JP2008520000A - 画像生成方法及び光学装置 - Google Patents

Abstract

異なる拡大表示角度で一連の画像を生成する方法が開示される。この方法は、液体ズームレンズ（１０）及び画像記録手段を有する光学装置（１）を設けるステップと、ユーザ入力に応答して第１の拡大表示角度で対象の第１の画像を記録するステップと、第１の画像を記録した後に第２の拡大表示角度で対象の第２の画像を自動的に記録するステップとを有する。例えば、エレクトロウェッティング原理に基づくズームレンズのような液体ズームレンズ（１０）のスイッチング速度は、異なる拡大表示角度で更なる画像を自動的に生成するために利用される。この更なる画像は、有利に、光学装置（１）のユーザによって取得された画像に結合される。

Description

本発明は、対象の一連の画像を生成する方法に関する。

本発明は、更に、ズームレンズ及びズームレンズの後ろに置かれた画像記録手段を有する光学装置に関する。

画像記録の分野では、関心のある対象の一連の画像を生成すること、例えば、異なったスケールで対象を表示することが望まれうる。しかし、例えばカメラなどの光学装置の移動を避けることは困難であるため、そのような一連の画像を得ることは容易ではない。更に、対象自体が動くことがある。これは、連続した画像の夫々について十分な鮮明さを伴ってそのような一連の画像を生成することを、より一層困難にする。

デジタル画像記録方式の導入は、デジタルズーム機能の形で、このような問題の解決法を提供している。デジタルズームにより、画像は、ひと揃いの記録画素のサブセットを選択することによって、例えば表示スクリーンサイズ又は写真用紙サイズなどの所定の領域を適合させて、サブセットに含まれる画素のスペースをその所定の領域へ適合させるよう必要な大きさに直される。これは、また、時々、引き伸ばし（ｂｌｏｗ−ｕｐ）とも呼ばれる。
ＷＯ２００４／０３８４８０ ＷＯ２００４／０５０６１８

しかし、デジタルの引き伸ばしは、画像がより粗くなるという欠点を有しており、これは画像品質を低下させる。

本発明は、従来技術を改良する、対象の一連の画像を生成する方法を提供することを目的とする。

本発明は、更に、従来技術を改良する、ズームレンズ及びズームレンズの後ろに置かれた画像記録手段を有する光学装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従って、異なる拡大表示角度で一連の画像を生成する方法であって、液体ズームレンズ及び画像記録手段を有する光学装置を設けるステップと、ユーザ入力に応答して第１の拡大表示角度で対象の第１の画像を記録するステップと、前記第１の画像を記録した後に第２の拡大表示角度で前記対象の第２の画像を自動的に記録するステップとを有する方法が提供される。

当該方法は、例えばＰＣＴ出願ＷＯ２００４／０３８４８０に開示されるズームレンズ及び出願番号ＷＯ２００４／０５０６１８を有する未公開のＰＣＴ出願に開示されるズームレンズなどの液晶ズームレンズでは、固体状態のズームレンズを機械的に駆動することに比べてスイッチング速度が改善される、という認識に基づく。前出のＰＣＴ特許出願に開示されるズームレンズは、レンズの拡大表示範囲の極限の間で切り替わるために１０ｍｓより小さい標準的なスイッチング速度を有する。従って、ユーザがこのようなレンズを有する光学装置によって写真を撮ると直ぐに、光学装置は、画素濃度に関して同じ画像品質を夫々有する異なった拡大表示角度で一連の画像を即座に取得するよう構成されうる。また、液晶レンズは非常に高速であるから、ユーザが画像捕捉処理の間にカメラを動かす機会、又は対象が画像範囲の外側に移動する機会は減る。

実施例において、当該方法は、前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合するステップを更に有する。従って、生成された画像の用途の幅広さは改善されうる。

有利に、前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合する前記ステップは、前記第１の画像及び前記第２の画像のうちの１つから前記対象を抽出するステップと、前記抽出された対象を前記第１の画像及び前記第２の画像のうちの他の画像における前記対象の寸法へ変更するステップと、前記他の画像における前記対象を前記寸法を変更された抽出された対象に置換するステップとを有する。結果として、全体画像が取得可能であり、その全体画像では、関心のある対象がその周囲よりも高い画素濃度を有しており、関心のある対象が改善された画像品質により描かれる画像がもたらされる。

有利に、前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合する前記ステップは、前記第１の画像のサイズを低減するステップと、前記サイズを低減された第１の画像を前記第２の画像に挿入するステップとを有する。結果として、画像は、景色の全体又はクローズアップされた対象のサムネイルを含むよう生成されうる。

