(57)【要約】【課題】焦点距離の変化によって背景のぼけ量変化を得る際、取得画像の画角変動を抑制する。【解決手段】撮像素子の出力に基づく原画像に切り出し領域（ＣＦ）を設定し、切り出し領域内の画像を原画像から切り出すことで対象出力画像を取得する。出力画角の設定後、ぼけ量の増大指示があった場合には、ズームレンズをテレ端に向けて移動させて被写界深度を縮小させ、背景のぼけ量を増大させる。この際、原画像に対し切り出し領域の大きさを増大させることで対象出力画像の画角を設定出力画角に維持する。逆に、ぼけ量の減少指示があった場合には、ズームレンズをワイド端に向けて移動させて被写界深度を拡大させ、背景のぼけ量を減少させる。この際、原画像に対し切り出し領域の大きさを減少させることで対象出力画像の画角を設定出力画角に維持する。【選択図】図７
2014155042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離の調整用のズームレンズを含む光学系、及び、前記光学系を介して入射した光に応じた入力画像の画像信号を生成する撮像素子を有して、撮影対象の撮影を行う撮像部と、
前記入力画像内に設定された切り出し領域内の画像を出力画像として生成する出力画像生成部と、
前記ズームレンズの移動に伴う前記入力画像の画角変動に対して前記出力画像の画角変動が抑制されるように前記切り出し領域を設定する切り出し領域設定部と、を備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
所定指示の入力を受ける指示受付部と、
前記所定指示の入力に応答して前記ズームレンズを移動させることで前記撮像部の撮影における被写界深度を変更する光学ズーム制御部と、
前記出力画像を表示する表示部と、を更に備え、
前記切り出し領域設定部は、前記ズームレンズの移動に対して前記出力画像の画角変動が抑制されるように、前記ズームレンズの移動に連動して前記切り出し領域の大きさを調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記切り出し領域設定部は、前記ズームレンズの移動に伴って前記入力画像の画角が減少したとき、前記入力画像を占める前記切り出し領域の割合を増大させるとともに、前記ズームレンズの移動に伴って前記入力画像の画角が減少したとき、前記割合を減少させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記出力画像の画角を設定する出力画角設定部を備え、
前記出力画角設定部は、前記焦点距離を最大にしたときに得られる前記入力画像の画角を前記出力画像の画角として設定する、或いは、入力された画角設定指示に従って前記出力画像の画角を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系は、焦点合わせ用のフォーカスレンズを更に含み、
当該撮像装置は、前記フォーカスレンズの位置を制御するフォーカス制御部を更に備え、
前記フォーカス制御部は、前記撮影対象が、前記撮像部の撮影における被写界深度内であって且つ前記被写界深度の中央より無限遠側又は至近側に位置するように、前記フォーカスレンズの位置を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記出力画像の解像度を向上させる超解像処理を行う超解像処理部と、
前記出力画像の全画像領域内に前記撮影対象の画像信号が存在する第１領域とそれ以外の第２領域を設定する領域設定部と、を更に備え、
前記超解像処理部は、前記第２領域に対する前記超解像処理の強度を、前記第１領域に対する前記超解像処理の強度よりも弱める
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記入力画像と前記出力画像を同時に表示する、或いは、前記入力画像と前記出力画像を時分割で表示する表示部を更に備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記出力画像を表示する表示部と、
前記ズームレンズの移動可能範囲内に複数の更新用位置を設定する更新用位置設定部と、更に備え、
