(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りを有する撮像光学系と、
画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号に対応する撮影画像に電子的なぼかしを付加する電子ぼかし処理部と、
撮影条件に基づき前記撮影画像に光学的なぼかしを付加できるかを判定し、前記光学的なぼかしを付加できるときに、絞りを制御して前記光学的なぼかしを付加し、前記光学的なぼかしを付加できないときに、前記電子ぼかし処理部を制御して電子的なぼかしを付加する制御部と
を備え、
前記制御部は、ぼかしを付加する領域の被写体までの距離に相当するぼかし距離と、合焦した被写体までの距離に相当する合焦距離と、前記撮影条件に基づく被写界深度とからぼかし判定値を算出し、前記被写界深度とぼかし基準値とからぼかし閾値を算出し、前記ぼかし判定値が前記ぼかし閾値を満たさないときに、前記光学的なぼかしを付加できないと判定する、撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光学的なぼかしを付加できないときに、前記絞りを制御して前記撮像光学系の対応可能な範囲で前記光学的なぼかしを付加し、前記電子ぼかし処理部を制御して残りの範囲で前記電子的なぼかしを付加する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、動画撮影モードまたは連続撮影モードにおいて、前記撮影画像に前記光学的なぼかしを付加できないと判定する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影画像を表示する表示部と、
前記撮影画像においてぼかしを付加する領域を指定するための操作情報が入力される操作部とをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記表示部は、ぼかしを付加された撮影画像を表示し、
前記操作部には、前記撮影画像に付加されたぼかしの程度を調整するための操作情報が入力され、
前記制御部は、前記操作情報に基づき、前記絞りおよび／または前記電子ぼかし処理部を制御して、前記撮影画像に付加されたぼかしの程度を調整する、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記撮影画像に付加されたぼかしの程度を前記光学的なぼかしと前記電子的なぼかしに区分して表示する、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、撮影領域毎の距離情報を算出するための位相差検出信号を前記画像信号と同時に出力し、
前記撮像装置は、前記位相差検出信号に基づき前記撮影領域毎の距離情報を算出する距離情報算出部をさらに備え、
前記制御部は、前記撮影領域毎の距離情報に基づき、前記撮影画像にぼかしを付加する、請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影条件に基づき撮影画像に光学的なぼかしを付加できるかを判定し、前記判定の際は、ぼかしを付加する領域の被写体までの距離に相当するぼかし距離と、合焦した被写体までの距離に相当する合焦距離と、前記撮影条件に基づく被写界深度とからぼかし判定値を算出し、前記被写界深度とぼかし基準値とからぼかし閾値を算出し、前記ぼかし判定値が前記ぼかし閾値を満たさないときに、前記光学的なぼかしを付加できないと判定し、
前記光学的なぼかしを付加できるときに、絞りの調整により前記光学的なぼかしを付加し、
前記光学的なぼかしを付加できないときに、画像処理の調整により電子的なぼかしを付加すること
を含む撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影画像を処理することで撮影画像に電子的なぼかし、いわゆる電子ぼかしを付加する撮像装置が知られている。このような撮像装置では、オートフォーカス（ＡＦ）動作時に検出領域毎の合焦位置を検出して距離データを求め、距離データに基づき撮影領域を分割し、分割された領域毎に電子ぼかしが段階的に付加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電子ぼかしを付加した画像（ぼかし画像）は、分割された領域同士の境界が目立ってしまい、不自然な画像となることがあった。ぼかし画像の品質向上には、画像処理性能の高度化と高速化が要求されていた。
【０００５】
本発明は、ぼかし画像の品質を向上可能な撮像装置および撮像装置の制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある観点によれば、絞りを有する撮像光学系と、画像信号を出力する撮像素子と、画像信号に対応する撮影画像に電子的なぼかしを付加する電子ぼかし処理部と、撮影条件に基づき撮影画像に光学的なぼかしを付加できるかを判定し、光学的なぼかしを付加できるときに、絞りを制御して光学的なぼかしを付加し、光学的なぼかしを付加できないときに、電子ぼかし処理部を制御して電子的なぼかしを付加する制御部とを備える撮像装置が提供される。
【０００７】
制御部は、光学的なぼかしを付加できないときに、絞りを制御して撮像光学系の対応可能な範囲で光学的なぼかしを付加し、電子ぼかし処理部を制御して残りの範囲で電子的なぼかしを付加してもよい。
【０００８】
制御部は、ぼかしを付加する領域の被写体までの距離に相当するぼかし距離と、合焦した被写体までの距離に相当する合焦距離と、撮影条件に基づく被写界深度とからぼかし判定値を算出し、被写界深度とぼかし基準値とからぼかし閾値を算出し、ぼかし判定値がぼかし閾値を満たすときに、光学的なぼかしを付加できると判定してもよい。
【０００９】
制御部は、動画撮影モードまたは連続撮影モードにおいて、撮影画像に光学的なぼかしを付加できないと判定してもよい。
【００１０】
撮像装置は、撮影画像を表示する表示部と、撮影画像においてぼかしを付加する領域を指定するための操作情報が入力される操作部とをさらに備えてもよい。
【００１１】
表示部は、ぼかしを付加された撮影画像を表示し、操作部には、撮影画像に付加されたぼかしの程度を調整するための操作情報が入力され、制御部は、操作情報に基づき、絞りおよび／または電子ぼかし処理部を制御して、撮影画像に付加されたぼかしの程度を調整してもよい。
【００１２】
表示部は、撮影画像に付加されたぼかしの程度を光学的なぼかしと電子的なぼかしに区分して表示してもよい。
【００１３】
撮像素子は、撮影領域毎の距離情報を算出するための位相差検出信号を画像信号と同時に出力し、撮像装置は、位相差検出信号に基づき撮影領域毎の距離情報を算出する距離情報算出部をさらに備え、制御部は、撮影領域毎の距離情報に基づき、撮影画像にぼかしを付加してもよい。
【００１４】
本発明の他の観点によれば、撮影条件に基づき撮影画像に光学的なぼかしを付加できるかを判定し、光学的なぼかしを付加できるときに、絞りの調整により光学的なぼかしを付加し、光学的なぼかしを付加できないときに、画像処理の調整により電子的なぼかしを付加することを含む撮像装置の制御方法が提供される。
【００１５】
本発明の他の観点によれば、画像信号と、撮影領域毎の位相差検出信号とを同時に出力する撮像素子と、位相差検出信号に基づき撮影領域毎の距離情報を算出する距離情報算出部と、画像信号に対応する撮影画像に電子的なぼかしを付加する電子ぼかし処理部と、撮影領域毎の距離情報に基づき電子ぼかし処理部を制御して、撮影画像に電子的なぼかしを付加する制御部とを備える撮像装置が提供される。
【００１６】
制御部は、動画撮影モードまたは連続撮影モードにおいて、撮影画像に電子的なぼかしを付加してもよい。
