WO2016056089A1 - カメラ及び撮影方法 - Google Patents

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image
camera
depth
target selection
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清水　宏
鈴木　基之
益岡　信夫
橋本　康宣
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日立マクセル株式会社
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G—PHYSICS
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    • H04N23/958—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging
    • H04N23/959—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging by adjusting depth of field during image capture, e.g. maximising or setting range based on scene characteristics

Definitions

  • the present invention relates to a camera and a photographing method for photographing a subject by adjusting a depth of field.
  • the autofocus function (AF function) in a digital camera, etc. is a contrast AF method that uses the image reflected on the image sensor to move the focus lens and look for areas with a large contrast (contrast) and adjust the focus.
  • the phase difference AF method is adopted in which the light entering from the light is divided into two and guided to a dedicated sensor, and the direction and amount of focus are determined from the interval between the two images formed.
  • Patent Document 1 recognizes a subject in an imageable area so that the entire recognized subject falls within the depth of field. A technique for controlling the depth of field of the subject is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a camera and a photographing method capable of selecting a plurality of targets to be focused by a simple operation.
  • the present invention relates to a camera that shoots a subject by adjusting the depth of field, an imaging sensor that captures an image of the subject captured from the photographing lens through the aperture, a finder that displays the captured subject image on a monitor, A target selection unit that selects a subject to be focused at the time of shooting, and a control unit that adjusts the position of the photographing lens and the aperture amount of the aperture so that the subject selected by the target selection unit falls within the depth of field.
  • a selection unit a touch panel or a joystick is provided in which a user selects a desired subject with a finger while viewing an image with a finder.
  • the present invention also relates to an image sensor that captures an image of a subject captured from a photographing lens through a diaphragm in a camera that adjusts the depth of field, and a finder that displays the captured image of the subject on a monitor.
  • the image processing means for analyzing the image of the subject to extract the contour shape of the subject, and the photographic lens so that the farthest part and the nearest part of the subject within the contour shape extracted by the image processing means fall within the depth of field.
  • a control unit that adjusts the position and the aperture amount of the aperture, and the contour shape extracted by the image processing means is displayed in an emphasized manner superimposed on the image in the viewfinder.
  • a display step for displaying an image of the subject captured from the photographing lens through the aperture on the finder and a subject to be focused at the time of photographing are selected.
  • a plurality of targets to be focused can be selected with a simple operation. Therefore, user convenience is improved, and shooting errors can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a camera according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 shows the external appearance of a camera.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining subject exclusion processing for focusing. 6 is a flowchart illustrating a shooting operation according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method for photographing a subject with a depth (Example 2). 9 is a flowchart illustrating a shooting operation according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a digital still camera.
  • the camera 1 captures an optical image of the subject 100 via the photographing lens 2 and the iris (iris) 3, forms an image on an image sensor 4 such as a CCD, and shoots (converts it into an electrical signal).
  • the image signal is subjected to various image processing and image analysis by the signal processing unit (DSP) 5, converted into encoded data by the codec 6, and stored in the memory 7.
  • DSP signal processing unit
  • an image processing signal from the DSP 5 can be displayed as an image on a liquid crystal display (LCD) 8 or can be monitored via an electronic viewfinder (EVF) 9 and an eyepiece 10.
  • LCD liquid crystal display
  • EMF electronic viewfinder
  • the subject 100 includes a plurality of objects A, B, and C, and the distances L1, L2, and L3 from the camera (imaging sensor 4) of each object are different. Then, it will be described how to shoot with these objects in focus.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the focusing of one subject.
  • Light (optical image) from the subject 100 passes through the lens 2 and forms an image on the image sensor 4.
  • the focal length of the lens 2 is f
  • the distance from the lens 2 to the subject 100 is s1
  • the distance from the lens 2 to the imaging position is s2
  • the following relational expression (1) is established.
  • 1 / s1 + 1 / s2 1 / f
  • (A) is a case where the imaging sensor 4 is located at the imaging position (distance S2), and the light from the point light source is converged to only one point on the sensor surface. That is, the subject 100 is in focus and is photographed.
  • (B) is a case where the distance s1 to the subject 100 or the distance S2 to the imaging sensor 4 is changed from the expression (1) and is not in focus.
  • the light from the point light source becomes a circular image on the surface of the sensor 4, and this circle is called a circle of confusion, and the diameter d of the circle of confusion indicates the amount of blur on the imaging surface.
  • the diameter d of the circle of confusion increases as the position of the subject 100 deviates from the in-focus position s1.
  • (C) is a case where the aperture value (F value) of the aperture 3 is increased, and the diameter d of the circle of confusion can be decreased by reducing the beam width.
  • the size d of the circle of confusion is small enough to be indistinguishable from the point of the human eye when appreciating the captured image, it may be considered that the focus is in focus.
  • This circle of confusion is called an acceptable circle of confusion.
  • the size of the permissible circle of confusion (allowable diameter d0) is said to be 0.07 mm at a position separated by a clear viewing distance (30 cm). Further, the range of the subject position is determined so that the size of the circle of confusion is within the allowable circle of confusion (d ⁇ d0), and this is called the depth of field D.
