(57)【要約】【課題】合焦位置を正確に把握させる。【解決手段】撮影光学系による撮像画像のコントラストに基づき算出された撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示装置において、焦点評価値の絶対値を表す指標をディスプレイ上に表示する絶対値表示手段２０と、絶対値表示手段２０の表示領域を複数の分割領域に分割し、焦点評価値に対応する分割領域を拡大して焦点評価値をディスプレイ上に表示する拡大表示手段２１とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系による撮像画像のコントラストに基づき算出された前記撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示装置であって、
前記焦点評価値の絶対値を表す指標を前記ディスプレイ上に表示する絶対値表示手段と、
前記絶対値表示手段の表示領域を複数の分割領域に分割し、前記焦点評価値に対応する分割領域を拡大して前記焦点評価値を前記ディスプレイ上に表示する拡大表示手段とを備えることを特徴とする合焦情報表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の合焦情報表示装置において、
前記拡大表示手段は、前記絶対値表示手段の複数の前記分割領域の内の、前記焦点評価値に対応する分割領域とその分割領域に隣接する分割領域を拡大して前記焦点評価値を表示することを特徴とする合焦情報表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の合焦情報表示装置において、
前記拡大表示手段は、前記焦点評価値が拡大表示された範囲の上側または下側の境界に達した場合に、拡大表示する前記絶対値表示手段の分割領域を１分割領域だけ上側または下側へずらすことを特徴とする合焦情報表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の合焦情報表示装置において、
前記絶対値表示手段は、複数の前記分割領域の内、前記拡大表示手段により拡大表示される分割領域について、拡大表示されていることを示す指標を付して表示することを特徴とする合焦情報表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の合焦情報表示装置において、
前記絶対値表示手段および前記拡大表示手段は、焦点評価値が大きくなるにしたがって前記ディスプレイの表示ピクセル当たりの焦点評価値のステップ数を大きくすることを特徴とする合焦情報表示装置。
【請求項６】
撮影光学系による撮像画像のコントラストに基づき算出された前記撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示方法であって、
前記焦点評価値の絶対値を示す指標を前記ディスプレイ上に表示するとともに、前記絶対値表示の表示領域を複数の分割領域に分割し、前記焦点評価値に対応する分割領域を拡大して前記焦点評価値を前記ディスプレイ上に表示することを特徴とする合焦情報表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系の合焦情報を表示する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子により撮像した画像のコントラストを検出してフォーカシングレンズの合焦状態を示す評価値を算出し、フォーカシングレンズの焦点調節を行うカメラにおいて、マニュアルフォーカスモード時に、フォーカシングレンズの結像位置が、遠方にあることを示す遠表示マークと、被写界深度内にあることを示す合焦表示マークと、近いところにあることを示す近表示マークとを合焦状態に応じて点灯し、撮影者に合焦情報を表示するようにした合焦情報表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−０７２３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の合焦情報表示装置では、撮影者が合焦位置を正確に把握するのは困難であり、被写体に正しくピントを合わせることができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明は、撮影光学系による撮像画像のコントラストに基づき算出された撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示装置であって、焦点評価値の絶対値を表す指標をディスプレイ上に表示する絶対値表示手段と、絶対値表示手段の表示領域を複数の分割領域に分割し、焦点評価値に対応する分割領域を拡大して焦点評価値をディスプレイ上に表示する拡大表示手段とを備える。
