(57)【要約】【課題】撮影光学系の焦点状態を容易にかつ確実に把握させる。【解決手段】撮影光学系を介して得られた撮影画像に基づいて撮影光学系の撮影画面９ａ内に設けられた焦点検出領域における焦点調節状態に関する焦点状態値を算出し、撮影画像上に焦点検出領域に相当する領域表示部２２を重畳して表示するとともに、その領域表示部２２の近傍に焦点状態値の程度に基づいた表示を行う状態表示部２１を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を介して得られた撮影画像に基づいて、前記撮影光学系の撮影画面内に設けられた焦点検出領域での焦点調節状態に関する焦点状態値を算出する焦点状態算出手段と、
前記撮影画像上に、前記焦点検出領域に相当する領域表示部を重畳して表示可能な表示手段と、を有し、
前記表示手段は、前記領域表示部の近傍に、前記焦点状態値の程度に基づいた表示を行う状態表示部を備えることを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点状態表示装置において、
前記状態表示部は、前記領域表示部上に重畳して配置されていることを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点状態表示装置において、
前記領域表示部は、枠形状の表示部であり、
前記状態表示部は、前記枠形状表示部の枠の内側および外側の少なくとも一方に配置され、且つ前記焦点状態値の変動に応じてその太さが変動する帯形状の表示部を含むことを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の焦点状態表示装置において、
前記領域表示部の前記枠形状の表示部は、第１の線幅で形成されており、
前記状態表示部の帯形状の表示部の線幅は、前記焦点状態値に応じて、前記第１の線幅と、前記第１の線幅よりも幅広の第２の線幅との間でその太さが変動することを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焦点状態表示装置において、
前記焦点状態値は、前記撮影画像のコントラストに基づいて算出された焦点評価値を含み、
前記表示手段は、前記焦点評価値の絶対値を表す指標を表示する絶対値表示部をさらに含み、
前記絶対値表示部は、該絶対値表示部の表示領域を複数に区分した複数の分割領域を備えており、
前記状態表示部は、前記絶対値表示部に含まれる複数の分割領域のうちの一部の区分であり、且つ前記焦点評価値に対応する分割領域を拡大して表示する拡大表示部として機能することを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焦点状態表示装置において、
前記絶対値表示部は、前記複数の分割領域のそれぞれを互いに異なる表示形態で表示し、
前記拡大表示部は、拡大して表示する前記分割領域と同じ表示形態で表示を行うことを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の焦点状態表示装置において、
前記拡大表示部は、前記枠形状表示部の枠の内側に帯表示される内枠帯表示部と、該枠の外側に帯表示される外枠帯表示部とを備え、
前記内枠帯表示部と前記外枠帯表示部はそれぞれ、前記絶対値表示部の連続する２つの分割領域を拡大して表示するように対応づけられていることを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の焦点状態表示装置において、
前記焦点状態値は、前記撮影画像のコントラストに基づいて算出された焦点評価値を含み、
前記状態表示部は、前記焦点評価値の変動に応じてその太さが変動する帯形状の表示部を含み、
前記帯形状の表示部の幅は、前記焦点評価値に反比例する太さで表示されることを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の焦点状態表示装置において、
前記焦点状態算出手段は、前記撮影画面内に配置された複数の焦点検出領域における焦点状態値を算出し、
前記状態表示部は、前記複数の焦点検出領域ごとに設けられていることを特徴とする焦点状態表示装置。
【請求項１０】
撮影光学系を介して得られた撮影画像に基づいて、前記撮影光学系の撮影画面内に設けられた焦点検出領域での焦点調節状態に関する焦点状態値を算出し、
前記焦点検出領域に相当する領域表示部を前記撮影画像上に重畳して表示可能な表示手段上において、前記領域表示部の近傍に、前記焦点状態値の程度に基づいた表示を行うことを特徴とする焦点状態表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点状態表示装置とその方法に関する。
