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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022139617
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】撮像装置
(51)【国際特許分類】
   H04N 5/232 20060101AFI20220915BHJP
   H04N 5/222 20060101ALI20220915BHJP
   G03B 15/00 20210101ALI20220915BHJP
   G03B 17/56 20210101ALI20220915BHJP
【FI】
H04N5/232 220
H04N5/222 100
H04N5/232 960
G03B15/00 D
G03B15/00 P
G03B17/56 B
G03B15/00 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021040089
(22)【出願日】2021-03-12
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】上杉 友美
【テーマコード(参考)】
2H105
5C122
【Fターム(参考)】
2H105AA14
2H105AA25
2H105AA36
5C122EA42
5C122FB04
5C122FE05
5C122FH11
5C122FK34
5C122FK37
5C122FK40
5C122FK41
5C122FL07
5C122GD01
5C122GD12
5C122HA82
5C122HB01
(57)【要約】
【課題】自撮りの際の構図調整をリアルタイムで行うことが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置(1000)は、撮像部(1)と、撮像部に取り付けられた伸縮可能な棒(200)と、棒に設けられた把持部(201)と、撮像部の目標構図と現在の構図との差に基づいて撮像部の構図を調整する制御手段(5)とを有し、制御手段は、撮像部の焦点距離、撮像部と棒との第1の角度(α)、把持部と棒との第2の角度(β)、または棒の長さの少なくとも一つを変更して構図を調整する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像部と、
前記撮像部に取り付けられた伸縮可能な棒と、
前記棒に設けられた把持部と、
前記撮像部の目標構図と現在の構図との差に基づいて、前記撮像部の構図を調整する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記撮像部の焦点距離、前記撮像部と前記棒との第1の角度、前記把持部と前記棒との第2の角度、または前記棒の長さの少なくとも一つを変更して前記構図を調整することを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
前記目標構図と前記現在の構図との前記差を検出する検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記差に基づいて、前記焦点距離、前記第1の角度、前記第2の角度、または前記長さの少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記検出手段は、背景と主被写体の動きを別々に検出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記目標構図を指示するための指示手段を更に有し、
前記制御手段は、前記指示手段により指示された前記目標構図と、前記検出手段により検出された前記差とに基づいて、前記焦点距離、前記第1の角度、前記第2の角度、または前記長さの少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。
【請求項5】
振れ補正手段を更に有し、
前記制御手段は、前記振れ補正手段を用いて、前記第1の角度を変更することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項6】
前記制御手段は、前記焦点距離、前記第1の角度、前記第2の角度、または前記長さの少なくとも一つを変更できないと判定した場合、撮影者に通知することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項7】
前記制御手段は、撮影モードが自撮りモードである場合、前記構図を調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、自分を撮影する(自撮り)の際に構図調整を行う撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012-182582号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された撮像装置では、自撮りの際に画像合成により構図調整を行うため、リアルタイム処理ができずオクルージョン領域が発生するなどの問題がある。
