JP4197865B2 - カメラ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮影画像が液晶(CCD)等の画面によって確認可能なデジタル画像モニタ付きのカメラの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラの普及が進んでいるが、特にピント合わせに関しては、ユーザが意図したとおりのピントの写真を得ることが困難であり、更なる改良を必要としていた。
【0003】
こうしたオートフォーカス(AF)の結果を確認する技術としては、特開平10−48733号公報に記載されているように、AF結果を表示する技術が知られている。また、ピント合わせ部をファインダ画面にスーパーインポーズ表示する技術も知られている。
【0004】
従来、図8(a)に示されるように、画面1内に種々の空間周波数や距離の被写体が混在するシーンでは、主被写体とは異なる雑被写体にピントが合ってしまうことがあった。被写体の合焦状態は、カメラ内蔵の小型モニタでは判定することができず、撮影終了後のプリントアウトや大型モニタで確認して、初めてわかることが多いものであった。
【0005】
すなわち、図8(b)に示されるように、シーン2に於いて、周囲の雑被写体3ははっきりピントが合っていても、肝心の人物4にピントが合っていない状態である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような改良では、撮影者がピントの具合を確認するには十分ではないものであった。したがって、より直接的に画面内の何処にピントが合っているかを表示する技術が求められている。
【0007】
また、画面内にスーパーインポーズ表示すると、画面が見えにくくなるうえ、実際には撮影されない枠等が画面内に表示されて、ユーザの混乱を招く可能性がある等、課題を有していた。
【0008】
この発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、撮影者が想定している被写体に正しくピントが合っているかを容易に確認することのできるカメラを提供することを目的とする。
【0009】
すなわちこの発明は、画面内複数のポイントに存在する被写体の何れかにピント合わせを行うピント合わせ手段と、被写体の像データを形成する撮像手段と、撮影前に、上記撮像手段が出力する画像を表示する第1の表示手段と、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されたエリア近傍の画像を表示する第2の表示手段と、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されない少なくとも1つのエリア近傍の画像を表示する第2のサブ画面と、を有する表示装置と、を具備することを特徴とする。
【0010】
またこの発明は、撮影画面内の複数のポイントを測距する測距手段と、撮影レンズを介して上記撮影画面の画像を形成してデジタル的に表示するための撮像手段と、この撮像手段で形成された画像を表示する表示手段と、上記測距手段の出力と上記撮像手段の出力に基いて上記撮影レンズの一部を制御して被写体にピントを合わせるピント合わせ手段と、を備えるカメラに於いて、撮影前に、上記表示手段上に、上記測距手段の出力によってピント合わせ用に選択されたポイントに相当するデジタル画像を表示させると共に、ピント合わせ用に選択されない少なくとも1つのポイントに相当するデジタル画像を表示させる制御手段を具備することを特徴とする。
【0011】
この発明のカメラにあっては、画面内の複数のポイントに存在する被写体の何れかが、ピント合わせ手段によってピント合わせが行われる。また、撮像手段によって、被写体の像データが形成される。そして、第1の表示手段と第2の表示手段と第2のサブ画面を有する表示装置のうち、撮影前に、上記撮像手段が出力する画像が第1の表示手段に表示され、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されたエリア近傍の画像が第2の表示手段に表示される。更に、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されない少なくとも1つのエリア近傍の画像が第2のサブ画面に表示される。
【0012】
