JP2011257769A - 撮像装置及びこれを用いた撮影方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高輝度から低輝度まで幅広く、オートフォーカス機能を実行できる撮影装置、及びこれを用いた撮影方法を提案する。
【解決手段】被写体像の任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段(工程8−3)と、レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから焦点を検出する自動焦点検出手段(工程8−4〜8−9)と、前記画像データを取り込むタイミングを設定する取り込みタイミング設定手段(工程8−2)を具備しており、被写体輝度の測光結果に応じて、前記取り込みタイミング設定手段が用いられるようになされており、取り込みタイミング設定手段で設定された、取り込みタイミングに応じて、フィルタ選択手段(工程8−3)のフィルタを変更するようになされている撮像装置を提供する。
【選択図】図8

Description

本発明は、撮像装置及びこれを用いた撮影方法に関するものであり、特に、被写体の輝度に応じた自動焦点検出を行う撮像装置、及びこれを用いた撮影方法に関するものである。
デジタルスチルカメラ等の電子撮像装置は、一般的に、被写体に対して自動的に焦点を合わせるオートフォーカス(以下「AF」という)装置を搭載している。
AF装置の制御方法として、従来、いわゆる山登りAF制御が知られている(例えば、下記特許文献1参照。)。
この山登りAF制御方法について簡単に説明する。
これは、1フィールド又は1フレーム毎に得られる映像信号から、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。これにおいて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しているためAF評価値が大きくなり、非合焦状態のときはAF評価値が小さくなる。AF動作実行時は、レンズを移動させながら、この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、すなわちピーク位置を合焦点としてレンズを停止させるようにするものである。
ところで、デジタルスチルカメラ等の、スチル画像を撮像する装置においては、一般的に、ビデオカメラ等の動画を撮影する装置に比べて厳密な合焦が要求されるため、撮影動作のたびにAF動作を行ったり、記録モードにおいて常に合焦動作を繰り返し行ったりしている。
しかしながら、輝度が低い時や、低コントラストの被写体を撮影する際には、AF評価値のピークの山が低くなったり、あるいは低コントラストであることによりAF評価値データ中にノイズを生じてしまい、ピークの山が複数出現してしまったりすることがあり、良好な合焦状態が得られないという問題があった。
かかる従来の問題に対応して、デジタル画像データに応じた輝度データを自動露出(以下「AE」という)評価値として出力し、AE評価値が、ある所定の値より小さい場合、すなわち被写体が暗い場合には、AF評価値を取得するエリアを大きくしてAF制御を行うという方式が提案された(例えば、下記特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献2に開示されている方式は、不用意にAF評価値を取得するエリアを拡大してしまうと撮影背景が影響を受け、撮影者が意図する被写体に合焦せずに、例えば背景の方に合焦してしまうことがあるという問題を生じた。
また、画像の輝度信号からヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づいてガンマテーブルを設定し、ガンマ補正をすることによって画像の輝度に左右されずに正確な合焦を可能とする方式についての提案もなされている(例えば、下記特許文献3参照。)。
しかしながら、かかる方式においては、環境に適したガンマテーブルを複数用意しなければならず、処理操作の複雑化してしまうため、より少ないガンマテーブルで正確な合焦を可能とする方式への要望が高まってきた。
また、ガンマ補正をすることにより、コントラストは高くなるが、低輝度時においては被写体が黒沈みすることが分かっているため、低輝度時にはガンマ補正をしないような方式にすることがより望ましいと考えられた。
特公昭39−5265号公報 特開2003−230039号公報 特開2003−289467号公報
そこで本発明においては、上述したような従来技術の課題に鑑みて、撮影を行う環境に応じて、特に低輝度時にAF評価値の取り込みタイミングを変更し、更に変更した際に、AF評価値を取得する際のフィルタを可変にし、高輝度から低輝度まで幅広くAFを実行することを可能とした撮影装置、及びこれを用いた撮影方法を提案する。
上述した課題を解決するために、請求項1に係る撮像装置においては、撮影レンズを通過してきた被写体からの光による被写体像を撮像素子に受光して画像データを得る撮像装置であって、前記画像データからAF評価値を取得するタイミングを設定する取得タイミング設定手段と、前記画像データから前記AF評価値を取得するために用いられるフィルタであって、前記画像データの任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから取得される前記AF評価値に基づいて焦点を検出する自動焦点検出手段と、被写体輝度を測定する測光手段と、を備え、前記取得タイミング設定手段は、前記測光手段で得られる測光結果に応じて前記AF評価値を取得するタイミングを設定し、前記フィルタ選択手段は、前記設定されたタイミングに応じて前記フィルタを選択するものである。
