(57)【要約】 【課題】  フォーカス合わせの精度を向上させることができる撮像装置および画像処理装置を提供する。【解決手段】  フォーカス領域選択部２５は、カメラから出力された画像信号が示す画像から、フォーカス領域に相当する画像を切り出し、フォーカス値演算部２６へ出力する。フォーカス値演算部２６は画像信号から高周波成分を抽出して積分し、その値をフォーカス値として主制御部２１へ通知する。主制御部２１には、フォーカスリングの回転位置を示す情報がカメラから入力される。主制御部２１は、カメラが備える撮像レンズの焦点距離とフォーカス値との対応関係を示すグラフと、撮像レンズの現在の焦点距離とを示す情報を表示ドライバー２７へ出力する。表示ドライバー２７は、そのグラフ等を表示するための表示情報を生成し、外部の表示部へ出力する。【選択図】    図３
2006023553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズを介して結像した被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
前記撮像レンズの焦点距離を所定の範囲で変化させる焦点移動手段と、
前記撮像レンズの焦点距離および前記画像信号に基づいて、前記撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報を生成する合焦情報生成手段と、
前記合焦情報と、前記焦点距離検出手段によって検出された前記撮像レンズの現在の焦点距離とを表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記合焦情報に重ねて、前記撮像レンズの現在の焦点距離を表示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】
前記表示手段はさらに、合焦の許容範囲を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記合焦の程度は、前記画像信号の高周波成分によって表されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記合焦の程度は、前記画像信号のコントラスト成分によって表されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体を撮像し、該被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子と、
前記画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態である領域を、合焦状態でない他の領域と区別可能なように、前記画像信号を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された前記画像信号に基づいた画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、前記画像信号の高周波成分またはコントラスト成分を増幅することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像処理手段は、前記画像信号に対して、該画像信号の高周波成分またはコントラスト成分が一定以上である領域の色を特定色に置き換える色変換処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像レンズを介して結像した被写体の像に基づいた画像信号と、前記撮像レンズの焦点距離を示す情報とに基づいて、前記撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報を生成する合焦情報生成手段と、
前記合焦情報と前記撮像レンズの現在の焦点距離とを表示するための表示情報を生成し、表示手段へ出力する表示情報生成手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
前記表示情報生成手段は、前記表示手段によって表示された画像上で、前記合焦情報の表示と前記撮像レンズの現在の焦点距離の表示とが重なるように、前記表示情報を生成することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記表示情報生成手段は、前記合焦情報および前記撮像レンズの現在の焦点距離を表示すると共に、合焦の許容範囲を表示するための表示情報を生成し、前記表示手段へ出力することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記合焦の程度は、前記画像信号の高周波成分によって表されることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかの項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記合焦の程度は、前記画像信号のコントラスト成分によって表されることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかの項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
