УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ Российский патент 2014 года по МПК H04N5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу управления перемещением фокуса с произвольным перемещением цели фокусировки в соответствии с операцией пользователя на устройстве фиксации изображения.

Уровень техники

В ряде современных устройств фиксации изображения, таких как цифровые видеокамеры и цифровые фотокамеры, имеется функция автоматической фокусировки на произвольном объекте, когда пользователь касается объекта на экране отображения, где отображается этот объект (например, выложенный патент Японии № 2011-039457).

В дополнение к функции фокусировки на желаемом объекте пользователи хотят представить зафиксированное видео в виде намеренно расфокусированного изображения. В дополнение, когда зону фокусировки обозначают с помощью касания экрана отображения, включающего в себя такие операционные средства, как сенсорная панель (см. выложенный патент Японии № 2011-039457), пользователь может временно закрыть пальцем или т.п. часть объекта съемки и упустить его перемещение или выражение лица.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеупомянутых проблем, и в нем реализован способ выполнения операции перемещения цели фокусировки для того, чтобы отрегулировать состояние фокусировки видео при фиксации посредством простой операции без потери фиксируемого объекта.

Для решения вышеупомянутых проблем настоящее изобретение обеспечивает устройство фиксации изображения, содержащее: блок фиксации изображения, сконфигурированный для фиксации изображения объекта через оптическую систему; блок отображения, сконфигурированный для отображения изображения, зафиксированного блоком фиксации изображения, на экране; блок определения, сконфигурированный для одновременного определения множества позиций касания на экране, где отображается изображение; и блок управления, сконфигурированный для управления плавной регулировкой состояния фокусировки в соответствии с изменением расстояния между первой определенной позицией касания и второй определенной позицией касания для того, чтобы изменить зону фокусировки.

Для решения вышеупомянутых проблем настоящее изобретение обеспечивает способ управления устройством фиксации изображения, которое содержит блок фиксации изображения, сконфигурированный для фиксации изображения объекта через оптическую систему; и блок отображения, сконфигурированный для отображения изображения, зафиксированного блоком фиксации изображения, на экране, причем способ содержит: этап одновременного определения множества позиций касания на экране, где отображается изображение; и этап управления плавной регулировкой состояния фокусировки в соответствии с изменением расстояния между первой определенной позицией касания и второй определенной позицией касания для того, чтобы изменить зону фокусировки.

Согласно настоящему изобретению можно выполнить операцию перемещения цели фокусировки для того, чтобы отрегулировать состояние фокусировки фиксируемого видео путем простой операции без потери фиксируемого объекта.

Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания примерных вариантов осуществления (со ссылками на прилагаемые чертежи).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема устройства фиксации изображения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид в перспективе, показывающий внешний вид устройства фиксации изображения согласно упомянутому варианту осуществления;

фиг.3А-3D - схематичные виды, показывающие пример операции управления перемещением фокуса согласно первому варианту осуществления;

фиг.4А-4B - схематичные виды, показывающие обработку управления перемещением фокуса в примере операции, показанном на фиг.3А-3D;

фиг.5 - вид, показывающий управление положением фокусирующей линзы в примере операции, показанном на фиг.3А-3B;

фиг.6А и 6B - блок-схемы последовательности операций управления перемещением фокуса согласно первому варианту осуществления;

фиг.7А-7D - схематичные виды, показывающие первый пример операции согласно второму варианту осуществления;

фиг.8А-8B - схематичные виды, показывающие обработку управления перемещением фокуса в первом примере операции;

фиг.9 - вид, показывающий управление положением фокусирующей линзы в первом примере операции;

фиг.10А-10D - схематичные виды, показывающие второй пример операции согласно второму варианту осуществления;

фиг.11А и 11B - схематичные виды, показывающие обработку управления перемещением фокуса во втором примере операции;

фиг.12 - вид, показывающий управление положением фокусирующей линзы во втором примере операции; и

фиг.13А и 13B - блок-схемы последовательности операций управления перемещением фокуса согласно второму варианту осуществления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления являются просто примерами практической реализации настоящего изобретения. Эти варианты осуществления следует должным образом модифицировать или изменить в зависимости от различных условий и структуры устройства, к которому применяется настоящее изобретение. Настоящее изобретение не следует ограничивать нижеследующими вариантами осуществления. Также части указанных вариантов осуществления, описываемых ниже, можно комбинировать надлежащим образом.

[Первый вариант осуществления]

Далее описывается вариант осуществления, в котором устройство фиксации изображения согласно настоящему изобретению применяется, например, к цифровой видеокамере (называемой далее «камера») для фиксации движущегося изображения.

<Конфигурация устройства>

Далее со ссылками на фиг.1 и 2 описывается конфигурация камеры 100 согласно этому варианту осуществления.

Обратимся к фиг.1, где оптическая система 101 сформирована из группы линз для изменения фокусного расстояния, диафрагмы, фильтра с нейтральной оптической плотностью (ND) и т.п. Ссылочная позиция 102 обозначает фокусирующую линзу. Блок 103 фиксации изображения включает в себя датчик изображения, такой как ПЗС (прибор с зарядовой связью) или КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), и сформирован из схемы выборки и хранения (схема S/H), схемы предобработки и т.п. Ссылочная позиция 104 обозначает блок обработки сигнала; ссылочная позиция 106 обозначает блок записи сигнала; и ссылочная позиция 107 обозначает носитель записи, например флэш-память. Блок 108 управления управляет работой всей камеры. Операционный элемент 109 сформирован из сенсорной панели емкостного типа или т.п. Блок 110 отображения сформирован из жидкокристаллической панели или т.п. и отображает видеосигнал, используемый пользователем для подтверждения объекта.

