(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動フォーカス調節機能と、該調節機能選択時に通常画像から画像を切り出して拡大表示を行う機能を有する焦点調節装置であって、
表示手段で表示された被写体画像中で複数に分割された一定の画素数のブロックである候補の画像部分の周波数分布を検出するための周波数検出手段と、
前記周波数検出手段で検出された周波数分布に係る情報の基準周波数以上の振幅の積分値を所定の基準値と比較して、候補の画像部分に輪郭部があるか否かの判断を行う判断手段と、を有し、
前記判断手段により、前記積分値が基準値より小さいと判断されたブロックは拡大表示すべきでないと決定し、
前記積分値が基準値より大きいと判断されたブロックの中で、現在のフォーカス位置と同じ焦点調節状態にあるブロックが検出された場合は、該検出されたブロックが、拡大表示するブロックと決定され、
前記判断手段により拡大表示すべきと決定されたブロックを表示手段で拡大表示し、該拡大表示画像により手動フォーカス調節機能選択時に手動フォーカス調節がアシストされることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記現在のフォーカス位置と同じ焦点調節状態にあるブロックが検出されない場合は、前記周波数分布の前記積分値が前記基準値より大きいか否かの判断結果とユーザーの承諾により、拡大表示するブロックが決定され、
前記現在のフォーカス位置と同じ焦点調節状態に近い順で順序をつけ、該順序に従ってユーザーの承諾を受けて、拡大表示するブロックが決定されることを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカス調節を手動で行うことを可能とする機能を備える撮像装置などにおける焦点調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の撮像装置は、高解像が実現されているため、被写体撮影中のフォーカス性能が非常に重要となっている。しかし、撮像装置が備える自動フォーカス調節（ＡＦ）機能では、画面のどの位置にフォーカス調節を行うかは、撮像装置が備える焦点調節方式や性能に依存する。そのため、多くの撮像装置は、ユーザーが被写体撮影中に任意にフォーカス調節を行える様にするための手動フォーカス調節機能も備える。しかしながら、通常、撮像装置が備える表示手段はＬＣＤ等の小型の表示パネルであるため、手動フォーカス調節の結果を判断し易いとは言い難い。そこで、手動フォーカス調節機能が選択された場合には、ＬＣＤ等に表示している被写体撮影中の画像を一時的に拡大表示するフォーカスアシスト機能を有するものがある。しかし、フォーカスアシスト機能で表示される拡大画像は、撮影画像を電子ズームにより生成しているため、手動でフォーカス調節を行う場合、輪郭部を検出するのは容易とは言えない。この様に、手動フォーカス調節において、合焦しているか否かの判断は容易ではない。
【０００３】
こうした点を回避するため、通常撮影モードの画像とフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像とで、別々の輪郭強調処理を行う技術、更に拡大画像の輪郭線に沿って各画素に色付けする技術が提案されている（特許文献１参照）。これにより、フォーカスアシスト機能選択時の拡大画像において輪郭部を分かり易く表示し、手動フォーカス調節の精度確認を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７-０２８３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の手法では、記録される通常画像とフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像の両方に夫々最適な輪郭処理を行うため、記録される画像に影響することなく手動フォーカス調節時の焦点調節を容易に行うことができる。