JP2014048491A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学ファインダの被写体像に電子ビューファインダの画像を重畳し、両者を同時に視認することが可能な撮像装置において、露出制御に影響を与えずに光学ファインダの被写体像の光量を制御することを目的とする。
【解決手段】 そこで、その目的を達成するために、本発明では、ファインダ光路変換手段と前記光路合成手段の間の光路中であって、かつ前記測光手段に到達する被写体光の光路外に前記光学ファインダで観察される被写体像の明るさを可変できる可変手段が設けられている構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は撮像装置のファインダに関するものであり、特に光学ファインダ像に電子ビューファインダの画像を重畳し、両者を同時に視認することが可能な一眼レフカメラ等の撮像装置に関する。

近年では一眼レフカメラタイプのカメラにおいても、撮像素子の連続的な撮影画像を外部表示部（ディスプレイ）に表示する、いわゆるライブビュー表示による静止画撮影、さらには動画撮影が可能となっている。その際、一眼レフカメラの光学ファインダに被写体光を導く主ミラーが撮影光路外に退避してしまうために、カメラの撮影者は光学ファインダ像を視認できなくなり、代わりにカメラ背面に配置された外部表示部で被写界像を見ることになる。

しかしながら、光学ファインダと外部表示部でカメラを覗く姿勢が変わるのは煩わしい上、外部表示部を見ながらの一眼レフカメラの撮影は、カメラを保持する腕の脇をしめることが難しく、手振れを起し易い不安定な姿勢となるのが欠点である。とりわけ三脚を使用しない手持ちでの望遠レンズの撮影は、非実用的なものであった。

この問題に対し、従来より光学ファインダと、電子ビューファインダの切り替えを可能とするカメラの提案がなされている。光学ファインダと、電子ビューファインダとが同じ光路において切り替えが可能となれば、電子ビューファインダを使用するライブビュー表示撮影、さらには動画撮影においてもカメラのファインダを覗く撮影者の姿勢は、通常の光学ファインダを用いた状態と変わらないため、カメラを理想的な構えで保持し、撮影を行うことが可能となる。

光学ファインダと電子ビューファインダの両方を、カメラの撮影者が観察可能とする構成として最も現実的な手段は、光学ファインダの一部材であるペンタプリズムの射出面と接眼レンズとの間にハーフミラー（ハーフプリズム）を配置し、光学ファインダの光路途中から電子ビューファインダの表示光路を導入するものが考えられる。

さらに特許文献１においてはファインダ光学像に電子ビューファインダ像を重畳表示するファインダ装置の提案がなされている。具体的には液晶フィルタをファインダ光路中に配置することで光学被写体像の光量を可変とし、一方では電子ビューファインダの表示パネルの輝度を変更することで重畳する電子画像の光量を変化させることが可能あり、電子画像の表示を行わない光学ファインダモード、光学画像に電子画像を重畳表示する重畳表示モード、過去に撮影した電子画像のみを読みだして、その画像のみを表示する画像確認モードといった各種表示状態モードに応じて最適なファインダ表示を実現できるとしている。さらには本発明を一眼レフカメラに適用した構成例も示されている。

特開２００３−７８７８５号公報

前記のように、特許文献１には、光学ファインダ像に電子ビューファインダの画像を重畳し、両者を同時に視認することが可能な一眼レフレカメラのファインダ構成例が示されている。ここでは光学ファインダの光量を調節するために液晶フィルタ等の光量制限手段が、フォーカッシングスクリーン（ピント板）とペンタプリズムの間に配置されている。

しかしながら、一般的な一眼レフカメラでは、最適な露出制御のために、ピント板上に一次結像された被写体像を測光センサによって輝度検出（いわゆる測光）を行っており、特許文献１の実施例中には測光機能に関する記載はない。実際には、液晶フィルタの透過率が変化すると測光センサの出力が変化するために、撮影された画像の露出量に不具合が生じることになる。

この問題に対して、液晶フィルタの透過率に応じて測光センサの出力に補正を行うことも考えられるが、液晶の配光特性の変化と、カメラに装着される多くの交換レンズの光学特性の変化が相まって、特許文献１に開示されたカメラにおける露出補正システムは複雑なものになってしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、光学ファインダ像に電子ビューファインダの画像を重畳し、両者を同時に視認することが可能な撮像装置において、カメラの露出制御に影響を与えずに光学ファインダの被写体像光量を制御することが可能な撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、被写体像を観察する光学ファインダと、撮像素子によって撮像された画像および撮影情報を表示可能な電子ビューファインダと、被写体光の光路を変更するファインダ光路変換手段と、前記ファインダ光路変換手段にて光路が変更された被写体光の輝度を測定する測光手段と、前記ファインダ光路変換手段を通過した被写体光の光路中に配置された光路合成手段と、を有し、前記光路合成手段によって前記光学ファインダの被写体像に重畳して前記電子ビューファインダの表示を視認可能な撮像装置であって、前記ファインダ光路変換手段と前記光路合成手段の間の光路中であって、かつ前記測光手段に到達する被写体光の光路外に前記光学ファインダで観察される被写体像の明るさを可変できる可変手段が設けられていることを特徴とする構成とした。