Количество света, получаемого от объекта через линзы оптической системы 101, регулируется диафрагмой и ND фильтром. В блоке 103 фиксации изображения на поверхности датчика изображения, воспринимающей свет, формируется изображение светом от объекта, так что этот свет аккумулируется в виде зарядов видеосигнала в результате фотоэлектрического преобразования. Видеосигнал, выдаваемый блоком 103 фиксации изображения, подвергается обработке выборки и хранения в схеме выборки и хранения. Этот видеосигнал подается в схему предобработки для выполнения обработки AGC (автоматическая регулировка усиления), обработки баланса черного, обработки баланса белого, обработки гамма-коррекции и т.п., а затем подается в блок 104 обработки сигнала. Блок 104 обработки сигнала выполняет обработку, коррекцию и т.п. видеосигнала на основе команды от блока 108 управления и выдает обработанный и скорректированный видеосигнал в блок 106 записи сигнала.

На основе команды от блока 108 управления блок 106 записи сигнала накладывает графический элемент, такой как рамка, на полученный видеосигнал и отображает его на блоке 110 отображения. Параллельно с этой обработкой блок 106 записи сигнала выполняет внутрикадровое кодирование или межкадровое кодирование видеосигнала и записывает его на носитель записи 107.

Операционный элемент 109 посылает данные о позиции, обозначенной пользователем, в блок 108 управления. Даже в том случае, когда пользователь обозначает одновременно множество позиций, это множество позиций может посылаться также одновременно. Блок 108 управления управляет работой всей камеры в целом в соответствии с содержимым полученных от пользователя обозначений.

Заметим, что в том случае, когда операционный элемент 109 включает в себя сенсорную панель, блок 108 управления может определить следующие операции на сенсорной панели: касание сенсорной панели пальцем или пером (далее это называется «касание»); удержание пальца или пера в контакте с сенсорной панелью (далее это называется «удержание»); перемещение пальца или пера без потери контакта с сенсорной панелью (далее это называется «перемещение»); отведение пальца или пера от сенсорной панели (далее это называется «отведение»); и состояние, в котором ничто не контактирует с сенсорной панелью (далее это называется «отсутствие касания»). Каждая операция и позиционные координаты пальца или пера, контактирующего с сенсорной панелью, посылаются в блок 108 управления. Блок 108 управления на основе полученной информации определяет, какая операция была выполнена на сенсорной панели. Что касается перемещения, то можно определить направление перемещения пальца или пера, движущегося по сенсорной панели, как по вертикали, так и по горизонтали на основе изменения позиционных координат. Операция, начинающаяся с касания сенсорной панели с последующим заранее определенным перемещением и отведением пальца или т.п., называется одним проходом. Операция быстрого прохода называется «прочерком» (flick). «Прочерк» представляет собой операцию быстрого перемещения пальца без потери контакта с сенсорной панелью на определенное расстояние с последующим его отведением. Другими словами, «прочерк» - это операция быстрого проведения по поверхности сенсорной панели при перемещении наподобие «прочерка». После определения перемещения на заранее определенное или большее расстояние с заранее определенной или большей скоростью с последующим отведением пальца можно определить, что был выполнен «прочерк». Если определено перемещение на заранее определенное или большее расстояние со скоростью ниже упомянутой заранее определенной скорости, то определяют, что имело место «перетаскивание». Здесь может быть использована сенсорная панель различных типов, например, резистивного типа, емкостного типа, сенсорная панель на основе поверхностных акустических волн, сенсорная панель инфракрасного типа, сенсорная панель на основе электромагнитной индукции, сенсорная панель на основе распознавания образов или сенсорная панель на основе оптических датчиков.

Блок 104 обработки сигнала выполняет обработку сигнала, обеспечивающую достижение контрастности видеосигнала, или обработку сигнала, обеспечивающую получение разности фаз, для того, чтобы получить оценочное значение фокуса.

При регулировке фокуса, направленной на получение контрастности, резкость изображения объекта, сформированного оптической системой 101, получают путем оценки видеосигнала с использованием заранее определенной функции. Затем регулируют положение фокусирующей линзы 102 на оптической оси, обеспечивая максимальное значение резкости. В качестве оценочной функции добавляют абсолютное значение разности сигналов яркости между соседними пикселями в зоне определения фокуса или добавляют квадрат разности сигналов яркости между соседними пикселями в зоне определения фокуса. Поскольку зона определения фокуса может устанавливаться произвольно, исходя из видеосигнала, регулировку фокуса можно выполнить для произвольного местоположения объекта в фиксируемом изображении.

Обычно при вышеописанном определении фокуса на основе определения контрастности значение оценочной функции получают, плавно перемещая фокусирующую линзу 102. Таким образом, для регулировки фокуса требуется время, пока не будет найден фокус.

Однако при регулировке фокуса на основе получения разности фаз изображение объекта формируют с использованием двух световых лучей, которые прошли через разные участки линз оптической системы 101. Позиционную разность фаз между двумя изображениями объекта определяют на основе выходного сигнала датчика изображения и преобразуют ее в величину расфокусировки оптической системы.

Например, в качестве датчика разности фаз, предусмотренного отдельно от датчика изображения блока 103 фиксации изображения, предусмотрен датчик изображения для определения разности фаз, так что на поверхности датчика разности фаз, воспринимающей свет, формируется изображение, создаваемое расщепленным оптической системой 101 светом от объекта. В альтернативном варианте для формирования изображения объекта обеспечена оптическая система, отличная от датчика изображения блока 103 фиксации изображения. В этих случаях положение или диапазон для выполнения регулировки фокуса для объекта в фиксируемом изображении может быть ограничен в соответствии с количеством оптических систем датчиков разности фаз и положением или диапазоном, где обеспечена оптическая система или датчик разности фаз.

