JP5164775B2 - 撮像装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

撮像装置、その制御方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、所定の物体にピントを合わせることができる撮像装置、その制御方法及びプログラムに関するものである。
撮影者がカメラを用いて、カーレースや陸上競技等、高速でカメラの撮影画面内を横切るような被写体を撮影したい場合、被写体は高速で移動しているために、所望する構図の撮影を行うのは困難である。従来、このような被写体に対して、1回のレリーズ操作で複数枚の写真を連続撮影するモータドライブ機能付きのカメラを用いることにより、所望する構図の撮影をすることが提案されている。
しかし、このようなモータドライブ機能付きカメラであっても、カーレース等、高速で移動する物体は、タイミングを合わせるのが困難であり、望みの構図の写真が一枚得られるか否かである。したがって、フィルムの多数を無駄にしてしまい、撮影を手軽に行うことができないという不具合があった。
そこで、高速移動する被写体の待ち伏せ撮影において、測距ポイントを選択的に指定し、被写体の移動方向と速度とを検出し、そのデータに基づいて、撮影者の所望する構図の撮影を確実に行なうような待ち伏せ機能付カメラがある(特許文献1参照)。
また、近年、ライブビューにより被写体を認識して被写体の動きを推定し、被写体の動きが指定した動きと一致する場合に、静止画撮影することが考えられている。
特開平2−162308号公報 特開昭52−156624号公報 特開平4−346333号公報 特開平8−63597号公報 特開平10−051676号公報 特開平10−051677号公報 特開平10−051679号公報
しかしながら、上述した特許文献1に開示された技術や、上述した被写体の動きが指定した動きと一致する場合に行う静止画撮影は、レリーズタイミングのきっかけとなった被写体のみにピントを合わせて撮影するものである。すなわち、レリーズタイミングのきっかけとなった物体以外の物体にピントを合わせて撮影することができないという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、レリーズタイミングのきっかけとなった物体以外の物体にピントを合わせて撮影することを目的とする。
本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像するレンズユニットと、前記レンズユニットを駆動してピントの位置を制御する自動合焦手段と、前記撮像素子にて生成された画像データから予め指定された物体を認識する物体認識手段と、前記物体認識手段により認識された第一の物体による所定の動作を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段により所定の動作が検出されたことに応じて、画像データを記録媒体に記録させる記憶手段と、画像表示部と、を有する撮像装置であって、記録された動画像を再生する動画再生手段と、前記動画再生成手段により再生され、前記画像表示部に表示される動画像から、ユーザによって指定された物体を検出する指定物体検出手段と、を有し、前記物体認識手段は、前記指定物体検出手段により検出された物体を前記第一の物体として認識し、前記第一の物体とは別の物体を第二の物体として認識し、前記自動合焦手段は、前記動作検出手段により所定の動作が検出された場合に、前記一の物体とは異なる前記第二の物体にピントを合わせ、前記記憶手段は、前記第二の物体にピントを合わせた状態の画像データを前記記録媒体に記録させることを特徴とする
本発明によれば、レリーズタイミングのきっかけとなった物体以外の物体にピントを合わせて撮影を行うことができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、撮像装置として一眼レフタイプのデジタルスチルカメラを取り上げて説明する。
(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、一眼レフタイプのデジタルスチルカメラ(以下、カメラという)の構成について説明する。カメラ200は、カメラ本体201とカメラ本体201に対して着脱可能なレンズユニット202とを含んで構成されている。
図1において、シャッター11は、撮像素子12への露光量を制御する。撮像素子12は、光学像を電気信号に変換する。
レンズユニット202側の撮影レンズ110に入射した光線は、一眼レフ方式によって、絞り111、レンズマウント106、13、ミラー14、シャッター11を介して導き、光学像として撮像素子12上に結像される。ここで、撮影レンズ110の設定が、マニュアルフォーカスモード(MF)でなく、オートフォーカスモード(AF)である場合、レンズユニット202は、そのフォーカスモードとF値(レンズの明るさ)とをカメラ200のカメラ本体201に通信する。F値が8.0よりも小さければカメラ200は、オートフォーカスを行う。一方、F値が8.0以上の場合、カメラ200は、オートフォーカスを行わない。
A/D変換器15は、撮像素子12のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。
タイミング発生部16は、撮像素子12に電子シャッター制御信号、クロック信号を供給したり、A/D変換器15に制御信号やクロック信号を供給したりする。このタイミング発生部16は、メモリ制御部17及びデジタル部システム制御部18により制御される。
デジタル部システム制御部18は、カメラ200のデジタル部を制御する。デジタル部システム制御部18は、カメラ部システム制御部19と相互に通信可能である。また、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20のデータ表示を制御する。また、デジタル部システム制御部18は、カメラ部システム制御部19から測光タイマ中か否かの通知を受け、その状態をRAM21に記憶したり、画像処理部22から画像処理中か否かの通知を受け、その状態をRAM21に記憶したりする。更に、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20にデータ表示中か否かをRAM21に記憶する。デジタル部システム制御部18は、後述する画像認識部23が、ライブビューで画像認識した物体が指定した動作と一致する動作をしたと認識したときに、通知を受け、指定した物体にピントを合わせて撮影する。