  • the depth of field D depends on the focal length f and aperture value of the lens.
  • the relationship between the depth of field D, the lens positions s1 and s2, the focal length f of the lens, and the aperture value F can be obtained by calculation.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining focusing of a plurality of subjects.
  • the subject 100 is composed of a plurality of objects A, B, and C, in order to focus the desired object, it is necessary that the diameter of the circle of confusion on the surface of the imaging sensor 4 of the desired object is within an allowable diameter.
  • the position of the desired object may be within the range of the depth of field.
  • the diameters da and db of the circles of confusion of the objects A and B are set within the allowable diameter d0, and the diameter dc of the circle of confusion of the object C is set larger than the allowable diameter d0.
  • the position of the lens 2 is moved to the focus position (focus position) with respect to the objects A and B by the control unit 11 including the adjustment mechanism (Adjustment 1), and then the diaphragm 3 is narrowed (Adjustment 2).
  • the diameter of the circle of confusion for each object satisfies the above conditions.
  • the focus is set slightly before the intermediate point between the objects A and B, and in the adjustment 2, the diaphragm 3 is stopped until the depth of field D covers the positions of the objects A and B.
  • the distance from the camera (imaging sensor 4) to the target subject (object) in this case, the farthest L2 value and the latest L1 value
  • the optimum adjustment values focus position, aperture value
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the camera according to the first embodiment.
  • the camera 1 ′ is a single-lens reflex system, and captures an optical image of the subject 100 through the photographing lens 12 and the iris (iris) 13, forms an image on an image sensor (main sensor) 15 such as a CCD, and converts it into an electrical signal.
  • the captured image signal is displayed on a liquid crystal display (not shown) via a signal processing unit (DSP) (not shown), and the image data is stored in a memory via a codec.
  • DSP signal processing unit
  • the optical image captured from the photographing lens 12 can be monitored by switching the optical path by the reflex mirror 14 and guiding it to a finder mechanism including the condenser lens 16, the pentaprism 17, and the eyepiece lens 18.
  • a finder mechanism including the condenser lens 16, the pentaprism 17, and the eyepiece lens 18.
  • an autofocus (AF) sensor 19 that detects the focus state
  • an exposure sensor 20 that detects the exposure state are provided in the optical path on the way.
  • the objective lens 21 and the sub sensor 22 are provided as a sub imaging system.
  • the sub sensor 22 always captures the subject even when the main sensor 15 is blocked by the mechanical shutter.
  • FIG. 5 is a diagram showing the appearance of the camera.
  • the camera 1 ' according to the present embodiment is configured so that a plurality of targets to be focused can be easily selected in the viewfinder.
  • (A) is a front perspective view of the camera, and has an eyepiece lens 21 as a sub photographing system at a position above the photographing lens 12.
  • a touch panel 31 is provided near the front surface of the shutter button 30. The touch panel 31 is used for the user to select a subject (target) to be focused with a finger while looking at the viewfinder.
  • FIG. B is a front perspective view (partial view) of the camera, in which a joystick 32 is provided instead of the touch panel to select a target.
  • the user selects a target by operating the lever of the joystick 32 while looking at the finder.
  • (C) is a rear perspective view (partial view) of the camera, and includes a viewfinder 40 for displaying a subject on a monitor, a lock-on button 33, and a clear button 34.
  • the lock-on button 33 is for determining and storing a subject selected by the user as a target, and is stored as a target even if the subject moves in the finder 40 or is removed from the finder 40 thereafter.
  • the clear button 34 is for removing (releasing) a subject once determined as a target from the target.
  • the above configuration is an example, and a configuration in which the joystick 32 is incorporated in the shutter button 30 itself, or a configuration in which the lock-on button 33 and the clear button 34 are incorporated in the shutter button 30 itself (switching by half-pressing / full-pressing the button) is possible. is there.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a target selection operation in the viewfinder.
  • the viewfinder 40 displays a plurality of subject images 100 ′.
  • the user moves the cursor 41 in the screen up, down, left, and right to match the desired subject (target) to be focused.
  • the touch panel 31 and the target selection means such as the joystick 32 shown in FIG. 5 are used.
  • the cursor 41 is set to the subject A.
  • (C) is a state in which the lock-on button 33 is pressed and the subject A is determined as the target.
  • a lock-on mark 42 is displayed on the subject set as the target.
  • the cursor 41 is positioned on the subject B.
  • (D) is a state in which the lock-on button 33 is pressed and the subject B is determined as a target. In order to release the lock-on mark set for the subject A, the cursor 41 is placed on the subject A and the clear button 34 is pressed.
  • (E) is a state in which the subject B is removed from the viewfinder 40 by moving the camera. Even in this state, the subject B is present in the field of view of the sub-sensor 22 in the sub photographing system, and the subject B is stored as a target.
  • (F) is a state in which the camera is returned to the original position and the subject B is taken into the finder 40 again. The lock-on mark 42 is maintained on the subject B, and it is stored as a target.
