に急にカメラを
太陽光に向けたような場合、急激に強い光が撮像素子の
全体や一部に入射しても、その強い光が撮像素子に入る
のを防止でき、このような状況でも良好な映像が得られ
る。

【００１６】さらに、撮像素子からの出力信号の大きさ
を判断するための基準となる値は、上記撮像素子からの
出力信号に基づいて最新の値に更新可能とするようにし
たので、現時点において最適な基準値の設定が行え、そ
の時点における最適な基準値によって撮像素子からの出
力の大きさを判断して入射する光を制御することによ
り、的確な光量の制御が行える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図１から図３に基づき説明する。

【００１８】図１は、本発明のカメラの光量制御装置の
実施の形態を説明する構成図である。なお、この実施の
形態では、カメラの撮像素子としてはＣＣＤを用いたも
のとし、このＣＣＤに入射する光量を制御する装置につ
いて説明する。

【００１９】この実施の形態におけるカメラの光量制御
装置は、入射した光量に対応した電気信号を出力するＣ
ＣＤ１、光を取り込むレンズ２、レンズ２を通過して入
射してくる光を予め定めた２つの方向のいずれかの方向
に反射させるディジタルマイクロミラーデバイス（以
下、ＤＭＤと略称する。なお、このＤＭＤは多数のミラ
ーがマトリクス状に配列されているものであり、これに
ついては後に説明する）３、このＤＭＤ３の各ミラーに
対し光の反射角度を、第１の反射角度または第２の反射
角度のいずれかに設定可能なミラー駆動部４、ＤＭＤ３
のそれぞれのミラーに対しアドレスを指定するためのア
ドレス情報を出力するアドレス情報発生部５、ＣＣＤ１
からの出力信号の大きさを判定しその判定結果に基づい
て光量を制御するための信号を出力する出力信号判定部
６を有した構成となっている。

【００２０】なお、ＤＭＤ３のミラーを第１の反射角度
に設定するというのは、この場合、レンズ２を通過した
光をＣＣＤ１に対して入射可能な方向に反射させるよう
にミラーを傾けることであり、ミラーを第２の反射角度
に設定するというのは、この場合、レンズ２を通過した
光をＣＣＤ１に対して入射されない方向（ここでは、図
１においてｐ点方向）に反射させるようにミラーを傾け
ることをいう。そして、以下では、第１の反射角度とな
った状態を「ミラーオン」といい、第２の反射角度とな
った状態を「ミラーオフ」という。

【００２１】出力信号判定部６は、抵抗Ｒ１とコンデン
サＣ１からなりＣＣＤ１からの出力信号を積分する第１
の積分回路６１、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からなりＣ
ＣＤ１からの出力を積分する第２の積分回路６２、第１
の積分回路６１の積分出力Ｖｄと第１の基準値となる基
準電圧Ｖｈ（後述する）とを比較する第１の比較回路６
３、第２の積分回路６２の積分出力Ｖｉと第２の基準値
となる基準電圧Ｖｍ（後述する）とを比較する第２の比
較回路６４、ＣＣＤ１からの出力信号（フィードバック
信号）を受けて、この出力信号の大きさに基づいて、可
変抵抗ＶＲ１を調整することで、その時点における最適
な基準電圧Ｖｈを求める第１の演算回路６５、ＣＣＤ１
からの出力信号（フィードバック信号）を受けて、この
出力信号の大きさに基づき可変抵抗ＶＲ２を調整するこ
とで、その時点における最適な基準電圧Ｖｍを求める第
２の演算回路６６、ＣＣＤ１の出力信号を増幅する増幅
回路６７などから構成されている。

【００２２】そして、第１の比較回路６３において、積
分出力Ｖｄと基準電圧Ｖｈとの関係が、Ｖｄ＞Ｖｈであ
ると、ＣＣＤ１に対してリセット信号ＲＳを出力すると
ともに、ミラー駆動部４に対してミラーオフさせるため
のミラーオフ指示信号を出力する。この動作については
後に詳しく説明するが、概略的には、アドレス情報発生
部５に対し、すべてのミラーに対するアドレス情報を発
生させるようにアドレス指示を出す。これにより全ミラ
ーが指定されることになるため、ミラー駆動部４による
ミラー駆動信号によって全ミラーがミラーオフとなる。