С другой стороны, в каждом пикселе датчика изображения блока 103 фиксации изображения обеспечено множество зон фотоэлектрического преобразования, что позволяет датчику изображения определить разность фаз. В этой конфигурации множество зон фотоэлектрического преобразования через микролинзы или т.п., обеспеченные на пиксельной основе, воспринимают два световых луча, которые прошли через разные участки линз оптической системы 101, для того, чтобы получить множество видеосигналов с разными фазами от датчика изображения и выполнить операцию определения разности фаз. В этом случае поскольку зона определения фокуса может быть установлена произвольно, исходя из видеосигнала, регулировку фокуса можно выполнить для произвольного местоположения объекта в фиксируемом изображении, как и при получении контрастности.

При вышеописанном определении фокуса на основе определения разности фаз искомое положение фокусирующей линзы 102 можно вычислить, получив величину расфокусировки. Следовательно, можно сократить время достижения фокуса по сравнению с вариантом определения контрастности.

Для получения оценочного значения фокуса блок 104 обработки сигнала произвольно устанавливает зону определения фокуса, исходя из видеосигнала, или устанавливает зону определения фокуса, используя способ, минимизирующий ограничение на определяемое положение или диапазон фокуса.

Результат, полученный путем оценки состояния фокуса («состояние в фокусе») с использованием вышеописанного типа определения фокуса, посылают в блок 108 управления в качестве оценочного значения фокуса. Блок 108 управления вычисляет величину передвижения фокусирующей линзы 102 на основе полученного оценочного значения фокуса и дает команду оптической системе 101 на приведение в движение фокусирующей линзы 102.

На фиг.2 представлен вид в перспективе, показывающий внешний вид камеры 100 согласно данному варианту осуществления. Операционный элемент 109, такой как сенсорная панель, интегрирован в блок 110 отображения, такой как жидкокристаллическая панель. Пользователь может обозначить желаемую зону посредством операции касания, подтверждая отображаемый объект или графический элемент, такой как рамка.

<Описание функционирования>

Далее со ссылками на фиг.3А-3D описывается операция, выполняемая пользователем, при управлении перемещением фокуса.

Обратимся к фиг.3А, где на блоке 110 отображения в качестве зафиксированного объекта отображена сцена с двумя персонажами - мужчиной и женщиной в цветущем поле. Рамка 101 указывает, что блок 108 управления выбрал область лица мужчины в рамке 101 в качестве текущей намеченной зоны регулировки фокуса (далее это называется «первая цель фокусировки»). В этом случае предполагается, что первая цель фокусировки действительно находится в фокусе. В последующем разъяснении предполагается, что пользователь выполняет операцию выбора цветущего поля с ближней стороны в качестве новой цели фокусировки (вторая цель фокусировки) и постепенного перемещения зоны фокусировки.

На фиг.3В пользователь указательным пальцем и большим пальцем одновременно касается двух позиций: рамки 301 и цветущего поля с ближней стороны, обозначая тем самым две точки на изображении, отображаемом на блоке 110 отображения. Рамка 302, отображаемая в зоне, обозначенной большим пальцем, указывает, что блок 108 управления определил, что местоположение объекта, окруженного рамкой 302, представляет вторую цель фокусировки, которая необходима пользователю.

На фиг.3С первая позиция касания, обозначенная указательным пальцем пользователя, сближается со второй позицией касания, обозначенной большим пальцем. Рамка 304 отображается на первой позиции касания, обозначенной перемещающимся указательным пальцем, указывая, что блок 108 управления отслеживает позицию касания, отображаемую пользователем. Блок 108 управления изменяет зону фокусировки в соответствии с позиционным соотношением между первой позицией касания и второй позицией касания. В частности, зона фокусировки постепенно перемещается в соответствии со скоростью изменения расстояния между первой зоной и второй зоной. В дополнение, в качестве направляющей от первой позиции касания, обозначенной в первый раз указательным пальцем, до рамки 302, указывающей вторую цель фокусировки, отображается стрелка 303.

На фиг.3D показан результат отображения после того, как первая позиция касания, обозначенная указательным пальцем пользователя, достигла рамки 302. Это указывает на то, что блок 108 управления выбрал местоположение объекта, находящегося в области, окруженной рамкой 302, в качестве новой второй цели фокусировки и что цветущее поле с ближней стороны находится в фокусе. Управление перемещением фокуса заканчивается, и рамки 301 и 304, а также стрелка 303 стираются.

Что касается формы каждой отображаемой рамки, то первая цель фокусировки до начала управления перемещением фокуса представлена прямоугольником из сплошных линий, первая цель фокусировки до перемещения на полпути посредством управления перемещением фокуса указана прямоугольником из пунктирных линий, а вторая цель фокусировки после перемещения указана пунктирной окружностью. Позиция касания во время перемещения указана малой пунктирной окружностью. Пользователь может легко подтвердить, выполняет ли блок 108 управления управление перемещением фокуса по назначению, наблюдая за видом каждой рамки.

<Управление положением линзы>

Далее со ссылками на фиг.4А-5 описывается обработка, инициирующая выбор блоком 108 управления цели фокусировки, исходя из двух точек, обозначенных в соответствии с операцией касания, выполненной пользователем на операционном элементе 109, и вычисление положения фокусирующей линзы 102 при управлении перемещением фокуса, показанном на фиг.3А-3D.

