JP2008116844A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦領域を拡大表示するタイミングと、映像画枠全体を表示するタイミングとを判別して、撮影者のフォーカス調整時に於けるＥＶＦ環境を向上させる撮像装置を提供することである。
【解決手段】被写体１からレンズ群１１を通って生成された光学像が、撮像素子１３で撮像信号に変換され、合焦領域検出部２０にてその合焦領域が検出される。前記レンズ群１１の物理的移動または光学的変位は、フォーカスレンズ移動検波器１６によって検波され、ここから出力される検波信号に基づいて合焦段階判別部１７にてレンズ群１１の調整段階が判別される。そして、この判別結果に基づいて、前記撮像信号の合焦領域が自動的に拡大出力される。
【選択図】 図１

Description

本発明は撮像装置に関し、より詳細には、画像信号の合焦領域を所定の画素数に変換し画像表示する撮像装置に関するものである。

合焦点検出回路により、エリア指定回路からの特定エリア指定信号に基づいて、光電変換素子の特定エリアの信号が読み出され表示回路に特定エリアが表示される動体追尾装置に関する技術が、例えば、下記特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載された動体追尾装置は、撮像光学系と、この撮像光学系を介した被写体像をイメージ信号に変換するための光電変換素子と、この光電変換素子の出力信号から特定周波数成分を抜き出す周波数検出手段と、フォーカスエリアを設定するためのフォーカスエリア設定手段と、フォーカスエリアより広い追尾エリア内の前記光電変換素子の各行ごとに加算値を演算する加算手段と、前記フォーカスエリアを含む行の前記加算値を各行ごとに記憶する第１記憶手段と、前記追尾エリア内の全行の前記加算値を記憶可能な容量を有し、相関演算を行う領域について前記加算値を記憶すると共に、空いている領域に前記特定周波数成分を記憶する第２記憶手段と、前記第１及び第２記憶手段にそれぞれ記憶された加算値に基づいて相関演算を行い追尾を行う追尾手段と、この追尾手段によって追尾されたフォーカスエリアについて前記第２記憶手段に記憶された特定周波数成分に基づいて合焦検出を行う合焦検出手段とを具備することを特徴としている。

一方、下記特許文献２には、合焦、非合焦の度合いに応じて映像信号を画像処理し、電子式ビューファインダ（以下、ＥＶＦと略記する）を通してこの加工された映像を撮影者が見られるようにしたビデオカメラに関する技術が開示されている。このビデオカメラは、結像位置可変の撮影レンズ系と、前記撮影レンズ系で捉えた被写体像が結像される光電変換素子と、前記光電変換素子の出力信号から前記被写体像の映像信号を生成する映像信号生成手段と、前記光電変換素子に結像された前記被写体像の合焦状態を検出する合焦検出手段と、前記合焦検出手段の検出結果を基に、前記被写体像の合焦、非合焦、及び非合焦の度合いに応じて前記映像信号を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段で画像処理された映像信号を基に、画像処理後の前記被写体像を表示する電子ビューファインダと、を備えることを特徴としている。
特開平５−１４５８２２号公報 特開平７−１４３３８８号公報

近年、電子式撮像装置ではＥＶＦを装備するのが主流になっている。しかしながら、撮像装置から出力される映像信号、または撮像装置にて記録される画像信号と比較すれば、ＥＶＦに表示される画像では解像度が不十分であることが多い。故に、撮影者がＥＶＦの表示を見ながら、精度の高いフォーカスを得ることは困難であった。

そこで、フォーカスの微調整時にフォーカス調整をアシストする機能が要求されている。また、フォーカスアシスト機能を利用する時に、撮影者に煩わしい操作を強いることがないような機能であることが理想的である。

前記特許文献１に記載の動体追尾装置では、表示回路にフォーカスエリアが表示される技術に関して記載がなされており、また、このフォーカスエリアが動体追尾されていることについて記載されている。しかし、撮影者にとっては、フォーカスエリアを表示してほしい場合と、映像画枠全体（実効画素領域）を表示してほしい場合とがあり、この表示画枠の切り替えについての記載は、前記特許文献１にはなされていない。

