(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段を介して撮像された画像を表示可能な画像表示手段と、
カメラの水平方向の傾き角度及び撮影光学系の仰角方向の傾き角度を検出してカメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記画像表示手段に、カメラ自体の水平方向を示す水平基準線を表示させると同時に、前記姿勢検出手段の検出結果に応じて前記水平基準線に対する実際の撮影画面の水平方向の傾き具合と撮影光学系の仰角方向の傾き具合を示す情報を横方向の直線と縦方向の直線とが交差した格子状パターンの俯仰及び水平方向の傾斜の様子を描いた線画で表示させる表示制御手段と、
を備え、前記格子状パターンは、カメラ自体の水平方向と実際の撮影画面の水平方向とが合致し、かつ、撮影光学系の撮影光軸が水平面と平行になると、縦方向の直線が消え、前記水平基準線に重畳された直線として表示されることを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学像を電子画像データに変換して記録する電子カメラに係り、特に、撮影時にカメラを水平に保持することができる撮影支援技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−３０７３２３号公報には、水準器を備えた一眼レフカメラが開示されている。このカメラはファインダー内に水準器の表示部を有しており、水準器の表示を見ながらカメラの傾きを修正して正確な水平出しを行うことができる。また、特開平９−２４７５１２号公報に開示された電子カメラは、光学系と一体に動く方位測定手段を備えており、撮影時の方位、仰角、或いは回転角の情報を出力できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−３０７３２３号公報で提案されたカメラを実現するには、新たにカメラのファインダー内に姿勢表示用の装置を取り付ける必要がある。また、三脚などを利用して水平を調整する際には、ファインダーを覗き込まなければならず不便である。
【０００４】
特開平９−２４７５１２号公報では、撮影方向（仰角等）を表示及び記録可能な電子カメラが提案されているが、これは単に情報を記録するだけであり、撮影時にその情報を用いて補正するものではない。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カメラの構成上、特別な表示装置を追加することなく、撮影時のカメラ姿勢を知ることができ、水平出しを容易に行うことができる電子カメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【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に記載した発明に係る電子カメラは、光学像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して撮像された画像を表示可能な画像表示手段と、カメラの水平方向の傾き角度及び撮影光学系の仰角方向の傾き角度を検出してカメラの姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記画像表示手段に、カメラ自体の水平方向を示す水平基準線を表示させると同時に、前記姿勢検出手段の検出結果に応じて前記水平基準線に対する実際の撮影画面の水平方向の傾き具合と撮影光学系の仰角方向の傾き具合を示す情報を横方向の直線と縦方向の直線とが交差した格子状パターンの俯仰及び水平方向の傾斜の様子を描いた線画で表示させる表示制御手段と、を備え、前記格子状パターンは、カメラ自体の水平方向と実際の撮影画面の水平方向とが合致し、かつ、撮影光学系の撮影光軸が水平面と平行になると、縦方向の直線が消え、前記水平基準線に重畳された直線として表示されることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、カメラに内蔵又は外付けされた姿勢検出手段によって、撮影時のカメラ姿勢を検出し、画像表示手段に姿勢（傾き）依存で可変する傾き情報とカメラ自体の水平基準線とを同時に表示する。撮影者はこれら表示を参照して、カメラの傾きを容易に修正することができる。
【０００８】
