JP2006109077A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 肉眼でみる被写体とファインダで見る被写体を等倍にして、両眼で被写体を容易に確認できるようにする。
【解決手段】 撮影モードがスポーツモードに設定された際、撮像された被写体画像の一部を抽出することにより、画面５１ａ上に表示されるファインダ画像が実物の被写体の見かけの大きさと等倍になり、一方の眼で肉眼により被写体を確認し、もう一方の眼でファインダにより被写体を確認したときに、撮影者には両眼で観察される２つの被写体が重なって認識される。画面５１ａには、撮影範囲に対する被写体の表示範囲が二重枠からなる指標画像Ａ２が表示される。スポーツモード以外の撮影モードでは、撮像された被写体画像が画面５１ａの全体に表示される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、撮像された被写体を表示する電子ビューファインダを備えたカメラに関するものである。

ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のイメージセンサを内蔵し、被写体をデジタル電子画像として記録するデジタルカメラが広く普及している。デジタルカメラには、メモリカード等の記録媒体に記録した画像を再生表示するための液晶モニタが設けられている。デジタルカメラの液晶モニタは、撮影範囲を確認するための電子ビューファインダとしても使用され、カメラ背面に備え付けられる画面サイズの大きいタイプのものと、接眼窓から画面を観察する画面サイズの小さいタイプのものとがある。前者のタイプは、表示される画像が大きいために画像の細部を確認するのに好適であり、後者のタイプは、周囲の明るさにより画面が見づらくなる不便さが生じない。

特許文献１には、透視型の光学ファインダと、撮像素子により撮像された画像を表示する電子ファインダとを備えたカメラが記載されている。このカメラでは、写真フイルムに画像を記録する撮影と、メモリに画像データとして記録する撮影とが選択でき、写真フイルムを用いた撮影を行う際に電子ファインダを使用でき、撮像素子を用いた撮影を行う際に光学ファインダを使用することができる。

従来の電子ファインダには、撮像された被写体画像を液晶モニタに表示するまでにタイムラグが存在する。したがって、高速で動く被写体を追跡しながら撮影をする場合、電子ファインダに表示される画像に時間的な遅れが生じることがある。また、画像が乱れることにより、撮影範囲や被写体の位置を正確に認識できなくなる事態が生じることがある。このため、撮影に熟練した者は、被写体やその周囲の状況を片方の眼で直接確認し、もう一方の眼で電子ファインダの画像を確認することによりシャッタチャンスを逃すような撮影ミスを防いでいる。
特開平１１−３０５２９２号公報

しかしながら、撮影範囲の全てを画面内に表示する従来の電子ファインダでは、肉眼で確認できる視野と、電子ファインダの画面で確認できる視野とに倍率の食い違いがあるため、両眼で同時に撮影範囲を認識することが困難であった。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、肉眼の視野と電子ファインダの視野との食い違いを解消し、撮影範囲や被写体の位置を両眼で正確に認識できるカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、被写体光を撮像して画像信号を得る撮像手段と、表示画面上に前記画像信号に基づく被写体画像を表示する表示手段と、前記表示画面に表示される被写体画像を、前記表示画面の観察位置から肉眼視した被写体の大きさと等倍のファインダ画像に変換する画像変換手段とを備えたことを特徴とする。

前記画像変換手段は、予め決められた画像抽出範囲に基づいて前記被写体画像の少なくとも一部を抽出することにより前記ファインダ画像を生成することを特徴とする。

被写体光を撮像面に結像させる光学系の画角を検知する画角検知手段を備え、前記画像変換手段は、検知された画角の大きさに基づいて前記画像抽出範囲を変更することを特徴とする。

前記光学系としてズームレンズを備え、前記画像変換手段は、前記ズームレンズの変倍動作に伴って前記画像抽出範囲を変更することを特徴とする請求項３記載のカメラ。

また、撮影範囲に対する前記画像抽出範囲を表示することを特徴とする。

本発明によれば、片方の眼で確認される実際の被写体に対し、画面上の被写体画像が等倍で表示されるから、両眼で２つの視野を同時に確認する際、撮影者には肉眼で見る被写体とファインダ上で見る被写体の画像とが合致し、実物と画像との二重像として認識できるので、肉眼による広い視界とモニタ画面による正確な撮影範囲とを違和感なく容易に把握することができる。

