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JP2004363898A - 撮像表示装置 - Google Patents

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JP2004363898A
JP2004363898A JP2003159432A JP2003159432A JP2004363898A JP 2004363898 A JP2004363898 A JP 2004363898A JP 2003159432 A JP2003159432 A JP 2003159432A JP 2003159432 A JP2003159432 A JP 2003159432A JP 2004363898 A JP2004363898 A JP 2004363898A
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Japan
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imaging
display
backlight
image
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Application number
JP2003159432A
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English (en)
Inventor
Naoki Shiramatsu
直樹 白松
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】撮像部と表示部の相対位置を変更可能に構成し、逆光環境下あるいは逆光以外の環境下のいずれかで撮像が行われたり表示画面を観察するかを考慮して撮像部と表示部の制御を行う撮像表示装置を提供する。
【解決手段】撮像表示装置2は、被写体を撮像する撮像部16と、撮像部16で撮像した画像データに基づいて画像を表示する表示部18と、撮像部16および表示部18を制御する制御部20とを備える。撮像部16と表示部18の相対位置は変更可能に構成されている。撮像表示装置2は、被写体が逆光で撮像されるか否かを判定する逆光判定部46と、撮像部16と表示部18との相対位置を検出する相対位置検出部42とを有する。制御部20は、逆光判定部46による判定情報および相対位置検出部42による検出情報に基づいて、撮像部16および/または表示部18を制御する。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像部および表示部を備えた撮像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯式ビデオカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像表示装置は、一般に、被写体を撮像する撮像部、および撮像した画像データに基づいて画像を表示する表示部を備えている。
【0003】
このような撮像表示装置として、周囲の明るさの変化に迅速に対応して最適な画面表示を得るよう、撮像部と表示部の制御を統合的に行う制御部を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、撮像部と表示部との相対位置(位置関係)が変更可能な撮像表示装置(電子カメラ装置)が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−50131号公報
【特許文献2】
特開2000−92367号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近年、日中に逆光で撮影するといった場合であっても、最適な画面を表示できる撮像表示装置が望まれている。しかしながら、前者の撮像表示装置では、周囲の明るさ以外の使用環境条件を考慮していない。また、後者の撮像表示装置では、逆光下で撮像したか否か、および逆光下で表示画面をユーザが観察するか否かを考慮していない。
【0007】
そこで、本発明は、撮像部と表示部の相対位置を変更可能に構成し、逆光環境下あるいは逆光以外の環境下(本願では、「順光」といい、曇り・雨など日が差さない環境も含む。)のいずれかで撮像が行われたり表示画面を観察するかを考慮して撮像部と表示部の制御を行う撮像表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像表示装置は、
被写体を撮像する撮像部と、撮像部で撮像した画像データに基づいて画像を表示する表示部と、撮像部および表示部を制御する制御部とを備え、撮像部と表示部の相対位置を変更可能に構成した撮像表示装置において、
被写体が逆光で撮像されるか否かを判定する逆光判定部と、撮像部と表示部との相対位置を検出する相対位置検出部とをさらに有し、上記制御部は、逆光判定部による判定情報および相対位置検出部による検出情報に基づいて、撮像部および/または表示部を制御することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。以下では、撮像表示装置としてカメラ付き携帯電話の例を説明するが、本発明はこれ以外の形態にも適用可能である。
【0010】
実施の形態1.
