JP2006308813A - フォーカスブラケット機能付き撮像装置 - Google Patents

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都彦 吉田
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Abstract

【課題】 フィルムやメモリの使用量を自動で抑えるとともに、撮影状況に適したフォーカスブラケット撮影を行うことが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮影画面内に設けられた複数の測距センサ17−1〜17−nによりそれぞれ測定された被写体までの距離データを基に、レンズ11を自動的に移動させて生成したそれぞれの合焦画像を連続撮影するフォーカスブラケット機能付き撮像装置1において、撮影シーンごとに予め設定された撮影モード入力する操作部18と、入力された撮影モードを基に連続撮影に用いる複数の測距センサ17−1〜17−nの数設定するフォーカスポイント選択制御部(20a)とを備え、撮影モードに応じて撮影枚数を変動させることができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、焦点位置が異なる複数の合焦画像を連続撮影するフォーカスブラケット機能を備えた撮像装置に関する。
近年、普及しているカメラ(ビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩スチルカメラ等)の多くは、撮影時に自動的に焦点を合わせるオートフォーカス機能を有している。このオートフォーカス機能を用いることにより、被写体にピントが合った画像を容易に撮影することができる。
しかし、オートフォーカス機能による合焦点は1ヶ所のみであり、撮影した被写体が前後に散在している場合などは所望の被写体にピントが合わないことがある。
そこで、焦点位置を変えながら一連の複数画像を連続撮影するフォーカスブラケット撮影機能を用いて撮影した後、撮影された画像群から所望の被写体に焦点が合った画像を選ぶ手法がある。このフォーカスブラケット撮影機能を備えたカメラについては、特許文献1および特許文献2に記載されている。
特許文献1に記載の技術では、撮像装置の画面上に複数の測距センサが設けられ、この測距センサの設置位置である複数のフォーカスポイントにおいてそれぞれ測定された被写体までの距離を基にオートフォーカス処理が行われ、フォーカスブラケット撮影が行われる。
また、特許文献2に記載の技術では、合焦位置から所望の距離間隔および所望の数のフォーカスポイントが予め設定されることにより、この設定されたフォーカスポイントにおける合焦画像のフォーカスブラケット撮影が行われる。
特開平7−318785号公報 特開平7−131698号公報
しかし、特許文献1に記載の技術は、撮像装置が有する全てのフォーカスポイントにおける合焦画像が撮影されるため、フォーカスポイントが数十、または数百個設けられている撮像装置では、一連のフォーカスブラケット撮影が終了までには数秒間の時間を要する。
例えば、図12の撮影画面G上に+で示すようにフォーカスポイントが縦5列、横7列配列されている撮像装置について説明する。この撮像装置において毎秒5枚の撮影が可能である場合、全てのフォーカスポイントにおける合焦画像を撮影すると撮影枚数は35枚であり、撮影時間には7秒要する。
この装置でスポーツシーンなど動きが激しい被写体のフォーカスブラケット撮影を行うと、全ての撮影が終了するまでに被写体が移動して構図からずれたり捉えられなくなったりし、所望の画像が得られないことがあるという問題があった。
また、全てのフォーカスポイントで撮影を行うと、フォーカスポイント数の増加に伴いフィルムやメモリの使用量も増大してしまうという問題もあった。
また、特許文献2に記載の技術は、フォーカスブラケット撮影を行うフォーカスポイント数を設定することができるが、この設定を手動で行わなければならないという問題があった。
またこれら従来の技術では、複数のフォーカスポイントにおける合焦画像の撮影は、被写体が近距離のフォーカスポイントから、または遠距離のフォーカスポイントから順に行なわれるため、予め設定されたオートフォーカス処理により合焦した第一のフォーカスポイントとは無関係に撮影順序が設定されていた。
例えば、5個のフォーカスポイントを用いてフォーカスブラケット撮影を行う場合について図13を参照して説明する。図13は、それぞれのフォーカスポイントにおいて合焦したときの結像位置を示す説明図である。結像位置Aはオートフォーカス処理により合焦したフォーカスポイントにおける結像位置であり、結像位置nk、nk+1、nk+2、nk+3は他の4個のフォーカスポイントにおける結像位置である。
従来のフォーカスブラケット撮影では、まず結像位置Aにおける撮影が行われた後、被写体が近距離のフォーカスポイントから撮影される場合は、結像位置nk、nk+1、nk+2、nk+3の順に撮影され、被写体が遠距離のフォーカスポイントから撮影される場合は、結像位置nk+3、nk+2、nk+1、nkの順に撮影される。
しかし、これらの撮影順序では被写体の動きが激しい場合、所望の画像を得ることがさらに難しくなるという問題があった。
