JP2008067136A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示画像の電子ズームを行った場合でも、合焦の操作性を向上させた撮像装置及び撮像方法を提供する。
【解決手段】自動的に焦点を検出する自動焦点検出手段と、表示画面に画像を表示する画像表示手段と、表示画像の電子ズームを行う電子ズーム手段と、前記表示画面に焦点検出エリアを表示する焦点検出エリア表示手段と、操作入力に応じて前記表示画像に対する前記焦点検出エリアの位置を移動させる焦点検出エリア移動手段と、前記焦点検出エリアを移動させる操作部とを備えた撮像装置であって、前記焦点検出エリア移動手段が、一操作入力による前記焦点検出エリアの前記移動の量502を電子ズーム倍率に応じて変更できるようにする。
【選択図】図10

Description

本発明は、自動焦点検出(以下、「AF」という。)を行う撮像装置及び撮像方法に関する。
デジタルスチルカメラ等の電子撮像装置は、被写体に対して自動的に焦点を合わせるAF装置を搭載しているのが一般的である。そして、AF装置におけるAF制御方法としては、コントラスト検出方式が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
このコントラスト検出方式は、1フィールド(或いは、1フレーム)毎に得られる映像信号中の高周波成分又は近接画素の輝度差の積分値を求め、この輝度差の積分値を、合焦度合いを示すAF評価値とするものである。合焦状態にあるときは被写体のエッジ部分は明瞭であるためAF評価値は大きくなり、逆に、合焦状態でないときは被写体のエッジ部分が不明瞭であるためAF評価値は小さくなる。
AF動作の実行時においては、フォーカスレンズを光軸方向に移動させながらAF評価値を順次取得していき、AF評価値が最も大きくなったところ(以下、「ピーク位置」という。)を合焦点としてレンズを停止させる。一般的に、デジタルスチルカメラ等のスチル画像を撮像する装置では、ビデオカメラ等の動画を撮影する装置に比べ厳密な合焦が要求されるため、撮影動作のたびにAF動作を行うか、記録モードにおいて常に合焦動作を繰り返し行う。
しかし、背景にコントラストが強いものがある場合や、近接撮影で目的の被写体とその周辺の被写体との距離が近い場合には、背景側に焦点が合ってしまい所望の合焦ができない場合が生じるという問題があった。また、三脚に固定して撮影する場合、好みのアングルの中央に目的の被写体が存在しない場合は、いったん目的の被写体に合焦点をロックさせてから、改めて三脚を固定しなければならないという問題もあった。
この点に関して、液晶ディスプレイにAFをする範囲を表示し、これを操作入力で移動させることで上記問題を解決する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特公昭39−5265号 特開2003−121732号
しかし、近年のデジタルスチルカメラに搭載されている電子ズーム機能のように映像信号の一部を切り取り、その範囲でAF撮影をするだけでは、上記AFをするエリア(以下、「AFエリア」という。)を移動させたとしても必ずしも望む結果にはならないという問題がある。つまり、AFエリアは焦点検出の精度上ある一定のサイズ以下にはできず、高い倍率の電子ズーム時では、液晶ディスプレイに占めるAFエリアは大きくなってしまい、AFエリアを移動させたとしても合焦結果が変わらないとか、望んでいない合焦位置に合焦してしまうという問題が生じうる。さらに、上下左右移動ボタンの押下によりAFエリアを移動させようとしても、一回の操作によってAFエリアが移動する量は、電子ズーム倍率が高くなる程小さくなり合焦の操作性が低下する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表示画像の電子ズームを行った場合でも、合焦の操作性を向上させた撮像装置及び撮像方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、自動的に焦点を検出する自動焦点検出手段と、表示画面に画像を表示する画像表示手段と、前記表示画面における表示画像の拡大又は縮小を行う電子ズーム手段と、前記表示画面に焦点検出エリアを表示する焦点検出エリア表示手段と、操作入力に応じて前記表示画像に対する前記焦点検出エリアの位置を移動させる焦点検出エリア移動手段と、前記焦点検出エリアを移動させる操作部とを備えた撮像装置であって、前記焦点検出エリア移動手段が、一操作入力による前記焦点検出エリアの前記移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更する焦点検出エリア移動量変更手段を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記焦点検出エリア移動量変更手段が、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置を移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記焦