一方、前記特許文献２に記載のビデオカメラでは、撮影者は合焦度合いによって加工された映像信号をＥＶＦを通して見ることで、合焦度合いを知ることができる。また、この映像信号加工の具体例として、画面全体または一部について、１）ぼかす、２）モザイクを掛ける、３）帯状にずらす、４）明るさを変化させる、５）回転して表示する、６）点を表示する、７）輝度信号のレベル差を小さくする、ことが記されている。

しかしながら、前記特許文献２に記載のビデオカメラでは、映像信号加工に伴い、前記１）〜７）の何らかしらの映像情報の劣化がＥＶＦに表示されてしまう。撮影者としては、フォーカス調整時にもフォーカス情報のみならず、フォーカス調整と同時に総合的な画質判断もできることが理想的である。

また、撮影者は合焦度合いだけではなく、撮影者の画風に基づいた官能的な合焦領域表現を操作したいのが通常である。つまり、撮影者にとって合焦評価は画質変換であるよりも、見た目に近い自然な画質であり、且つ、詳細であることが望ましい。

したがって本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、合焦領域を拡大表示するタイミングと、映像画枠全体（実効画素領域）を表示するタイミングとを判別して、表示画枠の切り替え等の煩わしい操作を撮影者に強いることなく、撮影者に見た目にも自然な画質で、フォーカス調整を行うことのできる撮像装置を提供することである。

すなわち、請求項１に記載の発明は、被写体から焦点を調節して光学像を生成する光学的合焦手段と、前記光学像を撮像信号に変換する撮像素子と、前記撮像信号から合焦領域を検出する合焦領域検出手段と、前記光学的合焦手段の物理的移動または光学的変位を検波するための合焦手段検波器と、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に基づいて前記光学的合焦手段の調整段階を判別するための合焦段階判別手段と、を具備し、前記合焦段階判別手段の判別結果に基づいて前記撮像信号の合焦領域を自動的に拡大出力できることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、撮像装置が操作者により自動合焦モードに設定されていた場合には、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に関わらず、前記撮像信号の実効領域を出力することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、被写体から焦点を調節して光学像を生成する光学的合焦手段と、前記光学像を撮像信号に変換する撮像素子と、前記撮像信号から画像信号を生成するための画像処理手段と、前記画像信号の少なくとも一部領域を所定の画素数に変換可能な画素数変換手段と、前記画像信号の少なくとも一部領域を表示するための画像表示手段と、前記画像信号から特定周波数成分に基づいて合焦領域を検出する合焦領域検出手段と、前記光学的合焦手段の物理的移動を検波するための合焦手段検波器と、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に基づいて前記光学的合焦手段の調整段階を判別するための合焦段階判別手段と、を具備し、前記合焦段階判別手段は前記合焦手段検波器により前記光学的合焦手段の物理的移動が所定の移動時間以上検波された時に、前記画像信号の合焦領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、前記合焦段階判別手段は、前記合焦手段検波器により前記光学的合焦手段の物理的静止が所定の静止時間以上検波された時に、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、前記画像信号に前記合焦領域が所定の合焦量以上存在しない場合には、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、撮像装置が自動合焦モードに設定されていた場合には、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に関わらず、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記画像表示手段の画素数は、前記撮像素子の画素数よりも少ないことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、前記画像処理手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠しており、前記画像表示手段はＮＴＳＣ規格に準拠していることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、前記画像処理手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠しており、前記画像表示手段はＰＡＬ規格に準拠していることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記撮像素子は４Ｋデジタルシネマに準拠した画素数以上の画素数を有することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、前記画像処理手段は４Ｋデジタルシネマに準拠しており、前記画像表示手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠していることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、前記画像処理手段は４Ｋデジタルシネマに準拠しており、前記画像表示手段の走査線は１０８０ｉまたは１０８０ｐであることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記合焦領域は前記合焦領域検出手段に基づいて選択された合焦セル選択枠から成り、前記合焦セル選択枠のアスペクト比は前記画像表示手段のアスペクト比と略一致することを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明に於いて、前記画像表示手段は撮像装置本体に固着されており、前記画像表示手段の画素数と、前記合焦領域の画素数とは、等しく固定されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記画像表示手段はＣＲＴ画像表示部で構成されており、前記ＣＲＴ画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、前記撮像装置本体にて前記ＣＲＴ画像表示部の表示できる走査線数を識別する電子式ビューファインダ識別手段を更に具備することを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記画像表示手段は液晶画像表示部で構成されており、前記液晶画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、前記撮像装置本体にて前記液晶画像表示部の表示できる画素数を識別する電子式ビューファィンダ識別手段を更に具備することを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記画像表示手段は有機ＥＬ画像表示部で構成されており、前記有機ＥＬ画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、前記撮像装置本体にて前記液晶画像表示部の表示できる解像度を識別する電子式ビューファインダ識別手段を更に具備することを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記光学的合焦手段は撮像装置本体と着脱自在であり、複数種の前記光学的合焦手段を識別するための光学的合焦手段識別コードを更に具備することを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記光学的合焦手段は撮像装置本体に固着されており、前記合焦手段検波器にはステッピングモータ駆動信号が入力されることを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記光学的合焦手段は撮像装置本体に固着されており、前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段の移動範囲に沿って貼ってある磁気テープを読み取る磁気センサであることを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段と着脱自在であり、前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段を調節するための合焦調節部材の位置を測定することを特徴とする。

