JP2006135873A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 アスペクト比の異なる複数の画像に対応し、被写体に対して適正に合焦することのできる撮像装置および撮像システムを提供すること。
【解決手段】 撮像素子２は、被写体の光学的な像を撮像して、電気的な画像信号に変換する。画像フォーマット選択スイッチ１０は、撮像素子２より得られる画像信号の画像範囲のアスペクト比に関する情報の入力を受け付ける。ＡＦ制御部９は、受け付けたアスペクト比に関する情報に応じて画像範囲を設定し、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、それぞれ相異なるパターンを持つ複数の測距領域を設定する。そして、ＡＦ制御部９は、設定した複数の測距領域のそれぞれについて、合焦位置を検出する。そして、ＡＦ制御部９は、検出した複数の合焦位置に基づいて、少なくとも１つの測距領域を合焦すべき合焦領域として選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置に関し、より特定的には、オートフォーカス機能を備えるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置に関する。

近年、デジタル技術の発展に伴い、ＣＣＤやＣＯＭＳなどの固体撮像素子を備えるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置が広く普及している。これらの撮像装置は、撮影した画像データを撮像装置自身で再生することはもちろん、パーソナルコンピュータやテレビジョン受信機等に画像データを転送して表示したり、加工したりすることが可能である。さらに、デジタルスチルカメラには、静止画だけでなく、動画も記録することができるものが多く登場している。

従来の撮像装置は、横：縦のアスペクト比が４：３である標準画像フォーマットに対応するものがほとんどであった。一方で、横：縦のアスペクト比が１６：９であるハイビジョン放送に対応したワイドテレビが普及してきている。このアスペクト比が１６：９であるワイドテレビを用いて、標準画像フォーマットに対応する撮像装置で撮影したアスペクト比４：３の静止画や動画を再生した場合、画像の左右両側が不足しているため、ワイドテレビの迫力を活かしきることができない。よって、ワイドテレビの迫力を活かすために、アスペクト比が１６：９であるワイド画像フォーマットに対応する静止画または動画の撮影が求められている。

一方、撮像装置の撮影機能として、画面内の中央部のみならず、周辺の範囲に存在する被写体に対しても最適な合焦位置を求める自動焦点調整方法が提案されている。同方法では、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子から得られる画像に対して、複数の測距領域を設定する。そして、設定した複数の測距領域について、それぞれ合焦位置を検出して最適な合焦位置を求め、合焦領域を決定する。

さらに、撮像装置が自装置の姿勢を検出して、合焦に用いる複数の測距領域を自動的に変更する方法も提案されている。特許文献１に記載の従来の自動合焦装置は、自装置が縦置き／横置きされている等の、自装置の姿勢を検出する。そして、自動合焦装置は、自装置が縦置きされていると検出した場合、下方の測距領域を除く他の領域に配置された測距領域を利用して合焦する。このように、特許文献１によれば、自装置の姿勢に関わらず、正確に被写体に合焦することができる。
特開２００３−２５５２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の自動合焦装置は、アスペクト比が異なる複数の画像フォーマットに対応するように考慮されたものではない。画像フォーマットを変更する場合、例えば、アスペクト比が４：３である標準画像フォーマットに対応する複数の測距領域をそのままアスペクト比が１６：９であるワイド画像フォーマットに適用した場合、複数の測距領域が画像の中央部に偏って配置されてしまう。したがって、被写体が画像フォーマット中央ではなく、測距領域よりも外側の周辺領域に存在している場合、被写体に合焦することができない。

それゆえに、本発明の目的は、アスペクト比の異なる複数の画像に対応し、被写体に対して適正に合焦することのできる撮像装置および撮像システムを提供する。

本発明は、被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置であって、被写体の光学的な像を撮像して、電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮像素子より得られる画像信号の画像範囲のアスペクト比に関する情報の入力を受け付け、受け付けたアスペクト比に関する情報に応じて画像範囲を設定する画像範囲設定手段と、画像範囲設定手段が受け付けたアスペクト比に関する情報に応じて、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、それぞれ相異なるパターンを持つ複数の測距領域を設定する測距領域設定手段と、測距領域設定手段によって設定された複数の測距領域のそれぞれについて、合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、合焦位置検出手段によって検出された複数の合焦位置に基づいて、少なくとも１つの測距領域を合焦すべき合焦領域として選択する合焦領域選択手段とを備える。