（２）  請求項２の合焦情報表示装置は、拡大表示手段によって、絶対値表示手段の複数の分割領域の内の、焦点評価値に対応する分割領域とその分割領域に隣接する分割領域を拡大して焦点評価値を表示するようにしたものである。
（３）  請求項３の合焦情報表示装置は、拡大表示手段によって、焦点評価値が拡大表示された範囲の上側または下側の境界に達した場合に、拡大表示する絶対値表示手段の分割領域を１分割領域だけ上側または下側へずらすようにしたものである。
（４）  請求項４の合焦情報表示装置は、絶対値表示手段によって、複数の分割領域の内、拡大表示手段により拡大表示される分割領域について、拡大表示されていることを示す指標を付して表示するようにしたものである。
（５）  請求項５の合焦情報表示装置の絶対値表示手段および前記拡大表示手段は、焦点評価値が大きくなるにしたがってディスプレイの表示ピクセル当たりの焦点評価値のステップ数を大きくする。
（６）  撮影光学系による撮像画像のコントラストに基づき算出された撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示方法であって、焦点評価値の絶対値を示す指標をディスプレイ上に表示するとともに、絶対値表示の表示領域を複数の分割領域に分割し、焦点評価値に対応する分割領域を拡大して焦点評価値をディスプレイ上に表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影者が合焦位置を正確に把握して被写体に正しくピントを合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の合焦情報表示装置をディジタルスチルカメラに適用した一実施の形態を説明する。図１は、一実施の形態の合焦状態表示装置を搭載したディジタルスチルカメラの構成を示す。なお、本発明の合焦情報表示装置と直接関係のないカメラの機器および回路の図示と説明を省略する。
【０００８】
撮影レンズ（撮影光学系）１はフォーカシングレンズ（不図示）を有し、その予定結像面に配置された撮像素子２の受光面上に被写体像を結像させる。この一実施の形態では撮像素子２にＣＣＤを用いた例を示すが、ＣＣＤに限定されずＣＭＯＳなどを用いることができる。この一実施の形態のディジタルカメラは、撮像素子２により撮像された画像のコントラストを検出してフォーカシングレンズの合焦状態を示す焦点評価値を算出し、焦点評価値が最大となる位置すなわち合焦位置にフォーカシングレンズを駆動するコントラストＡＦモードと、撮影者が後述する合焦情報表示を見ながら撮影レンズ１のフォーカスリング（不図示）を回して焦点調節を行うマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードとを備えている。
【０００９】
シャッター３は非撮影時に撮像素子２へ光が入射するのを阻止する。Ａ／Ｄコンバーター４は撮像素子２から出力される撮像信号をＡ／Ｄ変換し、バス５を介して画像処理回路６へ出力する。画像処理回路６は、被写体像データに対してホワイトバランス調整、シャープネス調整、ガンマ補正、階調調整などの画像処理を行うとともに、被写体像の所定領域におけるコントラストを検出してフォーカシングレンズの焦点調節状態を示す焦点評価値を演算する。タイミングジェネレーター７は、撮像素子２の電荷の蓄積と転送タイミングおよびＡ／Ｄコンバーター４の変換タイミングを制御する。メモリ８は焦点評価値などの撮影に関する各種情報を記憶する。モニター９は撮像素子２の撮像画像や撮影に関する各種情報を表示するＬＣＤであり、詳細を後述するがマニュアルフォーカス時にはフォーカシングレンズの合焦状態を示す焦点評価値をバー表示する。撮像素子２の撮像画像はインタフェース１０を介してメモリカード１１に記録される。
【００１０】
マイクロコンピューター１２はディジタルカメラにおける各種演算やシーケンス制御を行うとともに、後述する制御プログラムを実行してマニュアルフォーカス時に撮影レンズ１の合焦情報をモニター９にバー表示する。ここで、合焦情報は、画像処理回路６で撮像画像のコントラストに基づき算出した焦点評価値である。
【００１１】