【００２３】また、第２の比較回路６４において、積分
出力Ｖｉと基準電圧Ｖｍとの関係が、Ｖｉ＞Ｖｍとなる
と、ミラー駆動部４に対して現在処理中のミラーをミラ
ーオフさせるためのミラーオフ指示信号を出力する。こ
の動作についても詳しくは後に説明するが、概略的に
は、アドレス情報発生部５によって指定されている現在
処理中のミラーに対し、ミラーオフさせるためのミラー
オフ指示信号を出力する。

【００２４】次に、ＤＭＤ３について説明する。ＤＭＤ
３は、特開平５−１８８３０８、特開平７−３０６３６
８、特開平８−３３４７０９等に示されている空間変調
器で、その概要は、図２に示すとおりとなっている。

【００２５】図２（Ａ）は、ＤＭＤ３の平面図であり、
基板３１の表面に、一辺が約１７μｍの微少なミラー
（アルミ鏡）Ｍ１，Ｍ２，・・・を、たとえば、５１２
×５１２画素対応にマトリクス状に配列した構成となっ
ている。図２（Ｂ）〜（Ｄ）は、ある１つのミラー（ミ
ラーＭｎとする）の図２（Ａ）に示す対角線方向（Ａ−
Ａ’）の断面図である。基板３１には、支柱３３ａ，３
３ｂが突設され、ミラーＭｎの一方の対角は支柱３３
ａ，３３ｂによって個別に支持される。また、ミラーＭ
ｎの他方の対角のそれぞれの角部と対向して、基板３１
上に電極３４ａ，３４ｂが設けられる。

【００２６】このような構成のＤＭＤ３は、支柱３３
ａ，３３ｂと電極３４ａ，３４ｂとを同電位にした状態
では、ミラーＭｎは図２（Ｂ）に示すように基板３１と
平行となる。そして、支柱３３ａ，３３ｂと電極３４ａ
との間に電位差を与えると、ミラーＭｎは、図２（Ｃ）
に示すように、電極３４ａ側に傾斜する。また、支柱３
３ａ，３３ｂと電極３４ｂとの間に電位差を与えると、
ミラーＭｎは、図２（Ｄ）に示すように、電極３４ｂ側
に傾斜する。

【００２７】このように、電極３４ａ，３４ｂに印加す
る電圧により、ミラーＭｎをこの場合、基板３１と平行
状態、電極３４ａ側に傾斜、電極３４ｂ側に傾斜のいず
れかの位置にすることができる。このような構成及び動
作は他のすべてのミラーについても同様である。

【００２８】なお、本発明の実施の形態では、ＤＭＤ３
のすべてのミラーＭ１，Ｍ２，・・・は、前述したよう
に、ミラーを第１の反射角度とする状態（ミラーオン）
または第２の反射角度とする状態（ミラーオフ）の２つ
の状態を得るようにすればよいので、たとえば、図２
（Ｃ）の状態がミラーオンとなるようにし、図２（Ｄ）
の状態がミラーオフとなるように、ＤＭＤ３をＣＣＤ１
に対して配置すればよい。

【００２９】したがって、ミラー駆動部４は、それぞれ
のミラーＭ１，Ｍ２，・・・ごとに電極３４ａまたは電
極３４ｂのいずれかに電圧を印加する動作を行う。な
お、このとき、アドレス情報発生部５により指定された
アドレスに基づいて電圧印加動作を行う。

【００３０】次に、このような構成のカメラの光量制御
装置の動作を図３のフローチャートを参照しながら説明
する。

【００３１】まず、アドレス情報発生部５により、ＤＭ
Ｄ３に対しミラー指定用のアドレス情報が出力される。
ここでは、マトリクス状に配列された５１２個×５１２
個のミラーＭ１，Ｍ２，・・・に対し、予め設定された
順番を付与しておく。たとえば、マトリクス配列の１行
目で、かつ、１列目に対応する位置のミラーＭ１を１番
目、同じ行の隣に位置するミラーＭ２を２番目、さら
に、隣に位置するミラーＭ３を３番目というように順番
を決め、その行が終了すると、２行目の１列目から続き
の番号を付与し、これを５１２行・５１２列目のミラー
まで行ようにして、処理の順番を予め決めておく。

