JP5164775B2 - 撮像装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
また、近年、ライブビューにより被写体を認識して被写体の動きを推定し、被写体の動きが指定した動きと一致する場合に、静止画撮影することが考えられている。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、レリーズタイミングのきっかけとなった物体以外の物体にピントを合わせて撮影することを目的とする。
(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、一眼レフタイプのデジタルスチルカメラ(以下、カメラという)の構成について説明する。カメラ200は、カメラ本体201とカメラ本体201に対して着脱可能なレンズユニット202とを含んで構成されている。
図1において、シャッター11は、撮像素子12への露光量を制御する。撮像素子12は、光学像を電気信号に変換する。
タイミング発生部16は、撮像素子12に電子シャッター制御信号、クロック信号を供給したり、A/D変換器15に制御信号やクロック信号を供給したりする。このタイミング発生部16は、メモリ制御部17及びデジタル部システム制御部18により制御される。
画像表示部20は、TFTLCD等であり、メニュー、撮影した画像データ等を表示する。なお、画像表示部20は、Videoコントローラを含む。また、画像表示部20は、デジタル部システム制御部18の指示により、表示をON又はOFFにすることができ、表示をOFFにした場合、カメラ200の電力消費を大幅に低減することができる。画像表示部20は、撮影した静止画像を表示する他、記録した動画像の再生を表示することができる。更に、画像表示部20は、画像認識させたい物体の動作を指定するメニューを表示したり、そのメニューを選択することにより画像認識させたい物体の動作を指定したりすることができる。
露光制御部24は、測光部27からの測光情報に基づいて、絞り111を制御する絞り制御部112と連携しながら、シャッター11を制御する。
測距部25は、AF(オートフォーカス)処理を行うための測距を行う。撮影レンズ110に入射した光線は、一眼レフ方式によって、絞り111、レンズマウント106、13、ミラー14、図示しない測距用サブミラーを介して、測距部25に入射させることにより、光学像として結像された画像の合焦状態を測定することができる。
メモリ30は、カメラ部システム制御部19の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する記憶部である。
また、表示部31は、その一部の機能が光学ファインダ33内に設置されている。ここで、表示部31の表示内容のうち、LCD等に表示するものとしては、例えば、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示等である。また、例えば、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示等である。また、例えば、記録媒体150、160の着脱状態表示、レンズユニット202の着脱状態表示、通信I/F動作表示、日付・時刻表示、外部コンピュータとの接続状態を示す表示等である。
また、表示部31の表示内容のうち、LED等に表示するものとしては、例えば、合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示等である。また、例えば、記録媒体書き込み動作表示、マクロ撮影設定通知表示、二次電池充電状態表示等である。
また、表示部31の表示内容のうち、ランプ等に表示するものとしては、例えば、セルフタイマー通知ランプ等である。このセルフタイマー通知ランプは、AF補助光と共用して用いてもよい。
モードダイアルスイッチ35、シャッタースイッチ(SW1)36、シャッタースイッチ(SW2)37、再生スイッチ38、単写/連写スイッチ39及び操作部32等のユーザ操作部分は、カメラ部システム制御部19に動作指示を入力するためのものである。
これらのユーザ操作部分は、スイッチ、ダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。
モードダイアルスイッチ35は、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、焦点深度優先(デプス)撮影モード等の各機能撮影モードを切り替え設定するスイッチである。その他、切り替え設定する撮影モードには、例えば、ポートレート撮影モード、風景撮影モード、接写撮影モード、スポーツ撮影モード、夜景撮影モード、パノラマ撮影モード等がある。
シャッタースイッチ(SW2)37は、図示しないシャッターボタンの操作完了でONとなり、一連の処理を指示する。この一連の処理では、撮像素子12から読み出した信号をA/D変換器15、メモリ制御部17を介してRAM21に画像データを書き込む露光処理、画像処理部22やメモリ制御部17での演算を用いた現像処理が行われる。また、RAM21から画像データを読み出し、圧縮・伸長部26で圧縮を行い、記録媒体150、160に画像データを書き込む記録処理が行われる。
単写/連写スイッチ39は、シャッタースイッチSW2を押した場合に、1駒の撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタースイッチSW2を押している間は連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定するスイッチである。
