(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像及び第２の画像を保存する保存手段と、
前記保存手段に保存された画像を表示する表示手段と、
前記第１の画像及び前記第２の画像の領域について、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較してコントラストの変化を検出し、前記第２の画像のコントラストが前記第１の画像に対して高くなっているか否かを判定する判定手段と、を有し、
前記表示手段は、前記第２の画像を表示する際に、前記判定手段により前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていると判定された領域と、前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていないと判定された領域とを、異なる属性で表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記領域を異なる属性で表示する場合に、前記領域を互いに異なる色で置換することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記領域を異なる属性で表示する場合に、前記領域に互いに異なる色をオーバーレイ表示することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記領域を異なる属性で表示する場合に、前記領域をそれぞれ輝度又は色を反転させて表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記第２の画像を表示する際に、さらに前記第１の画像に対するコントラストの変化の比率に応じて前記領域を表示する色の濃さを変えることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記第２の画像を表示する際に、当該第２の画像をモノクロ表示にしたうえで、前記領域を互いに異なる色で表示することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項７】
前記領域が、前記第１の画像及び前記第２の画像を得る撮像手段の被写界深度内であるか否かを判定する深度判定手段を更に有し、
前記表示手段は、前記深度判定手段の判定結果に応じて前記領域を表示する属性を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置と、
第１の画像及び第２の画像を得る撮像手段と、
前記撮像手段のフォーカス位置を移動させるフォーカス移動手段と、を有し、
前記撮像手段は、前記第１の画像を取得した後、前記フォーカス移動手段によって前記フォーカス位置が移動した前記第２の画像を取得することを特徴とする映像表示システム。
【請求項９】
第１の画像及び第２の画像を保存手段に保存する保存ステップと、
前記保存手段に保存された画像を表示手段に表示する表示ステップと、
前記第１の画像及び前記第２の画像の領域について、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較してコントラストの変化を検出し、前記第２の画像のコントラストが前記第１の画像に対して高くなっているか否かを判定する判定ステップと、を有し、
前記表示ステップでは、前記第２の画像を表示する際に、前記判定ステップにより前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていると判断される領域と、前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていないと判断される領域とを、異なる属性で表示することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の撮像（撮影）を行う際のフォーカス状態を表示する表示装置、映像表示システム、及び表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フォーカス状態を明示的に表示する目的のために、特許文献１では、単一撮像画像の空間周波数の高域部においてフォーカス状態の検知を行い、フォーカス状態の程度を撮像画像上に色の差によって表す技術が開示されている。
【０００３】
また、撮像画像上に表示を行うのではなく、ＬＥＤなどの別部材でフォーカス状態を表示するような提案も数多くなされている。
【特許文献１】特開２００２−１９６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１で提案されている装置では、フォーカス状態の最良の部分を色で判定することが可能である。しかし、フォーカス操作を行った後で、まだフォーカス状態が最適でない場合に、次のフォーカス操作をどちらに行うべきかが、はっきりと判らないという問題がある。
【０００５】
また、コントラストが低い被写体によっては、ピントのピークを見つけにくいことがあり、コントラスト値の大小で色を決める技術では、最良のフォーカス状態に相当する色が画面上に現れず、最適なフォーカス状態が見つけにくい場合がある。
【０００６】
特に、フォーカス操作を手動ではなく、ボタンやスイッチ等で行う場合には、フォーカス位置を前後に振りながら最適位置に追い込んでいく、手動ならではの操作が行えず、微妙なフォーカス調整を行う上でピントのピーク位置を見つけにくい傾向が顕著となる。
【０００７】
また、実際の撮影においては、絞りをコントロールすることで被写界深度を考慮した撮影を行うことが多いため、ピントのピーク位置そのものではなく、被写界深度内に含まれる範囲が重要となることがある。しかし、特許文献１では、これに対しての問題解決手段は提示できていない。
