JP2010088076A

JP2010088076A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010088076A
Application number: JP2008258036A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ishikawa; 大介石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】望遠端に達するまでのズーム位置に応じて変化する予測画角を示すアシスト枠を順次表示し、拡大可能な表示範囲を事前に容易に知らしめる。
【解決手段】ズームレンズ１０２の位置および速度を変化させる操作手段１１５と、撮影画像および該撮影画像に重畳させて画角の大きさを示すアシスト枠を表示する表示手段１０８と、操作手段の操作に伴い変化するズームレンズの位置および速度を検出する検出手段１１２，１１３と、検出手段により検出されたズームレンズの位置および速度から所定時間後の予測画角を演算し、該予測画角に応じた大きさのアシスト枠を表示手段の画面中央部に表示させる制御手段１１４，１１６，１１７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、望遠端での予測画角を示すアシスト枠を、ビューファインダ、パネルなどの表示手段に表示させる機能を有する撮像装置に関するものである。

従来からズームレンズは、ビデオカメラの位置から被写体までの距離に応じて、レンズの倍率を変化させて適切な映像を得るために使用されている。

また、ビューファインダは、ズームレンズと撮像素子などによって光電変換された被写体像を見ることができるので、撮像装置の特性も含んだ、いわゆる画づくりが正しくできるなどの利点を有している。この場合、ズームレンズの倍率、すなわち、ズーム位置の変化に応じて撮影画角が変化していくので、高倍率で駆動ストロークが大きいズームレンズによる高速ズーム時には、撮影者が被写体像を見失うことが頻発する。

このような状況下では、撮影者はズーム中に見失った被写体を探すため、無意識のうちに撮像装置を動かしてしまうことがある。特に高倍率レンズにおける望遠側の画角においては、撮像装置の小さな揺れが大きな画角変化を招いてしまい、撮影者がまったく意図しない撮影画像となってしまう可能性がある。

また、最近では撮影画像(映像)を鑑賞するテレビモニター画面も大型化しているため、鑑賞者の持っている身体的特性や鑑賞者とテレビモニター画面の位置などによっては、映像酔いを引き起こしてしまうことがある。

これに対し、例えばビューファインダ内に、ズームレンズのズーム位置に応じて大きさが変化する画角を示すアシスト枠を表示させることにより、被写体を失わないようにする技術などが開示されている（特許文献１）。
特開平６−１０５１９０号公報

上記した提案のビデオカメラでは、あるズーム位置からズームレンズを望遠端まで拡大したときにどれだけの表示範囲が拡大できるのかということは判る。しかしながら、ズーム拡大率が大きい高倍率ズームにおいては、広角側と望遠側での画角の差が大きいため、広角端において望遠端での拡大可能な表示範囲が示されていたとしても、小さすぎて実用的でないという問題があった。

また、ズーム位置によってアシスト枠の大きさが変わるので、高速ズームにおいてはアシスト枠の大きさも急速に変化してしまい、却って撮影者には煩わしいという問題があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、望遠端に達するまでのズーム位置に応じて変化する予測画角を示すアシスト枠を順次表示し、拡大可能な表示範囲を事前に容易に知らしめることのできる撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、ズームレンズの位置および速度を変化させる操作手段と、撮影画像および該撮影画像に重畳させて画角の大きさを示すアシスト枠を表示する表示手段とを有する撮像装置において、前記操作手段の操作に伴い変化する前記ズームレンズの位置および速度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記ズームレンズの位置および速度から所定時間後の予測画角を演算し、該予測画角に応じた大きさの前記アシスト枠を前記表示手段の画面中央部に表示させる制御手段とを有する撮像装置とするものである。

本発明によれば、望遠端に達するまでのズーム位置に応じて変化する予測画角を示すアシスト枠を順次表示し、拡大可能な表示範囲を事前に容易に知らしめることのできる撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１および２に示す通りである。

図１は本発明の実施例１に係るビデオカメラ等の撮像装置の主要部分を示す構成図である。

図１において、１０１は固定されている第１固定レンズ群、１０２は変倍を行うズームレンズ、１０３は絞り、１０４は固定されている第２固定レンズ群である。１０５は焦点調節機能とズームによる焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスレンズ、１０６は例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサなどの撮像素子である。１０７はカメラ信号処理部であり、撮像素子１０６からの画像（映像）信号を表示する機能を持つモニターであるところの表示部１０８および後述の記録部１０９に対応した信号に変換する。１０９は記録部であり、動画や静止画を記録し、記録媒体として磁気テープや半導体メモリが使われている。１１０はズームレンズ１０２を駆動するズーム駆動部、１１１はフォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカス駆動部である。ズーム駆動部１１０及びフォーカス駆動部１１１は、それぞれ不図示のモータとドライバ部を具備している。

