JP2005229494A

JP2005229494A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2005229494A
Application number: JP2004038217A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Hatanaka; 正彦畠中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】被写体を特定し難い状況下においても、被写体の位置を確実に特定する。
【解決手段】被写体の一部に取り付ける識別情報出力部２１０から出力される赤外線などの光データを被写体の画像信号と共に撮像手段１で受光し、赤外帯域成分のみを抽出して赤外位置検出手段１４に出力する。そして、画面上での位置を特定し、制御手段１３に位置情報として出力する。制御手段１３は、位置情報に基づきマーカを表示手段１２に撮像画像と重ねて表示する。これにより、所望の被写体の位置を特定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体を撮影する撮像装置に関し、特に被写体の位置を特定する機能を有する撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラのように、撮影により得られた撮像信号をデジタル化して処理された画像データとして記録媒体に記録する装置が普及している。また、記録媒体として、磁気テープや光ディスクに限らず、半導体メモリを記録媒体に用いたメモリカードを用いるものも商品化されている。

この様な撮像装置の分野において、従来、被写体の位置とカメラの位置とを合わせる方法としては、自分自身を撮影する際に、被写体が操作するリモコンの赤外線で被写体の位置を特定する方法が考えられている（特許文献１）。

特許文献１に示された追尾型カメラは、概略以下のようなものである。

被写体自身がリモコンを操作することで、リモコンから赤外光が出力される。これをカメラ側の処理部にある受光手段で受ける。受光手段で受光した信号から、リモコンのある方向を上下左右として検知して、雲台を動かすと共に、上下左右を示す４つのＬＥＤを点灯させて、雲台の動作を被写体に知らせることができる。
特許第２８６６１８３号公報

しかしながら上記の追尾型カメラは、被写体自身を撮影するための装置であり、例えば、運動会等のように、同じような服装で且つ多くの人の中から被写体を特定する様な用途には、言及されていない。仮に、この様な状況での利用したとしても、被写体が上下左右のいずれかの方向にいるかどうかまで検出できたとしても、ファインダー内で被写体を特定するまでには到らない。

本発明は上記課題を解決し、被写体を特定し難い状況下においても、被写体の位置を確実に特定することができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、被写体から出力される赤外光の出力信号を、被写体の画像信号と共にカメラ部で入力し、受光した赤外光の画像信号から被写体の位置を検出して、表示手段の画面上に被写体の画像信号と位置を示すマーカとを重ねて表示させるものである。

本発明の撮像装置は、光データを発する識別情報出力部を、予め被写体に取り付けておき、光データの送受信の結果をもって被写体の位置を表示画面上の画像に重ねて表示するため、人混み等目視によって被写体が見つからない状態であっても被写体を画面上で特定することができ、素早く撮影を開始し更には被写体を確実に追尾することができるという利点がある。

本発明の撮像装置は、所定の光データを送信する識別情報出力部と、前記光データを受信し、赤外画像信号として出力すると共に、被写体を撮像し可視画像信号を出力する撮像手段と、前記可視画像信号を表示するために所定の処理を施す信号処理手段と、前記赤外画像信号を処理することにより前記識別情報出力部からの光データを検出し、その画面上の位置を赤外位置情報として出力する赤外位置情報検出手段と、前記信号処理手段からの画像データと前記赤外位置情報に基づくマーカとを表示する表示手段とを備えるものである。これにより、赤外光の受光及び被写体位置を表示するという目的を、従来のカメラと同じ外観、同様の使用方法で実現し得るものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。

図１において、２０１は被写体の一部に取り付けられる識別情報出力部であり、２１１は識別情報を記憶した記憶手段、２１３は識別情報を光データに変換して出力する光送信手段、２１２は識別情報を記憶手段２１１から読み出した後識別情報を光送信手段２１３に出力する制御手段である。

