JP2007067889A - 撮像装置 - Google Patents

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昌弘 加藤
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Abstract

【課題】液晶モニタの明るさを周囲の明るさに適した明るさに自動的に調整することができ、特に簡単な構成及び低コストで実現可能にする。
【解決手段】撮像装置10は、撮影レンズ16、絞る18及びCCD20を含む撮像手段から所定のフレームレートで得られる画像信号の輝度成分を積分回路34で積分し、この積算値が所定の基準値になるように露出を制御する自動露出制御手段を有している。撮像装置10は、所定のフレームレートで得られる画像信号に基づいて動画を液晶モニタ14に表示する際に、前記自動露出制御手段を利用して被写体の明るさを検知し、この被写体の明るさを周囲の明るさと見なして液晶モニタ14の明るさ(バックライト40の明るさ)が適正な明るさになるように調整し、視認性を向上させるようにしている。
【選択図】 図1

Description

本発明は撮像装置に係り、特に液晶モニタ等の表示装置を備えた撮像装置に関する。
この種の撮像装置の液晶モニタは、晴天の屋外では太陽光の影響で極めて見難くなってしまうという欠点がある。また、夕方などは、かえって明るくなりすぎ、こちらも見難くなる。
従来、このような不具合を解決するために、マニュアル操作によって液晶モニタの明るさをコントロールできるようになっている。
また、レリーズスイッチの半押し時に測距や測光等の撮影準備動作を実行する撮像装置において、前記撮影準動作時に測光された被写体の輝度に基づいて被写体輝度に比例した液晶モニタのバックライトの明るさを決定して、バックライトの明るさを自動調整するものがある(特許文献1)
特開平08−242398号公報
ところで、マニュアル操作によって液晶モニタの明るさをコントロールするのは煩雑であるという問題がある。
一方、特許文献1に記載の撮像装置は、レリーズスイッチの半押し時に測光された被写体輝度に基づいて液晶モニタのバックライトの明るさを調整するため、レリーズスイッチを半押しする前には液晶モニタの明るさを調整することができず、また、レリーズスイッチの半押し後は、測光値が固定(AEロック)されるため、スルー画の明るさを周囲の明るさに応じて逐次調整することができないという問題がある。
更に、記録媒体に記録された画像を液晶モニタに再生する場合、液晶モニタの明るさを調整することができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レリーズスイッチの操作前であっても表示装置に表示される画像の明るさを周囲の明るさに適した明るさに自動的に調整することができ、また、再生画像の明るさも同様に調整することができる撮像装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる画像信号の輝度成分を積算し、該積算値が所定の基準値になるように露出を制御する自動露出制御手段と、前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる各画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示する表示手段と、前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて所定の時間間隔で被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記照明手段の明るさが明るくなるように調整する照明光調節手段と、を備えたことを特徴としている。
本発明の他の態様の撮像装置は、撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる画像信号の輝度成分を積算し、該積算値が所定の基準値になるように露出を制御する自動露出制御手段と、前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる各画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示する表示手段と、前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて所定の時間間隔で被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記画像信号の信号レベルが大きくなるように変更する画像信号変更手段と、を備えたことを特徴としている。
即ち、前記自動露出制御手段は、動画撮影中(スルー画像を含む)に逐次露出制御を行っているため、この自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて被写体の明るさを連続的に検知することができる。本発明では、このようにして検知される被写体の明るさを周囲の明るさと見なし、前記表示手段に表示される画像が周囲の明るさにかかわらず見やすいように表示手段の明るさを変更し、あるいは画像信号の信号レベルを変更するようにしている。
