JP2010050592A - 画像表示装置、撮像装置、表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で比較的安価な液晶表示パネルを用いても撮影時のピント合わせを容易に行える画像表示装置、撮像装置、表示方法を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１０に供給する映像信号経路にアッテネータ回路７とピーキング回路８を設け、アッテネータ回路７で振幅を小さくした後にピーキングをかけた映像信号を液晶表示パネル１０に供給することによって見かけ上のダイナミックレンジを拡大し、液晶表示パネル１０上で映像信号が飽和することを防ぐ。これにより、ダイナミックレンジの狭い液晶表示パネル１０においてもピントの合った被写体とピントの合っていない被写体の判別が容易となり、ピントが合わせを行い易くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラ等において画像確認等に用いられる画像表示装置と、これを備える撮像装置、表示方法に関するものである。

近年、動画の撮影及び記録を行う装置として、カメラと記録再生装置とを一体化したカメラ一体型記録再生装置（以下、カムコーダとも記す）が家庭用に広まっている。このカムコーダは、撮像系で捉えた被写体画像をモニタで確認しながら、その画像を記録メディアに記録し、再生可能なものである。
記録メディアとしては従来磁気テープが一般的であったが、現在は光ディスク、ハードディスクドライブ、さらには半導体メモリへと小型、高密度なものへと置き換わりつつある。それに応じてカムコーダ本体の大きさも小型化している。
カムコーダで撮影した映像は、家庭のテレビに接続して鑑賞することが主であるが、現在、家庭用のテレビは薄型・大型のハイビジョンテレビが普及しつつあるため、カムコーダの記録フォーマットもこれら大画面での鑑賞に堪えうるようにハイビジョンに対応したものへと主流が移りつつある。

ここで、高解像度の映像信号を記録再生できるハイビジョン信号を大型の画面で鑑賞すると、撮影時のピントのずれが従来にも増して顕著に目立つようになる。
しかし、撮影時の被写体画像を確認するためのモニタ装置は、カムコーダ本体の大きさに合わせ対角３インチ程度の小型の液晶モニタを用いているものが主である。このような小型の液晶モニタは、解像度もＱＶＧＡ（Quarter Video Graphics Array：３２０×２４０ピクセル）クラスであり微妙なピント合わせには不向きである。
撮影時のピント合わせを行ない易くする方法としては、モニタに供給する映像信号の輪郭に輪郭補正信号を加算したものがある（特許文献１参照）。
特開平０５−２９２３７３号公報

前述のように、テレビの大型化、カムコーダのハイビジョン対応化によって撮影時のピント合わせの正確さの重要性が増してきた。しかし、撮影時のモニタ装置としては、カムコーダ本体の大きさに合わせて３インチ程度の大きさのモニタが主流であり、また、モニタ装置の表示デバイスとしては、小型で比較的安価な液晶表示パネルが主に用いられている。このような３インチ前後の液晶表示パネルは、解像度としてはＱＶＧＡクラスであり、ハイビジョンの高解像度信号を表示させるほどのクオリティを有していないし、そもそも３インチ程度の大きさの画面ではピント調整による映像信号の微妙な変化を見分けることが困難である。

そこで、ピント合わせを行い易く補助するためには、映像信号の輪郭強調を行なうことが考えられる。映像信号に高域強調を行うと、ピントが合っている被写体映像、すなわち輪郭のはっきりした映像信号は、輪郭に高域成分が多く含まれているためその輪郭がより強調される。一方、ピントが合っていない被写体映像は、その輪郭に高域成分が少ないために高域強調を行っても輪郭はあまり強調されない。よって、高域強調した映像信号の輪郭部分に注目して見ると、ピントが合っている場合と、ピントが合っていない場合とで見え方が異なるため、被写体のどこにピントが合っているのかが分かり易い。

しかし、液晶表示パネルは、ダイナミックレンジが狭いために、ある一定以上の振幅の映像信号は飽和してしまう。よって、被写体の輪郭部分についた輪郭補正信号の振幅がこの飽和の閾値を超えてしまうと輪郭補正信号の振幅の大小によらず同じ振幅として表現される。そのため、前述のピントが合っている被写体とピントが合っていない被写体の強調された輪郭信号を区別して再現させることはできず、結果としてピントの山がつかみにくい、という欠点があった。