  • the subject to be focused can be easily selected by the target selection means provided on the camera. Further, even if the subject once selected as the target is moved away from the finder 40 by moving the camera, it is tracked by the sub sensor 22 and stored as a target.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining subject exclusion processing for focusing.
  • (A) is a state in which the objects A, B, and C are selected as targets from the subject image 100 ′ in the finder 40 by the target selection means (touch panel 31 or the like) and the lock-on mark 42 is given. If the shutter is pressed in this state, naturally, all the subjects A, B, and C are focused and photographed.
  • (B) is a case where the camera is moved and the shutter is pushed with the subject C removed from the viewfinder 40. In this case, adjustment is performed so that only the subject existing in the finder 40, that is, only the subjects A and B that are the photographing targets are focused.
  • (C) shows the setting of the depth of field D at the time of shooting in (b).
  • the depth of field D is set so as to include the subjects A and B and exclude the subject C. In this way, by setting the depth of field D to be limited to the subject existing in the finder, the depth of field D becomes shallower, the focus position and the aperture amount setting are further optimized, and higher image quality is achieved. Images can be taken.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the photographing operation in the first embodiment.
  • a description will be given with reference to FIGS.
  • the user moves the cursor 41 to a desired subject (target) to be focused while looking at the viewfinder 40.
  • the touch panel 31 or the joystick 32 is used for target selection.
  • the lock-on button 33 is pressed to determine the target subject.
  • the clear button 34 is pressed to cancel the target setting.
  • the distance to the selected target is measured.
  • the lens position can be scanned and obtained from the focus position (focus position).
  • it waits for the shutter button 30 to be pressed. Further, the process returns to S101 until the shutter button is pressed, and the above operation is repeated to select another target and measure its distance.
  • control unit 11 determines the farthest target and the latest target from the camera, and the focus position and the aperture so that these positions fall within the depth of field D. Adjust the amount (see FIG. 3).
  • the shutter speed and ISO sensitivity are set according to the aperture amount.
  • the light from the subject is captured and photographed.
  • a plurality of targets to be focused can be selected with a simple operation, and the usability is improved. Further, since the sub sensor 22 is provided in addition to the main sensor 15, the fact that the selected target is an object to be focused even if the selected target is removed from the finder 40 is effective in preventing a photographing error due to out of focus.
  • the image sensor 15 such as a CCD is used as the image sensor
  • an image system using a film (photosensitive material) instead of the image sensor 15 may be used.
  • the same effect can be obtained by the subject tracking function by the sub sensor.
  • FIG. 9 is a diagram showing a method for photographing a subject having a depth. Here, a case where “flower” is photographed as a subject will be described.
  • (A) shows an image of a subject (flower) 50 having a depth.
  • (B) shows an image of a subject (monitor image such as a viewfinder) taken into the camera by a normal method. Even if the whole flower is focused, the focus is only on a part 51 of the flower, and the other part (shown by a broken line) 52 may be out of focus.
  • the contour shape 53 of the subject 50 is extracted from the image in (b). Therefore, the contour shape peculiar to the subject object is extracted by binarizing the finder visually recognized image.
  • the contour shape is a closed curve, and the inside thereof is a target area for focusing.
  • the outline shape of “petals” is extracted.
  • the extracted contour shape is superimposed and displayed on the finder image. For example, the user can easily know which part of the subject is selected as the target by increasing the thickness of the outline or changing the color.
  • the focus and aperture of the camera are adjusted so that each subject part surrounded by the contour shape is included in the depth of field D of the camera 1. This is the same as the adjustment described with reference to FIG. As a result, the subject portion inside the contour shape 53 can be photographed in a focused state.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the photographing operation in the second embodiment. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.
  • the visual field image of the viewfinder 9 is binarized.
  • the signal from the image sensor 4 is binarized by the DSP 5.
  • the contour shape 53 of the subject object is extracted by detecting the edge position by comparing the binarization processing signal with the threshold value.
  • the extracted contour shape 53 is highlighted and superimposed on the view field image of the viewfinder 9.
  • the user confirms the displayed contour shape 53 and presses the shutter button 30.
  • control unit 11 performs focus scan on the lens 2 and measures the distance from the camera of each subject portion in the contour shape 53. Then, the farthest distance from the camera and the nearest distance are obtained.
  • control unit 11 adjusts the focus position and the aperture amount so that the farthest and closest distance object positions fall within the depth of field D (see FIG. 3).
  • the shutter speed and ISO sensitivity are set according to the aperture amount.
  • the light from the subject is captured and photographed.
  • the second embodiment even a subject having a depth can be photographed in a focused state within the contour shape peculiar to the subject.
  • the focus range (contour shape) is highlighted on the finder, it is easy for the user to check and has the effect of preventing photographing errors.

