JP2006166184A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影開始操作の遅れによる撮り逃しを防止するために、撮影開始操作の数秒前からの録画を実現し、且つ、撮影者が通常撮影と変わらず自然に撮影操作が行えることを目的とする。
【解決手段】親子画面表示回路によって現在の画像と遅延画像を同時に表示する表示手段により、両方の画像を確認しながら撮影操作が行えるようにし、更に、遅延画像撮影という特殊な状況を高速録画手段により、可能な限り短い時間で済むようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部からの制御により被写体を撮影する撮像装置に関するものである。

従来、この種の撮像装置としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものがあった。図８，９は前記特許文献に記載された従来の撮像装置を示している。

図８において、遅延手段８１にはリングバッファが用いられ、古い情報を書き替えながら常に一定量の映像情報を蓄えることができるようになっている。通常撮影時には撮像手段１０から得られる画像信号が直接表示手段１２に到達し、表示手段１２は図９における遅延画面９０を出力するが、遅延手段８１が稼動すると制御手段８６はスイッチ手段８７及び８８を操作して表示手段１２及び記録手段８３へと続く画像信号経路を撮像手段１０から遅延手段８１に繋ぎ替え、撮像手段１０から取り込まれた画像信号を、遅延手段８１を介して数秒前の画像信号を表示手段１２に送り、図９における遅延画面９１を表示することができる。記録手段８３にも同じように遅延手段８１によって生成された数秒前の画像信号が送信され、表示手段１２に表示されている画像と同じものが記録される。このような装置により、撮り逃しを防ぐことができる。
特開平６−３０３６９号公報 特開平７−９９６２８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、表示回路には遅延された画像を映す遅延画面９１しか表示されず、リアルタイムの画像が表示されないため、撮像装置を被写体に向けて画角調整をしたり、ズームやフォーカスなどの調整を行ったりすることが困難である。また、遅延された画像を見ながらの撮影操作を長時間行うことは大変難しい作業であり、実用的でないなどの問題があった。すなわち、従来の構成では、現在撮影中のリアルタイム画像を表示させるのではなく、遅延画像を表示させてリアルタイム画像を撮影することになるので、上記のような問題が発生するのである。

上記従来の課題を解決するため、本発明の撮像装置は、撮影用レンズと撮影素子と信号処理回路からなる撮像手段と、撮像手段から得られる画像信号を一時的に退避させ、出力する画像信号を一定時間遅らせる緩衝バッファを備える遅延手段と、撮像手段または遅延手段からの画像信号を画面に出力する表示手段と、撮像手段または遅延手段からの画像信号の通常記録と高速記録が可能な記録手段と、撮像手段と遅延手段からの画像信号をひとつの画像信号に合成して表示手段に送信する親子画面制御手段と、親子画面制御手段の画像信号合成や現在の画像信号と遅延画像信号の時間差の検知を行い、通常の撮影状態に移行するタイミングの制御を行うシステム制御手段を備えた構成である。

以上のように本発明の撮像装置によれば、現在の画像を見ながら遅延画像を録画することができ、かつ一定時間後に通常の撮影状態に移行し、自然な形での撮影スタイルとなる。

すなわち、現在の画像を見ながら遅延画像を録画することができ、かつ遅延画像を高速再生し一定時間後に現在画像に時間的に追いつき、通常の撮影状態に移行させることができるので、撮影操作性を低下させることなく、遅延画像の撮影が可能となる。

ここで、「自然な撮影スタイル」とは通常の動画像撮影状態を指し、少なくとも表示手段にはリアルタイム画像が表示され、撮影者がそのリアルタイム画像を見ながら撮影をするスタイルである。一方、「不自然な撮影スタイル」とは、リアルタイム画像が表示されない状態で撮影を行うスタイルである。例えば、背景技術においては、リアルタイム画像を表示せず遅延した動画像を表示させて、表示された遅延画像を見ながらリアルタイム画像を撮影する状態を指す。

本発明の請求項１に記載の発明は、撮影用レンズと撮影素子と信号処理回路からなる撮像手段と、前記撮像手段から得られる画像信号を時間的に遅らせる遅延手段と、前記撮像手段または前記遅延手段からの画像信号の通常記録と高速記録が可能な記録手段と、前記撮像手段または前記遅延手段からの画像信号を画面に出力する表示手段と、前記撮像手段と遅延手段からの画像信号を一つの画像信号に合成して前記表示手段に送信する親子画面制御手段と、前記親子画面制御手段の画像信号合成や現在の画像信号と遅延画像信号の時間差の検知を行い通常の撮影状態に移行するタイミングの制御を行うシステム制御手段とを備えるものであり、これにより、現在の画像を見ながら遅延画像を録画することができ、かつ遅延画像を高速再生し一定時間後に現在画像に時間的に追いつき、通常の撮影状態に移行させることができるので、撮影操作性を低下させることなく、遅延画像の撮影が可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
初めに、実施の形態１における撮像装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置のブロック図である。なお、本実施の形態における撮像装置はビデオカメラやデジタルスチルカメラなどに相当するものであるが、以下の説明ではビデオカメラを一例として説明している。