【００１７】
本発明の他の観点によれば、画像信号と同時に出力される撮影領域毎の位相差検出信号を取得し、位相差検出信号に基づき撮影領域毎の距離情報を算出し、撮影領域毎の距離情報に基づき、画像信号に対応する撮影画像に電子的なぼかしを付加することを含む撮像装置の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ぼかし画像の品質を向上可能な撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の前面図である。
【図２】撮像装置の背面図である。
【図３】撮像装置の縦断面図である。
【図４】撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】撮像素子の構成を説明するための図である。
【図６】撮像素子の構成を説明するための図である。
【図７】通常画素の構成を説明するための縦断面図である。
【図８】ＡＦ画素対の構成を説明するための縦断面図である。
【図９】射出瞳の左側と右側で受光されるデータ系列をデフォーカス量Ｄｄに応じて示す図である。
【図１０】一対の像列における重心位置の差とデフォーカス量Ｄｄとの関係を示す図である。
【図１１】第１実施形態に係る撮像装置の動作を示すフロー図である。
【図１２】ぼかし領域の指定例を示す図である。
【図１３】ＡＦエリアＥｆ毎の距離の測定例を示す図である。
【図１４】光学ぼかし処理を説明するための図である。
【図１５】電子ぼかし処理を説明するための図である。
【図１６】光学ぼかしまたは電子ぼかしを付加された画像の例を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る撮像装置の動作を示すフロー図である。
【図１８】光学ぼかしおよび電子ぼかしを付加された画像の例を示す図である。
【図１９】第３実施形態に係る撮像装置の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
［１．撮像装置の要部構成］
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１および図２は、それぞれ正面図および背面図を示している。
【００２２】
撮像装置１は、例えば一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラとして構成されており、カメラボディ１０と、カメラボディ１０に着脱自在な撮影レンズとしての交換レンズ２とを備えている。
【００２３】
図１において、カメラボディ１０の正面側には、マウント部３０１と、レンズ交換ボタン３０２と、グリップ部３０３と、モード設定ダイアル３０５と、制御値設定ダイアル３０６と、シャッタボタン３０７とが設けられている。
【００２４】
また、図２において、カメラボディ１０の背面側には、ＬＣＤ３１１（液晶ディスプレイ）３１１と、設定ボタン群３１２と、十字キー３１４と、プッシュボタン３１５とが備えられている。また、カメラボディ１０の背面側には、ＥＶＦ３１６（電子ビューファインダ）３１６と、アイカップ３２１と、メインスイッチ３１７と、露出補正ボタン３２３と、ＡＥロックボタン３２４と、フラッシュ部３１８と、接続端子部３１９とが備えられている。
【００２５】
マウント部３０１には、交換レンズ２との電気的接続を行うためコネクタＥｃ(図４参照)や、機械的接続を行うためのカプラ７５(図４参照)が設けられている。レンズ交換ボタン３０２は、マウント部３０１に装着された交換レンズ２を取り外す際に押下される。グリップ部３０３は、撮影時にユーザにより把持される。
【００２６】
モード設定ダイアル３０５及び制御値設定ダイアル３０６は、カメラボディ１０の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル３０５は、自動露出（ＡＥ）制御モードや自動焦点（ＡＦ）制御モード、静止画撮影モード、動画撮影モード、連続撮影モード等の各種撮影モード、画像再生モード等、撮像装置１のモードや機能を択一的に選択するために用いられる。一方、制御値設定ダイアル３０６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するために用いられる。
【００２７】
シャッタボタン３０７は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされる。静止画撮影モードにおいて、シャッタボタン３０７が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作（露出制御値の設定や焦点検出等の準備動作）が実行される。そして、シャッタボタン３０７が全押しされると、撮影動作（撮像素子１０１(図３参照)を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動作）が実行される。
【００２８】
ＬＣＤ３１１は、画像表示が可能なカラー液晶パネルを備えており、撮像画像の表示や記録済み画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示する。
【００２９】
設定ボタン群３１２は、撮像装置１の各種機能を操作するために用いられる。設定ボタン群３１２には、例えばＬＣＤ３１１に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン／オフスイッチ、表示拡大スイッチなどが含まれる。
【００３０】
十字キー３１４は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対する押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン３１５は、十字キー３１４の中央に配置されている。十字キー３１４及びプッシュボタン３１５は、撮影倍率の変更（ズームレンズ２１２(図４参照)の移動）、記録済み画像の再生コマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタスピード、フラッシュ発光の有無等）、ぼかし条件の設定等の指示を入力するために用いられる。
【００３１】
ＥＶＦ３１６は、液晶パネル３１０(図３参照)を備えており、撮像素子１０１(図３参照)によって撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行う。ＥＶＦ３１６やＬＣＤ３１１において、本撮影(画像記録用の撮影)前に撮像素子１０１で順次に生成される画像信号に基づき動画的態様で被写体を表示するライブビュー(プレビュー)表示が行われる。
【００３２】
メインスイッチ３１７は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、撮像装置１の電源をオン／オフするために用いられる。
【００３３】
フラッシュ部３１８は、ポップアップ式の内蔵フラッシュとして構成されている。一方、外部フラッシュ等をカメラボディ１０に取り付ける場合には、接続端子部３１９を使用して接続する。
【００３４】
アイカップ３２１は、遮光性を有してＥＶＦ３１６への外光の侵入を抑制する「コ」字状の遮光部材である。露出補正ボタン３２３は、露出値（絞り値やシャッタスピード）を手動で調整するために用いられ、ＡＥロックボタン３２４は、露出を固定するために用いられる。
【００３５】
交換レンズ２は、被写体からの光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、カメラボディ１０の内部に配置されている撮像素子１０１に被写体光を導く撮像光学系として機能する。交換レンズ２は、レンズ交換ボタン３０２を押下操作することで、カメラボディ１０から取り外しが可能となる。