また、この発明のカメラにあっては、測距手段によって撮影画面内の複数のポイントが測距され、撮影レンズを介して上記撮影画面の画像が撮像手段で形成されてデジタル的に表示され、この形成された画像が表示手段で表示される。更に、上記測距手段の出力と上記撮像手段の出力に基いて、上記撮影レンズの一部がピント合わせ手段によって制御されて被写体にピントが合わせられる。そして、撮影前に、上記表示手段上に、上記測距手段の出力によってピント合わせ用に選択されたポイントに相当するデジタル画像が、制御手段によって表示される。それと共に、ピント合わせ用に選択されない少なくとも1つのポイントに相当するデジタル画像が、制御手段によって表示される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1は、この発明の第1の実施の形態に係るカメラの内部の電気的構成を示すブロック図である。
【0015】
図1に於いて、10はこのカメラで撮影されるシーン若しくは画面範囲を示している。このシーン10のように、主被写体の人物11aは小さく、画面の大部分を占めるものがより遠距離の風景であり、尚かつ、木11bや山等が混在し、空間周波数が低いものや高いものが混在していると、カメラは、主被写体11a以外のものに、誤ってピント合わせをしてしまうことが多かった。
【0016】
被写体からの撮影光束は、撮影レンズ15を介して像信号を形成する撮像素子16に導かれる。そして、この撮像素子16にてその像データが画像処理されて、画像処理回路17及びメモリ18に画像情報が供給されると共に、ピント判定部19を介してCPU20に供給される。
【0017】
このCPU20は、ワンチップマイクロコンピュータ等から構成される演算制御手段である。そして、このCPU20には、上記撮影レンズ15を駆動するためのレンズドライバ(LD)23と、LCDドライバ24を介して撮影画像の表示手段であるLCD画面25が接続されると共に、補助光としてのストロボ発光部26と、レリーズスイッチ27及び画像表示モード切換スイッチ28が接続されている。
【0018】
このような構成に於いて、撮影レンズ15を介して撮像素子16にて像信号が形成される。そして、この撮像素子で形成された像データは、CPU20からの指令によって、画像処理回路で画像処理され、メモリ18に記録されたり、LCD画面25に表示される。また、レリーズスイッチ27や画像表示モード切換スイッチ28の操作によって、カメラ全体のシーケンスが、内蔵のプログラムによって制御され、撮像素子16の出力からピント合わせ制御等が行われる。
【0019】
つまり、所定の空間周波数成分が取出されて、そのコントラストがピント判定部19で判定される。そして、このピント判定部19の出力が用いられて、CPU20によってレンズドライバ23を介して撮影レンズ15が制御されることにより、ピント合わせが行われる。
【0020】
また、撮影時には、表示用のLCD画面25に画像表示するために、LCDドライバ24がCPU20により制御される。特に、この発明の特徴である合焦位置確認機能を作動させる際には、CPU20によって、画像処理回路17を介して撮像素子16の特定の部分のみが選択され、LCDドライバ24が制御されて、選択された部分が切出されて表示されるようになっている。
【0021】
また、露出が不足している場合には、ストロボ発光部26が発光されて光が補われるような制御が、CPU20によって行われる。
【0022】
上記撮像素子16は、図2に示されるように、3つのピント検出エリア16a、16b、16cを有するものとする。尚、ここでは、ピント検出エリアを3つとして説明するが、これらの検出エリア数は、中央1点を含む5つでも7つでもよいものである。そして、例えば、上述した3つのピント検出エリア16a、16b、16cは、図1に示されるシーン10の3つのポイント10L、10C、10Rに相当する。
【0023】
次に、図3を参照して、このような構成のカメラ30をユーザが扱っている状態について説明する。
【0024】
図3(a)に示されるように、カメラ30の背面部(同図では上側)には、表示手段としてのLCD画面25が設けられている。そして、カメラ30の上面部には、レリーズスイッチ27や画像表示モード切換スイッチ28等が設けられている。これらの各種スイッチの操作に応じて、図3には示されないCPUは、LCD30の表示を切換えるように制御している。
【0025】
したがって、ユーザ31は、LCD画面25を見ながらピントや構図が正しいか否かを判定することができる。これによって、図1に示されるようなシーンに於いて、被写体(人物11a)が画面範囲10の中央に存在しなくとも、ピント検出が可能となる。
