JP2005062469A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 手ブレやピント抜けなどのない画像を確実に撮影することができるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】 デジタルカメラ２のＡＦ検出回路５１は、ＣＣＤ３６から出力された画像データの合焦状態を表す第１のフォーカス評価値ｆ₁ を算出するとともに、画像処理後の画像データをＳＤＲＡＭ４４から読み出して、この画像データの合焦状態を表す第２のフォーカス評価値ｆ₂ を算出する。ＣＰＵ３３は、ＥＥＰＲＯＭ４９に格納されたｆ₁ とｆ₃ との相関関係を表す相関情報に基づいて、ｆ₂ に対応したｆ₁ を、第３のフォーカス評価値ｆ₃ として導出し、ｆ₁ から導出したｆ₃ を減算して、これらの差分を算出し、この差分と規定値ｆ_r とを比較することにより、ＳＤＲＡＭ４４から読み出した画像データの合焦状態を判定する。スピーカー１５は、合焦状態でないと判定された場合に警告を発する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、手ブレやピント抜けなどによる撮影の失敗を防止するデジタルカメラに関する。

ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）などの固体撮像素子で撮像した被写体画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に保存するデジタルカメラが普及している。

上記のようなデジタルカメラでは、手ブレやピント抜けなどによる撮影の失敗を防止する様々な工夫がなされている。例えば、手ブレ軽減撮影モードにおいて、設定されたシャッタ秒時が手ブレシャッタ秒時以下である場合に、規定値までＡＧＣアンプの利得を増加させるデジタルカメラ（特許文献１参照）や、電子的にコマ画像間の像のブレを補正する第１の手ブレ補正手段と、光学的もしくは機械的に動画撮影モードや連写撮影モードにおける露光中の像のブレを補正する第２の手ブレ補正手段とを備えた撮像装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開平１１−２１５４３２号公報 特開２００２−２７３１２号公報

ところで、デジタルカメラには、いわゆるスルー画像や撮影した画像を表示する液晶表示器（ＬＣＤ）が搭載されているが、最近のデジタルカメラの小型・軽量化に伴って、搭載されるＬＣＤも小型になり、手ブレやピント抜けなどの画質劣化を確認することが困難になっている。このため、撮影した画像をパーソナルコンピュータに取り込んでプリントアウトしてみて、はじめて撮影が失敗であったことが分かるという不都合が生じていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、手ブレやピント抜けなどのない画像を確実に撮影することができるデジタルカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、被写体を撮像してデジタル化した画像データを出力する撮像手段と、シャッタレリーズに応答して前記撮像手段からの画像データを取り込み、この画像データに画像処理を施して、記録用の画像データを出力する画像処理手段と、この画像処理手段から得られる画像データを格納する画像データメモリとを備えたデジタルカメラにおいて、前記撮像手段から出力される画像データ、および前記画像データメモリから読み出された画像データの合焦状態を表す第１、および第２のフォーカス評価値を算出するフォーカス評価値算出手段と、このフォーカス評価値算出手段で算出された第１、および第２のフォーカス評価値を比較し、第２のフォーカス評価値が第１のフォーカス評価値に対して適正な範囲であるか否かを判定する合焦状態判定手段と、この合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合に警告を発する警告手段とを設けたことを特徴とする。

なお、同一の被写体をテスト撮像して得た第１、および第２のフォーカス評価値の相関を表す相関情報を記憶した相関情報メモリを備え、前記合焦状態判定手段は、前記相関情報に基づいて前記比較を行うことが好ましい。

また、画像を表示する画像表示手段と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合に、前記第１のフォーカス評価値を算出した画像のエリアを拡大、または他のエリアと区別して前記画像表示手段の表示画面に表示する表示制御手段とを備えることが好ましい。また、前記被写体にストロボ光を照射するストロボ装置と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定され、且つシャッタ速度が手ブレの発生する限界値を下回る場合、前記再撮影時に前記ストロボ装置を作動させるストロボ制御手段とを備えることが好ましい。ここで、前記警告手段は、前記再撮影時にストロボ撮影を行う場合、その旨を報知することが好ましい。

なお、前記撮像手段は、前記再撮影時に、絞り値、シャッタ速度、撮影感度のうち少なくともいずれか１つを変化させ、露出量を上げてもよい。また、前記警告手段は、前記差分の大小に応じて出力を変化させてもよい。