請求項2の発明においては、請求項1に記載の撮像装置において、前記自動焦点検出手段で焦点検出を行った結果、閾値を用いて焦点検出可能か否かを判断する検出結果判断手段を具備し、前記取得タイミング設定手段が設定するタイミングに応じて、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を変更するものである。
請求項3の発明においては、請求項1又は2のいずれか一項に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段が設定するタイミングは、少なくとも、デジタルクランプ後、ガンマ補正後のいずれかを選択可能とされているものである。
請求項4の発明においては、請求項3に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段がデジタルクランプ後を設定した場合、前記フィルタ選択手段が選択するフィルタは、ガンマ補正後を設定した場合に選択されるフィルタより低域のみを透過させるフィルタであるものである。
請求項5の発明においては、請求項3に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段がガンマ補正後を設定した場合、前記フィルタ選択手段が選択するフィルタは、デジタルクランプ後を設定した場合に選択されるフィルタより高域を透過させるフィルタであるものである。
請求項6の発明においては、請求項2に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段がデジタルクランプ後に設定した場合、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を下げるものである。
請求項7の発明においては、請求項2に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段がガンマ補正後に設定した場合、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を上げるものである。
請求項8の発明においては、請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置において、前記取得タイミング設定手段は、前記測光手段で得られる被写体輝度が所定の閾値以上である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてガンマ補正後を設定し、前記測光手段で得られる被写体輝度が所定の閾値未満である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてデジタルクランプ後を設定するものである。
請求項9の撮像方法においては、撮影レンズを通過してきた被写体からの光による被写体像を撮像素子に受光して画像データを得る撮像方法であって、前記画像データからAF評価値を取得するタイミングを設定する取得タイミング設定工程と、前記画像データから前記AF評価値を取得するために用いられるフィルタであって、前記画像データの任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択工程と、レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから取得される前記AF評価値に基づいて焦点を検出する自動焦点検出工程と、被写体輝度を測定する測光工程と、を備え、前記取得タイミング設定工程は、前記測光工程で得られる測光結果に応じて前記AF評価値を取得するタイミングを設定し、前記フィルタ選択工程は、前記設定されたタイミングに応じて前記フィルタを選択するようにしている。
請求項10の発明においては、請求項9に記載の撮像方法において、前記自動焦点検出工程で焦点検出を行った結果、閾値を用いて焦点検出可能か否かを判断する検出結果判断工程を有し、前記取得タイミング設定工程が設定するタイミングに応じて、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を変更するようにしている。
請求項11の発明においては、請求項9又は10のいずれか一項に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程が設定するタイミングは、少なくとも、デジタルクランプ後、ガンマ補正後のいずれかを選択可能とされているようにしている。
請求項12の発明においては、請求項11に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程がデジタルクランプ後を設定した場合、前記フィルタ選択工程が選択するフィルタは、ガンマ補正後を設定した場合に選択されるフィルタより低域のみを透過させるフィルタであるようにしている。
請求項13の発明においては、請求項11に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程がガンマ補正後を設定した場合、前記フィルタ選択工程が選択するフィルタは、デジタルクランプ後を設定した場合に選択されるフィルタより高域を透過させるフィルタであるようにしている。
請求項14の発明においては、請求項10に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程がデジタルクランプ後に設定した場合、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を下げるようにしている。