図1、2は、本発明に係る撮像表示装置の実施の形態1を示す外観図である。この撮像表示装置2は、下部筐体4、上部筐体6、および下部筐体4と上部筐体6を連結する中空のヒンジ部8を備える。下部筐体4および上部筐体6は、図2に示す折り畳み位置と図1に示す開き位置との間で、ヒンジ部8周りに相対的に回動可能となっている。下部筐体4と上部筐体6にはそれぞれ、折り畳んだ状態で内側に隠れる面(以下、内側表面という。)に、複数の操作キー10、および内側液晶表示パネル(以下、内側LCDという。)12aが設けてある。操作キー10には、カメラモード等を選択するための選択キーが含まれる。上部筐体6には、折り畳んだ状態で外側にある面(以下、外側表面という。)に外側液晶表示パネル(以下、外側LCDという。)12bが設けてある。ヒンジ部8には、内側表面と外側表面の所定の位置にそれぞれガラス窓8a,8bが形成されている。窓8a,8bが形成されている理由は後述する。
【0011】
図3は、図1,2の撮像表示装置のブロック図である。撮像表示装置2は、被写体を撮像する撮像部16と、撮像部16で撮像した画像データに基づいて画像を内側LCD12aまたは外側LCD12bに表示する表示部18と、撮像部16および表示部18を制御する制御部20とを備える。撮像部16、表示部18、および制御部20の各構成要素は、上述または後述するように、下部筐体4、上部筐体6、およびヒンジ部8の内部または表面上に配設されている。
【0012】
撮像部16は、光学系22、絞り機構24、撮像素子26、画像処理部28等を備えている。光学系22は、所定の方向に平行な光軸を有する複数のレンズからなるレンズ機構で、撮像素子26の撮像面に被写体像を結像させるようになっている。光学系22の最前部に位置するレンズ22aは、図1(a)に示すように、開き位置ではヒンジ部8の窓8aに対向し、図2(b)に示すように、折り畳み位置では窓8bに対向するようになっている。絞り機構24は、絞り羽根およびモータ(ともに図示せず)を備え、該モータは、制御部20からの制御信号を受けた駆動回路29から所定の電圧を受けて、絞り羽根を駆動し、これにより、光学系22から入射される光の量を調整するようになっている。撮像素子26は、例えばCCDで、撮像面で受光した光信号を電気信号に変換して、画像処理部28に出力するようになっている。撮像素子26は、制御部20からの垂直駆動(VD)信号に同期して画像を取り込むが、この同期信号を適宜調整することで、いわゆるシャッタ速度の調整と同等の作用が得られる。画像処理部28は、撮像素子26からの電気信号(アナログ信号)を、アナログ/ディジタル(A/D)変換後、γ補正し、さらに、露出補正およびホワイトバランス補正を行い、画像信号として表示部18に出力するようになっている。画像処理部28はまた、画像フレーム毎に平均輝度を演算するようになっている。
【0013】
表示部18は、内側および外側LCD12a,12b以外に、画像処理部32、LCD駆動回路34、内側および外側光源36a,36b、内側および外側光源用の駆動回路38a,38b等を備えている。画像処理部32は、撮像部16の画像処理部28からの画像信号をビデオ信号に変換し、さらに、コントラスト補正および明るさ補正を行い、補正したビデオ信号をLCD駆動回路34に出力するようになっている。LCD駆動回路34は、画像処理部32からのビデオ信号および制御部20からの制御信号に基づいて、LCD12a,12bの一方を制御して、ビデオ信号に対応した画像を表示させるようになっている。内側および外側光源36a,36bはそれぞれ、内側および外側LCD12a,12bの背面にそれぞれ配置された導光板(図示せず)を介して、LCD12a,12bに照明用の光を供給するものである。内側および外側光源用駆動回路38a,38bはそれぞれ、制御部20から制御信号を受けて内側および外側光源36a,36bを駆動する(すなわち、光源の光量を制御する)ためのインバータ回路である。
【0014】
撮像表示装置2の制御部20は、画像処理部28で演算した画像の平均輝度から周囲照度を推定し、該周囲照度に基づいて、撮像部16においては絞り機構24、撮像素子26、および/または画像処理部28を制御して露出補正するとともに、表示部18においては画像処理部32および/または駆動回路38aまたは38bを制御してLCD12aまたは12bの輝度補正を行う。
