(57)【要約】【課題】コントラストによりＡＦ処理を実行する場合であっても、高い合焦精度を維持できる撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の撮像装置は、被写体を撮像して、画像データを順次生成する撮像手段と、前記画像データにＡＦ枠を設定するＡＦ枠設定手段と、前記被写体の色情報に基づいて前記画像データ内の被写体に設定されるＡＦ枠の大きさを調整するＡＦ枠調整手段と、前記調整されたＡＦ枠に基づいて前記画像データのコントラストによる合焦処理を実行するコントラストＡＦ手段と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して、画像データを生成する撮像手段と、
前記画像データにＡＦ枠を設定するＡＦ枠設定手段と、
前記被写体の色情報に基づいて前記ＡＦ枠の大きさを調整するＡＦ枠調整手段と、
前記調整されたＡＦ枠に基づいて、前記被写体に対するコントラストを用いた合焦処理を実行するＡＦ手段と、
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像画像に対して、コントラストによる合焦処理を行うことが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置としては、下記の特許文献１に記載されるようなものが存在する。
【０００３】
この撮像装置は、より正確に自動合焦（ＡＦ）させることを目的としたものである。この撮像装置は、測距枠（ＡＦ枠）内で合焦を行なう合焦手段と、当該測距枠を使用者が注視している点に設定する設定手段と、当該設定された測距枠の大きさを焦点距離に応じて制御する制御手段と、を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１０９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置には、撮像画像のコントラストに基づいてＡＦ処理を実行するものがある。このような撮像装置では、所定の大きさのＡＦ枠を用いて、ＡＦ処理を実行するようにしている。
【０００６】
しかしながら、所定の大きさのＡＦ枠を用いてＡＦ処理を実行する撮像装置では、被写体の大きさに関わらずＡＦ枠の大きさが固定されているため、被写体に対して正確に合焦できない場合がある。
【０００７】
例えば、図５のように、人物と背景（緑の葉っぱを有する木等）を撮影する場合など、被写体と比較して背景のコントラストが高い時には、撮像装置は、人物ではなく背景に合焦してしまうことがある（フォーカスの後ろ抜け）。特に、ＡＦ枠が人物と比較して大きい場合、上記課題が顕著になる。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題を解決するために、コントラストＡＦ方式において被写体と比較して背景のコントラストが高い場合であっても、被写体に対して高い合焦精度を維持できる撮像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】
【０００９】
すなわち、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して、画像データを順次生成する撮像手段と、前記画像データにＡＦ枠を設定するＡＦ枠設定手段と、前記被写体の色情報に基づいて前記画像データ内の被写体に設定されるＡＦ枠の大きさを調整するＡＦ枠調整手段と、前記調整されたＡＦ枠に基づいて前記画像データのコントラストによる合焦処理を実行するコントラストＡＦ手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像装置は、コントラストによりＡＦ処理を実行する場合であっても、高い合焦精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの斜視図
【図２】本実施の形態に係るデジタルカメラの構成図
【図３】本実施の形態に係るＡＦ枠の調整動作を説明するための図
【図４】本実施の形態に係るデジタルカメラの動作を示すフローチャート
【図５】本実施の形態に係る調整前ＡＦ枠を説明するための図
【図６】本実施の形態に係る調整後ＡＦ枠を説明するための図
【図７】本実施の形態に係るＹＣデータを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明を行なう。以下、具体的に説明する。本実施の形態では、デジタルカメラ１を例にして説明を行なう。
【００１３】
＜１．構成例（図１、図２）＞
