(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを通して被写体を撮影する撮影手段、
前記撮影手段から出力された画像信号に基づいて前記被写体に対する前記フォーカスレンズの合焦情報を作成する合焦情報作成手段、
前記撮影手段から出力された画像信号に基づいて撮影領域における前記被写体の位置情報を作成する位置情報作成手段、
前記合焦情報作成手段によって作成された合焦情報と前記位置情報作成手段によって作成された位置情報とに重み付け加算を施す加算手段、および
前記加算手段の重み付け加算によって得られた加算値と閾値との比較結果に基づいて前記撮影手段から出力された画像信号に記録処理を施す記録手段を備える、ディジタルカメラ。
【請求項２】
前記重み付け加算における前記合焦情報および前記位置情報の各々に対する重み付けの比率を任意に変更する比率変更手段をさらに備える、請求項１記載のディジタルカメラ。
【請求項３】
前記閾値を任意に変更する閾値変更手段をさらに備える、請求項１または２記載のディジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタルカメラに関し、特にたとえばフォーカスレンズを通して撮影した被写体の画像信号を記録する、ディジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来技術】
最近のディジタルカメラの多くは、オートフォーカス機能を搭載している。このオートフォーカス機能によれば、被写体にフォーカス調整エリア（一般には画面（全撮影エリア）の中央付近）を合わせてシャッタボタンを半分ほど押し込むと、つまり半押しすると、自動的にその被写体にピントが合う。そして、さらにシャッタボタンを押し込むと、つまり全押しすると、撮影が実行される。したがって、カメラ操作に不慣れな人でも、比較的容易にピントの合った撮影をすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オートフォーカス機能を搭載していても、動きの速い被写体を正確なピントで撮影するのは難しい。また、このような被写体を気に入った構図で（たとえば画面の中央に置いて）撮影するのも容易ではない。特に、被写体が走り回る子供などのようにランダムに動き回る場合には、この傾向が顕著となり、折角のシャッタチャンスを逃しかねない、という問題がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、シャッタチャンスを適確に捉えることができる、ディジタルカメラを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に従うディジタルカメラは、フォーカスレンズを通して被写体を撮影する撮影手段、撮影手段から出力された画像信号に基づいて被写体に対するフォーカスレンズの合焦情報を作成する合焦情報作成手段、撮影手段から出力された画像信号に基づいて撮影領域における被写体の位置情報を作成する位置情報作成手段、合焦情報作成手段によって作成された合焦情報と位置情報作成手段によって作成された位置情報とに重み付け加算を施す加算手段、および加算手段の重み付け加算によって得られた加算値と閾値との比較結果に基づいて撮影手段から出力された画像信号に記録処理を施す記録手段を備える。
【０００６】
【作用】
この発明では、フォーカスレンズを通して撮影した被写体の画像信号が、撮影手段から出力される。この画像信号に基づいて、合焦情報作成手段が合焦情報を作成し、位置情報作成手段が位置情報を作成する。加算手段は、合焦情報作成手段によって作成された合焦情報と位置情報作成手段によって作成された位置情報とに重み付け加算を施す。記録手段は、加算手段の重み付け加算によって得られた加算値と閾値との比較結果に基づいて、撮影手段から出力された画像信号に記録処理を施す。
【０００８】
重み付け加算における合焦情報および位置情報の各々に対する重み付けの比率を任意に変更する比率変更手段をさらに設けてもよい。このようにすれば、撮影を実行する上で、合焦の程度および被写体の位置の各々にどれくらいの重点を置くのかを、任意に設定できる。
【０００９】
また、閾値を任意に変更するための閾値変更手段をさらに設けてもよい。すなわち、撮影を実行するか否かの判断基準となる当該閾値を、任意に設定できるようにしてもよい。
【００１０】
【発明の効果】
この発明によれば、被写体に対するフォーカスレンズの合焦程度および撮影領域における被写体の位置に基づいて撮影が実行されるので、動き回る被写体でも正確なピントでかつ気に入った構図で撮影することができる。つまり、シャッタチャンスを適確に捉えることができる。
