JP5534166B2

JP5534166B2 - カメラ付き携帯端末及びカメラ撮像方向調整方法

Info

Publication number: JP5534166B2
Application number: JP2009281735A
Authority: JP
Inventors: 山田　　勉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: JP2011124861A

Description

本発明は、カメラ付き携帯端末及びカメラ撮像方向調整方法に関する。

近年のカメラ付き携帯端末は、薄型化を実現するためにカメラの位置とカメラ映像を映す表示画面の位置がずれている場合が多い。撮影の際、撮影者は被写体を捉えるためにカメラを被写体に向けるが、カメラの位置と表示画面の位置がずれていると、実際の表示画面に被写体若しくはその被写体の目的部分が写らない。そこで、撮影者は表示画面を見ながら携帯端末自体を動かし、被写体若しくはその被写体の目的部分を捉えるようにカメラの向きを調整する必要がある。したがって、適切な撮影を簡単に行うには、それなりの熟練が必要である。

特許文献１では、監視装置においてカメラと被写体との距離からカメラの撮像方向を補正することが提案されている。具体的には、その監視装置は、人物の顔がカメラに映っていない場合、カメラから人物までの距離を測定し、その距離を用いてカメラの撮像方向の移動量を計算し、計算した移動量だけカメラを動かして撮像方向を調整するように構成されている。

特開２００９−９４８７０号公報

しかしながら、カメラを動かして撮像方向を調整することと携帯端末を動かしてカメラの向きを調整することとに根本的な相違はない。したがって、特許文献１は、カメラ付き携帯端末における上述した問題の解決に寄与するものではない。

それ故に本発明の課題は、上述した撮影に関する課題を解決するカメラ付き携帯端末を提供することにある。

本発明の他の課題は、上述した撮影に関する課題を解決するカメラ撮像方向調整方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末において、被写体の目的部分が前記表示部に写っていない場合に、前記カメラ付き携帯端末から前記被写体までの距離を測定し、その測定した距離を用いて、前記目的部分が前記表示部に写るまで前記カメラのレンズの向きのみを自動的に調整する機能を有することを特徴とするカメラ付き携帯端末が得られる。

本発明の他の態様によれば、カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末において、被写体までの距離を測定する測定手段、測定された距離に基づいて前記カメラのレンズの中心と前記被写体とを結ぶ直線と、前記レンズの中心軸とがなす角度を求める角度検出手段、前記レンズが基準状態から回転しているか否かを判定し、前記レンズを回転させる角度を求める角度計算手段、前記求めた角度だけ前記レンズのみを回転させる回転手段、前記レンズの回転後、前記カメラで取り込んだ画像に被写体の目的部分が写っているか否かを検出する画像検査手段、前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写るまで、前記回転手段と前記画像検査手段の動作を自動的に繰り返させる繰り返し手段、及び前記目的部分が写っている場合に前記レンズを通して入射された光から取得した画像データを前記表示部に表示させる表示手段、を含むことを特徴とするカメラ付き携帯端末が得られる。

本発明のさらに他の態様によれば、カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末のカメラ撮像方向調整方法において、被写体までの距離を測定するステップ、測定された距離に基づいて前記カメラのレンズの中心と前記被写体とを結ぶ直線と、前記レンズの中心軸とがなす角度を求めるステップ、前記レンズが基準状態から回転しているか否かを判定し、前記レンズを回転させる角度を求めるステップ、前記求めた角度だけ前記レンズのみを回転させるステップ、前記レンズの回転後、前記カメラで取り込んだ画像に被写体の目的部分が写っているか否かを検出するステップ、前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写るまで、前記レンズのみを回転させるステップと前記写っているか否かを検出するステップとを自動的に繰り返させるステップ、及び前記目的部分が写っている場合に前記レンズを通して入射された光から取得した画像データを前記表示部に表示させるステップ、を含むことを特徴とするカメラ撮像方向調整方法が得られる。

本発明においては、カメラ付き携帯端末において表示画面の位置とカメラの位置がずれていて被写体の目的部分が表示されない場合でも、レンズの向きが自動的に変わることにより、その目的部分を的確に捉えることができる。

本発明の第１の実施形態に係るカメラ付携帯端末の概要を説明するための説明図である。図１に示したカメラ付携帯端末の機能ブロック図である。図１及び図２のカメラ付き携帯端末の動作を説明するためのブロック図である。本発明の第２の実施形態に係るカメラ付携帯端末の動作を説明するためのブロック図である。

