JP2001223934A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JP2001223934A
JP2001223934A JP2000032097A JP2000032097A JP2001223934A JP 2001223934 A JP2001223934 A JP 2001223934A JP 2000032097 A JP2000032097 A JP 2000032097A JP 2000032097 A JP2000032097 A JP 2000032097A JP 2001223934 A JP2001223934 A JP 2001223934A
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Keiichi Nitta
啓一 新田
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】被写体の拡大位置をあらかじめ設定可能な画像
入力装置を得る。 【解決手段】ズームレンズ1を通過した被写体光がCC
D2上に結像され、画像信号がA/D変換回路3でディ
ジタル信号に変換されてメモリ4に格納される。ポイン
ティング装置7で指定された拡大位置を示すオーバーレ
イ信号24が、合成回路6でメモリ4から読み込まれた
画像信号と合成される。合成された画像信号はD/A変
換回路16でアナログ信号に変換されて、表示装置10
0に被写体映像が表示される。CPU8は表示画面70
(図3)にオーバーレイ表示された矩形領域80(図
3)に基づいて、矩形領域80の短辺が表示画面70の
一辺と重なるように拡大倍率Zを算出し、被写体映像が
拡大倍率Zで拡大表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、資料などの被写体
を撮像して映像信号を出力する画像入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、特開平7−74991号公報
に開示されるように、印刷物や立体物などの被写体をス
テージ上に載置して、ステージの上方に設けられた撮像
ヘッドにより撮像した被写体像を表示手段に表示する画
像入力装置が知られている。このような画像入力装置に
おいて、被写体の拡大像を映像信号として出力するため
には、(1)撮像ヘッドを被写体に近づけて撮像する方法
と、(2)撮像ヘッドに備えられる撮影レンズにズームレ
ンズを使用する方法が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の場合も表示手段に表示された被写体の拡大像を見なが
ら被写体の拡大範囲および拡大倍率を調節するので、装
置の操作性および拡大倍率の再現性がよくないという問
題がある。すなわち、上記(1)の方法では撮像ヘッドと
被写体間の距離を調節しながら、上記(2)の方法ではズ
ームレンズの焦点距離を調節しながら、それぞれ被写体
の拡大範囲および拡大倍率が調節される。このように、
調節の結果として表示される被写体の拡大像を見ながら
拡大範囲および拡大倍率を調節すると、被写体のどの部
分が拡大されて表示されるかが事前にわからない。
【0004】本発明の目的は、被写体の拡大範囲をあら
かじめ設定可能にした画像入力装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施の形態を
示す図1、図2に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1の発明は、被写体11を撮像して画像デ
ータを出力する撮像手段2と、撮像手段2から出力され
た画像データを画像処理して表示用の映像信号を出力す
る画像処理手段4,5とを備える画像入力装置に適用さ
れる。そして、表示されている被写体11の映像を拡大
する拡大手段と、表示されている映像の拡大範囲を指定
する拡大範囲指定手段7と、少なくとも指定された拡大
範囲に基づいて拡大可能な倍率を算出し、この倍率によ
り拡大手段を駆動して映像を拡大する拡大制御手段8と
を備えることにより、上述した目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の画像入力装
置において、拡大手段は、撮像手段2による撮像倍率を
光学的に拡大するズームレンズ1と、画像データを電子
的に拡大する画像拡大手段4,5とから構成されること
を特徴とする。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載の画像入力装
置において、拡大制御手段4,5は、ズームレンズ1に
よる映像の拡大を画像拡大手段4,5による映像の拡大
より優先して行うことを特徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記
載の画像入力装置において、指定された拡大範囲80の
中心Cを映像信号により表示される表示画面70の中心
Dと一致させるように、画像データをシフトする画像シ
フト手段4、5を備えることを特徴とする。 (5)請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれかに記
載の画像入力装置において、指定された拡大範囲80の
中心Cを映像信号により表示される表示画面70の中心
Dと一致させるように、撮像手段2の撮像位置を被写体
11に対して平行な平面内のXY方向に平行移動させる
画像シフト手段23を備えることを特徴とする。 (6)請求項6の発明は、請求項4または5に記載の画
像入力装置において、画像シフト手段4、5および23
は、ズームレンズ1をズーミング操作したときの光軸に
対する位置ずれに応じて画像データをシフトさせ、また
は撮像手段2の撮像位置を移動させることを特徴とす
る。 (7)請求項7の発明は、請求項2に記載の画像入力装
置において、表示されている映像の拡大倍率および拡大
範囲を記憶する記憶手段4と、表示されている映像の拡
大倍率および拡大範囲を映像の拡大前の状態に戻す指令
を出力する復帰指令手段96とを備え、拡大制御手段8
