(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、まずカメラシステムに適用する例を説明する。本発明の実施の形態に係るカメラシステムは、
図1に例示するように、マスターレンズとなるカメラレンズ1を備えた本体部10と、このカメラレンズ1に取り付けられるコンバージョンレンズ2と、このコンバージョンレンズ2に固定されるアダプタ3とを含んで構成される。
【0014】
本体部10は、本実施の形態のある例では、カメラ付の携帯電話機である。この本体部10は、
図2に例示するように、制御部11と、記憶部12と、操作部13と、表示部14と、通信部15と、撮像部16とを含んで構成される。
【0015】
制御部11はCPUなどのプログラム制御デバイスであり、記憶部12に格納されたプログラムに従って動作する。本実施の形態のある例では、この制御部11は、後に説明する撮像部16を制御して、撮像部16が出力する画像情報を受け入れ、この画像情報が表す画像を表示部14に出力する。この制御部11の動作については後に述べる。
【0016】
記憶部12は、制御部11によって実行されるプログラムを保持している。このプログラムは、DVD-ROMなどのコンピュータ可読な記録媒体に格納されて提供され、あるいは、後に述べる通信部15によりネットワークを介して受信されて、この記憶部12に格納されたものであってもよい。また、この記憶部12は、制御部11のワークメモリとしても動作する。
【0017】
操作部13は、例えば表示部14に重ね合わせられたタッチパネルを含む。またこの操作部13は、テンキーや十字キー等のボタンを備えてもよい。この操作部13は、使用者によって行われたタッチパネルやボタン等に対する操作の内容を表す情報を、制御部11に出力する。表示部14は、ディスプレイ等であり、制御部11から入力される指示に従って情報を表示する。
【0018】
通信部15は、ネットワークインタフェース等であり、制御部11から入力される指示に従って、制御部11によって指示された宛先に対し、ネットワークを介して情報を送信する。また通信部15は、ネットワークを介して受信した情報を制御部11に出力する。
【0019】
撮像部16は、制御部11から入力される指示に従って、カメラレンズ1を介して得られる像を光学センサで受けて電気的な画像情報を生成する。そしてこの画像情報を制御部11に出力する。本実施の形態では、この撮像部16は、制御部11から入力される指示に従い、カメラレンズ1の焦点位置を制御する。
【0020】
コンバージョンレンズ2は、
図3に例示するように、カメラレンズ1に取り付けて固定するための固定部21と本体部22とを含んで構成される。この固定部21は、本体部22の接眼側に配され、例えばリング状の部材に剥離可能な粘着部を形成したものであってもよい。ここで粘着部は例えば、シリコーンゴム等で形成されてもよい。このコンバージョンレンズ2を、本体部10のカメラレンズ1が設けられている位置に対して押圧すると、固定部21のリング状部材に配された粘着部が、カメラレンズ1の前枠外周に密着して固定される。また、固定部21は本体部10のカバーとして構成されてもよい。この場合、固定部21は、本体部10を外周から挟みこむ(固定部21を、弾性を有する材料で形成し、当該弾性により収縮する力を利用して本体部10を挟ませる)ことで固定される。位置合わせは、固定部21を弾性変形させて、カメラレンズ1に対して本体部22の位置を合わせることで行うようにしてもよい。
【0021】
コンバージョンレンズ2の本体部22は、鏡筒であり、レンズ等の光学系を内蔵している。この光学系の回転対称軸がこのコンバージョンレンズ2の光軸となる。
【0022】
アダプタ3は、
図4に例示するように、実質的に円筒形の外観を有し、マーク呈示部31と、固定部32とを含んで構成される。
図4(a)はアダプタ3の側面図、
図4(b)はマーク呈示部31側から見た斜視図である。マーク呈示部31は、半透明の部材に、
図5にいくつか例示するマークを描画したもので、当該マークをコンバージョンレンズ2の対物側に呈示するものである。具体的にこのマーク呈示部31は、平板に