【0005】
そこで本発明は、自撮りの際の構図調整をリアルタイムで行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮像部と、前記撮像部に取り付けられた伸縮可能な棒と、前記棒に設けられた把持部と、前記撮像部の目標構図と現在の構図との差に基づいて、前記撮像部の構図を調整する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮像部の焦点距離、前記撮像部と前記棒との第1の角度、前記把持部と前記棒との第2の角度、または前記棒の長さの少なくとも一つを変更して前記構図を調整する
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、自撮りの際の構図調整をリアルタイムで行うことが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本実施形態における撮影装置の構成図である。
図2】本実施形態における構図の説明図である。
図3】本実施形態における構図の説明図である。
図4】本実施形態における構図の説明図である。
図5】本実施形態における構図の説明図である。
図6】本実施形態における構図の説明図である。
図7】本実施形態における構図調整のために撮像装置に取り付けられる棒の説明図である。
図8】本実施形態における構図調整のための棒の動かし方の説明図である。
図9】本実施形態における撮影者のボタン指示による構図調整の説明図である。
図10】本実施形態における自動認識による構図調整の説明図である。
図11】本実施形態における構図調整のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0010】
まず、図1(a)、(b)を参照して、本実施形態における撮像装置1000について説明する。図1(a)は、撮像装置1000の中央断面図である。図1(b)は、撮像装置1000の電気的構成を示すブロック図である。図1(a)、(b)において、同一の符号はそれぞれ対応している。
【0011】
撮像装置1000は、カメラ本体(撮像装置本体、撮像部)1と、カメラ本体1に着脱可能な交換レンズ(レンズ装置)2とを備えて構成されている。カメラ本体1と交換レンズ2は、電気接点11を介して電気的に接続される。光軸4は、交換レンズ2の光学系(撮像光学系)3の光軸である。交換レンズ2は、光学系3を透過した被写体からの光束がカメラ本体1の撮像素子6に良好な像が結像できるようにするため、レンズ駆動手段13を備えている。レンズ駆動手段13は、レンズシステム制御部12からの制御信号に基づいて、光学系3を駆動する。光学系3は、焦点調節部、絞り駆動部、および像振れ補正レンズ9などを備えている。シャッタ機構17は、撮影者により設定された、またはカメラシステム制御部(制御手段)5により判定された撮影秒時に露光がなされるように、シャッタ駆動手段18により駆動制御される。
【0012】
カメラシステム制御部5は、レリーズ検出部7、操作検出部8、加速度検出手段16、および角速度検出手段15からの出力信号に基づいて、振れの影響を低減するための振れ補正量を演算し、振れ補正量を振れ補正手段14とレンズシステム制御部12に出力する。操作検出部(指示手段)8は、シャッタ速度、F値(絞り値)、モードの設定などの撮影者の操作(指示)を検出する。振れ補正手段14は、カメラシステム制御部5から受け取った振れ補正量に基づいて撮像素子6を駆動する。カメラ本体1には、レリーズ検出部7が設けられている。レリーズ検出部7は、不図示のレリーズの開閉信号を検出し、検出した開閉信号をカメラシステム制御部5に送る。レリーズ検出部7が検出する開閉信号としては、2種類の信号がある。レリーズ検出部7は、レリーズ検出部7を半押しするスイッチ1(SW1)と全押しするスイッチ2(SW2)の二段階のスイッチを検出することができる。
【0013】
図1(a)において、z軸は光軸4と平行である。x軸およびy軸はそれぞれ、z軸と直交し、撮像素子6の各辺と平行である。また図1(a)において、見やすさのため、原点が撮像装置1000の外に描かれているが、実際には原点は撮像素子6の中心である。10aは、カメラ本体1の背面に設けられた背面表示装置である。10bは、カメラ本体1のファインダ内に設けられたEVF(エレクトロニックビューファインダー)を表している。図1(b)において、10は振れ表示手段であり、背面表示装置10aおよびEVF10bを含む。
【0014】
レンズシステム制御部12は、振れ補正量に基づく指令をレンズ駆動手段(振れ補正手段)13に出力する。レンズ駆動手段13は、像振れ補正レンズ9を図1(a)中のx方向とy方向に駆動し、角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。振れ補正手段14は、撮像素子6を図1(a)中のx方向とy方向に駆動し、角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。振れ補正手段14は、撮像素子6をz軸周りに回転駆動をさせることで、z軸周りの回転運動により生じる角度振れと平行振れの両方を加味した振れ補正を行う。なお、カメラシステム制御部5から受け取った振れ補正量に基づく補正方法は、この方法に限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。例えば、画像の位置合わせ合成による電子防振を用いる方法を用いることができる。また、それらを適宜に組み合わせた補正方法を用いてもよい。
