(57)【要約】【課題】実視野全体を確認しながら所望の撮影範囲を撮影できるとともに、撮影状態を確認して誤操作を防止できるデジタルカメラを提供すること。【解決手段】撮影光学系を介して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、この画像情報を記憶媒体に記憶して保存するデジタルカメラ１０が、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２０と、画像表示部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、本体１１が所定の撮像姿勢及び撮像位置にあることを検出して撮像操作を許可する誤操作防止手段とを備えている構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を介して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、
本体が所定の撮像姿勢及び撮像位置にあることを検出して撮像操作を許可する誤操作防止手段とを備えていることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項２】
前記誤操作防止手段が、本体の傾斜を検出して前記撮像姿勢を判断する撮像姿勢監視手段と、撮像者の瞳を画像処理で検出して本体の前記撮像位置を判断する撮像位置検出手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末。
【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で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。
また、デジタルカメラ自体が所定の撮影方向を向く姿勢になっているか、換言すれば、デジタルカメラ自体が正しい撮像姿勢にあり、かつ、撮影者の視線が正しい撮像位置にあるという所定の撮影状態になっているか否かを確認して、誤操作による無駄な撮影を防止することが望まれる。
【０００５】
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とともに、撮影状態を確認して誤操作を防止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の開発が望まれる。
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とともに、撮影状態を確認して誤操作を防止できる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、撮影光学系を介して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、本体が所定の撮像姿勢及び撮像位置にあることを検出して撮像操作を許可する誤操作防止手段とを備え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】
このような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、を具備して構成されているので、撮影者は半透過型光学素子を通して広範な観察範囲（外界像の実像）を自然に観察し、その実視野には画像表示部に表示された画枠電子画像の虚像が重畳される。従って、撮影者は、半透過型光学素子を通して見る実視野に重畳される画枠電子画像の虚像が画枠を規定するので、所望の撮像範囲を容易に認識して撮像することができる。
そして、本体が所定の撮像姿勢及び撮像位置にあることを検出して撮像操作を許可する誤操作防止手段を備えているので、所定の撮影状態にない場合は撮影操作をできなくして誤操作による撮影を防止することができる。
【０００８】
上記の携帯端末において、前記誤操作防止手段は、本体の傾斜を検出して前記撮像姿勢を判断する撮像姿勢監視手段と、撮像者の瞳を画像処理で検出して本体の前記撮像位置を判断する撮像位置検出手段とを備えていることが好ましく、これにより、撮像姿勢監視手段により本体が所定の撮像姿勢にあることを確認し、かつ、撮像位置検出手段により撮影者の視線が所定の撮像位置にあることを確認して、両方を確認することにより所定の撮像状態にあると判断することができる。
【発明の効果】
【０００９】
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画枠電子画像の虚像により所望の撮像範囲（画枠）を容易に認識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設定して撮影することができる。
また、誤操作防止手段で所定の撮影状態にないと判断した場合は撮影操作が許可されないため、誤操作による無駄な撮影を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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１６等、各種の操作スイッチ類を備えている。図示の例では、左右どちらの手でも操作できるようにするため、シャッタースイッチ１４及びズーム操作部１５ａ，１５ｂを本体１１の上下両側面部に設けてあるが、図１（ａ）には左手操作用が示されている。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。
【００１２】
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、たとえば本体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。