請求項２に示した態様によれば、前記傾き情報として、前記姿勢検出手段の検出結果に従って前記水平基準線に対する傾き角度が可変する直線が表示され、カメラ自体の水平方向と実際の撮影画面の水平方向とが合致した場合には、前記可変する直線が前記水平基準線に重畳されて一本の直線として表示されることを特徴としている。この場合、姿勢依存で可変する直線と水平基準線を色分けして表示する態様が好ましい。撮影者は、これら二つの直線の差異を見ることにより、カメラの傾きを容易に認識することができる。更に、カメラ自体の垂直基準線も併せて表示させることにより、縦位置で撮影した時の水平出しも容易になる。
【０００９】
請求項３に示した態様によれば、前記姿勢検出手段は、撮影光学系の仰角方向の傾き角度（以下、あおり角度という。）を検出する手段を含み、前記表示制御手段は、前記姿勢検出手段で検出されるあおり角度に応じて前記画像表示手段にあおり状態を示す情報を表示させることを特徴としている。
【００１０】
傾きの軸を仰角方向まで拡張して、撮影光軸のあおり角度を検出し、画像表示手段において俯仰の様子を示す情報を表示する態様が好ましい。請求項４に示した態様は、前記あおり状態を示す情報として、横方向の直線と縦方向の直線とが交差した格子状パターンの俯仰の様子を描いた線画が表示されることを特徴としている。この場合、請求項５に示すように、前記撮影光学系の撮影光軸が水平面と平行（すなわち、あおり角度＝０°）になった場合には、前記格子状パターンの縦方向の直線が消え、前記水平基準線に重畳された直線として表示される態様も好ましい。
【００１１】
請求項６に記載の発明に係る電子カメラは、光学像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して撮像された画像を表示可能な画像表示手段と、撮影光学系の仰角方向の傾き角度（以下、あおり角度という。）を検出するあおり角度検出手段と、前記姿勢検出手段で検出されるあおり角度に応じて前記画像表示手段にあおり状態を示す情報を表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る電子カメラの好ましい実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るデジタルカメラの外観図である。カメラ１０の前面には、撮影レンズ１２、ファインダー窓１４、及びストロボ発光部１６が設けられ、カメラ上面には、シャッターボタン１８及び電源スイッチ２０が配設されている。グリップ部２２と反対側のカメラ側面には、メモリカード２４を装着するためのカードスロット２６が設けられている。
【００１４】
電源スイッチ２０は、モード切換スイッチと兼用されており、電源ＯＦＦとなる「ＯＦＦ位置」、静止画撮影モードで電源ＯＮとなる「撮影ＯＮ位置」、及び再生モードで電源ＯＮとなる「再生ＯＮ位置」の３ポジションを切り換え可能である。本例のような電源スイッチ（以下、電源兼用モードスイッチという。）２０に代えて、電源ＯＮ／ＯＦＦのみの電源スイッチと、静止画撮影モード及び再生モードを切り換えるモードダイヤル等のモード切換手段とを別々に設けてもよい。
【００１５】
図２は、カメラ１０の背面側外観図である。カメラ１０の背面には、ファインダー２８、液晶モニタ３０、ズームスイッチ３２、十字ボタン３４、メニューボタン３５、実行ボタン３６及びキャンセルボタン３７が設けられている。液晶モニタ３０は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、撮影した画像のプレビュー画やメモリカード２４から読み出した再生画像等を表示可能な画像表示手段である。また、十字ボタン３４を使用したメニューの選択や各メニューにおける各種項目の設定なども液晶モニタ３０の表示画面を用いて行われる。
【００１６】
ズームスイッチ３２は、上下方向に操作可能なレバースイッチで構成され、該スイッチを上方向に操作することで望遠（TELE）方向にズーム移動し、下方向に操作することで広角（WIDE）方向にズーム移動する。十字ボタン３４は、上下左右の各方向を指示入力できるように構成された多機能ボタンであり、メニュー画面における各種設定項目の選択や設定内容の変更を指示する操作ボタンとして使用されるとともに、電子ズームの倍率調整や再生コマの送り／戻しを指示する手段として用いられる。
【００１７】
メニューボタン３５は、各モードの通常画面からメニュー画面へ遷移させる時に使用される。実行ボタン３６は、選択内容の確定、処理の実行（確認）指示の時などに使用される。キャンセルボタン３７は、メニューから選んだ項目の取消（キャンセル）や一つ前の操作状態に戻る時などに使用される。撮影者は、ファインダー２８又は液晶モニタ３０に映し出されるリアルタイム画像（スルー画）を確認しながら、ズームスイッチ３２を操作して画角を決定し、シャッターボタン１８を押下して撮影を行う。
