(57)【要約】【課題】  本発明は、フォーカス領域を迅速且つ確実に選択することが撮像装置および焦点検出方法を提供することを目的とする。【解決手段】  撮影レンズ（１００）と、上記撮影レンズの光軸上に配置された絞り（１０１）と、  上記撮影レンズ及び上記絞りを介して結像した被写体像を表示する表示部（１１３）と、焦点を合わすべきフォーカス領域を選択するに際して上記絞りを絞り込む絞り制御部（１０２、１０３、１０４、１０７）と、上記フォーカス領域を選択するためのフォーカス領域選択部(１１４、１０７)と、上記選択されたフォーカス領域に焦点を合わせる焦点調整部（１０２、１０３、１０４、１０７、１０８）と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、
上記撮影レンズの光軸上に配置された絞りと、
上記撮影レンズ及び上記絞りを介して結像した被写体像を表示する表示部と、
焦点を合わすべきフォーカス領域を選択するに際して上記絞りを絞り込む絞り制御部と、
上記フォーカス領域を選択するためのフォーカス領域選択部と、
上記選択されたフォーカス領域に焦点を合わせる焦点調整部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記絞り制御部は、上記フォーカス領域を選択する際、絞り口径が最小となる絞り値、又は予め設定した絞り段数だけ絞り込んだときの絞り値のうち絞り口径が大きいほうの絞り値に絞り込むこと特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮影レンズ及び絞りを介して結像した被写体像を表示部に表示するステップと、
焦点を合わすべきフォーカス領域を選択するに際して上記絞りを絞り込むステップと、
フォーカス領域を操作部により選択するステップと、
上記選択されたフォーカス領域に焦点を合わせるステップと、
を含むことを特徴とする焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカス領域をユーザーが選択して焦点を合わせる撮像装置および焦点調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被写体の焦点を合わせるべき領域であるフォーカス領域をユーザが指定してこの指定したフォーカス領域に焦点を合わせて撮影を行うカメラが知られている。例えば、特許文献１においては、撮影画像確認用の液晶表示部に表示されている撮影範囲内の被写体のうち、合焦させたい箇所であるフォーカスブロックをタッチパネルにて指定し、この指定されたフォーカスブロック内の被写体までの距離を測距回路にて測定し、該測定結果に基づいてオートフォーカス駆動回路を制御することにより、撮影範囲の任意の位置に存在する被写体に焦点を合わせた撮影を行うカメラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のカメラにおいては、表示部に表示されている画像がボケており、この画像をユーザーが正しく認識できない場合はこのままではフレーミングやフォーカス領域の選択を正しく行うことができない。そこで、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｒｃｕｓ）の場合は、一旦適当な被写体領域にピントを合わせてからフォーカス領域の選択を行ない、ＭＦ（Ｍａｎｕａｌ  Ｆｏｒｃｕｓ）の場合は、ある程度被写体の位置関係が判別可能になるまで撮影レンズを繰り出してから、所望のフォーカス領域にピント合わせを行なうという操作が必要があった。しかし、これでは迅速に被写体にピントを合わせることができない。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の問題に鑑み、フォーカス領域を迅速且つ確実に選択することが撮像装置および焦点調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る撮像装置は、撮影レンズと、上記撮影レンズの光軸上に配置された絞りと、上記撮影レンズ及び上記絞りを介して結像した被写体像を表示する表示部と、焦点を合わすべきフォーカス領域を選択するに際して上記絞りを絞り込む絞り制御部と、上記フォーカス領域を選択するためのフォーカス領域選択部と、上記選択されたフォーカス領域に焦点を合わせる焦点調整部と、を備えた。