【００１１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、フォーカスレンズ１２を通して被写体の光学像が入射されるＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像素子（以下、単にＣＣＤと言う。）１４を内蔵している。このＣＣＤ１４は、タイミングジェネレータ（Timing Generator：以下、ＴＧと言う。）１６から供給されるタイミング信号に従って、被写体の光学像を露光するとともに当該露光によって蓄積された電荷を画像信号として出力する。
【００１３】
すなわち、図示しない電源スイッチがＯＮされると、これに応答して、ＣＰＵ１８が撮影モードに入る。この撮影モードにおいて、ＣＰＵ１８は、ＴＧ１６に対してプリ露光および間引き読み出しの繰り返しを命令する。ＴＧ１６は、この命令に応答して、自身が発する垂直同期信号に同期してプリ露光を実行するとともに当該プリ露光によって蓄積された電荷の一部を次のフレーム期間で出力するよう上述のタイミング信号をＣＣＤ１４に供給する。これによって、ＣＣＤ１４からは低解像度の画像信号が１フレーム毎に出力される。出力された各フレームの画像信号は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路２０に入力される。
【００１４】
ＣＳＤ／ＡＧＣ回路２０は、入力された画像信号に相関二重サンプリング処理および増幅処理を順次施す。そして、この処理後の画像信号をＡ／Ｄ変換器２２に入力する。Ａ／Ｄ変換器２２は、入力された画像信号をディジタル信号である画像データに変換し、この変換後の画像データを信号処理回路２４に入力する。なお、これらＣＳＤ／ＡＧＣ回路２０およびＡ／Ｄ変換器２２の各動作もまた、ＴＧ１６から与えられる上述とは別のタイミング信号によって制御される。
【００１５】
信号処理回路２４は、入力された画像データに色分離，白バランス調整，ガンマ補正，ＹＵＶ変換等の一連の処理を施し、これによって生成されたＹＵＶデータをビデオエンコーダ２６に入力する。ビデオエンコーダ２６は入力されたＹＵＶデータをＮＴＳＣ方式の複合画像信号に変換し、当該複合画像信号を液晶モニタ２８に入力する。これによって、液晶モニタ２８の画面に、被写体のリアルタイム動画像（スルー画像）が表示される。
【００１６】
この状態で、シャッタボタン３０が押下されると、ＣＰＵ１８は、撮影処理に入り、その手始めとしてフォーカス調整および露出調整を行う。すなわち、ＣＰＵ１８は、まず、ＴＧ１６に対してプリ露光および全画素読み出しの繰り返しを命令する。ＴＧ１６は、この命令に応答して、垂直同期信号に同期してプリ露光を実行するとともに当該プリ露光によって蓄積された全電荷を次のフレームで出力するようＣＣＤ１４に対しタイミング信号を供給する。これによって、ＣＣＤ１４から高解像度の画像信号が１フレーム毎に出力され、これら各フレームの画像信号は、上述と同様にＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０およびＡ／Ｄ変換器２２を介して信号処理回路２４に入力される。
【００１７】
信号処理回路２０は、入力された画像データに上述の色分離，白バランス調整およびＹＵＶ変換を施してＹＵＶデータを生成する。そして、このＹＵＶデータを形成するＹ（輝度）データを、輝度評価回路３２およびフォーカス評価回路３４に入力する。輝度評価回路３２は、入力されたＹデータを１フレーム毎に積分することによって、被写体像の輝度の程度を表す輝度評価値を算出する。一方、フォーカス評価回路３４は、当該Ｙデータの高域周波数成分を１フレーム毎に積分することによって（コントラスト検出方式）、被写体に対するフォーカスレンズ１２の合焦の程度を表すフォーカス評価値を算出する。これら算出された輝度評価値およびフォーカス評価値は、ＣＰＵ１８に入力される。
【００１８】
ＣＰＵ１８は、フォーカス評価値に基づいてフォーカスドライバ３６を制御し、フォーカスレンズ１２を合焦位置に設定する。これと同時に、ＣＰＵ１８は、輝度評価値に基づいて最適露光期間を算出し、当該最適露光期間をＴＧ１６に設定する。
【００１９】