【００１３】
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、一対の画枠線Ｌ１１，Ｒ１１により画枠の上下及び左右を規定する。この画枠線Ｌ１１，Ｒ１１は、間隔をもって対向する平行な左右一対の鉛直線と、その両端部から中央側へ向けて直角に延びる水平線とを表示したものであり、撮影者は、画枠線Ｌ１１，Ｒ１１に囲まれた矩形の領域を画枠として認識することができる。なお、図示の画枠線Ｌ１１，Ｒ１１については、水平線の中央部は分断されているが、左右の鉛直線を連結する水平線とすることで完全な矩形の画枠を表示してもよい。
また、上述した一対の画枠線Ｌ１１，Ｒ１１は広角撮影時の最大画枠を示しており、撮影者がズーミング操作することにより、表示面２１の中心部側へ向けて、図中に想像線で示す画枠線Ｌ１２，Ｒ１２、Ｌ１３，Ｒ１３のように上下及び左右の四方向が段階的に変化して、あるいは無段階の連続した変化をして、最もズームアップした最小画枠の画枠線Ｌ１３，Ｒ１３まで縮小するようになっている。なお、このような画枠変化は、見える範囲と写る範囲とのズレを補正しない場合、すなわちパララックス補正を行わない場合である。
【００１４】
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の表面表示部２１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。なお、上記コンバイナー３０としては、上述の半透過型光学素子の他、たとえばハーフミラー、ホログラム素子などを採用することも可能であり、目的に応じてこれらの一つを適宜選択して採用することが可能である。
【００１５】
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、格納状態で表面表示部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と表面表示部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の表面表示部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。
【００１６】
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。この画枠電子画像は、たとえば図１（ｂ）に示すように、コンバイナー３０を通して撮影者の実視野に重畳される。この場合、撮影者に見える画枠は、図５に示した表面表示部２１の画枠線Ｌ１１，Ｒ１１が左右反転した虚像の画枠線Ｌ１１′，Ｒ１１′となり、実視界の実像に重畳される。
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。
【００１７】
本実施形態において、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の表面表示部２１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となる。
なお、コンバイナー３０は、図示しないヒンジ等を用い、本体１１に対して揺動自在に軸支されている。なお、コンバイナー３０は、略長方形に限らず楕円などの円形としてもよい。
【００１８】
そして、上述した構成のデジタルカメラ１０には、本体１１が所定の撮像姿勢及び撮像位置にあることを検出して撮像操作を許可する誤操作防止手段として、本体１１の傾斜を検出して撮像姿勢を判断する撮像姿勢監視手段と、撮像者の瞳を画像処理で検出して本体１１の撮像位置を判断する撮像位置検出手段とを備えている。
撮像姿勢監視手段は、本体１１の傾斜を検出する一対の傾きセンサ４０，４１を備えた構成とされる。一方の傾きセンサ４０は、本体１１の適所に設置され、本体１１の撮像姿勢（傾き）が水平方向において所定の範囲内にあるか否かを検出するものである。また、他方の傾きセンサ４１は、同じく本体１１の適所に設置され、本体１１の撮像姿勢が鉛直方向において所定の範囲内にあるか否かを検出するものである。すなわち、一対の傾きセンサ４０，４１は、所定の撮像姿勢を基準とする本体１１の水平方向及び鉛直方向の傾きを検出するとともに、その検出結果から現状の撮像姿勢が所定の範囲内にあることを判断するものである。
【００１９】
撮像位置検出手段は、撮像者の瞳を撮像する瞳検出カメラ５０を備えている。この瞳検出カメラ５０は、本体１１が所定の撮像位置にあるとき、撮像範囲内に撮像者の瞳が存在するように配置される。図示の例では、本体１１が所定の撮像位置にある時、すなわち撮像者に撮影する意志があって本体１１を所定の撮影位置に構えた時、図４に二点鎖線で示すように、コンバイナー３０の反射面３１に反射した撮像者の瞳を撮像する位置に設けられている。この場合、瞳検出カメラ５０は、正しい撮影姿勢で撮影者の瞳を撮像可能な所定の撮像位置に、具体的には本体１１に設けられた開口部１１ａの後端部側となる壁面に配設されているが、これに限定されることはない。
【００２０】
上述した傾きセンサ４０，４１及び瞳検出カメラ５０は、図６に示すように、デジタルカメラ１０の制御部１と接続されている。この制御部１には誤操作防止部２が設けられ、傾きセンサ４０，４１の検出結果が誤操作防止部２内の撮像姿勢監視部３に入力されるようになっている。また、瞳検出カメラ５０は、誤操作防止部２内の撮像位置検出部４に接続されており、撮像した画像データが入力されるようになっている。
【００２１】