先ず図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るカメラ付携帯端末の概要を説明する。

図１において、携帯端末２００は通常の携帯端末に備えられている各種の機能を果たす様々な部分に加えて、一面側にカメラ２０１及び反対面側に表示画面よりなる表示部２０２を備えている。カメラ２０１はレンズ２０５及びその他のカメラ機能を果たす部分を含んでいる。したがって、この携帯端末２００は通常のカメラ付携帯端末と同様な機能を有するものである。

さらに携帯端末２００は、カメラ２０１と同じ面側の異なる位置に距離測定部２０３を備えている。表示部２０２と距離測定部２０３の位置関係は、距離測定部２０３の中心軸２０７が表示部２０２の中央を通るように定められている。

カメラ２０１のレンズ２０５は、その中心軸２０６の方向、即ち、レンズ２０５の姿勢即ち向きを調整可能なように、回動可能にされている。なお、レンズ２０５の姿勢（向き）を調整するときの動きを、ここでは「回転」と呼ぶ。

基準状態として、図１（ａ）のようにカメラ２０１のレンズ２０５の中心軸２０６が距離測定部２０３の中心軸２０７と平行になるレンズ姿勢を設定する。

レンズ姿勢が基準状態にあるときに、レンズ２０５の中心軸２０６と、レンズ２０５の中心と人物などの被写体２０４とを結ぶ直線とがなす角度をαとすると、その角度αは、距離測定部２０３により測定される携帯端末２００と被写体２０４との距離により求まる。そこでレンズ２０５をα度回転させると、図１（ｂ）のようにレンズ２０５の中心軸２０６が被写体２０４へ向くレンズ姿勢となる。

さらにレンズ２０５をγ度回転させると、図１（ｃ）のように被写体２０４の「顔」を捉えることができる。

図２を参照して、上述したカメラ付携帯端末の機能及び構成を説明する。

図２において、携帯端末２００は、カメラ２０１、表示部２０２、及び距離測定部２０３に加え、角度設定部３０１と検出部３０２とを含んでいる。

距離測定部２０３は、携帯端末２００と被写体２０４との距離を測定する機能を有する。距離測定部２０３は、例えば、赤外線センサーや超音波センサー等により構成される。また、距離測定部２０３は、直接距離を測定する機能を有するものでなく、他の機構により測定された結果を受け取る構成であってもよい。

角度設定部３０１は、距離測定部２０３によって測定された距離に基づいてレンズ２０５を回転させる角度を計算する機能と、計算した角度を記憶する機能と、検出部３０２からの検出結果により、カメラ２０１にレンズ２０５を回転させる機能を有する。角度設定部３０１は、例えば、マイクロコンピュータやメモリから構成される。

検出部３０２は、カメラ２０１で撮影される画像に被写体の目的部分即ち「顔」が写っているか否かを検出する機能と、検出結果を角度設定部３０１に通知する機能とを有する。検出部３０２は、例えば、マイクロコンピュータやメモリから構成され、上記角度設定部３０１と同じマイクロコンピュータなどで構成されてもよい。

カメラ２０１は、レンズ２０５を介して外部からの入射される光を画像データとして携帯端末２００に取り込む機能を有する。角度設定部３０１の指示に応じてレンズ２０５を回転する。

表示部２０２は、画像データを表示する機能を有し、例えば、モノクロまたはカラー表示可能な液晶ディスプレイなどであるが、特に液晶ディスプレイに限定されるものではない。

図２と共に図３のフローチャートをも参照して、上述したカメラ付き携帯端末の動作について説明する。

最初に、距離測定部２０３は携帯端末２００から被写体２０４までの距離を測定する（ステップＳ１０１）。次に、角度設定部３０１はステップＳ１０１で測定された距離に基づいて、レンズ２０５の中心と被写体２０４とを結ぶ直線と、レンズ２０５の中心軸とがなす角度αを求める（ステップＳ１０２）。

次に、角度設定部３０１は、記憶している角度（α０）があるか否か、つまり、レンズ２０５が既に基準状態から回転しているか否かを判定し、レンズ２０５を回転させる角度βを求める（ステップＳ１０３）。レンズ２０５が既に基準状態から回転していた場合は、レンズ２０５を回転させる角度βはβ＝α−α０となる。レンズ２０５が基準状態から回転していなかった場合は、レンズ２０５を回転させる角度βはβ＝αとなる。

