JP2020071356A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器の大型化及びコストアップせずに撮影者のアイポイントがばらついてもその都度視野角を設定することなく、視野ケラレのないファインダー画像表示及びファインダー内情報表示を可能とする画像表示装置を提供すること。【解決手段】被写体像及び撮影情報が表示される内部表示素子（４）と前記被写体像及び撮影情報を撮影者に導く接眼レンズ（５）とからなるファインダー（６）と、撮影者のアイポイントを測定するためのアイポイント検出部（７）と、前記アイポイントの測定結果に応じて前記内部表示素子（４）の視野角を変更するとともに前記撮影情報表示の大きさ及び位置を変更可能とするシステム制御部（５０）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に搭載される画像表示装置に関し、特に電子ビューファインダーを備え接眼光学系を介して画像を観察するファインダー構成に関する。

ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置の一部の機種には従来から電子ビューファインダー（以後ＥＶＦと呼ぶ）が用いられている。

ＥＶＦは液晶パネルや有機ＥＬパネルなどからなる小型の表示素子を内部に備え接眼光学系を介して拡大するように構成されている。撮影者は接眼レンズを覗き込むことによって拡大された表示素子の画像を観察することができる。

尚、接眼光学系は撮影者が接眼レンズを覗いた時に表示素子の画像ケラレがなく全視野が観察可能な撮影者の目の位置（以後アイポイントと呼ぶ）を考慮し表示素子の視野角を決定している。しかしながら前記アイポイントは裸眼を基準に設定されており、眼鏡などを使用した条件は考慮されていない。眼鏡をかけた状態で接眼レンズを覗きこもうとするとアイポイントは必然的に伸びてしまい、その結果、表示素子の画像が一部隠れてしまう。

これに対応するために接眼光学系に視野角を可変するズーム機構を追加することも考えられるが、ズーム機構の追加により機器の大型化及びコストアップとなってしまう。

一方、ＥＶＦの画像を見やすくすることを目的として表示素子の画像を拡大／縮小することで視野角を変更可能とするズーム機能付きＥＶＦが知られている（特許文献１）。これによるとアイポイントに応じた視野角を予め設定しておくことで画像ケラレのない表示が可能となる。

特許第５０７８７８１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された従来技術では、撮影者がアイポイントに応じた視野角に予め設定しなければならないため、眼鏡の変更や撮影者が変わった場合などアイポイントが変わった場合その都度視野角を設定する必要があり煩わしい。

また、視野角が変更した場合のファインダー内情報表示（露出設定値、撮影モード等）の位置や大きさとの関連性については一切触れられていない。

そこで本発明の目的は、機器の大型化及びコストアップせずに撮影者のアイポイントがばらついてもその都度視野角を設定することなく、常に視野ケラレのないファインダー画像表示及びファインダー内情報表示を可能とする画像表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、被写体像及び撮影情報が表示される内部表示素子と前記被写体像及び撮影情報を撮影者に導く接眼レンズとからなるファインダーと、撮影者のアイポイントを測定するためのアイポイント検出部と、前記アイポイントの測定結果に応じて前記内部表示素子の視野角を変更するとともに前記撮影情報表示の大きさ及び位置を変更可能とするシステム制御部を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置によれば、撮影者のアイポイントを自動的に測距し視野角を決定すると共に決定された視野角に応じてファインダー内情報表示の位置・大きさを決めているので、機器の大型化及びコストアップせずにケラレのないファインダー画像表示及びファインダー内情報表示を可能とすることができる。

本実施形態の撮像装置１の構成を示すブロック図である。 本実施形態の撮像装置１及びレンズユニット１００の断面概略図である。 本実施形態のファインダー光束の模式図及び内部表示素子４の画像表示イメージ図である。 本実施形態の内部表示素子４の情報表示イメージ図である。 本実施形態のアイポイント差分制御のフローチャートである。