【0015】
本実施形態に係る撮像表示装置2では、制御部20には判定部40が接続されており、制御部20は、後述するように、判定部40からの情報に基づいて撮像部16および表示部18の制御方法を変更する。判定部40は、相対位置検出部42、画像メモリ42、照度環境演算部44等を備えている。
【0016】
相対位置検出部42は、撮像部16と表示部18の相対位置(位置関係)を検出するためのものである。本実施形態では、相対位置検出部42は、装置2の開閉に連動してオン/オフが切り換わるスイッチである。例えば、相対位置検出部42が開き位置でオン信号を制御部20に出力するように設定することで、制御部20は、図1に示す開き位置で、相対位置検出部42からオン信号を受けて、撮像部16の光学系22への光の入射方向と表示部18の内側LCD12aを観察する方向とが略同一方向であること(レンズ22aと内側LCD12aが装置2の同じ側に位置すること)を認識する。また、制御部20は、図2に示す折り畳み位置で、撮像部16の光学系22への光の入射方向と表示部18の外側LCD12bを観察する方向とが逆方向(レンズ22aと外側LCD12bが装置2の反対側に位置すること)であることを認識する。
【0017】
画像メモリ44は、撮像部16の画像処理部28から出力される画像データ(例えばRGB画像データ)を一時的に記憶するためのものである。
【0018】
照度環境判定部(逆光判定部)46は、画像メモリ44に記憶された画像データに基づいて、被写体が逆光環境下で撮像されたか否かを判定するためのものである。ところで、カメラ付き携帯電話2の撮影対象として顔が一般的であるため、本実施形態では、照度環境演算部46は、画像上で顔領域と背景領域との輝度を比較することで、撮像環境が逆光か順光のいずれかであったかを判定する。具体的には、図4を参照して、照度環境演算部46は、画像メモリ44に記憶された画像データに基づいて、画像フレーム50の画素毎に色度座標を求め、肌色を示す顔領域50fとその他の領域(背景領域)50bに分割する。そして、顔領域50fの平均輝度をL、背景領域50bの平均輝度をLを演算し、
Figure 2004363898
の場合には順光、
Figure 2004363898
の場合には逆光と判断する。ここで、Cは、誤判定を最小に抑えるために設定した適当な数値である。照度環境演算部46は、撮像条件が逆光下であるか順光下であるかを示す信号を制御部20に送出する。かかる照度環境演算部46は、比較的簡便な方法で照度環境の判定を行っており、したがって、安価な撮像表示装置2を提供できる効果がある。しかしながら、顔領域50fと背景領域50bの分割方法は、上述の方法に限らない。また、被写体が顔以外の場合を考慮して、照度環境演算部46は、被写体領域とそれ以外の背景領域を分割するための、画像認識手段などの手段を備えていてもよい。
【0019】
次に、かかる構成を備えた撮像表示装置2の撮像表示動作について説明する。ユーザ自身を撮像する場合、ユーザは図1に示すように装置2を開き位置にセットし、内側表面、すなわち撮像部16の光学系22のレンズ22aおよび表示部18の内側LCD12aをユーザに対向させる。制御部20は、相対位置検出部42からオン信号を受けて、内側光源用駆動回路38aに制御信号を送出し、内側光源36aを点灯させる。一方、撮像部16の光学系22および絞り機構24を介して撮像素子26の撮像面に、ユーザの顔およびその周辺を表す像が結像されると、撮像素子26は、制御部20からの駆動信号に同期して画像処理部28に電気信号を出力する。画像処理部28は、A/D変換、続いてγ補正を行った後、露出補正およびホワイトバランス補正を行い、得られた画像信号を、表示部18の画像処理部32および判定部40の画像メモリ44に出力する。
【0020】
表示部18の画像処理部32は、画像信号をビデオ信号に変換後、コントラスト補正および明るさ補正を行い、LCD駆動回路34に送出する。LCD駆動回路34は、画像処理部32からのビデオ信号、および、制御部20から送られた撮像部16と表示部18の相対位置を示す信号に基づいて、内側LCD12aを駆動し、画像を表示する。