前記ズームレンズの移動の過程において前記ズームレンズの位置が各更新用位置に達したときに、前記表示部は表示画像を更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置で取得される撮影画像に対し適度なぼけが求められることがあり、一般的には絞り値（Ｆ値）を小さくすることで背景のぼけ量（ぼけ度合）を増大させることができる。但し、特にコンパクトカメラでは、開放Ｆ値の大きなレンズが使用されることが多く、適度なぼけを発生させにくい傾向がある。これを考慮し、光学ズームを利用して必要なぼけ量を得ようとする試みが可能である。光学ズームによって焦点距離が変化すれば撮影における被写界深度が変化し、結果、背景のぼけ量を変更することが可能となる。
【０００３】
尚、ぼかし処理を介して出力画像を生成する撮像装置において、電子ズーム倍率に応じてぼかし量を調整する技術が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６０８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮影者の望むぼけ量を得るためには、ぼけ量の調整機能が必要なる。撮影者は、通常、撮影構図を決めてからぼけ量の調整を行うことになるが、ぼけ量の調整を焦点距離の変更（光学ズーム倍率の変更）に頼る場合、ぼけ量を変化させる度に撮影画角が変化し、結果、取得画像の画角が変化する。ぼけ量を変化させるための焦点距離の変化に伴って撮影画角に変化が生じたならば、所望構図で撮影を行うために撮影者自身が移動する（撮影対象から遠ざかる又は撮影対象に近づく）必要が生じる、或いは、撮影後に取得画像から所望構図の画像を切り出す編集処理が必要になる。このような必要性は撮影者又は編集者にとって大きな負担となる。
【０００６】
そこで本発明は、ズームレンズ移動に伴う取得画像の画角変動を抑制可能な撮像装置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】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、焦点距離の調整用のズームレンズを含む光学系、及び、前記光学系を介して入射した光に応じた入力画像の画像信号を生成する撮像素子を有して、撮影対象の撮影を行う撮像部と、前記入力画像内に設定された切り出し領域内の画像を出力画像として生成する出力画像生成部と、前記ズームレンズの移動に伴う前記入力画像の画角変動に対して前記出力画像の画角変動が抑制されるように前記切り出し領域を設定する切り出し領域設定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
ズームレンズの移動によって焦点距離が変化すれば、被写界深度が変化して背景のぼけ量が変化する。但し、ぼけ量を変化させる度に取得画像の画角が変動することは撮影者（ユーザ）にとって好ましくない。上記構成によれば、ズームレンズの移動に伴って入力画像に画角変動が生じても、その画角変動を打ち消すように切り出し領域が設定されて、画角変動が抑制された出力画像が得られる。即ち、取得画像（出力画像）の画角変動を抑制した状態で、ズームレンズ移動によるぼけ量変化を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ズームレンズ移動に伴う取得画像の画角変動を抑制可能な撮像装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図である。
【図２】図１の撮像部の内部構成図である。
【図３】背景ぼかしモードに関与する、デジタルカメラの機能ブロック図である。
【図４】撮像素子の有効画素領域と、原画像と、対象出力画像の関係を示す図である。
【図５】デジタルカメラにおける、フォーカス制御に関与する部位のブロック図である。
【図６】ズームレンズの位置、撮影画角、焦点距離、被写界深度及びぼけ量の関係を示す図である。