本発明の課題は、小型で比較的安価な液晶表示パネルを用いても撮影時のピント合わせを容易に行える画像表示装置、撮像装置、表示方法を提供することである。

本発明の第１の側面としての画像表示装置は、撮像部により得られた被写体像の映像信号を表示する表示部と、前記表示部に供給する前記映像信号の振幅を変更する振幅変更部と、前記表示部に供給する前記映像信号の輪郭を強調する輪郭強調部と、前記振幅変更部及び前記輪郭強調部を連動させて前記表示部の表示を変更する表示変更部とを備える。

本発明の第２の側面としての撮像装置は、被写体像を撮像する撮像部と、本発明の第１の側面としての画像表示装置とを備える。

本発明の第３の側面としての焦点状態の確認用の表示方法は、映像信号の振幅を小さく変更し、振幅を小さく変更した前記映像信号の輪郭を強調して表示部に表示を行う。

本発明によれば、カムコーダの撮影時にピント合わせに適した表示モードを設け、この表示モード時には、画像表示装置に供給する映像信号の振幅を小さくしてから輪郭強調回路によって被写体の輪郭を強調している。画像表示装置に供給する映像信号の振幅を小さくすることにより見かけ上のダイナミックレンジが広くなり、被写体にピントが合った時に強調される輪郭成分をより正確に再現させることが可能となる。
また、画像表示装置に供給する映像信号の振幅を小さくすると表示される画像の輝度が下がってしまうが、映像信号表示装置が液晶表示パネルとその光源であるバックライトとからなる場合、ピント合わせに適した表示モード時に、画像表示装置に供給する映像信号の振幅を小さくし輪郭強調回路よって輪郭強調を行なうと同時に、バックライト輝度制御回路がバックライトの輝度を明るくするよう制御することにより、表示画像の輝度の落ちを補正することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な構成、動作等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明による画像表示装置を用いたカムコーダの第１実施形態の基本構成を示すブロック図である。
第１実施形態のカムコーダは、撮影光学系１、センサ２、カメラ信号処理回路３、記録再生信号処理回路４、記録媒体５、映像信号処理回路６、アッテネータ回路７、ピーキング回路８、選択スイッチ９、液晶表示パネル１０、バックライト１１、フォーカスアシストスイッチ１２、マイコン１３を備えている撮像装置である。

撮影光学系１は、センサ２上に被写体像を結像する。撮影光学系１は、不図示の焦点調節機構によりその一部又は全部を光軸に沿って移動することにより、被写体像の焦点位置を調節する。この焦点調節機構の動作は、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを撮影者が選択することにより切り換えて行われる。

センサ２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて被写体像を光電変換して映像信号とし、これをカメラ信号処理回路３へ伝える撮像部である。

カメラ信号処理回路３は、映像信号を画像処理し、記録再生信号処理回路４へ送る。
記録再生信号処理回路４は、映像信号を記録信号処理し、記録媒体５に送る。これと同時に、映像信号は映像信号処理回路６に供給される。
記録媒体５は、内蔵メモリやメモリカード等であり、記録信号処理された映像信号を記録する。

映像信号処理回路６は、アッテネータ回路７、ピーキング回路８、選択スイッチ９を有し、映像信号を液晶表示パネル１０へ供給する。映像信号処理回路６に供給された映像信号は、選択スイッチ９の一方の入力端子に供給されると同時にアッテネータ回路７に供給される。

アッテネータ（ＡＴＴ）回路７は、減衰器を用いて入力された映像信号の振幅を所定の大きさに小さく変更する振幅変更部である。アッテネータ回路７が振幅を小さく変更した映像信号は、ピーキング回路８に供給される。

ピーキング回路８は、アッテネータ回路７から供給された映像信号の高周波成分を強調する（以下、ピーキング）ことにより輪郭を強調する輪郭強調部である。ピーキング回路８から出力された映像信号は、選択スイッチ９の他方の入力端子に供給される。