【0021】
撮像表示装置2が開き位置にセットされた状態で、制御部20は、撮像が逆光あるいは順光のもとで行われるかに応じて、撮像部16および表示部18の制御方法を以下のように変更する。
【0022】
図5(a)に示すように、順光下(例えば、装置2を挟んでユーザの反対側に太陽が位置する場合や、曇りの場合など)で撮像が行われる場合、制御部20は、照度環境演算部46から順光下で撮像が行われていることを示す信号を受けて、撮像部16に対し通常の露出補正制御を行う。一例として、図6を参照して、画像処理部28でA/D変換して得た画像データに対応する画像の濃度ヒストグラムを求め、濃度値(階調)がある範囲に偏って分布している場合に、(画像の最高輝度が飽和しない範囲で)より広い範囲に濃度の分布を広げる濃度変換(いわゆるヒストグラム伸張化)を行う。
【0023】
図5(b)に示すように、逆光下(すなわち、装置2に対しユーザと太陽が同じ側に位置する状態)で撮像が行われる場合、制御部20は、照度環境演算部46から逆光下での撮像で行われていることを示す信号を受けて、撮像部16に対し、逆光用の露出補正制御を行う。一例として、図7を参照して、画像処理部28でA/D変換して得た画像データに対応する画像50(図4)内の、照度環境演算部46で分割した顔領域50fに関する濃度ヒストグラムのみを求め、ヒストグラム伸張化を行う。
【0024】
装置2が開き位置にセットされた状態では、内側LCD12aの画面の視認性は、順光下での撮像の場合良好で[図5(a)参照]、逆光下での撮像の場合悪い(太陽光により画面が見づらい)[図5(b)参照]。そこで、制御部20は、周辺照度(撮像部16の画像処理部28でA/D変換後に得た信号から演算した画像の平均輝度に対応)が順光下と逆光下で同じ場合であっても、順光下に比べて逆光下での内側LCD12aの輝度が大きくなるよう、表示部18を制御する。例えば、図8を参照して、制御部20は、内側LCD12aの輝度の増加量が画像の平均輝度に比例するよう、内側光源36aを駆動する内側光源用駆動回路38aを制御するとともに、比例係数として小さい値G1か大きな値G2のいずれかを選択できるようにする。そして、照度環境演算部46から順光下での撮像を示す信号を受けた場合、制御部20は、比例係数がG1となるよう内側光源用駆動回路38aを制御する。一方、照度環境演算部46から逆光下での撮像を示す信号を受けた場合、制御部20は、比例係数がG2となるよう内側光源用駆動回路38aを制御する。
【0025】
一方、ユーザ以外の別の被写体を撮影する場合、ユーザは装置2を図2に示すように折り畳み位置にセットし、撮像部16の光学系22のレンズ22aを被写体に、表示部18の外側LCD12bをユーザに対向させる。制御部20は、相対位置検出部42から信号を受けず、その結果、外側光源用駆動回路38bに制御信号を送出し、外側光源36bを点灯させる。一方、撮像部16の光学系22および絞り機構24を介して撮像素子26の撮像面に被写体の顔およびその周辺を表す像が結像されると、撮像素子26は、制御部20からの駆動信号に同期して画像処理部28に電気信号を出力する。画像処理部28は、A/D変換、続いてγ補正を行った後、露出補正およびホワイトバランス補正を行い、得られた画像信号を、表示部18の画像処理部32および判定部40の画像メモリ44に出力する。
【0026】
表示部18の画像処理部32は、画像信号をビデオ信号に変換後、コントラスト補正および明るさ補正を行い、LCD駆動回路34に送出する。LCD駆動回路34は、画像処理部32からのビデオ信号、および、制御部20から送られた撮像部16と表示部18の相対位置を示す信号に基づいて、外側LCD12bを駆動し、画像を表示する。
【0027】
撮像表示装置2が折り畳まれた位置にセットされた状態で、制御部20は、撮像が逆光あるいは順光のもとで行われるかに応じて、撮像部16および表示部18の制御方法を以下のように変更する。
【0028】
図9(a)に示すように、順光下(例えば、装置2を挟んで被写体の反対側に太陽が位置する場合や、曇りの場合など)で撮像が行われる場合、制御部20は、照度環境演算部46から順光下で撮像が行われていることを示す信号を受けて、撮像部16に対し上述したような通常の露出補正制御を行う。
