(57)【要約】    【課題】  広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を行う。    【解決手段】  撮像装置は、撮像レンズ１０１と、ＣＭＯＳ撮像素子１０４と、ＣＭＯＳ撮像素子１０４の出力から合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出し撮像レンズ１０１のフォーカス機構の制御に供する検波部１１１とを有する。検波部１１１は、画面を複数の小領域に分割し、該小領域単位で周波数成分を抽出する。撮像装置は、小領域単位でそれぞれ検波部１１１により抽出される周波数成分に基づき、合焦位置の位置分布を求め、位置分布値が閾値より大きい合焦位置について、フォーカスブラケット撮影を行う。フォーカスブラケット撮影における撮影枚数を所定枚数とすべく、合焦位置分布と閾値との比較結果に基づき、閾値を調整して撮影位置を決定する。【選択図】    図１
2010097211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記合焦位置分布情報取得手段が算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮影位置設定手段は、前記小領域の数が所定値よりも大きいレンズ位置の中から、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影位置設定手段は、前記小領域の数と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて前記所定値を変更し、前記合焦位置分布情報と変更後の所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報と所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報と所定値との比較を行い、該比較結果に基づいて前記所定値を変更し、前記分布情報と変更後の所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記領域分割手段は、前記画像データの画面全体を均等に複数の小領域に分割し、
前記合焦情報取得手段は、全ての前記小領域について、各小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影枚数を設定する撮影枚数設定手段を備え、
前記撮影位置設定手段は、前記撮影枚数設定手段が設定した前記撮影枚数と等しい数のレンズ位置を設定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮影指示を受け付ける撮影指示部と、
前記撮影指示に応じて、異なるレンズ位置で順次連続して撮影を行う撮影枚数を設定する撮影枚数設定手段と、
を備え、
前記撮影位置設定手段は、前記撮影枚数設定手段が設定した前記撮影枚数と等しい数のレンズ位置を設定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報に対する前記所定値となる閾値を、近距離側ほど小さい値とすることを特徴とする請求項２、請求項３および請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮影位置設定手段は、
前記分布情報に対する前記所定値となる閾値を、直線関数および曲線関数の少なくとも一方とオフセット値との組合せからなる関数とし、且つ
前記撮影位置設定手段が、前記オフセット値を調整するオフセット値調整手段を含む
ことを特徴とする請求項２、請求項３、請求項５〜請求項９および請求項１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮影位置設定手段は、
前記オフセット値の調節を所定回数で強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮影位置設定手段は、
前記オフセット値の増減調節方向の反転を検出することで前記オフセット値の調節を強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得ステップと、
前記合焦位置分布情報取得ステップが算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することを特徴とする撮影位置設定方法。
【請求項１５】
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得ステップと、
前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することを特徴とする撮影位置設定方法。
【請求項１６】
焦点調節機構を含む撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力から合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出し前記撮像光学系の焦点調節機構の制御に供する検波部とを有する撮像装置において、
前記検波部は、
画面を複数の小領域に分割し、該小領域単位で前記周波数成分を抽出する手段を含み、
前記撮像装置は、
前記小領域単位でそれぞれ前記検波部により抽出される前記周波数成分に基づき合焦位置を算出する手段と、
前記合焦位置の位置分布を求める手段と、
前記位置分布値と閾値との比較を行い、分布値が閾値より大きい合焦位置について、順次異なる合焦位置で複数枚の撮影を行うフォーカスブラケット撮影を行うフォーカスブラケット撮影手段とを含むものであって、
前記フォーカスブラケット撮影手段は、
フォーカスブラケット撮影における撮影枚数を所定枚数とすべく、前記合焦位置分布と閾値との比較結果に基づき、閾値を調整して撮影位置を決定する撮影位置決定手段を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記フォーカスブラケット撮影手段は、分布値に対する閾値を、近距離側ほど小さい値とすることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記フォーカスブラケット撮影手段は、