【０００７】
また、請求項２に係る撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、上記絞り制御部は、上記フォーカス領域を選択する際、絞り口径が最小となる絞り値、又は予め設定した絞り段数だけ絞り込んだときの絞り値のうち絞り口径が大きいほうの絞り値に絞り込む。
【０００８】
また、請求項３に係る焦点調整方法は、撮影レンズ及び絞りを介して結像した被写体像を表示部に表示するステップと、焦点を合わすべきフォーカス領域を選択するに際して上記絞りを絞り込むステップと、フォーカス領域を操作部により選択するステップと、上記選択されたフォーカス領域に焦点を合わせるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フォーカス領域を迅速且つ確実に選択することが可能な撮像装置及び焦点調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカメラ制御の動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るカメラの撮影待機処理の流れを示すサブルーチンである。
【図４】本発明の実施形態に係るカメラのフォーカス領域選択メニュー処理の流れを示すサブルーチンである。
【図５】本発明の実施形態に係るカメラの被写体明瞭化処理の流れを示すサブルーチンである。
【図６】本発明の実施形態に係るカメラのフォーカス領域選択処理の流れを示すサブルーチンである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。
なお、本発明の実施の形態においては、通常の撮像装置と同様の動作及び制御技術については説明を省略、又は詳細な説明を省略する。
【００１２】
本発明の一実施形態に係わるカメラは、デジタルカメラであり、撮像素子１０５を有し、この撮像素子１０５によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を表示部にリアルタイムに表示（以下「ライブビュー表示」と称する。）する。撮影時には、撮影者はライブビュー表示を観察することにより、被写体の焦点を合わせるべき領域（以下、「フォーカス領域」と称する。）の選択や構図を設定する。操作部１１４に含まれるレリーズ釦の半押し（以下、「１ｓｔレリーズ」と称する。）がなされると、撮影レンズ１００の調節を行い、さらにレリーズ釦の全押し（以下、「２ｎｄレリーズ」と称する。）がなされると撮影を行う。撮影時に得られた画像データは画像処理回路１１０によって所定の画像処理が施された後メモリ２１０に記録される。
【００１３】
図１は、本実施形態に係わるカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係わるカメラは、大別すると、レンズユニットとカメラボディを有している。レンズユニットは、撮影レンズ１００、絞り１０１、それらを駆動するためのレンズ／絞り駆動モータ１０２、モータドライブ回路１０３、レンズ側ＣＰＵ１０４を有している。また、カメラボディは撮像素子１０５、撮像信号処理回路１０６、カメラ側ＣＰＵ１０７、ＡＦ評価値算出回路１０８、ＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ)評価値算出回路１０９、画像処理回路１１０、メモリ１１１、表示回路１１２、表示部１１３、操作部１１４を有している。
【００１４】