例えば、サッカーのシュートの瞬間を捉えたい場合、第一のフォーカスポイントはターゲットであるシューターである。図13において第一のフォーカスポイントであるシューターに合焦した画像の結像位置をAとすると、所望の画像を得るためには、結像位置Aに近いnk+1、nk+2から撮影することが望ましい。
しかし、従来の技術では、nkから、またはnk+3から撮影されてしまうため、シューターからは焦点がずれて所望の画像を得られないことがあった。
また、観光地において記念撮影を行うときを例にとると、被写体の構図は画面の上下方向の中央に人物を置き、後景に観光地のシンボルを置くことが多い。この場合、第一のフォーカスポイントは中央の人物である。この人物に合焦した画像の結像位置をAとすると、所望の画像を得るためにはシンボルがある後景側に徐々にピントをずらしたnk+2、nk+3の順に撮影し、ついでnk+1、nkの順に撮影することが望ましい。なぜなら、フォーカスブラケット撮影は通常の1コマ撮影よりも撮影回数がn回多い分、撮影時間も多く要し、時間が経過するに従い人の瞬きなどにより所望の画像が得にくくなるため、人物およびシンボルに合焦した画像から先に撮影することが好ましいためである。
しかし、従来の技術では、nkから、またはnk+3から撮影されてしまうため、やはり所望の画像を得られないことがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、フィルムやメモリの使用量を自動的に抑えるとともに、撮影状況に適したフォーカスブラケット撮影を行うことが可能なフォーカスブラケット機能付き撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の請求項1に記載のフォーカスブラケット機能付き撮像装置は、撮影画面を構成する複数の撮像領域に応じた測距センサが備えられており、それぞれの測距センサにより測定された被写体までの距離データを基に、フォーカスレンズを移動させてそれぞれの測距センサが合焦した画像を連続撮影するものであり、撮影シーンごとに予め設定された撮影モードを入力する撮影モード入力部と、入力された撮影モードを基に、連続撮影に用いる複数の測距センサの数を設定する制御部とを備えることを特徴とする。
また、請求項2は請求項1に記載の撮像装置であって、制御部は、入力された撮影モードを基に連続撮影に用いる複数の測距センサの位置を設定することを特徴とする。
本発明の請求項1のフォーカスブラケット機能付き撮像装置によれば、撮影シーンに応じて使用者により切り替えられる撮影モードに適したフォーカスポイント数を自動で設定することができ、この設定でフォーカスブラケット撮影を行うことができる。
また、本発明の請求項2のフォーカスブラケット機能付き撮像装置によれば、撮影シーンに応じて使用者により切り替えられる撮影モードに適したフォーカスポイント位置を自動で設定することができ、この設定でフォーカスブラケット撮影を行うことができる。
〈第一実施形態〉
本発明のフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の第一実施形態を、図1〜図5を用いて説明する。図1は、本実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の構成を示すブロック図である。
フォーカスブラケット機能付き撮像装置1に備えられているレンズ11は、撮像光を入射し、レンズ駆動部12によって位置が駆動される。
シャッタ13は、シャッタ駆動部14によって駆動されることにより開閉し、レンズ11から入射した撮像光の受光を制御する。
撮像素子15は、受光した撮像光を画像信号に光電変換し、タイミングジェネレータ16により生成されるクロック信号に基づいてこの画像信号を読み出す。
オートフォーカスセンサ部17(以下、「AFセンサ部」と称する)は、オートフォーカス処理を行うために被写体までの距離を測定する複数の測距センサ17−1〜17−nを有する。
操作部18は、使用者により選択される撮影方法(1コマ撮影またはフォーカスブラケット撮影)、および、撮影シーンに応じて使用者により選択される撮影モードを入力する。
シャッタスイッチ19は、使用者による半押しまたは全押しの操作を入力する。
CPU20は、フォーカスポイント選択制御部20aとフォーカスデータ記憶部20bとを有する。
フォーカスポイント選択制御部20aは、操作部18から撮影方法のデータを取得し、撮影方法がフォーカスブラケット撮影の場合には、さらに撮影モードのデータを取得する。そして、この撮影モードを基に、フォーカスブラケット撮影に用いる測距センサ17−1〜17−nの数を求める。求められた測距センサの数は、測距センサが設けられている撮影画面上の位置であるフォーカスポイントの数mとして算出する。
フォーカスデータ記憶部20bは、シャッタスイッチ19が半押しされたときに、フォーカスポイント選択制御部20aで算出された数であるm個のフォーカスポイントを選定する。
そして、選定した複数のフォーカスポイントで測定された被写体までの距離から、レンズ11の位置を駆動するためのオートフォーカスデータをそれぞれ作成して記憶する。
さらに、フォーカスデータ記憶部20bは、シャッタスイッチ19が全押しされたときにシャッタ13を開くようにシャッタ駆動部14を制御するとともに、作成したオートフォーカスデータをレンズ駆動部12に送信する。
信号処理部21は、撮像素子15で読み出された画像信号にノイズ低減などのレベル調整を行うとともに、記録画像フォーマットに変換処理を行う。
記録部22は、信号処理が行われた画像信号を記録する。
