(57)【要約】【課題】非合焦時において、合焦状態からどの程度ずれているかを容易に判断することができるフォーカスアシスト装置の提供。【解決手段】焦点調節状態を表す焦点評価値の変化の度合いに応じて、指標１７０ａの傾き角度θを設定する。例えば、レンズ位置２では、焦点評価値の変化の度合いである評価値曲線の接線の傾きが大きいので、傾き角度θを大きくし、合焦状態に近いレンズ位置３では接線の傾きに合わせて傾き角度θを小さくする。そして、合焦レンズ位置４では、指標１７０ａを内向き矢印を有する線分とする。このような指標１７０ａを表示することで、フォーカスレンズが合焦レンズ位置４からどの程度ずれているかを、表示から容易に判定することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの焦点調節状態を表示するフォーカスアシスト装置において、
フォーカスレンズの移動に伴う前記焦点調節状態の変化の度合いを表示する表示手段を備えたことを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記表示手段は、前記撮影レンズを介して被写体光を受光する受光素子の出力に基づいて、前記焦点調節状態の変化の度合いを表示することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記表示手段は、前記焦点調節状態の変化の度合いに対応した角度を有する指標を表示することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項４】
請求項３に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記角度は、被写体像の像面移動量に対する焦点評価値の変化量に比例することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項５】
請求項４に記載のフォーカスアシスト装置において、
フォーカスレンズの移動に伴う前記焦点評価値の変化状況に応じて、前記比例の係数を設定する設定手段を備えたことを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項６】
請求項５に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記設定手段は、被写体光を制限する絞りの絞り値に応じて、前記比例の係数の大きさを設定することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記表示手段は、合焦と見なせる焦点調節状態にフォーカスレンズを移動させるための焦点調節方向を表示することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項８】
請求項７に記載のフォーカスアシスト装置において、
前記焦点調節方向は、前記撮影レンズのフォーカスリングの回転方向であることを特徴とするフォーカスアシスト装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のフォーカスアシスト装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスアシスト装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズをマニュアルフォーカス操作する場合に、操作に関する表示を行うフォーカスアシスト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、コントラスト信号の大きさに応じた棒グラフを表示する第１の表示例や、フォーカスレンズの移動に伴うコントラスト値の増減を示す矢印指標および合焦状態を示す丸指標を表示する第２の表示例が記載されている。さらに、第３の表示例として、コントラスト値の増加方向を示す矢印指標および合焦状態を示す丸指標に加えて、フォーカス位置検出器の出力に基づく被写体距離と後方被写界深度および前方被写界深度を表示する例が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４０９４３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、第１の表示例では、レンズ位置が合焦位置を通り過ぎない限りコントラスト信号のピークが分からないという欠点があるとともに、棒グラフからはフォーカスリングを回転すべき方向が判断しにくい。