JP2007096753A

JP2007096753A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2007096753A
Application number: JP2005283485A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Senba; 威彦仙波
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: JP4528235B2; US20070071432A1; US7590340B2

Abstract

【課題】ＬＣＤファインダ式等のモニタを備えるデジタルカメラを用いてのマニュアルフォーカスを行う場合、ピントの変化をわかりやすく表示し、ピント合わせを容易に行うことができるようにする。
【解決手段】合焦度合いにより画像内の領域を分割して、合焦の度合いに従って非合焦点領域２１は画像のボケを誇張し、一方、合焦領域２０はシャープネスを強調処理した上でモニタに表示させ、光学ファインダ並みの遠近感を表現する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＣＤの画像の遠近感を誇張してフォーカス性能を向上したデジタルカメラに関するものである。

近年、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像手段によって撮像された画像データをデジタルデータに変換して、メモリに記憶させるデジタルカメラが一般に普及している。また、メモリの高集積化による記憶容量の増加や、動画圧縮技術の向上等によって動画撮影が可能となり、静止画撮影と動画撮影の両方を実行可能なデジタルカメラが市販されている。

デジタルカメラで撮影を行う時には、内蔵された光学ファインダの他にも、ＬＣＤパネルを電子ビューファインダとして利用することが可能である。ＬＣＤパネル上には、ＣＣＤイメージセンサ上に結ばれた被写体像が連続的に表示される。また、デジタルカメラでは、撮影時のピント調節のために、赤外線を用いたアクティブ方式のオートフォーカス機能を備えているものが多く、中には、手動でのピント調節が可能なマニュアルフォーカス機能を備えた一眼レフタイプのものなどがある。

マニュアルフォーカス機能を使用して撮影を行う場合、撮影者はＬＣＤパネルか、光学ファインダを利用してピントの合う位置を目視で探っていくことになる。ところが、ＬＣＤパネルは、その画素数がイメージセンサに比べて極端に少ないため、表示される画像が粗く、良好なピント調節を行うのが非常に難しい。また、ＬＣＤパネルを用いると、連続的に表示される被写体像のコマ落ちによって、表示されるファインダ像の質がさらに落ちることになる。

これに対し、特許文献１では、デジタルカメラにおいてマニュアルでフォーカスの調整を行う際に、画像から検出されるエッジの幅を用いてフォーカスエイドを行う方法が提案されており、ＬＣＤパネル上に表示されたエッジの評価結果のバーグラフを元にユーザーがフォーカスの程度を判定するというものである。

特許文献２では、デジタルカメラにおいて、絞りを光軸と垂直に移動させ、画像のズレによってピント状態を表示してフォーカス調節が行えるようにするための方法が提案されており、被写体光路上で左右にシフト移動が可能な開口絞りを設けることで開口絞りが右シフトした時の画像と左シフトした時の画像とからスプリットイメージを作成し、これをモニタ表示するというものである。

特許文献３では、デジタルカメラにおいて、オートフォーカス機能に対応しない撮影レンズが装着された場合であっても、ユーザーが手動で正確に撮影レンズの焦点調節を行うための方法が提案されており、ＡＦセンサを用いてマニュアルフォーカスレンズの合焦位置を検出した結果と、同じレンズ位置において、撮像素子に結像した被写体像のコントラスト変化に基づいて検出した合焦位置とに基づいて、内蔵するメインＣＰＵは、フォーカスエイド表示の際に焦点ズレ量を補正する補正データを算出し、この算出した補正データに基づいてフォーカスエイド表示を行うというものである。

特許文献４では、画像のローパスフィルタ処理を省くことでモニタ画像による焦点合わせを容易にしている。
特開２００２―２０９１３５特開２００４―０４０７４０特開２００５―００２０５５特開２００２―３３３５６９

しかしながら、前述した方法は複雑なものもあり、また、本質的にはＬＣＤファインダ式等のモニタを備えるデジタルカメラを用いてのマニュアルフォーカスではピントの変化が見づらいためにピント合わせが困難であったり、また、モニタでは焦点が合っているように見えても撮影後の画像確認で合焦してないことが判るという致命的な問題が解決できない。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたもので、合焦度合いにより画像内の領域を分割して、合焦の度合いに従って非合焦点領域は画像のボケを誇張し、一方、合焦領域はシャープネスを強調処理した上でモニタに表示させる。

