JP2013118544A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の撮影機能において、従来のシャッターを押したときに手ブレが生じやすいとう課題があった。
【解決手段】カメラ画像から指などが映った撮影前状態を検出したのち、撮影前状態が未検出状態に変わった瞬間に撮影を開始する。これにより、通常撮影時や自分撮り撮影時に、カメラの数を必要以上に増やすことなく手ブレが生じにくいシャッター機能を実現する。−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話や携帯端末やデジタルカメラなどの電子機器の撮像装置に関するものである。

従来のカメラを有する携帯電話や携帯端末やデジタルカメラにおいて、撮影開始のキッカケとなるシャッターは、物理的キースイッチやタッチパネルを用いたキーを使用することが一般的である。

上記の携帯端末やデジタルカメラの多くは、カメラの撮影方向と反対側に設置されたプレビュー用の表示素子（＝液晶ディスプレイ）を備えており、ユーザは液晶ディスプレイにカメラのプレビュー画像の表示を参考にしながら撮影を行うことができる。

図１０に従来の携帯端末の撮影方法の一例を示す。表示素子のタッチパネルを指でタッチしたときに撮影が行われる。

自分撮り撮影時には、液晶ディスプレイ面と同じ向きに設置された第二のカメラを用いて撮影する場合がある。このときは通常撮影用（第一のカメラ）と自分撮り用（第二のカメラ）の二つのカメラを備える必要がある。

第二のカメラを用いずに自分撮り撮影を行う方法として、例えば特許文献１に記載されている方法がある。

自分（＝ユーザ）を含まない背景画像を事前に撮影し、その背景画像に対して、所望の位置に自分が配置されるように、ユーザに向けて音声などを用いてカメラ撮影向きを誘導する機能を有する。ユーザの位置が所望の位置とサイズと一致したときに自動的にシャッターを切る。

特開２０１１−０１９０５１号公報

従来の物理的キースイッチやタッチパネルを用いたカメラのシャッターは、シャッターを切るときに、端末が動いて手ブレが生じやすいという課題があった。

また、自分撮り撮影では、シャッター用キーがカメラと反対側に配置されているため、押しずらかった。

また、従来の自分撮り用のカメラを有する携帯端末では、通常撮影用と自分撮り用の２つのカメラが必要となって、端末の薄型化や大型化に不利であった。

従来の特許文献１に記載された、指の動きを検出してクリック動作などのキー操作を実行する方法は、指の動きを検出するため各指にセンサを装着する必要があった。

また、従来の特許文献１に記載された方法は、背景画像を事前に撮影する手間がかかることと、自分を背景に対して所望の位置に誘導するのに時間がかかるという課題があった。

本発明は、撮影時に手ブレが生じにくく、自分撮り撮影においてカメラの数を増やすことなく、通常撮影または自分撮り用シャッタ機能を実現することを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。

本発明は、第一カメラと、前記第一カメラで取得したプレビュー画像から撮影前状態を検出する撮影前状態検出手段を有し、前記撮影前状態検出手段で前記撮影前状態を検出した後で、かつ、前記撮影前状態が検出から未検出になった直後に、前記第一カメラの撮影を開始する。

この構成により、例えば、カメラ前に手や指などをかざしたのち、手や指をカメラからずらす動作を行うことでシャッタ機能が実現できるため、自分撮り及び手ブレが小さい撮影が可能となる。

また、本発明は、前記撮影前状態は、前記第一カメラのプレビュー画像の中心を含む所定割合以上の画素の画素値が、所定値誤差以下の精度で一様であるときに撮影前状態と検出する。

この構成により、撮影前のスタンバイ状態を検出することができる。

また、本発明は、前記撮影前状態を検出する前のプレビュー画像による、自動露出調整情報または、自動焦点調整情報を保持し、前記撮影前状態の前記未検出になった後の前記第一カメラの撮影時に、前記自動露出調整情報または、前記自動焦点調整情報を用いる。

この構成により、正確な自動露出調整または自動焦点調整情報を用いて撮影ができる。

また、本発明は、前記第一カメラとほぼ同一方向の撮影を行う第二カメラと、前記第一カメラの第一カメラプレビュー画像と前記第二カメラの第二カメラプレビュー画像の類似度検出手段を有し、前記撮影前状態検出手段は、前記類似度検出手段の出力結果の類似度が所定値より低いことを検出したときに、前記撮影前状態を検出と判定する。

