JP2008078828A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤで撮影した被写体の大きさを容易に把握することができるディジタルカメラを提供する。
【解決手段】ＣＰＵブロック１０４−３は、合焦しているか否かの判別を行い、合焦していると判別したときは、前述したスケール長を算出するための演算を行うことにより被写体画像幅Ｄｂ’を算出する。次に、予め単位化したスケールの中に算出した被写体画像幅Ｄｂ’の２０％に近いスケール長のスケールが有る否かの判別を行い、スケールが存在する場合は、被写体画像幅Ｄｂ’の２０％に最も近いスケール長のスケールを選択して表示する（Ｓ１〜Ｓ５）。
【選択図】図５

Description

本発明はディジタルカメラ等の撮像装置の合焦装置に関するものである。

近年、ディジタルカメラの改良により、撮影距離に関しては至近側に撮影可能範囲が広くなり、いわゆるマクロ撮影が可能な公知の機種が多数ある。また、撮像素子も高解像化し、より精緻な画像が撮像できるようになっている。
前記のようなディジタルカメラの使用例として、カメラ鏡胴先端から３０ｃｍ以下、特に１ｃｍから数ｃｍの範囲では、被写体を拡大鏡の写し取りの如く撮像し、ＰＣのディスプレイやインクジェットプリンタを用い、Ａ４大の用紙に印刷して細部の解析や鑑賞に利用する方法がある。

これらは撮影距離や焦点距離によっては実寸の数倍から数百倍に拡大して閲覧することが可能であるが、第３者が閲覧した場合、直観的に縮尺を把握しにくい画像となることも多い。例えば、変化の乏しい画像や、撮影意図が不明で、構図の把握できない画像、あるいは建造物のミニチュアなど企図して縮小した被写体を撮影した画像などを第３者が閲覧する場合、縮尺情報を得ることで構図や撮影意図、被写体の撮影環境がより直観的に把握できる。また、各画像の縮尺情報が分かれば、複数枚に分けて撮影した被写体の大小比較も容易にできる。
先行文献として、特許文献１には寸法が既知の対象物があり、それを表示している際、寸法を付随して表示することで操作者の画像の把握を補助する手段が開示されている。
特許第２５２２７８７号

しかしながら、従来は、不特定多数の被写体に対し、実寸に対する縮尺を定量的に示す手段はディジタルカメラには提供されてはおらず、撮影距離と画角から手計算で割り出すか、スケーラと一緒に撮影することで対処する程度であった。
また、ＣＣＤサイズなど縮尺を算出するための十分な情報がファイル内の記録情報として残されないため、スケーラを復元するにはファイル外に手作業で情報を持たなければならず、管理が煩雑になるという問題点があった。
本発明は、上記したような点に鑑みてなされたものであり、撮像素子で撮影した被写体の大きさを容易に把握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。

上記目的を達成するため、本発明の撮像装置は、フォーカスレンズを含む自動合焦手段を備えた撮像装置において、撮像手段と、被写体面における対角画角長及び前記撮像素子の縦横比から被写体画像幅を算出する算出手段と、前記算出手段により算出した算出結果に基づいてスケールを選択するスケール選択手段と、前記撮像手段により撮像した撮像画像と前記スケール選択手段により選択したスケール画像とを表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
また本発明の撮像装置は、前記表示手段に表示するスケールのスケール情報を格納する格納手段を備えることを特徴とする。

また本発明の撮像装置は、前記スケール情報は、前記撮像素子の対角長、前記撮像素子から前記フォーカスレンズまでの焦点距離、及び前記被写体から前記フォーカスレンズまでの合焦距離であることを特徴とする。
また本発明の撮像装置は、前記スケール情報はファイルヘッダ内の所定領域に格納されていることを特徴とする。

本発明によれば、算出手段により、被写体の合焦面における対角撮影画角長及び前記撮像素子の縦横比から被写体画像幅を算出し、算出した算出結果に基づいてスケールを選択手段によりスケール選択し、表示手段に撮像手段により撮像した撮像画像とスケール選択手段により選択したスケール画像を表示することで、撮影者が被写体の大きさを把握することができる。

