JP5166124B2 - カメラ付き携帯端末のバックライト調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ付き携帯端末に備えられている画像表示装置のバックライトの明るさを調整するバックライト調整装置に関する。

従来から、消費電力の低減化を図るために、照度センサなどの明るさ検出のための素子を用い、この素子の出力結果に基づいて液晶バックライトを調整する方式が使われている。

カメラを搭載している携帯電話やパーソナルコンピュータに、明るさ検出のための素子をさらに具備する場合には、システムが増大し、コスト及び装置面積が増加することが考えられる。

特許文献１には、イメージセンサを用いて周辺環境の照度を検出し、この検出された照度に基づいて液晶バックライトの消灯・点灯を制御する技術が記載されている。

特許文献２には、撮像手段のシャッタ速度およびゲイン値の少なくともいずれか一方を用いるとともに、撮像手段からの出力データに基づいて測光を行う測光手段による測光結果をさらに用いて、表示手段の明るさを制御し、シャッタ速度が所定値を超える場合、バックライトをオフし、シャッタ速度が所定値以下の場合、バックライトをオンするカメラ付き携帯端末が記載されている。

しかしながら、上記のようにイメージセンサを用いる場合においては、露光時間を調整しなければ精度のよい検出結果が得られない場合がある。
特開２００１−２２３７９２号公報 特許第３８８２５２２号公報

本発明は、露光時間に対する、有効範囲内のカメラ出力値の積算値と照度との関係に基づいて、カメラ付き携帯端末に備えられている画像表示装置のバックライトの明るさを精度よく調整するバックライト調整装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様において、カメラ付き携帯端末のバックライト調整装置は、積算値と照度との関係を示す関係データを記憶する記憶手段と、カメラの撮像データ又は撮像データのうちの所定範囲のデータの積算値を求める積算値算出手段と、記憶手段に記憶されている関係データに基づいて、積算値算出手段によって求められた積算値に対する照度を求める第１の制御手段と、第１の制御手段によって求められた照度にしたがって画像表示手段のバックライトの明るさを制御する第２の制御手段とを具備する。関係データは、複数の露光時間について、積算値と照度との関係を示している。積算値算出手段は、カメラに設定されている露光時間における積算値を求める。第１の制御手段は、積算値算出手段によって求められた積算値が有効範囲に含まれるか否か判断し、有効範囲に含まれると判断された場合に、関係データに基づいてカメラに設定されている露光時間における積算値に対する照度を求め、有効範囲に含まれないと判断された場合に、カメラに対して設定されている露光時間を切り替える。

本発明により、カメラ付き携帯端末に備えられている画像表示装置のバックライトの明るさを精度よく調整することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態においては、照度センサなどを付加することなく、撮影用カメラを用い、小規模システム及び安価で、実装面積も少ないカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係るカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置の一例を示すブロック図である。

バックライト調整装置１は、カメラ付き携帯型端末に備えられる。本実施の形態においては、カメラ付き携帯型端末の例として携帯電話２の場合を説明するが、例えばパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラなどのような他の端末であってもよい。

携帯電話２は、カメラ３、バックライト調整装置１、バックライト４、画像表示装置を具備する。本実施の形態においては、画像表示装置の例として液晶パネル５の場合を説明するが、画像表示装置は例えば有機ＥＬなど、他の表示媒体であってもよい。カメラ３は、固定的に具備されていてもよく、着脱可能であってもよい。

バックライト調整装置１は、メイン制御部６、バックライト制御部７、記憶装置８、積算値算出部１１を具備する。本実施の形態において、積算値算出部１１は、カメラ３に備えられている。バックライト調整装置１は、カメラ３からの出力結果と、予め記憶装置８に記憶されているカメラ出力結果と照度との関係データ１０とに基づいてメイン制御部６にて照度（周辺照度）を計算し、その結果に基づいてバックライト制御部７にてバックライト４を制御する。