分布値に対する閾値を、直線関数および曲線関数の少なくとも一方とオフセット値との組合せからなる関数とし、且つ
前記撮影位置決定手段は、前記オフセット値を調整するオフセット値調整手段を含む
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記撮影位置決定手段は、
前記オフセット値の調節を所定回数で強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記撮影位置決定手段は、
前記オフセット値の増減調節方向の反転を検出することで前記オフセット値の調節を強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタルカメラのような撮像装置に係り、特に、焦点調節機構を含む撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換する固体撮像素子とを有する撮像装置および複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラ等の撮像装置によって、奥行きのある被写体をオートフォーカスで撮影する際に、アルゴリズムやハードウェアの性能限界から、撮影意図にそぐわない位置にピントが合う、いわゆる偽合焦、を生じ、結果として意図した被写体に対してはピントずれとなることがある。このようなときには、ピントずれの救済策として、レンズ位置を順次異ならせて複数枚の撮影を一括して行う、いわゆるフォーカスブラケット撮影を用いる方法がある。このフォーカスブラケット撮影は、焦点位置を前後に少し移動させて３回程度の撮影をおこなう仕様が一般的であるため、大きなピントずれを救済することは困難だった。
また、どの被写体にピントを合わせるかを撮影前に決めないで、あえて焦点位置を変えて複数枚撮影した後に、画像を比較・鑑賞してベストショットを選択したいという撮影者の要求がある。例えば、被写界深度の浅いテレマクロの光学条件で花を撮影するシーンなどがそれに相当する。花の撮影では手前の花弁にピントを合わせるか、メシベやオシベにピントを合わせるかについて、どちらが良好な結果が得られるかは撮影してみないと判断できない場合が多い。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平７−３１８７８５号公報）には、多点測距手段から得られた複数の測距データに基づいてレンズ位置を変えてブラケット撮影をするカメラが開示されている。
また、例えば、特許文献２（特開２００２−２７７７２５号公報）は、フォーカスブラケット撮影に係るものではないが、この特許文献２には、画像を複数のブロックに分割し、ブロック内を所定の輝度レベルとなるように露出を制御するとともに、ブロック内の焦点評価値を生成し、さらに所定のフォーカス範囲内にあるブロックの焦点評価値をもとに新たな焦点評価値を生成し、合焦制御を行うことが開示されている。
上述したような状況から、現行のフォーカスブラケット撮影よりも更に広い焦点範囲を移動し、且つ被写体の合焦点位置情報を加味した使い勝手のよい新フォーカスブラケット撮影の実現は潜在的な市場要求があると考えられる。この場合、特に撮影の合焦位置の決定方法が重要となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３１８７８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディジタルカメラ等におけるオートフォーカスでは、いわゆる山登りスキャン方式による合焦判定が行われることが多いが、全画面等の大きな領域で山登りスキャンを実施すると、合焦評価に用いられる周波数情報が領域の積算値として出力されるために、コントラストが高く且つ面積比の大きな主要被写体の周波数情報が支配的になり、他の被写体の周波数情報を分離して合焦位置を判別することが困難となる。具体的には、奥行き方向に連続する被写体や、撮影距離が近い２つの被写体で上述のような問題が発生する。
また、製品としての撮像装置等を考慮すると、フォーカスブラケット撮影等のブラケット撮影には必ず撮影枚数の制約が発生する。この制約はいろいろな要素から発生するが、例えば撮影した画像データをバッファするＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）の容量がその１つとして挙げられる。ＲＡＭの容量は、コスト、消費電力および実装面積等に影響を与え、これらを無視した設計では、商品性が著しく損なわれることになる。このため、ＲＡＭの容量には、自ずから上限が存在することになる。参考のために、１０００万画素の撮像素子および１ＧｂｉｔのＲＡＭを搭載した撮像装置について試算すると、連続撮影は、約７枚程度が上限となる。
【０００６】
仮に、フォーカスブラケット撮影における撮影枚数が撮影毎に変わるものとすれば、撮影者が、レリーズボタンを押して撮影を開始してから、ブラケット撮影の一連の連続撮影がいつ終了するかを予測することは困難となり、繰り返し撮影をおこなうときに操作のタイミングをとりにくくなってしまうと想定される。このためブラケット撮影等の連続撮影における撮影枚数を所定枚数に固定化することが必要となる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮像装置および撮影位置設定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記合焦位置分布情報取得手段が算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、前記小領域の数が所定値よりも大きいレンズ位置の中から、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、前記小領域の数と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて前記所定値を変更し、前記合焦位置分布情報と変更後の所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項４の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報と所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項４の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報と所定値との比較を行い、該比較結果に基づいて前記所定値を変更し、前記分布情報と変更後の所定値との比較結果に基づいて、互いに異なる複数のレンズ位置を設定することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項６のいずれか１項の撮像装置であって、