また、ユーザは、この操作部32を用いて、ピントを合わせたい物体の指定を行うことができる。なお、ピントを合わせたい物体の指定は、操作部32に限られず、入力部40を用いてもよい。
電源制御部42は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部42は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びカメラ部システム制御部19の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体150、160を含む各部へ供給する。
記録媒体150、160は、コネクタ151、161によってカメラ本体201のコネクタ48、49に接続される。記録媒体150、160は、例えば半導体メモリ又はハードディスク等の記録部153、163と、インタフェース152、162とを含み、カメラ本体201側のインタフェース46、47を介してカメラ本体201内のバスに接続される。
また、通信部51には、カメラ200を他の外部装置に接続するコネクタ52、又は無線通信機能を有するときには、アンテナが接続される。コネクタ52は、カメラ本体201と外部装置との間で制御信号、状態信号、データ信号等を互いに転送すると共に、各種電圧の電流を供給する機能も備えている。なお、コネクタ52は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等により通信できるように構成してもよい。
ミラー14及びミラー28は、撮影レンズ110に入射した光線を、一眼レフ方式によって光学ファインダ33に導く。なお、ミラー28は、クイックリターンミラーの構成であってもよく、ハーフミラーの構成であってもよい。
DMAコントローラ57は、画像表示部20にデータが表示されているとき、RAM21上に用意された表示用データを画像表示部20にDMA転送を行う。このDMA転送により転送されたデータが画像表示部20に表示される。
また、ユーザは、この入力部40を用いて、ピントを合わせたい物体の指定を行うことができる。なお、ピントを合わせたい物体の指定は、入力部40に限られず、上述した操作部32を用いてもよい。
レンズマウント106は、レンズユニット202をカメラ本体201に機械的に結合する。レンズマウント106内には、レンズユニット202をカメラ本体201に電気的に接続する各種機能が含まれている。
インタフェース114は、レンズマウント106内において、レンズユニット202をカメラ本体201と接続する。コネクタ115は、レンズユニット202をカメラ本体201に電気的に接続する。コネクタ115は、カメラ本体201とレンズユニット202との間で制御信号、状態信号、データ信号等を互いに転送すると共に、各種電圧の電流を供給される、又は供給する機能も備えている。なお、コネクタ115は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等により通信できるように構成としてもよい。
レンズシステム制御部117は、レンズユニット202全体を制御する。レンズシステム制御部117は、動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリを備えている。また、レンズシステム制御部117は、レンズユニット202固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値等を保持する不揮発メモリの機能も備えている。
ステップS201において、ユーザによってカメラ200の電源スイッチ41がONにされると、カメラ200のカメラ部システム制御部19が、カメラ本体201、レンズユニット202を起動する。
次に、ステップS202において、デジタル部システム制御部18は、撮像素子12に結像された画像の画像データをリアルタイムで画像表示部20に表示する。
次に、ステップS204において、カメラ部システム制御部19は、ユーザにより動画記録終了ボタンが押下されたか否かを判定する。動画記録終了ボタンの押下を検出した場合、ステップS205に処理を進める。
ステップS205において、デジタル部システム制御部18は、記録媒体150、160に記憶した動画像の画像データを再生する。この処理は、動画再生手段の一例に対応する。
ステップS207において、デジタル部システム制御部18は、動画像の画像データの再生を停止し、画像表示部20に静止画を表示する。
次に、ステップS208において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定した領域を検出する。ユーザは、タッチパネルとしての入力部40を介して、画像認識させたい物体(第一の物体)を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されている画像のうち画像認識させたい物体に、画像表示部20上で接触する。例えば、画像表示部20上で物体を囲むように丸(○)をつけたり、印をつけたり、輪郭をなぞったりすることにより指定する。なお、物体の指定方法は、この場合に限られず、例えば上述したように操作部32を用いてもよい。また、画像認識させたい物体を複数指定してもよい。
ユーザにより画像認識させたい物体が指定されると、デジタル部システム制御部18は、タッチパネルによる検知データ(検知情報)に基づいて、画像表示部20に表示されている物体のうち何れの物体が指定されたかを画像データと照合して、検出する。この処理は、指定物体検出手段の一例に対応する。その後、画像認識部23は、物体が人物であるか等の判定を行い、その特徴データ等をRAM21等に記憶する。
