(57)【要約】【課題】対象部内のこだわり部分のボケ味を調整することができる撮像装置、レンズ装置、撮像方法およびプログラムを提供する。【解決手段】撮像装置１は、被写体の被写体像を結像する光学系２１と、被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子３１と、画像データに基づいて、被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する検出部３６２と、光学系２１および撮像素子３１の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、第１の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態と第２の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応する制御を行う変更部３６５と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の被写体像を結像する光学系と、
前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、
前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する検出部と、
前記光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う変更部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記変更部は、
前記ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる領域を、前記光学系のパラメータ制御によって前記被写体像の空間周波数ｆの逆数１／ｆに合わせて、コントラスト再現が増減する１／ｆボケ領域に設定する、
撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置であって、
前記光学系は、
球面収差に応じて定まる肩領域のボケ味を有し、
前記変更部は、
前記撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が前記肩領域に入り込む値に変更する、
撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
前記光学系は、
絞りを有し、
前記撮影パラメータの値は、
前記絞りによる絞り値である、
撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
前記光学系を構成する複数のレンズのいずれかを前記光学系の光軸方向に沿って移動させる駆動部をさらに備え、
前記光学系は、
少なくとも球面収差を調整する調整レンズを有し、
前記変更部は、
前記駆動部を駆動させて前記調整レンズを前記光軸方向に沿って移動させることによって前記撮影パラメータの値を変更する、
撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
シャッタをさらに備え、
前記撮影パラメータは、
前記撮像素子のＩＳＯ感度、および前記画像データの露出補正、前記シャッタのシャッタ速度のいずれか一つである、
撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
前記撮影パラメータの値を変更する指示信号の入力を受け付ける操作部をさらに備え、
前記変更部は、
前記操作部から前記指示信号が入力された場合、前記撮影パラメータの値を変更する、
撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
前記検出部は、
前記画像データに対応する画像から、少なくとも前記被写体の顔を構成する複数の器官部位を検出する、
撮像装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の撮像装置であって、
前記検出部が前記第１の特徴部位および前記第２の特徴部位の各々を検出できたか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記変更部は、
前記判定部によって前記検出部が前記第１の特徴部位および前記第２の特徴部位を検出できたと判定された場合、前記撮影パラメータの値を変更する、
撮像装置。
【請求項１０】
被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、
前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する検出部と、を備える撮像装置に装着されるレンズ装置であって、
前記撮像素子に前記被写体像を導くと共に、前記撮像装置の制御によって、
前記第１の特徴部位と前記第２の特徴部位を、ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる値に対応させる駆動を行う、
レンズ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のレンズ装置であって、
前記ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる領域が、前記被写体像の空間周波数ｆの逆数１／ｆに合わせて、コントラスト再現が増減する１／ｆぼけ領域である、
レンズ装置。
【請求項１２】
被写体の被写体像を結像する光学系と、前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、を備える撮像装置が実行する撮像方法であって、
前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出し、
光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う、
撮像方法。
【請求項１３】
被写体の被写体像を結像する光学系と、前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、を備える撮像装置が実行するプログラムであって、
前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出し、
