表示装置およびカメラ
【課題】高コントラストで明るい表示装置を得ること。
【解決手段】表示装置１０９は、入射光を画素２０７ａ単位で変調して情報を表示する液晶表示素子２０７と、液晶表示素子２０７へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段２０６とを備える。
【解決手段】表示装置１０９は、入射光を画素２０７ａ単位で変調して情報を表示する液晶表示素子２０７と、液晶表示素子２０７へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段２０６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の液晶パネルを積層してコントラストを高める技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶パネルを積層すると、光損失が大きくなって表示画像が暗くなるという問題があった。とくに、画素サイズが小さいマイクロディスプレイの場合に影響が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明による表示装置は、入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子と、液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）本発明によるカメラは、入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子、および液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段を有し、撮像素子で取得された被写体像を表示する表示装置と、撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で、液晶表示素子へ入射する光量が異なるように表示装置を制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高コントラストで明るい表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一の実施形態による表示装置を使用する電子カメラを例示する図である。
【図２】電子カメラの構成例を説明するブロック図である。
【図３】EVFの詳細を説明する図である。
【図４】画素欠陥補正時に表示制御部に行わせる処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】画素欠陥補正と広ダイナミック画像表示との関係を例示する図である。
【図６】EVFが表示するライブビュー画像を例示する図である。
【図７】第二の実施形態によるEVFの詳細を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による表示装置を電子ビューファインダー（以下、EVFという）として使用する電子カメラを例示する図である。図１において、カメラ本体２０１に対して着脱可能に構成される撮影レンズ鏡筒２０２が装着されている。
【０００９】
被写体からの光は、撮影レンズ鏡筒２０２の撮影光学系２１０および絞り２１１を介してカメラ本体２０１へ入射される。カメラ本体２０１に入射した被写体光は、メカニカルシャッター２０３を介して撮像素子２１２へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子２１２は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子２１２は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を出力する。なお、撮像素子２１２の撮像面側に光学ローパスフィルター２１３が設けられている。
【００１０】
光学系駆動機構２１４は、撮影光学系２１０を構成するフォーカス調節レンズを光軸方向に進退移動させる。フォーカス調節レンズの移動方向および移動量は、カメラ本体２０１側から制御される。なお、図を簡単にするため、撮影光学系２１０を単レンズとして表している。また、光学系駆動機構２１４は、絞り２１１の口径を変化させる。
【００１１】
撮影者は、接眼光学系２０９を介してEVF１０９が表示する被写体像を観察する。ＣＰＵ１０１は、撮像素子２１２で得られた撮像信号（光電変換信号）に基づく再生画像をEVF１０９に表示させる。EVF１０９の詳細については後述する。
【００１２】
図２は、上述した電子カメラの構成例を説明するブロック図である。電子カメラは、ＣＰＵ１０１によってカメラ動作が制御される。操作部材１１４は、レリーズボタン、ズームスイッチ、およびモード切替スイッチなどを含み、各操作スイッチからの操作信号をＣＰＵ１０１へ出力する。
【００１３】
撮像素子ＡＦ回路１１６は、撮像素子２１２の所定画素からの出力信号（画素データ）を用いてコントラスト検出を行う公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。具体的には、上記フォーカス調節レンズ（２１０）を進退移動させながら、画像のコントラストが最大になるレンズ位置を探し、該レンズ位置へフォーカス調節レンズを移動させることによってフォーカス調節を行う。
【００１４】
撮像処理回路１１５は、撮像素子２１２からの出力信号をデジタル画像データに変換し、該画像データに対して所定の画像処理を行う。画像処理は、γ変換処理やホワイトバランス調整処理などを含む。測光装置１０２は、撮影光学系２１０を通過した被写体光を受光して測光演算を行う。
【００１５】
ドライバ回路１０３は、ＣＰＵ１０１からの指令に応じてメカニカルシャッター２０５を駆動する。ドライバ回路１０４は、ＣＰＵ１０１からの指令に応じてレンズ鏡筒２０２側の光学系駆動機構２１４を駆動する。光学系駆動機構２１４に含まれるレンズ駆動部材がフォーカス調節レンズを進退駆動し、光学系駆動機構２１４に含まれる絞り駆動レバーが絞り２１１の口径を変化させる。
【００１６】
カラー液晶モニター１０８は、画像や操作メニューなどを表示する。表示制御部１０６は、ＣＰＵ１０１からの指令により、画像や操作メニューを表示するための画像信号に基づいて、カラー液晶モニター１０８に対する駆動信号を生成する。
【００１７】
EVF１０９は、ライブビュー画像と呼ばれるモニタ用画像などを表示する。モニタ用画像は、撮像素子２１２が所定のフレームレート（たとえば、３０フレーム／秒）で撮像して出力するモニタ表示用の撮像信号に基づく再生画像を逐次更新表示するものである。表示制御部１０７は、ＣＰＵ１０１からの指令により、モニタ表示用の撮像信号に基づいてEVF１０９に対する駆動信号を生成する。
【００１８】
メモリカード３００は、カードコネクター１１０を介して電子カメラに着脱されるデータ記録媒体である。メモリカード３００には画像データや音声データが記録される。メモリカード３００に記録されている画像データによる再生画像は、カラー液晶モニター１０８に表示したり、EVF１０９に表示することが可能に構成される。
【００１９】
画像記憶メモリ１１１は、画像処理、圧縮処理および伸長処理の際に一時的に画像データを格納する。圧縮／伸長回路１１２は、たとえば、ＪＰＥＧなど所定の方式で画像データを圧縮処理したり、圧縮された画像データを伸長処理したりする。メモリ１１３は、ＣＰＵ１０１の作業領域として利用される。
【００２０】
本実施形態は、上記電子カメラが備えるEVF１０９に特徴を有するので、以降の説明はEVF１０９を中心に行う。図３は、EVF１０９の詳細を説明する図である。図３において、EVF１０９は表示面を右に向けている。撮影者は、EVF１０９が再生表示する像を右側から観察する。EVF１０９は、観察方向から順番に、たとえば、カラーフィルタ２０８、透過型液晶素子２０７、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微小電気機械システム)シャッタ２０６、導光板２０４が積層される。導光板２０４に光源２０５からの光が入射される。
【００２１】
EVF１０９は、光変調素子としてMEMSシャッター２０６および透過型液晶素子２０７を有する。積層したMEMSシャッター２０６および透過型液晶素子２０７は、バックライト部材によってMEMSシャッター２０６側から照明される。バックライト部材は高輝度の白色ＬＥＤ２０５および導光板２０４によって構成される。導光板２０４は、白色ＬＥＤ２０５から入射された光を輝度が均一な面照明光に変換し、この面照明光でMEMSシャッター２０６を後ろ側（図３において左側）から照明する。