さらに、前記画像データメモリから出力され、圧縮処理が施された画像データを記録する記録手段と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合、前記記録手段に画像データを記録するか否かを選択可能な選択手段とを設けることが好ましい。また、前記合焦状態判定手段に前記第２のフォーカス評価値を導出させるための操作手段を設けることが好ましい。

本発明のデジタルカメラによれば、撮像手段から出力される画像データ、および画像データメモリから読み出された画像データの合焦状態を表す第１、および第２のフォーカス評価値を算出するフォーカス評価値算出手段と、このフォーカス評価値算出手段で算出された第１、および第２のフォーカス評価値を比較し、第２のフォーカス評価値が第１のフォーカス評価値に対して適正な範囲であるか否かを判定する合焦状態判定手段と、この合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が適正な範囲から外れていると判定された場合に警告を発する警告手段とを設けたので、撮影終了後、直ちに撮影が失敗であったかどうかが分かり、手ブレやピント抜けなどのない画像を確実に撮影することができる。

図１および図２において、デジタルカメラ２には、撮像レンズ１０が組み込まれたレンズ鏡胴１１、光学ファインダを構成するファインダ対物窓１２とファインダ接眼窓１３、ストロボ発光部１４、およびスピーカー１５が設けられている。側面および上面には、グリップ部１６、モードダイヤル１７、およびレリーズボタン１８が設けられ、他方の側面には、メモリカード１９が着脱自在に装填されるメモリカードスロット２０が設けられている。

デジタルカメラ２の背面には、液晶表示器（ＬＣＤ）２１と、操作部２２とが設けられている。ＬＣＤ２１は、撮影した画像や、いわゆるスルー画像を表示する。操作部２２は、電源のオン／オフ切替えを行う電源ボタン２３、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２４、ＬＣＤ２１に表示されるメニュー画面内でカーソルを移動させるカーソル操作板２５などからなる。

レリーズボタン１８は、２段階押しのスイッチとなっており、ＬＣＤ２１または光学ファインダによるフレーミングの後にレリーズボタン１８を軽く押圧（半押し）すると、自動露出調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。レリーズボタン１８をもう１度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、メモリカード１９やＳＤＲＡＭ４４（図３参照）などの記録媒体に保存される。

デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ２１に表示する再生モード、および各種設定を行うセットアップモードが選択可能となっている。これらのモードの切り替えは、モードダイヤル１７を回動操作させることで行われる。

デジタルカメラ２の電気的構成を示す図３において、撮像レンズ１０には、レンズモータ３０が接続されている。また、絞り３１には、アイリスモータ３２が接続されている。これらのモータ３０、３２はステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３に接続されたモータドライバ３４、３５から送信される駆動パルスにより動作制御され、レリーズボタン１８の半押しに伴う撮影準備処理を行う。

レンズモータ３０は、ズーム操作ボタン２４の操作に連動して、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、あるいはテレ側に移動させ、撮像レンズ１０のズーミングを行う。また、被写体距離やズームレンズの変倍に応じて撮像レンズ１０のフォーカスレンズを移動させ、撮影条件が最適となるように撮像レンズ１０の焦点調整を行う。アイリスモータ３２は、絞り３１を動作させ、撮像レンズ１０の露出調整を行う。

撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ３６が配置されている。ＣＣＤ３６には、ＣＰＵ３３によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３７が接続され、このＴＧ３７から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。

ＣＣＤ３６から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３８に入力され、ＣＣＤ３６の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）３９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４０でデジタルデータに変換される。

画像入力コントローラ４１は、バス４２を介してＣＰＵ３３に接続され、ＣＰＵ３３の制御命令に応じてＣＣＤ３６、ＣＤＳ３８、ＡＭＰ３９、およびＡ／Ｄ変換器４０を制御する。Ａ／Ｄ変換器４０から出力された画像データは、ＬＣＤドライバ４３を介してＬＣＤ２１に表示される。または、図示しない光学ファインダドライバを介して光学ファインダに表示される。

画像信号処理回路４５は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を画像データに施し、この画像データをＳＤＲＡＭ４４に格納する。ＹＣ変換処理回路４６は、画像信号処理回路４５で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４４から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。圧縮伸長処理回路４７は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード１９に記録される。

