JP6027308B2 - 撮影装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
ズームレンズとフォーカスレンズとを有する光学系を介して撮像面に像を結ぶことで、被写体の撮影を行う撮影装置であって、
ズーム操作を入力する操作入力部と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御部と、
前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置における、前記フォーカスレンズの前記被写体に対する近接限界位置を求める近接限界位置算出部と、
前記ズーム制御部による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを前記近接限界位置より近接方向側とならない範囲内で移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御部と
を備え、
前記フォーカス制御部は、
前記ズーム制御部により前記ズームレンズが移動された後の状態で前記像が合焦状態を維持するために必要となる前記フォーカスレンズの目標位置が、前記近接限界位置に基づいて求まるしきい位置よりも近接方向側にあるときに、前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行い、
さらに、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズのワイド側への移動として、当該撮影装置が撮影可能な最近距離でピントを合わせることのできるズームレンズ位置で最もテレよりの位置に、前記ズームレンズを移動する、撮影装置。
本発明の他の形態は、
ズームレンズとフォーカスレンズとを有する光学系を介して撮像面に像を結ぶことで、被写体の撮影を行う撮影装置であって、
ズーム操作を入力する操作入力部と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御部と、
前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置における、前記被写体の最短撮影距離を求める最短撮影距離算出部と、
前記ズーム制御部による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御部と、
前記被写体までの実撮影距離を求める実撮影距離算出部と
を備え、
前記フォーカス制御部は、
前記撮像面で得られた像を解析して、前記撮像面における合焦状態を表す評価値を求め、前記フォーカスレンズを移動させて撮影を行うのに先立って、前記被写体を撮影しつつ前記フォーカスレンズの位置を順次変化させて、該変化させる過程においてそれぞれ求められた前記評価値の変化に基づき、前記フォーカスレンズの移動位置を決めることによって、前記像を撮像面に合焦することを行い、
さらに、
前記フォーカス制御部は、
前記実撮影距離が前記最短撮影距離未満であるときに、前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う、撮影装置。その他、本発明は、以下の適用例として実現することも可能である。
ズーム操作を入力する操作入力部と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御部と、
前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置における、前記フォーカスレンズの前記被写体に対する近接限界位置を求める近接限界位置算出部と、
前記ズーム制御部による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを前記近接限界位置より近接方向側とならない範囲内で移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御部と
を備え、
前記フォーカス制御部は、
前記ズーム制御部により前記ズームレンズが移動された後の状態で前記像が合焦状態を維持するために必要となる前記フォーカスレンズの目標位置が、前記近接限界位置に基づいて求まるしきい位置よりも近接方向側にあるときに、前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う、撮影装置。
ズーム操作を入力する操作入力部と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御部と、
前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置における、前記被写体の最短撮影距離を求める最短撮影距離算出部と、
前記ズーム制御部による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御部と
前記被写体までの実撮影距離を求める実撮影距離算出部と
を備え、
前記フォーカス制御部は、
前記実撮影距離が前記最短撮影距離未満であるときに、前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う、撮影装置。
撮影装置。
ズーム操作を入力する操作入力工程と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御工程と、
前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置における、前記フォーカスレンズの前記被写体に対する近接限界位置を求める近接限界位置算出工程と、
前記ズーム制御工程による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを前記近接限界位置より近接方向側とならない範囲内で移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御工程と
を備え、
前記フォーカス制御工程は、
前記ズーム制御工程により前記ズームレンズが移動された後の状態で前記像が合焦状態を維持するために必要となる前記フォーカスレンズの目標位置が、前記近接限界位置に基づいて求まるしきい位置よりも近接方向側にあるときに、前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う、撮影装置の制御方法。