被写体を撮像し、該被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子から出力された前記画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態である領域を、合焦状態でない他の領域と区別可能なように、前記画像信号を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された前記画像信号に基づいた画像を表示するための表示情報を生成し、表示手段へ出力する表示情報生成手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
前記画像処理手段は、前記画像信号の高周波成分またはコントラスト成分を増幅することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記画像処理手段は、前記画像信号に対して、該画像信号の高周波成分またはコントラスト成分が一定以上である領域の色を特定色に置き換える色変換処理を行うことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像撮影の際のフォーカス（焦点）合わせをアシストする撮像装置および画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカムコーダーのフォーカス合わせに関しては、ファインダーで画像を目視して焦点を合わせる方法しかなかった。また、スチルカメラにおいては、フォーカス合わせをサポートするフォーカスアシスト機能内蔵のカメラが出されているが、位相差方式オートフォーカスの光学系が内蔵されており、ムービーには適用することができない。なお、特許文献１には、撮像レンズで撮影可能な無限遠から至近限界までの距離と、被写体に合焦する撮像レンズの合焦位置と、撮像レンズの位置との相対的な位置関係を表示する焦点調節状態表示装置が記載されている。
【特許文献１】特開平５−１１９３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カメラで撮影した映像を、デジタルシネマシステム等において大画面に表示した場合には、焦点の合焦具合が顕著に現れる。大画面に適した高精細な映像を得るために、複数個の撮像素子を用いた画素ずらし手法はよく行われている。特に効果的な方法として、４板式色分解ダイクロイックプリズムを用い、Ｇチャンネルに２枚のＣＣＤを割り当て、Ｒ，Ｂチャンネルにそれぞれ１枚のＣＣＤを割り当てる。さらに４つのＣＣＤはそれぞれ水平、垂直方向に半画素ずれた位置に配置する。このような構成をとることにより、デジタルスチルカメラ等の単板方式で一般的に用いられるベイヤー配列画像信号と同じ信号が得られる。この方式は用いるＣＣＤの４倍ある高精細な画像を得ることができる４板画素ずらし方式である。この方式は高精細な画像が得られるが、撮像素子の見かけ上のサイズが小さくなることから、フォーカス合わせの精度は高いものが求められる。しかし、ファインダーで画像を目視しながらフォーカスを合わせる方法では、フォーカス合わせの精度は向上しないので、焦点ずれの画像ができることが多いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、フォーカス合わせの精度を向上させることができる撮像装置および画像処理装置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】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、撮像レンズを介して結像した被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、前記撮像レンズの焦点距離を所定の範囲で変化させる焦点移動手段と、前記撮像レンズの焦点距離および前記画像信号に基づいて、前記撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報を生成する合焦情報生成手段と、前記合焦情報と、前記焦点距離検出手段によって検出された前記撮像レンズの現在の焦点距離とを表示する表示手段とを具備することを特徴とする撮像装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記表示手段は、前記合焦情報に重ねて、前記撮像レンズの現在の焦点距離を表示することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、前記表示手段はさらに、合焦の許容範囲を表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の撮像装置において、前記合焦の程度は、前記画像信号の高周波成分によって表されることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の撮像装置において、前記合焦の程度は、前記画像信号のコントラスト成分によって表されることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、被写体を撮像し、該被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子と、前記画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態である領域を、合焦状態でない他の領域と区別可能なように、前記画像信号を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理された前記画像信号に基づいた画像を表示する表示手段とを具備することを特徴とする撮像装置である。