一方、２２０は撮像装置本体である画像データ記録部であり、以下に主な構成を説明する。

１は被写体の画像信号を出力するとともに、識別情報出力部２１０からの光データを受光し赤外画像信号を出力する撮像手段である。１１は撮像手段１からの画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データに変換すると共に、表示や記録を行うに必要な処理を行う信号処理手段、３は信号処理手段１１からの可視帯域成分の画像データを一旦格納し、且つ圧縮された画像データを記録する記録媒体、１２は一旦格納した画像データを表示する表示手段、６は記録媒体３に一旦格納した画像データを圧縮して得られる圧縮データを記録媒体３へ記録するデータ圧縮手段、１４は撮像手段１から順次出力する赤外帯域成分の画像信号を入力し、画面上の位置を検出する赤外位置検出手段、１３は表示手段１２への可視帯域成分の画像データ表示及び赤外位置情報に従って表示手段１２への赤外位置表示を指示する制御手段である。

ここで、撮像手段１の構成について説明する。撮像手段１は、例えば図２に示す様に、対物レンズ２１、固体撮像素子（ＣＣＤ）２２、信号処理回路２３から構成される。ＣＣＤ２２は、可視帯域成分の光及び波長７８０ｎｍ以上の赤外線を受光可能である。ＣＣＤ２２の各イメージセンサの画素には、例えば、赤、緑、青の各色フィルタ（補色を透過するフィルタであってもよい）と、赤外帯域成分を透過する赤外透過フィルが配置される。ＣＣＤ２２からの信号は、信号処理回路２３で所定の処理が施されて、可視帯域の画像信号と、赤外帯域の画像信号とが出力される。

この撮像手段１の構成は、如何なる構成であっても良く、例えば図３に示す様に構成することも可能である。

図３において、撮像手段１は、対物レンズ３１、プリズム３２、可視帯域フィルタ３３、固体撮像素子（ＣＣＤ）３４、赤外帯域フィルタ３５、固体撮像素子（ＣＣＤ）３６から成る。対物レンズ３１からの光は、プリズムで分光し、一方は、可視帯域フィルタ３３を介してＣＣＤ３４で電気信号に変換され、可視画像信号として出力される。他方、赤外帯域フィルタ３５を介しＣＣＤ３６で電気信号に変換され、赤外画像信号として出力される。

このように、撮像手段１は、様々な構成が考えられ、性能、コスト等を考慮に入れて適当なものを用いればよい。要は、通常の画像信号と識別情報出力部２１０からの赤外光を分離出力可能なものであればよい。或いは、独立した撮像手段を２つ備え、一方を被写体の撮影用として、他方を赤外光の検出用とする構成であってもよい。

撮像手段１からの可視画像信号は、信号処理手段１１に入力される。信号処理手段１１は、撮像手段１に対して動作クロックを供給しつつ、撮像手段１によって撮影した被写体の画像信号を動作クロックに従って順次入力する。この時の画像信号は静止画であっても或いは動画であっても構わない。

次に信号処理手段１１は、画像信号を順次Ａ／Ｄ変換して画像データに変換した後、可視帯域成分の画像データを記録媒体３に順次一旦格納する。一旦格納された画像データは表示手段１２によってモニタ表示される。次に制御手段１３は記録媒体３に一旦格納された画像データの圧縮を指示する圧縮指示信号をデータ圧縮手段６に出力する。データ圧縮手段６は、圧縮指示信号に従って記録媒体３から順次読み出した画像データを順次圧縮して得られる圧縮画像データを順次記録媒体３に記録する。この圧縮画像データは画像データが静止画であれば例えばＪＰＥＧ形式、或いは動画であればＭＰＥＧ形式が考えられるがいかなる圧縮方法であっても構わない。また、記録媒体３は画像データを一旦格納する領域と圧縮画像データを格納する領域とを持つが同じ領域を共用しても構わず更に各格納領域を複数用意して高速に格納及び画像圧縮処理を行わせることも構わない。また、記録媒体３として、画像データを一旦格納する記録媒体と、圧縮画像データを格納する記録媒体とを別個に設け、圧縮画像データを格納する記録媒体を着脱可能に構成しても構わない。

一方、被写体となる人物等の例えば帽子の頂点等に取り付けられた識別情報出力部２１０において、まず制御手段２１２は記憶手段２１１に記憶された識別情報を読み出した後光送信手段２１３に識別情報を出力する。

この識別情報は、例えば１又は０のデジタルデータの組み合わせによるパターンの違いによって固有の識別情報を持つことができる。これによって、光送信手段２１３から出力する波長を決定してもよし、出力のパターンを可変にしてもよい。

