WO2005064920A1

WO2005064920A1 - デジタル撮影装置、デジタル撮影装置のピント調節方法、及びデジタル撮影装置用のプログラム

Info

Publication number: WO2005064920A1
Application number: PCT/JP2003/016825
Authority: WO
Inventors: Hideki Fujiwara
Original assignee: Nokia Corporation
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14
Also published as: US7800664B2; JPWO2005064920A1; AU2003296136A1; US20070002152A1; JP4369926B2

Abstract

本発明は、画像データのエッジを強調するエッジ強調部を有するデジタル撮影装置であって、該デジタル撮影装置は、合焦の良否を判定し、前記判定の結果に応じて前記エッジ強調部のエッジ強調度合いを変えることを特徴とする。本発明は、合焦の良否に応じてエッジ強調の度合いを調節することで、より鮮明な写真を得ようとするものであり、さらに本発明の一つの態様において、オートフォーカス機構を補完して合焦に必要な時間を短縮しようとするものである。

Description

明細書デジタル撮影装置、デジタル撮影装置のピント調節方法、及ぴデジタル撮影装置用のプログラム技術分野

本発明はデジタル撮影装置に関し、より詳しくは、デジタル撮影装置のピント調節方法に関する。背景技術

近年、携帯電話や P D Aなどの携帯情報機器に、カメラが搭載されることが多くなつた。このような目的に使用されるカメラは、小型のレンズと C C Dや CM O S等の撮像素子を備えたカメラモジュールとして市場に提供されている。初期のころは解像度の低いカメラモジュールが載せられるにすぎなかったが、最近では 1メガピクセルを超える解像度を持つカメラモジュールが搭載される例もでてきた。将来は、さらに解像度の高いカメラモジュールが携帯情報機器に搭載されることは、ほぼ確実である。

ところで、鮮明な写真を撮影するためには、ピントを合わせなくてはならない'。すなわち、レンズを通った光が撮像素子の上で正しく像を結ぶように、カメラと被写体の距離によってレンズと撮像素子の距離を調節しなくてはならない。ピント合わせの方法として、撮像素子の解像度が低いカメラモジュールにおいては、あらかじめ被写界深度を深くとることによって、レンズを動かさなくとも広い範. 囲でピントが合うように設計した、固定焦点方式を用いることが多い。しかし、撮像素子の解像度が高くなると、ピント合わせをより精密に行なわなくてはならなくなるため、カメラと被写体の距離によってレンズと撮像素子の距離を積極的に調節することが望ましい。

写真撮影専用機である一般のカメラやデジタルカメラの分野では、古くからピントを自動的に合わせるォートフオーカス機能が発達してきた。オートフォー力ス機能は、レンズの位置を少しずつ移動しながら、ピントに関する適当な評価値を求め、最も良いピント評価値を得たレンズ位置を、最適なピントが得られるレンズ位置とするものである。この評価値を求める方法として、フィルム一眼レフで用いられてきた位相差検知方式や、デジタルカメラで用いられるコントラスト方式などがある。

精密にピントを合わせるには、レンズを移動する位置間隔を狭めて、多数のレンズ位置においてピント評価値を得ることが望ましい。し力、し、それではピントを合わせるまでに長い時間がかかり、またレンズを移動するために必要な電力消費も大きくなつてしまう。そこで、短時間でピントを合わせるための時間を短縮するために、いくつかの提案がなされている。

特開 2 0 0 2— 2 8 7 0 1 2号公報には、レンズの位置を動かしながらピント評価値を求め、ピント評価値が所定のしきい値以上であればレンズを動力す速度を速め、そのしきい値以下であればレンズを動かす速度を遅くすることで、高速に合焦位置を見つけようとする発明が記載されている。

特開 2 0 0 2— 4 8 9 6 7号公報では、レンズの位置を動かしながらピント評価ィ直を求め、そのピント評価値の大小に応じてレンズの移動ステップ幅を変えることで、高速に合焦位置を見つけようとする発明が記載されている。

しかし、これらの先行技術を用いても、合焦までの時間がまだ十分でない場合がある。特に、カメラ内蔵型の携帯電話や P DAなどにおいては、シングルァクション方式で撮影を行なう場合があり、ダブルアクション方式で撮影を行なう力メラ専用機より、さらに素早く合焦制御を完了せねばならない。

ダブルアクション方式とは、撮影ボタンを半押しすると、撮影準備が行なわれ、撮影ボタンを最後まで押すと、写真が撮影される方式である。撮影準備には、自動露出制御や自動ピント合わせ（オートフォーカス）、ホワイトバランス合わせがある。通常、利用者は撮影準備が完了するのを待って、撮影を行なうため、力メラ専用機は撮影準備に十分な時間をかけることができると言える。

これに対し、シングルアクション方式とは、撮影ボタンを 1度押すだけで、撮影準備と撮影を両方行なう方式である。撮影ボタンを押してから実際に撮影が行なわれるまでに時間がかかり過ぎると、撮影者や被写体が動いてボケた写真になりやすく、また操作感も悪い。このため撮影準備を素早く完了する必要があり、シングルアクション方式ではダブルアクション方式よりも、ピント合わせの速度への要求が厳しい。発明の開示

