JP2014179782A - 撮像装置及び画像表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示部に表示された画像を参照しながら被写体にピントが合っているか否かをユーザが容易に判断できる撮像装置及び画像表示方法を得る。
【解決手段】ピントがずれている画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になる。低いコントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大したものが拡大画像21である。この状態においてピントを被写体に合焦させると、被写体像はぼけずに画像全体のコントラスト値は相対的に最も高い値になる。高くなったコントラスト値に応じた倍率、例えば1.8倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大したものが拡大画像22である。拡大画像22のコントラスト値は拡大画像21よりも大きいため、拡大画像22に含まれる被写体像の大きさは拡大画像21における被写体像よりも大きくなる。
【選択図】図2

Description

本発明は、撮像した画像を表示可能な表示部を有する撮像装置、及び撮像した画像を表示する方法に関する。
連続的に被写体像を撮像して、表示部に表示する撮像装置が知られている。このような撮像装置の中には、ユーザは表示部に表示された画像を参照しながら、撮像レンズのピントを手動で調節できるものがある。ピントが合っているかをユーザが容易に確認できるように、撮像装置は画像の一部を拡大して表示する(引用文献1)。
特開2003−348422号公報
しかし、撮像装置の処理能力には限度がある。そのため、表示する画像の画素数や更新頻度等をある程度まで下げることがある。これにより表示される画像の画質が低下して、ピントが合っているか否かをユーザが確認しづらくなるおそれが生じる。例え拡大した画像を表示部の一部に表示したとしても、画質が低い画像を参照してピントが合っているか否かを判断することはユーザにとって困難であることに変わりがない。
本発明はこの問題に鑑みてなされたものであり、表示部に表示された画像を参照しながら被写体にピントが合っているか否かをユーザが容易に判断できる撮像装置及び画像表示方法を得ることを目的とする。
本願第1の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画像を出力する撮像素子と、被写体に合焦して、撮像素子に被写体像を結像させる合焦レンズと、撮像素子から画像を取得し、画像の一部を拡大して拡大画像を作成する画像処理部と、画像処理部から拡大画像を取得して表示する表示部とを備え、画像は、被写体に対する合焦レンズの合焦状態に応じて変化する鮮鋭度を有し、画像処理部は所定期間毎に鮮鋭度を算出して、鮮鋭度に応じて所定期間毎に画像の一部を拡大することを特徴とする。
画像処理部は、鮮鋭度が最も高い拡大画像を合焦画像として決定し、合焦画像に対応する画像が撮像された時より後に撮像された画像に対応する拡大画像に、合焦画像を重畳して表示部に表示させてもよい。
画像処理部は、画像の中心を中心として画像を拡大してもよい。
画像に含まれる顔を検出する顔検出部をさらに備え、画像処理部は、顔検出部が検出した顔を中心として画像を拡大してもよい。
鮮鋭度は、画像のコントラスト値に基づいて決定されることが好ましい。
鮮鋭度は、画像が有する高周波成分の多さに基づいて決定されてもよい。
撮像装置はシャッターレリーズボタンをさらに備え、シャッターレリーズボタンが押圧された場合、表示部は合焦画像及び拡大画像の表示を中止して、画像を表示してもよい。
合焦レンズは、被写体に対する合焦状態を調節するピント調整リングをさらに備え、ピント調整リングが所定期間動かない場合、表示部は合焦画像及び拡大画像の表示を中止して、画像を表示してもよい。
合焦レンズは、被写体に対する合焦状態を調節するピント調整リングをさらに備え、ピント調整リングが動いた場合、画像処理部は鮮鋭度に応じて画像の一部を拡大し、表示部は拡大画像を表示してもよい。
本願第2の発明による画像表示方法は、被写体に合焦レンズを合焦させるステップと、被写体像を撮像して画像を出力するステップと、被写体に対する合焦レンズの合焦状態に応じて変化する鮮鋭度を、所定期間毎に画像において算出するステップと、所定期間毎に、鮮鋭度に応じて画像の一部を拡大して拡大画像を作成するステップと、拡大画像を取得して表示するステップとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、表示部に表示された画像を参照しながら被写体にピントが合っているか否かをユーザが容易に判断できる撮像装置及び画像表示方法を得る。