【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、フォーカシングレンズの焦点状態（焦点評価値）を被写体像の枠外にバーグラフで表示するようにした焦点状態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２００１−０４２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、焦点評価値が最大になる合焦位置は撮影条件により様々であり、例えば低コントラストの被写体では焦点評価値の最大値は低くなり、高コントラストの被写体では焦点評価値の最大値は高くなる。そのため、上述した従来の焦点状態表示装置のように、焦点評価値をバーグラフで表示するだけでは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のが困難であり、その上、被写体像の中の焦点を合わせたい焦点検出エリアとバーグラフ表示とが離れているので、視線を移動させながら確認しなければならず、見づらいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
撮影光学系を介して得られた撮影画像に基づいて撮影光学系の撮影画面内に設けられた焦点検出領域における焦点調節状態に関する焦点状態値を算出し、撮影画像上に焦点検出領域に相当する領域表示部を重畳して表示するとともに、その領域表示部の近傍に焦点状態値の程度に基づいた表示を行う状態表示部を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影者が合焦位置を容易にかつ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、撮影者が後述する焦点状態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焦点状態を示す焦点評価値を２種類の表示形態で表示する。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の焦点状態をモニター９に表示する。ここで、焦点状態は、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に表示される焦点状態表示、すなわち焦点評価値の表示を示す。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撮影レンズ１の焦点状態すなわち焦点評価値を、１本の棒グラフで表した絶対値表示器２０と、矩形枠で表した拡大表示器２１とにより表示する。絶対値表示器２０は、モニター画面９ａの右端の上下方向に棒グラフで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０〜最大値（ｍａｘ）までの全範囲を３つの表示エリア２０ａ、２０ｂ、２０ｃに区分し、互いに異なる色、例えば赤色、黄色、青色などで表示するとともに、現在の焦点評価値に対応する位置に例えば黒色の帯で指標２０ｄを表示する。
【００１２】
一方、拡大表示器２１は、絶対値表示器２０で指標２０ｄが位置する表示エリア（図２に示す例では表示エリア２０ｃ）を拡大し、焦点評価値に反比例した太さの矩形枠表示で焦点評価値を表示する。拡大表示器２１の外枠は、モニター画面９ａ内の焦点検出エリアの位置を表す焦点検出エリア枠２２であり、図２に示す例ではモニター画面９ａの中央の焦点検出エリア枠２２を示す。なお、焦点検出エリア枠２２の大きさは予め決められた大きさで固定であり、焦点評価値に応じて変化しない。
【００１３】
拡大表示器２１の矩形帯表示は、絶対値表示器２０の指標２０ｄが位置する表示エリア（図２に示す例では表示エリア２０ｃ）と同じ色で半透明に表示され、矩形帯表示の太さは焦点検出エリア枠２２の内側に焦点評価値に反比例して変化し、図３に示すように焦点評価値が高くなるほど細くなる。したがって、ピントを合わせたい焦点検出エリア枠２２において撮影レンズ１のピントが合っているほど、エリア枠内の画像を視認しやすくなる。
【００１４】
図４は一実施の形態の焦点状態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、焦点検出エリア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。なお、焦点検出を行うエリアは、エリア選択操作部材（不図示）により撮影者が選択した焦点検出エリア、もしくはカメラが自動的に選択した焦点検出エリアである。
【００１５】
続くステップ２で、現在の焦点評価値Ｑが絶対値表示器２０の表示エリア２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内のどの表示エリアに入るかを判定する。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、焦点検出エリア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が絶対値表示器２０の表示エリア２０ａ〜２０ｃの内のどの表示エリアに入るかを判定する。
【００１６】