バックライト調整装置１を具備する携帯電話２が初期状態又は待機状態から起動された場合、メイン制御部６は、カメラ３に初期の露光時間（固定露光時間）をセットする。

カメラ３は、セットされた露光時間だけ露光した後、撮影画像データ又は撮影画面データのうちの所定範囲のデータを積算し、この積算値をメイン制御部６に送信する。なお、本実施の形態においては、カメラ３で積算値が求められるとしているが、これに代えて、カメラ３からメイン制御装置に、撮影画面データ又は所定範囲のデータ（カメラ出力結果）が送信され、メイン制御部６において積算値が算出されるとしてもよい。

メイン制御部６は、記憶装置８に記憶されており、カメラ３にセットされている露光時間に対応する有効範囲を示す有効範囲データ９に基づいて、カメラ３から受信した積算値が有効範囲に属するか否か判断する。

カメラ３から受信した積算値が有効範囲に属さない場合、メイン制御部６は、カメラ３に新たな露光時間をセットし、この新たな露光時間における積算値をカメラ３から受信する。例えば、受信した積算値が有効範囲の上限を示すしきい値ｔ１以上となる場合、メイン制御部６は、受信した積算値が飽和付近でありこのような積算値を用いてバックライト４の明るさを制御すると精度が悪くなると判断し、セットされている露光時間よりも短い露光時間を、新たにカメラ３にセットする。同様の処理を、カメラ３から受信した積算値が所定のしきい値ｔ１より小さくなるまで繰り返す。この例では、初期の露光時間が長めに設定されており、徐々に露光時間が短縮され、しきい値ｔ１より小さくなる露光時間と積算値が求められる。

なお、この例では、受信した積算値があるしきい値ｔ１より小さい場合を有効範囲に属するとしている。しかしながら、受信した積算値が不十分でありこのような不十分な積算値を用いてバックライト４の明るさを制御すると精度が悪くなる場合も考慮し、受信した積算値が有効範囲の下限を示すしきい値ｔ２以上となる場合、メイン制御部６は、セットされている露光時間よりも長い露光時間を、新たにカメラ３にセットするとしてもよい。そして、同様の処理を、カメラ３から受信した積算値が所定のしきい値ｔ２より大きくなるまで繰り返す。この場合、初期の露光時間が短めに設定されており、徐々に露光時間が長くなり、しきい値ｔ１より大きくなる露光時間と積算値が求められる。

また、メイン制御部６は、有効範囲の上限を示すしきい値ｔ１と下限を示すしきい値ｔ２との双方を用いるとしてもよい。この場合、メイン制御部６は、積算値算出部１１によって求められた積算値がしきい値ｔ１より小さいか否か判断するとともに、積算値算出部１１によって求められた積算値がしきい値ｔ２より大きいか否か判断する。メイン制御部６は、積算値算出部１１によって求められた積算値がしきい値ｔ１より小さく、かつ、しきい値ｔ２より大きいと判断された場合、関係データ１０に基づいてカメラ３に設定されている露光時間における積算値に対する照度を求める。メイン制御部６は、積算値算出部１１によって求められた積算値がしきい値ｔ１以上と判断された場合、カメラ３に対して設定されている露光時間より短い露光時間をカメラ３に対して設定する。メイン制御部６は、積算値算出部１１によって求められた積算値がしきい値ｔ２以下と判断された場合に、カメラ３に対して設定されている露光時間より長い露光時間をカメラ３に対して設定する。

このように、しきい値ｔ１より小さく、かつ、しきい値ｔ２より大きい場合を有効範囲に属すると判断し、積算値の精度を向上させてもよい。

有効範囲データ９の表す有効範囲は、露光時間に関係なく特定の範囲が定められているとしてもよく、露光時間に応じて異なる範囲が定められているとしてもよい。

上記のように、カメラ３から受信した積算値が有効範囲に属する場合（例えば、カメラ３から受信した積算値が所定のしきい値より小さくなる場合）、メイン制御部６は、記憶装置８に記憶されており、カメラ３に設定されている露光時間における積算値と照度との関係を表す関係データ１０（例えば、データテーブル）に基づいて、カメラ３から受信した積算値に対応する照度（周辺照度）を求める。そして、メイン制御部６は、求めた照度をバックライト制御部７に送信する。