図２は、マニュアルフォーカス時にモニター９に表示される焦点評価値のバー表示を示す。この一実施の形態では、撮像画像のコントラストに基づいて算出した焦点評価値を２本の表示バー２０、２１により表示する。絶対値表示バー２０は焦点評価値の絶対値を表示する。この一実施の形態では、焦点評価値の全範囲を８つのエリアに区分し、現在の焦点評価値に対応するエリアとそのエリアの上または下のエリア、つまり現在の焦点評価値に対応するエリアを含む連続した２つのエリアを所定の色（この一実施の形態では例えば黄色）でバンド表示（帯表示）する。一方、拡大表示バー２１は、絶対値表示バー２０で黄色に表示されている２つのエリア、すなわち現在の焦点評価値に対応するエリアを含む連続した２つのエリアを拡大して焦点評価値を絶対値表示バー２０と異なる色（この一実施の形態では例えば赤色）で表示する。
【００１２】
図２では現在の焦点評価値がエリア４とエリア５の境界値である場合の表示例を示し、絶対値表示バー２０のエリア４とエリア５が黄色に表示されている。このとき、拡大表示バー２１の上端から下端までの全範囲が絶対値表示バー２０のエリア４と５の全範囲に対応し、拡大表示バー２１は絶対値表示バー２０のエリア４と５を拡大して焦点評価値をバー表示する。この表示例では、現在の焦点評価値がエリア４とエリア５の境界値であるから、拡大表示バー２１では下から中間位置まで赤色に表示されている。
【００１３】
撮像画像のコントラストに基づいて算出された現在の焦点評価値をバー表示することによって、撮影者がフォーカシングレンズの合焦位置を容易にかつ正確に把握することができる。絶対値表示バー２０を見れば、フォーカシングレンズの現在の焦点評価値が、０から最大値までの全範囲の中のどのあたりにあるかをおおまかに把握することができる。絶対値表示バー２０ではバー表示の上端から下端までの範囲で焦点評価値の０から最大値までの全範囲を表示しているから、現在の焦点評価値を単にバー表示してもマニュアルフォーカス時に撮影レンズ１のフォーカスリングを回したときの表示バーの変化が小さく、絶対値表示バー２０では焦点評価値の最大値すなわちフォーカシングレンズの合焦位置を正確に把握することはできない。
【００１４】
これに対し拡大表示バー２１は、フォーカシングレンズの現在の焦点評価値を含む所定範囲のエリアを拡大表示するので、マニュアルフォーカス時に撮影レンズ１のフォーカスリングを回すと、赤色の表示範囲が大きく変化し、赤色部の増減により“焦点評価値の山”を容易にかつ正確に把握できる。つまり、焦点評価値が最大になる合焦位置を容易にかつ正確に把握することができる。
【００１５】
図３と図４により、焦点評価値に対する絶対値表示バー２０と拡大表示バー２１の表示量について説明する。この一実施の形態では焦点評価値Ｑの範囲を０〜１１，５２０，０００とし、この範囲の焦点評価値をモニター９の上下方向の４００ピクセル(pixel)の範囲に表示するものとする。図３は、絶対値表示バー２０（(ａ)図参照）と拡大表示バー２１（(ｂ)図参照）の各エリア１〜８における焦点評価値Ｑ、焦点評価値ステップ数、ブロック数、ブロックのステップ数、表示ピクセル数Ｖおよび表示ピクセル範囲を表す。
【００１６】
上述したように、絶対値表示バー２０は現在の焦点評価値に対応するエリアを含む連続した２つのエリアをバンド表示するものであるから、図４に示すように、エリア１〜８の内の隣接する２つのエリアＡ〜Ｇの“表示領域”ごとに黄色に表示される。図３(ｂ)の“表示バー２１”の欄にエリア１〜８と表示領域Ａ〜Ｇの組み合わせを示す。図３(ｂ)の表示バー２１、表示ピクセル数Ｖおよび表示ピクセル範囲の各欄において、エリア２〜７の表示領域Ａ〜Ｇと各表示領域に対応する表示ピクセル数Ｖおよび表示ピクセル範囲をそれぞれ上下２段に表しているが、焦点評価値Ｑが増加して上位のエリアに移行する場合は上段の表示領域とそれに対応するパラメーターを選択し、逆に焦点評価値Ｑが減少して下位のエリアに移行する場合は下段の表示領域とそれに対応するパラメーターを選択する。
【００１７】
図４は焦点評価値Ｑが６３０，０００の場合を示し、この場合には表示領域Ａ（エリア１と２）が黄色にバンド表示される。焦点評価値Ｑが図４に示す値から増加して９４０，０００を超えると、エリアは１から２へ移行するが、絶対値表示バー２０の表示領域はＡのままであり、拡大表示バー２１は現在の焦点評価値Ｑの増加に応じてバーが上へ延びる。さらに焦点評価値Ｑが増加し、図５(ａ)に示すように焦点評価値Ｑがエリア２の最大値１，４４０，０００に達すると、図３(ｂ)の表示バー２１の欄のエリア３に対応する上段の表示領域Ｂ（エリア２と３）へ移行する。このとき、図５(ｂ)に示すように、絶対値表示バー２１は表示領域Ｂ（エリア２と３）をバンド表示するが、拡大表示バー２１は下端まで戻らず、中央値の２００ピクセルへ戻った後、中央値の２００ピクセルから焦点評価値Ｑの増加に応じてバーが上へ延びる。この表示バー２１の表示ピクセル数Ｖと表示ピクセル範囲は、図３(ｂ)に示す計算式により算出される。
【００１８】
