JP2004354794A

JP2004354794A - 撮像機能付き光学装置

Info

Publication number: JP2004354794A
Application number: JP2003153694A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Haga; 俊一芳賀
Original assignee: Nikon Corp; Nikon Vision Co Ltd
Current assignee: Nikon Corp; Nikon Vision Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】装置の複雑化及び装置の大型化を抑えつつ、撮像時の撮像領域を確認できるようにする。
【解決手段】カメラ付き双眼鏡は、左右一対の観察光学系１０，１０と、撮像倍率を変えるズーム機能を有する撮像光学系２１と、一方の観察光学系１０の光路中に配置されている透過型液晶表示パネル４０と、この表示パネル４０の表示内容を制御する制御部３０と、を備える。制御部３０は、撮像光学系２１とは独自の倍率の像が示されている観察光学系１０の視野１５内の表示パネル４０に、撮像倍率の変化に応じて変化する撮像領域枠４２を表示させる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察光学系と、撮像倍率を変えるズーム機能を有する撮像光学系とを備えている撮像機能付き光学装置、特に、ズーム機能を用いて撮影する際に使用者の操作性を向上させるのに好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像機能付き光学装置としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
この装置は、ズーム機能を有する撮像光学系の他に、この撮像光学系による撮像時の撮像領域を確認するために、広視野の補助光学系を設け、撮像光学系で撮られた像と補助光学系で撮られた像とを、パネルディスプレイで構成されるビューファインダに同時に表示するものである。
【０００４】
この装置は、撮像光学系で撮らえた像を電子処理するために、ＣＣＤと、画像処理回路とを備えていると共に、補助光学系で撮られた像も電子処理するために、ＣＣＤと、画像処理回路と、この画像処理回路で処理された画像を一時的に記憶しておくメモリとを備えている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１４５１８号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、ビューファインダ内に、撮像光学系で撮られた像の他に、補助光学系で撮られた広視野の像も表示させるために、補助光学系用として、ＣＣＤ、画像処理回路、メモリ等を設ける必要があり、装置が複雑化して製造コストが嵩むと共に装置が大型化してしまう問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を鑑みてなされたもので、装置の複雑化及び装置の大型化、さらにこれらによる製造コストの増加を抑えつつ、撮像時の撮像領域を確認することができる撮像機能付き光学装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
観察光学系と、撮像倍率を変えるズーム機能を有する撮像光学系とを備えている撮像機能付き光学装置において、
前記観察光学系は、前記ズーム機能による撮像倍率の変化に追従せず、独自の倍率の像が得られ、
前記観察光学系の視野内に、画像表示する表示手段と、前記ズーム機能による撮像倍率を検知する撮像倍率検知手段と、前記表示手段に表示させる撮像領域の大きさの変化で変わる該撮像領域の枠の位置と、前記撮像倍率との関係が記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記関係を用いて、前記撮像倍率検知手段で検知された前記撮像倍率に応じた、前記表示手段の表示領域中の前記撮像領域の枠の位置を求め、該表示手段に対して、該表示領域中の求めた位置に前記撮像領域の枠を表示させる表示制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項１に係る発明の撮像機能付き光学装置に替えて、前記目的を達成するための撮像機能付き光学装置は、
観察光学系と、撮像倍率を変えるズーム機能を有する撮像光学系とを備えている撮像機能付き光学装置において、
前記観察光学系は、前記ズーム機能による撮像倍率の変化に追従せず、独自の倍率の像が得られ、