選択スイッチ９は、マイコン１３によって切り換え制御され、記録再生信号処理回路４からの映像信号を、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を介して液晶表示パネル１０へ供給する信号経路と、又は、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を介さずにそのまま液晶表示パネル１０へ供給する信号経路とを切り換える。選択スイッチ９がアッテネータ回路７及びピーキング回路８側に切り換わることにより、アッテネータ回路７及びピーキング回路８が連動して動作する。

液晶表示パネル１０は、選択スイッチ９によって選択された映像信号を画像として表示する透過型の表示部であり、バックライト１１を背面に有している。
バックライト１１は、冷陰極管や発光ダイオードからなり、液晶表示パネル１０の背面に配置され、液晶表示パネル１０を照明する光源である。

フォーカスアシストスイッチ１２は、通常表示モードとフォーカスアシスト表示モードとを切り換えるときに、撮影者が選択操作を行うスイッチである。
ここで、通常表示モードとは、記録再生信号処理回路４からの映像信号を、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を介さずにそのまま液晶表示パネル１０へ供給して標準的な状態で表示する表示モードであり、従来から行われている通常の表示を行う。
一方のフォーカスアシスト表示モードとは、記録再生信号処理回路４からの映像信号を、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を介して液晶表示パネル１０へ供給して表示する表示モードである。このフォーカスアシスト表示モードでは、上記回路を介することにより、ピント合わせを行い易い焦点状態の確認用の表示となる。このフォーカスアシスト表示モードの詳細については、後述する。

マイコン１３は、カムコーダ全体の動作を統括的に制御する制御部であり、選択スイッチ９の制御も行う。具体的には、マイコン１３は、フォーカスアシストスイッチ１２が通常表示モードとフォーカスアシスト表示モードとのいずれを選択しているかにより、選択スイッチ９を次のように制御する。
（１）フォーカスアシストスイッチ１２がフォーカスアシスト表示モードを選択した場合は、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を通った映像信号を選択する側の信号経路に選択スイッチ９を切り換える。
（２）フォーカスアシストスイッチ１２が通常表示モードを選択した場合は、映像信号がアッテネータ回路７及びピーキング回路８を通らない信号経路側に選択スイッチ９を切り換える。
このように、本実施形態では、マイコン１３及び選択スイッチ９を組み合わせて用いることにより、液晶表示パネル１０の表示を変更する表示変更部として機能している。

ここで、被写体の画像例とその映像信号にピーキングをかけた後の波形について図を用いて説明する。
図２は、被写体の画像例を示す図である。図２（ａ）は、左側の被写体にピントが合っている場合を示し、図２（ｂ）は、右側の被写体にピントが合っている場合を示す。
図３は、図２で得られた映像信号にピーキングをかけた後の波形を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応している。
ピントが合った被写体は、その輪郭部分に高域成分が多く含まれている。そのような信号にピーキングをかけるとエッジ部分に大振幅のエッジが付く。よって左側の被写体にピントが合っている図２（ａ）の場合は、図３（ａ）のように左側の波形のエッジ部に大振幅のエッジが付く。同様に、右側の被写体にピントが合っている図２（ｂ）の場合は、図３（Ｂ）のように右側の波形のエッジ部分に大振幅のエッジが付く。

図３（ａ）、図３（ｂ）から、映像信号にピーキングをかけるとピントが合った被写体とピントがずれた被写体とでエッジ部分の振幅が異なることがわかる。映像信号の振幅はモニタ上では明るさとして表現されるため、エッジ部分の明るさに注目して見ると、画面内のどの被写体にピントが合っているのかが判別できる。

図４は、図３で得られた波形にリミッタをかけた波形である。図４（ａ）は、図３（ａ）に対応し、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に対応する。
液晶表示パネルは、その特性上、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタと比べてダイナミックレンジが狭いために、大振幅の映像信号を再現することが出来ない。液晶表示パネルが再現可能なダイナミックレンジ以上の信号が入力された場合は、飽和してしまうため、図４のようにリミッタをかけた波形と等価の映像が表示される。

図４（ａ）、図４（ｂ）からわかるように、ダイナミックレンジが狭い液晶表示パネル１０にピーキングをかけた映像を表示させると、ピントが合った被写体もピントがずれた被写体もエッジ部分の振幅、すなわち明るさが同じに表示されるため、画面内のどの被写体にピントが合っているのかが判別できない。

