JP2004328083A - Imaging unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置で撮像する際の対地角度調節機能付きの撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮像レンズを備えたユニットが撮像装置本体に対して回転可能に連結されたものが知られている。この撮像装置は、撮像レンズを備えたユニットを撮像装置本体に対して任意の角度で固定して撮像できる(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−69350号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の撮像装置を用いて前方の被写体を人混みの中から撮像する場合、撮像レンズを備えたユニットを回動させて、撮像レンズの光軸が撮像装置本体に対して水平より下方に傾けた状態となった撮像装置を、撮影者が両手もしくは片手で頭上にかざして撮像する。しかし、従来の撮像装置では、撮影者が保持する撮像装置本体の対地角度が変わってしまうと、撮像レンズ光軸の対地角度も変わり、撮像すべき被写体が撮像範囲から外れてしまう恐れがあった。
【0005】
本発明は、撮像装置本体の対地角度が変わっても、撮像すべき被写体を確実に補足できるようにする撮像装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1) 請求項1の発明による撮像装置は、相対的に回転可能に連結された第1のユニットと第2のユニットを有し、第1のユニットに撮像レンズを備える撮像装置において、撮像レンズの光軸の対地角度を検出する角度検出手段と、角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、設定手段で設定された初期値と角度検出手段が検出している対地角度との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段で算出された差分に基づいて、第1のユニットの対地角度が初期値に戻るように第2のユニットに対する第1のユニットの回転角度を変更する角度変更手段とを備えることを特徴とする。
(2) 請求項2の発明による撮像装置は、撮像レンズ光軸の対地角度を検出する角度検出手段と、角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、設定手段で設定された初期値と角度検出手段が検出している対地角度との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段で算出された差分が所定の範囲を越えた場合に差分が所定の範囲を越えたことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
(3) この撮像装置では、角度検出手段は、対地角度センサであることが好ましい。
(4) 請求項4の発明による撮像装置は、相対的に回転可能に連結された第1のユニットと第2のユニットを有し、第1のユニットに撮像レンズを備える撮像装置において、基準画像を記憶する記憶手段と、撮像した画像と基準画像とに基づいて撮像レンズの光軸の対地角度の変化量を演算する演算手段と、演算手段で演算された変化量に基づいて、第1のユニットの対地角度が基準画像を撮影した時の対地角度になるように第2のユニットに対する第1のユニットの回転角度を変更する角度変更手段とを備えることを特徴とする。
(5) 請求項5の発明による撮像装置は、撮像レンズ光軸の対地角度を検出する角度検出手段と、角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、設定手段で設定された初期値と角度検出手段が撮像時に検出した対地角度との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段で算出された差分に基づいて、撮影した画像が初期値で撮影した場合の画像に略等しくなるように画像処理する画像処理手段とを備えることを特徴とする。
(6) この撮像装置では、画像処理手段は、撮影した画像の主要被写体を中心として所定のトリミングを行い、主要被写体を中心として電子ズーム処理を行うこととしてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
―――第1の実施の形態―――
図1〜9を参照して、本発明の撮像装置による第1の実施の形態の説明を行う。図1は、撮像装置の収納時および携帯時の外観を示し、(a)が平面図、(b)が背面図である。図2は、撮像装置の通常撮像時の外観を示し、(a)が正面図、(b)が平面図、(c)が背面図である。図3は、撮像装置1の内部構成を正面から見た状態を示す断面図である。撮像装置1は電子カメラであり、撮像素子で捉えた静止画像を撮像データとして記録するものである。撮像装置1は、撮像部100と本体部200とからなり、撮像部100と本体部200とを相対的に回転可能に連結する連結部300を備えている。
【0008】
撮像部100には、撮像部カバー101の内部に、被写体からの光を不図示の撮像素子に結蔵させるための撮像レンズを含む鏡筒102と、被写体に閃光を発するストロボ発光部103と、ストロボ発光部103の発光を制御するストロボ基板104とが設けられている。ストロボ基板104には、ストロボ発光部103に供給する電力を蓄積するコンデンサ105と、ストロボ発光部103の発光を制御するための調光センサ106と、撮像部100の対地角度を検出する傾斜センサ107とが設けられている。
【0009】
本体部200には、本体部カバー201の表面に、電源スイッチ203と、レリーズボタン204と、傾斜角度設定ボタン205と、撮像装置1の各種設定状態を表示する表示パネル206と、鏡筒102が捉えた被写体を表示する液晶モニタ207とが設けられている。本体部200の内部には、各撮像動作を制御するための制御回路を搭載した主基板202と、撮像した影像を記録するための記録媒体208と、電池209とが設けられている。また、本体部200の内部には、後述するように本体部200に対して撮像部100を回転駆動するためのモータ211と減速ギヤ210とが設けられている。
【0010】
図4に示すように、連結部300は、一方のフランジ付きスリーブに他方のフランジ付きスリーブが互いに回動可能に挿入された構造である。撮像部100側に設けられた撮像側フランジ付きスリーブ301は、フランジ部301aとスリーブ部301bと、スリーブ部301bの端部を爪状に形成した爪部301cとを有する。本体部200側に設けられた本体側フランジ付きスリーブ302は、フランジ部302aとスリーブ部302bとを有する。それぞれのフランジ部301a、302aは撮像部カバー101および本体部カバー201に結合されている。スリーブ部301bはスリーブ部302bの内周面に回動可能に嵌挿されている。スリーブ部301bには、撮像部100の鏡筒102およびストロボ基板104と本体部200の主基板202とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板220が貫通している。