以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の撮像装置の実施形態であるディジタルカメラの概観図であり、図１（ａ）はカメラ上面図、図１（ｂ）はカメラ正面図、図１（ｃ）はカメラ裏面図である。又、図２は、本実施形態のディジタルカメラを機能ごとに示したブロック図である。
まず、図１、図２を用いて本実施形態のディジタルカメラの動作を説明する。
図１、２において、鏡胴ユニット（鏡胴手段）７は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ７−１ａ及びズームモータ７−１ｂからなるズーム光学系７−１、フォーカスレンズ７−２ａ及びフォーカスモータ７−２ｂからなるフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａ絞り３ｂからなる絞りユニット７−３、メカシャッタ７−４ａ、メカシャッタモータ７−４ｂからなるメカシャッタユニット７−４、これらの各モータを駆動するモータドライバ７−５からなっている。

操作キーユニットは、電池電源をＯＮ・ＯＦＦする電源ＳＷ１３と、ＺＯＯＭ・ＳＷ（ＷＩＤＥ）ＳＷ３と、ＺＯＯＭ・ＳＷ（ＴＥＬＥ）ＳＷ４と、セルフタイマ／削除ＳＷ・ＳＷ５と、ＭＥＮＵ・ＳＷ・ＳＷ６と、上／ストロボＳＷ・ＳＷ７と、右ＳＷ・ＳＷ８と、ＤＩＳＰＬＡＹ・ＳＷ・ＳＷ９と、下／マクロＳＷ・ＳＷ０１と、左／画像確認ＳＷ・ＳＷ１１と、ＯＫ・ＳＷ・ＳＷ１２と、レリーズキーＳＷ１、各撮影モードを指示するモードダイアルＳＷ２から構成される。
モータドライバ７−５は、リモコン受光部６への入力や、操作キーユニット（ＳＷ１−ＳＷ１３）の入力に基づいて、後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内のＣＰＵ(Central Processing Unit)１０４−３からの駆動指令により駆動制御される。

ＲＯＭ(Read Only Memory)１０８にはＣＰＵ１０４−３が解読可能なコードで記述された制御プログラム、制御パラメータが格納されている。ＲＯＭ１０８に書き換え可能なフラッシュＲＯＭを用いることで、制御プログラムや制御パラメータを変更することが可能になり、機能のアップデートが容易に行える。
ディジタルカメラの電源がオン状態になると、前記プログラムは、図示しないメインメモリにロードされ、ＣＰＵ１０４−３はそのプログラムに従って、装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ１０７、及びデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内にあるローカルＳＲＡＭ(Static RAM)１０４−４に記録する。

ＣＣＤ(Charge Coupled Device)１０１は、撮影手段としての、光学画像を光電変換する固体撮像素子であり、フロントエンドＩＣ１０２は、画像ノイズ除去用二重サンプリングを行うＣＤＳ(Correlated Double Sampling)１０２−１、ゲイン調整を行うＡＧＣ（Automatic Gain Control）１０２−２、アナログ−ディジタル信号変換を行うＡ／Ｄ１０２−３、デジタルスチルカメラプロセッサ１０４内のＣＣＤ１制御ブロック１０４−１より垂直同期信号（以下、ＶＤ）、水平同期信号（ＨＤ）を供給されてＣＰＵ１０４−３により制御されるＣＣＤ１０１、フロントエンドＩＣ１０２の駆動タイミング信号を発生するＴＧ（Timing Generator）１０２−４を備える。

デジタルスチルカメラプロセッサ１０４は、フロントエンドＩＣ１０２の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、また前述したＶＤ信号、ＨＤ信号を供給するＣＣＤ１制御ブロック１０４−１、フィルタリング処理により輝度データ・色差データへの変換を行うＣＣＤ２制御ブロック１０４−２、前述した装置各部の動作を制御するＣＰＵ（制御手段）１０４−３、前述した制御に必要なデータ等を一時的に保管するローカルＲＡＭ１０４−４、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信を行うＵＳＢ(Universal Serial Bus)制御ブロック１０４−５、シリアル通信を行うシリアル制御ブロック１０４−６、ＪＰＥＧ圧縮・伸張を行うＪＰＥＧコーデックブロック１０４−７、画像データのサイズを補完処理により拡大縮小するＲＥＳＩＺＥブロック１０４−８、画像データを液晶モニタやＴＶなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示ブロック１０４−９、撮影された画像データを記録するメモリカードや、汎用のＰＣＭＣＩＡ(Personal Computer Memory Card International Association)カードやＣＦ（Compact Flash）、ＳＤ（Secure Digital）カードに対応しているＧＰＳカードなどの制御を行うメモリカードコントローラ１０４−１０を有する。