請求項15の発明においては、請求項10に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程がガンマ補正後に設定した場合、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を上げるようにしている。
請求項16の発明においては、請求項9から15のいずれか一項に記載の撮像方法において、前記取得タイミング設定工程は、前記測光工程で得られる被写体輝度が所定の閾値以上である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてガンマ補正後を設定し、前記測光工程で得られる被写体輝度が所定の閾値未満である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてデジタルクランプ後を設定するようにしている。
本発明によれば、高輝度から低輝度まで、幅広い輝度領域において、オートフォーカス機能の実行が可能となった。
以下、本発明の撮像装置、及びこれを用いた撮影方法について、添付図面を参照して、具体的な実施の形態を説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。
図1は、本発明の撮像装置の一例の、デジタルスチルカメラの概略図を示す。
なお図1(a)はデジタルカメラを上方から見た平面図を示し、図1(b)が正面から見た平面図を示し、図1(c)が背面から見た平面図を示す。
図2は、本発明の撮像装置の内部システム構成例を示すブロック図である。
図1(a)に示すように、デジタルカメラの上面側には、レリーズシャッタSW1、モードダイアルSW2、サブ液晶ディスプレイ(以下、液晶ディスプレイを「LCD」という)1が配置されている。
図1(b)に示すように、デジタルカメラの正面側には、撮影レンズを含む鏡筒ユニット7、光学ファインダ4、ストロボ発光部3、測距ユニット5、リモコン受光部6、メモリカード装填室及び電池装填室の蓋2が配置されている。
図1(c)に示すように、デジタルカメラの背面側には、電源スイッチ13、LCDモニタ10、AF用LED8、ストロボLED9、光学ファインダ4、広角方向ズームスイッチSW3、望遠方向ズームスイッチSW4、セルフタイマの設定及び解除スイッチSW5、メニュースイッチSW6、上移動およびストロボセットスイッチSW7、右移動スイッチSW8、ディスプレイスイッチSW9、下移動およびマクロスイッチSW10、左移動および画像確認スイッチSW11、OKスイッチSW12、クイックアクセススイッチSW13が配置されている。
次に、デジタルカメラの内部のシステム構成について説明する。
図2に示すように、デジタルスチルカメラの各部は、デジタルスチルカメラプロセッサ104(以下、単に「プロセッサ104」という)によって制御されるように構成されている。
プロセッサ104は、CCD1信号処理ブロック(104−1)、CCD2信号処理ブロック(104−2)、CPUブロック(104−3)、ローカルSRAM(104−4)、USBブロック(104−5)、シリアルブロック(104−6)、JPEG・CODECブロック(104−7)、RESIZEブロック(104−8)、TV信号表示ブロック(104−9)、メモリカードコントローラブロック(104−10)を有しており、これらは、相互にバスラインで接続されている。
プロセッサ104の外部には、RAW−RGB画像データ、YUV画像データ、JPEG画像データを保存するSDRAM103が配置されていて、プロセッサ104とバスラインによって繋がっている。
プロセッサ104の外部には、また、RAM107、内蔵メモリ120、制御プログラムが格納されたROM108が配置されていて、プロセッサ104とバスラインによって繋がっている。
鏡筒ユニット7は、ズームレンズ(7−1a)を有するズーム光学系(7−1)、フォーカスレンズ(7−2a)を有するフォーカス光学系(7−2)、絞り(7−3a)を有する絞りユニット(7−3)、メカニズムシャッタ(7−4a)を有するメカシャッタユニット(7−4)を有する。
ズーム光学系(7−1)、フォーカス光学系(7−2)、絞りユニット(7−3)、メカシャッタユニット(7−4)は、それぞれズームモータ(7−1b)、フォーカスモータ(7−2b)、絞りモータ(7−3b)、メカシャッタモータ(7−4b)によって駆動されるようになっており、これら各モータは、プロセッサ104のCPUブロック(104−3)によって制御されるモータドライバ(7−5)によって動作が制御されるように構成されている。
鏡筒ユニット7は、撮像素子であるCCD101に被写体像を結ぶ撮影レンズを有し、CCD101は上記被写体像を画像信号に変換してF/E−IC102に入力する。
F/E−IC102は、周知のとおりCDS(102−1)、ADC(102−2)、A/D変換部(102−3)を有しており、上記画像信号にそれぞれ所定の処理を施し、デジタル信号に変換してプロセッサ104のCCD1信号処理ブロック(104−1)に入力する。これらの信号処理動作は、プロセッサ104のCCD1信号処理ブロック(104−1)から出力されるVD・HD信号により、TG(102−4)を介して制御される。
プロセッサ104の前記CPUブロック(104−3)は、音声記録回路(115−1)による音声記録動作を制御するようになっている。音声記録回路(115−1)は、マイクロホン(115−3)で変換された音声信号のマイクロホンアンプ(115−2)による増幅信号を、指令に応じて記録する。