【００３２】まず、ミラーＭ１を指定するアドレス情報
がアドレス情報発生部５からＤＭＤ３に対して出力され
る。つまり、ここでは、アドレスを順番Ｎと考えれば、
まず、Ｎ＝１を設定する（ステップｓ１）。

【００３３】そして、レンズ２を通過して入る光が、Ｄ
ＭＤ３により反射されて、ＣＣＤ１に入ると、ＣＣＤ１
からは、入ってくる光に対応した電気信号が出力信号と
して出され、その出力信号は増幅回路６７を介して映像
信号として、ここでは図示しない映像処理部に送られる
とともに、フィードバック信号（このフィードバック信
号は、ゲインコントロール信号やアイリス信号など映像
信号に与えられ、映像を適正な状態に保持するための信
号である）として、第１の演算回路６５と第２の演算回
路６６に与えられる。

【００３４】第１の演算回路６５は、フィードバック信
号を基に、その時点において最適な基準電圧Ｖｈを求
め、その基準電圧Ｖｈを第１の比較回路６３に与える。
また、第２の演算回路６６は、フィードバック信号を基
にその時点において最適な基準電圧Ｖｍを求め、その基
準電圧Ｖｍを第２の比較回路６４に与える。

【００３５】一方、ＣＣＤ１からのその時点における出
力信号は、第１の積分回路６１と第２の積分回路６２に
も与えられているので、その出力信号は第１の積分回路
６１で積分された後、その積分出力Ｖｄが第１の比較回
路６３に与えられるとともに、第２の積分回路６２で積
分された後、その積分出力Ｖｉが第２の比較回路６４に
与えられる。

【００３６】なお、第１の比較回路６３は、全ＣＣＤ１
からの出力信号の全体値を基準電圧Ｖｈと比較して、Ｃ
ＣＤ１の出力信号が飽和しているか否かを判定するもの
であるため、以下では、基準電圧Ｖｈを全体飽和基準電
圧Ｖｈという。また、第２の比較回路６４は、所定の１
個のミラーによって生ずるＣＣＤ１からの出力信号のあ
る時間（ｔとする）内における変化分（積分出力Ｖｉ）
を基準電圧Ｖｍと比較して、所定の１つのミラーによっ
て生ずるＣＣＤ１の出力信号の変化率が適正範囲にある
か否かを判定するものであるため、以下では、基準電圧
Ｖｍを個別変化基準電圧Ｖｍという。

【００３７】処理の流れとしては、第１の積分回路６１
からの積分出力Ｖｄと全体飽和基準電圧Ｖｈが比較回路
で比較され、Ｖｄ≦Ｖｈを判断する（ステップｓ２）。
ここで、Ｖｄ＞Ｖｈであれば、全ＣＣＤ１の出力信号は
飽和していると判断し、ステップｓ３に処理が進むが、
ここでは、まず、Ｖｄ≦Ｖｈである場合について説明す
る。

【００３８】Ｖｄ≦Ｖｈである場合は、入ってきた光量
は適正であると判断する。次に、Ｎ番目のミラーの状態
を判定する（ステップｓ４）。このとき、Ｎ＝１である
からミラーＭ１の状態を判定し、ミラーオンであればミ
ラーオフ状態とする（ステップｓ５）。次に、２つのタ
イマＴ１，Ｔ２（これらのタイマＴ１、Ｔ２は図示され
ていない）のカウント値Ｃ１，Ｃ２をクリア（カウント
値Ｃ１，Ｃ２＝０）とするとともに、Ｎ番目（Ｎ＝１）
のミラーＭ１をミラーオンとする（ステップｓ６）。