ＳＤＲＡＭ１０３は、前述したデジタルスチルカメラプロセッサ１０４で画像データに各種処理を施す際に画像データを一時的に記録する。記録されるデータは、例えばＣＣＤ１０１からフロントエンドＩＣ１０２を経由して取り込み、ＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１で、ホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態のＲＡＷ−ＲＧＢ画像データや、ＣＣＤ２制御ブロック１０４−２で、輝度データ・色差データ変換が行われた後のＹＵＶ画像データ、ＪＰＥＧコーデックブロック１０４−７で、ＪＰＥＧ圧縮が行われたＪＰＥＧ画像データなどである。
メモリカードスロット１２１は、着脱可能メモリカードや、ＧＰＳカードなどを装着するためのスロットである。内蔵メモリ１２０は、前述したメモリスロット１２１にメモリカードが装着されていない場合でも、撮影した画像データを記録できるようにするためのメモリである。

ＬＣＤドライバ１１１は、後述するＬＣＤモニタ１０を制御するドライブ回路であり、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９から出力されたビデオ信号をＬＣＤモニタ１０に表示するための信号に変換する機能を有している。
ＬＣＤモニタ１０は、例えば撮影画像のプレビューを表示するモニタであって、撮影前に被写体の状態を監視したり、撮影した画像を確認したり、メモリカードや前述した内蔵メモリ１２０に記録した画像データを表示するのに用いる。
ビデオＡＭＰ１１８は、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９から出力されたビデオ信号を、７５Ωインピーダンス変換するためのアンプであり、ビデオジャック１１９は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。ＵＳＢコネクタ１２２はパソコンなどの外部機器とシリアル接続を行うためのコネクタである。
シリアルドライバ回路１２３−１は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うために、前述したシリアルブロック１０４−６の出力信号を電圧変換するための回路であり、ＲＳ−２３２Ｃコネクタは、シリアル接続のためのコネクタである。

ＳＵＢ−ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ及びＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵであって、操作キー部（ＳＷ１−１３）や、リモコン受光部６の出力信号をユーザの操作情報として前述したＣＰＵ１０４−３より出力されるカメラの状態を、後述するサブＬＣＤ１、ＡＦ ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、ブザー１１３の制御信号に変換して出力する。
サブＬＣＤ１は、例えば、撮影可能枚数や、撮影モード（バルブモード）等の撮影条件を表示するための表示部であって、サブＬＣＤドライバ１１１は、前述したＳＵＢ−ＣＰＵ１０９の出力信号より前述したサブＬＣＤ１を駆動するためのドライブ回路である。
ＡＦ ＬＥＤ８は、撮影時の合焦状態を表示するためのＬＥＤであり、ストロボＬＥＤ９は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤである。
なお、このＡＦ ＬＥＤ８と、ストロボＬＥＤ９は、メモリカードへのアクセス中であることなどを示すなど別の表示用途に使用してもよい。

操作キーユニット（ＳＷ１−１３）は、ユーザが操作するキー回路であり、リモコン受光部６は、ユーザが操作したリモコン送信器の信号の受信部である。
音声記録ユニット１１５は、ユーザが音声信号を入力するマイク１１５−３、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰ１１５−２、増幅された音声信号を増幅し、スピーカを駆動するためのオーディオＡＭＰ１１６−２、音声信号を出力するスピーカ１１６−３からなる。
方向センサユニット１１７は、方向や加速度などを検出して出力する加速度・ジャイロセンサ１１７−２と、センサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１１７−１からなる。

図３は本実施形態の撮像装置における表示装置の画面表示例を示した図である。
図３に示す表示例は、レリーズシャッターＳＷ１を軽く押下（半押し）し、オートフォーカスによる合焦後も半押し状態を保持したときのＬＣＤモニタの画面表示例である。
図３（ａ）に示すように、本実施形態のディジタルカメラにおいては、ＣＣＤ１０１により撮影した撮影画像をＬＣＤモニタ１０に表示する際に、例えば、その右下部分に表示画像に近いスケール５１を表示するようにしている。なお、ＬＣＤモニタ１０に表示するスケールの形式は、図３（ａ）に限るものではなく、図３（ｂ）のように幅だけを表示するようにしたスケール５２や、図（ｃ）に示すように、ｉｎｃｈ単位で表示するスケール５３、或いは図３（ｄ）に示すような中心からの同心円状のスケール５４等でも良い。

本実施形態のディジタルカメラでは、上記したようなスケールを表示するにあたって、合焦レンズ位置に基づいて、焦点−被写体間の距離を算出し、例えば「１」、「２」、「２．５」または「５」という単位化したスケール５１〜５４を表示するようにしている。
また本実施形態のディジタルカメラでは、スケール長は０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、２．５ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍのいずれかであり、例えばスケール左端に０を、右端にスケール長を表示するようにしている。

