(57)【要約】【課題】合焦動作時または通常時において使用者の操作により合焦している被写体を象徴的に表示したり、画面中の合焦の度合を定量的に表示して使用者の合焦操作を補助するモニタ付き合焦装置を提供する。【解決手段】使用者が操作部１０８を使用して、コントラスト閲覧モードへ移行する信号が発信されると、制御装置１０５は、ＶＲＡＭ１０６の各画素の輝度情報より、各画素に対応するメモリ領域に対し、ラプラシアン等のエッジ強調フィルタを施し、メモリの値を変換し、各画素毎に輝度値を更新していく。これにより周囲と輝度差の大きい、すなわちコントラスト値の大きい画素をＬＣＤモニタ１０７に強調表示する。そして画像のコントラストも定量化した値として導出し、ＬＣＤモニタ１０７に表示する。また、使用者が合焦範囲を大まかにとらえることが可能な強調表示方法を数種類設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合焦レンズを有する撮像レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、前記撮像レンズを前記撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、前記撮像素子において周囲画素と輝度差が所定値より大きい画素を前記表示媒体の対応する位置に強調表示する手段を有することを特徴とするモニタ付き合焦装置。
【請求項２】
合焦レンズを有する撮像レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、前記撮像レンズを前記撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、前記撮像素子において周囲画素と輝度差が所定値より大きい画素のうち、所定数の画素を含意する方形または円形または閉曲線または開曲線を前記表示媒体の対応する位置に強調表示する手段を有することを特徴とするモニタ付き合焦装置。
【請求項３】
前記所定値の算出に関し、前記所定値は所定の画素において、（各画素について周囲画素との輝度値差）の総和に依存した式により得られる値であることを特徴とする請求項１または２に記載のモニタ付き合焦装置。
【請求項４】
合焦レンズを有する撮像レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、前記撮像レンズを前記撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、所定の画素における、周囲画素との輝度値差の総和に依存した式により得られる値を前記表示媒体に強調表示する手段を有することを特徴とするモニタ付き合焦装置。
【請求項５】
前記強調表示は、前記合焦手段の実行中に実施されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のモニタ付き合焦装置。
【請求項６】
前記強調表示は、スルー画面表示中に実施されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のモニタ付き合焦装置。
【請求項７】
前記強調表示の有無を選択する手段を有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のモニタ付き合焦装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モニタ付き合焦装置に関するものであり、特にデジタルカメラにおけるモニタ付き合焦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＣＤディスプレイを有し、光学式ファインダを用いることなく合焦、撮像操作を行うことができる撮像装置が発明されている。
【０００３】
また、最近になって、可搬性を重視した小型軽量を特徴とする撮像装置が多く市場に流通している。これらの撮像装置は、前記の特徴を実現するため画角の小さいＬＣＤディスプレイを用いるのが大半である。
【０００４】
これらの撮像装置のなかには、合焦位置を自動的に調節するオートフォーカスを有するものがある。例えば、複数種類のオートフォーカス方式を組み合わせたハイブリッドオートフォーカス機能を利用して合焦領域を表示するとき、個々のオートフォーカス方式に応じて表示を変更することでユーザの意図する撮像を提供するものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
一方、これらの撮像装置のなかには、使用者の合焦レンズを駆動する操作を直接行うことによって合焦位置を調節する、いわゆるマニュアルフォーカスを有する撮像装置もある。
また、マニュアルフォーカスを用いるとき、ＬＣＤディスプレイの解像度で識別できない被写体に対し、拡大表示を行ったり、現在のレンズ位置における合焦距離を逐次表示したりする撮像装置が発明されている。また、自動合焦動作後、合焦している被写体の存在する場所をフォーカス枠でビューファインダやＬＣＤモニタに表示する撮像装置も発明されている（特許文献２、３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３１１３２８号公報
【特許文献２】
特開平６−２０５２５８号公報
【特許文献３】