実施の形態１の撮像装置において、１０は撮影用レンズと撮影素子と信号処理回路からなる撮像手段で、一般的にビデオカメラやデジタルスチルカメラに使用されている撮像手段に相当する。具体的には、ズームレンズなどの各種レンズや、ＣＣＤイメージセンサーやＣＯＭＳセンサーなどの撮像素子などから構成される。

１１は撮像手段１０から得られる画像信号を最大、及び既定の設定で５秒間分バッファリング可能な８ＭＢの緩衝バッファを備える遅延手段で、本実施の形態では５秒間分バッファリング可能としたが、この時間は一例であり他の設定あっても構わない。また、８ＭＢの容量も、他の値であっても構わない。

１２は撮像手段１０または遅延手段１１からの画像信号を３２０×２４０ピクセルの画面に出力する表示手段で、入力される画像を前記解像度になるように信号処理する信号処理回路や、信号処理された画像を表示する液晶ディスプレイなどの表示デバイスや、表示デバイスを駆動する駆動回路などからなる。本実施の形態ではビデオカメラを一例として説明しているため、表示手段は２〜４インチ程度の液晶ディスプレイに画像を表示するための手段に相当する。

１３は撮像手段１０または遅延手段１１からの画像信号を６Ｍｂｐｓのビットレートで記録する記録手段で、前記ビットレートは一例であり、他の値であっても構わない。記録手段１３は、入力される画像を記録媒体に応じた信号に処理する信号処理回路や、信号処理された画像を記録する記録媒体などから成るものである。記録媒体は、本実施の形態ではビデオカメラを一例として説明しているため、ビデオテープなどのテープ状媒体や、メモリカードなどの半導体メモリを想定しているが、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）などのディスク状媒体やハードディスクドライブなどの固定式媒体であっても構わず、記録媒体の種類は限定されない。

１４は撮像手段１０と遅延手段１１からの画像信号をひとつの画像信号に合成して表示手段１２に送信する親子画面制御手段で、「親子画面」とは図２における右側の画面イメージに示すように、第１の画像信号（親画面２０）に重畳する状態で、第１の画像信号よりも画像サイズが小さい第２の画像信号（子画面２１）を表示させた状態のことをいい、「ピクチャ・イン・ピクチャ」などと呼ばれることもある。

１５は親子画面制御手段１４の画像信号合成や現在の画像信号と遅延画像信号の時間差の検知を行うシステム制御手段である。システム制御手段１５は、遅延手段１１における遅延時間を、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる。また、親子画面制御手段１４における子画面の大きさを、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる。さらに、親子画面制御手段１４における子画面の表示位置を、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる。

親子画面制御手段１４には、撮像手段１０から直接送られてくる画像信号線と、遅延手段１１を経て送られてくる２本の画像信号線が繋がっており、親子画面制御手段１４の先に更に表示手段１２が繋がっている。システム制御手段１５にも同様に、撮像手段１０から直接送られてくる画像信号線と、遅延手段１１を経て送られてくる２本の画像信号線が繋がっており、その先の記録手段１３に接続する画像信号をどちらにするか切り換えることができる。また、システム制御手段１５は親子画面制御手段１４とも信号線が繋がっており、システム制御手段１５は親子画面制御手段１４に直接命令を送り、これを制御することができる。このような構成により、現在の画像と遅延画像を同時に表示手段１２上に表示したり、互いの表示位置を入れ替えたり、表示手段１２の表示を自由自在に制御することができる。

なお、遅延手段１１の緩衝バッファの容量、記録手段１３が記録する動画のビットレート、表示手段１２の画面解像度は他の値でも良い。また、緩衝バッファにバッファリング可能な時間の最大値は、緩衝バッファの容量を、画像信号と音声信号のビットレートを合計したビットレート値で割った数以下であれば、他の値でも良い。

次に、実施の形態１におけるシステム制御手段１５の動作を説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施の形態１におけるシステム制御手段１５の処理のフローチャートである。