上記課題を解決するため、本発明では、ピント合わせに必要な時間を短縮することを可能としたピント調節方法、及びその方法を備えるデジタル撮像装置を提供する。

ここに提供される発明は、画像データのエッジを強調するエッジ強調部を有するデジタル撮影装置であって、該デジタル撮影装置は、合焦の良否を判定し、前記判定の結果に応じて前記ェッジ強調部のェッジ強調度合いを変えることを特徴とする。該デジタル撮影装置は、エッジ強調がされた画像データの合焦の良否を判定し、前記判定の結果に応じてさらに前記ェッジ強調度合いを変えるという構成を採ることができる。

ここに提供される発明は次のような態様を含む。即ち本発明の一態様は、画像データのエッジを強調するエッジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子と備えるデジタル撮影装置であって、該デジタル撮影装置は、前記レンズの位置を所定の移動量ずつ動力すと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、前記各レンズ位置における前記ピント評価値の良否を評価し、前記ピント評価値が最も良いレンズ位置にける前記ピント評価値に応じて前記エッジ強調部のエッジ強調度合いを調節することを特徴とする。

当該デジタル撮影装置において、前記ピント評価値は画像のエッジ成分の量に関係する構成を採ることができる。また該ピント評価値を画像の一部の領域のみから求める構成を採ることができる。さらに、当該デジタル撮影装置は、該ピント評価値が最も良いレンズ位置における該ピント評価値を含む、複数のレンズ位置における該ピント評価値を勘案して、前記エッジ強調度合いを調節することを特徴とする構成を採ることができる。

なお、本発明に関連する別の先行文献として、特開 2 0 0 0— 1 5 6 8 1 6号公報には、被写体の距離や被写体の内容（ポートレート力風景写真かなど）に応じてエッジ強調の度合いを調節し、より自然な画像を得ることを目的とするエツジ強調装置が開示されている。本発明は当該文献に記載の発明と異なり、合焦の良否すなわちピントが良く合っているか否かに応じてエッジ強調の度合いを調節することで、より鮮明な写真を得ようとするものであり、さらに本発明の一つの態様においては、オートフォーカス機構を補完してピント合わせに必要な時間を短縮しょうとするものである。

本発明によるデジタル撮影装置は、前記ピント評価値に応じて前記所定の移動量の大きさを変化させる構成を採ることができる。この場合、前記所定の移動量としてステップ 1と前記ステップ 1より移動量の小さいステップ 2とを有し、以下の式により前記ステツプ 1と前記ステツプ 2から前記レンズの移動量を定める構成を採ることができる。

ここで、い f_n, は、それぞれ前記レンズ位置 n+l， n, n- 1 における前記ピント評価 ί直である。 Focus_Level_Target_Ratio は、前記レンズの移動を終了するためのしきいィ直である。 Step_Change_Threshold は、前記ステップ 1と前記ステツプ 2を切り替えるためのしきい値である。

さらに当該デジタル撮影装置は、前記所定の移動量としてステップ 1と前記ステツプ 1より移動量の小さいステップ 2とを有し、以下の式により前記ステップ 1と前記ステツプ 2から前記レンズの移動量を定める構成を採ることができる。

then

ステップ 1

else

ステップ 2 ここで、 f_n+1， f_n) は、それぞれ前記レンズ位置 n+1, n, n- 1における前記ピント評価値である。 Step_Change_Thresholdは、前記ステツプ 1と前記ステツプ 2を切り替えるためのしきい値である。

本発明により提供されるデジタル撮影装置は、一の操作でエッジ強調部のエツジ強調度合いを調節すると共に撮影を行なうことを特徴とする構成を採ることができる。また該デジタル撮影装置は、電話機能を有する構成を採ることができる。さらに該デジタル撮影装置は、携帯情報機器に内蔵されるカメラモジュールである構成を採ることができる。，

ここに提供される発明は次のような側面を含む。即ち本発明の一側面は、画像データのェッジを強調するェッジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子とを備えるデジタル撮影装置のためのピント調節方法であって、該レンズの位置を所定の移動量ずつ動かすと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、前記各レンズ位置における該ピント評価値の良否を評価し、該ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値に応じて前記エッジ強調部のエッジ強調度合いを調節することを特徴とする。

さらに本発明の別の一側面は、画像データのェッジを強調するエツジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子と、コンピュータを備えたデジタル撮影装置用のプログラムであって、該コンピュータを次のように動作させる。即ちこのプログラムによれば、該コンピュータは、前記レンズの位置を所定の移動量で動かすと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、前記各レンズ位置における前記ピント評価値の良否を評価し、前記ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値に応じて前記ェッジ強調部のェッジ強調度合いを調節するように動作する。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施態様におけるデジタル撮影装置の機能プロックの概略を示す図である。