ここで、図４を用いてスケール長の算出を説明する。
図４に示すように、被写体６１の合焦面６１ａにおける対角撮影画角長Ｄｂは、既知である撮像素子（ＣＣＤ）１０１の対角撮像面画角長Ｄｐ、既知である撮像素子１０１からレンズ群の中央までのいわゆる焦点距離Ｌｐ、フォーカス動作により、フォーカス光学系７−２の位置から得られる被写体側合焦距離Ｌｂを用いて下記式１により求める。
Ｄｂ＝Ｄｐ・Ｌｂ／Ｌｐ・・・式１
次に、この被写体面における対角画角長Ｄｂ及び既知の撮像素子１０１の縦横比から被写体画像幅Ｄｂを計算する。
被写体画像幅Ｄｂ’が算出されると、被写体画像幅Ｄｂ１の２０％に最も近いスケール長を適用しスケール長と画像幅の比Ｒを求める。そして対応する長さのバーと合わせてＬＣＤモニタ１０に表示する。
例えば被写体対角画角長が３０ｃｍ、撮像素子縦横比を横４：縦３とした場合、被写体画像幅は２４ｃｍとなり、被写体画像幅の２０％（４．８ｃｍ）に最も近いスケール長は５ｃｍである。スケール長対画像幅比Ｒは約２１％なのでＬＣＤモニタ１０には、表示領域幅の２１％にあたる長さのバーを表示するようにしている。

図５は上記したようなスケール表示を実現するための動作フローである。なお、この図５に示す動作フローは、デジタルスチルカメラプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３がＲＯＭ１０４に記憶されているプログラムを実行することにより実現されるものである。
この場合、ＣＰＵブロック１０４−３は、先ず合焦しているか否かの判別を行い（Ｓ１）、合焦していると判別したときは、前述したスケール長を算出するための演算を行うことにより被写体画像幅Ｄｂ’を算出する（Ｓ２）。

次に、予め単位化したスケールの中に算出した被写体画像幅Ｄｂ’の２０％に近いスケール長のスケールが有る否かの判別を行い（Ｓ３）、スケールが存在する場合は、被写体画像幅Ｄｂ’の２０％に最も近いスケール長のスケールを選択し（Ｓ４）、そのスケール表示をＬＣＤモニタ１０に表示する（Ｓ５）。一方、ステップＳ１において合焦していないと判別した場合、或いはステップＳ３において被写体画像幅Ｄｂ’の２０％に近いスケール長のスケールが無いと判別した場合は、適切なスケールを表示できないので、スケールを表示することなく処理を終了する。

このように本実施形態のディジタルカメラでは、被写体の合焦面における対角撮影画角長及び撮像素子の縦横比から被写体画像幅を算出し、算出した算出結果に基づいてスケール選択し、ＬＣＤモニタ１０に撮像手段により撮像した撮像画像と共にスケール画像を表示することで撮影者が被写体の大きさを把握することができるようになる。
また、このときスケール表示として目盛り線を表示することで撮影者が直観的に被写体の大きさを把握できる。
また、本実施形態のディジタルカメラでは、ＬＣＤモニタ１０の画面右下にスケール表示を行うようにした。一般にスケール表示は、地図の縮尺などの慣例から、左上ないし右下の周辺部に記載されるのが自然である。従って、本実施形態においても、これにならい周辺部に表示することで違和感を低減させることを考慮している。

さらに、本実施形態のディジタルカメラにおいては、スケール表示の目盛り線を、「１」、「２」、「２．５」、「５」単位のいずれかで、単位長は「ｃｍ」，「ｉｎｃｈ」或いは、その１０のべき乗のいずれかで表示するようにした。このように本実施形態では縮尺スケールに常用的な単位を用いることで撮影者がスケールを把握しやすくなる。
また本実施形態のディジタルカメラにおいては、フォーカス中にズームを操作することで、図６（ａ）に示すようにスケール５４ａの縮尺を変えたり、或いは図６（ｂ）に示すようにスケール５４ａ自体の長さを変えたりすることも可能である。これは、合焦距離が一般にズームレンズの位置に対し一意に決定でき、かつ連続的に変化するため、焦点距離Ｌｐに比例させてスケール長を変化させることで実現することができる。