前記領域分割手段は、前記画像データの画面全体を均等に複数の小領域に分割し、
前記合焦情報取得手段が、全ての前記小領域について、各小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出することを特徴としている。
【００１０】
請求項８に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項の撮像装置であって、
撮影枚数を設定する撮影枚数設定手段を備え、
前記撮影位置設定手段は、前記撮影枚数設定手段が設定した前記撮影枚数と等しい数のレンズ位置を設定することを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項の撮像装置であって、
撮影指示を受け付ける撮影指示部と、
前記撮影指示に応じて、異なるレンズ位置で順次連続して撮影を行う撮影枚数を設定する撮影枚数設定手段と、
を備え、
前記撮影位置設定手段は、前記撮影枚数設定手段が設定した前記撮影枚数と等しい数のレンズ位置を設定する
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項１０に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項２、請求項３および請求項５〜請求項９のいずれか１項の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報に対する前記所定値となる閾値を、近距離側ほど小さい値とすることを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項２、請求項３、請求項５〜請求項９および請求項１０のいずれか１項の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、
前記分布情報に対する前記所定値となる閾値を、直線関数および曲線関数の少なくとも一方とオフセット値との組合せからなる関数とし、且つ
前記撮影位置設定手段は、前記オフセット値を調整するオフセット値調整手段を含む
ことを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１１の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、
前記オフセット値の調節を所定回数で強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴としている。
【００１２】
請求項１３に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１１の撮像装置であって、
前記撮影位置設定手段は、
前記オフセット値の増減調節方向の反転を検出することで前記オフセット値の調節を強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴としている。
【００１３】
請求項１４に記載した本発明に係る撮影位置設定方法は、上述した目的を達成するために、
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得ステップと、
前記合焦位置分布情報取得ステップが算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項１５に記載した本発明に係る撮影位置設定方法は、上述した目的を達成するために、
レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得ステップと、
前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項１６に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
焦点調節機構を含む撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力から合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出し前記撮像光学系の焦点調節機構の制御に供する検波部とを有する撮像装置において、
前記検波部は、
画面を複数の小領域に分割し、該小領域単位で前記周波数成分を抽出する手段を含み、
前記撮像装置は、
前記小領域単位でそれぞれ前記検波部により抽出される前記周波数成分に基づき合焦位置を算出する手段と、
前記合焦位置の位置分布を求める手段と、
前記位置分布値と閾値との比較を行い、分布値が閾値より大きい合焦位置について、順次異なる合焦位置で複数枚の撮影を行うフォーカスブラケット撮影を行うフォーカスブラケット撮影手段とを含むものであって、
前記フォーカスブラケット撮影手段は、
フォーカスブラケット撮影における撮影枚数を所定枚数とすべく、前記合焦位置分布と閾値との比較結果に基づき、閾値を調整して撮影位置を決定する撮影位置決定手段を含む
ことを特徴としている。
【００１６】
請求項１７に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１６の撮像装置であって、前記フォーカスブラケット撮影手段が、分布値に対する閾値を、近距離側ほど小さい値とすることを特徴としている。
請求項１８に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１６または請求項１７の撮像装置であって、
前記フォーカスブラケット撮影手段は、