本発明によれば、合焦領域を拡大表示するタイミングと、映像画枠全体（実効画素領域）を表示するタイミングとを判別して、撮影者のフォーカス調整時に於けるＥＶＦ環境を向上させる効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。

図１に於いて、この撮像装置は、被写体１を光学像として撮像素子に入力するためのフォーカスレンズ１２を含むレンズ群（光学的合焦手段）１１と、光学像を撮像信号に変換する撮像素子１３と、撮像信号から画像信号を生成するための画像処理部（画像処理手段）１４と、画像信号の少なくとも一部領域を電子式ビューファインダ（ＥＶＦ）２２に入力するべき画素数に変換する画素数変換部（画素数変換手段）２１と、画像信号の高域周波数成分に基づいて合焦領域を検出し合焦領域を選択または抽出する合焦領域検出部（合焦領域検出手段）２０と、フォーカスレンズ１２の移動を検波するためのフォーカスレンズ移動検波器（合焦手段検波器）１６と、フォーカスレンズ移動検波器１６から出力されるフォーカスレンズ移動検波信号の移動時間、または静止時間に基づいてフォーカスの調整段階（フォーカス粗調整段階、フォーカス微調整段階、フォーカス調整完了段階）を判別する合焦段階判別部（合焦段階判別手段）１７と、合焦段階判別部に接続されて、マニュアルフォーカスモード、オートフォーカスモード、その他の強制的な表示モードを設定可能な表示モード設定部１８と、前記画像処理部１４から出力される映像信号に基づいて映像画枠全体（実効画素領域（実効領域））を表示できるモニタ出力部（画像表示手段）１５と、により構成されている。

前記フォーカスレンズ１２を含むレンズ群１１は、例えば、外光を遮光する鏡筒の中に収納されているもので、交換式レンズ、固定式レンズの何れであってもよい。また、フォーカスレンズ１２とは、フォーカス調整用の単体レンズのみならず、フォーカスに影響する全てのレンズを含む。例えば、インナーフォーカスレンズである場合や、ズームレンズがフォーカスに影響する場合等のように、フォーカスレンズの中にフォーカスレンズ以外のレンズが含まれても良い。

被写体１は、フォーカスレンズ１２を含むレンズ群１１を介して、光学像として撮像素子１３に入力される。ここで、レンズ群１１を収納している鏡筒内には、レンズ絞り、各種光学フィルタ（光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、ＮＤフィルタ、クロスフィルタ）等があっても良い。光学像は、撮像素子１３によって撮像信号に変換される。