本発明の更に他の態様の撮像装置は、撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段を介して得られる画像信号を記録媒体に記録するとともに、前記記録媒体に記録された画像信号を読み出して再生させる記録再生手段と、前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を前記表示手段に表示させる際に前記撮像手段を駆動させる制御手段と、前記制御手段による前記撮像手段の駆動時に得られる画像信号に基づいて被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記照明手段の明るさが明るくなるように調整する照明光調節手段と、を備えたことを特徴としている。
本発明の他の態様の撮像装置は、撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段を介して得られる画像信号を記録媒体に記録するとともに、前記記録媒体に記録された画像信号を読み出して再生させる記録再生手段と、前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を前記表示手段に表示させる際に前記撮像手段を駆動させる制御手段と、前記制御手段による前記撮像手段の駆動時に得られる画像信号に基づいて被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記表示手段に出力される画像信号の信号レベルが大きくなるように変更する画像信号変更手段と、を備えたことを特徴としている。
即ち、記録媒体に記録された画像の再生時には、通常、撮像手段は動作していないため、被写体の明るさを検知することはできないが、本発明では、被写体の明るさを検知するために撮像手段を動作させる。そして、撮像手段を介して検知される被写体の明るさを周囲の明るさと見なし、表示手段に表示される画像が周囲の明るさにかかわらず見やすいように表示手段の明るさを変更し、あるいは画像信号の信号レベルを変更するようにしている。
前記表示手段は、液晶モニタであり、前記照明手段は、発光ダイオード又は蛍光管を含み、前記照明光調整手段は、前記発光ダイオード又は蛍光管から発する光量を調整することを特徴としている。
前記画像信号変更手段は、前記表示手段に出力される前記画像信号のゲイン、又はゲイン及びオフセットを調整することを特徴としている。
また、前記制御手段は、前記撮像手段を駆動させたときに得られる画像信号に基づいて画像を再生又は記録させる信号処理系には通電しないように制御することを特徴としている。即ち、画像再生時には、被写体の明るさを検知するための手段のみに通電し、消費電力の無駄を省くために画像を再生又は記録させる信号処理系には通電しないようにしている。
更に、前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した画像信号に基づく画像の再生開始時のみ前記撮像手段を駆動させることを特徴としている。
また、本発明の他の態様によれば、前記撮像手段を介して得られた画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示させるときに、前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて検知される被写体の明るさに応じて前記所定の時間間隔を変更させる変更手段を更に備えたことを特徴としている。
本発明によれば、撮像装置が有している撮像手段を利用し、この撮像手段を介して所定の時間間隔で得られる画像信号の輝度成分に基づいて検知される被写体の明るさを周囲の明るさと見なし、その周囲の明るさに応じて表示手段の明るさを自動調整するようにしたため、周囲の明るさに応じて最適な明るさに調整することができ、また、周囲の明るさを検出するためのセンサ等を新たに設ける必要がないため、簡単な構成及び低コストで実現することができる。また、記録媒体から読み出された画像を再生させる場合には、前記撮像手段を動作させることで、再生画像の明るさも同様に調整することができる。
以下添付図面に従って本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
この撮像装置10は、レリーズスイッチ(図示せず)の操作により静止画や動画をメモリカード12に記録するデジタルカメラであり、液晶モニタ14(LCDパネル15及びバックライト40を含む)が装置背面に設けられている。
また、撮像装置10は、静止画をメモリカード12に記録する静止画記録モードと、動画をメモリカード12に記録する動画記録モードと、メモリカード12に記録された静止画又は動画を液晶モニタ14に表示させる再生モードとを有しており、静止画記録モード、動画記録モード及び再生モードは、モード切替手段(モードダイヤルなど)によって適宜選択できるようになっている。更に、撮像装置10は、静止画記録モード又は動画記録モード時にメモリカード12に記録されない動画(スルー画)を液晶モニタ14に表示するムービーモードを有している。
上記静止画記録モード、又は動画記録モードの設定時において、被写体を示す画像光は、撮影レンズ16及び絞り18を介して固体撮像素子(CCD)20の受光面に結像される。
CCD20に蓄積された信号電荷は、CCDドライバ22から加えられる転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、CCD20には、シャッタゲートを介してシャッタドレインが設けられており、シャッタゲートをシャッタゲートパルスによって駆動することにより、蓄積した信号電荷をシャッタドレインに掃き出すことができる。即ち、このCCD20は、CCDドライバ22を介して加えられるシャッタゲートパルスによって各センサに蓄積される電荷の蓄積時間(シャッタ速度)を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