は、復帰指令手段96から指令が出力されたとき、記憶
手段4に記憶された内容に基づいて拡大手段1,4,5
を駆動して映像を元の状態に復帰させることを特徴とす
る。 (8)請求項8の発明は、請求項7に記載の画像入力装
置において、拡大前の映像を記憶手段4に記憶し、復帰
指令手段96から指令が出力されたとき、記憶手段4に
記憶されている映像を出力する制御手段5を備えること
を特徴とする。
【0006】なお、上記課題を解決するための手段で
は、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1(a)は、本発明の一実施の形
態による画像入力装置を示す図であり、図1(b)はズー
ムレンズ駆動スイッチ98の拡大図である。また、図2
は画像入力装置のブロック図である。この画像入力装置
は、ドキュメント資料や書籍などの被写体11を載置す
るためのステージ10と、ステージ10に対して回動可
能に設けられた支柱14と、支柱14の先端に設けら
れ、被写体11をズームレンズ1を通して撮像する撮像
ヘッド13と、被写体11を照明する照明装置15とで
構成される。画像入力装置と表示装置100とは、接続
ケーブル99によって接続されている。撮像ヘッド13
で撮像されて、所定の画像処理が行われた被写体像は、
接続ケーブル99によって大型ビデオモニターなどの表
示装置100に表示される。また、ステージ10にマウ
スなどのポインティング装置7が接続され、ステージ1
0の端部にはズームレンズ駆動スイッチ98、拡大モー
ド選択スイッチ97(図2)およびズーム復帰スイッチ
96(図2)が設けられている。
【0008】図2において、ズームレンズ1に入射する
被写体光が撮像装置であるCCD2上で結像され、光電
変換された被写体像の画像信号がA/D変換回路3へ送
られてデジタル信号に変換される。デジタル変換された
信号は、メモリ4に導かれて一旦記憶される。上記のA
/D変換回路3に対する動作タイミング信号、およびメ
モリ4の書き込み信号WR、読み出し信号RDは制御回路5
より出力される。メモリ4に格納された画像データは、
制御回路5により読み出されて輪郭補償、ガンマ補正な
どの所定の画像処理が行われて表示用の画像データに処
理されたのち、再びメモリ4に格納される。そして、表
示用画像データがメモリ4から後述する合成回路6を介
してD/A変換回路16へ送られて、アナログ信号に変
換される。アナログ変換後の映像信号が、ケーブル99
を介して接続されている表示装置100に表示される。
【0009】ズームレンズ駆動スイッチ98のテレ(TEL
E:拡大)側が操作されると、CPU8がスイッチ98の
操作量に基づいて制御回路5を駆動し、制御回路5より
ズームレンズ駆動スイッチ98により指定された拡大範
囲を表すオーバーレイ信号24が合成回路6に出力され
る。オーバーレイ信号24は、ズームレンズ駆動スイッ
チ98または後述するポインティング装置7により指定
された拡大範囲の位置情報を、CCD2で撮像された被
写体像に重ねて表示装置100に表示するための信号で
ある。合成回路6は、メモリ4から読み出された映像信
号とポインティング装置7で指定された拡大範囲を示す
オーバーレイ信号24とを混合する。
【0010】ポインティング装置7は、マウスなどに代
表される表示画面上の位置を指定する装置である。この
ポインティング装置7により、たとえば、対角の2点を
指定すると、この2点で決まる矩形領域が拡大範囲とし
てCPU8に認識される。CPU8は拡大範囲を認識す
ると制御回路5を駆動し、ポインティング装置7で指定
された矩形領域を示すオーバーレイ信号24が制御回路
5から合成回路6に出力される。
【0011】オーバーレイ信号24により、ズームレン
ズ駆動スイッチ98およびポインティング装置7で指定
された位置情報が被写体像に重ねて表示装置100に表
示されると、CPU8は位置情報に基づいたズームレン
ズ1の駆動データを制御回路5から記憶素子9に出力さ
せる。記憶素子9はルック・アップ・テーブルとして構
成され、たとえば、ズームレンズ1のワイド(WIDE)端を
基準にした倍率をアドレスとして入力すると、その倍率
に対応した駆動電圧がデータとして出力されるようにな
されている。たとえば、3倍ズームレンズであれば、ワ
イド端の倍率は1、テレ端の倍率は3である。制御回路
5から記憶素子9にズームレンズ1の倍率が出力される
ことにより、記憶素子9からズームレンズ1の駆動電圧
データが出力され、D/A変換回路20へ送られる。D
/A変換回路20で駆動電圧データがアナログ電圧信号
に変換され、この電圧信号によりズームレンズ1が所定
の倍率となるように駆動される。
【0012】また、制御回路5は上述した制御信号の他
に、ズームレンズ1およびCCD2を含む撮像ヘッド1
3をモータおよびねじ送り機構により被写体11に対し
て平行移動させて、あおり量を調整/制御するための移
動装置25を駆動する制御信号21、および後述する画
像シフトを行うためにCCD2のみを微小移動させる圧
電素子23を駆動する制御信号22を出力する。制御信
号21により撮像ヘッド13が被写体11に対して平行
なXY平面内で移動され、制御信号22によりCCD2
の撮像面上の所定位置が被写体光の光軸に一致するよう
にCCD2が移動される。
【0013】上述した画像入力装置の拡大動作について
説明する。 −第一の実施の形態− 第一の実施の形態では、画像入力装置の拡大動作時の表
示領域を指定するためにポインティング装置7を操作し
て、表示装置100に表示されている被写体の映像にお
いて、拡大領域の対角となる2点を指定する。指定され
た2点により決定される矩形領域内を拡大して表示する
ように拡大倍率を算出して、算出された拡大倍率により
拡大動作を行う。図3(a)は、表示装置100に表示さ
れた拡大前の表示画面70を示す図である。図におい
て、点Dは表示画面の中心であり、点Dに対して右方向
を+x、左方向を−x、上方向を+y、下方向を−yと
する。説明しやすくするために、表示画面70は16の
正方形領域に分割してあり、各々の一辺の長さを1とす
