JP6222951B2 - 撮像装置、撮像システム及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学像に対して撮像素子を相対的に移動させることが可能な光学的防振機構部を備えた撮像装置、撮像システム及び撮像方法に関する。

カメラ等の撮像装置において、電動で撮像用レンズの合焦距離及び焦点距離を変更することが可能な構成が知られている。このような撮像装置は、例えば特開２０１２−２０８４７５号公報に開示されている。また、撮像装置において、撮像用レンズの一部、又は撮像素子の少なくとも一方を撮像素子の移動に合わせて変位させることによって、像の揺れを低減または防止する光学的防振機構部を備えた構成が知られている。

特開２０１２−２０８４７５号公報

撮像用レンズの合焦距離及び焦点距離を、電動によって変更可能とした場合には、撮像装置を遠隔で操作し撮影する事が可能となるが、撮像装置を特に三脚等によって位置を固定した状態では、構図を変更することは不可能である。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、しっかりと保持した状態や、三脚等によって位置を固定した状態であっても構図の変更を容易に行うことが可能な撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像装置は、撮像用レンズと、前記撮像用レンズの結像位置に配設された撮像素子と、前記撮像用レンズによって結像された光学像に対して前記撮像素子を相対的に移動させることが可能な機構部と、前記撮像素子の指定領域上に結像された光学像に対応した切り出し画像を出力可能に構成された画像処理部と、画像表示装置と、前記画像表示装置に設けられたタッチパネルと、制御部と、を有して構成される撮像装置であって、前記制御部は、前記画像表示装置に前記画像処理部から出力される画像を逐次に表示するライブビュー表示動作時において、前記タッチパネルがドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記機構部を駆動することによって、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させることが可能に構成されており、前記制御部は、前記ライブビュー表示動作時において前記ドラッグ操作を検出し、前記光学像に対して前記指定領域を相対移動させる際に、前記機構部による移動可能範囲の限界にまで前記撮像素子が達して前記相対移動を継続できない場合には、前記指定領域を縮小して前記撮像素子の有効画素領域内において前記指定領域をさらに移動させる。

また、本発明の一態様の撮像システムは、前記撮像装置と、前記撮像装置と通信可能であって、画像表示装置と、前記画像表示装置に設けられたタッチパネルとを具備して構成された外部機器とを備え、前記外部機器の前記画像表示装置は、前記画像処理部から出力される画像を逐次に表示するライブビュー表示動作が可能であり、前記撮像装置の制御部は、前記外部機器のタッチパネルがドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させることが可能に構成されている。

また、本発明の一態様の撮像方法は、焦点距離を変更可能な撮像用レンズと、前記撮像用レンズの結像位置に配設された撮像素子と、前記撮像用レンズによって結像された光学像に対して前記撮像素子を相対的に移動させることが可能な機構部と、前記撮像素子の指定領域上に結像された光学像に対応した切り出し画像を出力可能に構成された画像処理部と、画像表示装置と、前記画像表示装置に設けられたタッチパネルと、制御部と、を有して構成される撮像装置を使用した撮像方法であって、前記撮像素子によって、前記撮像用レンズにより結像された光学像を撮像する撮像ステップと、ライブビュー表示動作時に、前記画像処理部から出力された画像を逐次、前記画像表示装置に表示する画像表示ステップと、前記タッチパネルに対するドラッグ操作を検出するステップと、前記ドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記撮像用レンズの焦点距離を短くするとともに、前記機構部を駆動することによって、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させる制御ステップと、を具備し、前記制御ステップは、前記ライブビュー表示動作時において前記ドラッグ操作を検出し、前記光学像に対して前記指定領域を相対移動させる際に、前記機構部による移動可能範囲の限界にまで前記撮像素子が達して前記相対移動を継続できない場合には、前記指定領域を縮小して前記撮像素子の有効画素領域内において前記指定領域をさらに移動させる。

本発明によれば、しっかりと保持した状態や、三脚等によって位置を固定した状態であっても構図の変更を容易に行うことが可能な撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供できる。

撮像システムの概略図である。 撮像システムの構成を説明する図である。 光学像と撮像素子の有効画素領域と指定領域について説明する図である。 全体画像ＩＡを説明する図である。 切り出し画像ＩＰ１を説明する図である。 切り出し画像ＩＰ２を説明する図である。 撮像装置のメインルーチンを示すフローチャートである。 撮像装置の撮像モードの動作を説明するフローチャートである。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するフローチャートである。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するための模式図である。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するための模式図である。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するための模式図である。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するための模式図である。 撮像装置のタッチ撮影動作を説明するための模式図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

本実施形態の撮像システム１は、図１に示すように、一般に電子カメラ、デジタルカメラ等と称される形態の撮像装置２を含んで構成される。また、撮像システム１は、一例として、撮像装置２とは分離した電子機器である外部装置３を含む。なお、本発明に係る撮像システム１に、外部装置３は含まれていなくともよい。