本発明によれば、光学ファインダ像に電子ビューファインダの画像を重畳し、両者を同時に視認することが可能な撮像装置において、カメラの露出制御に影響を与えずに光学ファインダの被写体像の光量を制御することが可能となり、ファインダ内表示の見やすい撮像装置を提供することが可能となる。

本発明のファインダ構成説明図である。 カメラの構成概略図である。 カメラの電気ブロック図である。 ファインダ像表示シーケンス説明図である。 ＴＦＴバックライト制御説明図である。 ＰＮＬＣＤ制御説明図である。 ファインダ像説明図である。 ファインダ像説明図である。 本発明のファインダ構成説明図である。 本発明のファインダ構成説明図である。 ライブビュー・動画撮影操作部材図である。 従来のファインダ構成説明図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の実施形態を図１から図１２に基づいて詳細に説明する。
なお、図１から図１２において同一の要素部品には同じ番号がふってある。

図２は、本発明を適用した撮像装置としてのデジタル式一眼レフカメラの概略構成を示す図である。

同図において、１０１はＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、本カメラの動作はこのＣＰＵ１０１により制御される。１０５は撮影レンズであり、被写体光を撮像素子１０６上に結像させている。なお同図に書かれた撮影レンズ１０５は、便宜的に１枚のレンズ１０５ａで表現しているが、実際には複数のレンズから成り立っている。

１２０は、撮像素子１０６の結像面と等価の結像面（一次結像面）に置かれたフォーカッシングスクリーン（以降ピント板と称する）であり、被写体像は主ミラー１２３で反射され、ピント板１２０上に一次結像する。撮影者はこの被写体像をファインダ光路変換手段であるペンタプリズム１２８、さらには接眼レンズ１２１を通じて見ることができる、いわゆるＴＴＬ方式の光学ファインダ構成となっている。

一方、主ミラー１２３は半透過ミラーとなっており、主ミラー１２３を透過した一部の光束はサブミラー１２２を通じて焦点検出手段である焦点検出ユニット１１９に導かれ、周知の位相差検出方式の焦点検出動作を行う。焦点検出手段は撮影画面の複数の領域について焦点検出が可能となっている。

１３０は縦横１５×２３画素からなる測光手段としての測光センサであり、測光レンズ１２９によってピント板１２０に結像した被写体像を複数の領域に分けた各々の輝度を検出可能となっている。

撮影者がレリーズＳＷ１１４（図３）を押すと、主ミラー１２６は撮影レンズ１０５の光路外に退避する。一方、撮影光学系としての撮影レンズ１０５を通過し、撮影レンズ１０５によって集光された被写体光はフォーカルプレーンシャッタ１３３にてその光量制御がなされ、撮像素子１０６によって被写体像として光電変換処理された後、撮影済の画像として記録メディアに記録されるとともに、ＴＦＴ方式ディスプレイの外部表示部１１３に撮影画像の表示がなされる。

これが通常の静止画撮影の基本動作であるが、本カメラはそれ以外にライブビュー撮影、動画撮影も可能となっている。

光学ファインダを備えた一般的な一眼レフカメラでは、前述のように撮影時に主ミラー１２３が撮影レンズ１０５の光路外に退避すると光学ファインダは遮光状態となり、被写体を見ることができなくなる。

これに対して、本実施例のカメラでは、光学ファインダ光路の途中に小型ＸＧＡ（１０２４×７６８表示画素）ディスプレイであるファインダ内部表示部１２４からなる電子ビューファインダを配置しているので、主ミラー１２３が撮影光路外に退避してもファインダ内表示手段としてのファインダ内部表示部１２４に表示された被写体像の確認が可能となっている。

ファインダ内部表示部１２４は、撮像素子１０６によって撮像された画像および撮影情報を表示可能な電子ビューファインダである。

つまり、光学ファインダを覗くのと同じファインダ光学系の中で電子画像による被写体観察を行うことができる、いわゆるライブビュー撮影を可能にしている。

ライブビュー撮影とは、主ミラー１２３を撮影光路から退避させ、シャッタ１３３の開放状態で撮像素子１０６が連続的に撮影被写体の撮像を行い、その画像をカメラ背面部にあるＴＦＴモニタである外部表示部１１３、または電子ビューファインダのファインダ内部表示部１２４のいずれかにおいて連続して被写体画像表示を行い、この表示を観察しながら撮影者は任意のタイミングで静止画撮影を行うものである。

さらにはライブビュー撮影状態から任意のタイミングで動画フォーマットへの変換、記録を行うのが動画撮影である。

図１１は、撮像装置としてのカメラの外装部に配置されたライブビュースイッチ１４０と、動画撮影スイッチ１４１を示している。ライブビュースイッチ１４０は回転式のスイッチであり、スイッチの突起部が撮影モードのアイコン１４２の位置にある時は、光学ファインダを用いた通常の静止画撮影モードであり、アイコン１４３の位置に突起部を移動させると、カメラの撮影モードはライブビュー撮影モードに設定される。