この構成により、自分撮り及び手ブレの少ない３Ｄ撮影のシャッター機能が実現できる。

また、本発明は、前記撮影前状態を検出する前のプレビュー画像による、自動露出調整情報または、自動焦点調整情報を保持し、前記撮影前状態の前記未検出になった後の前記第一カメラ、及び前記第二カメラの撮影時に、前記自動露出調整情報または、前記自動焦点調整情報を用いる。

この構成により、正確な自動露出調整または自動焦点調整情報を用いて撮影ができる。

また、本発明は、前記類似度が低いことを検出したときに、前記第一カメラの前記自動焦点調整、または自動露出調整を開始し、前記自動焦点調整情報、または自動露出調整情報を前記第二カメラの調整に用いる。

この構成により、正確な自動露出調整または自動焦点調整情報を用いて撮影ができる。

また、本発明は、前記第二カメラのカバーが前記撮像装置の筐体面よりも奥に引っ込んで配置されている。

この構成により、第二カメラに手や指が触れて画質劣化することを抑制できる。

また、本発明は、前記撮影前状態を検出したときに、フォトライトが点灯または点滅する。

この構成により、ユーザが撮影前状態を知ることができる。

本発明によれば、撮影時に手ブレが生じにくく、自分撮り撮影においてカメラの数を増やすことなく、通常撮影または自分撮り用シャッタ機能が実現できる。

本発明の実施の形態１の携帯端末装置の撮影方法を示す図 本発明の実施の形態１の撮影前の画像を示す図 本発明の実施の形態１の携帯端末装置のブロック構成図 本発明の実施の形態１の撮影方法のフローチャート 本発明の実施の形態２の携帯端末装置の撮影方法を示す図 本発明の実施の形態２の撮影前の画像を示す図 本発明の実施の形態２の携帯端末装置のブロック構成図 本発明の実施の形態２の携帯端末装置の概略構造図 本発明の実施の形態２の撮影方法のフローチャート 従来の携帯端末装置の撮影方法を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の携帯端末装置の概略構造図と撮影方法である。

なお、本実施の形態１は、携帯端末装置を例に記載するが、パソコンやデジカメなど、カメラと表示素子を有する電子機器であっても構わない。

本実施の形態１の携帯端末装置１は、第一カメラ２と、第一カメラ２の撮影向きと反対側に液晶素子などの表示素子３を備えている。表示素子３はタッチパネル付きであっても構わない。

図１（１）は、第一カメラの通常撮影の起動時状態を示す。

次に、第一カメラの撮影視野を遮るように、指４を置いたときの図を図１（２）に示す。このとき、第一カメラのプレビュー画像から指４で遮られたことを検出することによって、撮影前状態検出手段が「検出」を判定し、撮影のスタンバイ状態とする。

次に、図１（３）に示すように、指４を第一カメラ視野から除いたときには、撮影前状態検出手段が「未検出」と判定する。この未検出をトリガーとして撮影を開始する。

図２（１）から（３）には、図１（１）から（３）における第一カメラ画像５（プレビュー画像）の一例を示す。図２（２）に示すように、第一カメラ画像５上に指が映ったときに撮影前状態検出手段が「検出」と判断する。

以下に、この撮影前検出手段における「検出」判断方法を説明する。

第一カメラの各フレームのプレビュー画像の座標（ｘピクセル，ｙピクセル）の画素の画素値を（Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ））とする。この中で、（Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ））の値が所定誤差（±ΔＲ、±ΔＧ、±ΔＢ）以下の誤差以内で一様な部分を探し出す。これを領域Ａとする。ＲＧＢ値の最大を２５６とすると、例えば、ΔＲ、ΔＧ、ΔＢ＝２５とすればよい。

図２（２）の指４が映っている斜線部分（これを領域Ｂとする）の画素値は、略一様と考えられるため、領域Ｂはほぼ領域Ａとほぼ同じ部分を示すことがわかる。

プレビュー画像全体に対する領域Ａの面積比をＰとすると、ＰがＰ０以上のときに撮影前状態検出手段は「検出」と判定する。例えば、Ｐ０＝０．５とすれば、指が画面全体に対して５０％以上を占めるときに「検出」となることを意味する。