【００２２】
＜MEMSシャッター＞
MEMSシャッター２０６は、たとえば、特開２００２−２１４５４３号公報に開示される光変調器によって構成する。MEMSシャッター２０６は、積層された透過型液晶素子２０７の画素位置に対向して設けられた開口２０６ａと、各開口をそれぞれ開閉するシャッター２０６ｂとを有する。シャッター２０６ｂによる開口２０６ａの開閉量は、各開口ごとに個別制御が可能に構成される。本実施形態では、透過型液晶素子２０７の１画素につきMEMSシャッター２０６の１開口を対応させるが、透過型液晶素子２０７の複数画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させるように構成してもよい。
【００２３】
MEMSシャッター２０６は、シャッター２０６ｂを開放した開口２０６ａに入射された照明光を通過させ、シャッター２０６ｂによって開口率を制限した開口２０６ａに入射された照明光の通過を制限する。このため、透過型液晶素子２０７を照明する光量は、シャッター２０６ｂによる開口率が高いほど多くなり、シャッター２０６ｂによる開口率が低いほど少なくなる。
【００２４】
表示制御部１０７（図２）は、たとえば、EVF１０９で明るく表示すべき透過型液晶素子２０７の画素位置を明るく照明し、EVF１０９で暗く表示すべき透過型液晶素子２０７の画素位置を照明する光を抑えるように、MEMSシャッター２０６に対する駆動信号を生成する。MEMSシャッター２０６は、表示制御部１０７から入力される駆動信号に応じて、マトリクス状に構成された開口２０６ａの開口率を個別に制御する。これにより、透過型液晶素子２０７を照明する照明光量が、画素単位（透過型液晶素子２０７の１画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させる場合）またはエリア単位（透過型液晶素子２０７の複数画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させる場合）で調節される。表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６の通過光量を、たとえば４ビット（１６階調）で制御する。
【００２５】
＜液晶表示素子＞
透過型液晶素子２０７は、液晶パネルにカラーフィルタ２０８が積層されることにより、公知のカラー液晶表示素子が構成される。カラーフィルタ２０８は、上記液晶パネルの画素２０７ａの位置に対応させて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルタが交互に配列されている。
【００２６】
透過型液晶素子２０７は、不図示の透明電極から電圧が印加されない状態では、液晶層内の液晶分子の配向によって液晶層の中に入射された光の偏光方向を９０度回転させる。これにより、MEMSシャッター２０６を介して液晶層内に入射された偏光光は、液晶層内で９０度回転された後にカラーフィルタ２０８を通過して右方へ射出される。なお、カラーフィルタ２０８の右側には不図示の偏光板が積層されており、偏光方向が回転された光のみを射出するように構成される。
【００２７】
一方、不図示の透明電極から電圧が印加された状態の透過型液晶素子２０７は、液晶層内の液晶分子の配向を変え、入射光の偏光方向を回転させない。これにより、MEMSシャッター２０６を介して液晶層内に入射された偏光光は、カラーフィルタ２０８を通過後に上記偏光板（不図示）を通過できないため、透過型液晶素子２０７を透過して射出される光量が小さくなる。画素ごとの透過光量は、画素の印加電圧に応じて変化する。
【００２８】
表示制御部１０７は、EVF１０９で赤成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で赤成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００２９】
同様に、表示制御部１０７は、EVF１０９で緑成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で緑成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００３０】
表示制御部１０７はさらに、EVF１０９で青成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で青成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００３１】
透過型液晶素子２０７は、表示制御部１０７から入力される駆動信号に応じて、カラーフィルタ２０８の色配列に応じた画素２０７ａの位置に対応する透明電極に対して印加する電圧を個別に制御する。これにより、透過型液晶素子２０７から射出されるＲＧＢ色の透過光の強弱が、画素単位で調節される。表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７の透過光量を、たとえば８ビット（２５６階調）で制御する。
【００３２】
観察者は、透過型液晶素子２０７から射出されるＲＧＢ色の透過光によって合成されるフルカラーのライブビュー画像を観察する。
【００３３】
＜画素欠陥補正＞
表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７に欠陥画素が含まれている場合に、MEMSシャッター２０６によって画像の明るさを局所的に変化させて欠陥画素の影響を抑えるように補正処理を行う。また、表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６に欠陥画素（開口）が含まれている場合に、透過型液晶素子２０７によって画像の明るさを局所的に変化させて欠陥画素（開口）の影響を抑えるように補正処理を行う。
【００３４】
本実施形態では、透過型液晶素子２０７の透明電極に電圧を印加しても、液晶分子の配向が変化しない画素を有する場合、この画素を欠陥と呼ぶ。このような欠陥画素は、常に光を透過するので、ノーマリホワイトと呼ばれる。透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置は、通常、透過型液晶素子２０７の検査データに記されていたり、電子カメラの組み立て前に行われる部品検査によって既知である。
【００３５】
そこで、透過型液晶素子２０７に欠陥画素が存在する場合には、当該画素の位置情報（たとえば、ＸＹ座標）をＣＰＵ１０１の不揮発性メモリ１０１ａ内にあらかじめ記録しておく。表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６に対する駆動信号を生成する際、不揮発性メモリ１０１ａ内の欠陥画素位置情報を参照し、開口２０６ａの位置が透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置に対応する場合には当該開口２０６ａの開口率を画素欠陥補正のために制御する。これにより、透過型液晶素子２０７の画素が正常な場合には該透過型液晶素子２０７により２５６階調で表示画像の濃淡を表すところ、透過型液晶素子２０７の画素に欠陥がある場合には、欠陥位置に対応するMEMSシャッター２０６によって１６階調で表示画像の濃淡を表す。
【００３６】
一方、本実施形態では、MEMSシャッター２０６においてシャッター２０６ｂで閉鎖できない開口２０６ａを有する場合、この開口（画素）を欠陥と呼ぶ。MEMSシャッター２０６の欠陥位置は、通常、MEMSシャッター２０６の検査データに記されていたり、電子カメラの組み立て前に行われる部品検査によって既知である。
【００３７】
そこで、MEMSシャッター２０６に欠陥が存在する場合には、当該欠陥の位置情報（たとえば、ＸＹ座標）をＣＰＵ１０１の不揮発性メモリ１０１ａ内にあらかじめ記録しておく。表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する際、不揮発性メモリ１０１ａ内の欠陥位置情報を参照し、画素２０７ａの位置がMEMSシャッター２０６の欠陥位置に対応する場合には当該画素２０７ａの透過光量を欠陥補正のために制御する。これにより、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａ（シャッター２０６ｂ）が正常な場合には当該MEMSシャッター２０６により１６階調で表示画像の濃淡を表すところ、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａ（シャッター２０６ｂ）に欠陥がある場合には、欠陥位置に対応する透過型液晶素子２０７によって２５６階調で表示画像の濃淡を表す。
