本発明は、フォーカスブラケット撮影方式を採用した撮影装置に関する。
従来から、フォーカスブラケット撮影方式を採用した撮影装置が知られている(特許文献1,特許文献2等参照)。
フォーカスブラケット撮影方式とは、焦点位置を少しずつずらしながら複数枚の画像を撮影する撮影方式のことである。
特許文献1に記載の発明では、レリーズボタンを操作すると、フォーカスレンズ系を被写体に対して至近で合焦する配置から無限遠で合焦する配置まで駆動しつつ、一定間隔でフォーカスブラケット撮影を行なう。
そして、画像の取り込みを終了した後、撮影者が液晶ディスプレイを見ながらピントを合わせたい被写体エリアを選択すると、取り込まれた複数の画像データのうち選択された被写体周辺エリア内で最もピントが合っている画像を選択する。
ピントが最も合っている画像を選択した後、選択された画像を記録媒体に記録し、画像を保存した後、撮影待機状態にもどる。
特開2005−277813号公報
ところで、オートフォーカス機能を有するデジタルカメラでもって奥行きのある被写体を撮影する際には、撮影者の意図を撮影画像に自動的に反映させるのは極めて困難であり、撮影者の意図から外れた焦点位置で撮影されてしまうことがある。
この問題の対応策として、確定した合焦位置からフォーカスレンズの焦点位置を前後に少し移動させ数回撮影するフォーカスブラケット撮影と呼ばれる撮影方式が従来から知られている。
しかしながら、この方法では、僅かなピントのズレはカバーすることができても、大きなピントのズレをカバーすることはできない。
そこで、特許文献1の発明では、フォーカスレンズ系を被写体に対して至近で合焦する配置から無限遠で合焦する配置まで駆動して、全撮影焦点範囲で撮影した後、撮影者が撮影画像の任意領域を画像表示部上で指示すると、指示領域にピントが合った画像が抽出される。
このような目的からすると至近から無限までの焦点位置すべてを撮影するのが理想となるが、商品性を考慮すると、メモリ容量や処理速度の制約から撮影焦点範囲に制限が生じてしまうのは避けられない。
しかも、被写体距離が近くなるほど、あるいは、焦点距離が望遠側によるほど被写界深度幅は急激に狭くなるので、合焦状態を維持しながら焦点位置を変えて撮影するためには、かなりの回数の撮影が必要となる。
光学系の仕様にも依存するが、例えば、現行で、1/2.5型の800万画素〜1000万画素の撮像素子を使用したコンパクトデジタルカメラでは、広角側では至近から無限まで約30枚、望遠側では至近から無限まで約70枚の撮影が必要となり、一眼レフカメラに搭載されている1Gbitの画像バッファ用メモリを使っても1度に約10枚分の処理しかできない。
また、特許文献1の発明では、画像バッファ用メモリの容量によってもフォーカスブラケット撮影の撮影可能な撮影焦点範囲は制約を受け、至近から無限まで焦点位置を複数位置に分割して撮影せざるを得ないという問題があった。
そこで、本発明では、撮影意図に沿った画像を撮影可能としつつも、合理的に撮影枚数を削減し、しかも記録媒体の節約を可能としたフォーカスブラケット撮影方式を採用した撮影装置を提供する。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、被写体像を結像する撮影光学系と、該撮影光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像素子と、前記撮影光学系に備えられた少なくとも一部のレンズを光軸方向に移動しつつ撮影した各画像データを記録する画像記録手段と、前記撮影された画像データを表示する画像表示部と、撮影に先立ち前記少なくとも一部のレンズを光軸方向に移動させつつ各レンズ位置における合焦度合いを評価する焦点評価値を出力する焦点評価値出力手段と、前記各レンズ位置に対する焦点評価値の極大値近傍のデータから被写体に合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段とを備え、
撮影時に第1のスイッチを操作する毎に前記画像表示部に前記撮影焦点範囲を順次予告表示し、第2のスイッチを操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でレンズ位置を変えつつ複数回撮影を行ない該撮影された各画像を記録する撮影装置を特徴としている。
また、請求項2に記載の発明は、被写体像を結像する撮影光学系と、該撮影光学系により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像素子と、前記撮影光学系に備えられた少なくとも一部のレンズを光軸方向に移動しつつ撮影した各画像データを記録する画像記録手段と、前記撮影された画像データを表示する画像表示部と、撮影に先立ち前記少なくとも一部のレンズを光軸方向に移動させつつ各レンズ位置における合焦度合いを評価する焦点評価値を出力する焦点評価値出力手段と、前記各レンズ位置に対する焦点評価値の極大値近傍のデータから被写体に合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段と、前記撮影光学系の状態から前記各レンズ位置における被写界深度情報を取得する被写界深度取得手段とを備え、
前記被写界深度取得手段によって取得された被写界深度内に含まれかつ近接する少なくとも2つの前記焦点評価値の極大値データから合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定するとともに、
撮影時に第1のスイッチを操作する毎に前記画像表示部に前記撮影焦点範囲を順次予告表示し、第2のスイッチを操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でレンズ位置を変えつつ複数回撮影を行ない該撮影された各画像を記録する撮影装置を特徴としている。