CCD20から順次読み出された電圧信号は、A/D変換器24を介して各画素ごとのデジタルのR、G、B信号に変換されてDSP(デジタル信号処理専用のマイクロプロセッサ)26に加えられる。
DSP26は、図示しないカメラ操作部材からの入力に基づきカメラ全体の動作を統括制御する中央処理装置(CPU)と、A/D変換器24から入力するR、G、B信号から輝度信号と色差信号とを生成(YC処理)するYC処理回路と、輝度信号及び色差信号(YC信号)をR、G、B信号に変換するコンバータと、YC信号をJPEG (joint photgraphic expertsgroup)に圧縮し又は圧縮されたYC信号を伸長する圧縮伸長処理回路とを含んでいる。
上記DSP26には、メモリ(SDRAM:Synchronous DRAM)28が接続されている。メモリ28は、メインメモリ及びグラフィックス・メモリとして機能し、スルー画用のメモリ領域を含んでいる。
DSP26は、ムービーモード時には、所定のフレームレート(30フレーム/秒、60フレーム/秒)で連続的にA/D変換器24を介して入力するR,G,B信号をYC信号(輝度信号Yとクロマ信号C)に変換し、このYC信号をメモリ28に一時記憶するとともに、1フレームごとに記憶内容を更新し、また、メモリ28に記憶されたYC信号をCPUからのコマンドによって読み出し、これをコンバータに出力する。
コンバータは、YC/RGBコンバータ、D/Aコンバータを含み、入力するYC信号をR,G,B信号に変換し、更にD/Aコンバータでアナログ信号に変換したのち、液晶ドライバ回路30に出力する。
次に、ムービーモード時の露出制御について説明する。
図2のタイミングチャートにおいて、VDは垂直同期信号、FLD は奇数フィールドと偶数フィールドを示す信号、Cam-idは、マイコンプログラム内で同期をとるためのムービーカンウタ値であり、0〜3までを繰り返しカウントする。
Cam-idが0、1の時には、積算1、2を実行する。積算1、2では、同期分離回路32で同期分離後の輝度信号Yを積分回路34にて1フィールド分積算し、その積算値によって現在の露出量を求めるとともに、CCDの基準露出量からのずれ量を求める。そして、前記求めたずれ量を修正すべくシャッタ速度を求める露出計算を行う。Cam-idが2の時に上記のようにして求めたシャッタ速度によって露出制御する。尚、ムービー時には、絞り18は、ドライバ36を介して開放絞り(例えば、Av値=2.5)で固定されるように制御されている。
そして、Cam-idのカウント値(0〜3)に応じて上記動作を繰り返し実行する。従って、動画の露出制御は、4フィールド毎に繰り返し行われる。
液晶ドライバ回路30は、入力するR,G,B信号等により液晶表示に必要な信号を生成して液晶モニタ14に出力し、液晶モニタ14に画像を表示させる。また、DSP26は、バックライト制御回路38を介してバックライト40を制御する。
図3は液晶ドライバ回路30及びLCDパネル15の詳細を示すブロック図である。
図3に示すように、液晶ドライバ回路30は、入力するR,G,B信号等に基づいてR′、G′、B′信号、同期信号、駆動制御信号を生成する回路(図示せず)、ドライバ回路30A、駆動パルス発生回路30B等から構成されており、R、G、B信号はドライバ回路30Aに加えられ、同期信号は駆動パルス発生回路30Bに加えられる。
ドライバ回路30Aは、R、G、B信号を1水平ライン毎に極性を反転させてLCDパネル15の水平ゲートスイッチ部15Aに出力し、液晶素子に一定電圧が長時間印加されないようにしている。
駆動パルス発生回路30Bは、垂直同期信号及び水平同期信号に基づいてLCDパネル15を駆動するための水平パルス及び垂直パルスを発生する。
LCDパネル15は、水平ゲートスイッチ部15A、水平シフトレジスタ15B、垂直シフトレジスタ15C、及び容量素子LCを含む液晶素子がマトリックス配列された表示部15Dから構成されており、水平ゲートスイッチ部15Aには、前記ドライバ回路30AからR′、G′、B′信号が加えられ、水平シフトレジスタ15B及び垂直シフトレジスタ15Cには、前記駆動パルス発生回路30Bからそれぞれ水平パルス及び垂直パルスが加えられるようになっている。
そして、水平ゲートスイッチ部15Aに加えられるR′、G′、B′信号は、水平パルスによって駆動される水平シフトレジスタ15Bにより取り込まれ、垂直パルスに基づいて駆動される垂直シフトレジスタ15Cにより表示部15Dの所定のラインの液晶素子に印加される。表示部15Dの各液晶素子は、印加電圧に応じて透過光を変調し、これにより画像を表示する。
次に、液晶モニタ14の明るさを自動的に調整する第1の実施の形態について説明する。
前述したようにムービーモードの露出制御時には、CCD20から基準露出量の信号が得られるように4フィールドごとに固定絞りのもとでシャッタ速度を求める露出計算を行い、その算出したシャッタ速度によって露出制御を行っている。従って、DSP26は、現在の露出制御値(絞り値及びシャッタ速度)から被写体の明るさ(露出Ev値)を検知することができる。
DSP26は、現在の露出制御値によって検知可能な被写体の明るさに応じて、被写体の明るさが明るいほど大きな値のゲインコントロール信号を液晶ドライバ回路30に出力する。このゲインコントロール信号は、図3に示すようにドライバ回路30Aに加えられる。ドライバ回路30Aは、入力するゲインコントロール信号に応じてR′、G′、B′信号を増幅し、増幅後のR′、G′、B′信号をLCDパネル15に出力する。
これにより、液晶モニタ14に表示される動画は、被写体の明るさ(周囲の明るさ)が明るいほど明るい画像となり、視認性が上がる。