本発明によれば、画像のアスペクト比に応じて、画像に配置する測距領域のパターンが変更される。これにより、画像のアスペクト比に応じて最適な測距領域のパターンを設定することができる。したがって、画像のアスペクト比が変更された場合においても、被写体に適正に合焦することができる。

好ましくは、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の配置を変更して設定するとよい。

これにより、例えば、画像のアスペクト比が４：３から１６：９に変更された場合に、測距領域をアスペクト比１６：９の画像にバランスよく配置することによって、被写体が画面の周辺領域に位置する場合においても、正確に合焦することができる。

一例として、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の間隔、数または大きさのうち少なくとも１つを変更して設定する。

例えば、画像範囲が拡大されて設定された場合、配置する測距領域の数を増加させることによって、被写体への合焦の確実性を向上させることができる。また、測距領域の数を増加させた場合、１つあたりの測距領域の面積を縮小することとすれば、合焦に必要な演算量の増加を抑制することができる。

また、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の重み付けを変更して設定してもよい。

これにより、被写体が位置する可能性が高い領域に配置される測距領域の重み付けを高く設定することによって、被写体への合焦の確実性を向上させることができる。

また、さらに、画像信号に基づく画像を表示する表示手段を備えていてもよい。

また、本発明は、被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装置から出力される画像信号を処理する処理装置とを備える撮像システムであって、撮像装置は、被写体の光学的な像を撮像して、電気的な画像信号に変換する撮像素子を含み、処理装置は、撮像素子より得られる画像信号の画像範囲のアスペクト比に関する情報の入力を受け付け、受け付けたアスペクト比に関する情報に応じて画像範囲を設定する画像範囲設定手段と、画像範囲設定手段が受け付けたアスペクト比に関する情報に応じて、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、それぞれ相異なるパターンを持つ複数の測距領域を設定する測距領域設定手段と、測距領域設定手段によって設定された複数の測距領域のそれぞれについて、合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、合焦位置検出手段によって検出された複数の合焦位置に基づいて、少なくとも１つの測距領域を合焦すべき合焦領域として選択する合焦領域選択手段とを含む。

好ましくは、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の配置を変更して設定するとよい。

一例として、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の間隔、数または大きさのうち少なくとも１つを変更して設定する。

また、測距領域設定手段は、相異なる画像範囲を持つ画像信号に対して、複数の測距領域の重み付けを変更して設定してもよい。

また、さらに、画像信号に基づく画像を表示する表示手段を備えていてもよい。

本発明によれば、アスペクト比の異なる複数の画像に対応し、被写体に対して適正に合焦することのできる撮像装置および撮像システムが提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る撮像装置２１の構成を示すブロック図である。図１に示す撮像装置２１は、例えば、デジタルスチルカメラである。撮像装置２１は、複数の画像フォーマットに対応する。本実施の形態では、撮像装置２１は、横：縦のアスペクト比が４：３の画像フォーマットと、１６：９の画像フォーマットとに対応するものとして説明する。以下、画像範囲の横：縦のアスペクト比が４：３である画像フォーマットを標準画像フォーマットと呼び、画像範囲の横：縦のアスペクト比が１６：９である画像フォーマットをワイド画像フォーマットと呼ぶ。

図１において、撮像装置２１は、撮影レンズ群１と、フォーカスレンズ１ａと、撮像素子２と、撮像素子駆動制御部３と、アナログ信号処理部４と、Ａ／Ｄ変換部５と、デジタル信号処理部６と、マイクロコンピュータ７と、フォーカスレンズ駆動部８と、ＡＦ制御部９と、画像フォーマット選択スイッチ（ＳＷ）１０と、操作パネル制御部１１と、ＬＣＤ表示部１２と、表示制御部１３と、バッファメモリ１４と、記録メディア１５と、記録制御部１６と、記憶部１７とを備える。

フォーカスレンズ１ａは、焦点調整のために用いられる。撮像素子２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサであり、撮像素子駆動制御部３によって駆動される。撮像素子２は、撮影レンズ群１を介して受光した被写体像を電子信号に変換し、画像信号として出力する。撮像素子２の横：縦のアスペクト比は、例えば、ワイド画像フォーマットと同じアスペクト比である１６：９である。撮像装置２１がワイド画像フォーマットに対応する場合、撮像素子２の領域の全ての信号が使用され、標準画像フォーマットに対応する場合、撮像素子２の中央部の４：３の領域の信号が使用される。

