JP2003274420A - デジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のデジタルカメラでは、消費電力削減の
ため液晶表示装置の電源を切ると共に、撮像装置の電源
まで切ると、次の撮影命令が出たとき、ＡＥ情報を確定
するまでに時間がかかり、レリーズタイムラグが大きか
った。 【解決手段】 電圧を印加すると、透過率が変わる４分
割のＬＣＤ２０１〜２０４と、白濁するＬＣＤ２００と
を貼り合わせて白濁ＬＣＤ１０２とし、撮像レンズとＣ
ＣＤの間に置く。撮像素子の電源が切られた状態のとき
撮影命令が入ると、４分割の各エリアにそれぞれ異なる
電圧を印加することによって、ＣＣＤは４通りの明るさ
に対応する被写体輝度情報が得られる。４カ所のエリア
の内、少なくとも１カ所のエリアの出力はＣＣＤのダイ
ナミックレンジに収まるように印加電圧の配分を決め
る。これによって１フレームでＡＥ測光が完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルカメラの自動
露出調整、および、自動ホワイトバランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のデジタルスチルカメラには、一般
的に撮像レンズとは別の、撮影範囲を確認するための光
学ファインダーと、画像確認用液晶（以下、単にＬＣＤ
と称す）表示装置の電源ＯＮ、ＯＦＦスイッチが設けら
れている。この主な目的は、記録モード時での消費電力
の低減のためである。撮影しようとする範囲を、光学フ
ァインダーによって確認する光学ファインダー撮影モー
ドにおいて、ＬＣＤ表示装置及びその駆動回路、バック
ライトなどの電源を切ることができるとともに、ＬＣＤ
表示装置に表示するための画像を得る必要もないので、
撮像素子及びその駆動回路などの電源も切ることが可能
になり、その結果、大幅な消費電力削減が可能になる。

【０００３】しかし、撮像系の電源を切っていると、モ
ニタリング中のコンティニアスな記録諸条件、すなわ
ち、自動露出（ＡＥ）、自動焦点調節（ＡＦ）、自動ホ
ワイトバランス（ＡＷＢ）のサンプリングが出来ない。
そこで光学ファインダー撮影モード時、撮影動作の際、
従来行われていた方法は、撮像素子の電源投入後、まず
撮影被写体の輝度情報を取得するために、何度か露光時
間を変化させて測光動作を繰り返していた。これは、被
写体のダイナミックレンジに対して、撮像素子のダイナ
ミックレンジの方が狭いためにどうしても必要なシーケ
ンスである。電源投入直後の露光時間設定は、事前の被
写体輝度の情報が全くないため、ある決められた仮の露
光時間に設定する必要がある。この露光時間に対して被
写体の輝度がかなり高かった場合は、前述のダイナミッ
クレンジの問題で、撮像素子の出力信号が飽和してしま
い、被写体輝度の適切な評価が出来ない。逆に被写体輝
度がかなり暗い場合は、ノイズに埋もれてしまい、被写
体輝度の適切な評価とならない可能性があった。そのた
め、露出の評価値として適切な大きさになるようにする
には、露光時間を何通りか変化させる必要が生ずる。Ａ
Ｆ、ＡＷＢの評価値を取得する際にも露出レベルが適切
になっていなければ同じ問題が生ずるため、まず、撮影
命令が入力されると、適正露光量になるようにＡＥのル
ープ処理がなされる。撮像素子の種類にもよるが、一般
的には１つの画面を読み出す時間は1/60〜1/30秒ほど
で、この処理を完了するのに要する時間は、ループ回数
（読出し回数）×1/60〜1/30秒となる。これだけの時間
がその後の撮影処理とは別に必要となり、実際に撮影が
開始されるまでの時間（以下、レリーズタイムラグとい
う）の増加を招いていた。

【０００４】そこで、撮像素子では記録諸条件のサンプ
リングを行わず、別に素子を設けることによって、記録
諸条件を得られるようにしているものや、ＬＣＤ表示装
置の電源はＯＦＦしても、撮像系の電源はＯＦＦしない
で、実動作中と変わらない状態にしているものなどがあ
る。しかし、前者の場合は測光をするためだけに、機器
のコストの上昇を招き、更にはそれを入れるためのスペ
ースが必要となり、カメラ全体のサイズを大きくしてし
まう。また、後者の場合は、本来の目的である消費電力
低減の効果が十分に得られない。