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。

図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置１の構成例を示すブロック図である。

図１において、レンズユニット１００は、交換可能な撮影レンズを搭載するレンズユニットである。撮影レンズ１０２は通常複数枚のレンズから構成されるが、ここでは簡略して一枚のレンズのみで示している。レンズ側通信端子１０６はレンズユニット１００が撮像装置１側と通信を行うための通信端子であり、カメラ側通信端子２０は撮像装置１がレンズユニット１００側と通信を行うための通信端子である。レンズユニット１００は、この通信端子１０６を介して撮像装置１のシステム制御部５０と通信し、レンズユニット１００内部のレンズシステム制御回路１０５によって絞り駆動回路１０３を介して絞り１０１の制御を行い、ＡＦ駆動回路１０４を介して、撮影レンズ１０２の位置を変位させることで焦点を合わせる。

シャッター２は、システム制御部５０の制御で撮像部３の露光時間を自由に制御できるフォーカルプレーンシャッターである。

撮像部３は光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等で構成される撮像素子で、位相差ＡＦ用の画素を備えている。また撮像部３はアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換機能を備えており、撮像した画像データはデジタル信号として出力される。

画像処理部５１は、撮像部３からのデータやメモリ制御部５２からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部５１では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が露光制御、測距制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理が行われる。画像処理部５１ではさらに、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。撮像部３からの出力データは、画像処理部５１及びメモリ制御部５２を介してメモリ５４に直接書き込まれる。

メモリ５４は、撮像部３によってデジタルデータに変換された画像データや、内部表示素子４及び外部表示素子１６に表示するための画像データを格納する。メモリ５４は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

また、メモリ５４は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器５３は、メモリ５４に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して内部表示素子４及び外部表示素子１６にそれぞれ供給し、内部表示素子４及び外部表示素子１６により画像が表示される。

内部表示素子４及び外部表示素子１６は、Ｄ／Ａ変換器５３からのアナログ信号に応じた画像表示を行う。撮像部３によって一度Ａ／Ｄ変換され、メモリ５４に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器５３によってアナログ変換し、内部表示素子４及び外部表示素子１６に逐次転送することでスルー画像表示（ライブビュー表示）が行える。

６はファインダーで、内部表示素子４及び複数のレンズ群からなる接眼レンズ５とで構成される。接眼レンズ５により内部表示素子４の画像が拡大表示されることでＥＶＦとして機能する。

接眼検出部８は撮影者がファインダー６を覗いていることを検出するためのセンサーであり、ファインダー６付近に設置された赤外発光装置及びその反射光の受光装置で構成されている。赤外光が受光装置に入射するか否かにより撮影者がファインダー６を覗いているか否かを判別し、内部表示素子４と外部表示素子１６の表示の制御を行っている。すなわち撮影者がファインダー６を覗いているときは外部表示素子１６を消灯し内部表示素子４に画像表示する。撮影者がファインダー６を覗いていないときは内部表示素子４を消灯し外部表示素子１６に画像表示するように制御し省電力化を図っている。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。

システム制御部５０は、撮像装置１全体を制御する。前述した不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、各処理を実現する。また、システム制御部５０は、各種警告判定手段を有し、露出オーバー・アンダー、フリッカー警告等、撮影に影響を与える警告が出ていないかを判定し、影響があると判定されると内部表示素子４及び外部表示素子１６に警告表示を行う。

５５はシステムメモリであり、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５５には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０はメモリ５４、Ｄ／Ａ変換器５３、内部表示素子４、外部表示素子１６を制御することにより表示制御も行う。

メイン電子ダイヤル１５、モード切り替えスイッチ１２、レリーズ釦９、第１レリーズスイッチ１０、第２レリーズスイッチ１１、操作部１４はシステム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。

モード切り替えスイッチ１２は、システム制御部５０の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、絞り優先モード（Ａｖモード）、シャッター速度優先モード（Ｔｖモード）、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切り替えスイッチ１２で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モード切り替えスイッチ１２で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。

第１レリーズスイッチ１０は、撮像装置１に設けられたレリーズ釦９を所定量押し込むことでＯＮとなり第１レリーズスイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１レリーズスイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の動作を開始する。