図5に例示するようなマークを描画したものである。ここでマークは、マーク呈示部31を通じて見たときの視野の中心(以下アダプタ3の視野中心と呼ぶ)を、その中心として描かれた1つの円盤や、当該視野中心に相当する位置で交わる十字等、マーク上の一点(アダプタ3の視野中心)を表すものとしておく。
【0023】
固定部32は例えばコンバージョンレンズ2の前枠(対物側)に固定されるリング状部材であり、例えばスクリューによりコンバージョンレンズ2の前枠に固定される。なお、この固定部32は、コンバージョンレンズ2の光軸とアダプタ3の視野中心とを一致させて固定ができればよく、リング状でなくてもよいし、スクリューに限られるものでもない。例えばかしめリングを用いて、前枠を外周側からかしめる構造としてもよい。
【0024】
使用者は、カメラレンズ1にコンバージョンレンズ2を取り付け、このコンバージョンレンズ2に対してさらにアダプタ3を取り付ける。この状態でカメラレンズ1を備えた本体部10に対して使用者が撮像の指示を行うと、本体部10の制御部11は、撮像部16が出力する画像情報を受け入れて、この画像情報が表す画像を表示部14に出力する。このとき、撮像部16は、コンバージョンレンズ2とカメラレンズ1とを通じて、コンバージョンレンズ2の対物側に取り付けられている、アダプタ3のマーク呈示部31の画像を取得しており、この画像を表す画像情報を制御部11に出力している。
【0025】
具体的に、
図5(a)に例示した円盤状のマークであれば、焦点面とマーク呈示部31の面とのずれにより、マークの像がぼけて広がった画像が表示部14に表示される(
図6(a))。また
図5(b)に例示した十字状のマークであれば、同じくマークの像がぼけて、十字状の濃淡の像が表示される(
図6(b))。
【0026】
制御部11は、表示部14に表示する画像に含まれる画素のうち、その画素値の表す色の濃さが予め定めたしきい値を超える画素(明度が所定の明度しきい値を下回る画素)を検出する。そして検出した画素の位置の重心(検出した画素が複数ある場合に、当該画素の位置(x,y)の総和を当該検出した画素の数Nで除した位置)を演算する。そして制御部11は、当該重心の位置に相当する画素の色を予め定めた強調色に設定する。使用者は、このマークの像、並びに強調色に設定された画素の位置により、アダプタ3の視野中心に相当する位置と、表示部14の中心(カメラレンズ1の光軸に対応する位置)とを一致させるよう、コンバージョンレンズ2の取付け位置を調整する。制御部11は、また、表示部14の中心に位置する画素を強調する表示を行い、この画素と上記演算される重心の位置に相当する画素とが一致したときに、一致したことを表す画像を表示してもよい。ここで表示部14の中心に位置する画素を強調する表示は、当該画素を取り囲む円形図形を、撮像部16が出力する画像に合成することで行ってもよい。
【0027】
また、本実施の形態のアダプタの別の例を説明する。本実施の形態の別の例に係るアダプタ3′は、カメラレンズ1と、コンバージョンレンズ2との間に介在して、カメラレンズ1側にアダプタ3′が固定された状態で、コンバージョンレンズ2の回転対象軸と、カメラレンズ1の回転対称軸との相対位置を変化させる位置調整手段を備える。
【0028】
具体的にこのアダプタ3′は、
図7に例示するように、第1固定部32′a、及び第2固定部32′bと、マーク呈示部31と、xy軸駆動部33とを含む。ここで既に説明したものと同様の構成をとる部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図面の視認性を考慮してマーク呈示部31は、コンバージョンレンズ2を表す想像線とともに破線で示している。
【0029】
第1固定部32′aは、
図7に例示したように、互いに直交する方向に伸縮する腕部41,42を含む。これら腕部41,42は、例えばバネ等の弾性体により、それぞれ長さ方向に縮む方向に付勢されている。またこの腕部41,42はそれぞれ、一対のレールRを備える。腕部41に含まれる一対のレールRは互いに平行に配され、一対のレールRのうち一方には、その長さ方向の所定範囲に歯45が設けられて、ラックとして機能する。腕部42においても同様に、腕部42に含まれる一対のレールRが互いに平行に配され、この一対のレールRのうち一方には、その長さ方向の所定範囲に歯45が設けられ、ラックとして機能する。使用者は腕部41,42を長さ方向に広げつつ本体部10(