【0029】
図9(b)に示すように、逆光下(すなわち、装置2に対し被写体と太陽が同じ側に位置する状態)で撮像が行われる場合、制御部20は、照度環境演算部46から逆光下で撮像が行われていることを示す信号を受けて、撮像部16に対し、上述したような逆光用の露出補正制御を行う。
【0030】
装置2が折り畳まれた位置にセットされた状態では、外側LCD12bの画面の視認性は、順光下、特に装置2に対しユーザと同じ側に太陽が位置する状態での撮像の場合悪く[図9(a)参照]、逆光下での撮像の場合良好である[図9(b)参照]。そこで、制御部20は、周辺照度(撮像部16の画像処理部28でA/D変換後に得た信号から演算した画像の平均輝度に対応)が順光下と逆光下で同じ場合であっても、逆光下に比べて順光下での外側LCD12bの輝度が大きくなるよう、表示部18を制御する。図8を参照して、例えば、照度環境演算部46から逆光下で撮像が行われていることを示す信号を受けた場合、制御部20は、比例係数が小さな値G1となるよう外側光源用駆動回路38bを制御する。一方、照度環境演算部46から順光下で撮像が行われていることを示す信号を受けた場合、制御部20は、比例係数が大きな値G2となるよう外側光源用駆動回路38bを制御する。なお、折り畳み位置での比例係数と開き位置での比例係数は、異なってもよい。
【0031】
このように、本実施形態によれば、逆光/順光の撮像条件および撮像部16と表示部18の相対位置の違いを考慮した、撮像部16の露出制御および表示部18の輝度制御を行うことができ、したがって、従来に比べてより高品質の画像表示を行うことができる。
【0032】
実施の形態2.
図10は、本発明に係る撮像表示装置の実施の形態2を示すブロック図である。以下の説明では、実施の形態1と同一または類似の構成要素は、同一の符号または同一の符号に適当な添字を付して表す。本実施形態に係る撮像表示装置2aは、実施の形態1に係る撮像表示装置2に類似しているが、判定部40aは、画像メモリ44および照度環境演算部46の代わりに、照度環境入力部50を備えている点が異なる。具体的には、本実施形態では、逆光下で撮像が行われているか否かの情報を、画像メモリ44および照度環境演算部46が自動的に判定する代わりに、照度環境入力部50(実施の形態1の操作キー10に対応)を介してユーザが入力するようになっている。
【0033】
本実施形態では、実施の形態1と同様に、撮像表示装置2aの制御部20は、画像処理部28で演算した画像の平均輝度から周囲照度を推定し、該周囲照度に基づいて、撮像部16においては絞り機構24、撮像素子26、および/または画像処理部28を制御して露出補正するとともに、表示部18においては画像処理部32および/または駆動回路38aまたは38bを制御してLCD12aまたは12bの輝度補正を行う。
【0034】
さらに、本実施形態では、制御部20は、照度環境入力部(ユーザ入力部)50を介してユーザが指示した逆光/順光の情報および相対位置検出部42で検出した撮像部16と表示部18の相対位置に応じて、表示部18を制御する。具体的には、図9に示すような画像の平均輝度とLCD12aまたは12bの輝度増加量の関係を表す比例係数を複数用意しておき、制御部20は、照度環境入力部50を介してユーザが指示した逆光/順光の情報および相対位置検出部42で検出した撮像部16と表示部18の相対位置に応じて比例係数を選択する。そして、画像処理部28で演算した画像の平均輝度に基づいて、LCD12aまたは12bの所望の輝度が得られるよう表示部18を制御する。本実施形態では、撮像部16の制御方法を、撮像条件が逆光か否かに応じて変更していないが、表示部18の制御を行うための演算量を削減することができるとともに、ハードウェアの回路規模の削減を図ることができる。
【0035】