その後、デジタル部システム制御部18は、選択された動作項目をRAM21等に記憶する。ここでは、デジタル部システム制御部18は、物体の動作項目として「笑ったら」の動作項目をRAM21等に記憶する。
ステップS210において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定したピントを合わせたい物体(第二の物体)を検出する。ユーザは、タッチパネルとしての入力部40を介して、ピントを合わせたい物体を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されている画像のうちピントを合わせたい物体に、画像表示部20上で接触する。例えば、画像表示部20上で物体に三角(△)をつけたり、印をつけたりすることにより行う。なお、物体の指定方法は、この場合に限られず、例えば上述したように操作部32を用いてもよい。
ユーザにより画像認識させたい物体が指定されると、デジタル部システム制御部18は、タッチパネルによる検知データ(検知情報)に基づいて、画像表示部20に表示されている物体のうち何れの物体が指定されたかを画像データと照合して、検出する。この処理は、第二物体検出手段の一例に対応する。その後、画像認識部23は、物体が人物であるか等の判定を行い、その特徴データ等をRAM21等に記憶する。
この処理により、レリーズ時にピントを合わせる物体を指定することができた。
なお、ピントを合わせる物体を指定する順番と、画像を認識させる物体を指定して物体の動作を指定する順番とは、逆であってもよい。
まず、ステップS211において、デジタル部システム制御部18は、撮像素子12に結像された画像の画像データをリアルタイムで画像表示部20に表示する。
次に、ステップS212において、画像認識部23は、表示している画像の画像データからステップS208で指定された物体を認識する。この処理は、物体認識手段の一例に対応する。
続いて、デジタル部システム制御部18およびカメラ部システム制御部19は、静止画の撮像を行う。この処理は、撮像手段の一例に対応する。
このように本実施形態によれば、画像認識した物体の動作に合わせて自動的にレリーズし、またそのピントは画像認識させた物体以外の物体に合わせることができる。したがって、例えば、お母さんが笑ったら、赤ちゃんにピントを合わせて静止画を撮影する等といったことが可能になる。
TVAFは、高速でかつ継続させて所定の物体にピントを合わせることができるので、高速で移動する被写体等を撮像するような場合に用いられて好適である。
まず、図4のフローチャートに示すように、ステップS401において、操作部32よりTVAFを行うことを指定されると、カメラ部システム制御部19は、レンズシステム制御部117を動作させ、撮影レンズ110を微小駆動動作させる。デジタル部システム制御部18は、画像処理部22からAF評価値を取得して、現在合焦しているのか、ボケているのか、ボケているときには合焦点はどちらなのかを判断する。より具体的に説明すると、画像処理部22は、1フレームごとに得られた信号から高周波成分又は近接画素の輝度差の積分値を求め、これを合焦度合いを示すAF評価値とする。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりしているためにAF評価値が大きくなる。非合焦状態にあるときは、AF評価値が小さくなる。なお、AF評価値の算出は、デジタル部システム制御部18が行ってもよい。
次に、ステップS403において、デジタル部システム制御部18は、AF評価値が所定レベル以下か否かを判定する。AF評価値が所定レベル以下の場合、ステップS414に処理を進める。
図5は、画像に表示されている所定の物体におけるレンズ位置とAF評価値との関係の特性線を示す図であり、横軸にレンズ位置を示し、縦軸にAF評価値を示している。図5に示す特性線は、特性線上の点CでAF評価値が最も高く、至近側及び∞側でAF評価値が低い山型形状である。ここでは、特性線上の点Cに対応するレンズ位置Sが所定の物体の合焦位置である。
ここで、レンズ位置Aである場合、対応する特性線上の点は点aであり、AF評価値は所定レベル以下である。したがって、上述したステップS414において、デジタル部システム制御部18は、山登り方向として図5に示す矢印方向を設定し、以下の処理において合焦位置のレンズ位置Sを検出していく。
ステップS414において、デジタル部システム制御部18が、山登り方向を設定した後、ステップS406に処理を進める。
ステップS404において、デジタル部システム制御部18は、微小駆動動作の結果により現在、合焦状態にあるのか否かを判定する。合焦状態にある場合、ステップS410に処理を進める。ステップS410以降において、カメラ部システム制御部19は、撮影レンズ110の移動を停止して、再起動監視処理に進む。
次に、ステップS407において、デジタル部システム制御部18は、合焦点、すなわちAF評価信号(AF評価値)の頂点を越えたか否かを判定する。具体的には、図5に示す特性線上の点Cを越えたか否かを判定する。頂点を越えていないと判定した場合、ステップS406に処理を戻し、山登り駆動動作を続ける。
一方、ステップS407において、頂点を越えたと判定した場合、ステップS408に処理を進める。
したがって、次に、ステップS409において、デジタル部システム制御部18は、撮影レンズ110が頂点に達したか否かを判定する。撮影レンズ110が頂点に達したと判定した場合、ステップS401に処理を戻し、以降の処理で合焦点であるかの判定に処理を進める。ステップS409において、撮影レンズ110が頂点に達していない場合、ステップS408に処理を戻す。