【０００８】
本発明の目的は、的確で精度に優れたピント合わせを行うことが可能になる表示装置、映像表示システム、及び表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置は、第１の画像及び第２の画像を保存する保存手段と、前記保存手段に保存された画像を表示する表示手段と、前記第１の画像及び前記第２の画像の領域について、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較してコントラストの変化を検出し、前記第２の画像のコントラストが前記第１の画像に対して高くなっているか否かを判定する判定手段と、を有し、前記表示手段は、前記第２の画像を表示する際に、前記判定手段により前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていると判定された領域と、前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていないと判定された領域とを、異なる属性で表示することを特徴とする。
【００１０】
本発明による映像表示システムは、上記の表示装置と、第１の画像及び第２の画像を得る撮像手段と、前記撮像手段のフォーカス位置を移動させるフォーカス移動手段と、を有し、前記撮像手段は、前記第１の画像を取得した後、前記フォーカス移動手段によって前記フォーカス位置が移動した前記第２の画像を取得することを特徴とする。
【００１１】
本発明による表示方法は、第１の画像及び第２の画像を保存手段に保存する保存ステップと、前記保存手段に保存された画像を表示手段に表示する表示ステップと、前記第１の画像及び前記第２の画像の領域について、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較してコントラストの変化を検出し、前記第２の画像のコントラストが前記第１の画像に対して高くなっているか否かを判定する判定ステップと、を有し、前記表示ステップでは、前記第２の画像を表示する際に、前記判定ステップにより前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていると判断される領域と、前記第１の画像に対して前記コントラストが高くなっていないと判断される領域とを、異なる属性で表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、的確で精度に優れたピント合わせを行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置としてのパーソナルコンピュータとカメラが接続される映像表示システムの構成図である。
【００１６】
本映像表示システムは、カメラ１０１とパーソナルコンピュータ１０２とがケーブル１０３で接続されることで構築される。カメラ１０１とパーソナルコンピュータ１０２とは、ケーブル１０３でなくワイヤレス通信でも良い。
【００１７】
表示装置を構成するパーソナルコンピュータ１０２は、その前面に画像表示部１０４を備える。また、画像表示部１０４の下方には、フォーカス位置を前後に移動する操作部材（フォーカス移動指示手段）としてのフォーカス移動制御ボタン（近方向）１０５、フォーカス移動制御ボタン（遠方向）１０６が配置される。
【００１８】
カメラ１０１で取得された画像は、ケーブル１０３を介してパーソナルコンピュータ１０２に転送され、画像表示部１０４に表示される。使用者は、フォーカス移動制御ボタン１０５、１０６によって、フォーカス移動を行い、フォーカス状態を画像表示部１０４で確認することができる。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置としてのカメラの背面図である。
【００２０】
カメラ２０１の画像表示部２０２上に随時撮像画像を表示し、フォーカス移動制御ボタン（近方向）２０３、フォーカス移動制御ボタン（遠方向）２０４を操作することで、フォーカス状態を画像表示装置２０２上で確認する。
【００２１】
このとき、レンズを手動で連続駆動した場合には、レンズのフォーカス機構内にある位置検出手段からの位置信号が得られる度に、フォーカス移動前と後の画像取得のタイミングとする。
【００２２】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る表示装置としての電子ビューファインダーの構成図である。
【００２３】
電子ビューファインダー３０１の画像表示部３０２上に随時撮像画像を表示する。観察者３０４は、接眼レンズ３０３を使って画像表示部３０２上に表示された画像を観察する。
【００２４】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス状態表示モード処理の手順を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ４０１：本発明の目的であるフォーカス状態表示モードの開始として、撮像画像の取得を開始する。
【００２６】
ステップＳ４０２：まず、取得した画像を画像表示部、例えば、図１の画像表示部１０４などに表示する。このときには、まだ画面には、フォーカス状態を表示していない。但し、後で述べるように、フォーカス状態の変化を判りやすくするためのモノクロ表示は、この段階から開始しても良い。
【００２７】
ステップＳ４０２は、取得した画像を表示する表示手段として機能する。
【００２８】
ステップＳ４０３：図１のフォーカス移動制御ボタン１０５、１０６などのフォーカス移動指示手段を使い、レンズのフォーカス位置の変更指示を行う。
【００２９】
