JP2005031269A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】位置に応じて明るさが調整された画像を生成する。
【解決手段】複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎを備えた液晶調光素子４を、撮像素子５の受光面側に配設する。撮像を行うときには、光透過率制御部８が、撮像素子５の受光量を撮像素子５−１〜５−ｎ毎に検出し、検出した結果に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎにそれぞれ電圧を印加する。ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎは、印加された電圧に基づいて、ぞれぞれ分子の方向が変化する。したがって、液晶調光素子４は、調光領域４−１〜４−ｎ毎に透過率が変化する。
【選択図】 図８
【解決手段】複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎを備えた液晶調光素子４を、撮像素子５の受光面側に配設する。撮像を行うときには、光透過率制御部８が、撮像素子５の受光量を撮像素子５−１〜５−ｎ毎に検出し、検出した結果に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎにそれぞれ電圧を印加する。ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎは、印加された電圧に基づいて、ぞれぞれ分子の方向が変化する。したがって、液晶調光素子４は、調光領域４−１〜４−ｎ毎に透過率が変化する。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばゲストホスト型液晶などの液晶を使用した調光素子により、撮像素子に入射する光の量を制御する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子を備えた撮像装置が、広く普及している。この撮像装置では、撮像素子が、入射した光を電気信号に変換した後に、電気信号をデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号に対して処理を施すことにより、画像を生成する。
【０００３】
撮像装置では、撮像素子に入射する光の量が多いと生成される画像が明るくなり、撮像素子に入射する光の量が少ないと生成される画像が暗くなる。したがって、撮像素子に入射する光の量が多すぎたり少なすぎたりすると、生成される画像の輪郭が不鮮明となる、或いは色が不明瞭となるなどの不都合が生じる。
【０００４】
以上説明した理由により、撮像装置には、撮像素子に入射する光の量を変化させる絞りが備えられている。絞りは、複数枚の絞り羽が重ね合わさって、中心に穴部が形成された構造とされている。絞りは、撮像素子の受光面側に設けられる。絞りが撮像素子の受光面側に設けらることで、絞りの穴部を通過した光が撮像素子に入射する。
【０００５】
絞りは、絞り羽がアクチュエータによって駆動されることにより、穴部の大きさが変化する。したがって、穴部を大きくすることによって撮像素子に入射する光の量を増加させることが可能となり、穴部を小さくすることによって撮像素子に入射する光の量を減少させることが可能となる。
【０００６】
ところで、近年、ユーザが携帯する上で便利であるなどの理由により、撮像装置の小型化が進められている。しかし、以上説明した絞りを使用すると、絞り羽を駆動させるアクチュエータを備える必要があることなどから、撮像装置の小型化が困難となる。
【０００７】
一方、液晶など、光透過率が変化する物性材料を使用して作成された調光素子によって、撮像素子に入射する光の量を制御する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。液晶を使用した調光素子（以下、液晶調光素子という。）は、一対の透明な基板間に液晶層が配置されており、液晶層と各基板との間に透明な電極層が設けられてなる。液晶調光素子は、電極層に印加する電圧を変化させることにより液晶に印加する電圧を変化させ、液晶分子の方向を変化させることで、光透過率が変化する。したがって、撮像装置は、液晶調光素子を撮像素子の受光面側に配設することで、撮像素子に入射する光の量を変化させることが可能となる。
【０００８】
以上説明した液晶調光素子を、絞り羽を利用した絞りの代わりに採用することにより、アクチュエータの搭載が不要となるなどの理由により、撮像装置を小型化できる。さらに、絞りを通過することによって生じる回折光を防ぐことも可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３２６８９４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した液晶調光素子では、液晶に電圧を印加すると、液晶全体に一定の電圧が印加されるため、全部の液晶分子の方向が一斉に変化する。すなわち、液晶調光素子の光透過率は、光が透過する位置に拘わらず同じ割合で変化し、撮像素子の受光面によって受光される光の量（受光量）は、位置に拘わらず同じ割合で増加又は減少する。
【００１１】
したがって、例えば図６に示すように、撮像される範囲Ａ内に太陽などの輝度が高い光源がある状態で撮像が行われる場合には、撮像素子の受光量に光源から出射される光が含まれているために、撮像素子の全受光量が多くなる。このときに、撮像素子の全受光量に基づいて液晶に印加する電圧を制御すると、液晶調光素子の光透過率が一斉に下がるために、生成される画像は、光源以外の範囲が暗くなる、或いはスメアが生じるなどの問題が起こる。すなわち、生成される画像は、品質が劣化したものとなる。
【００１２】
本発明は、以上説明した理由を鑑みて提案されたものであり、光が透過する位置によって光透過率を変化させることが可能である調光素子によって、撮像素子に入射する光の量を制御することで、画像を適切な明るさに制御することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、一対の透明基板と、上記一対の透明基板間に形成された液晶層と、上記液晶層に対して領域毎に電圧を印加する電圧印加手段とを有する調光素子と、上記調光素子の透過光を受光面によって受光し、受光した光から画像信号を生成する撮像素子と、上記受光面の受光量を検出する受光量検出手段と、上記受光量検出手段によって検出された受光量に基づいて、上記電圧印加手段が上記液晶層に対して印加する電圧を上記領域毎に制御することによって、上記調光素子の光透過率を上記領域毎に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明を適用した撮像装置１は、被写体からの光を透過するレンズ前群２と、レンズ前群２から出射された光を透過するレンズ後群３と、レンズ後群３から出射された光を透過する液晶調光素子４と、液晶調光素子４から出射された光を受光し画像信号に変換して出力する撮像素子５と、撮像素子５から出力された画像信号から輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃを生成するＹ／Ｃ信号処理部６と、撮像素子５が画像信号を出力するタイミングを制御する撮像素子駆動部７と、Ｙ／Ｃ信号処理部６及び撮像素子駆動部７から供給される信号に基づいて、液晶調光素子４の光透過率を制御する光透過率制御部８とを備える。