しかし、本手法では、通常時の画像とフォーカスアシスト機能選択時の画像とで輪郭強調を変えることで両方に最適な処理ができるが、輪郭がない画像部分が拡大された場合は、フォーカス調節状態の確認が容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、手動フォーカス調節機能と、該調節機能選択時に通常画像から画像を切り出して拡大表示を行う機能を有する本発明の焦点調節装置は次の特徴を有する。表示手段で表示された被写体画像中の候補の画像部分の周波数分布を検出するための周波数検出手段と、周波数検出手段で検出された周波数分布に係る情報に基づき、候補の画像部分に輪郭部があるか否かの判断を行う判断手段と、を備える。そして、判断手段による判断結果を含む条件に基づいて拡大表示すべきと決定された候補の画像部分を表示手段で拡大表示し、該拡大表示画像により手動フォーカス調節機能選択時に手動フォーカス調節がアシストされる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フォーカス調節を手動で実行するための補助機能である拡大表示機能（フォーカスアシスト機能）を有し、該機能選択中に拡大して表示する画像部分は、輪郭部があるか否かを判断し、適宜、変更することができる。これにより、フォーカスアシスト機能選択時に表示される拡大画像に、常時、輪郭部が存在することとなる。よって、手動フォーカス調節時に、フォーカス調節ができる被写体に新たに画角を合わせる等の必要がなく、容易に該調節が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の焦点調節装置の一実施例の構成、及び焦点調節装置が有するビデオ信号処理回路の内部構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１の焦点調節装置におけるフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像、フォーカスアシスト機能選択時の画像判定、及びフォーカスアシスト機能選択時の画像変更を説明する図。
【図３】本発明の実施例１の焦点調節装置におけるフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像変更の動作フローを示す図。
【図４】本発明の実施例２の焦点調節装置が有するビデオ信号処理回路の内部の構成、及びフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像任意選択例を説明する図。
【図５】本発明の実施例２の焦点調節装置におけるフォーカスアシスト機能選択時の拡大画像任意選択時の動作フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態を説明する。本発明において重要な点は、周波数分布に係る情報に基づき、候補の画像部分に輪郭部があるか否かの判断を行い、候補の画像部分の中から、該判断結果を含む条件に基づいて、拡大表示すべき画像部分を決定することである。この考え方に基づき、本発明の基本的な構成は上記の如き構成を備える。前記判断は、周波数分布の基準周波数以上の振幅の積分値を、所定の基準値と比較して実行することができる（後述の実施例参照）。前記積分値が基準値より小さいと判断された場合は、所定の方式で別の候補の画像部分を選び該別の候補の画像部分について周波数分布の検出と前記判断を行うことができる（後述の実施例１参照）。また、前記条件が、周波数分布の前記積分値が基準値より大きいか否かの判断結果であり、前記所定の方式は、候補の画像部分を拡大して別の候補の画像部分を設定する方式とできる（後述の実施例１参照）。
【００１０】