撮像装置を概略的に示したブロック図である。 画像とコントラスト値との関係を示した図である。 第1の表示処理を示したフローチャートである。 画像とコントラスト値との関係を示した図である。 第2の表示処理を示したフローチャートである。
本願発明の第1の実施形態による撮像装置について図1から3を用いて説明する。図1は、撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ100を示す。図1を用いてデジタルカメラ100の構成について説明する。
デジタルカメラ100は、DSP110、撮像素子であるCMOS121、合焦レンズ131、LCD(表示部)122を主に備える。
合焦レンズ131は、デジタルカメラ100のボディに畳まれて格納され、デジタルカメラ100が画像を記録する動作モードに設定されたとき、ボディから繰り出される。繰り出された合焦レンズ131は被写体に合焦して、CMOS121に被写体像を結像させる。合焦レンズ131の外周面にはピント調整リング132が設けられる。ユーザがピント調整リング132を回転させて、合焦レンズ131を被写体に合焦させる。
合焦レンズ131とCMOS121との間の光路上には絞り羽根123、シャッター幕124が設けられる。絞り羽根123はCMOS121に到達する光量を調節し、シャッター幕124は、合焦レンズ131からCMOS121までの光路を開閉する。
CMOS121は、DSP110が生成する同期クロック信号を受信し、これに同期して動作する。そして、結像した被写体像を撮像して画像を連続的に出力する。画像はDSP110に送信される。
DSP110は、受信した画像に所定の処理を施した後、処理済みの画像をLCD122に連続的に送信する。LCD122は、受信した画像を表示する。これにより、CMOS121が現在撮像している画像が動画としてLCD122に表示される。この動画をライブビューと呼ぶ。またDSP110は、受信した画像に応じて絞り値及びシャッター速度を算出する。そして、絞り値及びシャッター速度を駆動回路125に送信する。駆動回路125は受信した絞り値及びシャッター速度に応じて、絞り羽根123及びシャッター幕124を駆動制御する。
DSP110には、操作スイッチ126が接続される。操作スイッチ126は、シャッターレリーズボタンを備える。シャッターレリーズボタンは二段階スイッチであり、ユーザが半押しすると半押し信号をDSP110に送信し、全押しすると全押し信号をDSP110に送信する。半押し信号を受信したDSP110は、受信した画像に応じて、絞り値及びシャッター速度を算出する。全押し信号を受信したDSP110は、算出済みの絞り値及びシャッター速度で絞り羽根123及びシャッター幕124を駆動させ、CMOS121に被写体像を撮像させる。そしてCMOS121から取得した画像に対してメモリ127を一時記憶装置として用いながら所定の画像処理を施し、メモリカード128に送信する。メモリカード128は、デジタルカメラ100に対して着脱自在となるように設けられる、例えばSDカードであって、受信した画像を保存する。
シャッターレリーズボタンが操作されていないとき、前述のように、DSP110は、受信した画像をLCD122に連続的に送信し、LCD122は、CMOS121が現在撮像している画像を動画として表示する。
DSP110は、画像処理部111及び顔検出部112を備える。顔検出部112は、画像に含まれる顔を検出する。画像処理部111は、CMOS121から受信した画像の鮮鋭度を算出し、鮮鋭度に応じて画像の一部を拡大して拡大画像を作成する。すなわち画像処理部111は、画像を受信するごと、つまり所定期間毎に、鮮鋭度を算出して鮮鋭度に応じて拡大画像を作成する。画像を拡大する処理は、いわゆる電子ズームによるものである。鮮鋭度は、例えば画像全体若しくは一部の領域に含まれる高周波成分の量、又は画像全体若しくは一部の領域のコントラスト値である。コントラスト値は、画像を構成する各画素の輝度値に所定の値を乗じ、得られた値を合計することにより求められる。例えば、画像がn行×m列の画素によって構成され、輝度値がLn,mで表されるとき、コントラスト値Cは、以下の式により求められる。
