(57)【要約】【課題】広範な実視野の観察範囲を自然に観察することができ、しかも、広範な観察範囲を対比しながら撮像範囲を特定できる携帯性に優れた携帯情報端末を提供すること。【解決手段】撮影光学系を有する撮像手段により撮像できる撮像範囲の画枠を規定する画枠電子画像を表示する画像表示装置２０と、画像表示装置２０からの光を反射するとともに撮影者の視線方向の実視野からの光を透過するコンバイナー３０とを備え、画枠電子画像は、広角撮影時に間隔をもって対向する一対の平行線を表示して画枠の長手方向を規定し、望遠撮影時に上下及び左右方向に画枠線を表示して画枠の四方向を規定するように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を有する撮像手段により撮像される画像をデジタルデータの画像情報に変換し、該画像情報を記憶媒体に記憶して保存する携帯情報端末であって、
前記撮像手段により撮像できる撮像範囲の画枠を規定する画枠電子画像を表示する画像表示部と、
該画像表示部からの光を反射するとともに撮影者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子とを備え、
前記画枠電子画像が、広角撮影時に間隔をもって対向する一対の平行線を表示して前記画枠の長手方向を規定し、望遠撮影時に上下及び左右方向に画枠線を表示して前記画枠の四方向を規定するように設定されていることを特徴とする携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画や動画を撮影できるデジタルカメラ機能を備えている携帯情報端末に係り、特に、実視野中に撮影可能範囲を表示して所望の撮影範囲を撮影できるデジタルカメラ及びデジタルカメラ機能を備えた携帯情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の銀塩カメラに代わり、ＣＣＤやＭＯＳなどの光に反応する半導体素子を使って映像を電気信号に変換し、デジタルデータとしてフラッシュメモリなどの記憶媒体に記憶するデジタルカメラが広く普及している。このようなデジタルカメラとして、従来より一眼レフタイプのデジタルカメラが知られている。（例えば、特許文献１参照）
しかしながら、このような一眼レフタイプのデジタルカメラは、撮影光学系（レンズ→ＣＣＤ）とファインダ光学系とを共用するため、レンズ配置などカメラ構成が複雑になるという問題を有している。また、ファインダにより視界が物理的に制限されるため、撮影時の視界が狭くなるという問題もある。さらに、ファインダを介した視野には光学的な変倍を受けるので、実際の視野とは異なるものを見ているという問題がある。
【０００３】
一方、電子ビューファインダ（液晶画面）を備えたデジタルカメラにおいては、光学ファインダを廃止したものが知られている。
しかしながら、このようなデジタルカメラの場合、実視野中の撮影範囲以外の部分は、ファインダ越しに確認することができないという問題がある。さらに、撮影方向と視野方向とが一致しないという問題もある。
従来、これらの問題を解決するために、光学ファインダ光学系と、電子ビューファインダ光学系とを設け、ハーフミラーでそれぞれの光学系を切り替えられるようにしたデジタルカメラが提案されている。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平１１−８４４７９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３８８６号公報（図２及び段落番号〔００１２〕〜〔００２１〕等を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献２に記載のデジタルカメラでは、ファインダにより物理的に視界が制限されるという問題は解消されず、しかも、実視野の風景と、電子ビューファインダに表示された電子画像とを重畳して表示するものではない。