また、候補の画像部分が、複数に分割された、前記積分値が基準値より大きいと判断されたブロックであり、被写体画像中の最も合焦している部分と同じ焦点調節状態のブロックを、拡大表示するブロックと決定することができる（後述の実施例２参照）。一方、前記被写体画像中の最も合焦している部分と同じ焦点調節状態のブロックが検出されない場合は、前記条件は、前記積分値が基準値より大きいか否かの判断結果とユーザーの承諾とすることができる（後述の実施例２参照）。このとき、前記最も合焦している部分の焦点調節状態に近い順で順序をつけ、該順序に従ってユーザーの承諾を受けて、拡大表示するブロックを決定する様にできる。勿論、本発明の範囲は、こうした例に限られず、他の制御方式を採用することもできる。例えば、ユーザーが被写体画像内で任意に画像部分を選び、選ばれた画像部分について前記判断を行う様にもできる。また、前記順序に従って、ユーザーの承諾を受けることなく自動的に、拡大表示するブロックを決定する様にもできる。
【００１１】
（実施例１）
以下、図を参照して本発明の実施例について説明する。まず、本発明の実施例１の焦点調節装置について、図１を用いて説明する。図１（ａ）において、レンズ１を通った光信号は、入射光量を制限して固体撮像素子に適正な光を入射させるための絞り２を介して、固体撮像素子３に入力される。レンズ１と絞り２と固体撮像素子３は、被写体を撮影する撮像部を構成する。撮像素子３は、ＴＧ（タイミングジェネレータ）７より出力されるタイミングパルスにより駆動され、入射された光信号を光電変換により電気信号に変換した後、出力する。ＴＧ７はＣＰＵ１０によって制御され、例えば、３Ｖ振幅の駆動パルスを水平同期信号ＨＤに同期して一定周期で出力する。固体撮像素子３の出力信号は、相関二重サンプリングを行うＣＤＳ４とアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ５とを介して、カメラ信号処理回路６に入力される。ＴＧ７はＣＤＳ４も駆動する。カメラ信号処理回路６は、入力信号に対して、Ｙ／Ｃ分離、映像信号処理、色信号処理、ガンマ補正を施して、画像を生成する。カメラ信号処理回路６にて生成された映像信号は、ビデオ信号処理回路８に入力される。ビデオ信号処理回路８は、映像信号に最適な処理を行った後、表示装置であるＬＣＤ１３にビデオ信号を出力する。撮像装置が備える録画開始ボタンにより録画が開始された場合には、ビデオ信号処理回路８とメモリ９により、入力された映像信号はエンコード／デコード処理され、記録媒体１４に出力され、画像として記録される。また、ビデオ信号処理回路８は、撮像装置の備えた手動フォーカス調節モード選択キー１２により、フォーカスアシストが選択され、該選択中に撮像装置が備えたＬＣＤ１３に表示するための画像を生成する機能を備える。
【００１２】
次に、手動フォーカス調節モード選択時のフォーカスアシスト動作について説明する。撮像装置が備える手動フォーカス調節モード選択キー１２がユーザーにより選択されると、ＣＰＵ１０が該調節モード選択を検出する。ＣＰＵ１０は、手動フォーカス調節モードに移行した後、フォーカスアシスト用の拡大画像生成と拡大表示を行うための制御信号をビデオ信号処理回路８に出力する。ビデオ信号処理回路８は、ＣＰＵ１０からの制御信号に応じて、内部に備えたスイッチを切り替え、カメラ信号処理回路６より入力された映像信号から、予め備えた切り出し領域で画像を抜き出し、新たな画像を生成する。そして、輪郭強調処理を行った後、表示装置であるＬＣＤ１３に画像を表示する。
【００１３】
次に、手動フォーカス調節モード選択時のフォーカスアシスト動作を図１（ｂ）を用いて説明する。ビデオ信号処理回路８は、ビデオ信号処理部１００とＥＮＣ／ＤＥＣ（エンコード／デコード）部１０１とスイッチ１０２と画像切り出し部１０３と周波数検出部１０４と輪郭強調部１０５を備えている。撮像装置が備える手動フォーカス調節モードが選択されていない場合は、カメラ信号処理回路６から入力された映像信号は、ビデオ信号処理部１００でビデオ信号として最適な処理が行われる。ここで、スイッチ１０２は、ビデオ信号処理部１００からの出力信号が、直接、ＬＣＤ１３に出力される様に切り替わっている。ビデオ信号処理部１００からの出力信号は、スイッチ１０２を介して、ＬＣＤ１３に出力され、映像信号が表示される。