次に、ステップS411において、デジタル部システム制御部18は、再起動判定ルーチンを実行する。この再起動判定ルーチンは、現在合焦状態にある場合に、AF評価値レベルが、前回のステップS410において記憶したレベルに比べ、変動したか否かを判別する処理である。
次に、ステップS412において、デジタル部システム制御部18は、再起動したか否かを判定する。ここで、例えば、ステップS411において記憶したAF評価値レベルに対して、所定レベル以上変化していたら、パンニング等による被写体変化があったとして、「再起動した」と判定する。一方、所定レベル未満の変化量ならば被写体の変化はないとして「再起動しない」と判定する。「再起動しない」と判定した場合、ステップS413に処理を進める。
このような、動作を繰り返すことで、絶えず指定した物体(第二の物体)に合焦状態を継続させるように撮影レンズ110を動作させて、TVAFを行うことができる。
次に、図6に示すフローチャートを参照して、野球でピッチャーがボールをバッターに向かって投げ、ボールが指定した大きさになったら、バッターにピントを合わせてレリーズする第2の実施形態について、説明する。本実施形態に係るカメラの構造は、第1の実施形態と同様であり、その説明を省略する。また、図6に示すフローチャートは、第1の実施形態で説明した図2に示すフローチャートと同様の処理については、適宜省略して説明する。
まず、画像認識させたい物体の指定方法について説明する。
図6に示すフローチャートのステップS201〜ステップS206までは、図2に示すフローチャートのステップS201〜ステップS206と同様であり、その説明を省略する。
次に、ステップS508において、デジタル部システム制御部18は、画像表示部20に表示されている画像のうち、ユーザが指定した領域を検出する。ユーザは、タッチパネルを介して、画像認識させたい物体(ボール)を指定する。具体的には、ユーザは、画像表示部20に表示されているボールの輪郭を画像表示部20上において囲む。なお、ボールの指定は、この場合に限られない。
次に、ステップS512において、画像認識部23は、表示している画像の画像データからステップS508で指定されたボールを認識する。
上述したような処理により、例えば、ピッチャーがボールをバッターに向かって投げ、そのボールが指定した大きさになると、バッターにピントを合わせてレリーズすることで、自動的に静止画を撮影することができる。
201 カメラ本体
202 レンズユニット
110 レンズ
20 画像表示部
18 デジタル部システム制御部
19 カメラ部システム制御部
23 画像認識部
32 操作部
40 入力部
Claims (4)
- 撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像するレンズユニットと、前記レンズユニットを駆動してピントの位置を制御する自動合焦手段と、前記撮像素子にて生成された画像データから予め指定された物体を認識する物体認識手段と、前記物体認識手段により認識された第一の物体による所定の動作を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段により所定の動作が検出されたことに応じて、画像データを記録媒体に記録させる記憶手段と、画像表示部と、を有する撮像装置であって、
記録された動画像を再生する動画再生手段と、
前記動画再生手段により再生され、前記画像表示部に表示される動画像から、ユーザによって指定された物体を検出する指定物体検出手段と、を有し、
前記物体認識手段は、前記指定物体検出手段により検出された物体を前記第一の物体として認識し、前記第一の物体とは別の物体を第二の物体として認識し、
前記自動合焦手段は、前記動作検出手段により所定の動作が検出された場合に、前記第一の物体とは異なる前記第二の物体にピントを合わせ、
前記記憶手段は、前記第二の物体にピントを合わせた状態の画像データを前記記録媒体に記録させることを特徴とする撮像装置。 - 複数の動作項目から、ユーザによって選択された動作項目を前記所定の動作として記憶する項目記憶手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像するレンズユニットと、前記レンズユニットを駆動してピントの位置を制御する自動合焦手段と、前記撮像素子にて生成された画像データから予め指定された物体を認識する物体認識手段と、前記物体認識手段により認識された第一の物体による所定の動作を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段により所定の動作が検出されたことに応じて、画像データを記録媒体に記録させる記憶手段と、画像表示部と、を有する撮像装置の制御方法であって、
動画再生手段が、記録された動画像を再生する動画再生ステップと、
指定物体検出手段が、前記動画再生手段により再生され、前記画像表示部に表示される動画像から、ユーザによって指定された物体を検出する指定物体検出ステップと、
前記物体認識手段が、前記指定物体検出手段により検出された物体を前記第一の物体として認識し、前記第一の物体とは別の物体を第二の物体として認識するステップと、
前記自動合焦手段が、前記動作検出手段により所定の動作が検出された場合に、前記第一の物体とは異なる前記第二の物体にピントを合わせるステップと、
前記記憶手段が、前記第二の物体にピントを合わせた状態の画像データを前記記録媒体に記録させるステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 請求項3に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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