(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を取得する撮像部と、
前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、
前記画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、
前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備え、
前記表示部は、前記輝度データを、撮影時のスルー画又は撮影済みの画像に重ねて表示すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記表示部は、前記画像データによって形成される２次元領域に対し直交する軸方向に前記輝度データを表した３次元表示を行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、
前記輝度データ生成部は、前記画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、前記領域毎に前記輝度データを生成すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記輝度データ生成部は、前記領域内に含まれかつその輝度が所定値以上の画素の個数に関するデータを前記輝度データとすること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記表示部は、スポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択可能にする領域選択表示を表示すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記輝度データ生成部は、個々の前記輝度データに対応する前記画像データ上の領域の大きさを選択可能であること
を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置は、その液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）に「ヒストグラム」と通称される被写体像の輝度分布を表示する機能を備えたものがある。
従来、被写体像を複数の領域に分割し、これらの領域ごとにヒストグラムを表示できる撮像装置が知られており（例えば、特許文献１参照）、この撮像装置によれば、撮影者は、被写体像における輝度の分布状態をより詳細に把握することができる。
【０００３】
しかし、被写体の構図、撮影者の目的は一様ではなく、輝度の分布に偏りがなければよいとは限らないため、このようなヒストグラムに基づいて露出状態を的確に評価して、撮影時の露出条件を調整するには経験を要し、この点については、上述の分割表示されたヒストグラムであっても同様である。
【０００４】
また、通常のカメラに備えられているＬＣＤは、画素数が撮像素子に比べて少ないため、ＬＣＤに表示された被写体像から合焦状態の判断を行うことは困難である。
このため、ＬＣＤに表示された被写体像から、被写体の所望の位置に正しく合焦されているか否か（ピントがあっているか）を判断できるものが望まれていた。
【特許文献１】特開２００３−３３３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の課題は、撮影画像の露出状態を的確に評価できる輝度分布の表示機能を備えた撮像装置を提供することである。
また、本発明の第２の課題は、表示部に表示された画像によって被写体に対する合焦状態の良否を容易に判断することができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、被写体像を取得する撮像部と、前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備え、前記表示部は、前記輝度データを、撮影時のスルー画又は撮影済みの画像に、重ねて表示することを特徴とする撮像装置。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記表示部は、前記画像データによって形成される２次元領域に対し直交する軸方向に前記輝度データを表した３次元表示を行うことを特徴とする撮像装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記輝度データ生成部は、前記画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、前記領域毎に前記輝度データを生成することを特徴とする撮像装置である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の撮像装置において、前記輝度データ生成部は、前記領域内に含まれかつその輝度が所定値以上の画素の個数に関するデータを前記輝度データとすることを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置において、前記表示部は、スポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択可能にする領域選択表示を表示することを特徴とする撮像装置である。