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記画像信号の高周波成分またはコントラスト成分を増幅することを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記画像信号に対して、該画像信号の高周波成分またはコントラスト成分が一定以上である領域の色を特定色に置き換える色変換処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、撮像レンズを介して結像した被写体の像に基づいた画像信号と、前記撮像レンズの焦点距離を示す情報とに基づいて、前記撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報を生成する合焦情報生成手段と、前記合焦情報と前記撮像レンズの現在の焦点距離とを表示するための表示情報を生成し、表示手段へ出力する表示情報生成手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理装置において、前記表示情報生成手段は、前記表示手段によって表示された画像上で、前記合焦情報の表示と前記撮像レンズの現在の焦点距離の表示とが重なるように、前記表示情報を生成することを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または請求項１０に記載の画像処理装置において、前記表示情報生成手段は、前記合焦情報および前記撮像レンズの現在の焦点距離を表示すると共に、合焦の許容範囲を表示するための表示情報を生成し、前記表示手段へ出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜請求項１１のいずれかの項に記載の画像処理装置において、前記合焦の程度は、前記画像信号の高周波成分によって表されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１３に記載の発明は、請求項９〜請求項１１のいずれかの項に記載の画像処理装置において、前記合焦の程度は、前記画像信号のコントラスト成分によって表されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１４に記載の発明は、被写体を撮像し、該被写体の像に基づいた画像信号を生成する撮像素子から出力された前記画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態である領域を、合焦状態でない他の領域と区別可能なように、前記画像信号を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段によって処理された前記画像信号に基づいた画像を表示するための表示情報を生成し、表示手段へ出力する表示情報生成手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１９】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段は、前記画像信号の高周波成分またはコントラスト成分を増幅することを特徴とする。
【００２０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の画像処理装置において、前記画像処理手段は、前記画像信号に対して、該画像信号の高周波成分またはコントラスト成分が一定以上である領域の色を特定色に置き換える色変換処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報と、撮像レンズの現在の焦点距離とを表示するようにしたので、フォーカス合わせの精度を向上させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による撮像システムの構成を示す概略構成図である。以下、図中の各構成について説明する。カメラ１はムービー撮影が可能なＳＨＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）カメラ等のカメラである。このカメラ１には、ＣＣＤを備えた撮像素子（図示せず）が内蔵されており、この撮像素子は、撮像レンズ（図示せず）によって撮像面に結像された被写体の像を光電変換することにより、被写体の像に基づいた映像信号（画像信号）を生成し、コントローラ２へ出力する。撮像レンズの周りを囲むように設けられたフォーカスリングを回転させることにより、撮像レンズの焦点距離を変化させることができる。撮像レンズは交換可能であり、撮像レンズの種類によってフォーカスリングの可動範囲（回転可能な角度の範囲）が異なる。
【００２３】
カメラ１が備えるレンズ駆動部１１は、フォーカスリングを駆動して回転させることにより、撮像レンズの焦点距離を調節する。このレンズ駆動部１１はコントローラ２によって制御され、フォーカスリングの回転位置を示す情報をコントローラ２へ出力する。なお、撮像レンズの焦点距離の調節に関しては、レンズ駆動部１１によって自動的に行ってもよいし、撮影者（ユーザ）がフォーカスリングを手で回転させることにより手動で行ってもよい。
【００２４】