【００３８】
図４は、上述した画素欠陥補正時にＣＰＵ１０１が表示制御部１０７に行わせる処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、透過型液晶素子２０７の位置(Ｘ，Ｙ)の画素が欠陥か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリ１０１ａ内に記録されている欠陥画素位置情報を参照し、欠陥と判定した場合はステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進む。ＣＰＵ１０１は、欠陥と判定しなかった場合はステップＳ１を否定判定してステップＳ３へ進む。
【００３９】
ステップＳ２へ進む場合は、MEMSシャッター２０６を用いた欠陥画素補正を行う。ＣＰＵ１０１は、欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａにおける開口率を制御して階調制御し、図４による処理を終了する。開口２０６ａにおける開口率は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。なお、透過型液晶素子２０７において正常な画素の位置(Ｘ，Ｙ)に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率は、たとえば、５０％（半開）とする。
【００４０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、MEMSシャッター２０６の位置(Ｘ，Ｙ)の開口が欠陥か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリ１０１ａ内に記録されている欠陥位置情報を参照し、欠陥と判定した場合はステップＳ３を肯定判定してステップＳ４へ進む。ＣＰＵ１０１は、欠陥と判定しなかった場合はステップＳ３を否定判定してステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ４へ進む場合は、透過型液晶素子２０７を用いて欠陥補正を行う。ＣＰＵ１０１は、開口の位置(Ｘ，Ｙ)に対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を制御して階調制御し、図４による処理を終了する。画素２０７ａにおける透過率は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。なお、MEMSシャッター２０６において正常な開口の位置(Ｘ，Ｙ)に対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの透過率も、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。
【００４２】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を制御して階調制御する（２５６階調で表示画像の濃淡を表す）。ＣＰＵ１０１はさらに、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を制御して図４による処理を終了する（１６階調で表示画像の濃淡を表す）。
【００４３】
＜画像再生モードの切替え＞
EVF１０９は、表示画像を１２ビットで階調表現する広ダイナミック画像再生モードと、表示画像を８ビットで階調表現する通常画像再生モードとが切替え可能に構成される。両画像再生モードの切替えは、たとえば、操作部材１１４の操作によって行われる。
【００４４】
ＣＰＵ１０１は、広ダイナミック画像再生モードの場合、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ１０１は通常画像再生モードの場合、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を所定値（たとえば５０％）とする。
【００４６】
図５は、画素欠陥補正と広ダイナミック画像表示との関係を例示する図である。通常画像再生モードのとき、正常な画素位置に対しては、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を所定値（たとえば５０％）とする。そして、透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)については、対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ２と同様）。さらに、MEMSシャッター２０６の欠陥開口位置(Ｘ，Ｙ)については、対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御する（図４のステップＳ４と同様）。
【００４７】
広ダイナミック画像再生モードのとき、正常な画素位置に対しては、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ５に相当）。そして、透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)については、対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ２に相当）。さらに、MEMSシャッター２０６の欠陥開口位置(Ｘ，Ｙ)については、対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御する（図４のステップＳ４に相当）。
【００４８】
＜強調表示＞
表示制御部１０７は、EVF１０９が表示する画像のうち所定領域の明るさを変化させて際立たせるように制御を行う。強調表示するか否かの切替えは、たとえば、操作部材１１４の操作によって行われ、上述した通常画像再生モードに切替えられているの場合に設定可能に構成される。
【００４９】
図６は、EVF１０９が表示するライブビュー画像を例示する図である。図６において、画像に重ねて１２のフォーカスエリアを示す１２のマークが重畳表示されている。フォーカスエリアは、撮影画面の中でピント合わせの対象とする領域（すなわち、撮像素子ＡＦ回路１１６がコントラスト検出を行う領域）である。
【００５０】
図６の例では、画面上部の４つのフォーカスエリアで検出したコントラストに基づいてフォーカス調節を行ったので、該４つのマークが他の８つのマークより太く表示されている。ＣＰＵ１０１は、表示制御部１０７へ指示を送り、フォーカス調節に採用したフォーカスエリア（図６の場合は、画面上部の４つのマーク）を含む領域を合焦領域として他の領域に比べて明るく表示する。
【００５１】
表示制御部１０７は、フォーカス調節を行う前は、MEMSシャッター２０６の全面で開口２０６ａの開口率を、たとえば５０％とする。そして、フォーカス調節を行った後は、上記合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１００％とする。透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧は、フォーカス調節の前後で共通に２５６階調の制御を行う。これにより、合焦領域が他の領域に比べて明るく表示されたライブビュー画像が得られる。
【００５２】
以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）EVF１０９として用いた表示装置は、入射光を画素単位で変調して画像情報を表示する透過型液晶素子２０７と、透過型液晶素子２０７へ入射する光を所定領域ごとに制御するMEMSシャッター２０６とを備えるようにしたので、カメラのビューファインダーのような小型の表示装置に対してローカルディミング（局所的調光）を行える。これにより、画像情報を高コントラストで明るく表示できる。具体的には、透過型液晶素子を２つ重ねて構成する場合に比べて表示装置を薄く構成でき、透過型液晶素子を２つ重ねて構成する場合に比べて光損失が小さいから明るく表示できる。