バックライト制御部７は、受信した照度に応じてバックライト４の明るさを制御する。なお、記憶装置９には、照度と目標となるバックライト４の明るさとを関係付けた明るさ決定データが記憶されており、バックライト制御部７は、この明るさ決定データに基づいて、メイン制御部６から受信した照度に対する目標の明るさを決定し、この決定された目標の明るさになるようバックライト４を制御するとしてもよい。

図２は、所定の露光時間に対する照度と画面積算値との関係の一例を示すグラフである。

照度Ａ〜Ｂの範囲では、積算値のリニアな特性が得られる。この図２の関係を用いることにより、積算値から照度を得ることができる。

図３は、露光時間を変えた場合の照度と画面積算値との関係の一例を示すグラフである。

露光時間によって、照度と積算値との関係が、照度の軸に対して平行にシフトする。積算値が同じ場合、露光時間が短い場合ほど、大きい照度が求められる。

一般的に、照度センサに必要とされる光の範囲は、１lux〜６５０００lus程度といわれる。例えば、カメラ３の出力範囲で、所定の露光時間に対して、照度センサ程度の光の範囲に適用できない場合であっても、積算値に応じて露光時間を切り替えることにより、照度センサを用いる場合と同程度の光の範囲に対して適用可能となる。

図４は、露光時間ごとの積算値と照度との関係、及びしきい値ｔ１，ｔ２の一例を示すグラフである。

Ａ１は、初期に設定される露光時間Ｔ１に対する照度と積算値との関係を示す。Ａ２は、固定露光時間Ｔ１よりも短い露光時間Ｔ２に対する照明と積算値との関係を示す。Ａ３〜Ａｎについても同様であり、Ａ３〜Ａｎは、それぞれ、露光時間Ｔ２〜Ｔn-1よりも短い露光時間Ｔ３〜Ｔｎに対する照明と積算値との関係を示す。

露光時間Ｔ１において求められた積算値がしきい値ｔ１より小さい場合、この露光時間Ｔ１に対する照度と積算値との関係Ａ１に基づいて、求められた積算値に対応する照度が求められる。

もし、露光時間Ｔ１において求められた積算値がしきい値ｔ１以上の場合、飽和付近であり精度が悪くなることを防止するため、露光時間Ｔ１より短い露光時間Ｔ２における積算値が求められる。そして、露光時間Ｔ２において求められた積算値がしきい値ｔ１より小さい場合、露光時間Ｔ２に対する照度と積算値との関係Ａ１に基づいて、求められた積算値に対応する照度が求められる。

求められた積算値がしきい値ｔ１より小さくなるまで、露光時間の設定が繰り返される。

本実施の形態では、求められた積算値がしきい値ｔ１以上の場合に、飽和状態と判断し、精度が悪くなることを防止するために、より短い露光時間がカメラ３に設定され、新たに設定された露光時間における積算値とデータテーブルとに基づいて、照度が算出される。

これにより、広範囲の光に対して精度よくバックライト４の明るさを変えることができる。

なお、しきい値ｔ２については、しきい値ｔ１の場合と逆の処理となり、求められた積算値がしきい値ｔ２以下の場合、露光時間が長くなるように処理が実行されていく。

図５は、関係データ１０の一例を示すデータテーブルである。

関係データ１０では、各露光時間Ｔ１〜Ｔｎについて、積算値と照度との関係Ａ１〜Ａｎが管理されている。

本実施の形態においては、露光時間毎に積算値と照度の関係を関連付けたデータテーブルにより照度を求めている。しかしながら、これに代えて、積算値から演算により照度を求めるなど、他の手法により照度を求めるとしてもよい。

図６は、本実施の形態に係るバックライト調整装置１を備えている携帯電話２の処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、携帯電話２は、起動する。