コントローラ２は、撮像レンズの焦点距離の調節や、合焦の程度を示すフォーカス値の算出等を行う。このコントローラ２は、レンズ駆動部１１を制御することにより、撮像レンズの焦点距離を調節すると共に、レンズ駆動部１１から出力された情報に基づいて、撮像レンズの焦点距離に対応したフォーカスリングの回転位置を検出する。続いて、コントローラ２は、カメラ１から出力された画像信号に基づいて、合焦の程度を示すフォーカス値を算出する。このフォーカス値は、画像信号が示す画像の高周波成分（コントラスト成分）であり、この値が高いほど合焦状態（ピントが合った状態）に近い。コントローラ２は、算出したフォーカス値、および撮影された画像を表示するための表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３はこの表示情報に基づいて、撮影画像やフォーカス値を表示する。
【００２５】
図２は、表示部３に表示されたフォーカス値の一例を示している。コントローラ２はレンズ駆動部１１を制御し、例えば無限遠から至近限界までの所定範囲で焦点距離を変化させながら、各位置における撮影画像のフォーカス値を算出し、図２に示されるグラフを作成する。このグラフの横軸は、フォーカスリングの現在の回転位置に対応した撮像レンズの焦点距離（あるいはフォーカスリングの回転位置としてもよい）を示している。縦軸は各焦点距離において算出されたフォーカス値を示している。符号４１は、コントローラ２によって予め算出されたフォーカス値の曲線である。符号４２は撮像レンズの現在の焦点距離（あるいはフォーカスリングの現在の回転位置としてもよい）の表示である。撮像レンズの焦点距離がフォーカス位置のピークに合うように、自動または手動でフォーカスリングを回転させることにより、正確にフォーカスを合わせることができる。
【００２６】
符号４３は合焦の許容範囲を示しており、フォーカスリングの回転位置をフォーカス位置のピークに合わせる際の目安となる。この許容範囲は、撮影した映像の目的等に応じて設定される。例えば、撮影した映像を、大画面表示のデジタルシネマシステム等に用いる場合、フォーカスが正確に合った状態で映像を撮影する必要がある。この場合には、許容範囲が通常よりも小さく（すなわち図２における許容範囲４３の横幅が狭くなるように）設定される。許容範囲は、予め設定されたものであってもよいし、ユーザが任意に設定してもよい。
【００２７】
図３は、コントローラ２の構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。主制御部２１はコントローラ２内の各部を制御すると共に、情報の判別処理や演算等を行う。レンズ制御部２２は、撮像レンズの合焦位置を制御する。このレンズ制御部２２は、主制御部２１による指示に基づいて、フォーカスリングを駆動するための信号をレンズ駆動部１１へ出力する。レンズ指定部２３は、ユーザによって操作されるボタンやスイッチ等を備え、カメラ１に装着された撮像レンズの条件に関する情報がユーザによって入力される。このレンズ指定部２３は、入力された情報を主制御部２１へ出力する。主制御部２１は、レンズ指定部２３から出力された情報に基づいて撮像レンズの種類等の条件を判別する。これにより、主制御部２１は、撮像レンズに応じたフォーカスリングの最適な回転角度を決定することができる。
【００２８】
ＳＷ入力部２４は、ユーザによって操作されるボタンやスイッチ等を備え、表示部３に表示された映像中のフォーカス領域（ユーザがフォーカスを合わせたい領域）や、合焦の許容範囲等が入力される。ユーザがフォーカス領域を入力する場合には、表示部３に対して、映像と共にフォーカス領域を示す画像枠等の情報を表示し、ユーザがこの表示を参照しながらＳＷ入力部２４からフォーカス領域を入力すればよい。このＳＷ入力部２４は、入力された情報を主制御部２１へ出力する。主制御部２１は、ＳＷ入力部２４から出力された情報に基づいてフォーカス領域や合焦の許容範囲等を判別する。また、主制御部２１は、ユーザによって入力されたフォーカス領域を示す情報をフォーカス領域選択部２５へ出力する。
【００２９】
フォーカス領域選択部２５は、カメラ１から出力された画像信号が示す画像から、ユーザによって指定されたフォーカス領域に相当する画像を切り出し、フォーカス値演算部２６へ出力する。フォーカス値演算部２６はバンドパスフィルターとしての機能を備え、予め設定された範囲の周波数成分を画像信号から抽出することにより、ノイズ成分を除去すると共に、画像のコントラストを示す高周波成分（コントラスト成分）を抽出する。
【００３０】
フォーカス値演算部２６は、抽出した高周波成分を積分し、その値をフォーカス値として主制御部２１へ通知する。主制御部２１には、フォーカスリングの回転位置を示す情報がレンズ駆動部１１から入力される。主制御部２１は、得られた情報に基づいて、図２に示したようなグラフを作成し、その情報を表示ドライバー２７へ出力する。表示ドライバー２７は、フォーカス値を表すグラフ等を表示するための表示情報を生成し、表示部３へ出力する。
【００３１】
次に、本実施形態による撮像システムの動作を説明する。まず、通常の撮影の前に、フォーカスリングの駆動範囲、フォーカス領域、およびフォーカス許容範囲の設定を行う。ユーザによってレンズ指定部２３を介してレンズの種類等の撮像レンズの条件が指定されると、レンズ指定部２３はその情報を主制御部２１へ出力する。主制御部２１は、その情報に基づいて撮像レンズの種類を判別し、その撮像レンズに対応したフォーカスリングの可動範囲に基づいて、フォーカスリングの駆動範囲（撮像レンズの焦点距離が無限遠から至近限界まで変化するようなフォーカスリングの回転角度の範囲）および回転角度のきざみ幅（フォーカスリングを何度回転させるごとにフォーカス値を算出するのかを示す角度値）を設定する。フォーカス領域の設定については以下のとおりである。初期状態でカメラ１によって撮影された画像に基づいた画像信号が表示ドライバー２７に入力される。表示ドライバー２７は、撮影された画像およびフォーカス領域を示す画像枠等を表示するための表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３は、表示情報に基づいた画像を表示する。
