JP6347862B2 - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents
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一方、撮影したい画角へと高速に移動させる機能として、いわゆるプリセットズーム機能及びシャトルショットズーム機能が知られている。プリセットズーム機能とは、ユーザがスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに予め記憶させておいたズーム位置へ移動させる機能である。また、シャトルショットズーム機能はプリセットズーム機能の拡張機能であり、元のズーム位置への復帰機能をもつ。つまり、ユーザがスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに記憶させたズーム位置へ移動させ、その際には元のズーム位置をメモリに記憶しておき、プリセットズーム動作が終了した場合に元のズーム位置に戻すことができる。
前記特許文献1及び2に開示されたプリセットズーム機能やシャトルセットズーム機能では、撮影者が撮影したいズーム位置に一度移動させる操作を行ってからズーム位置をメモリに記憶させる必要がある。そのため、フレームアウトした移動中の被写体を追いかけて撮影する場合や、被写体の大きさが変わってしまった場合において、ズーム位置の記憶内容を更新するには、時間がかかってしまい、撮影者がシャッタチャンスを逃す可能性がある。さらに、特許文献2に開示された従来技術では、フレームアウトする被写体を追いかけながら、被写体を所定の大きさで撮影するためには、撮影者が操作手順に習熟する必要があった。これは複数の操作部材でズーム操作を繰り返しながらズーム位置を記憶させる必要があることによる。
そこで本発明の目的は、被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影可能な撮像装置及びその制御方法を提供することである。
図1は、本実施形態に係る撮像装置の一例として、デジタルカメラ100の構成例を示すブロック図である。レンズ鏡筒101は、その内部にレンズ群を保持してレンズ駆動を行う。ズームレンズ102は焦点距離を調節することで光学的に画角を変更し、フォーカスレンズ103はピントを調節する。防振レンズ104は手ぶれを補正する補正用レンズであり、光量を調節する絞り及びシャッタ105は露出制御に使用する。レンズ鏡筒101を通過した光は、CCD(電荷結合素子)やCMOS(相補型金属酸化膜半導体)等を用いた撮像素子106が受光し、光信号から電気信号へと変換する。電気信号は、画像処理回路107に入力されて、画素補間処理や色変換処理等が施された後、画像データとして画像メモリ108に送られる。画像メモリ108はDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)等で構成される。
表示部109は、TFT型LCD(薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器)等で構成され、撮影した画像データとともに、特定の情報(例えば、撮影情報や後述するFAズーム枠等)を表示する。このようなライブビュー等の情報表示により、撮影者が画角合わせを行うための電子ビューファインダ(EVF)機能を実現している。
フォーカスレンズ駆動部112はフォーカスレンズ103を駆動する。例えば、コントラストAF(オートフォーカス)方式の制御では、画像処理回路107の画像処理によって得られた撮影光学系の焦点調節情報(コントラスト評価値)に基づき、被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ103が駆動される。なお本発明の適用上、焦点調節制御の如何は問わないので、位相差AF方式や他の方式と組み合わせた方式が採用可能である。ズームレンズ駆動部113はズーム操作指示に従ってズームレンズ102を駆動する。操作部117には、撮影者がカメラにズーミングを指示するためのズーム操作部材としてのズームレバーまたはズームボタン等が設けられている。ズーム操作指示に用いるズーム操作スイッチの操作量及び操作方向に基づいてズーム駆動速度や駆動方向が演算され、演算結果に従ってズームレンズ102が光軸に沿って移動する。
操作部117は前記ズーム操作スイッチの他、撮影開始を指示するレリーズスイッチ、FAズーム機能の開始や終了を指示するFAズーム操作スイッチ等を含む。操作信号は後述のシステム制御部114に送られる。メモリ118は、プログラムデータや画像データの他に、デジタルカメラ100の設定情報や、後述するFAズーム機能におけるズーム戻り位置等の情報を記憶する。なおズーム戻り位置とは、FAズームの終了時に、開始時のズーム位置へと復帰させる際の戻り位置であり、その詳細については後述する。
システム制御部114はCPU(中央演算処理装置)等の演算装置を用いて構成され、ユーザ操作に応じて各部に制御命令を送ることでカメラ全体を制御する。システム制御部114は、メモリ118に記憶されている各種の制御プログラム、例えば撮像素子106の制御やAE/AF制御、ズーム制御(FAズーム処理を含む)等を行うためのプログラムを実行する。