このような背景から、広範な実視野の観察範囲を自然に観察することができ、しかも、広範な観察範囲を対比しながら撮像範囲を容易に特定できる小型で携帯性に優れたデジタルカメラ及びデジタルカメラ機能を備えた携帯情報端末の開発が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実視野全体を確認しながら所望の撮影範囲を撮影することができ、特に、広範な実視野の観察範囲を自然に観察することができ、しかも、広範な観察範囲を対比しながら撮像範囲を特定できる携帯性に優れたデジタルカメラ機能を備えた携帯情報端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、撮影光学系を有する撮像手段により撮像される画像をデジタルデータの画像情報に変換し、該画像情報を記憶媒体に記憶して保存する携帯情報端末であって、
前記撮像手段により撮像できる撮像範囲の画枠を規定する画枠電子画像を表示する画像表示部と、該画像表示部からの光を反射するとともに撮影者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子とを備え、前記画枠電子画像が、広角撮影時に間隔をもって対向する一対の平行線を表示して前記画枠の長手方向を規定し、望遠撮影時に上下及び左右方向に画枠線を表示して前記画枠の四方向を規定するように設定されていることを特徴とするものである。
また、本発明の携帯情報端末は、デジタルカメラ単体は勿論のこと、デジタルカメラ機能を備えた携帯電話機等の機器類を包含する。
なお、この場合の画枠電子画像は、デジタルカメラ側でなされるズーム等の操作に応じて適宜変化するものである。
【０００７】
上述した携帯情報端末とすれば、撮像手段により撮像できる撮像範囲の画枠を規定する画枠電子画像を表示する画像表示部と、画像表示部からの光を反射するとともに撮影者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子とを備え、画枠電子画像が、広角撮影時に間隔をもって対向する一対の平行線を表示して画枠の長手方向を規定し、望遠撮影時に上下及び左右方向に画枠線を表示して画枠の四方向を規定するように設定されているので、半透過型光学素子を通して広範な観察範囲の実像を自然に観察し、その実視野に一対の平行線（広角撮影時）または上下及び左右方向の画枠線（望遠撮影時）が重畳される画枠電子画像の虚像を用い、撮影者が所望の撮像範囲を容易に設定して撮像することができる。特に、画枠が大きくなる広角撮影時においては、画枠の長手方向のみを規定する平行線が表示されるようにしたので、画像表示部及び半透過型光学素子に細長い形状を採用し、デジタルカメラ等の携帯情報端末の全体を細長くして小型化することができる。なお、通常の撮影者は、画枠の横（長手）方向を見ることにより、縦（短辺）方向については感覚的に認識することができる。
【発明の効果】
【０００８】
上述した本発明の携帯情報端末によれば、デジタルカメラ機能を利用する撮影者は、コンバイナーのような半透過型光学素子を通して広範な観察範囲の実像を自然に観察し、その実視野に重畳される虚像の画枠電子画像により所望の撮像範囲を容易に設定して撮像することができるので、従来のファインダーを通した撮影とは異なり、撮像対象を直接見ながら所望の撮像範囲を直感的に撮影することができる。そして、画像表示部及び半透過型光学素子に細長い形状を採用し、虚像の画枠電子画像による撮像範囲の画枠を表示して撮像するので、携帯情報端末全体を細長い形状とすることができるようになり、たとえばペンシル型のように、優れた携帯性を有する小型の携帯情報端末が可能となる。
また、撮影時においては、電子ビューファインダに撮影光学系で撮像された像を逐次連続的に表示する場合と異なり、液晶画面等の画像表示部には画枠電子画像のみを表示すればよいので、電力消費量を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る携帯情報端末の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明に係る携帯情報端末の一例としてデジタルカメラの構成例を示す外観斜視図であり、図１（ａ）は撮影時の状態、図１（ｂ）は撮影時の画枠表示例、図２は非撮影時の格納状態を示している。