【０００５】また、デジタルスチルカメラにおいてホワ
イトバランスの評価値の取得は、モニタリング画像から
得るようにするのが一般的であるが、本来外光の色温度
情報を採取したいにもかかわらず、画面一面が単色の被
写体で覆われているような場合、その色を白くするべく
動作してしまう。そこで、追尾範囲を制限して、その範
囲外の色は追尾しないような処置を施すが、完全にこの
ような間違った追尾を起こさないようにすることは難し
く、多少の追尾のしすぎを伴なってしまうのが実情であ
る。

【０００６】そこで、従来のビデオカメラなどでは、乳
白色のフィルターを撮像レンズの前にユーザーの手によ
って装着し、正確にホワイトバランスをとれるようにし
ているものがある。しかし、デジタルスチルカメラにお
いては、撮影モードでも、必ずしも常時モニタリングを
する必要がなく、いつ撮影動作に入らなければいけない
か、分からないという特質を持つものなので、撮影前に
いちいちフィルターを装着するような手間をかけられな
いという事情から、この方法を用いられることはなかっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上で述べ
たような不具合を解消することを目的としたものであ
り、光学ファインダー撮影モードでの撮影範囲確認中の
消費電力を最低レベルに保ちつつ、レリーズタイムラグ
の短縮を、限られたスペースで実現するとともに、高精
度なホワイトバランスの評価値を取得できるようにする
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１の発明では、デジタルスチルカメラにおい
て、両面に偏光板を備え、複数のエリアに分割され、エ
リア毎に異なる電圧を印加すると、透過光量がエリア毎
に異なる液晶と、電圧を印加すると白濁する液晶とを貼
り合わせた白濁ＬＣＤを、撮像レンズと撮像素子の間に
備えたことを特徴とする。請求項２の発明では、請求項
１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、前記撮像素
子の電源を切った状態において、撮影命令が入力された
ときに、前記白濁ＬＣＤは、エリア毎に異なる透過率に
設定され、１フレームの電荷蓄積時間で、被写体輝度情
報をエリア分割数だけ一度に取得できる機能を有するこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明では、請求項２に記載のデ
ジタルスチルカメラにおいて、ホワイトバランスを正確
に取得したい際に、ユーザーが適宜使用できるＷＢスイ
ッチを設け、該ＷＢスイッチが押されると、前記白濁Ｌ
ＣＤの片面を白濁させ、他面の各エリアの透過率を一律
に設定され、ホワイトバランス情報を取得後、自動的に
白濁を解消する機能を有することを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明では、請求項３に記載のデ
ジタルスチルカメラにおいて、画像確認用の表示装置を
有し、モニタリングしながら該表示装置に画像を出力し
ている時に前記ＷＢスイッチが押された場合は、ホワイ
トバランス情報を取得するまで、ＬＣＤの透過率が下が
る直前の画像を表示しつづけることを特徴とする。請求
項５の発明では、請求項２〜４のいずれか１つに記載の
デジタルスチルカメラにおいて、前記撮像素子の電源を
切った状態から撮影命令が入力されたとき、得られた被
写体輝度情報を基に、前記白濁ＬＣＤの透過率を決定
し、ホワイトバランス情報を取得すべく、前記白濁ＬＣ
Ｄの全エリアを同一の透過率に設定する作業を、連続し
て行うことを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明では、請求項１〜５のいず
れか１つに記載のデジタルスチルカメラにおいて、前記
白濁ＬＣＤは、前記撮像素子の前面に取り付けられ、パ
ッケージの封止に用いられる保護ガラスを兼ねることを
特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の発明では、白濁するＬＣＤと透過率
が変化するＬＣＤとを貼り合わせて、ＣＣＤに対して複
数通りの透過率による光量分布と、散乱によるほぼ均等
な光量分布を与える。請求項２の発明では、透過率が異
なるエリア分割された白濁ＬＣＤを使用することで、電
源投入直後のＡＥ処理の高速化を実現し、レリーズタイ
ムラグの短縮化に寄与する。請求項３の発明では、カメ
ラにホワイトバランス取得の指示をおこなうＷＢスイッ
チを設けることで、ユーザーがホワイトバランス処理開
始を適宜選択可能になる。