【0011】
スリーブ302b内部を貫通したスリーブ301bの端部には、ギヤ303が嵌挿されている。ギヤ303は、フランジ部302aの端面と爪部301cとによって軸方向の移動が規制されている。また、ギヤ303の穴303aの内周面とスリーブ301bの外周面とは、適度の摩擦力によって接している。ギヤ303は、減速ギヤ210を介してモータ210に噛合している。モータ210の回転は減速ギヤ210で減速されてギヤ303へ伝達される。モータ210の回転によりギヤ303が回動されると、スリーブ301bも回動されて、フランジ301aとともに撮像部100が本体部200に対して回動される。なお、モータ210が停止している際、撮影者が撮像部100を本体部200に対して回動させる力を加えると、ギヤ303の穴303aの内周面とスリーブ301bの外周面との間で滑り、撮像部100は本体部200に対して回動する。
【0012】
図5は撮像装置1の構成を示す図である。マイクロコンピューター250はメモリ250aやADコンバーターなどの周辺部品を備え、撮像装置1の各種演算と制御を行う。マイクロコンピューター250には、メインスイッチ203と、半押しスイッチ251と、全押しスイッチ252と、ズームアップスイッチ253と、ズームダウンスイッチ254と、傾斜角設定スイッチ255とが接続される。また、マイクロコンピューター250には、測距装置256と、測光装置257と、レンズ駆動装置258と、CCD120と、LCDモニタードライバー259と、表示パネルドライバー260と、モータドライバ261と、電子ブザー212とが接続される。
【0013】
半押しスイッチ251と全押しスイッチ252はそれぞれ、レリーズボタン204の半押し時と全押し時にオンする。ズームアップスイッチ253とズームダウンスイッチ254はそれぞれ、不図示のズームボタンのアップ操作とダウン操作に連動してオンする。傾斜角設定スイッチ255は、傾斜角度設定ボタン205の押圧操作に連動してオンする。
【0014】
測距装置256は被写体までの撮影距離を測定し、測光装置257は被写体輝度を測定する。レンズ駆動装置258は撮像レンズ2のズーミング駆動およびフォーカシング駆動と、不図示の光学ファインダーのズーミング駆動を行う。CCD120は撮像素子であり、CCD120で捉えた被写体の信号をマイクロコンピューター250に送る。また、液晶モニタードライバー259は液晶モニター207を駆動し、表示パネルドライバー260は表示パネル206を駆動する。
モータドライバ261は、モータ211を駆動して、撮像部100を本体部200に対して回動させる。電子ブザー212は、撮像装置1の状態に応じて警告音などを発する。
【0015】
第1の実施の形態の撮像装置1では、撮像部100が地面に対してある角度の状態で、傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、その後、本体部200とともに撮像部100の対地角度が変化しても、その対地角度の変化を打ち消すように、撮像部100が本体部200に対して回動される。以下、本動作について詳述する。
【0016】
図6は、撮像部100の対地角度を修正する動作を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。撮像装置1の電源が投入された状態で、傾斜角度設定ボタン205が操作されると、図6に示した処理を行うプログラムがマイクロコンピューター250で実行される。また、傾斜角度設定ボタン205が再度操作されると、このプログラムは停止される。ステップS1において、傾斜センサ107の出力から現在の撮像部100の対地角度を初期値として読み込んでステップS3へ進む。以下、ステップS1で読み込んだ対地角度を設定角度と呼ぶ。ステップS3において、現在の焦点距離を読み込んでステップS5へ進む。ステップS5において、ステップS3で読み込んだ焦点距離に応じた傾斜角度のしきい値を設定してステップS7へ進む。ステップS7において、レリーズボタン204が半押しされているか否かを判断する。ステップS7が肯定判断されるとステップS9へ進み、現在の焦点距離がステップS3で読み込んだ焦点距離と異なるか否かを判断する。ステップS9が肯定判断されるとステップS11へ進む。ステップS7またはステップS9が否定判断されるとステップS3へ戻る。
【0017】
ステップS11では、傾斜センサ107の出力から現在の撮像部100の対地角度を読み込んでステップS13へ進む。ステップS13において、設定角度とステップS11で読み込んだ撮像部100の対地角度との差が、ステップS5で設定したしきい値以上であるか否かを判断する。ステップS13が肯定判断されるとステップS15へ進み、ステップS13で求めた対地角度の差に基づいて、撮像部100の対地角度が設定角度となるようにモータ211の駆動を開始してステップS17へ進む。ステップS17において、ステップS15で駆動されたモータ211の駆動完了を待つ。ステップS17の待機が終了するかステップS13が否定判断されるとステップS19へ進み、撮像部100の駆動完了音を電子ブザー212から出力してステップS21へ進む。ステップS21において、レリーズボタン204が全押しされるまで待機する。ステップS21が肯定判断されるとステップS23へ進んで撮像する。
【0018】
上述した第1の実施の形態の撮像装置1では、次のようにして撮像部100の対地角度を一定に保ちながら撮像できる。図7は、撮像装置1を側面から見た模式図である。本体部200は垂直であり、撮像部100は水平から角度Aだけ反時計方向に回転した状態で、やや下向きを撮像するよう傾斜している。この状態から、撮像装置1の全体が反時計方向に角度Bだけ回転すると、図8の実線に示す状態となる。図8の2点鎖線は撮像装置1の回転前の状態、すなわち図7の状態を示している。このとき、撮像部100は水平から角度A+Bだけ反時計方向に回転した状態であり、本体部200は垂直から角度Bだけ反時計方向に回転した状態である。
【0019】
図7に示した状態で、傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、傾斜センサ107の出力から撮像部100の対地角度A、すなわち設定角度を読み込むとともに(ステップS1)、焦点距離を読み込む(ステップS3)。設定角度と、図8に示す撮像直前における撮像部100の対地角度A+B(以下、修整前角度と呼ぶ)とが差がある一定以上のときのみ、撮像時における撮像部100の対地角度を修正するために、しきい値を設定する(ステップS5)。