【００３９】そして、ミラーＭ１での反射光によるＣＣ
Ｄ１からの出力信号を積分した積分値Ｖｉとその時点に
おける個別変化基準電圧Ｖｍとを、第２の比較回路６４
で比較し、Ｖｉ≦Ｖｍであるか否かを判断する。この比
較動作は、タイマＴ２のカウント値Ｃ２が予め設定され
た時間ｔに達するまで繰り返し行う（ステップ７，ｓ
８）。

【００４０】そして、設定された時間ｔに達しても、Ｖ
ｉ≦Ｖｍであれば、ミラーＭ１により反射された光は、
適正な光量であると判定し、Ｎ＝Ｎ＋１とする（ステッ
プｓ９）。つまり、今度は、ミラーＭ２を指示し、それ
が最終の番号であるか否かを判定し（ステップｓ１
０）、最終の番号であれば、再び、Ｎ＝１として（ステ
ップｓ１１）、ステップｓ２に処理が戻るが、ここで
は、最終の番号でないので、Ｎ＝２のまま、ステップｓ
２に処理が戻る。

【００４１】そして、ステップｓ２から前述したと同様
の処理をミラーＭ２に対して行う。このようにして、順
番に従って次々とミラーを指定し、指定されたミラーに
よって反射された光によるＣＣＤ１からの出力を出力信
号判定部６で判定処理する。

【００４２】なお、前述した一連の処理において、ステ
ップｓ７とステップｓ８において、設定された時間ｔに
達するまでの間で、Ｖｉ≦Ｖｍであるか否かの判定を行
うが、時間ｔに達するまでに、もし、Ｖｉ＞Ｖｍとなっ
たとすると、現在処理中のミラーをミラーオフする（ス
テップｓ１２）。たとえば、ミラーＭ２の処理中に、時
間ｔに達するまでにＶｉ＞Ｖｍとなったとすると、ミラ
ーＭ２をミラーオフする。そして、タイマＴ１のカウン
ト値Ｃ１が時間ｔに達したか否かを判断して（ステップ
ｓ１３）、時間ｔに達すると、ステップｓ９に処理が移
り、Ｎ＝Ｎ＋１を行う。

【００４３】ここで、前述のタイマＴ１は、設定された
時間ｔのカウント動作をタイマＴ２と同時に開始するも
のである。このため、時間ｔに達するまでのある時間ｔ
ｉにてＶｉ＞Ｖｍとなったとすると、その時間ｔｉにお
いてミラーＭ２がミラーオフし、タイマＴ１は、時間ｔ
ｉ以降の時間ｔまでの残り時間をカウントすることにな
る。

【００４４】このように、設定された時間ｔに達するま
でに、Ｖｉ≦Ｖｍであるか否かの判定を行う処理は、所
定の１つのミラーによって生ずるＣＣＤ１からの出力信
号の経時変化による変化分を監視する処理であり、ＣＣ
Ｄ１の出力信号を積分した積分出力Ｖｉが、その時点に
おいて最適な値に設定された個別変化基準電圧Ｖｍより
小さければ、ＣＣＤ１からの出力は適正であると判断す
る。これに対して、積分出力Ｖｉが個別変化基準電圧Ｖ
ｍより大きくなると、ＣＣＤ１には何か強い光が入った
と判断して、現在処理中のミラーをミラーオフする。

【００４５】このように、予め定められた順番に従って
次々とミラーを指定し、指定されたミラーによって反射
された光によるＣＣＤ１からの出力を出力信号判定部６
で判定処理し、その結果にもとづいて、ＣＣＤ１に入る
光量が適正であるか否かを２重判定し、適正でなけれ
ば、全てのミラーまたは対応するミラーをミラーオフす
ることにより、強い光の入射を抑えることができ光量の
制御を行うことができる。

【００４６】ところで、このような処理により被写体を
撮像している最中に、急激に強い光が入ることがある。
たとえば、ビデオカメラなどによって景色を広範囲に撮
影しようとして、ビデオカメラの向きを急に動かすよう
なことにより、太陽光が直接レンズ内に入る場合などが
これに相当する。このような状況が生じると、ＣＣＤ１
からは、短時間で急激に大きな出力信号が出力される。
この出力の大きさを基に、入射した光の強さを判断し
て、それに対応した処理を施す。