上記CPUブロック(104−3)は、音声再生回路(116−1)の動作も制御する。音声再生回路(116−1)は、指令により、適宜のメモリに記録されている音声信号を再生してオーディオアンプ(116−2)に入力し、スピーカー(116−3)から音声を出力するように構成されている。
上記CPUブロック(104−3)は、また、ストロボ回路114の動作を制御することによって、ストロボ発光部3から照明光を発光させるようになっている。
また、CPUブロック(104−3)は、測距ユニット5の動作も制御するようになっている。
CPUブロック(104−3)は、プロセッサ104の外部に配置されたサブCPU109とつながっていて、サブCPU109はLCDドライバ111を介してサブLCD1による表示を制御するようになっている。
サブCPU109はさらに、AFLED8、ストロボLED9、リモコン受光部6、前記スイッチSW1〜SW13からなる操作キーユニット、ブザー113と繋がっている。
前記USBブロック(104−5)は、USBコネクタ122に繋がっており、前記シリアルブロック(104−6)は、シリアルドライバ回路(123−1)を介してRS−232Cコネクタ(123−2)に繋がっている。
前記TV表示ブロック(104−9)は、LCDドライバ117を介してLCDモニタ10に繋がっており、また、ビデオアンプ118を介してビデオジャック119に繋がっている。前記メモリカードコントローラブロック(104−10)は、メモリカードスロット121の、カード接点と繋がっている。
次に、上述したような構成を有するデジタルスチルカメラの動作を説明する。先ず、デジタルスチルカメラの全体的な動作概要を説明する。
図1に示すモードダイアルSW2を記録モードに設定すると、カメラが記録モードで起動する。モードダイアルSW2の設定は、図2における操作部に含まれるモードスイッチの状態が記録モードONになったことをCPUが検知し、モータドライバ(7−5)を制御して、鏡胴ユニット7を撮影可能な位置に移動させる。さらにCCD101、F/E−IC102、LCDディスプレイ10等の各部に電源を投入して動作を開始させる。各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。
ファインダモードでは、レンズを通して撮像素子(CCD101)に入射した光は、電気信号に変換されてアナログ信号のR、G、BとしてCDS回路(102−1)、A/D変換器(102−3)に送られる。
A/D変換器(102−3)でデジタル信号に変換された所定の信号は、デジタル信号処理IC(SDRAM103)内のYUV変換部でYUV信号に変換されて、メモリコントローラによってフレームメモリに書き込まれる。
このYUV信号はメモリコントローラに読み出されて、TV信号表示ブロック(104−9)を介してTVやLCDモニタ10へ送られて表示が行われる。
この処理が1/30秒間隔で行われ、1/30秒ごとに更新されるファインダモードの表示となる。
また、デジタル信号処理IC(SDRAM103)のCCD−I/Fブロック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、CCD101のある領域区間を特徴データとしてデジタルスチルカメラプロセッサ104内CCD1信号処理ブロック(104−1)で検出される。
AF評価値は、CCD1信号処理ブロック(104−1)の中で生成される。
CCD1信号処理ブロック(104−1)内では、まずF/EICからのデータをデジタルクランプ、ホワイトバランス、ガンマ補正を行う。
AF評価値の検出は、デジタルクランプの後、もしくはガンマ補正後のどちらか一方にて検出する(図3)。
このカメラにおいては、図3中のデジタルクランプ後、もしくはガンマ補正後のいずれかに設定する手段を設けるようにし、状況に応じて設定を変更できるようにしておく。
ここでガンマ補正とは、自然に近い表示を得るために色補正を行い、画像の明るさの変化に対する電圧換算値の変化の比を1に近づける処理を行うことである。
このガンマ補正を行うことにより、被写体のコントラストは高くなる傾向になるため、デフォルトではガンマ補正後に設定しておくことにする。
また、AF評価値は、検出する際に周波数成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって作成される。
周波数成分抽出フィルタは、図4に示すように、高周波用である第1フィルタ41、低周波用である第2フィルタ42の二種類あり、また、これらのフィルタを掛け合わせたフィルタの出力積分値も作成することができる(図4中の第3フィルタ43)。
これらの高周波用の第1フィルタ41、低周波用の第2フィルタ42は、画像処理場のフィルタである。
高周波用の第1フィルタ41は、画素間の輝度差を強調するフィルタ(ハイパスフィルタ)である。高周波用の第1フィルタ41は、近接する画素の輝度データにそれぞれ「−1」「2」「−1」の係数をかけるようになっている。
低周波用の第2フィルタ42は、近接するが外の相関をなだらかにしてノイズ成分を除去するフィルタ(ローパスフィルタ)である。この第2フィルタ42は、近接する画素の輝度データに、それぞれ「1」「2」「1」の係数を掛けるようになっている。
第3フィルタ43は、高周波用フィルタ41によって強調された輝度データを、低周波用のフィルタ42によってノイズ除去を行うフィルタである。通常、AF評価値データを出力する際に用いるフィルタは、高周波用の第1フィルタ41や、第3フィルタ43のようなフィルタを用いる。