画像処理部22は、A/D変換器15からのデータ或いはメモリ制御部17からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行ったり、画像処理中か否かをデジタル部システム制御部18に通知したりする。また、画像処理部22は、必要に応じて、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。カメラ部システム制御部19は、画像処理部22による演算結果に基づいて、露光制御部(シャッター制御部)24と測距制御部113とに対して制御を行う撮像面オートフォーカス処理、AE(自動露出)処理、EF(フラッシュ調光)処理を行う。また、画像処理部22は、カメラ200がライブビューモードに設定されている場合、撮像素子12に結像された画像の画像データをリアルタイムで画像表示部20に表示する。更に、画像処理部22は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいて、TTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理及び後述するTVAFを行う。
メモリ制御部17は、A/D変換器15、タイミング発生部16、画像処理部22、RAM21、圧縮・伸長部26を制御する。A/D変換器15により変換された画像データは、画像処理部22及びメモリ制御部17の双方を介して、又はメモリ制御部17のみを介して、RAM21に書き込まれる。
画像表示部20は、TFTLCD等であり、メニュー、撮影した画像データ等を表示する。なお、画像表示部20は、Videoコントローラを含む。また、画像表示部20は、デジタル部システム制御部18の指示により、表示をON又はOFFにすることができ、表示をOFFにした場合、カメラ200の電力消費を大幅に低減することができる。画像表示部20は、撮影した静止画像を表示する他、記録した動画像の再生を表示することができる。更に、画像表示部20は、画像認識させたい物体の動作を指定するメニューを表示したり、そのメニューを選択することにより画像認識させたい物体の動作を指定したりすることができる。
RAM21は、撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。したがって、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合であっても、高速かつ大量の画像の書き込みを記録部153、163に対して行うことができる。なお、撮影された画像データ又は記録部153、163から読み出された画像データは、デジタル部システム制御部18の制御下でRAM21に格納される。このRAM21の一部は、本実施形態におけるキャッシュ領域として用いられる。更に、RAM21は、カメラ部システム制御部19の作業領域としても使用することができる。
圧縮・伸長部26は、適応離散コサイン変換(ADCT)等により画像データを圧縮伸長する。圧縮・伸長部26は、RAM21に格納された画像データを読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、それらの処理が行われた画像データをRAM21に書き込む。
露光制御部24は、測光部27からの測光情報に基づいて、絞り111を制御する絞り制御部112と連携しながら、シャッター11を制御する。
測距部25は、AF(オートフォーカス)処理を行うための測距を行う。撮影レンズ110に入射した光線は、一眼レフ方式によって、絞り111、レンズマウント106、13、ミラー14、図示しない測距用サブミラーを介して、測距部25に入射させることにより、光学像として結像された画像の合焦状態を測定することができる。
測光部27は、AE(自動露出)処理を行う。すなわち、撮影レンズ110に入射した光線は、絞り111、レンズマウント106、13、ミラー14、図示しない測光用レンズを介して、測光部27に入射させることにより、光学像として結像された画像の露出状態を測定することができる。また、測光部27は、フラッシュ29と連携することによりEF処理機能も有する。フラッシュ29は、AF補助光の投光機能及びフラッシュ調光機能も有する。
カメラ部システム制御部19は、撮像された画像データを画像処理部22が演算した演算結果に基づいて、露光制御部24、絞り制御部112、測距制御部113に対して制御を行う、ビデオTTL方式を用いて露出制御及びAF制御をすることもできる。カメラ部システム制御部19は、カメラ部を制御したり、測光タイマ動作中か否かをデジタル部システム制御部18に通知したりする。
メモリ30は、カメラ部システム制御部19の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する記憶部である。
表示部31は、カメラ部システム制御部19によるプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する表示装置、スピーカー等の出力装置である。表示部31は、カメラ本体201の操作部32近辺のユーザが視認し易い位置に単数又は複数個所設置されている。表示部31は、例えばLCD、LED、発音素子等の組み合わせにより構成されている。
また、表示部31は、その一部の機能が光学ファインダ33内に設置されている。ここで、表示部31の表示内容のうち、LCD等に表示するものとしては、例えば、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示等である。また、例えば、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示等である。また、例えば、記録媒体150、160の着脱状態表示、レンズユニット202の着脱状態表示、通信I/F動作表示、日付・時刻表示、外部コンピュータとの接続状態を示す表示等である。
表示部31の表示内容のうち、光学ファインダ33内に表示するものとしては、例えば、合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示等である。また、例えば、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、記録媒体書き込み動作表示等である。
また、表示部31の表示内容のうち、LED等に表示するものとしては、例えば、合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示等である。また、例えば、記録媒体書き込み動作表示、マクロ撮影設定通知表示、二次電池充電状態表示等である。