【図７】ぼけ量の変更指示に応答した、原画像及び対象出力画像の変遷の様子を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例に係り、背景ぼかしモードにおけるデジタルカメラの動作フローチャートである。
【図９】デジタルカメラに設けられた出力画角設定部を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例に係り、出力画角の設定段階における表示画像の変遷の様子を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係り、フォーカスレンズの位置をＡＦ評価値との関係を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施例に係り、主要被写体（撮影対象）と被写界深度の関係を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施例の処理に関与する部位のブロック図である。
【図１４】本発明の第５実施例に係る表示内容を示す図である。
【図１５】本発明の第６実施例に係り、ズームレンズの移動可能範囲に複数の更新用位置が設定される様子を示した図である。
【図１６】本発明の第７実施例に係り、背景ぼかしモードでの動作に関与するデジタルカメラの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ（撮像装置）１の構成ブロック図である。デジタルカメラ（以下、カメラと略記することがある）１は、符号１１〜１５によって参照される各部位を備える。
【００１３】
図２は、撮像部１１の内部構成図である。撮像部１１は、撮像素子３３と、ドライバ３４と、光学系３５を備える。撮像素子３３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどから成る固体撮像素子である。光学系３５は、焦点距離ｆの調整用のズームレンズ３０及び焦点合わせ用のフォーカスレンズ３１を含む複数のレンズと、撮像素子３３への入射光量の調整用の絞り３２と、を備える。ドライバ３４は、モータ等にて形成され、主処理部１３からの駆動制御信号に基づき、レンズ３０及び３１を移動させると共に絞り３２の開度を変更する。撮像素子３３に対し、光学系３５を介して撮影領域内からの光（被写体からの光）が入射する。撮像素子３３は、入射光に応じた画像信号を光電変換によって生成し且つ出力する。つまり、撮像部１１は、撮像素子３３を用いて撮影対象を撮影することで撮影対象の画像信号を生成及び出力する。
【００１４】
操作部１２は、機械式押しボタンスイッチやダイヤル等の機械式操作部材、及び／又は、表示部１４に設けられうるタッチパネルにて形成され、撮影者からの各種指示及び操作を受け付ける。主処理部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等にて形成され、操作部１２に入力された各種指示及び操作に従いつつ、カメラ１内の各部位の動作を統括的に制御する。表示部１４は、液晶ディスプレイパネル等から成る表示画面であり、主処理部１３の制御の下、任意の映像を表示する。本実施形態において、表示及び表示画像とは、特に記述無き限り、表示部１４の表示及び表示画像を意味する。記録媒体１５は、半導体メモリや磁気ディスク等にて形成された不揮発性の記録媒体であり、主処理部１３の制御の下、任意の信号及びデータを記録する。
【００１５】
撮像部１１の撮影領域内に収まる被写体には、撮影者が注目する撮影対象である主要被写体と、主要被写体以外の被写体が存在する。主要被写体以外の被写体を非主要被写体とも呼ぶ。非主要被写体には、主要被写体よりも短い被写体距離を有する至近側被写体と、主要被写体よりも長い被写体距離を有する遠方側被写体とが含まれうるが、以下では、至近側被写体及び遠方側被写体を合わせて背景被写体又は単に背景と呼ぶ。或る被写体に関し、被写体距離とは、実空間上における当該被写体とカメラ１との間の距離を指す。
【００１６】