近接する画素にこの積分値は合焦状態にあるとき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一番高くなる。これを利用して、AFによる合焦検出動作時は、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、その極大になる点(ピーク位置)を検出する。また、極大になる点が複数あることも考慮に入れておく必要がある。極大点が複数ある場合はピーク位置の評価値の大きさや、その周辺の評価値との下降、上昇度合いを判断し、最も信頼性のある点を合焦位置としてAFを実行する。
また、AE評価値においては、デジタルRGB信号をいくつかのエリアに分割し、そのエリア内の輝度データを用いる。
これにおいては、各エリア内の画素に対して、所定の閾値を超えるものを対象画素とし、その輝度値を加算、対象画素数で乗算する。各エリアの輝度分布により、適正露光量を算出し、次のフレームの取り込みに対し補正を行う。
図1中のレリーズシャッタSW1のボタンが押されると、図2に示したCCD101からF/E−IC102を介して、静止画撮影開始信号がプロセッサ104に取り込まれる。
続いて、マイコン(CPUブロック104−3)がフレームレートに同期してモータドライバ(7−5)を介してフォーカスレンズ(7−2a)の駆動モータ(7−2b)を駆動することにより、山登りAFを実行する。
合焦範囲が無限から至近までの全領域であった場合、フォーカスレンズは、至近から無限、または無限から至近までの間を移動し、デジタル信号処理ICで作成された各フレーム(=各フォーカス位置)におけるAF評価値をマイコンが読み出す。
各フォーカス位置のAF評価値が極大になる点を合焦位置として、フォーカスレンズ(7−2a)を合焦位置に移動させる。
上記のようなAFが完了した後に、CCD101から取り出されたアナログRGB信号は、デジタルRGB信号に変換され、デジタル信号処理ICを介してフレームメモリとしてのSDRAM109に格納される。
デジタルRGB信号は、再度デジタル信号処理回路に読み込まれ、YUVデータに変換されて、上記フレームメモリに書き戻される。
スチル画像撮像時はYUV変換された画像データがデジタル信号処理IC内の画像圧縮伸張回路としてのJPEG CODECブロック(104−7)に送られる。
画像圧縮伸張回路に送られたYUVデータは圧縮され、フレームメモリに書き戻される。
フレームメモリの圧縮データはデジタル信号処理回路を介して読み出され、データ記憶メモリ、例えばメモリカードに格納される。
本発明の撮像装置の実施例について、それらの特徴となる動作を、フローチャートを中心に参照しながら説明する。
なお、図示の各フローチャートにおいては、動作ステップを(5−1)(5−2)・・・のように表示する。
〔実施例1〕
図5に、撮像装置の具体的な動作フローチャートを示す。
この例における撮像装置は、レンズを通過してきた被写体からの光による被写体像を撮像素子に受光して画像データを得るものであり、被写体像の任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから焦点を検出する自動焦点検出手段と、前記画像データを取り込むタイミングを設定する取り込みタイミング設定手段を具備しているものとし、撮影条件に応じて、前記取り込みタイミング設定手段を用いることとされているものであり、前記取り込みタイミング設定手段で設定された、取り込みタイミングに応じて、前記フィルタ選択手段のフィルタを変更するようになされている。
先ず、図1中に示したレリーズシャッタボタンSW1が操作し、レリーズシャッタボタンが押される直前の撮影モードを検出する(5−1)。撮影モードとしては、(a)通常撮影モードと、(b)暗時撮影モードの、二通りのモードの検出できるようになっており、図1に示すモードダイアルSW2で適宜切り換えられるようになっている。
次に、検出された撮影モードに応じて、AF評価値の取り込みタイミングの設定を決定する(5−2)。
上記評価値取り込みタイミング設定処理に関して図6に示す。
撮影モードが上記(a)の通常撮影モードである場合(6−1)には、評価値取り込みタイミングをガンマ補正後(6−2)とし、次の処理へと進める。
撮影モードが上記(b)の暗時撮影モードの場合は、暗時に使われることが多いため、ガンマ補正をしてしまうと、被写体も黒沈みしてしまうおそれがあるため、評価値取り込みタイミングをデジタルクランプ後にすることによって被写体を黒沈みしないようにし(6−3)、次の処理へと進める。
続いて、図5中に示すフィルタ選択処理を行う(5−3)。
この処理に関するフローチャートを図7に示す。
評価値取り込みタイミングがデフォルトのガンマ補正後である場合(7−1)は、フィルタについては、高周波用の第1フィルタ41を選択するようにする(7−2)。デジタルクランプ後とした場合には、フィルタについては、高周波用の第1フィルタ41と、低周波用である第2フィルタ42を掛け合わせた第3フィルタ43を選択するようにする(7−3)。
このように、特に暗時撮影モードにおいては、ガンマ補正による黒沈みがおきないように、デジタルクランプ後にAF評価値を取得し、フィルタを低周波用の第2フィルタ2に設定することで、低輝度でもAF精度を上げることが可能となる。
続いて、図5中に示すように、フォーカス開始位置にフォーカスレンズ(7−2a)を移動させ(5−4)、AF評価値を取得する(5−5)。