また、表示部31の表示内容のうち、ランプ等に表示するものとしては、例えば、セルフタイマー通知ランプ等である。このセルフタイマー通知ランプは、AF補助光と共用して用いてもよい。
不揮発性メモリ34は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。
モードダイアルスイッチ35、シャッタースイッチ(SW1)36、シャッタースイッチ(SW2)37、再生スイッチ38、単写/連写スイッチ39及び操作部32等のユーザ操作部分は、カメラ部システム制御部19に動作指示を入力するためのものである。
これらのユーザ操作部分は、スイッチ、ダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。
モードダイアルスイッチ35は、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、焦点深度優先(デプス)撮影モード等の各機能撮影モードを切り替え設定するスイッチである。その他、切り替え設定する撮影モードには、例えば、ポートレート撮影モード、風景撮影モード、接写撮影モード、スポーツ撮影モード、夜景撮影モード、パノラマ撮影モード等がある。
シャッタースイッチ(SW1)36は、図示しないシャッターボタンの操作途中でONとなり、AF処理、AE処理、AWB処理、EF処理等の動作開始を指示する。
シャッタースイッチ(SW2)37は、図示しないシャッターボタンの操作完了でONとなり、一連の処理を指示する。この一連の処理では、撮像素子12から読み出した信号をA/D変換器15、メモリ制御部17を介してRAM21に画像データを書き込む露光処理、画像処理部22やメモリ制御部17での演算を用いた現像処理が行われる。また、RAM21から画像データを読み出し、圧縮・伸長部26で圧縮を行い、記録媒体150、160に画像データを書き込む記録処理が行われる。
再生スイッチ38は、撮影した静止画像、動画像をRAM21又は記録媒体150、160から読み出して画像表示部20に表示する再生動作の開始を指示する。また、再生スイッチ38は、記録した動画像の再生も行い、画像表示部20に動画像を表示する。
単写/連写スイッチ39は、シャッタースイッチSW2を押した場合に、1駒の撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタースイッチSW2を押している間は連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定するスイッチである。
操作部32は、各種ボタン等からなり、例えば、メニューボタン、ライブビューを開始するセットボタン、動画記録を開始終了する動画記録開始/終了ボタン、動画再生を停止し静止画を表示させる動画停止ボタン等がある。また、例えば、画像認識を開始させる画像認識開始ボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタンがある。また、例えば、メニュー移動+(プラス)ボタン、メニュー移動−(マイナス)ボタン、再生画像移動+(プラス)ボタン、再生画像−(マイナス)ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタンがある。また、例えば、パノラマモード等の撮影及び再生を実行するときに各種機能の選択及び切り替えを設定する選択/切り替えボタン、パノラマモード等の撮影及び再生を実行するときに各種機能の決定及び実行を設定する決定/実行ボタンがある。また、例えば、画像表示部20のON/OFFを設定する画像表示ON/OFFスイッチ、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定するクイックレビューON/OFFスイッチがある。また、例えば、JPEG圧縮の圧縮率を選択するため或いは撮像素子12の信号をそのままデジタル化して記録媒体に記録するCCDRAWモードを選択するための圧縮モードスイッチがある。また、例えば、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、PC接続モード等の各機能モードを設定することができる再生スイッチ、AFモード設定スイッチ等がある。AFモード設定スイッチは、シャッタースイッチSW1を押したならばオートフォーカス動作を開始し、一旦合焦したならばその合焦状態を保ち続けるワンショットAFモードに設定することができる。また、AFモード設定スイッチは、シャッタースイッチSW1を押している間は連続してオートフォーカス動作を続けるサーボAFモードを設定することができる。なお、上述したプラスボタン及びマイナスボタンの各機能は、回転ダイアルスイッチにすることにより、簡単に数値や機能を選択することができる。
また、ユーザは、この操作部32を用いて、画像を認識させたい物体を指定することができる。この指定は、単数の物体に限られず、複数の物体の指定であってもよい。なお、画像を認識させる物体の指定は、操作部32に限られず、入力部40を用いてもよい。
また、ユーザは、この操作部32を用いて、ピントを合わせたい物体の指定を行うことができる。なお、ピントを合わせたい物体の指定は、操作部32に限られず、入力部40を用いてもよい。
電源スイッチ41は、カメラ200の電源オン、電源オフの各モードを切り替え設定するスイッチである。また、電源スイッチ41では、カメラ200に接続されたレンズユニット202、外部ストロボ、記録媒体150、160等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定することができる。
電源制御部42は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部42は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びカメラ部システム制御部19の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体150、160を含む各部へ供給する。
カメラ本体201及び電源45は、それぞれコネクタ43、44によって、接続される。電源45は、例えば、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、NiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプタ等である。
記録媒体150、160は、コネクタ151、161によってカメラ本体201のコネクタ48、49に接続される。記録媒体150、160は、例えば半導体メモリ又はハードディスク等の記録部153、163と、インタフェース152、162とを含み、カメラ本体201側のインタフェース46、47を介してカメラ本体201内のバスに接続される。