点検出エリア移動量変更手段が、前記表示画面における表示画像の表示領域を移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記焦点検出エリア移動量変更手段が、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置と前記表示画面における表示画像の表示領域とを同時に移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置において、前記焦点検出エリア表示手段が、前記表示画面に対する前記焦点検出エリアの占有率を電子ズーム倍率に応じて変更する焦点検出エリア占有率変更手段を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項6に記載の発明は、自動的に焦点を検出する自動焦点検出手段と、表示画面に画像を表示する画像表示手段と、前記表示画面における表示画像の拡大又は縮小を行う電子ズーム手段と、前記表示画面に焦点検出エリアを表示する焦点検出エリア表示手段と、操作入力に応じて前記表示画像に対する前記焦点検出エリアの位置を移動させる焦点検出エリア移動手段と、前記焦点検出エリアを移動させる操作部とを備えた撮像装置における撮像方法であって、一操作入力による前記焦点検出エリアの前記移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の撮像方法において、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置を移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の撮像方法において、前記表示画面における表示画像の表示領域を移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項9に記載の発明は、請求項6に記載の撮像方法において、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置と、前記表示画面における表示画像の表示領域とを同時に移動させるとともに、一操作入力による該移動の量を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
また、請求項10に記載の発明は、請求項6から9のいずれか一項に記載の撮像方法において、前記表示画面に対する前記焦点検出エリアの占有率を電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とするものである。
本発明によれば、電子ズーム機能によって表示画像を拡大又は縮小させた場合、焦点検出エリアの一操作入力よる移動量を、その拡大又は縮小の割合に応じて変更できるので、合焦の操作性の向上が図られる。
以下に、本発明に係る撮像装置及び撮像方法の実施例を図面を参照して説明する。
最初にデジタルカメラのブロック図1の各部についての説明をする。レンズユニット内にあるレンズ群10(ズームスレンズ及びフォーカスレンズ)は、モータドライバ20によって駆動される。モータドライバ20は、信号処理IC70の内部に含まれるマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という。)71によって制御される。
撮像部50は、CCD40、CCD40を駆動するタイミング信号発生器(TG)51、CCDから出るノイズを除去するCDS52、アナログゲインコントローラ(AGC)53、及び、CCD40の出力電気信号(アナログ画像データ)をデジタル信号に変換するA/D変換器54から構成されている。
撮像部50から入力されたデジタルデータは、CCD I/F部72を介して、画像蓄積部であるSDRAM80に、RGBデータ82として一時保管される。
信号処理IC70は、システム制御を行うマイコン71、CCD I/F部72、画像処理部73、リサイズ部74、JPEGコーデック部75、表示I/F部76、音声コーデック部77、カードコントローラ部78、及び、メモリコントローラ79から構成されている。
CCD I/F部72は、画面水平同期信号(HD)と画面垂直同期信号(VD)の出力を行い、その同期信号に合わせてA/D変換器54から入力されるデジタルRGB信号を取り込んで、メモリコントローラ79経由でSDRAM80にRGBデータ82の書き込みを行う。
画像処理部73は、制御部であるマイコン71から設定された画像処理パラメータに基づき、SDRAM80にRGBデータ82として一時保管されていたYUVデータ83に変換処理する。
リサイズ部74は、YUVデータ83を読み出して、記録、サムネイル画像、表示のためにサイズ変換を行う。
表示I/F部76は、SDRAM80に書き込まれた表示用データを表示装置90に送り、撮影画像の表示を行う。この表示装置90は、カメラに内蔵されたLCD203(図2(a)参照)に表示するほか、表示装置90としてのテレビにTVビデオ信号を出力し表示することも可能である。