前記撮像素子１３とは、インタレースＣＣＤ、プログレッシブＣＣＤ、ＭＯＳ型イメージセンサ、アモルファス撮像管等、光学像を電気信号に変換する全ての撮像素子が考えられる。この撮像素子は動画用、静止画用、計測用を問わないものである。前記撮像素子１３から出力される撮像信号は、画像処理部１４によって、各種画像処理（ホワイトバランス、輝度生成マトリクス、クロマ生成マトリクス、色再現調整、輝度階調性補正、エンハンス補正、ノイズキャンセルフィルタ、明るさ調整、黒調整、ＨＤ−ＳＤＩ規格等の各種映像フォーマット形成）等が施されてモニタ出力部１５に至る。ここで、画像圧縮処理、映像信号記録部等が、画像処理部１４の中に含まれていても良い。

また、前記フォーカスレンズ移動検波器１６は、上述した鏡筒の中に内蔵されているのが普通である。フォーカスレンズ移動検波器１６の一例としては、フォーカスレンズと一体となって設置されている磁気センサが、鏡筒内のフォーカスレンズ移動範囲に沿って貼ってある磁気テープを読み込んで、現在のフォーカスレンズ位置情報を得るものがある。または、光学的ピックアップ装置が、鏡筒内のフォーカスレンズ移動範囲に沿って貼ってある光学的情報プレートなどを読み込んでも良い。

フォーカスレンズ駆動方式がステッピングモータである場合等は、そのステッピングモータドライブ信号そのものをフォーカスレンズ移動検波信号として用いることで、検波そのものを省略しても良い。また、レンズの位置が移動するのではなく、レンズ形状が変位することで光路長を変える場合は、レンズの位置情報を読み込むのではなく、レンズ形状を測定するアクチュエータを設置したり、或いは、形状を変位させるための電気信号を、フォーカスレンズ移動検波信号として用いる必要がある。このフォーカスレンズ移動検波器が鏡筒の外に設置される場合については、後述する。

ここで、合焦領域検出部２０について説明する。

合焦領域検出部２０は、例えば、図２に示されるように、ＥＶＦ表示の画像画枠２３全体から、画像処理部１４のナイキスト周波数に近い輝度の高域周波数成分を抽出するものである。この抽出した高域周波数成分に基づいて、図３に示されるように、合焦領域を検出して拡大表示する。

または、図４に示されるように、ＥＶＦ表示の画像画枠（単に画像画枠とも記す）２３の中央付近に、同図に破線で示されるセル分割罫線２４による１０×１０セルを設け、ＥＶＦ表示の画像画枠２３とアスペクト比が略一致している、７×６セルから成る合焦セル選択枠２５を、合焦領域検出に基づいて自動選択する。そして、この合焦セル選択枠２５を、図３に示されるように拡大表示しても良い。

尚、ここで、画像に含まれるノイズが高域周波数成分と間違われることがないように、映像信号用のノイズキャンセルとは別に、合焦領域検出用のノイズキャンセルを設置しても良い。また、低照度被写体の中にある街灯等による合焦領域の高輝度引かれ現象を防止するために、輝度コントラストに高輝度クリップ回路を介入させたり、輝度コントラストに階調補正を入れたりしても良い。更に、輝度の高域周波数成分が最も多く含まれているエリアであっても、合焦量が一定量に達していない場合は、合焦領域なしと判断させても良い。

画素数変換部２１では、画像画枠２３全体の画素数、または、合焦領域の画素数をＥＶＦ２２に必要とされる画素数に画素数変換し、ＥＶＦ２２に出力するものである。また、ＥＶＦ２２が撮像装置本体に固着されている場合には、予め合焦領域の画素数をＥＶＦ２２の画素数と等しく固定しても良い。

次に、図１に示される合焦段階判別部１７について説明する。

合焦段階判別部１７では、例えば、フォーカスレンズ移動検波器１６から出力されるフォーカスレンズ移動検波信号による移動信号、または静止信号が入力されて、フォーカスの調整段階（フォーカス粗調整段階、フォーカス微調整段階、フォーカス調整完了段階）を判別している。