撮像装置２は、撮像用レンズ１１及び撮像素子１２を有して構成された撮像部１０を含み、撮像用レンズ１１によって結像された光学像（被写体像）を撮像素子１２によって電気信号に変換し、電子データとして出力することが可能に構成されている。撮像装置２の構成については後述するものとする。

撮像装置２と外部装置３とは、無線通信手段及び有線通信手段の少なくとも一方の通信手段を介して相互に情報の授受が可能に構成されている。

本実施形態では、撮像装置２及び外部装置３は、それぞれ無線通信手段である外部装置通信部２１及び通信部５１を有している。外部装置通信部２１及び通信部５１が用いる無線通信の形態は特に限定されるものではないが、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等の周知の規格に基づく無線ＬＡＮ接続や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信等が挙げられる。また、外部装置通信部２１及び通信部５１は、第３世代移動通信システムや第４世代移動通信システム等を用い、インターネットを介して相互に情報の授受が可能な携帯であってもよい。

本実施形態では一例として、外部装置通信部２１及び通信部５１は、無線ＬＡＮ接続機能を有しており、アドホック接続またはインフラストラクチャ接続によって、相互に情報の授受が可能である。

外部装置３は、所定のアプリケーションソフトウェアを実行することによって、通信部５１を介して通信可能に接続されている撮像装置２を、外部装置３の使用者が遠隔操作することが可能に構成されている。外部装置３の構成及び遠隔操作の詳細は後述するものとする。

撮像装置２の構成について図２を参照して説明する。撮像装置２は、電源部１８、制御部２２、記憶装置１９、画像表示装置１５、タッチパネル１６及び撮像部１０を有して構成されている。

電源部１８は、１次電池、２次電池、及び商用電源に接続可能なＡＣアダプタの少なくとも一つからなり、撮像装置２の各構成を駆動するための電力を供給するように構成されている。電源部１８は、撮像装置２に対して着脱可能な形態であってもよい。

制御部２２は、演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ）、補助記憶装置、入出力装置等を具備して構成されており、撮像装置２の動作を、所定のプログラムに基づいて制御する構成を有している。制御部２２は、レンズ通信部２０を介して後述する撮像用レンズ１１のレンズ制御部１１ｂとの間で通信可能に構成されている。

記憶装置１９は、フラッシュメモリやハードディスクドライブ等によって構成されている。記憶装置１９は、後述する撮像部１０によって撮像された画像を記憶可能である。

画像表示装置１５は、画像を表示可能な液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置等からなる。画像表示装置１５は、撮像装置２の撮像動作時において、後述する撮像部１０によって撮像された画像を逐次に表示するライブビュー表示動作を可能に構成されている。

タッチパネル１６は、画像表示装置１５の表示面上に配設されており、使用者の一つ又は複数の手指やスタイラス等の器具が触れた位置もしくは近接した位置を検出可能に構成されている。タッチパネル１６は、例えば静電容量方式と称される形態を有する。

撮像部１０は、撮像用レンズ１１、撮像素子１２、画像処理部１４及び光学的防振機構部１３、を有して構成されている。

撮像用レンズ１１は、撮像装置２に対して着脱可能な、いわゆるシステムカメラの交換レンズの形態であってもよいし、撮像装置２に対して固定された形態であってもよい。また、撮像装置２は、交換レンズ１１を含む撮像部１０の一部又は全部を着脱可能な形態であってもよい。

撮像用レンズ１１は、本実施形態では一例として焦点距離を変更可能に構成されたズームレンズの形態を有する。撮像用レンズ１１は、ステッピングモータやリニアモータ等の電動アクチュエータを具備してなるズームレンズ駆動部１１ａを備え、電動で焦点距離を変更する、いわゆるパワーズーム動作が可能に構成されている。

なお以下では、撮像装置２において、撮像用レンズ１１の焦点距離を変更することによって、撮像される画像の画角を変化させる動作を、光学ズーム動作と称するものとする。撮像される画像の画角とは、視野、撮影範囲又は撮影倍率等と言い換えることもできる。

図示しないが、撮像用レンズ１１は、オートフォーカス動作を行うための電動アクチュエータや、絞りを駆動するための電動アクチュエータ等を備えている。

また、撮像用レンズ１１は、レンズ制御部１１ｂ、特性記憶部１１ｃ及び通信部１１ｄを有している。レンズ制御部１１ｂは、演算装置、記憶装置、補助記憶装置、入出力装置等を具備して構成されており、撮像用レンズ１１の動作を、所定のプログラムに基づいて制御する構成を有している。特性記憶部１１ｃは、撮像用レンズ１１の焦点距離やＦ値等の特性値を記憶するフラッシュメモリである。通信部１１ｄは、レンズ通信部２０と接続可能に構成されている。なお、撮像用レンズ１１には、使用者がマニュアルフォーカス動作やパワーズーム動作の指示を入力するためのスイッチが設けられていてもよい。

撮像素子１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサである。撮像素子１２は、撮像用レンズ１１によって結像された光学像を電気信号に変換する。画像処理部１４は、撮像素子１２の駆動制御及び、撮像素子１２から出力された電気信号の変換等を可能に構成されている。なお、画像処理部１４は、独立した構成として撮像装置２に実装される形態であってもよいし、画像処理部１４の機能を実現するための構成の一部又は全部が制御部２２に組み込まれる形態であってもよい。