同様に、さらに焦点評価値Ｑが増加し、図６(ａ)に示すように焦点評価値Ｑがエリア３の最大値２，１６０，０００に達すると、図３(ｂ)の表示バー２１の欄のエリア４に対応する上段の表示領域Ｃ（エリア３と４）へ移行する。このとき、図６(ｂ)に示すように、絶対値表示バー２１は表示領域Ｃ（エリア３と４）をバンド表示するが、拡大表示バー２１は下端まで戻らず、中央値の２００ピクセルへ戻る。
【００１９】
次に、図６(ｂ)に示す状態から焦点評価値Ｑが減少すると図７(ａ)に示すバー表示状態となり、焦点評価値Ｑが領域２の最大値１，４４０，０００まで減少すると、図３(ｂ)の表示バー２１の欄のエリア２の下段の表示領域Ｂ（エリア２と３）へ移行する。このとき、図７(ｂ)に示すように、絶対値表示バー２１は表示領域Ｂ（エリア２と３）をバンド表示するが、拡大表示バー２１は上端まで戻らず、中央値の２００ピクセルへ戻った後、中央値の２００ピクセルから焦点評価値Ｑの減少に応じてバーが下降する。
【００２０】
このように、焦点評価値Ｑの変化にともなって拡大表示バー２０の表示領域Ａ〜Ｇが移行する場合には、拡大表示バー２１は下端または上端まで戻らず、必ず中央値へ戻り、中央値から焦点評価値Ｑの増加または減少に応じてバーが上昇または下降する。これにより、拡大表示バー２１は、中央値の２００ピクセルを中心にして上下に最大２００ピクセルだけ変化することになり、絶対値表示バー２０の表示領域の境界において拡大表示バー２１の表示が上端から下端へ、または下端から上端へ大きく“ばたつく”のが防止され、焦点評価値Ｑの山を把握しやすい。また、表示バーを線形に変化させているので、表示バーの変化が急に速くなったり遅くなったりすることがなく、さらに焦点評価値Ｑの山を把握しやすい。
【００２１】
なお、絶対値表示バー２０と拡大表示バー２１による焦点評価値の初期表示は、ある程度、焦点評価値の変化の方向性を確認してから上位の表示領域か下位の表示領域かを選択するのが望ましい。
【００２２】
図８は一実施の形態の合焦情報表示プログラムを示すフローチャートである。マイクロコンピューター１２は撮影モード設定器（不図示）によりマニュアルフォーカスモードが設定されると、このプログラムを繰り返し実行する。ステップ１において撮像素子２の撮像画像を取り込み、所定領域内の画像のコントラストを積算して焦点評価値Ｑを算出する。続くステップ２で、現在の焦点評価値Ｑがメモリ８に記憶されているエリア１〜８（図３参照）の中のどのエリアに入るかを判定する。
【００２３】
ステップ３でふたたび撮像素子２の撮像画像を取り込み、所定領域内の画像のコントラストを積算して焦点評価値Ｑを算出し、続くステップ４で新しい焦点評価値Ｑがエリア１〜８の内のどのエリアに入るかを判定する。ステップ５において、新たに算出した焦点評価値Ｑのエリアが前回のエリアよりも上位のエリアへ移行したか否かを判別し、上位エリアへ移行した場合にはステップ６へ進む。ステップ６では、図３に示すように、絶対値表示バー２０の表示領域を上の表示領域へ移行してバンド表示するとともに、拡大表示バー２１を中央値へ戻して今回の焦点評価値Ｑに応じたバー表示に更新する。
【００２４】
新しい焦点評価値Ｑのエリアが前回のエリアよりも上位エリアへ移行していない場合は、ステップ７で今回のエリアが前回のエリアよりも下位へ移行しているか否かを判別する。下位エリアへ移行した場合はステップ８へ進み、図３に示すように、絶対値表示バー２０の表示領域を下の表示領域へ移行してバンド表示するとともに、拡大表示バー２１を中央値へ戻して今回の焦点評価値Ｑに応じたバー表示に更新する。一方、新しい焦点評価値Ｑのエリアが前回のエリアから上位または下位へ移行していない場合はステップ９へ進み、絶対値表示バー２０の表示領域を変更せず、図３(ｂ)に示すように拡大表示バー２１のバー表示を今回の焦点評価値Ｑに応じて更新する。
【００２５】
マイクロコンピューター１２は、マニュアルフォーカスモードが設定されている間、ステップ３〜９の動作を繰り返し実行し、モニター９に絶対値表示バー２０と拡大表示バー２１を表示して撮影レンズ１の焦点評価値を表示し続ける。
【００２６】
なお、上述した一実施の形態の焦点評価値の最大値は一例であり、撮影レンズ等に応じた最適値を設定すればよい。また、絶対値表示バー２０と拡大表示バー２１における焦点評価値のエリア分割数は上述した一実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
上述した一実施の形態では、縦棒グラフの長さが焦点評価値に応じて上下方向に変化するバー表示を例に上げて説明したが、横棒グラフの長さが焦点評価値に応じて左右方向に変化するバー表示を用いてもよい。あるいは、円グラフを用い、焦点評価値の最大値を例えば３６０度などの所定角度に対応させた絶対値表示円グラフと、絶対値円グラフの表示領域を複数のエリアに分割し、焦点評価値に対応する領域とその隣接領域を拡大した拡大円グラフとにより焦点評価値を表示してもよい。