【００３２】
ユーザは、表示部３に表示された画像を見ながら、ＳＷ入力部２４に設けられたボタンを操作し、フォーカス領域を選択する。図４はＳＷ入力部２４に設けられたボタンの一例である。ユーザは、カーソルボタン２４１を操作することにより、画像中の画像枠の位置を移動させることができ、サイズボタン２４２を操作することにより、画像枠の大きさを変えることができる。ユーザによる操作の結果は主制御部２１へ出力され、主制御部２１は、ユーザの操作結果に基づいて、画像枠の位置や大きさを変える指示を表示ドライバー２７へ出力する。
【００３３】
表示ドライバー２７は、この指示に基づいて画像枠の位置や大きさを変化させた表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３に表示された画像枠には、ユーザによる指定が反映される。ユーザが、希望するフォーカス領域を選択し、決定する（例えばフォーカス領域の決定を示す決定ボタンを押す）と、ＳＷ入力部２４から出力された情報に基づいて、主制御部２１は入力されたフォーカス領域を判別し、その情報をフォーカス領域選択部２５へ出力する。
【００３４】
図５はフォーカス領域の一例を示している。カメラ１によって撮影された画像５１、および表示部３に表示された画像５２が示されている。この図において、符号５３は、ユーザによって指定されたフォーカス領域を示している。フォーカス領域選択部２５は、画像５２の中からフォーカス領域５３の画像を切り出す。
【００３５】
フォーカス許容範囲の設定は以下のとおりである。ユーザは、ＳＷ入力部２４に設けられたボタンを操作し、フォーカス許容範囲を入力する。例えば、フォーカス値がＸ以上を許容するとしたい場合に、数値ＸがＳＷ入力部２４を介して入力される。この場合、フォーカス値がＸ以上となるようにフォーカスを合わせればよいことになる。ＳＷ入力部２４は、ユーザによって指定されたフォーカス許容範囲を示す情報を主制御部２１へ出力し、主制御部２１は、その情報に基づいて、フォーカス許容範囲を判別する。
【００３６】
フォーカスリングの駆動範囲、回転角度のきざみ幅、フォーカス領域、およびフォーカス許容範囲の設定に続いて、図２に示したようなフォーカス値の算出を行う。主制御部２１は、撮像レンズの焦点距離（合焦位置）が無限遠から至近限界まで変化するように設定したフォーカスリングの駆動範囲内で、設定されたきざみ角度ずつ回転するようにフォーカスリングを駆動するための情報をレンズ制御部２２へ出力する。レンズ制御部２２は、主制御部２１から出力された情報に基づいて、レンズ駆動部１１に対して、フォーカスリングを回転させる信号を出力する。レンズ駆動部１１は、この信号に基づいてフォーカスリングを可動範囲できざみ角度ずつ回転させ、撮像レンズの焦点距離を変化させる。レンズ駆動部１１は、このときのフォーカスリングの回転位置（回転角度）を示す情報をコントローラ２へ出力する。この情報は主制御部２１に入力される。
【００３７】
レンズ駆動部１１によってフォーカスリングが回転している間、カメラ１によって撮影された画像に基づいた画像信号がフォーカス領域選択部２５に入力される。フォーカス領域選択部２５は、その画像信号が示す画像から、設定されたフォーカス領域の画像を切り出し、その画像に基づいた画像信号をフォーカス値演算部２６へ出力する。フォーカス値演算部２６は、フォーカス領域の画像のフォーカス値を算出し、算出結果を主制御部２１へ通知する。
【００３８】
主制御部２１は、算出されたフォーカス値とそのときのフォーカスリングの回転位置とを対応付ける。フォーカスリングの回転およびフォーカス値の算出が終了した場合、主制御部２１は、取得した情報に基づいて、フォーカスリングの複数の回転位置（すなわち撮像レンズの焦点距離）と、各回転位置に対応したフォーカス値との対応関係を示す合焦情報を生成する。続いて、通常の撮影が始まり、ユーザの手動またはオートフォーカスによってフォーカスが合わせられる。このとき、主制御部２１は一定間隔でレンズ駆動部１１の状態を監視し、レンズ駆動部１１から出力される情報に基づいて、フォーカスリングの現在の回転位置を検出する。
【００３９】
主制御部２１は、予め作成した合焦情報およびフォーカス許容範囲の情報と、フォーカスリングの現在の回転位置を示す情報とに基づいて、図２で示したようなグラフを作成する。主制御部２１は、作成したグラフの情報を表示ドライバー２７へ出力する。表示ドライバー２７は、このグラフを表示するための表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３には、図２に示されるように、フォーカス値を示す曲線と、撮像レンズの現在の焦点距離と、フォーカス許容範囲とが重なって表示される。ユーザがフォーカスリングを手動で回転させる等により、撮像レンズの焦点距離が変化した場合でも、上記と同様の動作によりグラフが更新され、表示部３に表示される。
【００４０】
この表示に基づいて、ユーザの手動あるいはオートフォーカスにより、撮像レンズの現在の焦点距離が、フォーカス値のピークとなる焦点距離に一致するように、あるいは撮像レンズの現在の焦点距離がフォーカス許容範囲に入るように、フォーカスの調整を行う。なお、上記のフォーカスの調整時に、図２に示されるグラフのみを表示部３が表示するようにしてもよいし、このグラフをカメラ１によって撮影された画像と共に表示部３が表示するようにしてもよい。