前記観察光学系の視野内に画像表示する表示手段と、前記撮像光学系の前記撮像倍率の変化に応じて変化する撮像領域を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
前記目的を達成するために請求項２に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
請求項１に係る発明の撮像機能付き光学装置において、
前記表示手段は、前記観察光学系の光路中に配され、光学的に透明な表示パネルを有することを特徴とする。
【００１１】
前記目的を達成するための請求項３に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
請求項２に係る撮像機能付き光学装置において、
前記観察光学系として、観察者の左右両目用に、左右一対の観察光学系を有し、
前記表示パネルは、左右一対の前記観察光学系のうち、一方の観察光学系の光路中のみに配置されている、ことを特徴とする。
【００１２】
前記目的を達成するために請求項４に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
請求項１から３のいずれか一項に係る撮像機能付き光学装置において、
前記撮像領域を表示する領域表示モードと、前記撮像光学系で撮られた像を表示する像表示モードとを切り替えるモード切換手段を備え、前記表示制御手段は、前記モード切換手段により、前記領域表示モードと前記像表示モードとのうちのいずれか一方のモードが設定されると、該モードに応じた表示内容を前記表示手段に表示させることを特徴とする。
【００１３】
前記目的を達成するために請求項５に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
請求項１から４のいずれか一項に係る撮像機能付き光学装置において、
前記撮像光学系の焦点を自動的に合わせる合焦手段を備え、
前記記憶手段には、前記観察光学系の視野内で前記合焦手段が焦点を合わせる際に用いる領域（以下、ＡＦ検出領域とする）の大きさの変化で変わる該ＡＦ検知領域の枠の前記表示領域内の位置と、前記撮像倍率との関係が記憶されており、
前記表示制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記ＡＦ検知領域に関する前記関係を用いて、前記撮像倍率検知手段で検知された前記撮像倍率に応じた、前記表示手段の表示領域中の前記ＡＦ検知領域の枠の位置を求め、該表示手段に対して、該表示領域中の求めた位置に前記ＡＦ検知領域の枠を表示させることを特徴とする。
【００１４】
前記目的を達成するために請求項６に係る発明の撮像機能付き光学装置は、
請求項５に係る撮像機能付き光学装置において、
前記表示制御手段は、前記ＡＦ検出領域を示す領域像の色を、前記合焦手段により焦点が合う前と、焦点が合った後で変えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像機能付き光学装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の撮像機能付き光学装置は、カメラ付き双眼鏡で、図１〜図３に示すように、左右一対の観察光学系１０，１０と、撮像ユニット２０と、これらを覆うケーシング１９と、を備えている。観察光学系１０は、対物レンズ１１、フォーカスレンズ１２、正立プリズム１３、接眼レンズ１４を有している。左右一対の観察光学系１０，１０のうち、一方の観察光学系１０の正立プリズム１３と接眼レンズ１４との間には、透過型で且つドットタイプの液晶表示パネル４０が配置されている。また、撮像ユニット２０は、撮像光学系２１を構成する対物レンズ２２、ズームレンズ２３及びフォーカスレンズ２４と、ズームレンズ２３を移動させるズームレンズ駆動部２５ａと、ズームレンズ２３の位置を検出するズームレンズ位置検出部（撮像倍率検知手段）２６ａと、フォーカスレンズ２４を移動させるフォーカスレンズ駆動部２５ｂと、フォーカスレンズ２４の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部２６ｂと、撮像光学系２１で結像された像を捕える撮像素子（ＣＣＤ）２７と、その他の各種回路や素子を有している。
【００１７】
ケーシング１９からは、ズームボタン３７、モード切替／記録ボタン３８、電源ボタン３９が露出していると共に、観察光学系１０のフォーカスレンズ１２を移動させるフォーカスノブ１７の一部が露出している。左右一対の観察光学系１０，１０のうち、一方の観察光学系１０の接眼部には、視度調節機構１８が設けられている。なお、モード切替／記録ボタン３８は、半押しで、後述の表示モードの切り替えが行われ、全押しで、画像の記録が行われる。
【００１８】