コントラスト検出AF部23は、周知の技術であるコントラスト検出によるオートフォーカス処理を行う。
次に、本実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置1においてフォーカスブラケット撮影を行う場合の動作を図2のフローチャートを参照して説明する。
まず、使用者により操作部18が操作され、撮影方法および撮影モードが選択される。本実施形態における撮影モードとして、風景、夜景、トワイライト、スナップ、子供、スポーツ、花(マクロ)、ポートレート等が選択できるものとする。本実施形態においては、撮影モードで風景モードが選択された場合について説明する。
撮影方法でフォーカスブラケット撮影が選択されたときは(S1の「Yes」)、選択された撮影モードを基に、フォーカスブラケット撮影に用いるフォーカスポイント数mがフォーカスポイント選択制御部20aで算出される(S2)。撮影モードごとのフォーカスポイント数の算出には、ピントを合わせたい被写体が点在すると考えられる個所までの奥行き、微細なピント精度が必要性、および、撮影にかけられる時間などの算出要素から求められる。
図3は、撮影モードごとのこの被写体の奥行きの度合いを示す説明図である。例えば、風景は手前から後方まで広い範囲にピントを合わせたい被写体が混在するので奥行きは大きく、ポートレートでは顔もしくは目、まつげのようにピントを合わせたい被写体の個所が限定できるので、奥行きは小さい。
また図4は、撮影モードごとの被写体までの奥行き、微細なピント精度の必要性、および撮影にかけられる時間から算出されるフォーカスポイント数mの一例を示す表である。本実施形態においては風景モードが選択されているので、フォーカスポイント数はm=5である。
また図5は、撮影モードと、フォーカスポイント算出要素と、算出されるフォーカスポイント数との関係を示す図である。図4および図5に示すように、例えば、被写体までの奥行きが大きく、微細なピント精度が必要な被写体を撮影する場合は、フォーカスポイント数mは多く設定される。また、撮影に時間をかけられない被写体を撮影する場合は、フォーカスポイント数mは少なく設定される。
次に、上記の処理によりフォーカスポイント数が算出された状態で使用者によりシャッタスイッチ19が半押しされる(S3)と、AFセンサ部17の各測距センサ17−1〜17−nで測定された被写体までの距離である測距データがフォーカスデータ記憶部20bで読み込まれる(S4)。
次に、フォーカスデータ記憶部20bでは、読み込まれた測距データを基にm=5個のフォーカスポイントが選定される(S5)。選定方法には、測距データの値が小さいフォーカスポイントから順に選択される方法や、逆に測距データの値が大きいフォーカスポイントから順に選択される方法などがある。そして、選定されたm=5個のフォーカスポイントの測距データから、画像を合焦させるためのフォーカスデータがそれぞれ生成され記憶される(S6)。
上記のように、選択されたフォーカスポイントごとにフォーカスデータが生成された状態で使用者によりシャッタが全押しされると(S7)、シャッタ駆動部14によりシャッタが開かれるとともに、フォーカスデータ記憶部20bからレンズ駆動部12に処理対象フォーカスデータであるk=1番目のフォーカスデータが送信される(1≦k≦m)(S8)。そして、以下の撮影レリーズ処理が行われる(S9)。
まず、レンズ駆動部12ではフォーカスデータが受信されるとこのフォーカスデータを基にレンズが駆動され、撮像光が入射される。入射された撮像光はシャッタ13を経由し、撮像素子15で画像信号に光電変換される。
撮像素子15では、タイミングジェネレータ16から送信されるクロック信号に基づいて光電変換された画像信号が読み出される。撮像素子15で読み出された画像信号は、信号処理部21でノイズ低減などのレベル調整が行われるとともに、記録画像フォーマットに変換処理され、記録部22に記録される。
以上の撮影レリーズ処理が処理対象フォーカスデータk=5となるまで繰り返されることにより(S10、S11)、フォーカスブラケット撮影が行われる。
以上の第一実施形態によれば、使用者により入力される撮影モードに適したフォーカスポイント数でフォーカスブラケット撮影が行われるため、メモリの使用量を抑えて効率良く所望の被写体に合焦した画像を撮影することができる。
なお、操作部18における撮影方法でフォーカスブラケット撮影ではなく1コマ撮影が選択されているときは、信号処理部21において記録画像フォーマットに変換処理が行われた画像信号がコントラスト検出AF部23に送出され、周知のコントラスト検出によるオートフォーカス処理が行われる。
〈第二実施形態〉
本発明のフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の第二実施形態を、図6〜図10を用いて説明する。
本実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の構成は第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
第一実施形態と異なる点は、CPU20のフォーカスポイント選択制御部20aにおいて、フォーカスブラケット撮影に用いるフォーカスポイント数mに加えて、フォーカスポイントの位置も算出することである。このフォーカスポイントの位置は、ピントを合わせたい被写体が点在すると考えられる個所の画面上での範囲から求められる。