ここで、図６のフローチャートを参照して、この合焦段階判別部１７の動作について説明する。

合焦段階判別部１７が機能するのはマニュアルフォーカスモード時が前提であり、オートフォーカスモード時には合焦段階判別部１７はストップされる。本シーケンスに入ると、先ず、ステップＳ１に於いて、マニュアルフォーカスモードに設定されているか否かが判別される。ここでマニュアルフォーカスに設定されていた場合はステップＳ２に移行し、マニュアルフォーカスモードでない場合は本シーケンスが終了する。

前記ステップＳ２にてマニュアルフォーカスに設定されていた場合は、続くステップＳ２に於いて、フォーカスレンズ１２が所定時間以上移動されたか否かが判別される。これは、フォーカスレンズ移動検波器１６により、フォーカスレンズ１２の移動信号が所定時間以上に亘って検波されたか否かで判別される。その結果、フォーカスレンズ１２の移動信号が所定時間以上に亘って検波されるに至らない場合は、フォーカス粗調整段階であると判別され、ステップＳ３に移行して、例えば、図２に示されるように、画像画枠２３全体をＥＶＦ２２に表示させたままにする。

一方、前記ステップＳ２にて、フォーカスレンズ１２の移動信号が所定時間以上に亘って検波された場合は、ステップＳ４に移行して、合焦領域が検出されたか否かが判別される。ここで、合焦領域が検出された場合は、フォーカス微調整段階であると判別される。その場合、ステップＳ５にて、再度、マニュアルフォーカスモードの判別が行われる。ここで、マニュアルフォーカスモードでなければ本シーケンスが終了し、マニュアルフォーカスモードである場合は、ステップＳ６に移行して、例えば、図３に示されるように、前記合焦領域（合焦セル選択枠２５）をＥＶＦ２２に拡大表示させる。

一方、前記ステップＳ２でフォーカスレンズ１２の移動信号が所定時間以上に亘って検波された場合であっても、ステップＳ４にて合焦領域が検出されていない場合は、ステップＳ３に移行する。そして、依然としてフォーカス粗調整段階であると判別されて、図２に示されるように、ＥＶＦ２２に画像画枠２３全体を表示させる。

また、フォーカス微調整段階であると判別されて合焦領域がＥＶＦ２２に拡大表示された後でも、ステップＳ７に於いてフォーカスレンズ１２の静止信号が所定時間以上に渡って検波されたか否かが判別される。ここで、所定時間内であれば再度前記ステップＳ４に移行して合焦領域が検出され、フォーカス微調整中に合焦領域が失われてしまった場合には、前記ステップＳ３に移行して、再びフォーカス粗調整段階となって、図２に示されるように、ＥＶＦ２２に画像画枠２３全体を表示させる。

これに対し、ステップＳ６のフォーカス微調整段階を経て、更にステップＳ７にてフォーカスレンズ１２の静止信号が所定時間以上に渡って検波された場合は、フォーカス調整完了段階であると判別される。したがって、ステップＳ８に移行して、例えば、図５に示されるように、再び画像画枠２３全体をＥＶＦ２２に表示させる。その後、前記ステップＳ１に移行する。

また、このシーケンス進行中に撮影者がマニュアルフォーカスモードからオートフォーカスモードにモード切り替えた場合には、本シーケンスはストップされて、速やかに画像画枠全体がＥＶＦ２２に表示される。

次に、図６のフローチャートに基づいて、ユーザインタフェイスの観点から、図２、図３及び図５を参照して説明を加える。

先ず、最初に撮影者が撮像装置の各種撮像条件（レンズ絞り、露光期間、ＮＤフィルタ、ゲイン、フレームレート、撮像画枠のズーム）をそれぞれ設定、または調節する。次に、撮影者は被写体１に対して撮像画枠を決め、撮像画枠の中に存在する、ある注目する被写体１に対してフォーカスの粗調整を開始する。すると、図２に示されるような撮像画枠２３の中に、仮画像の大雑把な輪郭が発生する。フォーカスが粗調整された頃には、合焦領域検出部２０により合焦領域が検出される。すると、図３に示されるように、この合焦領域が画像画枠２３に自動的にポップアップされる。