記録媒体着脱検知部50は、コネクタ48、49に記録媒体150、160が接続されているか否かを検知する。なお、本実施形態では、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを2系統有するものとして説明しているが、これらは1系統でもよいし、3系統以上でもよい。複数系統のインタフェース及びコネクタを備える場合は、それらは互いに異なる仕様を有していてもよい。インタフェース46、47並びにコネクタ48、49としては例えば、PCMCIAカードやCF(コンパクトフラッシュ(登録商標))カード等の規格に準拠したものを用いることができる。この場合、LANカードやモデムカード、USBカード、IEEE1394カード、P1284カード、SCSIカード、PHS等の通信カード等の各種通信カードを接続することができる。そして、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を相互に転送することができる。
光学ファインダ33は、撮影レンズ110に入射した光線を、一眼レフ方式によって、絞り111、レンズマウント106及び13、ミラー14、28を介して導き、光学像として結像表示することができる。したがって、画像表示部20による電子ファインダ機能を使用することなく、光学ファインダ33のみを用いて撮影を行うことができる。光学ファインダ33内には、表示部31の一部の機能、例えば、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示等が配置されている。
通信部51は、例えば、IEEE1394等であり、カメラ200をPC等の外部装置に接続する。カメラ200は、通信部51を介することで、RAM21やROM53及び記録部153、163に格納された情報をPCに送信したり、逆に各種情報を受信したりする。ここでは、通信部51は、主に撮影データや画像データの送受信を行うために用いられる。また、通信部51は、RS232C、USB、USB2、P1284、SCSI、モデム、LAN、無線通信等により構成してもよい。
また、通信部51には、カメラ200を他の外部装置に接続するコネクタ52、又は無線通信機能を有するときには、アンテナが接続される。コネクタ52は、カメラ本体201と外部装置との間で制御信号、状態信号、データ信号等を互いに転送すると共に、各種電圧の電流を供給する機能も備えている。なお、コネクタ52は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等により通信できるように構成してもよい。
インタフェース54は、レンズマウント13内において、カメラ本体201をレンズユニット202に接続する。コネクタ55は、カメラ本体201をレンズユニット202に電気的に接続する。レンズ着脱検知部56は、レンズマウント13及びコネクタ55にレンズユニット202が装着されているか否かを検知する。
ミラー14及びミラー28は、撮影レンズ110に入射した光線を、一眼レフ方式によって光学ファインダ33に導く。なお、ミラー28は、クイックリターンミラーの構成であってもよく、ハーフミラーの構成であってもよい。
記録媒体150、160は、例えば、メモリカードやハードディスク等であり、撮影した静止画像及び動画像を記録する。記録媒体150、160には、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部153、163、カメラ本体201とのインタフェース152、162、カメラ本体201と接続を行うコネクタ151、161を備えている。
ROM53は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、カメラ200の電源がOFF状態であっても、その記憶内容が保持される。特に、ROM53には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したり、撮影モードや撮影情報及び諸々のパラメータを記憶したりするために用いられる。
DMAコントローラ57は、画像表示部20にデータが表示されているとき、RAM21上に用意された表示用データを画像表示部20にDMA転送を行う。このDMA転送により転送されたデータが画像表示部20に表示される。
画像認識部23は、画像処理部22からのデータ又はメモリ制御部17からのデータに対して所定の画像認識処理を行う。また、画像認識部23は、画像認識する物体の動作を検出する処理を行う。例えば、画像認識部23は、ボールの大きさを検出したり、顔認識の処理をしたりする。ここで、顔認識とは、画像に顔があるか否かを検出するものである。なお、画像から顔認識を行う技術は、顔認識技術として、既に多くの方法により実現されている。
例えば、特許文献2では、撮影した画像から人の顔を抽出する方法として、原画像から肌色データを抽出し、肌色範囲と判断された測光点のクラスタを顔とする方法が開示されている。また、特許文献3では、測光データを色相と彩度とに変換し、この2次元ヒストグラムを作成、解析することで顔領域を判断する方法が開示されている。更に、特許文献4では、人の顔の形状に相当する顔候補領域を抽出し、その領域内の特徴量から顔領域を決定するという方法が提案されている。本実施形態において、顔認識を行う方法は、どのような方法であってもよい。また、画像認識部23は、顔認識を行い、笑顔を検出したり、泣き顔を検出したり、怒った顔を検出したりする。
入力部40は、例えばタッチパネル(検知部)である。タッチパネルは、画像表示部20に対する接触を検知する。したがって、ユーザは、タッチパネルにより画像を認識させたい物体を指定することができる。この指定は、単数の物体に限られず、複数の物体の指定であってもよい。なお、画像を認識させる物体の指定は、入力部40に限られず、上述した操作部32を用いてもよい。
また、ユーザは、この入力部40を用いて、ピントを合わせたい物体の指定を行うことができる。なお、ピントを合わせたい物体の指定は、入力部40に限られず、上述した操作部32を用いてもよい。
次に、レンズユニット202について説明する。レンズユニット202は、カメラ本体201に対して着脱できる交換レンズタイプである。
レンズマウント106は、レンズユニット202をカメラ本体201に機械的に結合する。レンズマウント106内には、レンズユニット202をカメラ本体201に電気的に接続する各種機能が含まれている。