以下、上述した誤操作防止部２内の制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。
最初のステップＳ１で撮影モードが選択されると、次のステップＳ２において瞳検出を行う。この瞳検出は、瞳検出カメラ５０で撮像した画像データを撮像位置検出部４に入力し、画像処理により撮像者の瞳を検出するものである。ここで瞳が検出されると、撮像者が撮影意志をもって所定の撮像位置にあると、換言すれば、撮像者とデジタルカメラ１０とは撮影するのに適切な位置関係にあると判断できる。
次のステップＳ３に進むと、本体１１の姿勢検出を行う。この姿勢検出は、傾きセンサ４０，４１で検出し撮像姿勢監視部３に入力された検出結果に基づいて、本体１１の撮像姿勢を判断するものである。すなわち、水平方向及び鉛直方向の傾きが所定の範囲内にある小さなものであれば、本体１１が所定の撮像姿勢にあると判断できる。
【００２２】
上述したステップＳ２，Ｓ３の検出結果を受けて、次のステップＳ４では所定の撮影許可条件を満たしているか否かを判断する。すなわち、瞳検出カメラ５０で検出した撮像位置、及び傾きセンサ４０，４１で検出した撮像姿勢が所定の条件を満たしていると判断された場合には、所定の撮影許可条件が満たされたものとして「ＹＥＳ」のステップＳ５に進む。
こうして次のステップ５に進むと、シャッタースイッチ１４の操作が有効な撮影ロック解除となるので、最後のステップＳ６に進んで撮影が行われる。
【００２３】
一方、上述したステップＳ４において、所定の撮影許可条件が満たされていないと判断した「ＮＯ」の場合には、瞳検出を行うステップＳ２に戻り、以下ステップＳ４で所定の撮影許可条件が満たされて「ＹＥＳ」となるまで、瞳検出（ステップＳ２）及び姿勢検出（ステップＳ３）を繰り返す。
このような制御を行うことにより、デジタルカメラ１０が所定の撮影許可条件を満たしていない場合はシャッタースイッチ１４を操作できないので、撮影する意志がないにもかかわらず誤って無用の撮影操作がなされるような誤操作を防止できる。
【００２４】
ところで、上述した実施形態においては、瞳検出カメラ５０がコンバイナー３０の反射面３１に反射した撮像者の瞳を撮像し、その画像データを画像処理することで撮像位置を判断していたが、以下に説明するような変形例も可能である。
図８に示す第１変形例では、瞳検出カメラ５０が直接、撮像者の瞳を撮像できる位置に瞳検出カメラ５０を設けてある。図示の例では、本体１１に設けられた開口部１１ａの前端部側となる壁面近傍に瞳検出カメラ５０が取り付けられている。
また、図９に示す第２変形例のように、コンバイナー３０の先端部に取り付けた瞳検出カメラ５０で直接、撮像者の瞳を撮像するようにしてもよい。
なお、第１変形例及び第２変形例においても、撮像した画像データを画像処理して撮像位置を判断することは同じである。
【００２５】
このように、上述したデジタルカメラ１０の撮影状態では、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、表面表示部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ようになる。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応じて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。
【００２６】
また、傾きセンサ４０，４１及び瞳検出カメラ５０の入力に基づいて、誤操作防止部２でデジタルカメラ１０が所定の撮影状態にないと判断した場合は、撮影操作の許可が得られないので、誤操作による無駄な撮影を確実に防止することができる。
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】
【００２７】
【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第１の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関する半透過型光学素子による画枠表示及び反射した瞳の撮像に関する説明図である。
【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】誤操作防止手段の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示した誤操作防止手段の制御を示すフローチャートである。
【図８】瞳検出カメラの配設位置に関する第１変形例を示す図である。
【図９】瞳検出カメラの配設位置に関する第２変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    制御部
２    誤操作防止部
３    撮像姿勢監視部
４    撮像位置検出部
１０    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）
３０    コンバイナー（半透過型光学素子）
３１    反射面
４０，４１    傾きセンサ
５０    瞳センサ
【図１】
2006197523.tif 000003
【図２】
2006197523.tif 000004
【図３】
2006197523.tif 000005
【図４】
2006197523.tif 000006
【図５】
2006197523.tif 000007
【図６】
2006197523.tif 000008
【図７】
2006197523.tif 000009
【図８】
2006197523.tif 000010
【図９】
2006197523.tif 000011