また、ライブビュー撮影モード時に動画スタート・ストップスイッチ１４１を押すと、動画撮影・記録が開始され、再度該ボタンの押し直しで動画撮影は停止するようになっている。

次に、光学ファインダ、電子ビューファインダに関する具体的な構成について以下詳細説明を行う。

図１は図２のファインダ部の詳細な拡大図である。図２において、１２６はファインダ内部表示部１２４の像と光学ファインダ像を合成するための光路合成手段としての光路合成プリズムである。光路合成プリズム１２６は２枚の三角形プリズムの貼り合せでできており、一方の三角形プリズムの接合面である１２６ａはハーフミラーになっている。

ファインダ内部表示部１２４に表示された画像は、ハーフミラー１２６ａにてその一部の光が反射し、撮影者眼に入射する。ライブビュー撮影時、あるいは動画撮影時は、主ミラー１２３が撮影光路外に退避するため、撮影レンズ１０５からの被写体光は撮影者眼には到達しない。つまり、ファインダ内部表示部１２４に表示された被写体像のみを撮影者は観察することができる。

また、被写体からの光は、ハーフミラー１２６ａにてその光量の一部が減衰するが、その多くの光は撮影者眼に到達する。ここで光学ファインダの被写体の光量減を実用上問題ない程度に抑えたいため、透過率を７０％、つまり、内部表示部１２４の光は３０％反射（７０％減衰）になるようにハーフミラー面１２６ａの蒸着膜を設定し、電子ビューファインダの光量減衰分はファインダ内部表示部１２４のバックライトである１２４ａの輝度を明るくすることで、光学ファインダの被写体光と電子ビューファインダの光量バランスをとっている。

光学ファインダは、撮影レンズ１０５によってピント板１２０に投影された被写体像を接眼レンズ１２１で拡大して見ているが、電子ビューファインダにおいても、接眼レンズ１２１は共用となっており、ピント板１２０とは光路長の異なる位置にあるファインダ内部表示部１２４との視度が一致するようにＥＶＦレンズ１２５と、光路折り曲げ用のＥＶＦミラー１２７が配置されている。なお、接眼レンズ１２１は各種光学的な収差を抑えるために通常、複数のレンズからなるが、ここでは便宜的に１枚のレンズで代用している。

以上の構成により、本カメラの撮影者は、通常の静止画撮影時には通常の光学ファインダにて被写体の観察を行うが、ライブビュー撮影、あるいは動画撮影時においても、光学ファインダを覗いていた同じ姿勢のままに、ファインダ内部表示部１２４による表示、いわゆる電子ビューファインダによる被写体観察が可能となっている。

また、撮像素子１０６にて連続的に撮像されている画像をファインダ内部表示部１２４に表示するか、外部表示部１１３に表示をするかは、カメラが自動的に選択を行うようになっている。

撮影者がカメラのファインダを覗いているか否かを検知する接眼検知センサ１６０が接眼レンズ１２１近傍に設けられており、その出力に応じて、撮影者がカメラのファインダを覗いていれば撮影画像はファインダ内部表示部１２４に表示がなされ、撮影者がカメラのファインダを覗いていない場合には、外部表示部１１３に画像表示がなされる。

また、主ミラー１２３が撮影光路内に位置している場合、つまり、静止画撮影で光学式ファインダが有効になっている場合でも、ファインダ内部表示部１２４に焦点検出領域や、電池残量、ＩＳＯ感度値などの情報をキャラクタ、あるいは数字等で表示すれば、被写体の光学像に重畳させてスーパーインポーズ表示を行うことが可能である。

しかしながら、ファインダ内部表示１２４は、ＴＦＴの透過率が一般的には２０％程度と低いこと、バックライトがＬＥＤの拡散照明であり、さらには前記ハーフミラー１２６ａで光量が３０％しか撮影者眼に届かないことになるため、その明るさを上げることには限界がある。従って、晴天時屋外等の高輝度被写体の撮影においては、被写体の光学ファインダ像に重畳表示させたファインダ内部表示１２４の表示は、明るい被写体像に埋もれてしまい視認性が悪くなると言う問題がある。

そこで、カメラの撮影環境が高輝度下においては、光学ファインダの被写体光のみを減光することができれば、相対的にファインダ内部表示１２４を明瞭に視認することが可能となる。

比較例としての図１２は、光学ファインダの被写体光を減光するために液晶パネル１５３を被写体の一次結像面であるピント板１２０の近傍に配置し、被写体像の明るさの減光量を液晶パネルの電圧制御で行うようにした例である。このカメラの構成は、特許文献１の構成と類似したものでもある。