図7破線で表す)を腕部によって抱え込まれる位置に配し、本体部10に対してアダプタ3′を固定する。
【0030】
また第2固定部32′bは、かしめリング51を含み、このかしめリング51によりコンバージョンレンズ2をその外周から締め込んで固定する。かしめリング51は、実質的に円筒の形状を有し、その外周には凸部Pが形成され、この凸部Pにはピニオン46が設けられて、後に述べるように腕部42の歯45に係合している。xy軸駆動部33は、
図7に例示したように、腕部42に設けられたピニオン47が腕部41の歯45に係合し、また、第2固定部32′bの支持体52に設けられたピニオン46が腕部42の歯45に係合して、それぞれ移動可能となっているので、第2固定部32′bに固定されたコンバージョンレンズを、互いに直交する2軸のいずれの方向にも移動可能となっている。
【0031】
マーク呈示部31は、これらとは別体として構成されていてもよいし、第2固定部32′bと一体的に構成されていてもよく、コンバージョンレンズ2の対物側に、コンバージョンレンズ2の光軸の延長線上の点を表すマークを呈示する。
【0032】
この例による場合は、使用者は第1固定部32′aを本体部10に固定し、また、コンバージョンレンズ2を第2固定部32′bに取り付ける。そして使用者は、マーク呈示部31をコンバージョンレンズ2の対物側に設置して、マークの像を表示部14に表示させる。
【0033】
そしてこのマークによって表される、コンバージョンレンズ2の光軸の延長線上の点を、表示部14の中心に一致させるよう、腕部42のピニオン47と、第2固定部32′bのピニオン46とを回転させて第2固定部32′bの位置を移動させる。これによりアダプタ3′を本体部10に取り付けた状態で、第2固定部32′bに固定されたコンバージョンレンズ2が本体部10の面内(x,y軸方向)で自在に移動され、使用者は、コンバージョンレンズ2の光軸の延長線上の点と表示部14の中心(マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸)との相対位置を変化させ、コンバージョンレンズ2の光軸をカメラレンズ1の光軸に一致した位置へ移動させることができる。つまり、このxy軸駆動部33は、本発明における位置調整手段の一例として機能する。
【0034】
使用者は、この移動後の位置でコンバージョンレンズ2を再度、第2固定部32′bで固定しなおし、コンバージョンレンズ2のz軸方向の位置(コンバージョンレンズ2とマスターレンズであるカメラレンズ1との距離)を調整してもよい。
【0035】
以上に述べた各例において、使用者はコンバージョンレンズ2の位置の調整を終了した後は、アダプタのマーク呈示部31を取り外して、実際の撮影を行う。このため、マーク呈示部31は着脱可能となっていることが好適である。マーク呈示部31を着脱可能とする構成については、広く知られている種々の方法が採用できるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【0036】
なお、このようにして調整を終了した後に撮影された画像に対しては、制御部11は、コンバージョンレンズ2を取り付けて撮影されたものであることを表すタグ情報として、予め定めたタグ情報を関連付けて記録してもよい。
【0037】
さらに本発明の実施の形態の別の例として、アダプタを用いない例について述べる。この例では、アダプタを用いる代わりに、XY平面上に、X軸,Y軸の各軸方向に予め定めた間隔で線分を描画した格子線(クロスハッチ)など、予め定められたパターンを、コンバージョンレンズ2を取り付けた上で、撮像部16にて撮像する。
【0038】
一例として
図8に示したクロスハッチ・パターンを撮像した場合について説明する。一般にマスターレンズであるカメラレンズ1と、コンバージョンレンズ2との光軸が一致していない場合、カメラレンズ1を通じて撮像された像にはコマ収差が生じる。
【0039】
制御部11は、