図6は、撮影モードごとの被写体が点在すると考えられる画面上での範囲の一例を示す表である。図6に示すように、例えば、風景は画面全体の広い範囲に被写体が混在すると考えられるため範囲は広いと判断され、ポートレートでは顔、もしくは目またはまつげのようにピントを合わせたい個所は限定されると考えられるため範囲は狭いと判断される。
この判断に基づいて、撮影モードで風景モードが選択された場合に算出されるフォーカスポイントの位置について図7および図8を用いて説明する。図7は、本実施形態において撮影画面Gに設けられたフォーカスポイントFP1〜FP35の位置を示す概念図である。
まず、予め設定されたオートフォーカス処理により合焦するフォーカスポイントが求められる。ここでは、オートフォーカス処理によりフォーカスポイントFP17に合焦したとする。
次に、このフォーカスポイントFP17を基にフォーカスブラケット撮影で用いられるフォーカスポイントの位置が算出される。ここで、用いられるフォーカスポイント数mは撮影モードが風景モードであるので第一実施形態に記載の処理によりm=5と算出され、被写体が点在すると考えられる画面上での範囲は広いと判断される。
この判断により、フォーカスブラケット撮影で用いられるフォーカスポイントの位置は、図8に示すように、フォーカスポイントFP17、およびこのフォーカスポイントFP17を中心として垂直方向、水平方向に2ポイントずれたフォーカスポイントFP3、FP15、FP19、FP31の5個であると算出される。そして、算出されたフォーカスポイントにおいてそれぞれ合焦された画像が撮影されることにより、フォーカスブラケット撮影が行われる。
ここで、算出されたフォーカスポイントの中で合焦された画像が得られない場合について図9を用いて説明する。例えば、フォーカスポイントFP19において、コントラストが無いなどの理由で合焦データが得られない場合は、さらにフォーカスポイントFP17から広い範囲の位置にあるフォーカスポイントFP20が図9に示すように算出され、フォーカスブラケット撮影が行われる。
次に、撮影モードでポートレートモードが選択された場合に算出されるフォーカスポイントの位置について図7および図10を用いて説明する。
ここでも、オートフォーカス処理により、図7に示すフォーカスポイントのうちフォーカスポイントFP17に合焦したとする。ポートレートモードにおいては、用いられるフォーカスポイント数は第一実施形態に記載の処理によりm=3と算出され、被写体が点在すると考えられる画面上での範囲は狭いと判断される。
この判断により、フォーカスブラケット撮影で用いられるフォーカスポイントの位置は、図10に示すように、フォーカスポイントFP17、およびこのフォーカスポイントFP17を中心として垂直方向に隣り合ったフォーカスポイントFP10、FP24の3個であると算出される。そして、算出されたフォーカスポイントにおいてそれぞれ合焦された画像が撮影されることにより、フォーカスブラケット撮影が行われる。
以上の第二実施形態によれば、使用者により入力される撮影モードに適したフォーカスポイント数およびフォーカスポイント位置でフォーカスブラケット撮影が行われるため、さらに高い精度で所望の被写体に合焦した画像を撮影することができる。
〈第三実施形態〉
本発明のフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の第三実施形態について説明する。
本実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置1の構成は第一実施形態および第二実施形態と同様であるため、説明を省略する。
第一実施形態および第二実施形態と異なる点は、CPU20のフォーカスポイント選択制御部20aにおいて、フォーカスブラケット撮影に用いるフォーカスポイント数mおよびフォーカスポイントの位置に加え、複数のフォーカスポイントにおける撮影順序も算出することである。
この複数のフォーカスポイントにおける撮影順序の算出方法には例えば以下の(1)〜(5)に挙げる方法がある。
(1) m個のフォーカスポイントにおける測距データを基に駆動されるレンズの位置により撮影順序を算出する。例えば、m個のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置のうち、オートフォーカス処理により合焦した第一のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置に近い位置から順に撮影する。
(2) 被写体や撮影モードによって撮影順序を算出する。例えば、被写体が人物および観光地のシンボルであるような記念撮影の場合、人物を画面中央に配置し、観光地のシンボルを後景に配置することが多い。この場合は、第一のフォーカスポイントである人物から後景側に徐々にフォーカスポイントをずらして撮影し、その後人物から前側を撮影する。
(3) レンズの焦点距離に応じて撮影順序を算出する。例えば、焦点距離が長いレンズでは物が鮮明に写る距離範囲である被写界深度が浅くなるので、合焦するレンズの位置が第一のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置に近いフォーカスポイントから撮影する。逆に、焦点距離が短いレンズでは被写界深度が深くなるので、合焦するレンズの位置が第一のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置から遠いフォーカスポイントから撮影する。