しかしながら、前記したように一般的な一眼レフカメラでは最適な露出制御のために、ピント板１２０上に一次結像された被写体像が測光レンズ１２９を介して測光センサ１３０に二次結像され、これによって被写体の輝度検出（いわゆる測光）を行っており、液晶パネル１５３の透過率が変化すると測光センサ１３０の出力が変化することになる。

例えば、液晶パネル１５３の透過率が５０％になると、単純に考えると測光センサの出力は露出値（ＥＶ値）にして１段（光量１／２）低下してしまい、その結果として撮影露出量は最適値に対し、１段分オーバーな制御がなされることを意味する。この問題に対しては、液晶パネルの透過率低下に応じて露出量を補正する制御を行うことで対処が可能である。実際には減光手段であるパネルの液晶の拡散特性と、カメラに装着している撮影レンズの光学特性の関係から測光センサ１３０に入射する光量は複雑な変化となる。

例えば、液晶パネル１５３が減光動作をしていない時にカメラが有している測光補正パラメータを液晶パネル１５３の透過率が変化するステップの数だけ用意しなければならない可能性があり、カメラのＲＯＭ容量を圧迫することは明らかである。したがって、撮影レンズ１０５からピント板１２０近傍に至るファインダ光路中に減光手段を配置するのは、一眼レフカメラにとって望ましい構成とは言い難い。

ここで、再び、図１に戻る。本発明ではＰＮＬＣＤ（光散乱型液晶）１５０が図１２の液晶パネル１５３に相当する光学ファインダ光の減光手段となっている。ここで、ＰＮＬＣＤ１５０は、パネルの表裏面に反射防止コートを着け、駆動電圧５Ｖを負荷した非散乱状態における透過率が９０％を超えるため、光学ファインダ被写体光本来の明るさをほとんど損なわないという利点があるため光学ファインダの光量を極力落とさないためには好適である。一方、可変手段としてのＰＮＬＣＤ１５０は駆動電圧無負荷の散乱状態では透過率が約３％であり、透過状態から３０分の１の減光、つまり、被写体輝度値（ＢＶ値）にして約５段差分の光量制御が可能となる。

可変手段としてのＰＮＬＣＤ１５０が配置されているのは、光路合成プリズム１２６（つまりはハーフミラー１２６ａ）とファインダ光路変換手段であるペンタプリズム１２８の間である。

図１に示すように、ＰＮＬＣＤ１５０は、ファインダ光束ｆ０（視野中心）、ｆ１（視野上限）、ｆ２（視野下限）を全て包括するとともに、測光光束ｅ０（測光視野中心）、ｅ１（測光視野上限）、ｅ２（測光視野下限）を妨げない配置となっており、ＰＮＬＣＤ１５０が光学ファインダの被写体光を減光しても、測光出力に影響を与えないことになる。

図７は、光学ファインダの被写体像とＴＦＴパネルからなるファインダ内部表示部１２４の像を重畳表示させた例である。ファインダ内部表示部１２４は、撮影レンズ１０５が合焦に至った焦点検出領域とシャッタスピード、撮影レンズ１０５の絞り値、撮像素子１０６の感度設定値を表示している。ここでファインダ内部表示部１２４は光学ファインダ像範囲とその下部の撮影情報表示範囲を含んだ視野外領域までを表示有効範囲としている。

つまり、ファインダ内部表示部１２４のＴＦＴパネルがアスペクト比４：３のパネルであって、光学ファインダの視野範囲ならびに撮像素子の撮影有効範囲が３：２であれば、光学ファインダの視野範囲全域に対応した領域に撮像画像あるいは焦点検出領域等の表示を行うとともに、光学ファインダ像範囲の下方にファインダ内部表示部１２４を用いたシャッタスピード、撮影レンズ１０５の絞り値、感度（いわゆるＩＳＯ値）設定値等の撮影情報表示を行うことが可能である。

また、光学ファインダ像範囲にファインダ内部表示部１２４の撮影情報表示部を近接して表示し、両者をすべて包括するようにＰＮＬＣＤ１５０の減光範囲を設定すれば、ファインダ上で眼の位置を動かしても減光されている範囲の境目を気にすることなしに、品位の良いファインダ像を得ることができる。

一方、図８のように、ファインダ内部表示部１２４が撮像範囲と同じ３：２アスペクトであり、表示パネルの画素数が少ない場合は、ファインダ内部表示部１２４の表示解像力を上げるために内部表示部１２４の表示範囲を光学ファインダ視野範囲に該一致させることが望ましい。その際、撮影情報表示は、光学ファインダ視野内にファインダ内部表示部１２４の表示内容を重畳表示することが考えられる。

しかしながら、光学ファインダ視野内に表示がなされると背景の影響で見づらい、さらには撮影の妨げになるのであれば、通常一眼レフカメラで行っているように、撮影情報表示専用のファインダ視野外表示を光学ファインダ視野外に配置することになる（図８）。この場合、ファインダ視野外表示部１５２を表示プリズム１５１と一緒にペンタプリズム下方に追加することになる（図９）。図８のＰＮＬＣＤ１５０の減光範囲は、図９におけるファインダ視野外表示部１５２の光束ｉ０をけらないようファインダ像範囲とファインダ内部表示範囲のみを包括するように配置してある。