【００１６】
レンズ前群２は、例えばズームレンズ群などの複数のレンズからなり、レンズ後群３は、例えば結像レンズなどの複数のレンズからなる。
【００１７】
液晶調光素子４は、レンズ後群３から出射された光を透過する。液晶調光素子４は、光透過率制御部８による制御に基づいて、光透過率が変化する。すなわち、液晶調光素子４は、光透過率を変化させることにより、出射する光の量を変化させることで、撮像素子５に入射する光の量を変化させることができる。また、液晶調光素子４は、図２に示すように、複数の領域（以下、調光領域４−１〜４−ｎという。）に分かれており、各調光領域４−１〜４−ｎ毎に光透過率を変化させることができる。
【００１８】
つぎに、以上説明した液晶調光素子４について詳細に説明する。なお、以下の説明では、調光領域４−１〜４−ｎに備えられているゲストホスト型液晶１３を、それぞれゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎという。また、撮像素子５において調光領域４−１〜４−ｎの透過光が受光される領域を、それぞれ撮像素子５−１〜５−ｎという。
【００１９】
液晶調光素子４は、図３に示すように、第１の積層体１１と第２の積層体１２との間に、ゲストホスト型液晶１３とスペーサ１４とが配置されており、ゲストホスト型液晶１３とスペーサ１４とが、シール剤１５によって封入されてなる。なお、以下では、液晶調光素子４を、液晶セル４ともいう。
【００２０】
第１の積層体１１は、第１のガラス基板２１上に、第１の電極２２と、第１の配向膜２３とが順次積層されてなる。また、第２の積層体１２は、第２のガラス基板２４上に、第２の電極２５と、第２の配向膜２６とが順次積層されてなる。第１の積層体１１と第２の積層体１２とは、第１の配向膜２３と第２の配向膜２６とが対向する位置関係で配置される。
【００２１】
第１の電極２２及び第２の電極２５は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタした後に、フォトリソグラフィによってパターニングすることによって形成された透明な導電膜を備える。
【００２２】
具体的に説明すると、第１の電極２２は、図４に示すように、第１のガラス基板２１の主面全体に亘って形成されたＩＴＯ膜３１を備える。ＩＴＯ膜３１には導線３２が接続されている。
【００２３】
また、第２の電極２５は、図５に示すように、第２のガラス基板２４の主面上に、マトリックス状に形成された複数のＩＴＯ膜３３−１，３３−２，…３３−ｎを備える。ＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎは、それぞれ調光領域４−１〜４−ｎに形成されている。また、ＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎには、それぞれ導線３４−１〜３４−ｎが接続した構成とされている。
【００２４】
第１の配向膜２３及び第２の配向膜２６は、ゲストホスト型液晶１３の分子の方向を、所定の方向とする。第１及び第２の配向膜２３，２６は、例えば第１及び第２のガラス基板２１，２４上にポリイミドなどの高分子膜を形成し、表面をラビングすることによって形成される。
【００２５】
ゲストホスト型液晶１３は、ホスト材料である液晶分子４１と、ゲスト材料である二色性染料分子４２との混合物である。
【００２６】
液晶分子４１は、電圧が印加されると方向が変化する。また、二色性染料分子４２は、液晶分子４１の方向変化に従って方向が変化する。二色性染料分子４２は、方向によって光の吸収が変化する。したがって、液晶調光素子４は、ゲストホスト型液晶１３に印加する電圧を変化させることによって、光透過率が変化する。なお、本実施の形態では、ゲストホスト型液晶１３として、印加する電圧のパルス幅が広くなるほど光透過率が上がるものを使用しているが、印加する電圧のパルス幅が広くなるほど光透過率が下がるものを使用しても良い。
【００２７】
以上説明したように、液晶調光素子４は、各調光領域４−１〜４−ｎに複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎが形成されているために、各調光領域４−１〜４−ｎ毎にゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して異なる電圧を印加することが可能となる（スタティック駆動）。したがって、液晶調光素子４は、各調光領域４−１〜４−ｎ毎に光透過率を変化させることが可能となる。
【００２８】
例えば、図６で示される範囲Ａを撮像すると、撮像される範囲内に太陽が入る。したがって、太陽から出射された光が入射する領域は、他の領域と比較して明るくなる。
【００２９】
撮像装置１によって範囲Ａを撮像することにより、例えば太陽から出射された光が調光領域４−１，４−２を透過するときには、調光領域４−１，４−２の透過光が、撮像素子５−１，５−２に入射する。すなわち、撮像素子５−１，５−２によって受光された光に基づいて生成される画像信号のレベルは、撮像素子５−３〜５−ｎによって受光された光に基づいて生成される画像信号と比較して大きくなる。
【００３０】
したがって、撮像素子５から出力された１画面分の画像信号から撮像素子５の全受光量を検出し、検出した全受光量に基づいてゲストホスト型液晶１３全体に同一の電圧を印加することにより、液晶調光素子４の光透過率を一斉に制御した場合には、液晶調光素子４の透過率が全体に亘って下がりすぎてしまうために、撮像素子５−３〜５−ｎから出力される画像信号のレベルが小さくなりすぎてしまい、得られる画像は、太陽以外の被写体が暗いものとなる。
【００３１】
これに対して、液晶調光素子４では、ゲストホスト型液晶１３−１，１３−２に印加する電圧を他の領域よりも小さくすることにより、調光領域４−１，４−２の透過率のみを小さくし、撮像素子５−１，５−２から出力される画像信号のレベルのみを低くすることが可能となる。したがって、得られる画像は、太陽以外も暗くならず、全体に亘って明るさが適切なものとなる。
【００３２】
図１に戻り、光透過率制御部８は、撮像素子５から出力される画像信号のレベルに基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧をそれぞれ個別に制御することで、液晶調光素子４の光透過率を調光領域４−１〜４−ｎ毎に変化させる。本実施の形態では、光透過率制御部８は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＷＭ）方式で液晶調光素子４を駆動する。