【0020】
設定角度で撮像した場合と修整前角度で撮像した場合とを比較すると、焦点距離が短い(広い画角)場合、撮像部100の対地角度が多少ずれても撮影する画像の変化はわずかである。しかし、焦点距離が長い(狭い画角)場合、撮像部100の対地角度のずれがわずかであっても撮影する画像は大きく変化する。そこで、上記しきい値の設定には焦点距離を加味する。すなわち、焦点距離が短い(広い画角)ほど、しきい値を大きくして、撮像部100の対地角度の多少のずれを許容する。一方、焦点距離が長い(狭い画角)ほど、しきい値を小さくして、撮像部100の対地角度のずれを積極的に修正するように設定する。このしきい値の設定は、あらかじめ決められた大小の2値、あるいは3値以上のしきい値から焦点距離に応じていずれかの値となるようにしてもよいし、焦点距離に応じて連続的に変化するようにしてもよい。
【0021】
図8に示した状態で、レリーズボタン204が半押し状態に押圧されると、撮像部100に設けられた傾斜角センサ107の出力をもとに撮像部100の修整前角度(角度A+B)を読み込み(ステップS11)、設定角度との差(角度B)がしきい値以上であれば、角度Bだけ撮像部100を本体部200に対して時計方向に回動させる(ステップS15,17)。その結果、図9に示すように、本体部200は垂直から角度Bだけ反時計方向に回転した状態であるが、撮像部100は図7の状態と同じ対地角度Aとなる。そして、撮像部100の本体部200に対する回動が停止した後、撮像部100の駆動完了音が電子ブザー212から出力されて(ステップS19)撮像が可能(ステップS21)となる。ここで、レリーズボタン204が全押しされれば、撮像される(ステップS23)。
【0022】
上述した第1の実施の形態の撮像装置1では、以下の作用効果を奏する。
(1) 傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、撮像部100の対地角度を読み込む。そして、撮像の際に撮像部100の対地角度が変化していると、その対地角度の変化を打ち消すように、モータ211により撮像部100が本体部200に対して回動されるように構成した。これにより、撮像装置1を撮影者の頭上にかざして前方を撮影する場合など、撮像装置1の対地角度が変化し易い状況下でも撮像すべき被写体が撮像範囲から外れないので、撮影者が所望する画像を撮像できる。
(2) 対地角度を修正するか否かを決めるしきい値は、焦点距離に応じて設定される。これにより、撮像部100の対地角度の修正が必要最小限で済むので、撮像時のタイムラグを少なくでき、シャッターチャンスを逃すことが少ない。また、モータ211の動作頻度を抑制して電池寿命を延命化できる。
【0023】
―――第2の実施の形態―――
図10〜12を参照して、本発明の撮像装置による第2の実施の形態の説明を行う。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。図10は、撮像装置2を斜め前方から見た斜視図である。撮像装置2は、カメラボディ500に交換レンズ400が取り付けられた一眼レフカメラである。したがって、撮像装置2は、第1の実施の形態の撮像装置1と異なり、交換レンズ400はカメラボディ500に固定され、交換レンズ400の光軸はカメラボディ500に対して回動しない。
【0024】
カメラボディ500には、ポップアップ式のストロボ発光部103と、電源スイッチ203と、レリーズボタン204と、傾斜角度設定ボタン205と、撮像装置2の各種設定状態を表示する表示パネル206と、撮像装置2の各種設定を行う設定ダイヤル501とが設けられている。カメラボディ500の背面には交換レンズ400が捉えた被写体を表示する不図示の液晶モニタが設けられている。カメラボディ500の内部には、傾斜センサ107と、各撮像動作を制御するための制御回路を搭載した不図示の主基板と、撮像した影像を記録するための不図示の記録媒体と、不図示の電池とが設けられている。
【0025】
図11は撮像装置2の構成を示す図である。撮像装置2は、モータドライバ261がない点で、図5に示した撮像装置1の構成と異なる。
【0026】
第2の実施の形態の撮像装置2では、撮像装置2が地面に対してある角度の状態で、傾斜角度設定ボタン205が押圧された後、撮像装置2の対地角度を変化すると、電子ブザー212から警報音を発する。以下、本動作について詳述する。
【0027】
図12は、撮像装置2の対地角度が変化すると、電子ブザー212から警報音を発する動作を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。撮像装置2の電源が投入された状態で、傾斜角度設定ボタン205が操作されると、図12に示した処理を行うプログラムがマイクロコンピューター250で実行される。また、傾斜角度設定ボタン205が再度操作されると、このプログラムは停止される。ステップS1からステップS13までは、第1の実施の形態で説明した図6に示すフローチャートと同じであるので説明を省略する。
【0028】
ステップS13において、ステップS1で読み込んだ撮像装置2の対地角度とステップS11で読み込んだ撮像装置2の対地角度との差が、ステップS5で設定したしきい値以上であるか否かを判断する。ステップS13が肯定判断されるとステップS31へ進み、撮像装置2の対地角度が適切でないことを示す警報音を電子ブザー212から出力してステップS13へ戻る。ステップS13が否定判断されるとステップS19へ進んで、撮像装置2の対地角度が適正であることを示す報知音を電子ブザー212から発する。ステップS21以降の動作についても第1の実施の形態で説明した図6に示すフローチャートと同じであるので説明を省略する。
【0029】
上述した第2の実施の形態の撮像装置2では、傾斜角度設定ボタン205が押圧されたときの撮像装置2の対地角度を読み込むとともに(ステップS1)、焦点距離を読み込む(ステップS3)。そして、第1の実施の形態と同様に、しきい値を決定する(ステップS5)。レリーズボタン204が半押し状態に押圧されると、傾斜角センサ107の出力をもとに撮像装置2の対地角度を再び読み込み(ステップS11)、設定角度との差がしきい値以上であれば、電子ブザー212から警報音を発する(S31)。撮像装置2の対地角度と設定角度との差がしきい値未満になれば、撮像装置2の対地角度が適正であることを示す報知音が出力されて(ステップS19)撮像可能(ステップS21)となる。ここで、レリーズボタン204が全押しされれば、撮像される(ステップS23)。
【0030】