ここで、撮影者はフォーカスの微調整をすることができるようになり、注目する被写体１に関して詳細なディテール表現を画作りできる。フォーカスレンズ１２が動き続けている限り、フォーカスの微調整中であると判断されるので、ＥＶＦ２２には注目する被写体が拡大表示されたままになる。

図３及び図５では、図の太い実線が、いわゆるジャストピント（just focus）状態を表現しており、細線はある程度ピントが合っていることを表している。また、破線はソフトフォーカスを表している。すると、図５のシーンは、被写体１に対して被写界深度の浅い画作りで撮像するポートレイト撮影であることがわかる。図５に示されるシーンに於いては、フォーカスポイントは被写体１であるマイマイかたつむりの目１ａと上半身１ｂにある。そして、マイマイ（背中に背負っている殻にある渦状の模様）１ｃと２枚の葉２ａ及び２ｂはソフトフォーカスとなっている。

図２のシーンでは撮影者に見えていた被写体１の背景にある棒状の影３と線状の染み４は、図５ではデフォーカス（非合焦）されて目立たないレベルまで消されている。そして、２枚に広がった葉２ａ及び２ｂは、羽のようにも見えて、マイマイかたつむりがまるで空を飛んでいるかのような幻想的な映像（写真）に仕上がっている。

このように、撮像画像は被写体に対して必ずしも写実的でなくても良く、撮影者の意思による抽象的な表現が盛り込まれることが多いことを想定するべきである。

尚、フォーカスの微調整中に合焦領域が変化することは当然あり、フォーカスの微調整と供にＥＶＦに拡大表示される合焦領域画枠は随時更新される。また、注目する被写体は必ずしも静止しているとも限らないので、合焦領域が動体追尾する性質は重要となる。図１で示された合焦領域検出部は輝度の高域周波数成分に追従するものであり、一部エリアを固定して拡大するだけとは限らない。

フォーカスの微調整が完了されれば、必然的にフォーカスレンズは所定時間以上静止するはずであり、この時、図６のフローチャートにより、フォーカス調整完了と判別される。フォーカス調整完了と共に、図５に示されるように、画像画枠２３全体がＥＶＦ２２に表示される。

このように、本実施形態に於ける撮像装置は、例えば、図５に示されるような、フォーカスに関するクリエイティブな画作りの一例から、被写体のフォーカスに関して、デリケートで、且つ、トリッキーな画作りをしたい場合に、操作性の良いＥＶＦ環境を提供していることがわかる。

また、図２の画と図５の画を比較してみれば、図５の画は図２のようにフォーカスの合焦、非合焦のレベルに留まらず、合焦の表現上の度合いが画作りの手法の１つとなっていることがわかる。更に、本実施形態に於ける撮像装置は、ＥＶＦ２２の拡大表示切り替えのための煩わしい操作を不要としているので、微妙なフォーカス操作に対して撮影者の集中が途切れにくい効果のあるＥＶＦ環境であることが特徴的である。

尚、画像画枠全体がＥＶＦ２２に表示される条件、及び合焦領域がＥＶＦ２２に拡大表示される条件については、撮影者の意図した操作であれば、図６のフローチャートに限られるものでなくても良く、図１に示される表示モード設定部１８には、プッシュ釦やカーソルレバー等による表示モード強制が指示される場合もある。

次に、図７を参照して、本発明の撮像装置を、交換レンズ方式の撮像装置へ応用した一例について説明する。尚、上述した図１に示される構成要素と同じ部分には同一の参照番号を付して、その構成及び動作の説明は省略する。

図７に示されるレンズ鏡筒３１は、撮像装置３０の本体（図示せず）と着脱自在であり、例えば、レンズマウントと称される光学装置接続部を備えている。レンズ鏡筒３１は互換性を有しており、１機種の撮像装置に対して複数種類のレンズを任意に取り付けられる仕様である。この場合、レンズ群１１にフォーカスレンズ移動検波器１６が予め搭載しているとは限らないので、フォーカスレンズ移動検波器１６はレンズ鏡筒３１の外部に設置されるべきである。