請求項６の発明は、前記輝度データ生成部は、個々の前記輝度データに対応する前記画像データ上の領域の大きさを選択可能であることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）画像データの画素位置に対応して生成された複数の輝度データを、関連する画素位置に対応した状態で表示部に表示するから、被写体像の輝度データの分布を画素位置ごとに把握することができ、撮影画像の露出条件を的確に評価できる。
（２）輝度データを３次元表示にしたから、各画素の輝度の高低を視覚的に捉えることができ、輝度データの分布を容易に把握することができる。
（３）画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、この領域ごとに輝度データを生成したから、撮像装置が備える表示部の画素数が撮像素子の画素数より少なくても、被写体像全体の輝度分布を表示できる。
【００１１】
（４）輝度データを被写体像と併せて表示するから、輝度データの分布と被写体像とを対比することができ、露出条件の調整をより容易に行うことができる。
（５）スポット測光、又は、焦点合わせを行う領域の選択を、被写体像における輝度の分布を確認しながら行うことができるので、これらの領域の選択を的確に行うことができる。
（６）画像データの画素位置に対応させて生成されたコントラストデータを、関連する画素位置に対応した状態で表示部に表示するから、被写体像における画素位置ごとのコントラストデータを個別に把握することができ、被写体像のどの部分に合焦しているか（ピントがあっているか）を容易に確認できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、撮影画像の露出条件を的確に評価できる輝度分布の表示機能を備えた撮像装置及び画像再生装置を提供するという目的を、画像データが有する輝度に関するデータがこの画像データの画素位置に対応して配置された３次元グラフをＬＣＤに表示することによって実現する。
また、本発明は、表示部に表示された画像によって被写体に対する合焦状態の良否を容易に判断することができる撮像装置及び画像再生装置を提供するという目的を、ある画素位置の画像データとこれに隣接する画像データとの輝度の差分に応じてコントラストデータを生成し、このコントラストデータを関連する画素位置に対応させてＬＣＤに表示することによって実現する。
【実施例】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の撮像装置の実施例であるデジタルスチルカメラ（以下、単に「カメラ」という）について説明する。
図１は、実施例のカメラを示すブロック図である。図２は、図１のカメラが取得した被写体像の一例を示す図であり、（ａ）は、ＬＣＤに表示される被写体像を示し、（ｂ）は、（ａ）の被写体像を複数の領域に分割した状態を示している。
この実施例のカメラ１は、被写体像１０の輝度分布を３次元グラフによって表示する機能、及び、被写体像のコントラストの分布状態を表示する機能を有するものであり、撮影用レンズ群Ｌ、ＣＣＤ２、画像処理部３、輝度データ生成部４、コントラストデータ生成部５、操作部６、記録部７、ＬＣＤ８、ＥＣＵ９を備えている。
【００１４】
撮影用レンズ群Ｌは、被写体像を結像する光学系であって、略同じ光軸Ｉ上に配列された複数のレンズを有して構成されている。これらに含まれる各レンズは、例えば、フォーカシング、ズーミング等によって光軸Ｉ方向に移動するようになっている。
ＣＣＤ２は、撮影用レンズ群Ｌによって結像された被写体像を取得する撮像部であって、被写体像光を電気的な信号に変換する図示しない複数の受光素子を備え、この電気的な信号を画像処理部３に出力するようになっている。
画像処理部３は、ＣＣＤ２から出力された撮影画像信号に基づいて画像データを生成する部分である。この画像データは、各画素の画素位置に関する情報、輝度に関する情報等を含むものである。
【００１５】
輝度データ生成部４、及び、コントラストデータ生成部５は、画像処理部３から出力された画像データに基づいて、それぞれ輝度データ、コントラストデータを生成する部分である。これらの輝度データ生成部４、コントラストデータ生成部５については、後に詳しく説明する。
操作部６は、後述するＥＣＵ９に接続されており、撮影者がレリーズ操作や、ともに後述する３次元ヒストグラム、コントラスト分布図の表示、非表示の選択等の各種操作を行うものである。また、この操作部６は、ＬＣＤ８に表示された後述する領域選択表示２１の操作を行うポインティングデバイスを備えている。