【００４１】
装着された撮像レンズに対応した回転角度以上にフォーカスリングを回転させる動作を何度も行うと、撮像レンズにダメージを与えることがあるが、前述したようにフォーカスリングの駆動範囲を予め設定することにより、撮像レンズにダメージを与えることを防ぐことができる。また、フォーカス値のグラフを予め作成する場合に、フォーカスリングの回転角度のきざみ幅を、撮像レンズに応じた最適な値に予め設定することにより、フォーカス値を効率的に算出することができ、図２に示されるグラフの算出に必要なデータの収集をより高速に行うことができる。
【００４２】
上述したように第１の実施形態によれば、撮像レンズの複数の焦点距離と、各焦点距離における合焦の程度との対応関係を表す合焦情報（図２の曲線４１によって示される情報）と、撮像レンズの現在の焦点距離（図２の焦点距離の表示４２）とを表示することにより、現在のフォーカスの状態が一目でわかる。また、これらの表示を参照しながら撮像レンズの焦点距離を調節することができるので、フォーカス合わせの精度を向上させることができる。さらに、合焦情報と撮像レンズの現在の焦点距離とを重ねて表示することにより、表示がよりわかりやすくなり、フォーカス合わせの精度をより向上させることができる。
【００４３】
また、合焦の許容範囲（図２の許容範囲４３）を表示することにより、合焦の目安とすることができ、表示がよりわかりやすくなるので、フォーカス合わせの精度をより向上させることができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は第２の実施形態によるコントローラ２の構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。本実施形態において、フォーカス領域選択部２５は、カメラ１によって撮影された画像から、ユーザによって選択されたフォーカス領域の画像を切り出し、その画像に基づいた画像信号をフォーカス値演算部２６と共に表示ドライバー２７へ出力する。主制御部２１は、ＳＷ入力部２４から出力された情報に基づいて判別したフォーカス領域を示す情報に基づいた信号（フォーカス領域指示信号）を表示ドライバー２７へ出力することにより、フォーカス領域の位置を表示ドライバー２７へ通知する。
【００４５】
表示ドライバー２７は、フォーカス領域選択部２５から出力された画像信号に対して輪郭強調処理を行い、カメラ１によって撮影された全体画像の中で、主制御部２１によって通知されたフォーカス領域の画像を、輪郭強調処理を行った画像に置き換え、処理後の画像に基づいた表示情報を表示部３へ出力する。この処理により、表示部３に表示される画像は、フォーカス領域の中で、フォーカスが合っている部分の表示が強調された画像となる。
【００４６】
図７は、表示ドライバー２７の構成を示すブロック図である。図において、輪郭強調部２７１は、フォーカス領域選択部２５によって切り出された画像に対して、後述する輪郭強調処理を行い、処理後の画像を示す画像信号を選択領域置換処理部２７２へ出力する。選択領域置換処理部２７２は、全体画像を示す画像信号から、主制御部２１によって通知されたフォーカス領域の信号を除き、除いたフォーカス領域に対して、輪郭強調部２７１から出力された画像信号を加える。選択領域置換処理部２７２は処理後の信号に基づいた画像を表示するための表示情報を表示部３へ出力する。
【００４７】
次に、本実施形態における輪郭強調処理について説明する。図８は、本実施形態における輪郭強調処理の原理を示している。図８（ａ）は、入力ｘから輪郭成分ｙを抽出する回路である。この図において、入力ｘは輪郭強調部２７１の入力に相当する。遅延回路６１および６２は、入力された信号を遅延量τだけ遅延させて出力する。加算回路６３は、全体の入力ｘと遅延回路６２の出力とを加算して出力する。乗算回路６４は加算回路６３の出力のゲインを２分の１倍して出力する。減算回路６５は、遅延回路６１の出力ｘ’から乗算回路６４の出力を減算し、出力ｙとして出力する。さらに加算回路を設け、ｘ’およびｙをその加算回路の入力とすると、出力ｘ’＋ｙが輪郭強調部２７１の出力に相当する。
【００４８】
図８（ｂ）は、ｘ，ｘ’，ｙ，ｘ’＋ｙの波形図を示している。ｘの輪郭成分はｙのようになり、ｘ’＋ｙは、ｘの輪郭が強調された信号となっている。ｘ’とｙとを加算する前に、ｙに対してコアリング処理（エッジの低い所すなわちピントの合っていない所の輪郭強調を低減する処理）を行うと、さらに輪郭が強調される。図９はコアリング処理の原理を示している。図９（ａ）のように輪郭レベルを定義し、この輪郭レベルに応じて、処理対象の信号に対するゲインを図９（ｂ）のように設定する。このように、輪郭レベルが所定値α以下の場合には、ゲインが０となり、輪郭レベルがα以上の場合には、輪郭レベルに応じてゲインが大きくなる。これにより、図９（ｃ）に示されるように、輪郭レベルがα以下の場合には、輪郭成分がなくなり、図９（ｄ）に示されるように、輪郭レベルがα以上の場合には、輪郭成分はより強調されて大きくなる。
【００４９】