ＣＰＵ３３には、前述のスピーカー１５、レリーズボタン１８、操作部２２の他に、ＥＥＰＲＯＭ４９が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ４９には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ３３は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ４９から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４４に読み出して、各種処理を実行する。

バス４２には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り３１の絞り値が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５０と、撮像レンズ１０の焦点調整が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路５１と、ストロボ装置５２の動作を制御するストロボ制御回路５３とが接続されている。

各検出回路５０、５１は、レリーズボタン１８の半押し時に、バス４２を介してＣＰＵ３３に検出結果を逐次送信する。ＣＰＵ３３は、各検出回路５０、５１から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ１０、絞り３１、およびＣＣＤ３６の動作を制御する。

ストロボ装置５２の発光モードとしては、例えば被写体輝度が低いときに自動的にストロボ発光させる自動発光モード、被写体輝度に関わらずストロボ発光させる強制発光モード、ストロボ発光を禁止した発光禁止モードなどが選択可能となっている。

ＡＦ検出回路５１は、ＣＣＤ３６から出力され、Ａ／Ｄ変換器４０でデジタル化された画像データの合焦状態を表す第１のフォーカス評価値ｆ₁ を算出するとともに、画像信号処理回路４５で画像処理された画像データをＳＤＲＡＭ４４から読み出して、この画像データの合焦状態を表す第２のフォーカス評価値ｆ₂ を算出し、ＳＤＲＡＭ４４に格納する。これらｆ₁ 、ｆ₂ は、画像の特定のエリア、例えば図４に示すように、画像の中央部分６０の画像信号に対して、バンドパスフィルタなどで輪郭抽出処理を施し、これにより抽出した輪郭信号、および中央部分６０の画像信号の輝度値を積算し、積算された輪郭信号をｄ、輝度値をｖとして、次式により算出される。
ｆ＝ｄ／ｖ

ここで、ｆが大きいほど中央部分６０の高周波成分が多く、中央部分６０が合焦状態にあることを表している。なお、フォーカス評価値を輪郭信号と輝度値との比として算出するのは、被写体画像の明るさが急激に変化した場合に、フォーカス評価値が変動することを防ぐことを目的としている。また、蛍光灯のフリッカ現象など、周期的な明るさの変動による影響を抑制するために、輪郭信号、輝度値の数フレーム分の平均値を用いてフォーカス評価値を算出してもよい。レリーズボタン１８の半押しに伴う撮影準備処理時には、ｆ₁ が最大値となるように、レンズモータ３０を介して撮像レンズ１０の動作が制御される。

ＥＥＰＲＯＭ４９には、ｆ₁ とｆ₂ との相関関係を表す相関情報、例えば演算式やデータテーブルが格納されている。この相関情報は、デジタルカメラ２の出荷前に同一の被写体をテスト撮像することにより求められる。ＣＰＵ３３は、この相関情報に基づいて、ＡＦ検出回路５１で算出されたｆ₂ に対応したｆ₁ を、第３のフォーカス評価値ｆ₃ として導出する。

ＣＰＵ３３は、ＡＦ検出回路５１で算出されたｆ₁ から、導出したｆ₃ を減算して、これらの差分を算出し、この差分と規定値ｆ_r とを比較することにより、画像処理後の画像データの合焦状態を判定する。すなわち、ｆ₁ −ｆ₃ ＝０（ｆ₃ ＝ｆ₁ ）、またはｆ₁ −ｆ₃ ＜ｆ_r であれば合焦状態であると判定し、ｆ₁ −ｆ₃ ＞ｆ_r であれば合焦状態でないと判定する。

ＣＰＵ３３は、ＳＤＲＡＭ４４から読み出した画像データが合焦状態でないと判定した場合、スピーカー１５を作動させる。スピーカー１５は、この信号を受けて、使用者に対して被写体の再撮影を促す警告音を発する。なお、ｆ₁ とｆ₃ との差分が大きいほど音量を上げるなどして、ｆ₁ とｆ₃ との減算結果に応じてスピーカー１５の出力を変化させてもよい。また、警告を報知する手段としては、スピーカー１５に限らず、警告ランプや音声ガイド、バイブレータなどを用いることができる。