撮像ユニット２０は、前述した撮像光学系２１や撮像素子２７や各種ボタン３７，３８，３９等の他、図４に示すように、撮像素子２７からの画像データを画像処理する画像処理部２８と、画像処理部２８で画像処理された画像データを圧縮すると共に圧縮された画像データを元に戻す圧縮・伸長部２９と、圧縮・伸長部での圧縮処理前の画像データを一次的に記憶しておくＤＲＡＭ３１と、画像処理部２８からの輝度信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出回路３２と、この高周波成分抽出回路３２で抽出された高周波成分を整流検波してオートフォーカスに必要な評価値を得る検波回路３３と、検波回路３３からの評価値から撮像ズームレンズ２３の移動量を求めたり液晶表示パネル（表示手段）４０での表示内容を制御等する制御部（表示制御手段）３０と、液晶表示パネル４０での表示に必要なデータが記憶されている記憶部（記憶手段）３４と、フラッシュメモリカード３６が装着されるカードスロット３５と、を有している。
【００１９】
矩形状の液晶表示パネル４０は、観察光学系１０の接眼レンズ１４から覗くと、図５（ａ）に示すように、その外縁が最大撮像領域枠（固定）４１として視野１５内に矩形状に薄く見ることができるように設けられている。この最大撮像領域枠４１は、図５（ｂ）に示すように、ズーム機能によりワイド端に設定されている際の撮像領域枠４２のサイズと一致する。なお、ここでは、左右一対の観察光学系１０，１０のうち、一方の観察光学系１０のみに液晶表示パネル４０を配置したが、両方の観察光学系１０，１０にそれぞれ液晶表示パネル４０を配置してもよい。但し、両方の観察光学系１０，１０にそれぞれ液晶表示パネル４０を配置した場合、各液晶表示パネル４０，４０で表示されている像にズレがなく、一つの像として見えるようにするためには、観察者が極めて正確に双眼鏡の眼幅調節等を行う必要があり、観察者の使い勝手の点からはあまり好ましくはない。言い換えると、双眼鏡の場合、本実施形態のように、一方の観察光学系１０のみに液晶表示パネル４０を配置した方が、観察者の使い勝手の点からは好ましい。
【００２０】
次に、本実施形態のカメラ付き双眼鏡の操作、及び操作に伴う動作について説明する。
【００２１】
本実施形態のカメラ付き双眼鏡で、ある目的物を観察する場合には、通常の双眼鏡と同様に、眼幅を合わせた後、双眼鏡を目的物に向け、フォーカスノブ１７を操作して、目的物に焦点を合わせる。このとき、一方の観察光学系１０の対物レンズ等を通過した光の一部は、観察光学系１０の光路中に配置されている透過型液晶表示パネル４０も通過して接眼レンズ１４に至る。すなわち、本実施形態のカメラ付き双眼鏡は、通常の双眼鏡としても使用できる。
【００２２】
図５（ａ）に示す視野４１内の目的物４４を撮影したい場合には、まず、電源ボタン３８をオンにする。電源ボタン３８がオンになると、制御部３０は、図５（ｂ）に示すように、液晶表示パネル４０に撮像倍率に応じた撮像領域枠４２を表示させると共に、合焦動作の際の検出対象領域枠（以下、ＡＦ検出領域枠とする）４３も表示させる。電源オン直後では、ズームレンズ２３がワイド端になるように設定されているため、透過型液晶表示パネル４０の最大撮像領域枠４９が撮像領域枠４２として表示される。なお、このＡＦ検出領域枠４３は、本発明において必須のものではない。
【００２３】
視野１５内の目的物４４を所定の倍率で撮影したい場合には、その後、ズームボタン３７を押す。ズームボタン３７が押されると、制御部３０がこれを検知し、ズームボタン３７が押されている時間分、ズームレンズ駆動部２５ａが駆動し、ズームレンズ２３が移動して、撮影倍率が変わる。
【００２４】
観察光学系１０の視野内で、実際の撮像領域枠４２及びＡＦ検出領域枠４３は、図５（ｃ）に示すように、撮像倍率がテレ側に変化すると小さくなる。そこで、本実施形態では、図７に示すように、液晶表示パネル４０に表示する撮像領域枠４２の表示アドレス及びＡＦ検出領域枠４３の表示アドレスを撮像倍率に応じて変えるようにしている。
【００２５】
具体的には、前述した図７に示す関係、つまり撮像領域枠４２及びＡＦ検出領域枠４３の角のアドレスと撮像倍率との関係を予め記憶部３４に記憶しておき、制御部３０が、ズームレンズ位置検出部（撮像倍率検知手段）２６ａからの信号で現時点のレンズ位置、言い換えると撮像倍率を認識すると、記憶部３４を参照して撮像倍率に応じた撮像領域枠４２及びＡＦ検出領域枠４３の角の表示アドレスを求め、求めたアドレスの位置に撮像領域枠４２の角及びＡＦ検出領域枠４３の角が位置するように、これら撮像領域枠４２及びＡＦ検出領域枠４３を、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、表示させる。
【００２６】