以上、本発明に係る具体的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能である。例えば、逆光下で撮像が行われたか否かを判定する判定部に、装置2側で撮像条件を演算するための照度環境演算部46とユーザが逆光/順光情報を入力するための照度環境入力部50の両方を搭載し、逆光/順光に関する判定を照度環境演算部46と照度環境入力部50のいずれにより行うかをユーザが選択できるようにしてもよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明に係る撮像表示装置によれば、逆光下で撮像するか否かの情報、および、撮像部と表示部がどのような位置関係にあるかの情報に応じて、撮像部および/または表示部の制御方法を調整しており、したがって、使用環境(すなわち逆光/順光)や使用形態(すなわち撮像部と表示部の相対位置)によらず常に高品質の画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像表示装置の第1の実施形態であるカメラ付き携帯電話であって、(a)は開いた状態での前方斜視図、(b)は開いた状態での後方斜視図を示す。
【図2】本発明に係る撮像表示装置の第1の実施形態であるカメラ付き携帯電話であって、(a)は折り畳んだ状態での前方斜視図、(b)は折り畳んだ状態での後方斜視図を示す。
【図3】図1,2の撮像表示装置のブロック図。
【図4】逆光下で撮像されたか否かを判定するために顔領域と背景領域に分割した画像フレームを簡易的に示す図。
【図5】図1の開き位置にセットされた撮像表示装置に関して、一部を破断した側面図であって、(a)は順光下で撮像する際のユーザ(被写体)と装置の位置関係を示し、(a)は逆光下で撮像する際のユーザ(被写体)と装置の位置関係を示す。
【図6】図3の撮像部に対する通常の露出補正制御を行う目的で、撮像画像データから求めた濃度ヒストグラムと、該ヒストグラムに対しヒストグラム伸張を行った濃度ヒストグラムを示すグラフ。
【図7】図3の撮像部に対する逆光用の露出補正制御を行う目的で、顔領域のみに関して撮像画像データから求めた濃度ヒストグラム、該ヒストグラムに対しヒストグラム伸張を行った濃度ヒストグラムを示すグラフ。
【図8】図3の表示部のLCD用バックライトを撮像条件が逆光か順光かに応じて制御する際に用いる、画像の平均輝度とLCDの輝度の増加量の関係を示すグラフ。
【図9】図2の折り畳み位置にセットされた撮像表示装置に関して、一部を破断した側面図であって、(a)は順光下で撮像する際のユーザおよび被写体と装置の位置関係を示し、(a)は逆光下で撮像する際のユーザおよび被写体と装置の位置関係を示す。
【図10】本発明に係る撮像表示装置の第2の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
2:撮像表示装置
12a,12b:LCD
16:撮像部
18:表示部
22a:レンズ
40:判定部
42:相対位置検出部
46:照度環境演算部(逆光判定部)

Claims (3)

  1. 被写体を撮像する撮像部と、撮像部で撮像した画像データに基づいて画像を表示する表示部と、撮像部および表示部を制御する制御部とを備え、撮像部と表示部の相対位置を変更可能に構成した撮像表示装置において、
    被写体が逆光で撮像されるか否かを判定する逆光判定部と、撮像部と表示部との相対位置を検出する相対位置検出部とをさらに有し、上記制御部は、逆光判定部による判定情報および相対位置検出部による検出情報に基づいて、撮像部および/または表示部を制御することを特徴とする撮像表示装置。
  2. 上記逆光判定部は、撮像画像データに対応する画像の顔領域と背景領域との輝度を比較することにより判定を行うことを特徴とする請求項1の撮像表示装置。
  3. 被写体を撮像する撮像部と、撮像部で撮像した画像データに基づいて画像を表示する表示部と、撮像部および表示部を制御する制御部とを備え、撮像部と表示部の相対位置を変更可能に構成した撮像表示装置において、
    被写体が逆光で撮像されるか否かをユーザが入力するための入力部と、撮像部と表示部との相対位置を検出する相対位置検出部とをさらに有し、上記制御部は、入力部を介したユーザ入力情報および相対位置検出部による検出情報に基づいて、表示部を制御することを特徴とする撮像表示装置。
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