さらに、請求項3に記載の発明は、前記第1のスイッチの操作と前記第2のスイッチの操作とが2段式レリーズSW1の半押し操作と全押し操作とにそれぞれ対応している請求項1または請求項2に記載の撮影装置を特徴としている。
このように構成された本発明の請求項1のものは、第1のスイッチを操作した際に、第2のスイッチを操作後にレンズ位置を変えつつ複数回撮影を行なうときの撮影焦点範囲を画像表示部に予告表示することによって、撮影者は事前に撮影焦点範囲を確認できるので、被写体がおおよそ撮影焦点範囲内に入っているか否かを確認してから撮影することが可能となり、撮影ミスが減少するだけでなく、撮影者の意図する被写体像が得やすい。
そして、撮影時に第1のスイッチを操作する毎に複数の撮影焦点範囲を画像表示部に順次予告表示し、第2のスイッチを操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でレンズ位置を変えつつ複数回撮影を行ない撮影された各画像を記録するので、撮影意図に合うまで第1のスイッチの操作を繰り返し、撮影意図に合う撮影焦点範囲が選択されたときに第2のスイッチを操作することによって、このときの撮影焦点範囲内でレンズ位置を変えつつ複数回撮影が行なわれ、撮影された各画像を記録することができる。
このため、撮影者の撮影意図に合った撮影焦点範囲でレンズ位置を変えつつ複数回撮影が行なわれ、撮影された各画像の記録が行われるので、撮影者が意図した合焦状態で撮影が行なわれ、画像品質の優れた撮影を行なうことができる。
また、請求項2のものは、焦点評価値出力手段による焦点評価値のデータと、被写界深度取得手段による被写界深度情報とに基づいて撮影焦点範囲が決定されるので、無駄なく撮影焦点範囲が決定され、撮影意図に合わない撮影焦点範囲が予告表示されたときの対処の仕方について、撮影者は一層迅速かつ適切に意図に合った撮影焦点範囲を選択できる。
さらに、請求項1または請求項2に記載のものでは、撮影焦点範囲を撮影者の撮影意図に従って選択してから、この撮影焦点範囲内でレンズ位置を変えつつ複数回撮影が行われるので、画像記録手段の記憶領域を無駄に使うことがない。
しかも、請求項3のものは、2段押しのレリーズSW1によって、請求項1または請求項2の発明に係る操作を行なうことによって1つのレリーズSW1によって第1のスイッチ操作と第2のスイッチ操作とが連続して行えるので、操作性の向上を図ることができる。
以下、本発明の撮影装置を実施例に基づいて説明する。
〈オートフォーカスの動作原理〉
オートフォーカスの方式には、赤外投光LEDを用いたアクティブ方式、光学レンズと一体型の位相差式センサを用いるパッシブ方式、撮影レンズを透過した光を位相差方式センサに導くTTL・AF方式などが知られている。
近年多くのコンパクトタイプのデジタルカメラで用いられている方式は、従来からビデオカメラ用のオートフォーカス技術として公知技術であったコントラスト方式(その動作方法から山登り方式とも呼ばれることがある)と言われるものである。
コントラスト方式の動作原理としては、フォーカスレンズの位置を微小ステップで変化させながら被写体光を撮影し、各撮影データの高周波成分(画像データをフーリエ変換した際のフーリエ係数の高周波成分)を抽出し、AF評価値(フーリエ係数の高周波成分の画像面上での積分値(平均値))として算出し、フォーカスレンズ位置に対するAF評価値の変化の極大値から合焦位置を決定する方式である。
この方式の最も一般的な動作方法としては、実際の撮影に先立ちフォーカスレンズを微小ステップずつ動かしながら順次撮影し、撮影データの高周波成分を抽出し、AF評価値として算出する。
フォーカスレンズ位置に対してAF評価値が極大となるフォーカスレンズ位置のうち、極大値が最大となるフォーカス位置を合焦点位置として選択し、この位置を記憶しておき、微小ステップ駆動動作終了時に、その位置までフォーカスレンズを再度動かして、実際の撮影を行なう。
このため、合焦位置を判断するのに時間はかかるものの別途センサを設けることなく、正確な合焦位置が得られる方式として一般的に使用されている。
〈構成〉
図1は本発明の撮影装置としてのデジタルカメラを示す外観図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は背面図を示す。図1において、符号Cはデジタルカメラである。
図1(a)に示すように、デジタルカメラCの上部には、サブ液晶ディスプレイ1(以下、液晶ディスプレイを「LCD」という)、レリーズSW1、モードダイアルSW2とが設けられている。
レリーズSW1は、半押し操作によってフォーカスロック状態、全押し操作によって実際の撮影が行われるようになっている。
図1(b)に示すように、デジタルカメラCの正面側には、撮影レンズを備えた鏡胴ユニット2、光学ファインダ3の入光部、ストロボ発光部4、リモコン受光部5、赤外線測拒ユニット6、デジタルカメラCの片側部には、メモリカード/電池装填室の蓋7が設けられている。
図1(c)に示すように、デジタルカメラCの背面側には、光学ファインダ3の接眼部、LCDモニタ8、AF確認用LED9、ストロボ確認用LED10、ズームスイッチSW3、セルフタイマスイッチSW4、メニュースイッチSW5、カーソル移動設定スイッチSW6、ディスプレイスイッチSW7、OKスイッチSW8、電源スイッチSW9が設けられている。
このように、本実施例のデジタルカメラCでは、上記SW1〜SW9によって操作部Sが構成されている。
図2はデジタルカメラCのシステム構成を示すブロック図である。