ステップＳ２において、カメラ３は、ＯＮ状態となる。

ステップＳ３において、メイン制御部６は、カメラ３の初期設定を行う。

ステップＳ４において、メイン制御部６は、記憶装置８の関係データ１０に基づいて、カメラ３の露光時間を、初期の露光時間Ｔ１に設定する。

ステップＳ５において、カメラ３は、撮像動作を行う。

ステップＳ６において、カメラ３は、撮像データの所定範囲の積算値を算出する。

ステップＳ７において、メイン制御部６は、記憶装置８に記憶されている有効範囲データ９に基づいて、求められた積算値がしきい値ｔ１より小さいか否か判断する。

求められた積算値がしきい値ｔ１以上の場合、ステップＳ８において、メイン制御部６は、記憶装置８の関係データ１０に基づいて、カメラ３の露光時間を、次の露光時間Ｔ２に設定する。そして、処理は、ステップＳ５に戻る。同様の処理は、求められた積算値がしきい値ｔ１より小さいと判断されるまで繰り返される。

求められた積算値がしきい値ｔ１より小さい場合、ステップＳ９において、カメラ３は、ＯＦＦ状態となる。

ステップＳ１０において、メイン制御部６は、カメラ３に設定されている露光時間における積算値と照度との関連データ１０に基づいて、照度を求める。

ステップＳ１１において、バックライト制御部７は、求められた照度に応じてバックライト４の明るさを制御する。

以上説明したように、本実施の形態に係る携帯電話２は、液晶パネル５、バックライト４、バックライト調整装置１、カメラ３を具備しており、カメラ出力結果と予め記憶されているデータに基づいて、周辺照度を求め、液晶パネル５のバックライト４の明るさを調整する。これにより、従来使用されていた照度センサを用いる必要がなく、システムの小規模化が可能であり、装置価格を安価にすることができ、実装面積を小さくすることができる。また、必要に応じてバックライト４の明るさを変えることで、携帯電話２の消費電力を低減させることができる。

本実施の形態では、予め記憶されている露光時間がカメラ３に設定され、このカメラ３によって得られる撮像データに基づいて算出される積算値を用いて、例えばＬＣＤバックライトなどのバックライト４が制御される。したがって、本実施の形態では、制御における演算を簡略化させることができ、処理速度を速くすることができる。本実施の形態に係るカメラ３を使ったバックライト調整により、カメラ３がＯＮ状態になった場合や、省エネモードに入った後のバックライト４の再表示動作などにおいて、バックライト４の明るさを高速に調整することができる。

本実施の形態においては、カメラ出力結果として、ある露光時間においてカメラ３によって撮影された撮像データの所定範囲の積算値が用いられる。このように積算値を用いることにより、照度センサの測定結果ではなく、カメラ出力結果を用いる場合であっても、精度よく周辺照度を求めることができる。

本実施の形態においては、ある露光時間によって求められた積算値が所定のしきい値ｔ１以上の場合、周辺照度に対して露光オーバーと判断し、この設定されている露光時間よりも短い露光時間によって再度露光を行い、積算値を求める。そして、新たな露光時間によって求められた積算値が所定のしきい値ｔ１より小さくなる場合に照度を求める。これにより、広範囲の照度に対して、バックライト４の明るさを調整することができる。

なお、本実施の形態において、メイン制御部６又はバックライト制御部７で用いられる各種データは、記憶装置８に記憶されているのではなく、メイン制御部６又はバックライト制御部７内に作り込まれているとしてもよい。

本実施の形態においては、求められた積算値がしきい値ｔ１以上の場合に、露光オーバーと判断し、露光時間を短くている。しかしながら、これに代えて、例えば、求められた積算値が上記のしきい値ｔ１より小さい所定のしきい値ｔ２以下の場合に、露光アンダーと判断し、設定されている露光時間よりも長い露光時間によって再度露光を行い、積算値を求めるとしてもよい。さらに、本実施の形態においては、上記しきい値ｔ１と上記しきい値ｔ２の双方により積算値が有効範囲内か判断し、求められた積算値が有効範囲内に含まれる場合に、この積算値の得られた露光時間に対応する積算値と照度との関係から、照度を求めるとしてもよい。これにより、広範囲の照度に対して、バックライト４の明るさを調整することができる。