【００１４】
一方、撮像装置が備える手動フォーカス調節モードが選択された場合、スイッチ１０２は、画像切り出し部１０３への接続に切り替わる。これにより、ビデオ信号処理部１００の出力信号は画像切り出し部１０３に入力される。画像切り出し部１０３は、ＣＰＵ１０からの制御に応じて、入力されたビデオ信号処理部１００からの出力信号を、予め備えた切り出し領域分だけ切り出して拡大画像を生成し、出力する。出力された拡大画像は、周波数検出部１０４を介して、輪郭強調部１０５に入力される。輪郭強調部１０５は、表示装置であるＬＣＤ１３を見ながらユーザーが手動フォーカス調節時の合焦状態が容易に確認できる様に、記録される画像とは異なる輪郭強調処理を拡大画像に施し、ＬＣＤ１３に画像信号を出力する。ここで、ＬＣＤ１３は、手動フォーカス調節モードが選択されて手動でフォーカス調節が実行されている間は、入力された拡大画像を継続して表示する。
【００１５】
次に、前記フォーカスアシスト動作中に表示する拡大表示画像の判定方法について、図１（ｂ）及び図２を用いて説明する。ビデオ信号処理部１００からの出力信号（例えば、１９２０画素×１０８０画素）は、スイッチ１０２を介して、画像切り出し部１０３に入力される。画像切り出し部１０３は、入力された１９２０画素×１０８０画素の通常画像の信号から、所定の画像中心部の４８０画素×２７０画素の画像を切り出す（図２（ａ）参照）。そして、拡大表示画像用に備えた一定の拡大率（下記の式（４）参照）に従って画像を拡大し、周波数検出部１０４に出力する。周波数検出部１０４は、入力された拡大画像から、周波数分布を算出し、ＣＰＵ１０に算出情報を出力する。ＣＰＵ１０は、入力された周波数分布に係る情報と、予め備えた所定の基準値との比較を行い、基準値より大きいと判定した場合には、現在の拡大画像のまま輪郭強調部１０５に出力する。輪郭強調部１０５は、フォーカスアシスト動作時の拡大画像用の輪郭強調処理を行い、ＬＣＤ１３に画像信号を出力する。本実施例では、前記算出情報は、周波数分布における基準周波数以上の振幅の積分値である。積分値であるので、ノイズの影響を小さくできる。前記基準周波数や前記所定の基準値は、予め、どの程度の値以上であれば見易い輪郭部が拡大画像に現れるかを調べておいて、それらの値を装置に記憶しておく。ここで、判定の条件としては、上記例に限られず、例えば、基準周波数の振幅値を基準振幅値と比較するといったものを用いることも可能である。
【００１６】
一方、図２（ｂ）に示す様に、画像切り出し部１０３で切り出された４８０画素×２７０画素の画像に関し、周波数検出部１０４で検出した周波数分布の前記振幅積分値が前記基準値より小さいと判定された場合には、次の様にする。即ち、ＣＰＵ１０は、切り出し領域変更の情報を画像切り出し部１０３に出力する。画像切り出し部１０３は、現在の切り出し画像である４８０画素×２７０画素の画像から、振幅積分値が基準値以上である領域、例えば、６２４画素×３５１画素まで切り出し領域を変更する（図２（ｃ）参照）。画像切り出し部１０３は、変更された６２４画素×３５１画素の画像に、拡大表示するため、拡大率３倍をかけて、１９２０画素×１０８０画素の拡大画像を生成し、出力する（下記の式（５）参照）。
【００１７】
ここで、拡大率の算出方法は、以下の通りの式（１）〜（５）で表される。
通常の切り出し画像            ｍ×ｎ  （水平画素×垂直画素）    式（１）
パネル表示画像                ａ×ｂ  （水平画素×垂直画素）    式（２）
変更後の切り出し画像          ｘ×ｙ  （水平画素×垂直画素）    式（３）
通常の拡大表示用の拡大率      ａ／ｍ  （水平画素）              式（４）
ｂ／ｎ  （垂直画素）
変更後の拡大表示用の拡大率    （ａ／ｍ）×（ｍ／ｘ）＝ａ／ｘ    式（５）
【００１８】