図2において、符号11はDSP(デジタルスチルカメラプロセッサ)であり、DSP11は、制御演算部(CPU部)12、画像処理部13、圧縮伸長処理部14、画像出力I/F部15、画像記録I/F部16などを内蔵しており、これらの各部はバスラインを介して相互に接続されている。
画像処理部13は様々な画像処理機能を有しているが、山登りスキャンによる被写体画像の周波数情報(画像データをフーリエ変換した際のフーリエ係数の高周波成分の情報)に基づいてAF評価値(フーリエ係数の高周波成分の画像面上での積分値(平均値))を取得するためのAF用被写体周波数情報取得手段13aも有している。
DSP11の外部には、画像バッファ用メモリ17、RAM18、制御プログラムやパラメータなどが格納されたプログラム用メモリ19が設けられており、これらもバスラインを介してDSP11に接続されている。
そして、デジタルカメラCの各部はDSP11の制御演算部12によって制御される。
画像バッファ用メモリ17には、撮影された画像の画像データから変換されたRAW−RGB画像データ(ホワイトバランス補正、γ補正が行なわれた画像データ)、YUV画像データ(輝度データと色差データとに変換された画像データ)、JPEG画像データ(JPEG圧縮された画像データ)が保存される。
電源スイッチSW9をオンにした際に、プログラム用メモリ19に格納された制御プログラムがDSP11のメモリにロードされて実行され、デジタルカメラCの各部は、この制御プログラムによって制御される。
制御プログラムが実行される際には、RAM18のメモリが制御プログラムの作業用メモリとして使用されるので、RAM18のメモリには、制御プログラムの制御データやパラメータなどの書き込みや読み出しが随時行われる。
後述される処理は、この制御プログラムを実行することにより、主に、DSP11の制御演算部12によって実行される。
図2において、符号20は被写体像を結像する撮影光学系であり、撮影光学系20は、ズーム光学系およびフォーカスレンズを備えた撮影レンズ系21と、絞りおよびメカニカルシャッタを備えた絞り・シャッタユニット22とによって構成されている。
撮影レンズ系21と絞り・シャッタユニット22とは光学系駆動部23によって駆動され、光学系駆動部23はDSP11の制御演算部12によって制御される。
撮影光学系20は、フォーカス時、ズーム時、起動・停止時にズーム光学系およびフォーカスレンズの位置を機械的機構によって変え、絞り・シャッタユニット22は撮影時に適切な露出に調節し、静止画撮影時にはシャッタの開閉動作を行なう。
デジタルカメラCの動作中には、フォーカスレンズを光学系駆動部23によって駆動することにより、被写体像をCMOS型の撮像素子24の受光部に結像させる。
撮像素子24の受光部の入射側には、紫外線の入射を防止するための光学的ローパスフィルタ25が設けられている。
撮像素子としてはCCD型を使用してもよいが、本実施例では、CCD型に比べて映像信号の高速な読み出しが可能なCMOS型の撮像素子を使用する。
鏡胴ユニット2に内蔵される撮影光学系20により撮像素子24の受光部に結像された被写体像は、撮像素子24によって画像信号に変換され、この画像信号がFEP(フロントエンドプロセッサ)26に出力される。
FEP26は、相関二重サンプリングを行なうCDS27、自動的に利得の調整を行なうPGA28、PGA28から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するADC29によって構成されている。
FEP26は、撮像素子24から出力されたアナログ画像信号にノイズ低減の処理や利得調整の処理などの所定の処理を施し、さらにアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、DSP11の画像処理部13に出力する。
FEP26による画像信号のサンプリングなどのタイミング処理は、DSP11の画像処理部13からフィードバックされるVD/HD信号に基づいてTG30によって行われる。
DSP11の制御演算部12には、ストロボ発光部3を発光させるストロボ回路などデジタルカメラCの各部に接続されており、これらは制御演算部12によって制御および監視されている。
制御演算部12には、LCDドライバを介してサブLCD1、リモコン受光部5、AF確認用LED9、ストロボ確認用LED10、各スイッチSW1〜SW9からなる操作部S、ブザーなどが接続されており、これらも制御演算部12によって制御されている。
また、制御演算部12は、リモコン受光部5への信号の入力状態や操作部Sへの入力状態を常時監視している。
DSP11の画像出力I/F部15には、LCDモニタ8を駆動するためのLCDドライバを介してLCDモニタ8が接続され、LCDモニタ8に画像を出力する。
LCDモニタ8は、撮影中の被写体のモニタや、撮影された画像の表示、メモリカードまたは内蔵メモリに記録された画像の表示などに使用される。
画像記録I/F部16には、メモリカードスロットが接続されており、メモリカードスロットに挿入された増設用のメモリカードなどの記録メディアとデジタルカメラとの間で画像データのやり取りを行なう。
〈デジタルカメラCの動作〉
次に、本実施例のデジタルカメラCの基本動作を説明する。
デジタルカメラCの動作モードには、撮影する際に使用する撮影モードと、撮影された画像を再生する際に使用する再生モードとがあり、撮影モードでの動作中には、さらに、後述するAFエリア確認モードとAFエリア選択モードとがある。
また、これらの他にも、撮影モードでの動作中には、セルフタイマを使用して撮影するセルフタイマモードやリモコンによってデジタルカメラCを遠隔操作するリモコンモードなどの様々な動作モードが用意されている。