そのため、ファインダ視野外表示である撮影情報表示は、光学ファインダ視野に対して所定間隔離れて見えることとなる。これはＰＮＬＣＤ１５０の減光範囲が眼を振っても表示領域に入らないように、
さらにはファインダ視野外表示部１５２の光量を落さないためである。これによって表示器１５２への駆動電流増を防ぐことが可能である。

可変手段としての減光手段１５０は、ファインダ視野外表示部１５２から発光された撮影情報表示光の光路外に配置されている。

つづいて、図１０は、これまでファインダ光路変換手段として説明に用いてきたペンタプリズム１２８を、光路変換ミラー１４５に置き換えた例である。

光路変換ミラー１４５は、ダハ面にダハミラーＲａ、Ｒｅ面に平面ミラーを配した構造をしている。この光路変換ミラー１４５の内部２つの反射面以外は空気であるため、減光手段であるＰＮＬＣＤ１５０は測光光束ｅ１（測光視野下限）とファインダ光束ｆ１（視野下限）をけらない範囲でファインダ光軸に沿って光路変換ミラー１４５の内部に配置する（一次結像面側に近付く）ことが可能となる。

本構成は、ガラスでできたペンタプリズム１２８ではできないことである。光路変換ミラー１４５の内部にＰＮＬＣＤ１５０を配置できれば、光路合成プリズム１２６、接眼レンズ１２１はより一次結像面であるピント板１２０に近付けられるので光学ファインダの倍率を大きくすることが可能となる。

以上、光学ファインダと電子ビューファインダを両立させた光学系と減光手段の配置について説明を行ってきたが、次にカメラ全体として光学ファインダと電子ビューファインダ、および減光手段の動作について図４のフローチャートを用いて説明を行う。

（ライブビュー撮影モード バックライト制御１）
図４のステップＳ３００において、カメラの撮影モードの選択が行われる。ステップＳ３０１において、選択された撮影モードがライブビュー撮影モードであると判断されたら（ｎｏ判定）、カメラのシーケンスはミラーダウンからミラーアップに移行する動作、シャッタ開放動作を行い、ステップＳ３０６でＰＮＬＣＤ１５０は通電ＯＦＦで不透過状態となり、撮像素子１０６は連続撮影動作を開始する。そして、撮像された画像はステップＳ３０７でＯＮされたファインダ内部表示部１２４に順次表示が行われ、撮影者は電子ビューファインダによる被写体観察が可能となる。

この際、ファインダ内部表示部１２４のバックライト１２４ａのＬＥＤは、被写体の明るさ（輝度）に対応して図５のバックライト制御１に従ってその電流値が制御される（ステップＳ３０７）。

ここで、カメラは主ミラー１２３が撮影光路外に上昇退避している状態であり（ミラーアップ状態）、測光センサ１３０はピント板１２０に一次結像された被写体の輝度（ＢＶ値）を測定できないため、接眼レンズ１２１近傍に設けられた接眼検知センサ１６０の出力を用いて外光輝度を測定している。

また、本来、ライブビュー撮影モードでは、主ミラー１２３が撮影レンズ光路外に退避しており、被写体光を光学ファインダで観察することはできないにもかかわらず、敢えてステップ３０６ではピント板１２０とペンタプリズム１２８の間に配置されたＰＮＬＣＤ１５０を不透過・拡散状態にしている。それは接眼レンズ１２１から入光する外光成分、あるいはファインダ内表示部１２４の光が、ハーフミラー１２６ａを透過して迷光となり、ファインダ光軸にほぼ鉛直かつ撮影者眼と正対している状態の主ミラー１２３で反射してゴースト光となって撮影者に見えることを防ぐためである。

バックライト制御１では、ミラーが光学ファインダへ向う被写体光の光路を遮断する表示モードにおいて、減光手段を最大の遮光状態としている。

（画像再生モードあるいはメニューモード バックライト制御２）
再びステップＳ３０１に戻って、カメラがライブビューモード以外に設定されていると判断されたら（ＹＥＳ判定）、ステップＳ３０２に移行する。ステップＳ３０２では、撮影した画像を再生確認する画像再生モード、あるいはカメラの撮影条件を設定するメニューモードにカメラが設定されていることが検知されると（ＹＥＳ判定）、ステップＳ３０３にて光学ファインダの被写体光量を制御するＰＮＬＣＤ１５０の電圧をＯＦＦすることで、光学ファインダの被写体光量を最大限の不透過（実際には３０分の１の減光）状態にする。