【００５３】
（２）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６は、透過型液晶素子２０７の欠陥画素へ入射する光量を所定領域単位で変調し、透過型液晶素子２０７の正常画素に入射する光を所定光量とするように制御するので、透過型液晶素子２０７に階調制御できない欠陥画素が存在する場合には、透過型液晶素子２０７の当該欠陥画素を含む領域へ入射する光をMEMSシャッター２０６によって変調し得る。たとえば、透過型液晶素子２０７の正常画素による表示の明るさと同等にするようにMEMSシャッター２０６を階調制御することで、表示画面上で欠陥画素が明るく目立つのを抑えることができる。
【００５４】
（３）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６は、透過型液晶素子２０７上で明るい画像情報を表示する領域と暗い画像情報を表示する領域との間で、透過型液晶素子２０７へ入射する光量が異なるように制御するので、制御可能な階調数をみかけ上増やすことができるから、高コントラストの表示を実現できる。
ことを特徴とする表示装置。
【００５５】
（４）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６はその開口率を変化させて透過型液晶素子２０７へ入射する光量を制御するので、画素ピッチが小さいマイクロ液晶素子と組み合わせるのに好適である。
【００５６】
（５）カメラに、上記表示装置、および撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で透過型液晶素子２０７へ入射する光量が異なるように該表示装置を制御するＣＰＵ１０１、表示制御部１０７を備えたので、表示画像においてピントが合っている領域を他の領域に比べて目立たせることができる。
【００５７】
（変形例１）
上述した＜強調表示＞では、フォーカス調節を行った後に合焦領域を他の領域に比べて明るく表示するライブビュー画像を得るようにした。この代わりに、フォーカス調節を行った後に合焦領域でない領域を合焦領域に比べて暗く表示するライブビュー画像を得るようにしてもよい。この場合の表示制御部１０７は、フォーカス調節を行う前は、MEMSシャッター２０６の全面で開口２０６ａの開口率を１００％とする。そして、フォーカス調節を行った後は、上記合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率は１００％を維持して、非合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を、たとえば５０％に下げる。なお、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧は、フォーカス調節の前後で共通に２５６階調の制御を行う。
【００５８】
（変形例２）
図３の導光板２０４および光源２０５に代えて、有機ＥＬ照明素子を用いて構成してもよい。有機ＥＬ照明素子は、たとえば、白色発光素子を配列した公知の有機ＥＬ表示素子からカラーフィルタを省略したものであり、画素ごとの発光量を個別に制御可能な照明素子をいう。表示制御部１０７は、上記MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１００％にする代わりに、有機ＥＬ照明素子の画素からの発光量を最大にし、上記MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を５０％にする代わりに、有機ＥＬ照明素子の画素からの発光量を５０％に減光する。変形例２の構成でも、第一の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
（第二の実施形態）
第二の実施形態では、透過型液晶素子２０７の代わりに反射型液晶(LCOS)パネルを用いて液晶素子２０７Ｂを構成する。図７は、第二の実施形態によるEVF１０９Ｂの詳細を説明する図である。図７において、EVF１０９Ｂは表示面を右に向けている。撮影者は、EVF１０９Ｂが再生表示する像を右側から観察する。
【００６０】
光源２０５Ｂは、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２２０へＳ偏光成分を入射する。Ｓ偏光成分を入射させるため、ＰＢＳ２２０の上面（光源２０５Ｂ側の面）にプリ偏光板を設けてもよい。ＰＢＳ２２０は、Ｓ偏光成分である入射光束を偏光分離部２２０ａで反射し、反射型液晶素子２０７Ｂ側へ射出する。
【００６１】
照明光は、カラーフィルタ２０８およびMEMSシャッター２０６を介して反射型液晶素子２０７Ｂへ入射される。反射型液晶素子２０７Ｂの液晶層を透過する光は、該反射型液晶素子２０７Ｂへ入射されると当該液晶層を図７の左向きに進行し、反射面２０７ｄで反射された後、液晶層を右向きに進行して反射型液晶素子２０７Ｂから射出され、MEMSシャッター２０６およびカラーフィルタ２０８を介してＰＢＳ２２０へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳ２２０へ再度入射される光は、Ｐ偏光（電圧が印加された画素からの光）と、Ｓ偏光（電圧が印加されない画素からの光）が混合している。
【００６２】
ＰＢＳ２２０は、再入射された光束のうちＰ偏光成分である変調光のみを偏光分離部２２０ａで透過し、図７の右方へ向けて射出する。これにより、観察者は、表示モジュール２０Ｂから射出されるＲＧＢ色の透過光によって合成されるフルカラーのライブビュー画像を観察する。なお、ＰＢＳ２２０へ再入射されたＳ偏光成分の光は、偏光分離部２２０ａによって光源２０５Ｂ側へ反射されて廃棄される。
【００６３】
以上説明した第二の実施形態のように、反射型液晶素子２０７Ｂを用いる場合にも第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、反射型液晶素子２０７Ｂの方が開口を広くとれるので、明るい表示像が得られる。
【００６４】
上記実施形態では、本発明による表示装置をEVFとして電子カメラに使用する例を説明したが、携帯電話機やフォトフレーム、ヘッドマウントディスプレイなどの表示装置として使用してもよい。
【００６５】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１０１…ＣＰＵ
１０１ａ…不揮発性メモリ
１０７…表示制御部
１０９…EVF
１１６…撮像素子ＡＦ回路
２０１…カメラ本体
２０２…撮影レンズ鏡筒
２０４…導光板
２０５…光源
２０６…MEMSシャッター
２０７…透過型液晶素子
２０８…カラーフィルタ
２０９…接眼光学系
２１２…撮像素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の液晶パネルを積層してコントラストを高める技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶パネルを積層すると、光損失が大きくなって表示画像が暗くなるという問題があった。とくに、画素サイズが小さいマイクロディスプレイの場合に影響が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明による表示装置は、入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子と、液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）本発明によるカメラは、入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子、および液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段を有し、撮像素子で取得された被写体像を表示する表示装置と、撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で、液晶表示素子へ入射する光量が異なるように表示装置を制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高コントラストで明るい表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一の実施形態による表示装置を使用する電子カメラを例示する図である。