画像処理部１４から出力される画像は、撮像装置２がライブビュー動作時である場合には、画像表示装置１５に逐次に表示される。また、画像表示装置１５には、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）が表示される。撮像装置２に使用者からの撮像指示が入力された場合には、画像処理部１４から出力された画像は、電子ファイルとして記憶装置１９に記憶される。

図３に示すように、撮像素子１２には、複数の画素が配列された有効画素領域１２ａが設けられている。本実施形態では、画像処理部１４は、撮像素子１２の有効画素領域１２ａの、全体に結像された光学像を電気信号に変換した結果の画像である全体画像ＩＡを出力可能である。加えて、画像処理部１４は、撮像素子１２の有効画素領域１２ａ内の任意の大きさでありかつ任意の位置の矩形領域内に結像された光学像を電気信号に変換した結果の画像である切り出し画像ＩＰを出力することが可能に構成されている。

以下では、撮像素子１２の有効画素領域１２ａ内における、切り出し画像ＩＰを生成するため領域を、指定領域Ｒと称するものとする。なお、指定領域Ｒの縦横比は、有効画素領域１２ａと略同一であってもよいし、任意に変更可能であってもよい。また、指定領域Ｒは、有効画素領域１２ａに対して回転可能であってもよい。

撮像素子１２の有効画素領域１２ａ内における、切り出し画像ＩＰを生成する指定領域Ｒの大きさ、位置及び角度は、制御部２２からの指示に基づいて変更可能である。

例えば、撮像装置２が、撮像装置２自身の移動を検出することが可能なジャイロセンサや加速度センサを具備している場合には、撮像装置２の移動に応じて指定領域Ｒを移動させることによって、画像の揺れを防止又は低減することができる。このように、切り出し画像ＩＰを生成する指定領域Ｒを移動させることによって画像の揺れを防止又は低減する手段は、一般に電子式防振手段等と称される。

画像処理部１４が切り出し画像ＩＰを出力するための具体的な処理は特に限定されるものではない。例えば、画像処理部１４は、撮像素子１２の全画素のうちの指定領域Ｒ内の画素から出力される電気信号のみを読み出して画像に変更することで、切り出し画像ＩＰを生成し出力する形態である。また例えば、画像処理部１４は、有効画素領域１２ａ内の全ての画素から出力される電気信号から一旦全体画像ＩＡを生成し、この全体画像ＩＡの所定の一部の領域を切り出した結果を切り出し画像ＩＰとして出力する形態であってもよい。

一例として、図３に二点鎖線で示すような被写体の光学像が、撮像用レンズ１１によって結像されている場合における、画像処理部１４が出力する全体画像ＩＡ及び切り出し画像ＩＰの状態について説明する。なお、図３では、撮像素子１２を裏面側から見た場合を示しており、図３に二点鎖線で示される光学像は、撮像素子１２を透視した場合のものである。撮像素子１２の有効画素領域１２ａ上に撮像用レンズ１１によって結像されている光学像は、倒立像である。

図３に示す状態において、画像処理部１４が全体画像ＩＡを出力する場合を示したのが、図４である。また、図３に示す状態において、例えば画像処理部１４が、指定領域Ｒ１の切り出し画像ＩＰ１を生成した場合には、その結果は図５に示すようになる。また、図３に示す状態において、例えば画像処理部１４が、指定領域Ｒ２の切り出し画像ＩＰ２を生成した場合には、その結果は図６に示すようになる。

図４から図６を比較すればわかるように、撮像素子１２の有効画素領域１２ａに対する光学像（被写体像）の大きさを変化させなくとも、切り出し画像ＩＰを生成するための指定領域Ｒを変化させれば、画像処理部１４が出力する画像中における被写体の大きさが変化する。すなわち、撮像用レンズ１１の焦点距離を変化させることなく、（擬似的に）撮像倍率を変化させることが可能である。このように、切り出し画像ＩＰを生成するための指定領域Ｒを変化させることによって、（擬似的に）撮像倍率を変化させる動作は、一般に電子ズーム動作と称される。これに対し、撮像用レンズ１１の焦点距離を変化させることによって撮像倍率を変化させる動作は、一般に光学ズーム動作と称される。

光学的防振機構部１３は、撮像装置２の移動に応じて撮像用レンズ１１によって結像される光学像（被写体像）と、撮像素子１２との相対位置を移動させることにより、画像の揺れを防止又は低減することが可能に構成されている。光学的防振機構部１３は、撮像装置２の移動を検出することが可能なジャイロセンサや加速度センサ等を具備している。

光学的防振機構部１３の構成は特に限定されるものではない。例えば、光学的防振機構部１３は、撮像素子１２を、撮像用レンズ１１の光軸に略直交する平面に沿って移動させることによって、光学像（被写体像）と撮像素子１２との相対位置を移動させる形態であってもよい。また例えば、光学的防振機構部１３は、撮像用レンズ１１の一部のレンズを光軸に直交する方向に移動させることによって光学像（被写体像）と撮像素子１２との相対位置を移動させる形態であってもよい。