続いてステップＳ３０４ではファインダ内部表示部１２４がＯＮされ、ステップＳ３０５のバックライト１２４ａのＬＥＤ制御が図５のバックライト制御２に従って行われる。

（静止画撮影モード バックライト制御３）
一方、ステップＳ３０２において、画像再生モード、メニューモード以外のモード、つまりはカメラがシャッタ速度優先モード、絞り優先モードといった静止画撮影スタンバイの状態（静止画撮影モード）に設定されている場合は、ステップＳ３０９においてＰＮＬＣＤ１５０は図６に示すように被写体輝度に応じてその透過率が可変制御される（ＰＮＬＣＤ制御）。

続いて、ステップＳ３１０ではファインダ内部表示部１２４がＯＮされ、ステップＳ３１１のバックライト１２４ａのＬＥＤ制御が図５のバックライト制御３に従って行われる。

ここでバックライト１２４ａのＬＥＤ制御と、ＰＮＬＣＤ１５０の減光制御について詳しく述べる。

図４のステップＳ３１１のバックライト制御３は、静止画撮影モード時にファインダ内部表示部１２４によって表示される焦点検出領域等の表示マークの明るさが、背景の光学ファインダ被写体光に対して充分視認可能となるようにバックライト１２４ａのＬＥＤ電流制御を行うものである。つまり、図５の被写体輝度とＬＥＤ通電電流の関係を示す制御グラフから分るように被写体輝度が明るくなればなるほどＬＥＤへの電流を増加させる制御を実行する。このバックライト制御３は他制御よりも被写体輝度が低くても大きい電流を流す制御となっている。

ただし、ＬＥＤに通電可能な電流の最大定格が通常２０ｍＡ程度と制限されているために、被写体輝度がＢＶ＝７を超えると最大電流を与えても前記表示マークは光学ファインダ被写体像の明るい背景に埋もれて見えなくなる可能性が高くなる。そこで、図４のステップＳ３０９となるＰＮＬＣＤ制御は、図６に示す被写体輝度とＰＮＬＣＤ駆動電圧制御の関係を示す制御グラフのように、被写体輝度がＢＶ＝７を超えるとＰＮＬＣＤ１５０の透過率は段階的に低下させられ、ＢＶ＝１２で最大不透過状態となる。

つまり、外光が明るくなっても、光学ファインダの被写体像はその明るさがおおよそ一定に保たれることとなる。一方バックライト１２４ａのＬＥＤの輝度はＭＡＸに保たれるので、ファインダ内部表示部１２４によって表示される表示マークと被写体像の明るさ関係は相対的に変わらないことになり、被写体輝度が高輝度の場合にも撮影者は表示マークをはっきりと視認することが可能となる。

これに対し、図４のステップＳ３０５のバックライト制御２では、被写体輝度によらずＰＮＬＣＤ１５０はステップＳ３０３にて最大不透過の状態であり、被写体光は常に大幅に減光されているので、バックライト１２４ａのＬＥＤは、被写体光がＢＶ＝１２に至るまでファインダ内部表示部１２４の視認性は充分良好となる。ちなみに、ＢＶ＝１２とは晴天の明るい空以上の輝度であり、実用上、ほとんどの撮影シーンにおいての最大輝度とみなせる。

なお、ステップＳ３０５のバックライト制御２、ステップＳ３１０のバックライト制御３における被写体輝度の測定は測光センサ１３０で行われるが、被写体光の減光手段であるＰＮＬＣＤ１５０が本発明の位置に配置されていれば、一次結像面の結像された被写体像の輝度を測定する測光センサ１３０に対し、全く影響を与えないことになる。

また、図４のステップＳ３０８のバックライト制御１では、被写体からの光はライブビュー動作に伴う主ミラー１２３の光路外への退避にて完全に遮断されているため、測光センサ１３０での輝度検出は不能となる。そこでファインダ内部表示部１２４の観察に影響を与えるのは、カメラの接眼周りの外光成分と考えられるため、接眼検知センサ１６０の出力を用いて図５のバックライト制御１のようにバックライト１２４ａのＬＥＤ電流制御を行うものである。ここでは注視対象のファインダ内部表示部１２４以外はほぼ暗黒状態であり、ファインダを覗きこむ顔周辺の輝度変化に対応すれば良いので広い範囲での電流制御は行っていない。さらに言うならば、バックライト制御１では電流値を一定にしても実用上はほとんど問題ない。

なお、上記説明では、バックライト制御３のバックライト１２４ａＬＥＤが最大輝度に達する被写体輝度はＢＶ＝７とし、遮光手段であるＰＮＬＣＤ１５０が減光動作を始める最大輝度もＢＶ＝７と同じ閾値に設定されているが、被写体が高輝度時までもっと視認できる必要があるのであれば、ＰＮＬＣＤ１５０の減光動作開始の閾値輝度をさらに高輝度側に変更したり、ＰＮＬＣＤ制御のカーブを現行よりも緩やかなものに変えることである程度の対応は可能である。