【0026】
ところが、単に被写体が構図内に入っているのをLCDで確認できるだけでは、本来ピントを合わせるつもりでなかった背景等にピントが合ってしまい、肝心の主被写体にピントが合わないという現象が生じることがあった。そのような場合、実際に撮影された画像は、図8(b)に示されるように、見にくいものとなってしまう。
【0027】
したがって、この発明のカメラに於いては、図3(b)に示されるように、LCD画面25は、メイン画面25aとサブ画面25bに分割されて設けられている。例えば、図1に示される画面内の3つのポイント10L、10C、10Rのように、画面内の3つのポイントに対してピントを調べ、何れかのポイントに存在する被写体にピントを合わせることができる仕様が想定されている。
【0028】
ここで、選択されたポイントの画像は、サブ画面25bに表示される。一方、メイン画面25aは、撮影される画像の全てが表示される。図3(a)に示されるように、ユーザ31は、LCD画面25内のサブ画面にて、カメラが自動的に選択したピント合わせポイントを確認することができる。
【0029】
また、画像表示モード切換スイッチ28の操作によって、サブ画面をメイン画面に切換えて大きく表示したり、サブ画面25bに全画面を表示するようにしても良い。更には、図3(c)に示されるように、第2のサブ画面25cを設けて、この第2のサブ画面25cにピント合わせの次の候補を表示させるようにしても良い。但し、この場合は、ピント合わせ後の判定に用いるのが効果的である。
【0030】
このようにすれば、メイン画面25aにはピント合わせポイントを表す余計な枠等の表示が必要なく、すっきりとした画面となり、撮影画面を正しくモニタすることができる。
【0031】
次に、図4のフローチャートを参照して、本実施の形態に於けるカメラの制御動作について説明する。
【0032】
先ず、ステップS1にて、レリーズスイッチ27の操作のタイミングで、メイン画面25aに撮影される部位が表示される。このとき、撮影レンズ15はパンフォーカス位置に於いて、どの被写体も、そこそこのピントでモニタ上に見えるような位置となっている。
【0033】
次いで、ステップS2にて、撮影レンズ15が、例えば無限遠(∞)の位置にて初期化される。そして、ステップS3〜S5にて、図2に示される3つのエリア16a、16b、16cに於ける所定周波数成分のコントラストが判定されながら、撮影レンズ15が移動される。
【0034】
すなわち、ステップS6に於いて、撮影レンズ15の位置が判定される。その結果、撮影レンズ15が終端位置まで達していなければ、ステップS7に移行してその位置が移動される。その後、ステップS3へ移行する。
【0035】
一方、ステップS6にて、撮影レンズ15が終端位置まで達したならば、ステップS8にて、各エリア16a〜16cに於いて、どのレンズ位置(ピント位置)で撮影すれば最もピントがぴったり合うかが検出される。しかし、全てのエリアは、各々異なるレンズ位置でピント合わせが良好となるので、ステップS9にて、この中から最も近距離に於いて、ピント良好を示すエリアが選択される。これが、第1のピント合わせ候補とされる。
【0036】
こうして、続くステップS10にて、図1に示されるポイント10L、10C、10Rの中から、選択されたポイント(図2に示されるエリア16a、16b、16cの何れかのエリアに相当)付近の映像が、サブ画面に表示される。このステップ以降は、図3(b)のサブ画面25bに、ピント合わせされる領域の画像が表示される。
【0037】
ところで、上述したステップS3〜S7にて、先にレンズスキャンしたときに、各ポイントのコントラストとレンズ位置の関係が求められているので、ステップS11にて、選択ポイントのコントラストデータが最も高くなるレンズ位置にピントが合わせられ、続くステップS12にて撮像が行われる。このとき、メイン画面25a、サブ画面25bそれぞれに、再度、ピント合わせ後の全画像及び選択部画像が表示される。
【0038】
次いで、ステップS13では、画像が圧縮されてメモリ18に記憶される。そして、ステップS14にて、画像表示モード切換スイッチ28が操作されたか否かが判定される。その結果、画像表示モード切換スイッチ28が操作されたならば、ステップS15に移行して、メイン画面25aに上記選択画像が表示される。
【0039】