る。したがって、表示画面70の表示範囲は、中心点D
に対してxおよびy方向にそれぞれ±2の長さで示され
る正方領域である。ポインティング装置7を操作して、
表示画面70中の任意の2点、たとえば、ポインタが点
Aの位置に表示されたときにクリック操作されることに
より点Aを入力し、次に、ポインタが点Bの位置に表示
されたときにクリック操作されることにより点Bを入力
する。
【0014】2点AおよびBが入力されることにより、
この2点で設定される矩形領域80が表示画面70中に
オーバーレイ表示される(図3(a))。2点AおよびB
の中点が、矩形領域80の中心点Cとなる。図の例では
点Cが点Dより−X方向に0.25のところに位置し、
矩形領域80の短辺および長辺の長さはそれぞれ1およ
び2である。したがって、表示画面70のアスペクト比
(縦横比)が1:1であるのに対して、矩形領域80の
アスペクト比が1:2であり、表示画面70と矩形領域
80のアスペクト比は一致せず、表示画面の中心点Dと
矩形領域80の中心点Cも一致しない。
【0015】この実施の形態では以下に説明する4つの
拡大動作モードが設けられており、拡大モード選択スイ
ッチ97(図2)によりいずれかの拡大動作が選択され
る。
【0016】−第一の拡大動作− 図3(b)は、図3(a)の表示画面を第一の拡大動作により
拡大した表示画面70’を示す図である。第一の拡大動
作では、上述したような表示画面70のアスペクト比と
矩形領域80のアスペクト比が異なる場合に、矩形領域
80で指定される拡大領域が全て表示されるように、す
なわち、拡大後の矩形領域80aの短辺の表示位置が表
示画面70’の一辺上に位置するように拡大動作を行
う。図3(b)からわかるように、矩形領域80が中心点
Cを中心に拡大され、拡大された矩形領域80aが表示
される。
【0017】図3(a)において、2点A、Bで設定され
る矩形領域80が指定されると、ズームレンズ1により
拡大される拡大倍率の算出が行われる。ズームレンズ1
で拡大される倍率をZとすると、矩形領域80の上辺、
下辺、右辺および左辺の移動量は、点Dに対して次式
(1)〜(4)で表される。
【数1】 m(+y)=1・Z (1) m(-y)=1・Z (2) m(+x)=(0.5−0.25)・Z=0.25・Z (3) m(-x)=(0.5+0.25)・Z=0.75・Z (4) ただし、m(+y):上辺の+y方向の移動量、m(-y):下辺
の-y方向の移動量、m(+x):右辺の+x方向の移動量、m
(-x):左辺の-x方向の移動量、Z:ズームレンズ1の拡
大倍率である。
【0018】上式(1)〜(4)を用いて、拡大倍率Zを次
第に大きくしたとき、拡大に伴い矩形領域80の短辺の
表示位置が表示画面70’の一辺と重なる、すなわち、
上記短辺の移動量の大きさが最初に2となる辺を求め
る。図3(a)の例では式(1)および式(2)が矩形領域8
0の短辺に対応するので、各移動量m(+y)およびm(-y)
に2を代入することにより、上辺および下辺の移動量m
(+y)、m(-y)は、それぞれ拡大倍率Z=2倍のとき拡大
動作に伴う辺の移動量の大きさが2となることがわか
る。したがって、拡大倍率Z=2倍に設定することによ
り、図3(b)に示されるように、矩形領域80(図3
(a))で指定された領域が全て表示され、拡大後の矩形
領域80aの短辺、すなわち、図の例では上辺および下
辺の表示位置が表示画面70’の上辺および下辺の位置
と一致する。
【0019】−第二の拡大動作− 図4は、図3(a)の表示画面を第二の拡大動作により拡
大した表示画面70’を示す図である。第二の拡大動作
では、上述したような表示画面70のアスペクト比と矩
形領域80のアスペクト比が異なる場合に、拡大に伴う
矩形領域の長辺の表示位置が、表示画面70’の一辺と
重なるように拡大動作を行う。図4からわかるように、
矩形領域80が中心点Cを中心に拡大され、拡大後の矩
形領域80bが表示される。なお、図において一点鎖線
で示される領域が拡大後の矩形領域80bであり、拡大
後の表示画面70’には矩形領域80bのうち太線で囲
まれた部分と矩形領域80bの右外側の被写体映像が表
示される。
【0020】図3(a)において、2点A、Bで設定され
る矩形領域80が指定されると、ズームレンズ1により
拡大される拡大倍率の算出が行われる。第一の拡大動作
の場合と異なり、上式(1)〜(4)を用いて、拡大倍率Z
を次第に大きくしたとき、上記長辺の移動量の大きさが
最初に2となる辺を算出する。図3(a)の例では式(3)
および式(4)が矩形領域80の長辺に対応するので、各
移動量m(+x)およびm(-x)に2を代入することにより、
右辺および左辺の移動量m(+x)、m(-x)は、それぞれ拡
大倍率Z=8倍、Z=8/3倍のとき大きさが2となる
ことがわかる。拡大倍率Zが次第に大きくなるとき、最
初に移動量が2となるのは左辺に対応する式(4)であ
るので、拡大倍率Z=8/3倍に設定することにより、
図4に示されるように、拡大後の矩形領域80bの左辺
の表示位置が表示画面70’の左辺と一致する。
【0021】−第三の拡大動作− 図5は、図3(a)の表示画面を第三の拡大動作により拡
大した表示画面70’を示す図である。第三の拡大動作
では、拡大動作に伴って矩形領域80の長辺の表示位置
が表示画面70’の一辺と重なる拡大倍率のうち、大き
い方の拡大倍率により拡大動作を行う。図5からわかる
ように、矩形領域80が中心点Cを中心に拡大され、拡
大後の矩形領域80cが表示される。
【0022】図3(a)において、2点A、Bで設定され
る矩形領域80が指定されると、ズームレンズ1により
拡大される拡大倍率の算出が行われる。第二の拡大動作
の場合と異なり、上式(1)〜(4)を用いて、拡大倍率Z
を次第に大きくしたとき、上記長辺の移動量の大きさが
後から2となる辺を算出する。図3(a)の例では式(3)
および式(4)が矩形領域80の長辺に対応するので、各
移動量m(+x)およびm(-x)に2を代入することにより、
右辺および左辺の移動量m(+x)、m(-x)は、それぞれ拡
大倍率Z=8倍、Z=8/3倍のとき大きさが2となる