図１は、本実施の形態に係るデジタルカメラ１の斜視図である。図２は、本実施の形態に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。以下、具体的構成を説明する。
【００１４】
光学系１１は、被写体からの光学信号を集光してＣＣＤイメージセンサー１２上に被写体像を形成する。光学系１１は、対物レンズ１１１とズームレンズ１１２とフォーカスレンズ１１３と絞り／シャッタ１１４とを含む。
【００１５】
ズームレンズ１１２は、ズーム駆動部１１５によって駆動され、被写体像の写る範囲（画角）を調整する。すなわち、ズームレンズ１１２は、焦点距離を調整可能である。フォーカスレンズ１１３は、フォーカス駆動部１１６によって駆動され、ピントの調節を行なう。ズーム駆動部１１５は、ズームレンズ１１２を移動するためのカム機構やカム機構を駆動するためのアクチュエータなどを備えて構成され、コントローラ１７からの制御に応じて、ズームレンズ１１２を駆動させる。フォーカス駆動部１１６は、フォーカスレンズ１１３を移動するためのカム機構やカム機構を駆動するためのアクチュエータなどを備えて構成される。フォーカス駆動部１１６は、コントローラ１７からの制御に応じて、フォーカスレンズ１１３を駆動させる。
【００１６】
また、絞り／シャッタ１１４は、絞りとシャッタを兼用した部材である。絞り／シャッタ１１４は、絞り／シャッタ駆動部１１７によって駆動される。絞りは、５枚の羽根によって構成され、光学系１１を通る光の量を調整するものである。また、シャッタは、開けたり閉じられたりして、ＣＣＤイメージセンサー１２に当たる光の量を時間的に調整するものである。絞り／シャッタ駆動部１１７は、カム機構やカム機構を駆動するためのアクチュエータなどを備えて構成され、コントローラ１７からの制御に応じて、絞り／シャッタを駆動する。
【００１７】
なお、本実施の形態では、絞りとシャッタを兼用した絞り／シャッタ１１４を備えるようにしたが、これに限られず、絞りとシャッタとを別々に設けるようにしても良い。この場合、例えば、シャッタは光学系内に設けず、絞りだけを光学系に設けるとよい。この際、シャッタは、光学系とＣＣＤイメージセンサーの間に設けるとよい。このようにすれば、シャッタを光学系と別の部材で設けたので、レンズ交換タイプのデジタルカメラにも適用できるようになる。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサー１２は、光学系１１によって形成された被写体像を撮像して画像データを生成する。ＣＣＤイメージセンサー１２は、タイミングジェネレータ１２１から供給されるパルス信号に基づいて、被写体像を撮像し、画像データを生成する。タイミングジェネレータ１２１は、ＬＳＩなどの集積回路によって構成され、ＣＣＤイメージセンサー１２にパルス信号を供給する。ここでタイミングジェネレータ１２１がＣＣＤイメージセンサー１２に供給するパルス信号は、例えば、1秒間に３０回のフレーム読み出しパルス信号を供給する。これによって、ＣＣＤイメージセンサー１２では、３０分の１秒ごとのフレームの画像データを取得できるようになる。なお、カラーフィルターには、原色フィルターが用いられている。
【００１９】
ＡＤコンバータ１３は、ＣＣＤイメージセンサー１２で生成された画像データをデジタルデータに変換する。
【００２０】
画像処理部１４は、デジタルデータに変換された画像データに対して所定の処理を施す。所定の処理としては、補間処理、ガンマ変換、ＹＣ変換、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理などが考えられるが、これに限定されるものではない。ここで本実施の形態で画像処理部１４は、デジタルデータに変換された画像データを、ＢＭデータとＹＣデータに変換する。つまり、画像処理部１４では、ＢＭデータとＹＣデータが生成されることになる。ＢＭデータは、画像データにおける色の割合を示す情報である。このＢＭデータの詳細については、３章で説明する。画像処理部１４は、例えば、ＬＳＩで実現可能である。
【００２１】
バッファメモリ１５は、画像処理部１４で画像処理を行う際、および、コントローラ１７で制御処理を行う際に、ワークメモリとして作用する。バッファメモリ１５は、例えば、ＤＲＡＭなどで実現可能である。
【００２２】
フラッシュメモリ１６は、内蔵メモリとして用いられる。フラッシュメモリ１６は、画像処理された画像データ（補間処理後データ）の他に、コントローラ１７の制御のためのプログラムや設定値などを記憶可能である。
【００２３】
コントローラ１７は、デジタルカメラ１の各部を制御する。コントローラ１７は、マイクロコンピュータで実現してもよく、ハードワイヤードな回路で実現しても良い。なお、コントローラ１７の各種制御は、後ほど詳細を説明する。