特開２０００−９２３５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術の撮像装置は合焦操作を実行した際、拡大すると撮像すべき画像全体の構図を同時に捉えることができない。加えてＬＣＤディスプレイを用いた晴天下の屋外での撮影時など、ＬＣＤディスプレイの画像が目視しにくい環境では、画像のわずかなコントラスト変化を判別することは困難である。また拡大画像でも、コントラストの低い被写体などＬＣＤディスプレイの解像限界により、画像から合焦しているか判別するのが困難な被写体や撮影条件が存在する。
【０００８】
また、合焦距離を表示する方法の場合、使用者が撮像装置と被写体との距離をある程度把握する必要がある点が課題となっている。
【０００９】
このほか、合焦している被写体の存在する場所をフォーカス枠を用いてビューファインダに表示する撮像装置（特許文献２）の発明では、象徴的に表示しうる範囲がパッシブＡＦのフォーカス枠など画角の一部しかなく、かつ固定の形状でしか象徴的に表示しない。そのため多様な形状や位置に合焦した場合にその概形を効果的に表示することはできなかった。また、フォーカス枠をＬＣＤモニタに重畳表示する撮像装置（特許文献３）の発明では、フォーカス範囲外におけるエリアに関して強調表示できる方法を有していない。また、定量的にどの程度の範囲を合焦しているか情報がなく、マニュアルフォーカスにおいて合焦操作の微調整を必要とする状況で正確な合焦を行うことは困難であった。
【００１０】
本発明は以上の問題点を鑑み、特にマニュアルフォーカス時において効果的な、撮影の合焦操作に有用な情報を表示するモニタ付き撮像装置を提供する。そのため各請求項毎に以下の目的を取り上げる。
【００１１】
請求項１に係る発明では、合焦している箇所を明確に判明するため、使用者がどの被写体に対して合焦しているのかを視覚的に判断することができるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項２に係る発明では、使用者がどの被写体に対して合焦しているのかを視覚的に判断することができるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１３】
請求項３に係る発明では、画角全体のコントラストによって動的に強調表示する画素の閾値を定めることで、輝度の大小に依存せずに合焦している区域を強調表示できるようにするモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１４】
請求項４に係る発明では、被写体のコントラストの度合いを定量的な値で、使用者に対して情報提供できるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１５】
請求項５に係る発明では、合焦動作のコントラスト遷移の定量情報を提供でき、また、マニュアルフォーカス時などの補助情報として利用できるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１６】
請求項６に係る発明では、いつでもコントラストについての定量情報を提供でき、また、マニュアルフォーカス時などの合焦動作の微調整ができるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１７】
請求項７に係る発明では、合焦位置の表示やコントラスト情報の表示に関し、使用者の好みに応じたインタフェースを提供できるモニタ付き合焦装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題を達成するために、請求項１に係る発明は、合焦レンズを有する撮像レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、撮像レンズを撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、撮像素子において周囲画素と輝度差が所定値より大きい画素を表示媒体の対応する位置に強調表示する手段を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る発明は、合焦レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、撮像レンズを撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、撮像素子において周囲画素と輝度差が所定値より大きい画素のうち、所定数の画素を包含する方形または円形または閉曲線または開曲線を表示媒体の対応する位置に強調表示する手段を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る発明では、請求項１または２に係る発明として、所定値の算出に関し、所定値は所定の画素において、（各画素について周囲画素との輝度値差）の総和に依存した式により得られる値であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る発明では、合焦レンズを有する撮像レンズと、光電変換により受光した画像を電気信号に変換する撮像素子と、電気信号から受光した画像を表示する表示媒体と、撮像レンズを撮像素子が合焦面となるべき位置に駆動する合焦手段と、所定の画素における、周囲画素との輝度値差の総和に依存した式により得られる値を表示媒体に強調表示する手段を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る発明では、請求項１から４の何れか１項に係る発明として、強調表示は、合焦手段の実行中に実施されることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る発明では、請求項１から５の何れか１項に係る発明として、強調表示は、スルー画面表示中に実施されることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る発明では、請求項１から６の何れか１項に係る発明として、強調表示の有無を選択する手段を有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（発明の実施例）