【００１８】
図３はカメラ１０の構成を示すブロック図である。撮影レンズ１２を通過した光は、シャッター兼用絞り機構３８によって光量が調節された後、撮像デバイス４０上に結像する。撮像デバイス４０には、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど種々のデバイスを適用できる。メカシャッターは、撮像デバイス４０から信号を読み出すときに撮像デバイス４０に光が入射してスミアが発生するのを防止するものであるが、撮像デバイス４０の構成により必ずしも必要なものではない。絞り機構については、単一の絞りのもの、又は複数の絞りが切り換え可能なものを適用できる。
【００１９】
撮像デバイス４０の受光面には、フォトセンサが平面的に配列されており、該受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。駆動回路４２は撮像デバイスドライバを含み、クロック発生器４４から与えられるタイミング信号に基づいて撮像デバイス４０を作動させる。また、駆動回路４２は、撮影レンズ１２、シャッター兼用絞り機構３８及びストロボ発光部１６の駆動回路を備えたブロックであり、ＣＰＵ５０により制御されている。
【００２０】
撮像デバイス４０の各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、駆動回路４２から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出され、アナログ信号処理部５２に送られる。アナログ信号処理部５２はサンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ信号処理部５２において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。
【００２１】
アナログ信号処理部５２から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器５３によりデジタル信号に変換された後、メインバス５４を介して一旦、メモリ５６に記憶される。メモリ５６に記憶された画像データは、デジタル信号処理部５８に送られる。デジタル信号処理部５８は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含む画像信号処理手段であり、ＣＰＵ５０からのコマンドに従って画像信号を処理する。
【００２２】
デジタル信号処理部５８に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ５６に書き戻される。撮影画像を表示出力する場合、メモリ５６から画像データが読み出され、デジタル信号処理部５８を介して表示用の所定方式に従った映像信号に変換される。こうして得られた映像信号は、モニタドライバ６０を介して液晶モニタ（ＬＣＤ）３０に出力される。
【００２３】
撮像デバイス４０から取り込んだ画像信号によってメモリ５６内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ３０に供給されることにより、液晶モニタ３０には撮影映像がリアルタイムに表示される。
【００２４】
操作部６２は、シャッターボタン１８、電源兼用モードスイッチ２０、十字ボタン３４その他の各種操作スイッチを含むブロックである。シャッターボタン１８が押下されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せられ、ＣＰＵ５０は、レリーズＯＮ信号を検知して記録用の撮像動作を実行する。すなわち、ＣＰＵ５０は、レリーズＯＮ信号の受け付けに応動して駆動回路４２を制御し、記録用の画像データの取り込みを開始するとともに、圧縮伸張回路６４にコマンドを送る。これにより圧縮伸張回路６４は、メモリ５６上の画像データをＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮する。
【００２５】
圧縮された画像データは、カードインターフェース６６を介してメモリカード２４に記録される。本例のカメラ１０では、画像データを保存する手段として、例えばスマートメディア（Solid-State Floppy Disk Card）が適用される。記録メディアの形態はこれに限定されず、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどでもよく、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合わせによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。異種、同種の記録メディアを問わず、複数の媒体を装着可能な構成にしてもよい。また、画像を保存する手段は、リムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。内部メモリに画像を保存する態様の場合、データをパソコン等の外部機器に転送するための通信用インターフェースが設けられる。