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Abstract

　被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラ１において、撮影レンズ１２から絞りを介して取り込んだ被写体の画像を撮影する撮像センサ４と、取り込んだ被写体の画像をモニター表示するファインダ９と、撮影時にピントを合わせる被写体を選択するターゲット選択手段と、ターゲット選択手段により選択した被写体が被写界深度に入るように撮影レンズ２の位置と絞り３の絞り量を調整する制御部１１と、を備える。ターゲット選択手段として、ユーザがファインダ４０で画像を見ながら指で所望の被写体を選択するタッチパネル３１またはジョイスティック３２を設ける。

Description

カメラ及び撮影方法
　本発明は、被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラ及び撮影方法に関する。
　デジタルカメラ等におけるオートフォーカス機能（ＡＦ機能）には、撮像素子に映った映像をもとに、ピントレンズを動かしながら明暗差（コントラスト）が大きなところを探してピントを合わせるコントラストＡＦ方式や、レンズから入った光を２つに分けて専用のセンサへ導き、結像した２つの画像の間隔からピントの方向と量を判断する位相差ＡＦ方式が採用されている。また、ファインダに写った被写体のピントを合わせたい部分を決めるためにフォーカスロック機能があり、カメラが自動的に、あるいはユーザが選択して決定することができる。また、奥行のある被写体全体にピントを合わせるために、例えば特許文献１には、撮影可能なエリアの中の被写体を認識し、この認識された被写体の全体が被写界深度内に入るように、該被写体の被写界深度を制御する技術が開示されている。
特開平１１－１６８６５４号公報
　被写体の中にピントを合わせたい被写体（ターゲット）が複数存在する場合、複数のターゲットに同時にピントを合わせる操作が必要になる。具体的には、各ターゲットの位置が奥行方向に距離差がある場合には、複数ターゲットの中間にピントを合わせ、被写界深度が複数ターゲットの距離範囲をカバーするように絞りを決定すればよい。この操作は一眼レフカメラ等においてマニュアルフォーカスで撮影する場合には可能であるが、デジタルカメラにおけるオートフォーカス機能としては実現されていない。その理由として、ファインダ内でピントを合わせたい複数のターゲットを簡単に選択することが困難であることが挙げられる。
　本発明の目的は、簡単な操作でピントを合わせたい複数のターゲットを選択することのできるカメラ及び撮影方法を提供することである。
　本発明は、被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラにおいて、撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像を撮影する撮像センサと、取り込んだ被写体の画像をモニター表示するファインダと、撮影時にピントを合わせる被写体を選択するターゲット選択手段と、ターゲット選択手段により選択した被写体が被写界深度に入るように撮影レンズの位置と絞りの絞り量を調整する制御部と、を備え、ターゲット選択手段として、ユーザがファインダで画像を見ながら指で所望の被写体を選択するタッチパネルまたはジョイスティックを設けたことを特徴とする。
　また本発明は、被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラにおいて、撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像を撮影する撮像センサと、取り込んだ被写体の画像をモニター表示するファインダと、被写体の画像を解析して被写体の輪郭形状を抽出する画像処理手段と、画像処理手段により抽出した輪郭形状内の被写体の最遠部と最近部が被写界深度に入るように撮影レンズの位置と絞りの絞り量を調整する制御部と、を備え、画像処理手段により抽出した輪郭形状を、ファインダ内の画像に重ねて強調して表示することを特徴とする。
　本発明は、被写界深度を調整して被写体を撮影する撮影方法において、撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像をファインダに表示する表示ステップと、撮影時にピントを合わせる被写体を選択するターゲット選択ステップと、ターゲット選択ステップにより選択した被写体が被写界深度に入るように撮影レンズの位置と絞りの絞り量を調整する調整ステップと、撮影レンズと絞りを調整した後、被写体の画像を撮像センサで撮影する撮影ステップと、を備え、ターゲット選択ステップでは、タッチパネルまたはジョイスティックを用いてユーザが操作することで、所望の被写体が選択されることを特徴とする。
　本発明によれば、簡単な操作でピントを合わせたい複数のターゲットを選択することができる。よって、ユーザの使い勝手が向上するとともに、撮影ミスを防止できる。