本発明における撮像装置が動画撮影可能状態（Ｓ６００）で遅延画録画設定操作（Ｓ６０２）が行われると、遅延手段１１に対して緩衝バッファへのバッファリング開始命令を行う（Ｓ６０３）。なお、遅延画録画設定操作を行う前に設定画面移行操作（Ｓ６０１）を行うと、遅延時間設定、親子画面入換設定、子画面サイズ及び表示位置設定などの、遅延手段１１及び親子画面制御手段１４に関する設定（Ｓ６１７）を行うことができる。遅延画撮影設定操作（Ｓ６０２）が行われた後、既定の設定である遅延設定時間５秒分の画像データが緩衝バッファに蓄積されると、遅延手段１１から送信開始通知が行われる（Ｓ６０５）。なお、５秒分の画像データが緩衝バッファに蓄積される前に設定画面移行操作（Ｓ６０４）を行うと、上記と同様の遅延手段１１及び親子画面制御手段１４に関する設定（Ｓ６１８）を行うことができる。

遅延手段１１からの送信開始通知（Ｓ６０５）をシステム制御手段１５が検知すると、予め設定された親子画面入換設定を読み取り（Ｓ６０６）、親子画面制御手段１４に対して画像信号を合成する命令と共に、予め設定されている親子画面入換設定情報・子画面サイズ設定情報・子画面表示位置設定情報を送信する（Ｓ６０７、Ｓ６１９）。この後、撮影開始操作（Ｓ６０９）が行われる前に設定画面移行操作（Ｓ６０８）を行うと、上記と同様の遅延手段１１及び親子画面制御手段１４に関する設定（Ｓ６１８）を行い、親子画面設定手段１４に対して合成解除命令を送信した後、遅延画撮影設定操作（Ｓ６０２）を行った直後からやり直すことができる。

親子画面制御手段１４に対して画像信号を合成する命令と共に、予め設定されている親子画面入換設定情報・子画面サイズ設定情報・子画面表示位置設定情報を送信（Ｓ６０７）した後に、システム制御手段１５が設定画面移行操作（Ｓ６０８）ではなく撮影開始操作（Ｓ６０９）が行われたことを検知すると、遅延手段１１に対して画像信号の転送速度を上げるように命令すると共に、記録手段１３に対して高速記録命令を行うことにより、遅延画像の高速録画が開始する（Ｓ６１０）。なお、親子画面制御手段１４及び表示手段１２が受信する画像信号の転送速度も同時に上がるため、遅延画面２１では記録速度と同じ速さで遅延画像が再生されるが、記録手段１３では送信されてくる送信速度に同期して高速録画を行うため、データ再生時には等倍速の再生速度となる。遅延画像の高速記録によって遅延手段１１の緩衝バッファに一時退避された画像データが全て放出されると、同手段はシステム制御手段１５に対して転送完了通知を行う（Ｓ６１１）。システム制御手段１５がこの通知を検知すると、記録手段１３に繋ぐ画像信号線を撮像手段１０から直接システム制御手段１５に到達している画像信号線に切り換え通常記録命令を行う（Ｓ６１２）と共に、親子画面制御手段１４に画像信号の合成を解除し子画面表示をＯＦＦにする命令（Ｓ６１３）を行うことで、表示手段１２に出力される画面が現在の画面２０のみとなり、通常の動画記録と同じ状態となる。

撮影停止操作（Ｓ６１４）が行われた後、電源ＯＦＦや撮影した画像の再生など、他の機能に移行される（Ｓ６１５）と、システム制御手段１５、及びこのシステムの処理が終了する。撮影停止操作（Ｓ６１４）の後も動画撮影可能状態が続行する場合、再び遅延手段１１内の緩衝バッファへの画像データのバッファリングが開始する（Ｓ６０１）。

なお、本実施の形態において、遅延画撮影機能使用時、不使用時問わず、撮影開始待ち状態であれば、遅延時間設定、親子画面入換設定、子画面サイズ及び表示位置設定を行うことができる（Ｓ６１７）。また、既定値はそれぞれ、遅延時間５秒、現在の画像が親画面、子画面サイズ１２０×９０ピクセル、子画面表示位置は、子画面の左上の角の位置が親画面の中心（Ｘ座標１６０、Ｙ座標１２０）とするが、それぞれの既定値は他の値でも良い。

次に、実施の形態１における表示手段１２に出力される画面について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における撮像装置の表示手段１２の表示例である。

