JP5573311B2 - カメラ - Google Patents

Description

本発明は、カメラに関する。

次のような自動焦点調節装置が知られている。この自動焦点調節装置は、撮影画面内に２次元配列された複数の焦点検出エリアの中から、被写体位置に最も近い焦点検出エリアを選択する（例えば、特許文献１）。

特開平１０−６８８７３号公報

しかしながら、従来の装置によると、被写体位置に最も近い１個の焦点検出エリアを選択するため、選択した焦点検出エリアが確実に被写体を捉えていない可能性もあった。

本発明によるカメラは、撮影画面内に配置されている離散的な枠（離散枠）を表示する枠表示手段と、撮影画面内における被写体位置を特定する特定手段と、特定手段で特定した被写体位置が離散枠のいずれか１つの中に存在している場合には、被写体位置が存在している１つの離散枠を他の離散枠と識別可能に表示し、特定手段で特定した被写体位置が離散枠の複数にまたがって存在している場合には、被写体位置が存在している複数の離散枠を他の離散枠と識別可能に表示する特定枠表示手段とを備えることを特徴とする。
本発明では、離散枠は、焦点検出領域の配置位置を示す枠、または測光領域の配置位置を示す枠であることが好ましい。
また、特定手段によって特定された被写体位置をフレーム間で追尾するようにしてもよい。

本発明によれば、離散枠によって確実に被写体を捉えることができる。

カメラ１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 撮影画面内にＡＦ枠を表示した場合の具体例を示す図である。 テンプレート画像Ａ、画像Ｉ、およびターゲット画像Ｂの具体例を示す図である。 テンプレートマッチングによる被写体位置の特定結果の具体例を示す図である。 ２つのＡＦ枠を強調表示した場合の具体例を示す図である。 ４つのＡＦ枠を強調表示した場合の具体例を示す図である。 被写体位置近傍のＡＦ枠を強調表示した場合の具体例を示す第１の図である。 被写体位置近傍のＡＦ枠を強調表示した場合の具体例を示す第２の図である。

―第１の実施の形態―
図１は、第１の実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、操作部材１０１と、レンズ１０２と、撮像素子１０３と、制御装置１０４と、メモリカードスロット１０５と、モニタ１０６と、光学ファインダ１０７とを備えている。操作部材１０１は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源ボタン、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。

レンズ１０２は、複数の光学レンズから構成されるが、図１では代表して１枚のレンズで表している。撮像素子１０３は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサーであり、レンズ１０２により結像した被写体像を撮像する。そして、撮像によって得られた画像信号を制御装置１０４へ出力する。

制御装置１０４は、撮像素子１０３から入力された画像信号に基づいて所定の画像形式、例えばＪＰＥＧ形式の画像データ（以下、「本画像データ」と呼ぶ）を生成する。また、制御装置１０４は、生成した画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを生成する。制御装置１０４は、生成した本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成してメモリカードスロット１０５へ出力する。

メモリカードスロット１０５は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットであり、制御装置１０４から出力された画像ファイルをメモリカードに書き込んで記録する。また、メモリカードスロット１０５は、制御装置１０４からの指示に基づいて、メモリカード内に記憶されている画像ファイルを読み込む。

モニタ１０６は、カメラ１００の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタ）であり、当該モニタ１０６には、メモリカードに記憶されている画像やカメラ１００を設定するための設定メニューなどが表示される。また、制御装置１０４は、使用者によってカメラ１００のモードが撮影モードに設定されると、撮像素子１０３から時系列で取得した画像の表示用画像データをモニタ１０６に出力する。これによってモニタ１０６にはスルー画が表示される。

光学ファインダ１０７は、表示部、プリズム、接眼レンズ等の部材を備えており、レンズ１０２を介して入射された被写体光は、不図示のミラーで反射されて光学ファインダ１０７へ導かれる。そして、被写体光はプリズムで反射されて接眼レンズへと導かれることにより、使用者は、接眼レンズを介して被写体像を確認することができる。また、カメラ１００は、撮影画面内に２次元に配列された複数のフォーカス検出領域を有しており、制御装置１０４は、光学ファインダ１０７の表示部にフォーカス検出領域の配置位置を示す枠（以下、「ＡＦ枠」と呼ぶ）を表示することによって、図２に示すように、撮影画面内の被写体上にＡＦ枠を重畳して表示することができる。