ここでも、画像切り出し部１０３から出力された拡大画像は、周波数検出部１０４を介して、輪郭強調部１０５に入力され、フォーカスアシスト機能選択時の拡大画像用の輪郭強調処理が施され、ＬＣＤ１３に画像信号が出力される。
【００１９】
次に、フォーカスアシスト機能選択時（手動フォーカス調節機能選択時）の拡大画像判定と画像生成の動作フローについて、図３を用いて説明する。図３に示す様に、手動フォーカス調節機能を実行するモードが選択された後（該調節モード選択１０００）、前記切り出し領域で切り出し、拡大処理を行った画像をＬＣＤパネルに表示する（フォーカスアシスト拡大表示１００１）。現在表示している被写体の拡大画像において、周波数分布の算出を行う（拡大画像の周波数分布を算出１００２）。次に、該算出した周波数分布における前記基準周波数以上の振幅積分値と基準値の比較を行う（振幅の積分結果を基準値と比較１００３）。比較結果において、基準値より大きいと判定した場合には（基準値以下？１００４）、拡大画像内の被写体画像に輪郭成分があると判断し、現在表示している拡大画像を継続する（切り出し領域未変更の拡大画像を表示１００８）。
【００２０】
一方、前記比較結果で基準値より小さいと判定した場合には、拡大画像中の被写体に関し、基準周波数以上の振幅積分値が基準値より大きい周波数分布の画像になる部分まで、切り出し領域の変更を行う（拡大画像の切り出し領域を変更１００５）。そして、該切り出し画像について、予め撮像装置に備えた拡大率の算出式に基いて拡大率を算出し、拡大画像を生成する（切り出し画像を一定倍率拡大１００６）。生成した拡大画像を、撮像装置が備えるＬＣＤパネルに表示する（切り出し領域変更の拡大画像を表示１００７）。
【００２１】
本実施例によれば、撮像装置が備えるフォーカスアシスト機能選択中に表示される拡大画像に関し、被写体画像中の周波数分布に応じて、該拡大画像を生成する切り出し領域を、予め設定した方式で自動的に変更する。このことで、拡大画像に常時、輪郭部が存在するため、フォーカスアシスト動作中のユーザーによる手動フォーカス調節が容易且つ確実に実行できる。この様に、フォーカスアシスト機能選択中に表示される拡大画像において、周波数分布の検出を行い、該検出結果から、輪郭部があるか否かの判定を行い、輪郭部がある場合には、現在表示されている拡大画像表示を継続する。一方、該検出結果から輪郭部がないと判定した場合には、現在の切り出し領域を輪郭部がある部分まで拡大し、表示装置に表示する。そのため、フォーカスアシスト機能選択中に画像が拡大された状態でも、拡大画像に輪郭部が存在するところまでパンやチルト動作を行う必要がなく、容易に手動フォーカス調節の合焦レベル確認を行うことができる。
【００２２】
（実施例２）
実施例２を説明する。実施例２では、フォーカスアシスト機能選択中の通常被写体撮影画像の周波数分布を算出し、該周波数分布が所定の条件を満たす部分について拡大表示を行う。この手法について、図４を用いて説明する。本実施例では、図４（ａ）に示すビデオ信号処理回路８は、ビデオ信号処理部１００とＥＮＣ／ＤＥＣ部１０１とスイッチ１０２と画像ブロック分割手段２００と各ブロック周波数検出部２０１とブロック切り出し部２０２と輪郭強調部１０５を備える。
【００２３】
フォーカスアシストが選択されていない通常モードの動作については、実施例１と同様である。フォーカスアシスト機能選択中に、切り替わったスイッチ１０２からの出力信号は、画像ブロック分割手段２００に入力され、入力された画像を、予め設定された画素数分に、例えば、４×４のブロックに分割する（図４（ｂ）参照）。画像ブロック分割手段２００からの信号は、各ブロック周波数検出部２０１に入力され、各ブロックに関し周波数成分の検出を行い、検出情報をＣＰＵ１０に出力する。ＣＰＵ１０は、各ブロック周波数検出部２０１からの出力に基づき、各ブロックの周波数分布における基準周波数以上の振幅積分値を算出する。そして、算出した周波数分布の振幅積分値と、予め備えた基準値との比較を行い、基準値より大きいブロックを判定する。