図3は、デジタルカメラCの動作概要を説明するフローチャート図である。
デジタルカメラCの電源スイッチSW9をオンにすると、図3のフローチャートに示される処理が開始される。この処理を図3に基づいて説明する。
デジタルカメラCの電源スイッチSW9をオンにした状態で、モードダイアルSW2を撮影モードに設定すると、デジタルカメラCは撮影モードになり、モードダイアルSW2を再生モードに設定すると、デジタルカメラCは再生モードになる。
ステップS.1−1では、モードダイアルSW2のスイッチの状態が撮影モードか、再生モードかが判断され、撮影モードならばステップS.1−2の処理に進み、再生モードならばステップS.1−5の処理に進む。
ステップS.1−2では、DSP11の制御演算部12により光学系駆動部23が制御され、鏡胴ユニット2を構成するレンズ鏡筒が撮影可能な位置に移動し、さらに、撮像素子24、FEP26、LCDモニタ8などの撮影に必要とされる各回路に電源が投入される。
そして、撮影光学系20によって撮像素子24の受光部に結像された被写体像の情報は随時撮像素子24により、RGBアナログ信号に変換され、このRGBアナログ信号はCDS27とPGA28とによってノイズ低減の処理や利得調整の処理などの所定の処理が行なわれ、ADC29により、RGBアナログ信号はRGBデジタル信号に変換され、DSP11の画像処理部13に出力される。
さらに、このRGBデジタル信号は、画像処理部13によって、RAW−RGB画像データ、YUV画像データ、JPEG画像データに変換され、メモリコントローラ(図示省略)によって画像バッファ用メモリ17のフレームメモリに書き込まれる。
これらの画像データのうち、YUV画像データは、画像バッファ用メモリ17のフレームメモリから随時読み出され、画像出力I/F部15によってビデオ信号に変換されて、LCDモニタ8に出力される。
このように、撮影待機状態においては、被写体像の画像データを随時画像バッファ用メモリ17のフレームメモリに取り込むと共に被写体像を随時LCDモニタ8から出力する処理を行なっている。この処理をモニタリング処理とする。
ステップS.1−3では、モードダイアルSW2の設定変更が行なわれたか否かを判断し、設定変更が行なわれたならばステップS.1−1の処理に戻り、設定変更が行なわれていないならばステップS.1−4の処理に進む。
ステップS.1−4では、レリーズSW1の状態が判断され、レリーズSW1が押されていないときは、ステップS.1−2の処理に戻り、レリーズSW1が半押し操作されたときには、AFエリア確認モードの処理かまたはAFエリア選択モードの処理を行ない、レリーズSW1が全押し操作されたときは、設定された撮影焦点範囲内で、フォーカスブラケット撮影を行なう。
そして、撮影された画像を画像バッファ用メモリ17のフレームメモリに取り込み、さらに画像データを記録メディアに記録する処理などが実行され、その後ステップS.1−2の処理に戻る。このステップS.1−4の処理を撮影処理とする。
このようにデジタルカメラCが撮影モードで動作しているときには、ステップS.1−2〜ステップS.1−4の処理を繰り返すことになる。この繰り返しの処理を行なっている状態をファインダモードとする。本実施例のデジタルカメラCでは、一定の周期で、これらの処理が繰り返される。
このファインダモードでは、モニタリング処理も一定の周期で繰り返し行われるので、これに伴い、LCDモニタ8の表示は更新される。
また、ステップS.1−5では、内蔵メモリやメモリカードなどの記録メディアに記録された画像データをLCDモニタ8に出力させ、ステップS.1−6の処理に進む。
ステップS.1−6では、モードダイアルSW2の設定変更が行なわれたか否かを判断し、設定変更が行なわれたならばステップS.1−1の処理に戻り、設定変更が行なわれていないならばステップS.1−5の処理に戻る。
AFエリア確認モードは、図5(b)に示すように、フォーカスブラケット撮影における撮影焦点範囲をフォーカスブラケット撮影開始前にLCDモニタ8上に表示し、撮影者が撮影焦点範囲を確認した上でフォーカスブラケット撮影を行えるようにするものである。
実施例1のデジタルカメラCは、各焦点位置に対するAF評価値の極大値近傍のデータから被写体に合焦可能な撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段を備えており、撮影時にレリーズSW1を半押し操作した際にLCDモニタ8に撮影焦点範囲を予告表示し、レリーズSW1を全押し操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でAFブラケット撮影を行ない、撮影された各画像を記録する。
〈制御フローチャート〉
図4はAFエリア確認モードの撮影処理のフローチャート図である。
ステップS.2−1では、AFエリア確認モードの撮影処理が開始される。
ステップS.2−2では、レリーズSW1が半押し状態であるか否かが判断される。半押しされていなければステップS.2−1に戻り、半押しされていれば次のステップ(S.2−3)に進む。
ステップS.2−3では、撮影光学系20のフォーカスレンズのフォーカス位置をずらしながら山登りスキャン処理を実行する。
すなわち、焦点レンズを最至近の焦点位置から無限遠の焦点位置まで移動させつつ、画像情報を記録すると共に、AF用被写体周波数情報取得手段13aによって、被写体画像の周波数情報(画像データをフーリエ変換した際のフーリエ係数の高周波成分の情報)に基づいてAF評価値(フーリエ係数の高周波成分の画像面上での積分値(平均値))を算出する。