次に光送信手段２１３は識別情報を光データに変換した後、発光ダイオード等の光素子によって光データを赤外光として出力する。

この時の赤外光は例えば赤外線等の目視できない周波数成分のデータであっても構わず、更に識別情報は振幅値の変動或いは周波数の変動パターン等の違いによって識別させることも考えられる。即ち、種々の変調方式を応用することが可能である。

識別情報出力部２１０から出力される赤外光は、被写体の画像信号と共に画像データ記録部２２０で撮影されており、撮像手段１に入力される。ここで撮像手段１は、可視帯域の光と、赤外帯域の光とを分離出力できるので、識別情報出力部２１０からの光データは、赤外画像データとして出力される。撮像手段１からの赤外画像信号は、赤外位置検出手段１４へ順次出力される。この時出力される画像データの順番として例えば画面の左上に相当する画像データを先頭に右方向へ順に出力され、１つの画像データは例えば８ビットのデータである。

赤外位置検出手段１４は、入力された画像データから識別情報出力部２１０からの光データを検出する。例えば、赤外画像信号は、図４（ａ）に示すように、発光体を識別することができる。なお図４は、画面のイメージを表している。しかしながら、何らかの光源などが複数存在している場合は、幾つかの候補が存在して、被写体を特定することが出来ない。そこで、所定の波長を透過、或いは除去するフィルタを用いることで、特定の波長の光データを検出することができる。例えば、識別情報出力部２１０からの光データの波長が、２μｍとすると、この帯域をカットするフィルタを通すことで図４（ｂ）のようになる。通常の光源は多くの波長が混在するので、除去されることがない。そして、元の画像（図４（ａ））から（ｂ）の画像を減算することで、図４（ｃ）の画像データが得られる。なお、所望の波長の信号を透過するフィルタを用いて、図４（ａ）から図４（ｃ）の画像データを得てもよい。

また、図４（ｃ）の画像データを時間軸方向のデータ（例えば、０，１のパターン）に変換して、識別情報との一致不一致を検出して、検出精度を高めることも可能である。この場合、フレーム周波数のサンプリングとなるので、識別情報出力部２１０からの信号の周期は、その１／２以下が望ましい。

また、正しく検出するために、光送信手段２１３から出力される光データの波長と、赤外位置検出手段１４で用いるフィルタの波長を予め設定しておいても、可変で設定してもよい。

赤外位置検出手段１４で検出した画像データに基づき、表示手段１２で表示するための位置情報を算出し、制御手段１３に出力する。位置情報は、画面上の座標を求めることで与えられる。座標を求める方法としては、例えば表示手段１２の画面の解像度がＶＧＡサイズであれば縦４８０画素、横６４０画素が１画面相当であるため求めた画像データの個数から縦、横の位置が求められる。

制御手段１３は、表示手段１２の例えば液晶パネル等の画面に対して赤外位置情報に従った位置に赤外光の位置を示すマークを表示する。マークは画像データの表示に重ねて矢印又は絵によって知らせる方法が考えられるがいずれの方法であっても構わない。また、検出した位置情報の領域を示すマークでもよい。図５は本発明の実施の形態の外観を示したイメージ図であり、被写体の頭部に取り付けた識別情報出力部２１０から出力される赤外光を画像データ記録部２２０によって被写体の画像信号と共に入力し特定すべき被写体の画面位置を表示手段１２によってマークを表示させる。

ここで赤外位置検出手段１４は、画像データ記録部２２０と識別情報出力部２１０とを一対で光送受信することにより予め識別情報を選択しているため、固有の識別情報出力部２１０を識別することができ、例えば画像データ記録部２２０、即ちカメラを最初に使用する前に一度だけ光送受信しておけば、その固有の識別情報を選択（或いはセット）するので、以降、送受信側で設定などをすることは必要ない。この識別情報の識別方法についても何ら制約するものではない。

また、本実施の形態における撮像装置は、単に、被写体が存在していると思われる領域を示すだけの動作としてもよい。検出した位置情報に基づく領域をズームアップして、目視で確認することができるからである。

また、本実施の形態における撮像装置は、ハードウェアでもソフトウェアでも構成することができることは言うまでもなく、ソフトウェアで実現する場合は、これを媒体に記録した状態でコンピュータなどの本発明の機能を実現する機器に提供することができる。