光学ズームによる画角変更時でも合焦状態を維持するためには、レンズ鏡筒101に示すリアフォーカスタイプの鏡筒の場合、ズームレンズ102の位置に応じてフォーカスレンズ103を適正なフォーカス位置へ移動させる必要がある。このような制御をコンピュータズーム(CZ)制御という。図2は、ズームレンズの焦点距離と、ピントが合うフォーカスレンズ位置との関係を、被写体までの距離ごとに示すデータデーブルをグラフ化した図である。このテーブルはフォーカスカムテーブルと称する。横軸はズームレンズ位置に対応する焦点距離を示し、縦軸はフォーカス位置を示し、各グラフ線の横にはカメラから被写体までの距離(被写体距離)を示している。システム制御部114は、AF動作時にフォーカスレンズ駆動部112を制御してフォーカスレンズ103を所定の範囲で移動させることでスキャン動作を行う。この動作中に得られるコントラスト評価値等を用いて既知の方法により、合焦点であるフォーカスレンズ位置が検出される。その時のズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置から、フォーカスカムテーブルを参照することで被写体距離が計測可能である。
一方、電子ズーム制御部120及び画像メモリ108は電子ズーム駆動を担当する。電子ズーム制御部120は、画像メモリ108に転送された画像データから対象領域を切り出すことによって電子ズーム機能を実現する。また、撮像素子106に取り込む映像のフレームレート周期で切り出す範囲を徐々に大きくし、表示部109に表示させることで滑らかな電子ズーム表示が実現される。
・ズーム操作スイッチの操作によりズームアウトを行って被写体を探索すること。
・再び所望の画角になるまでズーム操作を行って画角調整すること。
これに対して、FAズーム機能を搭載したデジタルカメラ100では、撮影前に画角合わせ等を行う状態(以下、撮影準備状態という)で被写体を見失ってしまった場合、撮影者はFAズーム操作スイッチを操作すればよい。このFAズーム操作スイッチは、FAズーム機能のために割り当てられたスイッチであり、ズーム操作スイッチの操作部材とは別の部材の押下によって、FAズーム機能の開始をカメラに指示する。FAズーム制御部122は、FAズーム操作スイッチから開始指示が出されたときの電子ズーム及び光学ズームの各ズーム位置をメモリ118に記憶する。さらにFAズーム制御部122は、後述する図4の処理手順に従って、CZ制御部119または電子ズーム制御部120に対してズームアウトの指示を行い、撮影準備状態よりも画角がズームアウトされた状態(以下、被写体探索状態という)にする。
FAズーム操作スイッチの押下中はズームアウト状態が保持される。撮影者は被写体探索状態で所望の被写体を発見した場合、FAズーム枠300を目安としてFAズーム枠内に被写体が収まるようにフレーミングを行う。その後、撮影者がFAズーム操作スイッチを開放してFAズーム終了をカメラ指示すると、FAズーム制御部122は、記憶しておいた撮影準備状態のズーム位置まで電子ズームまたは光学ズームによるズームイン動作を行う。こうして図3(B)で示すような最適なフレーミング状態が得られる。本処理によって、撮影者は簡単な操作で、フレームアウトした被写体を再度フレームインさせながら所望の画角で撮影することができる。
S100でFAズーム制御部122は、撮影準備状態で操作部117のFAズーム操作スイッチが押下されたか否かを判定する。FAズーム操作スイッチの押下が検出されるとFAズーム処理が開始する。S101でFAズーム制御部122は、撮影準備状態での光学ズーム位置をCZ制御部119から取得し、電子ズーム位置を電子ズーム制御部120から取得する。さらにFAズーム制御部122は光学ズーム位置及び電子ズーム位置のデータをメモリ118に記憶する。なお、光学ズーム位置は、光学ズーム機能によって変更可能なズーム倍率に相当するズームレンズの位置を表し、電子ズーム位置は電子ズーム機能によって変更可能な画像拡大及び縮小の倍率に相当する制御位置を表す。
パターン2は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置で焦点距離192mmのときのズームアウト位置を示している。このときの光学ズームのズームアウト位置は、192mm×(1/8倍)=24mmの焦点距離に対応する光学ワイド端位置がズームアウト位置となる。
パターン4は、撮影準備状態でのズーム位置が、電子テレ端位置のときのズームアウト位置を示している。電子ズーム倍率は最大4倍であるため、電子ズームのズームアウト位置は電子ワイド端位置とし、残りの2倍分については光学ズームでのズームアウト動作が行われる。したがって、光学ズームによるズームアウト位置は840mm×(1/2倍)=420mmの焦点距離に対応する位置となる。
パターン6は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置M6のときのズームアウト位置を示している。このときの光学ズームのズームアウト位置は、M6−6(ステップ)=M0であり、光学ワイド端(光学W)位置がズームアウト位置となる。
パターン8は、撮影準備状態でのズーム位置が、電子テレ端位置(電子T)のときのズームアウト位置を示している。電子ズームステップ数は最大4ステップであるので、電子ズームのズームアウト位置は電子ワイド端位置とし、残りの2ステップ分については光学ズームでズームアウト動作が行われる。したがって、光学ズームのズームアウト位置は、M12−2(ステップ)=M10となる。
なお、図4のS113やS116で行われるズームイン位置の算出についても、光学ズームが優先されることを除いて上記と同様に行われるため、説明は省略する。
図6に示す処理によれば、被写体探索状態の画角となったにも関わらず被写体がフレームインしなかった場合に、撮影者はズーム操作を行って、即座に画角を広げて被写体を探索し直し、あるいは被写体探索状態のまま画角の範囲を狭めるのに有効である。