光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被写体を撮像することによって画像データを生成する撮像装置、レンズ装置、撮像方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ等の撮像装置において、被写界深度優先モードとボケ味（Bokeh）優先モードにおける絞り制御を安定して行う技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、光路中に機械式の絞り装置と、光の透過率を制御することができるエレクトロクロミック素子からなる物性絞り装置と、を設け、撮像素子の出力プロセス回路で処理した映像信号から光量検出回路で撮像素子に入力される光量を検出し、被写界深度優先モードでは、機械式の絞り装置の開口を最小に制御した後、物性絞り装置の透過率と撮像素子の露光時間とを制御する一方、ボケ味優先モードでは、物性絞り装置の透過率を最小げに制御した後、機械式の絞り装置の開口と撮像素子の露光時間とを制御することによって、安定的な撮影を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４２１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、撮像装置は、レンズ毎にボケ味が異なっている。しかしながら、上述した特許文献１では、単に被写界深度優先モードおよびボケ味優先モードの各々の撮影の安定化を図っているに過ぎず、ボケ味まで考慮されていないため、ボケ味をどこで表現するかまで行っていなかった。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、対象部内のこだわり部分のボケ味を調整することができる撮像装置、レンズ装置、撮像方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る撮像装置は、被写体の被写体像を結像する光学系と、前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する検出部と、前記光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う変更部と、を備える。
【０００７】
また、本開示に係るレンズ装置は、被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する検出部と、を備える撮像装置に装着されるレンズ装置であって、前記撮像素子に前記被写体像を導くと共に、前記撮像装置の制御によって、前記第１の特徴部位と前記第２の特徴部位を、ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる値に対応させる駆動を行う。
【０００８】
また、本開示に係る撮像方法は、被写体の被写体像を結像する光学系と、前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、を備える撮像装置が実行する撮像方法であって、前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出し、光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う。
【０００９】
また、本開示に係るプログラムは、被写体の被写体像を結像する光学系と、前記被写体像を受光することによって画像データを生成する撮像素子と、を備える撮像装置が実行するプログラムであって、前記画像データに基づいて、前記被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出し、光学系および前記撮像素子の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、前記第１の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態と前記第２の特徴部位に前記光学系のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、対象部内のこだわり部分のボケ味を調整することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の断面を示す模式図である。
【図３】図３は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本開示の一実施の形態に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【図５】図５は、ユーザが撮像装置を用いて被写体を撮影している状況下を示す図である。
【図６】図６は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の撮影パラメータ変更前のレンズ部の解像度と距離との関係を示すデプスマップを模式的に示す図である。
【図７】図７は、本開示の一実施の形態に係るレンズ部の解像度と距離との関係を示す図である。
【図８】図８は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の撮影パラメータ変更後のレンズ部の解像度と距離との関係を示すデプスマップを模式的に示す図である。
【図９】図９は、本開示の一実施の形態に係るレンズ部の絞り値と収差との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の一実施の形態に係るレンズ部の絞り値と収差との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１１の特徴部位判定処理の概要を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１１の撮影パラメータ判定処理の概要を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本開示の一実施の形態に係るレンズ部の解像度と距離との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、レンズ部２の絞り値と収差との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、撮像装置１と被写体との距離が遠距離である際の解像度と距離との関係を示す図である。