制御装置１０４は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、カメラ１００を制御する。なお、制御装置１０４を構成するメモリには、ＳＤＲＡＭやフラッシュメモリが含まれる。ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御装置１０４が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。

本実施の形態では、制御装置１０４は、撮像素子１０３から入力される画像に対して、あらかじめ用意したテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理を行うことによって、フレーム内からテンプレート画像と類似する画像領域を特定する。そして、制御装置１０４は、特定した領域をフレーム間で追尾することによって、被写体追尾を行う。

具体的には、制御装置１０４は、テンプレートマッチング処理の基準となるテンプレート画像と、撮像素子１０３から入力される画像とのマッチング演算を行う。例えば、制御装置１０４は、図３に示すように、テンプレート画像Ａを用いて画像Ｉ内における被写体位置を特定する。ここで用いるテンプレート画像Ａは、あらかじめ使用者からの指示に基づいて取得される。例えば、使用者は、操作部材１０１を操作して、モニタ１０６に表示された画像内で、追尾したい被写体を含む範囲を指定する。制御装置１０４は、使用者によって指定された範囲内の画像をテンプレート画像Ａとして抽出して、ＳＤＲＡＭに記憶する。

制御装置１０４は、撮像素子１０３からの画像の入力が開始されると、入力された画像を対象として、この画像Ｉ内の所定の位置にテンプレート画像と同じ大きさのターゲット枠を設定し、設定したターゲット枠内のターゲット画像Ｂをテンプレートマッチングの対象とする。すなわち、制御装置１０４は、ターゲット枠を画像Ｉ内で移動させながら、各ターゲット枠位置におけるターゲット画像Ｂと、テンプレート画像Ａとのマッチング演算を行なう。マッチング演算の結果、テンプレート画像Ａとターゲット画像Ｂとの類似度が最も高い合致領域の画像Ｉ内における座標値を被写体位置として特定する。

なお、制御装置１０４は、画像Ｉの全体ではなく、画像内からテンプレート画像Ａを抽出した位置を含む所定範囲内（探索対象領域内）を対象としてテンプレートマッチングを行うようにしてもよい。これによって、テンプレートマッチングを行う範囲を画像Ｉ内の被写体が存在している可能性が高い範囲に限定することができ、処理を高速化することができる。

そして、制御装置１０４は、上述したテンプレートマッチングによる画像Ｉ内における被写体位置の特定結果を焦点調節に用いる。すなわち、制御装置１０４は、特定した被写体位置に合焦するように焦点調節を行う。具体的には、制御装置１０４は、上述したように撮影画面内に配置されている複数のフォーカス検出領域のうち、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置の最も近くに配置されているフォーカス検出領域を用いて焦点調節を行う。

このとき、制御装置１０４は、図２で上述したように光学ファインダ１０７の表示部に表示した複数のＡＦ枠のうち、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を強調表示する。例えば、図４に示すように、テンプレートマッチングによって被写体位置４ａが特定された場合には、図２に示すように、被写体位置４ａの最も近くに配置されているフォーカス検出領域を示すＡＦ枠２ａが太枠を用いて強調表示される。これによって、使用者は、光学ファインダ１０７内の表示に基づいて、追尾中の被写体位置を確認するとともに、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を確認することができる。

ここで、図２に示すＡＦ枠２ａと図４に示す被写体位置４ａとを比較すると、ＡＦ枠２ａは、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置に最も近いフォーカス検出領域を示しているため、実際の被写体位置４ａとは少しずれた位置にあり、被写体位置を正確に捉えているとはいえない。

よって、本実施の形態では、制御装置１０４は、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置４ａが、撮影画面内に配置されているいずれか１つのフォーカス検出領域内に存在している場合には、そのフォーカス検出領域を示す１つのＡＦ枠のみを強調表示する。一方、制御装置１０４は、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置４ａが、撮影画面内に配置されている複数のフォーカス検出領域内にまたがって存在している場合には、該当する複数のフォーカス検出領域のそれぞれを示す複数のＡＦ枠を強調表示する。