インタフェース114は、レンズマウント106内において、レンズユニット202をカメラ本体201と接続する。コネクタ115は、レンズユニット202をカメラ本体201に電気的に接続する。コネクタ115は、カメラ本体201とレンズユニット202との間で制御信号、状態信号、データ信号等を互いに転送すると共に、各種電圧の電流を供給される、又は供給する機能も備えている。なお、コネクタ115は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等により通信できるように構成としてもよい。
絞り制御部112は、測光部27からの測光情報に基づいて、シャッター11を制御する露光制御部24と連携しながら、絞り111を制御する。測距制御部113は、撮影レンズ110のフォーカシングを制御する。また、ズーム制御部116は、撮影レンズ110のズーミングを制御する。
レンズシステム制御部117は、レンズユニット202全体を制御する。レンズシステム制御部117は、動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリを備えている。また、レンズシステム制御部117は、レンズユニット202固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値等を保持する不揮発メモリの機能も備えている。
次に、図2に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係るカメラの動作処理について説明する。まず、画像認識させたい物体の指定方法について説明する。本実施形態では、ユーザによってライブビューモードが設定されているものとする。ライブビューモードでは、ミラー14が光路から退避し、光学像が撮像素子12に入射し続け、リアルタイムで生成された動画を画像表示部20に表示することができる。このとき、ミラー14が光路から退避しているため、AF処理とAE処理はそれぞれ測距部25と測光部27を用いるのではなく、撮像素子12で生成された画像データを用いて行われる。
ステップS201において、ユーザによってカメラ200の電源スイッチ41がONにされると、カメラ200のカメラ部システム制御部19が、カメラ本体201、レンズユニット202を起動する。
次に、ステップS202において、デジタル部システム制御部18は、撮像素子12に結像された画像の画像データをリアルタイムで画像表示部20に表示する。
次に、ステップS203において、カメラ部システム制御部19が、ユーザによって動画記録開始ボタンの押下されるまで待機する。カメラ部システム制御部19が動画記録開始ボタンの押下を検出すると、デジタル部システム制御部18は、記録媒体150、160に動画像データの記録を開始する。
次に、ステップS204において、カメラ部システム制御部19は、ユーザにより動画記録終了ボタンが押下されたか否かを判定する。動画記録終了ボタンの押下を検出した場合、ステップS205に処理を進める。
ステップS205において、デジタル部システム制御部18は、記録媒体150、160に記憶した動画像の画像データを再生する。この処理は、動画再生手段の一例に対応する。
次に、ステップS206において、デジタル部システム制御部18は、ユーザによって画像認識させたい物体が画像表示部20に表示されたことを示す操作が行われたか否かを判断する。例えば、ユーザによって動画像の再生を停止(一時停止)する操作がされたか否かを判断する。物体が表示された場合、ステップS207に処理を進める。
ステップS207において、デジタル部システム制御部18は、動画像の画像データの再生を停止し、画像表示部20に静止画を表示する。
次に、ステップS208において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定した領域を検出する。ユーザは、タッチパネルとしての入力部40を介して、画像認識させたい物体(第一の物体)を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されている画像のうち画像認識させたい物体に、画像表示部20上で接触する。例えば、画像表示部20上で物体を囲むように丸(○)をつけたり、印をつけたり、輪郭をなぞったりすることにより指定する。なお、物体の指定方法は、この場合に限られず、例えば上述したように操作部32を用いてもよい。また、画像認識させたい物体を複数指定してもよい。
ユーザにより画像認識させたい物体が指定されると、デジタル部システム制御部18は、タッチパネルによる検知データ(検知情報)に基づいて、画像表示部20に表示されている物体のうち何れの物体が指定されたかを画像データと照合して、検出する。この処理は、指定物体検出手段の一例に対応する。その後、画像認識部23は、物体が人物であるか等の判定を行い、その特徴データ等をRAM21等に記憶する。
次に、ステップS209において、デジタル部システム制御部18は、指定した物体のどの動作が、静止画撮影を開始させるタイミングとしてユーザによって指定されたかを検出する。ここでは、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に図3に示すような、複数の物体の動作項目からなるメニュー300を表示する。図3に示すメニュー300には、物体の大きさを示す項目として、「同じ大きさになったら」の動作項目301が表示されている。また、人物の表情を示す項目として、「笑ったら」の動作項目302、「泣いたら」の動作項目303、「怒ったら」の動作項目304が表示されている。また、人物の動作を示す項目として、「投げたら」の動作項目305が表示されている。ユーザは、操作部32を介して、メニュー300の中から所望する物体の動作項目を選択して、指定する。ここでは、ユーザは、例えば「笑ったら」の動作項目302を選択したものとする。デジタル部システム制御部18は、ユーザによって選択された動作項目を検出する。この処理は、選択検出手段の一例に対応する。
その後、デジタル部システム制御部18は、選択された動作項目をRAM21等に記憶する。ここでは、デジタル部システム制御部18は、物体の動作項目として「笑ったら」の動作項目をRAM21等に記憶する。
これまでの処理により、レリーズのタイミングを指定できたので、次にピントを合わせる物体を指定する。
ステップS210において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定したピントを合わせたい物体(第二の物体)を検出する。ユーザは、タッチパネルとしての入力部40を介して、ピントを合わせたい物体を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されている画像のうちピントを合わせたい物体に、画像表示部20上で接触する。例えば、画像表示部20上で物体に三角(△)をつけたり、印をつけたりすることにより行う。なお、物体の指定方法は、この場合に限られず、例えば上述したように操作部32を用いてもよい。