代替の実施例において、当該方法は、前記第２の画像を記録した後に第３の拡大表示角度で前記対象の第３の画像を自動的に記録するステップを更に有する。このようにして、異なる拡大表示角度での一連の画像が記録可能である。これは、例えば、光学装置のユーザがその範囲から最良の画像を選択することを可能にする。これは、ユーザが、所望の画像を生成する自動画像生成を信頼して、所望の画像に専ら近似する第１の画像を生成することを可能にするので、重要な利点である。これは、ユーザが、画像生成のために光学装置を準備するのに要する時間を少なくする。これは、特に、関心のある対象が動いている場合に有用である。

本発明の他の態様に従って、液体ズームレンズと、前記ズームレンズの後ろに置かれた画像記録手段と、第１の拡大表示角度における対象の第１の画像のユーザ制御された生成に応答して、第２の拡大表示角度で前記対象の第２の画像を自動的に生成する制御手段とを有する光学装置が提供される。

本発明の光学装置は、本発明の方法を実施して、同じ利点により恩恵を受ける。

本発明は、添付の図面を参照して、更に詳細に且つ限定されない例として説明される。

当然のことながら、図は単なる図解に過ぎず、実寸で描かれていない。また、当然のことながら、同じ参照番号は、同一又は類似する部分を示すよう全ての図を通して用いられている。

図１には、本発明に従う光学装置１が示される。光学装置１は、画像センサ２０の前に置かれた液体ズームレンズ１０を有する。画像センサ２０は、ズームレンズ１０によって補足された画像を記録して、例えばＲＧＢ又はＣＭＹ信号などの対応する出力信号を生成するよう配置される。処理装置３０は、この出力信号を受信して処理するよう配置される。処理装置３０は、ドライバ回路４０へ結合されている。ドライバ回路４０は、処理装置３０からの命令に応答してズームレンズ１０を制御するよう配置される。処理装置３０は、更に、ユーザ制御入力部５０へ結合されている。ユーザ制御入力部５０は、例えば、手動ズームイン／アウトのための光学装置１上のボタン及び／又は画像捕捉命令ボタンであっても良い。処理装置３０は、単一の専用の処理装置３０又は多数の補助処理装置を有する分散型の処理装置３０であっても良い。

図１において、液晶ズームレンズ１０は、ＰＣＴ出願ＷＯ２００４／０３８４８０に開示されるエレクトロウェッティング・ズームレンズの実施例である。ズームレンズ１０は、第２の液体Ｂによって互いから分離された第１の液体Ａの２つの機構を有する。液体Ａ及びＢは、不混和性であり、望ましくは、同じ濃度を有し、異なる屈折率を有する。第１の液体Ａと第２の液体Ｂとの間の第１の接触面を定める第１のインターフェース１４と、第１の液体Ａと第２の液体Ｂとの間の第２の接触面を定める第２のインターフェース１５とは、第１の液体Ａ及び第２の液体Ｂの異なる屈折率によりレンズとして機能する。光学装置１の内壁は電極１２を有する。電極１２は、絶縁層によって第１の液体Ａ及び第２の液体Ｂから分離されている。絶縁層は、例えば、デュポン（登録商標）から販売されているＡＦ１６００^ＴＭコーティングによって覆われたパリレン層などの塗装によって覆われても良い。塗装は、例えば、疎水性の液体を引きつける疎水性コーティングなど、２つの液体のうちの１つを優先的に引きつけるよう選択されうる。この相互作用は、インターフェース１４及び１５の形状を決定づける。

ズームレンズ１０は、第１の液体Ａに接する第１の電極１１及び第２の電極１３を更に有する。ドライバ回路４０は、独立に制御可能な電圧源Ｖ１及びＶ２を有しており、壁電極１２と、電極１１及び１３とへ結合されて、第１のインターフェース１４の形状を制御するための第１の電極対１１、１２と、第２のインターフェース１５の形状を制御するための第２の電極対１２、１３とを形成する。第１のインターフェース１４及び第２のインターフェース１５は、両方とも、１０ｍｓ以内に安定した凸面から安定した凹面へ切り替えられる。第１のインターフェース１４及び／又は第２のインターフェース１５の形状変化は、ズームレンズ１０の拡大表示角度を変更する。

動作において、光学装置１のユーザは、画像内の対象１００を補足するよう光学装置１の手動ズーム機能を使用することができる。処理装置３０は、ユーザからのズームイン／アウト命令を、ドライバ回路４０に第１のインターフェース１４及び第２のインターフェース１５のうちの少なくとも１つの形状を変更させる命令に変換することによって、手動ズーム機能を実施する。これに応じて、ドライバ回路４０は、いずれか一方の電圧源Ｖ１若しくはＶ２によって又は両方の電圧源によって発生した電圧を変更する。