ステップ５において、新たに算出した焦点評価値Ｑの表示エリアが前回のエリア（例えば図３の表示エリア２０ｂ）よりも上位の表示エリアへ移行したか否かを判別し、上位の表示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、絶対値表示器２０の表示エリアを上の表示エリア（例えば図３の表示エリア２０ａ）へ移行して指標２０ｄを表示するとともに、拡大表示器２１を矩形帯表示を最も太い幅へ戻して、かつ表示形態（色など）を「上」の表示エリアに相当する形態にして表示を更新する。
【００１７】
新しい焦点評価値Ｑの表示エリアが前回の表示エリアよりも上位の表示エリアへ移行していない場合は、ステップ７で今回の表示エリアが前回の表示エリアよりも下位へ移行しているか否かを判別する。下位の表示エリアへ移行した場合はステップ８へ進み、絶対値表示器２０の表示エリアを下の表示エリア（例えば図３の表示エリア２０ｃ）へ移行して指標２０ｄを表示するとともに、拡大表示器２１の矩形帯表示を最も細い幅へ戻して、かつ表示形態（色など）を「下」の表示エリアに相当する形態にして表示を更新する。
【００１８】
一方、新しい焦点評価値Ｑの表示エリアが前回の表示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、絶対値表示器２０の表示エリアを変更せず、拡大表示器２１の矩形帯表示を新しい焦点評価値Ｑに応じた幅にして表示を更新する。
【００１９】
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、モニター画面９ａに絶対値表示器２０と拡大表示器２１を描画して撮影レンズ１の焦点評価値を表示し続ける。
【００２０】
このように、一実施の形態によれば、撮影レンズ１による撮像画像のコントラストに基づいて、撮影レンズ１の撮影画面内の焦点検出エリアにおける撮影レンズ１の焦点評価値を算出し、撮像画像を表示するモニター９上に、全表示領域を複数の表示エリアに区分して焦点評価値の絶対値を表示する絶対値表示器２０と、モニター９上の焦点検出エリアの近傍に、絶対値表示器２０の焦点評価値に対応する表示エリアにおける焦点評価値を表示する拡大表示器２１とを備えたので、撮影者が合焦位置を容易にかつ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。
【００２１】
また、一実施の形態によれば、焦点検出エリアを枠２２で囲って撮像画像上に表示し、拡大表示器２１は、焦点検出エリア枠２２の内側に焦点評価値に反比例する太さの帯表示で焦点評価値を表示するようにしたので、焦点評価値が高くなるほど帯表示が細くなり、ピントを合わせたい焦点検出エリア枠２２において撮影レンズ１のピントが合っているほど、エリア枠内の画像を視認しやすくなるから、撮影者はピント状態を容易にかつ確実に把握できる。
【００２２】
《発明の一実施の形態の変形例》
図５は変形例の焦点状態表示を示す図である。なお、焦点状態表示以外の構成および動作は上述した一実施の形態の構成および動作と同様であり、説明を省略する。
【００２３】
上述した一実施の形態では、図２および図３に示すように、焦点検出エリア枠２２を最大枠としてその内側に焦点評価値が低くなるほど矩形帯表示が太くなる表示例を示したが、図５に示すように、焦点検出エリア枠２２を焦点評価値を示す矩形帯表示の幅方向のほぼ中心に描画し、エリア枠２２の内側と外側に焦点評価値に反比例して矩形帯表示の太さを変えるようにしてもよい。このようにすると、焦点評価値が低くなって矩形帯表示が太くなった場合でも矩形帯表示の中に表示される被写体像がある程度の面積を確保され、ピントを合わせたい位置の被写体像を視認しやすくなる。
【００２４】
この変形例の拡大表示器２１の矩形帯表示の表示色は、絶対値表示器２０の指標２０ｄの位置の表示エリアと同じ色にする。これにより、焦点評価値の絶対値表示と拡大表示の関係を容易に把握できる。なお、もちろん焦点検出エリア枠２２の内側と外側で表示色を変えてもよい。
【００２５】
《発明の一実施の形態の他の変形例》
上述した一実施の形態とその変形例では、モニター画面９ａの中央の焦点検出エリア枠２２と拡大表示器２１の例を示したが、焦点検出エリア枠２２と拡大表示器２１の画面内の位置は中央位置に限定されるものではなく、画面内の任意の位置の焦点状態を表示することができる。また、焦点検出エリア枠２２の大きさは任意の大きさにすることができる。ただし、あまり小さくしすぎるとエリア枠内の被写体像を視認しずらくなるため、エリア枠内の被写体像の視認を妨げない程度の大きさを確保しておくことが望ましい。さらに、焦点検出エリア枠２２および拡大表示器２１は矩形に限定されず、例えば円形や楕円形などとしてもよい。
【００２６】
上述した一実施の形態とその変形例では焦点検出エリア枠２２と拡大表示時２１を１組表示する例を示したが、撮影画面内の複数の位置に焦点検出エリアを設定し、各焦点検出エリアにおける焦点状態を表示するようにしてもよい。図６は画面内の複数の位置の焦点状態を表示する例を示す。この例では、画面９ａの中央の被写体に対して焦点検出エリア枠２２と拡大表示器２１を表示するとともに、左上隅の被写体に対して焦点検出エリア枠２２’と拡大表示器２１’を表示し、撮影視野内に存在する複数の被写体の焦点状態を表示している。