ことがわかる。拡大倍率Zが大きいのは、右辺に対応す
る式(3)であるので、拡大倍率Z=8倍に設定するこ
とにより、図5に示されるように、拡大後の矩形領域8
0cの右辺の表示位置が表示画面70’の右辺と一致す
る。
【0023】−第四の拡大動作− 上述した第一〜第三の拡大動作では、表示画面70と矩
形領域80のアスペクト比、および表示画面70の中心
点Dと矩形領域80の中心点Cが一致しない場合の拡大
動作を説明した。表示画面の中心点Dと矩形領域80の
中心点Cとが一致しない場合は、たとえば、図4に示す
ように、矩形領域外の被写体映像が表示される可能性が
高くなる。そこで、第四の拡大動作では、撮像側でCC
D2のシフト動作を行うことにより、表示画面の中心点
Dと矩形領域80の中心点Cとを一致させてから上記第
一〜第三のいずれかの拡大動作を行う。
【0024】図3(a)に示すように、2点A、Bで設定
される矩形領域80が指定されると、表示画面70の中
心点Dと矩形領域80の中心点Cとの距離が測定され
る。CPU8はCCD2の撮像面の位置を被写体光軸に
対して微調整するための圧電素子23を駆動し、測定さ
れた距離(図3(a)の例では−x方向に0.25)が0
になるようにCCD2をその撮像面に平行な面内で空間
的に移動させる。表示画面70の中心点Dと矩形領域8
0の中心点Cとが一致することにより、拡大動作に伴う
矩形領域80の上下の辺の移動量のそれぞれ、および左
右の辺の移動量のそれぞれが等しくなる。したがって、
シフト動作が行われた後から上記第一〜第三の拡大動作
を行う場合は、第二および第三の拡大動作による拡大結
果が同じになるので、拡大動作に伴う矩形領域80の短
辺の表示位置が表示画面70’の1辺と重なるように行
われる第一の拡大動作と、拡大動作に伴う矩形領域80
の長辺の表示位置が表示画面70’の1辺と重なるよう
に行われる第二の拡大動作の2通りが選択可能である。
なお、上記の例では2点C、Dがx方向にずれている場
合を説明したが、y方向にずれている場合にも移動させ
ることができる。この場合の圧電素子23は、x方向に
駆動するものとy方向に駆動するものとが必要である。
【0025】上述したようにCCD2のシフト動作の後
から第一の拡大動作が行われた表示画面70’を図6
(a)に、CCD2のシフト動作の後から第二の拡大動作
が行われた表示画面70’を図6(b)に示す。拡大後の
矩形領域80dおよび80eは、どちらも矩形領域の中
心点Cと表示画面70’の中心点Dが一致する。図6
(b)の場合を例に説明すると、ズームレンズ1で拡大さ
れる倍率をZとすれば、矩形領域80の右辺および左辺
の移動量が点Dに対して次式(5)、(6)で表される。
【数2】 m(+x)=0.5・Z (5) m(-x)=0.5・Z (6)
【0026】上式(5)および(6)により、移動量m
(+x)およびm(-x)の大きさが2となるのは拡大倍率Z=
4倍のときであるから、拡大倍率が4倍に設定される。
この結果、CCD2のシフト動作を行わずに第二の拡大
動作が行われた場合の拡大倍率Z=8/3倍よりも高い
拡大倍率が設定される。
【0027】以上の説明では、CCD2をその撮像面に
平行な面内で空間的に移動させるようにしたが、CCD
2に代えてズームレンズ1のみを圧電素子23により空
間的にCCD2の撮像面に平行な面内で移動させるよう
にしてもよい。
【0028】また、以上の説明では、表示画面70の中
心点Dと矩形領域80の中心点Cを一致させるようにC
CD2を圧電素子23により空間的に移動させるように
したが、ズームレンズ1がズーミング操作されたときに
中心ずれが発生する場合にも、CCD2を空間的に移動
させてズームレンズ1に生じた中心ずれを補正するよう
にしてもよい。すなわち、ズームレンズ1がズーミング
操作されることにより、表示画面70の中心点Dに表示
されていたデータが、表示画面70の中心点Dと異なる
位置に表示される場合は、CCD2をその撮像面に平行
な面内で圧電素子23により空間的に移動させて、表示
画面70の中心点Dと異なる位置に表示されたデータが
再び中心点Dに表示されるようにする。
【0029】−第五の拡大動作− 上述した第四の拡大動作では、撮像側でCCD2のシフ
ト動作を行ってから第一〜第三のいずれかの拡大動作を
行うようにしたが、第五の拡大動作では、表示装置10
0に表示するための映像信号側で画像のシフト動作を行
ってから上記第一〜第三のいずれかの拡大動作を行うよ
うにする。
【0030】図3(a)に示すように、2点A、Bで設定
される矩形領域80が指定されると、表示画面70の中
心点Dと矩形領域80の中心点Cとの距離が測定され
る。CPU8はx方向に0.25の長さに相当するタイ
ミングシフト量を算出して、制御回路5を駆動してメモ
リ4に対する書き込み信号WRのタイミングを変更する。
CCD2が被写体像を撮像すると、A/D変換回路3か
ら画像データを構成するディジタル化された画素データ
が順にメモリ4へ送られる。メモリ4は送られた画素デ
ータを順に上記の書き込み信号WRのタイミングで格納す
る。たとえば、図3(a)に示す画像データを構成する画
素データが、図の左側から右側へ順にメモリ4のアドレ
ス(番地)に格納されるとすれば、点Cの画素データは
点Dの画素データより数字が小さなアドレスに格納され
ている。
【0031】メモリ4に格納された画素データは、制御
回路5から出力される読み込み信号RDのタイミングで読
み出され、D/A変換回路16でアナログ変換されたあ
と表示装置100に表示される。そして、メモリ4の所
定のアドレスに格納された画素データが、常に表示装置
100の中心に表示されるように構成されている。すな
わち、メモリ4の所定のアドレスに格納された画素デー
タが表示画面70の中心点Dとなる。
【0032】そこで、メモリ4に対する書き込み信号WR
のタイミングをCCD2が駆動されるタイミングに対し
て進めると、点Cの画素データを点Dの画素データが格
納されていたアドレスに格納することができる。すなわ
ち、書き込み信号WRのタイミングを進めることにより、
全ての画素データはメモリ4の内部でより大きなアドレ