このようなフォーカス調整および露出調整を終えた後、ＣＰＵ１８は、本撮影動作に移る。具体的には、ＴＧ１６に対して１フレーム分の本露光および全画素読み出しを命令するととともに、圧縮伸長回路３８に対して圧縮処理を命令する。ＴＧ１６は、ＣＰＵ１８からの命令に応答して、設定された最適露光期間に従う本露光を実行するとともに当該本露光によって蓄積された全電荷を出力するようＣＣＤ１４に対しタイミング信号を供給する。これによって、ＣＣＤ１４から１フレーム分の高解像度の画像信号が出力され、この画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０およびＡ／Ｄ変換器２２を介して信号処理回路２４に入力される。信号処理回路２４では、上述の一連の処理が実行され、これによって生成されたＹＵＶデータが圧縮伸長回路３８に入力される。圧縮伸長回路３８は、ＣＰＵ１８からの圧縮処理命令に応答して当該入力されたＹＵＶデータをＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group）方式で圧縮する。そして、この圧縮処理によって生成したＪＰＥＧ画像ファイルを、メモリカード４０に記録する。
【００２０】
このようにしてメモリカード４０に記録した画像（ＪＰＥＧ画像ファイル）は、再生モードによって再生することができる。すなわち、メニューキー４２の操作によって再生モードに入ると、ＣＰＵ１８は、圧縮伸長回路３８に対してＪＰＥＧ画像ファイルの読み出しおよび伸長処理を命令する。圧縮伸長回路３８は、この命令に応答して、メモリカード４０からＪＰＥＧ画像ファイルを読み出すとともに、読み出したＪＰＥＧ画像ファイルを伸長して元のＹＵＶデータに戻す。このＹＵＶデータは、信号処理回路２４を介してビデオエンコーダ２６に転送され、ここでＮＴＳＣ方式の複合画像信号に変換される。変換後の複合画像信号は、液晶モニタ２８に入力され、これによって液晶モニタ２８の画面に再生画像が映し出される。
【００２１】
なお、再生モードにおいては、再生画像を１枚ずつ表示させることもできるし、複数枚の再生画像をマルチ表示させることもできる。このようにいずれの態様で再生画像を表示させるかは、メニューキー４２の操作によって選択できるが、これについてはこの発明の本旨に直接関係しないので、ここではこれ以上の詳しい説明を省略する。
【００２２】
ところで、この実施例のディジタルカメラ１０は、動きの速い被写体やランダムに動き回る被写体を撮影するのに適した動体自動撮影機能を備えている。この動体自動撮影機能によれば、当該動く被写体を正確なピントでかつ画面の中央付近に置いた構図で撮影することができる。これを実現するために、この実施例のディジタルカメラ１０は、信号処理回路２４から上述したＹデータが入力される撮影条件評価回路５０を備えている。図２に、撮影条件評価回路５０の詳細な構成を示す。
【００２３】
図２に示すように、撮影条件評価回路５０は、対象物位置評価回路５２，合焦率変換回路５４および比率変換回路５６を含み、これらのうちの対象物位置評価回路５２に上述のＹデータが入力される。対象物位置評価回路５２は、入力されるＹデータに基づいて画面（撮影領域）上における被写体の位置を表す位置評価値を算出する。ここで、この対象物位置評価回路５２について、図３および図４を参照して詳しく説明する。
【００２４】
図３を参照して、対象物位置評価回路５２は、輪郭抽出回路７０，２値化回路７２，重心検出回路７４および位置判定回路７６を含む。対象物位置評価回路５２に入力されたＹデータは、まず、輪郭抽出回路７０において輪郭抽出処理を施される。具体的には、輪郭抽出回路７０は、周知のフレーム間差分方式（現在のフレームの画像データとその前のフレームの画像データとの差分を取る方式）に基づいて当該Ｙデータから被写体の輪郭を抽出する。抽出された輪郭を示す輪郭データは、２値化回路７２によって２値化され、２値データは、重心検出回路７４に入力される。重心検出回路７４は、入力された２値データから被写体の重心Ｇを算出し、この算出した重心Ｇを示す重心データを位置判定回路７６に入力する。
【００２５】
位置判定回路７６は、図４に示すように、画面の全エリアを当該画面の中央Ｏを中心とする同心状の１０個の矩形エリア８０，８０，・・・に分割するとともに、これらの矩形エリア８０，８０，・・・に対して画面の外方にあるのものから順に“１”〜“１０”までの数値を付している。そして、被写体（同図では人間）の重心Ｇがいずれの矩形エリア８０に位置しているのかを判定し、その矩形エリア８０に付されている数値を上述の位置評価値として出力する。したがって、被写体（重心Ｇ）が画面の中央Ｏに近いほど、位置評価値の数値は大きくなる。なお、被写体が複数存在する場合は、各々の被写体（重心Ｇ）の位置する矩形エリア８０に付された数値の平均値を、当該位置評価値とする。この位置評価値は、図２に示す乗算回路５８に入力される。