【００２４】
カードスロット１８は、メモリカード１９を着脱するためのスロットである。カードスロット１８は、メモリカード１９を制御する機能を有するようにしてもよい。メモリカード１９は、フラッシュメモリなどを内蔵する。メモリカード１９は、画像処理部１４によって画像処理された画像データ（補間処理後データ）を格納可能である。
【００２５】
液晶モニタ２０は、画像データおよびデジタルカメラ１の各種設定等を表示する。なお、液晶モニタ２０に替えて、有機ＥＬディスプレイなどを用いることもできる。
【００２６】
操作部２１は、デジタルカメラ１の外装に取り付けられた操作部材の総称である。操作部２１としては、十字キーや押下釦等が考えられる。
【００２７】
本実施の形態では、操作部の一つの押下釦として、シャッタスイッチ２１１がある。シャッタスイッチ２１１は、デジタルカメラ１の上面に設けられるものであり、使用者からの半押しおよび全押しを検知できるようにしたものである。使用者によって半押し又は全押し操作が行なわれると、シャッタスイッチ２１１は操作に応じた操作信号をコントローラ１７に出力する。
【００２８】
また本実施の形態では、操作部２１の一つの部材としてズームレバー２１２が備えられている。ズームレバー２１２は、使用者からの操作に応じて、デジタルカメラ１の焦点距離を変更するものである。ズームレバー２１２は、使用者に操作されると、操作信号をコントローラ１７に出力する。これによって、コントローラ１７は、ズームレンズ１１２に対して焦点距離を変更するための制御信号を送ることができる。
【００２９】
＜２．画像処理部によって生成されるＹＣデータ＞
画像処理部１４では、ＣＣＤイメージセンサー１２で生成された画像データから、ＹＣデータ及び色情報を生成することが可能である。
【００３０】
以下、具体的に説明する。
【００３１】
＜２．１  ＡＤコンバータ１３から入力される画像データ（画像処理前）＞
ＡＤコンバータ１３から入力される画像データは、各画素の電荷データである。ＣＣＤイメージセンサー１２に原色フィルターが設けられている場合、各画素が赤、緑、又は、青に対応する。したがって、画像処理部１４は、原色フィルターの色の配置を予め記憶すれば、画像データにおいて、各画素がどの色に対応するかを判別できる。
【００３２】
＜２．２  ＹＣデータ＞
ＹＣデータは、画像データに補間処理を施した後、ＹＣ（ＹＣｂＣｒ）変換を施したものである。画像処理部１４は、ＹＣ（ＹＣｂＣｒ）変換によって、各画素に、明るさ「Ｙ（輝度情報）」と、色情報「Ｃｂ（輝度信号と青色の色差）、Ｃｒ（輝度信号と赤色の色差）」とを得ることができる。
【００３３】
図７を用いて、画像処理部１４のＹＣデータ取得方法を説明する。画像処理部１４は、入力された画像データにガンマ処理及びホワイトバランスゲインを施した後、補間処理を施す。補間処理は、例えば、Ｒ／Ｇｒ／Ｇｂ／ＢからＲ／Ｇ／ＢへのＢａｙｅｒ−ＲＧＢ変換で実現できる。これによって、各画素が、ＲＧＢ全ての情報を含むようになる。そして画像処理部１４は、各画素のＲＧＢ情報を、ＹＣｂＣｒに変換する。これによって、画像処理部１４は、ＹＣデータを得ることができる。なお、ＹＣ変換は、一般的な技術であるため、説明を省略する。
【００３４】
＜２．３  色情報＞
色情報の求め方を、図７を用いて説明する。図７は、ＹＣデータに基づいて得られる色情報を示す図である。図７では、ＹＣ変換後の画像データに、ある仮領域（太線部によって囲まれたエリア）が設定されている。仮領域は、画像データの画素に対応する形で、画像データに設定されている。
【００３５】
画像処理部１４は、このように設定された仮領域を用いて、ＹＣデータから色情報を取得する。詳しく説明すると、画像処理部１４は、仮領域内におけるＹＣデータの各画素を色相角（０〜３５９度）に変換する。つまり、画像処理部１４は、各画素が色相角でいう何度に該当するかを示す情報を取得する。例えば、ある画素は、色相角５度となる。そして画像処理部１４は、色相角に変換された各画素を、色相角全体を４０分割した色領域に振り分けていく。色領域は、色相角全体を４０分割しているので、第１色領域が０〜８度、第２色領域が９〜１７度、・・・のように分割される。そのため、画像処理部１４は、例えば、ある画素が色相角５度に変換された場合、この画素を、第１色領域（０〜８度）に振り分ける。画像処理部１４は、上記のようにして振り分けられた画素の数を、色領域毎に計算する。
【００３６】
このようにして、画像処理部１４は、ＹＣデータから、仮領域及び補助領域の色情報を取得できるようにしている。