JPEGコーデック部75は、記録時はSDRAM80に書き込まれたYUVデータ83を圧縮してJPEG符号化されたデータを出力し、再生時はカードより読み出したJPEG符号化データをYUVデータ83に伸張して出力する。
カードコントローラ部78は、マイコン71の指示により、メモリカード110内のデータをSDRAM80に読み出したり、SDRAM80上のデータをメモリカード110に書き込みを行う。
制御部であるマイコン71は、起動時にROM120に格納されたプログラム及び制御データをSDRAM80にロードし、そのプログラム81に基づいて全体を制御する。マイコン71は、操作部60のボタン(以下、「釦」と記載する。)等による指示、図示しないリモコン等の外部動作指示、或は、パーソナルコンピュータ等の外部端末からの通信による通信動作指示に従い、撮像動作制御、画像処理装置における画像処理パラメータの設定、メモリコントロール、各種の表示制御を行う。
操作部60は、撮影者が撮像装置の動作指示を行うためのものであり、撮影を指示するレリーズ釦、光学ズーム及び電子ズームの倍率を設定するズーム釦、その他、各種設定を外部から行うための釦を備えている。
次に電子ズーム時の撮影動作についての説明を行う。
図2の撮影/再生切り換えダイアル212を撮影に設定し、電源釦201によってカメラを起動すると、レンズが所定の焦点距離位置に設定されて、電子ファインダであるLCD203にライブビュー映像が表示される。
起動状態から、ズーム望遠釦(以下、「ズームT釦」という。)207を押すと、表示画像のトリミング部分が拡大表示される。また、ズーム広角釦(以下、「ズームW釦」という。)208を押すと、表示画像のトリミング部分が縮小表示される。
図3(a)は電子ズーム前の状態で、図3(b)は電子ズーム後の状態である。レリーズ釦202が押下されると、AF動作及び露光時間設定などの撮影準備処理が行われ、続いて記録露光処理が行われる。そして、シャッタ30を閉じた後に、CCD全画素分のRGBデータ82が一度SDRAM80に取り込まれる。
ここで、現在表示されている部分(図3参照)の画像データが画像処理部73に送られYUVデータ83に変換される。このYUVデータ83は、リサイズ部74で記録画素数に合わせたサイズに変換された後に、JPEG圧縮処理が行なわれ、ヘッダ情報が付加されてJPEGファイルとしてメモリカード110に保存される。
次に、このデジタルカメラでのAF方式について説明を行う。レリーズ釦202が押下されると、信号処理IC70のCCD I/F部72内に取り込まれたデジタルRGB信号より、画面の合焦度合いを示すAF評価値、露光状態を示すAE評価値が算出される。AF評価値データは、特徴データとしてマイコン71に読み出されて、AFの処理に利用される。近接する画素の積分値は、合焦状態にあるときは被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が最も高くなる。このため、AFは、それぞれのフォーカスレンズ位置におけるAF評価値を取得して、AF評価値のピーク位置を検出して行なわれる。また、AFによる合焦検出においてAF評価値のピーク位置が複数あった場合は、各ピーク位置でのAF評価値の大きさ、その周辺のAF評価値との差を判断し、最も信頼性のある点を合焦位置としてAFが実行される。
AF評価値は、デジタルRGB信号内の特定の範囲から算出することが出来る。図3は、電子ズーム前(図3(a))と電子ズーム後(図3(b))においてライブビュー映像が表示されたときの状態で、図3(b)に示した中心付近の枠内がこのデジタルカメラのAFエリア301である。図4に示すように、ここでのAFエリア301は、AF評価値ターゲット401を中心とし、そのRGB信号内の水平40%垂直30%としている。
また、このAF評価値ターゲット401の位置は、デフォルトをAFエリア301の中心位置としているが、移動することが可能であり、例えば図5(a)のような被写体の場合は、上下左右移動釦209を押下することによって図5(b)のように被写体の中央(顔の中心部)に合わせることが出来る。これによってデジタルカメラの位置やアングルを変更することなく被写体に合焦させることが可能とる。
次に、本発明の特徴となる動作を説明する。
この撮像装置でのレリーズ釦202押下時のAF動作としては、先ず、図5のように、AF動作をする前に上下左右移動釦209を押下してAFエリア301、即ち、AF評価値ターゲット401を被写体に合わせるように移動させる。このとき、例えば、電子ズーム前における上下左右移動釦209の一回の押下(以下、「一操作入力」という。)によって、AF評価値ターゲット401が移動する量を図6のように設定する。AF評価値ターゲット401は、上下左右移動釦209を押すごとに、表示画面内の碁盤状座標501を一升づつ移動する。この例では、AF評価値ターゲット401を、表示画面の8×8箇所の位置に移動させることができる。AF評価値ターゲット401の位置が定まったときは、Enter釦210を押して決定する。このとき、マイコン71側にはAF評価値ターゲットが現在位置する座標情報が送られるようになっている。ここで電子ズームを行うと、AF評価値ターゲット401が表示画面としてのLCD203の中央に位置するように拡大される(図7)。これは、マイコン71側に送られる座標情報からRGB信号内のAF評価値ターゲット位置を特定することによって可能となる。電子ズーム倍率が2.0倍、4.0倍の表示画像は、それぞれ図7及び図8のようになる。