記録部７は、画像処理部３が出力する画像データを記録する部分であって、例えば、着脱式のフラッシュメモリカード等の記録媒体に対して情報の読み書きを行うドライブ装置を備えている。
【００１６】
ＬＣＤ８は、例えば、カメラ１の背面側（撮影者側）に設けられ、記録部７が保持する撮影済みの画像の再生表示、及び、フレーミング中にＣＣＤ２がリアルタイムに出力する画像（スルー画）を表示するものである。また、ＬＣＤ８は、３次元ヒストグラム及びコントラスト分布図を表示する表示部である。
ＥＣＵ９は、上述した画像処理部３、輝度データ生成部４、コントラストデータ生成部５、記録部７、ＬＣＤ８等の各要素を統括的に制御するＣＰＵを備えた情報処理部である。
【００１７】
本実施例は、このカメラ１を通常撮影位置（撮像面が長方形のＣＣＤ２の長手方向を略水平にした位置）にして２本の木１１を被写体として撮影したものを被写体像の一例として説明する（図２（ａ）参照）。この被写体像１０には、木１１の他に太陽１２、木１１の影１３が写っている。
【００１８】
次に、輝度データ生成部４、及び、３次元ヒストグラム２０について説明する。
輝度データ生成部４は、図２（ｂ）に示すように、ＣＣＤ２の撮像面をマトリクス状に分割して設定された複数の領域（以下、「輝度データ生成領域」という）ごとに輝度データを生成するようになっている。
なお、本実施例は理解を容易にするため、例えば、ＣＣＤ２の撮像面（被写体像１０）を水平方向に２４等分、垂直方向に１８等分にそれぞれ分割して、合計４３２の輝度データ生成領域を設けたが、この輝度データ生成領域の大きさ（ＣＣＤ２の分割数）は、これに限らず、被写体の種類等に応じて上述の例より小さい領域を選択することができ、この場合には、より詳細に輝度の分布状態を把握することができる。
ここで、「輝度データ」とは、各輝度データ生成領域に含まれる画素の輝度に関するパラメータであり、具体的には、輝度データ生成領域に含まれる画素の輝度を画像処理部３の出力に基づいて読み取り、そのうちの所定の閾値以上の輝度を有する画素の個数を合計したものである。
【００１９】
図３は、ＬＣＤに表示された３次元ヒストグラムを示す図である。
ＥＣＵ９は、複数の画素がまとめられた輝度データ生成領域に含まれる個々の画像データが有する画素位置に関するデータに基づいて、輝度データ生成領域をその画素位置に対応させて配置した２次元領域を形成してＬＣＤ８に表示する。
３次元ヒストグラム２０は、この２次元領域に対して直交する方向に輝度データ生成領域ごとの輝度データの大きさを表した３次元グラフである。ここで、「３次元グラフ」とは、互いに直交する３軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）によって形成される空間の斜視図であり、例えば、Ｘ、Ｙの２軸によって形成される平面領域の所定位置（Ｘ，Ｙ）における数値データをＺ軸方向に表すものである。
なお、この図３においては、被写体像に含まれる２本の木１１、太陽１２、及び、影１３以外の背景部分の輝度データは、略均一に分布しているため、ここでは理解を容易にするために表示を省略してある。
【００２０】
前述のように、輝度データとは、輝度データ生成領域における閾値以上の輝度を有する画素の個数であり、閾値以上の輝度を多く含む部分（例えば、太陽１２の部分）は、輝度データの値が他の部分（木１１等）に比べて大きく表示されるようになっている。
ＥＣＵ９は、予め設定された値より大きい輝度データが含まれる場合には、例えば、ＬＣＤ８に警告表示を表示する等して、撮影者に注意を促すようになっている。この設定値は、任意に設定可能であり、また、撮影者は、この警告表示機能のオン、オフを選択できる。また、この警告は、例えば、図示しない警報出力部から警告音（ブザー等）を発信させてもよい。
【００２１】
この３次元ヒストグラム２０は、撮影時においてＬＣＤ８に表示されるスルー画とともに、又は、記録部７に記録された被写体像を再生する際にこの画像とともにＬＣＤ８に表示される。３次元ヒストグラム２０を画像再生時に表示する際には、このカメラ１は、画像再生装置として機能する。
このとき、３次元ヒストグラム２０の画像データによって形成される２次元領域は、スルー画又は再生画像に重ねて表示され、撮影者は、被写体像のどの部分において輝度が高いか又は低いかを具体的に確認できる。
【００２２】
また、ＬＣＤ８は、領域選択表示２１を表示する（図３参照）。
この領域選択表示２１は、例えば、「＋」の記号を模して表示されるカーソルであり、３次元ヒストグラム２０とともにＬＣＤ８に表示され、撮影者は、３次元ヒストグラム２０を参照しながら操作部６に備えられたポインティングデバイスを操作してスポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択できるようになっている。このスポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域の決定は、操作部６に設けられた図示しないボタンが操作されることによって行われる。