【００３６】
交換レンズ２は、光軸ＬＴに沿って配置された複数のレンズからなるレンズ群２１を備えている(図４参照)。レンズ群２１には、焦点調節用のフォーカスレンズ２１１(図４参照)と、変倍用のズームレンズ２１２(図４参照)とが含まれている。焦点調節や変倍は、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を光軸ＬＴ(図３参照)方向に駆動することで行われる。また、交換レンズ２には、レンズ鏡胴の外周適所に外周面に沿って回転可能な操作環が備えられている。ズームレンズ２１２は、マニュアル操作またはオート操作により、操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)が設定される。
【００３７】
［２．撮像装置の内部構成］
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図３は、撮像装置１の縦断面図である。図３に示すように、カメラボディ１０の内部には、撮像素子１０１、ＥＶＦ３１６などが備えられている。
【００３８】
撮像素子１０１は、カメラボディ１０に装着された交換レンズ２が備えているレンズ群の光軸ＬＴに対して、垂直となる方向に配置されている。撮像素子１０１は、例えば複数の画素をマトリクス状に２次元配置したＣＭＯＳカラーエリアセンサ（ＣＭＯＳ型の撮像素子１０１）である。撮像素子１０１は、交換レンズ２を通じて受光された被写体光束に関するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）を生成し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号として出力する。
【００３９】
撮像素子１０１の光軸方向前方には、シャッタユニット４０が配置されている。シャッタユニット４０は、上下方向に移動する幕体を備え、その開／閉動作により、光軸ＬＴに沿って撮像素子１０１に導かれる被写体光の光路開口／遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。
【００４０】
ＥＶＦ３１６は、液晶パネル３１０と、接眼レンズ１０６とを備えている。液晶パネル３１０は、例えばカラー液晶パネルとして構成されており、撮像素子１０１により撮像された画像を表示する。接眼レンズ１０６は、液晶パネル３１０に表示された被写体像をＥＶＦ３１６の外側に導く。
【００４１】
［３．撮像装置の電気的構成］
図４は、撮像装置１の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図１〜図３と同一の要素については、同一の符号を付している。
【００４２】
まず、交換レンズ２の電気的構成について説明する。交換レンズ２は、撮像光学系を構成するレンズ群２１の他に、レンズ駆動機構２４と、レンズ位置検出部２５と、レンズ制御部２６と、絞り駆動機構２７とを備えている。
【００４３】
レンズ群２１では、フォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２と、撮像素子１０１に対する入射光量を調節するための絞り２３とが、光軸ＬＴ(図３)方向に保持されている。レンズ群２１は、被写体の光像を取り込んで撮像素子１０１に結像させる。ＡＦ制御では、交換レンズ２内のＡＦアクチュエータ７１Ｍによりフォーカスレンズ２１１が光軸ＬＴ方向に駆動されて焦点調節が行われる。
【００４４】
フォーカス駆動制御部７１Ａは、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させるために、レンズ制御部２６からのＡＦ制御信号に基づき、ＡＦアクチュエータ７１Ｍのための駆動制御信号を生成する。ＡＦアクチュエータ７１Ｍは、ステッピングモータ等からなり、レンズ駆動機構２４に駆動力を供給する。
【００４５】
レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及びヘリコイドを回転させるためのギア等で構成され、ＡＦアクチュエータ７１Ｍから駆動力を受けて、フォーカスレンズ２１１等を光軸ＬＴと平行な方向に駆動させる。
【００４６】
レンズ位置検出部２５は、光軸ＬＴ方向に複数個のコードパターンを所定ピッチで形成されたエンコード板と、エンコード板に摺接しながらレンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えており、レンズ群２１の焦点調節時の移動量を検出する。
【００４７】
レンズ制御部２６は、制御プログラムや制御データを記憶するためのメモリを内蔵したマイクロコンピュータからなる。レンズ制御部２６は、コネクタＥｃを介してメイン制御部６２との間で通信する。レンズ制御部２６は、例えば、レンズ群２１の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離Ｄｆ及び周辺光量状態等の状態情報データや、フォーカスレンズ２１１の位置情報を送信し、例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量の状態情報データを受信する。
【００４８】
絞り駆動機構２７は、カプラ７５を介して絞り駆動アクチュエータ７６Ｍからの駆動力を受けて、絞り２３の絞り径を変更する。
【００４９】
続いて、カメラボディ１０の電気的構成について説明する。カメラボディ１０は、撮像素子１０１、シャッタユニット４０等の他に、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５、画像処理部６１、画像メモリ６１４、メイン制御部６２、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５(６５ａ、６５ｂ)、カード・インターフェース（Ｉ／Ｆ）６６、メモリカード６７を備えている。また、カメラボディ１０は、通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、シャッタ駆動制御部７３Ａ及びシャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍ、絞り駆動制御部７６Ａ及び絞り駆動アクチュエータ７６Ｍを備えている。
【００５０】
撮像素子１０１は、ＣＭＯＳカラーエリアセンサからなり、タイミング制御回路５１により、露光動作の開始（及び終了）、各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作を制御される。
【００５１】
ＡＦＥ５は、撮像素子１０１にタイミングパルスを与えるとともに、撮像素子１０１から出力される画像信号に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部６１に出力する。このＡＦＥ５は、タイミング制御回路５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３などを備えている。
【００５２】
タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２からの基準クロックに基づいて所定のタイミングパルスを生成して撮像素子１０１に出力し、撮像素子１０１の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部５２やＡ／Ｄ変換部５３に出力し、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。