【図１７】図１７は、撮像装置１と被写体との距離が近距離である際の解像度と距離との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置が表示するライブビュー画像の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置が表示する別のライブビュー画像の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置が確認表示で表示する画像の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置が確認表示で表示する別の画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。さらに、以下の説明では、撮像装置を例に説明するが、撮像装置以外にも、携帯電話、タブレット型端末装置、カムコーダ、撮影機能付きＩＣレコーダ、ビデオマイクロスコープや生物顕微鏡等の顕微鏡、工業用または医療用の内視鏡、超音波スコープおよび電気メス等処置具であっても適用することができる。
【００１３】
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す模式図である。図２は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の断面を示す模式図である。図３は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１〜図３に示す撮像装置１は、被写体像を結像するレンズ部２（レンズ装置）と、レンズ部２が着脱自在であり、レンズ部２が結像した被写体像を受光して画像データを生成する本体部３と、を備える。なお、撮像装置１は、レンズ部２と本体部３とが別体であるが、これに限定されることなく、一体的であってもよい。
【００１５】
〔レンズ部の構成〕
まず、レンズ部２の構成について説明する。レンズ部２は、被写体像を結像する光学系２１と、光学系２１を構成するレンズや絞りを駆動する駆動部２２と、を有する。駆動部２２は、本体部３から入力される制御信号に従って、光学系２１や絞りを駆動する。駆動部２２は、例えばステッピングモータやボイスコイルモータ等を用いて構成される。なお、本開示の一実施の形態では、レンズ部２がレンズ装置として機能する。
【００１６】
ここで、光学系２１の詳細について説明する。図４は、光学系２１の無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【００１７】
図２および図４に示すように、光学系２１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズＧ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、絞り２３と、で構成されている。
【００１８】
第１レンズＧ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、で構成されている。両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４は、互い接合されている。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６は、互いに接合されている。
【００１９】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。両凸正レンズＬ９と負メニスカスレンズＬ１０は、互いに接合されている。なお、一実施の形態では、両凸正レンズＬ８が光学系２１の球面収差を調整する調整レンズとして機能する。
【００２０】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１３と、両凹負レンズＬ１４と、で構成されている。両凸正レンズＬ１３と両凹負レンズＬ１４は、互いに接合されている。
【００２１】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１５で構成されている。
【００２２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有する。負メニスカスレンズＬ１、負メニスカスレンズＬ２、両凸正レンズＬ３および両凹負レンズＬ１４で、物体側サブレンズが構成されている。両凹負レンズＬ５、両凸正レンズＬ６および正メニスカスレンズＬ７で、像側サブレンズが構成されている。
【００２３】
第２レンズ群Ｇ２は、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、を有する。両凸正レンズＬ８は、両凸正レンズＬ９および負メニスカスレンズＬ１０で、第１サブレンズ群が構成されている。負メニスカスレンズＬ１１で第２サブレンズ群が構成されている。両凸正レンズＬ１２で第３サブレンズ群が構成されている。
【００２４】
このように構成された光学系２１は、フォーカス時、第１レンズＧ１、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４が移動せず、第３レンズ群Ｇ３が移動する。より具体的には、光学系２１は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群Ｇ３が像側へ移動する。非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ１１の両面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。さらに、光学系２１は、球面収差がアンダーコレクションであり、球面収差曲線をレンズの外側に行くに従って徐々にレンズ側に傾け、球面収差を意図的に残したことで、美しくにじむボケ味を実現している。
【００２５】
このボケ味の美しさは、画像のボケ味に着目する領域において、ボケ量に相当するある空間周波数ｆo近辺のコントラスト特性によって依存することがわかっている。つまり、ピントが合って、ボケていない部分は、元の画像の空間周波数特性を忠実に再現される方が良いが、そこからピントが合っていないところ領域にたいして自然にぼけていくようにするため、画像のコントラスト特性が空間周波数が高くなるにつれ滑らかに減少するも、ある程度の周波数まで含まれている方が好ましい。
【００２６】