ユーザにより画像認識させたい物体が指定されると、デジタル部システム制御部18は、タッチパネルによる検知データ(検知情報)に基づいて、画像表示部20に表示されている物体のうち何れの物体が指定されたかを画像データと照合して、検出する。この処理は、第二物体検出手段の一例に対応する。その後、画像認識部23は、物体が人物であるか等の判定を行い、その特徴データ等をRAM21等に記憶する。
この処理により、レリーズ時にピントを合わせる物体を指定することができた。
なお、ピントを合わせる物体を指定する順番と、画像を認識させる物体を指定して物体の動作を指定する順番とは、逆であってもよい。
次に、指定したレリーズタイミングで指定した物体にピントを合わせて自動的に撮影する方法について説明する。
まず、ステップS211において、デジタル部システム制御部18は、撮像素子12に結像された画像の画像データをリアルタイムで画像表示部20に表示する。
次に、ステップS212において、画像認識部23は、表示している画像の画像データからステップS208で指定された物体を認識する。この処理は、物体認識手段の一例に対応する。
ステップS213において、画像認識部23は、認識している物体の所定の動作を検出する。この処理は、動作検出手段の一例に対応する。ここで、所定の動作とは、ステップS209で指定した物体の動作である。上述では、ユーザは、図3に示すメニュー300のうち「笑ったら」の動作項目302を選択したので、画像認識部23は、認識している物体が「笑った」か否かを判定する。所定の動作と同じ動作をしたことを検出した場合、画像認識部23は、デジタル部システム制御部18に通知し、ステップS214に処理を進める。なお、このとき、画像認識部23は、表示している画像の画像データからステップS210で指定された物体(第二の物体)を認識する。この処理は、第二物体認識手段の一例に対応する。
ステップS214において、カメラ部システム制御部19は、ステップS210で指定した物体(第二の物体)にピントを合わせる。この処理は、自動合焦手段の一例に対応する。具体的には、画像処理部22が撮像素子12にて生成された画像データからAF評価値を求め、デジタル部システム制御部18を介してカメラ部システム制御部19にAF評価値を送信する。そして、測距制御部113は、カメラ部システム制御部19又はレンズシステム制御部117の指示の下で、撮影レンズ110を至近側又は∞側に駆動してAF評価値が最大となる位置へ撮影レンズ110を移動させ、指定した物体にピントを合わせる。なお、物体にピントを合わせるオートフォーカスは、例えば、特許文献5、特許文献6及び特許文献7に記載されているような、いわゆるTVAF(コントラスト検知オートフォーカス)とする。TVAFにすることにより、高速でかつ継続させて、物体(第二の物体)にピントを合わせることができる。このTVAFについては、後述する。
続いて、デジタル部システム制御部18およびカメラ部システム制御部19は、静止画の撮像を行う。この処理は、撮像手段の一例に対応する。
このように本実施形態によれば、画像認識した物体の動作に合わせて自動的にレリーズし、またそのピントは画像認識させた物体以外の物体に合わせることができる。したがって、例えば、お母さんが笑ったら、赤ちゃんにピントを合わせて静止画を撮影する等といったことが可能になる。
次に、図4、図5を参照して、本実施形態で用いられるTVAFについて説明する。
TVAFは、高速でかつ継続させて所定の物体にピントを合わせることができるので、高速で移動する被写体等を撮像するような場合に用いられて好適である。
まず、図4のフローチャートに示すように、ステップS401において、操作部32よりTVAFを行うことを指定されると、カメラ部システム制御部19は、レンズシステム制御部117を動作させ、撮影レンズ110を微小駆動動作させる。デジタル部システム制御部18は、画像処理部22からAF評価値を取得して、現在合焦しているのか、ボケているのか、ボケているときには合焦点はどちらなのかを判断する。より具体的に説明すると、画像処理部22は、1フレームごとに得られた信号から高周波成分又は近接画素の輝度差の積分値を求め、これを合焦度合いを示すAF評価値とする。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりしているためにAF評価値が大きくなる。非合焦状態にあるときは、AF評価値が小さくなる。なお、AF評価値の算出は、デジタル部システム制御部18が行ってもよい。
次に、ステップS402において、デジタル部システム制御部18は、タイミング発生部16のAGCから現在のAGCのゲインに応じ、ステップS403で用いる所定レベルを変更する。これは、タイミング発生部16のAGCがオフ(OFF)のときの値を基準にタイミング発生部16のAGCのゲインが上がるにつれて大きくなるように設定する。
次に、ステップS403において、デジタル部システム制御部18は、AF評価値が所定レベル以下か否かを判定する。AF評価値が所定レベル以下の場合、ステップS414に処理を進める。
ステップS414において、デジタル部システム制御部18は、微小駆動動作による方向判別を中止し、現在の撮影レンズ110の位置から山登り方向を設定する。ここで、図5を参照して、山登り方向について、説明する。
図5は、画像に表示されている所定の物体におけるレンズ位置とAF評価値との関係の特性線を示す図であり、横軸にレンズ位置を示し、縦軸にAF評価値を示している。図5に示す特性線は、特性線上の点CでAF評価値が最も高く、至近側及び∞側でAF評価値が低い山型形状である。ここでは、特性線上の点Cに対応するレンズ位置Sが所定の物体の合焦位置である。
ここで、レンズ位置Aである場合、対応する特性線上の点は点aであり、AF評価値は所定レベル以下である。したがって、上述したステップS414において、デジタル部システム制御部18は、山登り方向として図5に示す矢印方向を設定し、以下の処理において合焦位置のレンズ位置Sを検出していく。
ステップS414において、デジタル部システム制御部18が、山登り方向を設定した後、ステップS406に処理を進める。
一方、ステップS403において、AF評価値が所定レベル以下でない場合、ステップS404に処理を進める。