【図２】電子カメラの構成例を説明するブロック図である。
【図３】EVFの詳細を説明する図である。
【図４】画素欠陥補正時に表示制御部に行わせる処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】画素欠陥補正と広ダイナミック画像表示との関係を例示する図である。
【図６】EVFが表示するライブビュー画像を例示する図である。
【図７】第二の実施形態によるEVFの詳細を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による表示装置を電子ビューファインダー（以下、EVFという）として使用する電子カメラを例示する図である。図１において、カメラ本体２０１に対して着脱可能に構成される撮影レンズ鏡筒２０２が装着されている。
【０００９】
被写体からの光は、撮影レンズ鏡筒２０２の撮影光学系２１０および絞り２１１を介してカメラ本体２０１へ入射される。カメラ本体２０１に入射した被写体光は、メカニカルシャッター２０３を介して撮像素子２１２へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子２１２は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子２１２は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を出力する。なお、撮像素子２１２の撮像面側に光学ローパスフィルター２１３が設けられている。
【００１０】
光学系駆動機構２１４は、撮影光学系２１０を構成するフォーカス調節レンズを光軸方向に進退移動させる。フォーカス調節レンズの移動方向および移動量は、カメラ本体２０１側から制御される。なお、図を簡単にするため、撮影光学系２１０を単レンズとして表している。また、光学系駆動機構２１４は、絞り２１１の口径を変化させる。
【００１１】
撮影者は、接眼光学系２０９を介してEVF１０９が表示する被写体像を観察する。ＣＰＵ１０１は、撮像素子２１２で得られた撮像信号（光電変換信号）に基づく再生画像をEVF１０９に表示させる。EVF１０９の詳細については後述する。
【００１２】
図２は、上述した電子カメラの構成例を説明するブロック図である。電子カメラは、ＣＰＵ１０１によってカメラ動作が制御される。操作部材１１４は、レリーズボタン、ズームスイッチ、およびモード切替スイッチなどを含み、各操作スイッチからの操作信号をＣＰＵ１０１へ出力する。
【００１３】
撮像素子ＡＦ回路１１６は、撮像素子２１２の所定画素からの出力信号（画素データ）を用いてコントラスト検出を行う公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。具体的には、上記フォーカス調節レンズ（２１０）を進退移動させながら、画像のコントラストが最大になるレンズ位置を探し、該レンズ位置へフォーカス調節レンズを移動させることによってフォーカス調節を行う。
【００１４】
撮像処理回路１１５は、撮像素子２１２からの出力信号をデジタル画像データに変換し、該画像データに対して所定の画像処理を行う。画像処理は、γ変換処理やホワイトバランス調整処理などを含む。測光装置１０２は、撮影光学系２１０を通過した被写体光を受光して測光演算を行う。
【００１５】
ドライバ回路１０３は、ＣＰＵ１０１からの指令に応じてメカニカルシャッター２０５を駆動する。ドライバ回路１０４は、ＣＰＵ１０１からの指令に応じてレンズ鏡筒２０２側の光学系駆動機構２１４を駆動する。光学系駆動機構２１４に含まれるレンズ駆動部材がフォーカス調節レンズを進退駆動し、光学系駆動機構２１４に含まれる絞り駆動レバーが絞り２１１の口径を変化させる。
【００１６】
カラー液晶モニター１０８は、画像や操作メニューなどを表示する。表示制御部１０６は、ＣＰＵ１０１からの指令により、画像や操作メニューを表示するための画像信号に基づいて、カラー液晶モニター１０８に対する駆動信号を生成する。
【００１７】
EVF１０９は、ライブビュー画像と呼ばれるモニタ用画像などを表示する。モニタ用画像は、撮像素子２１２が所定のフレームレート（たとえば、３０フレーム／秒）で撮像して出力するモニタ表示用の撮像信号に基づく再生画像を逐次更新表示するものである。表示制御部１０７は、ＣＰＵ１０１からの指令により、モニタ表示用の撮像信号に基づいてEVF１０９に対する駆動信号を生成する。
【００１８】
メモリカード３００は、カードコネクター１１０を介して電子カメラに着脱されるデータ記録媒体である。メモリカード３００には画像データや音声データが記録される。メモリカード３００に記録されている画像データによる再生画像は、カラー液晶モニター１０８に表示したり、EVF１０９に表示することが可能に構成される。
【００１９】
画像記憶メモリ１１１は、画像処理、圧縮処理および伸長処理の際に一時的に画像データを格納する。圧縮／伸長回路１１２は、たとえば、ＪＰＥＧなど所定の方式で画像データを圧縮処理したり、圧縮された画像データを伸長処理したりする。メモリ１１３は、ＣＰＵ１０１の作業領域として利用される。
【００２０】
本実施形態は、上記電子カメラが備えるEVF１０９に特徴を有するので、以降の説明はEVF１０９を中心に行う。図３は、EVF１０９の詳細を説明する図である。図３において、EVF１０９は表示面を右に向けている。撮影者は、EVF１０９が再生表示する像を右側から観察する。EVF１０９は、観察方向から順番に、たとえば、カラーフィルタ２０８、透過型液晶素子２０７、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微小電気機械システム)シャッタ２０６、導光板２０４が積層される。導光板２０４に光源２０５からの光が入射される。
【００２１】
EVF１０９は、光変調素子としてMEMSシャッター２０６および透過型液晶素子２０７を有する。積層したMEMSシャッター２０６および透過型液晶素子２０７は、バックライト部材によってMEMSシャッター２０６側から照明される。バックライト部材は高輝度の白色ＬＥＤ２０５および導光板２０４によって構成される。導光板２０４は、白色ＬＥＤ２０５から入射された光を輝度が均一な面照明光に変換し、この面照明光でMEMSシャッター２０６を後ろ側（図３において左側）から照明する。
【００２２】
＜MEMSシャッター＞
MEMSシャッター２０６は、たとえば、特開２００２−２１４５４３号公報に開示される光変調器によって構成する。MEMSシャッター２０６は、積層された透過型液晶素子２０７の画素位置に対向して設けられた開口２０６ａと、各開口をそれぞれ開閉するシャッター２０６ｂとを有する。シャッター２０６ｂによる開口２０６ａの開閉量は、各開口ごとに個別制御が可能に構成される。本実施形態では、透過型液晶素子２０７の１画素につきMEMSシャッター２０６の１開口を対応させるが、透過型液晶素子２０７の複数画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させるように構成してもよい。
【００２３】
MEMSシャッター２０６は、シャッター２０６ｂを開放した開口２０６ａに入射された照明光を通過させ、シャッター２０６ｂによって開口率を制限した開口２０６ａに入射された照明光の通過を制限する。このため、透過型液晶素子２０７を照明する光量は、シャッター２０６ｂによる開口率が高いほど多くなり、シャッター２０６ｂによる開口率が低いほど少なくなる。
【００２４】
表示制御部１０７（図２）は、たとえば、EVF１０９で明るく表示すべき透過型液晶素子２０７の画素位置を明るく照明し、EVF１０９で暗く表示すべき透過型液晶素子２０７の画素位置を照明する光を抑えるように、MEMSシャッター２０６に対する駆動信号を生成する。MEMSシャッター２０６は、表示制御部１０７から入力される駆動信号に応じて、マトリクス状に構成された開口２０６ａの開口率を個別に制御する。これにより、透過型液晶素子２０７を照明する照明光量が、画素単位（透過型液晶素子２０７の１画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させる場合）またはエリア単位（透過型液晶素子２０７の複数画素をMEMSシャッター２０６の１開口に対応させる場合）で調節される。表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６の通過光量を、たとえば４ビット（１６階調）で制御する。