すなわち、メイン画面25aに、今までサブ画面25bに表示されていたものが表示される。これにより、ユーザは、よりピントが確認しやすくなる。このとき、サブ画面25bに全画像を縮小表示したり、選択されなかった他のポイントの表示を第2のサブ画面25cに表示させるようにしても良い。これによって、ユーザは、主被写体にピントが合っているか、他のポイントがどうなっているかを確認することができる。
【0040】
一方、ステップS14に於いて、画像表示モード切換スイッチ28が操作されなかった場合は、ステップS16に移行して、再撮影が行われたか否かが判定される。すなわち、レリーズスイッチ27の状態が判定される。ここで、レリーズスイッチ27が押されて再撮影が行われる場合はステップS17に移行し、再撮影が行われない場合は本ルーチンを抜ける。
【0041】
ステップS17では先の撮影で使用された画像データがクリアされ、続くステップS18ではメイン画面25aに全画像が表示される。そして、ステップS19では、次の候補ポイントにピントが合わされて再度撮影が行われるようにされる。その後、上記ステップS10に移行する。
【0042】
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、ユーザは、簡単に自分が狙った主被写体のピントを確認しながら、安心して写真撮影を楽しむことができる。また、メイン画面には、画像以外の余計な表示がなく、サブ画面を一瞥するだけで、カメラが正しくピント合わせをしているかを否かを判断することができる。
【0043】
このように、第1の実施の形態によれば、正しくピントや構図、または被写体の表情等を判定しながらの撮影が可能なカメラを提供することができる。
【0044】
尚、このフローチャートは、説明を単純にするために、一度撮影してみて正しく撮影が行われていなければ、再度撮影し直せば良いという考え方による仕様となっている。しかしながら、これに限られずに、レリーズスイッチ27の半押しでモニタ確認、全押しで撮影終了という仕様にしても良い。
【0045】
次に、この発明の第2の実施の形態を説明する。
【0046】
この第2の実施の形態は、上述した第1の実施の形態のような撮像素子を用いたピント合わせだけでなく、2つの受光レンズを介してセンサアレイで得た像信号の視差による位置差xを用いて測距を行う、いわゆる外光式三角測距方式を併用したものである。
【0047】
図5は、この発明の第2の実施の形態に係るカメラの内部の電気的構成を示した図である。
【0048】
図5(a)に於いて、主被写体11から距離Lだけ離れた位置に一対の受光レンズ35a及び35bが、互いに間隔Bだけ離間して配置されている。そして、これらの受光レンズ35a及び35bから距離fだけ離れた位置に、センサアレイ36a及び36bが配置されている。そして、これらセンサアレイ36a及び36bの出力は、A/D変換部37を介してCPU20に供給される。
【0049】
上記以外の構成については、レリーズスイッチ27がファーストレリーズスイッチ27a及びセカンドレリーズスイッチ27bに置換わっている以外、図1の構成と同じであるので、説明は省略する。
【0050】
上記センサアレイ36a及び36bのデータは、A/D変換部37によってデジタル信号化される。CPU20では、これらの2つのデジタル像データの比較によって、上述した位置差xが求められ、L=B・f/xの関係式より被写体距離Lが算出される。ここで、上述したように、Bは受光レンズの主点間距離であり、fは受光レンズとセンサアレイ間の距離である。
【0051】
このような測距装置で得られた距離に対して、CPU20では、レンズドライバ23を介して撮影レンズ15のピント合わせを行うが、暗いシーンの撮影時には撮影レンズ15の明るさや撮像素子16の明るさに基いて、ストロボ発光部26の光量制御も行う。また、ファーストレリーズスイッチ27a、セカンドレリーズスイッチ27bやLCD画面25の表示等の制御や動作に関しては、上述した第1の実施の形態に準ずるものである。
【0052】
尚、画面範囲10内で、上述した三角測距用のセンサアレイがモニタする範囲40は、図5(b)に示されるようになっている。したがって、このセンサアレイのエリア41L、41C、41Rの何れのエリアを用いるかによって、画面内3点の測距ができる。これは、用いるエリアの分割のしかたによって、5点や7点でも可能である。
【0053】
図6は、こうした構成のカメラの前面から見た外観斜視図である。
【0054】