На фиг.4А показана схема обработки (когда пользователь обозначил две точки на экране), инициирующей определение блоком 108 управления следующей цели фокусировки, исходя из обозначенных первой и второй позиций касания. Пусть А является объектом, включенным в первую цель фокусировки в момент обозначения, а P₀ и Q₀ - две обозначенные точки. Пусть p - расстояние от зоны, где на экране отображается объект А, до точки Р₀, а q - расстояние от области, где на экране отображается объект А, до точки Q₀. Поскольку p меньше q и точка P₀ находится в пределах заранее определенного диапазона от объекта А (p<R), блок 108 управления определяет, что P₀ обозначает первую цель фокусировки. В дополнение, поскольку точка Q₀ отделена от объекта А на заранее определенное или большее расстояние (q>R), блок 108 управления определяет, что Q₀ обозначает вторую цель фокусировки. Из расстояния между точками P₀ и Q₀ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния D, которое используют для последующего управления положением фокусирующей линзы 102.

На фиг.4В показана схема обработки (когда пользователь переместил одну из обозначенных точек поближе к другой), инициирующая определение блоком 108 управления, исходя из этих двух обозначенных точек, параметра, подлежащего использованию для вычисления положения фокусирующей линзы 102. Начиная с двух точек P₀ и Q₀, обозначенных первый раз, эти две обозначенные точки отслеживаются в течение заранее определенного периода. Пусть P₁ и Q₁ являются двумя точками, обозначенными в данный момент времени. Из расстояния между точками P₁ и Q₁ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния d, которое используют в качестве параметра для вычисления положения фокусирующей линзы 102 вместе с ранее полученным расстоянием D.

На фиг.5 показано положение фокусирующей линзы 102. Положение на оптической оси, где фокальная длина является минимальной, представлено как min, а положение, где фокальная длина бесконечна, представлено как ∞. Пусть α - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на первой цели А фокусировки перед перемещением, обусловленным управлением перемещением фокуса; β - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на второй цели Q₁ фокусировки после перемещения, а γ - положение фокусирующей линзы 102 во время перемещения. Блок 108 управления управляет положением γ фокусирующей линзы 102 согласно выражению (α-β)·d/D+β.

<Процедура управления>

Далее со ссылками на фиг.6А и 6B описывается управление перемещением фокуса согласно первому варианту осуществления.

Обратимся к фиг.6А. где на этапе S601 блок 108 управления ожидает новую операцию обозначения со стороны пользователя.

На этапе S602 блок 108 управления определяет, имеется ли две или более позиции касания, обозначенные пользователем. Если обозначена одна позиция касания, то управление перемещением фокуса не выполняется. На этапе S603 цель фокусировки переводится в зону объекта, отображенного на обозначенной позиции касания, и процесс возвращается к этапу S601.

На этапе S604 блок 108 управления определяет, существует ли на данный момент цель фокусировки. Если цель фокусировки не существует, то управление перемещением фокуса не выполняется. На этапе S605 позиции касания, обозначенные пользователем, сортируют в порядке возрастания расстояния до центра экрана блока 110 отображения. На этапе S606 цель фокусировки устанавливают на место положения объекта, отображенного на позиции касания, ближайшей к центру экрана, и процесс возвращается к этапу S601.

На этапе S607 блок 108 управления сортирует позиции касания, обозначенные пользователем, в порядке возрастания расстояния до положения на экране текущей первой цели А фокусировки.

На этапе S608, если расстояние p между целью А фокусировки и позицией P касания, ближайшей к цели А фокусировки, оказывается вне заранее определенного диапазона (R), то это обозначение не подходит для управления перемещением фокуса. В результате блок 108 управления возвращается к этапу S601. Когда расстояние между целью А фокусировки и позицией Q касания, лежащей дальше всего от цели А фокусировки, не попадает в заранее определенный диапазон (этап S609), блок 108 управления возвращается к этапу S601.

На этапе S610 блок 108 управления устанавливает равным D начальное значение расстояния, полученного путем вычитания заранее определенной величины R из расстояния между позициями P и Q касания, и подставляет значение D вместо d во время перемещения.

Обратимся к фиг.6В, где блок 108 управления устанавливает положение фокусирующей линзы, обеспечивающей фокусировку на объекте А, равным α (этап S611) и подставляет α в качестве начального значения положения γ фокусирующей линзы во время перемещения (этап S612).

На этапе S613 блок 108 управления запускает режим управления перемещением фокуса. В этом режиме отображение рамок для первой цели А фокусировки перед перемещением, отображение объекта на позиции Q касания в качестве второй цели фокусировки после перемещения и отображение позиции P касания во время перемещения, а также отображение стрелки, указывающей направление, выполняется параллельно с последующей обработкой.

На этапе S614 блок 108 управления отслеживает позиции P и Q касания. Отслеживание выполняется в течение заранее определенного периода, причем условие успешного отслеживания состоит в том, чтобы изменение расстояния от предшествующей позиции касания не выходило за пределы заранее определенного диапазона. Здесь предполагается, что указанный заранее определенный период значительно короче времени, в течение которого позиция касания перемещается на заранее определенное расстояние.

На этапе S615 блок 108 управления определяет, является ли отслеживание позиций P и Q касания успешным. Если отслеживание для одной из позиций касания оказалось неудачным и эта позиция касания больше не присутствует, то местоположение объекта, отображаемого на позиции Q касания непосредственно перед моментом неудачного отслеживания, устанавливается в качестве цели фокусировки (этап S620), и управление перемещением фокуса заканчивается.

На этапе S616 блок 108 управления определяет, превышает ли расстояние между позициями P и Q касания заранее определенную величину R. Если это расстояние меньше или равно заранее определенной величине R, то на этапе S621 местоположение объекта, отображаемого на позиции Q касания, устанавливают в качестве цели фокусировки, и управление перемещением фокуса заканчивается.