また、撮像装置２は、レリーズスイッチ１７、電源スイッチ２３及び外部装置通信部２１を有している。

レリーズスイッチ１７は、例えば押しボタンスイッチであり、使用者が、撮像指示を入力するためのものである。電源スイッチ２３は、例えば押しボタンスイッチやスライドレバースイッチであり、使用者が、撮像装置２の起動及びシャットダウンの指示を入力するためのものである。外部装置通信部２１は、前述のように、外部装置３との間で無線通信手段及び有線通信手段の少なくとも一方の通信手段を介して相互に情報の授受が可能に構成されている。

次に、外部装置３の構成について説明する。外部装置３は、本実施形態では一例として、携帯通信端末の形態を有した電子機器である。なお、外部装置３は、パーソナルコンピュータ、デジタルメディアプレーヤー、ゲーム機等の他の形態の電子機器であってもよい。

外部装置３は、電源部５１、制御部５０、通信部５１、画像表示装置５３及びタッチパネル５４を有して構成されている。

電源部５１は、１次電池、２次電池、及び商用電源に接続可能なＡＣアダプタの少なくとも一つからなり、外部装置３の各構成を駆動するための電力を供給するように構成されている。電源部５１は、外部装置３に対して着脱可能な形態であってもよい。

制御部５０は、演算装置、記憶装置、補助記憶装置、入出力装置等を具備して構成されており、外部装置３の動作を、所定のプログラムに基づいて制御する構成を有している。通信部５１は、前述のように、撮像装置２の外部装置通信部２１との間で通信が可能に構成されている。

画像表示装置５３は、画像を表示可能な液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置等からなる。タッチパネル５４は、画像表示装置５３の表示面上に配設されており、使用者の一つ又は複数の手指やスタイラス等の器具が触れた位置もしくは近接した位置を検出可能に構成されている。

以上のように構成された外部機器３は、所定のアプリケーションソフトウェアを実行することによって、撮像装置２を遠隔操作することが可能に構成されている。例えば、図１に示すように、外部機器３において所定のアプリケーションソフトウェアを実行することによって、画像表示装置５３には、撮像装置２を遠隔操作するためのＧＵＩが表示される。図１では、画像表示装置５３には、撮像装置２の画像表示装置１５と同様の画像がクローン表示５３ａとして表示されている。また、画像表示装置５３には、レリーズスイッチとして機能するレリーズアイコン５３ｂが表示されている。

このような表示がなされている外部機器３において、例えば使用者がレリーズアイコン５３ｂが表示された位置においてタップ操作（タッチパネル５４に触れた後に、スライドさせずに離す操作）を行った場合には、撮像装置２にはレリーズスイッチ１７が押下された場合と同様に、撮像指示が入力される。また、クローン表示５３ａの領域において使用者がタッチパネル５４に触れた場合には、使用者が撮像装置２のタッチパネル１６に触れた場合と同様の指示が入力される。

次に、本実施形態の撮像システム１の動作について説明する。なお、以下では、使用者の指示は、使用者が撮像装置２に直接触れることにより入力されるものとして説明するが、前述のように、使用者の指示は外部機器３を介して入力される場合であっても撮像装置２は同様に動作する。

図７のフローチャートは、電源スイッチ２３が操作されて、撮像装置２が電源オフ状態からオン状態に移行したさいに実行されるメインルーチンである。

まずステップＳ０１では、光学ズーム機構部１１ａや光学的防振機構部１３の原点復帰動作等の、撮像装置２を構成する各部位の起動に必要な初期化動作を実行する。

次に、ステップＳ０２において、撮像装置２の電源をオフとする指示が入力されたか否かを判定する。本実施形態では一例として、撮像装置２の電源をオフとする指示は、使用者によって電源スイッチ２３が操作された場合に入力される。なお、使用者が外部機器３を操作することによって、撮像装置２の電源をオフとする指示が入力されてもよい。

ステップＳ０２において、撮像装置２の電源をオフとする指示が入力されたと判定した場合には、ステップＳ０７へ移行し、撮像装置２の電源をオフとする終了処理を実行する。

一方、ステップＳ０２において撮像装置２の電源をオフとする指示が入力されていないと判定した場合には、ステップＳ０３へ移行する。ステップＳ０３では、撮像装置２の動作モードとして、撮影モードが選択されているか否かを判定する。

ステップＳ０３において、撮影モードが選択されていると判定した場合には、ステップＳ０５へ移行し、後述する撮影モードルーチンを実行する。一方、ステップＳ０３において、撮影モードが選択されていないと判定した場合には、ステップＳ０４へ移行する。

ステップＳ０４では、撮像装置２の動作モードとして、再生モードが選択されているか否かを判定する。ステップＳ０４において、再生モードが選択されていると判定した場合には、ステップＳ０６へ移行し、記憶装置１９に記憶されている画像を、画像表示装置１５に再生表示する画像再生動作を実行する。なお、ステップＳ０６では、記憶装置１９に記憶されている画像が、外部機器３の画像表示装置５３に表示されてもよい。