また本実施形態のディジタルカメラでは、図７に示すように記録画像の撮像イメージを格納したＪＰＥＧファイルのヘッダのＥｘｉｆのメーカーノート内に、ＴＩＦＦタグ形式でスケール表示のための各種情報を格納することも可能である。
図７に示す例では、タグ“ｃｃｄｓｉｚｅ”及び“ｃｃｄｓｉｚｅＵｎｉｔ”に撮像素子１０１の対角長Ｄｐ（図７の例では１／２．７ｉｎｃｈ）を、タグ（“ｆ”および“ｆＵｎｉｔ”に焦点距離Ｌｐ（５．６ｍｍ）を、タグ“ｄｉｓｔａｎｃｅ”及び“ｄｉｓｔａｎｃｅＵｎｉｔ”合焦距離Ｌｂ（１７８．５ｍｍ）を記述している。つまり、本実施形態のディジタルカメラでは撮像イメージを格納したＪｐｅｇファイルのヘッダに「焦点距離に対する焦点から被写界合焦面までの距離の比」または「焦点距離および合焦距離」に関わる情報のうち一方または両方の情報と、かつ「撮像素子の対角長」、「撮像素子の縦横長」、「被写界合焦面の実対角長」、「被写界合焦面の実縦横長」のうち１つ以上の情報を格納するようにしている。このようにすれば、再生アプリケーションにおいて、図７で示すファイルイメージを解析しＤｐ，Ｌｐ，Ｌｂを得ることで被写体撮像範囲の対角長Ｄｂを算出し、縮尺や別欄にスケール表示することが可能になる。

また本実施形態では、上記したようなスケールに関する情報をファイルヘッダ内、具体的にはＥｘｉｆ２．１以降で定めるメーカーノートの内部に格納するようにした。ファイルヘッダは、一般に画角サイズや圧縮形式などの画像の基本情報が格納されており、これらの中に独自の情報として、各ファイル形式に準じて格納することで、既存のアプリケーションで再生可能性を維持しつつ特定のアプリケーションで縮尺表示を可能にする効果がある。具体的には、なお、現在、ディジタルカメラの静止画像形式はＥｘｉｆ準拠のＪＰＥＧが一般的であるが、Ｅｘｉｆ２．１以降では製造者の規格で自由に記載できるメーカーノートの項目がある。そこで、メーカーノートの領域にきさいすることで、既存のアプリケーションで再生可能性を維持しつつ特定のアプリケーションで縮尺表示を可能にする効果がある。

なお、本発明のディジタルカメラでは、撮影画像生成時にスケールを表示するのみならず、再生時にＥｘｉｆ内のタグを検索して再生画像に重畳表示することも勿論可能であり、これによりリサイズなどの処理を加えた後にも適切なスケールを表示することが可能である。
また本実施形態では、スケール表示とスケール情報の格納を夫々分けて説明したが、スケール表示と共に別途スケール情報を格納すれば被写体サイズの直観的把握とスケール情報の管理を同時に行うことが可能であることは言うまでもない。

本発明の撮像装置の実施形態であるディジタルカメラの概観図である。 本実施形態のディジタルカメラを機能ごとに示したブロック図である。 本実施形態の撮像装置における表示装置の画面表示例を示した図である。 スケール長の算出を説明する図である。 上記したようなスケール表示を実現するための動作フローである。 スケール表示の他の例を示した図である。 ＪＰＥＧファイルのヘッダ構造を示した図である。

符号の説明

１…ＣＣＤ、１０…ＬＣＤモニタ、５１、５２、５３、５４…スケール、１０１…ＣＣＤ、１０４…ＣＰＵ、１０７…ＲＡＭ、１０８…ＲＯＭ

Claims (4)

1. フォーカスレンズを含む自動合焦手段を備えた撮像装置において、
   撮像手段と、被写体面における対角画角長及び前記撮像素子の縦横比から被写体画像幅を算出する算出手段と、前記算出手段により算出した算出結果に基づいてスケールを選択するスケール選択手段と、前記撮像手段により撮像した撮像画像と前記スケール選択手段により選択したスケール画像とを表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記表示手段に表示するスケールのスケール情報を格納する格納手段を備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、前記スケール情報は、前記撮像素子の対角長、前記撮像素子から前記フォーカスレンズまでの焦点距離、及び前記被写体から前記フォーカスレンズまでの合焦距離であることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項２または３に記載の撮像装置において、前記スケール情報はファイルヘッダ内の所定領域に格納されていることを特徴とする撮像装置。

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