１１４はカメラマイコンであり、各駆動部１１０，１１１を制御すると共に、ズームレンズ１０２の操作部材である後述のズームスイッチ１１５に応じた制御、カメラ信号処理部１０７の出力信号の制御等を行う。このカメラマイコン１１４は、また、最適化された操作状態からズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５の目標位置を算出し、後述するレンズ位置検出部で検出した位置との比較を行い、各駆動部１１０，１１１を制御して各レンズ１０２，１０５を駆動する。

１１２はズームレンズ１０２の位置を検出するレンズ位置検出部であり、１１３はフォーカスレンズ１０５の位置を検出するレンズ位置検出部である。これらレンズ位置検出部１１２，１１３は、不図示のフォトセンサと遮光板とを具備しており、フォトセンサは発光部と受光部とによって構成されて鏡筒に固定されており、遮光板はそれぞれズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５に固定されている。そして、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５が光軸と平行方向に移動すると、それと一体に遮光板が移動する。そして、フォトセンサの発光部と受光部との間の光路を遮ったとき、受光部の出力信号はロー（Ｌｏｗ）レベルになり、遮らないときはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになる。従って、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置として、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５が基準位置に存在するか否かを検出することができる。上記カメラマイコン１１４は、この基準位置と、レンズ移動速度、レンズ移動方向などにより、各レンズの位置を認識することができる。

また、カメラマイコン１１４には、ズームレンズ１０２を広角（以下、ワイドとも記す）方向、望遠（以下、テレとも記す）方向に移動させるためのズームスイッチ１１５が接続されている。このズームスイッチ１１５はその押圧量に応じて電圧が変化するような構成になっている。カメラマイコン１１４はズームスイッチ１１５が操作された時にその電圧変化を検出し、その電圧に応じて可変速ズームの何速目のズーム速度でズームレンズ１０２を駆動させるかを決定する。

さらにカメラマイコン１１４は、内部メモリに、図２に示すような、焦点距離とアシスト枠との大きさの関係を持つテーブルデータを有する。さらに、図３に示すような、ズーム位置と焦点距離（または拡大率）の関係を持つテーブルデータを有する。そして、内部プログラム上でこれらデータテーブルを参照することにより、検出されるズーム速度とズーム位置からアシスト枠の大きさを演算し、その演算結果であるアシスト枠信号Ｓ１を後述のアシスト枠表示信号発生部１１７に供給する。

１１７はアシスト枠表示信号発生部であり、ズーム用のアシスト枠表示信号Ｓ２を後述の信号合成処理部１１６に供給する。１１６は信号合成処理部であり、アシスト枠表示信号発生部１１７から出力されるアシスト枠表示信号Ｓ２とカメラ信号処理部１０７からの画像（映像）信号Ｓ３を合成し、合成映像信号Ｓ４を出力する。これにより、例えばビューファインダや液晶パネルなどから成る表示部１０８は、上記合成映像信号Ｓ４にしたがって画面内に撮影画像に重畳させてアシスト枠を表示可能となる。

図４は、表示部１０８の画面内に表示されるアシスト枠表示等を示す図であり、表示部１０８の画面４０１内に２つのアシスト枠が表示される。アシスト枠には、例えば被写体像４０４を包含する固定ズームアシスト枠４０３と、該固定ズームアシスト枠４０３を包含する可変ズームアシスト枠４０２がある。固定ズームアシスト枠４０３は、表示部１０８の画面４０１に対する大きさは変わらないが、可変ズームアシスト枠４０２はカメラマイコン１１４で予測された所定時間後の画角に応じて、その枠の大きさが変わる。すなわち、ズームが高速で駆動しているときは、可変ズームアシスト枠４０２は、図５に示すように、小さく表示される。なお、可変ズームアシスト枠は画面の中央部に表示される。詳しくは、可変ズームアシスト枠の大きさが変化してもその中心が画面の中心とが一致するように表示される。これは、ズーム終了時の可変ズームアシスト枠の中心ずれを防止し、大画面モニターである表示部１０８での鑑賞時の撮影者への不快感、映像酔いを軽減させるためである。

次に、カメラマイコン１１４で行われるアシスト枠の表示処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ６０１では、カメラマイコン１１４は、アシスト枠表示モードか否かを判定し、アシスト枠表示モードである場合にはステップＳ６０２へ進み、そうでない場合はステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０２へ進むと、ズームスイッチ１１５が押圧されているか否かを判定し、押圧されているようならばステップＳ６０３へ進み、そうでない場合はステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０３へ進むと、ズームレンズ１０２がテレ端、またはワイド端に位置するか否かを判定し、テレ端、またはワイド端にない場合はステップＳ６０４へ進み、そうでない場合はステップＳ６０９へ進む。