スに格納されるようになる。したがって、点Cの画素デ
ータもより大きなアドレスに格納されるので、点Cの画
素データが表示装置100の中心に表示される所定のア
ドレスに格納されるようすれば、表示画面70の中心点
Dと矩形領域80の中心点Cとが一致するように画像の
シフト動作が行われる。
【0033】上述した画像のシフト動作が行われた後
は、第四の拡大動作と同様の拡大動作が行われる。以上
の説明では、メモリ4に対する書き込み信号WRのタイミ
ングを変更するようにしたが、読み込み信号RDのタイミ
ングを変更するようにしてもよい。この場合は、メモリ
4に対する読み込み信号RDのタイミングを表示装置10
0が駆動される同期タイミングに対して遅らせることに
より、メモリ4の所定のアドレスより小さな番地に格納
されている画素データが、表示装置100の中心に表示
されるようになる。
【0034】また、以上のようにメモリ4に対する書き
込み信号WRおよび読み込み信号RDの片側のみをタイミン
グ変更する代わりに、上記書き込み信号WRおよび読み込
み信号RDの両方を変更するようにしてもよい。このよう
にすると、メモリ4の格納領域に余裕がないことに起因
して、画像データが格納されるメモリ4のアドレスをよ
り大きな番地にずらすことが難しい場合や、メモリ4に
対する読み込み信号RDのタイミング変更範囲が十分に確
保できない場合に有効である。
【0035】さらに、以上の説明ではメモリ4に対する
制御信号のタイミングを変更することによりディジタル
データ上で画像のシフト動作を行うようにしたが、たと
えば、A/D変換回路3に入力される前のアナログ映像
信号を遅延素子などを用いて遅延させることにより、画
像のシフト動作を行うようにしてもよい。
【0036】以上説明したように、映像信号側で画像の
シフト動作が行われた結果、表示画面70の中心点Dと
矩形領域80の中心点Cとが一致することにより、拡大
動作に伴う矩形領域80の上下の辺の移動量、および左
右の辺の移動量がそれぞれ等しくなる。以降の拡大動作
は上述した第四の拡大動作と同様に行われる。
【0037】以上の説明では、表示画面70の中心点D
と矩形領域80の中心点Cを一致させるように画像のシ
フト動作を行うようにしたが、ズームレンズ1がズーミ
ング操作されたときに中心ずれが発生する場合にも、画
像のシフト動作を行わせてズームレンズ1に生じた中心
ずれを補正するようにしてもよい。すなわち、ズームレ
ンズ1がズーミング操作されることにより、表示画面7
0の中心点Dに表示されていた画素データが、表示画面
70の中心点Dと異なる位置に表示される場合は、画像
のシフト動作を行って表示画面70の中心点Dと異なる
位置に表示された画素データが再び中心点Dに表示され
るようにする。
【0038】−映像信号によるズーム処理− これまでの説明では、拡大動作がズームレンズ1により
行われるようにしたが、映像信号を処理して映像を電子
的に拡大動作を行うこともできる。CCD2で撮像され
た電子的な画像データに対するズーム処理(以降、電子
ズ−ム処理)は、いわゆる、解像度変換処理により行わ
れる。CCD2の画素数を表示装置100の表示解像度
に比べて十分大きくすれば、電子ズーム処理が可能であ
る。この場合は、電子ズーム処理による拡大が行われる
前において、CCD2で撮像されてメモリ4に格納され
ている画素データの数が表示装置100の表示解像度よ
り多いので、全ての画素データを表示装置100に表示
することができない。そこで、たとえば、画面の横方向
の画素数が表示装置100の横方向の表示解像度の16
倍であれば、画素データの16個に1個の割合で表示す
るように間引きすることにより、CCD2の横方向の撮
像画面全域の画像を表示装置100に表示することが可
能になる。この表示形態を通常表示とする。
【0039】上述した装置において、通常表示時にCP
U8が制御回路5を駆動してメモリ4に出力させる読み
込み信号RDは、メモリ4のデータが16個に1個の割合
で読み出されるように制御される。たとえば、1つのメ
モリアドレスに1画素分の画素データが格納されている
場合には、メモリ4に設定されるアドレスが1番地ずつ
順に進められるとき、16アドレスに1回の割合で読み
込み信号RDが出力される。このように制御されることに
より、画素データが16個に1個の割合で読み込まれて
表示装置100に間引き表示される。
【0040】ズームレンズ駆動スイッチ98がテレ(TEL
E)側に操作されることにより電子ズーム倍率が変更され
ると、CPU8は制御回路5から出力されるメモリ4の
書き込み信号WRの出力を止め、新たにA/D変換回路3
から出力される画素データがメモリ4に書き込まれるこ
とを停止させる。そして、たとえば、設定された電子ズ
ームの倍率が2倍であれば、表示画面70の中心点Dの
画素データが格納されているアドレスを中心として、メ
モリ4の読み込み範囲を通常表示時より狭くした上で、
画素データが8個に1個の割合で読み出されるように、
CPU8が制御回路5を駆動してメモリ4に出力される
読み込み信号RDを制御する。上述したように1つのメモ
リアドレスに1画素分の画素データが格納されている場
合で、メモリ4に設定されるアドレスが1番地ずつ順に
進められるとき、8アドレスに1回の割合でデータが読
み込まれるように読み込み信号RDが出力される。このよ
うに制御されることにより、画素データが8個に1個の
割合で読み込まれて表示装置100に間引き表示される
ので、16個に1個の割合で表示していた場合に比べて
2倍に拡大された表示になる。
【0041】上述したように、メモリ4に対して設定さ
れるメモリアドレスに同期して、読み込み信号RDがメモ
リ4に出力される割合を変更して電子ズーム処理を行う
ことができる。上述した例において設定可能な電子ズー
ムの倍率は、画素データの補間処理を行わない場合は2
の倍数ごとに16倍までである。以上の説明では、メモ
リ4に対して1番地ずつ順に設定されるメモリアドレス
に対して、読み込み信号RDの割合を変化させるようにし
たが、メモリアドレスが16番地ごと、あるいは8番地
ごとに設定されるようにしてもよい。この場合には、メ