【００２６】
一方、合焦率変換回路５４には、フォーカス評価回路３４から上述のフォーカス評価値が入力される。合焦率変換回路５４は、入力されたフォーカス評価値を“１”〜“１０”までの数値に変換して、この変換後の評価値を上述とは別の乗算回路６０に入力する。なお、合焦率変換回路５４は、合焦率が高いほど大きい数値のフォーカス評価値を出力する。
【００２７】
比率変換回路５６には、ＣＰＵ１８から重み付けデータが入力される。この重み付けデータとは、互いに足し合わせて“１”になる２つの数値αおよびβを含み、この数値の一方αは位置評価値が入力される側の乗算回路５８に入力され、他方の数値βは変換後のフォーカス評価値が入力される側の乗算回路６０に入力される。なお、各数値αおよびβは、メニューキー４２の操作によって任意に設定することができる。
【００２８】
乗算回路５８は、位置評価値および数値αを互いに乗算して、この乗算結果を加算回路６２に入力する。これと同様に、他方の乗算回路６０も、入力されるフォーカス評価値および数値βを互いに乗算して、この乗算結果を加算回路６２に入力する。加算回路６２は、各々の乗算回路５８および６０から入力される乗算結果を加算して、この加算結果を判定回路６４に入力する。
【００２９】
判定回路６４には、加算回路６２による加算結果の他に、ＣＰＵ１８から判定レベルデータ（閾値データ）も入力される。判定回路６４は、これら加算結果と判定レベルデータが示す閾値とを比較する。ここで、当該加算結果が閾値以上であるとき、判定回路６４は、Ｆ＝１という判定データを出力する。一方、加算結果が閾値よりも小さいとき、判定回路６４は、Ｆ＝０という判定データＦを出力する。この判定データＦは、ＣＰＵ１８に入力される。
【００３０】
ＣＰＵ１８は、撮影条件評価回路５０から入力される判定データＦがＦ＝１であるとき、本撮影動作を実行する。すなわち、ＴＧ１６に対して１フレーム分の本露光および全画素読み出しを命令するととともに、圧縮伸長回路３８に対して圧縮処理を命令する。これによって、ＣＣＤ１４から１フレーム分の高解像度の画像信号が出力され、この画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０およびＡ／Ｄ変換器２２を介して信号処理回路２４に入力され、ＹＵＶデータに変換される。そして、このＹＵＶデータは、圧縮伸長回路３８によって圧縮され、圧縮後のＪＰＥＧ画像ファイルは、メモリカード４０に記録される。
【００３１】
このような撮影条件評価回路５０による一連の動作、および当該撮影条件評価回路５０が出力する判定データＦがＦ＝１となったときのＣＰＵ１８の動作は、メニューキー４２の操作によって動体撮影モードが選択され、かつ当該動体撮影モードにおいてシャッタボタン３０が全押しされたときに初めて実行される。つまり、動体撮影モードにおいてシャッタボタン３０が全押しされた後、被写体が画面の中央付近で捉えられ、かつ当該被写体にピントが合ったときに、実際に撮影が実行される。
【００３２】
なお、当該動体撮影モードで撮影を実行する上で、被写体の位置および合焦の程度のいずれに重点を置くかは、メニューキー４２によって上述した重み付けデータを操作することで任意に設定できる。また、被写体の位置および合焦の程度（厳密にはこれらに上述の数値αおよびβに従う重み付け加算をした結果）がどれくらいの条件に達したときに撮影を実行するのかの判断基準は、メニューキー４２によって上述の判定レベルデータを操作することで任意に設定できる。
【００３３】
図５を参照して、動体撮影モードにおけるＣＰＵ１８の具体的な動作を説明する。なお、このフロー図で示される各処理に従ってＣＰＵ１８の動作を制御するための制御プログラムは、ＣＰＵ１８内のプログラムメモリ１８ａに記憶されている。
【００３４】
すなわち、ＣＰＵ１８は、まず、ステップＳ１において、メニューキー４２の操作によって動体撮影モードが解除されたか否かを判断する。ここで、動体撮影モードが解除されたと判断すると、ＣＰＵ１８は、この図５で示される一連の処理を終了して、動体撮影モードを抜ける（たとえば、撮影モードまたは再生モードに移る）。一方、動体撮影モードが解除されていない場合には、ＣＰＵ１８は、次のステップＳ３に進む。