バックライト制御３では、測光手段としての測光センサ１３０によって得られる被写体輝度が所定の被写体輝度ＢＶ＝７よりも低い場合、被写体輝度が増加するに従い電子ビューファインダ１２４の輝度を増加させるとともに減光手段１５０を透過状態とし、測光センサ１３０によって得られる被写体輝度が所定の被写体輝度ＢＶ＝７以上の場合、電子ビューファインダ１２４の輝度を所定の輝度に維持するとともに、被写体輝度が増加するに従い減光手段１５０の透過率を減少させている。

被写体輝度ＢＶ＝７からＢＶ＝９までは、減光手段１５０の透過率の傾き（一次微分）は増加し、ＢＶ＝９からＢＶ＝１２までは、減光手段１５０の透過率の傾き（一次微分）は減少している。

以上のバックライト１２４ａのＬＥＤ制御と、ＰＮＬＣＤ１５０の減光制御によって、カメラに設定された撮影モードによらず、また被写体の輝度に影響されずにファインダ内部表示部１２４を常に見やすく表示することが可能となる。

図３は、本発明の実施例によるデジタルカメラの概略構成を示す電気ブロック図である。同図において、１０１は前述のＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、その内部には不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１０１ａが構成されている。また、ＣＰＵ１０１には、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、データ格納手段１０４、画像処理部１０８、表示制御部１１１、レリーズＳＷ１１４、電源を供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１１７がそれぞれ接続され、画像処理部１０８には撮像素子制御部１０７、さらに撮像素子１０６が接続されている。撮像素子１０６は有効画素数約１０００万画素（３８８８×２５９２画素）を有している。

カメラ外装背面部、ファインダ内にそれぞれ設けられた外部表示部１１３、ファインダ内部表示部１２４は撮像素子１０６にて撮像された画像を縦横各々間引き処理された画像を表示することのできるＴＦＴカラー液晶である。表示制御部１１１は、撮像素子１０６にて撮像された静止画像、動画像の外部表示部１１３、ファインダ内部表示部１２４への表示の駆動を行っている。

モータ制御部１２５は、ＣＰＵ１０１の指示を受けてミラー駆動を始め、カメラ内部の複数のモータを制御している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７には電池１１６から電源が供給されている。

ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２内の制御プログラムに基づいて各種制御を行う。これらの制御の中には、画像処理部１０８から出力された撮影画像信号を読み込み、ＲＡＭ１０３へ転送を行う処理、同様にＲＡＭ１０３より表示制御部１１１へデータを転送する処理、また、画像データをＪＰＥＧ圧縮し、ファイル形式でデータ格納手段１０４へ格納する処理がある。動画データの場合も同様な処理を経て、ＭＯＶ形式のファイルに圧縮され、データ格納手段１０４へ格納される。

さらに、ＣＰＵ１０１は、撮像素子１０６、撮像素子制御部１０７、画像処理部１０８、表示制御部１１１などに対してデータ取り込み画素数やデジタル画像処理の変更指示を行う。

１１９は前述の焦点検出用の一対のラインＣＣＤセンサを含んだ焦点検出制御部であり、ラインセンサから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵに送る。またＣＰＵ１０１の指示のもとに、焦点検出制御部１１９はラインセンサの蓄積時間とＡＧＣ（オートゲインコントロール）の制御も行う。

また、レリーズＳＷ１１４の操作に伴う撮影動作の指示、各素子への電源の供給をコントロールするための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１７に対して出力する等の様々な処理もＣＰＵ１０１の制御の基に行われている。

ＲＡＭ１０３は画像展開エリア１０３ａ、ワークエリア１０３ｂ、ＶＲＡＭ１０３ｃ、一時退避エリア１０３ｄを備えている。画像展開エリア１０３ａは、画像処理部１０８より送られてきた撮影画像（ＹＵＶデジタル信号）やデータ格納手段１０４から読み出されたＪＰＥＧ圧縮画像データを一時的に格納するためのテンポラリバッファとして、または画像圧縮処理、解凍処理のための画像専用ワークエリアとして使用される。ワークエリア１０３ｂは各種プログラムのためのワークエリアである。

ＶＲＡＭ１０３ｃは表示部１１３へ表示する表示データを格納するＶＲＡＭとして使用される。また一時退避エリア１０３ｄは各種データを一時退避させるためのエリアである。

データ格納手段１０４は、ＣＰＵ１０１によりＪＰＥＧ圧縮された撮影画像データ、あるいはＭＯＶ形式動画像データをファイル形式で格納しておくためのフラッシュメモリである。撮像素子１０６は、ＣＰＵ１０１からの解像度変換指示に従って、水平方向および垂直方向の間引き画素データの出力が可能である。

撮像素子制御部１０７は、撮像素子１０６に転送クロック信号やシャッタ信号を供給するためのタイミングジェネレータ、ＣＣＤ出力信号のノイズ除去、ゲイン処理を行うための回路、さらに、アナログ信号を１０ビットデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路を有しており、さらには外部表示部１１３、ファインダ内部表示部１２４にライブビュー表示、および動画撮影を行うために、ＣＰＵ１０１からの解像度変換指示に従って、画素間引き処理を行うための回路等を含んでいる。