また、撮像した画像に対して全領域で同一の画像処理を行いモニタ表示する第一のモードと前記合焦の度合いにより分割した領域単位で異なる処理を行いモニタ表示する第二のモードを切り替える手段を備える。

また、撮像した画像に対して全領域で同一の画像処理を行いモニタ表示する第一のモードと前記合焦の度合いにより分割した領域単位で異なる処理を行いモニタ表示する第二のモードを有し、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り替え設定でマニュアルフォーカスを選択した場合に自動的に前記第二のモードへ移行する機能を備える。

また、レンズ内に撮像素子を持つ着脱式レンズを備えるカメラシステムにおいて、レンズの種類ごとに前記画像処理の誇張処理の度合いを変える機能を備える。

また、デジタルカメラのモニタの特性に応じて前記画像処理の誇張処理の度合いを調整可能とするのも良い。

遠近感が誇張され一眼レフ並みの遠近感をモニタで表現することにより、ユーザーはモニタでピントの変化を認識しやすくなるので、正確な合焦位置の調整が容易となる。これにより、ユーザーはデジタルカメラで美しい写真をとることを楽しむことができる。

また、全領域で同一の画像処理を行いモニタ表示する前記第一のモードと合焦の度合いにより分割した領域単位で異なる処理を行いモニタ表示する前記第二のモードを切り替えることで、ユーザーの好みに応じたモニタ表示の調整を可能とし、デジタルカメラの付加価値を高めることができる。

また、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り替え設定でマニュアルフォーカスを選択した場合に自動的に前記第二のモードへ移行する機能を備えることで、ユーザーの操作の手間を省き、利便性が向上する。

また、レンズ内に撮像素子を持つ着脱式レンズを備えるカメラシステムにおいて、レンズの種類ごとに前記画像処理の誇張処理の度合いを変える機能を備えることで、ユーザーは選択したレンズの種類によらずデジタルカメラで美しい写真をとることを楽しむことができる。

また、デジタルカメラのモニタの特性に応じて前記画像処理の誇張処理の度合いを調整可能とすることで、選択したモニタの種類に拠らず美しい写真をとるデジタルカメラの提供が可能となる。

図面を参照して本発明の実施の形態を以下に説明する。図１は、本発明を実施したデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。同図において、撮像レンズ１とメカニカルシャッター２の後方にＣＣＤ撮像素子３が配設されている。被写体からの光をＣＣＤ撮像素子３上に結像させるための撮像レンズ１は、中央制御回路８からの制御信号により駆動されるレンズ駆動回路７の制御により合焦位置に移動するようになっている。また、メカニカルシャッター２のシャッタータイミングとシャッター速度は、ユーザーのレリーズ操作のタイミングに従って中央制御回路８からの制御信号により設定される。

ＣＣＤ撮像素子３は、その画素上に結像された被写体の光学像を電気的信号に変換する、いわゆる光電変換を行うものである。駆動回路４は転送パルスを生成して、ＣＣＤ撮像素子３に供給する回路であり、ＣＣＤ撮像素子３は、駆動回路４によって生成された転送パルスに基づいて、撮像信号を出力する。

ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路５は、ノイズを低減するための回路であり、駆動回路４から出力された駆動パルスに基づいて駆動される。ＣＣＤ撮像素子３にはＣＤＳ５が接続され、ＣＤＳ５の出力端子には、アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路６が接続される。このＡ／Ｄ変換回路６を介して得られたＣＣＤ撮像素子３の画素毎の画像データは、信号処理部１６で補正などの処理を施した上で合焦領域判定部１７に伝送される。