【００４７】すなわち、ＣＣＤ１からの出力を第１の積
分回路６１で積分して得られる積分出力Ｖｄと、その時
点における最適な全体飽和基準電圧Ｖｈとを、第１の比
較回路６３で比較し、Ｖｄ≦Ｖｈであるか否かを判定
し、Ｖｄ≦Ｖｈであれば、ＣＣＤ１からの出力信号は適
正な範囲であるとみなされるが、Ｖｄ＞Ｖｈであったと
すると、ＣＣＤ１には急激に強烈な光が入射したものと
判断し、それに対応した処理を行う。

【００４８】これを図２のフローチャートを参照しなが
ら説明する。今、ＤＭＤ３が、アドレス情報発生部５に
より、たとえば、ミラーＭ３０の指定を受けているもの
とする（ステップｓ１）。そして、Ｖｄ≦Ｖｈであるか
否かを判定し（ステップｓ２）、Ｖｄ＞Ｖｈであると判
断されると、第１の比較回路６３は、ミラー駆動部４に
対し、ＤＭＤ３の全ミラーＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍ３
０，・・・，Ｍ５１２×５１２をすべてミラーオフさせ
る指示信号を与えるとともに、ＣＣＤ１に蓄積された電
荷を掃き出させるために、ＣＣＤ１に対してリセット信
号ＲＳを与える（ステップｓ３）。

【００４９】なお、ＤＭＤ３の全ミラーＭ１，Ｍ２，・
・・，Ｍ３０，・・・，Ｍ５１２×５１２をすべてミラ
ーオフさせる処理は、アドレス情報発生部５に対し、全
ミラーＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍ３０，・・・，Ｍ５１２
×５１２を指定するためのアドレス指示を与えることに
より行う。これにより、アドレス情報発生部５からは、
全ミラーＭ１，Ｍ２，・・・，Ｍ３０，・・・，Ｍ５１
２×５１２を指定するためのアドレス情報が出力され、
そのアドレス情報に基づいて、ミラー駆動部４が駆動制
御を行うことにより、すべてのミラーがミラーオフされ
る。

【００５０】このような操作を行うことにより、瞬間的
に入る強烈な光であってＣＣＤ１の全体に入射する光
は、ＣＣＤ１への入射が阻止されることになり、瞬間的
に入る強烈な光による飽和した出力信号がＣＣＤ１から
出力されるのを防止することができる。

【００５１】そして、この操作を行った後も、現在操作
中のミラー（ここでは、ミラーＭ３０）のアドレス指定
はそのまま保持され、そのミラーＭ３０に対し、ステッ
プｓ４以降の処理を行う。すなわち、ミラーＭ３０のミ
ラーオンまたはミラーオフを判定し（ステップｓ４）、
ミラーオン状態であれば、ミラーオフとし（ステップｓ
５）、ステップｓ６以降の処理を行う。このステップｓ
６以降の処理については前述したのでここでは説明を省
略する。

【００５２】一方、人物を逆光の中で撮影するようなと
きは、人物部分からの入射光に対しては、通常、Ｖｉ＜
Ｖｍなのでミラーオンにし、回りの太陽光部分について
は、Ｖｉ＞Ｖｍとなるため、ミラーオフにする。このた
め、逆光であっても、人物部分は、暗くならず良好に撮
影することが可能となる。

【００５３】以上のような実施の形態では、ＤＭＤ３の
ミラーＭ１，Ｍ２，・・・を予め設定された順番に従っ
て、ミラーオンさせながら、ＣＣＤ１からの出力信号の
変化（積分回路６２の出力Ｖｉ）を時間ｔ内で監視し、
そのＶｉがその時点における最適な個別変化基準電圧Ｖ
ｍより大きくなると、その時点で、ＤＭＤ３の現在処理
中のミラー（アドレス情報発生部５で指定されているミ
ラー）を、ミラーオフさせる。これにより、所定のミラ
ー部分の光が強い場合、その光がＣＣＤ１に入るのを阻
止することができる。