【００２８】
上述した一実施の形態では、焦点評価値の最大値を複数のエリアに分割し、拡大表示バー２１において焦点評価値に対応するエリアとその隣接エリアを拡大して表示する例を示したが、拡大表示バーで焦点評価値に対応するエリアのみを拡大表示してもよい。この場合には、エリアの境界において拡大表示バーのバー表示が上端から下端、または下端から上端へ急に変化してばたつくが、合焦位置を容易に把握することができるという効果は達成される。
【００２９】
上述した一実施の形態では、焦点評価値の最大値を複数のエリアに分割し、拡大表示バー２１において焦点評価値に対応するエリアとその上または下に隣接するエリアを拡大して表示する例を示したが、焦点評価値に対応するエリアとその上下に隣接するエリアを拡大して表示してもよい。
【００３０】
上述した一実施の形態では合焦情報表示装置をディジタルスチルカメラに適用した実施例を説明したが、本願発明の合焦情報表示装置または合焦情報表示方法はカメラに搭載したものに限定されない。例えば、パソコンに本願発明の合焦情報表示装置または合焦情報表示方法を組み込み、カメラなどの撮像装置から撮像画像信号を入力してパソコンで焦点評価値を演算し、パソコンのディスプレイに演算結果の焦点評価値を絶対値表示バーと拡大表示バーにより表示してもよい。また、撮像装置からパソコンに焦点評価値を入力し、焦点評価値を絶対値表示バーと拡大表示バーにより表示してもよい。
【００３１】
上述した一実施の形態では、絶対値表示バー２０の複数の表示エリアの内の、拡大表示バー２１で拡大表示するエリアのみをバンド表示する実施例を示したが、絶対値表示バーを０から焦点評価値までの棒グラフで表すバー表示としてもよい。
【００３２】
このように、一実施の形態によれば、撮影光学系（撮影レンズ）による撮像画像のコントラストに基づき算出された撮影光学系の焦点評価値をディスプレイ上に表示する合焦情報表示装置において、焦点評価値の絶対値を表す指標をディスプレイ上に表示する絶対値表示と、絶対値表示の表示領域を複数の分割領域に分割し、焦点評価値に対応する分割領域を拡大して焦点評価値をディスプレイ上に表示する拡大表示とを行うようにしたので、撮影者が焦点評価値の山、すなわち焦点評価値が最大になる合焦位置を容易にかつ正確に把握することができ、被写体に正しくピントを合わせることができる。
【００３３】
また、一実施の形態によれば、拡大表示において、絶対値表示の複数の分割領域の内の、焦点評価値に対応する分割領域とその分割領域に隣接する分割領域を拡大して焦点評価値を表示するとともに、焦点評価値が拡大表示された範囲の上側または下側の境界に達した場合に、拡大表示する絶対値表示の分割領域を１分割領域だけ上側または下側へずらすようにしたので、焦点評価値の変化により拡大分割領域が切り換わる際に、拡大表示が最大値から最小値へ、または最小値から最大値へ大きく変化して表示がばたつくのを防止でき、焦点評価値の山、すなわち焦点評価値が最大になる合焦位置を把握しにくくなるのを防止できる。
【００３４】
さらに、一実施の形態によれば、絶対値表示において、複数の分割領域の内、拡大表示される分割領域について、拡大表示されていることを示す指標を付して表示（バンド表示）するようにしたので、絶対値表示と拡大表示との対応関係を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施の形態の合焦情報表示装置を備えたディジタルカメラの構成を示す図
【図２】合焦情報表示バーを示す図
【図３】合焦情報表示バーのバー表示位置の決定方法を示す図
【図４】合焦情報表示バーの表示切り換え方法を説明する図
【図５】図４に続く、合焦情報表示バーの表示切り換え方法を説明する図
【図６】図５に続く、合焦情報表示バーの表示切り換え方法を説明する図
【図７】図６に続く、合焦情報表示バーの表示切り換え方法を説明する図
【図８】一実施の形態の合焦情報表示プログラムを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３６】
１  撮影レンズ
２  撮像素子
６  画像処理回路
９  モニター
１２  マイクロコンピューター
【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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【図８】
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