撮影レンズ１００は被写体像を形成するための複数の光学レンズから構成され、単焦点レンズ又はズームレンズである。絞り１０１は撮影レンズ１００の射出瞳近傍の撮影レンズ１００の光軸と同軸上に配置され、入射光量や焦点深度を調整する。それらはカメラ側ＣＰＵ１０７、レンズ側ＣＰＵ１０４、モータドライブ回路１０３、及びモータ１０２によって位置制御され、焦点調節、絞り調節を実現する。なお、レンズ側ＣＰＵ１０４は後述するカメラ側ＣＰＵ１０７から受信した制御コマンドを解釈し、レンズ１００、絞り１０１を制御する。
【００１５】
撮像素子１０５は撮影レンズ１００の光軸上に配置され、撮影レンズ１００によって形成された被写体像の撮像を行なう。この撮像素子１０５はフォトダイオードを含む画素が二次元マトリクス状に配置されており、受光量に応じた電荷を蓄積する。後段の撮像信号処理回路１０６により撮像素子１０５の電荷蓄積制御や画像信号の読出し制御等が行なわれる。この撮像素子１０５から読み出された画像データは、カメラ側ＣＰＵ１０７、ＡＦ評価値算出回路１０８、ＡＥ評価値算出回路１０９、画像処理回路１１０、及びメモリ１１１に出力される。
【００１６】
ＡＦ評価値算出回路１０８は、撮像素子１０５から出力された画像データの高周波成分に基づいて、被写体のピント状態を検出する。ＡＥ評価値算出回路１０９は、露出レベルが適正になるような露出時間(ＴＶ)や絞り値(ＡＶ)を演算する。画像処理回路１１０は、撮像素子１０５から読み出された画像データの同時化処理、階調変換処理、ホワイトバランス調整、エッジ処理、広ダイナミックレンジ画像データの合成処理等の各種画像処理を行なう。
【００１７】
カメラ側ＣＰＵ１０７に接続される操作部１１４のユーザ操作に応じて、カメラ側ＣＰＵ１０７によってＡＦ評価値算出回路１０８、ＡＥ評価値算出回路１０９、画像処理回路１１０、メモリ１１１が制御され、カメラとしての基本動作であるＡＦ、ＡＥ、露光、画像生成等が行なわれる。このとき、ＡＦやＡＥのようなレンズ制御を伴う動作の場合、カメラ側ＣＰＵ１１２はＡＦ評価値算出回路１０８及びＡＥ評価値算出回路１０９の出力値を基に、メモリ１１１に格納されている制御プログラムに従ってレンズ側ＣＰＵ１０４に制御コマンドを送信する。また、画像処理回路１１０で生成された表示用画像データによって表されるライブビュー画像を、表示回路１１２を介して表示部１１３に表示する。
【００１８】
つぎに、上述した電気的構成を用いた本発明の具体的な動作の流れを、図２〜図６のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の動作説明においては、特に断りのない限り各動作はカメラ側ＣＰＵ１０７が行う。
【００１９】
図２は本発明の実施形態に係るカメラ制御の動作の流れを示すフローチャートである。まずステップＳ１１において撮影待機処理を行う。
【００２０】
図３は本発明の実施形態に係るカメラの撮影待機処理の流れを示すサブルーチンである。
まず、ステップＳ２１にて通常ライブビュー表示を開始する。この通常ライブビュー表示においては、後述する被写体明瞭化処理における、絞りを所定量絞り込んだ状態でのライブビュー表示（以下、「被写界深度優先ライブビュー表示」と称する。）に対して、絞りを開放位置（全開位置）に駆動した状態でライブビュー表示が行なわれる。つぎにステップＳ２２において、操作部１１４に含まれる十字選択ボタンやファンクションボタン、タッチパネル等の操作を監視し、操作が無ければ撮影待機処理のサブルーチンからリターンする。操作があった場合、ステップＳ２３において、ボタン・タッチ操作がフォーカス領域選択メニューに移行する操作か否かを判定する。フォーカス領域選択メニューに移行する操作であった場合、ステップＳ２４にて、フォーカス領域選択メニュー処理を行う。このフォーカス領域選択メニュー処理については後述する。ステップＳ２３にて、フォーカス領域選択でないと判断した場合には、ステップ２２におけるボタン・タッチ操作に応じたその他の処理を行なう。ステップＳ２５の処理が終了すると、撮影待機処理のサブルーチンからリターンする。
【００２１】