例えば、制御装置１０４は、図４に示す被写体位置４ａを特定した場合には、図５に示すように、被写体位置４ａが存在する位置に配置されている２つのフォーカス検出領域のそれぞれを示す２つのＡＦ枠５ａと５ｂとを強調表示する。なお、強調表示するＡＦ枠の数は２つに限定されず、特定された被写体位置とフォーカス検出領域の配置位置との関係によって異なる。例えば、図６に示すように、４つのＡＦ枠６ａ〜６ｄが強調表示される場合もある。

このように、被写体位置４ａが複数のフォーカス検出領域上にまたがって存在している場合には、それらの複数のフォーカス検出領域に対応する複数のＡＦ枠を表示することによって、撮影画面内に被写体位置を正確に捉えたＡＦ枠を表示することができる。また、被写体追尾中に撮影画面内で被写体が移動した場合に、被写体の移動に伴うＡＦ枠の動きを円滑にすることができる。

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０４は、撮影画面内における被写体位置を特定し、特定した被写体位置が撮影画面内に配置されている複数のフォーカス検出領域の中のいずれか１つのフォーカス検出領域内に存在している場合には、被写体位置が存在している１つのフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を強調表示し、特定した被写体位置が複数のフォーカス検出領域にまたがって存在している場合には、それらの複数のフォーカス検出領域を示す複数のＡＦ枠を強調表示するようにした。これによって、使用者は、光学ファインダ１０７を介して撮影画面内で設定されるＡＦ枠の位置を確認することができる。また、強調表示されるＡＦ枠が正確に被写体を捉えるようにすることができる。

（２）制御装置１０４は、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置をフレーム間で追尾するようにした。これによって、使用者は、撮影画面内に表示するＡＦ枠を用いて被写体の追尾結果もあわせて知ることができる。また、被写体位置を複数のＡＦ枠を用いて表示した場合には、撮影画面内で被写体が移動した場合に、被写体の移動に伴うＡＦ枠の動きを円滑にすることができる。

―第２の実施の形態―
上述した第１の実施の形態では、被写体位置が複数のフォーカス検出領域にまたがって存在している場合には、それらの複数のフォーカス検出領域を示す複数のＡＦ枠を強調表示する例について説明した。これに対して、第２の実施の形態では、制御装置１０４は、被写体位置が複数のフォーカス検出領域の間に存在しており、いずれのフォーカス検出領域にも存在していない場合に、被写体位置近傍のフォーカス検出領域を示す複数のＡＦ枠を強調表示する。なお、第２の実施の形態に置いては、図１に示したブロック図は第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

例えば、図７に示すように、撮影画面内の１１ヶ所にフォーカス検出領域が配置され、１１点のＡＦ枠が表示されている例について説明する。この図７に示す例では、被写体位置４ａはＡＦ枠７ａ〜７ｄの間に位置しており、被写体位置４ａはいずれのフォーカス検出領域にもかかっていない。なお、図７では、テンプレートマッチングによって特定された被写体位置４ａとＡＦ枠とを区別するために、被写体位置４ａを点線で示している。

第２の実施の形態では、このような場合に、制御装置１０４は、被写体位置４ａの近傍に存在している少なくとも１つのフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を強調表示する。図７に示す例では、被写体位置４ａの近傍に配置されている４つのフォーカス検出領域を示すＡＦ枠７ａ〜７ｄを強調表示している。

なお、この場合、制御装置１０４は、図８に示すように、強調表示するＡＦ枠７ａ〜７ｄの表示強度を特定した被写体位置４ａからの距離に応じて変更するようにしてもよい。本実施の形態では、例えば、制御装置１０４は、被写体位置４ａの重心を基準位置とし、該基準位置から強調表示する各ＡＦ枠までの距離に応じて表示する枠の太さを変更する。図８に示す例では、被写体位置４ａの重心からの距離が近いＡＦ枠７ａ〜７ｃの表示枠をより太くして強調表示し、被写体位置４ａの重心からの距離がＡＦ枠７ａ〜７ｃよりも遠いＡＦ枠７ｄは、表示枠の太さをＡＦ枠７ａ〜７ｃよりも細く、かつ他のＡＦ枠よりも太く表示することにより強調表示している。

