JP3883796B2 - カメラ型画像入力装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォーカス調整や、画角調整を容易に行うことができるカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
カメラにて、被写体を撮影する場合、フォーカス(焦点)の確認や、画角(撮像領域)の確認が必要である。ファインダー機構を有するカメラにおいて、フォーカス確認や、画角確認は、例えば、図11に示すように、ファインダーにより行なわれていた。一方、ファインダー機構を有しない大型カメラ(4×5判以上のフィルムを使用するカメラ)において、フォーカス確認や、画角確認は、フォーカシンググラスフレーム(レンズ結像面に設置したすりガラス)により行なわれていた。また、フォーカスの確認や、画角の確認の他の方法として、直接被写体の画像を取り込んで行う方法も知られている。
【0003】
一方、カメラにて、低い位置から高い建物を見上げるように撮ると、上にいくほど小さくすぼまった画像に写ることになる。これは、レンズの遠近感によるもので、手前のものは大きく、遠くのものは小さく写るという現象が生み出す歪みである。このような歪みを修正し、建物などを垂直に写し込むカメラの機構として、アオリ機構が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ファインダーにて、フォーカスの確認や、画角の確認を行う場合、画像の取り込み時にミラーをアップさせる制御が必要であり、非効率的であった。また、フォーカシンググラスフレームにて、フォーカスの確認や、画角の確認を行う場合、光電変換部を取り外して、フォーカシンググラスフレームを取り付けるという手間が生じ、非効率的であった。さらに、直接被写体の画像を取り込んで行う方法では、画像を取り込むための時間を要し、非効率的であった。特に、画像をスキャンするセンサーに1次元センターを用いた場合には、かかるセンサーの移動を要するため、特に時間がかかっていた。
【0005】
また、フォーカスの確認や、画角の確認は、カメラを覗いている撮影者しか行うことができないので、撮影者が、カメラの覗きながら、他のスタッフに被写体の位置の調整などを命じなければならないという煩雑さがあった。
【0006】
一方、アオリ機構を有するカメラにて、アオリ操作を行うには熟練を要するため、カメラ撮影の初心者では、アオリ操作を行い形状歪みのない撮影を行うことは困難であった。
【0007】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その課題は、フォーカス確認や、画角確認を効率よく行うことができ、かつ、形状歪みのない撮影を行うことが可能なカメラ型画像入力装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、カメラ型画像入力装置において、被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光範囲において、前記被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光素子と、前記レンズを介して被写体を照射する発光素子と、を置換制御する制御部を備えるように構成する。
【0011】
このように構成された発明によれば、被写体からの入射光をレンズを介して受光する場合には、受光範囲に受光素子が配置され、レンズを介して被写体を照射する場合には、受光範囲に発光素子が配置される。従って、発光素子により照射された被写体側の照射パターンを見て行うフォーカス調整や画角調整の精度を向上させることができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のカメラ型画像入力装置において、前記受光素子と前記発光素子は同一の可動部に設けられ、前記制御部は、前記可動部を移動させることにより、前記受光素子と前記発光素子とを置換するように構成する。従って、受光素子と発光素子とを置換させる機構を容易に実現することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のカメラ型画像入力装置において、前記受光素子と前記発光素子は異なった可動部に設けられ、前記制御部は、それぞれの前記可動部を移動させることにより、前記受光素子と前記発光素子とを置換するように構成する。従って、受光素子と発光素子とを置換させる機構を小型化することができる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載のカメラ型画像入力装置において、前記受光素子は、1次元センサーであり、前記制御部により、前記受光範囲上を移動されつつ、前記被写体からの入射光を受光するように構成する。従って、1次元センサーにより、2次元の画像を取り込むことができる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載のカメラ型画像入力装置において、前記受光範囲にある受光素子の受光面の位置と、前記受光範囲にある発光素子の発光点の位置は光学的に等しいように構成する。従って、発光素子により照射された被写体側の照射パターンを見て行うフォーカス調整や画角調整の精度を向上させることができる。