【００５３】
信号処理部５２は、撮像素子１０１からのアナログ画像信号に所定のアナログ信号処理を施す。信号処理部５２には、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路等が備えられている。Ａ／Ｄ変換部５３は、信号処理部５２から出力されたアナログのＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を、タイミング制御回路５１から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１２ビット）からなるデジタル画像信号に変換する。
【００５４】
画像処理部６１は、ＡＦＥ５からの画像データに所定の信号処理を施して画像ファイルを作成する。画像処理部６１は、黒レベル補正回路６１１、ホワイトバランス制御回路６１２及びガンマ補正回路６１３等を備えている。なお、画像処理部６１に取り込まれた画像データは、撮像素子１０１の読み出しに同期して画像メモリ６１４に書き込まれた後、画像処理部６１の各ブロックによりアクセスされて処理される。
【００５５】
黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正する。ホワイトバランス補正回路６１２は、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分のデジタル信号のレベル変換（ホワイトバランス(ＷＢ)調整）を行う。ガンマ補正回路６１３は、ＷＢ調整された画像データの階調特性を補正する。
【００５６】
画像メモリ６１４は、撮影モード時において、画像処理部６１からの画像データを一時的に記憶するとともに、画像データに対して所定の処理を行うための作業領域として用いられる。また、画像メモリ６１４は、再生モード時において、メモリカード６７から読み出した画像データを一時的に記憶する。
【００５７】
メイン制御部６２は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ等の記憶部を内蔵したマイクロコンピュータからなり、撮像装置１各部の動作を制御する。
【００５８】
フラッシュ回路６３は、フラッシュ撮影モードにおいて、フラッシュ部３１８または接続端子部３１９に接続される外部フラッシュの発光量を、メイン制御部６２により設定された発光量に制御する。
【００５９】
操作部６４は、モード設定ダイアル３０５、制御値設定ダイアル３０６、シャッタボタン３０７、設定ボタン群３１２、十字キー３１４、プッシュボタン３１５、メインスイッチ３１７等を含み、操作情報をメイン制御部６２に入力するために用いられる。
【００６０】
ＶＲＡＭ６５ａ、６５ｂは、ＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６の画素数に対応した画像信号の記憶容量を有し、メイン制御部６２とＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６との間のバッファメモリとして機能する。カードＩ／Ｆ６６は、メモリカード６７とメイン制御部６２との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェースである。メモリカード６７は、メイン制御部６２で生成された画像データを保存する記録媒体である。通信用Ｉ／Ｆ６８は、パーソナルコンピュータやその他の外部機器との間で画像データ等の伝送を可能にするためのインターフェースである。
【００６１】
電源回路６９は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部６２等の制御部、撮像素子１０１、その他の各種駆動部等、撮像装置１全体を駆動させるための電圧を生成する。電池６９Ｂは、アルカリ乾電池等の一次電池や、ニッケル水素充電池等の二次電池からなり、撮像装置１全体に電力を供給する。
【００６２】
シャッタ駆動制御部７３Ａは、メイン制御部６２からの制御信号に基づき、シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍのための駆動制御信号を生成する。シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍは、シャッタユニット４０の開閉を駆動する。
【００６３】
絞り駆動制御部７６Ａは、メイン制御部６２からの制御信号に基づき、絞り駆動アクチュエータ７６Ｍのための駆動制御信号を生成する。絞り駆動アクチュエータ７６Ｍは、カプラ７５を介して絞り駆動機構２７に駆動力を与える。
【００６４】
また、カメラボディ１０には、黒レベル補正回路６１１からの黒レベル補正済みの画像データに基づき、撮像素子１０１を用いたＡＦ制御時に必要な演算を行う位相差ＡＦ演算回路７７が備えられている。また、ぼかしフィルタを用いた画像処理により、撮影領域毎の距離に応じて異なるレベルの電子ぼかしを画像データに付加する電子ぼかし回路７８が備えられている。
【００６５】
［４．位相差ＡＦ動作］
撮像装置１は、射出瞳の異なった部分を透過した透過光を受光することで、位相差検出方式の焦点検出(位相差ＡＦ)を行う。図５および図６は、撮像素子１０１の構成を説明するための図である。撮像素子１０１は、撮像面１０１ｆにマトリックス状に規定された複数のＡＦエリアＥｆそれぞれで位相差ＡＦを行う。
【００６６】
ＡＦエリアＥｆには、マイクロレンズＭＬ(波線円)とフォトダイオードとの間にＲ(赤)、Ｇ(緑)およびＢ(青)のカラーフィルタをそれぞれ配設した、Ｒ画素１１１、Ｇ画素１１２およびＢ画素１１３からなる通常の画素(通常画素)１１０が設けられている。また、ＡＦエリアＥｆには、位相差ＡＦを行うために瞳分割機能を実現する画素のペア(ＡＦ画素対)１１ｆが設けられている。ＡＦエリアＥｆでは、ＡＦ画素対１１ｆの画素より画素数が多い通常画素１１０によって、被写体の画像情報が取得される。
【００６７】
そして、ＡＦエリアＥｆには、通常画素１１０の水平ライン（通常画素ライン)として、Ｇ画素１１２とＲ画素１１１とが水平方向に交互配置されたＧｒラインＬ１と、Ｂ画素１１３とＧ画素１１２とが水平方向に交互配置されたＧｂラインＬ２とが形成されている。
【００６８】
また、ＡＦエリアＥｆには、通常画素１１０と同じ構成(径および曲率)のマイクロレンズＭＬを１つ備えたＡＦ画素対１１ｆを水平方向に繰り返し配列することで、ＡＦラインＬｆが垂直方向に周期的に形成されている。
【００６９】
図７は、通常画素１１０の構成を説明するための縦断面図である。なお、図７に示す通常画素１１０の配列は、例えばＧｒラインＬ１に設けられている。
【００７０】
通常画素１１０の配列では、水平方向に沿ってピッチαで配置された複数の光電変換部(フォトダイオード)ＰＤそれぞれの上方に、マイクロレンズＭＬが設けられている。マイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤとの間には、上から順に第１メタル４１、第２メタル４２および第３メタル４３が配設されている。ここで、第２メタル４２および第３メタル４３は、信号配線として構成され、第１メタル４１は、その接地面として構成されている。
【００７１】
第１メタル４１上には、カラーフィルタＦＬが配設されるとともに、カラーフィルタＦＬ上にはマイクロレンズＭＬが設けられている。カラーフィルタＦＬには、例えばＧｒラインＬ１に配置された通常画素１１０の配列に緑色のフィルタＦｇと赤色のフィルタＦｒとが交互配置される。また、通常画素１１０の配列では、各マイクロレンズＭＬの間を通過した不要光が光電変換部ＰＤで受光されないように、各マイクロレンズＭＬの間が第１メタル４１で遮光されている。