以上説明した第２の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０４は、被写体位置が複数のフォーカス検出領域の間に存在しており、いずれのフォーカス検出領域にも存在していない場合に、被写体位置近傍のフォーカス検出領域を示す複数のＡＦ枠を強調表示するようにした。これによって、被写体位置がフォーカス検出領域上に存在しない場合でも、被写体位置に近いＡＦ枠を強調表示させて、使用者は、光学ファインダ１０７を介して撮影画面内で設定されるＡＦ枠の位置を確認することができる。

（２）制御装置１０４は、強調表示するＡＦ枠の表示強度を撮影画面内における特定した被写体位置からの距離に応じて変更するようにした。これによって、使用者は、被写体位置とＡＦ枠との距離を視覚的に把握することができる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した第１および第２の実施の形態では、制御装置１０４は、図２、図４、および図６に示したように、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を太枠で表示することにより強調表示して、他のＡＦ枠と区別する例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、他の方法によって、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を、その他のフォーカス検出枠を示すＡＦ枠と識別可能に表示するようにしてもよい。例えば、制御装置１０４は、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠を点滅表示させるようにしてもよい。あるいは、制御装置１０４は、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠のみを表示し、他のＡＦ枠を消去するようにしてもよい。また、焦点調節に用いるフォーカス検出領域を示すＡＦ枠の輝度を上げて明るく表示し、他のＡＦ枠の輝度を下げて暗く表示するようにしてもよい。

（２）上述した第１および第２の実施の形態では、光学ファインダ１０７内に表示される撮影画面上に被写体位置に応じたＡＦ枠を表示する例について説明した。しかしながら、モニタ１０６上に表示されるスルー画上に、被写体位置に応じたＡＦ枠を表示するようにしてもよい。

（３）上述した第１および第２の実施の形態では、撮影画面内に２次元に配列された複数のフォーカス検出領域のそれぞれを示すＡＦ枠を光学ファインダ１０７内に表示するに当たって、テンプレートマッチングによって特定した被写体位置に応じたＡＦ枠を強調表示する例について説明した。しかしながら、撮影画面内に表示するのはＡＦ枠に限定されず、撮影画面内における測光センサの配置位置を示す測光枠等であってもよい。すなわち、撮影画面内に表示されるＡＦ枠や測光枠などの離散的な枠であって、被写体位置に基づいて強調表示される位置が決まる種々の枠を表示する場合に本発明は適用可能である。

（４）上述した第１および第２の実施の形態では、本発明をカメラ１００に適用する場合について説明した。しかしながら、焦点調節機能と被写体追尾機能を備える他の機器についても本発明は適用可能である。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００ カメラ、１０１ 操作部材、１０２ レンズ、１０３ 撮像素子、１０４ 制御装置、１０５ メモリカードスロット、１０６ モニタ、１０７ 光学ファインダ

Claims (4)

1. 撮影画面内に配置されている離散的な枠（離散枠）を表示する枠表示手段と、
   前記撮影画面内における被写体位置を特定する特定手段と、
   前記特定手段で特定した被写体位置が前記離散枠のいずれか１つの中に存在している場合には、前記被写体位置が存在している１つの前記離散枠を他の前記離散枠と識別可能に表示し、前記特定手段で特定した被写体位置が前記離散枠の複数にまたがって存在している場合には、前記被写体位置が存在している複数の前記離散枠を他の前記離散枠と識別可能に表示する特定枠表示手段とを備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記離散枠は、前記撮影画面内における焦点検出領域の配置位置を示す枠であることを特徴とするカメラ。
3. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記離散枠は、前記撮影画面内における測光領域の配置位置を示す枠であることを特徴とするカメラ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記特定手段によって特定された被写体位置をフレーム間で追尾する追尾手段をさらに備えることを特徴とするカメラ。
   

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