通常のAF(オートフォーカス)処理では、被写体の合焦可能な被写体距離は複数存在するので、被写体距離に対するAF評価値のピークも複数存在するが、画像中央の被写体を参照するか、あるいは、全画像中の最至近距離にある被写体を参照するなどして、AF評価値のピークのうち、ピーク値が最大となっている被写体の焦点位置を参照して合焦位置とする。
本実施例では、ピーク値が最大となっている被写体(図5(a)の手前の人物)の焦点位置を参照して合焦位置とする。
ステップS.2−4では、ステップS.2−3において算出され記録されたAF評価値に基づいて焦点レンズの撮影焦点範囲を決定して、この撮影焦点範囲内のレンズ位置に焦点レンズを移動する。
撮影焦点範囲は、予めユーザーが設定しておくか、絞りの開放状態や撮影レンズの状態や、そのときの露出状態などの情報から自動的に決定することもできる。
本実施例では、AF評価値のピークグラフの幅から自動的に撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段が設けられている。具体的には、ピークグラフの半値幅などのグラフ幅を利用するものとする。
ステップS.2−5では、フォーカスブラケット撮影の撮影焦点範囲をLCDモニタ8上に表示させる撮影焦点範囲表示手段によってLCDモニタ8上に撮影焦点範囲の予告表示が表示される。
撮影焦点範囲表示手段はプログラム処理によってLCDモニタ8上に撮影焦点範囲の予告表示を表示する。
ステップS.2−6では、レリーズSW1の半押し状態が保持されているか否かを判断し、半押し状態が保持されていなければステップS.2−1に戻り、半押し状態が保持されていれば撮影待機状態を保ち、次のステップ(S.2−7)に進む。
ステップS.2−7では、レリーズSW1が全押し状態であるか否かが判断される。全押しされていなければステップS.2−6に戻り、全押しされていれば次のステップ(S.2−8)に進む。
ステップS.2−8では、ステップS.2−4において決定された撮影焦点範囲内で焦点レンズを移動させつつ所定の回数あるいは所定の焦点位置間隔で撮影を行なう、いわゆる、フォーカスブラケット撮影を行ない、次のステップS.2−9に進む。
ステップS.2−9では、処理を終了する。
〈作用効果〉
レリーズSW1が半押し操作された際にフォーカスブラケット撮影を行なうときの撮影焦点範囲をLCDモニタ8に予告表示することによって、撮影者が事前に撮影焦点範囲を確認できるので、被写体がおおよそ撮影焦点範囲内に入っているか否かを確認してから撮影することが可能となり、撮影ミスが減少するだけでなく、撮影者の意図する被写体像が得やすい。
また、2段押しのレリーズSW1によって請求項1ないし請求項3の発明に係る操作を行なうことにより、1つのレリーズSW1によって第1のスイッチ操作と第2のスイッチ操作とが連続して行えるので、操作性の向上を図ることができる。
撮影者がレリーズSW1の半押しすることにより予告表示によって表示される撮影焦点範囲内に、撮影者が撮影を意図している被写体が含まれていないならば、レリーズSW1の半押し状態を解除することにより、初期状態に戻し、再び、レリーズSW1を半押し状態とすることにより、山登りスキャン処理が再度実行されるので、撮影条件を変えて、撮影を意図している被写体が予告表示によって表示される撮影焦点範囲内に含まれるようになるまで再度合焦を試みることができる。
本発明を実施例に基づいて説明する。なお、上述の実施例と同一ないし均等な部分については説明を省略し、図面の符号については同一ないし均等な部分については同一の符号を付すものとする。
実施例2のデジタルカメラCは、各焦点位置に対するAF評価値の極大値近傍のデータから被写体に合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段を備えており、撮影時にレリーズSW1を半押し操作する毎にLCDモニタ8に複数の撮影焦点範囲を順次予告表示し、レリーズSW1を全押し操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でAFブラケット撮影を行ない、撮影された各画像を記録する。
実施例2のAFエリア選択モードは、図7(b)〜図7(d)に示すように、フォーカスブラケット撮影における撮影焦点範囲をフォーカスブラケット撮影開始前にLCDモニタ8上に表示し、撮影者が撮影焦点範囲を確認した上でフォーカスブラケット撮影を行えるようにするものである。
レリーズSW1を1回目に半押し操作した際に、フォーカスブラケット撮影が行われる撮影焦点範囲の予告表示が撮影意図から外れていた場合に、繰り返しレリーズSW1の半押し操作を行なうことにより、レリーズSW1を半押しする毎に、順次、撮影焦点範囲が変更され予告表示が切り替わる(図7では(b)→(c)→(d)の順)ので、撮影意図に合うまで操作を繰り返し、撮影意図に合う撮影焦点範囲が選択されたら、レリーズSW1を全押し操作してフォーカスブラケット撮影を実行する。
〈制御フローチャート〉
図6はAFエリア選択モードのフローチャート図である。
ステップS.3−1では、AFエリア選択モードの撮影処理が開始される。
ステップS.3−2では、カウンターNを初期値0に設定する。
ステップS.3−3では、レリーズSW1が半押し状態であるか否かが判断される。半押しされていなければステップS.3−2に戻り、半押しされていれば次のステップ(S.3−4)に進む。
ステップS.3−4では、カウンターNの値がN>0か否かを判断する。N>0でない(ここではN=0)ならばステップS.3−5aに進み、N>0ならばステップS.3−5cに進む。
ステップS.3−5aでは、撮影光学系20のフォーカスレンズのフォーカス位置をずらしながら山登りスキャン処理を実行する。