デジタルスチルカメラの基本構成を示す図。 １つの被写体のピント合わせを説明する図。 複数の被写体のピント合わせを説明する図。 実施例１にかかるカメラの構成を示す図。 カメラの外観を示す図。 ビューファインダにおけるターゲット選択操作の一例を示す図。 ピント合わせを行う被写体の除外処理について説明する図。 実施例１における撮影動作を示すフローチャート。 奥行きのある被写体の撮影方法を示す図（実施例２）。 実施例２における撮影動作を示すフローチャート。
　はじめに、本発明が対象とするカメラの基本構成とピント合わせについて説明する。
  図１は、デジタルスチルカメラの基本構成を示す図である。カメラ１は、被写体１００の光学像を、撮影レンズ２、絞り（アイリス）３を介して取り込み、ＣＣＤなどの撮像センサ４に結像させて撮影（電気信号に変換）する。撮像信号は、信号処理部（ＤＳＰ）５で各種の画像処理や画像解析を行い、コーデック６で符号化データに変換してメモリ７に記憶する。一方、ＤＳＰ５からの画像処理信号は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）８にて画像としてモニター表示し、あるいは、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）９と接眼レンズ１０を介してモニターすることができる。
　被写体１００は複数のオブジェクトＡ，Ｂ，Ｃからなり、各オブジェクトのカメラ（撮像センサ４）からの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が異なる場合を想定する。そして、これらの各オブジェクトにピントを合わせて撮影することについて説明する。
　図２は、１つの被写体のピント合わせを説明する図である。被写体１００からの光（光学像）はレンズ２を通って撮像センサ４に結像される。レンズ２の焦点距離をｆ、レンズ２から被写体１００までの距離をｓ１、レンズ２から結像位置までの距離をｓ２とすると、これらの間で次の関係式（１）が成り立つ。
      １／ｓ１＋１／ｓ２＝１／ｆ　　　（１）
　（ａ）は、撮像センサ４が結像位置（距離Ｓ２）に位置する場合で、点光源からの光がセンサ面で１点にのみ収束している。すなわち、被写体１００のピントが合って撮影される状態である。
　（ｂ）は、被写体１００までの距離ｓ１、または撮像センサ４までの距離Ｓ２が（１）式から変化した場合で、ピントが合っていない状態である。この場合、点光源からの光がセンサ４の面上では円形像となり、この円は錯乱円と呼ばれ、錯乱円の直径ｄは撮像面でのボケ量を示すものである。錯乱円の直径ｄは、被写体１００の位置がピントが合っている位置ｓ１からずれるほど大きくなる。
　（ｃ）は、絞り３の絞り値（Ｆ値）を大きくした場合で、光束幅を狭くすることで、錯乱円の直径ｄを小さくすることができる。
　ここに錯乱円の大きさｄは、撮影画像を鑑賞する際に、人間の目で見て点と区別がつかないほどに小さければ、ピントが合っていると見なしてもよく、そのような大きさの錯乱円を許容錯乱円と呼ぶ。許容錯乱円の大きさ（許容直径ｄ０）は、明視距離（３０ｃｍ）だけ離れた位置で０．０７ｍｍと言われる。また、錯乱円の大きさが許容錯乱円以内（ｄ＜ｄ０）となるための被写***置の範囲が決定され、これは被写界深度Ｄと呼ばれる。
　被写界深度Ｄは、レンズの焦点距離ｆや絞り値に依存する。レンズの焦点距離ｆが短いほど被写界深度Ｄは深くなり、絞り値（Ｆ値）が大きいほど被写界深度Ｄは深くなる。被写界深度Ｄとレンズ位置ｓ１，ｓ２、レンズの焦点距離ｆ、絞り値Ｆの関係は計算で求めることができる。
　図３は、複数の被写体のピント合わせを説明する図である。被写体１００が複数のオブジェクトＡ，Ｂ，Ｃからなる場合、所望のオブジェクトのピントを合わせるには、所望のオブジェクトの撮像センサ４面上での錯乱円直径を許容直径以内とする必要がある。言い換えれば、所望のオブジェクトの位置が被写界深度の範囲内に入るようにすればよい。
　例えば、オブジェクトＡ，Ｂについてピント合わせを行い、オブジェクトＣについては背景画としてぼかしたい場合を想定する。この場合、オブジェクトＡ，Ｂの錯乱円の直径ｄａ，ｄｂを許容直径ｄ０以内とし、オブジェクトＣの錯乱円の直径ｄｃを許容直径ｄ０より大きくする。この調整では、調整機構を含む制御部１１により、レンズ２の位置をオブジェクトＡ，Ｂに対するフォーカス位置（合焦位置）に移動させ（調整１）、次に絞り３を絞る（調整２）ことで、各オブジェクトに対する錯乱円の直径が上記条件を満たすようにする。具体的には、調整１ではオブジェクトＡ，Ｂの中間点より少し手前にピントを合わせ、調整２では被写界深度ＤがオブジェクトＡ，Ｂの位置を覆う程度まで絞り３を絞る。
　なお、上記したフォーカス調整（調整１）と絞り調整（調整２）では、カメラ（撮像センサ４）からターゲットとなる被写体（オブジェクト）までの距離（この場合最遠のＬ２と最近のＬ１の値）を測定し、これらをもとに計算により最適な調整値（フォーカス位置、絞り値）を求めることができる。
  以下、具体的にピント合わせを好適に行うための実施例を説明する。