【００２３】
ここで、３次元ヒストグラム２０を生成する際のＥＣＵ９が行う処理を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ０１：画像データ生成）
まず、ＥＣＵ９は、ＣＣＤ２が取得した被写体像に基づいて、画像処理部３に画素ごとの画像データを生成させる。なお、本明細書において、「画像データ」とは、記録部７が保持する撮影済みの画像に含まれる画像データ、及び、スルー画に含まれる画像データの両方を意味するものとする。
（ステップＳ０２：輝度データ生成領域選択）
次いで、ＥＣＵ９は、ＬＣＤ８に図示しない選択メニューを表示させ、この選択メニューから輝度データ生成領域を設けるか否か、及び、輝度データ生成領域を設ける場合、この大きさ（各輝度データ生成領域に含まれる画素数）を撮影者に決定させる。
撮影者は、例えば、被写体の種類及び構図、撮影の目的に応じて輝度データ生成領域を設けるか否を決定し、輝度データ生成領域を設ける場合には、その大きさを選択し、これらの事項をＥＣＵ９に対して操作部６を介して入力する。
ここで、輝度データ生成領域を設けて輝度データを輝度データ生成領域ごとに表示させる場合にはステップＳ０３に進む。一方、輝度データ生成領域を設けないで輝度を画素ごとに表示する場合にはステップＳ０４に進む。
【００２４】
（ステップＳ０３：輝度データ生成）
ＥＣＵ９は、操作部６からの入力に応じて、選択された大きさの輝度データ生成領域ごとの輝度データを輝度データ生成部４に生成させ、これを検出する。
（ステップＳ０４：輝度の検出）
ＥＣＵ９は、画像処理部３からの出力に基づいて、画像データが有する画素ごとの輝度を輝度データとして検出する。
（ステップＳ０５：３次元ヒストグラム表示）
ＥＣＵ９は、輝度データが表示された３次元ヒストグラムを生成し、これをＬＣＤ８に表示する。ここで、輝度データ生成領域を設けて輝度データを表示する場合には、３次元ヒストグラム２０を図３に示すような３次元棒グラフとして表示することができる。
一方、輝度データ生成領域を設けずに輝度を画素ごとに表示する場合には、３次元ヒストグラムを、いわゆる３次元等高線グラフ状に表示することができる（図示省略）。なお、輝度を画素ごとに表示した３次元ヒストグラムも、輝度データ生成領域を設けた場合と同様に、スルー画、又は、再生画像とともにＬＣＤ８に被写体像と重ねて表示できる。
以降、撮影者は、これらの３次元ヒストグラム２０に基づいて被写体像の露出状態を評価し、最適な露出条件を決定する。
【００２５】
次に、コントラストデータ生成部５、及び、コントラスト分布図３０について説明する。
コントラストデータ生成部５は、上述の輝度データ生成部４と同様に、ＣＣＤ２の撮像面を複数の領域に分割して設定されたコントラストデータ生成領域を設ける。
また、コントラストデータ生成部５は、あるコントラストデータ生成領域と、これに対して上下方向及び左右方向に隣接する他の４つのコントラストデータ生成領域との間における輝度の差分（コントラスト）に応じてコントラストデータを生成する。
ここで、「コントラストデータ」とは、上記コントラストの差分に所定の閾値を超えたものが含まれるか否かを識別できるようにする情報であり、ＥＣＵ９は、コントラストデータ生成部５の出力に基づいて、例えば、閾値を超えるコントラストデータを有するコントラストデータ生成領域をそうではない他のコントラストデータ生成領域と異なる色によって表示したコントラスト分布図３０を表示する。
【００２６】
図５は、ＬＣＤに表示されたコントラスト分布図である。
図２（ａ）に示す被写体像１０は、その被写体（木１１）に対して略合焦しており、木１１と背景部分との境界（エッジ）部分のコントラストが大きいため、コントラスト分布図３０は、木１１とその背景との境界を表示したものになる。また、この被写体像１０において、被写界深度は、太陽１２及び木１１の影１３にも及んでおり、太陽１２及び影１３にも略合焦している。このため、コントラスト分布図２０には、太陽１２及び影１３の境界も表示されている。
また、木１１の幹及び葉の部分、太陽１２及び影１３の境界より内側の部分、被写体の背景部分は、コントラストが小さい（輝度がほぼ均一である）ため何も表示されず、コントラスト分布図３０は、図５に示すように、木１１、太陽１２、影１３の輪郭のみを抽出して表示したものになる。上記のコントラストの閾値は、被写体に合焦していない場合に、被写体の輪郭が表示されなくなるように設定する。
【００２７】
このように、コントラスト分布図３０は、被写体像からその輪郭を抽出して表示するようになっているため、コントラストデータ生成領域は、上述した輝度データ生成領域より多く設ける（被写体像を細かく分割する）ことが被写体像の輪郭をより詳細に再現できるため好ましい。