【００３３】
光透過率制御部８は、撮像素子駆動部７及びＹ／Ｃ信号処理部６から信号が供給される制御部５１と、制御部５１による制御に基づいて駆動パルスを生成するパルス発生部５２と、パルス発生部５２が発生したパルス信号によって駆動される電源５３とを備える。
【００３４】
制御部５１は、Ｙ／Ｃ信号処理部６から供給される撮像素子５−１〜５−ｎの輝度信号に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧のパルス幅を決定する。また、制御部５１は、撮像素子駆動部７から供給される基本クロックに同期させて、決定したパルス幅を示す信号を、パルス発生部５２に供給する。
【００３５】
パルス発生部５２は、制御部５１から供給された信号に基づいて、図７に示すような電源５３の駆動パルスを生成し、撮像素子駆動部７から供給される基本クロックに同期させて、電源５３に供給する。
【００３６】
電源５３は、パルス発生部５２から供給された駆動パルスに基づいて駆動し、ＩＴＯ膜３１、３３−１〜３３−ｎに電圧を印加する。
【００３７】
つぎに、以上説明した撮像装置１で、撮像素子５が受光する光の量を制御する方法について、説明する。
【００３８】
先ず、レンズ前群２とレンズ後群３とを透過した光が、液晶調光素子４に入射する。液晶調光素子４は、入射した光を出射して、撮像素子５に供給する。
【００３９】
次に、撮像素子５は、液晶調光素子４を透過した光を受光して、撮像素子駆動部７から供給された基本クロックに同期したタイミングで画像信号を生成し、Ｙ／Ｃ信号処理部６に供給する。
【００４０】
次に、Ｙ／Ｃ信号処理部６は、撮像素子５より供給された画像信号から、輝度信号とクロマ信号とを生成する。輝度信号とクロマ信号は、図示しない画像信号処理部に供給される。また、輝度信号は、制御部５１に供給される。
【００４１】
次に、制御部５１は、撮像素子５−１〜５−ｎから出力された画像信号から生成された輝度信号に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧のパルス幅を決定する。
【００４２】
制御部５１によって電圧のパルス幅を決定するときの具体的な方法は、以下に説明する通りとなる。なお、以下の説明では、撮像素子５−１から出力される画像信号のレベルに基づき調光領域４−１の透過率を変化させる場合を例に挙げ、図８に示すフローチャートを使用して説明する。
【００４３】
先ず、ステップＳＴ１で、制御部５１には、Ｙ／Ｃ信号処理部６から撮像素子５−１の輝度信号が供給される。
【００４４】
次に、ステップＳＴ２では、制御部５１は、ステップＳＴ１で供給された輝度信号に基づいて、撮像素子５−１の受光量が規定値であるか否かを判断する。受光量が規定値より小さいときにはステップＳＴ３に進み、受光量が規定値より大きいときにはステップＳＴ４に進み、受光量が規定値であるときにはステップＳＴ１に戻る。
【００４５】
ステップＳＴ３では、制御部５１は、パルス発生部５２が生成する駆動パルスの幅を１段階広く設定する。すなわち、調光領域４−１の透過率を１段階上げる設定を行う。そして、ステップＳＴ１に戻る。
【００４６】
また、ステップＳＴ４では、制御部５１は、パルス発生部５２が生成する駆動パルスの幅を１段階狭く設定する。すなわち、調光領域４−１の透過率を１段階下げる設定を行う。そして、ステップＳＴ１に戻る。
【００４７】
なお、調光領域４−２〜４−ｎの透過率は、撮像素子５−２〜５−ｎから出力される画像信号のレベルに基づいて、調光領域４−１の透過率と同様に制御される。
【００４８】
次に、パルス発生部５２は、制御部５１から供給された信号に基づいて駆動パルスを生成し、電源５３を駆動する。電源５３は、各ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対してそれぞれ電圧を印加し、液晶調光素子４の透過率を、調光領域４−１〜４−ｎ毎に変化させる。
【００４９】
以上説明したように、本発明を適用した撮像装置１は、第２の電極２５が複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎからなる液晶調光素子４を、撮像素子５の受光面側に備えている。したがって、液晶調光素子４では、調光領域４−１〜４−ｎ毎に、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに印加する電圧を変化させて、光透過率を変化させることができる。
【００５０】
また、光透過率制御部８が、撮像素子５の受光量を撮像素子５−１〜５−ｎ毎に検出し、検出した結果に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに電圧を印加している。したがって、本発明を適用した撮像装置１によれば、撮像素子５に対して入射する光の量を液晶調光素子４−１〜４−ｎ毎に制御することが可能となり、撮像される範囲に輝度が高い光源などがある場合などにも、全体に亘って明るさが適切な画像を生成することが可能となる。
【００５１】
なお、撮像装置１では、液晶調光素子４を、レンズ後群３と撮像素子５との間に配置したが、液晶調光素子４は、撮像素子５の受光面側に配置されていれば良く、例えば、図９（Ａ）に示すようにレンズ前群２とレンズ後群３との間や、図９（Ｂ）に示すようにレンズ前群２の光入射側に配置されていても良い。
【００５２】
また、液晶調光素子４は、図１０に示すように、撮像素子５と一体化させることが最も好ましい。液晶調光素子４と撮像素子５とを一体化させることにより、液晶調光素子４が撮像素子５の受光部を保護するカバーガラスの役目を果たすために、カバーガラスを使用する必要がなくなり、撮像装置１のコストを下げることが可能となる。
【００５３】
なお、撮像装置１では、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して電圧を印加していない状態で、液晶調光素子４の透過率が調光領域４−１〜４−ｎ毎に異なる場合がある。液晶調光素子４の透過率が調光領域４−１〜４−ｎ毎に異なる場合には、あらかじめ全白のパターンボックスを撮像することによって生成した画像信号から生成された輝度信号の差分を、調光領域４−１〜４−ｎ毎に算出して図示しないメモリに記録することで、撮像時に補正を行うことにより、液晶調光素子４の透過率を適切に制御することが可能となる。
【００５４】
また、パターンボックスの撮像を、焦点距離が近い設定（ＷＩＤＥ端）から最も焦点距離が遠い設定（ＴＥＬＥ端）まで、焦点距離を変えたいくつかの設定で行い、調光領域４−１〜４−ｎ毎に輝度信号の差分を算出して図示しないメモリに記録することで、更に正確な補正を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、撮像装置１には、液晶調光素子４の代わりに、図１１に示すような、図中矢印Ｒ１及びＲ２で示すように光学軸の方向をそれぞれ直交するように配置した２つの液晶セル４を一体化した液晶調光素子５５を設けても良い。液晶調光素子５５を備えることにより、光学濃度（吸光度）の比を一層向上させることが可能となる。また、撮像装置１には、液晶調光素子５５を複数設けても良い。