上記ステップＳ６０１にてアシスト枠表示モードでない、上記ステップＳ６０２にてズームスイッチ１１５が押圧されていない、または、上記ステップＳ６０３にてズームレンズ１０２がテレ端またはワイド端に位置する、と判定したとする。この場合は上記したように、カメラマイコン１１４は、何れのにおいてもステップＳ６０９へと進み、アシスト枠の表示処理をＯＦＦに、このフローを終了する。

上記ステップＳ６０３にてズームレンズ１０２がテレ端、またはワイド端に位置しないと判定してステップＳ６０４へ進むと、カメラマイコン１１４は、ズーム速度とズーム位置を検出する。詳しくは、ズーム位置は、レンズ位置検出部１１２にて検出された位置を基準位置とし、レンズ移動速度、レンズ移動方向などによりその位置を認識する。また、ズーム速度は、検出された現在のズームレンズ１０２の位置とズームスイッチ１１５の押圧量の状態により決定する。その後はステップＳ６０５へ進む。

次のステップＳ６０５では、カメラマイコン１１４は、上記ステップＳ６０４で検出したズームレンズ１０２のズーム位置とズーム速度を用いて所定時間後の目標ズーム位置を算出する。そして、次のステップＳ６０６にて、上記所定時間後のズームレンズ１０２の目標ズーム位置と現在のズーム位置に対応する焦点距離を、図３（ズーム位置と焦点距離の関係を示すテーブルデータ）より求める。

そして、次のステップＳ６０７では、テレ端と現在のズームレンズ１０２位置の焦点距離と、上記ステップＳ６０６で求めた所定時間後の焦点距離によって決まる３点の比率を求める。そして、その比率から、カメラマイコン１１４内で記憶している焦点距離におけるテレ端を表す可変ズームアシスト枠の大きさの関係を示したテーブル(図２)を用いて、所定時間後の可変ズームアシスト枠の大きさを求め、ステップＳ６０８に進む。

次のステップＳ６０８では、可変ズームアシスト枠表示処理をＯＮにして、アシスト枠表示信号発生部１１７に、上記ステップＳ６０８で求めた可変ズームアシスト枠の大きさを示す信号アシスト枠信号Ｓ１を送り、アシスト枠表示信号Ｓ２を発生させる。これにより、信号合成処理部１１６にて画像（映像）信号Ｓ３とアシスト枠表示信号Ｓ２が合成されて合成映像信号Ｓ４が表示部１０９に出力され、表示部１０８に所定時間後のアシスト枠が撮影画像に重畳されて表示される。

上記の実施例１における撮像装置は、以下のような構成要素を有する。つまり、ズームレンズ１１２の位置および速度を変化させる操作手段であるズームスイッチ１１と、撮影画像および該撮影画像に重畳させてズーム位置に応じて変化する画角を示すアシスト枠を表示する表示手段である表示部１０９を有する。さらに、ズームスイッチ１１５の操作に伴い変化するズームレンズ１１２の位置および速度を検出する検出手段であるレンズ位置検出部１１２，１１３を有する。さらに、検出されたズームレンズ１１２の位置および速度に応じた大きさのアシスト枠を表示部１０９の画面中央部に表示させる制御手段であるカメラマイコン１１５、アシスト枠表示信号発生部１１７および信号合成処理部１１６とを有する。あるいは、制御手段は、検出されたズームレンズ１１２の位置および速度から所定時間後の画角（予測画角）を演算し、該画角に応じた大きさのアシスト枠を表示部１０９の画面中央部に表示させるものである。

よって、テレ端に達するまでのズーム位置に応じて変化する画角を示すアシスト枠を順次表示し、拡大可能な表示範囲を事前に容易に知らしめることができる撮像装置を提供可能となる。

また、前記アシスト枠は画面の中央部に表示されるようにしている。よって、ズーム終了時のアシスト枠の中心ずれを防止でき、鑑賞時の撮影者への不快感、映像酔いを軽減させることができる。

次に、本発明の実施例２に係わる撮像装置について説明するが、撮像装置の構成は実施例１と同様であるのでその説明は省略する。但し、構成的にはズームスイッチ１１５がボリューム式となっており、ボリュームの操作によりズーム速度を変更できるものとする。つまり、ズームスイッチ１１５のつまみの操作量（回転量もしくはスライド量）に応じてズーム速度を変更できるものとする。