また、本実施の形態における撮像装置は、識別情報出力部２１０の識別情報を固定として記憶手段２１１から読み出すようにしたが、記憶手段２１１に複数の識別情報を予め記憶させておき画像データ記録部２２０を用いて任意の識別情報を選択させるようにしても構わず、或いは画像データ記録部２２０に複数の識別情報を予め記憶させておき識別情報出力部２１０を用いて任意の識別情報を選択させるようにしても構わない。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、固有の識別情報を出力する識別情報出力部２１０を被写体の一部に取り付けておき、画像データ記録部２２０によって特定の識別情報にのみ反応して表示画面に表示するようにしたので、識別情報出力部２１０を取り付けた複数の被写体が近くにいた場合であっても所望の被写体の位置を特定することができる。

更に、画像データ記録部２２０を上下左右に可動する台座に取り付け、制御手段１３によって赤外光が画面の中心或いは任意の位置となるようにモータ等によって台座を動かすことで、特定の被写体を自動追尾させることも可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による撮像装置について説明する。基本的な構成は、図１に示したものと同様であるが、赤外位置検出手段１４の動作が異なる。

本実施の形態では、撮像手段１からの赤外画像信号を、図６に示すように格子状（他の区切り方でもよい）に区切り、各領域において、光データの検出を行う。各領域は、Ｘ，Ｙの座標で示すことができる複数の画素からなる信号である。従って、各領域の信号の変化を検出して、識別情報と比較することで、対象となる被写体が位置を知ることが可能となる。

また、被写体に向けて撮影装置を構えると、手ぶれが生じ、位置の特定の精度が落ちる場合もある。その場合は、図７に示すように、撮像手段１からの可視画像信号を手ぶれ検出・補正手段７１に入力し、手ぶれを検出すると共に、手ぶれを補正した可視画像信号を得る。手ぶれ検出・補正手段７１の出力は、信号処理手段１１に入力される。また、ここで検出した手ぶれを動きベクトル信号として、手ぶれ補正手段７２に出力する。手ぶれ補正手段７２は、手ぶれ検出・補正手段からの動きベクトル信号に基づき、赤外画像信号の手ぶれを補正して、赤外位置検出手段１４に出力する。

これで、可視画像信号、赤外画像信号とも、手ぶれのない信号となる。なお、可視画像信号側で手ぶれを検出するのは、可視画像の方が手ぶれを検出するための情報（エッジ等の対象物）が多いことと、赤外画像は時間的に変化するので、手ぶれ検出に向かないことによる。また、手ぶれの検出・補正は、一般にビデオカメラ（ムービー）に適用されている技術であるので、詳細は省略する。

以上のように本実施の形態によれば、識別情報検出部２１０から出力される光データの位置を特定する他の構成を提供することができる。

本発明にかかる撮像装置は、人混み等目視によって被写体が見つからない状態であっても被写体を画面上で特定することができ、素早く撮影を開始し更には被写体を確実に追尾することができるという効果を有し、デジタルスチルカメラ、デジタルムービー等の画像を扱う機器として有用である。

本発明の実施の形態１による撮像装置の構成を示すブロック図同撮像装置の撮像手段の構成例を示すブロック図同撮像装置の撮像手段の他の構成例を示すブロック図同撮像装置の赤外位置検出手段の動作を説明するための概念図同撮像装置の動作状態を示した概念図本発明の実施の形態２による撮像装置の赤外位置検出手段の動作を説明するための概念図同撮像装置において手ぶれ補正を行う場合の構成を示すブロック図

符号の説明

１撮像手段
３記録媒体
６データ圧縮手段
１１信号処理手段
１２表示手段
１３制御手段
１４赤外位置検出手段
２１０識別情報出力部
２１１記憶手段
２１２制御手段
２１３光送信手段
２２０画像データ記録部

Claims

所定の光データを送信する識別情報出力部と、
前記光データを受信し、赤外画像信号として出力すると共に、被写体を撮像し可視画像信号を出力する撮像手段と、
前記可視画像信号を表示するために所定の処理を施す信号処理手段と、
前記赤外画像信号を処理することにより前記識別情報出力部からの光データを検出し、その画面上の位置を赤外位置情報として出力する赤外位置情報検出手段と、
前記信号処理手段からの画像データと前記赤外位置情報に基づくマーカとを表示する表示手段とを備える撮像装置。