すなわち、焦点レンズを最至近の焦点位置から無限遠の焦点位置まで移動させつつ、画像情報を記録すると共に、AF用被写体周波数情報取得手段13aによって、被写体画像の周波数情報(画像データをフーリエ変換した際のフーリエ係数の高周波成分の情報)に基づいてAF評価値(フーリエ係数の高周波成分の画像面上での積分値(平均値))を算出する。
本実施例では、被写体の合焦可能な被写体距離は複数存在しているので、被写体距離に対するAF評価値のピークも複数存在するが、本実施例では、AF評価値のピークのうち、ピーク値が所定の閾値を超えている複数の被写体の焦点位置を参照して合焦位置とする。
そして、次のステップS.3−5cに進む。
ステップS.3−5bでは、ステップS.3−5aにおいて、抽出されたAF評価値のピークのうち、ピーク値が所定の閾値を超えているピークの数をNmaxに設定し、次のステップS.3−5cに進む。
ステップS.3−5cでは、カウンターNの値に1を加えた値をカウンターNに設定し、次のステップS.3−6に進む。
ステップS.3−6では、ステップS.3−5aにおいて算出され記録されたNmax個のAF評価値のピークのうち、N番目のピークに基づいて焦点レンズの撮影焦点範囲を決定して、この撮影焦点範囲内のレンズ位置に焦点レンズを移動する。
撮影焦点範囲は、予めユーザーが設定しておくか、絞りの開放状態や撮影レンズの状態や、そのときの露出状態などの情報から自動的に決定することもできる。
本実施例では、AF評価値のピークグラフの幅から自動的に撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段が設けられている。具体的には、ピークグラフの半値幅などのグラフ幅を利用するものとする。
ステップS.3−7では、撮影焦点範囲表示手段によってステップS.3−6で決定された撮影焦点範囲の予告表示がLCDモニタ8に表示される。
ステップS.3−8では、カウンターNがN≦Nmaxであるか否かを判断して、N≦Nmaxでない(今はN=Nmax+1)ならばステップS.3−2に戻り、N≦NmaxであるならばステップS.3−9に進む。
ステップS.3−9では、レリーズSW1の半押し状態が保持されているか否かを判断し、半押し状態が保持されていなければ、ステップS.3−3に戻り、半押し状態が保持されていれば撮影待機状態を保ち、次のステップS.3−10に進む。
ステップS.3−10では、レリーズSW1が全押し状態であるか否かが判断される。全押しされていなければステップS.3−9に戻り、全押しされていれば次のステップS.3−11に進む。
ステップS.3−11では、ステップS.3−6において決定された撮影焦点範囲内で焦点レンズを移動させつつ所定の回数あるいは所定の焦点位置間隔で撮影を行なう、いわゆる、フォーカスブラケット撮影を行ない、次のステップS.3−12に進む。
ステップS.3−12では、処理を終了する。
〈作用効果〉
撮影時にレリーズSW1を半押し操作する毎に複数の撮影焦点範囲をLCDモニタ8に順次予告表示し、レリーズSW1を全押し操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でフォーカスブラケット撮影を行なって撮影された各画像を記録するので、撮影意図に合うまでレリーズSW1の半押し操作を繰り返し、撮影意図に合う撮影焦点範囲が選択されたときにレリーズSW1を全押し操作することによって、このときの撮影焦点範囲内でフォーカスブラケット撮影を行なうことができる。
このため、撮影者の撮影意図に合った撮影焦点範囲でフォーカスブラケット撮影が行われるので、撮影者が意図した合焦状態で撮影が行なわれ、画像品質の優れた撮影を行なうことができる。
また、2段押しのレリーズSW1によって請求項1ないし請求項3の発明に係る操作を行なうことにより、1つのレリーズSW1によって第1のスイッチ操作と第2のスイッチ操作とが連続して行えるので、操作性の向上を図ることができる。
本発明を実施例に基づいて説明する。なお、上述の実施例と同一ないし均等な部分については説明を省略し、図面の符号については同一ないし均等な部分については同一の符号を付すものとする。
実施例3のデジタルカメラCは、焦点位置に対するAF評価値の極大値近傍のデータから被写体に合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段と、撮影光学系20の状態(特に絞り値)から各フォーカス位置における被写界深度情報を取得する被写界深度取得手段とを備えている。
そして、被写界深度内に含まれかつ近接する少なくとも2つのAF評価値の極大値データから合焦可能な複数の撮影焦点範囲を決定するとともに、撮影時にレリーズSW1を半押し操作する毎にLCDモニタ8に複数の撮影焦点範囲のうち1つを順次予告表示し、レリーズSW1を全押し操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でAFブラケット撮影を行なう。
実施例3のAFエリア選択モードは、図9(b),図9(c)または図10(b),図10(c)に示すように、実施例2のAFエリア選択モードと同様に、フォーカスブラケット撮影における撮影焦点範囲をフォーカスブラケット撮影開始前にLCDモニタ8上に表示し、撮影者が撮影焦点範囲を確認した上でフォーカスブラケット撮影を行えるようにするものである。
レリーズSW1を1回目に半押し操作した際に、フォーカスブラケット撮影が行われる撮影焦点範囲の予告表示が撮影意図から外れていた場合に、繰り返しレリーズSW1の半押し操作を行なうことにより、レリーズSW1を半押しする毎に、順次、撮影焦点範囲が変更され予告表示が切り替わる(図9,図10では(b)→(c)の順)ので、撮影意図に合うまで操作を繰り返し、撮影意図に合う撮影焦点範囲が選択されたら、レリーズSW1を全押し操作してフォーカスブラケット撮影を実行する。