【００１３】請求項４の発明では、白濁液晶を使用した
ホワイトバランス処理中について、ＴＶやＬＣＤの表示
に白濁液晶による白く霞んだ画像が表示されるのではな
く、ＷＢスイッチが押されたらホワイトバランス動作直
前の画像を使うことで適切な表示処理をおこなう。請求
項５の発明では、光学ファインダ撮影モード時について
ＡＥ高速処理と高精度なホワイトバランス処理を連続し
ておこなう。請求項６の発明では、新しい機能を付け加
えても、カメラの大きさに全く影響を与えない。

【００１４】

【実施例】以下に実施例に従って本発明を説明する。図
１は本発明のデジタルカメラの構成をブロック的に示
す。第１実施例は、撮像系として、撮影レンズ１０１と
ＣＣＤ１０３の間に白濁ＬＣＤ１０２を有している。こ
の撮像系によって撮影された画像データはＣＤＳＡＤ１
０４にてサンプング、デジタル化され更に後段のＤＳＰ
１０５とＳＤＲＡＭ１０９にて画像処理される。このＤ
ＳＰ１０５においてＡＥ、ＡＷＢ、ＡＦの評価値の取得
がおこなわれる。画像処理されたデータは表示ＬＣＤ１
０６またはＶＩＤＥＯ ＯＵＴ１１５に出力されるか、
バスを介してカードメモリ１１１に記録される。またカ
メラは外部とのＩ／ＦとしてパソコンＩ／Ｆ１１０を有
する。第２実施例として、メインＣＰＵ１１２は、図示
しないＷＢスイッチからの信号の、ユーザーＩ／Ｆ１１
４を介して得た指示を、サブＣＰＵ１１３を介して受け
取り、ホワイトバランス取得の制御をおこなうべくＴＧ
１０８を介して、ＣＣＤ１０３、ＣＤＳＡＤ１０４の制
御、白濁ＬＣＤ１０２の各エリア２０２〜２０５の透過
率制御をおこなう。第３実施例として、このとき、ＣＣ
Ｄ１０３からは一様な白色の画像しか得られないので、
表示ＬＣＤ１０６には、ＷＢスイッチが押される直前に
表示していた画像をそのまま固定的に表示し続ける。

【００１５】図２に、エリア毎に透過率の設定が可能な
白濁ＬＣＤ１０２とＣＣＤ１０３の概略図を示す。白濁
ＬＣＤは２種類のＬＣＤの張り合わせで構成される。片
方のＬＣＤ２００は電圧をかけると白濁し、入射光を散
乱させるタイプのものを用いる。 ＬＣＤ２００の片面
は電圧印加用の入力端子を有し、他の面は接地用の端子
ＧＮＤが接続される。０でない電圧を前記入力端子に印
加すると、透明状態だったＬＣＤが白濁を始める。白濁
により散乱された光は、一部は透過するが、一部は反射
してＣＣＤに到達する光量がその分減少する。ＡＥの測
光のためには或る程度ＣＣＤに入る光が平均化された方
が好ましいが、あまり大きな光量減少は好ましくないの
で、これらの条件を考慮してＶ０の値を設定する。他方
のＬＣＤは両面に偏光板２０６、２０７を有し、電圧の
印加により、ＬＣＤの旋光性によって透過光量が変化す
るタイプのものを用い、エリア２０１〜２０４のように
複数分割されている。ここでは例として縦横とも２等
分、すなわち、４分割されたＬＣＤとしたが、分割数は
任意である。ＬＣＤの各エリア２０１〜２０４には電圧
を印加する端子と共通のＧＮＤ端子を有する。偏光板２
０６、２０７はエリア別にする必要がないので全エリア
を表裏各一枚で覆うようにする。印加電圧が０Vのとき
は液晶の旋光性は発生せず、印加電圧が大きくなるほ
ど、旋光性が大きくなり透過率が下がる。なお印加電圧
をＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とする。この光学的配置よ
り、ＣＣＤ１０３では１フレームで４つの異なる輝度レ
ベルの被写体像を得ることと同等になる。この様子を図
３を用いて説明する。