【００５６】
なお、本実施の形態では、液晶調光素子４の形状を長方形としたが、液晶調光素子４の形状は、長方形に限定されることはなく、例えば円形としても良い。
【００５７】
なお、撮像装置１には、液晶調光素子４の代わりに、ゲストホスト型液晶１３に対して印加する電圧を画素毎に制御することで、画素毎に光透過率を変化させることが可能な液晶調光素子が備えられても良い。
【００５８】
画素毎に光透過率を変化させることが可能な液晶調光素子としては、図１２に示すダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１や、図１３に示すアクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２が挙げられる。なお、以下の説明では、撮像素子５の画素数をａ×ｂ＝ｃ画素とする。また、ａ個の画素が形成されている方向をｘ方向と称し、ｂ個の画素が形成されている方向をｙ方向と称する。
【００５９】
図１２（Ａ）に示すように、ダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１は、撮像素子５の各画素に対応して、ａ×ｂの領域（以下、調光領域７１−１〜７１−ｃという。）に分割されている。液晶調光素子６１は、図１２（Ｂ）に示すように、ｘ方向に沿ってａ個並んでいる調光領域を覆うように形成されたＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂを備える第１の電極７３を、第１の電極２２の代わりに備え、且つ図１２（Ｃ）に示すように、ｙ方向に沿ってｂ個並んでいる調光領域を覆うように形成されたＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａを備える第２の電極７５を、第２の電極２４の代わりに備えた以外は、液晶調光素子４と同じ構成とされる。ＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂとＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａとは、各交点が調光領域７１−１〜７１−ｃに相当する位置となるように形成されている。
【００６０】
液晶調光素子６１では、ＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂに印加する電圧と、ＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａに印加する電圧とが制御されることにより、各調光領域７１−１〜７１−ｃの光透過率を変化させることが可能となる。すなわち、画素毎に光透過率を変化させることが可能となる。撮像装置１は、液晶調光素子６１が設けられることにより、撮像素子５の受光量を画素毎に制御することが可能となる。
【００６１】
また、アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２は、図１３（Ａ）に示すように、撮像素子５の画素に対応して、ａ×ｂの領域（以下、調光領域８１−１〜８１−ｃという。）に分割されている。そして、図１３（Ｂ）に示すように、各調光領域８１−１〜８１−ｃに形成されたＩＴＯ膜８２−１〜８２−ｃを備える第２の電極８３を、第２の電極２５の代わりに備えた以外は、液晶調光素子４と同じ構成とされる。各ＩＴＯ膜８２−１〜８２−ｃは、それぞれ図示しないスイッチを介して図示しない信号線と接続しており、スイッチがオンとなったときに、信号線を介して電圧が印加される。
【００６２】
アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２は、ダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１と比較すると、印加した電圧に対して液晶分子の方向変化が速い。したがって、撮像装置１は、アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２を備えることにより、撮像素子５の受光量を画素毎に制御することが可能であり、且つ印加した電圧に対して透過率の変化が速いものとなる。
【００６３】
【発明の効果】
また、本発明に係る撮像装置は、液晶層に対して領域毎に電圧を印加する電圧印加手段を備えた調光素子が、撮像素子の受光面側に備えられており、この調光素子の透過光が、撮像素子に入射する。すなわち、調光素子は、領域毎に印加する電圧を変化させて、光透過率を変化させることができる。また、検出手段が撮像素子の受光量を領域毎に検出し、制御手段が検出した受光量に基づいて電圧印加手段を制御することで、液晶層の各領域に印加する電圧を制御している。
【００６４】
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子に対して入射する光の量を領域毎に制御することが可能となり、撮像される範囲に明るさのばらつきがあるときにも、適切な明るさの画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮像装置を示すブロック図である。
【図２】同撮像装置に備えられる液晶調光素子に設けらているｎ個の調光領域を説明する図である。
【図３】同撮像装置に備えられた液晶調光素子を示す断面図である。
【図４】同撮像装置に備えられた液晶調光素子に備えられた第１の電極を示す模式図である。
【図５】同撮像装置に備えられた液晶調光素子に備えられた第２の電極を示す模式図である。
【図６】撮像装置によって撮像される範囲を示す図である。
【図７】本発明を適用した撮像装置に備えられた制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明を適用した撮像装置に備えられたパルス発生部が発生する駆動パルスを示す図である。
【図９】液晶調光素子を備える位置を説明するための図である。
【図１０】液晶調光素子と撮像素子とを一体化した図である。
【図１１】２つの液晶セルを、光学軸の方向が直交するように一体化させた液晶調光素子を示す図である。
【図１２】ダイナミック駆動する液晶調光素子を示す図である。
【図１３】アクティブマトリックス駆動する液晶調光素子を示す図である。
【符号の説明】
４ 液晶調光素子、５ 撮像素子、１３ ゲストホスト型液晶、３１ ＩＴＯ膜、３３−１〜３３−ｎ ＩＴＯ膜、