На этапе S617 блок 108 управления обновляет расстояние d, полученное путем вычитания заранее определенной величины R из расстояния между позициями P и Q касания.

На этапе S618 блок 108 управления устанавливает положение фокусирующей линзы, которая фокусируется на местоположение объекта, отображаемого на позиции Q касания, равным β. На этапе S619 в качестве положения γ фокусирующей линзы во время перемещения подставляется (α-β)·d/D+β. Затем процесс возвращается к этапу S614.

На этапе S622 блок 108 управления выходит из режима управления перемещением фокуса, стирает рамки и стрелки, отображаемые управлением перемещения фокуса, и возвращается к этапу S601.

Как было описано выше, согласно этому варианту осуществления пользователь регулирует зону фокусировки фиксируемого видео путем простой операции, так что изменения происходят плавно при наблюдении за фиксируемым объектом. Это позволяет выполнять фиксацию изображения с расфокусировкой, что является преимуществом данного варианта осуществления.

[Второй вариант осуществления]

Далее описывается второй вариант осуществления изобретения. Описание конфигурации камеры согласно этому варианту осуществления опущено, поскольку она такая же, как в первом варианте осуществления, за исключением операции пользователя для управления перемещением фокуса и управления положением фокусирующей линзы в соответствии с этой операцией.

Ниже описываются примеры операции двух типов, где основное внимание уделено отличиям от первого варианта осуществления.

<Первый пример операции>

Первый пример операции управления перемещением фокуса камерой 100 согласно этому варианту осуществления описывается со ссылками на фиг.7А-7D. В первом примере операции пользователь выполняет операцию постепенного перемещения зоны фокусировки на новую цель фокусировки, как в первом варианте осуществления.

Обратимся к фиг.7А, где в качестве зафиксированного объекта отображена сцена с двумя персонажами - мужчиной и женщиной в цветущем поле, как на фиг.3А. Рамка 701 указывает, что блок 108 управления выбрал область цветущего поля с ближней стороны в качестве текущей первой цели фокусировки. В этом случае предполагается, что эта область действительно находится в фокусе.

На фиг.7В пользователь касается двух участков вокруг лица женщины указательным пальцем и большим пальцем, которые достаточно далеки друг от друга, обозначая тем самым две точки на изображении, отображаемом на блоке 110 отображения. На этих позициях касания отображаются рамки 703 и 704. Рамка 702, отображаемая в промежуточной области между ними таким образом, что она включает лицо женщины, указывает, что блок 108 управления определил, что упомянутая область представляет вторую цель фокусировки, которая необходима пользователю.

Хотя рамка 702 отображается в промежуточном месте между рамками 703 и 704 в приведенном выше описании, настоящее изобретение этим не ограничивается. Например, для изображения, отображаемого на блоке 110 отображения, может быть выполнена обработка по распознаванию лица. Если лицо находится между рамками 703 и 704, то можно обеспечить, чтобы рамка 702 окружала лицо. Если определено несколько лиц, то может быть окружено лицо, ближайшее к промежуточной точке между рамками 703 и 704.

На фиг.7С пользователь перемещает позиции касания, обозначенные указательным пальцем и большим пальцем, к лицу женщины. Рамки 703 и 704 отображаются на позициях касания во время перемещения, указывая, что блок 108 управления отслеживает позиции касания. Управление выполняется для плавного перемещения позиций касания в соответствии со скоростью изменения расстояния между позициями касания. В дополнение, отображаются стрелки 705 и 706 в качестве направляющих от позиций касания, обозначенных указательным пальцем и большим пальцем, к рамке 702, указывающей вторую цель фокусировки.

На фиг.7D показан пример отображения, когда расстояние между позициями касания, которые обозначил пользователь указательным пальцем и большим пальцем, меньше заранее определенной величины. Это указывает на то, что блок 108 управления выбрал рамку 702 в качестве новой цели фокусировки, и лицо женщины оказывается в фокусе. Управление перемещением фокуса завершается, и рамки 701, 703, 704 и 705, а также стрелки 705 и 706 стираются.

<Управление положением линзы>

Далее со ссылками на фиг.8А-9 описывается обработка, инициирующая выбор цели фокусировки, исходя из двух точек, обозначенных пользователем, и вычисление положения фокусирующей линзы 102 при управлении перемещением фокуса, показанном на фиг.7А-7D.

На фиг.8А показана схема обработки (когда пользователь обозначил на экране два участка пальцами, которые достаточно далеки друг от друга), инициирующая определение блоком 108 управления следующей цели фокусировки, исходя из обозначенных двух точек. Пусть А является объектом, включенным в первую цель фокусировки в момент обозначения, а P₀ и Q₀ - две обозначенные точки. Блок 108 управления определяет, что местоположение объекта, отображенного в промежуточной точке B₀ между точками P₀ и Q₀, обозначает следующую цель фокусировки. Из расстояния между точками P₀ и B₀ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния D, которое используют для последующего управления положением фокусирующей линзы 102.

На фиг.8В показана схема обработка (когда пользователь переместил две обозначенные точки для уменьшения расстояния между ними), инициирующая определение блоком 108 управления, исходя из этих двух обозначенных точек, параметра, подлежащего использованию для вычисления положения фокусирующей линзы 102. Начиная с двух точек P₀ и Q₀, обозначенных в первый раз, эти две обозначенные точки отслеживаются в течение заранее определенного периода. Пусть P₁ и Q₁ являются двумя точками, обозначенными в данный момент времени. Когда промежуточная точка B₁ между точками P₁ и Q₁ переместилась относительно первой промежуточной точки B₀, блок 108 управления устанавливает местоположение объекта, отображаемого в промежуточной точке B₁, как следующую цель фокусировки. Из расстояния между точками P₁ и B₁ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния d, которое используют в качестве параметра для вычисления положения фокусирующей линзы 102 вместе с ранее полученным расстоянием D.