ステップＳ０４において、再生モードが選択されていないと判定した場合には、ステップＳ０２に戻る。

次に、撮影モードルーチンの動作について図８のフローチャートを参照して説明する。

撮影モードルーチンでは、まずステップＳ１１において、撮像素子１１の駆動開始等の初期化動作を実行する。

次にステップＳ１２において、撮像装置２の動作モードを、撮影モード以外に変更する指示が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１２において、撮像装置２の動作モードを撮影モード以外に変更する指示、すなわち撮影モードを終了する指示が入力されたと判定した場合には、ステップＳ２１へ移行し、撮像素子１１の駆動を停止する等の終了処理を実行した後に、メインルーチンへ戻る。

ステップＳ１２において、撮影モードを終了する指示が入力されていないと判定した場合には、ステップＳ１３へ移行する。ステップＳ１３では、撮像用レンズ１１に記憶されているレンズ特性値や、ズームレンズである撮像用レンズ１１の現在の焦点距離の情報を取得する。

次に、ステップＳ１４において、画像処理部１４から出力される画像を画像表示装置１５に逐次に表示する、ライブビュー動作を開始する。

次に、ステップＳ１５において、使用者から撮像用レンズ１１の焦点距離を変更する指示が入力されたか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１５では、ズーム指示が入力されたか否かを判定する。

ステップＳ１５において、撮像用レンズ１１の焦点距離を変更する指示が入力されたと判定した場合には、ステップＳ３１へ移行し、入力された指示に応じて光学ズーム機構部１１ａを駆動し、撮像用レンズ１１の焦点距離を変更する。ステップＳ３１の実行後は、ステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ１５において、撮像用レンズ１１の焦点距離を変更する指示が入力されていないと判定した場合には、ステップＳ１６へ移行し、レリーズスイッチ１７の押下又はレリーズアイコン５３ｂのタップ操作による、使用者からの撮影指示が入力されたか否かを判定する。

ステップＳ１６において、レリーズスイッチ１７の押下又はレリーズアイコン５３ｂのタップ操作による使用者からの撮影指示が入力されたと判定した場合には、ステップＳ４１へ移行し、オートフォーカス（ＡＦ）動作及びオート露出決定（ＡＥ）動作を行った後に、画像処理部１４から出力される画像を電子ファイルとして記憶装置１９に記憶する、撮影動作を実行する。ステップＳ４１の実行後は、ステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ１６において、レリーズスイッチ１７の押下又はレリーズアイコン５３ｂのタップ操作による使用者からの撮影指示が入力されていないと判定した場合には、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１７では、使用者によるタッチパネル１６へのタッチ操作、又は外部機器３のクローン表示５３ａがなされている領域へのタッチ操作が行われたか否かを判定する。

ステップＳ１７において、使用者によるタッチパネル１６へのタッチ操作、又は外部機器３のクローン表示５３ａがなされている領域へのタッチ操作が行われたと判定した場合には、ステップＳ５０へ移行し、後述するタッチ撮影動作ルーチンを実行する。

一方、ステップＳ１７において、使用者によるタッチパネル１６へのタッチ操作、又は外部機器３のクローン表示５３ａがなされている領域へのタッチ操作が行われていないと判定した場合には、ステップＳ２１へ戻る。

次に、タッチ撮影動作ルーチンの動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。

撮影モードルーチンでは、まずステップＳ５１において、使用者によりタッチされた点（タッチ点）に対して、ＡＦ動作及びＡＥ動作を行う。ここで、タッチ点とは、ステップＳ１７の判定において、使用者によるタッチパネル１６へのタッチ操作を検出した位置、又は外部機器３のクローン表示５３ａがなされている領域へのタッチ操作を検出した位置である。

例えば、図１０に示すように、タッチパネル１６の、網掛けで示す点Ｓ１に使用者の手指Ｕが触れた場合には、画像表示装置１５の点Ｓ１の位置に表示されている被写体に対して、ＡＦ動作及びＡＥ動作を行う。

次に、ステップＳ５２において、使用者が、ドラッグ操作を開始したか否かを判定する。ここでドラッグ操作とは、使用者がタッチパネル１６（５４）から手指Ｕを離すことなく、手指Ｕの接触位置を所定の距離以上移動させる動作のことを指す。言い換えれば、タッチパネル１６（５４）が検出するタッチ位置が所定の距離以上移動したか否かを判定する。なお、ドラッグ操作は、スライド操作とも称される。また、ドラッグ操作は、一般にフリック操作と称されるように、素早い操作であってもよい。

ステップＳ５２において、ドラッグ操作が開始されていないと判定した場合には、ステップＳ５３へ移行する。ステップＳ５３では、使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れたか否かを判定する。すなわち、タッチパネル１６（５４）が検出するタッチ位置が消失したか否かを判定する。