上記実施の形態で説明した各構成要素は、自由に組み合わせてもよく、また、分割してもよい。例えば、積算値算出部１１とメイン制御部６とを組み合わせてもよく、メイン制御部６とバックライト制御部７とを組み合わせてもよい。

本実施の形態に係るカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置の一例を示すブロック図。 所定の露光時間に対する照度と積算値との関係の一例を示すグラフ。 露光時間を変えた場合の照度と積算値との関係の一例を示すグラフ。 露光時間ごとの積算値と照度との関係、及びしきい値の一例を示すグラフ 関係データ１０の一例を示すデータテーブル。 本実施の形態に係るバックライト調整装置を備えている携帯電話の処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１…バックライト調整装置、２…携帯電話、３…カメラ、４…バックライト、５…液晶パネル、６…メイン制御部、７…バックライト制御部、８…記憶装置、９…有効範囲データ、１０…関係データ、１１…積算値算出部

Claims (4)

1. 積算値と照度との関係を示す関係データを記憶する記憶手段と、
   カメラの撮像データ又は前記撮像データのうちの所定範囲のデータの積算値を求める積算値算出手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記関係データに基づいて、前記積算値算出手段によって求められた積算値に対する照度を求める第１の制御手段と、
   前記第１の制御手段によって求められた照度にしたがって画像表示手段のバックライトの明るさを制御する第２の制御手段と
   を具備し、
   前記関係データは、複数の露光時間について、積算値と照度との関係を示しており、
   前記積算値算出手段は、前記カメラに設定されている露光時間における積算値を求め、
   前記第１の制御手段は、前記積算値算出手段によって求められた積算値が有効範囲に含まれるか否か判断し、前記有効範囲に含まれると判断された場合に、前記関係データに基づいて前記カメラに設定されている露光時間における積算値に対する照度を求め、前記有効範囲に含まれないと判断された場合に、前記カメラに対して設定されている露光時間を切り替える
   ことを特徴とするカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置。
2. 請求項１記載のバックライト調整装置において、
   前記第１の制御手段は、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が所定のしきい値より小さいか否か判断し、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記所定のしきい値より小さいと判断された場合に、前記関係データに基づいて前記カメラに設定されている露光時間における積算値に対する照度を求め、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記所定のしきい値以上と判断された場合に、前記カメラに対して設定されている露光時間より短い露光時間を前記カメラに対して設定する
   ことを特徴とするカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置。
3. 請求項１記載のバックライト調整装置において、
   前記第１の制御手段は、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が所定のしきい値より大きいか否か判断し、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が所定のしきい値より大きいと判断された場合に、前記関係データに基づいて前記カメラに設定されている露光時間における積算値に対する照度を求め、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記所定のしきい値以下と判断された場合に、前記カメラに対して設定されている露光時間より長い露光時間を前記カメラに対して設定する
   ことを特徴とするカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置。
4. 請求項１記載のバックライト調整装置において、
   前記第１の制御手段は、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記有効範囲の上限を示す第１のしきい値より小さいか否か判断するとともに、前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記有効範囲の下限を示す第２のしきい値より大きいか否か判断し、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記第１のしきい値より小さく、かつ、前記第２のしきい値より大きいと判断された場合に、前記関係データに基づいて前記カメラに設定されている露光時間における積算値に対する照度を求め、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記第１のしきい値以上と判断された場合に、前記カメラに対して設定されている露光時間より短い露光時間を前記カメラに対して設定し、
   前記積算値算出手段によって求められた積算値が前記第２のしきい値以下と判断された場合に、前記カメラに対して設定されている露光時間より長い露光時間を前記カメラに対して設定する
   ことを特徴とするカメラ付き携帯端末のバックライト調整装置。

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