デジタルカメラ１０は、各種レンズ等を組み合わせた撮影光学系を介して撮像する画像（静止画または動画）をＣＣＤやＭＯＳ等の半導体素子（撮像手段）を介してデジタルデータの画像情報に変換し、この画像情報をフラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶して保存するように構成されている。デジタルカメラ１０の本体１１には、撮影時に本体１１から取り出して使用する開閉式の画像表示装置２０及び半透過型光学素子であるコンバイナー３０が設けられている。このように構成されたデジタルカメラ１０は、図３及び図４に示すように、画像表示装置２０及びコンバイナー３０を開き、本体適所を撮影者の側頭部に押し当てた状態でコンバイナー３０を通して撮影対象を見ながら撮影する。
【００１０】
本体１１は、撮影光学系を有する半導体素子、電池（電源）、各種制御機構及び制御基板等を内蔵した筐体１２の外部に、撮影光学系を構成する撮影レンズ１３の他、シャッタースイッチ１４、ズーム操作部１５ａ，１５ｂ及び電源スイッチ（不図示）等の各種スイッチ類を備えている。このような本体１１に対し、撮影時には略Ｚ字状に開いて使用する画像表示装置２０及びコンバイナー３０が揺動自在に取り付けられている。
なお、図示の画像表示装置２０及びコンバイナー３０は、格納状態で本体１１を貫通する開口部１１ａの空間部に収納され、それぞれが細長い矩形状とした短辺側の一辺を本体１１に軸支されて揺動による開閉動作が可能とされる。
【００１１】
画像表示装置２０は、撮影レンズ１３を介して撮像手段により撮像される撮像範囲の画枠を規定するため、撮像可能な撮影範囲の画枠電子画像を表示面２１に表示する画像表示部であり、たとえば液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等のいわゆる薄型ディスプレイが用いられる。この画像表示装置２０は、本体１１に軸支されている支持部材２２に固定され、その表示面２１は、後述するコンバイナー３０と格納状態で対向する面に、すなわち筐体１２の内側に向けられている。
表示面２１に表示される画枠電子画像は、ズーム操作部１５ａ，１５ｂ等の操作に連動して、たとえば広角撮影時のように広範囲の被写体を撮像するワイドな遠景撮影から、所望の被写体をズームアップする望遠撮影時まで、撮影者のズーミング操作に応じて変化する撮像範囲が画像表示装置２０に表示されたものである。
【００１２】
ここで表示する画枠電子画像は、たとえば図５に示すように、広角撮影時には間隔をもって対向する一対の鉛直平行線ＶＬ１，ＶＲ１、ＶＬ２，ＶＲ２・・・とされ、撮影可能な画枠の水平長手方向のみを規定している。図５に例示した画枠電子画像は、撮影レンズ１３が本体１１の先端面中央部（図１（ａ）参照）に位置する場合であり、表示面２１の中心を基準として、ズーミング操作により上下及び左右の四方向へ画枠が拡大・縮小して変化する。
なお、広角撮影時における実際の画枠は表示面２１より大きい（広い）ので、水平方向の画枠線が表示面２１の外側にはみ出た位置となるため表示されていないが、通常の撮影者は、画枠の水平（長手）方向を認識できれば、画枠の短辺側となる鉛直方向を感覚的に認識して撮影することは容易である。
【００１３】
また、望遠撮影時に表示する画枠電子画像は、上下及び左右の両方向にそれぞれ対向する一対の画枠線を表示して画枠の四方向を規定するものであり、撮影可能な矩形の画枠を表示するように、あるいは、矩形の画枠を明確に認識できる表示をするように設定されている。すなわち、図５に示す例では、実際の画枠が小さく（狭く）なったことにより、たとえば鉛直平行線ＶＬ３，ＶＲ３の両端から直角に中心方向へ延びる上下一対の水平平行線ＨＵ３，ＨＬ３を表示面２１に表示することが可能となり、従って、撮影者は、これら４本の画枠線により囲まれる矩形の領域を撮影可能な画枠として明確に認識できるようになっている。
なお、図示の例では、水平平行線ＨＵ３，ＨＬ３、ＨＵ４，ＨＬ４、ＨＵ５，ＨＬ５が中央部で二つに分断されているが、１本に連結した水平平行線を表示して矩形の画枠表示をしたり、あるいは、鉛直平行線とともに破線表示等の水平平行線としてもよい。
【００１４】
上述した画枠電子画像は、撮影者がズーム操作部１５ａ，１５ｂを操作して行うズーミングに連動して連続的に、あるいは段階的に変化するように設定されている。すなわち、ズーム操作部１５ａの操作で撮影範囲が広角側へシフトされると、これに連動して画枠電子画像もＶＲ５，ＨＵ５，ＶＬ５，ＨＬ５等の画枠線で区画される矩形から外側へ広がって大きくなり、反対に望遠側へシフトされると、これに連動して画枠電子画像も内側へ狭められて小さくなる。