(4) レンズの絞り状態に応じて撮影順序を算出する。例えば、絞りを開いて撮影する場合には被写界深度が浅くなるので、合焦するレンズの位置が第一のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置に近いフォーカスポイントから撮影する。逆に、絞りを絞りこんで撮影する場合には被写界深度が深くなるので、合焦するレンズの位置が第一のフォーカスポイントにおいて駆動されるレンズの位置から遠いフォーカスポイントから撮影する。
(5) 撮影画面上のフォーカスポイントの位置に応じて撮影順序を算出する。例えば、第二実施形態に記載の方法で図11に示すように5個のフォーカスポイントA、nk、nk+1、nk+2、nk+3が選定されたとき、まず第一のフォーカスポイントであるA点の撮影が行われ、その後A点に近い順にnk+1、nk+2、nk、nk+3の順に撮影する。
これらの方法のうち撮影状況に適した方法で算出された撮影順序で合焦画像が撮影されることにより、フォーカスブラケット撮影が行われる。
以上の第三実施形態によれば、撮影状況に適した撮影順序で複数のフォーカスポイントに基づいたフォーカスブラケット撮影が行われるため、さらに高い精度で所望の被写体に合焦した画像を撮影することができる。
本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置において設定される撮影モードごとの被写体の奥行きの度合いを示す説明図である。 本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置において設定される撮影モードごとの被写体までの奥行き、微細なピント精度の必要性、および撮影にかけられる時間から算出されるフォーカスポイント数mの一例を示す表である。 本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置において設定される撮影モードと、フォーカスポイント算出要素と、算出されるフォーカスポイント数との関係を示す説明図である。 本発明の第二実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置において設定される撮影モードごとの被写体が点在すると考えられる画面上での範囲の一例を示す表である。 本発明の第二実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の撮影画面に設けられたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 本発明の第二実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の撮影画面上の選定されたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 本発明の第二実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の撮影画面上の選定されたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 本発明の第二実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の撮影画面上の選定されたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 本発明の第一実施形態におけるフォーカスブラケット機能付き撮像装置の撮影画面上の選定されたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 従来の撮像装置の撮影画面に設けられたフォーカスポイントの位置を示す概念図である。 従来の撮像装置の複数のフォーカスポイントにおいて合焦したときの結像位置を示す説明図である。
符号の説明
1…撮像装置
11…レンズ
12…レンズ駆動部
13…シャッタ
14…シャッタ駆動部
15…撮像素子
16…タイミングジェネレータ
17…オートフォーカスセンサ部
18…操作部
19…シャッタスイッチ
20…CPU
20a…フォーカスポイント選択制御部
20b…フォーカスデータ記憶部
21…信号処理部
22…記録部
23…コントラスト検出AF部

Claims (2)

  1. 撮影画面を構成する複数の撮像領域に応じた測距センサが備えられており、それぞれの測距センサにより測定された被写体までの距離データを基に、フォーカスレンズを移動させてそれぞれの測距センサが合焦した画像を連続撮影するフォーカスブラケット機能付き撮像装置において、
    撮影シーンごとに予め設定された撮影モードを入力する撮影モード入力部と、
    入力された撮影モードを基に、前記連続撮影に用いる複数の測距センサの数を設定する制御部と、
    を備えることを特徴とするフォーカスブラケット機能付き撮像装置。
  2. 前記制御部は、前記入力された撮影モードを基に、前記連続撮影に用いる複数の測距センサの位置を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載のフォーカスブラケット機能付き撮像装置。

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