また、このコントラスト分布図３０も、３次元ヒストグラム２０と同様に、撮影時においてＬＣＤ８に表示されるスルー画とともに、又は、記録部７に記録された被写体像を再生する際にこの画像とともにＬＣＤ８に表示され、コントラスト分布図３０を画像再生時に表示する際には、このカメラ１は、画像再生装置として機能する。
【００２８】
以上説明したように、実施例のカメラ１によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）画像データの画素位置に対応して生成された輝度データをその画素位置に対応させて表示したから、被写体像１０の輝度データの分布を画素位置ごとに把握することができ、撮影画像の露出条件を的確に評価できる。
これにより、撮影者は、被写体像１０において輝度が予め高く（又は低く）なることが予想される位置の輝度レベルが、３次元ヒストグラム２０に表示されたこれらの部分における輝度レベルに対応するように露出条件を調整すればよい。
具体的には、被写体像１０のうち太陽１２の部分は、輝度が他の部分に比べて高くなることが予想されるので、この部分において予想される輝度レベルと、３次元ヒストグラム２０に表示された輝度レベルとが対応するように露出条件を調整すればよく、経験の少ない撮影者であっても露出条件を的確に調整することができる。
【００２９】
（２）被写体像における輝度の分布図を輝度データが高さ方向に示された３次元ヒストグラム２０によって表示したから、各画素の輝度の高低を視覚的に捉えることができ、輝度データの分布を容易に把握することができる。
（３）３次元棒グラフである３次元ヒストグラム２０は、被写体像を複数の領域に分割して生成された輝度データ生成領域ごとに輝度データを表示させるから、ＬＣＤ８の画素数がＣＣＤ２より少なくても被写体像全体の輝度分布を表示できる。また、輝度データを輝度が閾値以上である画素の個数としたから、輝度の高い画素を含む領域の輝度データがそうでない領域に比べより大きな値となり、例えば、輝度の平均を表示する場合に比べ、これらの領域を容易に区別することができる。
（４）スポット測光又は焦点合わせを行う領域の選択を、３次元ヒストグラム２０を確認しながら行うことができるので、これらの領域の選択を的確に行うことができる。
（５）コントラスト分布図は、被写体像の輪郭を抽出して表示したものであるから、合焦状態が悪い（いわゆる、ピントが合っていない）場合には、ＬＣＤ８に表示されないので、被写体像の所望の位置に対して合焦しているか否かを容易に判断することができる。
【００３０】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例の撮像装置は、デジタルカメラであったが、撮像装置はこれに限らず、動画を撮影するムービーカメラでもよく、また、これらのカメラは、携帯電話等の携帯通信端末や、カメラ以外の機器に組み込まれた状態で使用されるものであってもよい。
（２）実施例は、輝度の分布を３次元ヒストグラムによって表示したが、輝度データが関連する画素位置に対応して配置されれば、これに限らず、輝度データ生成領域ごとに輝度を、例えば、数値、色分け等によって２次元表示してもよい。
（３）輝度データは、実施例に記載したものに限らず、例えば、各輝度データ生成領域に含まれる輝度の平均値や合計値であってもよい。
（４）３次元ヒストグラムの表示は、実施例に示すものに限らず、例えば、ＲＧＢの色ごとに独立した表示をできるようにしてもよい。
（５）実施例は、カメラが画像再生装置としての機能を果たしたが、画像再生装置は、これに限らず、例えば、画像再生用のソフトウェアを備えたコンピュータ装置等の汎用機や、画像表示装置を備えた携帯用ハードディスクドライブ装置等のストレージデバイスであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例のカメラを示すブロック図である。
【図２】図１のカメラが取得した被写体像の一例を示す図である。
【図３】ＬＣＤに表示された３次元ヒストグラムを示す図である。
【図４】３次元ヒストグラムを生成する際のＥＣＵの処理を示すフローチャートである。
【図５】ＬＣＤに表示されたコントラスト分布図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  カメラ  ：  ２  ＣＣＤ  ：  ３  画像処理部  ：  ４  輝度データ生成部  ：  ５  コントラストデータ生成部  ：  ６  操作部  ：  ７  記録部  ：  ８  ＬＣＤ  ：  ９  ＥＣＵ  ：  １０  被写体像  ：  ２０  ３次元ヒストグラム  ：  ２１  領域選択表示  ：  ３０  コントラスト分布図
【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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