ステップS404において、デジタル部システム制御部18は、微小駆動動作の結果により現在、合焦状態にあるのか否かを判定する。合焦状態にある場合、ステップS410に処理を進める。ステップS410以降において、カメラ部システム制御部19は、撮影レンズ110の移動を停止して、再起動監視処理に進む。
一方、ステップS404において、合焦状態でない場合、ステップS405に処理を進める。ステップS405において、デジタル部システム制御部18は、微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるかの判別ができたか否かを判定する。方向判別ができない場合、ステップS401に処理を戻す。ステップS405において、方向判別ができた場合、ステップS406に処理を進める。
次に、ステップS406において、カメラ部システム制御部19は、ステップS414で設定された方向、ステップS405で判別した方向に、撮影レンズ110を駆動(山登り駆動動作)する。
次に、ステップS407において、デジタル部システム制御部18は、合焦点、すなわちAF評価信号(AF評価値)の頂点を越えたか否かを判定する。具体的には、図5に示す特性線上の点Cを越えたか否かを判定する。頂点を越えていないと判定した場合、ステップS406に処理を戻し、山登り駆動動作を続ける。
一方、ステップS407において、頂点を越えたと判定した場合、ステップS408に処理を進める。
ステップS408において、カメラ部システム制御部19は、撮影レンズ110を頂点に戻す。しかし、頂点に戻す動作をしている間に、パンニング等により被写体が変化する場合があるので、撮影レンズ110のレンズ位置が、頂点に辿り着いたとき、今いるところが本当に頂点、すなわち合焦点であるのかを判定する必要がある。
したがって、次に、ステップS409において、デジタル部システム制御部18は、撮影レンズ110が頂点に達したか否かを判定する。撮影レンズ110が頂点に達したと判定した場合、ステップS401に処理を戻し、以降の処理で合焦点であるかの判定に処理を進める。ステップS409において、撮影レンズ110が頂点に達していない場合、ステップS408に処理を戻す。
一方、ステップS404において、合焦状態であると判定した場合、ステップS410に処理を進め、デジタル部システム制御部18は、現在合焦状態にある場合のAF評価値レベルをRAM21等に記憶する。
次に、ステップS411において、デジタル部システム制御部18は、再起動判定ルーチンを実行する。この再起動判定ルーチンは、現在合焦状態にある場合に、AF評価値レベルが、前回のステップS410において記憶したレベルに比べ、変動したか否かを判別する処理である。
次に、ステップS412において、デジタル部システム制御部18は、再起動したか否かを判定する。ここで、例えば、ステップS411において記憶したAF評価値レベルに対して、所定レベル以上変化していたら、パンニング等による被写体変化があったとして、「再起動した」と判定する。一方、所定レベル未満の変化量ならば被写体の変化はないとして「再起動しない」と判定する。「再起動しない」と判定した場合、ステップS413に処理を進める。
ステップS413において、カメラ部システム制御部19は、撮影レンズ110の移動を停止して、ステップS411に処理を戻し、再び再起動監視処理を行う。一方、ステップS412において「再起動した」と判定した場合、ステップS401に処理を戻し、再び微小駆動動作を行い、合焦判定及び方向判定を行う。
このような、動作を繰り返すことで、絶えず指定した物体(第二の物体)に合焦状態を継続させるように撮影レンズ110を動作させて、TVAFを行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、図6に示すフローチャートを参照して、野球でピッチャーがボールをバッターに向かって投げ、ボールが指定した大きさになったら、バッターにピントを合わせてレリーズする第2の実施形態について、説明する。本実施形態に係るカメラの構造は、第1の実施形態と同様であり、その説明を省略する。また、図6に示すフローチャートは、第1の実施形態で説明した図2に示すフローチャートと同様の処理については、適宜省略して説明する。
まず、画像認識させたい物体の指定方法について説明する。
図6に示すフローチャートのステップS201〜ステップS206までは、図2に示すフローチャートのステップS201〜ステップS206と同様であり、その説明を省略する。
次に、ステップS507において、デジタル部システム制御部18は、動画データの再生を停止し、画像表示部20に静止画を表示する。ここでは、画像表示部20には、画像認識させたいボールが表示されているものとする。
次に、ステップS508において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定した領域を検出する。ユーザは、タッチパネルを介して、画像認識させたい物体(ボール)を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されているボールの輪郭を画像表示部20上において囲む。なお、ボールの指定は、この場合に限られない。
次に、ステップS509において、デジタル部システム制御部18は、指定した物体のどの動作が、静止画撮影を開始させるタイミングとしてユーザによって指定されたかを検出する。ユーザは、静止画撮影を開始させるための、指定した物体の動作を指定する。ここでは、ユーザは、図3に示すメニュー300のうち、「同じ大きさになったら」の動作項目301を選択する。なお、動作項目は、この場合に限られず、例えば、「2倍の大きさになったら」等の動作項目であってもよい。
次に、ステップS510において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定したピントを合わせたい物体(第二の物体)を検出する。ユーザは、タッチパネルを介して、ピントを合わせたい物体(バッター)を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されているバッターを画像表示部20上において△をつける。なお、バッターの指定は、この場合に限られない。
次に、指定したレリーズタイミングで指定した物体にピントを合わせて自動的に撮影する方法について説明する。図6に示すフローチャートのステップS211は、図2に示すフローチャートのステップS211と同様であり、その説明を省略する。
次に、ステップS512において、画像認識部23は、表示している画像の画像データからステップS508で指定されたボールを認識する。