尚、DSP26は、被写体の明るさに応じて連続的に変化するゲインコントロール信号を出力してもよいし、段階的に変化するゲインコントロール信号を出力してもよい。また、ドライバ回路30Aは、R′、G′、B′信号のオフセット及びゲインをコントロールして動画のコントラストを可変させるようにしてもよい。
更に、DSP26からR,G,B信号とゲインコントロール信号を液晶ドライバ回路30に出力するようにしたが、R,G,B信号の代わりに、YC信号を出力してもよいし、また、YC信号を出力する場合には、ゲインコントロール信号を出力する代わりに、事前にゲインコントロールしたY信号を出力するようにしいもよい。尚、DSP26からYC信号を液晶ドライバ回路30に出力する場合には、液晶ドライバ回路30にてYC信号をRGB信号に変換することは言うまでもない。
次に、液晶モニタ14の明るさを自動的に調整する第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、被写体の明るさに応じてバックライト40の明るさを調整するようにしている。
即ち、バックライト40は、光源としての複数個の発光ダイオード(LED)と、このLEDから発光された光をLCDパネル15の下面に導く導光板とから構成されている。DSP26は、被写体の明るさを検知して被写体が明るいほど、バックライト40の照明光が明るくなるようにバックライト制御回路38を介してLEDの発光量(LEDに流す電流)を制御する。
これにより、周囲の明るさが明るいときには液晶モニタ14に表示される動画は、より明るく表示され、反対に暗いときには暗めに表示して視認性を上げるようにしている。尚、バックライト40の明るさは、被写体の明るさに応じて連続的に制御してもよいし、段階的に制御してもよい。また、光源として蛍光管を使用しているバックライトの場合には、蛍光管を駆動するインバータへのPWM(パルス幅変調)によってバックライトの輝度を調整する。
上記ムービーモード時の露出制御は、絞りを固定し、電子シャッタのシャッタ速度で行うようにしたが、これに限らず、シャッタ速度を一定(例えば、1/60秒)にし、絞りを連続的に制御して行うようにしてもよい。
また、被写体の明るさに応じてフレームレートを変更してもよく、特に被写体が暗い場合にはフレームレートを低くし、1フレーム当たりの露光時間を長くとるようにしてもよい。
次に、静止画記録モード又は動画記録モード時にメモリカード12に記録された静止画や動画を液晶モニタ14に表示する再生モード時に、液晶モニタ14の明るさを自動的に調整する第3の実施の形態について説明する。
再生モード時には、CCD20を含む撮像系を動作させるとともに、同期分離回路32、積分回路34を動作させ、撮影モード時と同様に被写体輝度の情報を取得する。尚、再生モード時には画像の記録を行わないため、画像の記録系(画像処理回路、圧縮伸長処理回路、記録処理回路等)ヘの電源の供給は行わないようにする。また、レンズバリアを有する撮像装置の場合、再生モード時にレンズバリアは開放させるが、撮影レンズの繰り出し等のレンズ動作は行わなくてもよい。
そして、第1、第2の実施の形態と同様に、撮像系を介して被写体の明るさ(即ち、周囲の明るさ)に応じて液晶モニタ14の明るさを調整し、再生画像の視認性を上げる。
再生モード時には、液晶モニタ14に表示させる画像を撮像する必要がないため、スルー画のフレームレートよりも長い時間間隔で撮像系を動作させるようにしてもよく、また、再生モードで電源を投入したときのみ、又は撮影モードから再生モードに切り替えたときの最初の再生時のみ撮像系を動作させるようにしてもよい。
また、再生モード時には、液晶モニタ14に表示させる画像を撮像する必要がないため、露出制御は行わなくてもよい。即ち、CCD20が飽和しないような所定の絞り、及びシャッタ速度に固定して被写体光を受光し、この受光量に基づいて被写体の明るさを検知することができる。
更に、液晶モニタ14の明るさを自動調整する「オート」モードと、手動調整する「マニュアル」モードとを切り替える切替手段を設け、ユーザが必要に応じてモード切替えを行うようにしてもよい。
尚、この実施の形態では、撮像装置としてデジタルカメラを例に説明したが、本発明はビデオカメラにも適用できる。また、
図1は本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。 図2はムービーモード時のAEシーケンスを示すタイミングチャートである。 図3は液晶ドライバ回路及びLCDパネルの詳細を示すブロック図である。
符号の説明
10…撮像装置、14…液晶モニタ、15…LCDパネル、16…撮影レンズ、18…絞り、20…固体撮像素子(CCD)、26…DSP、30…液晶ドライバ回路、30A…ドライバ回路、30B…駆動パルス発生回路、32…同期分離回路、34…積分回路、38…バックライト制御回路

Claims (10)

  1. 撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、
    前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる画像信号の輝度成分を積算し、該積算値が所定の基準値になるように露出を制御する自動露出制御手段と、
    前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる各画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示する表示手段と、
    前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、