このように、本実施形態では、広視野の観察像中に、撮像倍率に応じた撮像領域枠４２を表示しているので、撮像領域を容易に認識することができる。また、本実施形態では、撮像倍率が変化しても、撮像領域枠４２が表示されている広視野の観察像の大きさは変化しないため、例えば、動きの速い目的物であっても撮像倍率変化により視野外に外れることが少なく、目的物の追尾が容易になる。しかも、本実施形態では、観察光学系１０中に、表示手段である透過型液晶表示パネル４０を配置して、この表示パネル４０に撮像領域枠４２を表示させているので、観察像と撮影像とを合成するために、わざわざ、観察光学系１０で撮られた像を電子処理するための素子や各種回路が不要になり、装置の複雑化及び装置の大型化を抑えることができ、結果として製造コストも抑えることができる。
【００２７】
制御部３０は、ズームレンズ２３の移動に対して、目的物に焦点を合わせるために、評価値の微分値に基づいて、フォーカスレンズ２４の移動量を求め、これをフォーカスレンズ駆動部２５ｂに与える。評価値は、撮像素子２７から画像処理部２８を介して得られる輝度信号を高周波成分抽出部３２が抽出し、これを検波回路３３で整流検波することで得られる。制御部３０は、この合焦動作に関して“山登り方式”を採用し、図６に示すように、この評価値をフォーカスレンズ位置（Ｘ）で微分し、この微分値、つまり評価値の傾きからフォーカスレンズ移動量を求め、微分値の正負からレンズ移動方向を求める。制御部３０は、最終的に、評価値の微分値が０、つまり評価値が最大になるように、フォーカスレンズ２４を移動させる。
【００２８】
制御部３０は、評価値が最大になり、目的物に焦点があったと認識すると、液晶表示パネル４０に表示されているＡＦ検出領域４３の色を変える。例えば、未合焦の際は、ＡＦ検出領域４３を薄緑色で表示しておき、合焦時には、ＡＦ検出領域４３を緑色で表示するようにする。
【００２９】
目的物に合焦した状態で、モード切替／記録ボタン３９を半押しすると、液晶表示パネル４０の表示モードが領域表示モードから像表示モードに切り替わり、制御部３０は、図５（ｄ）に示すように、撮像素子３７が取得した像を液晶表示パネル４０の最大撮像領域枠４１の全体に表示する。表示モードが領域表示モードの際、観察光学系１０の接眼レンズ１４から見ている像は、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、撮像倍率がテレ側になると、この倍率変化に応じて撮像領域枠４２が小さくなり、撮像領域枠４２の位置を容易に認識できるものの、撮像領域枠４２内の像は小さいままで、撮像領域枠４２内の像が実際にどのような像であるか詳細に分かり難い。そこで、本実施形態では、モード切替の指示があれば、像表示モードに切り替えて、撮像素子２７が取得した像、つまり撮像倍率に応じた像を液晶表示パネル４０の全体に表示するようにしている。なお、この像表示モードでは、撮像領域枠４２を表示していないが、これは撮像倍率に応じた像の全体領域が撮像領域であることから、撮像領域表示を特に行わなくても、この撮像領域を認識できるからである。但し、像表示モードにおいても撮像領域枠４２を表示してもよい。
【００３０】
モード切替／記録ボタン３９を全押しすると、制御部３８は、撮像素子２７が取得した像をフラッシュメモリカード３６に記憶する。
【００３１】
撮像が終了し、電源ボタン３８をオフにすると、撮像領域枠４２及びＡＦ検出領域４３の表示が終了する。
【００３２】
なお、以上の実施形態では、電源ボタン３８のオン操作で撮像領域枠４２を表示し、電源ボタン３８のオフ操作で撮像領域枠４２の表示を終了しているが、ズームボタン３７の操作開始で撮像領域を表示し、ズームボタンの操作終了後の所定時間経過後及び記録ボタン３９の全押しで撮像領域枠４２の表示を終了するようにしてもよい。また、以上では、撮像倍率に応じた像を観察光学系１０中に配置した液晶表示パネル４０に表示するようにしているが、直接、肉眼視できる液晶表示パネルをケーシング１９の表面に設け、撮像倍率に応じた像に関しては、この液晶表示パネルに表示するようにしてもよい。
【００３３】
また、この表示パネル４０は、透過型の液晶表示パネルであるが、透過型であれば他の表示手段でもよく、例えば、透過型のＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルでもよい。
【００３４】