以下に、図面を用いて本発明の好適な実施例を示す。
【００２６】
図１は本発明に基づくモニタ付き合焦装置のブロック図である。１０１は撮像レンズで、被写界を集光する。フォーカスレンズ１０２Ａはフォーカスモータ１０２Ｂによって光軸方向に駆動し、ＣＣＤ（１０３）面を合焦面とするべく位置へ移動することを可能にしている。イメージプロセッサ１０４は、ＡＤ変換器、ディジタル画像処理装置および制御信号ポートで構成され、制御装置１０５の命令により、ＣＣＤ１０３の画像情報を電気信号に変換し、ＶＲＡＭ１０６へ蓄積する。制御装置１０５はＣＰＵやプログラムによって構成され、各構成素の制御を行う。また、ＶＲＡＭ１０６へテキスト情報をドットキャラクタにして記憶させる機能を有する。ＬＣＤモニタ１０７は、制御装置１０５の同期信号の度に受信するＶＲＡＭ１０６に蓄積している画像情報を表示する。操作部１０８は、自動合焦ボタンや、フォーカスレンズの駆動ボタンがあり、自動合焦させたり、フォーカスレンズを駆動させることができる。
【００２７】
（実施例Ａ：合焦箇所を明示する）
図２は本発明に基づく、モニタ付き合焦装置のＬＣＤモニタ１０７の画像レイアウト例である。まず一つ目の実施例として、ＬＣＤモニタ１０７上に合焦箇所を明示する方法を解説する。
【００２８】
図２の２Ａは、ＣＣＤ１０３の画像信号をＶＲＡＭ１０６を介してＬＣＤモニタ１０７にリアルタイムで出力するスルー画像インタフェースの例である。図２の２Ａの右上には画質や記録可能枚数の情報、左下にはコントラスト閲覧モードへ移行できることを示す情報の文字列が表示されている。
【００２９】
このとき、使用者が操作部１０８を使用して、コントラスト閲覧モードへ移行する信号が発信されると、制御装置１０５は、ＶＲＡＭ１０６の各画素の輝度情報より、各画素に対応するメモリ領域に対し、ラプラシアンなどのエッジ強調フィルタ（公知の技術）を施し、メモリの値を変換する。これにより、図２の２Ｂの画像のように、コントラストのある部分を抽出し、特徴的に表示することができる。本実施例では、周囲と輝度差のある画素ほど濃い黒で表示している。
【００３０】
図４のフローチャートを用いてより詳細に説明すると、コントラスト値Ｃｘが０の状態から各画素：ｉに対応するメモリ領域に対し、ラプラシアンフィルタを通過させ、画素ｉの輝度値を更新していく。高周波領域ではコントラスト値Ｃｘに１を加算していき、黒色で輪郭を表示していく。低周波領域では、コントラスト値Ｃｘに加算することなく、白色で表示され、輪郭表示されない。
【００３１】
このとき、図２の２Ｂで示すＬＣＤモニタ１０７の左上には、画角全体のコントラストの総和（例として黒成分画素の総和Ｃｘ）に比例した値を表示し、それに基づく値（例として所定の値を底とするＣｘの対数の整数部）を棒グラフ状に表示する。
【００３２】
（実施例Ａの効果）
本実施例の適用により、合焦時と非合焦時におけるＬＣＤモニタ１０７の画像の識別が容易になる。例えば、図２の２Ａのように近側の被写体（人物）に合焦している場合は、コントラスト閲覧モードに移行すると図２の２Ｂのように、被写体の輪郭がはっきりと浮かび、コントラスト値Ｃｘが比較的大きな値になる。それに対し、図２の２Ｃのようにどの被写体にも合焦していない状況の場合、コントラスト閲覧モードに移行すると、図２の２Ｄのようになり被写体の輪郭がないどころかほとんど白面になってしまい、コントラスト値Ｃｘが比較的小さな値になる。
【００３３】
（実施例Ａの応用例）
そこで本実施例では、コントラスト値Ｃｘが所定の閾値より下回る場合、合焦していないことを示す警告を表示することで、使用者に注意を促すことができる。例えば、図２の２Ｄにおいて、棒グラフを点滅させたり、警告マークを点灯させたりする方法がある。この方法は、制御装置１０５が各画素：ｉの輝度値を更新していき、画角全体のコントラストの総和があらかじめ指定してある値より小さいと判断した場合に、ＬＣＤモニタ１０７に対し、コントラストの総和を表す棒グラフを点滅表示させたり、所定の警告マークを点灯表示させたりするように制御すればよい。
【００３４】
（実施例Ｂ：合焦範囲の概形を表示する）
もう一つの実施例として、スルー画面表示中に合焦している範囲の概形を表示する方法を図示とあわせて解説する。
【００３５】
図５は高周波エリアを抽出する処理を示したフローチャートである。まず実施例Ａの説明で示したエッジ強調フィルタをかけたＶＲＡＭ１０６中の画像情報を、図３の３Ａのように矩形エリアで分割する。本実施例では横１６×縦１２の矩形エリア（周辺部は除く）に分割しているものとする（本発明はエリア数を特定するものではなく、３×３以上の範囲で任意に分割を可能にする）。
【００３６】