上述した第2の実施の形態の撮像装置2では、第1の実施の形態の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、撮像装置2の対地角度を読み込み、撮像の際に撮像装置2の対地角度が変化していると、警報音を発するように構成した。これにより、撮像装置2を撮影者の頭上にかざして前方を撮影する場合など、撮像装置2の対地角度が変化し易い状況下でも撮像すべき被写体が撮像範囲から外れたこと撮影者に報知できるので、撮影者は撮像装置2の角度を調整して所望の画像を撮像できる。
【0031】
―――第3の実施の形態―――
図13〜16を参照して本発明の撮像装置による第3の実施の形態の説明を行う。以下の説明では、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。図13は、撮像装置3を斜め前方から見た斜視図であり、図14は撮像装置3の構成を示す図である。撮像装置3は、傾斜センサ107がない点で、図11に示した第2の実施の形態の撮像装置2の構成と異なる。
【0032】
第3の実施の形態の撮像装置3では、撮像装置3が地面に対してある角度の状態で、傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、主要被写体を基準の被写体として設定する。そして、撮像時に撮像装置3の対地角度が変化していても、画像処理により撮像した画像データに対してトリミングと拡大処理をして基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成する。以下、本動作について詳述する。
【0033】
図15は、撮像装置3により、被写体を撮像して、基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成するプログラムの処理内容を示すフローチャートである。撮像装置3の電源が投入された状態で、傾斜角度設定ボタン205が操作されると、図15に示した処理を行うプログラムがマイクロコンピューター250で実行される。また、傾斜角度設定ボタン205が再度操作されると、このプログラムは停止される。ステップS51において、傾斜角度設定ボタン205が操作されたときの主要被写体、たとえば撮像範囲の略中央に位置する被写体を対象被写体として設定する。対象被写体は、公知の画像認識の方法によって輪郭を特定して設定される。
【0034】
ステップS53において、レリーズボタン204が半押しされるまで待機する。ステップS53が肯定判断されるとステップS55へ進み、ステップS51で設定した対象被写体が撮像範囲にあるか否かを判断する。対象被写体の一部が撮像範囲から外れてしまうと、その部分は撮像データがないために、後述するトリミングによる新たな生成画像に含まれないからである。また、対象被写体の全部が撮像範囲から外れてしまうと、トリミングの基準位置が定まらずトリミングができないからである。
【0035】
ステップS55が否定判断されるとステップS57へ進み、対象被写体が撮像装置3の撮像範囲から外れたことを示す警報音を電子ブザー212から出力してステップS55へ戻る。ステップS55が肯定判断されるとステップS59へ進み、撮像装置3の撮像範囲内に対象被写体が存在することを示す報知音を電子ブザー212から出力してステップS61へ進む。ステップS61において、レリーズボタン204が全押しされるまで待機する。ステップS61が肯定判断されるとステップS63へ進み、撮像する。ステップS65において、対象被写体が画像の略中央に位置するようにステップS63で撮像した画像データをトリミングしてステップS67へ進む。ステップS67において、ステップS65でトリミングしたことでサイズが小さくなった画像を拡大して、もとの画像と同じ大きさにする。
【0036】
上述した第3の実施の形態の撮像装置3では、次のようにして被写体を撮像し、基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成する。図16は、撮像装置3で撮影した画像をもとに、基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成する過程を示した図である。図16(a)は、撮像したい被写体602が撮像範囲601の略中央に来るように撮像装置3を被写体に向けた状態における、撮像可能な範囲を示す図である。この状態で傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、被写体602が対象被写体として設定される(ステップS51)。この状態から撮像装置3がやや下方に回動された状態で撮像された画像が図16(b)に示す図である。当初撮像を希望した対地角度による撮像範囲601から実際に撮像した撮像範囲603は下方にずれており、対象被写体602は、撮像範囲603の上方に位置した状態で撮像されている。
【0037】
図16(b)に示した撮像データは次のようにしてトリミングされて、対象被写体602が画像の略中央に位置するように加工される(ステップS65)。まず、撮像データから、実際に撮像された撮像範囲603のうち、対象被写体602が加工後の画像603aの上下方向の略中央に来るように二重斜線部分603bをトリミングする。そして、対象被写体602が加工後の画像603aの左右方向の略中央で、かつ、加工後の画像603aの縦横比が加工前の撮像範囲の縦横比に等しくなるように、斜線部分603cをトリミングする。
【0038】
このようにトリミングされてサイズが小さくなった画像603aは、加工前の画像データとおなじ画像サイズとなるように、拡大処理する(ステップS67)。
【0039】
上述した第3の実施の形態の撮像装置3では、以下の作用効果を奏する。
(1) 傾斜角度設定ボタン205が押圧されると、撮像範囲略中央の被写体を対象被写体として設定し、撮像装置3の対地角度がずれても、撮像データを加工して対象被写体が加工後の画像の略中央に位置するようにした。これにより、撮像装置3を撮影者の頭上にかざして前方を撮影する場合など、撮像装置3の対地角度が変化し易い状況下でも撮像すべき被写体が画像の略中央に位置するように撮像できるので、撮影者が所望する画像を撮像できる。また、傾斜センサを搭載する必要がなくなるので撮像装置3をコンパクトにできる。
(2) 公知の画像認識の方法によって主要被写体を対象被写体として設定するようにした。これにより、対象被写体自身の移動や形状変化に対してして追尾することができるので、人物のように動く被写体でも撮影者が所望する画像を撮像できる。
【0040】
―――変形例―――
上述した第1および第2の実施の形態の撮像装置2は、電子カメラであったが、銀塩カメラでもよい。また上述した各実施の形態の撮像装置1〜3は、静止画を撮影する撮像装置であったが、動画の撮影可能な撮像装置であってもよい。
【0041】