次に、角度設定部３０１は、ステップＳ１０３で求めた角度βだけレンズ２０５を回転させる（ステップＳ１０４）。レンズ２０５の回転後、検出部３０２はカメラ２０１で取り込んだ画像に被写体の目的部分即ち「顔」が写っているか否かを検出する（ステップＳ１０５）。

顔が写っていない場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、任意の角度γだけレンズ２０５を回転させる（ステップＳ１０６）。その後、角度設定部３０１はαにγを加える（ステップＳ１０７）。再びステップＳ１０５に戻り、カメラ２０１で取り込んだ画像に「顔」が写っているか否かを検出する。このように、「顔」がカメラ撮像に写っているか否かを判断し、写っていない場合は任意の角度γだけレンズを回転させ、再度、「顔」がカメラ撮像に写っているか否かを判断し、写ってない場合は同じ動作を繰り返す。

こうして、「顔」がカメラ撮像に写っているか否かを判断し、写っていない場合は「顔」がカメラ撮像に写るまで自動的にレンズを回転させ、自動的に被写体の「顔」を捉えることができる。

一方、「顔」が写っている場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、角度設定部３０１は角度αをα０として保存する（ステップＳ１０８）。最後に、カメラ２０１でレンズ２０５を通して入射された光から取得した画像データを表示部２０２で表示して（ステップＳ１０９）、終了する。

次に図２と共に図４のフローチャートをも参照して、本発明の第２の実施形態に係るカメラ付き携帯端末の動作について説明する。

第２の実施形態に係るカメラ付き携帯電話は第１の実施形態に係るカメラ付き携帯電話と基本構成において同様である。ただし、角度設定部３０１は、「顔」を検出しなかった回数が閾値より大きい場合にレンズを逆方向へ回転させる。

まず、距離測定部２０３はスタートに引き続くステップＳ４０１で、携帯端末２００から被写体２０４までの距離を測定する。次に、角度設定部３０１はステップＳ４０１で測定された距離に基づいて、レンズ２０５の中心と被写体２０４とを結ぶ直線と、レンズ２０５の中心軸とがなす角度αを求める（ステップＳ４０２）。

次に、角度設定部３０１は、記憶している角度（α０）があるか否か、つまり、レンズ２０５が既に基準状態から回転しているか否かを判定し、レンズ２０５を回転させる角度βを求める（ステップＳ４０３）。レンズ２０５が既に基準状態から回転していた場合は、レンズ２０５を回転させる角度βはβ＝α−α０となる。レンズ２０５が基準状態から回転していなかった場合は、レンズ２０５を回転させる角度βはβ＝αとなる。

次に、角度設定部３０１は、ステップＳ４０３で求めた角度βだけレンズ２０５を回転させる（ステップＳ４０４）。その後、検出部３０２はカメラ２０１で取り込んだ画像に顔が写っているか否かを検出する（ステップＳ４０５）。

顔が写っていない場合（ステップＳ４０５のＮｏ）、角度設定部３０１はレンズ２０５を任意の角度γだけ回転させた回数Ｎと閾値Ｍとを比較する。（ステップＳ４０６）。

Ｎ＞Ｍの場合（ステップＳ４０６のＹｅｓ）、レンズ２０５を角度（−β）だけ回転させる（ステップＳ４０７）。次にγに（−γ）を代入する（ステップＳ４０８）。続いて、Ｎを０にする（ステップＳ４０９）。

一方、Ｎ≦Ｍの場合（ステップＳ４０６のＮｏ）、又は、ステップＳ４０９実行後、任意の角度γだけレンズ２０５を回転させ（ステップＳ４１０）、Ｎに１を加える（ステップＳ４１１）。その後、角度設定部３０１はαにγを加え（ステップＳ４１２）、再びステップＳ４０５に戻り、カメラ２０１で取り込んだ画像に顔が写っているか否かを検出する。

ステップＳ４０６において顔が写っている場合（ステップＳ４０６のＹｅｓ）、角度設定部３０１は角度αをα０として保存する（ステップＳ４１３）。最後に、カメラ２０１でレンズ２０５を通して入射された光から取得した画像データを表示部２０２で表示して（ステップＳ４１４）、終了する。

このように、第２の実施形態では、レンズ２０５を回転させた回数Ｎが閾値Ｍよりも大きい場合にレンズ２０５を逆方向へ回転させるので、被写体の顔がある方向とは逆の方向にレンズを回転し続ける結果、顔を捉えることができない、という事態を避けることができる。