　図４は、実施例１にかかるカメラの構成を示す図である。カメラ１’は一眼レフレクス方式で、被写体１００の光学像を、撮影レンズ１２と絞り（アイリス）１３を介して取り込み、ＣＣＤなどの撮像センサ（メインセンサ）１５に結像させ、電気信号に変換する。撮影した画像信号は図示しない信号処理部（ＤＳＰ）を経て図示しない液晶ディスプレイに表示され、またコーデックを経て画像データをメモリに記憶する。
　一方、撮影レンズ１２から取り込まれた光学像は、レフレクスミラー１４で光路を切替え、コンデンサレンズ１６、ペンタプリズム１７、接眼レンズ１８からなるファインダ機構に導いてモニターすることができる。また途中の光路に、フォーカス状態を検出するオートフォーカス（ＡＦ）センサ１９と、露出状態を検出する露出センサ２０を備える。
　以上のメイン撮影系の他に、本実施例では、サブ撮影系として、対物レンズ２１とサブセンサ２２を設けた。これにより、メインセンサ１５が機械シャッターでふさがれている状態でも、サブセンサ２２が常時被写体を捉える構成とした。
　図５は、カメラの外観を示す図である。本実施例のカメラ１’は、ビューファインダ内でピントを合わせたい複数のターゲットを簡単に選択できる構成としている。
　（ａ）はカメラの前面斜視図で、撮影レンズ１２の上方位置にはサブ撮影系である接眼レンズ２１を有している。またシャッターボタン３０の前面近傍には、タッチパネル３１を設けている。このタッチパネル３１は、ユーザがファインダを見ながら、ピントを合わせたい被写体（ターゲット）を指で選択するために用いる。
　（ｂ）はカメラの前面斜視図（部分図）で、ターゲットを選択するためにタッチパネルの代わりにジョイスティック３２を設けたものである。ユーザはファインダを見ながら、ジョイスティック３２のレバーを操作することでターゲットを選択する。
　（ｃ）はカメラの背面斜視図（部分図）で、被写体をモニター表示するビューファインダ４０と、ロックオンボタン３３、クリアボタン３４を有する。ロックオンボタン３３は、ユーザが選択した被写体をターゲットとして決定し記憶するためのもので、以後、その被写体がファインダ４０内を移動し、あるいはファインダ４０から外れても、ターゲットとして記憶される。またクリアボタン３４は、一旦ターゲットとして決定した被写体を、ターゲットから外す（解除する）ためのものである。
　上記構成は一例であり、シャッターボタン３０自体にジョイスティック３２を組み込んだ構成や、シャッターボタン３０自体にロックオンボタン３３やクリアボタン３４を組み込んだ構成（ボタン半押し／全押しで切替）も可能である。
　図６は、ビューファインダにおけるターゲット選択操作の一例を示す図である。
  （ａ）では、ビューファインダ４０には、複数の被写体の画像１００’が表示されている。ユーザは、画面内のカーソル４１を上下左右に移動させて、ピントを合わせたい所望の被写体（ターゲット）に合わせる。カーソル４１を移動させるため、図５に示したタッチパネル３１や、ジョイスティック３２などのターゲット選択手段を用いる。
  （ｂ）では、カーソル４１を被写体Ａに合わせた状態である。
　（ｃ）は、ロックオンボタン３３を押して、被写体Ａをターゲットに決定した状態である。ターゲットに設定された被写体には、ロックオンマーク４２が表示される。さらに、被写体Ｂにカーソル４１を合わせた状態である。
  （ｄ）は、ロックオンボタン３３を押して、被写体Ｂをターゲットに決定した状態である。なお、被写体Ａに設定したロックオンマークを解除したいときは、カーソル４１を被写体Ａに重ね、クリアボタン３４を押せばよい。
　（ｅ）は、カメラを動かして、ファインダ４０から被写体Ｂが外れた状態である。この状態でも、被写体Ｂはサブ撮影系のサブセンサ２２の視野内に存在して、被写体Ｂがターゲットであることを記憶している。
  （ｆ）は、再びカメラを元に戻し被写体Ｂをファインダ４０内に取り込んだ状態である。被写体Ｂにはロックオンマーク４２が維持されており、ターゲットであることを記憶している。
　このように、カメラに設けたターゲット選択手段によりピントを合わせる被写体を容易に選択することができる。また、一旦ターゲットに選択した被写体は、カメラを動かしてファインダ４０から外れてもサブセンサ２２により追尾しターゲットとして記憶されているので、使い勝手に優れるものとなる。
　図７は、ピント合わせを行う被写体の除外処理について説明する図である。
  （ａ）は、ターゲット選択手段（タッチパネル３１など）により、ファインダ４０内の被写体の画像１００’からオブジェクトＡ，Ｂ，Ｃをターゲットとして選択し、ロックオンマーク４２を付与した状態である。この状態でシャッターを押せば、当然ながら、被写体Ａ，Ｂ，Ｃの全てにピントを合わせて撮影する。
　（ｂ）は、カメラを移動し、被写体Ｃをファインダ４０から外した状態でシャッターを押す場合である。この場合は、ファインダ４０内に存在する被写体のみ、すなわち撮影対象である被写体Ａ，Ｂだけにピントを合わせるように調整する。
　（ｃ）は（ｂ）の撮影時の被写界深度Ｄの設定を示す。被写界深度Ｄは被写体Ａ，Ｂを含み、被写体Ｃを除外するように設定する。このように、被写界深度Ｄをファインダ内に存在する被写体に限定して設定することで、被写界深度Ｄが浅くなり、フォーカス位置や絞り量の設定をより最適化し、より高画質の画像を撮影することができる。