【００３７】
なお、ＹＣデータの各画素を色相角に変換する方法は、例えば、ＹＣｂＣｒをＲＧＢに変換する。そして、ＲＧＢを色相角に変換することで可能である。また、これに限らず、例えば、テーブル情報に基づいて、ＹＣｂＣｒを直接色相角に変換してもよい。
【００３８】
＜３．動作例（図４）＞
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１の動作例（ＡＦ処理）を説明する。図４は、デジタルカメラ１のコントラストＡＦ処理を説明するための図である。以下では、ユーザ操作によって、シャッタスイッチ２１１が半押し操作されると以下の動作を開始する。なお、本動作例において、ＡＦ枠は、画像データの中央に所定のサイズで設定されるよう構成されている。
【００３９】
まず、画像処理部１４は、バッファメモリ１５から画像データを取得する（Ｓ１）。この際、画像処理部１４は、画像データの中央に、所定サイズのＡＦ枠を設定する（図５のＴ１）。
【００４０】
画像処理部１４は、被写体の色情報に基づいてＡＦ枠の大きさを調整する（Ｓ２）。具体的には以下の方法で実現できる。
【００４１】
画像処理部１４は、画像データ（ＹＣデータ）において、設定されたＡＦ枠と対応する位置に、図３のパターン１のような仮領域と補助領域を設ける。画像処理部１４は、このようにして設定された仮領域と第１補助領域と第２補助領域から、色情報を取得する。画像処理部１４は、仮領域と補助領域の色情報が分離できるか否かを判別する。ここで仮領域と補助領域の色情報が分離できるとは、色情報において画素数が最も多い色領域が一致しないことをいう。したがって、画像処理部１４は、例えば、仮領域の色情報において第１色領域（０〜８度）の画素数が最も多く、第１補助領域の色情報において第２色領域（９〜１７度）の画素数が最も多い場合、仮領域と第１補助領域の色情報は分離できると判断する。
【００４２】
本実施の形態では、画像処理部１４は、仮領域の色情報が、第１補助領域及び第２補助領域の両方の色情報と分離できるか否かを判別する。したがって、画像処理部１４は、仮領域の色情報が、第１補助領域及び第２補助領域の両方の色情報と分離できる場合、現在の仮領域の大きさを、ＡＦ枠の大きさに決定する。一方画像処理部１４は、仮領域の色情報が、第１補助領域及び第２補助領域の両方の色情報と分離できない場合、図３のパターン２のような、先ほどの仮領域より大きい仮領域と補助領域を設ける。このようにして、画像処理部１４は、仮領域と補助領域が分離できるまで、仮領域の大きさを大きくしていく。これによって、画像処理部１４は、ＡＦ枠の設定時において、ＡＦ枠の大きさをより最適なサイズに調整できるようにしている。このようにして画像処理部１４は、ＡＦ枠の大きさを調整する（Ｓ２）。
【００４３】
この後、画像処理部１４は、図６のＴ２のように、大きさが調整されたＡＦ枠を画像データに設定する（Ｓ３）。そして、画像処理部１４は、画像データに設定されたＡＦ枠を用いて、コントラストによるＡＦ処理を実行する（Ｓ４）。
【００４４】
このようにすれば、画像処理部１４は、ＡＦ枠を色情報に基づいて調整できる。このため、ＡＦ枠を被写体の大きさに合わせることができる。これによって、デジタルカメラは、コントラストＡＦを実行する場合において、より高い精度で合焦を行なうことができるようになる。
【００４５】
（他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、上記実施の形態を例示した。しかし、本発明は、上記実施の形態に限定されず、他の実施の形態においても実現可能である。
【００４６】
すなわち、本発明は、上記実施の形態に限られず、様々な形態で実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  デジタルカメラ
１１  光学系
１１１  対物レンズ
１１２  ズームレンズ
１１３  フォーカスレンズ
１１４  絞り／シャッタ
１１５  ズーム駆動部
１１６  フォーカス駆動部
１１７  絞り／シャッタ駆動部
１２  ＣＣＤイメージセンサー
１２１  タイミングジェネレータ
１３  ＡＤコンバータ
１４  画像処理部
１５  バッファメモリ
１６  フラッシュメモリ
１７  コントローラ
１８  カードスロット
１９  メモリカード
２０  液晶モニタ
２１  操作部
２１１  シャッタスイッチ
２１２  ズームレバー
【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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