そこで、本実施形態では、被写体を捉えた映像信号の振幅をアッテネータ回路７で小さくした後、ピーキング回路８でピーキングをかけて映像信号の輪郭を強調する構成とした。
図５は、図２で得られた映像信号の振幅を小さくした後に、ピーキングをかけた後の波形を示す図である。図５（ａ）は、図２（ａ）に対応し、図５（ｂ）は、図２（ｂ）に対応する。
本実施形態では、フォーカスアシスト表示モードで表示を行うと、映像信号は、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を介して液晶表示パネル１０へ供給されて表示される。そのため、図５に示すようにダイナミックレンジが相対的に拡大され、大振幅のエッジ部を再現できる。よって、画面内のどの被写体にピントが合っているのかを容易に判別できる。
なお、本実施形態では、上述したように、焦点調節機構の動作としては、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを撮影者が選択することにより切り換えて行われる。フォーカスアシスト表示モードによる表示は、これらいずれのフォーカスモードを用いた場合であっても有効である。

図６は、第１実施形態のカムコーダにおける画像表示処理動作を示すフローチャートである。
ステップ（以下、Ｓ）１０で画像表示の動作を開始する。
Ｓ２０では、マイコン１３は、フォーカスアシスト表示モードが選択されたか否かを判別する。フォーカスアシスト表示モードが選択された場合には、Ｓ４０へ進み、フォーカスアシスト表示モードが選択されていない場合には、Ｓ３０へ進む。

Ｓ３０では、通常表示モードが選択されたと判別されているので、マイコン１３は、選択スイッチ９をアッテネータ回路７及びピーキング回路８を通らない側へ切り換える。Ｓ３０を実行後は、Ｓ７０へ進み処理を終了する。

Ｓ４０では、フォーカスアシスト表示モードが選択されたと判別されているので、マイコン１３は、選択スイッチ９をアッテネータ回路７及びピーキング回路８側へ切り換える。

Ｓ５０では、アッテネータ回路７が入力された映像信号の振幅を小さくする。
Ｓ６０では、ピーキング回路８が高域強調を行なう。Ｓ６０を行った後は、処理を終了する。なお、実際には、動画像が継続的に供給されるので、Ｓ２０からＳ６０を繰り返すこととなる。

第１実施形態によれば、ダイナミックレンジの狭い液晶表示パネルを用いた場合であっても、焦点調節を容易に行うことができる。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のカムコーダの基本構成を示すブロック図である。
第１実施形態においては、アッテネータ回路７で映像信号の振幅を小さくしている。そのため本来の被写体の画像が暗く表示されてしまい、被写体や周囲の環境によっては、表示が見づらいおそれがある。そこで、第２実施形態では、バックライト輝度切換え回路１４を設けた。
なお、第２実施形態は、バックライト輝度切換え回路１４を設けた点と、これに関連する動作が一部異なる他は、第１実施形態と同様な形態である。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

バックライト輝度切換え回路１４は、マイコン１３からの指示に応じて、バックライト１１の輝度を切り換えることにより、バックライト１１の輝度を制御するバックライト輝度制御部である。
第２実施形態では、フォーカスアシストスイッチ１２によってフォーカスアシスト表示モードが選択された場合には、バックライト１１の輝度を通常表示モードの場合よりも上げるようにマイコン１３がバックライト輝度切換え回路１４に指示を与える。そしてバックライト輝度切換え回路１４は、バックライト１１の輝度を通常表示モードの場合よりも上げる。
また、フォーカスアシストスイッチ１２によって通常表示モードが選択された場合には、バックライト１１の輝度をフォーカスアシスト表示モードの場合の輝度よりも低い輝度に戻すようにマイコン１３がバックライト輝度切換え回路１４に指示を与える。

以上のように、アッテネータ回路７で映像信号の振幅を小さくして本来の被写体の画像が暗く表示されてしまう不自然さをバックライトの明るさを上げることにより補うことができる。よって、見た目の違和感を緩和させることが可能となる。

図８は、第２実施形態のカムコーダにおける画像表示処理動作を示すフローチャートである。
図８に示すフローチャートは、Ｓ６５を追加した他は、第１実施形態の図６のフローチャートと同じである。
Ｓ６５では、フォーカスアシスト表示モードが選択されたことに対応して、バックライト輝度切換え回路１４がバックライト１１の輝度を明るくする。