モリアドレスが設定されるごとに読み込み信号RDが出力
される。
【0042】なお、電子ズーム処理が行われる場合は、
矩形領域80の中心点Cに表示される画素データが、電
子ズーム処理が行われる前後で一定となるように、メモ
リアドレスの設定が制御される。メモリ4のアドレス
は、矩形領域80の中心点Cの画素データが格納されて
いるアドレスを中心として、その前後のアドレスの設定
範囲が電子ズームの倍率に応じて変化する。すなわち、
通常表示の場合と比較して、表示画面70の横方向のみ
を2倍に拡大表示する場合はメモリ4内の画素データの
読み込み範囲が1/2になる。表示装置100の表示解
像度は一定であるので、拡大した倍率に反比例してメモ
リ4内の読み込み範囲が狭くなる。なお、上記電子ズー
ム処理は、とくにCCD2の画素数を表示解像度に比べ
て十分大きくせずとも、画像データの補間処理によって
もよい。ただし、この場合には、拡大倍率が大きくなる
と表示画像の画質が劣化する。
【0043】以上説明したズームレンズ1および電子ズ
ームによる拡大処理は、ズーム復帰スイッチ96により
拡大前の状態に戻すことができる。CPU8は、拡大モ
ード選択スイッチ97で選択された拡大動作および電子
ズーム処理が終了すると、ズームレンズ1に設定した拡
大倍率の情報、上述した画像のシフトに関する設定情
報、矩形領域80を示すオーバーレイ信号24に関する
情報および電子ズームに関する設定情報をメモリ4内に
設けられた専用の格納領域に記憶させる。これらの情報
は、拡大動作およびズーム処理が行われるごとに記憶さ
れ、たとえば、10通りの情報まで記憶されて、以降新
しく記憶されるごとに古い内容から更新される。ズーム
復帰スイッチ96が操作されるごとに、新しい順に1つ
前の記憶情報がメモリ4から読み出され、読み出された
内容に基づいて拡大動作および電子ズーム処理が行われ
る。
【0044】図7のフローチャートを参照して、以上の
画像入力装置におけるズーム処理を説明する。ポインテ
ィング装置7が上述したように操作されたと判定される
と(ステップS101のY判定)、2点A、Bで指定さ
れる矩形領域80(図3(a))を表示装置100にオー
バーレイ表示させる(ステップS102)。一方、ポイ
ンティング装置7が操作されていないと判定されると
(ステップS101のN判定)、ポインティング装置7
が操作されるのを待つ。ステップS103において、あ
らかじめ設定されている上述した第一〜第五の拡大動作
のいずれかの方法により、矩形領域80に基づいてズー
ム倍率Zが決定される。ズーム倍率Zがズームレンズ1
の最大倍率ZLより大きいか否かが判定され(ステップ
S104)、ズーム倍率Zの方が大と判定されると(ス
テップS104のY判定)、ステップS105で電子ズ
ーム処理を併用するかが判定される。あらかじめ電子ズ
ーム処理を併用するように設定されている場合は肯定判
定され、ステップS106でズームレンズ1の倍率が最
大のZLにセットされる。続いて、電子ズームの倍率が
Z/ZLにセットされる(ステップS107)。
【0045】一方、ステップS105で電子ズームを併
用しないと判定されたとき(ステップS105のN判
定)は、「拡大倍率が不足します。」というメッセージ
を表示装置100にオーバーレイ表示させて(ステップ
S109)、ズームレンズ1の倍率を最大のZLにセッ
トする。ステップS108において、あらかじめ設定さ
れている第一〜第五の拡大動作のいずれかの方法により
拡大動作が行われて、拡大動作が終了すると図7に示す
処理が終了する。
【0046】また、上記のステップS104において、
ズーム倍率Zがズームレンズ1の最大倍率ZL以下と判
定されたとき(ステップS104のN判定)は、ズーム
レンズ1の倍率がZにセットされて(ステップS11
1)、ステップS108へ進み拡大動作が行われる。
【0047】第一の実施の形態の特徴についてまとめ
る。 (1)拡大動作前の表示画面70において、拡大範囲を
矩形領域80として設定できるようにして、矩形領域8
0を表示映像にオーバーレイ表示するようにしたので、
被写体画像のどの部分が拡大されるかが事前にわかるよ
うになり、装置の操作性が向上する。 (2)拡大範囲を設定することにより、拡大範囲に応じ
て最適なズーム倍率Zが決定されるようにしたので、ズ
ーム倍率Zが高く設定されることにより見たい領域が表
示画面70の外側に外れてしまうことが防止され、装置
の操作性が向上する。 (3)拡大処理の際に、ズームレンズ1による拡大動作
を電子ズーム処理による拡大動作に優先させて行うよう
にしたので、高画質の拡大画像を得ることができる。と
くに、被写体11と撮像ヘッド13の位置関係が固定さ
れていて接写ができない場合に有効である。 (4)ズーム倍率Zがズームレンズ1の最大倍率ZLよ
り大きいとき、ズームレンズ1による拡大動作と電子ズ
ーム処理による拡大動作を合わせて行うようにしたの
で、ズームレンズ1の最大倍率ZLよりさらに高いズー
ム倍率Zで拡大動作を行うことができる。さらに、ズー
ム倍率Zがズームレンズ1の最大倍率ZLより大きいと
きは、メッセージを表示画面70にオーバーレイ表示す
るようにしたので、装置の操作性が向上する。
【0048】(5)第一〜第三の拡大動作を選択して行
えるようにしたので、表示画面70と拡大する矩形領域
80とのアスペクト比が異なる場合でも、拡大後の矩形
領域80a〜cの各辺が表示画面80のどの辺と重なる
ように拡大するかを選択することができる。 (6)第四および第五の拡大動作を選択して行えるよう
にしたので、表示画面70の中心点Dと、矩形領域80
の中心点Cとが一致しない場合でも、CCD2の移動も
しくは画像データのシフトにより両中心点を一致させる
ことができる。この結果、ズームレンズ1の拡大範囲を
有効に利用することができる。また、画像シフトは、ズ
ームレンズ1を駆動するときに中心ずれが生じた場合に
も、このずれを補正することが可能である。 (7)拡大動作および電子ズーム処理を拡大前の状態に
復帰できるようにしたので、再び前のズーム倍率による
表示に戻したい場合に簡単に復帰させることができる。
この結果、装置の操作性が向上する。