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばゲストホスト型液晶などの液晶を使用した調光素子により、撮像素子に入射する光の量を制御する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子を備えた撮像装置が、広く普及している。この撮像装置では、撮像素子が、入射した光を電気信号に変換した後に、電気信号をデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号に対して処理を施すことにより、画像を生成する。
【０００３】
撮像装置では、撮像素子に入射する光の量が多いと生成される画像が明るくなり、撮像素子に入射する光の量が少ないと生成される画像が暗くなる。したがって、撮像素子に入射する光の量が多すぎたり少なすぎたりすると、生成される画像の輪郭が不鮮明となる、或いは色が不明瞭となるなどの不都合が生じる。
【０００４】
以上説明した理由により、撮像装置には、撮像素子に入射する光の量を変化させる絞りが備えられている。絞りは、複数枚の絞り羽が重ね合わさって、中心に穴部が形成された構造とされている。絞りは、撮像素子の受光面側に設けられる。絞りが撮像素子の受光面側に設けらることで、絞りの穴部を通過した光が撮像素子に入射する。
【０００５】
絞りは、絞り羽がアクチュエータによって駆動されることにより、穴部の大きさが変化する。したがって、穴部を大きくすることによって撮像素子に入射する光の量を増加させることが可能となり、穴部を小さくすることによって撮像素子に入射する光の量を減少させることが可能となる。
【０００６】
ところで、近年、ユーザが携帯する上で便利であるなどの理由により、撮像装置の小型化が進められている。しかし、以上説明した絞りを使用すると、絞り羽を駆動させるアクチュエータを備える必要があることなどから、撮像装置の小型化が困難となる。
【０００７】
一方、液晶など、光透過率が変化する物性材料を使用して作成された調光素子によって、撮像素子に入射する光の量を制御する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。液晶を使用した調光素子（以下、液晶調光素子という。）は、一対の透明な基板間に液晶層が配置されており、液晶層と各基板との間に透明な電極層が設けられてなる。液晶調光素子は、電極層に印加する電圧を変化させることにより液晶に印加する電圧を変化させ、液晶分子の方向を変化させることで、光透過率が変化する。したがって、撮像装置は、液晶調光素子を撮像素子の受光面側に配設することで、撮像素子に入射する光の量を変化させることが可能となる。
【０００８】
以上説明した液晶調光素子を、絞り羽を利用した絞りの代わりに採用することにより、アクチュエータの搭載が不要となるなどの理由により、撮像装置を小型化できる。さらに、絞りを通過することによって生じる回折光を防ぐことも可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３２６８９４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した液晶調光素子では、液晶に電圧を印加すると、液晶全体に一定の電圧が印加されるため、全部の液晶分子の方向が一斉に変化する。すなわち、液晶調光素子の光透過率は、光が透過する位置に拘わらず同じ割合で変化し、撮像素子の受光面によって受光される光の量（受光量）は、位置に拘わらず同じ割合で増加又は減少する。
【００１１】
したがって、例えば図６に示すように、撮像される範囲Ａ内に太陽などの輝度が高い光源がある状態で撮像が行われる場合には、撮像素子の受光量に光源から出射される光が含まれているために、撮像素子の全受光量が多くなる。このときに、撮像素子の全受光量に基づいて液晶に印加する電圧を制御すると、液晶調光素子の光透過率が一斉に下がるために、生成される画像は、光源以外の範囲が暗くなる、或いはスメアが生じるなどの問題が起こる。すなわち、生成される画像は、品質が劣化したものとなる。
【００１２】
本発明は、以上説明した理由を鑑みて提案されたものであり、光が透過する位置によって光透過率を変化させることが可能である調光素子によって、撮像素子に入射する光の量を制御することで、画像を適切な明るさに制御することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、一対の透明基板と、上記一対の透明基板間に形成された液晶層と、上記液晶層に対して領域毎に電圧を印加する電圧印加手段とを有する調光素子と、上記調光素子の透過光を受光面によって受光し、受光した光から画像信号を生成する撮像素子と、上記受光面の受光量を検出する受光量検出手段と、上記受光量検出手段によって検出された受光量に基づいて、上記電圧印加手段が上記液晶層に対して印加する電圧を上記領域毎に制御することによって、上記調光素子の光透過率を上記領域毎に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明を適用した撮像装置１は、被写体からの光を透過するレンズ前群２と、レンズ前群２から出射された光を透過するレンズ後群３と、レンズ後群３から出射された光を透過する液晶調光素子４と、液晶調光素子４から出射された光を受光し画像信号に変換して出力する撮像素子５と、撮像素子５から出力された画像信号から輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃを生成するＹ／Ｃ信号処理部６と、撮像素子５が画像信号を出力するタイミングを制御する撮像素子駆動部７と、Ｙ／Ｃ信号処理部６及び撮像素子駆動部７から供給される信号に基づいて、液晶調光素子４の光透過率を制御する光透過率制御部８とを備える。
【００１６】
レンズ前群２は、例えばズームレンズ群などの複数のレンズからなり、レンズ後群３は、例えば結像レンズなどの複数のレンズからなる。
【００１７】
液晶調光素子４は、レンズ後群３から出射された光を透過する。液晶調光素子４は、光透過率制御部８による制御に基づいて、光透過率が変化する。すなわち、液晶調光素子４は、光透過率を変化させることにより、出射する光の量を変化させることで、撮像素子５に入射する光の量を変化させることができる。また、液晶調光素子４は、図２に示すように、複数の領域（以下、調光領域４−１〜４−ｎという。）に分かれており、各調光領域４−１〜４−ｎ毎に光透過率を変化させることができる。
【００１８】
つぎに、以上説明した液晶調光素子４について詳細に説明する。なお、以下の説明では、調光領域４−１〜４−ｎに備えられているゲストホスト型液晶１３を、それぞれゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎという。また、撮像素子５において調光領域４−１〜４−ｎの透過光が受光される領域を、それぞれ撮像素子５−１〜５−ｎという。
【００１９】
液晶調光素子４は、図３に示すように、第１の積層体１１と第２の積層体１２との間に、ゲストホスト型液晶１３とスペーサ１４とが配置されており、ゲストホスト型液晶１３とスペーサ１４とが、シール剤１５によって封入されてなる。なお、以下では、液晶調光素子４を、液晶セル４ともいう。
【００２０】