【００２６】
再生モード時には、メモリカード２４から画像データが読み出され、読み出された画像データは、圧縮伸張回路６４によって伸張処理された後、メモリ５６を介して液晶モニタ３０に再生出力される。
【００２７】
ＣＰＵ５０は、カメラ１０の制御部であり、タイマー６８、クロック発生器４４その他の周辺回路と接続されるとともに、制御バス７０を介してメモリ５６、デジタル信号処理部５８、モニタドライバ６０、圧縮伸張回路６４、操作部６２、駆動回路４２及び姿勢検出装置７４等の各ブロックと接続される。ＣＰＵ５０は操作部６２から受入する入力信号に基づき、対応する回路の動作を制御するとともに、液晶モニタ３０における表示の制御、ストロボ発光制御、オートフォーカス（ＡＦ）制御、自動露出（ＡＥ）制御及び記録処理の制御など撮影動作の制御を行う。
【００２８】
ＣＰＵ５０は、シャッターボタン１８の「半押し」操作に応動して取り込んだ画像データから焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいて駆動回路４２を制御して撮影レンズ１２を合焦位置に移動させる一方、シャッター兼用絞り機構３８を制御するとともに、撮像デバイス４０の電荷蓄積時間を制御する。
【００２９】
姿勢検出装置７４は、カメラ１０の姿勢を検出する手段であり、例えば、水準器、重力センサ、ジャイロセンサなどを用いることができる。姿勢検出装置７４で得られた検出信号はＣＰＵ５０に送られる。ＣＰＵ５０は、姿勢検出装置７４から受入した検出信号に基づいてカメラ１０の傾き角度を計算し、その計算結果から液晶モニタ３０に表示すべき水平撮影補助用の直線（以下、水平撮影補助線という。）の式を求め、該直線を表示するためのデータを生成する。
【００３０】
傾き角度のデータに応じて生成される水平撮影補助線のデータは、モニタドライバ６０を介して液晶モニタ３０に送られ、モニタ画面に水平撮影補助線が表示される。
【００３１】
図４（ａ）にはカメラ１０を傾けて撮影したときの液晶モニタ３０の表示例が示されている。同図では、液晶モニタ３０の画面を正立させて示してあるが、撮影者側から見てカメラ１０上部を左側に倒したときの画面例である。
【００３２】
図４（ａ）中符号８０で示した直線は、姿勢検出装置７４の検出する傾き角度に応じて表示される水平撮影補助線であり、例えば、黄色の線で表示される。符号８２で示した直線はカメラ自体の水平線（以下、水平基準線という。）であり、モニタ画面の中央に固定線として表示される。水平基準線８２は、例えば、青色の線で表示される。線の表示色は上記例に限定されず、それぞれの線を見分けやすく色分けする態様が好ましい。また、ユーザが線の表示色を自由に選択できるように構成してもよい。
【００３３】
カメラ１０の傾き角度を変えると、その姿勢に応じて水平基準線８２に対する水平撮影補助線８０の傾き角度が変更される。カメラ１０が水平に保持されると、図４（ｂ）に示したように、水平撮影補助線８０が水平基準線８２と一致して一本の直線として表示される。これにより、撮影者は、撮影時のカメラ姿勢を認識することができ、水平出しを容易に行うことができる。なお、図４では、水平撮影補助線８０と水平基準線８２とは、撮像した映像（スルー画）と同時に表示されるが、スルー画を非表示とした状態で水平撮影補助線８０及び水平基準線８２を表示することもできる。
【００３４】
また、図示しないが、水平基準線８２のみならず、カメラ自体の垂直線（垂直基準線）も併せて液晶モニタ３０に表示させる態様も好ましい。垂直基準線を表示することにより、縦位置で撮影した時の水平出しが容易になる。更に、姿勢検出装置７４で検出されるカメラ姿勢に応じて傾きが変動する縦方向の撮影補助線を表示させる態様も可能である。垂直基準線、水平基準線、縦方向の撮影補助線、水平撮影補助線のうち少なくとも一つについて表示／非表示を切り換える手段を付加する態様や、これら基準線及び補助線のうちから表示させるものを任意に選択できる手段を付加する態様も可能である。
【００３５】