この着目すべき空間周波数ｆoの基準としては、ボケとして認識される画像の観察倍率だけでなく、撮像素子の画素数や画素サイズにも依存する。即ち、ボケた画像の中には、対象物の光学系による像の空間的な構造と、結像させる光学系の特性とによって、本来ない構造が形成されたり、その構造が画像の数ピクセルの相当の画像処理に影響を及ぼす範囲でのコントラスト変化があると、本来綺麗にボケて滑らかに再現されるべき画像部分が、ピントの合ったところのような処理と重なり不自然な描写となる。
【００２７】
このボケ領域の画像におけるコントラストの周波数特性がボケに相当する周波成分ｆ近辺で滑らかに減少しない状態になると、「２線ボケ」といった、本来被写体にない構造が現れ、いわゆる「汚いボケ」と呼ばれる状態となり望ましくない。一方、いわゆるアポタイゼーションフィルターや、画像処理等でボケに相当する空間周波数ｆo近辺のコントラストや明るさの応答特性をカットした場合、いわゆる「汚いボケ」にはならないが、不自然に画像が消失しているように見えることがある。
【００２８】
従って、空間周波数ｆ近辺での画像のコントラスト（輝度振幅、あるいはパワースペクトル成分）が周波数が高くなる方向にたいして滑らかに減少しつつもある程度の周波数領域まではコントラストが残存するように、後述する図９および図１０で示すような、中央部付近は良好に球面収差が補正され、絞り開放付近で球面収差が急速にアンダーコレクションとなるレンズ設計になっていることが好ましい。
【００２９】
以上を考慮すると、美しく滲むボケを実現するには、ボケ領域の画像のコントラスト特性が空間周波数ｆがfoり高周波領域において急激に減少させるより、その逆数１／ｆに従って滑らかに減少する特性である事が好ましい。これは、空間周波数ｆが高くなる、すなわち画像の構造１／ｆだけ細かくなるとともにコントラストも同時に低下する特性である。このような考え方から、空間周波数ｆの逆数「１／ｆ」に合わせて、コントラストや明るさの変化（輝度振幅、あるいはパワースペクトル）が増減し、その再現性が比例するような特性になるようなボケ特性が好ましい。従って、このようなボケ変化をする特性を「１／ｆぼけ」という呼び方で表現してもよい。このような条件にある場合、「１／ｆぼけ状態」にある、と書き換えてもよく、上記美しくにじむボケ味が実現できる部分を「１／ｆぼけ領域」と書くこともできる。
【００３０】
このように空間周波数が低い即ち粗い構造から、空間周波数が高い、即ち細かな構造に遷移するのに従い、コントラストが1/ｆに近い特性で抑えられることは、フラクタル構造をはじめ、自然界の多くの被写体にみられる現象であり、また、滑らかなボケといわれる画像には、1/ｆ特性からの乖離が少なくなる傾向があることから、この乖離量が、「１／ｆゆらぎ」と呼ばれる心地よさを表す指標と同様の自然なボケ効果を表せると考えられる。従って、ライブビュー表示などで、このような「１／ｆゆらぎ」のボケが知覚されたり、静止画においても、画面の各所で空間的にこの「１／ｆゆらぎ」のボケが知覚されると画像表現にすることが出来る。このような特徴を持つように設計されたレンズを「１／ｆゆらぎ」設計レンズと表現することも可能である。
【００３１】
このように、対象物の空間周波数ｆの逆数である１／ｆに合わせて、コントラスト再現が増減する１／ｆぼけ領域を、ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる領域と表現してもよい。
【００３２】
〔本体部３の構成〕
次に、本体部３の構成について説明する。本体部３は、シャッタ３０と、撮像素子３１と、通信部３２と、操作部３３と、表示部３４と、記録部３５と、制御部３６と、を備える。
【００３３】
シャッタ３０は、制御部３６の制御のもと、撮像素子３１を露光状態または遮光状態に切り替える。シャッタ３０は、例えばフォーカルプレーンシャッタ等を用いて構成される。
【００３４】
撮像素子３１は、制御部３６の制御のもと、レンズ部２が結像した被写体像を受光し、光電変換を行うことによって画像データを生成する。撮像素子３１は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等を用いて構成される。
【００３５】
通信部３２は、制御部３６の制御のもと、所定の通信規格に従って画像データを含む各種情報を送信するとともに、撮影や位置情報を含む各種情報を外部機器やサーバから受信する。ここで、所定の通信規格とは、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やブルートゥース（登録商標）等である。
【００３６】
操作部３３は、撮像装置１に関する各種操作の入力を受け付ける。操作部３３は、ボタン、スイッチ、ジョグダイヤル、レバースイッチ、プッシュボタンおよびタッチパネル等を用いて構成される。具体的には、図１に示すように、操作部３３は、電源釦３３１と、レリーズスイッチ３３２と、ダイヤルスイッチ３３３と、を有する。
【００３７】
表示部３４は、制御部３６の制御のもと、撮像素子３１が生成した画像データに対応する画像および撮像装置１に関する各種情報を表示する。表示部３４は、液晶や有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等の表示パネルを用いて構成される。
【００３８】
記録部３５は、撮像装置１に関する各種情報を記録する。記録部３５は、レンズ部２に関するＭＴＦ等のレンズ特性を記録するレンズ情報記録部３５１と、撮像装置１が実行する各種プログラムを記録するプログラム記録部３５２と、画像データを記録する画像データ記録部３５３と、を有する。記録部３５は、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびメモリカード等を用いて構成される。
【００３９】
制御部３６は、メモリと、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）およびＤＳＰ（Digital  Signal  Processing）等のハードウェアを用いて構成される。制御部３６は、画像処理部３６１と、検出部３６２と、設定部３６３と、判定部３６４と、変更部３６５と、撮影制御部３６６と、表示制御部３６７と、を備える。
【００４０】
画像処理部３６１は、画像データに対して所定の画像処理を行う。ここで、所定の画像処理とは、ゲイン調整処理、ホワイトバランス調整処理およびデモザイキング処理等である。
【００４１】