На фиг.9 показано положение фокусирующей линзы 102. Положение на оптической оси, где фокальная длина является минимальной, представлено как min, а положение, где фокальная длина бесконечна, представлено как ∞. Пусть α - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на первой цели А фокусировки перед перемещением, обусловленным управлением перемещением фокуса; β - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на цели фокусировки после перемещения, а γ - положение фокусирующей линзы 102 во время перемещения. Блок 108 управления управляет положением γ фокусирующей линзы 102 согласно выражению (α-β)·d/D+β.

<Второй пример операции>

Далее со ссылками на фиг.10А-10D описывается второй пример операции управления перемещением фокуса, выполняемого камерой 100, согласно данному варианту осуществления. Во втором примере операции пользователь выполняет операцию постепенного перемещения точки фокуса для намеренного представления видео в расфокусированном состоянии, где объекты находятся не в фокусе, в отличие от первого примера.

Обратимся к фиг.10А, где в качестве зафиксированного объекта отображена сцена с двумя персонажами - мужчиной и женщиной в цветущем поле, как на фиг.7А. Рамка 1001 указывает состояние, в котором блок 108 управления выбрал область цветущего поля с ближней стороны, отображаемую в рамке в качестве текущей первой цели фокусировки.

На фиг.10В пользователь касается двух участков вокруг лица женщины указательным пальцем и большим пальцем, обозначая тем самым две точки на изображении, отображаемом на блоке 110 отображения. На этих позициях касания отображаются рамки 1003 и 1004. Рамка 1002, отображаемая в промежуточной области между ними так, что она включает лицо женщины, указывает, что блок 108 управления определил, что упомянутая область представляет вторую цель фокусировки, которая необходима пользователю. В этом случае управление перемещением фокуса выполняется не для фокусировки на второй цели фокусировки, поскольку пользователь потом выполняет операцию получения смазанного видеоизображения.

На фиг.10С пользователь раздвигает пальцы для перемещения позиций касания из состояния, в котором расстояние между позициями касания, обозначенными указательным пальцем и большим пальцем, меньше заранее определенной величины (см. фиг.10B), увеличивая тем самым расстояние между позициями касания. Рамки 1003 и 1004 отображаются на позициях касания, обозначенных перемещающимися указательным и большим пальцами, указывая, что блок 108 управления отслеживает позиции касания. Управление выполняется для плавной установки точки фокуса в состояние расфокусировки, когда расстояние между позициями касания возрастает. В дополнение, отображаются стрелки 1005 и 1006 в качестве направляющих от позиций касания, обозначенных указательным пальцем и большим пальцем, к позиции касания, где получают размытое видеоизображение.

На фиг.10D показан пример отображения, когда расстояние между позициями касания, которые обозначил пользователь указательным пальцем и большим пальцем, больше или равно заранее определенной величине. Рамки исчезают, указывая на то, что цель управления для блока 108 управления больше не присутствует. Одновременно управление перемещением фокуса завершается в состоянии расфокусировки, в котором фокусирующая линза 102 переместилась к месту с минимальной фокальной длиной, и все рамки и стрелки стираются.

<Управление положением линзы>

Далее со ссылками на фиг.11А-12 описывается обработка, инициирующая выбор блоком 108 управления цели фокусировки, исходя из двух точек, обозначенных в соответствии с операцией пользователя, и вычисление положения фокусирующей линзы 102 при управлении перемещением фокуса, показанном на фиг.10А-10D.

На фиг.11А показана схема обработки (когда пользователь обозначил на экране два участка пальцами, которые близки друг к другу), инициирующая определение блоком 108 управления следующей цели фокусировки, исходя из обозначенных двух точек. Пусть А является объектом, включенным в цель фокусировки в момент обозначения, а P₀ и Q₀ - две обозначенные точки. Блок 108 управления определяет, что местоположение объекта, отображенного в промежуточной точке B₀ между точками P₀ и Q₀, обозначает следующую цель фокусировки. Из расстояния между точками P₀ и B₀ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния D, которое используют в качестве параметра для последующего вычисления положения фокусирующей линзы 102. В этом примере, поскольку D меньше заранее определенной величины M-R, блок 108 управления обеспечивает перемещение точки фокуса в состояние расфокусировки, когда расстояние между двумя обозначенными точками окажется больше, чем в начальном состоянии.

На фиг.11В показана схема обработки (когда пользователь переместил две обозначенные точки для увеличения расстояния между ними), инициирующая определение блоком 108 управления, исходя из этих двух обозначенных точек, параметра, подлежащего использованию для вычисления положения фокусирующей линзы 102. Начиная с двух точек P₀ и Q₀, обозначенных в первый раз, эти две обозначенные точки отслеживаются в течение заранее определенного периода. Пусть P₁ и Q₁ являются двумя точками, обозначенными в данный момент времени, а B₁ - промежуточная точка между ними. Из расстояния между точками P₁ и B₁ вычитают заранее определенную величину (радиус R) для получения расстояния d, которое используют в качестве параметра для вычисления положения фокусирующей линзы 102 вместе с ранее полученным расстоянием D. Когда расстояние d достигло заранее определенной величины M, получают состояние расфокусировки, в котором фокусирующая линза 102 переместилась к минимальной фокальной длине.