図７では、レンズ鏡筒３１に予め設けられているフォーカスリング（合焦調節部材）３３の凹凸を利用して、フォーカスレンズ移動検波器１６と歯車状に設置している。図７に示されるフォーカスレンズ移動検波器１６の回転位相は、電気信号に変換されて合焦段階判別部１７に入力される。

合焦段階判別部１７による判別動作が、図６で示したようなフローチャートによるものであれば、フォーカスリング３３が動いているか、静止しているか、が入力されれば良いので、必ずしも図７に示されるレンズ識別コード３２が必要であるとは限らない。しかし、合焦段階判別部１７の判別材料にフォーカスレンズの移動と静止以外に、回転位相の量や、回転速度、フォーカスレンズ１２の絶対的な位置を加味するのであれば、図７に示されるような、複数種類のレンズ識別コード（光学的合焦手段識別コード）３２が必要となる。このレンズ識別コード３２は、レンズが撮像装置本体に取り付けられた時に、光学装置接続部を経由して自動的に取得される仕様でも良いし、または、撮影者による手動入力であっても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、図８を参照して、本発明の撮像装置を、交換ＥＶＦ方式の撮像装置へ応用した一例について説明する。

尚、以下に述べる第２の実施形態に於いて、撮像装置の基本的な構成については、前述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図８に示されるＥＶＦ２２は、撮像装置本体４０に着脱自在に設けられる。前記ＥＶＦ２２は、ＨＤ−ＳＤＩ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬの何れの規格に準拠していても、或いは、走査線が１０８０ｉでも１０８０ｐでも撮像装置本体への接続が可能であり、または、規格外のＥＶＦでも良い。また、ＥＶＦ２２の表示部の構成は、例えば、ＣＲＴであっても良いし、液晶であっても、また、有機ＥＬであっても良い。

複数種のＥＶＦ２２と撮像装置本体４０とが互換性を持つために、ＥＶＦタイプ入力部がＥＶＦ自身、または、撮像装置本体４０に備えてあり、撮像装置本体４０側に設けられているＥＶＦ識別部（電子式ビューファインダ識別手段）４２によりＥＶＦ２２のタイプが識別される。このＥＶＦのタイプは、画素数変換部４１に入力され、この画素数変換部４１より複数種あるＥＶＦのそれぞれに適した画素数がＥＶＦに入力される。

前述したように、本発明の撮像装置は、合焦領域を拡大表示するタイミングと、映像画枠全体（実効画素領域）を表示するタイミングとを自動的に判別することができる。そのため、表示画枠の切り替え等の煩わしい操作を撮影者に強いることなく、撮影者に対して、見た目にも自然な画質でフォーカス調整ができるＥＶＦ環境を備え、例えば、４Ｋデジタルシネマ用の撮像素子が搭載された撮像装置に、撮像素子よりも画素数が少ないＥＶＦを用いる場合等に広く応用することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。 一般的なフォーカス粗調整段階の画像の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態によるフォーカス微調整段階の画像の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態による合焦セル選択枠の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態によるフォーカス調整完了段階の画像の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態による合焦段階判別部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による交換レンズ方式の撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による交換ＥＶＦ方式の撮像装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…被写体、１０…撮像装置、１１…レンズ群、１２…フォーカスレンズ、１３…撮像素子、１４…画像処理部、１５…モニタ出力部、１６…フォーカスレンズ移動検波器、１７…合焦段階判別部、１８…表示モード設定部、２１…画素数変換部、２２…電子式ビューファインダ（ＥＶＦ）、２３…ＥＶＦ表示の画像が枠（画像画枠）、２４…セル分割罫線、２５…合焦セル選択枠。

Claims (21)