ステップＳ４０４：フォーカス変更指示を受けた段階で、その時に撮像している画像（図５）をメモリなどに記憶させる。
【００３０】
ステップＳ４０４は、表示手段に表示された画像を保存する第１の保存手段として機能する。
【００３１】
ステップＳ４０５：画像の保存後、レンズを予め決められた量だけ移動する（フォーカス移動）。
【００３２】
ステップＳ４０５は、第１の保存手段に画像が保存された後に当該画像のフォーカス位置を移動する移動手段として機能する。
【００３３】
ステップＳ４０６：フォーカス移動が行われた場合には、その時に撮像している画像（図６）を、ステップＳ４０３で保存したところとは異なるメモリ上に保存する。
【００３４】
ステップＳ４０６は、移動手段により前記フォーカス位置が移動した画像を保存する第２の保存手段として機能する。
【００３５】
ステップＳ４０７、Ｓ４０８：記憶したフォーカス移動前の画像と移動後の画像の対応する画素を比較し、変化のあったエリアを抽出する（図７）。
【００３６】
ステップＳ４０７は、第１の保存手段に保存された画像と第２の保存手段に保存された画像における対応する画素を比較する比較手段として機能する。また、ステップＳ４０８は、比較手段による比較結果から変化のあったエリアを抽出する抽出手段として機能する。
【００３７】
ステップＳ４０９：フォーカス移動前と後の画像について、抽出した変化エリア内のコントラスト値を算出する（変化エリア内コントラスト変化の確認）。
【００３８】
ステップＳ４０９は、抽出手段により抽出されたエリア内のコントラスト値を算出する算出手段として機能する。
【００３９】
ステップＳ４１０：算出されたコントラスト値が改善しているか（コントラスト値が高くなった）悪化しているか（変化しないか、低くなった）の判断を行う。
【００４０】
ステップＳ４１０は、算出手段により算出された前記コントラスト値の高低の変化を判断する判断手段（第１の判断手段）として機能する。
【００４１】
算出されたコントラスト値が改善した場合には、該当エリアの色を第１の色に置換するか、第１の色でオーバーレイ表示を行う（ステップＳ４１１）。悪化した場合には、該当エリアの色を第２の色に置換するか、第２の色でオーバーレイ表示を行う（ステップＳ４１２）。
【００４２】
ステップＳ４１１及びＳ４１２は、判断手段の判断結果に基づいて、抽出手段により抽出されたエリア内の対応する画素の属性を変更する変更手段として機能する。
【００４３】
ステップＳ４１３：操作者は表示された色を見て、さらなるフォーカス移動が必要か否かを判断し、不要と判断した場合には、フォーカス状態表示モード処理を終了する。フォーカス状態が適切ではなく、フォーカス移動が必要と判断した場合には、ステップＳ４０３からの操作をフォーカス状態が適切になるまで繰り返す。
【００４４】
図５は、ある時点のフォーカス移動操作を行う前の撮像画像であり、フォーカス移動操作が行われることで、図６のような状態の撮像画像が得られる。図７は、図５と図６の画素毎の比較を行い、変化のあったエリアを黒色で示したものである。
【００４５】
図８（ａ）、（ｂ）は、フォーカス状態の変化を色で表現した場合を示すものである。
図８においては、２色を白黒で示す為に、第１の色を左上から右下への斜めのハッチングパターン、第２の色を左下から右上への斜めのハッチングパターンとして示している。
【００４６】
図８（ａ）では、フォーカス状態が改善した部分と悪化した部分を単純に２色で表現する。図８（ｂ）では、変化のレベルに応じて色の濃さを変えて、よりピント位置を際立つようにする。
【００４７】
即ち、ピント位置に近いほど変化のコントラスト変化の比率が大きくなるため、その部分を濃い色で表現し、ピント位置から遠いところほど、元の画像のボケが大きいため、コントラスト変化が少なくなるので、その部分を淡い色とするものである。
【００４８】
図９は、フォーカス判定を画面全体で行うのではなく、使用者が一部のエリアを指示し、その中でフォーカス状態の判定を行った様子を示すものである。図９においても、２色を方向の違うハッチィングパターンで示している。部分的にフォーカス状態を比較することで、撮像画像の保存のためのメモリの節約や、処理スピードの向上といった効果が得られる。
【００４９】
鮮やかな被写体の場合には、色を変更することで、フォーカス状態を示すのは判別しにくく適切でない場合がある。例えば、図１０（ａ）に示すようなイチゴなどの場合、フォーカスの変化を示す色を赤色にしてある場合には、イチゴの赤と区別するのが難しくなる（図１０（ｂ））。このような場合には、元の撮像画像をモノクロ表示にしたうえで、フォーカス状態を示すようにすることで、図１０（ｃ）に示すように、元画像に埋没することなくフォーカス状態の判断が可能となる。
【００５０】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るフォーカス状態表示モード処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
図１１において、ステップＳ１１０１からＳ１１１２までは、それぞれ図４のステップＳ４０１からＳ４１２までと同じ流れとなる。
【００５２】
第２の実施の形態としての特徴は、ステップＳ１１１３とＳ１１１４に現れている。
【００５３】
ステップＳ１１１３：該当エリアが被写界深度内であるか否か判断する。
【００５４】
ステップＳ１１１３は、抽出手段により抽出されたエリアが被写界深度内か否かを判断する第２の判断手段として機能する。
【００５５】
ステップＳ１１１４：該当エリアが被写界深度内であれば、該当エリアの色を第３の色に変更する。
【００５６】
ステップＳ１１１４は、第２の判断手段の判断結果に基づいて抽出手段により抽出されたエリア内の対応する画素の属性を変更する変更手段として機能する。
【００５７】