【００７２】
図８は、ＡＦ画素対１１ｆの構成を説明するための縦断面図である。なお、図８に示すＡＦ画素対１１ｆの配列は、図６に示すＡＦラインＬｆに設けられている。
【００７３】
図８に示すように、ＡＦ画素対１１ｆは、射出瞳の左側部分Ｑａからの光束Ｔａと右側部分Ｑｂからの光束Ｔｂとを分離(瞳分割)するために、マイクロレンズＭＬの光軸ＡＸを跨いで一対の光電変換部ＰＤを配置した、一対の画素１１ａ、１１ｂで構成されている。一対の光電変換部ＰＤは、それぞれ通常画素１１０の光電変換部ＰＤと同等サイズを有し、水平方向に沿って通常画素１１０と等しいピッチαで隣接して配置されている。
【００７４】
ＡＦラインＬｆでは、通常画素１１０の配列に形成された第１メタル４１の開口ＯＰに対し、１つおきに第１メタル４４による遮光が行われる。図７に示す通常画素１１０の配列中で開口ＯＰが形成されていた箇所ＯＱが第１メタル４４で塞がれ、その上に黒色のカラーフィルタ(ブラックフィルタ)Ｆｂが１画素おきに載置されている。
【００７５】
ＡＦ画素対１１ｆには、一対の光電変換部ＰＤの上方に、箇所ＯＱに形成された第１メタル４４とブラックフィルタＦｂとからなり射出瞳を通過した被写体の光束を遮光する２つの遮光領域Ｅａ、Ｅｂが形成された遮光部ＬＳが配置されている。また、ＡＦラインＬｆでは、第１メタル４４の開口ＯＰ上に設けられるカラーフィルタとして透明なフィルタＦｔが採用されている。
【００７６】
以上のような構成のＡＦ画素対１１ｆにより、射出瞳における瞳分割、つまり射出瞳の左側部分Ｑａからの光束Ｔａが第２ＡＦ画素１１ｂの光電変換部ＰＤで受光されるとともに、射出瞳の右側部分Ｑｂからの光束Ｔｂが第１ＡＦ画素１１ａの光電変換部ＰＤで受光される。
【００７７】
以下では、第１ＡＦ画素１１ａで得られる受光データをＡ系列データと呼び、第２ＡＦ画素１１ｂで得られる受光データをＢ系列データと呼ぶ。そして、例えば、ある１つのＡＦラインＬｆ(図６)に配置されたＡＦ画素対１１ｆの群から得られるＡ系列データとＢ系列データを表す図９を参照しながら、位相差ＡＦの原理を説明する。
【００７８】
図９は、焦点面が撮像素子１０１の撮像面１０１ｆから２００μｍ近側にデフォーカスしている状態（Ａ）、焦点面が撮像面１０１ｆに一致している合焦状態（Ｂ）、焦点面が撮像面１０１ｆから２００μｍ遠側にデフォーカスしている状態（Ｃ）のシミュレーション結果を示す図である。ここで、図９では、横軸がＡＦラインＬｆ方向における第１ＡＦ画素１１ａ、第２ＡＦ画素１１ｂの画素位置を示し、縦軸が第１ＡＦ画素１１ａおよび第２ＡＦ画素１１ｂそれぞれの光電変換部ＰＤからの出力を示している。また、図９では、グラフＧａ１〜Ｇａ３(実線)がＡ系列データを表し、グラフＧｂ１〜Ｇｂ３(破線)がＢ系列データを表している。
【００７９】
図９を参照すると、デフォーカス量Ｄｄが大きいほど、Ａ系列の像列（グラフＧａ１〜Ｇａ３）とＢ系列の像列（グラフＧｂ１〜Ｇｂ３）との間に生じるＡＦラインＬｆ(水平方向)方向のシフト量(ずれ量)が増大していることが分かる。
【００８０】
このような一対の像列(Ａ系列およびＢ系列の像列)におけるシフト量とデフォーカス量Ｄｄとの関係は、図１０に示すグラフＧｃのように表される。図１０では、横軸がＡ系列の像列の重心位置に対するＢ系列の像列の重心位置の差(画素ピッチ)を示し、縦軸がデフォーカス量Ｄｄ(μｍ)を示している。なお、各像列の重心位置Ｘgは、例えば式(１)から求められる。
Ｘｇ＝（Ｘ１Ｙ１＋Ｘ２Ｙ２＋…＋ＸｎＹｎ）／（Ｙ１＋Ｙ２＋…＋Ｙｎ）  …（１）
ただし、式(１)中のＸ１〜Ｘｎは、例えばＡＦラインＬｆにおける左端からの画素位置を表し、Ｙ１〜Ｙｎは、各位置Ｘ１〜Ｘｎの第１ＡＦ画素１１ａ、第２ＡＦ画素１１ｂからの出力値を表している。
【００８１】
図１０に示すグラフＧｃのように、一対の像列における重心位置の差とデフォーカス量Ｄｄとは比例関係にある。この関係は、デフォーカス量ＤｄをＤｄ(μｍ)、重心位置の差をＣ(μｍ)として式 (２)のように表される。
Ｄｄ＝ｋ×Ｃ  …（２）
ここで、上式(２)の係数ｋは、図１０のグラフＧｃの傾きＧｋ(破線)を表し、工場試験等によって事前に取得できるものである。
【００８２】
以上より、ＡＦ画素対１１ｆから得られるＡ系列データとＢ系列データとに関する重心位置の差(位相差)を位相差ＡＦ演算回路７７で求めた後に、式(２)からデフォーカス量Ｄｄを算出し、算出されたデフォーカス量Ｄｄに相当する駆動量をフォーカスレンズ２１１に与えることで、検出された焦点位置にフォーカスレンズ２１１を移動させるオートフォーカス(ＡＦ)制御が可能となる。なお、デフォーカス量Ｄｄとフォーカスレンズ２１１の駆動量との関係は、カメラボディ１０に装着されている交換レンズ２の設計値より一意に定まる。
【００８３】
［５．第１実施形態に係る撮像装置の動作］
図１１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１の動作を示すフロー図である。
【００８４】
撮像装置１は、撮影モードにおいてライブビュー表示をしている（ステップＳ１０１）。ライブビュー表示では、パン、チルト、ズーム等の撮影操作に応じて、撮影前の画像が動画的に表示される。ライブビュー表示のために、撮像素子１０１は、ＡＦＥ５からのタイミングパルスに応じて撮像動作し、ＡＦＥ５は、画像信号から画像データを生成し、画像処理部６１は、画像データを処理して画像メモリ６１４に供給する。位相差ＡＦ演算回路７７は、画像信号と同時に出力される位相差検出信号からＡＦエリアＥｆ毎の被写体までの距離を求めて画像メモリ６１４に供給する。メイン制御部６２は、画像データを画像メモリ６１４からＶＲＡＭ６５ａ、６５ｂに転送し、ＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６は、撮影前の画像を動画的に表示する。
【００８５】
ユーザがシャッタボタン３０７を半押し操作すると、メイン制御部６２は、操作部６４からの操作情報に基づき半押し状態を検知する（Ｓ１０２）。メイン制御部６２は、半押し状態を検出すると、撮影準備動作をし（Ｓ１０３）、検出しないとライブビュー表示を継続する（Ｓ１０１）。撮影準備動作として、メイン制御部６２は、位相差検出方式の焦点検出によりＡＦ制御をする。また、メイン制御部６２は、レンズの絞り（Ｆ）値、焦点距離、ＩＳＯ感度、シャッタスピード等の撮影条件を一時的に固定する。
【００８６】
メイン制御部６２は、主被写体に対応するＡＦエリアＥｆのデフォーカス量ＤｄからＡＦ制御信号を生成してフォーカス駆動制御部７１Ａに供給する。フォーカス駆動制御部７１Ａは、ＡＦ制御信号に基づき駆動制御信号を生成し、レンズ駆動機構２４は、駆動制御信号に基づきＡＦアクチュエータ７１Ｍから与えられる駆動力によりフォーカスレンズ２１１を駆動する。これにより、位相差検出方式によるＡＦ制御が行われ、焦点位置にフォーカスレンズ２１１が移動される。また、メイン制御部６２は、焦点位置に対応するようにＡＦ枠Ｆｆを示す画像データをＶＲＡＭ６５ａ、６５ｂに供給する。これにより、ＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６には、ライブビュー画像がＡＦ枠Ｆｆとともに表示される。
【００８７】
メイン制御部６２は、露出制御値（絞り値、シャッタスピード）を設定するために、輝度判定機能、絞り値設定機能、およびシャッタスピード設定機能を有している。輝度判定機能は、撮像素子１０１により取込まれ、画像メモリ６１４に記憶される画像データを用いて被写体の明るさを判定する機能である。絞り値設定機能とシャッタスピード設定機能は、プログラムＡＥモードでは、輝度判定による被写体の明るさの判定結果と、ＡＥプログラムに基づき絞り値およびシャッタスピードを設定する。絞り優先モードでは、被写体の明るさと予め設定された絞り値からシャッタスピードを設定し、シャッタ優先モードでは、被写体の明るさと予め設定されたシャッタスピードから絞り値を設定する。