上記では領域Ａを探すために、プレビュー画像の全ての画素についてＲＧＢ値の探索をしているが、画面上に指が覆われているかどうかの判断をすればよいので、画面上を一様に覆う数十点程度の画素に関してだけＲＧＢ値の探索を行っても構わない。これにより、処理量が大幅に低減できる。

また、上記は、第一カメラのプレビュー画像のフレームごとに撮影前状態の判定を行っているが、処理量を低減するために数フレームごとの判定でも構わない。

また、プレビュー画像の撮影前状態の「検出」が、連続数フレームで「検出」が続いた場合のみ、「検出」と判断してもよい。これにより、ユーザが意図しないシャッターが実行されることを抑制することができる。

次に、図２（２）の状態から、指が取り外され、図２（３）の状態になったときに撮影を開始する。

以上により、第一カメラの視野に指をかざした後、指をはずすという一連の動作により、カメラのシャッター機能が実現できる。

従来は、図１０に示すように、タッチパネルでシャッター操作をしたときに携帯端末が揺れて手ブレが生じていたのに対して、本実施の形態では、携帯端末装置に指が触れる必要がないため、手ブレが無いシャッター機能が実現できる。

なお、撮影前状態検出手段は、画素の一様な領域の割合を測定するため、指の代わりに手のひらやその他の物体を用いることも可能である。

図３には、本実施の形態の携帯端末のブロック構成図を示す。第一カメラ２の信号を撮影前状態検出手段６で、撮影前状態（＝スタンバイ状態）を検出する。撮影前状態の検出と未検出情報をもとに、制御手段７によってシャッター機能を実現する。

図４には、撮影方法の詳細なフローチャートを示す。

カメラ起動後、Ｓ１において、従来のカメラ撮影時と同様に、第一カメラのプレビュー画像を用いて自動露出調整や自動焦点調整を行う。なお、自動焦点調整が不要の場合には省略しても構わない。

自動露出調整と自動焦点調整が終わったら、その調整パラメータを保存する。なお、自動露出調整（と自動焦点調整）は、繰り返し実施している。パラメータが更新される度に最新の値に保存する。

次に、Ｓ２において、撮影前状態検出手段により、撮影前状態すなわち、スタンバイ状態かどうかを判定する。未検出の場合には、Ｓ１の始点に戻りＳ１とＳ２を繰り返す。これはフレームごとに行ってもよいし、数フレームおきに実施しても構わない。

Ｓ２の結果が「検出」の場合にはスタンバイ状態と判断し、自動露出調整（と自動焦点調整）を中断する（＝Ｓ３）。

すなわち、スタンバイ状態のプレビュー画像の自動露出調整（と自動焦点調整）は行わず、その以前に保存されている自動露出調整（と自動焦点調整）が有効となる。

次に、Ｓ４において、撮影前状態検出手段の判定を再開する。「検出」状態が維持されている場合には、Ｓ４の始点に戻りＳ４を繰り返す。判定結果が「未検出」になった瞬間に、シャッタをオン（ＯＮ）にして撮影を開始する。（＝Ｓ５）このとき、撮影時の自動露出調整（と自動焦点調整）パラメータは、スタンバイ状態を判定する前に保存されたパラメータを使用する。

スタンバイ状態では、カメラ画像に指が映っていて、撮影したい画像とは異なることから、スタンバイ前のパラメータを使用する必要がある。上記のＳ１とＳ３の処理を行うことによって、撮影したい画像のパラメータを保存することができ、撮影被写体と異なる指の影響を受けず、正確な自動露出及び自動焦点調整パラメータを用いた撮影が可能となる。

以上により、手ブレがないシャッター機能が実現できる。

なお、上記は、第一カメラによる通常撮影について記載したが、第一カメラによる自分撮り撮影時のシャッター機能でも同様に実現できる。第一カメラで自分撮りを行うときにはユーザにとって表示画面が見えないため、シャッタが押しにくかったが、上記により、手ブレがなく、容易なシャッター機能が実現できる。