アナログ信号処理部４は、撮像素子２から出力される画像信号に、ガンマ処理などの所定のアナログ信号処理を施す。Ａ／Ｄ変換部５は、アナログ信号処理部４から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。デジタル信号処理部６は、デジタル変換された画像信号に対して、ノイズ除去や輪郭強調などのデジタル処理を施す。

記憶部１７は、例えば、ＲＯＭあるいはＲＡＭ等のメモリであって、ユーザによって選択された画像フォーマットに応じて、設定を変更するために必要な情報を格納する。設定の変更に必要な情報とは、例えば、画像フォーマットの形状（横：縦のアスペクト比）や、測距領域の配置に関する情報である。以下、画像フォーマットの形状に関する情報を画像フォーマット情報と呼び、測距領域の配置や大きさに関する情報を測距領域情報と呼ぶ。画像フォーマット情報と測距領域情報とは、画像フォーマットごとにそれぞれ対応付けられて、記憶部１７に格納されている。本実施の形態では、記憶部１７は、画像フォーマットおよびワイド画像フォーマットに対応する画像フォーマット情報を格納する。

マイクロコンピュータ７は、撮像装置２１の諸設定や撮影操作の制御、または撮像素子２から得られる画像信号の表示、記録等の制御、記録された画像データの再生表示、さらには図示しないパーソナルコンピュータやプリンタなど他の機器との情報通信の制御など、撮像装置２１の動作全般を制御する。マイクロコンピュータ７は、画像フォーマット選択スイッチ１０からユーザによって選択された画像フォーマットが通知されると、通知された画像フォーマットに対応する画像フォーマット情報および測領域情報を記憶部１７から読み出す。そして、マイクロコンピュータ７は、デジタル信号処理部６から出力される画像信号を、画像フォーマット情報と共に表示制御部１３に渡し、測距領域情報と共にＡＦ制御部９に渡す。

ＡＦ制御部９は、マイクロコンピュータ７から受け取った画像フォーマット情報に基づいて、画像信号に複数の測距領域を設定する。そして、ＡＦ制御部９は、設定した測距領域内の画像信号を用いて、測距領域毎に合焦位置を求め、画像中の主被写体に最適な合焦領域を選択する。ＡＦ制御部９は、選択した合焦位置に基づいて、フォーカスレンズ１ａの位置を制御するよう、フォーカスレンズ駆動部８に指示する。

フォーカスレンズ駆動部８は、ＡＦ（オートフォーカス）制御部９の指示に応じてフォーカスレンズ１ａを光軸Ｌ方向に駆動し、撮像素子２に結像する被写体の焦点を調整する。

画像フォーマット選択スイッチ１０は、ユーザによって操作される操作入力手段の一つであり、ユーザの指示を受け付け、標準画像フォーマットとワイド画像フォーマットとを切替える。

操作パネル制御部１１は、撮像装置２１の各部に設置された電源やシャッタ、メニュー切替えボタンなど様々な操作入力手段からの信号を制御する。操作パネル制御部１１は、画像フォーマット選択スイッチ１０が操作されることによって選択された画像フォーマットをマイクロコンピュータ７に通知する。

表示制御部１３は、ＬＣＤ表示部１２に表示する画像や情報を制御する。表示制御部１３は、マイクロコンピュータ７から受け取った画像フォーマット情報に基づいて、ＬＣＤ表示部１２に表示する画像の画像範囲を定義する。例えば、ＬＣＤ表示部１２が、アスペクト比が１６：９となるワイド形状を有している場合、表示制御部１３は、ワイド画像フォーマットの画像を表示する際に、ＬＣＤ表示部１２の画面全域を用いて画像を表示し、標準画像フォーマットの画像を表示する際には、例えば画面の左右端の領域を使用せずに、画面の中央部に画像を表示する。

ＬＣＤ表示部１２は、撮像装置２１に設置された液晶パネル（ＬＣＤ）などの表示部である。ＬＣＤ表示部１２は、撮像素子２より得られ、所定の画像処理が施された画像信号を可視画像としてユーザに表示する。また、ＬＣＤ表示部１２は、撮像装置２１の設定を行うメニュー画面、露出や合焦の状態など撮影に必要な情報等を表示する。

バッファメモリ１４は、撮像装置２１に内蔵されており、画像データを一時的に保存する。記録メディア１５は、例えば、着脱可能な半導体メモリカードであり、撮影された画像データや、撮影時の設定などの情報を記録保存する。記録制御部１６は、画像データや撮影時の設定などの情報を、バッファメモリ１４あるいは記録メディア１５に記録する。