使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れる、もしくはドラッグ操作の開始が検出されるまでは、ステップＳ５２及びステップＳ５３を繰り返す。そして、ステップＳ５３において、使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れたことを検出した場合には、ステップＳ５４において、画像処理部１４から出力された画像を、電子ファイルとして記憶装置１９に記憶する。ここで、ステップＳ５３において、使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れたことを検出した場合というのは、使用者の手指Ｕが点Ｓ１に触れた後に、スライド移動することなく離れた場合である。ステップＳ５４の実行後は、図８に示した撮影モードルーチンに戻る。

一方、ステップＳ５２において、ドラッグ操作が開始されたと判定した場合には、ステップＳ６０へ移行する。

ステップＳ６０では、タッチパネル１６（５４）上におけるドラッグ操作の開始点Ｓ１から、現在のタッチ位置ＳＣまでの方向及び距離を算出する。図１１に示すように、このステップＳ６０で算出されるドラッグ操作の開始点Ｓ１から、現在のタッチ位置ＳＣまでの方向及び距離を、以下ではドラッグ操作ベクトルＶＤと称するものとする。

次のステップＳ６１では、画像表示装置１５の表示上において、ドラッグ操作開始点Ｓ１に表示されていた被写体を現在のタッチ位置ＳＣに表示されるようにするために必要となる、光学像（被写体像）に対する撮像素子１２の相対的な移動方向と移動距離を算出する。図１２は、画像表示装置１５の表示上において、ドラッグ操作開始点Ｓ１に表示されていた被写体が現在のタッチ位置ＳＣに表示されている状態を示している。

図１０に示すように、ドラッグ操作開始点Ｓ１に写っていた被写体を、図１２に示すように画像処理部１４から出力される画像上において、現在のタッチ位置ＳＣに移動させるためには、撮像用レンズ１１によって結像される光学像（被写体像）に対して、有効画素領域１２ａ上の指定領域Ｒを移動させればよい。そこで、ステップＳ６１では、この光学像に対する指定領域Ｒの相対的な移動の方向及び距離を示す画像移動ベクトルＶＩを算出する。

画像移動ベクトルＶＩは、画像表示装置１５上の座標で表されたドラッグ操作ベクトルＶＤを、撮像用レンズ１１の像面上の座標で表すように変換することで算出できる。撮像用レンズ１１の像面とは、撮像素子１２の有効画素領域１２ａを含む平面と略一致する。ここで、ドラッグ操作ベクトルＶＤから、画像移動ベクトルＶＩへの変換は、撮像用レンズ１１のレンズ特性値及び現在の焦点距離の情報や、撮像素子１２の有効画素領域１２ａの大きさの情報を用いて行うことが可能である。

次に、ステップＳ６２において、光学的防振機構部１３及び電子式防振手段の少なくとも一方の動作によって、指定領域Ｒの大きさを変更せずに、画像移動ベクトルＶＩに沿って指定領域Ｒを光学像に対して相対的に移動させる。

このステップＳ６２において開始された、光学像に対する指定領域Ｒの相対移動は、ステップＳ６３及びステップＳ６４に示すように、光学像に対する指定領域Ｒの相対移動が、画像移動ベクトルＶＩの通りに完了した場合（ステップＳ６３）又は光学像に対する指定領域Ｒの相対移動が、移動可能範囲の限界に達して不可能となった場合（ステップＳ６４のＹＥＳ）まで続けられる。

光学像に対する指定領域Ｒの相対移動が、画像移動ベクトルＶＩの通りに完了した場合には、ステップＳ６５へ移行し、ドラッグ操作が終了したか否かを判定する。すなわち、使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れたか否かを判定する。使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れていない、すなわちドラッグ操作が継続中である場合には、ステップＳ６０へ戻る。

ステップＳ６５において、使用者の手指Ｕがタッチパネル１６（５４）から離れてドラッグ操作が終了したと判定した場合には、画像処理部１４から出力される画像を電子ファイルとして記憶装置１９に記憶する、撮影動作を実行する。ステップＳ６６の実行後は、図８に示す撮影動作ルーチンに戻る。

ここで、ステップＳ６６において記憶装置１９に記憶される画像は、図１３のようになる。

一方、ステップＳ６４のＮＯに示すように、画像移動ベクトルＶＩの通りに光学像に対して指定領域Ｒを相対移動させることが不可能であると判定した場合には、ステップＳ７０へ移行する。例えば、図１１のベクトルＶＤ２に示すように、使用者の手指Ｕによるドラッグ操作が、さらに続けられる場合には、光学的防振機構部１３及び電子式防振手段による指定領域Ｒの移動可能範囲内に、画像移動ベクトルＶＩが収まらなくなる。この場合には、ステップＳ７０へ移行する。

ステップＳ７０では、ドラッグ操作ベクトルＶＤ（＋ＶＤ２）は、画像表示装置１５の表示画面の中央に近づくものであるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ７０では、現在行われているドラッグ操作が、画像表示装置１５の外周部から内側に向かって行われるものであるか否かを判定する。

ステップＳ７０の判定において、ドラッグ操作ベクトルＶＤ（＋ＶＤ２）は、画像表示装置１５の表示画面の中央から遠ざかるものであると判定した場合には、ステップＳ６５へ移行する。すなわち、これ以上の指定領域Ｒの光学像に対する相対移動は行わない。