図9に例示する処理を行う。すなわち制御部11は、撮像された格子線像に含まれる各格子の間隔を検出する(S1)。以下ではクロスハッチ・パターンの左下隅を基準に、この基準からX軸方向にあるi番目の線を格子線Xi、Y軸方向にあるj番目の線を格子線Yjと書くこととする。制御部11は、各格子線を検出し(画像から線分を検出する方法は広く知られているのでここでの詳しい説明は省略する)、X軸方向に、互いに隣接する格子線Xi+1とXiとの間隔ΔXiを求める(S2)。同様に制御部11は、Y軸方向に、互いに隣接する格子線Yj+1とYjとの間隔ΔYjを求める(S3)。
【0040】
制御部11は、ΔXiと、ΔXi+k(kは正の整数)とを比較する(S4)。ここで制御部11は、ΔXi<ΔXi+k(kは正の整数),ΔXi>ΔXi+k(kは正の整数),ΔXi=ΔXi+k(kは正の整数)のいずれであるかを調べる。ここでΔXi<ΔXi+k(kは正の整数)であるならば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸が、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸に対して、X軸左側にずれていると検出する(S5)。また、ΔXi>ΔXi+k(kは正の整数)であれば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸が、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸に対してX軸右側にずれていると検出する(S6)。さらに、ΔXi=ΔXi+k(kは正の整数)であれば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸と、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸とがX軸方向では一致していると判断する(S7)。
【0041】
さらに制御部11は、ΔYjと、ΔYj+k(kは正の整数)とを比較する(S8)。ここで制御部11は、ΔYj<ΔYj+k(kは正の整数),ΔYj>ΔYj+k(kは正の整数),ΔYj=ΔYj+k(kは正の整数)のいずれであるかを調べる。ここでΔYj<ΔYj+k(kは正の整数)であるならば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸が、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸に対して、Y軸上側にずれていると検出する(S9)。また、ΔYj>ΔYj+k(kは正の整数)であれば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸が、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸に対してY軸下側にずれていると検出する(S10)。さらに、ΔYj=ΔYj+k(kは正の整数)であれば、制御部11は、コンバージョンレンズ2の光軸と、マスターレンズであるカメラレンズ1の光軸とがY軸方向では一致していると判断する(S11)。
【0042】
制御部11は、処理S5からS7におけるX軸方向での判断結果と、処理S9からS11におけるY軸方向での判断結果とを、表示部14に表示する。具体的にこの表示は、X軸、Y軸の各軸でのずれの方向を指す矢印を表示するものでよい。使用者はこの矢印により光軸のずれの方向を判断して、コンバージョンレンズ2の位置を調整する。
【0043】
また、ここでは格子線としたが、格子線に限らず、同心円を用いてもよい。この場合、同心円を構成する各円の中心は、互いに光軸のずれているコンバージョンレンズ2とカメラレンズ1とを通じて撮像すると、コマ収差により、大きい円ほど光軸のずれの方向に移動して撮像される。制御部11は、この中心の変化の方向を検出して、光軸のずれ方向を検出し、当該方向を表す表示を行う。
【0044】
また本実施の形態のアダプタ3は、プロジェクタなど投影装置のレンズに取り付けられたコンバージョンレンズ2とともに用いられてもよい。この場合も、アダプタ3は、