【００２４】
次に、ＣＰＵ１０は、現在最も合焦している部分の距離（ないし焦点調節状態。以下、距離で代表する）の算出を行い、該距離に一番近い部分の画像を切り出すための情報をブロック切り出し部２０２に出力する。この為の算出は、例えば、位相差方式、コントラスト方式などの焦点検出手段で得られる各部のデフォーカス量、コントラスト評価値などに基づいて行われる。ここで、ＣＰＵ１０は、前記距離に近い順に、前記複数の候補のブロックに順序をつけておく。ブロック切り出し部２０２は、ＣＰＵ１０からの情報を基に、指定されたブロック部分の画像を切り出し、一定の拡大率を乗算し、画像信号を出力する。出力された画像信号は、輪郭強調部１０５に入力され、フォーカスアシスト機能選択時の拡大画像に最適な輪郭強調処理を行った後、撮像装置が備える表示装置であるＬＣＤ１３に画像を出力する。
【００２５】
フォーカスアシスト機能選択時の拡大画像生成動作フローを、図５を用いて説明する。撮像装置が備える手動フォーカス調節モードが選択された（該調節モード選択１０００）後、入力された画像信号を１６のブロックに分割し、各ブロックの周波数分布の算出を行う（４×４ブロックの各周波数分布を算出１００９）。そして、算出した各ブロックの周波数分布における基準周波数以上の振幅の積分値と、予め備えた基準値とを比較する（各ブロックの振幅の積分結果を基準値と比較１０１０）。比較結果から、基準値より大きいブロックを検出する（基準値以上のブロックを検出１０１１）。
【００２６】
次に、現在撮影中のフォーカス位置の検出を行い（現在のフォーカス位置を検出１０１２）、該フォーカス位置と同じ距離のブロックを検出する（現在のフォーカス位置と同じ距離のブロックを検出１０１３）。検出結果において、同じ距離で且つ基準値より大きいと判定したブロックがある場合（ある？１０１４）には、適合するブロックの画像を切り出す（適合するブロック部分の画像を切り出す１０１５）。そして、予め備えた拡大率で拡大処理を行い、拡大画像を生成し（拡大処理１０１６）、撮像装置が備えるＬＣＤに画像を表示する（拡大画像を表示１０１７）。
【００２７】
一方、同じ距離で且つ基準値より大きいと判定したブロックがない場合（ある？１０１４）には、現在のフォーカス位置に一番近く且つ基準値より大きいブロック部分の画像を切り出す（一番近い距離のブロック部分の画像を切り出す１０１８）。該切り出した画像を、予め備えた拡大率で拡大処理を行い、拡大画像を生成後、ＬＣＤに表示する（拡大処理後、画像を表示１０１９）。この場合は、該表示画像でフォーカス調節を行って良いか否かの表示をＬＣＤに行い、ユーザーにより、承諾（ＯＫ？１０２０）と判断された場合には、現在表示している拡大画像を継続して表示する。一方、ＯＫでない（ＯＫ？１０２０）とユーザーにより判断された場合には、次に距離が近い部分のブロックを選択し、拡大処理後、表示する（次に距離が近いブロック部分の画像を表示１０２１）。本動作を、ユーザーがＯＫと判断するまで、繰り返し行う。
【００２８】
本実施例によれば、撮像装置が備えるフォーカスアシスト機能選択中に表示される拡大画像について、被写体画像中の所定条件を満たす周波数分布がある部分をユーザーが任意に選択して表示可能にする。このことで、撮影画像の主被写体をユーザーが一定程度の範囲内で任意に選択でき、且つ、手動フォーカス調節が容易となる。
【符号の説明】
【００２９】
８…ビデオ信号処理回路、１０…ＣＰＵ（判断手段）、１２…手動フォーカス調節モード選択キー、１３…ＬＣＤ（表示手段）、１０３…画像切り出し部、１０４…周波数検出部（周波数検出手段）、２００…画像ブロック分割手段、２０１…各ブロック周波数検出部（周波数検出手段）
【図１】
0005548405.tif 000002
【図２】
0005548405.tif 000003
【図３】
0005548405.tif 000004
【図４】
0005548405.tif 000005
【図５】
0005548405.tif 000006