一方、ステップＳ７０の判定において、ドラッグ操作ベクトルＶＤ（＋ＶＤ２）は、画像表示装置１５の表示画面の中央に近づくものであると判定した場合には、ステップＳ７１へ移行する。

ステップＳ７１では、撮像用レンズ１１の焦点距離を現在の値からさらに短くすることが可能か否かを判定する。ステップＳ７１において、撮像用レンズ１１の焦点距離を短くすることが不可能であると判定した場合には、ステップＳ６５へ移行する。すなわち、これ以上の指定領域Ｒの光学像に対する相対移動は行わない。

一方、ステップＳ７１において、撮像用レンズ１１の焦点距離を短くすることが可能であると判定した場合には、ステップＳ７２へ移行する。

ステップＳ７２では、撮像用レンズ１１の焦点距離を短くするとともに、指定領域Ｒを縦横比を保ったまま縮小する。ここで、指定領域Ｒの大きさを変更する倍率は、撮像用レンズ１１の焦点距離を変更した倍率と略同一である。すなわち、撮像用レンズ１１の焦点距離を０．８倍した場合には、指定領域Ｒは、１辺の長さが０．８倍となるように縮小される。このように、撮像用レンズ１１の焦点距離を短くした比率に合わせて指定領域Ｒを縮小することによって、画像処理部１４から出力される画像上における被写体の大きさは、略同一のままとなる。一方、指定領域Ｒを縮小することによって、有効画素領域１２ａ上において、指定領域Ｒを移動させるための余白が生じる。このため、さらに画像移動ベクトルＶＩに沿って指定領域Ｒを光学像に対して相対的に移動させることが可能となる。（図１４）。

したがって、画像処理部１４から出力される画像上における被写体の見かけ上の撮像倍率を変化させることなく、ドラッグ操作開始点Ｓ１に写っていた被写体を、図１２に示すように画像処理部１４から出力される画像上において、現在のタッチ位置ＳＣに移動させることができる。ステップＳ７２の実行した後は、ステップＳ６０へ戻る。

以上に説明したように、本実施形態の撮像システム１の撮像装置２は、撮像用レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像用レンズ１１によって結像された光学像に対して撮像素子１２を相対的に移動させることが可能な光学的防振機構部１３と、撮像素子１２によって撮像された画像を出力する画像処理部１４と、画像表示装置１５と、タッチパネル１６と、制御部２２と、を有して構成されている。また、撮像システム１は、前記撮像装置２と、当該撮像装置２と通信可能な外部機器３とを具備して構成されている。外部機器３は、撮像装置２の画像表示装置１５の表示をクローン表示する画像表示装置５３及びタッチパネル５４を有している。

そして本実施形態では、撮像装置２は、ライブビュー表示動作時において、タッチパネル１６又は５４がドラッグ操作を検出した場合に、当該ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、光学像に対して指定領域Ｒを相対的に移動させることが可能に構成されている。

このような本実施形態によれば、撮像装置２をしっかり保持した状態や、三脚等によって位置を固定した状態において、使用者は、タッチパネル１６又は５４上においてドラッグ操作をすることによって、撮像する構図を容易に変更することができる。

なお上述した本実施形態では、光学的防振機構部１３を用いて撮像素子１２の指定領域Ｒを光学像に対して相対的に移動させているが、撮像装置２は、光学的防振機構部１３を有していない構成であってもよい。この場合であっても、ステップＳ７２に示したようにタッチパネル１６又は５４がドラッグ操作を検出した場合に、撮像用レンズ１１の焦点距離を短くするとともに、指定領域Ｒを縮小することによって、画像移動ベクトルＶＩに沿って指定領域Ｒを光学像に対して相対的に移動させることができる。

すなわち本発明に係る撮像装置２は、焦点距離を変更可能な撮像用レンズ１１と、撮像素子１２の指定領域Ｒを有効画素領域１２ａ内において移動及び拡縮が可能な画像処理部１４とを備えていれば、上述した実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

なお、本実施形態では、光学的防振機構部１３を用いて撮像素子１２の指定領域Ｒを光学像に対して相対的に移動させているが、撮像装置２が備える撮像素子１２を移動させることが可能に構成された機構部は、防振機能を発揮するために設けられたものでなくともよい。すなわち、撮像装置２は、撮像素子１２を光学像に対して相対的に移動させることが可能な機構部を有していればよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う撮像装置及び撮像システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、本発明は、機器全体または一部を動かしての位置合わせの粗調に対し、タッチ操作による微調が出来るものであれば有効で、内視鏡、顕微鏡のような産業用、医療用の光学機器にも適用可能である。観察装置、望遠鏡、追尾付きの監視カメラにも応用が可能であることは言うまでもない。

本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

なお、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。また、これらの動作フローを構成する各ステップは、発明の本質に影響しない部分については、適宜省略も可能であることは言うまでもない。