【００１６】図３にＬＣＤの透過特性が変化する原理に
ついて概略図を示す。ここではＶ１＝０とする。２０１
において印加電圧Ｖ１はＶ１＝０であるため液晶の旋光
能力はない。前後面に同一偏光面で配置された偏光板に
対し、片面から入射した光は偏光板の持つ偏光面に一致
した光だけが透過し、ＬＣＤ内で何の作用も受けないの
でそのまま反対側の偏光板を通過する。２０２において
Ｖ２＞Ｖ１であるためＬＣＤは若干の旋光性を持ち、入
射した光は若干偏光面を回転される。このため、入射光
の一部が反対側の偏光板に遮られて出射できず、透過光
が若干減少する。２０３、２０４においては印加電圧が
より大きくなるため、偏光面の回転が更に大きくなり、
更に透過率は下がる。電圧の増加によって偏光面が９０
度回転した場合は、透過光はほとんどなくなる。この特
性を利用し、被写体のダイナミックレンジを考慮してＶ
２〜Ｖ３の電圧を設定することで、ＣＣＤのダイナミッ
クレンジを見かけ上広げることができる。なお、図では
ＬＣＤ２００を省略してあるので、透過光が直進するよ
うに示しているが、白濁ＬＣＤ１０２としてＬＣＤ２０
０とＬＣＤ２０１〜２０４を張り合わせたものは、透過
光が拡散して出て行く。第４実施例は、撮像素子の電源
を切った状態において、撮影命令が入力されると、白濁
ＬＣＤ１０２は、全体を白濁させると同時に、エリア毎
に異なる透過率に設定され、１フレームの電荷蓄積時間
で、被写体輝度情報をエリア分割数だけ一度に取得す
る。

【００１７】図４は第５実施例として、保護ガラスとし
て白濁ＬＣＤ４０２を使用したＣＣＤ４０１を図示す
る。白濁ＬＣＤ４０２は前記白濁ＬＣＤ１０２と基本的
に同じ構成であるが、ＣＣＤの保護ガラスとして使える
ように形状その他を変型させたものである。こうするこ
とによって、新機能のＬＣＤを配置したにもかかわら
ず、ＣＣＤの大きさがほとんど変わらずに構成すること
ができる。

【００１８】図５は、カメラの制御についての流れ図を
示す。以下第６実施例の説明をする。撮影命令が出た時
点で、ステップ５０１の制御開始になる。はじめに、ス
テップ５０２でＣＣＤ１０３および、その周辺回路が起
動される。ステップ５０３で白濁ＬＣＤの各分割エリア
２０１〜２０４にそれぞれ対応の電圧Ｖ１〜Ｖ４が、ま
た他面のＬＣＤに電圧Ｖ０が与えられる。４分割のエリ
アから得られるデータの内、ＣＣＤ１０３のダイナミッ
クレンジをはずれていないエリアからのデータを用い
て、ステップ５０４で、まず、ＡＥ評価値を取得する。
この結果を利用して、ステップ５０５で絞り、ＡＧＣ、
電子シャッタの設定を行う。ステップ５０６では、この
条件下で、すなわち、被写体輝度情報に対応させて、液
晶全エリアのＶ１〜Ｖ４に同一の値の電圧を印加し、Ｖ
０にも所定の電圧を印加して、ステップ５０７でＡＷＢ
評価値を得る。ステップ５０８でＬＣＤの電圧印加を解
除した後、ステップ５０９では、ＡＷＢで得られた情報
も加味して、新たに絞り、ＡＧＣ、電子シャッタを再設
定して制御ルーチンを終了し、撮影ルーチンに進む。こ
の用に、第６実施例ではＡＥ評価値取得からＡＷＢ情報
取得までの作業を連続して行う。ステップ５０６では液
晶の全エリアに同一電圧を印加するとしたが、被写体輝
度があまり高くない場合は、電圧は０にして最大の透過
率で用いるのが普通である。ＡＥデータ取得結果で、被
写体輝度が高すぎて、撮像素子のダイナミックレンジを
超える場合は、撮像素子のダイナミックレンジに収まる
ような所定の電圧を全エリアに印加して、一律に透過率
を下げることもあり得る。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、白濁液晶と透
過率可変の液晶を組み合わせたことにより、ＡＥ、ＡＷ
Ｂが簡単にできるようになる。請求項２の発明によれ
ば、エリア毎に透過率のことなる液晶を使用すること
で、1フレームで複数の露出条件の被写体情報が得られ
るため、ファインダーモードで、撮像素子の電源投入直
後のＡＥ処理を高速化することができる。請求項３の発
明によれば、白濁液晶を通過した光が散乱光となること
で、ホワイトバランス処理において発生する不所望な追
尾の影響を軽減するため、ホワイトバランス処理の精度
向上を実現するとともに、ユーザーは自由にホワイトバ
ランス情報を取得する機会を有する。請求項４の発明に
よれば、ホワイトバランス情報を取得し終わるまでホワ
イトバランス処理直前の画像を表示することで、カメラ
の表示系に白濁した画像を表示することを回避する。