1. 被写体から焦点を調節して光学像を生成する光学的合焦手段と、
   前記光学像を撮像信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像信号から合焦領域を検出する合焦領域検出手段と、
   前記光学的合焦手段の物理的移動または光学的変位を検波するための合焦手段検波器と、
   前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に基づいて前記光学的合焦手段の調整段階を判別するための合焦段階判別手段と、
   を具備し、
   前記合焦段階判別手段の判別結果に基づいて前記撮像信号の合焦領域を自動的に拡大出力できることを特徴とする撮像装置。
2. 撮像装置が操作者により自動合焦モードに設定されていた場合には、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に関わらず、前記撮像信号の実効領域を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体から焦点を調節して光学像を生成する光学的合焦手段と、
   前記光学像を撮像信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像信号から画像信号を生成するための画像処理手段と、
   前記画像信号の少なくとも一部領域を所定の画素数に変換可能な画素数変換手段と、
   前記画像信号の少なくとも一部領域を表示するための画像表示手段と、
   前記画像信号から特定周波数成分に基づいて合焦領域を検出する合焦領域検出手段と、
   前記光学的合焦手段の物理的移動を検波するための合焦手段検波器と、
   前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に基づいて前記光学的合焦手段の調整段階を判別するための合焦段階判別手段と、
   を具備し、
   前記合焦段階判別手段は前記合焦手段検波器により前記光学的合焦手段の物理的移動が所定の移動時間以上検波された時に、前記画像信号の合焦領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする撮像装置。
4. 前記合焦段階判別手段は、前記合焦手段検波器により前記光学的合焦手段の物理的静止が所定の静止時間以上検波された時に、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記画像信号に前記合焦領域が所定の合焦量以上存在しない場合には、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 撮像装置が自動合焦モードに設定されていた場合には、前記合焦手段検波器から出力される合焦手段検波信号に関わらず、前記画像信号の実効領域を自動的に所定の画素数に変換し画像表示することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記画像表示手段の画素数は、前記撮像素子の画素数よりも少ないことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記画像処理手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠しており、前記画像表示手段はＮＴＳＣ規格に準拠していることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記画像処理手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠しており、前記画像表示手段はＰＡＬ規格に準拠していることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
10. 前記撮像素子は４Ｋデジタルシネマに準拠した画素数以上の画素数を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
11. 前記画像処理手段は４Ｋデジタルシネマに準拠しており、前記画像表示手段はＨＤ−ＳＤＩ規格に準拠していることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記画像処理手段は４Ｋデジタルシネマに準拠しており、前記画像表示手段の走査線は１０８０ｉまたは１０８０ｐであることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
13. 前記合焦領域は前記合焦領域検出手段に基づいて選択された合焦セル選択枠から成り、
    前記合焦セル選択枠のアスペクト比は前記画像表示手段のアスペクト比と略一致することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
14. 前記画像表示手段は撮像装置本体に固着されており、
    前記画像表示手段の画素数と、前記合焦領域の画素数とは、等しく固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記画像表示手段はＣＲＴ画像表示部で構成されており、
    前記ＣＲＴ画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、
    前記撮像装置本体にて前記ＣＲＴ画像表示部の表示できる走査線数を識別する電子式ビューファインダ識別手段を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
16. 前記画像表示手段は液晶画像表示部で構成されており、
    前記液晶画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、
    前記撮像装置本体にて前記液晶画像表示部の表示できる画素数を識別する電子式ビューファィンダ識別手段を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
17. 前記画像表示手段は有機ＥＬ画像表示部で構成されており、
    前記有機ＥＬ画像表示部は撮像装置本体と着脱自在であり、
    前記撮像装置本体にて前記液晶画像表示部の表示できる解像度を識別する電子式ビューファインダ識別手段を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
18. 前記光学的合焦手段は撮像装置本体と着脱自在であり、
    複数種の前記光学的合焦手段を識別するための光学的合焦手段識別コードを更に具備することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
19. 前記光学的合焦手段は撮像装置本体に固着されており、
    前記合焦手段検波器にはステッピングモータ駆動信号が入力されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
20. 前記光学的合焦手段は撮像装置本体に固着されており、
    前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段の移動範囲に沿って貼ってある磁気テープを読み取る磁気センサであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
21. 前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段と着脱自在であり、
    前記合焦手段検波器は前記光学的合焦手段を調節するための合焦調節部材の位置を測定することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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