また、第１〜３の表示例では、非合焦時に、合焦状態からどの程度ずれているかを判断することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、撮影レンズの焦点調節状態を表示するフォーカスアシスト装置に適用され、フォーカスレンズの移動に伴う焦点調節状態の変化の度合いを表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のフォーカスアシスト装置において、表示手段は、撮影レンズを介して被写体光を受光する受光素子の出力に基づいて、焦点調節状態の変化の度合いを表示するようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のフォーカスアシスト装置において、表示手段は、焦点調節状態の変化の度合いに対応した角度を有する指標を表示するようにしたものである。
請求項４の発明は、請求項３に記載のフォーカスアシスト装置において、角度を、被写体像の像面移動量に対する焦点評価値の変化量に比例させるようにしたものである。
請求項５の発明は、請求項４に記載のフォーカスアシスト装置において、フォーカスレンズの移動に伴う焦点評価値の変化状況に応じて、比例の係数を設定する設定手段を備えたことを特徴とするフォーカスアシスト装置。
請求項６の発明は、請求項５に記載のフォーカスアシスト装置において、設定手段は、被写体光を制限する絞りの絞り値に応じて、前記比例の係数の大きさを設定することを特徴とするフォーカスアシスト装置。
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフォーカスアシスト装置において、合焦と見なせる焦点調節状態にフォーカスレンズを移動させるための焦点調節方向を表示するようにしたものである。
請求項８の発明は、請求項７に記載のフォーカスアシスト装置において、焦点調節方向を、撮影レンズのフォーカスリングの回転方向としたものである。
請求項９の発明によるカメラは、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフォーカスアシスト装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フォーカスレンズの移動に伴う焦点調節状態の変化の度合いを表示するようにしたので、非合焦時において、合焦状態からどの程度ずれているかを容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るカメラを説明する図であって、マニュアルフォーカス（ＭＦ）モードを搭載したオートフォーカス（ＡＦ）電子カメラの要部構成を示すブロック図である。電子カメラは、撮影レンズユニット１、撮像素子２、Ａ／Ｄ変換器３、メモリ４、画像処理回路５、コントロール回路８、ＣＰＵ１１、絞り１２、表示モニタ１７およびＡＦ／ＭＦ切替部１８等を備えている。
【０００８】
ＣＰＵ１１は、ＡＥ／ＡＷＢ回路７と、評価値演算部９と、カメラ全体の制御を行う制御部１２とを含む。ＣＰＵ１１は、コントロール回路８およびメモリ４等と接続され、電子カメラの焦点検出(ＡＦ)や測光(ＡＥ)、ホワイトバランス調整(ＡＷＢ)などの各種演算とカメラ動作のシーケンス制御とを行う。
【０００９】
撮影レンズユニット１はレンズ１ａ，１ｂを備えており、レンズ１ｂは焦点調節用のフォーカスレンズである。撮影レンズユニット１は、単一焦点距離（固定焦点）のレンズでも良いし、ズームレンズやステップズームレンズのように焦点可変のものでもかまわない。絞り１２は、絞り駆動部１３によって開閉駆動される。
【００１０】
上述したように、本実施の形態のＡＦカメラはＭＦモードを搭載しており、ＡＦ／ＭＦ切替部１８を操作することにより、ＡＦモードとＭＦモードとを切り替えることができる。ＡＦモード時には、ＡＦ駆動部１４を制御部１０により制御し、フォーカスレンズ１ｂを光軸方向に移動させて焦点調節を行う。一方、ＭＦモード時には、フォーカスリング１５を回転操作することによりフォーカスレンズ１ｂを移動させる。
【００１１】
撮像素子２は、例えば、二次元ＣＣＤイメージセンサなどによって構成され、撮像面上の被写体像を撮像して、各画素に対応する撮像信号を出力する。撮像素子２から出力される撮像信号は、各画素に入射される光の強さに応じてその信号レベルが異なる。本実施形態では撮像素子２としてＣＣＤ撮像素子を用いているが、ＣＣＤの代わりにＣＭＯＳセンサなどを用いて構成してもよい。コントロール回路８は、撮像素子２に対するタイミング信号を生成して撮像素子２へ送出する。
【００１２】