На фиг.12 показано положение фокусирующей линзы 102. Пусть α - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на первой цели А фокусировки перед перемещением, обусловленным управлением перемещением фокуса; β - положение фокусирующей линзы, которая сфокусирована на второй цели B фокусировки после перемещения, а γ - положение фокусирующей линзы 102 во время перемещения. Блок 108 управления управляет положением γ фокусирующей линзы 102 согласно выражению (min-α)·(d-D)/(M-D)+α.

<Процедура управления>

Далее со ссылками на фиг.13А и 13B описывается управление перемещением фокуса согласно первому и второму примерам операции.

Обратимся к фиг.13А, где на этапах S1301-S1303 выполняется такая же обработка, как на этапах S601-S603 на фиг.6А.

На этапе S1304 блок 108 управления устанавливает равным D начальное значение расстояния, полученного путем вычитания заранее определенной величины R из расстояния между позицией P касания во время перемещения и промежуточной позицией B, находящейся между позицией P касания и другой позицией Q касания, и подставляет D в качестве значения d этого расстояния во время движения.

На этапе S1305 блок 108 управления определяет, меньше ли расстояние D, чем заранее определенная величина M-R. Если расстояние D меньше этой заранее определенной величины, то блок 108 управления подставляет 1 в качестве значения флага F расфокусировки на этапе S1306. Если расстояние D больше или равно заранее определенной величине, то блок 108 управления подставляет 0 в качестве значения флага F расфокусировки на этапе S1307. Этот флаг означает, что, когда расстояние между двумя позициями касания меньше заранее определенной величины, выполняется управление, обеспечивающее переход в состояние расфокусировки при последующей обработке путем перемещения позиций касания в сторону увеличения расстояния между этими позициями.

Блок 108 управления на этапе S1308 устанавливает равным α положение фокусирующей линзы, которая фокусируется на первой текущей цели А фокусировки, и подставляет α в качестве начального значения положения γ фокусирующей линзы во время перемещения (этап S1309).

На этапе S1310 блок 108 управления запускает режим управления перемещением фокуса. В этом режиме отображение рамок для первой цели А фокусировки перед перемещением, цели B фокусировки после перемещения и позиций P и Q касания во время перемещения, а также отображение направляющих стрелок выполняется параллельно с последующей обработкой.

Обратимся к фиг.13В, где на этапе S1311 блок 108 управления отслеживает позиции P и Q, обозначенные пользователем. Отслеживание выполняется в течение заранее определенного периода, причем условие успешного отслеживания состоит в том, чтобы изменение расстояния от предшествующей позиции касания не выходило за пределы заранее определенного диапазона. В ходе отслеживания также обновляется промежуточная позиция В между позициями P и Q касания.

На этапе S1312 блок 108 управления определяет, является ли отслеживание позиций P и Q касания успешным. Если отслеживание для одной из позиций касания оказалось неудачным и эта позиция касания больше не присутствует, то местоположение объекта, отображаемого на позиции В касания непосредственно перед моментом неудачного отслеживания, устанавливается в качестве цели фокусировки (этап S1313), и управление перемещением фокуса заканчивается.

На этапе S1314 блок 108 управления определяет, превышает ли расстояние между позициями P и В касания заранее определенную величину R. Если это расстояние находится в рамках заранее определенного диапазона R, то местоположение объекта, отображаемого на позиции В касания, устанавливают в качестве цели фокусировки (этап S1315), и управление перемещением фокуса заканчивается.

На этапе S1316 блок 108 управления определяет, меньше ли расстояние между позицией P касания и позицией В касания, чем заранее определенная величина R+M. Если это расстояние оказывается вне заранее определенного диапазона R+M, то положение γ фокусирующей линзы устанавливают в положение min фокусирующей линзы с минимальной фокальной длиной (этап S1317), и управление перемещением фокуса заканчивается. На этапе S1318 цель фокусировки не устанавливают.

На этапе S1319 блок 108 управления обновляет расстояние d, полученное путем вычитания заранее определенной величины R из расстояния между позицией P касания и позицией В касания.

На этапе S1320 блок 108 управления определяет, выполняются ли условия d<D и F=0. Если эти условия удовлетворяются, то выполняется обработка, связанная с постепенным перемещением точки фокуса к следующей цели фокусировки. Если указанные условия не удовлетворяются, то выполняется обработка, связанная с плавным перемещением точки фокуса в состояние расфокусировки.

Если упомянутые условия на этапе S1320 удовлетворяются, то блок 108 управления на этапе S1321 устанавливает положение фокусирующей линзы, которая фокусируется на позиции В, равным β. На этапе S1322 в качестве значения положения γ фокусирующей линзы во время перемещения подставляется значение согласно выражению (α-β)·d/D+β. Затем процесс возвращается к этапу S1311.

С другой стороны, если упомянутые условия на этапе S1320 не удовлетворяются, то блок 108 управления подставляет (min-α)·(d-D)/(M-D)+α в качестве значения положения γ фокусирующей линзы во время перемещения (этап S1323). Затем процесс возвращается к этапу S1311.

На этапе S1324 блок 108 управления выходит из режима управления перемещением фокуса, стирает рамки и стрелки, отображаемые управлением перемещения фокуса, и возвращается к этапу S1301.

Как было описано выше, согласно этому варианту осуществления можно намеренно представить видео в состоянии расфокусировки, в котором ни один объект не находится в фокусе. В дополнение, когда на экране отображения обозначена зона фокусировки с использованием операционного элемента, такого как сенсорная панель, пользователь может обозначить желаемую зону фокусировки без временного экранирования объекта-цели фокусировки пальцем или т.п., а значит без потери перемещения объекта или выражения лица.