上述した第1および第2の実施の形態では、対地角度の変化の検出に傾斜センサを用いていたが、画像処理によって対地角度の変化を演算するようにしてもよい。この場合、撮像素子に入力される被写体の影像の移動量と焦点距離とを基に対地角度の変化量を一義的に求めることができる。図17(a)に示した、被写体701が撮像範囲中心に位置する撮像装置CAの角度位置(以下、移動前角度位置と呼ぶ)と、この状態から角度△Cだけ反時計方向に回動した撮像装置CAの角度位置(以下、移動後角度位置と呼ぶ)とを比較する。図17(b)は、移動前角度位置における撮像可能な画像704を示し、図17(c)は、移動後角度位置における撮像可能な画像705を示す。702は移動前角度位置における撮像装置CAの撮像範囲を示し、703は移動後角度位置における撮像装置CAの撮像範囲を示す。Lは、撮像装置CAから被写体701までの距離である。hfは、撮像装置CAから距離Lだけ離れた位置における撮像範囲の高さを示す。△hfは、移動前角度位置と移動後角度位置とで比較した、撮像装置CAから距離Lだけ離れた位置における撮像範囲の高さ方向移動量を示す。hpは画像704,705の高さを示し、△hpは、画像704と画像705とを比較した被写体701の撮像位置の高さの差を示す。ここで、C,△C,hf,△hf,hp,△hpには、次の関係が成り立つ。
【数1】
△C/C = △hf/hf = △hp/hp ・・・(1)
画像704と画像705から被写体701が画像中でどの程度移動したかを示す△hp/hpが求められ、画角Cは既知であるので、(1)式より撮像装置CAの対地角度の変化量△Cが求められる。すなわち、被写体の影像の移動量と焦点距離とを基に対地角度の変化量を一義的に求めることができる。
【0042】
こうして求められた対地角度の変化を打ち消す方向に回動可能な撮像部100を回動させたり、対地角度の変化を警報出力するよう撮像装置を構成できる。これにより、第3の実施の形態と同様に、傾斜センサを搭載する必要がなくなるので撮像装置をコンパクトにできる。また、移動する被写体でも撮影者が所望する画像を撮像できる。これとは逆に、第3の実施の形態の撮像装置3に傾斜センサを設け、傾斜センサで検出した対地角度の変化量をもとに上述したトリミングと拡大処理を行うようにしてもよい。これにより、撮像装置の対地角度が変化し易い状況下でも被写体を容易に撮像できる。
【0043】
第3の実施の形態では、撮像装置の対地角度が変化した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。上述の方法によって撮像装置の水平方向の角度が変化した場合でも、本発明は適用できる。さらに、第3の実施の形態およびこの変形例では、傾斜角度設定ボタン205が押圧されたときに、画角を広角側となるように構成することもできる。たとえば、傾斜角度設定ボタン205が押圧されたとき、画角が一定角度だけ広角側に移動するように構成してもよく、画角がワイド端となるように構成してもよい。また、もとの画角が狭いほど広角側に移動する割合を大きくするようにしてもよい。また、これにより、撮像装置の角度変化が撮像する画像に与える影響を少なくして、所望の被写体が撮像範囲から外れ難くすることもできる。
【0044】
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【0045】
上述の説明において、第1のユニットは撮像部100に、第2のユニットは本体部200に、報知手段は電子ブザー212に、記憶手段はメモリ250aにそれぞれ対応する。角度検出手段は傾斜センサ107、もしくは、マイクロコンピュータ250およびマイクロコンピューター250で実行されるプログラムにより実現される。設定手段および、差分算出手段、演算手段、画像処理手段はマイクロコンピュータ250およびマイクロコンピューター250で実行されるプログラムにより実現される。角度変更手段は、モータ211と減速ギヤ210とによって構成される。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
【0046】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明による撮像装置は、角度検出手段が検出した対地角度の初期値と角度検出手段が検出している対地角度との差分に基づいて、第1のユニットの対地角度が初期値に戻るように第2のユニットに対する第1のユニットの回転角度を変更するよう構成した。これにより、撮像装置を撮影者の頭上にかざして前方を撮影する場合など、撮像装置の対地角度が変化し易い状況下でも撮像すべき被写体が撮像範囲から外れないので、撮影者が所望する画像を撮像できる。
(2) 請求項2の発明による撮像装置は、角度検出手段が検出した対地角度の初期値と角度検出手段が検出している対地角度との差分が所定の範囲を越えた場合に差分が所定の範囲を越えたことを報知するよう構成した。これにより、撮像装置を撮影者の頭上にかざして前方を撮影する場合など、撮像装置の対地角度が変化し易い状況下でも撮像すべき被写体が撮像範囲から外れたこと撮影者に報知できるので、撮影者は撮像装置の角度を調整して所望の画像を撮像できる。
(3) 請求項4の発明による撮像装置は、撮像した画像と基準画像とに基づいて撮像レンズの光軸の対地角度の変化量を算出し、第1のユニットの対地角度が基準画像を撮影した時の対地角度になるように第2のユニットに対する第1のユニットの回転角度を変更するように構成した。これにより、傾斜センサを搭載する必要がなくなるので撮像装置をコンパクトにできる。
(4) 請求項5の発明による撮像装置は、撮影した画像が初期値として設定した対地角度で撮影した場合の画像に略等しくなるように画像処理するよう構成した。これにより、対象被写体自身が移動したり形状変化しても、これを追尾することができるので、人物のように動く被写体でも撮影者が所望する画像を撮像できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の撮像装置1の収納時および携帯時の外観を示し、(a)が平面図、(b)が背面図である。
【図2】撮像装置1の通常撮像時の外観を示し、(a)が正面図、(b)が平面図、(c)が背面図である。
【図3】撮像装置1の内部構成を正面から見た状態を示す断面図である。
【図4】連結部300の構造を示す断面図である。
【図5】撮像装置1の構成を示す図である。
【図6】撮像部100の対地角度を修正する動作を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【図7】撮像装置1を側面から見た模式図である。
【図8】撮像装置1を側面から見た模式図である。
【図9】撮像装置1を側面から見た模式図である。
【図10】第2の実施の形態の撮像装置2を斜め前方から見た斜視図である。
【図11】撮像装置2の構成を示す図である。