分布値に対する閾値を、直線関数および曲線関数の少なくとも一方とオフセット値との組合せからなる関数とし、且つ
前記撮影位置決定手段は、前記オフセット値を調整するオフセット値調整手段を含む
ことを特徴としている。
請求項１９に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１８の撮像装置であって、
前記撮影位置決定手段は、
前記オフセット値の調節を所定回数で強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴としている。
【００１７】
請求項２０に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１８の撮像装置であって、
前記撮影位置決定手段は、
前記オフセット値の増減調節方向の反転を検出することで前記オフセット値の調節を強制終了するものとし、且つ
前記オフセット値調節終了時の設定と、前記オフセット値調節終了の１つ前の設定とのうちで、撮影枚数が前記所定枚数より多くなる値に前記オフセット値を決定し、撮影時には、近距離側を優先して前記所定枚数ぶんを撮影位置に決定する
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記合焦位置分布情報取得手段が算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことによって、
フォーカスブラケット撮影における全面ピンボケ画像や重要性の低い被写体のみピントが合った失敗画像または不要画像の撮影率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像の撮影率を増加させて、しかも所定の撮影枚数の連続撮影を簡易に行い、
広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮像装置を提供することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、
複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段が設定したレンズ位置で撮像を行う撮像装置であって、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割手段と、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得手段と、
前記合焦情報取得手段により抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
前記合焦位置算出手段により算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得手段と、
を有し、
前記撮影位置設定手段は、前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定し、
前記複数のレンズ位置において順次連続して複数回の撮像を行うことによって、
フォーカスブラケット撮影における全面ピンボケ画像や重要性の低い被写体のみピントが合った失敗画像または不要画像の撮影率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像の撮影率を増加させて、しかも所定の撮影枚数の連続撮影を簡易に行い、
広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮像装置を提供することができる。
【００２０】
請求項１４の発明によれば、レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、それぞれのレンズ位置において合焦している小領域の数を算出して合焦位置分布情報を得る合焦位置分布情報取得ステップと、
前記合焦位置分布情報取得ステップが算出した前記小領域の数に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することによって、
フォーカスブラケット撮影における全面ピンボケ画像や重要性の低い被写体のみピントが合った失敗画像または不要画像の撮影率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像の撮影率を増加させて、しかも所定の撮影枚数の連続撮影を簡易に行い、
広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮影位置設定方法を提供することができる。
【００２１】
請求項１５の発明によれば、レンズ位置を変更可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換し、画像データとして出力する固体撮像素子と、複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定手段と、を有する撮像装置における前記撮影位置設定手段が、複数のレンズ位置で順次連続して複数回撮像を行うための撮影位置を設定する撮影位置設定方法において、
前記画像データの画面を複数の小領域に分割する領域分割ステップと、
前記小領域毎にそれぞれの合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出する合焦情報取得ステップと、
前記合焦情報取得ステップにより抽出される前記周波数成分に基づき、前記小領域毎にそれぞれの合焦位置を算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置算出ステップにより算出された前記小領域毎の合焦位置に基づいて、レンズ位置に対する前記小領域毎の合焦位置の分布情報を取得する合焦位置分布情報取得ステップと、
前記分布情報に基づいて前記複数のレンズ位置を設定する撮影位置設定ステップと、
を有することによって、
フォーカスブラケット撮影における全面ピンボケ画像や重要性の低い被写体のみピントが合った失敗画像または不要画像の撮影率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像の撮影率を増加させて、しかも所定の撮影枚数の連続撮影を簡易に行い、