図 2は、ピント評価値計算のフローチャートを示す図である。

図 3は、ェッジ強調処理を説明するための図である。

図 4は、ェッジ強調処理を説明するための図である。

図 5 aは、エッジ強調処理を説明するための図である。

図 5 bは、エツジ強調処理を説明するための図である。

図 6は、本実施態様における撮影のフローチャートを示す図である。

図 7は、本発明の別の実施態様におけるデジタル撮影装置の機能プロックの概略を示す図である。

図 8は、本発明を適用したカメラ内蔵型携帯電話の «を示す図である。

図 9は、本発明によるカメラ内蔵型携帯電話のハードウエア概略図。

図 1 0は、本発明を適用したカメラ内蔵型携帯電話による撮影のフローチヤ一卜。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施態様を説明する。図 1は本発明によるデジタル撮影装置の概略を示す機能プロック図である。デジタル撮影装置 1 0 0 1は、レンズ 1、レンズ 1を図中 A— B方向に動かすためのステツピングモータ 2、レンズ 1を通じて入射した光を電気信号に変換する C C Dセンサ 3、 C C Dセンサ 3の出力信号をデジタル形式の信号に変換する AZD変換器 4、デジタル化された C C Dセンサ 3の出力信号から色補間処理によりバソコンで表示したりプリンタで印刷可能な画像データを構築する色補間部 7、 R G B形式の画像データを YU V形式に変換する YU V変換部 8、画像データのェッジを強調するエッジ強調部 9、画像データを圧縮する画像データ圧縮部 1 0、圧縮された画像データを保存するデータ記憶装置 1 1などを備える。またデジタル撮影装置 1 0 0 1は、デジタル化された C C Dセンサ 3の出力信号から輝度成分を抽出する輝度抽出部 1 2、撮影に関する様々な制御を行なう撮影制御部 1 5、ユーザーがデジタル撮影装置 1 0 0 1を操作するために使用するユーザーインタフェース 2 7などを備える。撮影制御部 1 5は、ピントの良し悪しを評価するピント評価部 1 6、エツジ強調部 9を制御するエツジ協調制御部 1 7、 C C Dセンサ 3によるデタ収集を制御する C C D制御部 1 8、レンズ位置の移動を制御するレンズ制御部 1 9、メモリ 2 0などを備える。好適な実施形態において、色補間部 7、 Y U V変換部 8、エツジ強調部 9、画像データ圧縮部 1 0、輝度抽出部 1 2は、それぞれ専用のハードウェア回路で実現され、撮影制御部 1 5の各機能は、 C P U などの汎用処理装置とメモリ及びそのメモリに保存されるソフトウエアにより実現されることが望ましい。これらのハードウェア回路、 C P U、メモリは、統合されたカメラエンジン 2 4として独立して提供することもできる。ユーザーインタフエース 2 7は撮影ボタンやメニューボタンなどであって、ユーザーはユーザ —ィンタフェース 2 7を操作することにより、写真撮影や撮影解像度の変更、撮影した写真の表示などを行なうことができる。

ピント評価部 1 6は、輝度抽出部 1 2により ¾出された C C Dセンサ 3の出力信号の輝度成分を用いて、合焦の良否すなわちピントが合っている力否かの指標となるピント評価を求める。ピント評価の一例として、画像のエッジ成分の量を利用することができる。ピントが合っていれば画像の起伏が激しくなり、ピン.トが合っていなければ起伏がなだらかになる。従って、エッジ成分の量は、ピントが合っている力否かの評価値として用いることができる。

図 2はピント評価部 1 6におけるピント評価値計算の概略を示すフローチヤ一トである。まず、輝度成分のみからなる画像データのエッジ検出を行なう（ステップ s 21)。エッジ検出は、微分演算を行なって輝度値の変化を検出すればよい。このような演算を行なうためのフィルタがいくつか開発されており、例として S o b e 1フィノレタ - Ro b e r t sフィノレタ、 La p l a c eフィノレタなどがある。ステップ s 22では、フィルタ後の画像データの全ての画素について絶対値をとり、ステップ s 23において全ての画素の絶対値を加算する。ピントが合っている場合は画像の起伏が激しいため、上記の加算値は大きくなり、合っていない場合は小さくなる。そこで上記の加算値はピントの良し悪しを判定する指標となりうる。かかる処理は、専用の回路で実現することもできるが、汎用処理装置とソフトウェアの組み合わせでも実現することができる。

なお、合焦の良否を調べるには、カラー画像データを用いなくとも、単色の画像データを用いるだけで十分な場合が多いため、本実施例では画像データの輝度成分のみを用いて調べている。しかし他の実施例においては、 CCDセンサ 3の出力信号に含まれる特定の色成分、例えば緑色成分のみを用いて、同様のピント評価を行なうこともできる。この場合は輝度抽出部 12は不要となり、代わりに C CDセンサ 3の出力信号から緑色成分を取り出してピント評価部 16へ供給する回路が必要になる。