Другие варианты осуществления

Аспекты настоящего изобретения можно также реализовать с помощью компьютера, входящего в состав системы или устройства (или с помощью таких устройств, как CPU или MPU), который считывает и выполняет программу, записанную в устройстве памяти, для выполнения функций вышеописанного варианта (вариантов) осуществления, либо с помощью способа, этапы которого выполняет компьютер, входящий в состав системы или устройства, например, путем считывания и выполнения программы, записанной в устройстве памяти, для выполнения функций вышеописанного варианта (вариантов) осуществления. С этой целью компьютер обеспечивается упомянутой программой, например, через сеть или с носителя записи различных типов, служащего в качестве устройства памяти (например, считываемый компьютером носитель). В указанном случае система или устройство, а также носитель записи, где хранится программа, включены в объем настоящего изобретения.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на примерные варианты осуществления, должно быть ясно, что изобретение не ограничивается раскрытыми здесь примерными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации, обеспечивающей охват всех указанных модификаций, эквивалентных структур и функций.

Изобретение относится устройствам захвата (фиксации) изображения. Техническим результатом является расширение арсенала технических возможностей устройства захвата (фиксации) изображения. Результат достигается тем, что устройство фиксации изображения содержит блок фиксации изображения, сконфигурированный для фиксации изображения объекта через оптическую систему; блок отображения, сконфигурированный для отображения на экране изображения, зафиксированного блоком фиксации изображения; блок определения, сконфигурированный для одновременного определения множества позиций касания на экране, где отображается изображение; и блок управления, сконфигурированный для плавной регулировки состояния фокусировки в соответствии с изменением расстояния между первой определенной позицией касания и второй определенной позицией касания для того, чтобы изменить зону фокусировки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 27 ил.

1. Устройство фиксации изображения, содержащее:
блок фиксации изображения, сконфигурированный для фиксации изображения объекта через оптическую систему;
блок отображения, сконфигурированный для отображения изображения, зафиксированного упомянутым блоком фиксации изображения, на экране;
блок определения, сконфигурированный для одновременного определения множества позиций касания на экране, где отображается изображение; и
блок управления, сконфигурированный для управления плавной регулировкой состояния фокусировки в соответствии с изменением расстояния между первой определенной позицией касания и второй определенной позицией касания для того, чтобы изменить зону фокусировки.

2. Устройство по п.1, в котором в случае, когда упомянутый блок определения определяет первую позицию касания и вторую позицию касания, а затем определяет, что первая позиция касания переместилась ближе ко второй позиции касания, упомянутый блок управления изменяет зону фокусировки, чтобы переместить первую зону фокусировки, соответствующую первой позиции касания, ближе ко второй зоне фокусировки, соответствующей второй позиции касания.

3. Устройство по п.2, в котором упомянутый блок управления немедленно меняет первую зону фокусировки на вторую зону фокусировки, если упомянутое расстояние меньше заранее определенной величины.

4. Устройство по п.1, в котором в случае, когда упомянутый блок определения определяет первую позицию касания и вторую позицию касания, а затем определяет, что и первая позиция касания, и вторая позиция касания переместились ближе друг к другу, упомянутый блок управления меняет зону фокусировки на зону фокусировки, соответствующую местоположению объекта, отображаемого между первой позицией касания и второй позицией касания.

5. Устройство по п.1, в котором в случае, когда упомянутый блок определения определяет, что и первая позиция касания, и вторая позиция касания переместились дальше друг от друга, упомянутый блок управления меняет зону фокусировки не на зону фокусировки, соответствующую местоположению объекта, отображаемого между первой позицией касания и второй позицией касания.

6. Устройство по п.1, в котором упомянутый блок управления сконфигурирован для управления оптической системой для того, чтобы перемещать зону фокусировки в соответствии со скоростью, с которой изменяется расстояние между первой позицией касания и второй позицией касания.

7. Способ управления устройством фиксации изображения, которое содержит блок фиксации изображения, сконфигурированный для фиксации изображения объекта через оптическую систему, и блок отображения, сконфигурированный для отображения изображения, зафиксированного блоком фиксации изображения, на экране, причем способ содержит:
этап одновременного определения множества позиций касания на экране, где отображается изображение; и
этап управления плавной регулировкой состояния фокусировки в соответствии с изменением расстояния между первой определенной позицией касания и второй определенной позицией касания для того, чтобы изменить зону фокусировки.

8. Способ по п.7, в котором на этапе определения определяют первую позицию касания и вторую позицию касания, а затем определяют, что первая позиция касания переместилась ближе ко второй позиции касания; изменяют зону фокусировки для перемещения первой зоны фокусировки, соответствующей первой позиции касания, ближе ко второй зоне фокусировки, соответствующей второй позиции касания на этапе управления.

9. Способ по п.8, в котором на этапе управления первую зону фокусировки меняют на вторую зону фокусировки, если упомянутое расстояние меньше заранее определенной величины.

10. Способ по п.7, в котором на этапе определения определяют первую позицию касания и вторую позицию касания, а затем определяют, что и первая позиция касания, и вторая позиция касания переместились ближе друг к другу; меняют зону фокусировки на зону фокусировки, соответствующую местоположению объекта, отображаемого между первой позицией касания и второй позицией касания на этапе управления.

11. Способ по п.7, в котором на этапе определения определяют, что и первая позиция касания и вторая позиция касания переместились дальше друг от друга; меняют зону фокусировки не на зону фокусировки, соответствующую местоположению объекта, отображаемого между первой позицией касания и второй позицией касания на этапе управления.

12. Способ по п.7, в котором на этапе управления оптической системой управляют для того, чтобы перемещать зону фокусировки в соответствии со скоростью, с которой изменяется расстояние между первой позицией касания и второй позицией касания.

13. Считываемый компьютером носитель информации, хранящий программу, заставляющую компьютер выполнять способ управления по п.7.