実施例3の撮影処理動作は、実施例2の撮影処理動作(図6のフローチャートに示される処理)と、ほとんど同様であるが、上述のフォーカスブラケット撮影を行なう撮影焦点範囲を決定する撮影焦点範囲取得手段の動作が異なり、特徴的であるので、この動作を図9,図10に基づいて説明する。
〈撮影焦点範囲取得手段の動作〉
図9(a)は、約1〜2mにいる手前人物と、後ろの約2〜3mにいる人物と、遠方にあるビルとによって構成された被写体(図9(b)または図9(c))について、被写体距離を横軸に、AF評価値を縦軸に示したものであり、撮影前の山登りスキャンによって取得されるものである。
1回目にレリーズSW1を半押しした直後に、山登りスキャンによって図9(a)に示される被写体距離に対するAF評価値のデータを得る。
これとは別に、絞りの開放状態や撮影光学系20の状態の情報から被写界深度幅Lを決定し、AF評価値のピークのうち近接するピーク間が被写界深度幅L内に入るものを抽出して、これらのピークを含む前後の焦点位置で撮影焦点範囲を決定する。
被写体距離に対するAF評価値の複数のピークのうち、被写界深度幅L以下に近接しているピークを検出し、これらのピークの半値幅を含むように撮影焦点範囲を設定する。
そして、図9(b)に示すように、2人の人物を撮影焦点範囲に収めた領域である1〜3mの範囲でフォーカスブラケット撮影を実施することをLCDモニタ8上に表示する。
もし、この撮影焦点範囲が撮影者の意図に合わない場合には、図9(c)に示すように、レリーズSW1を再度半押しすることによって、ビルを撮影焦点範囲内に収めた4m〜無限遠の撮影焦点範囲の予告表示が行われる。
そして、レリーズSW1を全押しすることによって、ビルを撮影焦点範囲内に収めた4m〜無限遠の範囲でフォーカスブラケット撮影が行われる。
上述した例とは別の例を図10(a)〜図10(c)に示す。
図10(a)〜図10(c)では、約1〜2mにいる手前人物と、後ろの約2〜3mにいる人物と、後方にある自動車とによって構成された被写体を例示している。なお、図10(a)に示す自動車は、約4〜6mの位置に位置している。
1回目にレリーズSW1を半押しした直後に、山登りスキャンによって図10(a)に示される被写体距離に対するAF評価値のデータを得る。
これとは別に、絞りの開放状態や撮影光学系20の状態の情報から被写界深度幅L’を決定し、AF評価値のピークのうち近接するピーク間が被写界深度幅L’内に入るものを抽出して、これらのピークを含む前後の焦点位置で撮影焦点範囲を決定する。
そして、図10(b)に示すように、2人の人物を撮影焦点範囲に収めた領域である1〜3mの撮影を実施することを図示のようにLCDモニタ8上に予告表示を行なう。
もし、この撮影が撮影者の意図に合わない場合にはレリーズの半押し操作を再度行うことによって、後ろの人物と自動車とを撮影焦点範囲内に収めた2〜6mの撮影焦点範囲の予告表示が行われる。
そして、レリーズSW1を全押しすることによって、後ろ人物と自動車とを撮影焦点範囲内に収めた2〜6mの撮影焦点範囲でフォーカスブラケット撮影が行われる。
このように1回の山登りスキャンで得られた情報から、撮影する撮影焦点範囲の選択を被写体によって変えることによって、できるだけ少ない半押し回数で撮影意図にあう撮影焦点範囲を表示する。
〈制御フローチャート〉
図8はAFエリア選択モードのフローチャート図である。
ステップS.4−1では、AFエリア選択モードの撮影処理が開始される。
ステップS.4−2では、カウンターNを初期値0に設定する。
ステップS.4−3では、レリーズSW1が半押し状態であるか否かが判断される。半押しされていなければステップS.4−2に戻り、半押しされていれば次のステップ(S.4−4)に進む。
ステップS.4−4では、カウンターNの値がN>0か否かを判断する。N>0でない(ここではN=0)ならばステップS.4−5aに進み、N>0ならばステップS.4−5dに進む。
ステップS.4−5aでは、撮影光学系20のフォーカスレンズのフォーカス位置をずらしながら山登りスキャン処理を実行する。
すなわち、焦点レンズを最至近の焦点位置から無限遠の焦点位置まで移動させつつ、画像情報を記録すると共に、AF用被写体周波数情報取得手段13aによって、被写体画像の周波数情報(画像データをフーリエ変換した際のフーリエ係数の高周波成分の情報)に基づいてAF評価値(フーリエ係数の高周波成分の画像面上での積分値(平均値))を算出する。
本実施例では、被写体の合焦可能な被写体距離は複数存在しているので、被写体距離に対するAF評価値のピークも複数存在するが、本実施例では、AF評価値のピークのうち、ピーク値が所定の閾値を超えている複数の被写体の焦点位置を参照して合焦位置とする。
そして、次のステップS.4−5bに進む。
ステップS.4−5bでは、ステップS.4−5aにおいて、抽出されたAF評価値のピークのうち、被写界深度内に含まれかつ近接しているピークを選択し、これらの半値幅などのグラフ幅に基づいて撮影焦点範囲を決定し、次のステップS.4−5cに進む。
ステップS.4−5cでは、ステップS.4−5bの焦点範囲取得処理で決定されたAFブラケット撮影の撮影ポイント数(合焦可能な撮影焦点範囲の数)をNmaxに設定し、次のステップS.4−5dに進む。
ステップS.4−5dでは、カウンターNの値に1を加えた値をカウンターNに設定し、次のステップS.4−6に進む。
ステップS.4−6では、ステップS.4−5cにおいて算出され記録されたNmax個の撮影焦点範囲のうち、N番目の撮影焦点範囲内のレンズ位置に焦点レンズを移動する。