【００２５】
＜液晶表示素子＞
透過型液晶素子２０７は、液晶パネルにカラーフィルタ２０８が積層されることにより、公知のカラー液晶表示素子が構成される。カラーフィルタ２０８は、上記液晶パネルの画素２０７ａの位置に対応させて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルタが交互に配列されている。
【００２６】
透過型液晶素子２０７は、不図示の透明電極から電圧が印加されない状態では、液晶層内の液晶分子の配向によって液晶層の中に入射された光の偏光方向を９０度回転させる。これにより、MEMSシャッター２０６を介して液晶層内に入射された偏光光は、液晶層内で９０度回転された後にカラーフィルタ２０８を通過して右方へ射出される。なお、カラーフィルタ２０８の右側には不図示の偏光板が積層されており、偏光方向が回転された光のみを射出するように構成される。
【００２７】
一方、不図示の透明電極から電圧が印加された状態の透過型液晶素子２０７は、液晶層内の液晶分子の配向を変え、入射光の偏光方向を回転させない。これにより、MEMSシャッター２０６を介して液晶層内に入射された偏光光は、カラーフィルタ２０８を通過後に上記偏光板（不図示）を通過できないため、透過型液晶素子２０７を透過して射出される光量が小さくなる。画素ごとの透過光量は、画素の印加電圧に応じて変化する。
【００２８】
表示制御部１０７は、EVF１０９で赤成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で赤成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００２９】
同様に、表示制御部１０７は、EVF１０９で緑成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で緑成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００３０】
表示制御部１０７はさらに、EVF１０９で青成分を表示すべき透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加せず、EVF１０９で青成分を必要としない透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの位置に対応する透明電極へ電圧を印加するように、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する。
【００３１】
透過型液晶素子２０７は、表示制御部１０７から入力される駆動信号に応じて、カラーフィルタ２０８の色配列に応じた画素２０７ａの位置に対応する透明電極に対して印加する電圧を個別に制御する。これにより、透過型液晶素子２０７から射出されるＲＧＢ色の透過光の強弱が、画素単位で調節される。表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７の透過光量を、たとえば８ビット（２５６階調）で制御する。
【００３２】
観察者は、透過型液晶素子２０７から射出されるＲＧＢ色の透過光によって合成されるフルカラーのライブビュー画像を観察する。
【００３３】
＜画素欠陥補正＞
表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７に欠陥画素が含まれている場合に、MEMSシャッター２０６によって画像の明るさを局所的に変化させて欠陥画素の影響を抑えるように補正処理を行う。また、表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６に欠陥画素（開口）が含まれている場合に、透過型液晶素子２０７によって画像の明るさを局所的に変化させて欠陥画素（開口）の影響を抑えるように補正処理を行う。
【００３４】
本実施形態では、透過型液晶素子２０７の透明電極に電圧を印加しても、液晶分子の配向が変化しない画素を有する場合、この画素を欠陥と呼ぶ。このような欠陥画素は、常に光を透過するので、ノーマリホワイトと呼ばれる。透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置は、通常、透過型液晶素子２０７の検査データに記されていたり、電子カメラの組み立て前に行われる部品検査によって既知である。
【００３５】
そこで、透過型液晶素子２０７に欠陥画素が存在する場合には、当該画素の位置情報（たとえば、ＸＹ座標）をＣＰＵ１０１の不揮発性メモリ１０１ａ内にあらかじめ記録しておく。表示制御部１０７は、MEMSシャッター２０６に対する駆動信号を生成する際、不揮発性メモリ１０１ａ内の欠陥画素位置情報を参照し、開口２０６ａの位置が透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置に対応する場合には当該開口２０６ａの開口率を画素欠陥補正のために制御する。これにより、透過型液晶素子２０７の画素が正常な場合には該透過型液晶素子２０７により２５６階調で表示画像の濃淡を表すところ、透過型液晶素子２０７の画素に欠陥がある場合には、欠陥位置に対応するMEMSシャッター２０６によって１６階調で表示画像の濃淡を表す。
【００３６】
一方、本実施形態では、MEMSシャッター２０６においてシャッター２０６ｂで閉鎖できない開口２０６ａを有する場合、この開口（画素）を欠陥と呼ぶ。MEMSシャッター２０６の欠陥位置は、通常、MEMSシャッター２０６の検査データに記されていたり、電子カメラの組み立て前に行われる部品検査によって既知である。
【００３７】
そこで、MEMSシャッター２０６に欠陥が存在する場合には、当該欠陥の位置情報（たとえば、ＸＹ座標）をＣＰＵ１０１の不揮発性メモリ１０１ａ内にあらかじめ記録しておく。表示制御部１０７は、透過型液晶素子２０７に対する駆動信号を生成する際、不揮発性メモリ１０１ａ内の欠陥位置情報を参照し、画素２０７ａの位置がMEMSシャッター２０６の欠陥位置に対応する場合には当該画素２０７ａの透過光量を欠陥補正のために制御する。これにより、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａ（シャッター２０６ｂ）が正常な場合には当該MEMSシャッター２０６により１６階調で表示画像の濃淡を表すところ、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａ（シャッター２０６ｂ）に欠陥がある場合には、欠陥位置に対応する透過型液晶素子２０７によって２５６階調で表示画像の濃淡を表す。
【００３８】
図４は、上述した画素欠陥補正時にＣＰＵ１０１が表示制御部１０７に行わせる処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、透過型液晶素子２０７の位置(Ｘ，Ｙ)の画素が欠陥か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリ１０１ａ内に記録されている欠陥画素位置情報を参照し、欠陥と判定した場合はステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進む。ＣＰＵ１０１は、欠陥と判定しなかった場合はステップＳ１を否定判定してステップＳ３へ進む。
【００３９】
ステップＳ２へ進む場合は、MEMSシャッター２０６を用いた欠陥画素補正を行う。ＣＰＵ１０１は、欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａにおける開口率を制御して階調制御し、図４による処理を終了する。開口２０６ａにおける開口率は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。なお、透過型液晶素子２０７において正常な画素の位置(Ｘ，Ｙ)に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率は、たとえば、５０％（半開）とする。