第２実施形態によれば、ダイナミックレンジの狭い液晶表示パネルを用いた場合であっても、明るく見やすい表示で焦点調節をさらに容易に行うことができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、画像表示装置としてカムコーダを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、電子スチルカメラであってもよい。

（２）各実施形態において、通常表示モードでは、アッテネータ回路７及びピーキング回路８を通さないで液晶表示パネル１０へ映像信号を伝える例を示した。これに限らず、例えば、通常表示モードであってもアッテネータ回路７及びピーキング回路８を映像信号が通るままとして、アッテネータ回路７及びピーキング回路８により映像信号に与える作用を低減してもよい。

（３）各実施形態において、マイコン１３及び選択スイッチ９を組み合わせて用いることにより、液晶表示パネル１０の表示を変更する表示変更部として機能させている例を示したが、これに限らず、例えば、選択スイッチ９に相当する機械式のスイッチのみにより構成してもよい。

（４）各実施形態において、通常表示モードとフォーカスアシスト表示モードとの２つの表示モードを切り換える例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、フォーカスアシスト表示モードをアッテネータ回路７及びピーキング回路８による信号処理の強弱でさらに細かく分けてもよい。この場合、バックライト輝度切換え回路１４による輝度の切換えも複数段階にしたり、無段階で変化させたりしてもよい。

なお、第１実施形態、第２実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

本発明による画像表示装置を用いたカムコーダの第１実施形態の基本構成を示すブロック図である。 被写体の画像例を示す図である。 図２で得られた映像信号にピーキングをかけた後の波形を示す図である。 図３で得られた波形にリミッタをかけた波形である。 図２で得られた映像信号の振幅を小さくした後に、ピーキングをかけた後の波形を示す図である。 第１実施形態のカムコーダにおける画像表示処理動作を示すフローチャートである。 第２実施形態のカムコーダの基本構成を示すブロック図である。 第２実施形態のカムコーダにおける画像表示処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮影光学系
２ センサ
３ カメラ信号処理回路
４ 記録再生信号処理回路
５ 記録媒体
６ 映像信号処理回路
７ アッテネータ回路
８ ピーキング回路
９ 選択スイッチ
１０ 液晶表示パネル
１１ バックライト
１２ フォーカスアシストスイッチ
１３ マイコン
１４ バックライト輝度切換え回路

Claims (7)

1. 撮像部により得られた被写体像の映像信号を表示する表示部と、
   前記表示部に供給する前記映像信号の振幅を変更する振幅変更部と、
   前記表示部に供給する前記映像信号の輪郭を強調する輪郭強調部と、
   前記振幅変更部及び前記輪郭強調部を連動させて前記表示部の表示を変更する表示変更部と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記輪郭強調部は、前記振幅変更部により振幅が小さく変更された前記映像信号の輪郭を強調すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記表示変更部は、
   前記映像信号を標準的な状態で表示する通常の表示と、
   前記振幅変更部及び前記輪郭強調部を連動させて、前記通常の表示を行う場合と比べて振幅を変更するとともに、輪郭の強調を行った前記映像信号を表示する焦点状態の確認用の表示と、
   に前記表示部の表示を変更すること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記表示部は、
   液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルを背面から照明するバックライトと、
   前記バックライトの輝度を制御するバックライト輝度制御部と、
   を有し、
   前記バックライト輝度制御部は、前記表示変更部が焦点状態の確認用の表示を前記表示部に行わせるときには、通常の表示を行わせるときよりも前記バックライトの輝度を上げること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記表示変更部は、前記撮像部により得られた前記映像信号を、前記振幅変更部及び前記輪郭強調部を介して前記表示部へ伝える信号経路と、前記前記振幅変更部及び前記輪郭強調部を介さずに前記表示部へ伝える信号経路とを切り換えること、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 被写体像を撮像する撮像部と、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の画像表示装置と、
   を備える撮像装置。
7. 映像信号の振幅を小さく変更し、
   振幅を小さく変更した前記映像信号の輪郭を強調して表示部に表示を行う焦点状態の確認用の表示方法。

Images