ピント評価値の計算は、 CCDセンサ 3の全体から得られるデータに対して行なうように構成してもよいが、 CCDセンサ 3の一部から得られるデータに対してのみ行なうように構成してもよい。例えば、 CCDセンサ 3の中心領域から得られるデータに対してのみ行なうように構成すれば、ピント評価値を求めるために必要な計算量が減少して時間短縮効果が得られると共に、構図の中心に位置する被写体にピントが合った写真を撮影することができる。構図のどの領域にピントを合わせるかを、ユーザーに選択できるように構成しても良い。また、ピント評価値の計算に使う画像データを撮影する際は、 C CDセンサ 3の解像度を予め下げることにして、ピント評価値の計算量を減少させるようにしても良い。レンズ制御部 1 9は、ステツビングモータ 2を制御することにより、レンズ 1 を図の A—B方向に、所定の移動量ずつ動かす。レンズ移動量は一定でもよいが、可変でもよく、ピント評価部 1 6により計算されたピント評価値に応じて変化させても良い。一つの実施態様においては、所定の移動量として Stepl と前記 Steplより移動量の小さい Step2とを備え、ピント評価に応じて以下の式により、 Steplと Step2のいずれかを選択する。

wmle fn+l ~ J n > Focus Level Target Ratio

fn一 fn-l

{

ザ

≥ Step _ Change Threshold.

数式 1 then

Stepl

else

Stepl

}

ここで f_n+1, f_n，は、それぞれレンズ位置 n+1, n, n-1におけるピント評価値であり、 Focus一 Level— Targe t_Ratio は、レンズの移動を終了するためのしきい値であり、 Step一 Change一 Thresholdは、 Stepl と Step2を切り替えるためのしきい値である。

本発明によるデジタル撮影装置は、一の操作でピント合わせとエッジ強調度調節と撮影を行なうように構成することが好ましい。即ち、撮影ポタンなど撮影用のユーザーィンタフェースを一度操作するだけで、これら一連の動作を連続的に行なうように構成することが好ましい。このように構成した場合、撮影ボタンを押してから実際に撮影が行なわれるまでに時間がかかり過ぎると、撮影者や被写体が動いてボケた写真になりやすく、また操作感も悪い。そのため、ピント合わせに要する時間はできるだけ短くなるようにすべきである。そこで、移動量の小さい Step2でのレンズ移動は一度だけに止め、後はェッジ強調処理による画像の鮮明化によって、合焦の甘さを補うことが好ましい。このように構成すれば、ピント合わせに要する時間をより短く抑えることができる。この場合のレンズ移動量の制御は以下の式で行なわれる。

while ( Step2)

{

if

> Step _ Change一 Threshold,

then . . ■数式 2

Step!

else

Step!

}

エッジ強調部 9は、画像のエッジを強調する。またエッジ強調部 9は、エッジ強調制御部 1 7に制御されて、エッジの強調度を変えることができる。エッジ強調にはいくつかの方法を用いることができる力本実施例では、エッジ強調部 9 は、アンシャープ ·マスキングと呼ばれる方法を用いてエッジ強調を行なう。図 3と図 4を用いてエッジ強調処理の一例を示す。

図 3は、ェッ強調部 9におけるェッジ強調処理の概略を示すフローチャートである。まずステップ s 2 5で、原画像データのコピーを作成する。ステップ s 2 6では、コピーされた原画像に適当な平滑化フィルタをかけて、ぼかした画像にする。このとき使用される平滑化フィルタには、メジアンフィルタ、バターヮースフィルタ、ガウシアンフィルタなどがある。ステップ s 2 7では、原画像からぼかした画像を引き算する。引き算の結果により得られた画像は、エッジ部分が取り出されている。ステップ s 2 8では、元の画像に上記引き算の結果得られた画像を、適当な係数 αを乗じて加算する。 αが大きければ、エッジ強調度が強くなり、 αが小さければエッジ強調度は弱くなる。このような処理は、専用の回路で実現することができるが、汎用処理装置とソフトウェアの組み合わせでも実現することができる。

図 4は、上記 αの上限を決める方法の一例を説明するための図である。 4 1は原画像データを示したものであるが、この画像データの高輝度部の値を L_hi、低輝度部の値をし lowとする。 4 2は図 3のステップ s 2 6で説明した、原画像に適当な平滑化フィルタをかけてぼかした画像である。 4 3は図 3のステップ s 2 7で説明した、原画像からぼかした画像を引いて、エッジ部分を取り出したものである。 4 3で示したデータにおいて、大きい部分の値を E_hi、小さい部分の値を E_lowとする。すると、図 3のステップ s 2 8で示したように、エッジが強調された画像は 4 1に示したデータに 4 3で示したデータを適当な係数ひを乗じて加算したものであるから、エツジ強調後のデータの高輝度部の値は ( M+ a E— hi)、低輝度部の値は（ low+ a E_low)となる。そこで、（L_hi+ a E一 hi)や (L—low+ a E— low)がデータの解像度を超えないことという制約条件の元で αを決めれば、ェッジ強調された画像が白くつぶれたり黒くつぶれたりすることがなくなる。例えば、画像データの解像度が 8ビットである場合、制約条件は (L_hi+ a E— hi <= 255)及び (L— low+ o: E_low >= 0)のようになる。