カメラ１では、撮影を介して、主要被写体にピントが合っていると共に背景がぼけた画像を取得することができ、この際、背景のぼけ具合を様々に調整することができる。カメラ１の動作モードの内、背景のぼけ具合調整を実現する動作モードを、背景ぼかしモードと呼ぶ。以下では、特に記述無き限り、背景ぼかしモードにおけるカメラ１の動作を説明する。背景のぼけ具合調整に関与する、カメラ１の機能ブロック図を図３に示す。切り出し部（出力画像生成部）５１と、光学ズーム制御部５３及び切り出し領域設定部５４を有する画角制御部５２は、主処理部１３に設けられる。指示受付部５５は操作部１２に設けられる。
【００１７】
切り出し部５１は、撮像部１１の出力画像信号（即ち撮像素子３３の出力画像信号）に基づく原画像（入力画像）から対象出力画像（出力画像）を生成する。図４に、撮像素子３３の有効画素領域と原画像と対象出力画像の関係を示す。原画像は、撮像素子３３の有効画素領域内に結像する画像である。より具体的には、原画像は、撮像素子３３の有効画素領域の全体に結像する画像そのものである。但し、原画像は、撮像素子３３の有効画素領域の全体に結像する画像の一部であっても良い。切り出し部５１は、原画像に設定された切り出し領域内の画像を切り出し、切り出した画像を対象出力画像として生成する。図４において、斜線領域が切り出し領域に相当する。切り出し領域内の画像の画像サイズが、対象出力画像に求められる規定の画像サイズと異なる場合、切り出し部５１は、それらの画像サイズを一致させるための解像度変換（画像サイズ拡大処理又は画像サイズ縮小処理）を切り出し領域内の画像に施すことで、規定の画像サイズを有する対象出力画像を生成できる。規定の画像サイズは、例えば、記録媒体１５に記録すべき画像の画像サイズ（以下、記録サイズという）である。切り出し領域は、原画像の画像領域の一部であることが多いが、原画像の画像領域の全部と一致し得る。表示部１４は、切り出し部５１から得られる対象出力画像を表示することができ、記録媒体１５は、切り出し部５１から得られる対象出力画像の画像信号を記録することができる。
【００１８】
原画像は撮像素子３３の有効画素領域内に結像する画像であって且つ対象出力画像は原画像から切り出された画像であるため、原画像及び対象出力画像の夫々は、撮像部１１における撮影の被写界深度と同じ被写界深度を持つ。つまり、撮像素子３３の有効画素領域内に結像する画像において、或る被写体距離範囲内の被写体にのみピントが合っていて且つそれ以外の被写体がぼけている場合、その被写体距離範囲は、撮像部１１における撮影の被写界深度を表すと同時に、原画像及び対象出力画像の夫々の被写界深度を表す。任意の被写体が点光源であると仮定した場合、或る被写体にピントが合っているとは、撮像素子３３上において当該被写体の像の大きさ（直径）が所定の許容錯乱円径以下であることを意味する。以下では、単に被写界深度といった場合、それは、撮像部１１における撮影の被写界深度を指す。
【００１９】
原画像の撮影時においては、主要被写体にピントが合うように（即ち、被写界深度内に主要被写体が位置するように）フォーカスレンズ３１の位置が制御されているものとする。例えば、主処理部１３に、図５の主要被写体検出部６１及びフォーカス制御部６２を設けておくことができる。主要被写体検出部６１は、撮像素子３３の出力信号に基づく公知の方法によって又は撮影者が操作部１２に入力した主要被写体設定指示に基づき、撮像部１１の撮影領域内の被写体の中から主要被写体を検出する。フォーカス制御部６２は、撮像素子３３の出力信号に基づき又は撮影者が操作部１２に入力したフォーカスレンズ位置指定指示に基づき、主要被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ３１の位置を制御する。
【００２０】
被写界深度は、焦点距離ｆなどに応じて変動し、焦点距離ｆはズームレンズ３０の位置変化に応答して変化する。一方で、ズームレンズ３０の位置が変化すれば、撮像部１１の撮影画角、即ち原画像の画角が変化する。原画像の画角は、原画像に写っている実空間上の領域の大きさを角度で表現した量である。対象出力画像についても同様である（即ち、対象出力画像に写っている実空間上の領域の大きさを角度で表現した量を、対象出力画像の画角と呼ぶ）。被写界深度が浅くなればなるほど、原画像及び対象出力画像上における背景のぼけは大きくなる。背景におけるぼけの程度を表す指標を背景ぼけ量又は単にぼけ量と呼ぶ。或る背景被写体が点光源であると仮定した場合、背景ぼけ量は、背景被写体としての点光源が撮像素子３３上で形成する像の大きさに比例する。