ズーム操作を入力する操作入力工程と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御工程と、
前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置における、前記被写体の最短撮影距離を求める最短撮影距離算出工程と、
前記ズーム制御工程による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御工程と
前記被写体までの実撮影距離を求める実撮影距離算出工程と
を備え、
前記フォーカス制御工程は、
前記実撮影距離が前記最短撮影距離未満であるときに、前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う、撮影装置の制御方法。
A.第1実施例:
A−1.資料提示装置10の全体構成:
図1は、本発明の第1実施例に係る資料提示装置10とその周辺を示す説明図である。資料提示装置10は、机などに載置される本体11と、本体11から上方に湾曲して伸びるアーム20と、アーム20の上端に直角に固定された筒体22と、筒体22の一方側の端部に設けられたカメラヘッド30とを備える。
図2は、カメラヘッドに備えられるビデオカメラ90の概略構成を示すブロック図である。図示するように、本実施例のビデオカメラ90は、レンズユニット100と、CCD200と、AGC回路310と、画像処理DSP(Digital Signal Processor)320と、オートフォーカス(AF)回路330と、マイクロコンピュータ400とを備えている。
図3は、マイクロコンピュータ400が実行するレンズ移動制御ルーチンのフローチャートである。このレンズ移動制御ルーチンは、前述したズーム動作とフォーカス動作とを実行するためのもので、AFボタン33が押されたとき、またはズームダイヤル34が操作されたときに実行開始される。
以上のように構成された第1実施例にかかる資料提示装置10では、被写体が至近距離にあるときに、自動でワイド側にズームして、被写体の像を撮像面に合焦させることができる。したがって、操作者は、接写撮影時にピントの合った映像を、容易かつ確実に撮ることができる。
本発明の第2実施例に係る資料提示装置について、次に説明する。第2実施例の資料提示装置は、第1実施例の資料提示装置と比較して、アーム20を軸支する回動軸機構24に、アーム20の傾斜角度を測定する角度センサ(図7の900)が設けられている点が相違する。その他のハードウェアの構成は同一である。ソフトウェアの構成は次の通り相違する。すなわち、図3に示したレンズ移動制御ルーチンに替えて、第2実施例独自のレンズ移動制御ルーチンをマイクロコンピュータ400は実行する。本実施例では、第1実施例と同一の部品には、第1実施例と同じ符号を付けて説明する。なお、回動軸機構24が適用例5の記載における「調整機構」に相当する。
= M・sin(θーα) …(2)
以上、本発明の第1および第2実施例、並びにそれらの変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例や変形例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、ソフトウェアによって実現した機能は、ハードウェアによって実現するものとしてもよい。また、そのほか、以下のような変形が可能である。
前記第1、第2実施例および各変形例では、フォーカスレンズの目標位置がしきい位置より近接方向側にあるときの処理として、最近距離で最もテレよりの位置にズームレンズを一度で移動した上でフォーカス動作を行う構成としたが、これに替えて、指定ズーム倍率を徐々に減少しながら、そのズーム倍率の減少の都度に、フォーカス動作を行う構成としてもよい。詳しくは、図3のステップS190(または図6のステップS190)において、現在の指定ズーム倍率を所定比率(例えば5%)たけ減少する処理を行い、ステップS190の実行後、処理をステップS120に戻すようにする。この構成によれば、指定ズーム倍率を5%だけ減少した上で、ステップS120のズーム動作、およびステップS130以後のフォーカス動作を実行することになる。この処理の繰り返しによって、ワイド方向へのズームが徐々になされることになり、図5において、移動可能範囲が近接方向に徐々に広がり、フォーカスレンズ150の目標位置XPmaxはしきい位置PTより近接方向側でなくなる。この結果、被写体の像を撮像面に合焦させることのできる略最低のズーム倍率に変倍し、その変倍した状態で、被写体の像を撮像面に合焦させることができる。なお、ズーム倍率を減少するための所定比率は5%に限る必要なく、1%、2%といったより細かい比率であってもよいし、10%、20%といったより大きな比率であってもよい。
さらに、フォーカスレンズの目標位置がしきい位置より近接方向側にあるときの処理(すなわち、ステップS190の処理)は、前記第1、第2実施例および前記変形例1の構成に限る必要もなく、一般的な手法のマクロモードとすることもできる。一般的なマクロモードとしては、レンズを高倍率のものに入れ替える構成、デジタルズームに変更する構成等を採用することができる。要は、フォーカスレンズの目標位置がしきい位置より近接方向側にあるときの処理として、ズーム制御部により移動されたズームレンズの位置よりもズームレンズをワイド側に移動した上で、合焦のためのフォーカスレンズの移動を行う構成であれば、いずれの構成とすることもできる。
前記第1、第2実施例および各変形例では、フォーカス動作として山登り制御を採用していたが、これに限る必要はなく、フォーカスレンズを移動させることで、像を撮像面に合焦することができるものであれば、どのような構成とすることもできる。
前記第1、第2実施例および各変形例では、撮影装置として、図1に示した資料提示装置10を採用したが、様々な構成の資料提示装置を採用することができる。例えば、資料提示装置10では、アーム20そのものは変形しない構成であったが、これに替えて、2本のアーム(上アームと下アーム)が連結部で連結され、前記連結部で回動可能な構成としてもよい。この構成の資料提示装置の場合、第2実施例では、下アームの本体に対する傾斜角度を検出する第1の角度センサと、下アームと上アームとの間の角度を検出する第2の角度センサとを用いて、実撮影距離を求める構成とすればよい。要は、実撮影距離を変更しうる調整機構(上記例では、下アームと本体の間の連結機構、および下アームと上アームとの間の連結機構が相当する)についての状態を検出し、その調整機構の状態から実撮影距離を算出する構成とすればよい。