【００８８】
ユーザは、ぼかし領域指定モードを選択するために、設定ボタン３１２等を操作する。メイン制御部６２は、操作部６４からの操作情報に基づき、ぼかし領域モードの選択を検知する（Ｓ１０４）。モードの選択を検知すると、メイン制御部６２は、指定枠Ｆｂを示す画像データをＶＲＡＭ６５ａに供給し、選択を検知しないと、ライブビュー表示を継続する（Ｓ１０１）。モードの選択を検知すると、図１２に示すように、ＬＣＤ３１１には、ライブビュー画像がＡＦ枠Ｆｆおよび指定枠Ｆｂとともに表示される。
【００８９】
ユーザは、十字キー３１４等を操作してライブビュー画像上で指定枠Ｆｂを移動させ、ぼかしを付加したい領域（距離）をぼかし領域として指定するために、プッシュボタン３１５等を操作する。メイン制御部６２は、指定枠Ｆｂを移動させる操作情報に応じて、ライブビュー画像上で指定枠Ｆｂを移動させ、ぼかし領域を指定する操作情報に応じて、ぼかし領域を指定する情報を取得する。
【００９０】
図１２に示すプレビュー画像には、被写体Ｏｆが前景に捉えられ、被写体Ｏｍが中景に捉えられ、被写体Ｏｒが背景に捉えられ、被写体Ｏｆに合焦している。そして、被写体ＯｆがＡＦ枠Ｆｆにより指定され、被写体Ｏｒが指定枠Ｆｂによりぼかし領域として指定されている。
【００９１】
メイン制御部６２は、ぼかしの付加レベルを調整するための調整値を初期化する（Ｓ１０５）。光学ぼかしの付加レベルを調整するために用いるＦ調整値ΔＦの初期値と、電子ぼかしの付加レベルを調整するために用いるσ調整値Δσの初期値は、例えばΔＦ＝０、Δσ＝０と設定され、付加レベルの調整に際して再設定される。
【００９２】
位相差ＡＦ演算回路７７は、参照画像について、ＡＦエリアＥｆ毎の被写体までの距離を求める（Ｓ１０６）。メイン制御部６２は、ＡＦエリアＥｆ毎の被写体までの距離から、ぼかし領域の被写体までの距離（ぼかし距離Ｄｂ）と、合焦した主被写体までの距離（合焦距離Ｄｆ）を求める。ここで、参照画像とは、ぼかし領域を指定した時点にライブビュー画像として表示されていた画像（静止画）である。
【００９３】
ＡＦエリアＥｆ毎の距離は、ＡＦエリアＥｆ毎の被写体までのデフォーカス量Ｄｄから、交換レンズ２の光学特性に基づき求められる。ぼかし距離Ｄｂは、指定されたぼかし領域に対応するＡＦエリアＥｆの距離として求められ、合焦距離Ｄｆは、合焦した主被写体に対応するＡＦエリアＥｆの距離として求められる。なお、ぼかし領域に複数のＡＦエリアＥｆが含まれる場合、ぼかし距離Ｄｂは、複数のＡＦエリアＥｆの距離の多数値、平均値等として求められる。
【００９４】
図１３には、ＡＦエリアＥｆ毎の距離測定例が示されている。図１３では、撮影画像とＡＦエリアＥｆとの対応関係が模式的に示されている。図１３に示す例では、被写体Ｏｆまでの距離が合焦距離Ｄｆとして測定され、被写体Ｏｍまでの距離が中間距離Ｄｍとして測定され、被写体Ｏｒまでの距離がぼかし距離Ｄｂとして測定されている。この例では、合焦距離Ｄｆ＜中間距離Ｄｍ＜ぼかし距離Ｄｂとなる。
【００９５】
メイン制御部６２は、モード設定ダイアル３０５等の操作部６４を通じて設定されている現在の撮影モードを判別する（Ｓ１０７）。そして、レンズ駆動が撮影スピードに追従できる撮影モード（静止画撮影モード等）であれば、ステップＳ１０８以降の処理を実行する。一方、レンズ駆動が撮影スピードに追従できない撮影モード（動画撮影モード、連続撮影モード等）であれば、ステップＳ１１２以降の処理を実行する。
【００９６】
まず、ステップＳ１０７で追従可能なモードが判別された場合について説明する。この場合、メイン制御部６２は、光学ぼかしを付加した光学ぼかし画像を生成するための処理をする。
【００９７】
メイン制御部６２は、光学ぼかしを適切に付加できるか判定するために、光学ぼかしの判定値ΔＤおよび閾値ΔＤｔを求める（Ｓ１０８）。具体的に、メイン制御部６２は、式（３）、（４）から前方および後方被写界深度を求める。ここで、前方被写界深度とは、被写体よりレンズ寄りの範囲のうち焦点が合っているように見える範囲であり、後方被写界深度とは、被写体より無限遠寄りの範囲のうち焦点が合っているように見える範囲である。許容錯乱円とは、撮像素子１０１画面の対角線長の１／１０００〜１／１５００の定数である。合焦距離Ｄｆとは、レンズから合焦された主被写体までの距離であり、焦点距離とは、レンズから撮像素子１０１までの距離である。Ｆ値は、絞り値である。
【００９８】
【数１】
0005625856.tif 000002
【００９９】
メイン制御部６２は、式（５）から判定値ΔＤを求める。ここで、ぼかし距離Ｄｂとは、レンズからぼかし領域の被写体までの距離であり、ぼかし領域に対応するＡＦエリアＥｆの被写体までの距離に基づき求められる。
判定値ΔＤ＝ぼかし距離Ｄｂ−合焦距離Ｄｆ−後方被写界深度  （ぼかし距離Ｄｂ＞合焦距離Ｄｆ）
＝ぼかし距離Ｄｂ−合焦距離Ｄｆ−前方被写界深度  （ぼかし距離Ｄｂ＜合焦距離Ｄｆ）  …（５）
【０１００】
メイン制御部６２は、式（６）から、光学ぼかしを適切に（十分に）付加できるかを判断するための指標であるぼかし閾値ΔＤｔを求める。ここで、式（６）中のパラメータα（α＞１）は、理想的なぼかしを付加するために設定されるパラメータであり、既定値として設定されている。
ぼかし閾値ΔＤｔ＝後方被写界深度×α  （ぼかし距離Ｄｂ＞合焦距離Ｄｆ）
＝前方被写界深度×α  （ぼかし距離Ｄｂ＜合焦距離Ｄｆ）  …（６）
【０１０１】
例えば、ぼかしを付加したい距離を１０、０００ｍｍ、許容錯乱円０．０２ｍｍ、Ｆ値２．８、合焦距離Ｄｆ２、０００ｍｍ、焦点距離２８ｍｍを想定すると、後方被写界深度が３３３ｍｍとなり、パラメータαは、式（４）を用いて、α＝１０、０００／３３３＝３０と設定される。
【０１０２】
図１４には、合焦距離Ｄｆとぼかし距離Ｄｂとの大小関係に応じた、判定値ΔＤとぼかし閾値ΔＤｔとの関係が示されている。Ｄｂ＞Ｄｆのとき（ぼかし距離Ｄｂ１）、判定値ΔＤは、被写界深度の最も無限遠側の距離とぼかし距離Ｄｂとの差分ΔＤ１となる。Ｄｂ＜Ｄｆのとき（ぼかし距離Ｄｂ２）、判定値ΔＤは、被写界深度の最もレンズ寄りの距離とぼかし距離Ｄｂとの差分ΔＤ２となる。
【０１０３】
メイン制御部６２は、式（５）、（６）に基づき、式（７）の条件を満たすＦ値（絞り値）を求める。メイン制御部６２は、式（７）の条件を満たすＦ値を式（８）に代入して目標Ｆ値を求める。
判定値ΔＤ＝ぼかし閾値ΔＤｔ  …（７）
目標Ｆ値＝Ｆ値−Ｆ調整値  …（８）
【０１０４】
そして、メイン制御部６２は、求められた目標Ｆ値を交換レンズ２により対応可能な最小Ｆ値と比較することで、光学ぼかしを適切に（十分に）付加できるかを判定する。ここで、目標Ｆ値が最小Ｆ値以上であれば、光学ぼかしを適切に付加でき、最小Ｆ値未満であれば、光学ぼかしを適切に（十分に）付加できないことになる。
【０１０５】
ここで、後述するように光学ぼかしの付加レベルを調整したが、光学ぼかしを適切に付加できない場合がある。この場合、目標Ｆ値が最小Ｆ値未満であり、かつＦ調整値ΔＦが初期値以上となる。そして、ぼかしを適切に付加しようとすると、光学ぼかしに代えて電子ぼかしを付加することになる。このため、電子ぼかしを付加する前に、電子ぼかしの付加レベルのσ調整値Δσを初期値よりも大きく設定してもよい。これにより、光学ぼかしから電子ぼかしへ切替える場合でも、電子ぼかしの付加レベルを適切に調整できる。
【０１０６】