【００１５】
コンバイナー３０は、画像表示装置２０からの光、すなわち画像表示装置２０に表示される画像の光を反射するとともに、撮影者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子である。換言すれば、コンバイナー３０は、少なくとも１面に自由曲面（３次元非球面）を有し、実視野となる外界像（実像）を透過するとともに、画像表示装置２０に表示された画枠電子画像を光学的に虚像として投影し、外界像の実像に画枠電子画像の虚像を重畳的に表示する半透過型光学素子である。
【００１６】
ここで、図４に基づいてコンバイナー３０の構成を具体的に説明する。このコンバイナー３０は、格納状態で表示面２１と対向する面に凹曲面状の反射面３１を有する部材であって、撮影時には、この反射面３１と表示面２１とが略対向し、かつ、本体１１とともに略Ｚ字状を形成するように開かれている。この撮影状態では、開口部１１ａを通じて画像表示装置２０の表示面２１から斜め前方へ向けて画枠電子画像の光が出され、この光（画枠電子画像）は、反射面３１によって本体１１の後端部側（撮影者の頭部側）へ向けて反射される。
【００１７】
この反射面３１は凹面鏡として機能するため、本体１１の後端部側となる側面を撮影者の頭側部に押し当てた撮影状態では、コンバイナー３０の前方に、すなわち、撮影者から見てコンバイナー３０よりも遠方に、画枠電子画像の虚像が結像して表示される。
また、コンバイナー３０において、反射面３１が形成される領域は、撮影者の実視界からの光を透過させる構成とされるため、撮影者は、コンバイナー３０を通して視線方向遠方の景色を実像として視認できるようになっている。
【００１８】
本実施形態では、コンバイナー３０は、アクリルやポリカーボネート等の透明な材質からなる略長方形の細長い曲面板状部材であって、その片面側に形成された金属膜等の反射層がハーフミラーとして機能する。この反射層の表面が、画像表示装置２０から入射した画枠電子画像等の光線を表面で反射させる反射面３１とされる。
なお、図４において、図中の符号２３は画像表示装置２０を本体１１に対して揺動自在に軸支するヒンジ、符号３２はコンバイナー３０を本体１１に対して揺動自在に軸支するヒンジである。
【００１９】
図６は上述したデジタルカメラ１０の制御系を示すブロック図であり、本体１１内の制御部４０は、撮影者が操作するシャッタースイッチ１４、ズーム操作部１５ａ，１５ｂ、電源スイッチ１６及びモードスイッチ１７の他、上述した画像表示部２０、電源４１、通信部４２、撮影光学系を有する半導体素子の撮像部４３及び記憶媒体よりなる記録部４４と接続されている。なお、モードスイッチ１７は、撮影者が複数設定されている撮影モードの中から所望のモードを選択する操作を行うものである。
【００２０】
さて、上述した撮影状態では、撮影者がコンバイナー３０を通して自然に見ることができる実視界の実像に対し、表示面２１に表示される画枠電子画像の虚像が重畳される。このため、撮影者は、実視界にある撮像対象の実像と、撮像可能範囲を示す画枠の虚像とを同時に見ながら撮影範囲を定めて撮影することができる。すなわち、撮影者は、実視野中に実際の撮影可能範囲の画枠を重畳して撮影できるようになるので、撮影対象及びその周辺を含む実視野全体を自然に観察及び確認しながら、ズーミング操作等により変化する画枠により所望の撮影範囲を容易に設定して撮影することができる。換言すれば、広範な撮像対象及びその周辺の実視界を自然に見ながら所望の撮像範囲を容易に定め、あたかも実視界から画枠により所望の撮影範囲を切り取るようにして、撮影対象を直感的に撮影することができる。
【００２１】
また、撮影時においては、制御部４０が図７に示すフローチャートのように画枠変更の制御を行うことにより、画像表示部２０の表面表示部２１に表示される画枠電子画像が変更されるので、広角撮影時から望遠撮影時まで虚像表示の画枠も変動する。
図８のフローチャートにおいて、最初のステップＳ１で撮影者がズーム操作を行うと、次のステップＳ２では、ズーム操作部１５ａ，１５ｂから制御部４０に入力されたズーム操作の操作信号に基づいて、ズーム操作に対応した大きさの画枠電子画像に変更される。すなわち、この画枠電子画像変更では、ズーム操作に伴って変化する撮影可能範囲と一致するよう画枠を拡大または縮小する。