ステップS.4−7では、撮影焦点範囲表示手段によってステップS.4−6で決定した撮影焦点範囲の予告表示がLCDモニタ8に表示される。
ステップS.4−8では、カウンターNがN≦Nmaxであるか否かを判断して、N≦Nmaxでない(今はN=Nmax+1)ならばステップS.4−2に戻り、N≦NmaxであるならばステップS.4−9に進む。
ステップS.4−9では、レリーズSW1の半押し状態が保持されているか否かを判断し、半押し状態が保持されていなければ、ステップS.4−2に戻り、半押し状態が保持されていれば撮影待機状態を保ち、次のステップS.4−10に進む。
ステップS.4−10では、レリーズSW1が全押し状態であるか否かが判断される。全押しされていなければステップS.4−9に戻り、全押しされていれば次のステップS.4−11に進む。
ステップS.4−11では、ステップS.4−5bにおいて決定された撮影焦点範囲内で焦点レンズを移動させつつ所定の回数あるいは所定の焦点位置間隔で撮影を行なう、いわゆる、フォーカスブラケット撮影を行ない、次のステップS.4−12に進む。
ステップS.4−12では、処理を終了する。
〈作用効果〉
撮影時にレリーズSW1を半押し操作する毎に複数の撮影焦点範囲をLCDモニタ8に順次予告表示し、レリーズSW1を全押し操作したときに予告表示中の撮影焦点範囲内でフォーカスブラケット撮影を行なうので、撮影意図に合うまでレリーズSW1の半押し操作を繰り返し、撮影意図に合う撮影焦点範囲が選択されたときにレリーズSW1を全押し操作することによって、このときの撮影焦点範囲内でフォーカスブラケット撮影が行なうことができる。
このため、撮影者の撮影意図に合った撮影焦点範囲でフォーカスブラケット撮影が行われるので、撮影者が意図した合焦状態で撮影が行なわれ、画像品質の優れた撮影を行なうことができる。
また、焦点評価値出力手段によるAF評価値のデータと、被写界深度取得手段による被写界深度情報とに基づいて撮影焦点範囲が決定されるので、無駄なく撮影焦点範囲が決定され、撮影意図に合わない撮影焦点範囲が予告表示されたときの対処の仕方について、一層迅速かつ適切に撮影者の意図に合った撮影焦点範囲を選択できる。
さらに、2段押しのレリーズSW1によって、請求項1ないし請求項3の発明に係る操作を行なうことにより、1つのレリーズSW1によって第1のスイッチ操作と第2のスイッチ操作とが連続して行えるので、操作性の向上を図ることができる。
しかも、被写界深度内に入る複数の被写体を含むように撮影焦点範囲が自動的に選択され、フォーカスブラケット撮影が行われるので、撮影者が意図した被写体が含まれている可能性が一層高くなり、操作性が向上する。
以上、本発明の撮影装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
なお、本実施例では、レリーズSW1の半押し状態と全押し状態とによって、フォーカスロックモードとフォーカスブラケット撮影モードとの切り替えを行なったが、フォーカスロックモードとフォーカスブラケット撮影モードとの切り替えは別のスイッチによって行なってもよい。
実施例1〜3では、本発明の撮影装置をデジタルカメラへ適用する例を示したが、応用分野として携帯機器、例えば、カメラ付き携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)などに搭載される撮影装置としても適用することができる。
本発明の撮影装置としてのデジタルカメラを示す外観図であり、(a)はデジタルカメラの平面図を示し、(b)はデジタルカメラの正面図を示し、(c)はデジタルカメラの背面図を示している。
実施例1〜実施例3に共通のデジタルカメラの内部システムの構成を示すブロック図である。
実施例1〜実施例3に共通のデジタルカメラの動作概要を説明するフローチャート図である。
実施例1のデジタルカメラのAFエリア確認モードを説明するフローチャート図である。
実施例1のデジタルカメラのAFエリア確認モードを説明する概念図であり、(a)は被写体距離に対するAF評価値のグラフ図であり、(b)はモニタの表示状態を示している。
実施例2のデジタルカメラのAFエリア選択モードを説明するフローチャート図である。
実施例2のデジタルカメラのAFエリア選択モードを説明する概念図であり、(a)は被写体距離に対するAF評価値のグラフ図であり、(b)〜(d)はLCDモニタの表示状態を示している。(b)は手前の人物、(c)は後ろの人物、(d)は自動車の前後位置に撮影焦点範囲が選択され、それらがLCDモニタ上に表示された様子を示している。
実施例3のデジタルカメラのAFエリア選択モードを説明するフローチャート図である。
実施例3のデジタルカメラのAFエリア選択モードを説明する概念図であり、(a)は被写体距離に対するAF評価値のグラフ図であり、(b),(c)はLCDモニタの表示状態を示している。(b)は手前の人物と後ろの人物との前後位置、(c)は背景のビル群に撮影焦点範囲が選択され、それらがLCDモニタ上に表示された様子を示している。
実施例3のデジタルカメラのAFエリア選択モードを説明する概念図であり、(a)は被写体距離に対するAF評価値のグラフ図であり、(b),(c)はLCDモニタの表示状態を示している。(b)は手前の人物と後ろの人物との前後位置、(c)は後ろの人物と自動車との前後位置に撮影焦点範囲が選択され、それがLCDモニタ上に表示された様子を示している。
符号の説明
8 LCDモニタ(画像表示部)
13a AF用被写体周波数情報取得手段(焦点評価値出力手段)
17 画像バッファ用メモリ(画像記録手段)
20 撮影光学系
24 撮像素子
23 光学系駆動部(フォーカス駆動手段)
C デジタルカメラ(撮影装置)
SW1 レリーズ(第1のスイッチ,第2のスイッチ)