ユーザが画像を補足すること、例えば写真を撮ることを決定すると直ぐに、処理装置３０は、例えば、画像センサ２０を作動させることによって、又はシャッター（図示せず。）を開くことによって画像記録処理を開始する。このようにして、ユーザ入力に応答する第１の拡大表示角度での対象１００の第１の画像が記録される。処理装置３０は、第１の拡大表示角度の値を求め、ドライバ回路４０にズームレンズ１０を第２の拡大表示角度へ動かすよう命令する。その後、処理装置３０は、第１の画像を記録した後に第２の拡大表示角度で対象１００の第２の画像を記録するよう自動的に作動する。

図２は、本発明の方法の第１の例を示す。対象１００を含む第１の画像Ｐ１は、光学装置１のユーザによって補足される。処理装置３０は、画像Ｐ１を補足中のズームレンズ１０の拡大表示角度の値を求める。このような特定の場合に、処理装置３０は、画像が、景観画像を示す幅広い角度により取得されることを認識して、ドライバ回路４０にズームレンズ１０を近接位置へ動かすよう命令する。この処理装置は、ドライバ回路４０に、第１の拡大表示角度の関数でありうる所定量だけ拡大表示角度を変更するよう命令することができる。このデータは、例えばルックアップテーブル（図示せず。）などのメモリデバイスに記憶されても良い。代替的に、処理装置３０は、既知の対象認識アルゴリズムにより拡張されても良く、画像Ｐ１の中心近くで認識される対象１００のサイズ及び第１の拡大表示角度から、第２の拡大表示角度を動的に計算することができる。ズームレンズ１０が第２の拡大表示角度に達すると直ぐに、処理装置３０は、近接の対象１００を有する第２の画像Ｐ２の記録を開始する。液体ズームレンズ１０の高速なスイッチング速度により、この処理全体は、２０〜３０ｍｓ以内に完了することができる。これは、ユーザが光学装置１を動かす危険性、又は対象１００がズームレンズ１０の範囲外に移動する危険性を低減する。

随意的に、第１の画像Ｐ１及び第２の画像Ｐ２は、以下の方法で結合されても良い。既知の対象認識アルゴリズムは、第２の画像Ｐ２から対象１００を抽出するために使用されても良い。第１の画像Ｐ１における対象１００のサイズは計算され、第２の画像Ｐ２から抽出された対象１００は、画像Ｐ１における対象１００の寸法に変更される。その後、画像Ｐ１の対象１００は、第３の画像Ｐ３を形成するよう、サイズ変更された抽出対象１２０によって置換される。サイズ変更された抽出対象１２０は、サイズ変更された抽出対象１２０が対象１００に比べて濃い横線によって示されるように、画像Ｐ１の元の対象１００よりも高い濃度の画像素子、例えば画素を有する。結果として、更なる画像Ｐ３が得られる。この画像Ｐ３で、関心のある対象は、元の画像Ｐ１の場合よりも高い解像度で表される。

対象１００のサイズ変更は、処理装置３０によって実行されても良く、あるいは、例えば、パーソナルコンピュータで実行するソフトウェアによって、後処理ステップで実行されても良い。このようなステップは、既知のアルゴリズムによって容易に実行可能であるから、更に詳細には記載しない。後処理を容易にするために、処理装置３０は、画像の間の既存の関係を示すよう第１の画像Ｐ１及び第２の画像Ｐ２にラベルを付しても良い。

図３は、本発明の方法の第２の例を示す。この例では、ユーザは、近接の対象１００を有する第１の画像Ｐ１の記録を開始する。前の例と同様に、処理装置３０は、拡大表示角度の値を求め、画像Ｐ１が近接で補足されたことを認識し、ドライバ回路４０にズームレンズ１０を景観画像に対応する幅広い拡大表示角度へ動かすよう命令する。第２の拡大表示角度は、先に説明されたように、所定の拡大表示角度又は動的に決定された拡大表示角度であっても良い。その後、処理装置３０は、第２の拡大表示角度で第２の画像Ｐ２の記録を開始する。この場合に、対象１００は景観モードで補足される。

随意的に、第１の画像Ｐ１及び第２の画像Ｐ２は、例えば、第２の画像Ｐ２をサブネイルサイズへ変更して、第１の画像Ｐ１の角にそのサブネイルを挿入することによって、更なる画像Ｐ３へと結合されても良い。これは、先に説明されたように、処理装置３０によって、又は後処理ステップにおいて行われうる。