図 1に戻ってエツジ強調制御部 1 7の説明を続ける。エツジ強調制御部 1 7は、上記の係数や、エツジ強調部 9で用いる平滑化フィルタのパラメータを調節することにより、エツジ強調部 9によるエツジ強調度を調節する。エツジ強調部 9 で用いるフィルタがメジアンフィルタの場合、パラメータとして Median Filter Height と Median Fi lter Width の 2つがある。フィルタがバターワースフィルタの場合は、 Cutoff と Order の 2つがある。フィルタがガウシアンフィルタの場合は、 Row Spread Factor と Column Spread Factor の 2つがある。エッジ強調部 9とエツジ強調制御部 1 7は、これらのパラメータの少なくとも 1つを調節できるように構成される。

ェッジ強調制御部 1 7は、最もピント評価 ^(直の良いレンズ位置におけるピント評価値のみならず、 1又は 2以上の他のレンズ位置におけるピント評価値をも勘案して、エッジ強調の度合いを調節してもよい。ある実施態様においては、最もピント評価値の良いレンズ位置におけるピント評価値 1と、次にピント評価値の良いレンズ位置におけるピント評価値 2の、 2つのピント評価値の大小関係から、エッジ強調の度合いを決定するように構成される。例えば、ピント評価値 1とピント評価値 2がほぼ同じ値であれば、最もピント評価値の良いレンズ位置でも最適レンズ位置から遠いと考えられるので、エッジ強調を強めに行なうように、上記 αを大きくする（図 5 a )。これに対し、ピント評価値 1とピント評価値 2が大きく異なれば、最もピント評価値の良いレンズ位置は最適レンズ位置に近いと考えられるので、上記 αを小さくしてエッジ強調を強くかけないように制御する

(図 5 b )。もちろん、ひの代わりに平滑化フィルタのパラメータを調節してもよい。

次に、図 6を用いて撮影に関する流れを説明する。図 5は本発明によるデジタル撮像装置の撮影動作の概略を示すフローチヤ一トである。ユーザ一^ fンタフエース 2 7の一部である撮影ボタンが押下されると（ステップ s 3 1 )、ピント合わせなどを行なう設定モードが開始する（ステップ s 3 2 )。まずレンズ 1を所定の位置へ移動し（ステップ s 3 3 )、 C C Dセンサ 3を駆動してピント評価値を得るための撮像を行なう（ステップ s 3 4 )。このステップにおける撮像は、ピント合わせに係るデータ処理時間を短縮するため、 C C Dセンサ 3を間引き走查することにより解像度を減少させて撮像を行なっても良い。次に、輝度抽出部 1 2によってステップ s 3 4で得られたデータから輝度成分を抽出し（ステップ s 3 5 )、抽出された輝度成分から前記の方法によりピント評価を求める（ステツプ s 3 6 )。

ステップ s 3 3から s 3 6までの動作を 1回か 2回しか行なっていなければ、ステップ s 3 3に戻り、レンズを所定の移動量だけ動かして新たに撮像、ピント評価値計算を行なう（ステップ s 3 7の N o )。なお、この実施例においてレンズの移動量には（大) と（小）の 2つがあり、ステップ s 3 3から s 3 6までの動作が 2回以下の場合は移動量（大）を用いる。ステップ s 3 3から s 3 6までの動作が 3回以上であれば、次に進む（ステップ s 3 7の Y e s；)。

ステップ s 3 8では、直近のレンズ移動量が（大）か (小）かによつて、以下の処理を分岐する。もし（小）であれば、ステップ s 4 1に進んでエッジ強調度の調節に進む。移動量が（小）であればそれ以上レンズを動かさないのは、上に述べたように、ピント合わせにかかる時間を短縮するためである。もし直近のレンズ移動量が（大）であれば、前記数式 2に従って、レンズの移動量を（大）と (小）から選択し（ステップ s 3 9 )、レンズがまだ移動できるか否かを判定する（ステップ s 4 0 )。もしまだレンズを移動できるのであれば、ステップ s 3 3に戻り、ステップ s 3 9で選択した移動量でレンズの位置を移動する。もし移動できなければ、ステップ s 4 1に進む。

ステップ s 4 1では、エツジ強調制御部 1 7力 S、ステップ s 3 6で求められたピント評価値を元に、エッジ強調部 9のパラメータを調節することにより、エツジ強調度の調節が行なわれる。それと共に、最良のピント評価：を与えるレンズ位置に、レンズを移動する（ステップ s 4 2 )。エッジ強調度の調節とレンズ位置の移動が終わると、設定モードが終了する（ステップ s 4 3 )。