【００３５】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１８は、シャッタボタン３０が全押しされたか否かを判断する。そして、全押しされたと判断すると、ＣＰＵ１８は、ステップＳ５に進み、撮影条件評価回路５０から入力される判定データＦがＦ＝１であるか否かを判断する。なお、ステップＳ３においてシャッタボタン３０が全押しされていないと判断した場合には、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１に戻る。
【００３６】
ステップＳ５において判定データＦがＦ＝１であると判断したとき、ＣＰＵ１８は、ステップＳ７に進み、ＴＧ１６に対して本露光および全画素読み出しを命令する。そして、ステップＳ９において、圧縮伸長回路３８に対して圧縮処理を命令した後、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
一方、ステップＳ５において判定データＦがＦ＝１でないとき、すなわちＦ＝０であるとき、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１１に進む。そして、このステップＳ１１において、メニューキー４２の操作によって動体撮影モードが解除されたか否かを判断し、動体撮影モードが解除されたと判断したとき、当該動体撮影モードを抜ける。動体撮影モードが解除されていない場合には、ステップＳ５に戻る。
【００３８】
以上の説明から判るように、この実施例のディジタルカメラ１０によれば、動体撮影モードを使用すると、被写体の位置および合焦の程度に応じて自動的に撮影が実行される。したがって、たとえば無作為に走り回る子供を被写体として撮影する場合でも、気に入った構図（ここでは被写体が中央付近に位置する構図）で、かつ正確なピントで、当該被写体を撮影することができる。つまり、シャッタチャンスを適確に捉えることができる。この動体撮影モードによる有効性は、フォーカスレンズ１２の焦点距離が長い場合（つまり撮影領域が狭く、動き回る被写体を捉え難い場合）に、特に発揮される。また、動体撮影モードで撮影を行う場合には、ディジタルカメラ１０を三脚に固定するのが望ましい。
【００３９】
なお、この実施例では、被写体の光学像を画像信号に変換する手段として、ＣＣＤ１４を用いたが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型などの他の撮像素子または撮像管を用いてもよい。また、撮影した画像データ（ＪＰＥＧ画像ファイル）を記録する記録媒体としてメモリカード４０を使用したが、たとえば光磁気ディスクなどの他の記録媒体を使用してもよい。
【００４０】
そして、図３の輪郭抽出回路７０において、被写体の輪郭を抽出するのにフレーム間差分方式を用いたが、背景差分方式や膨張／侵食処理方式などの他の輪郭抽出方式を採用してもよい。また、位置判定回路７６において、図４に示す如く画面を１０個の矩形エリア８０，８０，・・・に分割したが、当該１０個以外の数の矩形エリア８０に分割してもよい。さらに、画面の中央Ｏを中心として同心状に各矩形エリア８０，８０，・・・を形成したが、当該中央Ｏ以外の部分を中心として当該各矩形エリア８０，８０，・・・を形成してもよい。また、矩形以外の形状のエリアに分割してもよい。
【００４１】
なお、撮影条件評価回路５０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって構成することができる。また、純粋なハードウェアによって撮影条件評価回路５０（各回路５２〜６４）を構成することもできる。さらに、ＣＰＵ１８によって、当該撮影条件評価回路５０と同様の機能を実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１における撮影条件評価回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図２における対象物位置評価回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図３における位置判定回路の動作を説明するための図解図である。
【図５】図１の実施例におけるＣＰＵの動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルカメラ
１２…フォーカスレンズ
１４…ＣＣＤ型固体撮像素子
１８…ＣＰＵ
３４…フォーカス評価回路
４０…メモリカード
５０…撮影条件評価回路
【図１】
0004017419.tif 000002
【図２】
0004017419.tif 000003
【図３】
0004017419.tif 000004
【図４】
0004017419.tif 000005
【図５】
0004017419.tif 000006