　図８は、実施例１における撮影動作を示すフローチャートである。以下、前記図５、図６を参照して説明する。
　Ｓ１０１では、ユーザはビューファインダ４０を見ながらピント合わせを行いたい所望の被写体（ターゲット）にカーソル４１を合わせる。ターゲット選択のため、タッチパネル３１またはジョイスティック３２を使用する。
  Ｓ１０２では、ロックオンボタン３３を押して、ターゲットとする被写体を確定する。またはクリアボタン３４を押して、ターゲットの設定を解除する。
　Ｓ１０３では、選択したターゲットまでの距離を測定する。例えば、レンズ位置をスキャンしてそのフォーカス位置（合焦位置）から求めることができる。
  Ｓ１０４では、シャッターボタン３０が押されるのを待つ。また、シャッターボタンが押されるまでＳ１０１に戻り上記操作を繰り返し、他のターゲットを選択しその距離を測定する。
　Ｓ１０５では、複数のターゲットが存在する場合、制御部１１はカメラからの距離が最遠のターゲットと最近のターゲットとを決定し、それらの位置が被写界深度Ｄに入るようにフォーカス位置と絞り量を調整する（図３参照）。
　Ｓ１０６では、絞り量に合わせてシャッター速度とＩＳＯ感度を設定する。
  Ｓ１０７では、被写体からの光を取り込み撮影する。
　このように実施例１によれば、簡単な操作でピントを合わせたい複数のターゲットを選択することができ、使い勝手が向上する。また、メインセンサ１５の他にサブセンサ２２を設けたので、選択したターゲットがファインダ４０から外れてもピント合わせ対象であることを記憶しており、ピントボケによる撮影ミスを防止する効果がある。
　なお、上記実施例では、撮像素子としてＣＣＤなどの撮像センサ１５を用いる場合を述べたが、撮像センサ１５の代わりにフィルム（感光材）を用いた撮像方式でも構わない。この場合にも、サブセンサによる被写体追尾機能により、同様の効果を得ることができる。
　実施例２では、奥行きのある被写体、すなわち、同一被写体においてカメラからの距離が異なる場合の撮影について述べる。カメラの構成は図１と同様である。
　図９は、奥行きのある被写体の撮影方法を示す図である。ここでは被写体として「花」を撮影する場合で説明する。
　（ａ）は、奥行きのある被写体（花）５０の画像を示す。
  （ｂ）は、通常の方法でカメラに取り込んだ被写体の画像（ファインダなどのモニター画像）を示す。花全体にピントを合わせても、花の一部５１にしかピントが合わず、他の部分（破線で示す）５２はピントがボケてしまう場合がある。
　（ｃ）では、（ｂ）の画像から被写体５０の輪郭形状５３を抽出する。そのため、ファインダ視認画像を２値化処理することで、被写体オブジェクト特有の輪郭形状を抽出する。輪郭形状は閉じた曲線であり、この内側がピント合わせのターゲット領域となる。この例では「花びら」の輪郭形状を抽出している。そして、抽出した輪郭形状をファインダ画像に重ねて強調して表示する。例えば、輪郭線の太さを太くしたり色を変えることで、被写体のどの部分がターゲットに選択されているかを、ユーザは容易に知ることができる。
　（ｄ）では、輪郭形状に囲まれた各被写体部分がカメラ１の被写界深度Ｄに含まれるようにカメラのフォーカスと絞りを調整する。これは、前記図３で説明した調整と同様である。その結果、輪郭形状５３の内部の被写体部分はピントが合った状態で撮影することができる。
　図１０は、実施例２における撮影動作を示すフローチャートである。以下、前記図１等を参照して説明する。
　Ｓ２０１では、ビューファインダ９の視野画像の２値化処理を行う。例えば、撮像センサ４からの信号をＤＳＰ５で２値化処理を行う。
　Ｓ２０２では、２値化処理信号を閾値と比較してエッジ位置の検出することで、被写体オブジェクトの輪郭形状５３を抽出する。抽出した輪郭形状５３は、ビューファインダ９の視野画像に重ねて強調表示する。
  Ｓ２０３では、ユーザは表示された輪郭形状５３を確認し、シャッターボタン３０を押す。
　Ｓ２０４では、制御部１１はレンズ２をフォーカススキャンして、輪郭形状５３内の各被写体部分のカメラからの距離を測定する。そして、カメラからの最遠距離と最近距離を求める。
　Ｓ２０５では、制御部１１は最遠距離と最近距離の被写***置が被写界深度Ｄに入るように、フォーカス位置と絞り量を調整する（図３参照）。
　Ｓ２０６では、絞り量に合わせてシャッター速度とＩＳＯ感度を設定する。
  Ｓ２０７では、被写体からの光を取り込み撮影する。
　このように実施例２によれば、奥行きのある被写体であっても、被写体特有の輪郭形状の内部ではピントを合わせた状態で撮影することができる。また、ピントを合わせる範囲（輪郭形状）をファインダに強調表示するので、ユーザの確認が容易で撮影ミスを防止する効果がある。
　１，１’：カメラ、
　２，１２：撮影レンズ、
　３，１３：絞り、
　４，１５：撮像センサ、
　５：信号処理部（ＤＳＰ）、
　６：コーデック、
　７：メモリ、
　８：液晶ディスプレイ、
　９：電子ビューファインダ、
　１０，１８：接眼レンズ、
　１１：制御部、
　１４：レフレクスミラー、
　１６：コンデンサレンズ、