広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮影位置設定方法を提供することができる。
【００２２】
請求項１６の発明によれば、
焦点調節機構を含む撮像光学系と、前記撮像光学系により結像される被写体光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力から合焦状態を示す所定の周波数成分を抽出し前記撮像光学系の焦点調節機構の制御に供する検波部とを有する撮像装置において、
前記検波部は、
画面を複数の小領域に分割し、該小領域単位で前記周波数成分を抽出する手段を含み、
前記撮像装置は、
前記小領域単位でそれぞれ前記検波部により抽出される前記周波数成分に基づき合焦位置を算出する手段と、
前記合焦位置の位置分布を求める手段と、
前記位置分布値と閾値との比較を行い、分布値が閾値より大きい合焦位置について、順次異なる合焦位置で複数枚の撮影を行うフォーカスブラケット撮影を行うフォーカスブラケット撮影手段とを含むものであって、
前記フォーカスブラケット撮影手段は、
フォーカスブラケット撮影における撮影枚数を所定枚数とすべく、前記合焦位置分布と閾値との比較結果に基づき、閾値を調整して撮影位置を決定する撮影位置決定手段を含むことによって、
フォーカスブラケット撮影における全面ピンボケ画像や重要性の低い被写体のみピントが合った失敗画像または不要画像の撮影率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像の撮影率を増加させて、しかも所定の撮影枚数の連続撮影を簡易に行い、
広い距離範囲における被写体の合焦位置を加味し、複数の適切なレンズ位置についての撮影を行って、適切な被写体画像を撮影するフォーカスブラケット撮影を可能とする撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の要部の構成を模式的に示すブロック図である。
図１に示す撮像装置は、光学ユニット１００、光学系駆動部１０５、画像処理部１１０、制御・演算部１２０、プログラム用メモリ１２１、操作部１２２、表示部１２３、圧縮・伸張処理部１２４、画像記録インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１２５および画像バッファ用メモリ１２６を具備している。
光学ユニット１００は、撮像レンズ１０１、絞り・シャッタユニット１０２、光学ローパスフィルタ１０３およびＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）センサ１０４を有して構成される。この場合、撮像素子としてＣＭＯＳセンサ１０４を用いている。撮像素子は、ＣＣＤ固体撮像素子を用いて構成しても問題は無いが、本発明は、フォーカスブラケット撮影に関するものであるため連続撮影を前提としており、高速読み出しに大きな特徴を有するＣＭＯＳセンサ１０４を用いて構成することが望ましい。ＣＭＯＳセンサ１０４は、センサ部１０４ａ、駆動部１０４ｂ、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＰＧＡ（プログラマブル利得増幅器）１０４ｃおよびＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）１０４ｄを有している。
【００２４】
光学ユニット１００の撮像レンズ１０１は、フォーカス時、ズーム時および起動・停止時に機械的および光学的にレンズ位置を変える。また、絞り・シャッタユニット１０２は、被写体条件に合わせて絞り開口径の変更を行うとともに、同時露光による静止画撮影のためのシャッタ開閉動作を行う。光学系駆動部１０５は、撮像レンズ１０１と絞り・シャッタユニット１０２とを駆動する。制御・演算部１２０は、光学系駆動部１０５に駆動指示を与える。すなわち、制御・演算部１２０の駆動指示に応答して、光学系駆動部１０５が、撮像レンズ１０１および絞り・シャッタユニット１０２を作動させる。
光学系駆動部１０５または制御・演算部１２０には、各フォーカス位置に対応したレンズ位置が予め設定されている。
ＣＭＯＳセンサ１０４では、光学ユニット１００の撮像レンズ１０１によって結像された被写体光学像を、受光素子が２次元に配列されてなるセンサ部１０４ａによって電荷に変換し、駆動部１０４ｂから与えられる読出し信号のタイミングで外部に電気信号を出力する。ＣＭＯＳセンサ１０４におけるセンサ部１０４ａの出力は、ＣＤＳ／ＰＧＡ１０４ｃで相関二重サンプリングされて利得制御され、ＡＤＣ１０４ｄで、Ａ／Ｄ変換されて後段の画像処理部１１０に供給される。
【００２５】
ＣＭＯＳセンサ１０４が出力した信号は、画像処理部１１０で画像処理されて所定のフォーマットの撮影画像データとされる。撮影画像データは、圧縮・伸張処理部１２４および画像記録Ｉ／Ｆ部１２５を介して、最終的には、ＳＤカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、またはＸＤピクチャーカード等のようなフラッシュメモリを用いた記録メディアに書き込まれ・保存される。記録メディアへの記録前のスルー画像としてモニタ状態で使用しているときは、ＣＭＯＳセンサ１０４出力は、画像処理部１１０で表示用画像として処理され、表示部１２３に随時更新表示される。山登りスキャンと表示部１２３への画像更新表示は並列的に行われる場合と、排他的に行われる場合とがあり、これらのいずれが採用されるかは撮像装置の仕様に依存する。画像処理部１１０は、多くの機能を有して構成されるが、山登りスキャンによる被写体の周波数情報（スキャンラインにおける空間周波数情報に対応する）を取得するためのフォーカス用の周波数情報検波部１１１を含んでいる。なお、この実施の形態において、周波数情報検波部１１１は、画面を小領域に分割し、小領域単位で検波する機能を有している。また、検波情報からの合焦位置を算出や、算出結果に基づく最終的なフォーカスブラケット撮影位置の決定は、制御・演算部１２０にて行われる。操作部１２２には、半分だけ押下したいわゆる半押し状態（レリーズ１オン〜レリーズボタンを放せばオフ）と完全に押下した全押し状態（レリーズ２オン：このときレリーズ１もオン状態を維持〜レリーズボタンを放せばレリーズ１およびレリーズ２が共にオフ）とを識別して感応検知する２段押操作のレリーズボタンが含まれている。