ＣＰＵ３３は、ＳＤＲＡＭ４４から読み出した画像データが合焦状態でないと判定した場合、ＬＣＤドライバ４３を制御して、ｆ₁ を算出した画像のエリア（この場合は画像の中央部分６０）を拡大してＬＣＤ２１の表示画面に表示する。このようにすると、手ブレやピント抜けなどによる画質劣化の具合を視覚的に評価することができる。なお、ｆ₁ を算出した画像のエリアのみを赤色で表示するなど、他のエリアと区別して表示してもよい。

ＳＤＲＡＭ４４から読み出した画像データが合焦状態でないと判定し、且つシャッタ速度が手ブレの発生する限界値（例えば１／３０秒）を下回る場合、ＣＰＵ３３は、再撮影時にストロボ装置５２を作動させ、ストロボ撮影を行わせるようにストロボ制御回路５３を制御する。また、このとき、ＣＰＵ３３は、スピーカー１５を作動させてストロボ撮影を行う旨を使用者に報知させる。これにより、シャッタ速度を速くして再撮影を行うことができ、再撮影時に手ブレが発生する可能性を軽減させることができる。

次に、上記実施形態による作用について、図５および図６のフローチャートを参照して説明する。まず、電源ボタン２３が操作されてデジタルカメラ２の電源が投入され、起動処理が行われた後、モードダイヤル１７により静止画撮影モードが選択されると、撮像レンズ１０、絞り３１を介して入射した被写体光がＣＣＤ３６により光電変換され、ＣＤＳ３８でサンプリングされる。

ＣＤＳ３８から出力された画像データは、ＡＭＰ３９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４０でデジタルデータに変換される。デジタル変換された画像データは、画像入力コントローラ４１を介してＳＤＲＡＭ４４に順次格納され、ＬＣＤ２１にスルー画像として表示される。この状態でレリーズボタン１８が半押しされると、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５０、ＡＦ検出回路５１により、撮影準備処理が施される。

ＡＥ、ＡＷＢ処理後、レンズスモータ３０を介して撮像レンズ１０のフォーカスレンズが移動され、ＡＦ検出回路５１で画像の中央部分６０のｆ₁ を算出しながら合焦位置の探索が行われる。ｆ₁ が最大値となる位置にフォーカスレンズが移動されて合焦状態となると、このｆ₁ がＳＤＲＡＭ４４に格納される。ここで、レリーズボタン１８の半押しが解除された場合は、ＳＤＲＡＭ４４に格納されたｆ₁ はクリアされ、ＬＣＤ２１の表示がスルー画像に戻される。

レリーズボタン１８の全押しにより撮影が実行されると、そのときＳＤＲＡＭ４４に格納されている画像データに対して、画像信号処理回路４５により各種画像処理が施され、ＳＤＲＡＭ４４に格納される。

画像処理後の画像データがＳＤＲＡＭ４４からＡＦ検出回路５１に読み出され、ＡＦ検出回路５１で画像処理後の画像の中央部分６０のｆ₂ が算出され、ＳＤＲＡＭ４４に格納される。そして、ＥＥＰＲＯＭ４９に格納されたｆ₁ とｆ₂ との対応関係を示す情報を元に、ＡＦ検出回路５１で算出されたｆ₂ に対応したｆ₁ が、ｆ₃ として導出される。

ＣＰＵ３３により、ＡＦ検出回路５１で算出されたｆ₁ から、導出したｆ₃ が減算され、これらの差分が算出される。この差分と規定値ｆ_r とが比較され、ＳＤＲＡＭ４４から読み出された画像データの合焦状態が判定される。

ｆ₁ −ｆ₃ ＝０（ｆ₃ ＝ｆ₁ ）、またはｆ₁ −ｆ₃ ＜ｆ_r であった場合は、ＣＰＵ３３にて合焦状態であると判定される。この場合、ＳＤＲＡＭ４４から読み出された画像データは、ＹＣ変換処理回路４６により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換され、圧縮伸長処理回路４７で圧縮処理が施された後、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード１９に記録される。

一方、ｆ₁ −ｆ₃ ＞ｆ_r であった場合は、ＣＰＵ３３にて合焦状態でないと判定される。この場合、図５に示すように、シャッタ速度が手ブレの発生する限界値を上回る値であったときは、スピーカー１５が作動され、使用者に対して被写体の再撮影を促す警告音が発せられる。シャッタ速度が限界値を下回る値であったときは、スピーカー１５によりストロボ撮影を行う旨が報知される。