撮像素子２から出力された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器３によってディジタル信号に変換された後に、メモリ４に格納される。画像処理回路５はメモリ４から撮像信号を読み込んで各種信号処理を行った後に、所定の形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）の画像データに変換し、その画像データをメモリ４またはメモリカード等の外部記憶回路６に記憶させる。画像処理回路５は、外部記憶回路６に記録されている圧縮データを読み出して伸長する際の伸長処理も行う。外部記憶回路６は、例えば、メモリカードなどのデータストレージ部材によって構成される。
【００１３】
ＡＥ／ＡＷＢ回路７は、周知の露出演算やホワイトバランス調整処理を行う。ホワイトバランス調整処理は、メモリ４に格納されている画像データに対して行われる。評価値演算部９は、撮影レンズユニット１の焦点調節状態を表す焦点評価値を演算する。すなわち、メモリ４に格納されている画像処理前の画像データのうち、焦点検出用領域（フォーカスエリア）に対応する撮像領域の画像データから高周波数成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算する。この積算結果は焦点評価値と呼ばれている。なお、後述する焦点評価値の変化の度合いの算出も、この評価値演算部９において行われる。
【００１４】
なお、上述した説明では、メモリ４に記憶した画像データに基づいて焦点評価値を算出する構成としたが、Ａ／Ｄ変換器３の出力を逐次評価値演算部９へ送り、データ転送と同時に焦点評価値を算出するような構成としても良い。また、本実施の形態では、上述した評価値演算部９の処理は、実際にはＣＰＵ１１においてソフトウェアにより処理されているが、ハードウェアによってこれらの機能を実現するようにしても良い。
【００１５】
表示モニタ１７はカメラ背面に設けられたＬＣＤ表示素子から成り、駆動回路１６によって駆動される。表示モニタ１７には、例えば、画像処理回路５で生成された画像データに基づく撮影画像が表示される（図２参照）。その際、撮影画像と同時にフォーカスアシスト表示１７０が表示される。
【００１６】
《フォーカスアシスト表示の説明》
図３はフォーカスアシスト表示を説明する図である。図３（ａ）はフォーカスレンズ１ｂのレンズ位置と焦点評価値との関係を示す図であり、フォーカスレンズ１ｂを無限端から至近端まで移動させたときに得られる典型的な評価値曲線が示されている。０〜６７の数字はレンズ位置を表しており、焦点評価値はレンズ位置４で最大となっている。
【００１７】
焦点評価値の大きさは焦点調節状態と対応しており、合焦状態となるレンズ位置では焦点評価値がピークとなり、その合焦レンズ位置から遠ざかるにつれて焦点評価値は減少する。すなわち、フォーカスレンズ１ｂをレンズ位置４に移動したときに、撮影レンズユニット１により結像された被写体像の像面と撮像素子２の撮像面とが一致することになる。
【００１８】
図３（ｂ）は、フォーカスレンズが図３（ａ）のレンズ位置０〜６に配置されたときに、おけるフォーカスアシスト表示１７０の一例を示したものである。表示０はレンズ位置０の場合の表示を示しており、同様に、表示１〜６はそれぞれレンズ位置１〜６の場合の表示である。なお、本実施の形態のカメラでは、フォーカスリング５を右回りに回転操作するとレンズ位置が０，１，２，…と変化し、左回りに回転操作するとレンズ位置が６，５，４，…と変化するように設定されている。
【００１９】
フォーカスアシスト表示１７０においては、指標１７０ａの表示形態により撮影レンズユニット１の焦点調節状態が表示される。線分の傾きは、同一レンズ位置における評価値曲線の接線の傾き（すなわち、焦点調節状態の変化の度合い）に対応しており、図３（ｂ）に示す例では線分の傾き角度θを評価値曲線の傾きと一致させている。レンズ位置０では評価値曲線の傾きはほぼ水平なので、表示０の指標１７０ａを水平線分とした。
【００２０】
レンズ位置１では、評価値曲線の接線の傾きは右上がりとなっているので、指標１７０ａを右斜め上を向いた矢印付き線分とする。この場合、接線の傾き角度と矢印付き線分の傾き角度θ（水平からの角度）とを等しくする。レンズ位置２では評価値曲線の接線の傾きはさらに大きくなるので、表示２の矢印付き線分（指標１７０ａ）の傾き角度θも同様に大きくなる。一方、焦点評価値がピークとなる合焦レンズ位置４に近づくと、焦点評価値の増加傾向が徐々に小さくなるため、レンズ位置３における表示３では、矢印付き線分の傾き角度θが表示２の場合に比べて小さくなる。
【００２１】