【0017】
請求項6に記載の発明は、カメラ型画像入力装置の受光装置において、被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光範囲で、前記被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光素子と、前記レンズを介して被写体を照射する発光素子と、を置換制御する制御部を備えるように構成する。このような受光装置を、市販の大型カメラのフィルムバックに代えて装着することで、請求項1に記載のカメラ型画像入力装置と同様の効果を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0019】
図1は、本発明にかかるカメラ型画像入力装置100の全体概略構成を示す図である。図1に示すように、カメラ型画像入力装置100は、大別して、レンズ部1と、本体部2と、結像部(受光部)3と、を含んで構成される。レンズ部1と結像部3は、本体部2から着脱可能である。なお、結像部(受光部)3は、市販の大型カメラのフイルムバックの代わりに、受光装置として装着することが可能であり、これにより、市販の大型カメラは、本発明かかるカメラ型画像入力装置100と同等の機能を有するものとなる。図2は、本発明の特徴部分である結像部3の概略機能ブロックを示す図である。
【0020】
被写体からの入射光32は、レンズ部1に備えるレンズにより、結像部3の結像面(受光面)に結像される。結像面に結像された2次元の撮像領域の画像は、受光素子であるセンサー13により電気信号に変換され、信号処理部15にてノイズ成分の除去や各種補正等の処理が行なわれた後、メモリ17に記憶される。センサー13には、CCD撮像素子や、MOS撮像素子などの固体撮像素子が用いられる。また、センサー13には、モノクロ画像検出素子や、カラーフィルタを装着したカラー画像検出素子が含まれる。
【0021】
本実施形態にかかるセンサー13は、1次元のラインセンサーであり、図1に示すように、移動基板10上に配置されている。この移動基板10は、ボールネジネジ部11に螺合するボールネジナット部11aに装着されており、画像撮影時におけるモータ12の駆動によりボールネジ11が回転すると、結像部3内で上下方向(図1の符号34部の矢印方向)に移動する。モータ(例えば、ステッピングモータ)12は、制御部18により駆動制御される。制御部18は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、モータ12の駆動制御や、LED14の点灯、消灯などの制御を行う。入力部16には、例えば、LED14を点灯、消灯させるためのポインタスイッチや、撮像開始スイッチ、原点検出スイッチなどが接続される。
【0022】
図3は、図1のA方向から見た結像部3の内部構造の一例を示す図である。図3の例では、移動基板10は四角形状をしているが、円形、その他の形状であっても構わない。移動基板10上には、センサー13の他に、複数のLED(発光ダイオード)14が2次元に配置されている。図3の例では、5×5個のLED14を等間隔に配置しているが、これより多くLED14を配置しても、少なくLED14を配置しても構わない。この複数のLED14を含む領域35は、移動基板10が画像の撮像前の定常位置(以下「ポインタ位置」という)にあるとき、撮像領域に対応する。図1の例では、撮像領域、即ち、センサー13の第1画素から最終画素間によってスキャンされる領域の外周上に外側のLED14の発光部が位置するように配置されている。なお、外側のLED14の発光部を、センサー13の第1画素から最終画素間によってスキャンされる領域の外周の内側に位置するように配置することも、外側に位置するように配置することも可能である。移動基板10の位置検出は、制御部18に備えるマイクロコンピュータにより行なわれる。例えば、マイクロコンピュータは、モータ12が何度回ったかを検出しており、これに基づいて、移動基板10の位置を検出する。また、結像部3内の所定の位置には、移動基板10の原点を検出するための原点検出スイッチ(図示せず)が設けられており、例えば、マイクロコンピュータ起動時には、原点検出スイッチからの信号に基づき、移動基板10の位置が調整される。
【0023】
複数のLED14から発せられる光は、レンズ部1のレンズを介して、被写体に照射される。即ち、この複数のLED14の光の像を被写体側に結ばせるのである。例えば、センサー13として、10600画素のラインセンサーを使用し、スキャン範囲を、10600画素分とした場合、図3の例のように、5×5個のLED14を配置することにより、10600×10600画素の撮影領域(被写体)を照射する。これにより、フォーカス確認や、画角確認を外部から行うことができる。画像の撮像時には、この複数個のLED14により形成された領域35は、モータ12の駆動による移動基板10の移動に伴って移動する。また、かかる移動に伴い、移動基板10上のセンサー13が、撮像領域上を移動する。これにより、結像面に結像された2次元の撮像領域の画像が、センサー13にてスキャンされることとなる。例えば、10600画素の1次元のラインセンサーを使用し、10600ライン移動して撮像すれば、1億1236万画素の画像を取り込むことができる。