次に、以上のような構成を有する撮像装置２１の動作を説明する。図２は、図１に示す撮像装置２１の撮影時における動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、撮像装置２１の電源が投入されて起動し、撮影準備のための初期設定がなされる。初期設定は、例えば、バッテリチェックや、レンズ初期位置移動、記録メモリチェックなどである。撮像素子２は、撮影者（ユーザ）によって図示しない動作モードスイッチが操作され、撮影モードが選択されると、画像信号を出力する。撮像素子２から出力された画像信号は、アナログ信号処理部４、Ａ／Ｄ変換部５およびデジタル信号処理部６を介してマイクロコンピュータ７に出力される。表示制御部１３は、マイクロコンピュータ７から画像信号を受け取り、ＬＣＤ表示部１２に画像を表示する。これにより、撮影準備が可能な状態となる。

ステップＳ１２において、ユーザは、画像フォーマット選択スイッチ１０を操作し、標準画像フォーマットまたはワイド画像フォーマットのいずれかの画像フォーマットを選択する。ここで、撮像装置２１には、所定の画像フォーマットがデフォルトとして設定されている。例えば、標準画像フォーマットがデフォルトとして設定されている場合、ユーザの操作によって画像フォーマットが変更されるまで、標準画像フォーマットの画像がＬＣＤ表示部１２に表示される。

なお、撮像装置２１は、前回の撮影時に使用された画像フォーマットを記憶し、ユーザが画像フォーマットを選択しない場合に、前回の撮影時に使用された画像フォーマットの画像をＬＣＤ表示部１２に表示することとしてもよい。

ステップＳ１３において、ステップＳ１２において選択された画像フォーマットの画像がＬＣＤ表示部１２に表示される。マイクロコンピュータ７は、ステップＳ１２において選択された画像フォーマットに対応する画像フォーマット情報を記憶部１７から読み出し、画像信号と共に表示制御部１３に渡す。表示制御部１３は、受け取った画像フォーマット情報に基づいて、指定された画像フォーマットの画像をＬＣＤ表示部１２に表示する。

図３は、標準画像フォーマットＦ１が選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例を示す図である。ＬＣＤ表示部１２が、アスペクト比が１６：９となるワイド形状を有している場合、表示制御部１３は、ＬＣＤ表示部１２の左右端の領域を使用せず、アスペクト比が４：３の標準画像フォーマットの画像を画面の中央部（太線枠内）に表示する。また、画像信号にはＡＦ制御部９によって測距領域Ｆａが設定されるが、詳細については後述のステップＳ１４で説明する。

図２の説明に戻り、続くステップＳ１４において、測距領域設定処理が行われる。図４は、図２の測距領域設定処理における撮像装置２１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２１において、マイクロコンピュータ７は、ユーザにより選択された画像フォーマットを認識する。

マイクロコンピュータ７は、記憶部１７を参照し（ステップＳ２２）、ステップＳ１２において選択された画像フォーマットに対応する測距領域情報を記憶部１７から読み出す（ステップＳ２３）。そして、マイクロコンピュータ７は、読み出した測距領域情報を画像信号と共にＡＦ制御部９に渡す。

ステップＳ２４において、ＡＦ制御部９は、合焦するための複数の測距領域Ｆａを、画像信号に設定する。標準画像フォーマットが選択された場合、図３に示すように、ＡＦ制御部９は、測距領域の中央列と左右列との間隔がｄ１となるように縦３×横３の測距領域Ｆａを画面信号に配置する。通常、測距領域を囲む測距領域枠は、ＬＣＤ表示部１２上に表示されないが、図３には説明のために破線枠で示している。これらの９個の測距領域を標準画像フォーマットの画像Ｆ１にバランスよく配置することによって、主被写体２０が画面の端に位置する場合にも、正確に合焦することができる。ここで、測距領域Ｆａの合計面積をＳ１とする。

図２の説明に戻り、ステップＳ１５において、撮影準備が行われる。ユーザは、ＬＣＤ表示部１２に表示されている画像を見て、主被写体２０に対する構図を決める。構図を決定した後、ユーザが図示しないレリーズスイッチ（シャッタボタン）を半押しすると、露出決定のための測光作業や、合焦作業が行われる。合焦作業は、マイクロコンピュータ７やＡＦ制御部９、フォーカスレンズ駆動部８によって行われる。