図７は本実施例２に係わる撮像装置のカメラマイコン１１４での主要部分の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ７０１では、ズームスイッチ１１５が操作されているか否かを判定する。この結果、ズームスイッチ１１５が操作されていればステップＳ７０２へ進み、操作されていなければこのフローを終了する。

ステップＳ７０２へ進むと、上記ズームスイッチ１１５のボリュームによるズームレンズ１０２のズーム速度が規定ズーム速度以上（規定値以上のズーム速度を意味する）か否かを判定し、規定ズーム速度以上ならばステップＳ７０３へ進む。一方、ステップＳ７０２で規定ズーム速度未満であると判定した場合はステップＳ７０４へ進み、撮影倍率（焦点距離）が規定倍率以上か否かを判定する。その結果、規定倍率以上の場合はステップＳ７０３へ進み、規定倍率未満の場合はステップＳ７０５へ進む。
なお、上記ズーム位置やズーム速度の検出は、上記実施例１と同様であるものとする。

ズーム速度が規定ズーム速度以上、もしくは、撮影倍率が規定倍率以上と判定してステップＳ７０３へ進むと、アシスト枠表示処理をＯＮにして、実施例１と同様に表示部１０９にアシスト枠の表示を行わせ、ステップＳ７０６に進む。

また、ズーム速度が規定ズーム速度未満であり、かつ、撮影倍率が規定倍率未満としてステップＳ７０５へ進むと、アシスト枠表示処理をＯＦＦにして、ステップＳ７０６へ進む。

次のステップＳ７０６へ進むと、ズームスイッチ１１５が操作されてから所定時間が経過しているかをカウンタで判定し、所定時間が経過しているならばステップＳ７０７へ進み、ズームレンズ１０２を駆動させ、このフローを終了する。一方、上記ステップＳ７０６にて所定時間が経過していないと判定した場合にはカウンタをアップし、このフローを終了する。

以上のように、ズームスイッチ１１５のボリューム操作によって、ズーム速度が規定ズーム速度以上、もしくは、規定ズーム速度未満であってもズーム倍率が規定ズーム倍率以上の場合に、表示部１０８にアシスト枠を表示させる。それ以外の場合は、ズームスイッチ１１５の操作が行われたとしても、ズーム操作中における画面での被写体中心ずれを生じる虞は少ないため、アシスト枠の表示は行わせない。

また、撮影者によるズームスイッチ１１５の操作とズーム駆動開始のタイミングを所定時間ずらす、換言すれば、所定時間が経過するまではズーム駆動を禁止するようにしているので、ズーム駆動開始前に画角を合わせられることになる。なお、ズームレンズ１０２の駆動開始を所定時間遅らせるようにしているが、ズームレンズ１０２の駆動方向が変わるときの駆動開始を所定時間遅らせてもよい。

本発明は上記の各実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の各実施例に係る撮像装置の主要部分を示す構成図である。図１の撮像装置において焦点距離とテレ端でのアシスト枠の大きさとの関係を示す図である。図１の撮像装置において焦点距離とズームレンズ位置の関係を示す図である。図１の撮像装置において各アシスト枠を示す図である。図１の撮像装置においてズーム中の各アシスト枠を示す図である。本発明の実施例１に係るカメラマイコンでの処理を示すフローチャートである。本発明の実施例２に係るカメラマイコンでの処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１第１固定レンズ群
１０２ズームレンズ
１０３絞り
１０４第２固定レンズ群
１０５フォーカスレンズ
１０６撮像素子
１０７カメラ信号処理部
１０８表示部
１０９記憶部
１１０ズームレンズ駆動部
１１１フォーカスレンズ駆動部
１１２，１１３レンズ位置検出部
１１４カメラマイコン
１１５ズームスイッチ
１１６信号合成処理部
１１７画像表示信号発生部
４０１画面
４０２可変ズームアシスト枠
４０３固定ズームアシスト枠
４０４被写体像

Claims

ズームレンズの位置および速度を変化させる操作手段と、
撮影画像および該撮影画像に重畳させて画角の大きさを示すアシスト枠を表示する表示手段とを有する撮像装置において、
前記操作手段の操作に伴い変化する前記ズームレンズの位置および速度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記ズームレンズの位置および速度から所定時間後の予測画角を演算し、該予測画角に応じた大きさの前記アシスト枠を前記表示手段の画面中央部に表示させる制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記ズームレンズの倍率が規定値以上、またはズーム速度が規定値以上の場合に、前記アシスト枠を表示させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記アシスト枠を前記表示手段に表示させた後、所定時間は、前記操作手段の操作に応じた位置および速度での前記ズームレンズの駆動を禁止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。