図１において、デジタルカメラ１０には、撮像レンズ１１が組み込まれたレンズ鏡胴１２が設けられている。撮像レンズ１１はズームレンズからなる。デジタルカメラ１０の上面には、レリーズボタン１３、モードダイヤル１４が設けられている。レリーズボタン１３は、半押しと全押しの２段階の押下操作が行え、半押し時には、自動露出調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの撮影準備動作が行われ、全押し時に画像の記録が行われる。モードダイヤル１４は、デジタルカメラ１０を再生モードと撮影モードとに切替える際に操作される。再生モードでは、撮影された画像を再生表示する動作が実行される。撮影モードは、特定の撮影条件に応じた撮影処理動作が実行され、通常モード、接写モード、ポートレートモード、スポーツモード等の複数の動作モードが予め用意されており、いずれかを選択する。デジタルカメラ１０の側面には、スロットカバー１５が設けられており、メモリカード４９（図３参照）を装填するためのカードスロットが保護される。

図２において、デジタルカメラ１０の背面には、接眼ファインダ２０と、バックモニタ２１とが設けられている。接眼ファインダ２０は、周囲をアイピース２２により囲まれた接眼窓２３を通して内部の小型モニタ５１（図３参照）が観察できるようになっている。バックモニタ２１とこの小型モニタ５１は液晶表示装置から構成されている。接眼ファインダ２０とバックモニタ２１は、再生モード時に画像を再生表示することに使用されるとともに、撮影モード時には撮影範囲を確認するための電子ビューファインダとして使用される。

操作部２４には、撮像レンズ１１のズーム動作を実行させるズームキー２５、設定メニューの呼び出し時に操作されるメニューボタン２６、各種の選択操作に使用される十字キー２７が設けられている。

図３において、撮像レンズ１１は、レンズモータ３０から供給される駆動力により光軸方向に移動してフォーカス調整及びズーム調整が行われる。絞り３１は、アイリスモータ３２から供給される駆動力により開口径を変化させ、撮像レンズ１１を透過する被写体光量を調節する。レンズモータ３０とアイリスモータ３２は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３の制御命令に基づいてモータドライバ３４、モータドライバ３５からそれぞれ入力される駆動パルスにより駆動量が制御される。ＣＰＵ３３は、各モータの駆動量に基づいて撮像レンズ１１のズーム位置や絞り３１の状態を常時監視する。

ＣＣＤイメージセンサ３６は、撮像レンズ１１の背後に設けられ、撮像レンズ１１を透過した被写体光を撮像し、撮像によって得られた画像信号を出力する。ＣＣＤイメージセンサ３６は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３７から入力されるクロックパルスにより電荷の転送タイミングが決定され、所定のフレームレートで撮像が行われる。

ＣＣＤイメージセンサ３６から出力された画像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３８に入力され、ＣＣＤイメージセンサ３６の各セルの蓄積電荷量を正確に反映したＲ、Ｇ、Ｂの色情報を含む画像信号として出力される。ＣＤＳ３８から出力された画像信号は、増幅器（ＡＭＰ）３９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４０でデジタル変換される。

Ａ／Ｄ４０から出力された画像信号は画像入力コントローラ４１によりＳＤＲＡＭ４３に送られ、画像データとして一時的に格納される。ＳＤＲＡＭ４３には、所定フレーム数の画像データが記憶されるようになっており、フレームレートに基づく一定時間ごとにＣＣＤイメージセンサ３６から画像信号が出力されるたびに、過去のフレームの画像データが消去され、最新のフレームの画像データが書き込まれる。

画像信号処理回路４５は、ＳＤＲＡＭ４３から画像データを読み出して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４３に格納する。ＹＣ変換処理回路４６は、画像信号処理回路４５で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４３から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。圧縮伸長処理回路４７は、画像データに対して所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施して容量の小さい記録に好適な形式に変換するとともに、圧縮処理された画像データを伸長処理して画像データを復元する処理を行う。メディアコントローラ４８は、メモリカード４９に対する画像データの記録や画像データの読み出しを制御する。

ＬＣＤドライバ５０は、バックモニタ２１及び小型モニタ５１の各画面上に画像を表示するために液晶素子を駆動する駆動信号を生成する。ＬＣＤドライバ５０は、ＳＤＲＡＭ４３に格納された画像データやメモリカード４９に記憶された画像データ、あるいはＣＰＵ３３から入力された設定メニュー等の文字データが入力され、これらが画面上で合成して表示されるための処理を行う。

ＣＰＵ３３は、レリーズボタン１３やモードダイヤル１４，操作部２４の各キーを操作して発生する操作信号を受けて、ＥＥＰＲＯＭ４４に記憶された制御プログラムを実行し、デジタルカメラ１０を電気的に管理する。ＳＤＲＡＭ４３は、ＣＰＵ３３のワークメモリとしても使用され、ＣＰＵ３３がＥＥＰＲＯＭ４４から読み出した制御プログラムや設定データ、演算値等が格納される。