ここで、レリーズ釦202を押下してAF動作を実行する場合、AFエリア301も電子ズーム倍率とともに大きくなってしまうので、所望の合焦が得られないという問題が生じる。そこで、AFエリア301は、電子ズーム前のRGB信号の水平40%垂直30%よりも小さくなるように、電子ズーム倍率に反比例して縮小させる(図9)。しかし、AFエリア301は水平20%垂直20%以下になると合焦の精度が落ちてしまうことが懸念されるため、縮小の結果AFエリア301がRGB信号の水平20%垂直20%以下となるときは、これ以上の縮小をやめて水平20%垂直20%とする。
電子ズーム後において、更にAF評価値ターゲット401の位置を移動させる場合は、電子ズーム前の移動とは異なる動作によって行う。即ち、表示画面における前記焦点検出エリアの位置を移動させる際、一操作入力による移動量を電子ズーム倍率の増大に応じて大きくさせる(図11)。即ち、碁盤状座標の設定を図11のようにして一操作入力によるAF評価値ターゲット401の移動量を大きくする(図10)。これは、電子ズーム倍率が4.0倍近くなると、一操作入力によるAF評価値ターゲットの移動量は、電子ズーム前(図6)の場合に比べてかなり少ないものとなってしまい、AF評価値ターゲットの移動の意味をなさないからである。
なお、ここでの通常エリアのAF評価値ターゲット401の移動可能位置は8×8箇所としているが、これに限られることはない。また、AFエリア301の縮小率を合焦精度による制限上水平20%垂直20%としているが、より高解像度のCCD40では充分な合焦精度を保証できるであろうから縮小範囲を拡大することは可能であり、この縮小率に限られることはない。さらに、本実施例では、電子ズーム倍率を増大させた場合のAFエリアの移動量変更方法について説明したが、電子ズーム倍率を減少させた場合であっても同様の方法が適用できる。
本実施例によれば、電子ズーム機能によって表示画像を拡大又は縮小させた場合、AFエリアの一操作入力よる移動量を、その拡大又は縮小の割合に応じて変更できるので、合焦の操作性の向上が図られる。さらに、電子ズーム倍率に応じて、AFエリアを拡大或いは縮小できるため、例えば、表示画像を拡大した場合であれば、AFの対象を詳細に特定することができ、所望の合焦を得ることができる。
次に、第2の実施例を示す。実施例1で述べたのと同様の理由に基づき、電子ズーム後にAF評価値ターゲット401の位置を移動させる際に、電子ズーム前の移動とは異なる動作でAF評価値ターゲット401の移動を行わせる。
本実施例においては、碁盤状座標の一升サイズは図6のままであるが、図12のように、AF評価値ターゲット401の移動に加えて、表示画像の表示領域の移動も同時に行うようにしている。つまり、AF評価値ターゲットの移動量は、AF評価値ターゲットの移動とともに、表示画像の表示領域をAF評価値ターゲット401の移動方向とは逆方向に移動させることによって増大させる。そして、この表示画像の表示領域の移動量は、AFエリアを最も縮小した場合(例えば、RGB信号の水平20%垂直20%)において、一操作入力によるAFエリアの移動量が効果的となるように設定する。例えば、表示画像の表示領域の移動量を、AF評価値ターゲットが碁盤状座標の一升を移動したときに、表示画像に対してはAFエリアの水平或いは垂直サイズ分を移動するように設定すればよい。なお、AF操作中においては、表示画像の表示領域は変化していくが、実際の撮影領域は、AF評価値ターゲット移動前の表示領域(図13参照)において行う。
この場合も実施例1と同様、AF評価値ターゲット401の移動可能位置、及び、AFエリア301の拡大又は縮小範囲ともに一定の範囲に限られるものではない。また、本実施例では、電子ズーム倍率を増大させた場合のAFエリアの移動量変更方法について説明したが、電子ズーム倍率を減少させた場合であっても同様の方法が適用できる。さらに、AF評価値ターゲットは一定位置に固定したまま、表示画像の表示領域のみを移動させ、この移動量を電子ズーム倍率に応じて変更させることも当然に可能である。
本発明によれば、電子ズーム機能によって表示画像を拡大又は縮小させた場合、AFエリアの一操作入力よる移動量を、その拡大又は縮小の割合に応じて変更できるので、合焦の操作性の向上が図られる。また、撮像装置の位置やアングルを変更することなく、所望の合焦を得ることができる。さらに、電子ズーム倍率に応じて、AFエリアを拡大或いは縮小できるため、例えば、表示画像を拡大した場合であれば、AFの対象を詳細に特定することができ、所望の合焦を得ることができる。