【００２１】
図６に、ズームレンズ３０の位置と、撮像部１１の撮影画角（以下単に撮影画角という）と、焦点距離ｆと、被写界深度と、ぼけ量との関係を示す。ズームレンズ３０の移動可能範囲は、所定のワイド端から所定のテレ端までの範囲である。ズームレンズ３０がワイド端に位置しているとき、撮影画角は最も大きくなり且つ焦点距離ｆは最も短くなり且つ被写界深度は最も深くなり且つぼけ量は最も小さくなる。ズームレンズ３０がワイド端からテレ端に向かって移動するにつれ、撮影画角は小さくなり且つ焦点距離ｆは長くなり且つ被写界深度は浅くなり且つぼけ量は大きくなる。従って、ズームレンズ３０がテレ端に位置しているとき、撮影画角は最も小さくなり且つ焦点距離ｆは最も長くなり且つ被写界深度は最も浅くなり且つぼけ量は最も大きくなる。
【００２２】
図３の指示受付部５５は、機械式又はタッチパネル上のダイヤル又はボタン等にて形成され、撮影者からのぼけ量調整／設定指示である指示ＶBLURの入力を受け付ける。指示ＶBLURは、ぼけ量の調整を求める指示（即ちぼけ量の増大又は減少を求める指示）、又は、ぼけ量を設定する指示（即ちぼけ量の値を直接指定する指示）である。但し、被写界深度の深さとぼけ量は連動しているため、指示ＶBLURは、被写界深度の深さの調整を求める指示（即ち被写界深度の深さの増大又は減少を求める指示）、又は、被写界深度の深さを設定する指示（即ち被写界深度の深さを直接指定する指示）であっても良い。
【００２３】
指示ＶBLURの入力内容は画角制御部５２に伝達される。光学ズーム制御部５３は、指示ＶBLURに従ったぼけ量が得られるようにズームレンズ３０をワイト端又はテレ端に向けて移動させ、これによって被写界深度を変更する（但し、指示ＶBLURによっては該移動が不要なことがある）。指示ＶBLURに従ったズームレンズ３０の移動は撮影画角及び原画像の画角の変動を伴うが、切り出し領域設定部５４は、ズームレンズ３０の移動に伴う撮影画角及び原画像の画角の変動に対して対象出力画像の画角変動が抑制されるように（例えば、対象出力画像の画角が不変となるように）、ズームレンズ３０の移動に連動して切り出し領域を設定及び調整する。
【００２４】
図７を参照し、より具体的に説明する。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において、夫々、撮像部１１から原画像３０１、３０２、３０３が取得された場合を考える。また、時刻ｔ１にて原画像３０１が取得された後、ぼけ量の増大を求める指示ＶBLURが指示受付部５５に入力され、その指示ＶBLURの入力に応答して撮影画角が減少してから原画像３０２が取得されたものとする。更にその後、ぼけ量の減少を求める指示ＶBLURが指示受付部５５に入力され、その指示ＶBLURの入力に応答して撮影画角が増大してから原画像３０３が取得されたものとする。図７に示される各原画像において、人物ＯＢＪAは主要被写体を表し、物体ＯＢＪBは切り出し領域内の背景を表し、破線枠ＣＦは切り出し領域の外枠である切り出し枠を示している。
【００２５】
切り出し領域設定部５４は、ズームレンズ３０に移動に伴って原画像の画角（撮影画角）が減少したとき、原画像を占める切り出し領域の割合（即ち、原画像の全体の大きさに対する切り出し領域の大きさの比）を増大させ、逆に、ズームレンズ３０に移動に伴って原画像の画角（撮影画角）が増大したとき、原画像を占める切り出し領域の割合を減少させる。これにより、設定部５４は、ズームレンズ３０の移動に対する対象出力画像の画角変動を抑制する、望ましくは、ズームレンズ３０の移動に対して対象出力画像の画角を不変にする。図７の例では、時刻ｔ１及びｔ２間で原画像の画角が減少し且つ時刻ｔ２及びｔ３間で原画像の画角が増大したにも関わらず、時刻ｔ１及びｔ３間において対象出力画像の画角が一定に維持されている。焦点距離ｆの増大に伴って原画像の画角が減少したときには被写界深度が浅くなってぼけ量が増大し、焦点距離ｆの減少に伴って原画像の画角が増大したときには被写界深度が深くなってぼけ量が減少する（図６参照）。図７では、物体ＯＢＪBの輪郭線の太さの増大により、ぼけ量の増大の様子を表している。