【００２２】
また、上述した画枠電子画像による画枠の虚像表示は、広角撮影時から望遠撮影時まで変動するものであるが、画枠が大きくなる広角撮影時においては、画枠の長手方向のみを規定する平行線が表示されるため、画像表示部２０及びコンバイナー３０に細長い形状を採用することが可能になる。従って、デジタルカメラ１０の全体を、たとえばペンシル型のように細長い形状として小型化することができる。この場合、広角撮影時においては、画枠の鉛直方向を規定する画枠線の表示はできないが、通常の撮影者は、水平方向のみが規定された画枠を見ることにより、鉛直方向を含む画枠全体を感覚的に認識することができるので、撮影上の問題はない。
このようにして小型化されたデジタルカメラ１０は、筆記具と略同様に、撮影者が胸ポケット等に差し込んで所持するなど、優れた携帯性を有するものとなる。
この結果、広範な観察範囲を自然に観察することができ、しかも、広範な観察範囲を対比しながら自然かつ直感的に撮像範囲を特定して撮影することができる小型で携帯性に優れたデジタルカメラ１０となる。
【００２３】
ところで、上述した実施形態では、撮影レンズ１３が本体１１の先端部中央にある場合に表示される画枠電子画像を図５に示して説明したが、たとえば図８及び図９に示すように、撮影レンズ１３の位置が中央部と異なる場合には、パララックス補正を実施した画枠電子画像を画像表示装置２０の表示面２１に表示することが好ましい。
図８に示すデジタルカメラ１０Ａでは、撮影レンズ１３が本体１１の先端部下方に設けられている。この場合のパララックス補正で、表示面２１の左側に表示される実線表示の画枠線Ｒ１１を基準とし、右側の画枠線Ｌ１１〜Ｌ１５については、ズーム操作により実線表示の画枠線Ｒ１１から破線表示のＲ１５のように、徐々に画枠面積を狭めながら表示面２１の左側下方へ移動するようになっている。
【００２４】
また、図９に示すデジタルカメラ１０Ｂでは、撮影レンズ１３が本体１１の先端部上方に設けられている。この場合のパララックス補正では、表示面２１の左側に表示される実線表示の画枠線Ｒ２１を基準とし、右側の画枠線Ｌ２１〜Ｌ２５については、ズーム操作により実線表示の画枠線Ｒ２１から破線表示のＲ２５のように、表示面２１の左側上方へ向けて画枠面積を狭めながら移動するようになっている。
また、上述したデジタルカメラと同様の機能は、たとえばデジタルカメラ機能を備えた携帯電話機等のような携帯情報端末にも適用することが可能である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る携帯情報端末の一例として、デジタルカメラの一実施形態を示す図で、（ａ）は撮影状態を示す外観斜視図、（ｂ）は撮影時における画枠表示例を示す図である。
【図２】図１（ａ）のデジタルカメラについて、非撮影時の格納状態を示す外観斜視図である。
【図３】図１（ａ）のデジタルカメラを用いて撮影者が撮影している状態を示す斜視図である。
【図４】図１（ａ）のデジタルカメラにおいて、半透過型光学素子による画枠表示の説明図である。
【図５】図１（ａ）のデジタルカメラにおいて、画像表示部に表示される画枠電子画像の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態に示したデジタルカメラのブロック図である。
【図７】図６の制御部における画枠変更のフローチャートである。
【図８】撮影レンズが下側に設けられた場合のパララックス補正を示す図である。
【図９】撮影レンズが上側に設けられた場合のパララックス補正を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    デジタルカメラ
１１    本体
１１ａ    開口部
１２    筐体
１３    撮影レンズ
１４    シャッタースイッチ
１５ａ，１５ｂ    ズーム操作部
２０    画像表示装置（画像表示部）
２１    表示面
２２    支持部材
３０    コンバイナー（半透過型光学素子）
３１    反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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