AF評価値の取得の後、ピーク判定処理(5−6)により、その評価値がピークかどうかの検出、すなわち「ピーク検出NG?」を判断する(5−7)。ピーク判定処理に用いる閾値については、ピークが検出された場合はピーク位置決定処理へ移動する(5−10)。ピークが検出されない場合には、スキャンがフォーカス位置の最終端まで終了したかどうかの判断ステップ(5−8)に進み、スキャンが終了していない場合は、順次フォーカス位置を移動させ(5−9)、評価値取得処理ステップ(5−5)まで戻って同様の処理を繰り返し行うようにする。
またスキャンが終了した場合は、ピーク位置決定処理(5−10)へ移動する。
次に、そのスキャンしたAF評価値より、より信頼性のあるピーク位置を決定し、決定したピーク位置にフォーカスレンズを移動させ、動作を終了する。
また、信頼性の有るピーク位置が見つからない場合は、AFスキャンNGとして、所定のフォーカス位置、例えば、約2.5mに相当するフォーカス位置にフォーカスレンズを移動させ、動作を終了する(5−10)。
また、上述した例においては、単純な3係数の高周波用フィルタ、低周波用フィルタ、及びその掛け合わせたフィルタを用いているが、マイコン(CPUブロック104−3)が許すのであれば、さらに5、7係数といったようなフィルタを用いることが好ましい。
また、評価値取り込みタイミングの設定状態、フィルタ選択のしかたによって、AF評価値ピークの山の出力が異なることも考慮して、上記ピーク判定処理(5−6)の際の、ピーク判定に用いる閾値などは、画像データ出力の状態に応じて可変できるようにすることが好ましい。
また、上述した実施例において、二通りの撮影モードでAF評価値の取り込みタイミングを選択したが、本発明は、上述した例に限定されるものではない。
例えば、マクロモードに関しては、マクロ被写体を撮影する際に、カメラそのものが影となる場合もあるため、結果として画面上では低輝度状態となってしまうことがある。このような場合を考慮して、マクロモード時はAF評価値取り込みタイミングをデジタルクランプ後にして被写体の黒沈みがおきないようにすることが望ましい。
〔実施例2〕
図8に、本発明の撮像装置における実施例2の動作フローチャートを示す。
この例における撮像装置は、被写体像の任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから焦点を検出する自動焦点検出手段と、前記画像データを取り込むタイミングを設定する取り込みタイミング設定手段と、被写体輝度を測定する測光手段を備えているものとし、この測光手段で得られる測光結果に応じて、前記取り込みタイミング設定手段を用いることとなされており、前記取り込みタイミング設定手段で設定された、取り込みタイミングに応じて、前記フィルタ選択手段のフィルタを変更するようになされているものとする。
先ず、図1に示したレリーズシャッタボタンSW1を操作し、レリーズシャッタボタンが押される直前の測光結果より、被写体の輝度を判定する(8−1)。
被写体輝度は、CCD101の出力から測定することができる。この測定結果から得られる輝度(LV値)に応じて、AF評価値の取り込みタイミングの設定を決定する(8−2)。
上記評価値取り込みタイミングの設定処理に関して図9に示す。
被写体輝度がLV6以上である場合(9−1)は、評価値取り込みタイミングをガンマ補正後(9−2)とし、次の処理へと進む。
LV6未満であれば評価値取り込みタイミングをデジタルクランプ後にし(9−3)、次の処理へと進む。
これによって、LV6未満の暗い場合に関しては被写体の黒沈みが生じないようにすることができる。
各判断ステップにおいて設定した上記輝度の閾値(LV値)は、この実施例2の場合に限ったものであり、一般的には、レンズの絞り値(F値)、CCD101の性能等に応じて適宜変更できるようにする。
続いて、図8中に示すように、フィルタ選択処理を行う(8−3)。
この処理に関してのフローチャートは図7に示す通りである。
すなわち、AF評価値取り込みタイミングがデフォルトのガンマ補正後の場合(7−1)は、フィルタについては、高周波用の第1フィルタ41を選択するようにする(7−2)。デジタルクランプ後とした場合には、フィルタについては、高周波用の第1フィルタ41と、低周波用である第2フィルタ42を掛け合わせた第3フィルタ43を選択するようにする(7−3)。
このように、デジタルクランプ後にするような低輝度の環境の場合では、フィルタを低周波側にすることにより、AF精度を上げることができる。
続いて、図8に示すように、フォーカス開始位置にフォーカスレンズ(7−2a)を移動させ(8−4)、AF評価値を取得する(8−5)。
AF評価値の取得後、ピーク判定処理(8−6)により、その評価値がピークかどうかの検出を行う。すなわち「ピーク検出NG?」を判断する(8−7)。これにおいて、ピークが検出された場合は、ピーク位置決定処理へ移動する(8−10)。ピークが検出されない場合は、スキャンがフォーカス位置の最終端まで終了したかどうかの判断ステップ(8−7)に進み、スキャンが終了していない場合は、順次フォーカス位置を移動させ(8−9)、評価値取得処理ステップ(8−5)まで戻って同様の処理を繰り返し行う。
またスキャンが終了した場合は、ピーク位置決定処理(8−10)へ移動する。
次に、そのスキャンしたAF評価値より、より信頼性のあるピーク位置を決定し、決定したピーク位置にフォーカスレンズを移動させ、動作を終了する。
また信頼性の有るピーク位置が見つからない場合は、AFスキャンNGとして、所定のフォーカス位置、例えば、約2.5mに相当するフォーカス位置にフォーカスレンズを移動させ、動作を終了する(8−10)。