次に、図2及び3を用いて第1の表示処理について説明する。第1の表示処理は、デジタルカメラ100が画像を記録する動作モードに設定されたときに実行される処理であり、画像の鮮鋭度に基づいて、画像の一部を拡大して作成した拡大画像をLCD122に表示させる。以下、画像全体のコントラスト値を鮮鋭度として用いた場合について説明する。
まず、図2を用いて第1の表示処理の概略について説明する。拡大画像21は、合焦レンズ131のピントが被写体よりもデジタルカメラ100に近い位置に合っている場合の画像である。この場合、ピントがずれているため被写体像はぼけており、画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になっている。画像処理部111は、コントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大する。倍率は、1.0倍以上の値であって、コントラスト値が高くなればなるほど大きい値をとる。これにより得られたものが拡大画像21である。拡大画像21はLCD122に表示される。
この状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100から遠ざけるようにピント調整リング132をユーザが回転させると、ピントが被写体に合焦する。拡大画像22は、ピントが被写体に合焦している場合の画像である。この場合、被写体にピントが合っているため被写体像はぼけておらず、画像全体のコントラスト値は相対的に最も高い値になっている。画像処理部111は、高くなったコントラスト値に応じた倍率、例えば1.8倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大し、拡大画像22を作成する。すなわち、拡大画像22のコントラスト値は拡大画像21よりも大きいため、拡大画像22に含まれる被写体像の大きさは拡大画像21における被写体像よりも大きくなる。LCD122は拡大画像22を表示する。
この状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100から更に遠ざけるようにピント調整リング132をユーザが回転させると、被写体に合焦していたピントがデジタルカメラ100から遠ざかり、ピントが被写体からずれる。拡大画像23は、合焦レンズ131のピントが被写体よりもデジタルカメラ100から遠い位置に合っている場合の画像である。この場合、ピントがずれているため被写体像がぼけており、画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になっている。画像処理部111は、低いコントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大する。すなわち、拡大画像23のコントラスト値は画像22よりも低いため、拡大画像23に含まれる被写体像の大きさは拡大画像22における被写体像よりも小さくなる。LCD122は拡大画像23を表示する。拡大画像21−23に示した画像のコントラスト値の変化を曲線24として示す。画像のコントラスト値と拡大倍率との関係は、メモリ127にテーブルとして記憶される。ここで、コントラスト値は0から255までの値をとり、拡大倍率は1倍から4倍までの値をとる。
次に、図3を用いて第1の表示処理について説明する。
始めのステップS31では、初期動作を行う。初期動作では、デジタルカメラ100のボディから合焦レンズ131を繰り出し、CMOS121が撮像を開始し、画像をDSP110に送信し始める。LCD122は、画像を連続的に表示する。そしてDSP110は、コントラスト値と拡大倍率との関係を示すテーブルをメモリ127から読み出す。
次のステップS32では、DSP110がCMOS121から画像を取得する。
次のステップS33では、ユーザがマニュアルフォーカス(MF)、すなわち手動でピントを合わせているか否かを判断する。例えば、オートフォーカスのスイッチがユーザによってオフにされている場合、あるいはユーザがピント調整リング132を動かしているときに、手動でピントを合わせていると判断する。手動でピントを合わせているとき、処理はステップS34に進み、手動でピントを合わせていないとき、処理はステップS36に進む。
ステップS34では、画像のコントラスト値を算出する。
次のステップS35では、ステップS31で読み出したテーブルと、ステップS34で算出したコントラスト値とから、拡大倍率を求める。そして、画像の中心を中心に画像を拡大し、拡大画像を作成する。
ステップS36では、LCD122に拡大画像を表示させる。