前記第2実施例および変形例4では、調整機構である回動軸機構24の状態から実撮影距離を算出する構成としたが、これに替えて、カメラヘッド30に超音波センサを設けて、その超音波センサにより実撮影距離を測定する構成としてもよい。要は、実撮影距離を求めることができる構成であれば、いずれのセンサの検出信号に基づくものであってもよい。
前記第1、第2実施例および各変形例では、ズームレンズを移動することでズーム動作を、フォーカスレンズを移動することでフォーカス動作を行うこととしたが、これに替えて、ズームレンズの形状を変えることでズーム動作を、フォーカスレンズの形状を変えることでフォーカス動作を行う構成としてもよい。また、ズームレンズ、フォーカスレンズの一方は移動することで動作させ、他方は形状を変えることで動作させる構成としてもよい。形状を変えるレンズとしては、液体レンズがよく知られている。液体レンズを使えば、ズーム動作やフォーカス動作を行うことができる。これらのことから、ズーム制御部は、ズームレンズを移動させ、あるいはズームレンズを変形させる等の「ズームレンズを駆動する」ことで、像を変倍することができる。また、フォーカス制御部は、フォーカスレンズを移動させ、あるいはフォーカスレンズを変形させる等の「フォーカスレンズを駆動する」ことで、像を撮像面に合焦することができる。
前記第1、第2実施例および各変形例では、撮影装置として、資料提示装置を採用していたが、資料提示装置に限る必要もなく、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話に搭載のデジタルビデオカメラ、ネットワークカメラなど、種々の撮影装置として実現可能である。
11…本体
12…操作パネル
20…アーム
22…筒体
24…回動軸機構
30…カメラヘッド
33…オートフォーカスボタン
34…ズームダイヤル
40…表示装置
90…ビデオカメラ
100…レンズユニット
110…第1レンズ
120…ズームレンズ
130…アイリス機構
140…第3レンズ
150…フォーカスレンズ
170…第1原点センサ
180…第2原点センサ
200…CCD
310…AGC回路
320…画像処理DSP
330…AF回路
400…マイクロコンピュータ
410…ズーム制御部
420…近接限界位置算出部
430…フォーカス制御部
510…ズームモータ
515…ズームドライバ
520…アイリスモータ
525…アイリスドライバ
530…フォーカスモータ
535…フォーカスドライバ
800…出力端子
RS…資料
L1…近接限界位置
L2…長距離限界位置
DS…最短撮影距離
D…実撮影距離
Claims (3)
- ズームレンズとフォーカスレンズとを有する光学系を介して撮像面に像を結ぶことで、被写体の撮影を行う撮影装置であって、
ズーム操作を入力する操作入力部と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御部と、
前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置における、前記フォーカスレンズの前記被写体に対する近接限界位置を求める近接限界位置算出部と、
前記ズーム制御部による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを前記近接限界位置より近接方向側とならない範囲内で移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御部と
を備え、
前記フォーカス制御部は、
前記ズーム制御部により前記ズームレンズが移動された後の状態で前記像が合焦状態を維持するために必要となる前記フォーカスレンズの目標位置が、前記近接限界位置に基づいて求まるしきい位置よりも近接方向側にあるときに、前記ズーム制御部により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行い、
さらに、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズのワイド側への移動として、当該撮影装置が撮影可能な最近距離でピントを合わせることのできるズームレンズ位置で最もテレよりの位置に、前記ズームレンズを移動する、撮影装置。 - 請求項1に記載の撮影装置であって、
フォーカス制御部は、
前記撮像面で得られた像を解析して、前記撮像面における合焦状態を表す評価値を求め、
前記フォーカスレンズを移動させて撮影を行うのに先立って、前記被写体を撮影しつつ前記フォーカスレンズの位置を順次変化させて、該変化させる過程においてそれぞれ求められた前記評価値の変化に基づき、前記フォーカスレンズの目標位置を求める、撮影装置。 - ズームレンズとフォーカスレンズとを有する光学系を介して撮像面に像を結ぶことで、被写体の撮影を行う撮影装置の制御方法であって、
ズーム操作を入力する操作入力工程と、
前記入力されたズーム操作に基づいて前記ズームレンズを移動して、前記像を変倍するズーム制御工程と、
前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置における、前記フォーカスレンズの前記被写体に対する近接限界位置を求める近接限界位置算出工程と、
前記ズーム制御工程による前記ズームレンズの移動の都度に、前記フォーカスレンズを前記近接限界位置より近接方向側とならない範囲内で移動して、前記像を前記撮像面に合焦するフォーカス制御工程と
を備え、
前記フォーカス制御工程は、
前記ズーム制御工程により前記ズームレンズが移動された後の状態で前記像が合焦状態を維持するために必要となる前記フォーカスレンズの目標位置が、前記近接限界位置に基づいて求まるしきい位置よりも近接方向側にあるときに、前記ズーム制御工程により移動された前記ズームレンズの位置よりも前記ズームレンズをワイド側に移動した上で、前記合焦のためのフォーカスレンズの移動を行い、
さらに、
前記フォーカス制御工程は、
前記ズームレンズのワイド側への移動として、当該撮影装置が撮影可能な最近距離でピントを合わせることのできるズームレンズ位置で最もテレよりの位置に、前記ズームレンズを移動する、撮影装置の制御方法。
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