【0015】
図2(a)、(b)は、本実施形態における撮像装置1000の構図の説明図である。図2(a)に示されるような構図で撮影者が撮影者自身を被写体に含むような撮影を行う際には、撮影者自身が画角を確認することが難しく、画角調整をすることも難しい。その結果、図2(b)に示されるように、狙いとしていた構図と異なってしまうことがある。これは、被写体のサイズ、角度、または位置が適切に定まらないためである。
【0016】
次に、撮像装置1000と被写体の位置と構図との関係について説明する。まず、図3(a)~(e)を参照して、撮像装置1000が図1(a)中のx軸周りとy軸周りに回転する際の構図変更について説明する。図3(a)~(e)は、撮像装置1000が図1(a)中のx軸周りとy軸周りに回転する際の構図の説明図である。図3(b)の状態が撮影者の意図する構図であるとする。図3(b)の細い枠は、撮像装置1000に撮像される範囲を示す枠である。図1(a)中のx軸周りに撮像装置1000を回転させると、構図は図3(a)または図3(c)のように移動する。図1(a)中のy軸回りに撮像装置1000を回転させると、構図は図3(d)または図3(e)のように移動する。図1(a)中のx軸周りとy軸周りに回転したときの構図は、撮像装置1000と被写体との距離によらず変化する。撮像装置1000と距離の近い人物と撮像装置1000と距離の遠い背景は、撮像面上では同じ距離だけ構図移動する。
【0017】
次に、図4(a)~(e)を参照して、撮像装置1000が図1(a)中のx軸方向とy軸方向に移動する際の構図変更について説明する。図4(a)~(e)は、撮像装置1000が図1(a)中のx軸方向とy軸方向に移動する際の構図の説明図である。図4(b)の状態が撮影者の意図する構図であるとする。撮像装置1000が図1(a)中のx軸方向に移動すると、構図は図4(d)または図4(e)のように移動する。図4(d)、(e)に示されるように、撮像装置と距離の近い人物と距離の遠い背景では、撮像面上での移動距離が異なる。撮像装置1000と距離の近い被写体ほど撮像面上では移動量が大きくなり、撮像装置1000と距離の遠い被写体ほど撮像面上では移動量が小さくなる。撮像装置1000が図1(a)中のy軸方向に移動すると、構図は図4(a)または図4(c)のように移動する。図4(d)、(e)の場合と同様に、撮像装置1000と被写体との距離が近いほど撮像面上での移動量が大きく、撮像装置1000と被写体との距離が遠いほど撮像面上での移動量が小さくなる。撮像装置1000が被写体に対して平行に移動する場合、撮像装置1000と被写体との距離によって撮像面上での移動量が異なる。
【0018】
次に、図5(a)~(c)を参照して、図1(a)中のz軸方向に撮像装置1000を移動する際の構図変更について説明する。図5(a)~(c)は、図1(a)中のz軸方向に撮像装置1000を移動する際の構図の説明図である。図5(a)の状態が撮影者の意図する構図であるとする。撮像装置1000を図1(a)中の+z軸方向、すなわち被写体と撮像装置1000とを近づける方向に移動させると、被写体は撮像面上では拡大する。撮像装置1000との距離が近い被写体ほど拡大率は大きくなる。撮像装置1000との距離が遠い被写体ほど拡大率は小さくなり、無限遠にある被写体はほとんど拡大されない。
【0019】
一方、撮像装置1000と被写体との距離を変えずに撮像装置1000の焦点距離を変更すると、焦点距離を長くした場合には被写体は撮像面上で拡大され、焦点距離を短くした場合には被写体は撮像面上で縮小される。焦点距離の変更による被写体の拡大縮小は、撮影距離によらない。撮影者が図5(a)に示される構図を意図しており、図5(b)の状態になっている場合、撮像装置1000が被写体と近く、焦点距離が短くなっている。図5(b)は、図5(a)と比べて背景が小さいため、撮影者の想定している構図よりも焦点距離が短いと考えられる。図5(b)は、図5(a)と比べて、焦点距離が短いにも関わらず、被写体の大きさがほぼ同じであることから、被写体と撮像装置の距離が近いと考えられる。図5(c)は、図5(a)と比べて、焦点距離が長く、被写体と撮像装置の距離が遠い場合を示している。
【0020】
次に、図6(a)~(c)を参照して、図1(a)中のz軸周りに撮像装置1000を回転する際の構図変更について説明する。図6(a)~(c)は、図1(a)中のz軸周りに撮像装置1000を回転する際の構図の説明図である。図6(b)の状態が撮影者の意図する構図であるとする。撮像装置1000が、図1(a)の右手座標系のプラス方向に移動した場合には構図は図6(c)のようになり、マイナス方向に移動した場合には構図は図6(a)のようになる。撮像装置1000と被写体との距離によらず、撮像面上では回転する。回転量は、撮像面上の像高ごとに異なり、中心付近ほど小さく中心から離れるほど大きくなる。