【００２６】
撮影者は、指示ＶBLURの入力を介して焦点距離ｆを変化させることでぼけ量を調整することができ、所望のぼけを取得画像（対象出力画像）に混入させることが可能となる。この際、ぼけ量を変化させる度に取得画像の画角が変動することは撮影者にとって好ましくない。本実施形態に係るカメラ１は、ズームレンズ３０の移動に伴う原画像の画角変動（撮影画角の変動）に対して対象出力画像の画角変動を抑制する機能を有しているため、取得画像（対象出力画像）の画角変動を抑制した状態で、ズームレンズ移動による所望のぼけ量調整効果を得ることができる。
【００２７】
上述のカメラ１の、より詳細な動作例若しくは構成例又は応用技術等を、以下の複数の実施例の中で説明する。矛盾無き限り、以下の複数の実施例の内、或る任意の実施例を、他の任意の実施例と組み合わせることができる。
【００２８】
＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。図８を参照し、背景ぼかしモードにおいて、１枚の対象出力画像を記録媒体１５に記録するまでの動作の手順を説明する。まず、ステップＳ１１において、カメラ１はスルー表示処理を開始する。スルー表示処理は、所定のフレームレートにて撮像部１１から原画像を順次取得し、各原画像に基づく各対象出力画像を動画像形式で表示部１４に表示する処理を指す。但し、ステップＳ１２にて出力画角が設定されるまでは、順次得られる原画像が動画像形式で表示部１４に表示される。スルー表示処理は、背景ぼかしモードの動作が終了するまで継続実行される。
【００２９】
スルー表示処理の開始後、ステップＳ１２において、対象出力画像の画角としての出力画角が設定される。以後、対象出力画像の画角が設定出力画角に維持されるよう、切り出し領域設定部５４は、ズームレンズ３０が移動した場合には当該移動に連動して切り出し領域の大きさを変更する。即ちステップＳ１２に続くステップＳ１３において、指示ＶBLURの入力があったか否かが確認され、指示ＶBLURの入力があった場合には、ステップＳ１４にて指示ＶBLURに応答したズームレンズ３０の移動が行われると共に切り出し領域の大きさの変更が行われる。指示ＶBLURの入力があった場合にはステップＳ１４を介し、指示ＶBLURの入力が無かった場合には直接、ステップＳ１５への遷移が発生する。
【００３０】
ステップＳ１５において、主処理部１３は、操作部１２に対して所定のシャッタ指示が入力されたか否かを確認する。シャッタ指示が入力されていない場合にはステップＳ１３に戻るが、シャッタ指示が入力された場合にはステップＳ１６にて現在の対象出力画像を記録媒体１５に記録する。即ち、シャッタ指示が入力された時点でのズームレンズ３０の位置及び切り出し領域の大きさにて、撮像素子３３から原画像が取得されて取得原画像から対象出力画像が生成され、主処理部１３により対象出力画像の画像信号が記録媒体１５に記録される。シャッタ指示に応答して対象出力画像の画像信号を記録媒体１５に記録する際、対象出力画像の画像信号に関連付けて原画像の画像信号も記録媒体１５に記録しても良い。
【００３１】
ステップＳ１２における出力画角の設定は、主処理部１３に設けられた出力画角設定部７１（図９参照）により実行される。撮影者は、操作部１２に所定の選択指示を入力することで、ぼけ量の最大化を優先するぼけ優先モード、又は、対象出力画像の画角を所望画角に設定することを優先する画角優先モードを、背景ぼかしモードとして選択することができる。
【００３２】
ぼけ優先モードが背景ぼかしモードとして選択された場合、出力画角設定部７１は、焦点距離ｆを、焦点距離ｆの可変範囲の内の最大値に設定したときに得られる原画像の画角を出力画角として設定する。これにより、ぼけ量を最大化することが可能になる。出力画角の設定後、必要な切り出し領域の大きさ（即ち、電子ズーム倍率）を１つに定めることができる。
【００３３】