主被写体２０に合焦する方法として多くの手段が提案されているが、例えば、合焦位置で画像のコントラストが最大となることを利用する方法が広く採用されている。まず、フォーカスレンズ駆動部８がフォーカスレンズ１ａを駆動し、コントラストが最大となるフォーカスレンズ位置（合焦位置）を複数の測距領域Ｆａについてそれぞれ求める。コントラストは、マイクロコンピュータ７が各測距領域Ｆａの画像信号における明暗の変化を演算処理することによって得られる。

次に、ＡＦ制御部９は、各測距領域Ｆａのコントラストの大きさや、測距領域の配置による重み付けなどに基づいて、合焦すべき測距領域を合焦領域として選択する。通常、各測距領域Ｆａの配置による重み付けは、主被写体が中央に位置することを想定して、中央部付近に位置する測距領域が最も高く設定されている場合が多い。また、ある一定レベルを越える測距領域を合焦領域として選択する場合のように、合焦領域として複数の領域が選択されることもある。

選択した合焦領域をユーザに知らせるために、表示制御部１３は、合焦領域枠をＬＣＤ表示部１２に表示する。図３では、合焦領域Ｆｄを囲む合焦領域枠を実線枠で示している。なお、測距領域を設けて合焦作業を行うのは、画像フォーマット内の画像全体に基づいて合焦作業を行うと、必要な演算の量が膨大なものになり、合焦にかかる時間が増大するためである。よって、測距領域Ｆａの面積Ｓ１が少ない程、合焦作業に係る時間は減少し、快適な合焦作業が可能となる。

ユーザは、表示された合焦表示枠がユーザの所望の主被写体２０を含んでいるかを確認する。ステップＳ１６において、ユーザがレリーズスイッチを全押しすると、図示しないシャッタ機構の開閉により被写体像が撮像素子２に露光されて電気信号に変換され、画像信号として出力される。画像信号は、アナログ信号処理４、ＡＤ変換部５、およびデジタル信号処理部６によって処理される。

ステップＳ１７において、画像信号は、記録メディア１５に記録される。マイクロコンピュータ７は、デジタル信号処理部６から出力される画像信号を記録メディア１５に記録する。プレビュー機能がＯＮの場合には、ステップＳ１８において、撮影した画像がＬＣＤ表示部１２に一定時間表示される。これにより、ユーザは、撮影した画像を確認することができる。

次に、ユーザが、標準画像フォーマットからワイド画像フォーマットに変更する場合について説明する。図５は、ワイド画像フォーマットが選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例を示す図である。撮影時における撮像装置２１の動作は、図２に示すフローチャートと同様であるため、以下、図２および図５を参照して、撮像装置２１の動作および表示画面について説明する。

ステップＳ１２において、ユーザが、画像フォーマット選択スイッチ１０を操作し、ワイド画像フォーマットＦ２を選択すると、ステップＳ１３において、ＬＣＤ表示部１２には、ワイド画像フォーマットの画像Ｆ２の大きさ、すなわち画面全体に画像が表示される。

ステップＳ１４において、ＡＦ制御部９は、ワイド画像フォーマットに対応する測距領域情報をマイクロコンピュータ７から受け取ると、ワイド画像フォーマットの画像に複数の測距領域Ｆａを設定する。

図５に示すように、ワイド画像フォーマットが選択された場合、ＡＦ制御部９は、縦３×横３の測距領域をワイド画像フォーマットの画像に配置する。図５において、横１列に並べられた３つの測距領域は、上下方向に３段に配置されており、隣接する測距領域の間隔はｄ２である。９つの測距領域は、ワイド画像フォーマットの画像内に均等な間隔で配置されているため、測距領域の左右間隔ｄ２は、標準画像フォーマットにおける測距領域の左右間隔ｄ１よりも大きくなる。このように、ワイド画像フォーマットが選択された場合、９個の測距領域がワイド画像フォーマットの画像Ｆ２の全体にバランス良く配置されることとなる。したがって、主被写体２０が画面の端に位置する場合にも、正確に合焦することができる。

また、ワイド画像フォーマットが選択された場合、測距領域の配置は変更されるが、測距領域の数は増加しない。よって、測距領域の合計面積は、標準画像フォーマットが選択された場合と同様にＳ１のままで変化しない。したがって、合焦作業に必要な時間は、標準画像フォーマットの場合と同等である。