    前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて所定の時間間隔で被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、
    前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記照明手段の明るさが明るくなるように調整する照明光調節手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、
    前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる画像信号の輝度成分を積算し、該積算値が所定の基準値になるように露出を制御する自動露出制御手段と、
    前記撮像手段から所定の時間間隔で得られる各画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示する表示手段と、
    前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、
    前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて所定の時間間隔で被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、
    前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記画像信号の信号レベルが大きくなるように変更する画像信号変更手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  3. 撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、
    前記撮像手段を介して得られる画像信号を記録媒体に記録するとともに、前記記録媒体に記録された画像信号を読み出して再生させる記録再生手段と、
    前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
    前記表示手段の明るさを決定する照明手段と、
    前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を前記表示手段に表示させる際に前記撮像手段を駆動させる制御手段と、
    前記制御手段による前記撮像手段の駆動時に得られる画像信号に基づいて被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、
    前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記照明手段の明るさが明るくなるように調整する照明光調節手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  4. 撮影レンズ及び撮像素子を含む撮像手段と、
    前記撮像手段を介して得られる画像信号を記録媒体に記録するとともに、前記記録媒体に記録された画像信号を読み出して再生させる記録再生手段と、
    前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
    前記記録媒体から読み出される画像信号に基づいて画像を前記表示手段に表示させる際に前記撮像手段を駆動させる制御手段と、
    前記制御手段による前記撮像手段の駆動時に得られる画像信号に基づいて被写体の明るさを検知する明るさ検知手段と、
    前記明るさ検知手段によって検知された被写体の明るさが明るい程、前記表示手段に出力される画像信号の信号レベルが大きくなるように変更する画像信号変更手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  5. 前記表示手段は、液晶モニタであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の撮像装置。
  6. 前記照明手段は、発光ダイオード又は蛍光管を含み、前記照明光調整手段は、前記発光ダイオード又は蛍光管から発する光量を調整することを特徴とする請求項1又は3に記載の撮像装置。
  7. 前記画像信号変更手段は、前記表示手段に出力される前記画像信号のゲイン、又はゲイン及びオフセットを調整することを特徴とする請求項2又は4に記載の撮像装置。
  8. 前記制御手段は、前記撮像手段を駆動させたときに得られる画像信号に基づいて画像を再生又は記録させる信号処理系には通電しないように制御することを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。
  9. 前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した画像信号に基づく画像の再生開始時のみ前記撮像手段を駆動させることを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。
  10. 前記撮像手段を介して得られた画像信号に基づいて被写体像を連続的に表示させるときに、前記自動露出制御手段による露出の制御値に基づいて検知される被写体の明るさに応じて前記所定の時間間隔を変更させる変更手段を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
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