また、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御や機能は、多くがプログラムにより設定可能であり、そのプログラムをコンピュータが読み取り実行することで上述した制御や機能を実現することができる。そのプログラムは、コンピュータプログラム製品として、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等、不揮発性メモリ等の可搬媒体や、ハードディスク、揮発性メモリ等の記憶媒体に、その全体あるいは一部を記録又は記憶することができ、製品出荷時又は可搬媒体或いは通信回線を介して流通又は提供可能である。利用者は、通信ネットワークを介してそのプログラムをダウンロードしてコンピュータにインストリールしたり、あるいは記録媒体からコンピュータにインストールすることで、容易に本実施の形態の撮影機器を実現することができる。

本発明は、上述の実施形態で説明したデジタルカメラの形態に限らず、撮影機能を備えた録音機器、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤー、テレビ、ＧＰＳ、時計等の電子機器にも適用可能である。

１ 撮像システム、
２ 撮像装置、
３ 外部装置、
１０ 撮像部、
１１ 撮像用レンズ、
１１ａ 光学ズーム機構部、
１１ｂ レンズ制御部、
１１ｃ 特性記憶部、
１１ｄ 通信部、
１２ 撮像素子
１３ 光学的防振機構部、
１４ 画像処理部、
１５ 画像表示装置、
１６ タッチパネル、
１７ レリーズスイッチ、
１８ 電源部、
１９ 記憶装置、
２０ レンズ通信部、
２１ 外部装置通信部、
２２ 制御部、
２３ 電源スイッチ、
２５ レンズ制御部、
２６ 通信部、
２７ ズームレンズ駆動部、
２８ 特性記憶部、
５０ 制御部、
５１ 通信部、
５２ 電源部、
５３ 画像表示装置、
５３ａ クローン表示、
５３ｂ レリーズアイコン、
５４ タッチパネル。

Claims (4)

1. 撮像用レンズと、
   前記撮像用レンズの結像位置に配設された撮像素子と、
   前記撮像用レンズによって結像された光学像に対して前記撮像素子を相対的に移動させることが可能な機構部と、
   前記撮像素子の指定領域上に結像された光学像に対応した切り出し画像を出力可能に構成された画像処理部と、
   画像表示装置と、
   前記画像表示装置に設けられたタッチパネルと、
   制御部と、
   を有して構成される撮像装置であって、
   前記制御部は、前記画像表示装置に前記画像処理部から出力される画像を逐次に表示するライブビュー表示動作時において、前記タッチパネルがドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記機構部を駆動することによって、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させることが可能に構成されており、
   前記制御部は、前記ライブビュー表示動作時において前記ドラッグ操作を検出し、前記光学像に対して前記指定領域を相対移動させる際に、前記機構部による移動可能範囲の限界にまで前記撮像素子が達して前記相対移動を継続できない場合には、前記指定領域を縮小して前記撮像素子の有効画素領域内において前記指定領域をさらに移動させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像用レンズは、電動で焦点距離を変更することが可能に構成されており、
   前記制御部は、前記切り出し画像における見かけ上の撮撮像倍率が変化しないように、前記指定領域を縮小した比率に合わせて前記撮像用レンズの焦点距離を短くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置と、
   前記撮像装置と通信可能であって、画像表示装置と、前記画像表示装置に設けられたタッチパネルとを具備して構成された外部機器とを備え、
   前記外部機器の前記画像表示装置は、前記画像処理部から出力される画像を逐次に表示するライブビュー表示動作が可能であり、
   前記撮像装置の制御部は、前記外部機器のタッチパネルがドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させることが可能に構成されていることを特徴とする撮像システム。
4. 焦点距離を変更可能な撮像用レンズと、前記撮像用レンズの結像位置に配設された撮像素子と、前記撮像用レンズによって結像された光学像に対して前記撮像素子を相対的に移動させることが可能な機構部と、前記撮像素子の指定領域上に結像された光学像に対応した切り出し画像を出力可能に構成された画像処理部と、画像表示装置と、前記画像表示装置に設けられたタッチパネルと、制御部と、を有して構成される撮像装置を使用した撮像方法であって、
   前記撮像素子によって、前記撮像用レンズにより結像された光学像を撮像する撮像ステップと、
   ライブビュー表示動作時に、前記画像処理部から出力された画像を逐次、前記画像表示装置に表示する画像表示ステップと、
   前記タッチパネルに対するドラッグ操作を検出するステップと、
   前記ドラッグ操作を検出した場合に、前記ドラッグ操作の移動方向及び移動距離に応じて、前記撮像用レンズの焦点距離を短くするとともに、前記機構部を駆動することによって、前記光学像に対して前記指定領域を相対的に移動させる制御ステップと、を具備し、
   前記制御ステップは、前記ライブビュー表示動作時において前記ドラッグ操作を検出し、前記光学像に対して前記指定領域を相対移動させる際に、前記機構部による移動可能範囲の限界にまで前記撮像素子が達して前記相対移動を継続できない場合には、前記指定領域を縮小して前記撮像素子の有効画素領域内において前記指定領域をさらに移動させることを特徴とする撮像方法。

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