【００２６】
次に、図２のフローチャートを参照して、フォーカスブラケット撮影における連続撮影枚数、すなわち所定枚数を５枚一定とした仕様における本発明の第１の実施の形態における制御動作を説明する。
処理を開始して（ステップＳ２０１）、２段レリーズボタンの半押し状態（レリーズ１のオン）を検出したら（ステップＳ２０２）、撮像レンズ１０１の焦点位置を移動させることで山登りスキャンを実施し（ステップＳ２０３）、周波数情報検波部１１１にて画面を分割した小領域毎に周波数情報を取得し、合焦位置を算出する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０１で処理が開始されて、レリーズボタンが半押し状態とならない場合には、ステップＳ２０２においてレリーズボタンが半押し状態となるのを待つ。
続いて、各小領域における合焦位置を分布化し、合焦位置の度数分布、すなわち小領域数分布を求めて（ステップＳ２０５）、閾値ｇと比較する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６は、画面内に合焦分布度数が所定数以上存在するか否かを判別するためのものであり、画面内に合焦分布度数が所定数以上存在する場合には、合焦分布の適切な判定が可能であるので、所定枚数のブラケット撮影の位置を決定すべく閾値関数Ｆ（ｘ）を調節して（ステップＳ２０７）、撮影位置を決定する（ステップＳ２０８）。
【００２７】
ステップＳ２０６で、画面内に合焦分布度数が所定数以上存在しないと判定された場合は、例えば暗時撮影のように、合焦情報をほとんど確保することができず合焦分布の判定が困難となる状況であるので、次のステップＳ２０７をスキップして、ステップＳ２０８のブラケット撮影位置決定へと進む。なお、このときステップＳ２０８により決定されるフォーカスブラケット撮影の撮影位置としては、例えば適宜等間隔等に予め定めたレンズ位置について５枚撮影することを想定している。
なお、ステップＳ２０７の閾値関数Ｆ（ｘ）の調節についてのいくつかの実施の形態の詳細については、図３〜図５に示している。
２段レリーズボタンが、半押し状態を保持したまま（ステップＳ２０９）、全押し状態（レリーズ２のオン）まで押下されたら（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０８の決定に従ってブラケット撮影を行い（ステップＳ２１１）、処理を終了する（ステップＳ２１２）。なお、半押し状態とした後にレリーズボタンを放した場合には、ステップＳ２０９で半押し状態が保持されていないと判定され、ステップＳ２０２へ戻る。また、レリーズボタンの半押し状態が保持されていて、レリーズボタンが全押しされていない場合には、ステップＳ２１０においてステップＳ２０９へ戻り、レリーズボタンが全押しされるのを待つ。
【００２８】
上述した本発明の第１の実施の形態に係るブラケット撮影における被写体の一例を図３（ａ）に模式的に示している。被写体は、異なる撮影距離にいる人物２名と、無限位置の高層ビル群とで構成されている。本発明に係るフォーカスブラケット撮影では、人物２名と高層ビルとを重要被写体とし、それぞれに合焦させた撮影を実現する。
フォーカス用被写体周波数情報検波部１１１にて検波される画面を分割した小領域の検波枠の一例を図３（ｂ）に示している。図３（ｂ）に示す検波枠は、画角の縦および横をそれぞれ１２分割した１４４の小領域で構成されている。分割数については、特に規定しないが、分布化（図６参照）することを想定すると１０×１０＝１００以上の分割数で構成することが望ましい。
図４には、図３（ａ）の被写体と、図３（ｂ）の小領域分割された検波枠とを重ね合わせて示している。この図４のような状況において、山登りスキャンによって、被写体例の小領域単位での合焦位置を算出した結果を図５に示しており、この場合の合焦位置分布の一例を図６に示している。図５において、黒く塗り潰した領域は、手前の人物に対する合焦位置を判定した結果であり、図６の合焦位置ｘ３〜ｘ７を合焦位置として算出している。斜線を施した領域は、奥の人物の合焦位置を判定した結果であり、図６の合焦位置ｘ１０〜ｘ１２を合焦位置として算出している。網掛けを施した小領域は、背景の高層ビルの合焦位置を判定した結果であり、図６の合焦位置ｘ１５を合焦位置として算出している。  白無地の小領域は、背景の空にコントラストがないために山登りスキャンにより合焦位置を判定することができない領域である。
【００２９】
図４のような被写体に対し、小領域単位で合焦位置を算出し、その結果の度数分布を求めて分布化したものが、合焦位置分布関数Ｇ（ｘ）である。図６に示すグラフの横軸のｘ０〜ｘ１５は山登りスキャンにより得られる合焦位置を示し、これらの合焦位置からフォーカスブラケット撮影のレンズ位置を選択することを前提としている。ただし、この前提は本発明の理解を容易にするためのアルゴリズムであり、本発明における必然的な前提ではない。フォーカスブラケット撮影時に、意図的に焦点位置をずらすことも想定することができる。
閾値関数Ｆ（ｘ）は、図６においては、一例として２本の一次関数を連結した特性の閾値関数Ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋αとし、定数項αを変化させることによって、閾値を可変としている。閾値関数Ｆ（ｘ）が無限遠（ｉｎｆ）側に向かって増加関数、すなわち近距離（ｎｅａｒ）側ほど小さい値としているのは、近距離側被写体を優先的に撮影するためのものである。
【００３０】
図２のステップＳ２０７における閾値関数Ｆ（ｘ）の調節についての具体的な一例を示す本発明の第２の実施の形態について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