一般的に撮影、特に近距離の撮影を行う場合には、絞りを開放で使うことは少なく、ある程度絞り込んで被写界深度を深くすることが多い。
【００５８】
従来であれば、被写界深度の確認には、実際に絞りを絞り込んで確認することになるが、そうするとピントのピーク位置が見つけにくくなってしまうことになる。
【００５９】
本発明の第２の実施の形態としては、フォーカス状態の変化のあった部分のうち、被写界深度内に収まっている場合には、第３の色に変更することで、被写界深度を容易に判断できるようにするものである。図１２において、サンタクロースの色を第３の色に変更する。図１２においては、第１の色を左上から右下への斜めのハッチングパターン、第２の色を左下から右上への斜めのハッチングパターン、第３の色をドットパターンとして示している。
【００６０】
場合によっては、第１と第２の色は使わず、第３の色だけを使ってピントが合う位置だけを色を変えるようにしても良い。この場合、フォーカス操作の方向は判らなくなるが、逆にピントの合う範囲が判りやすくなる利点があるので、使用目的によって切り替えると良い。
【００６１】
被写界深度内に収まっているか否かの判断方法については、いくつかの方法が考えられる。ひとつの方法としては、瞬間的に絞り込み動作を行って撮像画像を取得し、そのボケ量が予め設定されている最小錯乱円内に収まっているか否かで判断する方法がある。
【００６２】
別な方法としては、レンズのフォーカス位置における開放絞り状態と実撮影に使う絞りでのボケ量の比を計算し、最小錯乱円をその比分拡大し、その拡大した最小錯乱円内に撮像画像のボケ量が収まるか否かで判断する方法もある。
【００６３】
第１、第２の実施の形態共に、色によってフォーカス状態を表示させているが、本発明の目的は、使用者に認知させやすくすることであるため、色の変更以外に、色の反転、輝度の反転、色相の変更など何らかの表示属性変更で行っても良い。
【００６４】
本発明によれば、フォーカス移動操作を行ったことによるフォーカス状態の変化を強調することができるようになる。そのため、操作者はどちらの方向にフォーカス移動操作を行えば、さらなる良好はピント状態に追い込んでいけるかについて、明確なフィードバックを得ることができるので、的確で精度良いピント合わせを行うことが可能になる。
【００６５】
また、被写界深度を考慮した表示を行う場合には、操作者が意図するピントの合う範囲を実際にレンズの絞りを絞り込むことなく確認しながらピント合わせを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置としてのパーソナルコンピュータとカメラが接続される映像表示システムの構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置としてのカメラの背面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る表示装置としての電子ビューファインダーの構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るフォーカス状態表示モード処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示されるフォーカス移動前の画像の例を示す図である。
【図６】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示されるフォーカス移動後の画像の例を示す図である。
【図７】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示されるフォーカス移動前後で差が生じたエリアの例を示す図である。
【図８】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示される表示属性変更を行った例を示す図である（１）。
【図９】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示される表示属性変更を一部のエリアに限って行った例を示す図である。
【図１０】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示される表示属性変更を明瞭化するために、元画像をモノクロ表示とした例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るフォーカス状態表示モード処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１乃至図３のいずれかの画像表示部に表示される表示属性変更を行った例を示す図である（２）。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  カメラ
１０２  パーソナルコンピュータ
１０３  ケーブル１０３
１０４  画像表示部
１０５  フォーカス移動制御ボタン（近方向）
１０６  フォーカス移動制御ボタン（遠方向）
【図３】
0005039570.tif 000002
【図４】
0005039570.tif 000003
【図１１】
0005039570.tif 000004
【図１】
0005039570.tif 000005
【図２】
0005039570.tif 000006
【図５】
0005039570.tif 000007
【図６】
0005039570.tif 000008
【図７】
0005039570.tif 000009
【図８】
0005039570.tif 000010
【図９】
0005039570.tif 000011
【図１０】
0005039570.tif 000012
【図１２】
0005039570.tif 000013