ファインダ画像出力回路５２は、デジタルカメラ１０が撮影モードに設定された際、バックモニタ２１及び小型モニタ５１に出力されるファインダ画像を生成する。ファインダ画像は、ＳＤＲＡＭ４３に画像データとして格納された被写体画像に対し、解像度の調整や表示サイズの変更を伴う画像変換処理を行うことにより生成される。

図４において、ファインダ画像出力回路５２が行う画像変換処理は、撮影モードがスポーツモードに設定された場合と、スポーツモード以外の撮影モードとが設定された場合とで異なる。スポーツモード時には、被写体画像の一部が抽出され、小型モニタ５１に表示されるファインダ画像を肉眼で観察した被写体と等倍の大きさにする画像変換処理が行われる（図４（ａ））。スポーツモード以外の撮影モードが設定された時には、解像度の調整のみによる画像変換処理が行われ、被写体画像を小型モニタ５１の画面５１ａの全体に表示するための画像変換処理が行われる。（図４（ｂ））。スポーツモードでは、小型モニタ５１の画面５１ａに撮影モードの種類を表す指標画像Ａ１と、撮影範囲に対する画像の抽出範囲を示す二重枠からなる指標画像Ａ２とが表示される。指標画像Ａ２の外側の枠は撮影範囲を表し、内側の枠は画像の抽出範囲すなわち表示された範囲を表している。スポーツモード以外の撮影モードでは、その撮影モードの種類を表す指標画像Ａ３のみが表示される。

また、図５に示すように、スポーツモードでは、撮像レンズ１１のズーム動作による画角（焦点距離）の変化に応じ、ワイド時と望遠時とで被写体画像の抽出範囲が異なる。ワイド時では、上述と同様にして指標画像Ａ２とともに実物の見た目の大きさと同じファインダ画像が画面５１ａの全体に表示される。一方、望遠時には、撮像された被写体画像が画面５１ａの一部に縮小して表示されることにより、実物の被写体と同じ大きさのファインダ画像が表示される。すなわち、ワイド時には被写体画像の一部が抽出されるが、望遠時には被写体画像の全部が抽出される。ファインダ画像出力回路５２は、撮像レンズ１１のズーム位置に対応して画像の抽出範囲と表示するための解像度とを定めたデータテーブルを有しており、ワイド端と望遠端の間のズーム位置でも肉眼でみる実物とファインダでみる画像とが同じ大きさになるように画像変換処理を行う。これに伴い、撮影範囲を示す指標画像Ａ２は、ズーム位置に対応して内枠の大きさの異なるものが表示される。

ＡＥ／ＡＦ検出回路５６は、フォーカス調整時に撮像レンズ１１を光軸方向に移動させることに伴ってＣＣＤイメージセンサ３６により得られる画像データをＳＤＲＡＭ４３から順次読み出し、１フレームごとに画像のコントラストを評価することによって撮像レンズ１１が撮像面上に最も鮮鋭な被写体像を結ぶフォーカス位置を検出する。また、ＳＤＲＡＭ４３から読み出した画像データに基づいて被写界の明るさを測定し、ＣＰＵ３３に測光値を出力する。ＣＰＵ３３は、この測光値に基づいて適正露出となる絞り３１の開口径の大きさを求める。

次に図６を用いて本発明の作用について説明する。デジタルカメラ１０を用いて撮影を行う際には、モードダイヤル１４を操作して撮影シーンに最適な撮影モードを設定する。
ＣＣＤイメージセンサ３６より出力された画像信号は、ＣＤＳ３８，増幅器３９，Ａ／Ｄ変換器４０，画像入力コントローラ４１を介してＳＤＲＡＭ４３に格納される。

動体撮影に好適なスポーツモードに設定されると、ＣＰＵ３３はスポーツモードに対応する制御プログラムを実行する。ＣＰＵ３３は、ＳＤＲＡＭ４３に格納された画像データをファインダ画像出力回路５２に送る。また、ＣＰＵ３３は、撮像レンズ１１のズーム位置を示すズーム情報をファインダ画像出力回路５２に送る。ファインダ画像出力回路５２は、データテーブルに基づいてＳＤＲＡＭ４３から読み出された画像データの画像抽出処理と、表示サイズに応じた解像度の調整とを行い、生成されたファインダ画像をＬＣＤドライバ５０に出力する。ファインダ画像出力回路５２は、ＳＤＲＡＭ４３に新しいフレームの画像データが格納されるごとにファインダ画像を生成し、小型モニタ５１に表示されるファインダ画像を更新する。