合焦領域判定部１７は、画像を一様な細かいブロックで分け、それぞれのブロック単位でＡＦ評価値を判定して、前記ＡＦ評価値を元に合焦領域と非合焦領域に分割する。ここで、ＡＦ評価値はフォーカスレンズ位置によって変化し、対象となる画像内の所定領域の輝度値の高周波成分の積算から計算される画像の鮮明度である。
図２に２つの領域に分割した画像の例を、図３に前記２つのＡＦ評価値の例を示す。図２は、中央位置に写っている人物に焦点を合わせた場合であり、山を含む背景には焦点が合っていない状態となっている。この時のＡＦ評価値は図３に示すように現在のフォーカスレンズの位置Ｐ１で人物の写っているブロック範囲のＡＦ評価値はピークの６となっているが、その他の背景のブロック範囲では現在とは異なるフォーカスレンズの位置Ｐ２が焦点位置となるため焦点が合っておらずＡＦ評価値は１となっている。このＡＦ評価値の判定により、図２に示す通り、人物の写っているブロックの範囲が合焦領域２０となり、山を含む背景全てが非合焦領域２１に分割される。

合焦領域判定部１７で分割された２つの領域はそれぞれ異なる処理を施されて遠近感が誇張された状態でＬＣＤ１２に表示される。
例えば、前記合焦領域２０はエッジ強調処理部１４によりシャープネスの強調処理を施され、一方で前記非合焦領域２１はローパスフィルタ処理部１５によりボケの誇張処理を施し、後段のモニタ画像合成処理部１３において再び一つの画像データに合成されて、ＬＣＤ駆動回路１１を介してＬＣＤ１２に画像を表示する。
なお、ＡＦ評価値が画像全体で同一であり、領域分割が不可能な場合は全画像に一様な画像処理を施してＬＣＤに出力する。

前記領域単位に施す処理について、図４に示すように処理を実行する遠近感誇張表示モードと前記処理を行わないノーマル表示モードを切り替えるモード選択スイッチ９をデジタルカメラ１８に設け、ユーザーの好みに合わせて切り替えられるようにしてもよい。この場合の中央制御回路８の処理のフローを図５に例示する。
デジタルカメラは、撮影時においてＡＦ（オートフォーカス）のサーチ処理を完了すると、自動的に合焦位置へレンズを駆動する。ここで、モード選択スイッチ９がノーマル表示モードになっている場合は画像全体に一様な処理を施してＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。一方、モード選択スイッチ９が遠近感誇張表示モードになっている場合、捕らえた画像を複数のブロックに分割して、それぞれの評価値を取得して、その評価値を元に領域を分割する。評価値が全画像に渡って同一であり分割されなかった場合は、ノーマル表示モードと同様に画像全体に一様な処理を施してＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。また、複数の領域に分割できた場合は領域単位で評価値レベルに応じて異なる画像処理を施した上でＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。

また、ＡＦ（オートフォーカス）とＭＦ（マニュアルフォーカス）が切り替えられるＡＦ／ＭＦ切選択スイッチ１０が設けられているデジタルカメラの場合は、ＭＦが選択された時のみ自動的に前記領域単位に施す処理を実行するようにしてユーザーの利便性を向上させてもよい。この場合の中央制御回路８の処理のフローを図６に例示する。
デジタルカメラは、撮影時においてＡＦ／ＭＦ切選択スイッチ１０がＡＦモードに設定されている場合、ＡＦのサーチ処理を完了して自動的に合焦位置へレンズを駆動し、画像全体に一様な処理を施してＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。一方、ＡＦ／ＭＦ切選択スイッチ１０がＭＦモードに設定されている場合、ユーザーが手動でレンズを焦点位置に合わせ、画像を複数のブロックに分割し、それぞれの評価値を取得して、その評価値を元に領域を分割する。評価値が全画像に渡って同一であり分割されなかった場合は、ＡＦモードと同様に画像全体に一様な処理を施してＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。また、複数の領域に分割できた場合は領域単位で評価値レベルに応じて異なる画像処理を施した上でＬＣＤに画像を表示して処理を終了する。