【0049】−第二の実施の形態− 第一の実施の形態では、画像入力装置の拡大動作時の表
示領域を指定するためにポインティング装置7を使用し
たが、第二の実施の形態ではズームレンズ駆動スイッチ
98を使用する。ズームレンズ駆動スイッチ98がテレ
(TELE)側に操作されると、表示装置100に表示されて
いる拡大前の被写体の表示画面70の中心点Dを拡大の
中心として拡大が行われる。ズームレンズ駆動スイッチ
98がテレ(TELE)側に操作されると、矩形領域80Rが
図8(a)に示すようにオーバーレイ表示され、スイッチ
98の操作量に応じて中心点Dに向かって進む。テレ(T
ELE)側スイッチの操作が終了された時点で、図8(b)に
示すように矩形領域80’の位置が固定される。ズーム
レンズ駆動スイッチ98の操作が終了されて、あらかじ
め定められている所定の時間が経過すると、矩形領域8
0’に基づいて前述した第一〜第二の拡大動作が行われ
る。第二の実施の形態では、第四および第五の拡大動作
のような画像シフトを行わなくても表示画面70の中心
が矩形領域80’の中心となる。
【0050】図9のフローチャートを参照して、第二の
実施の形態による画像入力装置におけるズーム処理を説
明する。第一の実施の形態と異なるステップS101a
およびステップS101bについて説明する。ズームレ
ンズ駆動スイッチ98が操作されたと判定されると(ス
テップS101のY判定)、スイッチ98の操作量に基
づいて矩形領域80R(図8(a))を表示装置100に
オーバーレイ表示させる(ステップS102a)。一
方、ズームレンズ駆動スイッチ98が操作されたと判定
されないとき(ステップS101aのN判定)は、スイ
ッチ98が操作されるのを待つ。
【0051】以上の説明では、拡大動作について説明し
たが、拡大倍率を1より小とすれば縮小動作にも適用で
きる。図10(a)は、図8(b)のように矩形領域80’が
指定されることにより拡大動作が行われた表示画面7
0’を示す図である。矩形領域80’(図8(b))に基
づいて縦横各2倍の拡大倍率Zが設定され、拡大後の矩
形領域80fが一点鎖線で示されている。このうち、
a'、b'、c'、d'で囲まれた領域が表示画面70として表
示される。図10(a)の表示画面70’が表示されてい
るとき、ズームレンズ駆動スイッチ98のワイド(WIDE)
側スイッチが操作されると、図10(a)の表示画面7
0’のままでは縮小領域を表すオーバーレイ表示が表示
画面70’の外側に出てしまうので表示することができ
ない。そこで、図10(b)に示すように、メモリ4に格
納されている画像データを読み込んで拡大動作前の表示
画面70を表示させることにより、オーバーレイ表示8
0Rを表示することが可能になる。すなわち、ズームレ
ンズ駆動スイッチ98のワイド(WIDE)側スイッチが操作
されると、一旦図8(b)の表示画面に戻してから、図1
0(b)のように矩形領域80Rの範囲が指定される。
【0052】第二の実施の形態の特徴についてまとめ
る。 (1)表示画面70の中心点Dを中心に拡大する、すな
わち、中心点Dが矩形領域80の中心点Cと常に一致す
るようにしたので、ズーム倍率Zを速く設定することが
でき、装置の操作性が向上する。 (2)拡大前の画像データをメモリ4に記憶するように
したので、縮小時にもオーバーレイ表示を行うことが可
能になる。
【0053】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、CCD2が撮像手段に、メモリ4および制御
回路5が画像処理手段、画像拡大手段および画像シフト
手段に、ポインティング装置7およびズームレンズ駆動
スイッチ98が設定手段に、ポインティング装置7が拡
大範囲指定手段に、CPU8が拡大制御手段に、ズーム
レンズ1、メモリ4および制御回路5が拡大手段および
制御手段に、圧電素子23が画像シフト手段に、メモリ
4が記憶手段に、ズーム復帰スイッチ96が復帰指令手
段にそれぞれ対応する。
【0054】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、次のような効果を奏する。 (1)請求項1、2の発明では、表示されている被写体
の映像を見ながら拡大したい範囲を設定すると、設定し
た拡大範囲に基づいて拡大倍率が算出され、その拡大倍
率で映像が拡大されるようにしたので、たとえば、高す
ぎる拡大倍率を設定することにより被写体の見たい部分
が表示範囲から外れてしまうことが防止され、装置の操
作性が良くなる。 (2)請求項3の発明では、請求項1、2の構成に加え
て、光学的な拡大を電子的な拡大より優先するようにし
たので、同じ倍率で被写体映像を拡大する場合には、高
画質の被写体映像を得ることができる。 (3)請求項4の発明では、請求項1、2、3の構成に
加えて、画像データをシフトさせることにより、指定し
た拡大範囲の中心を表示画面の中心と一致させるように
したので、拡大した被写体映像が表示画面の中心から外
れて表示されることが防止される。
【0055】(4)請求項5の発明では、請求項1、
2、3の構成に加えて、撮像手段の撮像位置を被写体に
対して平行移動させることにより、指定した拡大範囲の
中心を表示画面の中心と一致させるようにしたので、拡
大した被写体映像が表示画面の中心から外れて表示され
ることが防止される。 (5)請求項6の発明では、請求項4、5の構成に加え
て、ズームレンズの光軸に対する位置ずれに応じて画像
データをシフトさせるようにしたので、ズーミングによ
りズームレンズに位置ずれが生じる場合は、この位置ず
れを補正することができる。 (6)請求項7の発明では、表示されている被写体映像
の拡大範囲および拡大倍率を記憶し、被写体映像を記憶
した内容に基づいて、表示されている映像に拡大する前
の元の状態に復帰させるようにしたので、たとえば、拡
大をキャンセルしたい場合にはすみやかに元の被写体映
像を表示させることができ、装置の操作性が向上する。 (7)請求項8の発明では、請求項7の構成に加えて、
拡大前の映像を記憶する記憶手段を備える構成としたの
で、復帰指令手段から指令が出力されたとき、記憶手段