また、画像処理部１０８は、撮像素子制御部１０７より出力された１０ビットデジタル信号をガンマ変換、色空間変換、また、ホワイトバランス、フラッシュ補正等の画像処理を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号出力を行うものである。

表示制御部１１１は、画像処理部１０８から転送されたＹＵＶデジタル画像データ、あるいはデータ格納手段１０４の画像ファイルに対してＪＰＥＧの解凍を行ったＹＵＶデジタル画像データを受け取り、ＲＧＢデジタル信号へ変換した後、外部表示部１１３、あるいはファインダ内部表示部１２４へ出力する処理を行う。

さらに、ＣＰＵ１０１は、撮影者がカメラのファインダを覗いているか否かを検知する接眼検知センサ１６０、ファインダ内部表示部１２４の表示輝度を決めるバックライト１２４ａであるＬＥＤの電流制御、光学ファインダ被写体光の光量を制御する減光手段であるＰＮＬＣＤ１５０の透過率を変える電圧制御を行っている。

レリーズＳＷ１１４は、撮影動作の開始を指示するためのものである。このレリーズＳＷ１１４は不図示のカメラ操作部材であるレリーズボタンの押下圧によって２段階のスイッチポジションを有しており、１段目のポジション（ＳＷ１ ＯＮ）の検出で、ホワイトバランス、測光等のカメラ設定のロック動作が行われ、２段目のポジション（ＳＷ２ ＯＮ）の検出で、被写体画像信号の取り込み動作が行われる。

測光制御部１３２は、ＣＰＵ１０１の指示に従って、１５×２３分割画素からなる測光センサ１３０を駆動制御し、被写体輝度信号を取り込み、ＣＰＵ１０１にデータを送る。

基本的な測光動作としては、測光センサ１３０の受光面の画素において発生した輝度信号はＣＰＵ１０１にて各々Ａ／Ｄ変換が行われ、各々８ビットのデジタル信号となる。これに撮影レンズの明るさを示すＦｎｏ．（実効Ｆｎｏ．）の値の補正、センサ出力信号のバラツキ補正（レベル・ゲインの調整）、さらにはレンズ１０５から送られてくる情報等から測光補正が行われ、最終的に被写界輝度信号値を得ることができる。

これらの情報に基づいてカメラの最適露出演算が行われ、カメラのシャッタスピード、撮影レンズの絞りを最適に制御することで最適な露光を得ることができる。また１１６はリチャージャブルの２次電池あるいは乾電池であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、電池１１６からの電源供給を受け、昇圧、レギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１を初めとする各素子に必要な電圧の電源を供給している。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、ＣＰＵ１０１からの制御信号により、各々の電圧供給の開始、停止を制御できるようになっている。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えばこれまでのファインダ構成の説明では、光学ファインダと電子ビューファインダを両立させるために、２枚の貼り合わされた三角形プリズムを用いているが、単純にハーフミラーを１枚配置する構成でも良い。

また、ファインダ内部表示部がＴＦＴ表示パネルではなく、バックライトＬＥＤを必要としない有機ＥＬ表示パネルであっても良い。さらに減光手段は、液晶パネルではなく、偏光フィルタを２枚使用して双方の相対回転角を変化させることで被写体光の減光量を制御するようにしたものであっても本発明への適用は可能であり、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０１ ＣＰＵ
１０５ 撮影レンズ
１０６ 撮像素子
１２０ ピント板（フォーカッシングスクリーン）
１２１ 接眼レンズ
１２４ 内部表示部（ＴＦＴディスプレイパネル）
１２４ａ ＴＦＴバックライト（ＬＥＤ）
１２５ 拡大レンズ
１２６ 光路合成プリズム
１２６ａ ハーフミラー面
１２７ ＥＶＦミラー
１２８ ペンタプリズム
１３０ 測光センサ
１５０ ＰＮＬＣＤ（光散乱型液晶）

Claims (2)

1. 被写体像を観察する光学ファインダと、撮像素子によって撮像された画像および撮影情報を表示可能な電子ビューファインダと、被写体光の光路を変更するファインダ光路変換手段と、前記ファインダ光路変換手段にて光路が変更された被写体光の輝度を測定する測光手段と、前記ファインダ光路変換手段を通過した被写体光の光路中に配置された光路合成手段と、を有し、前記光路合成手段によって前記光学ファインダの被写体像に重畳して前記電子ビューファインダの表示を視認可能な撮像装置であって、
   前記ファインダ光路変換手段と前記光路合成手段の間の光路中であって、かつ前記測光手段に到達する被写体光の光路外に前記光学ファインダで観察される被写体像の明るさを可変できる可変手段が設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 更に、ファインダ視野外表示部を有し、前記可変手段は、前記ファインダ視野外表示部から発光された撮影情報表示光の光路外に配置されている請求項１に記載の撮像装置。

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