（実施の形態２）
図５は本実施の形態２の携帯端末装置の概略構造図と撮影方法を示す。

携帯端末装置は、表示素子３の裏側に第一カメラ２と第二カメラ８からなる３Ｄカメラ９を備えている。

ここでは、自分撮り撮影の場合を記載するが、通常撮影でも同様である。

図５（１）は、３Ｄカメラの自分撮り撮影の起動時状態を示す。

次に、第二カメラの撮影視野を遮るように、指を置いたときの図を図５（２）に示す。

このとき、第二カメラのプレビュー画像から指で遮られたことを検出することによって、撮影前状態検出手段が「検出」を判定し、撮影のスタンバイ状態とする。

次に、図５（３）に示すように、指を第二カメラの視野から除いたときには、撮影前状態検出手段が「未検出」と判定する。この未検出をトリガーとして撮影を開始する。

図６（１）から（３）には、それぞれ、図５（１）から（３）における第一カメラ画像５（右カメラのプレビュー画像）と第二カメラ画像１１（左カメラのプレビュー画像）の一例を示す。

図６（２）に示すように、第二カメラ画像１１上に指が映ったときを撮影前状態検出手段が「検出」と判断する。

このときの「検出」判断方法を以下に説明する。

実施の形態１とは異なる検出方法を採用する。

３Ｄカメラの左右画像、すなわち、第一カメラ画像５と第二カメラ画像１１の比較を行い、類似度検出手段により画像の類似度を計算する。

類似度は、例えば、第一カメラ画像５と第二カメラ画像１１の相関演算を行い、相関係数ｒの絶対値｜ｒ｜を類似度とする。｜ｒ｜は１に近いほど類似しており、０に近いほど類似度が小さい。

第一カメラ画像５と第二カメラ画像１１の水平方向の相対位置をｘとし、類似度はｘを関数とする。｜ｒ｜＝｜ｒ｜（ｘ） 類似度を｜ｒ｜（ｘ）の最大値と定義する。

なお、第一カメラ画像５と第二カメラ画像１１の立体画像としての位置ずれ補正は実施済みであり、左右画像の縦ずれや画角の補正がされていることを前提とする。

例えば、類似度の判定値を０．７とし、類似度が０．７以上の場合には、左右画像の類似度が大きいと判断し、撮影前状態検出手段の結果は「未検出」とする。

一方、類似度が０．７より小さい場合には、左右画像の類似度が小さく、図６（２）に示すように、第二カメラ画像に指が映っていると判断し、撮影前状態検出手段の結果を「検出」とする。

相関演算の処理量を減らすために、左右画像を画素数が小さくなるようにリサイズしてから相関演算を行ってもよい。片側のカメラに指が映ったかどうかを判断すればよいため、画像の解像度は低くても構わないからである。

また、さらに、処理量を減らすために、左右画像の中心を中心とした小さい画像サイズで切り出したのち比較を行っても構わない。

また、プレビュー画像の撮影前状態の「検出」が、連続数フレームで「検出」が続いた場合のみ、「検出」と判断してもよい。これにより、ユーザが意図しないシャッターが実行されることを抑制することができる。

図７には、本実施の形態２の携帯端末のブロック構成図を示す。第一カメラ２と第二カメラ８の信号を撮影前状態検出手段６で、撮影前状態（＝スタンバイ状態）を検出する。ここで撮影前状態検出手段６は、上記で述べた類似度検出手段１２と同等のものである。さらに、撮影前状態の検出と未検出情報をもとに、制御手段７によってシャッター機能を実現する。

図８には、実施の形態２の携帯端末装置の概略構造図を示す。第一カメラ及び、または第二カメラの表面は、携帯端末装置の筐体面よりも奥に引っ込んでいる。すなわち、カメラに窪み１３が存在する。

これにより、上記の指を用いたシャッター機能を実施するときに、カメラ表面の透明カバーに指が触れることを抑制することができ、カメラ表面が汚れにくく、鮮明な画像撮影が可能となる。

また、第一カメラと第二カメラで撮影する被写体を明るくするために、ＬＥＤなどから構成されるフォトライト１０を備える。

次に、図９には、実施の形態２の撮影方法の詳細なフローチャートを示す。

なお、ここでは、指が第二カメラに映ることを想定して記載するが、第一カメラに映るときも同様である。

３Ｄカメラ起動後、Ｓ６において、従来のカメラ撮影時と同様に、第一カメラのプレビュー画像を用いて自動露出調整や自動焦点調整を行う。なお、自動焦点調整が不要の場合には省略しても構わない。