また、上述した例においては、単純な3係数の高周波用フィルタ、低周波用フィルタ、及びその掛け合わせたフィルタを用いているが、マイコン(CPUブロック104−3)が許すのであれば、さらに5、7係数といったようなフィルタを用いることが好ましい。
また、上述した実施例2においては、評価値取り込みタイミングに応じてフィルタを可変としているが、輝度に応じて、被写体に応じて別途フィルタを変更できるようにすることが更に望ましい。
また、評価値取り込みタイミングの設定状態、フィルタ選択によって、AF評価値ピークの山の出力が異なることも考慮して、上記ピーク判定処理の際の、ピーク判定に用いる閾値等は、画像データ出力の状態に応じて可変とすることが望ましい。
上述した実施例1、2のように、さまざまな被写体輝度に対応させるため、輝度が小さい場合や、暗時撮影モードのような暗い被写体を撮影する際には、評価値取り込みタイミングをデジタルクランプ後にすることによって、その際の出力に対してフィルタを選択することによって補うことにより、さまざまな輝度の被写体に対応することが可能となる。なお、実施例1は参考例とする。
(a)デジタルカメラを上方から見た平面図を示す。(b)デジタルカメラを正面から見た平面図を示す。(c)デジタルカメラを背面から見た平面図を示す。 デジタルカメラの内部システム構成例のブロック図を示す。 CCD1信号処理ブロック内の処理を示す。 周波数抽出フィルタを示す。 実施例1の動作フローチャートを示す。 評価値取り込みタイミング設定処理のフローチャートを示す。 評価値取り込みタイミングによるフィルタ選択処理のフローチャートを示す。 実施例2の動作フローチャートを示す。 輝度による評価取り込みタイミング設定処理のフローチャートを示す。
1 液晶ディスプレイ
2 メモリカード充填室及び電池充填室の蓋
3 ストロボ発光部
4 光学ファインダ
5 測距ユニット
6 リモコン受光部
7 鏡筒ユニット
7−1 ズーム光学系
7−1a ズームレンズ
7−2 フォーカス光学系
7−2a フォーカスレンズ
7−3 絞りユニット
7−3a 絞り
7−4 シャッタユニット
7−4a メカニズムシャッタ
7−1b ズームモータ
7−2b フォーカスモータ
7−3b 絞りモータ
7−4b メカシャッタモータ
7−5 モータドライバ
8 AF用LED
9 ストロボLED
10 LCDモニタ
13 電源スイッチ
41 高周波用の第1フィルタ
42 低周波用の第2フィルタ
101 CCD
102 F/E−IC
102−1 CDS
102−2 ADC
102−3 A/D変換部
102−4 TG
103 SDRAM
104 デジタルスチルカメラプロセッサ
104−1 CCD1信号処理ブロック
104−2 CCD2信号処理ブロック
104−3 CPUブロック
104−4 ローカルSRAM
104−5 USBブロック
104−6 シリアルブロック
104−7 JPEG・CODECブロック
104−8 RESIZEブロック
104−9 TV信号表示ブロック
104−10 メモリカードコントローラブロック
107 RAM
108 ROM
109 CPU
111 LCDドライバ
113 ブザー
115−1 音声記録回路
115−2 マイクロホンアンプ
115−3 マイクロホン
116−1 音声再生回路
116−2 オーディオアンプ
116−3 スピーカー
117 LCDドライバ
118 ビデオアンプ
119 ビデオジャック
120 内蔵メモリ
121 メモリカードスロット
122 USBコネクタ
123−1 シリアルドライバ回路
123−2 RS−232Cコネクタ
SW1 レリーズシャッタ
SW2 モードダイアル
SW3 広角方向ズームスイッチ
SW4 望遠方向ズームスイッチ
SW5 セルフタイマの設定及び解除スイッチ
SW6 メニュースイッチ
SW7 上移動およびストロボセットスイッチ
SW8 右移動スイッチ
SW9 ディスプレイスイッチ
SW10 下移動およびマクロスイッチ
SW11 左移動および画像確認スイッチ
SW12 OKスイッチ
SW13 クイックアクセススイッチ

Claims (16)

  1. 撮影レンズを通過してきた被写体からの光による被写体像を撮像素子に受光して画像データを得る撮像装置であって、
    前記画像データからAF評価値を取得するタイミングを設定する取得タイミング設定手段と、
    前記画像データから前記AF評価値を取得するために用いられるフィルタであって、前記画像データの任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、
    レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから取得される前記AF評価値に基づいて焦点を検出する自動焦点検出手段と、
    被写体輝度を測定する測光手段と、を備え、
    前記取得タイミング設定手段は、前記測光手段で得られる測光結果に応じて前記AF評価値を取得するタイミングを設定し、
    前記フィルタ選択手段は、前記設定されたタイミングに応じて前記フィルタを選択することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記自動焦点検出手段で焦点検出を行った結果、閾値を用いて焦点検出可能か否かを判断する検出結果判断手段を具備し、