本実施形態では、ズームレンズ３０をテレ端に配置したとき、焦点距離ｆが最大化される（図６参照）。従って具体的には例えば、ぼけ優先モードが背景ぼかしモードとして選択された場合、ステップＳ１２において、設定部７１は、ズームレンズ３０を実際にテレ端まで移動させると共にズームレンズ３０をテレ端に配置した状態で得られる原画像の画角を出力画角として設定する。この時点では、原画像そのものが対象出力画像として表示部１４に表示され、この時の対象出力画像のぼけ量は最大となっている（図６参照）。故に、撮影者は背景ぼけの最大量を確認することができる。背景ぼけを少なくしたい場合、撮影者は、ぼけ量の減少を求める指示ＶBLURを入力すれば良い。
【００３４】
或いは例えば、ぼけ優先モードが背景ぼかしモードとして選択された場合、ステップＳ１２において、設定部７１は、ズームレンズ３０が現在テレ端に位置しているか否かに関係なく、ズームレンズ３０の位置を固定した状態で、ズームレンズ３０をテレ端に配置したときに得られるであろう原画像の画角を出力画角に設定し、対象出力画像の画角が出力画角と一致するように切り出し領域の大きさの初期値を切り出し領域設定部５４に与える。この方法では、出力画角の設定段階でズームレンズ３０を実際にテレ端まで移動させる処理が不要になる分、待ち時間及び消費電力が削減される。ステップＳ１２の後、撮影者は、必要に応じ、指示ＶBLURの入力を介してぼけ量の増大又は減少を求めることができ、指示ＶBLURに応答してズームレンズ３０の移動が行われる。尚、光学系３５の構成によっては、焦点距離ｆが最大化されるときのズームレンズ３０の位置はテレ端と一致しないこともある。
【００３５】
画角優先モードが背景ぼかしモードとして選択された場合、出力画角設定部７１は、撮影者から入力された所定の画角設定指示に従って出力画角を設定する。操作部１２は、画角設定指示の入力を受け付ける。画角優先モードが背景ぼかしモードとして選択された場合、まず、設定部７１は、図１０の表示状態３４１の如く、出力画角設定枠３３０が重畳された原画像を表示部１４に表示し、この状態で操作部１２に対する画角設定指示の入力を待機する。図１０を含む、表示部１４の表示内容を示す図面において、斜線領域は表示部１４の筐体を表している。撮影者は、操作部１２を用いて、表示部１４及び原画像上における出力画角設定枠３３０の大きさを自由に調整することができ（表示状態３４２参照）、出力画角設定枠３３０の大きさが所望大きさになった時点で決定指示を操作部１２に入力する。すると、設定部７１は、決定指示が入力された時点の出力画角設定枠３３０内の画角を出力画角に設定する。出力画角の設定後は、スルー表示処理により、出力画角と同じ画角を持った対象出力画像が表示部１４に表示されるようになる（表示状態３４３参照）。
【００３６】
出力画角と同じ画角を持った対象出力画像を生成して表示部１４に表示するために、ズームレンズ３０の位置調整又は切り出し領域の大きさの調整を行っても良いし、それらを併用しても良い。但し、ズームレンズ３０をテレ端に配置したときの撮影画角よりも大きな画角が出力画角に設定された場合、以後、撮影画角が出力画角よりも小さくならないようにズームレンズ３０の移動範囲に制限を加える必要がある（例えば、水平出力画角が１０°に設定されたときに水平撮影画角を８°にすると、１０°の水平画角を持った対象出力画像を生成することができないからである）。ズームレンズ３０の移動範囲の制限内容は出力画角から求まる。画角優先モードでは、撮影者所望の画角を持った対象出力画像を得ることが可能である。画角優先モードにおいても、出力画角の設定後は、必要な切り出し領域の大きさ（即ち、電子ズーム倍率）を１つに定めることができる。
【００３７】
＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。被写界深度に属する距離範囲内の端部付近に主要被写体（撮影対象）が存在するようにフォーカスレンズ３１の位置を調整することで、ぼけ量を増大させることができる。例えば、フォーカスレンズ３１を合焦レンズ位置よりも至近側に配置することで、主要被写体の遠方側の背景をよりぼかすことができる。これを実現するために、図５のフォーカス制御部６２は以下のような動作を行っても良い。