次に、本実施形態における輪郭強調処理を行い、処理後の画像を表示する動作例について説明する。図１０（ａ）に示されるような複数の被写体７１〜７３を撮影する場合を想定する。また、カメラ１から各被写体までの距離は図１０（ｂ）に概略的に示されるような関係にあり、ユーザがフォーカス領域として、表示画像の全体（あるいは全体にほぼ近い領域）を指定したとする。フォーカス領域選択部２５は、主制御部２１から出力された、フォーカス領域を示す情報に基づいて、フォーカス領域の画像を全体画像から切り出し、その画像に基づいた画像信号を表示ドライバー２７へ出力する。
【００５０】
この画像信号は輪郭強調部２７１に入力される。輪郭強調部２７１は、この画像信号に対して、前述した輪郭強調処理を行い、処理後の画像信号を選択領域置換処理部２７２へ出力する。選択領域置換処理部２７２は、全体画像を示す画像信号から、主制御部２１によって通知されたフォーカス領域の信号を除き、除いたフォーカス領域に対して、輪郭強調部２７１から出力された画像信号を加え、処理後の信号に基づいた表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３は、表示情報に基づいた画像を表示する。
【００５１】
図１１は、表示部３に表示される画像の例である。図１１（ａ）は、撮像レンズの焦点位置が至近にあり、被写体７１にフォーカスが合っている場合の画像である。被写体７１にフォーカスが合っていると、輪郭強調処理によって被写体７１の輪郭が強調され、被写体７１の輪郭が明るく、かつエッジのコントラストが増加して表示される。図１１（ｂ）は、撮像レンズの焦点が至近と望遠の中間にあり、被写体７２にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合には、被写体７２の輪郭が強調される。図１１（ｃ）は、撮像レンズの焦点が望遠にあり、被写体７３にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合には、被写体７３の輪郭が強調される。
【００５２】
図１１に示されるように、ほぼフォーカスが合っている部分の画像は輪郭が強調されて表示され、フォーカスが合っていない部分の画像は輪郭が強調されず、そのまま表示される。また、合焦状態に近い画像においては、正確な合焦状態に近づくほど輪郭がより強調される。この表示により、現在の合焦の程度を知ることができ、容易にフォーカスを合わせることができるようになる。
【００５３】
図１２は、表示部３に表示される画像の他の例である。これは、ユーザがフォーカス領域として、被写体７１の一部の領域を指定した場合に表示された画像である。図１２（ａ）は、撮像レンズの焦点位置が至近にあり、被写体７１にフォーカスが合っている場合の画像である。被写体７１にフォーカスが合っていると、輪郭強調処理によって被写体７１の輪郭の一部が強調される。図１２（ｂ）は、撮像レンズの焦点が至近と望遠の中間にあり、被写体７２にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合には、ユーザに指定されたフォーカス領域にフォーカスが合う被写体がないため、輪郭は強調されない。図１２（ｃ）は、撮像レンズの焦点が望遠にあり、被写体７３にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合にも、ユーザに指定されたフォーカス領域にフォーカスが合う被写体がないため、輪郭は強調されない。
【００５４】
上述したように本実施形態によれば、画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態になっている領域を、合焦状態でない他の領域と区別することができるように、表示ドライバー２７が画像信号中の高周波成分またはコントラスト成分を増幅する輪郭強調処理を行うことにより、現在の合焦の度合をよりわかりやすく知ることができ、フォーカス合わせの精度をより向上させることができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１３は第３の実施形態によるコントローラ２の構成を示すブロック図である。以下、第１および第２の実施形態と異なる点について説明する。本実施形態において、フォーカス値演算部２６は、フォーカス領域選択部２５から出力されたフォーカス領域の画像信号に基づいて画素ごとのフォーカス値を算出する。表示ドライバー２７は、カメラ１によって撮影された全体画像において、フォーカス値演算部２６によって算出されたフォーカス値が所定値以上となった画素の色を特定色（例えば赤色）に変換する色変換処理を行い、処理後の画像に基づいた表示情報を表示部３へ出力する。この処理により、表示部３に表示される画像は、フォーカス領域の中で、フォーカスが合っている部分の色が特定色に置き換えられた画像となる。
【００５６】
図１４は、表示ドライバー２７の構成を示すブロック図である。図において、置換判定部２７３は、フォーカス値演算部２６によって算出されたフォーカス値に基づいて、主制御部２１によって通知されたフォーカス領域の画素の色を特定色に置き換えるかどうか判定する。特定色置換え部２７４は、カメラ１によって撮影された全体画像を示す画像信号において、置換判定部２７３によって色を特定色に置き換えると判定された画素を特定色に置き換える信号処理を行い、処理後の信号に基づいた表示情報を生成し、表示部３へ出力する。
【００５７】
次に、本実施形態における色変換処理を行い、処理後の画像を表示する例について説明する。本実施形態においても第２の実施形態と同様に、図１０（ａ）に示されるような複数の被写体７１〜７３を撮影する場合を想定する。また、ユーザがフォーカス領域として、表示画像の全体（あるいは全体にほぼ近い領域）を指定したとする。フォーカス領域選択部２５は、主制御部２１から出力された、フォーカス領域を示す情報に基づいて、フォーカス領域の画像を全体画像から切り出し、その画像に基づいた画像信号をフォーカス値演算部２６および表示ドライバー２７へ出力する。