次のステップS37では、他の処理を行うか否かを判断する。他の処理は、例えばシャッターレリーズボタンの半押しに応じて実行される絞り値及びシャッター速度の算出、あるいは全押しに応じて実行される絞り羽根123及びシャッター幕124の駆動からメモリカード128による画像の保存までの処理である。他の処理を行わない場合、処理はステップS32に戻り、ステップS32からS37までの処理を繰り返す。これにより、CMOS121が取得した画像のコントラスト値に応じて画像が拡大されてLCD122に表示される。他の処理を行う場合、処理はステップS38に進み、他の処理を実行する。そして処理が終了する。
本実施形態によれば、撮像した画像のコントラスト値に応じて画像が拡大されてLCD122に表示されるため、最もコントラスト値の高い画像が最も拡大されて表示されることになる。すなわち、ピントが合ったときに被写体像が最も大きくLCD122に表示されることになる。そのため、被写体像のぼけ具合という判断要素に加えて、被写体像の大きさという判断要素を考慮してピントが合っていか否かをユーザが判断できる。よって、表示する画像の画素数や更新頻度等を下げることにより画質が低下しても、ユーザは被写体にピントが合っているか否かを容易に判断できる。
なお本実施形態のステップS37及びS38において、シャッターレリーズボタンが押圧された場合、LCD122は拡大画像の表示を中止して、元の画像を表示してもよい。
また、ステップS37及びS38において、ピント調整リング132が所定期間以上の期間動かされない場合、LCD122は拡大画像の表示を中止して、元の画像を表示してもよい。
次に図4及び5を用いて第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、拡大画像に加えて、合焦画像をLCD122に表示する点が第1の実施形態と異なる。第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図4及び5を用いて第2の表示処理について説明する。第2の表示処理は、デジタルカメラ100が画像を記録する動作モードに設定されたときに実行される処理であり、画像の鮮鋭度に基づいて、画像の一部を拡大して作成した拡大画像をLCD122に表示させる。鮮鋭度の算出及び拡大画像の作成は、画像を受信するごと、つまり所定期間毎に行われる。以下、画像全体のコントラスト値を鮮鋭度として用いた場合について説明する。
図4を用いて第2の表示処理の概略について説明する。拡大画像41は、合焦レンズ131のピントが被写体よりもデジタルカメラ100に近い位置に合っている場合の画像である。この場合、ピントがずれているため被写体像はぼけており、画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になっている。画像処理部111は、低いコントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大する。これにより得られたものが拡大画像41である。拡大画像41はLCD122に表示される。
この状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100から遠ざけるようにピント調整リング132をユーザが回転させると、ピントが被写体に合焦する。拡大画像42は、ピントが被写体に合焦している場合の画像である。この場合、被写体にピントが合っているため被写体像はぼけておらず、画像全体のコントラスト値は相対的に最も高い値になっている。画像処理部111は、高くなったコントラスト値に応じた倍率、例えば1.8倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大し、拡大画像42を作成する。すなわち、拡大画像42のコントラスト値は拡大画像41よりも大きいため、拡大画像42に含まれる被写体像の大きさは拡大画像41における被写体像よりも大きくなる。そして、LCD122は拡大画像42を表示する。ピントが被写体に合っている場合、拡大画像42に対応する画像のコントラスト値は、他の画像と比較して最も大きくなる。そこで、拡大画像42は合焦画像としてメモリ127に記憶される。