なお図示してはいないが、設定モードにおいては、ピント合わせの他に、露出量ゃホワイトバランスの調整も行なわれる。

設定モードが終了すると、直ちに実際に写真を作成する撮影モードが開始する (ステップ s 4 4 )。まず C C Dセンサ.3を駆動して撮影を行ない、得られたデータから色補間処理によりパソコンで表示可能な画像データを構築する（ステツプ s 4 6 )。次に、先に定めた度合いでこの画像データのエッジを強調する（ステツプ s 4 7 )。最後に J P E G等の方法で画像データを圧縮し'（ステップ s 4 8 )、データ記憶装置 1 1に保存する（ステップ s 4 9 )。

このように本発明では、レンズの位置が合焦点から多少ずれていても、そのずれに応じてエツジ強調処理の度合、を変化させることで、ピントの甘さをエツジ強調処理によって補うことができる。そのため、シングルァクション方式で撮影する場合のように、レンズの位置調整を厳密に行なう時間がない場合のピント調節方法として、特に好適と言える。

また、カメラ内蔵型の携帯電話や P D Aでは、撮影機能の他にも電話機能ゃメール機能など、様々な機能を備えているため、撮影装置の電力消費はできるだけ少ないことが望ましい。ところが、オートフォーカス機構は消費電力が大きい。なぜなら、ピント合わせはレンズを移動しながら合焦に最も近いレンズ位置を探すのだが、レンズを動かすために必要なステッピングモータの消費電力は、撮影装置の様々な動作の中でもかなり大きい方だからである。本発明では、ピント合わせのためのレンズの位置調整に多少の甘さがあっても、その甘さに応じたエツジ強調処理を行なうことにより、ピントの甘さを補うことができる。そこで本発明は、ピント合わせのためのレンズ位置調整の電力を節約したい場合においても有益である。

図 7を用いて本発明の別の実施態様を説明する。図 7は、本発明の別の実施態様におけるデジタル撮影装置 1 0 0 2のハードウエア構成の概略を示す図である。本実施態様は図 1に示した実施態様と同じ構成要素を多数備えているが、本実施態様において図 1の撮影制御部 1 5に相当する撮影制御部 1 1 5は、エッジ強調がされた画像データの輝度成分を用いてピント評価値の計算を行なう。デジタル撮影装置 1 0 0 2は、.図 1に示したデジタル撮影装置 1 0 0 1と異なり、レンズ位置を調節することによるピント合わせ機能を有しない。その代わりデジタル撮影装置 1 0 0 2は、エッジ強調がされた画像に対して合焦の良否を判定し、その判定結果に応じてエッジ強調の度合いを変えるように構成される。以下にその動作を説明する。

まず C C D制御部 1 1 8により C C Dセンサ 3を駆動して試験撮像を行ない、得られたデータを色補間部 7と YU V変換部 8で YUV形式の画像データに構築する。得られた画像データはェッジ強調部 9によりエツジが強調される。ここで撮影制御部 1 1 5のピント評価部 1 1 6は、エッジ強調された画像の輝度成分を取得し、取得した輝度成分に対してピント評価値を計算する。次にエッジ強調制御部 1 1 7は、そのピント評価値の良否に応じて、前に説明したェッジ強調部 9 の各種パラメータを変更する。この後再ひ^:験撮像を行ない、ピント評価を行なつて、エッジ強調部 9の各種パラメータの調節を行なう。これを繰り返すことにより、最適なピント評価値が得られるエッジ強調パラメータを定めることができる。

本実施態様では、レンズ移動によるピント合わせ機構を有さない場合でも、合焦の良否に応じてエッジ強調の度合いを変えることで、ピントの甘さを補うことができる。このような実施態様は、レンズ移動によるピント合わせ機構を設けることのできない、安価な撮像装置に向いている。

(実施例 1 )

次に、本発明をカメラ内蔵型携帯電話に適用した実施例を示す。図 8は、本発明を用いたカメラ内蔵型携帯電話の外観を示す模式図である。

カメラ内蔵型携帯電話 1 0 0 3は、表面にディスプレイ 5 2、キーパッド 5 3、機能ボタン 5 4、アンテナ 5 5等を備える。裏面にはカメラ部 6 1、バッテリーカバー 5 9等を備える。さらにこれらを一体に保持する筐体 5 6を備える。カメラ内蔵型携帯電話 1 0 0 3は小型軽量であり、片手で保持したりハンドバッグに入れて持ち運んだりするのに適した大きさと重さを有する。機能ボタン 5 4は電話の発着信や、撮影時のシャッターボタン等として用いられる。カメラ付携帯電話 1 0 0 3に着信があった場合、機能ポタン 5 4を押すことにより着信に応答できる。また写真を撮影する場合は、利用者はレンズ 5 7を対象へ向けた状態で力メラ内蔵型携帯電話 1 0 0 3を持ち、カメラモジュール 6 1で撮影されたプレビユー画像をディスプレイ 5 2で確認する。そこで機能ボタン 5 4を押すと撮影が行なわれ、撮影により作成された画像データがカメラ付携帯電話 1 0 0 3に備えられた記録装置に保存される。