第２レリーズスイッチ１１は、レリーズ釦９を前記レリーズスイッチ信号ＳＷ１ＯＮ後更に押し込むことでＯＮとなり、第２レリーズスイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部５０は、第２レリーズスイッチ信号ＳＷ２により、撮像部３からの信号読み出しから記録媒体８０に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。

メイン電子ダイヤル１５は、撮影者からの操作を受け付ける入力部としての操作部材であり、内部表示素子４及び外部表示素子１６に表示される種々の機能アイコンを選択操作するためのダイヤルである。操作部１４は、場面ごとに適宜機能が割り当てられる各種機能釦として作用する。機能釦としては、例えばメニュー釦、終了釦、戻る釦、画像再生釦、画像送り釦、ジャンプ釦、拡大釦、ＬＶ釦、絞込み釦、上下左右の４方向釦やＳＥＴ釦等がある。例えば、メニュー釦が押されると各種の設定可能なメニュー画面が内部表示素子４及び外部表示素子１６に表示される。利用者は、内部表示素子４及び外部表示素子１６に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向釦やＳＥＴ釦などを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

電源スイッチ１３は撮像装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える操作部材である。電源制御部５８は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電源部５９の電池装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部５８は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体８０を含む各部へ供給する。

Ｉ／Ｆ５７は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体８０とのインターフェースである。記録媒体８０は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

アイポイント検出部７は撮影者の瞳位置とファインダー６との距離すなわちアイポイントを測定するための距離センサーあり、例えば投／受光部を備え光学的三角測距原理を用いた公知のセンサーである。前記アイポイント検出部７の検出結果はシステム制御部５０に送られ、検出結果に応じた内部表示素子４の視野角制御がなされる（詳細は後述説明する）。

図２は撮像装置１及びレンズユニット１００の断面概略図である。

図１で説明した各種部材の撮像装置１内でのレイアウトを示しておりここでの各部材の機能説明は割愛する。

尚、３０は前記システム制御部５０や画像処理部５１・メモリ制御部等の電気回路部材が実装された基板である。３１は接眼窓である。

（ａ）は撮影者が裸眼でファインダー６を覗いている状態（以後裸眼時と呼ぶ）を、（ｂ）は眼鏡をかけてファインダー６を覗いている状態（以後眼鏡時と呼ぶ）を示している。

裸眼時の撮像装置１（アイポイント検出部７）と撮影者の距離をＡ、眼鏡時の撮像装置１（アイポイント検出部７）と撮影者の距離をＢとし、その差分量（Ｂ―Ａ）に応じ内部表示素子４の視野角をシステム制御部５０によって制御する（以後アイポイント差分制御と呼ぶ）。

アイポイント検出部７はファインダー６上部の略撮影者の額に相対する位置、すなわち眼鏡にケラレない位置に配置されている。アイポイント検出部７からの投光光束及び前記投光光束が撮影者に反射した後の受光光束が眼鏡にかかってしまうと、眼鏡のフレームによる反射や眼鏡のレンズによる屈折等によって投／受光の距離が変化してしまう。そのため正確な距離測定が困難となってしまう。

一方、接眼検出部８はセンサーからの光が受光装置に入射するか否かを判定するだけで良くアイポイント検出部７のような配置の制約はないため、機器の小型化を鑑みファインダー６近傍に配置している。

尚、本実施例ではアイポイント検出部７と接眼検出部８をそれぞれ設けているが、アイポイント検出部７が接眼検出部８を兼ねる構成としても良い。例えば、アイポイント検出部７の測距結果が所定距離以上の場合、或いは受光光束が受光出来ず測距不能の場合は撮影者がファインダーを覗いていないとみなすことで実現可能となる。

図３は図２で説明した裸眼時と、眼鏡時のファインダー光束の模式図（ａ）とファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージ（ｂ）（ｃ）（ｄ）を示したものである。

アイポイント１（寸法Ａ）は裸眼時を基準として決められており、裸眼時のファインダー光束は接眼窓３１にけられない光束ａとなる。この時の内部表示素子４の視野角は視野角ａとなり、この時のファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージは（ｂ）となる。