本発明は、カメラ付携帯電話など、様々な携帯端末に利用可能である。

２００携帯端末
２０１カメラ
２０２表示部（表示画面）
２０３距離測定部
２０４被写体
２０５カメラのレンズ
２０６レンズの中心軸
２０７距離測定部の中心軸
３０１角度設定部
３０２検出部

Claims

カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末において、被写体の目的部分が前記表示部に写っていない場合に、前記カメラ付き携帯端末から前記被写体までの距離を測定し、その測定した距離を用いて、前記目的部分が前記表示部に写るまで前記カメラのレンズの向きのみを自動的に調整する機能を有することを特徴とするカメラ付き携帯端末。
前記被写体までの距離を測定する距離測定部と、前記カメラで撮影される画像に前記目的部分が写っているか否かを検出する検出部と、前記目的部分が写っていない場合に、前記距離測定部によって測定された距離を用いて角度を計算し、前記計算された角度にしたがって前記レンズの向きを調整する角度設定部とを含む、請求項１に記載のカメラ付き携帯端末。
前記角度設定部は、前記距離測定部で測定された距離に基づいて、前記レンズの中心と前記被写体とを結ぶ直線と前記レンズの中心軸とがなす角度を求める手段と、前記レンズが既に基準状態から回転しているか否かを判定する手段と、前記レンズを回転させる角度を求める手段と、前記求めた角度だけ前記レンズを回転させる手段とを含む、請求項２に記載のカメラ付き携帯端末。
前記角度設定部は、前記距離測定部によって測定された距離に基づいて前記カメラのレンズを回転させる角度を計算する機能と、計算した角度を記憶する機能と、前記検出部からの顔検出結果により前記レンズを回転させる機能とを有する、請求項２に記載のカメラ付き携帯端末。
前記検出部は、前記カメラで撮影される画像に前記目的部分が写っているか否かを検出する機能と、その検出結果を前記角度設定部に通知する機能とを有する、請求項３又は４に記載のカメラ付き携帯端末。
カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末において、
被写体までの距離を測定する測定手段、
測定された距離に基づいて前記カメラのレンズの中心と前記被写体とを結ぶ直線と、前記レンズの中心軸とがなす角度を求める角度検出手段、
前記レンズが基準状態から回転しているか否かを判定し、前記レンズを回転させる角度を求める角度計算手段、
前記求めた角度だけ前記レンズのみを回転させる回転手段、
前記レンズの回転後、前記カメラで取り込んだ画像に被写体の目的部分が写っているか否かを検出する画像検査手段、
前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写るまで、前記回転手段と前記画像検査手段の動作を自動的に繰り返させる繰り返し手段、及び
前記目的部分が写っている場合に前記レンズを通して入射された光から取得した画像データを前記表示部に表示させる表示手段、
を含むことを特徴とするカメラ付き携帯端末。
前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写っていない場合、前記レンズを任意の角度だけ回転させた回数（Ｎ）と閾値（Ｍ）とを比較する比較手段と、Ｎ＞Ｍの場合、前記レンズを逆方向へ回転させる逆回転手段とをさらに含む、請求項６に記載のカメラ付き携帯端末。
カメラと表示部とが位置ズレしているカメラ付き携帯端末のカメラ撮像方向調整方法において、
被写体までの距離を測定するステップ、
測定された距離に基づいて前記カメラのレンズの中心と前記被写体とを結ぶ直線と、前記レンズの中心軸とがなす角度を求めるステップ、
前記レンズが基準状態から回転しているか否かを判定し、前記レンズを回転させる角度を求めるステップ、
前記求めた角度だけ前記レンズのみを回転させるステップ、
前記レンズの回転後、前記カメラで取り込んだ画像に被写体の目的部分が写っているか否かを検出するステップ、
前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写るまで、前記レンズのみを回転させるステップと前記写っているか否かを検出するステップとを自動的に繰り返させるステップ、及び
前記目的部分が写っている場合に前記レンズを通して入射された光から取得した画像データを前記表示部に表示させるステップ、
を含むことを特徴とするカメラ撮像方向調整方法。
前記カメラで取り込んだ画像に前記目的部分が写っていない場合、前記レンズを任意の角度だけ回転させた回数（Ｎ）と閾値（Ｍ）とを比較するステップと、Ｎ＞Ｍの場合、前記レンズを逆方向へ回転させるステップとをさらに含む、請求項８に記載のカメラ撮像方向調整方法。