検出部３６２は、画像データに基づいて、被写体像における第１の特徴部位および第２の特徴部位を検出する。具体的には、検出部３６２は、周知のパターンマッチングを用いて、画像データに対応する画像内から顔を検出し、検出した顔を構成する複数の器官部位、例えば眼、耳、口、鼻および頬等を検出する。なお、検出部３６２は、パターンマッチング以外にも、複数の画像データを用いて学習された機械学習された学習結果を用いて複数の器官部位を検出してもよい。
【００４２】
設定部３６３は、検出部３６２が検出した第１の特徴部位および第２の特徴部位の各々を、後述する判定部３６４が判定する特徴部位に設定する。
【００４３】
判定部３６４は、検出部３６２が第１の特徴部位および前記第２の特徴部位の各々を検出できたか否かを判定する。
【００４４】
変更部３６５は、光学系２１および撮像素子３１の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、第１の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態と第２の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行う。撮影パラメータの値を、第１の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態と第２の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が光学系２１の球面収差に応じて定まる肩領域に入り込む値に変更する。ここで、肩領域とは、許容散乱円径δを０.０１６６６７ｍｍ（撮像素子３１のセンササイズをマイクロフォーサーズ（登録商標）ではδ＝１/６０ｍｍ）とした場合において、対角長２２．３ｍｍとしたとき、微々ボケ、微ボケが含まれる光学系２１の許容散乱円径が４〜７倍程度の領域であり、より好ましくは微々ボケが含まれる４倍程度の領域である。この部分でボケ味が美しくなるが、このボケ味は空間周波数ｆのコントラストを持つ画像が、どのように表現されるかに依存することをすでに述べた。つまり、この部分では、空間周波数ｆの逆数「１／ｆ」に合わせて、コントラストや明るさの変化（輝度振幅、あるいはパワースペクトル）が増減し、その再現性が比例するような特性になるように変化するボケ特性になっている。この領域で、「１／ｆぼけ状態」が実現されており、このような肩領域を持つレンズを「１／ｆゆらぎ」設計レンズと表現することも可能である。
【００４５】
撮影制御部３６６は、撮像素子３１およびレンズ部２を制御し、撮像素子３１に撮影を実行させる。
【００４６】
表示制御部３６７は、表示部３４が表示する画像および情報を制御する。具体的には、表示制御部３６７は、撮像素子３１が生成した画像データに対応するライブビュー画像を表示部３４に表示させる。
【００４７】
〔撮像装置の処理の概要〕
次に、撮像装置１が実行する処理の概要について説明する。図５は、ユーザが撮像装置１を用いて被写体を撮影している状況下を示す図である。図６は、撮像装置１の撮影パラメータ変更前のレンズ部２の解像度と距離との関係を示すデプスマップを模式的に示す図である。図７は、レンズ部２の解像度と距離との関係を示す図である。図８は、撮像装置１の撮影パラメータ変更後のレンズ部２の解像度と距離との関係を示すデプスマップを模式的に示す図である。図６の（ｂ）および図８の（ｂ）において、横軸が画像上における所定の位置（例えば主要器官の目）を通る直線上の位置を示し、縦軸が距離（奥行き）を示す。図９および図１０は、レンズ部２の絞り値と収差との関係を示す図である。図９および図１０において、横軸が収差を示し、縦軸が絞り値を示す。さらに、図９および図１０において、曲線Ｍ１がレンズ部２における絞り値の解放時の特性を示し、曲線Ｍ２がレンズ部２における間隔調整で収差を補正した際の特性を示す。
【００４８】
図５に示すように、ユーザＵ１が撮像装置１を用いて被写体Ａ１を撮像している場合、撮像装置１は、図６の（ａ）に示す画像Ｐ１を撮影している。この場合、図６の（ａ）の曲線Ｗ１に示すように、被写体Ａ１における第１の特徴部位である目Ａｅ１がレンズ部２の小ぼけ領域Ｆ１に写り込み、それ以外がレンズ部２の大ぼけ領域に写り込んでいる。具体的には、図７の曲線Ｗ２に示すように、被写体Ａ１における第１の特徴部位である目Ａｅ１から所定の距離（奥行き方向の距離）までしか小ぼけ領域である肩領域ｄ１に入っていない。このため、撮像装置１は、図７および図８に示すように、被写体Ａ１における第１の特徴部位である目Ａｅ１からコントラストの変化が少なく、第２の特徴部位である耳Ａｅ２まで同じボケ味を連続的に連なるように変化させる。具体的には、撮像装置１は、被写体Ａ１における第１の特徴部位である目Ａｅ１からコントラストの変化が少なく、連続的に繋がりながら変化する第２の特徴部位である耳Ａｅ２まで滑らかで美しい小ぼけに領域である肩領域ｄ１に入るように撮影パラメータを変更する。具体的には、撮像装置１は、図９および図１０の球面収差がアンダーダコレクションである曲線Ｍ１および曲線Ｍ２に示すように、レンズ部２の絞りを絞り込むことによって、領域Ｑ１の光線をカットし、にじむボケ味になる収差とする。これに対して、撮像装置１は、レンズ部２の絞りを絞り込まなかった場合、曲線Ｍ１のように素直なボケ味となる。
【００４９】
〔撮像装置の処理〕
次に、撮像装置１が実行する処理について説明する。図１１は、撮像装置１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。ここでは、レンズ部２（撮影レンズ）が「１／ｆゆらぎ」設計であって、対象物の空間周波数ｆの逆数である１／ｆに合わせて、コントラスト再現が増減する１／ｆぼけ領域（ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる領域）を持つ光学系（レンズ）の特徴を考慮した制御が可能な撮像装置について特に説明するが、その他の光学系（レンズ）においても、同様の考え方の制御は可能である。
【００５０】
図１１に示すように、まず、制御部３６は、撮像素子３１に撮像を実行させ（ステップＳ１）、撮像素子３１によって生成された画像データに対応する画像内から特徴部位を検出して判定する特徴部位判定処理を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２の後、撮像装置１は、ステップＳ３へ移行する。
【００５１】
〔特徴部位判定処理〕
図１２は、図１１のステップＳ２における特徴部位判定処理の概要を示すフローチャートである。
【００５２】