図４は本発明の実施形態に係るカメラのフォーカス領域選択メニュー処理の流れを示すサブルーチンである。フォーカス領域選択メニュー処理においては、まずステップＳ３１で被写体明瞭化処理を行なう。この被写体明瞭化処理は、絞り１０１を絞り込むことで被写界深度を深め、ライブビュー表示が被写体を認識できないような大ボケ状態となることを防止するためのものである。ステップＳ３２のフォーカス領域選択処理はユーザ操作を検出してフォーカス領域選択を確定させる。このとき、前段の被写体明瞭化処理により、ライブビュー画像がフォーカス領域選択やフレーミングを行なうに充分な鮮明度を有している。
【００２２】
図５は本発明の実施形態に係るカメラの被写体明瞭化処理の流れを示すサブルーチンである。上述したようにステップＳ３１の被写体明瞭化処理は絞り１０１を絞り込むことで表示部１１３に表示するライブビュー画像のボケを抑制する処理となる。しかし、レンズによっては最大限絞り込むことで暗くなりすぎ、フレーミングが困難な状態になる。このような状態ではフォーカス領域を正確に選択することができない。従って、絞り１０１の絞り込みによる露出アンダー量が所定値以内に収まるように絞込みの制御を行う。
【００２３】
まず、ステップＳ４１において絞り込み最大時の露出アンダー段数Ｕｍａｘを算出する。この最大絞り込み時の露出アンダー段数Ｕｍａｘは、最大絞り込み時のＡＶ（Aperture Value）であるＡＶｍａｘと、ＡＶｎｏｗの差分になる。なおＡＶｍａｘは、撮影レンズ１００のレンズ情報としてレンズ側ＣＰＵ１０４から得た情報である。また、ＡＶｎｏｗはＡＥ評価値算出回路１０９にて所定のサイクルで算出される現在（絞り込み前）のＡＶである。
【００２４】
つぎに、ステップＳ４２において、最大絞り込んだ際の露出アンダー段数Ｕｍａｘが、予めメモリ１１１に記憶されている規定段数Ｕｌｉｍより大きいか否かを判断し、規定より大きい場合は、ステップＳ43にて露出アンダーが規定段数となるＡＶｌｉｍが算出される。ＡＶｌｉｍはＡＶｍａｘから規定以上の露出アンダー超過分を差し引いたもの、又はＡＶｎｏｗにＵｌｉｍを加えたものになる。すなわち、
ＡＶｌｉｍ＝ＡＶｍａｘ−（Ｕｍａｘ−Ｕｌｉｍ）＝ＡＶｎｏｗ＋Ｕｌｉｍ
である。
【００２５】
つぎにステップＳ４４において、ＡＶｌｉｍが最小ＡＶであるＡＶｍｉｎ未満か否かを判断し、ＡＶｌｉｍがＡＶｍｉｎ未満だった場合は、当然実際の絞りはＡＶｍｉｎ未満になり得ないため、ステップＳ４５にてＡＶｌｉｍはＡＶｍｉｎでクリップし、ＡＶｓｅｌｅｃｔ＝ＡＶｍｉｎとする。また、ステップＳ４４にてＡＶｌｉｍがＡＶｍｉｎ以上だった場合、ステップＳ４６にてＡＶｌｉｍをそのままＡＶｓｅｌｅｃｔとする。ステップＳ４２にてＵｍａｘが規定段数以下だった場合、ステップＳ４８にてＡＶｍａｘをＡＶｓｅｌｅｃｔ＝ＡＶｍａｘとする。なお、ＡＶｍｉｎ、ＡＶｍａｘは撮影レンズ情報として予めメモリ１１１に記憶されているものである。
【００２６】
ステップＳ４５又はステップＳ４７にてＡＶｓｅｌｅｃｔが設定されると、つぎにステップＳ４８にて絞り値がＡＶｓｅｌｅｃｔになるように絞り駆動を行なう。つぎに、ステップＳ４９において設定された実絞りに基づくライブビュー表示（以下「被写界深度優先ライブビュー表示」と称する。）に切り替える。以上の処理が終了すると被写体明瞭化処理のサブルーチンからリターンする。
【００２７】
被写体明瞭化処理からリターンすると、つぎに図４のステップＳ３２のフォーカス領域選択処理に進む。図６は本発明の実施形態に係るカメラのフォーカス領域選択処理の流れを示すサブルーチンである。フォーカス領域選択処理に進むと、まず、ステップＳ５１にて操作部１１４に含まれる十字ボタンによる入力の有無を判断し、入力があった場合はステップＳ５２へ進み、入力方向にフォーカス領域を移動させてからステップＳ５３へ進む。また、ステップＳ５１にて入力が十字ボタンでなかった場合、ステップＳ５３にてタッチパネルによる入力の有無を判断し、入力があった場合には入力位置にフォーカス領域を移動させ、ステップＳ５４へ進む。また、ステップＳ５３にて入力が無かった場合もステップＳ５５へ進む。
【００２８】