【0024】
このように、撮像前のフォーカス確認や画角確認時には、LED14が撮像領域上にあり、撮像時には、センサー13が撮像領域上にある。従って、LED14とセンサー13とは、撮像領域上で、置換が可能な構成となっている。
【0025】
なお、移動基板10上の任意の位置に露光計を配置するようにすれば、被写体の明るさ、または被写体から入射光の強さを測定することができる。
【0026】
図4は、移動基板10の側面図であり、センサー13とLED14との高さ(位置)の関係を示している。図4の例では、センサー13の結像面(受光面)と、LED14の発光点の高さ(位置)は光学的に等しくなっている。これは、フォーカシングがずれるのを防止するためである。即ち、図4において、センサー13は構造上、撮像素子の前面にガラス等の保護部材が設けられている。また、LED14は、構造上、発光点(発光素子)が透明樹脂等の保護部材中に封入されている。これら保護部材の形状や屈折率の影響により、光学系全体の焦点距離は異なってくるから、LED14の移動基板10からの取付高さと、センサー13の移動基板10からの取付高さは、これを相殺するように設定する。
【0027】
なお、図4においては、LED14の樹脂が透明であり、フォーカシングを確認するために、被写体上に照射・結像される発光体の部分は、ダイオードの接合面であるものを想定したが、樹脂が半透明の場合や、表面に描かれた図形等、表面自体を被写体上に照射、結像する、つまり、発光点が発光素子の表面である場合には、それを考慮した取付高さとする。
【0028】
いずれにしても、被写体に発光点がフォーカシングがとれて結像した状態で発光素子をセンサーに置換したときに、被写体が撮像素子にフォーカシングがとれた状態で結像するように構成する。
【0029】
図5は、制御部18内のLED14の点灯、消灯制御を行う制御回路の一例を示すものである。図6は、制御部18のマイクロコンピュータ42におけるLED14の点灯、消灯制御フローの一例を示すものである。図5の例では、ポインタスイッチ40には、トグルスイッチが使用される。ポインタスイッチ40を「入」にすると、Dフリップフロップ41のQ出力がハイレベルとなり、これがハイレベルのポインタ信号51として、マイクロコンピュータ42に入力される。マイクロコンピュータ42では、図6に示すように、ポインタ信号51がハイレベルであるか否かを判断しており(ステップS1)、ハイレベルであると判断した場合には、ステップS2に移行する。一方、ポインタ信号51がローレベルであると判断した場合には、マイクロコンピュータ42は、LEDON信号52をローレベルにして出力する(ステップS3)。
【0030】
ステップS2では、マイクロコンピュータ42は、移動基板10がポインタ位置にあるか否かを判断する。例えば、マイクロコンピュータ42は、モータ12の回転角度により、移動基板10の位置を検出し、検出された位置がポインタ位置にあるか否かを判断する。移動基板10がポインタ位置にあると判断した場合には、マイクロコンピュータ42は、LEDON信号52をハイレベルにして出力する(ステップS5)。一方、移動基板10がポインタ位置にないと判断した場合には、マイクロコンピュータ42は、移動基板10がポインタ位置に来るようにモータ12に駆動信号を出力(ステップS4)した後、LEDON信号52をハイレベルにして出力する(ステップS5)。ハイレベルのLEDON信号52は、図5に示すAND回路43を介して、LED14に出力される。これにより、LED14が点灯することとなる。このLED14は、ポインタスイッチ40を「切」にすると、ポインタ信号51がローレベルになるため、消灯する。
【0031】
また、ポインタスイッチ40が「入」状態であっても、マイクロコンピュータ42から、ローレベルのリセット信号53、または、ハイレベルのスキャン信号54が出力(NOT回路44にて反転)されると、Dフリップフロップ41のCL入力にローレベルの信号が入力されるため、ポインタ信号51はローレベルとなり、LED14は強制的に消灯される。このリセット信号53は、マイクロコンピュータの初期化時(電源投入時)に、ローレベルとなる。また、スキャン信号54は、画像の撮像中、即ち、センサー13による撮像領域の画像のスキャン中、ハイレベルとなる。
【0032】
次に、撮影者がカメラ型画像入力装置100を使用して被写体を撮影する場合の実施例を説明する。
【0033】
撮影者が、カメラ型画像入力装置100を被写体に向けて設置し、電源を入れ、ポインタスイッチ40を「入」にすると、制御部18のマイクロコンピュータ42は、上述した図6の処理を行う。これにより、複数のLED14が点灯され、レンズを介して、被写体に照射される。図7は、平面状の被写体61(実線で囲んだ部分)側における複数のLED14の照射パターンの一例を示すものである。図7の符号62部の照射パターンは長方形(中心を除いたLEDの照射ポイントで囲まれる部分)となっており、かかる長方形は被写体61の所望の撮像領域の形状と一致している。この状態は、被写体の所望の撮像範囲の中心の垂直線にその光軸が一致するようにカメラ型画像入力装置100が設置されている(正対しているという)状態である。この状態では、被写体の結像面と結像部3の撮像面(センサーの受光素子がスキャンによってなす平面)は一致し、所望の撮像範囲が歪みなく撮影でき、また、全てのLEDはフォーカシングがとれた状態で被写体上に結像する。