アイポイント２（寸法Ｂ）は眼鏡時のアイポイントであり、光束ｂは裸眼時と眼鏡時とのアイポイント差分制御を行っていない場合のファインダー光束を示す。アイポイント差分制御を行わない場合は図示の如く接眼窓３１にファインダー光束がけられてしまう。この時のファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージは（ｃ）となる。図中点線は前記画像表示イメージ（ｂ）での表示範囲を示しており、点線範囲の画像がけられている。

光束ｃはアイポイント２における裸眼時と眼鏡時とのアイポイント差分制御を行った場合のファインダー光束を示す。アイポイント差分制御により接眼窓３１にファインダー光束がけられないようにシステム制御部５０により内部表示素子４の視野角が縮小される（視野角ｂ）。この時のファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージは（ｄ）となる。図の如く画像サイズを縮小することで画像のけられを無くしている。

図４は図３の内部表示素子４の画像表示イメージ（ｂ）（ｄ）における内部情報表示の表示イメージを示したものである。

内部表示素子４の表示内容としては被写体画像の表示のほかにシャッタースピード・絞り・ＩＳＯなどのカメラの露出情報や電池残量や撮影可能枚数等、種々の撮影情報表示で構成される。

（ａ）は前記アイポイント１におけるファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージを示す。図示の如く画像表示の視野外下部にはシャッタースピード・絞り・ＩＳＯなどのカメラの露出情報や電池残量や撮影可能枚数等、種々の撮影情報が表示されている。

（ｂ）は前記アイポイント２における裸眼時と眼鏡時とのアイポイント差分制御を行った場合のファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージを示す。種々の撮影情報表示は、内部表示素子４の視野角の縮小倍率に応じて縮小表示されている。これにより画像表示だけではなく撮影情報表示もけられることなく撮影者は観察可能となる。

（ｃ）は前記アイポイント２における裸眼時と眼鏡時とのアイポイント差分制御を行った場合のファインダー越しに見える内部表示素子４の画像表示イメージで、撮影情報表示を縮小せずに画像表示の上下に表示内容を分割した表示イメージを示す。前記（ｂ）の場合、視野角の縮小倍率に応じて撮影情報表示も縮小表示しているため、撮影者によっては表示が見えづらくなってしまう場合がある。そのため画像表示の上下に表示内容を分割することにより見やすいファインダー表示の提供が可能となる。尚、撮影情報表示の上下分割の分類は撮影者が任意に設定可能としても良い。例えば、よく使う表示内容とあまり使わない表示内容とを上下に分類表示することで常に目を上下に振ることがなくなるため使いやすいファインダー表示とすることが可能となる。また、撮影者が必要のない撮影情報は非表示とし、上下どちらか一方に表示するようにしても何ら問題はない。

図５は本発明におけるアイポイント差分制御のフローチャートである。

（ａ）は撮影者の裸眼時のアイポイントを事前に登録しておくためのアイポイントキャリブレーションのフローチャートで、アイポイント差分制御を行う際に必要となるデータを取得するためのフローである。

（ｂ）はアイポイントキャリブレーションを用いてのアイポイント差分制御フローチャートである。

まず（ａ）のアイポイントキャリブレーションについて説明する。

撮影者がアイポイントキャリブレーションをメニューから選択するとアイポイントキャリブレーションが開始する。Ｓ３０１ではアイポイント検出部７が作動し、撮影者がファインダー６を覗いている間撮影者との距離を測定し続ける。Ｓ３０２では内部表示素子４の視野角を決定する。撮影者は内部表示素子４の画像表示がけられない位置に達したら操作部１４に割り当てられた釦を押すことで視野角が決定される。前記釦が押されるまでアイポイント測距を繰り返す。Ｓ３０３では前記釦が押されたことにより撮影者の裸眼時のアイポイント情報が不揮発性メモリ５６に登録される。