処理が開始されると（ステップＳ２２１）、まず、合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）とを比較して、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが５ポイント（ｐｏｉｎｔ）であるか否かを確認し（ステップＳ２２２）、５ポイントでない場合には、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上であるか否かを確認する（ステップＳ２２３）。ステップＳ２２３で、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上であると判定された場合、５ポイントとなるようにするには、閾値を上げてＧ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘのポイント数を減らさなければならないので、閾値関数Ｆ（ｘ）を、次式のようにシフトして（ステップＳ２２４）、ステップＳ２２２に戻る。
Ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋αｉ−１
→  Ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋αｉ  （αｉ＝αｉ−１＋Δα）    …  （１）
【００３１】
ステップＳ２２３で、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上無い場合には、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる焦点位置は４ポイント以下となるため、５ポイントとなるようするには、閾値を下げなければならない。よって、この場合には、閾値関数Ｆ（ｘ）を次のようにシフトして（ステップＳ２２５）、ステップＳ２２２に戻る。
Ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋αｉ−１
→  Ｆ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋αｉ  （αｉ＝αｉ−１−Δα）  …  （２）
また、ステップＳ２２２において、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが５ポイントであると判定された場合には、そのまま処理を終了し（ステップＳ２２６）、図２のステップＳ２０８にて、これら５ポイントをブラケット撮影位置に決定する。
以上のように閾値を変えることによって、合焦位置を５ポイントに抑え込み、フォーカスブラケット撮影位置を決定する。
ところで、合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）が、閾値関数Ｆ（ｘ）をどのようにシフトしても、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが５ポイントにならない場合がある。このような場合の閾値関数Ｆ（ｘ）の調節およびフォーカスブラケット撮影位置の決定は、例えば次のようにして行うことができる。
すなわち、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すような合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）の場合には、図７のような処理では、合焦位置ｘをちょうど５ポイントとして決定することができない。
【００３２】
すなわち、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すような合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）にて５ポイントの撮影位置を決定したいが、合焦位置ｘ１０と合焦位置ｘ１２の分布度数がα＝α２のときに同時に閾値関数Ｆ（ｘ）上に位置する。このためα＝α１またはα＝α２を設定すると閾値を超えるレンズ位置は４ポイントだが、α２より低く設定すると閾値を超えるレンズ位置は６ポイントになり、丁度５ポイントに決定することができなくなる。このとき図７のような処理では、４ポイントと６ポイントの間で発振し、収束しなくなる。そこで、このような場合にフォーカスブラケット撮影位置をちょうど５ポイントとするための処理を、図９のフローチャートに示している。これが本発明の第３の実施の形態である。
すなわち、図９のフローチャートにおいて、処理が開始されると（ステップＳ２３１）、まず、合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）とを比較して、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが５ポイント（ｐｏｉｎｔ）であるか否かを確認し（ステップＳ２３２）、５ポイントでない場合には、このステップＳ２３２における５ポイントでないと判定された回数をカウントし、このカウント値が所定の繰り返し回数Ｎに到達しているか否かを判定する（ステップＳ２３３）。このカウント値が所定の繰り返し回数Ｎに到達していないときには、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上であるか否かを確認し（ステップＳ２３４）、６ポイント以上であると判定された場合には、閾値を上げるようにシフトして（ステップＳ２３５）、ステップＳ２３２に戻る。
【００３３】
ステップＳ２３４で、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上無いと判定された場合には、閾値を下げるようにシフトして（ステップＳ２３６）、ステップＳ２３２に戻る。
ステップＳ２３２における５ポイントでないと判定された回数のカウント値が所定の繰り返し回数Ｎに到達したとステップＳ２３３で判定されたときには、発振しているものと判断して、閾値調節を強制的に終了させる（ステップＳ２３７）。
そして、図２のステップＳ２０８にて、上述した６ポイント中の近距離側を優先した５ポイントをブラケット撮影位置に決定する。
以上のようにして、５ポイントのフォーカスブラケット撮影位置を決定する。
また、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すような合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）の場合に、フォーカスブラケット撮影位置をちょうど５ポイントとするための処理の他の一例を、図１０のフローチャートに示している。