この状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100から更に遠ざけるようにピント調整リング132をユーザが回転させると、被写体に合焦していたピントがデジタルカメラ100から遠ざかり、ピントが被写体からずれる。拡大画像43は、合焦レンズ131のピントが被写体よりもデジタルカメラ100から遠い位置に合っている場合の画像である。この場合、ピントがずれているため被写体像がぼけており、画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になっている。画像処理部111は、低いコントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大する。すなわち、拡大画像43のコントラスト値は画像42よりも低いため、拡大画像43に含まれる被写体像の大きさは拡大画像42における被写体像よりも小さくなる。そしてこのとき、LCD122は拡大画像43と、合焦画像、すなわち拡大画像42とを表示する。合焦画像を拡大画像43と同時にLCD122に表示することにより、ユーザはピントがすれていることを容易に把握できる。
画像42に示した状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100に近づけるようにピント調整リング132をユーザが回転させると、被写体に合焦していたピントがデジタルカメラ100に近づき、ピントが被写体からずれる。拡大画像44は、合焦レンズ131のピントが被写体よりもデジタルカメラ100に近い位置に合っている場合の画像である。この場合、ピントがずれているため被写体像がぼけており、画像全体のコントラスト値は相対的に低い値になっている。画像処理部111は、低いコントラスト値に応じた倍率、例えば1.2倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大する。よって、拡大画像44は、拡大画像43と同様の画像になる。
次に、図5を用いて第2の表示処理について説明する。
ステップS31からS35まで、並びにステップS37及びS38の処理は、第1の表示処理と同じ処理であるため、説明を省略する。
次のステップS56では、ステップS34で算出したコントラスト値がピーク値か否かを判断する。詳しく説明すると、ピントが合焦点方向に移動するにつれてコントラスト値は次第に高くなり、ピントが合焦位置に達すると最も高い値となる。その後、ピントが合焦位置から離れると、コントラスト値は次第に下がっていく。この現象を利用して、最も高いコントラスト値をピ−ク値として検出する。つまり、コントラスト値が上昇した後に下降した場合、最も高いコントラスト値をピ−ク値とする。コントラスト値がピーク値である場合、処理はステップS57に進み、コントラスト値がピーク値でない場合、処理はステップS58に進む。
ステップS57では、ピーク値であるコントラスト値を持つ画像に対応する拡大画像を合焦画像としてメモリ127に記憶させる。
ステップS58では、LCD122に拡大画像及び合焦画像を合成して表示させる。詳しく説明すると、拡大画像を構成する画素の輝度に50%を乗じ、合焦画像を構成する画素の輝度に50%を乗じて得られた値を加算して得られた画像をLCD122に表示する。そして処理はステップS37及びS38を実行した後、終了する。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得る。また、一度ピントが被写体に合えば、ピントがずれた後であっても、ピントがずれた画像に加えて、ピントが合ったときの被写体像が常に最も大きくLCD122に表示されることになる。そのため、被写体像のぼけ具合という判断要素に加えて、被写体像の大きさという判断要素、及びピントが合っている被写体像という判断要素を考慮してピントが合っていか否かをユーザが判断できる。よって、表示する画像の画素数や更新頻度等を下げることにより画質が低下しても、ユーザは被写体にピントが合っているか否かを容易に判断できる。
なお本実施形態において、ステップS39及びS40おいて、シャッターレリーズボタンが押圧された場合、LCD122は合焦画像及び拡大画像の表示を中止して、元の画像を表示してもよい。
また、ステップS39及びS40おいて、ピント調整リング132が所定期間以上の期間動かされない場合、LCD122は合焦画像及び拡大画像の表示を中止して、元の画像を表示してもよい。
ステップS58において、拡大画像及び合焦画像に乗じる値は50%でなくても良く、いずれか一方に乗じる値が他方よりも小さくても良い。これにより、いずれかの画像を透過的に表示できる。
なお、図4の画像42に示した状態において、ピントが合う位置をデジタルカメラ100に近づけるようにピント調整リング132をユーザが回転させたとき、被写体像を拡大して得られた拡大画像を拡大画像42と合成してLCD122が表示してもよい。すなわち、画像処理部111は、ピント調整リングの回転量に応じた倍率、例えば2.0倍の拡大倍率で元の画像の中心を中心として拡大して拡大画像を作成し、LCD122は拡大画像と、合焦画像、すなわち拡大画像42とを表示する。これにより、ユーザはピントの遠近を容易に把握できる。