【００５４】また、ＣＣＤ１を用いたビデオカメラなど
で撮影中に、急にビデオカメラを太陽光線が入る角度に
向けたような場合、ＣＣＤ１に急激に強烈な光が入る
が、このような強烈な光が急激に入った場合には、一
旦、全ミラーＭ１，Ｍ２，・・・をすべてミラーオフす
る。そして、その時点で処理中のミラー（アドレス情報
発生部５で指定されているミラー）から再び、ＣＣＤ１
からの出力信号の変化（積分回路６２の出力Ｖｉ）を時
間ｔ内で監視する処理および全ミラーによる出力信号の
全体値を監視する処理を行うようにしている。

【００５５】これにより、たとえば、人物の顔を撮影す
る場合、背景に太陽光が存在するいわゆる逆光において
も、顔が真っ黒となって映し出されるようなことがなく
なり、また、急激に太陽光が入るような撮影の仕方をし
ても良好な映像を得ることができる。

【００５６】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変
形実施可能である。例えば、上述の実施の形態では、全
体値と個別値の２つの基準値によって、ミラーを制御し
ているが、一方の基準値のみでＤＭＤ３のミラーを制御
するようにしても良い。また、全体値をＣＤＳのような
光学素子によって検出するようにしても良い。また、ミ
ラーの駆動順番を配列順に１つずつ行うのではなく、１
つおきや２つおきなどのように飛び飛びにしたり、斜め
の方向に順番に駆動させたり等、種々の駆動方法を採用
することができる。

【００５７】また、上述のカメラの光量制御装置は、一
般の一眼レフカメラや、コンパクトカメラに適用できる
が、ドア等に設置される監視カメラに採用すると、特に
好適である。これは、監視カメラは、背景よりむしろ人
物の顔等を適正に写すことが求められると共に、ドア等
においては、逆光撮影が生ずる確率が極めて高いためで
ある。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のカ
メラの光量制御装置の発明では、太陽光のような強い光
が撮像素子に入射したか否かを、撮像素子の出力信号の
大きさに基づいて判定し、出力信号が基準値より大きい
と判定した場合には、撮像素子に強い光が入らないよう
に、空間光変調手段のミラーの反射角度を変えるように
している。これにより、被写体を逆光下で撮影する場合
や、急に強い光がカメラに飛び込んでくるような場合で
も、撮像素子には太陽光のような強い光が入らないよう
にすることができ、被写体に対する良好な映像を得るこ
とができる。また、本発明では、撮像素子への光の取り
込みおよび光量を制御する手段として空間光変調手段に
よるミラーの反射を利用しているので、光量が適切であ
る場合、透過型の光量調整手段を用いる場合に比べて取
り込む光量の損失が少なくすることができるため良好な
画像が得られる。

【００５９】また、請求項２記載の発明では、空間光変
調手段として、ディジタルマイクロミラーデバイスを使
用しているので、撮像素子への光の入射または阻止を簡
単な制御で確実に行うことができる。

【００６０】さらに、請求項３記載の発明によれば、撮
像素子から出力される出力信号の全体値と基準となる第
１基準値とを比較する第１の比較手段と、ある一定時間
内における撮像素子からの出力信号の経時的な変化量と
基準となる第２基準値とを比較する第２の比較手段とを
有し、全体値が第１基準値より大きいと判定された場合
には、全ミラーを第２の反射角度（撮像素子に光が入ら
ないような反射角度）とする指示を出すようにしたの
で、撮影中に急にカメラを太陽光に向けたような場合、
急激に強い光が入射しても、その強い光が撮像素子に入
るのを防止でき、このような状況でも良好な映像が得ら
れる。また、逆光撮影においても良好な映像を得ること
ができる。