カメラ30の前面部の略中央部には撮影レンズ15が設けられており、この撮影レンズ15の上方に受光レンズ35a及び35bが配置されている。更に、これら受光レンズ35a及び35bに並設してストロボ発光部26が設けられている。
【0055】
また、カメラ30の上面部には、ファーストレリーズスイッチ27a、セカンドレリーズスイッチ27bから成るレリーズスイッチ27と、画像表示モード切換スイッチ28が設けられている。
【0056】
図7は、この発明の第2の実施の形態に従ったカメラのピント判定及び撮影の動作を説明するフローチャートである。
【0057】
尚、この第2の実施の形態では、上述したようにレリーズスイッチを2段構成とし、1段目にファーストレリーズスイッチ27aがオンして表示制御を行い、2段目でセカンドレリーズスイッチ27bがオンして撮影がなされるものとする。
【0058】
また、表示時の撮像素子の信号は特に記録は必要ないので、圧縮等は行わず、いわゆるスルーモードでのデータの扱いとなる。一方、撮像時は、記録用に圧縮等が必要であり、画像処理回路17が撮像素子の出力を加工してメモリ18に記録する。
【0059】
ステップS21では、上述したように、三角測距装置で画面内の3ポイント(図5(b)に示されるポイント41L、41C、41R)の距離が測距され、各測距結果がLL 、LC 、LR として提出される。次いで、ステップS22では、上記ステップS21で得られた測距結果の中から、最も近い距離が選択される。この選択されたものが主被写体距離とされ、この距離が出力されたポイントが主被写体ポイントとされる。
【0060】
これは、一般に、最も近い距離に存在する被写体が主被写体であることが多いからであり、必ずしもこの近距離方式で選択する必要はない。像信号や輪郭検出によって、より高精度の選択ができることは言うまでもないが、ここでは説明を容易にするために、近距離選択方式を用いて説明する。
【0061】
こうして得られた選択部を、図3(b)に示されるようにサブ画面25bに表示するため、ステップS23にて表示、及びステップS24にて表示が行われる。このステップS24では、メイン画像は全画面として表示される。
【0062】
次いで、ステップS25に於いて、画像表示モード切換スイッチ28の状態が検出される。ここで、画像表示モード切換スイッチ28が操作されると、ステップS26へ移行し、操作されなければステップS28へ移行する。
【0063】
ステップS26では、サブ画面25bに表示されていた選択部の画像に対して、ピント合わせや撮像が行われる。これにより、正確なピントのチェックが可能となる。続いて、ステップS27にて、サブ画面25bに表示されていた選択部の画像が、図3(c)に示されるようにメイン画面25aに切換えられて拡大表示される。
【0064】
そして、ステップS28にて、撮影が可能か否か、すなわち、レリーズスイッチを押込むか否かが判定される。ここで、撮影が可能であれば、ステップS29へ移行して、選択部のみのコントラストを重視したより詳細なピント合わせ制御が行われる。一方、撮影が可能でない場合は、本ルーチンを抜ける。
【0065】
ステップS29では選択部の画像のコントラストが設定され、続くステップS30では撮影レンズ15が駆動される。更に、ステップS31では、上記ステップS29及びS30により得られたコントラスト値がピークであるか否かが検出される。ここでは、ピーク値が検出されるまで上記ステップS29〜S31が繰返される。
【0066】
そして、ピーク値が検出されると、ステップS32に移行して、その位置に撮影レンズ位置が設定されるように制御される。その後、ステップS33で撮像が行われると、本ルーチンが終了する。
【0067】
以上説明したように、この第2の実施の形態によれば、レンズスキャンのない三角測距の結果によって、ピント合わせポイントを高速で選択し、選択位置を撮像してサブ画面に表示するので、高速のピント判断が可能となり、より迅速な撮影が可能となる。ユーザはメイン画面にて、すっきりと全体の構図をチェックしながら、サブ画面で選択ポイントの様子を見て、より高度な撮影を楽しむことができる。また、このために、サブ画面の方を拡大表示する等の仕様を追加することも容易である。
【0068】
尚、この発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0069】
すなわち、