【図12】撮像装置2の対地角度が変化すると、電子ブザー212から警報音を発する動作を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【図13】第3の実施の形態の撮像装置3を斜め前方から見た斜視図である。
【図14】撮像装置3の構成を示す図である。
【図15】撮像装置3により、被写体を撮像し、基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成するプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【図16】撮像装置3で撮影した画像をもとに、基準の被写体が略中央に位置する新たな画像を生成する過程を示した図であり、(a)は基準の被写体の設定状態における、撮像可能な範囲を示し、(b)は実際に撮像したものを示し、(c)は撮像データのトリミングについて説明する図であり、(d)は最終的に加工された画像を示す図である。
【図17】各実施の形態の変形例における撮像装置CAの撮像範囲と被写体701との関係を示す図であり、(a)は、撮像装置CAと被写体701とを側面から見た状態を示し、(b)は、移動前角度位置における撮像可能な画像を示し、(c)は、移動後角度位置における撮像可能な画像を示す。
【符号の説明】
1〜3 撮像装置 100 撮像部
107 傾斜センサ 200 本体部
204 レリーズボタン 205 傾斜角度設定ボタン
210 減速ギヤ 211 モータ
212 電子ブザー 250 マイクロコンピュータ
250a メモリ 300 連結部
400 交換レンズ 500 カメラボディ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device having a function of adjusting a ground angle when an image is captured by the imaging device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A unit having an imaging lens is known which is rotatably connected to an imaging apparatus main body. This imaging device can capture an image by fixing a unit having an imaging lens at an arbitrary angle with respect to the imaging device main body (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-69350
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When capturing an image of a subject in front of a crowd using a conventional imaging device, a unit having an imaging lens is rotated so that the optical axis of the imaging lens is tilted below horizontal with respect to the imaging device main body. The image capturing apparatus is imaged by holding the image capturing apparatus over the head with both hands or one hand. However, in the conventional imaging device, if the angle of the imaging device main body held by the photographer changes with respect to the ground, the angle of the imaging lens optical axis with respect to the ground also changes, and the subject to be imaged may be out of the imaging range. .
[0005]
The present invention provides an imaging apparatus that can reliably capture a subject to be imaged even when the angle of the imaging apparatus body relative to the ground changes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) An imaging apparatus according to
(2) The image pickup apparatus according to the second aspect of the present invention includes an angle detection unit that detects an angle of the imaging lens optical axis with respect to the ground, a setting unit that sets the angle of ground detected by the angle detection unit as an initial value, and a setting unit that sets the angle. Difference calculating means for calculating a difference between the obtained initial value and the ground angle detected by the angle detecting means, and when the difference calculated by the difference calculating means exceeds a predetermined range, the difference exceeds the predetermined range. And a notifying means for notifying the user of the fact.
(3) In this imaging device, it is preferable that the angle detecting means is a ground angle sensor.