図７に示すようなレンズ内に撮像素子を持ち、デジタルカメラ本体３１から着脱可能なレンズユニット３２を備えるカメラシステム３０において、上記の表１に示すように、レンズユニット３２の種類ごとに、前記画像処理の誇張処理の度合い及びＡＦ評価値のレベル分割数を変えることも有効である。
その他の同様の実施形態として、レンズのＦ値に従って、明るいレンズは被写界深度の浅さから遠近感が表現しやすいが、一方で暗いレンズは遠近感が判別しにくいので誇張度合いを大きくすることも有効である。また、接写可能なマクロ機能を持ったレンズでは、ＡＦ評価値のレベル分割数を多くして、同時に誇張度合いを大きくすることも有効である。

さらに、ＬＣＤの特性によっても合焦状態の誇張表現を調整することも有効である。
例えば上記の表２に示すように、ＬＣＤの解像度によりＡＦ評価値のレベル分割数を変えることで、適度な遠近感を表現することができる。表２とは逆に、解像度の低いＬＣＤで遠近感をはっきりさせるために誇張度合いを大きくすることも有効である。

同様に、例えば上記の表３に示すように、ＬＣＤの画素数によりＡＦ評価値のレベル分割数を変えることで、適度な遠近感を表現することができる。表３とは逆に、画素数の低いＬＣＤで遠近感をはっきりさせるために誇張度合いを大きくすることも有効である。
前記ＡＦ評価値レベルの分割数及び前記誇張度合いをユーザーが設定できるようにカメラシステムを構成することで、ユーザーの好みに合わせた遠近感を提供できるようになる。

なお、本発明の実施例においてはデジタルカメラのモニタとしてＬＣＤを例示したが、例えば有機ＥＬなどにも適用可能である。

本発明のカメラシステムの構成図である。画像のＡＦ評価値による領域分割例である。フォーカスレンズ位置によるＡＦ評価値の特性例である。モード選択スイッチを備えたデジタルカメラの外観図である。モード選択スイッチを備えたデジタルカメラのＬＣＤ表示処理のフローである。ＡＦモードとＭＦモードを切り替え可能なデジタルカメラのＬＣＤ表示処理のフローである。着脱式レンズを備えるカメラシステムの外観図である。

符号の説明

１撮像レンズ
２メカニカルシャッター
３ＣＣＤ撮像素子
８中央制御回路
１８デジタルカメラ
２０合焦領域
２１非合焦領域
２２合焦領域評価値
２１非合焦領域評価値
３０カメラシステム
３１デジタルカメラ本体
３２レンズユニット

Claims

固体撮像素子に結像した画像をモニタ表示する手段と、画像を複数のブロックに分割してブロック単位で合焦度合いを判別する手段と、前記合焦度合いにより画像内の領域を分割する手段と、前記領域単位で画像を演算処理する手段とを有するカメラにおいて、合焦の度合いの異なる領域でそれぞれ独立に異なる画像処理を行いモニタ表示することを特徴とするデジタルカメラ。
前記画像処理として、非合焦領域に対してはボケの強調処理を行うことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
前記ボケを強調する手段として、ローパスフィルタ処理機能を備える請求項２記載のデジタルカメラ。
前記画像処理として、合焦領域に対してはシャープネスの強調処理を行うことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
前記シャープネスを強調する手段として、エッジ強調処理機能を備える請求項４記載のデジタルカメラ。
撮像した画像に対して全領域で同一の画像処理を行いモニタ表示する第一のモードと前記合焦の度合いにより分割した領域単位で異なる処理を行いモニタ表示する第二のモードを切り替える手段を備える請求項１ないし５いずれか記載のデジタルカメラ。
撮像した画像に対して全領域で同一の画像処理を行いモニタ表示する第一のモードと前記合焦の度合いにより分割した領域単位で異なる処理を行いモニタ表示する第二のモードを有し、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り替え設定でマニュアルフォーカスを選択した場合に自動的に前記第二のモードへ移行する機能を備える請求項１ないし５いずれか記載のデジタルカメラ。
レンズ内に撮像素子を持つ着脱式レンズを備えるカメラシステムにおいて、レンズの種類ごとに前記画像処理の誇張処理の度合いを変えることを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載のデジタルカメラ。
デジタルカメラのモニタの特性に応じて前記画像処理の誇張処理の度合いを調整可能であることを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載のデジタルカメラ。