続いて（ｂ）のアイポイント差分制御フローチャートについて説明する。

撮影者がアイポイント差分制御をメニューから選択すると、Ｓ２０１において前記裸眼時のアイポイント登録値が呼び出される。

続いてＳ２０２では内部表示素子４の視野角調整モードに移行するか否かの選択モードとなる。操作部１４により視野角調整が選択された場合はＳ２０３に移行し、選択されない場合はアイポイント差分制御フローが終了する。

Ｓ２０３では撮影者が実際に撮影する場合の状態（例えば眼鏡時）のアイポイントを測距する。撮影者がファインダーを覗きファインダーとの距離が確定したら操作部１４に割り当てられた釦を押すことでアイポイントが決定される。この時のアイポイントは前記アイポイントキャリブレーション時すなわち裸眼時のアイポイントより長くなっているため、内部表示素子４の画像は一部けられた状態となっている。

Ｓ２０４ではＳ２０３でのアイポイント測距結果と前記アイポイントキャリブレーションでのアイポイント測距結果との差分を抽出する。Ｓ２０５では前記差分量に応じて内部表示素子４の視野角が決定され、Ｓ２０６で前記決定された視野角にもとづき内部表示素子４に画像が表示される。

Ｓ２０７では前記決定された視野角で良いか否かを判断する。内部表示素子４には視野角決定するか否かの表示がなされ（例えばＹＥＳ／ＮＯ）撮影者は何れかを選択する。操作部材１４により決定された視野角で良い旨が選択されれば視野角が決定されＳ２０８へ進む。変更する旨が選択された場合はＳ２０９に進み視野角調整モードに入る。視野角調整モードでは視野角を撮影者が任意の大きさに設定可能となっており、操作部１４によって段階的に視野角の変更がなされる。Ｓ２１０では前記変更された視野角で良いか否かを判断する。内部表示素子４には視野角決定するか否かの（例えばＹＥＳ／ＮＯ）表示がなされ（例えばＹＥＳ／ＮＯ）撮影者は何れかを選択する。操作部材１４により決変更された視野角で問題ない旨が選択されればここで視野角が決定される。変更する旨が選択された場合はＳ２０９に戻り視野角調整を繰り返す。

視野角が決定されたらＳ２０８に進み、内部情報表示のレイアウトが変更される。ここでの内部情報表示レイアウトは前記説明した図４（ｂ）のレイアウトとなる。

Ｓ２１１では前記内部表示レイアウトで良いか否かを判断する。操作部材１４により前記内部表示レイアウトで問題ない旨が選択されればここで内部表示レイアウトが決定され本アイポイント差分制御フローは終了する。変更する旨が選択された場合は図４（ｃ）の如く上下分割レイアウトに変更される。Ｓ２１３では前記内部表示レイアウトで良いか否かを判断する。問題ない旨が選択されればここで内部表示レイアウトが決定され本アイポイント差分制御のフローチャートは終了する。変更する旨が選択された場合は図４（ｂ）の表示レイアウトに戻り（Ｓ２０８）内部表示レイアウト選択が繰り返される。

尚、本実施例の説明では眼鏡をかけた場合に特化して記述したが、眼鏡の有無に関わらずアイポイントがずれた場合（目を近づけた／遠ざけた）でもアイポイントの自動的測距は可能であるので本発明が適用されるのは言うまでもない。

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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 撮像装置、４ 内部表示素子、５ 接眼レンズ、６ ファインダー、
７ アイポイント検出部、５０ システム制御部、１００ レンズユニット

Claims (3)

1. 被写体像及び撮影情報が表示される内部表示素子と前記被写体像及び撮影情報を撮影者に導く接眼レンズとからなるファインダーと、撮影者のアイポイントを測定するためのアイポイント検出部と、前記アイポイントの測定結果に応じて前記内部表示素子の視野角を変更するとともに前記撮影情報表示の大きさ及び位置を変更可能とするシステム制御部を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記アイポイントの測定結果に応じて前記内部表示素子の視野角を変更後、段階的に視野角を変更可能と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. 前記アイポイント検出部は撮影者が前記ファインダーを覗いた状態において眼鏡にかからない位置に配置していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。