次に、ステップS513において、画像認識部23は、認識しているボールの所定の動作を検出する。ここでは、所定の動作とは、ステップS509で指定した物体の動作である、「同じ大きさになったら」である。すなわち、画像認識部23は、認識しているボールの大きさが、ステップS508において、指定したボールと同じ大きさになったか否かを判定する。同じ大きさになったことを検出した場合、画像認識部23は、デジタル部システム制御部18に通知し、ステップS514に処理を進める。
ステップS514において、カメラ部システム制御部19は、ステップS510で指定したバッターにピントを合わせ、デジタル部システム制御部18およびカメラ部システム制御部19は、静止画の撮像を行う。なお、物体にピントを合わせる方法は、上述したTVAFにすることにより高速でかつ継続させて、バッターにピントを合わせることができる。
上述したような処理により、例えば、ピッチャーがボールをバッターに向かって投げ、そのボールが指定した大きさになると、バッターにピントを合わせてレリーズすることで、自動的に静止画を撮影することができる。
なお、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、記録媒体150、160に記憶した動画データを再生して、表示されている画像から画像認識させたい物体及びピントを合わせたい物体を指定する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、画像認識させたい物体及びピントを合わせたい物体は、撮像した静止画から選択してもよく、予め指定したい物体が記憶されている物体を識別するデータから一覧リストを表示し、その一覧リストから指定したい物体を選択できるようにしてもよい。
なお、上述した実施形態における撮像装置を構成する各手段、並びに制御方法の各ステップは、撮像装置(コンピュータ)のRAMやROM等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及びこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
なお、本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを撮像装置に直接、又は遠隔から供給する。そして、その撮像装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
一眼レフデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る一眼レフデジタルスチルカメラの動作を示すフローチャートである。 画像認識させる物体の動作を指定するためのメニューを示す図である。 TVAFの動作を示すフローチャートである。 TVAFの動作を説明するための図である。 第2の実施形態に係る一眼レフデジタルスチルカメラの動作を示すフローチャートである。
符号の説明
200 デジタルスチルカメラ(撮像装置)
201 カメラ本体
202 レンズユニット
110 レンズ
20 画像表示部
18 デジタル部システム制御部
19 カメラ部システム制御部
23 画像認識部
32 操作部
40 入力部

Claims (4)

  1. 撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像するレンズユニットと、前記レンズユニットを駆動してピントの位置を制御する自動合焦手段と、前記撮像素子にて生成された画像データから予め指定された物体を認識する物体認識手段と、前記物体認識手段により認識された第一の物体による所定の動作を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段により所定の動作が検出されたことに応じて、画像データを記録媒体に記録させる記憶手段と、画像表示部と、を有する撮像装置であって、
    記録された動画像を再生する動画再生手段と、
    前記動画再生手段により再生され、前記画像表示部に表示される動画像から、ユーザによって指定された物体を検出する指定物体検出手段と、を有し、
    前記物体認識手段は、前記指定物体検出手段により検出された物体を前記第一の物体として認識し、前記第一の物体とは別の物体を第二の物体として認識し、
    前記自動合焦手段は、前記動作検出手段により所定の動作が検出された場合に、前記一の物体とは異なる前記第二の物体にピントを合わせ、
    前記記憶手段は、前記第二の物体にピントを合わせた状態の画像データを前記記録媒体に記録させることを特徴とする撮像装置。
  2. 複数の動作項目から、ユーザによって選択された動作項目を前記所定の動作として記憶する項目記憶手段を更に有することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  3. 撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像するレンズユニットと、前記レンズユニットを駆動してピントの位置を制御する自動合焦手段と、前記撮像素子にて生成された画像データから予め指定された物体を認識する物体認識手段と、前記物体認識手段により認識された第一の物体による所定の動作を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段により所定の動作が検出されたことに応じて、画像データを記録媒体に記録させる記憶手段と、画像表示部と、を有する撮像装置の制御方法であって、
    動画再生手段が、記録された動画像を再生する動画再生ステップと、
    指定物体検出手段が、前記動画再生手段により再生され、前記画像表示部に表示される動画像から、ユーザによって指定された物体を検出する指定物体検出ステップと、
    前記物体認識手段が、前記指定物体検出手段により検出された物体を前記第一の物体として認識し、前記第一の物体とは別の物体を第二の物体として認識するステップと、
    前記自動合焦手段が、前記動作検出手段により所定の動作が検出された場合に、前記一の物体とは異なる前記第二の物体にピントを合わせるステップと、
    前記記憶手段が、前記第二の物体にピントを合わせた状態の画像データを前記記録媒体に記録させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  4. 請求項に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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