【００４０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、MEMSシャッター２０６の位置(Ｘ，Ｙ)の開口が欠陥か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリ１０１ａ内に記録されている欠陥位置情報を参照し、欠陥と判定した場合はステップＳ３を肯定判定してステップＳ４へ進む。ＣＰＵ１０１は、欠陥と判定しなかった場合はステップＳ３を否定判定してステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ４へ進む場合は、透過型液晶素子２０７を用いて欠陥補正を行う。ＣＰＵ１０１は、開口の位置(Ｘ，Ｙ)に対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を制御して階調制御し、図４による処理を終了する。画素２０７ａにおける透過率は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。なお、MEMSシャッター２０６において正常な開口の位置(Ｘ，Ｙ)に対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａの透過率も、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて決定する。
【００４２】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を制御して階調制御する（２５６階調で表示画像の濃淡を表す）。ＣＰＵ１０１はさらに、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を制御して図４による処理を終了する（１６階調で表示画像の濃淡を表す）。
【００４３】
＜画像再生モードの切替え＞
EVF１０９は、表示画像を１２ビットで階調表現する広ダイナミック画像再生モードと、表示画像を８ビットで階調表現する通常画像再生モードとが切替え可能に構成される。両画像再生モードの切替えは、たとえば、操作部材１１４の操作によって行われる。
【００４４】
ＣＰＵ１０１は、広ダイナミック画像再生モードの場合、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ１０１は通常画像再生モードの場合、EVF１０９で表示すべき画像信号に基づいて、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を所定値（たとえば５０％）とする。
【００４６】
図５は、画素欠陥補正と広ダイナミック画像表示との関係を例示する図である。通常画像再生モードのとき、正常な画素位置に対しては、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を所定値（たとえば５０％）とする。そして、透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)については、対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ２と同様）。さらに、MEMSシャッター２０６の欠陥開口位置(Ｘ，Ｙ)については、対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御する（図４のステップＳ４と同様）。
【００４７】
広ダイナミック画像再生モードのとき、正常な画素位置に対しては、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御するとともに、MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ５に相当）。そして、透過型液晶素子２０７の欠陥画素位置(Ｘ，Ｙ)については、対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１６階調で制御する（図４のステップＳ２に相当）。さらに、MEMSシャッター２０６の欠陥開口位置(Ｘ，Ｙ)については、対応する透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧を２５６階調で制御する（図４のステップＳ４に相当）。
【００４８】
＜強調表示＞
表示制御部１０７は、EVF１０９が表示する画像のうち所定領域の明るさを変化させて際立たせるように制御を行う。強調表示するか否かの切替えは、たとえば、操作部材１１４の操作によって行われ、上述した通常画像再生モードに切替えられているの場合に設定可能に構成される。
【００４９】
図６は、EVF１０９が表示するライブビュー画像を例示する図である。図６において、画像に重ねて１２のフォーカスエリアを示す１２のマークが重畳表示されている。フォーカスエリアは、撮影画面の中でピント合わせの対象とする領域（すなわち、撮像素子ＡＦ回路１１６がコントラスト検出を行う領域）である。
【００５０】
図６の例では、画面上部の４つのフォーカスエリアで検出したコントラストに基づいてフォーカス調節を行ったので、該４つのマークが他の８つのマークより太く表示されている。ＣＰＵ１０１は、表示制御部１０７へ指示を送り、フォーカス調節に採用したフォーカスエリア（図６の場合は、画面上部の４つのマーク）を含む領域を合焦領域として他の領域に比べて明るく表示する。
【００５１】
表示制御部１０７は、フォーカス調節を行う前は、MEMSシャッター２０６の全面で開口２０６ａの開口率を、たとえば５０％とする。そして、フォーカス調節を行った後は、上記合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１００％とする。透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧は、フォーカス調節の前後で共通に２５６階調の制御を行う。これにより、合焦領域が他の領域に比べて明るく表示されたライブビュー画像が得られる。
【００５２】
以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）EVF１０９として用いた表示装置は、入射光を画素単位で変調して画像情報を表示する透過型液晶素子２０７と、透過型液晶素子２０７へ入射する光を所定領域ごとに制御するMEMSシャッター２０６とを備えるようにしたので、カメラのビューファインダーのような小型の表示装置に対してローカルディミング（局所的調光）を行える。これにより、画像情報を高コントラストで明るく表示できる。具体的には、透過型液晶素子を２つ重ねて構成する場合に比べて表示装置を薄く構成でき、透過型液晶素子を２つ重ねて構成する場合に比べて光損失が小さいから明るく表示できる。
【００５３】
（２）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６は、透過型液晶素子２０７の欠陥画素へ入射する光量を所定領域単位で変調し、透過型液晶素子２０７の正常画素に入射する光を所定光量とするように制御するので、透過型液晶素子２０７に階調制御できない欠陥画素が存在する場合には、透過型液晶素子２０７の当該欠陥画素を含む領域へ入射する光をMEMSシャッター２０６によって変調し得る。たとえば、透過型液晶素子２０７の正常画素による表示の明るさと同等にするようにMEMSシャッター２０６を階調制御することで、表示画面上で欠陥画素が明るく目立つのを抑えることができる。
【００５４】
（３）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６は、透過型液晶素子２０７上で明るい画像情報を表示する領域と暗い画像情報を表示する領域との間で、透過型液晶素子２０７へ入射する光量が異なるように制御するので、制御可能な階調数をみかけ上増やすことができるから、高コントラストの表示を実現できる。
ことを特徴とする表示装置。
【００５５】
（４）上記表示装置において、MEMSシャッター２０６はその開口率を変化させて透過型液晶素子２０７へ入射する光量を制御するので、画素ピッチが小さいマイクロ液晶素子と組み合わせるのに好適である。
【００５６】
（５）カメラに、上記表示装置、および撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で透過型液晶素子２０７へ入射する光量が異なるように該表示装置を制御するＣＰＵ１０１、表示制御部１０７を備えたので、表示画像においてピントが合っている領域を他の領域に比べて目立たせることができる。
【００５７】
（変形例１）