【0021】
図2(a)のような構図で撮影を意図して撮影しようとしているにもかかわらず、図2(b)のように狙いとしていた構図と異なってしまうことがある。このような場合、図3乃至図6を参照して説明したように、撮像装置1000と被写体との距離、撮像装置1000の焦点距離、および撮像面上の像の位置関係を考えて撮影を行うことで、所望の構図を得ることができる。しかし、撮影者自身を被写体に含むような撮影の際には、撮像装置1000を動かすことが難しいという問題や、撮影者が撮像装置1000の動きと撮像面上の動きを考えながら撮像装置1000を動かすことが難しいという問題がある。
【0022】
図7(a)、(b)は、構図調整のために撮像装置1000に取り付けられる棒200の説明図である。図7(a)、(b)に示されるように、撮像装置1000に棒200を取り付けることで、図1(a)中宇のx、y、z方向の移動とx、y、z軸周りの移動がそれぞれ可能となる。棒200は、撮影者が手で把持するための把持部201を有する。棒200は、図7(a)に示されるように、撮影者の持ち手を中心に回転可能であるとともに、図7(b)のように伸縮可能である。棒200は長さがあるため、持ち手を中心に棒を回転させることで平行移動の動きをさせることが可能である。平行移動の動きをさせるために持ち手を中心に棒を回転させると、平行移動だけでなく回転移動をしてしまうが、その分は、棒200の先端で撮像装置1000を回転移動させることにより相殺することができる。
【0023】
次に、図8(a)~(d)を参照して、撮影者の意図する撮影構図を実現する際の棒200の動かし方について説明する。図8(a)~(d)は、構図調整のための棒の動かし方の説明図である。カメラシステム制御部(構図調整手段)5は、指示手段を介したボタン指示(撮影者による指示)と、目標構図と現在の構図との差とに基づいて、構図を調整する。本実施形態において、カメラシステム制御部5は、撮像装置1000の焦点距離、撮像装置1000と棒200との角度α(第1の角度)、棒200と把持部201との角度β(第2の角度)、または棒200の長さの少なくとも一つを変更して構図を調整する。目標構図と現在の構図との差は、例えばカメラシステム制御部5がパターンマッチング等を用いて、目標構図の画像と現在の構図の画像との特徴点を比較して算出することができる。またカメラシステム制御部(検出手段)5は、目標構図と現在の構図との差の検出することができる。カメラシステム制御部5は、撮像装置1000と棒200との角度α、棒200と把持部201との角度βはそれぞれ常に検出しておくことで、把持部201と棒200と撮像装置1000との位置関係がわかるようにしておくことが好ましい。
【0024】
図8(a)は、撮影者の意図する構図である。図8(b)は、調整前の構図である。図8(b)では、背景と被写体との位置関係が、図8(a)と異なる。図8(c)に示されるように背景と被写体との位置関係を整えるため、撮像装置1000を平行移動させる。図8(b)は、被写体全体が撮像面上(画面)の中心に位置していないことがわかる。そのため図8(d)に示されるように撮像装置1000を回転移動させることにより、被写体全体を画面の中心に移動させる。図8(c)の移動と図8(d)の移動を組み合わせることにより、図8(a)の構図に調整することができる。
【0025】
撮像装置1000が振れ補正手段を有する場合、棒200を動かす代わりに振れ補正機能を使用してもよい。このとき、図1(a)中のx、y、z方向の移動をセンサーシフト方式やレンズシフト方式と呼ばれる方法で補正する場合には、x、y、z軸周りの移動として近似することにより補正していることが多い。このような場合、撮像装置1000をx、y、z方向に移動させる場合とは像面上で異なる動きをするため注意が必要である。
【0026】
次に、図9(a)~(d)を参照して、撮影者のボタン指示により構図を調整する方法について説明する。図9(a)~(d)は、撮影者のボタン指示による構図調整の説明図である。撮影者は、例えば図9(a)~(d)に示されるようなボタン指示により構図を調整することで、撮影距離や焦点距離などを意識することなく画角を調整することができる。図9(a)は背景サイズ、図9(b)は被写体サイズ、図9(c)は被写体位置、および図9(d)は背景位置をそれぞれ指定するボタン(指示手段)である。なお、図9(a)~(d)に示されるようなボタンの割り振りは一例であり、手前の被写体、奥の被写体等の分類でもよい。
【0027】
本実施形態において、撮影者によるボタン指示により構図を調整する方法に代えて、撮像装置1000の構図を自動認識して構図を調整する方法を用いてもよい。図10(a)~(c)を参照して、撮像装置1000の構図の自動認識により構図を調整する方法について説明する。図10(a)~(c)は、自動認識による構図調整の説明図である。
【0028】