　１７：ペンタプリズム、
　１９：オートフォーカス（ＡＦ）センサ、
　２０：露出センサ、
　２１：対物レンズ、
　２２：サブセンサ、
　３０：シャッターボタン、
　３１：タッチパネル、
　３２：ジョイスティック、
　３３：ロックオンボタン、
　３４：クリアボタン、
　４０：ビューファインダ、
　４１：カーソル、
　４２：ロックオンマーク、
　５０，１００：被写体、
　５１：ピントが合っている部分、
　５２：ピントがボケている部分。

Claims (9)

  1. 　被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラにおいて、
    　撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像を撮影する撮像センサと、
    　前記取り込んだ被写体の画像をモニター表示するファインダと、
    　撮影時にピントを合わせる被写体を選択するターゲット選択手段と、
    　前記ターゲット選択手段により選択した被写体が被写界深度に入るように前記撮影レンズの位置と前記絞りの絞り量を調整する制御部と、を備え、
    　前記ターゲット選択手段として、ユーザが前記ファインダで画像を見ながら指で所望の被写体を選択するタッチパネルまたはジョイスティックを設けた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、
    　前記ターゲット選択手段による操作では、前記ファインダ内に表示されたカーソルを移動させ所望の被写体に重ねることで被写体を選択し、選択された被写体には選択されたことを示すロックオンマークを表示することを特徴とするカメラ。
  3. 　請求項１または２に記載のカメラにおいて、
    　前記撮像センサの他に、対物レンズから取り込んだ前記被写体の画像を撮影するサブセンサを備え、
    　前記ターゲット選択手段にて選択した被写体が前記ファインダから外れた場合でも、前記サブセンサにより該被写体を追尾し、該被写体が選択された被写体であることを記憶していることを特徴とするカメラ。
  4. 　請求項１または２に記載のカメラにおいて、
    　撮影時に、前記ターゲット選択手段にて選択した被写体が前記ファインダから外れた場合には、前記制御部は、前記ファインダから外れた被写体を除外し他の選択した被写体が被写界深度に入るように前記撮影レンズの位置と前記絞りの絞り量を調整することを特徴とするカメラ。
  5. 　被写界深度を調整して被写体を撮影するカメラにおいて、
    　撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像を撮影する撮像センサと、
    　前記取り込んだ被写体の画像をモニター表示するファインダと、
    　前記被写体の画像を解析して該被写体の輪郭形状を抽出する画像処理手段と、
    　前記画像処理手段により抽出した輪郭形状内の被写体の最遠部と最近部が被写界深度に入るように前記撮影レンズの位置と前記絞りの絞り量を調整する制御部と、を備え、
    　前記画像処理手段により抽出した輪郭形状を、前記ファインダ内の画像に重ねて強調して表示することを特徴とするカメラ。
  6. 　被写界深度を調整して被写体を撮影する撮影方法において、
    　撮影レンズから絞りを介して取り込んだ被写体の画像をファインダに表示する表示ステップと、
    　撮影時にピントを合わせる被写体を選択するターゲット選択ステップと、
    　前記ターゲット選択ステップにより選択した被写体が被写界深度に入るように前記撮影レンズの位置と前記絞りの絞り量を調整する調整ステップと、
    　前記撮影レンズと前記絞りを調整した後、前記被写体の画像を撮像センサで撮影する撮影ステップと、を備え、
    　前記ターゲット選択ステップでは、タッチパネルまたはジョイスティックを用いてユーザが操作することで、所望の被写体が選択されることを特徴とする撮影方法。
  7. 　請求項６に記載の撮影方法において、
    　前記ターゲット選択ステップでは、前記ファインダ内に表示されたカーソルを移動させ所望の被写体に重ねることで被写体を選択し、選択された被写体には選択されたことを示すロックオンマークを表示することを特徴とする撮影方法。
  8. 　請求項６または７に記載の撮影方法において、
    　前記ターゲット選択ステップにて選択した被写体が前記ファインダから外れた場合、前記撮像センサとは異なるサブセンサにより該被写体を追尾し、該被写体が選択された被写体であることを記憶していることを特徴とする撮影方法。
  9. 　請求項６または７に記載の撮影方法において、
    　撮影時に、前記ターゲット選択ステップにて選択した被写体が前記ファインダから外れた場合には、前記調整ステップでは、前記ファインダから外れた被写体を除外し他の選択した被写体が被写界深度に入るように前記撮影レンズの位置と前記絞りの絞り量を調整することを特徴とする撮影方法。
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