光学ぼかしを適切に付加できるとき（Ｓ１０９で「Ｙｅｓ」）、メイン制御部６２は、光学ぼかしを付加したぼかし画像を生成するために、ステップＳ１１０以降の処理をする。一方、光学ぼかしを適切に付加できないとき（Ｓ１０９で「Ｎｏ」）、撮像装置１は、電子ぼかしを付加したぼかし画像を生成するために、ステップＳ１１２以降の処理をする。
【０１０７】
光学ぼかしを適切に付加できるとき、メイン制御部６２は、Ｆ調整値ΔＦに基づき絞り２３を調整する（Ｓ１１０）。メイン制御部６２は、Ｆ値を目標Ｆ値に調整するための制御信号を生成して絞り駆動制御部７６Ａに供給し、絞り駆動制御部７６Ａは、制御信号に基づき駆動制御信号を生成し、絞り駆動機構２７は、駆動制御信号に基づき絞りアクチュエータ７６Ｍから与えられる駆動力により絞り２３の絞り径を調整する。
【０１０８】
そして、撮像装置１では、光学ぼかし画像が生成される（Ｓ１１１）。撮像素子１０１は、Ｆ値が目標Ｆ値に調整された状態で撮像動作し、ＡＦＥ５は、画像信号から画像データを生成し、画像処理部６１は、画像データを処理して画像メモリ６１４に供給する。
【０１０９】
つぎに、ステップＳ１０７で追従不能なモードが判別された場合について説明する。この場合、メイン制御部６２は、電子ぼかしを付加した電子ぼかし画像を生成するための処理をする。
【０１１０】
撮像素子１０１は、ステップＳ１０３の撮影動作で一時的に固定された撮影条件で、画像信号をＡＦＥ５に供給し、ＡＦＥ５は、画像データを画像処理部６１に供給し、画像処理部６１は、画像処理後の画像データを画像メモリ６１４に供給する。メイン制御部６２は、画像データを画像メモリ６１４からＶＲＡＭ６５ａに転送し、ＬＣＤ３１１は、電子ぼかしを付加する前の画像を表示する。画像メモリ６１４には、電子ぼかしを付加する前の画像が記憶される。
【０１１１】
メイン制御部６２は、電子ぼかし回路７８を用いて、画像データに電子ぼかしを付加する。電子ぼかし回路７８は、例えば、式（９）に示されるガウシアンフィルタ等のぼかしフィルタを用いて、画像データを処理する。フィルタのサイズとしては、例えば２０×２０画素が適用される。ここで、ｘ、ｙは、撮影画像中の画素の位置である。σは、フィルタ係数（＞０）である。
【０１１２】
【数２】
0005625856.tif 000003
【０１１３】
メイン制御部６２は、電子ぼかしに基づき画像を調整する（Ｓ１１２）。メイン制御部６２は、ＡＦエリアＥｆ毎の距離に応じて係数σを求め、電子ぼかし回路７８に供給する。距離毎の係数σは、例えば、合焦距離Ｄｆの係数σｆをσ≒０、ぼかし距離Ｄｂの基準係数σｂをσｂ＝σｉ＋Δσとし、合焦距離Ｄｆから無限遠まで線形補間して求める。ここで、σｉは、ぼかし距離Ｄｂの初期係数であり、既定値（σｉ＝０．８等）として設定されている。Δσは、電子ぼかしのσ調整値であり、初期値として設定されており、後述する付加レベル調整処理により再設定される。
【０１１４】
そして、撮像装置１では、電子ぼかし画像が生成される（Ｓ１１３）。電子ぼかし回路７８は、画像メモリ６１４にアクセスし、ＡＦエリアＥｆ毎に係数σを変化させたフィルタを画像データに適用し、画像データに電子ぼかしを付加する。そして、電子ぼかし回路７８は、電子ぼかし画像のデータを画像メモリ６１４に記憶させる。
【０１１５】
図１５には、合焦距離Ｄｆとぼかし距離Ｄｂとの大小関係に応じた距離と係数σとの関係が示されている。Ｄｂ＞Ｄｆのとき（ぼかし距離Ｄｂ１）、係数σは、無限縁に近づくほど大きな値となる。Ｄｂ＜Ｄｆのとき（ぼかし距離Ｄｂ２）、係数σは、レンズ寄りに近づくほど大きな値となる。
【０１１６】
ぼかし画像を生成すると、撮像装置１は、ぼかし画像をプレビュー表示する（Ｓ１１４）。プレビュー表示では、ぼかし画像とともに、現時点でのぼかしの付加レベルを示すレベルメータＬＭが表示される。ユーザは、ぼかし画像およびレベルメータＬＭに基づき、ぼかしが適切に付加されているかを確認する。
【０１１７】
メイン制御部６２は、画像データを画像メモリ６１４からＶＲＡＭ６５ａに転送する。また、メイン制御部６２は、Ｆ調整値ΔＦまたはσ調整値Δσの現在値を示すインジケータＬを伴うレベルメータＬＭを示す画像データをＶＲＡＭ６５ａに供給する。これにより、ＬＣＤ３１１には、光学ぼかし画像または電子ぼかし画像がレベルメータＬＭとともに表示される。
【０１１８】
図１６に示すプレビュー画面には、被写体Ｏｒに対応するぼかし領域に光学ぼかしを付加したぼかし画像が表示されている。また、レベルメータとして、Ｆ調整値ΔＦまたはＦ調整値ΔＦの関数値に対応する光学ぼかしＢｏのレベルバーが表示されている。なお、電子ぼかしを付加した場合には、レベルメータＬＭとしてσ調整値Δσまたはσ調整値Δσの関数値に対応する電子ぼかしＢｅのレベルバーが表示される。
【０１１９】
ユーザは、プレビュー画面でぼかしの付加レベルを調整したい場合に、設定ボタン３１２等を操作する。メイン制御部６２は、調整の指示を判定する（Ｓ１１５）。そして、調整が指示された場合、ステップＳ１１６の処理をし、指示されない場合、ステップＳ１１７の処理をする。
【０１２０】
付加レベルを調整する場合、ユーザは、付加レベルを調整するために十字キー３１４等を操作した後、付加レベルを決定するためにプッシュボタン３１５を操作する。メイン制御部６２は、操作部６４からの操作情報に基づき、Ｆ調整値ΔＦまたはσ調整値Δσを再設定する（Ｓ１１６）。ここで、Ｆ調整値ΔＦを大きくすると、調整後の光学ぼかし画像生成時にＦ値が小さくなり、光学ぼかしの付加レベルが高くなる。また、σ調整値Δσを大きくすると、調整後の電子ぼかし画像生成時にフィルタ強度が大きくなり、電子ぼかしの付加レベルが高くなる。これにより、メイン制御部６２は、変更されたＦ調整値ΔＦまたはσ調整値Δσを用いて、ステップＳ１０６の処理、つまりＡＦエリアＥｆ毎の距離測定以降の処理を再び実行する。
【０１２１】
付加レベルを調整しない場合、ユーザは、ぼかし画像を記録するために、シャッタボタン３０７を全押し操作する。メイン制御部６２は、操作部６４から入力された操作情報に基づき、全押し状態を検知し（Ｓ１１７）、画像記録動作をする。
【０１２２】
画像記録動作では、メイン制御部６２は、光学ぼかし画像または電子ぼかし画像のデータを画像メモリ６１４からメモリカード６７に転送することで、ぼかし画像を記録する（Ｓ１１８）。また、メイン制御部６２は、ぼかし画像の記録完了を示すメッセージをＶＲＡＭ６５ａに供給する。これにより、ＬＣＤ３１１には、ぼかし画像の記録完了を示すメッセージが表示され、メモリカード６７には、ぼかし画像のデータが記録される。
【０１２３】
第１実施形態では、撮影条件に応じて、光学ぼかしまたは電子ぼかしが撮影画像に付加される。よって、光学ぼかしを付加できるときには、Ｆ値を調整してアナログ的な（滑らかな）光学ぼかしが付加される。これにより、撮影画像の領域毎にデジタル的に（段階的に）付加される電子ぼかしと比べて、自然なぼかし画像を生成することができる。また、位相差検出方式の距離検出を併用することで、従来の距離検出よりも高い精度の距離情報が取得されるので、ぼかし画像の品質を向上させることができる。
【０１２４】
［６．第２実施形態に係る撮像装置の動作］
図１７は、第２実施形態に係る撮像装置１の動作を示すフロー図である。第２実施形態では、撮影モードにかかわらず、光学ぼかしにより適切な（十分な）ぼかしを付加できないときに、光学ぼかしと電子ぼかしが併用される。以下では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１２５】