これが本発明の第４の実施の形態である。
すなわち、発振の開始における合焦位置ｘが６ポイント以上であるか否かの判定結果は従前の判定結果と逆になる。この現象をｋ値設定およびｋ値による演算を追加することによって判別し、合焦位置ｘが６ポイント以上であるか否かの判定結果が反転したときに閾値調節を強制的に終了させる。
【００３４】
図１０のフローチャートにおいて、処理が開始されると（ステップＳ２４１）、まず、合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）とを比較して、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが５ポイント（ｐｏｉｎｔ）であるか否かを確認し（ステップＳ２４２）、５ポイントでない場合には、ｋｉ×ｋｉ−１＝−１であるか否かを判定する（ステップＳ２４３）。このステップＳ２４３において、ｋｉ×ｋｉ−１＝−１でないと判定された場合には、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上であるか否かを確認し（ステップＳ２４４）、６ポイント以上であると判定された場合には、閾値を上げるようにシフトし（ステップＳ２４５）、ｋ＝１に設定して（ステップＳ２４６）、ステップＳ２４２に戻る。
ステップＳ２４４で、Ｇ（ｘ）＞Ｆ（ｘ）となる合焦位置ｘが６ポイント以上でないと判定された場合には、閾値を下げるようにシフトして（ステップＳ２４７）、ｋ＝−１に設定して（ステップＳ２４８）、ステップＳ２４２に戻る。
ステップＳ２４３において、ｋｉ×ｋｉ−１＝−１であると判定されたときには、発振しているものと判断して、閾値調節を強制的に終了させる（ステップＳ２４９）。
そして、図２のステップＳ２０８にて、上述した６ポイント中の近距離側を優先した５ポイントをブラケット撮影位置に決定する。
【００３５】
つまり、発振の開始においてステップＳ２４４の判定結果は前回の判定結果と逆になる。この現象を、ステップＳ２４６およびステップＳ２４８におけるｋ値設定とステップＳ２４３におけるｋ値による演算を追加することによって判別する。ステップ２４４における判定結果が毎回同じであれば、ｋ値は毎回１もしくは−１が設定され、ステップＳ２４３の演算結果はｋｉ×ｋｉ−１＝１となる、これに対して判定結果が変化すると、ステップＳ２４３の演算結果はｋｉ×ｋｉ−１＝−１となる。このときに閾値調節を強制的に終了させる。
以上のようにして、５ポイントのフォーカスブラケット撮影位置を決定する。
上述したように、フォーカスブラケット撮影において、全画面ピントが合っていない画像や重要性の低い被写体のみにピントが合った画像が撮影される確率を低減させ、重要性の高い被写体にピントがあった画像が撮影される確率を増加させることができる。また、フォーカスブラケット撮影枚数を簡易に所定の一定枚数とすることが可能となる。
さらに、フォーカスブラケット撮影時に、優先的に近距離側被写体にピントが合った画像を撮像することが可能となる。また、必要な背景に焦点を合わせた撮影も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の要部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の撮像装置における動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１の撮像装置におけるフォーカスブラケット撮影位置を決定する原理を説明するための図であり、（ａ）は、被写体の一例を模式的に示す図であり、（ｂ）は、画面を小領域に分割した検波枠を模式的に示す図である。
【図４】図３の（ａ）の被写体と図３の（ｂ）の検波枠とを重ね合わせた状態を示す模式図である。
【図５】図４の場合の各検波枠についての合焦状態の一例を説明するための模式図である。
【図６】図１の撮像装置におけるフォーカスブラケット撮影位置を決定する原理を説明するための合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）の一例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の要部の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７の処理だけでは適切にフォーカスブラケット撮影位置を決定できない場合の一例を説明するための、（ａ）合焦位置分布Ｇ（ｘ）と閾値関数Ｆ（ｘ）を模式的に示す図およびその閾値関数Ｆ（ｘ）をシフトした場合を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置の要部の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置の要部の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１００  光学ユニット
１０１  撮像レンズ
１０２  絞り・シャッタユニット
１０３  光学ローパスフィルタ
１０４  ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）センサ
１０４ａ  センサ部
１０４ｂ  駆動部
１０４ｃ  ＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＰＧＡ（プログラマブル利得増幅器）
１０４ｄ  ＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）１０４ｄ
１０５  光学系駆動部
１１０  画像処理部
１２０  制御・演算部
１２１  プログラム用メモリ
１２２  操作部
１２３  表示部
１２４  圧縮・伸張処理部
１２５  画像記録インタフェース（Ｉ／Ｆ）部
１２６  画像バッファ用メモリ
【図１】
2010097211.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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