(4) An image pickup apparatus according to a fourth aspect of the present invention is an image pickup apparatus having a first unit and a second unit which are relatively rotatably connected, and wherein the first unit includes an image pickup lens. Means for calculating a change amount of the angle of the optical axis of the imaging lens with respect to the ground based on the taken image and the reference image; and a first unit based on the change amount calculated by the calculation unit. Angle changing means for changing the rotation angle of the first unit with respect to the second unit so that the ground angle of the unit becomes the ground angle when the reference image is captured.
(5) The image pickup apparatus according to the fifth aspect of the present invention includes an angle detection unit that detects an angle of the imaging lens with respect to the optical axis, a setting unit that sets the angle of the ground detected by the angle detection unit as an initial value, and a setting unit that sets the angle. Difference calculating means for calculating a difference between the obtained initial value and the ground angle detected at the time of imaging by the angle detecting means, and an image obtained when the shot image is shot with the initial value based on the difference calculated by the difference calculating means. And image processing means for performing image processing so as to be substantially equal to.
(6) In this imaging apparatus, the image processing means may perform predetermined trimming around the main subject of the captured image and perform electronic zoom processing around the main subject.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
--- First Embodiment ---
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 1A and 1B are external views of the imaging device when it is stored and when it is carried. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 2A and 2B show the appearance of the imaging device during normal imaging, wherein FIG. 2A is a front view, FIG. 2B is a plan view, and FIG. 2C is a rear view. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the internal configuration of the
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
As shown in FIG. 4, the connecting
[0011]
A
[0012]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
[0013]
The half-
[0014]
The
The
[0015]
In the
[0016]
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of a program for performing an operation of correcting the ground angle of the
[0017]
In step S11, the current ground angle of the
[0018]
In the
[0019]
When the tilt
[0020]
Comparing the case where the image is captured at the set angle and the case where the image is captured at the pre-modification angle, when the focal length is short (wide angle of view), the change in the image to be captured is slight even if the angle of the
[0021]
In the state shown in FIG. 8, when the
[0022]
The
(1) When the tilt
(2) The threshold value for determining whether to correct the ground angle is set according to the focal length. As a result, the correction of the ground angle of the
[0023]
――― Second embodiment ―――
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described. FIG. 10 is a perspective view of the
[0024]
The
[0025]
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the
[0026]
In the
[0027]
FIG. 12 is a flowchart illustrating processing of a program that performs an operation of emitting an alarm sound from the
[0028]
In step S13, it is determined whether or not the difference between the ground angle of the
[0029]
In the
[0030]
The
When the tilt
[0031]
――― Third embodiment ―――
A third embodiment using the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described. FIG. 13 is a perspective view of the
[0032]
In the
[0033]
FIG. 15 is a flowchart showing the processing contents of a program for imaging a subject by the
[0034]
In step S53, the process waits until the
[0035]
If step S55 is negatively determined, the process proceeds to step S57, in which a warning sound indicating that the target subject is out of the imaging range of the
[0036]
The
[0037]
The image pickup data shown in FIG. 16B is trimmed as follows, and is processed so that the
[0038]
The
[0039]
The
(1) When the tilt
(2) The main subject is set as the target subject by a known image recognition method. As a result, it is possible to track the movement or the shape change of the target subject itself, so that even a moving subject such as a person can capture an image desired by the photographer.
[0040]
――― Modification ―――
Although the
[0041]
In the first and second embodiments described above, the inclination sensor is used to detect a change in the ground angle. However, the change in the ground angle may be calculated by image processing. In this case, the change amount of the ground angle can be uniquely obtained based on the movement amount and the focal length of the image of the subject input to the image sensor. As shown in FIG. 17A, when the subject 701 is at the angular position of the imaging device CA located at the center of the imaging range (hereinafter, referred to as a pre-movement angular position), the subject 701 has turned counterclockwise by an angle ΔC from this state. The angular position of the imaging device CA (hereinafter, referred to as a post-movement angular position) is compared. FIG. 17B shows an
(Equation 1)
ΔC / C = Δhf / hf = Δhp / hp (1)
Δhp / hp indicating how much the subject 701 has moved in the image is obtained from the
[0042]
The imaging apparatus can be configured so as to rotate the
[0043]
In the third embodiment, the case where the ground angle of the imaging device changes has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied even when the horizontal angle of the imaging device is changed by the above method. Further, in the third embodiment and this modification, when the tilt
[0044]
The above-described embodiments and modifications may be combined with each other.
[0045]
In the above description, the first unit corresponds to the
[0046]
【The invention's effect】
(1) The image pickup apparatus according to the first aspect of the present invention is configured such that the ground angle of the first unit is based on a difference between an initial value of the ground angle detected by the angle detecting means and a ground angle detected by the angle detecting means. The rotation angle of the first unit with respect to the second unit is changed so as to return to the initial value. With this, the subject to be imaged does not deviate from the imaging range even in a situation where the ground angle of the imaging device is likely to change, such as when the imaging device is held above the head of the photographer and the image is captured in front of the photographer. Can be imaged.
(2) In the image pickup apparatus according to the second aspect of the present invention, when the difference between the initial value of the ground angle detected by the angle detecting means and the ground angle detected by the angle detecting means exceeds a predetermined range, the difference is determined by a predetermined value. It was configured to notify that the range was exceeded. This allows the photographer to be notified that the subject to be imaged is out of the imaging range even in a situation where the ground angle of the imaging device is likely to change, such as when holding the imaging device over the head of the photographer and photographing ahead, The photographer can capture a desired image by adjusting the angle of the imaging device.