そして、焦点評価値がピークとなるレンズ位置４になると、接線の傾きは０（水平）となる。そこで、表示４においては、水平線分の両端に内側向きの矢印を付したものを指標１７０ａとした。さらにフォーカスレンズ１ｂをレンズ位置５，６と移動させると、表示５，６がフォーカスアシスト表示１７０として表示される。フォーカスレンズ１ｂがレンズ位置４よりも図示右側となると評価値曲線の接線の傾きはマイナス（左上がり）となるので、接線と同一の傾き角度を有する線分の左端に矢印を付して、指標１７０ａを左斜め上を向いた矢印付き線分とした。
【００２２】
このような表示形態の指標１７０ａにおいては、線分の傾き角度θが焦点調節状態の変化の度合いを表しており、矢印の向きがピントを合わせる際のフォーカスリング１５の回転操作方向を表している。合焦レンズ位置４では、表示４のように内側向きの矢印を示すことにより、ピントが合っていることを表示するようにした。指標１７０ａの線分が水平であっても、内側向き矢印の有無によって、ピントが合っているのかレンズ位置０のように合焦レンズ位置４から大きくずれているのかどうかを区別できる。
【００２３】
このように、本実施の形態のフォーカスアシスト表示１７０を表示することにより、マニュアルでピント合わせを行う際のフォーカスリング１５の回転方向や、ピントズレの程度や、ピント位置に近いのか否かを容易に判断することができる。その結果、ＭＦモード時の操作性が向上し、ピント合わせの速度および精度が向上する。
【００２４】
なお、ＭＦモードに切り替えても、フォーカスリング１５を回転操作してフォーカスレンズ１ｂを移動させない限り、焦点調節状態の変化の度合いを求めることはできない。そのため、モード切替直後は指標１７０ａを表示させないか、または、仮の表示として表示０を表示する。そして、フォーカスリング１５がいったん回転操作されると、適切な指標１７０ａが表示されることになる。
【００２５】
ところで、絞り１２の開放の度合い（絞り値）によって、図３（ａ）に示した評価値曲線のプロファイルが変化する。例えば、図３（ａ）の状態から絞り１２を絞って絞り値（Ｆナンバー）を大きくすると、図４（ａ）に示すようになだらかな評価値曲線となり、レンズ位置の変化に対する焦点評価値の変化が全般的に小さくなる。そのため、フォーカスレンズ１ｂがレンズ位置１〜５のように大きく移動しても、図４（ｂ）に示すように指標１７０ａの傾き角度θの変化は、図４（ａ）の場合に比べて小さくなる。
【００２６】
ところで、フォーカスレンズ１ｂを移動させたときの焦点評価値の変化の度合いは、「（変化の度合い）＝（焦点評価値変化量）／（レンズ移動量）」で表される。そして、指標１７０ａの傾き角度θは、「tanθ＝α・（焦点評価値変化量）／（レンズ移動量）」を満たすように設定される。αは焦点評価値の変化の度合いから角度θを求める際の比例係数であり、図３（ｂ）や図４（ａ）に示す例ではα＝１とおいて、接線の傾きと角度θとが等しくなるようにした。
【００２７】
そこで、図４（ｂ）に示すように焦点評価値の変化が全般的に小さい場合には、比例係数αを１よりも大きくし、図４（ｃ）に示すように指標１７０ａの傾き角度θが大きくなるようにした。その結果、表１Ｂから表示５Ｂまでの角度θの変化は、図４（ｂ）に示す場合よりもα倍だけ大きくなり、角度変化が大きくなった分だけピント合わせがし易くなる。
【００２８】
なお、図４に示した例では、レンズ位置に依らずに比例係数αを一様に大きくしたが、合焦レンズ５付近だけ、例えばレンズ位置３〜７の範囲だけ、比例係数αを大きくするようにしても良い。その場合、フォーカスレンズ１ｂをレンズ位置１〜５の順に移動させると、フォーカスアシスト表示１７０は、表示１，表示２，表示３Ｂ，表示４Ｂ，表示５Ｂのように変化する。
【００２９】
図５は、フォーカスアシスト表示１７０の他の形態を示す図である。図５に示す表示では、指標１７０ａは矢印付き線分で表され、レンズ位置に応じて矢印指標１７０ａの基端Ｏを中心に回転するように表示される。符号０〜６は図３（ａ）のレンズ位置０〜６に対応しており、符号０を付した指標１７０ａは、レンズ位置０における指標を表している。指標１７０ａの傾き角度は、合焦レンズ位置４の場合を９０度とし、レンズ位置４に近いレンズ位置ほど傾き角度が大きくなるように表示した。
【００３０】
図５に示す表示形態では、レンズ位置が合焦レンズ位置４に近いものほど傾き角度が大きいので、傾き角度の大きさでどの程度合焦状態に近いのかを判断することができる。また、矢印の向きでピントを合わせるためのフォーカスリング１５の回転操作方向を知ることができる。
【００３１】