カメラ部 6 1は、入光部 5 7と L E D照明 5 8を備え、独立の筐体 6 0を備えたカメラモジュールとして構成される。従って、カメラ付携帯電話 1 0 0 3は、カメラモジュール 6 1とその残りの部分（ホストモジュール）とに分けることができる。このようにカメラ部を独立のモジュールとすることにより、カメラモジユールに汎用性を持たせ、他の携帯電話や P D Aと容易に組み合わせることができる。そのため、カメラモジュールを独立した製品として販売することが可能となる。

図 9は、カメラ内蔵型携帯電話 1 0 0 3のハードウエア構成の概略を示す図である。カメラ内蔵型携帯電話 1 0 0 3は、撮像を行なって画像データを提供するカメラモジュール 6 1と、その画像データを保存する記録媒体を有すると共に電話機能や P DA機能を有するホストモジュール 9 1から構成される。カメラモジユーノレ 6 1は、レンズ 3 1、レンズ 3 1を図中 A— B方向に動かすためのステツビングモータ 3 2、レンズ 1を通じて入射した光を電気信号に変換する C C Dセンサ 3 3、 C C Dセンサ 3 3の出力信号をデジタル形式の信号に変換する AZD 変換器 3 4、デジタノレイ匕された C C Dセンサ 3 3の出力信号から色補間処理によりバソコンで表示したりプリンタで印刷可能な画像データを構築する色補間部 3 7、 R G B形式の画像データを YUV形式に変換する YUV変換部 3 8、画像データのエッジを強調するエッジ強調部 3 9、画像データを圧縮する画像データ圧縮部 4 0、デジタル化された C C Dセンサ 3 3の出力信号から輝度成分を抽出する輝度抽出部 4 2、画像データをホストモジュール 9 1に送信するデータ I ZF 4 7などを備える。またカメラモジュール 6 1は、図 1の撮影制御部 1 5に相当するカメラ制御部 4 5と、カメラ制御部 4 5とホストモジュールとの間で制御情報をやり取りするための制御 I /F 4 8を備える。カメラ制御部 4 5は汎用処理装置とメモリ及びそのメモリに格納されるソフトウェアから構成され、撮影やピント調節、エッジ強調部 3 9の調節などに関する機能を統括すると共に、ホストモジュール 9 1との通信に関する制御も行なう。好適な実施形態において、色補間部 3 7、 YU V変換部 3 8、エッジ強調部 3 9、画像データ圧縮部 4 0、輝度抽出部 4 2は、それぞれ専用のハードウェア回路で実現され、カメラ制御部 4 5 の各機能は、 C P Uなどの汎用処理装置とメモリ及びそのメモリに保存されるソフトウェアにより実現されることが望ましい。これらのハードウェア回路とカメラ制御部は、統合されたカメラエンジン 4 9として独立して提供することもできる。

ホストモジユーノレ 9 1は、アプリケーションエンジン 9 2、アプリケーションエンジン 9 2を動作させるためのソフトウエアを格納するソフトウェア記憶部 9 3、電話機能を統括するベースパンド処理部 9 4、アンテナ部 5 5を備える。ァプリケーシヨンエンジン 9 2は、 C P U 9 6、カメラモジュール 6 1から送信される画像データを受け取るデータ I / F 9 7、カメラモジュール 6 1との間で制御情報をやり取りするための制御 I / F 9 8、バス 9 9を備え、バス 9 9を通じて一時記憶装置 1 0 1、主記憶装置 1 0 1、キーバッド 1 0 2、ディスプレイ 5 2が接続されている。図 10を用いて、カメラ内蔵型携帯電話 1003の動作を説明する。ステップ s 87で、撮影ボタンが押下されると、 CPU96とソフトウェア記憶部 93に記憶されたソフトウェアが協働して、制御 IZF 98を通じてカメラモジュール 61に撮影命令を送信する（ステップ s 88)。なお撮影ポタンは、キーパッド 102のいずれかのキーがその役割を負う。

ステップ s 89においては、ホストモジュール 91からの撮影命令を、制御 I ZF 48を通じて受け取ったカメラ制御部 45が、設定モードを開始する。設定モードにおける動作は図 5のステップ s 32からステップ s 42と同様である。ステップ s 90で設定モードが終了すると、カメラ制御部 45は、直ちに撮影モードを開始する。ステップ s 92では CCDセンサ 33を駆動して撮像が行なわれる。ステップ s 93では CCDセンサ 3の出力信号から写真データを構築し、さらに構築した写真データを圧縮する。ステップ s 93における動作は、図 5のステップ s 46からステップ s 48において、詳しく説明されている。ステップ s 94ではカメラモジュール 61が写真データをデータ IZF47を通じてホストモジュー^ / 91に送信する。

ステップ s 95では、ホストモジュール 91がデータ IZF 97を通じて圧縮された写真データを受信する。受信した写真データは一時記憶装置 100に格納される。ステップ s 96では、 CPU 96とソフトウェア記憶部 93に記憶されたソフトウェアが協働して、一時記憶装置 100に格納された圧縮写真データを主記憶装置 101に保存する。ステップ s 97では一時記憶装置 100に格納された圧縮写真データを解凍し、ステップ s 98では解凍した写真データからサムネールを作成し、ステップ s 99においてサムネールをディスプレイ 52に表示する。ステップ s 97から s 99にかけての動作は、 CPU96とソフトウェア記憶部 93に記憶されたソフトウェアが協働して制御する。