【００２７】
画面内の複数の焦点検出エリアにおける焦点状態を表示する場合は、各焦点検出エリアの焦点評価値を表す矩形帯を互いに異なる色で表示してもよいし、あるいは各焦点検出エリアにおける焦点評価値の絶対値に応じた色、すなわちその焦点評価値が属する表示エリア２０ａ〜２０ｃのいずれかの色で表示してもよいし、あるいは最大焦点評価値を示す焦点検出エリアのみ異なる色で表示し、他の焦点検出エリアを共通の色で表示してもよい。また、絶対値表示器２０の指標２０ｄで複数の焦点検出エリアの内の最大焦点評価値を表示してもよいし、各焦点検出エリアの矩形帯表示と同じ色で各焦点検出エリアごとの焦点評価値（絶対値）を絶対値表示器２０内に表示してもよい。
【００２８】
画面内の複数の焦点検出エリアにおける焦点状態を表示することによって、撮影者がどの焦点検出エリアで合焦しているのかを容易に視認することができる。
【００２９】
《発明の一実施の形態の変形例》
図７は変形例の焦点状態表示を示す図である。この変形例では、絶対値表示器３０を８個の表示エリア３０ａ〜３０ｈに区分するとともに、これらの表示エリア３０ａ〜３０ｈの内の指標３０ｉが位置する表示エリア（図７に示す例では表示エリア３０ｆ）とその上位の表示エリア（３０ｅ）の連続する２個の表示エリアを拡大表示器３１、３２で拡大表示し、焦点評価値に反比例した太さの矩形枠表示で焦点状態を表示する。
【００３０】
図７に示す表示例では、下位の表示エリア３０ｆを焦点検出エリア枠２２の外側の矩形帯の拡大表示器３２で表示し、上位の表示エリア３０ｅを焦点検出エリア枠２２の内側の矩形帯の拡大表示器３１で表示する。今、焦点調節にともなって焦点評価値が大きくなるにつれて絶対値表示器３０の表示エリア３０ｆにおける指標３０ｉの位置が上昇し、表示エリア３０ｆに対応する拡大表示器３２の矩形帯の太さが狭くなる。さらに焦点評価値が大きくなって、指標３０ｉが絶対値表示器３０の表示エリア３０ｅの範囲に入ると、焦点評価値が高くなるほど表示エリア３０ｅに対応する拡大表示器３２の矩形帯の太さが狭くなる。
【００３１】
なお、上述した一実施の形態とその変形例では、撮影光学系による撮影画像のコントラストに基づいて撮影光学系の撮影画面内の焦点検出領域における撮影光学系の焦点評価値を算出し、ディスプレイ上の焦点検出領域の近傍に、焦点評価値の程度に基づいた焦点状態表示を行う例を示したが、焦点検出領域の近傍に表示する焦点状態表示は撮影画像のコントラストに基づいて算出した焦点評価値に限定されず、撮影光学系の焦点調節状態を表すパラメーターであればどのようなものでもよい。例えば、焦点調節状態を表すパラメーターとして位相差検出方式焦点検出で求めたデフォーカス量を表示する場合には、デフォーカス量と矩形帯の幅は比例関係になり、デフォーカス量が小さくなってピントが合ってくるにつれて矩形帯の幅が狭くなる。
【００３２】
また、上述した一実施の形態とその変形例では、焦点検出領域の近傍に拡大表示器を表示する例を示したが、絶対値表示器あるいは拡大表示器と絶対値表示器の両方を焦点検出領域の近傍に表示してもよい。
【００３３】
上述した一実施の形態とその変形例では、焦点検出エリア枠の内側または内側と外側の両方に焦点評価値を表す矩形帯で焦点状態表示を行う例を示したが、焦点評価値を表す矩形帯に限定されず、焦点検出エリア枠の近傍に焦点評価値を表す棒グラフなどで焦点状態表示を行うようにしてもよい。
【００３４】
上述した一実施の形態とその変形例では、拡大表示器の焦点評価値を表す矩形帯と絶対値表示器の棒グラフを色表示する例を示したが、表示形態を変える手法としては色表示に限定されず、模様やグラデーションなどを変えて表示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施の形態の焦点状態表示装置を備えたデジタルカメラの構成を示す図
【図２】マニュアルフォーカス時にモニターに表示される焦点状態表示の例を示す図
【図３】焦点評価値に応じて変化する焦点状態表示を示す図
【図４】一実施の形態の焦点状態表示動作を示すフローチャート
【図５】変形例の焦点状態表示例を示す図
【図６】他の変形例の焦点状態表示例を示す図
【図７】他の変形例の焦点状態表示例を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１  撮影レンズ（撮影光学系）
９  モニター
１２  マイクロコンピューター
２０、２０’、３０  絶対値表示器
２２  焦点検出エリア枠
２１、２１’、３１、３２  拡大表示器
【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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