次に制御装置１０５はコントラスト閾値Ｔを設定しておき、各エリア内のコントラスト値を算出し、コントラスト閾値Ｔを超えるエリアを高周波エリアとして抽出する。つまり、制御装置１０５は、ＶＲＡＭ１０６の各画素の輝度情報を利用して、各エリア：ｉにて、そのエリア内コントラスト値Ｃｃが０の状態から各画素：ｊに対応するメモリ領域に対し、画素ｊの輝度値を更新していき、エリア内コントラスト値Ｃｃに１を加算していく。もし、エリア内コントラスト値Ｃｃがコントラスト閾値Ｔより大きければ、そのエリアを高周波エリアと判定する。逆に、エリア内コントラスト値Ｃｃがコントラスト閾値Ｔ以下であれば、そのエリアを低周波エリアと判定する。
上記の処理を行うことで例えば、図３の３Ａの画像情報の場合、高周波エリアとして太線で囲まれたエリアが抽出される。当然ながら、この抽出されたエリアはコントラストの高いエリアであり、これらのエリアを含意した領域を強調して表示することは本発明の目的に適うものである。
【００３７】
このような強調表示方法として本実施例では３種類とり上げた。まず第１に、図６の６Ａのフローチャートに示すような高周波エリアに対応する位置にそのまま矩形を示す図３の３Ｂの方法がある。具体的には、制御装置１０５は各エリア：ｉに対し図５に示した動作処理を行い、高周波エリア判定された領域を抽出する。その後それらのエリアの輪郭部の画素を点滅させることで矩形による強調表示をＬＣＤモニタ１０７に行わせる。なお本発明は、矩形は実線、点線を問わず、また、線分の両側のエリアがともに高周波エリアの場合、その線分を中抜きした例も範疇に入る。
【００３８】
第２に、図６の６Ｂのフローチャートに示すような隣接する高周波エリアの中央点同士を標本点とする補間曲線（スプライン曲線やベジエ曲線など公知）で滑らかに繋いだ線分を表示する図３の３Ｃの方法もある。具体的には、制御装置１０５はまず前記標本点を抽出した後、それらの標本点から隣接する標本点列を抽出し、各標本点列：ｉに対応する補間曲線を導出する。制御装置１０５は前記補間曲線を基にしてＬＣＤモニタ１０７に対し、前記補間曲線状の点に対応する画素を強調表示させる。
【００３９】
第３に、図６の６Ｃのフローチャートに示すような高周波エリアの中央点を全て包含する多角形の頂点を標本点として補間曲線で滑らかな閉曲線で繋いだ線分を表示する図３の３Ｄの方法もある。具体的には、制御装置１０５はまず前記標本点を抽出した後、全ての標本点を内包する多角形を構成する最外標本点を選択し、前記最外標本点による補間曲線を導出する。制御装置１０５は前記補間曲線を基にしてＬＣＤモニタ１０７に対し、前記補間曲線状の点に対応する画素を強調表示させる。
【００４０】
（実施例Ｂの効果）
本実施例により、合焦範囲の概形をスルー画像に表示することにより、使用者は合焦している大まかな範囲を知ることができる。これは、自動合焦装置の合焦結果が正しいことを確認することに用いることができる。また手動による合焦操作においては、使用者が想定する主被写体に合焦しているのか、或いはどの程度合焦点に近づいているかを定量的、象徴的に確認しながら操作できるため、特に効果が高い。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、特にマニュアルフォーカス時において効果的な、撮影の合焦操作に有用な情報を表示するモニタ付き撮像装置を提供することができる。
【００４２】
請求項１に係る発明では、合焦している箇所を明確に判明するため、使用者がどの被写体に対して合焦しているのかを視覚的に判断することができる。
【００４３】
請求項２に係る発明では、使用者がどの被写体に対して合焦しているのかを視覚的に判断することができる。
【００４４】
請求項３に係る発明では、画角全体のコントラストによって動的に強調表示する画素の閾値を定めることで、輝度の大小に依存せずに合焦している区域を強調表示できる。
【００４５】
請求項４に係る発明では、被写体のコントラストの度合いを定量的な値で、使用者に対して情報提供できる。
【００４６】
請求項５に係る発明では、合焦動作のコントラスト遷移の定量情報を提供でき、また、マニュアルフォーカス時などの補助情報として利用できる。
【００４７】
請求項６に係る発明では、いつでもコントラストについての定量情報を提供でき、また、マニュアルフォーカス時などの合焦動作の微調整ができる。
【００４８】
請求項７に係る発明では、合焦位置の表示やコントラスト情報の表示に関し、使用者の好みに応じたインタフェースを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくモニタ付き合焦装置の構成を示すブロック図である。
【図２】モニタ付き合焦装置のＬＣＤモニタ１０７の表示画面の一例である。操作部１０８により図２の２Ａ⇔２Ｂ、および２Ｃ⇔２Ｄの切り替えができる。
【図３】３Ａは、モニタ付き合焦装置が捕らえた画角における高周波エリアを示す図である。３Ｂ、３Ｃおよび３ＤはＬＣＤモニタ１０７の表示画面の一例である。
【図４】コントラスト閲覧モードへ移行した場合の画像処理を示すフローチャートである。
【図５】高周波エリアを抽出する処理を示すフローチャートである。
【図６】高周波エリアを含意する強調表示を示すフローチャートで、３Ｂの強調表示をさせる（６Ａ）、３Ｃの強調表示（６Ｂ）、３Ｄの強調表示（６Ｃ）の処理をそれぞれ行う。
【符号の説明】
１０１  撮像レンズ
１０２Ａ  フォーカスレンズ
１０２Ｂ  フォーカスモータ
１０３  ＣＣＤ
１０４  イメージプロセッサ
１０５  制御装置
１０６  ＶＲＡＭ
１０７  ＬＣＤモニタ
１０８  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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