以上のように、本実施の形態によれば、撮像装置２１は、画像フォーマットのアスペクト比に応じて、測距領域の配置を変更して設定する。これにより、画像フォーマットが変更された場合においても、被写体に対して適正の合焦することができる。例えば、標準画像フォーマットからワイド画像フォーマットに変更された場合、設定する測距領域の左右間隔を広げることによって、被写体が画面の周辺領域に位置する場合においても、正確に合焦することができる。また、本実施の形態によれば、画像フォーマットが変更されても、設定される測距領域の数が増加しない。これにより、測距領域の合計面積が増加しないため、合焦にかかる時間を一定にすることができる。したがって、ユーザは、いずれの画像フォーマットを選択した場合においても、快適に撮影することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置２１と同様であるため、図１を援用する。また、本実施の形態における撮像装置の撮影時の動作は、実施の形態１に係る撮像装置２１と同様であるため、図２を援用する。また、標準画像フォーマットの画像Ｆ１への測距領域の配置も、実施の形態１と同様であるため、図３を援用する。

第１の実施の形態では、測距領域情報は、測距領域の配置に関する情報であったのに対し、本実施の形態において、測距領域情報は、測距領域の配置、大きさ、および設定される測距領域の数を示す情報であることを特徴とする。

図６は、実施の形態２において、ワイド画像フォーマットが選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例を示す図である。以下、図２および図６を参照して、撮像装置２１の動作および表示画面について説明する。

ステップＳ１２において、ユーザが、画像フォーマット選択スイッチ１０を操作し、ワイド画像フォーマットＦ２を選択すると、ステップＳ１３において、ＬＣＤ表示部１２には、ワイド画像フォーマットの画像Ｆ２の大きさ、すなわち画面全体に画像が表示される。

ステップＳ１４において、ＡＦ制御部９は、ワイド画像フォーマットに対応する測距領域情報をマイクロコンピュータ７から受け取ると、測距領域情報にもとづいて、ワイド画像フォーマットに対応する複数の測距領域Ｆａを設定する。実施の形態１では、画像フォーマットが変更されても、配置される測距領域の数は一定であったが、本実施の形態では、図６に示すように、ワイド画像フォーマットが選択された場合、配置される測距領域の数が増加する。ワイド画像フォーマットの画像Ｆ２に、１５個の測距領域Ｆａを均等な間隔で配置する。図６の例では、１５個の測距領域は、縦３×横５に配置されている。このように、画像フォーマットに変更に伴い、配置する測距領域の数を調整することによって、主被写体２０の確実な合焦位置検出が可能となる。

好ましくは、測距領域Ｆａの合計面積Ｓ２が、標準画像フォーマットにおける測距領域Ｆａの合計面積Ｓ１と等しくなるように、各測距領域の面積を縮小して設定するとよい。測距領域の面積を変更せずに測距領域の数を増加させた場合、測距領域の合計面積が増加することとなる。したがって、合焦に必要な演算量も増加してしまうため、合焦に時間がかかってしまう。しかしながら、各測距領域を小型化することによって、測距領域の数が増加しても、合焦に必要な演算量を抑えることができる。なお、画像フォーマットが変更された場合の測距領域の合計面積は、必ずしも常に一定である必要はなく、所定の演算量以下となるような合計面積としてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、撮像装置は、標準画像フォーマットが選択された際に設定する測距領域数に比べ、ワイド画像フォーマットが選択された際に、画像信号に配置するの数を増加させる。これにより、画像範囲が拡大された場合においても、被写体への合焦の確実性を向上させることができる。また、設定する測距領域の数が増加した場合、測距領域１つあたりの面積が縮小される。これにより、配置される測距領域の数に関わらず、合焦に必要な演算量の増加を抑制することができるため、合焦作業に係る時間を増加させることなく、快適に撮影することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置２１と同様であるため、図１を援用する。また、本実施の形態における撮像装置の撮影時の動作は、実施の形態１に係る撮像装置２１と同様であるため、図２を援用する。また、標準画像フォーマットＦ１での測距領域の配置も、実施の形態１と同様であるため、図３を援用する。

本実施の形態において、撮像装置は、画像フォーマットの変更に伴い、合焦領域を算出する際の測距領域の重み付けを変更することを特徴とする。

本実施の形態において、記憶部１７に格納される測距領域情報は、測距領域の配置に関する情報と、画像フォーマットに対応する測距領域の重み付けを示す情報とを含む。標準画像フォーマットに対応付けられている測距領域情報は、中央部に配置された測距領域の重み付けを最も高くすることを示す。一方、ワイド画像フォーマットに対応付けられている測距領域情報は、中央段の測距領域の重み付けを最も高くすることを示す。これは、例えば、図７に示す集合写真のようなワイド画像フォーマットが選択された場合、主被写体２０が中央段付近に位置することが想定されるためである。