なお、ＭＦモードに切り替えた際のフォーカスレンズ１ｂの位置が、図３（ａ）のレンズ位置１であった場合と、レンズ位置４の左側近傍であった場合とでは、フォーカスリング１５をわずかに操作したときの焦点評価値の変化の度合いがほぼ同じになる。その場合、さらにフォーカスリング１５を操作しない限り、そのときの検出される焦点評価値の変化の度合いからだけでは、レンズ位置がいずれであるかを判断することができない。
【００３２】
しかしながら、ユーザがその時の表示に従ってフォーカスリング１５を右回転させた場合に、表示１から表示２へのようにフォーカスアシスト表示１７０が変化するか、表示３から表示４へと急激に傾き角度が変化するかによって、レンズ位置が合焦状態に近いのか否かを判断することができる。
【００３３】
上述した実施の形態では、フォーカスアシスト表示１７０をＭＦモードの時に表示したが、ＡＦモードの時にも表示するようにしても良い。表示モニタ１７に表示された画像から合焦状態を判断するのは難しいが、表示１７０を表示することにより、ＡＦモードであっても合焦状態を容易に確認することができる。
【００３４】
また、フォーカスリングを操作する代わりに、カメラ本体に設けられたダイヤルを手動操作してＡＦ駆動部１４により焦点調節を行う様な構成の場合でも、同様に本発明を適用できる。その場合も、ダイヤルの操作方向と指標１７０ａの矢印方向とを一致させるようにして、矢印方向で操作方向を表示する。
【００３５】
上述した本実施の形態は、次のような作用効果を奏する。
（１）フォーカスレンズ１ｂの移動に伴う焦点調節状態（例えば、焦点評価値）の変化の度合いを表示手段である表示モニタ１７に表示するようにしたので、非合焦状態であっても合焦状態からどの程度離れているかを容易に知ることができる。焦点調節状態の変化の度合いについて、被写体光を受光する受光素子の出力に基づいて求めるようにしても良い。
（２）また、焦点調節状態の変化の度合いに対応した角度を有する指標１７０ａを表示することで、変化の度合いが視覚的にわかりやすい。さらに、指標１７０ａの角度を、フォーカスレンズ位置の移動量や被写体像の像面移動量に対する焦点評価値の変化量に比例させることで、変化の度合いがより分かりやすくなる。
（３）フォーカスレンズの移動に伴う焦点評価値の変化状況に応じて、比例の係数を設定することで、例えば、図４（ａ）のように評価値曲線の変化がなだらかな場合には比例の係数αを大きくすることで、指標１７０ａの傾き角度θの変化が大きくなってピントズレの程度が視認しやすくなる。また、絞り値や被写体のコントラストに応じて、撮影者が比例の係数を変えても良い。
（４）合焦と見なせる焦点調節状態にフォーカスレンズを移動させるための焦点調節方向を、表示するようにしてもよい。例えば、指標１７０ａの矢印で焦点調節方向であるフォーカスリングの回転方向を表示する。
（５）このようなフォーカスアシスト装置をカメラに備えたことにより、マニュアルフォーカス時の操作性が向上する。
【００３６】
なお、上述した実施の形態では、焦点評価値に基づいて焦点調節を行うカメラを例に説明したが、位相差検出方式のカメラにも同様に適用することができる。その場合、デフォーカス量の絶対値は合焦位置からの遠ざかるほど大きくなるので、図３（ｂ）と同様の表示形態を採用した場合、合焦位置からの遠ざかる程、指標１７０ａの傾き角度が大きくなる。さらに、フォーカスアシスト表示１７０を表示モニタ１７に表示したが、ファインダ内表示に表示するようにしても良い。
【００３７】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカメラの要部構成を示すブロック図である。
【図２】表示モニタ１７上のフォーカスアシスト表示１７０を示す図である。
【図３】フォーカスアシスト表示を説明する図であり、（ａ）は評価値曲線を示す図で、（ｂ）は各レンズ位置における表示例を示したものである。
【図４】絞りを絞った場合のフォーカスアシスト表示を説明する図であり、（ａ）は評価値曲線を示す図で、（ｂ）はα＝１の場合の表示例を、（ｃ）はα＞１の場合の表示例をそれぞれ示す。
【図５】フォーカスアシスト表示の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：撮影レンズユニット    １ｂ：フォーカスレンズ    ２：撮像素子
９：評価値演算部    １０：制御部    １２：絞り    １３：絞り駆動部
１４：ＡＦ駆動部    １５：フォーカスリング    １７：表示モニタ
１７０：フォーカスアシスト表示    １７０ａ：指標
【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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