スピーカー１５による警告報知後、ＬＣＤドライバ４３により、ｆ₁ を算出した画像のエリア（この場合は画像の中央部分）が拡大され、ＬＣＤ２１の表示画面に表示される。この拡大表示が所定時間表示された後、ＬＣＤ２１の表示がスルー画像に戻され、使用者は再撮影を行う。このような構成であると、手ブレやピント抜けなどのない画質の良好な画像を確実に撮影することができる。

上記実施形態では、シャッタ速度が手ブレの発生する限界値を下回る場合、再撮影時にストロボ撮影を行い、再撮影が失敗となる可能性を軽減させているが、同様の目的で、再撮影時に絞りを開ける、シャッタ速度を速くする、ＣＣＤ３６の撮影感度を高く設定するなど、露出量を上げて再撮影を行うようにしてもよい。

なお、ＣＰＵ３３により合焦状態でないと判定された場合に、メモリカード１９に画像データを記録するか否かを選択可能な選択スイッチや、ＡＦ検出回路５１にｆ₂ を算出させるための操作スイッチを設け、使用者の意志に応じて処理を行わせるようにしてもよい。

本発明を適用したデジタルカメラの正面概観斜視図である。 デジタルカメラの背面概観斜視図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 フォーカス評価値を算出する画像のエリアを示す図である。 デジタルカメラの撮影処理手順を示すフローチャートである。 デジタルカメラの撮影処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２ デジタルカメラ
１０ 撮像レンズ
１５ スピーカー
１８ レリーズボタン
１９ メモリカード
２１ 液晶表示器（ＬＣＤ）
２２ 操作部
３１ 絞り
３３ ＣＰＵ
３６ ＣＣＤ
４１ 画像入力コントローラ
４４ ＳＤＲＡＭ
４５ 画像信号処理回路
４９ ＥＥＰＲＯＭ
５０ ＡＥ／ＡＷＢ検出回路
５１ ＡＦ検出回路
５２ ストロボ装置

Claims (9)

1. 被写体を撮像してデジタル化した画像データを出力する撮像手段と、シャッタレリーズに応答して前記撮像手段からの画像データを取り込み、この画像データに画像処理を施して、記録用の画像データを出力する画像処理手段と、この画像処理手段から得られる画像データを格納する画像データメモリとを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記撮像手段から出力される画像データ、および前記画像データメモリから読み出された画像データの合焦状態を表す第１、および第２のフォーカス評価値を算出するフォーカス評価値算出手段と、
   このフォーカス評価値算出手段で算出された第１、および第２のフォーカス評価値を比較し、第２のフォーカス評価値が第１のフォーカス評価値に対して適正な範囲であるか否かを判定する合焦状態判定手段と、
   この合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合に警告を発する警告手段とを設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 同一の被写体をテスト撮像して得た第１、および第２のフォーカス評価値の相関を表す相関情報を記憶した相関情報メモリを備え、前記合焦状態判定手段は、前記相関情報に基づいて前記比較を行うことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 画像を表示する画像表示手段と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合に、前記第１のフォーカス評価値を算出した画像のエリアを拡大、または他のエリアと区別して前記画像表示手段の表示画面に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記被写体にストロボ光を照射するストロボ装置と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定され、且つシャッタ速度が手ブレの発生する限界値を下回る場合、前記再撮影時に前記ストロボ装置を作動させるストロボ制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のデジタルカメラ。
5. 前記警告手段は、前記再撮影時にストロボ撮影を行う場合、その旨を報知することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のデジタルカメラ。
6. 前記撮像手段は、前記再撮影時に、絞り値、シャッタ速度、撮影感度のうち少なくともいずれか１つを変化させ、露出量を上げることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のデジタルカメラ。
7. 前記警告手段は、前記差分の大小に応じて出力を変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のデジタルカメラ。
8. 前記画像データメモリから出力され、圧縮処理が施された画像データを記録する記録手段と、前記合焦状態判定手段により第２のフォーカス評価値が前記適正な範囲から外れていると判定された場合、前記記録手段に画像データを記録するか否かを選択可能な選択手段とを設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のデジタルカメラ。
9. 前記合焦状態判定手段に前記第２のフォーカス評価値を導出させるための操作手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のデジタルカメラ。

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