【００６１】さらに、請求項４記載の発明は、撮像素子
からの出力信号の大きさを判断するための基準となる値
は、上記撮像素子からの出力信号に基づいて最新の値に
更新可能とするようにしたので、現時点において最適な
基準値の設定が行え、その時点における最適な基準値に
よって撮像素子からの出力の大きさを判断して入射する
光を制御することにより、的確な光量の制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカメラの光量制御装置の実施の形態を
説明するブロック図である。

【図２】図１のカメラの光量制御装置に用いられるＤＭ
Ｄ（ディジタルマイクロミラーデバイス）を説明する図
であり、（Ａ）は部分的な平面図、（Ｂ）〜（Ｄ）はＤ
ＭＤの動きを説明するための図で、（Ａ）のＡ−Ａ’線
の断面図である。

【図３】図１のカメラの光量制御装置の処理手順を説明
するフローチャートである。

【符号の説明】

１ＣＣＤ（撮像素子）２レンズ３ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）４ミラー駆動部５アドレス情報発生部６出力信号判定部６１第１の積分回路６２第２の積分回路６３第１の比較回路６４第２の比較回路６５第１の演算回路６６第２の演算回路６７増幅回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光をその光量に応じた電気信号
として出力する撮像素子を用いたカメラの光量制御装置
において、入射した光を反射する複数のミラーを有し、
それぞれのミラーがそれぞれのミラーごとに、入射した
光を上記撮像素子に対して入射方向に反射させる第１の
反射角度および上記撮像素子に入射されない方向に反射
させる第２の反射角度を取りうる空間光変調手段と、こ
の空間光変調手段により反射された光を受けると、その
光量に応じた電気信号を出力信号として出力する上記撮
像素子と、上記空間光変調手段のそれぞれのミラーの駆
動順番を指定する情報を発生するアドレス情報発生手段
と、このアドレス情報発生手段により指定されたミラー
で反射された光に対応する上記撮像素子からの出力信号
を受けて、その撮像素子からの出力信号を基準となる値
と比較して、その比較結果に応じた処理を行う出力信号
判定手段と、上記アドレス情報発生手段により指定され
たミラーを、上記第１の反射角度または第２の反射角度
に設定可能であって、上記出力信号判定手段によって上
記撮像素子からの出力信号が基準となる値より大きいと
判定されると、上記アドレス情報発生手段により指定さ
れたミラーを上記第１の反射角度から第２の反射角度に
設定するミラー駆動手段とを有したことを特徴とするカ
メラの光量制御装置。
【請求項２】前記空間光変調手段は、基板上にマトリ
クス状に配列された複数のミラーを有し、それぞれのミ
ラーを基板に対して支点を中心に揺動自在に取り付け、
アドレス指定された任意のミラーをその支点を中心に基
板に対するミラー角度を可変としたディジタルマイクロ
ミラーデバイスであることを特徴とする請求項１記載の
カメラの光量制御装置。
【請求項３】前記出力信号判定手段は、前記撮像素子
から出力される出力信号を受け、その出力信号に対し、
前記撮像素子によって生ずる出力信号の全体値と、基準
となる第１基準値とを比較する第１の比較手段と、ある
一定時間内における前記撮像素子によって生ずる出力信
号の経時的な変化量と、基準となる第２基準値とを比較
する第２の比較手段とを有し、上記第１の比較手段によ
って、上記全体値が上記第１基準値より大きいと判定さ
れた場合には、前記アドレス情報発生手段に対し、前記
ミラーの全てを指定させるための指示を出すとともに、
前記ミラー駆動手段に対し、上記アドレス情報発生手段
で指定される全てのミラーを前記第２の反射角度に設定
させるための指示を出し、上記第２の比較手段によっ
て、上記変化量が第２基準値よりも大きいと判定された
場合は、前記ミラー駆動手段に対し、その時点でアドレ
ス情報発生手段により指定されているミラーを第２の反
射角度とさせるための指示を出すことを特徴とする請求
項１または２記載のカメラの光量制御装置。
【請求項４】前記撮像素子からの出力信号の大きさを
判断するための基準となる値は、上記撮像素子からの出
力信号に基づいて最新の値に更新可能とすることを特徴
とする請求項１、２または３記載のカメラの光量制御装
置。