【００５８】
フォーカス値演算部２６は、フォーカス領域選択部２５から出力されたフォーカス領域の画像信号に基づいて画素ごとのフォーカス値を算出し、算出結果を表示ドライバー２７へ出力する。表示ドライバー２７において置換判定部２７３は、フォーカス値演算部２６によって算出されたフォーカス値に基づいて、主制御部２１によって通知されたフォーカス領域の各画素のフォーカス値が一定値以上であるかどうか判定する。
【００５９】
置換判定部２７３は、判定の結果、フォーカス値が一定値以上であった画素については色を特定色に置き換え、フォーカス値が一定値未満であった画素については色をそのままとすることを示す置換情報を生成し、特定色置換え部２７４へ出力する。特定色置換え部２７４は、置換判定部２７３から出力された置換情報に基づいて、カメラ１によって撮影された全体画像を示す画像信号において、置換判定部２７３によって色を特定色に置き換えると判定された画素を特定色に置き換える信号処理を行い、処理後の信号に基づいた表示情報を生成し、表示部３へ出力する。表示部３は、表示情報に基づいた画像を表示する。
【００６０】
図１５は、表示部３に表示される画像の例である。図１５（ａ）は、撮像レンズの焦点位置が至近にあり、被写体７１にフォーカスが合っている場合の画像である。被写体７１にフォーカスが合っていると、色変換処理によって被写体７１の輪郭が特定色となって表示される。図１５（ｂ）は、撮像レンズの焦点が至近と望遠の中間にあり、被写体７２にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合には、被写体７２の輪郭が特定色となる。図１５（ｃ）は、撮像レンズの焦点が望遠にあり、被写体７３にフォーカスが合っている場合の画像である。この場合には、被写体７３の輪郭が特定色となる。
【００６１】
上述したように本実施形態によれば、表示ドライバー２７が画像信号において、高周波成分またはコントラスト成分が一定以上となる画素の色を特定色に変換する色変換処理を行うことにより、第２の実施形態と同様に、画像信号に基づいた画像において、ほぼ合焦状態になっている領域を、合焦状態でない他の領域と区別することができる。したがって、現在の合焦の度合をよりわかりやすく知ることができ、フォーカス合わせの精度をより向上させることができる。
【００６２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、カメラ１およびコントローラ２を一体化してもよいし、さらに、表示部３も含めて一体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像システムの概略構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるフォーカス値の表示例を示す参考図である。
【図３】第１の実施形態によるコントローラ２の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態によるＳＷ入力部２４の一例を示す概略構成図である。
【図５】第１の実施形態におけるフォーカス領域の一例を示す参考図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるコントローラ２の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態による表示ドライバー２７の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態における輪郭強調処理の原理を説明するための参考図である。
【図９】第２の実施形態におけるコアリング処理の原理を説明するための参考図である。
【図１０】第２の実施形態における被写体の位置関係を示す参考図である。
【図１１】第２の実施形態における表示画像の例を示す参考図である。
【図１２】第２の実施形態における表示画像の他の例を示す参考図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態によるコントローラ２の構成を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施形態による表示ドライバー２７の構成を示すブロック図である。
【図１５】第３の実施形態における表示画像の例を示す参考図である。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・カメラ、２・・・コントローラ、３・・・表示部（表示手段）、１１・・・レンズ駆動部（焦点移動手段）、２１・・・主制御部（焦点距離検出手段、合焦情報生成手段）、２２・・・レンズ制御部、２３・・・レンズ指定部、２４・・・ＳＷ入力部、２５・・・フォーカス領域選択部、２６・・・フォーカス値演算部、２７・・・表示ドライバー（表示情報生成手段）、２４１・・・カーソルボタン、２４２・・・サイズボタン、２７１・・・輪郭強調部、２７２・・・選択領域置換処理部、２７３・・・置換判定部、２７４・・・特定色置換え部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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