第一カメラの自動露出調整と自動焦点調整の調整パラメータを第二カメラの調整パラメータに利用する。第二カメラには、シャッタ機能のため指が映ることを想定すると、正確な調整パラメータが得られないからである。

なお、自動露出調整（と自動焦点調整）は、繰り返し実施している。その都度、パラメータが更新される。

次に、Ｓ７において、撮影前状態検出手段６により、撮影前状態すなわち、スタンバイ状態かどうかを判定する。未検出の場合には、Ｓ６の始点に戻りＳ６とＳ７を繰り返す。これはフレームごとに行ってもよいし、数フレームおきに実施しても構わない。

Ｓ７の結果が「検出」の場合にはスタンバイ状態と判断し、フォトライトを点灯または点滅させる（＝Ｓ８）。

フォトライト１０を点灯または点滅することで、自分撮り時でも、撮影スタンバイ状態をユーザが認識することが可能となる。

次に、Ｓ９において、撮影前状態検出手段の判定を再開する。「検出」状態が維持されている場合には、Ｓ９の始点に戻りＳ９を繰り返す。判定結果が「未検出」になった瞬間に、シャッタをオン（ＯＮ）にして撮影を開始する。（＝Ｓ１０）このとき、撮影時の第一カメラ及び第二カメラの自動露出調整（と自動焦点調整）パラメータは、第一カメラで保存された調整パラメータを使用する。

以上が実施の形態２の撮影方法のフローである。

以上により、３Ｄ撮影の自分撮り撮影時でも手ブレがないシャッター機能が実現できる。

なお、上記は、３Ｄカメラによる自分撮り撮影について記載したが、通常撮影時のシャッター機能でも同様に実現できる。

本発明は、携帯電話や携帯端末やデジタルスチルカメラなど、カメラを含む電子機器に用いられる撮影装置に利用可能である。

１ 携帯端末装置
２ 第一カメラ
３ 表示素子
４ 指
５ 第一カメラ画像
６ 撮影前状態検出手段
７ 制御手段
８ 第二カメラ
９ ３Ｄカメラ
１０ フォトライト
１１ 第二カメラ画像
１２ 類似度検出手段
１３ 窪み

Claims (8)

1. 第一カメラと、前記第一カメラで取得したプレビュー画像から撮影前状態を検出する撮影前状態検出手段を有し、
   前記撮影前状態検出手段で前記撮影前状態を検出した後で、かつ、前記撮影前状態が検出から未検出になった直後に、前記第一カメラの撮影を開始する撮像装置。
2. 前記撮影前状態は、前記第一カメラのプレビュー画像の中心を含む所定割合以上の画素の画素値が、所定値誤差以下の精度で一様であるときに撮影前状態と検出する、請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮影前状態を検出する前のプレビュー画像による、自動露出調整情報または、自動焦点調整情報を保持し、前記撮影前状態の前記未検出になった後の前記第一カメラの撮影時に、前記自動露出調整情報または、前記自動焦点調整情報を用いる、請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第一カメラとほぼ同一方向の撮影を行う第二カメラと、前記第一カメラの第一カメラプレビュー画像と前記第二カメラの第二カメラプレビュー画像の類似度検出手段を有し、
   前記撮影前状態検出手段は、前記類似度検出手段の出力結果の類似度が所定値より低いことを検出したときに、前記撮影前状態を検出と判定する、請求項１記載の撮像装置。
5. 前記撮影前状態を検出する前のプレビュー画像による、自動露出調整情報または、自動焦点調整情報を保持し、前記撮影前状態の前記未検出になった後の前記第一カメラ、及び前記第二カメラの撮影時に、前記自動露出調整情報または、前記自動焦点調整情報を用いる、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記類似度が前記所定値より低いことを検出したときに、前記第一カメラの前記自動焦点調整、または自動露出調整を開始し、前記自動焦点調整情報、または自動露出調整情報を前記第二カメラの調整に用いる、請求項４記載の撮像装置。
7. 前記第二カメラの前面カバーが前記撮像装置の筐体面よりも奥に引っ込んで配置されている、請求項４から請求項６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記撮影前状態を検出したときに、フォトライトが点灯または点滅する、請求項４から請求項７のいずれかに記載の撮像装置。

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