図１２に示すように、まず、判定部３６４は、検出部３６２が撮像素子３１によって生成された画像データに対応する画像に対して、少なくとも目を含む器官部位を検出できたか否かを判定する（ステップＳ２０）。この場合、検出部３６２は、周知のパターンマッチング技術を用いて、画像に対して被写体（人や動物）の顔を検出し、検出した顔に含まれる器官部位、例えば目、鼻、耳および口等を検出する。なお、検出部３６２は、少なくとも被写体（人や動物）の器官部位として目を検出できればよい。判定部３４３によって検出部３６２が撮像素子３１によって生成された画像データに対応する画像に対して、少なくとも目を含む器官部位を検出できたと判定した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２１へ移行する。
【００５３】
続いて、設定部３６３は、検出部３６２が検出した検出器官部位（例えば目）を第１の特徴部位として設定する（ステップＳ２１）。
【００５４】
続いて、判定部３６４は、検出部３６２が画像内から１人のみを検出しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。判定部３６４によって検出部３６２が画像内から１人のみを検出したと判定された場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２３へ移行する。これに対して、判定部３６４によって検出部３６２が画像内から１人のみを検出していない、即ち２以上を検出したと判定された場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ２３において、判定部３６４は、検出部３６２が画像内から検出した被写体の動きが所定値未満、例えば静止状態であるか否かを判定する。判定部３６４によって検出部３６２が画像内から検出した被写体の動きが所定値未満であると判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２４へ移行する。これに対して、判定部３６４によって検出部３６２が画像内から検出した被写体の動きが所定値未満でないと判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２７へ移行する。
【００５６】
ステップＳ２４において、判定部３６４は、検出部３６２が第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を検出できたか否かを判定する。具体的には、判定部３６４は、検出部３６２が第１の特徴部位から連続的した特徴的な部位、例えば第１の特徴部位とコントラストの差がほぼなく、同じ色彩で連続的に変化している部位を検出できたか否かを判定する。より具体的には、判定部３６４は、検出部３６２から第１の特徴部位である目から連続的に連なる頬から部分、例えば耳までを同じ特徴的な部位として検出できたか否かを判定する。判定部３６４によって検出部３６２が第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を検出できたと判定された場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２５へ移行する。これに対して、判定部３６４によって検出部３６２が第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を検出できなかったと判定された場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ２６へ移行する。
【００５７】
ステップＳ２５において、設定部３６３は、検出部３６２が検出した第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を第２の特徴部位に設定する。ステップＳ２５の後、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。
【００５８】
ステップＳ２６において、判定部３６４は、第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を判定不可と判定する。ステップＳ２６の後、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。
【００５９】
ステップＳ２７において、判定部３６４は、第１の特徴部位から連続的に変化した特徴的な部位を判定不可と判定する。
【００６０】
続いて、判定部３６４は、他のモードを優先、例えばシャッタ速度優先モード、Ｐモード優先モードと判定する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８の後、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。
【００６１】
図１１に戻り、ステップＳ３以降の説明を続ける。
ステップＳ３において、判定部３６４が特徴部位を判定することができた場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ４へ移行する。これに対して、判定部３６４が特徴部位を判定することができなかった場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ１４へ移行する。
【００６２】
ステップＳ４において、撮像装置１は、異なる２つの特徴部位がレンズ部２の小ぼけ領域を入り込むための撮影パラメータを変更する撮影パラメータ判定処理を実行する。
【００６３】
〔撮影パラメータ判定処理〕
図１３は、図１１のステップＳ４における撮影パラメータ判定処理の概要を示すフローチャートである。
【００６４】
図１３に示すように、判定部３６４は、設定部３６３が設定した２つの特徴部位のピント位置が異なるか否かを判定する（ステップＳ４０）。判定部３６４によって設定部３６３が設定した２つの特徴部位のピント位置が異なると判定された場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ４１へ移行する。これに対して、判定部３６４によって設定部３６３が設定した２つの特徴部位のピント位置が異ならないと判定された場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ４５へ移行する。
【００６５】
ステップＳ４１において、判定部３６４は、２つの特徴部位の各々のピント位置の差を判定する。
【００６６】