    前記取得タイミング設定手段が設定するタイミングに応じて、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を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. 前記取得タイミング設定手段が設定するタイミングは、少なくとも、デジタルクランプ後、ガンマ補正後のいずれかを選択可能とされていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の撮像装置。
  4. 前記取得タイミング設定手段がデジタルクランプ後を設定した場合、前記フィルタ選択手段が選択するフィルタは、ガンマ補正後を設定した場合に選択されるフィルタより低域のみを透過させるフィルタであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記取得タイミング設定手段がガンマ補正後を設定した場合、前記フィルタ選択手段が選択するフィルタは、デジタルクランプ後を設定した場合に選択されるフィルタより高域を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  6. 前記取得タイミング設定手段がデジタルクランプ後に設定した場合、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を下げることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  7. 前記取得タイミング設定手段がガンマ補正後に設定した場合、前記検出結果判断手段で用いられる閾値を上げることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  8. 前記取得タイミング設定手段は、前記測光手段で得られる被写体輝度が所定の閾値以上である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてガンマ補正後を設定し、前記測光手段で得られる被写体輝度が所定の閾値未満である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてデジタルクランプ後を設定することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置。
  9. 撮影レンズを通過してきた被写体からの光による被写体像を撮像素子に受光して画像データを得る撮像方法であって、
    前記画像データからAF評価値を取得するタイミングを設定する取得タイミング設定工程と、
    前記画像データから前記AF評価値を取得するために用いられるフィルタであって、前記画像データの任意の周波数成分を透過させるフィルタを選択するフィルタ選択工程と、
    レンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより得られる画像データから取得される前記AF評価値に基づいて焦点を検出する自動焦点検出工程と、
    被写体輝度を測定する測光工程と、を有しており、
    前記取得タイミング設定工程は、前記測光工程で得られる測光結果に応じて前記AF評価値を取得するタイミングを設定し、
    前記フィルタ選択工程は、前記設定されたタイミングに応じて前記フィルタを選択することを特徴とする撮像方法。
  10. 前記自動焦点検出工程で焦点検出を行った結果、閾値を用いて焦点検出可能か否かを判断する検出結果判断工程を有し、
    前記取得タイミング設定工程が設定するタイミングに応じて、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を変更することを特徴とする請求項9に記載の撮像方法。
  11. 前記取得タイミング設定工程が設定するタイミングは、少なくとも、デジタルクランプ後、ガンマ補正後のいずれかを選択可能とされていることを特徴とする請求項9又は10のいずれか一項に記載の撮像方法。
  12. 前記取得タイミング設定工程がデジタルクランプ後を設定した場合、前記フィルタ選択工程が選択するフィルタは、ガンマ補正後を設定した場合に選択されるフィルタより低域のみを透過させるフィルタであることを特徴とする請求項11に記載の撮像方法。
  13. 前記取得タイミング設定工程がガンマ補正後を設定した場合、前記フィルタ選択工程が選択するフィルタは、デジタルクランプ後を設定した場合に選択されるフィルタより高域を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項11に記載の撮像方法。
  14. 前記取得タイミング設定工程がデジタルクランプ後に設定した場合、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を下げることを特徴とする請求項10に記載の撮像方法。
  15. 前記取得タイミング設定工程がガンマ補正後に設定した場合、前記検出結果判断工程で用いられる閾値を上げることを特徴とする請求項10に記載の撮像方法。
  16. 前記取得タイミング設定工程は、前記測光工程で得られる被写体輝度が所定の閾値以上である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてガンマ補正後を設定し、前記測光工程で得られる被写体輝度が所定の閾値未満である場合は前記AF評価値を取得するタイミングとしてデジタルクランプ後を設定することを特徴とする請求項9から15のいずれか一項に記載の撮像方法。
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