ステップＳ５５ではＯＫボタンの押下の有無を判断し、ＯＫボタンの押下が無いと判断された場合、再びステップＳ５１の十字ボタンの入力判断に戻り、フォーカス領域選択処理が継続される。ステップＳ５５でＯＫボタンの押下があったと判断した場合には、つぎにステップＳ５６にて、絞りを開放位置に駆動する。これによりライブビュー表示は、被写界深度優先ライブビュー表示から通常ライブビュー表示に切り替わることになる。以上の処理が終するとフォーカス領域選択処理のサブルーチンから図４のフォーカス領域選択メニュー処理のサブルーチンにリターンし、つぎに、図３の撮影待機処理のサブルーチンにリターンし、さらに、図２のカメラ制御のメインルーチンにリターンする。
【００２９】
図２のカメラ制御のメインルーチンに戻ると、つぎに、ステップＳ１２において、１ｓｔレリーズが行われたか否かを判断する。１ｓｔレリーズが行われなかった場合は、ステップＳ１１の撮影待機処理に戻り上述した処理を繰り返し行う。
【００３０】
ステップＳ１２において１ｓｔレリーズが行われたと判断した場合は、つぎにステップＳ１３にて、ＡＥ評価値算出回路１０９による絞り値やシャッタースピードの算出（ＡＥ演算）と、ＡＦ評価値算出回路１０８によるＡＦ制御が行われる。このＡＦ制御においては、ＡＦ評価値算出回路１０８によりフォーカス領域選択処理において選択されたフォーカス領域の画像データの高周波成分が最大となる位置に、撮影レンズ１００を駆動する制御が行われる。もし、フォーカス領域が選択されないままに１ｓｔレリーズが行われた場合は、予め決められたフォーカス領域（例えば画面中央部）に焦点を合わせるＡＦ制御が行われる。
【００３１】
つぎに、ステップＳ１４において２ｎｄレリーズが行われたか否かが判断される。ステップＳ１４にて、２ｎｄレリーズが行われなかったものと判断した場合は、ステップＳ１２に戻り上述した動作が繰り返し行われる。
【００３２】
ステップＳ１４にて２ｎｄレリーズが行われたと判断した場合は、ステップＳ１５の撮影処理において、ステップＳ１４で設定されたＡＥ演算結果に基づいて露出制御が行われ、画像処理回路１１０にて、撮像素子１０５から読み出された画像データに対して所定の画像処理が施される。つぎに画像処理回路１１０にて画像処理が施された画像データはメモリ１１に記録され、一連のカメラ制御を終了する。
【００３３】
上述した被写体明瞭化処理により大ボケ状態が自動的に解消され、フォーカス領域選択やフレーミングを迅速且つ容易に行うことができる。また、所定値以上の露出アンダーとならないように絞りを制御するので、フォーカス領域選択処理の際のライブビュー表示の明るさを適度に調整しながら、フォーカス領域選択やフレーミングを迅速且つ容易に行うことができる。
【００３４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することもできる。例えば、本実施形態における表示部の代わりに光学的なビューファインダーを用いてもよい。また、本実施形態におけるレリーズスイッチは、１ｓｔレリーズ後にＡＥ演算，ＡＦ制御を行い、２ｎｄレリーズ後に撮影処理を行うものであったが、２ｎｄレリーズをなくして１ｓｔレリーズを検出した後に、ＡＥ演算、ＡＦ制御のみでなく撮影処理を行うようにしてもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することもできる。さらに異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１００…撮影レンズ
１０１…絞り
１０２…レンズ／絞り駆動モータ
１０３…モータドライブ回路
１０４…レンズ側ＣＰＵ
１０５…撮像素子
１０６…撮像信号処理回路
１０７…カメラ側ＣＰＵ
１０８…ＡＦ評価値算出回路
１０９…ＡＥ評価値算出回路
１１０…画像処理回路
１１１…メモリ
１１２…表示回路
１１３…表示部
１１４…操作部
【図１】
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【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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