遅延手段１１内の緩衝バッファに、既定の遅延時間５秒分の画像データが蓄積されると、システム制御手段１５がそれを検知して親子画面制御手段１４に現在の画像信号と遅延画像信号を合成するよう命令する。親子画面制御手段１４はその命令により、親子画面を生成し、表示手段１２に出力する。すると、表示手段１２における現在の画像信号（親画像）上に遅延画面２１が現れる。この時、予め設定された親子画面入換設定により、遅延画面２１が図２のように親画面になるか子画面になるかどちらか一方に決定する。

次に、実施の形態１における遅延手段１１の動作を説明する。図３は、本発明の実施の形態１における遅延手段１１の処理のフローチャートである。

システム制御手段１５からの動画像データのバッファリング命令（Ｓ３０）を受けると、遅延手段１１の緩衝バッファに動画像データのバッファリングを開始する（Ｓ３１）。この動画像データ（６Ｍｂｐｓ）のバッファリングが設定値５秒分に達すると、画像信号の送信を開始することをシステム制御手段１５に通知し（Ｓ３２）、親子画面制御手段１４及びシステム制御手段１５に向けて画像信号の送信を開始する（Ｓ３３）。その後、システム制御手段１５が親子画面制御手段１４の設定と記憶手段１３への画像信号経路設定を完了させると、遅延手段１１に対して画像信号高速送信の命令が行われる。この命令により、遅延手段１１は送信速度を高速送信に変更する（Ｓ３４）。これにより、緩衝バッファに一時退避された画像データを高速に放出し、緩衝バッファが空になると、そのことをシステム制御手段１５に通知し、画像信号の送信を終了する（Ｓ３５）。

次に、実施の形態１における記録手段１３の動作を説明する。図４は、本発明の実施の形態１における記録手段１３の処理のフローチャートである。

システム制御手段１５から記録命令を受信すると、記録手段１３の処理が開始する。まず、記録命令が、通常速度での記録命令であるか、高速での記録命令であるかを判断する（Ｓ４０）。通常速度での記録命令であれば通常記録（Ｓ４１）、高速での記録命令であれば高速記録を行う（Ｓ４３）。この間もシステム制御手段１５からの命令のポーリングを行い、記録速度の変更に備える（Ｓ４２）。システム制御手段１５から記録終了の命令を受信すると、記録処理を終了する。

次に、実施の形態１における親子画面制御手段１４の動作を説明する。図５は、本発明の実施の形態１における親子画面制御手段１４の処理のフローチャートである。

システム制御手段１５から画像信号送信命令を受けると、親子画面制御手段１４は表示手段１２に対して画像信号の送信を開始する。この時、子画面表示がＯＮかＯＦＦかを判断し（Ｓ５０）、子画面表示ＯＦＦの命令の場合、現在の画像信号を親画面として親画面のみを表示手段１２に送信する（Ｓ５１）。子画面表示ＯＮの命令の場合、同時にシステム制御手段１５から受信した子画面サイズ情報と子画面表示位置情報を元に子画面の設定処理を行い（Ｓ５３）、同じく同時に受信した親子画面入換設定情報によって、現在の画像と遅延画像のどちらを親画面にするかを決定し、両者の画像信号を合成し表示手段１２へ送信する（Ｓ５４、Ｓ５５）。

次に、実施の形態１における各実現手段の動作のタイミングについて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における各実現手段の動作のタイミングを表したタイミングチャートである。図７（ａ）は現在画像（リアルタイム画像）の状態を示し、ＯＮの時は、装置本体の電源を投入し撮像手段１０を介してリアルタイム画像が表示手段１２に表示されている状態である。図７（ｂ）は遅延手段１１における再生動作を示すものであり、高速再生と通常再生と非表示（画像信号が出力されていない状態）とがある。図７（ｃ）は通常画像と遅延画像との時間差を示すものであり、レベルが高いほど時間差が大きくなり、「設定値」は本実施の形態では５秒に設定した。図７（ｄ）は記録手段１３における記録動作を示すものであり、高速記録と通常記録と待機状態とがある。
図中のステップ番号Ｓ６ｎｎ番のものは、図６Ａ及び図６Ｂのシステム制御手段１５のフローチャートにおけるステップ番号に対応している。

撮像装置が動作可能状態になる（Ｓ７１）と、表示手段１２に現在画像が表示される（Ｓ６００）。その後、遅延画録画設定操作が行われる（Ｓ７２）と、遅延手段１１内部のバッファへの動画像データ蓄積が始まり（Ｓ６０１）、動画像データ（６Ｍｂｐｓ）のバッファリングが設定値５秒分に達すると、システム制御手段１５によってバッファリングされた動画像データの初めの部分から再生が行われ、その画像が表示手段１２に表示される（Ｓ６０７）。この時、現在の画像と遅延画像のどちらが親画面となるかは、事前に設定されている（Ｓ６１７）。