に記憶されている映像を出力することができ、縮小時に
もオーバーレイ画面を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施の形態による画像入
力装置を示す図、図1(b)はズームレンズ駆動スイッチ
の拡大図である。
【図2】図1の画像入力装置のブロック図である
【図3】第一の実施の形態による画像入力装置の表示画
面を示す図であり、図3(a)は拡大前、図3(b)は第一の
拡大動作後を示す図である。
【図4】画像入力装置の表示画面であり、第二の拡大動
作後を示す図である。
【図5】画像入力装置の表示画面であり、第三の拡大動
作後を示す図である。
【図6】画像入力装置の表示画面図であり、図6(a)は
第四の拡大動作後、図6(b)は第五の拡大動作後を示す
図である。
【図7】第一の実施の形態によるズーム処理を説明する
フローチャートである。
【図8】第二の実施の形態による画像入力装置の拡大前
の表示画面を示す図であり、図8(a)はズームレンズ駆
動スイッチを操作中の画面、図8(b)はズームレンズ駆
動スイッチの操作終了直後の画面を示す図である。
【図9】第二の実施の形態によるズーム処理を説明する
フローチャートである。
【図10】第二の実施の形態による縮小操作時のオーバ
ーレイ表示を説明する図であり、図10(a)は縮小操作
前の拡大表示画面、図10(b)は縮小操作中のオーバー
レイ表示画面を示す図である。
【符号の説明】
1…ズームレンズ、2…CCD、3…A/D変換回路、
4…メモリ、5…制御回路、6…合成回路、7…ポイン
ティング装置、8…CPU、9…記憶素子、10ステー
ジ、11…被写体、13…撮像ヘッド、15…照明装
置、16…D/A変換回路、21および22…制御信
号、23および25…圧電素子、24…オーバーレイ信
号、96…ズーム復帰スイッチ、97…拡大モード選択
スイッチ、98…ズームレンズ駆動スイッチ、100…
表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 G06F 15/66 355A Fターム(参考) 5B057 BA02 BA19 BA24 CA12 CA16 CB12 CB16 CC03 CD02 CD05 CE09 5C022 AB36 AB66 AC42 CA07 5C054 AA01 AA05 CA04 CC03 CG08 EA01 FC11 HA25 5C076 AA02 AA21 BB06 BB32 BB42 CA04 CB04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体を撮像して画像データを出力する撮
    像手段と、 前記撮像手段から出力された前記画像データを画像処理
    して表示用の映像信号を出力する画像処理手段とを備え
    る画像入力装置において、 表示されている前記被写体の映像を拡大する拡大手段
    と、 前記表示されている映像の拡大範囲を指定する拡大範囲
    指定手段と、 少なくとも前記指定された拡大範囲に基づいて拡大可能
    な倍率を算出し、この倍率により前記拡大手段を駆動し
    て前記映像を拡大する拡大制御手段とを備えることを特
    徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の画像入力装置において、 前記拡大手段は、前記撮像手段による撮像倍率を光学的
    に拡大するズームレンズと、前記画像データを電子的に
    拡大する画像拡大手段とから構成されることを特徴とす
    る画像入力装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の画像入力装置において、 前記拡大制御手段は、前記ズームレンズによる映像の拡
    大を前記画像拡大手段による映像の拡大より優先して行
    うことを特徴とする画像入力装置。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の画像入力
    装置において、 指定された前記拡大範囲の中心を前記映像信号により表
    示される表示画面の中心と一致させるように、前記画像
    データをシフトする画像シフト手段を備えることを特徴
    とする画像入力装置。
  5. 【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載の画像入力
    装置において、 指定された前記拡大範囲の中心を前記映像信号により表
    示される表示画面の中心と一致させるように、前記撮像
    手段の撮像位置を前記被写体に対して平行な平面内のX
    Y方向に平行移動させる画像シフト手段を備えることを
    特徴とする画像入力装置。
  6. 【請求項6】請求項4または5に記載の画像入力装置に
    おいて、 前記画像シフト手段は、前記ズームレンズをズーミング
    操作したときの光軸に対する位置ずれに応じて前記画像
    データをシフトさせ、または前記撮像手段の撮像位置を
    移動させることを特徴とする画像入力装置。
  7. 【請求項7】請求項2に記載の画像入力装置において、 表示されている前記映像の拡大倍率および拡大範囲を記
    憶する記憶手段と、 表示されている前記映像の拡大倍率および拡大範囲を前
    記映像の拡大前の状態に戻す指令を出力する復帰指令手
    段とを備え、 前記拡大制御手段は、前記復帰指令手段から前記指令が
    出力されたとき、前記記憶手段に記憶された内容に基づ
    いて前記拡大手段を駆動して前記映像を元の状態に復帰
    させることを特徴とする画像入力装置。
  8. 【請求項8】請求項7に記載の画像入力装置において、 前記拡大前の映像を前記記憶手段に記憶し、 前記復帰指令手段から前記指令が出力されたとき、前記
    記憶手段に記憶されている映像を出力する制御手段を備
    えることを特徴とする画像入力装置。
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