続いて、判定部３６４は、撮像装置１の現状設定でピント位置の差がレンズ部２の肩領域（ボケ味が美しくなる領域で、このボケ味は空間周波数ｆのコントラストを持つ画像が、どのように表現されるかが考慮されて設計された部分。「１／ｆぼけ状態」領域、「１／ｆゆらぎ」設計領域）相当であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。判定部３６４によって撮像装置１の現状設定でピント位置の差がレンズ部２の肩領域であると判定された場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。これに対して、判定部３６４によって撮像装置１の現状設定でピント位置の差がレンズ部２の肩領域でないと判定された場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、撮像装置１は、ステップＳ４３へ移行する。つまり、撮像装置１は、対象物の空間周波数ｆの逆数１／ｆに合わせて、コントラスト再現が増減する１／ｆぼけ領域、または、ボケ味が連続的に変化しながら連なる値となる領域にレンズ部２を駆動する。
【００６７】
ステップＳ４３において、判定部３６４は、撮像装置１の撮影パラメータを変更できるか否かを判定する。具体的には、図１４に示すように、判定部３６４は、２つの特徴部位の各々のピント位置の差がレンズ部２の肩領域相当に入り込む撮影パラメータに変更することができるか否かを判定する。より具体的には、図１４に示すように、判定部３６４は、絞り値を変更することによって、第１の特徴部位である目と第２の特徴部位である耳までを、連続的に変化するレンズ部２の肩領域相当に入り込む撮影パラメータに変更することができるか否かを判定する。例えば、判定部３６４は、図１４の曲線Ｗ１に示すように、撮像装置１の現状設定で第１の特徴部位である目がレンズ部２の肩領域ｄ１に入っている状況下において、図１４の曲線Ｗ２および曲線Ｗ３のように、レンズ部２の絞り値を大きくすることによって第２の特徴部位である耳までレンズ部２の肩領域ｄ１に入れ込むことができるか否かを判定する。判定部３６４によって撮像装置１の撮影パラメータを変更できると判定された場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ４４へ移行する。これに対して、判定部３６４によって撮像装置１の撮影パラメータを変更できないと判定された場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ４５へ移行する。
【００６８】
ステップＳ４４において、変更部３６５は、２つの特徴部位の各々のピンチ位置の差がレンズ部２の肩領域相当に入り込む撮影パラメータに対応させる制御を行う。具体的には、変更部３６５は、図１４に示すように、変更部３６５は、レンズ部２の絞り値を大きくする変更、例えばＦ値を１.２から１.４に変更することによって、レンズ部２の肩領域ｄ１の特性を曲線Ｗ１から曲線Ｗ２または曲線Ｗ３に変更する。これにより、２つの特徴部位の各々のピンチ位置が異なったとしても、連続的に変化しながら連なり、にじむように美しいボケ味の表現を行うことができる。ステップＳ４４の後、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。
【００６９】
なお、変更部３６５は、レンズ部２の絞り値を変更することによって、２つの特徴部位の各々のピント位置の差がレンズ部２の肩領域相当に入り込むように変更していたが、例えば撮影パラメータとしてレンズ部２の球面収差を変更することによって、２つの特徴部位の各々のピント位置の差がレンズ部２の肩領域相当に入り込むようにしてもよい。図１５は、レンズ部２の絞り値と収差との関係を示す図である。図１６は、撮像装置１と被写体との距離が遠距離である際の解像度と距離との関係を示す図である。図１７は、撮像装置１と被写体との距離が近距離である際の解像度と距離との関係を示す図である。図１５において、横軸が収差を示し、縦軸が絞り値を示す。また、図１５において、曲線Ｍ２０がレンズ部２における絞り値の解放時の特性を示し、曲線Ｍ２１がレンズ部２における間隔調整で収差を補正した際の特性を示す。また、図１６および図１７において、横軸が距離を示し、縦軸が解像度を示す。また、図１６および図１７において、曲線Ｗ１，Ｗ１０が球面収差の変更前の解像度と距離との関係を示し、曲線Ｗ１１および曲線Ｗ１３が球面収差の変更後の解像度と距離との関係を示す。
【００７０】
図１５、図１６の曲線Ｗ１１および図１７の曲線Ｗ１３に示すように、変更部３６５は、駆動部２２を駆動してレンズ部２の両凸正レンズＬ８を光軸方向に沿って移動させることによって、２つの特徴部位（例えば目と耳）の各々のピント位置の差がレンズ部２の肩領域ｄ２相当および肩領域ｄ３相当に入り込むようにレンズ部２の球面収差を変更する。これにより、２つの特徴部位の各々のピンチ位置が異なったとしても、連続的に変化しながら連なり、にじむように美しいボケ味の表現を行うことができる。
【００７１】
ステップＳ４５において、判定部３６４は、２つの特徴部位の各々のピンチ位置の差がレンズ部２の肩領域相当に入り込む撮影パラメータに変更することができない変更不可と判定する。ステップＳ４５の後、撮像装置１は、図１１のメインルーチンへ戻る。
【００７２】
図１１に戻り、ステップＳ５以降の説明を続ける。
ステップＳ５において、判定部３６４によって撮影パラメータを適応することができると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部３６は、レンズ部２および撮像素子３１の各々が撮影パラメータを適応して撮像素子３１が生成した画像データに対応するライブビュー画像を表示部３４に表示させる（ステップＳ６）。具体的には、図１８に示すように、制御部３６は、撮影パラメータが適応された画像Ｐ１００を表示部３４にライブビュー表示させる。この場合において、制御部３６は、操作部３３からレンズ部２の肩領域に対応する部分を拡大する拡大信号が入力されたとき、図１９に示すように、画像Ｐ１００に含まれるレンズ部２の肩領域（「１／ｆぼけ状態」領域、「１／ｆゆらぎ」設計領域）に対応する拡大画像Ｐ１０１を表示部３４に表示させる。これにより、ユーザは、レンズ部２のレンズ特性である小ぼけ領域を直感的に把握することができ、「１／ｆぼけ状態」領域の効果や「１／ｆゆらぎ」設計レンズの品質や効果を実感できる。
【００７３】