ＡＦ制御部９は、受け取った測距領域情報が示す測距領域の重み付けと、各測距領域の合焦位置とに基づいて、合焦領域を選択する。

以上のように、本実施の形態によれば、ユーザによって選択された画像フォーマットに応じて、配置された測距領域の重み付けを変更することができる。これにより、画像フォーマットに応じて、被写体が位置する可能性が高い領域に配置される測距領域の重み付けを高く設定することにより、被写体への合焦の確実性を向上させることができる。

なお、実施の形態１〜３において、ワイド画像フォーマットは、アスペクト比が１６：９であるものとして説明したが、アスペクト比は、１６：９に限定されるものではない。

また、実施の形態１〜３において、測距領域の数は、標準画像フォーマットで９箇所、ワイド画像フォーマットで９箇所または１５箇所であるものとして説明したが、これらの数に限定されるものではない。さらに、測距領域の配列を標準画像フォーマットで縦３×横３、ワイド画像フォーマットで縦３×横３または縦３×横５であるものとしたが、これ以外の配列であってもよい。

図７は、ワイド画像フォーマットの画像に配置される測距領域の他の一例を示す。画面枠がワイド画像フォーマットに変更された場合、図７に示すように、横一列に並べられた複数の測距領域が、上下方向に３段に配置されている。上段および下段には、測距領域は、それぞれ３つずつ配置されているが、中段には、７つの測距領域が配置されている。

図７に示すような測距領域の配置は、例えば、集合写真などのように、主被写体２０が横一列に並んで撮影する場合を想定したものである。上下方向の中段の測距領域を増加させた配置とすることで、横一列に並んだ主被写体２０を撮影する場合のように、所定の領域に配置する測距領域の数を調整することによって、より確実に被写体に合焦することができる。

この例のように、被写体の配置によって、標準画像フォーマットとワイド画像フォーマットのそれぞれに対応する数種類の測距領域の配置パターンを用意しておき、ユーザが所望の配置パターンを選択することができるようにしてもよい。

また、実施の形態１〜３において、測距領域は、ＬＣＤ表示部に表示されないものとして説明した（図２のステップＳ１４）。ここで、ユーザが予め設定された測距領域を確認することができるように、測距領域をＬＣＤ表示部に表示することとしてもよい。例えば、測距領域を半透明の白枠で囲んで表示し、合焦作業後に選択された合焦領域を色枠で囲んで表示してもよい。

さらに、実施の形態１〜３において、撮像素子及びＬＣＤ表示部のアスペクト比がワイド画像フォーマットのアスペクト比と同等であるものとして説明したが、撮像素子及びＬＣＤ表示部のアスペクト比は、これに限定されるものではない。撮像素子及びＬＣＤ表示部は、標準画像フォーマットと同等のアスペクト比を有していてもよく、また、縦長のアスペクト比を有するものであってもよい。例えば、撮像素子及びＬＣＤ表示部が標準画像フォーマットと同等の形状を有している場合、ワイド画像フォーマットが選択された際に、上下領域を不使用領域として、ワイド画像フォーマットに対応する画像の取りこみ、表示に対応してもよい。

また、実施の形態１〜３において、撮像装置は、ユーザによりレリーズスイッチが操作されて静止画を取得するデジタルスチルカメラである場合を例に説明したが、撮像スイッチが操作されている間、所定のタイミングで画像が取得され続けるデジタルビデオカメラとしても適用可能である。また、各実施の形態に係る撮像装置は、監視カメラ、車載カメラ、ウェブカメラに適用してもよい。この場合、ユーザがレリーズスイッチを操作することが困難な場合があり得るが、レリーズスイッチを所定のタイミングで自動的に操作したり、遠隔操作したりすることによって、撮像のタイミングを制御してもよい。

また、各実施の形態に係る撮像装置は、撮像装置の動作を司るシステムコントローラとして、撮像素子駆動制御部、マイクロコンピュータ、ＡＦ制御部、操作パネル制御部、表示制御部、および記録制御部を個別に備えるものとして説明した。ここで、各実施の形態に係る撮像装置を、システムコントローラを、パーソナルコンピュータや、携帯電話端末の制御ＣＰＵに代用させてなる撮像システムに適用することも可能である。その他、各構成要素同士は、任意の組み合わせが可能であり、例えば、撮影光学系および撮像素子とその他の構成とが物理的に分離されたシステム例、撮影光学系、撮像素子、画像処理部（アナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換部、およびデジタル信号処理部）と、その他の構成とが物理的に分離されたシステム例など様々な組み合わせを考えてよい。