本発明では、レンズの位置が合焦点から多少ずれていても、そのずれに応じてェッジ強調処理の度合、を変化させることで、ピントの甘さをエツジ強調処理によって補う。そのため本発明によれば、レンズの位置調整を厳密に行なう時間がない場合であっても、エッジのはっきりした写真を得ることができるので、ピント合わせに必要な時間を短縮することができる。

以上にて本発明の好適な実施形態の説明を終わる。ここに説明した実施態様は、本宪明を実施するための単なる一例に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限られることなく、本発明の範囲内で種々の実施形態を取ることができるのは言うまでもない。

Claims

請求の範囲

1 . 画像データのエッジを強調するエッジ強調部を有するデジタル撮影装置であって、前記デジタル撮影装置は、合焦の良否を判定し、前記判定の結果に応じて前記エッジ強調部のエッジ強調度合いを変えることを特徴とする、デジタル撮影装置。

2 . 前記デジタル撮影装置は、ェッジ強調がされた画像データの合焦の良否を判定し、前記判定の結果に応じてさらに前記ェッジ強調度合いを変えることを特徴とする、請求項 1に記載のデジタル撮影装置。

3 . 画像データのェッジを強調するェッジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子とを備えるデジタル撮影装置であって、

前記デジタル撮影装置は、

前記レンズの位置を所定の移動量ずつ動かすと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、

前記各レンズ位置における前記ピント評価値の良否を評価し、

前記ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値に応じて前記ェッジ強調部のェッジ強調度合レ、を調節する、

ことを特徴とするデジタル撮影装置。

4 . 前記ピント評価値は画像のエッジ成分の量に関係する、請求項 3に記載のデジタル撮影装置。

5 . 前記ピント評価値は画像の一部の領域のみから求められる、請求項 3又は 4に記載のデジタル撮影装置。

6 . 前記ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値を含む、複数のレンズ位置における前記ピント評価値を勘案して、前記エッジ強調度合いを調節することを特徴とする、請求項 3力ら 5のいずれかに記載のデジタノレ撮影装置。

7 . 前記ピント評価値に応じて前記所定の移動量の大きさを変化させる、請求項 3から 6のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

8 . 前記所定の移動量としてステップ 1と前記ステップ 1より移動量の小さいステップ 2とを有し、以下の式により前記ステップ 1と前記ステップ 2から前記レンズの移動量を定める、請求項 3から 6のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

> Focus Level Target Ratio

if

Change—Threshold,

then

ス

else

}

f_n+1, f_n, は、それぞれ前記レンズ位置 n+l， n, n-1 における前記ピント評価値。

Focus— Level— Target— Ratioは、前記レンズの移動を終了するためのしきい値。 Step一 Change— Thresholdは、前記ステツプ 1と前記ステツプ 2を切り替えるためのしきい値。

9 . 前記所定の移動量としてステップ 1と前記ステップ 1より移動量の小さいステップ 2とを有し、以下の式により前記ステップ 1と前記ステップ 2から前記レンズの移動量を定める、請求項 3から 6のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

w ///eUステッフ 2)

{

≥ Step Change 丄¹ nreshold

then else

2

f_n+1, f_n, f_n— iは、それぞれ前記レンズ位置 n+l， n, n-1 における前記ピント評価値。

Step_Change_Threshold は、前記ステップ 1と前記ステップ 2を切り替えるためのしきい値 _n

1 0 . 前記デジタル撮影装置は一の操作で前記エッジ強調部のエッジ強調度合いを調節すると共に撮影を行なうことを特徴とする、請求項 1力ら 9のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

1 1 . 前記デジタル撮影装置は電話機能を有する、請求項 1から 1 0のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

1 2 . 前記デジタル撮影装置は携帯情報機器に内蔵されるカメラモジュールである、請求項 1から 1 0のいずれかに記載のデジタル撮影装置。

1 3 . 画像データのエッジを強調するエッジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子とを備えるデジタル撮影装置のためのピント調節方法であつて、

前記レンズの位置を所定の移動量ずつ動力すと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、

前記ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値に応じて前記ェッジ強調部のェッジ強調度合いを調節する、

ことを特徴とする、デジタル撮影装置のピント調節方法。

1 4 . 画像データのエッジを強調するエッジ強調部と、光軸方向に移動可能なレンズと、撮像素子と、コンピュータを備えたデジタル撮影装置用のプログラムであって、

前記コンピュータを、前記レンズの位置を所定の移動量で動力すと共に各レンズ位置において合焦の良否に関するピント評価値を求め、前記各レンズ位置における前記ピント評価値の良否を評価し、前記ピント評価値が最も良いレンズ位置における前記ピント評価値に応じて前記ェッジ強調部のェッジ強調度合いを調節するように動作させる、ことを特徴とするデジタル撮影装置用のプログラム。