第１の積層体１１は、第１のガラス基板２１上に、第１の電極２２と、第１の配向膜２３とが順次積層されてなる。また、第２の積層体１２は、第２のガラス基板２４上に、第２の電極２５と、第２の配向膜２６とが順次積層されてなる。第１の積層体１１と第２の積層体１２とは、第１の配向膜２３と第２の配向膜２６とが対向する位置関係で配置される。
【００２１】
第１の電極２２及び第２の電極２５は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタした後に、フォトリソグラフィによってパターニングすることによって形成された透明な導電膜を備える。
【００２２】
具体的に説明すると、第１の電極２２は、図４に示すように、第１のガラス基板２１の主面全体に亘って形成されたＩＴＯ膜３１を備える。ＩＴＯ膜３１には導線３２が接続されている。
【００２３】
また、第２の電極２５は、図５に示すように、第２のガラス基板２４の主面上に、マトリックス状に形成された複数のＩＴＯ膜３３−１，３３−２，…３３−ｎを備える。ＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎは、それぞれ調光領域４−１〜４−ｎに形成されている。また、ＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎには、それぞれ導線３４−１〜３４−ｎが接続した構成とされている。
【００２４】
第１の配向膜２３及び第２の配向膜２６は、ゲストホスト型液晶１３の分子の方向を、所定の方向とする。第１及び第２の配向膜２３，２６は、例えば第１及び第２のガラス基板２１，２４上にポリイミドなどの高分子膜を形成し、表面をラビングすることによって形成される。
【００２５】
ゲストホスト型液晶１３は、ホスト材料である液晶分子４１と、ゲスト材料である二色性染料分子４２との混合物である。
【００２６】
液晶分子４１は、電圧が印加されると方向が変化する。また、二色性染料分子４２は、液晶分子４１の方向変化に従って方向が変化する。二色性染料分子４２は、方向によって光の吸収が変化する。したがって、液晶調光素子４は、ゲストホスト型液晶１３に印加する電圧を変化させることによって、光透過率が変化する。なお、本実施の形態では、ゲストホスト型液晶１３として、印加する電圧のパルス幅が広くなるほど光透過率が上がるものを使用しているが、印加する電圧のパルス幅が広くなるほど光透過率が下がるものを使用しても良い。
【００２７】
以上説明したように、液晶調光素子４は、各調光領域４−１〜４−ｎに複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎが形成されているために、各調光領域４−１〜４−ｎ毎にゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して異なる電圧を印加することが可能となる（スタティック駆動）。したがって、液晶調光素子４は、各調光領域４−１〜４−ｎ毎に光透過率を変化させることが可能となる。
【００２８】
例えば、図６で示される範囲Ａを撮像すると、撮像される範囲内に太陽が入る。したがって、太陽から出射された光が入射する領域は、他の領域と比較して明るくなる。
【００２９】
撮像装置１によって範囲Ａを撮像することにより、例えば太陽から出射された光が調光領域４−１，４−２を透過するときには、調光領域４−１，４−２の透過光が、撮像素子５−１，５−２に入射する。すなわち、撮像素子５−１，５−２によって受光された光に基づいて生成される画像信号のレベルは、撮像素子５−３〜５−ｎによって受光された光に基づいて生成される画像信号と比較して大きくなる。
【００３０】
したがって、撮像素子５から出力された１画面分の画像信号から撮像素子５の全受光量を検出し、検出した全受光量に基づいてゲストホスト型液晶１３全体に同一の電圧を印加することにより、液晶調光素子４の光透過率を一斉に制御した場合には、液晶調光素子４の透過率が全体に亘って下がりすぎてしまうために、撮像素子５−３〜５−ｎから出力される画像信号のレベルが小さくなりすぎてしまい、得られる画像は、太陽以外の被写体が暗いものとなる。
【００３１】
これに対して、液晶調光素子４では、ゲストホスト型液晶１３−１，１３−２に印加する電圧を他の領域よりも小さくすることにより、調光領域４−１，４−２の透過率のみを小さくし、撮像素子５−１，５−２から出力される画像信号のレベルのみを低くすることが可能となる。したがって、得られる画像は、太陽以外も暗くならず、全体に亘って明るさが適切なものとなる。
【００３２】
図１に戻り、光透過率制御部８は、撮像素子５から出力される画像信号のレベルに基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧をそれぞれ個別に制御することで、液晶調光素子４の光透過率を調光領域４−１〜４−ｎ毎に変化させる。本実施の形態では、光透過率制御部８は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＷＭ）方式で液晶調光素子４を駆動する。
【００３３】
光透過率制御部８は、撮像素子駆動部７及びＹ／Ｃ信号処理部６から信号が供給される制御部５１と、制御部５１による制御に基づいて駆動パルスを生成するパルス発生部５２と、パルス発生部５２が発生したパルス信号によって駆動される電源５３とを備える。
【００３４】
制御部５１は、Ｙ／Ｃ信号処理部６から供給される撮像素子５−１〜５−ｎの輝度信号に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧のパルス幅を決定する。また、制御部５１は、撮像素子駆動部７から供給される基本クロックに同期させて、決定したパルス幅を示す信号を、パルス発生部５２に供給する。
【００３５】
パルス発生部５２は、制御部５１から供給された信号に基づいて、図７に示すような電源５３の駆動パルスを生成し、撮像素子駆動部７から供給される基本クロックに同期させて、電源５３に供給する。
【００３６】
電源５３は、パルス発生部５２から供給された駆動パルスに基づいて駆動し、ＩＴＯ膜３１、３３−１〜３３−ｎに電圧を印加する。
【００３７】
つぎに、以上説明した撮像装置１で、撮像素子５が受光する光の量を制御する方法について、説明する。
【００３８】
先ず、レンズ前群２とレンズ後群３とを透過した光が、液晶調光素子４に入射する。液晶調光素子４は、入射した光を出射して、撮像素子５に供給する。
【００３９】
次に、撮像素子５は、液晶調光素子４を透過した光を受光して、撮像素子駆動部７から供給された基本クロックに同期したタイミングで画像信号を生成し、Ｙ／Ｃ信号処理部６に供給する。
【００４０】
次に、Ｙ／Ｃ信号処理部６は、撮像素子５より供給された画像信号から、輝度信号とクロマ信号とを生成する。輝度信号とクロマ信号は、図示しない画像信号処理部に供給される。また、輝度信号は、制御部５１に供給される。
【００４１】