本発明は、アスペクト比の異なる複数の画像に対応し、被写体に対して適正に合焦することのできる撮像装置および撮像システム等として有用である。

本発明の実施の形態１における、撮像装置の構成を示すブロック図 図１に示す撮像装置の撮影時における動作を示すフローチャート 標準画像フォーマットが選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例 図２の測距領域設定処理（ステップＳ１４）における撮像装置の動作を示すフローチャート ワイド画像フォーマットが選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例 本発明の実施の形態２における、ワイド画像フォーマットが選択された場合に、ＬＣＤ表示部１２に表示される画像の一例 ワイド画像フォーマットの画像に配置される測距領域の他の一例

符号の説明

１ 撮影レンズ群
１ａ フォーカスレンズ
２ 撮像素子
３ 撮像素子駆動制御部
４ アナログ信号処理部
５ Ａ／Ｄ変換部
６ デジタル信号処理部
７ マイクロコンピュータ
８ フォーカスレンズ駆動部
９ ＡＦ制御部
１０ 画像フォーマット選択スイッチ
１１ 操作パネル制御部
１２ ＬＣＤ表示部
１３ 表示制御部
１４ バッファメモリ
１５ 記録メディア
１６ 記録制御部
１７ 記憶部
２０ 主被写体
Ｆ１ 標準画像フォーマットの画像
Ｆ２ ワイド画像フォーマットの画像
Ｆａ 測距領域
Ｆｄ 合焦領域

Claims (10)

1. 被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置であって、
   前記被写体の光学的な像を撮像して、前記電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子より得られる前記画像信号の画像範囲のアスペクト比に関する情報の入力を受け付け、受け付けた前記アスペクト比に関する情報に応じて前記画像範囲を設定する画像範囲設定手段と、
   前記画像範囲設定手段が受け付けた前記アスペクト比に関する情報に応じて、相異なる画像範囲を持つ前記画像信号に対して、それぞれ相異なるパターンを持つ複数の測距領域を設定する測距領域設定手段と、
   前記測距領域設定手段によって設定された前記複数の測距領域のそれぞれについて、合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
   前記合焦位置検出手段によって検出された複数の前記合焦位置に基づいて、少なくとも１つの測距領域を合焦すべき合焦領域として選択する合焦領域選択手段とを備える、撮像装置。
2. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の配置を変更して設定することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の間隔、数または大きさのうち少なくとも１つを変更して設定することを特徴とする、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の重み付けを変更して設定することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
5. さらに、前記画像信号に基づく画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
6. 被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装置から出力される画像信号を処理する処理装置とを備える撮像システムであって、
   前記撮像装置は、
   前記被写体の光学的な像を撮像して、前記電気的な画像信号に変換する撮像素子を含み、
   前記処理装置は、
   前記撮像素子より得られる前記画像信号の画像範囲のアスペクト比に関する情報の入力を受け付け、受け付けた前記アスペクト比に関する情報に応じて前記画像範囲を設定する画像範囲設定手段と、
   前記画像範囲設定手段が受け付けた前記アスペクト比に関する情報に応じて、相異なる画像範囲を持つ前記画像信号に対して、それぞれ相異なるパターンを持つ複数の測距領域を設定する測距領域設定手段と、
   前記測距領域設定手段によって設定された前記複数の測距領域のそれぞれについて、合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
   前記合焦位置検出手段によって検出された複数の前記合焦位置に基づいて、少なくとも１つの測距領域を合焦すべき合焦領域として選択する合焦領域選択手段とを含む、撮像システム。
7. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の配置を変更して設定することを特徴とする、請求項６に記載の撮像システム。
8. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の間隔、数または大きさのうち少なくとも１つを変更して設定することを特徴とする、請求項７に記載の撮像システム。
9. 前記測距領域設定手段は、相異なる前記画像範囲を持つ前記画像信号に対して、前記複数の測距領域の重み付けを変更して設定することを特徴とする、請求項６に記載の撮像システム。
10. さらに、前記画像信号に基づく画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする、請求項６に記載の撮像システム。
    
    

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