まず図10(a)に示されるように、被写体に自分を含まずに背景を撮影する。続いて図10(b)に示されるように、図10(a)のように撮影した背景画像に対して、自分を含む被写体を配置したい場所(人物位置)を指定する。人物位置の指定方法は、図10(b)に示されるように、人物を模したアイコンを配置することにより指定する方法を用いることができる。または、予め撮影しておいた人物のみの画像を配置することにより指定する方法や、位置と大きさを数値で指定する方法などを用いてもよい。撮影者が撮像装置1000を構えると、図10(c)に示されるように、カメラシステム制御部5は、予め指定しておいた位置に背景と人物が配置されるように棒200と撮像装置1000を移動させる。
【0029】
指定位置と現在位置との差は、パターンマッチングや動きベクトル技術や画像位置認識技術などを用いて算出することができる。このとき、背景と人物など距離が異なる被写体はそれぞれ別々に検出する。検出した結果に基づいて撮像装置1000や棒200を移動させる。撮像装置1000や棒200の移動に関する考え方は、ボタン指示による制御の際と同じである。この機能は、主に、撮影モードが自撮りモードに設定されている場合に動作する。棒200や撮像装置1000の振れ補正手段が図1(a)中のx、y、z方向やx、y、z軸周りの移動機能を有しない場合、撮影者に通知し、撮影者が指示を出してもよい。このように撮影アシスト機能として、撮影に不慣れな撮影者をアシストするモードとしても搭載してもよい。
【0030】
次に、図11を参照して、本実施形態における構図調整について説明する。図11は、構図調整のフローチャートである。撮影者が構図調整を開始すると、本フローが開始する。本実施形態では、撮影者の指示により構図調整を開始するか、または、電源ONを構図調整の開始タイミングとしてもよい。また、撮影者が自撮りモードを選択した場合に構図調整が開始するようにしてもよい。
【0031】
まずステップS499において、カメラシステム制御部5は、自動調整モードに設定されているか否かを判定する。自動調整モードに設定されている場合、ステップS500へ進む。ステップS500において、カメラシステム制御部5は、目標構図を指示する。続いてステップS501において、カメラシステム制御部(検出手段)5は、撮像装置1000の現在の構図(撮像構図)を検出し、現在の構図と目標構図との差を検出する。続いてステップS502において、カメラシステム制御部5は、棒200の移動量、または撮像装置1000の振れ補正機能による移動量を計算する。続いてステップS503において、カメラシステム制御部5は、ステップS502にて計算した移動量に基づいて、棒200や振れ補正機能により撮像装置1000を調整する。
【0032】
ステップS499にて自動調整モードに設定されていない場合、ステップS504に進む。ステップS504において、撮影者は、目標値(目標構図)を指示する。続いてステップS505において、カメラシステム制御部5は、撮影者からの目標値の指示に基づいて、棒200や振れ補正機能により撮像装置1000を調整する。
【0033】
以上のように、本実施形態において、撮像装置1000は、撮像部(カメラ本体1)、撮像部に取り付けられた伸縮可能な棒200、棒に設けられた把持部201、および制御手段(カメラシステム制御部5)を有する。制御手段は、撮像部の目標構図と現在の構図との差に基づいて、撮像部の構図を調整する。このとき制御手段は、撮像部の焦点距離、撮像部と棒との第1の角度(角度α)、把持部と棒との第2の角度(角度β)、または棒の長さの少なくとも一つを変更して構図を調整する。
【0034】
好ましくは、撮像装置は、目標構図と現在の構図との差を検出する検出手段(カメラシステム制御部5)を有する。制御手段は、検出手段により検出された差に基づいて、焦点距離、第1の角度、第2の角度、または長さの少なくとも一つを変更する。より好ましくは、検出手段は、背景と主被写体の動きを別々に検出する。また好ましくは、撮像装置は、目標構図を指示するための指示手段(操作検出部8)を有する。制御手段は、指示手段により指示された目標構図と、検出手段により検出された差とに基づいて、焦点距離、第1の角度、第2の角度、または長さの少なくとも一つを変更する。
【0035】
好ましくは、撮像装置は、振れ補正手段(レンズ駆動手段13、振れ補正手段14)を有する。制御手段は、振れ補正手段を用いて、第1の角度を変更する。また好ましくは、制御手段は、焦点距離、第1の角度、第2の角度、または長さの少なくとも一つを変更できないと判定した場合、撮影者に通知する。また好ましくは、制御手段は、撮影モードが自撮りモードである場合、構図を調整する。
【0036】
本実施形態によれば、自撮りの際の構図調整をリアルタイムで行うことが可能な撮像装置を提供することができる。
【0037】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0038】
1 カメラ本体(撮像部)
5 カメラシステム制御部(制御手段)
200 棒
201 把持部
1000 撮像装置
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11