S201でズーム操作が行われた場合、S302に進み、FAズーム制御部122は、ズーム操作スイッチの操作方向に従って、図4のS101でメモリ118に記憶したズーム戻り位置のデータを更新する。撮影者によるズーム操作スイッチの操作方向がテレ方向である間はズーム戻り位置のデータがテレ方向に沿って更新され、操作方向がワイド方向である間はズーム戻り位置のデータがワイド方向に沿って更新される。次のS303でFAズーム制御部122は、FAズーム枠制御部121に対してFAズーム枠の更新を指示する。FAズーム枠制御部121は、S302で更新したズーム戻り位置に応じてFAズーム枠の大きさを再計算し、FAズーム枠のEVF表示を更新する。そしてS205に進む。
図7に示す処理によれば、撮影準備状態で撮影者がフレーミングを行った時点から被写体の大きさが変わった場合に、被写体探索状態のままズームインする画角を調整したいといった要請に応えることができる。
S402でFAズーム制御部122は、被写体探索状態でのズーム操作モードを判別する。ズーム駆動モードの場合にはS403へ進んで図6のS202乃至205の処理が実行され、ズーム戻り位置変更モードの場合にはS404へ進んで図7のS302及びS304、S205の処理が実行される。モード設定については、操作者が設定メニューを用いてモードを設定する方法や、操作部117に割り当てた操作部材を用いてモードを設定する方法等が挙げられる。S403やS404の後、S206に進む。
図8に示す処理によれば、被写体探索状態にて撮影者がズーム駆動モードとズーム戻り位置変更モードを選択できるので、利便性が高まる。
撮影者がデジタルカメラ100を手に持った状態でFAズーム処理を行う場合、手振れが原因で意図した構図に戻らないことが起こり得る。また、ズームアウトやズームインの際に急激な画角変更が行われた場合、手振れのタイミングによっては撮影者が被写体を再度見失う可能性がある。このため、FAズーム機能であってもズームイン時は連続性を持たせたズーム速度制御が必要である。但し、カメラを三脚に固定した状態でFAズーム処理を行う場合には、超望遠状態での手振れやパンニング等による被写体のフレームアウト及び画角の変化が極力抑えられる。このため、ズームアウト時やズームイン時のズーム駆動速度を最大値に上げることや、ズームアウト駆動量を変更することが可能である。
S504でFAズーム制御部122は、S102で取得したズームアウト駆動量を、三脚固定時のズームアウト駆動量に変更する。このズームアウト駆動量については、三脚を使用しないで撮影する場合よりも大きな値に設定される。これは予め設定された値でもよいが、撮影者が設定メニューでの操作によって所定の範囲内で変更可能な形態でもよい。S505でFAズーム制御部122は、ズームアウト動作を行う際のズームアウト速度(ズームアウト時のズーム駆動速度)を三脚固定時のズームアウト速度に変更する。三脚固定時のズームアウト速度は基本的にズーム駆動制御にて許容される最大速度に設定されるが、撮影者が設定メニューでの操作によって所定の範囲内でズームアウト速度を変更可能な形態でもよい。三脚固定時のズームアウト速度は、カメラを三脚に固定していない時に設定される速度よりも大きな値である。
102 ズームレンズ
109 表示部
114 システム制御部
116 記録部
117 操作部
118 メモリ
119 CZ制御部
120 電子ズーム制御部
121 FAズーム枠制御部
122 FAズーム制御部
123 三脚検出部
Claims (18)
- 撮影者による操作に応じて、ズーム位置を制御する制御手段を有する撮像装置であって、
撮影前の撮影準備状態において、
撮影者により第1の操作が行われた場合、前記制御手段は、現在のズーム位置を第1のズーム位置として記憶するとともに、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定のズーム位置変化量だけ広角側に設定された第2のズーム位置へ前記ズーム位置を変更し、さらに撮影者により第2の操作が行われた場合、前記制御手段は、記憶されている前記第1のズーム位置へ前記ズーム位置を変更することを特徴とする撮像装置。 - 撮影者による操作に応じて、ズーム位置を制御する制御手段を有する撮像装置であって、
撮影前の撮影準備状態において、
撮影者により第1の操作が行われた場合、前記制御手段は、現在のズーム位置である第1のズーム位置が所定のズーム位置よりも望遠側の場合は、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定の変化量だけ広角側であって広角端に達しない第2のズーム位置へ前記ズーム位置を変更し、さらに撮影者により第2の操作が行われた場合、前記制御手段は、前記第1のズーム位置へ前記ズーム位置を変更することを特徴とする撮像装置。 - 撮影者により第1の操作が行われた場合、
前記制御手段は第1のズーム位置を記憶し、
さらに撮影者により第2の操作が行われた場合、
前記制御手段は記憶されている前記第1のズーム位置へズーム位置を変更することで、撮像装置のズーム位置を変更することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記制御手段による制御は、ズームレンズの駆動により焦点距離を変更する光学ズームを含み、
前記制御手段は、前記ズームレンズの駆動による前記ズームレンズの位置の変化に応じて、フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮影の開始を指示する操作を受け付けるレリーズ手段を有し、