撮影開始操作が行われる（Ｓ７３）と、システム制御手段１５によって遅延手段１１のバッファから記録手段１３へ動画像データの高速記録が行われる（Ｓ６１０）。高速記録が行われている間、表示手段１２に表示されている遅延画像は、記録の速度に同期して高速に表示される。高速記録によってバッファリングされていた遅延画像が全て記録手段１３に記録される（この時、遅延画像と現在の画像の時間的な差異はゼロになっている）と、遅延手段１１はシステム制御手段１５に完了通知が送信され、システム制御手段１５は表示手段１２から遅延画像の表示を消し、記録手段１３へ送信する画像信号を遅延画像信号から現在の画像信号に切り替えると共に、記録手段１３の記録速度を等倍速に切り替え、以後は通常撮影モードと同じ状態で録画が進行する（Ｓ６１２）。その後、撮影終了操作が行われる（Ｓ７４）と、再び遅延手段１１内のバッファへの動画像データ蓄積が始まる（Ｓ６０１）。この時、遅延画撮影モードをやめるか、そのまま再び撮影開始操作を行うかを選択する（Ｓ６１５）。撮影開始操作を行う（Ｓ７３）と、再び遅延画像の高速記録が開始する（Ｓ６１０）。以後、遅延画撮影モードを終えるまで、処理が繰り返される。

以上のように本実施の形態によれば、現在の画像と遅延画像とを同一画面上に同時に表示させることができるので、現在の画像を見ながら遅延画像を録画することができ、かつ遅延画像を高速再生し一定時間後に現在画像に時間的に追いつき、通常の撮影状態に移行させることができるので、撮影操作性を低下させることなく、遅延画像の撮影が可能となる。さらには、遅延画像を撮影するモードでも、無理なく長時間撮影することができる。

本発明にかかる撮像装置は、撮影開始操作の遅れによる撮り逃しを防ぐことができ、現在の画像と録画中の遅延画像を同時に確認しながら撮影操作ができるため、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラやカメラ付携帯電話機等の撮像装置の用途に有用である。

本発明の実施の形態１における撮像装置のブロック図 本発明の実施の形態１における表示手段での表示例を示す模式図 本発明の実施の形態１における遅延手段処理のフローチャート 本発明の実施の形態１における記録手段処理のタイミングチャート 本発明の実施の形態１における親子画面制御手段処理のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるシステム制御手段処理のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるシステム制御手段処理のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるシステム制御手段処理のタイミングチャート 従来の撮像装置のブロック図 従来の表示手段での表示例を示す模式図

符号の説明

１０ 撮像手段
１１ 遅延手段
１２ 表示手段
１３ 記録手段
１４ 親子画面制御手段
１５ システム制御手段

Claims (6)

1. 撮影用レンズと撮影素子と信号処理回路からなり入射される光信号を電気信号として出力する撮像手段と、前記撮像手段から得られる画像信号を時間的に遅らせる遅延手段と、前記撮像手段または前記遅延手段からの画像信号の通常記録と高速記録が可能な記録手段と、前記撮像手段または前記遅延手段からの画像信号を画面に出力する表示手段と、前記撮像手段と遅延手段からの画像信号を一つの画像信号に合成して前記表示手段に送信する親子画面制御手段と、前記親子画面制御手段の画像信号合成や現在の画像信号と遅延画像信号の時間差の検知を行い通常の撮影状態に移行するタイミングの制御を行うシステム制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１記載の記録手段にて動画像の記録が開始されると、同項記載の遅延手段から同項記載の表示手段及び記録手段に送信される遅延信号の転送速度が上がり、それに同期して表示手段に表示される画像の再生速度が上がり、それによって現在の画像と遅延画像の時間的差異が縮まり、最終的に時間的差異がゼロになったことを同項記載のシステム制御手段が検知すると、自動的に記録手段に転送する画像信号を遅延画像から現在の画像に切り換えると共に、同項記載の親子画面制御手段を制御して表示手段に表示する画像を現在の画像のみにする機能を備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１記載の遅延手段における遅延時間を、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる同項記載のシステム制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１記載の親子画面制御手段における子画面の大きさを、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる同項記載のシステム制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１記載の親子画面制御手段における子画面の表示位置を、設定操作にて予め一定範囲内で設定することができる同項記載のシステム制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１記載の親子画面制御手段における親画面または子画面として受信する画像信号について、どちらが現在の画面が遅延画面かを設定操作にて切り換えることができる同項記載のシステム制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。

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