なお全ての本実施形態において、画像の中心を中心として拡大しなくても良く、顔検出部112が検出した顔の中心を中心として画像を拡大しても良い。
また全ての本実施形態において、画像全体若しくは一部の領域に含まれる高周波成分の量を鮮鋭度として用いる場合、所定値以上の高周波成分を有するピクセル数を、前述のコントラスト値の代わりに使用することができる。
CMOS121の代わりにCCD等の固体撮像素子が用いられても良い。
なお、コントラスト値は、前述した処理以外の処理によって求められても良い。
ピント調整リング132の代わりに、シーソースイッチ、ダイヤル、及びレバー等のスイッチを用いてによりピントを調整してもよい。
デジタルカメラ100は、いわゆるコンパクトカメラ、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラであっても良い。
100 デジタルカメラ
110 DSP
111 画像処理部
112 顔検出部
121 CMOS
122 LCD
123 羽根
124 シャッター幕
125 駆動回路
126 操作スイッチ
127 メモリ
128 メモリカード
131 合焦レンズ
132 ピント調整リング

Claims (10)

  1. 被写体像を撮像して画像を出力する撮像素子と、
    被写体に合焦して、前記撮像素子に被写体像を結像させる合焦レンズと、
    前記撮像素子から前記画像を取得し、前記画像の一部を拡大して拡大画像を作成する画像処理部と、
    前記画像処理部から前記拡大画像を取得して表示する表示部とを備え、
    前記画像は、被写体に対する前記合焦レンズの合焦状態に応じて変化する鮮鋭度を有し、
    前記画像処理部は所定期間毎に前記鮮鋭度を算出し、前記鮮鋭度に応じて所定期間毎に前記画像の一部を拡大する撮像装置。
  2. 前記画像処理部は、前記鮮鋭度が最も高い拡大画像を合焦画像として決定し、前記合焦画像に対応する画像が撮像された時より後に撮像された画像に対応する拡大画像に、前記合焦画像を重畳して前記表示部に表示させる請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記画像処理部は、前記画像の中心を中心として前記画像を拡大する請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 前記画像に含まれる顔を検出する顔検出部をさらに備え、
    前記画像処理部は、前記顔検出部が検出した顔を中心として前記画像を拡大する請求項1又は2に記載の撮像装置。
  5. 前記鮮鋭度は、前記画像のコントラスト値に基づいて決定される請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。
  6. 前記鮮鋭度は、前記画像が有する高周波成分の多さに基づいて決定される請求項1から5のいずれかに記載の撮像装置。
  7. シャッターレリーズボタンをさらに備え、
    前記シャッターレリーズボタンが押圧された場合、前記表示部は前記合焦画像及び前記拡大画像の表示を中止して、前記画像を表示する請求項1から6のいずれかに記載の撮像装置。
  8. 前記合焦レンズは、被写体に対する合焦状態を調節するピント調整リングをさらに備え、
    前記ピント調整リングが所定期間動かない場合、前記表示部は前記合焦画像及び前記拡大画像の表示を中止して、前記画像を表示する請求項1から7のいずれかに記載の撮像装置。
  9. 前記合焦レンズは、被写体に対する合焦状態を調節するピント調整リングをさらに備え、
    前記ピント調整リングが動いた場合、前記画像処理部は前記鮮鋭度に応じて前記画像の一部を拡大し、前記表示部は前記拡大画像を表示する請求項1から8のいずれかに記載の撮像装置。
  10. 被写体に合焦レンズを合焦させるステップと、
    被写体像を撮像して画像を出力するステップと、
    被写体に対する前記合焦レンズの合焦状態に応じて変化する鮮鋭度を、所定期間毎に前記画像において算出するステップと、
    所定期間毎に、前記鮮鋭度に応じて前記画像の一部を拡大して拡大画像を作成するステップと、
    前記拡大画像を取得して表示するステップとを備える画像表示方法。
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