前記撮影準備状態は、前記レリーズ手段を介した操作が行われる前の状態であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1の操作と前記第2の操作とは、前記レリーズ手段と別に設けられている操作手段により受け付けられることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、ライブビュー画像を表示する表示手段を制御し、
前記第1の操作が行われた場合、前記制御手段は、前記第2のズーム位置へ前記ズーム位置を変更した状態で、前記ライブビュー画像に重畳して前記第1のズーム位置に対応する撮影範囲を示す表示を前記表示手段が行うよう制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御手段による制御は、ズームレンズの駆動により焦点距離を変更する光学ズームと、画像処理により前記ズーム位置を変更する電子ズームとの制御を含み、
前記光学ズームの望遠端からさらに望遠側へズーム位置を変更する場合、前記制御手段は前記電子ズームにより前記ズーム位置を変更し、
前記制御手段は、前記第1のズーム位置から前記第2のズーム位置へズーム位置を変更する際に、前記電子ズームを優先してズーム位置の変更を行うことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 望遠方向または広角方向を指示する操作を受け付けるズーム方向操作手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記第1の操作後であって前記第2の操作が行われる前に前記ズーム方向操作手段を介した操作が行われた場合、当該ズーム方向操作手段を介した操作に応じた方向へ前記ズーム位置を変更することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 望遠方向または広角方向を指示する操作を受け付けるズーム方向操作手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記第1の操作後であって前記第2の操作が行われる前に前記ズーム方向操作手段を介した操作が行われた場合、その後前記第2の操作が行われた際に、前記第1のズーム位置よりも、当該ズーム方向操作手段を介した操作に応じた方向へ前記ズーム位置を変更することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記所定の変化量は、ズーム倍率で設定されており、
前記第2のズーム位置は、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定のズーム倍率変化分だけ広角側に設定されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記所定の変化量は、ズームステップ数で設定されており、
前記第2のズーム位置は、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定のズームステップ変化分だけ広角側に設定されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記所定のズーム変化量は、前記第1のズーム位置に対応する倍率が所定の倍率以上の場合に、第1の操作に応じたズーム位置変化後のズーム位置が広角端に達しないように設定された一定の変化量であることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記所定のズーム変化量は前記第1のズーム位置に対応する倍率が所定の倍率以上の場合に、第1の操作に応じたズーム位置変化後のズーム位置が広角端に達しないように設定された変化量であって、
前記所定のズーム変化量は前記第1のズーム位置の位置に応じて異なることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第2のズーム位置は前記第1のズーム位置に応じて異なることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段による制御は、ズームレンズの駆動により焦点距離を変更する光学ズームと、画像処理により前記ズーム位置を変更する電子ズームとの少なくともいずれか一方の制御を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 撮影者による操作に応じて、ズーム位置を制御する制御手段を有する撮像装置の制御方法であって、
撮影前の撮影準備状態において、
撮影者により第1の操作が行われた場合、現在のズーム位置を第1のズーム位置として記憶するとともに、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定のズーム位置変化量だけ広角側に設定された第2のズーム位置へ前記ズーム位置を変更するステップと、
さらに撮影者により第2の操作が行われた場合、記憶されている前記第1のズーム位置へ前記ズーム位置を変更するステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 撮影者による操作に応じて、ズーム位置を制御する制御手段を有する撮像装置の制御方法であって、
撮影前の撮影準備状態において、
撮影者により第1の操作が行われた場合、現在のズーム位置である第1のズーム位置が所定のズーム位置よりも望遠側の場合は、前記第1のズーム位置に対して相対的に所定の変化量だけ広角側であって広角端に達しない第2のズーム位置へ前記ズーム位置を変更し、さらに撮影者により第2の操作が行われた場合、前記制御手段は、前記第1のズーム位置へ前記ズーム位置を変更することを特徴とする制御方法。
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