また、以上の実施形態は、撮像機能付き光学装置として、カメラ付き双眼鏡を例にしているが、ディジタルカメラやディジタルビデオカメラに本発明を適用してもよい。この場合、これらのカメラの補助ファインダとして、観察光学系を別途設け、この観察光学系の中に表示手段を配置することになる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、観察像と撮影像とを合成するために、わざわざ観察光学系で撮られた像を電子処理する必要がないので、装置の複雑化及び装置の大型化を抑えることができ、結果として製造コストも抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるカメラ付き双眼鏡の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ矢視図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるカメラ付き双眼鏡の透過平面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における撮像ユニットの回路ブロック図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における観察光学系の視野内の像変化を示す説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態におけるフォーカスレンズ位置と評価値との関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る一実施形態における撮像倍率と各領域の角の表示アドレスとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…観察光学系２０…撮像ユニット
２１…撮像光学系２３…ズームレンズ
２４…フォーカスレンズ２７…撮像素子
３０…制御部４０…透過型液晶表示パネル
４２…撮像領域枠４３…ＡＦ検出領域枠。

Claims

観察光学系と、撮像倍率を変えるズーム機能を有する撮像光学系とを備えている撮像機能付き光学装置において、
前記観察光学系は、前記ズーム機能による撮像倍率の変化に追従せず、独自の倍率の像が得られ、
前記観察光学系の視野内に、画像表示する表示手段と、
前記ズーム機能による撮像倍率を検知する撮像倍率検知手段と、
前記表示手段に表示させる撮像領域の大きさの変化で変わる該撮像領域の枠の位置と、前記撮像倍率との関係が記憶されている記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記関係を用いて、前記撮像倍率検知手段で検知された前記撮像倍率に応じた、前記表示手段の表示領域中の前記撮像領域の枠の位置を求め、該表示手段に対して、該表示領域中の求めた位置に前記撮像領域の枠を表示させる表示制御手段と、
を備えていることを特徴とする撮像機能付き光学装置。
請求項１に記載の撮像機能付き光学装置において、
前記表示手段は、前記観察光学系の光路中に配され、光学的に透明な表示パネルを有する、
ことを特徴とする撮像機能付き光学装置。
請求項２に記載の撮像機能付き光学装置において、
前記観察光学系として、観察者の左右両目用に、左右一対の観察光学系を有し、
前記表示パネルは、左右一対の前記観察光学系のうち、一方の観察光学系の光路中のみに配置されている、
ことを特徴とする撮像機能付き光学装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像機能付き光学装置において、
前記撮像領域の枠を表示する領域表示モードと、前記撮像光学系で撮られた像を表示する像表示モードとを切り替えるモード切換手段を備え、
前記表示制御手段は、前記モード切換手段により、前記領域表示モードと前記像表示モードとのうちのいずれか一方のモードが設定されると、該モードに応じた表示内容を前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする撮像機能付き光学装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像機能付き光学装置において、
前記撮像光学系の焦点を自動的に合わせる合焦手段を備え、
前記記憶手段には、前記観察光学系の視野内で前記合焦手段が焦点を合わせる際に用いる領域（以下、ＡＦ検出領域とする）の大きさの変化で変わる該ＡＦ検知領域の枠の前記表示領域内の位置と、前記撮像倍率との関係が記憶されており、
前記表示制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記ＡＦ検知領域に関する前記関係を用いて、前記撮像倍率検知手段で検知された前記撮像倍率に応じた、前記表示手段の表示領域中の前記ＡＦ検知領域の枠の位置を求め、該表示手段に対して、該表示領域中の求めた位置に前記ＡＦ検知領域の枠を表示させる、
ことを特徴とする撮像機能付き光学装置。
請求項５に記載の撮像機能付き光学装置において、
前記表示制御手段は、前記ＡＦ検出領域を示す領域像の色を、前記合焦手段により焦点が合う前と、焦点が合った後で変える、
ことを特徴とする撮像機能付き光学装置。