【0034】
一方、図7の符号63部の照射パターンは、台形となっており、被写体61の所望の撮像範囲と一致していないことがわかる。この状態は、被写体61の面と、結像部3の結像面とが平行ではなく、被写体61が、正対に対して、下方にずれていることを意味している。このような状態(符号63部の照射パターンの状態)で、被写体61を撮像すると、被写体61の所望の撮像範囲の上辺が下辺より長くなってしまう(被写体61が、符号63部の照射パターンとは逆の台形になる)。この状態では、照射されたLEDの映像の上段、中段、下段では、カメラ型画像入力装置100からの距離が異なるから、例えば、中段のLEDにフォーカスを合わせた場合、上段、下段のLEDの映像はフォーカスがずれたものとなる。同様に、符号64、65、66部の照射パターンも、それぞれの矢印方向にずれていることを意味する。
【0035】
このように、LED14の照射パターンが、符号62部の照射パターン以外になった場合、撮影者は、LED14の照射パターンを見ながら、符号62部の照射パターンになるよう、フォーカス調整や、画角調整を行うことができる。なお、一部のLED14の色を、他のLED14と変えるように、構成してもよい。例えば、中心部のLED14の色を、他のLED14の色と変えれば、その照射パターンを見ることにより、被写体側の中心位置がどこであるかがさらに明確になる。また、四隅のLED14の色を、他のLED14の色と変えれば、その照射パターンを見ることにより、被写体側の撮像範囲がさらに明確になる。
【0036】
次に、撮影者が、所望の照射パターンに調整し、撮像開始スイッチを押下すると、制御部18のマイクロコンピュータ42は、上述したスキャン信号54を出力する。また、マイクロコンピュータ42は、モータ12に駆動信号を出力する。これにより、LED14は消灯し、モータ12が駆動する。かかるモータ12の駆動により、移動基板10が上方に移動し、それに伴い、センサー13が、撮像領域の被写体31の画像をスキャンする。こうして、スキャンされた画像は、信号処理部15を介して、メモリ17に記憶される。
【0037】
このように、本発明にかかるカメラ型画像入力装置100によれば、フォーカス確認や、画角確認を、被写体に映し出されたLEDの照射パターンを見る事により行うことができ、かかる照射パターンを見ながらフォーカス調整や画角調整を行うことができる。しかも、フォーカス確認や、画角確認は、撮影者以外のスタッフも行うことができるので、撮影者がスタッフに、被写体の位置の調整等の命令を下す必要はなくなる。また、従来技術のように、光電変換素子部の取り付け、取り外しを行うことなく、フォーカス調整や、画角調整を行うことができる。また、熟練を要するアオリ操作を行うことなく、初心者でも、簡単に、形状歪みのない撮影をすることができる。また、画像の取り込んでの確認を行うことを必要としないので、効率的な撮影を行うことができる。また、逆に、故意にアオリ操作を行なう場合にも、フォーカス調整や画角調整が容易になることはもちろんである。
【0038】
なお、上記実施形態における結像部3の移動基板10上には、センサー13と、LED14とを設置する構成としたが、センサー13と、LED14とを別々の移動基板上に設置し、それぞれの移動基板を移動させるように構成してもよい。図8は、センサー13と、LED14とを別々の移動基板上に設置した場合の結像部3の内部構造を示す図である。また、図9は、図8のB方向(側面)から見た結像部3の内部構造を示す図である(但し、ボールネジネジ部11およびボールネジナット部11aは省略している)。図8に示すように、センサー13が設置された移動基板71と、LED14が設置された移動基板72は分離している。移動基板71の一端は、ボールネジネジ部11に螺合するボールネジナット部11aに固定され、他端はガイロッド77が挿入されたボールブッシュ(リニアベアリング)78に固定されている。また、図9に示すように、センサー13の結像面と、LED14の発光点の高さは、図3と同様、光学的に等しくなっている。
【0039】
モータ12の駆動によりボールネジネジ部11が回転すると、センサー13が設置された移動基板71は、符号81部に示す矢印方向に移動する。この移動基板71が符号81部に示す矢印方向に移動すると、図9(B)に示すように、移動基板72に設けられた部材74が、移動基板71とともに移動する部材73により押し下げられることによって、移動基板72は、符号82部に示す矢印方向に移動する。なお、部材73は、カムフォロアとしてもよい。これにより、LED14が設置された移動基板72上を、センサー13が移動し、撮像領域のスキャンが行なわれることとなる。また、センサー13による撮像領域のスキャンが終了し、移動基板71が元の位置(ポインタ位置)に戻ると、移動基板72は、バネ75により押し上げられ、ストッパー76により、元の位置で止まる。このとき、図示しないが、移動基板74は適宜のガイト部材によって、平行移動すると共に、結像面方向の位置が規定されるようになっている。このように構成すれば、カメラ型画像入力装置100の高さ方向の結像部3の寸法を、図3の実施形態に比べ、小さくすることができる。なお、フォーカス調整をしない場合は、図9において、移動基板72を、符号82部に示す矢印方向に移動した後の位置に、予め固定しておいても構わない。このようにすれば、移動基板72を移動させる機構を設けず、画角確認を行うことができる。