次に、制御部５１は、撮像素子５−１〜５−ｎから出力された画像信号から生成された輝度信号に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して印加する電圧のパルス幅を決定する。
【００４２】
制御部５１によって電圧のパルス幅を決定するときの具体的な方法は、以下に説明する通りとなる。なお、以下の説明では、撮像素子５−１から出力される画像信号のレベルに基づき調光領域４−１の透過率を変化させる場合を例に挙げ、図８に示すフローチャートを使用して説明する。
【００４３】
先ず、ステップＳＴ１で、制御部５１には、Ｙ／Ｃ信号処理部６から撮像素子５−１の輝度信号が供給される。
【００４４】
次に、ステップＳＴ２では、制御部５１は、ステップＳＴ１で供給された輝度信号に基づいて、撮像素子５−１の受光量が規定値であるか否かを判断する。受光量が規定値より小さいときにはステップＳＴ３に進み、受光量が規定値より大きいときにはステップＳＴ４に進み、受光量が規定値であるときにはステップＳＴ１に戻る。
【００４５】
ステップＳＴ３では、制御部５１は、パルス発生部５２が生成する駆動パルスの幅を１段階広く設定する。すなわち、調光領域４−１の透過率を１段階上げる設定を行う。そして、ステップＳＴ１に戻る。
【００４６】
また、ステップＳＴ４では、制御部５１は、パルス発生部５２が生成する駆動パルスの幅を１段階狭く設定する。すなわち、調光領域４−１の透過率を１段階下げる設定を行う。そして、ステップＳＴ１に戻る。
【００４７】
なお、調光領域４−２〜４−ｎの透過率は、撮像素子５−２〜５−ｎから出力される画像信号のレベルに基づいて、調光領域４−１の透過率と同様に制御される。
【００４８】
次に、パルス発生部５２は、制御部５１から供給された信号に基づいて駆動パルスを生成し、電源５３を駆動する。電源５３は、各ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対してそれぞれ電圧を印加し、液晶調光素子４の透過率を、調光領域４−１〜４−ｎ毎に変化させる。
【００４９】
以上説明したように、本発明を適用した撮像装置１は、第２の電極２５が複数のＩＴＯ膜３３−１〜３３−ｎからなる液晶調光素子４を、撮像素子５の受光面側に備えている。したがって、液晶調光素子４では、調光領域４−１〜４−ｎ毎に、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに印加する電圧を変化させて、光透過率を変化させることができる。
【００５０】
また、光透過率制御部８が、撮像素子５の受光量を撮像素子５−１〜５−ｎ毎に検出し、検出した結果に基づいて、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに電圧を印加している。したがって、本発明を適用した撮像装置１によれば、撮像素子５に対して入射する光の量を液晶調光素子４−１〜４−ｎ毎に制御することが可能となり、撮像される範囲に輝度が高い光源などがある場合などにも、全体に亘って明るさが適切な画像を生成することが可能となる。
【００５１】
なお、撮像装置１では、液晶調光素子４を、レンズ後群３と撮像素子５との間に配置したが、液晶調光素子４は、撮像素子５の受光面側に配置されていれば良く、例えば、図９（Ａ）に示すようにレンズ前群２とレンズ後群３との間や、図９（Ｂ）に示すようにレンズ前群２の光入射側に配置されていても良い。
【００５２】
また、液晶調光素子４は、図１０に示すように、撮像素子５と一体化させることが最も好ましい。液晶調光素子４と撮像素子５とを一体化させることにより、液晶調光素子４が撮像素子５の受光部を保護するカバーガラスの役目を果たすために、カバーガラスを使用する必要がなくなり、撮像装置１のコストを下げることが可能となる。
【００５３】
なお、撮像装置１では、ゲストホスト型液晶１３−１〜１３−ｎに対して電圧を印加していない状態で、液晶調光素子４の透過率が調光領域４−１〜４−ｎ毎に異なる場合がある。液晶調光素子４の透過率が調光領域４−１〜４−ｎ毎に異なる場合には、あらかじめ全白のパターンボックスを撮像することによって生成した画像信号から生成された輝度信号の差分を、調光領域４−１〜４−ｎ毎に算出して図示しないメモリに記録することで、撮像時に補正を行うことにより、液晶調光素子４の透過率を適切に制御することが可能となる。
【００５４】
また、パターンボックスの撮像を、焦点距離が近い設定（ＷＩＤＥ端）から最も焦点距離が遠い設定（ＴＥＬＥ端）まで、焦点距離を変えたいくつかの設定で行い、調光領域４−１〜４−ｎ毎に輝度信号の差分を算出して図示しないメモリに記録することで、更に正確な補正を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、撮像装置１には、液晶調光素子４の代わりに、図１１に示すような、図中矢印Ｒ１及びＲ２で示すように光学軸の方向をそれぞれ直交するように配置した２つの液晶セル４を一体化した液晶調光素子５５を設けても良い。液晶調光素子５５を備えることにより、光学濃度（吸光度）の比を一層向上させることが可能となる。また、撮像装置１には、液晶調光素子５５を複数設けても良い。
【００５６】
なお、本実施の形態では、液晶調光素子４の形状を長方形としたが、液晶調光素子４の形状は、長方形に限定されることはなく、例えば円形としても良い。
【００５７】
なお、撮像装置１には、液晶調光素子４の代わりに、ゲストホスト型液晶１３に対して印加する電圧を画素毎に制御することで、画素毎に光透過率を変化させることが可能な液晶調光素子が備えられても良い。
【００５８】
画素毎に光透過率を変化させることが可能な液晶調光素子としては、図１２に示すダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１や、図１３に示すアクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２が挙げられる。なお、以下の説明では、撮像素子５の画素数をａ×ｂ＝ｃ画素とする。また、ａ個の画素が形成されている方向をｘ方向と称し、ｂ個の画素が形成されている方向をｙ方向と称する。
【００５９】
図１２（Ａ）に示すように、ダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１は、撮像素子５の各画素に対応して、ａ×ｂの領域（以下、調光領域７１−１〜７１−ｃという。）に分割されている。液晶調光素子６１は、図１２（Ｂ）に示すように、ｘ方向に沿ってａ個並んでいる調光領域を覆うように形成されたＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂを備える第１の電極７３を、第１の電極２２の代わりに備え、且つ図１２（Ｃ）に示すように、ｙ方向に沿ってｂ個並んでいる調光領域を覆うように形成されたＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａを備える第２の電極７５を、第２の電極２４の代わりに備えた以外は、液晶調光素子４と同じ構成とされる。ＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂとＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａとは、各交点が調光領域７１−１〜７１−ｃに相当する位置となるように形成されている。