ステップＳ５において、判定部３６４によって撮影パラメータを適応することができないと判定された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部３６は、互いに異なる２つの特徴部位に撮影パラメータを適応することができない旨の警告を表示部３４に表示させ（ステップＳ７）、撮像素子３１およびレンズ部２の撮影パラメータを補正して設定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の後、撮像装置１は、後述するステップＳ９へ移行する。
【００７４】
続いて、操作部３３に対して撮影操作があった場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御部３６は、上述したステップＳ４または後述するステップＳ１５,ステップＳ１６において変更した撮影パラメータで撮像素子３１に撮影させる（ステップＳ１０）。
【００７５】
続いて、制御部３６は、撮影パラメータと、撮像素子３１が生成した画像データと、を関連付けて画像データ記録部３５３に記録する（ステップＳ１１）。
【００７６】
その後、制御部３６は、撮像素子３１が撮影した画像データに対応する画像を表示部３４に表示させる確認表示を行う（ステップＳ１２）。この場合、制御部３６は、図２０に示すように、画像Ｐ１００と、拡大画像Ｐ１０１と、を並列させて表示部３４に表示させてもよい。さらに、制御部３６は、図２１に示すように、画像Ｐ１００と、レンズ部２の肩領域相当に示す情報に対応する画像Ｐ１０３とを並列させて表示部３４に表示させてもよい。
【００７７】
その後、操作部３３から終了を指示する指示信号が入力された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、本処理を終了する。これに対して、操作部３３から終了を指示する指示信号が入力されていない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、撮像装置１は、上述したステップＳ１へ戻る。
【００７８】
ステップＳ１４において、他のモード優先する場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部３６は、撮像装置１に設定されたモード、例えば絞り優先モード、シャッタ速度優先モードおよびプログラム優先モードのいずれかに応じた撮影パラメータで撮像素子３１およびレンズ部２を制御する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の後、撮像装置１は、ステップＳ９へ移行する。
【００７９】
ステップＳ１４において、他のモードを優先しないモードである場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部３６は、通常撮影パラメータ、例えば現在の主要被写体に適した撮影パラメータで撮像素子３１およびレンズ部２を制御する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の後、撮像装置１は、ステップＳ９へ移行する。
【００８０】
以上説明した一実施の形態によれば、変更部３６５が光学系２１および撮像素子３１の少なくとも一方の撮影パラメータの値を、第１の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態と第２の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が連続的に変化しながら連なる値に対応させる制御を行うので、対象部内のこだわり部分のボケ味を調整することができる。
【００８１】
また、一実施の形態によれば、光学系２１が球面収差に応じて定まる肩領域のボケ味を有し、変更部３６５が撮影パラメータの値を、第１の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態と第２の特徴部位に光学系２１のピント位置を合わせた状態との間に現れるボケ味が前記肩領域に入り込む値に変更するので、ボケ味をコントロールしながら撮影することができる。
【００８２】
上述した本開示の一実施の形態に係る撮像装置に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態に係る撮像装置に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態に係る撮像装置で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００８３】
また、本開示の一実施の形態に係る撮像装置では、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
【００８４】
また、本開示の一実施の形態に係る撮像装置に実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００８５】
また、本開示の一実施の形態に係る撮像装置に実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００８６】
なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。また、こうした、単純な分岐処理からなるプログラムに限らず、より多くの判定項目を総合的に判定して分岐させてもよい。その場合、ユーザにマニュアル操作を促して学習を繰り返すうちに機械学習するような人工知能の技術を併用しても良い。また、多くの専門家が行う操作パターンを学習させて、さらに複雑な条件を入れ込む形で深層学習をさせて実行してもよい。
【００８７】
以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・撮像装置；２・・・レンズ部；３・・・本体部；２１・・・光学系；２２・・・駆動部；２３・・・絞り；３０・・・シャッタ；３１・・・撮像素子；３２・・・通信部；３３・・・操作部；３４・・・表示部；３５・・・記録部；３６・・・制御部；３５１・・・レンズ情報記録部；３５２・・・プログラム記録部；３５３・・・画像データ記録部；３６１・・・画像処理部；３６２・・・検出部；３６３・・・設定部；３６４・・・判定部；３６５・・・変更部；３６６・・・撮影制御部；３６７・・・表示制御部；Ｌ８・・・両凸正レンズ
【図１】
2020088513.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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