撮影者は、アイピース２２に眼の周辺部を当てた状態で常に一定の位置から小型モニタ５１を観察でき、小型モニタ５１に表示されるファインダ画像が肉眼で観察した被写体と等倍の大きさになる。一方の目で被写体を肉眼により確認し、もう一方の眼で小型モニタ５１の画面５１ａに映し出される被写体を確認すると、撮影者には、実物とファインダ画像とが重なった二重像として認識される。肉眼の広い視野で、撮影テーマとする主要被写体とその周囲の状況を把握し、小型モニタ５１で正確な撮影範囲を把握することができる。両眼を用いて撮影の構図を定め、レリーズボタン１３を半押しすると、ＡＥ／ＡＦ検出回路５６により、撮像レンズ１１のフォーカス調整と、適正露出に基づく絞り３１の開口径の調整が行われる。レリーズボタン１３を全押しすると、その時点でＳＤＲＡＭ４３に格納されていた画像データは、圧縮伸長回路４７を介してメディアコントローラ４８によりメモリカード４９に記録される。

一方、スポーツモード以外の撮影モードが設定された際には、ＳＤＲＡＭ４３に格納された画像データに対してファインダ画像出力回路５２により一定の解像度調整が行われ、小型モニタ５１の画面５１ａにはＣＣＤイメージセンサ３６により撮像された撮影範囲全体を示す画像が表示される。レリーズボタン１３の半押しによりフォーカス調整と露出調整を行った後、レリーズボタン１３を全押しすることにより画像の記録が行われる。

なお、上記実施形態は、ＣＣＤイメージセンサ３６により得られた画像データに対し、画像の抽出や解像度の調整による画像処理を用いて肉眼でみる被写体と等倍に表示されるファインダ画像を生成しているが、本発明においてはこれに限られず、接眼窓２３と小型モニタ５１の間にレンズを設け、画面５１ａに表示された画像を光学的に変倍し、肉眼でみる実物と等倍のファインダ画像に変換されるようにしてもよい。また、バックモニタ２１に観察窓を有するフードを取り付けられるようにし、バックモニタ２１によって実物と等倍に見える精細なファインダ画像が確認できるようにしてもよい。また、撮像レンズ１１がズームレンズからなるものに限られず、着脱可能な交換式の撮像レンズとし、レンズ交換を行う度にレンズの画角情報がカメラ側に入力されることによって、生成されるファインダ画像が決定されるようにしてもよい。

デジタルカメラの前面側斜視図である。 デジタルカメラの背面図である。 デジタルカメラのブロック図である。 スポーツモードとスポーツモード以外の撮影モードにおけるファインダ画像の表示態様をそれぞれ示す説明図である。 スポーツモードにおけるワイド時と望遠時の各ファインダ画像の表示態様を示す説明図である。 デジタルカメラの撮影モードにおける処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ 撮像レンズ
２０ 接眼ファインダ
２１ バックモニタ
２２ アイピース
２３ 接眼窓
２５ ズームキー
３０ レンズモータ
３３ ＣＰＵ
３４，３５ モータドライバ
３６ ＣＣＤイメージセンサ
５０ ＬＣＤドライバ
５１ 小型モニタ
５２ ファインダ画像出力回路
Ａ２ 指標画像

Claims (5)

1. 被写体光を撮像して画像信号を得る撮像手段と、
   表示画面上に前記画像信号に基づく被写体画像を表示する表示手段と、
   前記表示画面に表示される被写体画像を、前記表示画面の観察位置から肉眼視した被写体の大きさと等倍のファインダ画像に変換する画像変換手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
2. 前記画像変換手段は、予め決められた画像抽出範囲に基づいて前記被写体画像の少なくとも一部を抽出することにより前記ファインダ画像を生成することを特徴とする請求項１記載のカメラ。
3. 被写体光を撮像面に結像させる光学系の画角を検知する画角検知手段を備え、前記画像変換手段は、検知された画角の大きさに基づいて前記画像抽出範囲を変更することを特徴とする請求項２記載のカメラ。
4. 前記光学系としてズームレンズを備え、前記画像変換手段は、前記ズームレンズの変倍動作に伴って前記画像抽出範囲を変更することを特徴とする請求項３記載のカメラ。
5. 前記表示手段には、撮影範囲に対する前記画像抽出範囲の位置が表示されることを特徴とする請求項１ないし４にいずれか１つ記載のカメラ。
   

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