上述した＜強調表示＞では、フォーカス調節を行った後に合焦領域を他の領域に比べて明るく表示するライブビュー画像を得るようにした。この代わりに、フォーカス調節を行った後に合焦領域でない領域を合焦領域に比べて暗く表示するライブビュー画像を得るようにしてもよい。この場合の表示制御部１０７は、フォーカス調節を行う前は、MEMSシャッター２０６の全面で開口２０６ａの開口率を１００％とする。そして、フォーカス調節を行った後は、上記合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率は１００％を維持して、非合焦領域に対応するMEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を、たとえば５０％に下げる。なお、透過型液晶素子２０７の画素２０７ａに対する印加電圧は、フォーカス調節の前後で共通に２５６階調の制御を行う。
【００５８】
（変形例２）
図３の導光板２０４および光源２０５に代えて、有機ＥＬ照明素子を用いて構成してもよい。有機ＥＬ照明素子は、たとえば、白色発光素子を配列した公知の有機ＥＬ表示素子からカラーフィルタを省略したものであり、画素ごとの発光量を個別に制御可能な照明素子をいう。表示制御部１０７は、上記MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を１００％にする代わりに、有機ＥＬ照明素子の画素からの発光量を最大にし、上記MEMSシャッター２０６の開口２０６ａの開口率を５０％にする代わりに、有機ＥＬ照明素子の画素からの発光量を５０％に減光する。変形例２の構成でも、第一の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
（第二の実施形態）
第二の実施形態では、透過型液晶素子２０７の代わりに反射型液晶(LCOS)パネルを用いて液晶素子２０７Ｂを構成する。図７は、第二の実施形態によるEVF１０９Ｂの詳細を説明する図である。図７において、EVF１０９Ｂは表示面を右に向けている。撮影者は、EVF１０９Ｂが再生表示する像を右側から観察する。
【００６０】
光源２０５Ｂは、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２２０へＳ偏光成分を入射する。Ｓ偏光成分を入射させるため、ＰＢＳ２２０の上面（光源２０５Ｂ側の面）にプリ偏光板を設けてもよい。ＰＢＳ２２０は、Ｓ偏光成分である入射光束を偏光分離部２２０ａで反射し、反射型液晶素子２０７Ｂ側へ射出する。
【００６１】
照明光は、カラーフィルタ２０８およびMEMSシャッター２０６を介して反射型液晶素子２０７Ｂへ入射される。反射型液晶素子２０７Ｂの液晶層を透過する光は、該反射型液晶素子２０７Ｂへ入射されると当該液晶層を図７の左向きに進行し、反射面２０７ｄで反射された後、液晶層を右向きに進行して反射型液晶素子２０７Ｂから射出され、MEMSシャッター２０６およびカラーフィルタ２０８を介してＰＢＳ２２０へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳ２２０へ再度入射される光は、Ｐ偏光（電圧が印加された画素からの光）と、Ｓ偏光（電圧が印加されない画素からの光）が混合している。
【００６２】
ＰＢＳ２２０は、再入射された光束のうちＰ偏光成分である変調光のみを偏光分離部２２０ａで透過し、図７の右方へ向けて射出する。これにより、観察者は、表示モジュール２０Ｂから射出されるＲＧＢ色の透過光によって合成されるフルカラーのライブビュー画像を観察する。なお、ＰＢＳ２２０へ再入射されたＳ偏光成分の光は、偏光分離部２２０ａによって光源２０５Ｂ側へ反射されて廃棄される。
【００６３】
以上説明した第二の実施形態のように、反射型液晶素子２０７Ｂを用いる場合にも第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、反射型液晶素子２０７Ｂの方が開口を広くとれるので、明るい表示像が得られる。
【００６４】
上記実施形態では、本発明による表示装置をEVFとして電子カメラに使用する例を説明したが、携帯電話機やフォトフレーム、ヘッドマウントディスプレイなどの表示装置として使用してもよい。
【００６５】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１０１…ＣＰＵ
１０１ａ…不揮発性メモリ
１０７…表示制御部
１０９…EVF
１１６…撮像素子ＡＦ回路
２０１…カメラ本体
２０２…撮影レンズ鏡筒
２０４…導光板
２０５…光源
２０６…MEMSシャッター
２０７…透過型液晶素子
２０８…カラーフィルタ
２０９…接眼光学系
２１２…撮像素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は、前記液晶表示素子の欠陥画素へ入射する光量を前記所定領域単位で変調し、前記液晶表示素子の正常画素に入射する光を所定光量とするように制御することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は、前記液晶表示素子が第１情報を表示する領域と前記液晶表示素子が前記第１情報と異なる第２情報を表示する領域との間で、前記液晶表示素子へ入射する光量が異なるように制御することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段はＭＥＭＳシャッターを含み、当該シャッターの開口率を変化させて前記液晶表示素子へ入射する光量を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は有機ＥＬ発光素子を含み、当該発光素子の発光量を変化させて前記液晶表示素子へ入射する光量を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子、および前記液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段を有し、撮像素子で取得された被写体像を表示する表示装置と、
撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で、前記液晶表示素子へ入射する光量が異なるように前記表示装置を制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項１】
入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は、前記液晶表示素子の欠陥画素へ入射する光量を前記所定領域単位で変調し、前記液晶表示素子の正常画素に入射する光を所定光量とするように制御することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は、前記液晶表示素子が第１情報を表示する領域と前記液晶表示素子が前記第１情報と異なる第２情報を表示する領域との間で、前記液晶表示素子へ入射する光量が異なるように制御することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段はＭＥＭＳシャッターを含み、当該シャッターの開口率を変化させて前記液晶表示素子へ入射する光量を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記入射光制御手段は有機ＥＬ発光素子を含み、当該発光素子の発光量を変化させて前記液晶表示素子へ入射する光量を制御することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
入射光を画素単位で変調して情報を表示する液晶表示素子、および前記液晶表示素子へ入射する光を所定領域ごとに制御する入射光制御手段を有し、撮像素子で取得された被写体像を表示する表示装置と、
撮影光学系により焦点調節された合焦領域と当該合焦領域以外の他の領域との間で、前記液晶表示素子へ入射する光量が異なるように前記表示装置を制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とするカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３２６２２（Ｐ２０１２−３２６２２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２２７１（Ｐ２０１０−１７２２７１）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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