本発明の実施例に係る撮像装置としてのデジタルカメラの内部のシステム構成の概要を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る撮像装置としてのデジタルカメラの概略図であり、(a)は正面図、(b)は背面図、(c)は上面図である。 電子ズームによる被写体の変化の様子を示したものであり、(a)は電子ズーム前、(b)は電子ズーム後の図である。 ライブビュー映像表示画面の概略図である。 AF評価値ターゲットの移動例を示した図である。 電子ズーム前(通常状態)における焦点検出エリアの移動可能位置と、一操作入力によるAFエリア移動可能幅を示した図である。 電子ズーム2.0倍の様子を示したものであり、(a)は電子ズーム前、(b)は電子ズーム後の図である。 電子ズーム4.0倍の様子を示したものであり、(a)は電子ズーム前、(b)は電子ズーム後の図である。 電子ズーム倍率に応じたAFエリアのサイズ変更の例を示した図である。 電子ズーム後におけるAFエリアの移動可能位置と、一操作入力によるAFエリア移動可能幅を示した図である。 本願発明の実施例1に係るAF評価値ターゲットの移動の様子を示した図である。 本願発明の実施例2に係るAF評価値ターゲットの移動の様子を示した図である。 本願発明の実施例2に係るAF評価値ターゲットの移動後(図12)に、実際に撮影する画像を示した図である。
符号の説明
71 マイコン(制御部)
76 表示IF
203 LCD203
301 AFエリア
401 AF評価値ターゲット
501 電子ズーム前における一操作入力によるAFエリア移動可能幅
502 電子ズーム後における一操作入力によるAFエリア移動可能幅

Claims (10)

  1. 自動的に焦点を検出する自動焦点検出手段と、表示画面に画像を表示する画像表示手段と、前記表示画面における表示画像の拡大又は縮小を行う電子ズーム手段と、前記表示画面に焦点検出エリアを表示する焦点検出エリア表示手段と、操作入力に応じて前記表示画像に対する前記焦点検出エリアの位置を移動させる焦点検出エリア移動手段と、前記焦点検出エリアを移動させる操作部と、を備えた撮像装置であって、
    前記焦点検出エリア移動量変更手段は、一操作入力による前記焦点検出エリアの前記移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記焦点検出エリア移動量変更手段は、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置を移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記焦点検出エリア移動量変更手段は、前記表示画面における表示画像の表示領域を移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  4. 前記焦点検出エリア移動量変更手段は、前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置と、前記表示画面における表示画像の表示領域とを同時に移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  5. 前記焦点検出エリア表示手段は、前記表示画面に対する前記焦点検出エリアの占有率を、電子ズーム倍率に応じて変更する焦点検出エリア占有率変更手段を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置。
  6. 自動的に焦点を検出する自動焦点検出手段と、表示画面に画像を表示する画像表示手段と、前記表示画面における表示画像の拡大又は縮小を行う電子ズーム手段と、前記表示画面に焦点検出エリアを表示する焦点検出エリア表示手段と、操作入力に応じて前記表示画像に対する前記焦点検出エリアの位置を移動させる焦点検出エリア移動手段と、前記焦点検出エリアを移動させる操作部と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
    一操作入力による前記焦点検出エリアの前記移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする撮像方法。
  7. 前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置を移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項6に記載の撮像方法。
  8. 前記表示画面における表示画像の表示領域を移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項6に記載の撮像方法。
  9. 前記表示画面における前記焦点検出エリアの位置と、前記表示画面における表示画像の表示領域とを同時に移動させ、一操作入力による該移動の量を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項6に記載の撮像方法。
  10. 前記表示画面に対する前記焦点検出エリアの占有率を、電子ズーム倍率に応じて変更することを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の撮像方法。
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