【００６０】
液晶調光素子６１では、ＩＴＯ膜７２−１〜７２−ｂに印加する電圧と、ＩＴＯ膜７４−１〜７４−ａに印加する電圧とが制御されることにより、各調光領域７１−１〜７１−ｃの光透過率を変化させることが可能となる。すなわち、画素毎に光透過率を変化させることが可能となる。撮像装置１は、液晶調光素子６１が設けられることにより、撮像素子５の受光量を画素毎に制御することが可能となる。
【００６１】
また、アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２は、図１３（Ａ）に示すように、撮像素子５の画素に対応して、ａ×ｂの領域（以下、調光領域８１−１〜８１−ｃという。）に分割されている。そして、図１３（Ｂ）に示すように、各調光領域８１−１〜８１−ｃに形成されたＩＴＯ膜８２−１〜８２−ｃを備える第２の電極８３を、第２の電極２５の代わりに備えた以外は、液晶調光素子４と同じ構成とされる。各ＩＴＯ膜８２−１〜８２−ｃは、それぞれ図示しないスイッチを介して図示しない信号線と接続しており、スイッチがオンとなったときに、信号線を介して電圧が印加される。
【００６２】
アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２は、ダイナミック駆動が可能な液晶調光素子６１と比較すると、印加した電圧に対して液晶分子の方向変化が速い。したがって、撮像装置１は、アクティブマトリックス駆動が可能な液晶調光素子６２を備えることにより、撮像素子５の受光量を画素毎に制御することが可能であり、且つ印加した電圧に対して透過率の変化が速いものとなる。
【００６３】
【発明の効果】
また、本発明に係る撮像装置は、液晶層に対して領域毎に電圧を印加する電圧印加手段を備えた調光素子が、撮像素子の受光面側に備えられており、この調光素子の透過光が、撮像素子に入射する。すなわち、調光素子は、領域毎に印加する電圧を変化させて、光透過率を変化させることができる。また、検出手段が撮像素子の受光量を領域毎に検出し、制御手段が検出した受光量に基づいて電圧印加手段を制御することで、液晶層の各領域に印加する電圧を制御している。
【００６４】
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子に対して入射する光の量を領域毎に制御することが可能となり、撮像される範囲に明るさのばらつきがあるときにも、適切な明るさの画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮像装置を示すブロック図である。
【図２】同撮像装置に備えられる液晶調光素子に設けらているｎ個の調光領域を説明する図である。
【図３】同撮像装置に備えられた液晶調光素子を示す断面図である。
【図４】同撮像装置に備えられた液晶調光素子に備えられた第１の電極を示す模式図である。
【図５】同撮像装置に備えられた液晶調光素子に備えられた第２の電極を示す模式図である。
【図６】撮像装置によって撮像される範囲を示す図である。
【図７】本発明を適用した撮像装置に備えられた制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明を適用した撮像装置に備えられたパルス発生部が発生する駆動パルスを示す図である。
【図９】液晶調光素子を備える位置を説明するための図である。
【図１０】液晶調光素子と撮像素子とを一体化した図である。
【図１１】２つの液晶セルを、光学軸の方向が直交するように一体化させた液晶調光素子を示す図である。
【図１２】ダイナミック駆動する液晶調光素子を示す図である。
【図１３】アクティブマトリックス駆動する液晶調光素子を示す図である。
【符号の説明】
４ 液晶調光素子、５ 撮像素子、１３ ゲストホスト型液晶、３１ ＩＴＯ膜、３３−１〜３３−ｎ ＩＴＯ膜、
Claims (5)
- 一対の透明基板と、上記一対の透明基板間に形成された液晶層と、上記液晶層に対して領域毎に電圧を印加する電圧印加手段とを有する調光素子と、
上記調光素子の透過光を受光面によって受光し、受光した光から画像信号を生成する撮像素子と、
上記受光面の受光量を検出する受光量検出手段と、
上記受光量検出手段によって検出された受光量に基づいて、上記電圧印加手段が上記液晶層に対して印加する電圧を上記領域毎に制御することによって、上記調光素子の光透過率を上記領域毎に制御する制御手段とを備えること
を特徴とする撮像装置。 - 上記液晶層は、ゲストホスト型液晶によって形成されていること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 上記ゲストホスト型液晶は、ホスト材料が液晶分子であり、ゲスト材料が二色性染料分子であること
を特徴とする請求項２記載の撮像装置。 - 上記調光素子と、上記撮像素子とが一体化していること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 上記調光素子に備えられた電圧印加手段は、上記液晶層に対して画素毎に電圧を印加し、
上記受光量検出手段は、画素毎に上記受光面の受光量を検出し、
上記制御手段は、上記電圧印加手段が上記液晶層に対して印加する電圧を画素毎に制御することによって、上記調光素子の光透過率を画素毎に制御すること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
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|---|---|---|---|---|
| KR101449001B1 (ko) * | 2007-10-10 | 2014-10-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라모듈 |
| WO2021025115A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 凸版印刷株式会社 | 調光装置 |
| CN114791680A (zh) * | 2021-01-26 | 2022-07-26 | 北京京东方传感技术有限公司 | 光学模组、调光滤镜、摄像功能器件及工作方法 |
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2003
- 2003-07-09 JP JP2003194665A patent/JP2005031269A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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