図４は、本発明の方法の第３の実施例を示す。ユーザ入力に応答する第１の画像Ｐ１の記録に際して、処理装置３０は、第２の拡大表示角度での対象１００の第２の画像Ｐ２及び第３の拡大表示角度での対象１００の第３の画像Ｐ３その他を取得するために、ドライバ回路４０にズームレンズ１０の拡大表示角度を変更するよう繰り返して命令することができる。第１の拡大表示角度は、拡大表示角度の下降又は上昇範囲の開始値であっても良く、あるいは、このような範囲の内部値であっても良い。ユーザは、拡大表示角度に関してユーザの要求を専らおおよそ満足する対象１００の画像を補足することによってこの特性を信頼し、異なる角度での一連の画像の自動生成が所望の画像を生成する可能性が高いことを知る。これは、ユーザが光学装置１を準備するために要する設定時間を減らす。これは、例えば、ユーザが高速に移動する対象を補足することを可能にする。光学装置１は、補足された画像のうちのどの画像が選択されるべきかを選択する機能をユーザに提供することができる。代替的に、これは、ＰＣ上でソフトウェアにより後処理ステップで行われても良い。

この点で、本発明は、図１に示される液体ズームレンズ１０の実施例に制限されないことが強調される。例えば、ＰＣＴ特許出願ＷＯ２００４／０５０６１８に開示されるズームレンズのような、２つの不混和性の液体の間のインターフェースがズームレンズを通る光軸に沿って移動するところの他の液体ズームレンズが、同様に認められる。また、液体ズームレンズは、本発明の適用範囲から逸脱することなく、例えばレプリカレンズなどの固体レンズと結合されても良い。本発明の文脈の中で、液体可変焦点レンズは、特許請求の範囲の適用範囲に該当するよう意図される。例えば、焦点が合っている対象を含む第１の画像を補足し、その焦点が合っている対象の周囲を含む第２の画像を自動的に生成し、それら２つの画像を結合して、焦点が合っている対象及びその周囲の両方を含む結果の画像を取得することが有利となりうる。

留意すべきは、前出の実施例は、本発明を限定するというよりむしろ、説明しており、当業者は、添付の特許請求の範囲の適用範囲を逸脱することなく多数の代替の実施例を設計することができる点である。特許請求の範囲で、括弧内の如何なる参照符号も、その請求項を限定するように解釈されるべきではない。語「有する」は、請求項に挙げられた以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の前に置かれた語「１つの」は、そのような要素の複数個の存在を除外しない。本発明は、幾つかの個別素子を有するハードウェアによって実施可能である。幾つかの手段を列挙する装置クレームで、それらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一の物品によって具体化されうる。ある手段が相互に異なった従属請求項で挙げられている単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に用いられ得ないことを示すわけではない。

本発明に従う光学装置の実施例を示す。 本発明の方法によって生成される画像の実施例を示す。 本発明の方法によって生成される画像の他の実施例を示す。 本発明の方法によって生成される画像の更なる他の実施例を示す。

Claims (8)

1. 異なる拡大表示角度で一連の画像を生成する方法であって：
   液体ズームレンズと、画像記録手段とを有する光学装置を設けるステップ；
   ユーザ入力に応答して第１の拡大表示角度で対象の第１の画像を記録するステップ；及び
   前記第１の画像を記録した後に第２の拡大表示角度で前記対象の第２の画像を自動的に記録するステップ；
   を有する方法。
2. 前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合するステップを更に有する、請求項１記載の方法。
3. 前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合する前記ステップは：
   前記第１の画像及び前記第２の画像のうちの１つから前記対象を抽出するステップ；
   前記抽出された対象を前記第１の画像及び前記第２の画像のうちの他の画像における前記対象の寸法へ変更するステップ；及び
   前記他の画像における前記対象を前記寸法を変更された抽出された対象に置換するステップ；
   を有する、請求項２記載の方法。
4. 前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合する前記ステップは：
   前記第１の画像のサイズを低減するステップ；及び
   前記サイズを低減された第１の画像を前記第２の画像に挿入するステップ；
   を有する、請求項２記載の方法。
5. 前記第２の画像を記録した後に第３の拡大表示角度で前記対象の第３の画像を自動的に記録するステップを更に有する、請求項１又は２記載の方法。
6. 液体ズームレンズ；
   前記ズームレンズの後ろに置かれた画像記録手段；及び
   第１の拡大表示角度における対象の第１の画像のユーザ制御された生成に応答して、第２の拡大表示角度で前記対象の第２の画像を自動的に生成する制御手段；
   を有する光学装置。
7. 前記制御手段は、前記画像記録手段と、処理装置に応答するドライバ回路との間に結合された前記処理装置を有し、
   前記ドライバ回路は、前記ズームレンズに駆動電圧を供給するよう前記ズームレンズへ結合され、
   前記処理装置は、前記ドライバ回路に、前記第１の画像の生成後に前記駆動電圧を変更するよう指示するよう配置される、請求項６記載の光学装置。
8. 前記制御手段は、更に、前記第１の画像及び前記第２の画像を更なる画像へと結合するよう配置される、請求項６又は７記載の光学装置。

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