【0040】
また、上記実施形態における結像部3の移動基板10上には、LED14を、縦横2次元に配置したが、移動基板10の移動方向のLED14の列を少なくするように構成してもよい。例えば、図10に示すように、LED14を1次元に配置するように構成してもよい。図10の例では、移動基板91を往復移動させることにより、被写体側のLED14の光の像が、2次元的に映し出され、これにより、フォーカス確認や、画角確認を行うものである。このように構成すれば、さらに、結像部3の寸法を、小さくすることができる。
【0041】
また、上記実施形態においては、センサー12は、1次元センサーを用いたが、2次元センサーにより構成してもよい。このように構成すれば、画像取り込みのためのスキャンを必要とせずに、上記と同様の効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカス確認や、画角確認を、被写体に映し出されたLEDの照射パターンを見る事により容易に行うことができ、かかる照射パターンを見ながらフォーカス調整や画角調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるカメラ型画像入力装置100の全体概略構成を示す図である。
【図2】本発明の特徴部分である結像部3の概略機能ブロックを示す図である。
【図3】図1のA方向から見た結像部3の内部構造を示す図である。
【図4】移動基板10の側面図であり、センサー13とLED14との高さの関係を示す図である。
【図5】制御部18内のLED14の点灯、消灯制御を行う制御回路の一例を示す図である。
【図6】制御部18のマイクロコンピュータ42におけるLED14の点灯、消灯制御フローの一例を示す。
【図7】被写体61側における複数のLED14の照射パターンの一例を示す図である。
【図8】センサー13と、LED14とを別々の移動基板上に設置した場合の結像部3の内部構造を示す図である。
【図9】図8のB方向(側面)から見た結像部3の内部構造を示す図である。
【図10】LED14を移動基板上に1次元に配置した場合の結像部3の内部構造を示す図である。
【図11】フォーカス確認や、画角確認を、ファインダーにより行なう場合の例を示す図である。
【符号の説明】
1…レンズ部
2…本体部
3…結像部
10…移動基板
11…ボールネジネジ部
11a…ボールネジナット部
12…モータ
13…センサー
14…LED
15…信号処理部
16…入力部
17…メモリ
18…制御部
40…ポインタスイッチ
42…マイクロコンピュータ
Claims (6)
- 被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光範囲で、前記被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光素子と、前記レンズを介して被写体を照射する発光素子と、を置換制御する制御部を備えることを特徴とするカメラ型画像入力装置。
- 前記受光素子と前記発光素子は同一の可動部に設けられ、
前記制御部は、前記可動部を移動させることにより、前記受光素子と前記発光素子とを置換することを特徴とする請求項1に記載のカメラ型画像入力装置。 - 前記受光素子と前記発光素子は異なった可動部に設けられ、
前記制御部は、それぞれの前記可動部を移動させることにより、前記受光素子と前記発光素子とを置換することを特徴とする請求項1に記載のカメラ型画像入力装置。 - 前記受光素子は、1次元センサーであり、前記制御部により、前記受光範囲上を移動されつつ、前記被写体からの入射光を受光することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のカメラ型画像入力装置。
- 前記受光範囲にある受光素子の受光面の位置と、前記受光範囲にある発光素子の発光点の位置は光学的に等しいことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のカメラ型画像入力装置。
- 被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光範囲で、前記被写体からの入射光をレンズを介して受光する受光素子と、前記レンズを介して被写体を照射する発光素子と、を置換制御する制御部を備えることを特徴とするカメラ型画像入力装置の受光装置。
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Publications (2)
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