(3) The imaging apparatus according to the fourth aspect of the invention calculates the amount of change in the angle of the optical axis of the imaging lens with respect to the ground based on the captured image and the reference image, and captures the reference image with the ground angle of the first unit. The rotation angle of the first unit with respect to the second unit is changed so that the ground angle at the time of the rotation is obtained. This eliminates the need to mount a tilt sensor, so that the imaging device can be made compact.
(4) The imaging apparatus according to the fifth aspect of the invention is configured to perform image processing such that a captured image is substantially equal to an image captured at a ground angle set as an initial value. Thus, even if the target subject itself moves or changes its shape, it can be tracked, so that even a moving subject such as a person can capture an image desired by the photographer.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are external views of an
FIGS. 2A and 2B show the appearance of the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a connecting
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of a program that performs an operation of correcting an angle to the ground of the
FIG. 7 is a schematic diagram of the
FIG. 8 is a schematic diagram of the
FIG. 9 is a schematic diagram of the
FIG. 10 is a perspective view of an
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an
FIG. 12 is a flowchart showing processing contents of a program for performing an operation of emitting an alarm sound from the
FIG. 13 is a perspective view of an
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an
FIG. 15 is a flowchart showing the processing contents of a program for imaging a subject by the
16A and 16B are diagrams illustrating a process of generating a new image in which a reference subject is located substantially at the center based on an image captured by the
17A and 17B are diagrams illustrating a relationship between an imaging range of an imaging device CA and a subject 701 according to a modified example of each embodiment. FIG. 17A illustrates a state where the imaging device CA and the subject 701 are viewed from a side. , (B) shows an image that can be taken at the pre-movement angular position, and (c) shows an image that can be taken at the post-movement angular position.
[Explanation of symbols]
1-3
107
204
210
212
400
Claims (6)
前記撮像レンズの光軸の対地角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、
前記設定手段で設定された前記初期値と前記角度検出手段が検出している対地角度との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段で算出された前記差分に基づいて、前記第1のユニットの対地角度が前記初期値に戻るように前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの回転角度を変更する角度変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus having a first unit and a second unit that are relatively rotatably connected, and an imaging lens provided in the first unit.
Angle detection means for detecting a ground angle of the optical axis of the imaging lens,
Setting means for setting the ground angle detected by the angle detecting means as an initial value,
A difference calculation unit that calculates a difference between the initial value set by the setting unit and a ground angle detected by the angle detection unit,
Angle changing means for changing a rotation angle of the first unit with respect to the second unit based on the difference calculated by the difference calculating means so that a ground angle of the first unit returns to the initial value. An imaging device comprising:
前記角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、
前記設定手段で設定された前記初期値と前記角度検出手段が検出している対地角度との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段で算出された前記差分が所定の範囲を越えた場合に前記差分が所定の範囲を越えたことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする撮像装置。Angle detection means for detecting the angle of the imaging lens optical axis with respect to the ground,
Setting means for setting the ground angle detected by the angle detecting means as an initial value,
A difference calculation unit that calculates a difference between the initial value set by the setting unit and a ground angle detected by the angle detection unit,
An image pickup apparatus comprising: a notifying unit that notifies that the difference exceeds a predetermined range when the difference calculated by the difference calculation unit exceeds a predetermined range.
前記角度検出手段は、対地角度センサであることを特徴とする撮像装置。In the imaging device according to claim 1 or 2,
The image pickup apparatus, wherein the angle detecting means is a ground angle sensor.
基準画像を記憶する記憶手段と、
撮像した画像と前記基準画像とに基づいて前記撮像レンズの光軸の対地角度の変化量を演算する演算手段と、
前記演算手段で演算された前記変化量に基づいて、前記第1のユニットの対地角度が前記基準画像を撮影した時の対地角度になるように前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの回転角度を変更する角度変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus having a first unit and a second unit that are relatively rotatably connected, and an imaging lens provided in the first unit.
Storage means for storing a reference image;
Calculating means for calculating the amount of change in the ground angle of the optical axis of the imaging lens based on the captured image and the reference image;
Rotation of the first unit with respect to the second unit based on the amount of change calculated by the calculation unit such that the ground angle of the first unit becomes the ground angle when the reference image is captured. An imaging apparatus comprising: an angle changing unit that changes an angle.
前記角度検出手段が検出した対地角度を初期値として設定する設定手段と、
前記設定手段で設定された前記初期値と前記角度検出手段が撮像時に検出した対地角度との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段で算出された前記差分に基づいて、撮影した画像が前記初期値で撮影した場合の画像に略等しくなるように画像処理する画像処理手段とを備えることを特徴とする撮像装置。Angle detection means for detecting the angle of the imaging lens optical axis with respect to the ground,
Setting means for setting the ground angle detected by the angle detecting means as an initial value,
Difference calculation means for calculating a difference between the initial value set by the setting means and the ground angle detected by the angle detection means during imaging,
An image pickup apparatus comprising: an image processing unit that performs image processing based on the difference calculated by the difference calculation unit so that a shot image is substantially equal to an image obtained by shooting with the initial value.
前記画像処理手段は、前記撮影した画像の主要被写体を中心として所定のトリミングを行い、主要被写体を中心として電子ズーム処理を行うことを特徴とする撮像装置。The imaging device according to claim 5,
The image processing apparatus, wherein the image processing means performs predetermined trimming around the main subject of the photographed image and performs electronic zoom processing around the main subject.
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