(1) 撮影画面内の複数のポイントを測距する測距手段と、撮影レンズを介して上記撮影画面の画像をデジタル的に表示するための撮像手段と、表示手段と、上記測距手段の出力と、上記撮像手段の出力に基いて上記撮影レンズの一部を制御して、被写体にピントを合わせるピント合わせ手段と、を有するカメラに於いて、
上記表示手段上に上記測距手段の出力によってピント合わせ用に選択されたポイントに相当するデジタル画像を表示する制御手段を具備することを特徴とするカメラ。
【0070】
(2) 上記ピント合わせ手段は、上記表示後の撮影操作によって上記撮像手段の出力が最も適正となる位置に上記撮影レンズを制御することを特徴とする上記(1)に記載のカメラ。
【0071】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、種々の距離の被写体が混在する画面でも、正しく、主要被写体にピント合わせができるカメラを提供することができる。また、ピント合わせをする対象をユーザにわかりやすく認知させ、すっきりした画面で被写体を正しく確認可能なカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係るカメラの内部の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1の撮像素子16のピント検出エリアの例を示した図である。
【図3】図1の構成のカメラをユーザが扱っている状態について説明する図である。
【図4】第1の実施の形態に於けるカメラの制御動作について説明するフローチャートである。
【図5】この発明の第2の実施の形態に係るカメラの内部の電気的構成を示した図である。
【図6】図5のカメラの前面から見た外観斜視図である。
【図7】この発明の第2の実施の形態に従ったカメラのピント判定及び撮影の動作を説明するフローチャートである。
【図8】従来のカメラのオートフォーカス技術について説明する図である。
【符号の説明】
10 シーン(画面範囲)、
10L、10C、10R ポイント、
11a 人物(主被写体)、
15 撮影レンズ、
16 撮像素子、
16a、16b、16c ピント検出エリア、
17 画像処理回路、
18 メモリ、
19 ピント判定部、
20 CPU、
23 レンズドライバ(LD)、
24 LCDドライバ、
25 LCD画面、
25a メイン画面、
25b、25c サブ画面、
26 ストロボ発光部、
27 レリーズスイッチ、
28 画像表示モード切換スイッチ、
30 カメラ、
31 ユーザ。

Claims (4)

  1. 画面内複数のポイントに存在する被写体の何れかにピント合わせを行うピント合わせ手段と、
    被写体の像データを形成する撮像手段と、
    撮影前に、上記撮像手段が出力する画像を表示する第1の表示手段と、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されたエリア近傍の画像を表示する第2の表示手段と、上記複数のポイントのうち、上記ピント合わせに利用されない少なくとも1つのエリア近傍の画像を表示する第2のサブ画面と、を有する表示装置と、
    を具備することを特徴とするカメラ。
  2. 更に、上記ピント合わせの確認を行うピント確認用スイッチと、該ピント確認用スイッチの操作時に於いて、上記第1の表示手段に上記第2表示手段に表示した画像を表示する表示切換手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載のカメラ。
  3. 撮影画面内の複数のポイントを測距する測距手段と、撮影レンズを介して上記撮影画面の画像を形成してデジタル的に表示するための撮像手段と、この撮像手段で形成された画像を表示する表示手段と、上記測距手段の出力と上記撮像手段の出力に基いて上記撮影レンズの一部を制御して被写体にピントを合わせるピント合わせ手段と、を備えるカメラに於いて、
    撮影前に、上記表示手段上に、上記測距手段の出力によってピント合わせ用に選択されたポイントに相当するデジタル画像を表示させると共に、ピント合わせ用に選択されない少なくとも1つのポイントに相当するデジタル画像を表示させる制御手段を具備することを特徴とするカメラ。
  4. 上記制御手段は、上記デジタル画像の表示後の撮影操作によって上記撮像手段の出力が最も適正となる位置に上記撮影レンズを駆動制御することを特徴とする請求項3に記載のカメラ。
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