図4に例示した構成を備える。そして使用者は、プロジェクタのレンズにコンバージョンレンズ2を取り付け、このコンバージョンレンズ2に対してさらにアダプタ3を取り付ける。この状態でプロジェクタに対して使用者が白色画面の投影の指示を行うと、プロジェクタが放射する光がそのレンズとコンバージョンレンズ2、さらにアダプタ3を通じて投影され、コンバージョンレンズ2の対物側に取り付けられている、アダプタ3のマーク呈示部31の画像が投影された状態となる。
【0045】
具体的に、
図5(a)に例示した円盤状のマークがマーク呈示部31に描画されていれば、投影範囲の中心とマーク呈示部31を通じて投影される円盤状のマークの中心とのずれによりコンバージョンレンズ2の位置ずれがわかるようになる。また
図5(b)に例示した十字状のマークであれば、同じくマークの像の中心と、投影範囲の中心とのずれによりコンバージョンレンズ2の位置ずれがわかるようになる。使用者は、このずれを見ながら、コンバージョンレンズ2の位置合わせを行う。
【0046】
なお、プロジェクタが、投影範囲の中心や、投影範囲内に格子線や同心円等を投影するテストパターンの投影機能を有している場合は、当該テストパターンを投影させた状態で、位置合わせを行ってもよい。
【0047】
さらに、
図7に例示した本実施の形態の例において、ピニオン46,47(複数あるものについてはいずれか一つでよい)を、それぞれに対応して設けられているモータにて駆動することとしてもよい。この場合制御部11は、通信部15を介して行う通信により、各モータの回転方向並びに回転量を制御することとしてもよい。
【0048】
具体的に、この例では、本体部10の制御部11がネットワークに接続されるPC(Personal Computer)等の情報処理装置から、ピニオン46,47のそれぞれを回転駆動するそれぞれのモータの回転方向並びに回転量に関する指示を受け入れ、各モータの回転方向並びに回転量を制御する。このように回転方向や回転量を制御部11から制御可能なモータとしてはステッピングモータやサーボモータ等広く知られたモータとその制御回路が利用できるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【0049】
図7の例では、ピニオン46が回転駆動されることにより、腕部42の長手方向を軸(便宜的にY軸とする)として、このY軸の方向にコンバージョンレンズ2が移動することとなる。また
図7の例では、ピニオン47が回転駆動されることで、腕部41の長手方向を軸(便宜的にX軸とする)として、このX軸の方向にコンバージョンレンズ2が移動する。
【0050】
そこで一例では、利用者は、PC等にインストールされたアプリケーションソフトウエアを利用し、コンバージョンレンズ2の移動量をX軸、Y軸のそれぞれの方向にどれだけとするかを入力する。PCはこの入力された値を、ネットワークを介して本体部10宛に送出する。本体部10の通信部15は、このPCにて入力された値を受信し、制御部11に出力する。
【0051】
そして制御部11は、入力されたX軸方向の移動量及びY軸方向の移動量の情報に基づいて、当該移動量に相当する方向に、移動量に相当する回転数だけ、ピニオン46,47のそれぞれに対応するモータを回転させる。また制御部11は、このときにカメラレンズ1を介して撮像部16が受け入れた画像を取得し、ネットワークを介して当該画像を、PC宛に送出する。
【0052】
コンバージョンレンズ2の移動量を送出したPC側では、この画像を受信して利用者に提示する。この例によると、PC等が配置された遠隔側(本体部10から離れた場所)からコンバージョンレンズ2の位置調整を行うことが可能となる。
【0053】
従って、位置調整に慣れていない第1の利用者が本体部10側におり、位置調整に慣れた第2の利用者が遠隔にいる場合に、当該第1の利用者がアダプタ3を取り付けた状態で第2の利用者に位置調整を依頼し、第2の利用者がネットワークを介して本体部10に接続されているPCを利用して位置調整を行うことができる。位置調整が完了(例えば位置調整のための移動量の指示が予め定めたしきい値時間、例えば3秒だけ受信されなかったときに位置調整が完了したものとして、本体部10の制御部11は、その旨を第1の利用者に報知してもよい。この報知は例えばビープ音を鳴動することなどで行うことができる)したときには、第1の利用者はアダプタ3を取り外して撮影を行うこととすればよい。