【００２０】請求項５の発明によれば、撮像素子の電源
を切った状態において、レリーズを切ってから静止画撮
影までのタイムラグの短縮化と高精度なホワイトバラン
ス処理を実現する。請求項６の発明によれば、ＣＣＤの
保護ガラスにエリア分割された白濁ＬＣＤを使用するこ
とで、新機能を具備したカメラの小型化を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタルカメラの構成をブロック的に
示す図である。

【図２】エリア毎に透過率の設定が可能な白濁ＬＣＤと
ＣＣＤ１の概略を示す図である。

【図３】ＬＣＤの透過特性が変化する原理について示す
概略図である。

【図４】保護ガラスとして白濁ＬＣＤを使用したＣＣＤ
を示す図である。

【図５】カメラの制御についての流れを示す図である。

【符号の説明】

１０１ 撮像レンズ １０２ 白濁ＬＣＤ １０３ ＣＣＤ ２００ 電圧印加により白濁するＬＣＤ ２０１〜２０４ 電圧印加により透過率が変化する
ＬＣＤ ４０１ 白濁ＬＣＤを取り付けたＣＣＤ ４０２ ＣＣＤの保護ガラス兼用に取り付けた白濁
ＬＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA13 AB06 AB14 AB67 AC01 AC42 AC55 AC69 5C065 AA03 BB02 CC08 DD02 EE20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両面に偏光板を備え、複数のエリアに分割
   され、エリア毎に異なる電圧を印加すると、透過光量が
   エリア毎に異なる液晶と、電圧を印加すると白濁する液
   晶とを貼り合わせた白濁ＬＣＤを、撮像レンズと撮像素
   子の間に備えたことを特徴とするデジタルスチルカメ
   ラ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のデジタルスチルカメラに
   おいて、前記撮像素子の電源を切った状態において、撮
   影命令が入力されたときに、前記白濁ＬＣＤは、エリア
   毎に異なる透過率に設定され、１フレームの電荷蓄積時
   間で、被写体輝度情報をエリア分割数だけ一度に取得で
   きる機能を有するデジタルスチルカメラ。
3. 【請求項３】請求項２に記載のデジタルスチルカメラに
   おいて、ホワイトバランスを正確に取得したい際に、ユ
   ーザーが適宜使用できるＷＢスイッチを設け、該ＷＢス
   イッチが押されると、被写体輝度情報に対応させて前記
   白濁ＬＣＤの片面を白濁させるとともに、他面の各エリ
   アの透過率を一律に設定され、ホワイトバランス情報を
   取得後、自動的に白濁を解消する機能を有するデジタル
   スチルカメラ。
4. 【請求項４】請求項３に記載のデジタルスチルカメラに
   おいて、画像確認用の表示装置を有し、モニタリングし
   ながら該表示装置に画像を出力している時に前記ＷＢス
   イッチが押された場合は、ホワイトバランス情報を取得
   するまで、前記白濁ＬＣＤの透過率が下がる直前の画像
   を表示しつづけることを特徴とするデジタルスチルカメ
   ラ。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか１つに記載のデジ
   タルスチルカメラにおいて、前記撮像素子の電源を切っ
   た状態から撮影命令が入力されたとき、得られた被写体
   輝度情報を基に、前記白濁ＬＣＤの透過率を決定し、ホ
   ワイトバランス情報を取得すべく、前記白濁ＬＣＤの全
   エリアを同一の透過率に設定する作業を、連続して行う
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載のデジ
   タルスチルカメラにおいて、前記白濁ＬＣＤは、前記撮
   像素子の前面に取り付けられ、パッケージの封止に用い
   られる保護ガラスを兼ねることを特徴とするデジタルス
   チルカメラ。