第２実施形態のステップＳ２０１〜Ｓ２０６、Ｓ２１４〜Ｓ２１８の処理は、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０６、Ｓ１１４〜Ｓ１１８の処理に対応している。よって、以下では、ステップＳ２０７〜Ｓ２１３の処理について説明する。
【０１２６】
ステップＳ２０６でＡＦエリアＥｆ毎の距離を求めると、メイン制御部６２は、第１実施形態とは異なり、撮影モードを判別せずに、光学ぼかしの判定値ΔＤおよび閾値ΔＤｔを求める（Ｓ２０７）。メイン制御部６２は、第１実施形態と同様に、式（５）、（６）から判定値ΔＤおよび閾値ΔＤｔを求め、式（７）、（８）に基づき目標Ｆ値を求める。
【０１２７】
そして、メイン制御部６２は、目標Ｆ値を最小Ｆ値と比較することで、光学ぼかしが可能であるかを判定する（Ｓ２０８）。メイン制御部６２は、目標Ｆ値が最小Ｆ値以上であり、光学ぼかしを適切に（十分に）付加できると判定すると、光学ぼかし処理をする。この場合、メイン制御部６２は、第１実施形態と同様に、Ｆ調整値ΔＦに基づき絞り２３を調整して撮像動作することで（Ｓ２０９）、光学ぼかし画像を生成する（Ｓ２１０）。
【０１２８】
一方、目標Ｆ値が最小Ｆ値未満であり、光学ぼかしを適切に（十分に）付加できないと判定すると、光学ぼかしと電子ぼかしを併用する。この場合、まず、メイン制御部６２は、目標Ｆ値を最小Ｆ値に再設定し、目標Ｆ値をできるだけ満たすように絞りを調整する（Ｓ２１１）。つぎに、メイン制御部６２は、σ調整値Δσに基づき画像を調整する（Ｓ２１２）。メイン制御部６２は、電子ぼかし回路７８を用いて、ＡＦエリアＥｆ毎に係数を変化させながら、撮影画像に電子ぼかしを付加することで、光学ぼかしと電子ぼかしを併用したぼかし画像を生成する（Ｓ２１３）。
【０１２９】
そして、ぼかし画像を生成すると、撮像装置１は、ぼかし画像をプレビュー表示する（Ｓ２１４）。プレビュー表示では、ぼかし画像とともに、現時点でのぼかしの付加レベルを示すレベルメータＬＭが表示される。第２実施形態では、ぼかしの付加レベルを光学ぼかしと電子ぼかしに区別して示すレベルメータＬＭが表示される。
【０１３０】
撮像装置１は、図１８に示すように、ぼかし画像のプレビュー画面をＬＣＤ３１１に表示する。図１８に示すプレビュー画面には、被写体Ｏｒに対応するぼかし領域に、併用処理によりぼかしを付加したぼかし画像が表示されている。また、光学ぼかしＢｏの最大付加レベルに対応するレベルバーＬＭ１と電子ぼかしＢｅの最大付加レベルに対応するレベルバーＬＭ２を組合せたレベルメータＬＭが表示されている。ここで、光学ぼかしの最大付加レベルは、Ｆ調整値ΔＦの最大値に相当し、交換レンズ２により対応可能な最小Ｆ値の関数として設定される。電子ぼかしの最大付加レベルは、σ調整値Δσの最大値に相当し、ぼかしフィルタの適用範囲の関数として設定される。
【０１３１】
レベルメータＬＭでは、インジケータＬにより現在の付加レベルが示される。レベルメータＬＭには、光学ぼかし「弱」から光学ぼかし「強」に遷移し、続いて電子ぼかし「弱」から「強」に遷移する付加レベルが示される。図１８に示す例では、ぼかしの付加レベルは、電子ぼかしの付加レベル「弱」まで達している。メイン制御部６２は、変更されたＦ調整値ΔＦまたはσ調整値Δσを用いて、ステップＳ２０６の処理、つまりＡＦエリアＥｆ毎の距離測定以降の処理を再び実行する。
【０１３２】
第２実施形態では、撮影条件に応じて、光学ぼかし、または光学ぼかしと電子ぼかしが撮影画像に付加される。よって、光学ぼかしを十分に付加できないときでも、可能な範囲でＦ値を調整して光学ぼかしが付加され、残りの範囲で画像を調整して電子ぼかしが付加される。これにより、光学ぼかしを十分に付加できないときでも、電子ぼかしのみを付加する場合と比べて、自然なぼかし画像を生成することができる。また、位相差検出方式の距離検出を併用することで、従来の距離検出よりも高い精度の距離情報が取得されるので、ぼかし画像の品質を向上させることができる。
【０１３３】
［７．第３実施形態に係る撮像装置の動作］
図１９は、第３実施形態に係る撮像装置１の動作を示すフロー図である。第３実施形態では、レンズ駆動が撮影スピードに追従できないモード（動画撮影モード、連続撮影モード等）が選択されている場合に、位相差検出方式の距離検出を用いて電子ぼかし処理をする。
【０１３４】
なお、第３実施形態のステップＳ３０１〜Ｓ３０６、Ｓ３０９〜Ｓ３１３の処理は、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０６、Ｓ１１４〜Ｓ１１８の処理に対応している。よって、以下では、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８の処理について説明する。
【０１３５】
ステップＳ３０６では、位相差検出方式の距離検出を用いて、ＡＦエリアＥｆ毎の被写体までの距離が求められる。すると、メイン制御部６２は、第１実施形態とは異なり、撮影モードの判別、光学ぼかしの判定値ΔＤおよび閾値ΔＤｔの算出をせずに、σ調整値Δσに基づき画像を調整する（Ｓ３０７）。メイン制御部６２は、電子ぼかし回路７８を用いて、ＡＦエリアＥｆ毎に係数σを変化させながら、撮影画像に電子ぼかしを付加することで、電子ぼかし画像を生成する（Ｓ３０８）。
【０１３６】
第３実施形態では、撮像素子１０１から画像信号と同時に出力される位相差検出信号が取得され、ＡＦエリアＥｆ毎の距離情報が求められる。このため、ＡＦ動作時にフォーカスレンズ２１１を駆動して検出領域毎の合焦位置を検出して距離情報を求める従来の距離検出よりも、高い精度の距離情報を取得することができる。そして、高い精度の距離情報に基づき撮影領域を分割し、領域毎に電子ぼかしを付加することで、分割された領域同士の境界が目立たない、自然なぼかし画像を生成することができる。
【０１３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３８】
例えば、上記説明では、第１および第２実施形態では、位相差検出方式の距離検出を併用する場合について説明した。しかし、位相差検出方式の距離検出を併用する代わりに、従来の距離検出を用いてもよい。この場合でも、撮影条件に応じて光学ぼかしを付加したり、光学ぼかしと電子ぼかしを付加したりすることで、電子ぼかしのみを付加する場合と比べて、自然なぼかし画像を生成することができる。
【０１３９】
また、上記説明では、ぼかしの判定値ΔＤと閾値ΔＤｔとの関係に基づき、光学ぼかしを付加する場合について説明した。しかし、ぼかし領域について、撮影画像の周波数成分を解析し、低周波成分が少ない場合に十分なぼかしが付加されていないと判定し、逆の場合に十分なぼかしが付加されていると判定して、光学ぼかしを付加してもよい。
【０１４０】
また、上記説明では、設定ボタン３１２、十字キー３１４等の操作子を用いて、ぼかし領域の指定等の操作入力をする場合について説明した。しかし、ＬＣＤ３１１をタッチパネルとして構成することで、ＬＣＤ３１１上で操作入力をしてもよい。
【符号の説明】
【０１４１】
１    撮像装置
２    交換レンズ
２３    絞り
７７  位相差ＡＦ演算回路
７８    電子ぼかし回路
６２    メイン制御部
６４    操作部
１０１    撮像素子
３１１    ＬＣＤ
Ｄｂ    ぼかし距離
Ｄｆ    合焦距離
ΔＤｔ    判定値
ΔＤ    ぼかし閾値
Ｅｆ    ＡＦエリア
ＬＭ    レベルメータ
【図１】
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【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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