上記した実施形態の変形例として、カメラ１０の傾きを検出する軸を水平方向のみならず仰角方向に拡張する態様も好ましい。すなわち、姿勢検出装置７４によって撮影光軸（撮影レンズ１２の光軸）のあおり角度を検出し、検出されたあおり角度のデータに基づいて液晶モニタ３０の画面上に俯仰の具合を直感的に把握可能な表示を行う。図５乃至図８にその表示例を示す。
【００３６】
図５はカメラ１０の撮影光軸がやや下を向いた状態の表示例であり、図６は図５の状態から更に下を向いた状態の表示例である。これらの図面に示したように、液晶モニタ３０の画面において、横方向の直線と縦方向の直線とが交差した格子状パターン８４の俯仰の様子を描いた線画が表示され、カメラ１０のあおり角度に応じて格子状パターン８４の表示内容（見下ろした様子又は見上げた様子を示す台形型線画）が変更される。撮影光軸を上に向けたときには、台形型の格子状パターン８４が上下逆の形になる。
【００３７】
図７は、図５に示した状態から更にカメラ１０上部を撮影者側から見て左側に倒したときの画面例である。図７に示したように、カメラ１０を水平線に対して傾けると、その傾き角度に応じて水平基準線８２に対する格子状パターン８４の傾き角度が変更されて表示される。
【００３８】
カメラ１０の撮影光軸が真正面に向き、且つカメラ１０が水平に保持されると、図８に示したように、格子状パターン８４が水平基準線８２と一致して一本の直線として表示される。なお、撮影光軸が真正面を向いた状態（あおり角度＝０°）で、水平方向についてカメラ１０が傾いている場合には、図４と同様の表示内容になる。
【００３９】
図５乃至図８で説明したように、液晶モニタ３０の画面上において、三次元的な図形を利用した表示形態によってカメラ姿勢の情報（傾き情報）を表示するようにしたので、撮影者は撮影光軸のあおり角度及びカメラ１０の傾き角度を直感的に把握することができ、撮影時のカメラ姿勢を容易に補正することが可能になる。
【００４０】
本発明の実施に際してカメラの傾き情報を表示する方法は、上述した水平撮影補助線８０や格子状パターン８４の例に限定されない。例えば、液晶モニタ３０の画面右上などの適当な場所にカメラの姿勢（傾き）情報を示すための図像を表示させ、カメラ姿勢に応じて図像の表示を変更する態様も可能である。また、図像に代えて、又はこれと併せて傾き角度の数値やレベルブロック（インジケータ）などを表示する態様もあるが、撮影者が一見して認識できるような形態とすることが好ましい。
【００４１】
上述した実施形態では、静止画記録用のデジタルカメラを例に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、静止画及び動画を記録可能なデジタルカメラやビデオカメラ等、光学像を電気信号に変換して電子映像信号を得る電子カメラに広く適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カメラに設けた姿勢検出手段によってカメラ姿勢を検出し、画像表示手段の画面上にカメラ自体の水平基準線と、カメラ姿勢に依存して可変する傾き情報と、を同時に表示するようにしたので、撮影者はこれら表示を参照することでカメラの傾きを容易に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るデジタルカメラの正面側外観図
【図２】本実施形態に係るデジタルカメラの背面側外観図
【図３】本例のデジタルカメラの構成を示すブロック図
【図４】液晶モニタの表示例を示す図であり、（ａ）はカメラを左に傾けたときの画面例、（ｂ）はカメラを水平に保持したときの画面例を示す図
【図５】撮影光軸の仰角方向の傾き情報を表示する例を示す図
【図６】図５の状態から更に撮影光軸を下に向けた状態を示す図
【図７】図５の状態からカメラを左に傾けた時の画面例を示す図
【図８】撮影光軸が真正面に向き、且つカメラが水平に保持された状態の画面例を示す図
【符号の説明】
１０…カメラ（電子カメラ）、１２…撮影レンズ、１８…シャッターボタン、２４…メモリカード、３０…液晶モニタ（画像表示手段）、４０…撮像デバイス（撮像手段）、５０…ＣＰＵ（表示制御手段）、７４…姿勢検出装置（姿勢検出手段、あおり角度検出手段）、８０…水平撮影補助線、８２…水平基準線、８４…格子状パターン
【図１】
0003896505.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003896505.tif 000005
【図５】
0003896505.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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