【００３８】
フォーカス制御部６２は、主要被写体の画像信号が存在する画像領域の輝度信号を撮像素子３３の出力信号から抽出し、抽出輝度信号の空間周波数成分の内、所定の高周波成分の量をＡＦ評価値として求める演算を行う。この演算を、フォーカスレンズ３１を所定量ずつ移動させるたびに行うことで、図１１に示すような、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ３１の位置との関係が分かる。ＡＦ評価値を最大化するフォーカスレンズ３１の位置を合焦レンズ位置と呼ぶ。フォーカスレンズ３１の位置を合焦レンズ位置に配置したとき、撮像素子３３上における主要被写体の像のぼけは最小化されるが、フォーカスレンズ３１の位置が合焦レンズ位置から多少ずれても主要被写体にピントが合っている状態は崩れない（即ち、主要被写体を点光源と見立てたとき、撮像素子３３上において、主要被写体の像の直径は許容錯乱円径以下に維持される）。
【００３９】
ここでは、説明の具体化のため、フォーカスレンズ３１の位置が合焦レンズ位置から至近方向にΔＬだけずれたとき、被写界深度内の遠端３６１に主要被写体が位置し（図１２（ａ）参照）、且つ、フォーカスレンズ３１の位置が合焦レンズ位置から無限遠方向にΔＬだけずれたとき、被写界深度内の近端３６２に主要被写体が位置するものとする（図１２（ｂ）参照）。フォーカスレンズ３１が至近方向に移動するにつれて、ピントの合う被写体の被写体距離は減少し、フォーカスレンズ３１が無限遠方向に移動するにつれて、ピントの合う被写体の被写体距離は増大する。遠端３６１及び近端３６２は、夫々、被写界深度に属する距離範囲の最大値及び最小値を指す。
【００４０】
操作部１２に対して所定の遠方ぼかし指示が入力された場合、或いは、非主要被写体が遠方側被写体であることが分かっている場合、フォーカス制御部６２は、フォーカスレンズ３１の位置を合焦レンズ位置から至近方向にΔＬ以下の所定量だけ移動させることができる。これにより、図１２（ａ）に示す如く、主要被写体が被写界深度内であって且つ被写界深度の中央より無限遠側に位置する（即ち該中央から見てカメラ１から遠ざかる方向に主要被写体が位置する）ことになり、遠方側被写体のぼけ量を増大させることができる。逆に、操作部１２に対して所定の至近側ぼかし指示が入力された場合、或いは、非主要被写体が至近側被写体であることが分かっている場合、フォーカス制御部６２は、フォーカスレンズ３１の位置を合焦レンズ位置から無限遠方向にΔＬ以下の所定量だけ移動させることができる。これにより、図１２（ｂ）に示す如く、主要被写体が被写界深度内であって且つ被写界深度の中央より至近側に位置する（即ち該中央から見てカメラ１に近づく方向に主要被写体が位置する）ことになり、至近側被写体のぼけ量を増大させることができる。
【００４１】
ＡＦ評価値を利用する方法を説明したが、フォーカス制御部６２は、撮像素子３３の出力信号に基づく公知の方法によって又は測距センサ（不図示）を用いて主要被写体の被写体距離を検出すると共に、レンズ３０及び３１の位置、絞り３２の開度並びに光学系３５の特性に基づいて被写界深度の遠端３６１及び近端３６２を導出し、それらの検出結果及び導出結果を用いて、主要被写体が被写界深度の中央より無限遠側又は至近側に位置するようにフォーカスレンズ３１の位置を制御しても良い。
【００４２】
＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。撮像素子３３の出力信号をＲＡＷデータと呼ぶ。主処理部１３は、ＲＡＷデータに所定の信号処理を施してＹＵＶ信号を生成し、更にＹＵＶ信号に所定の圧縮処理を施して圧縮画像信号を生成する。そして、対象出力画像の圧縮画像信号を記録媒体１５に記録することができる。上記信号処理は、ＲＡＷデータをＹＵＶ信号に変換するＹＵＶ変換を含み、更にデモザイキング処理やノイズ低減処理等を含む。背景ぼかしモードでは、切り出しが予定されており、切り出し領域外の画像信号は記録に不要である。従って、なるだけ前段側で切り出し処理を行って、切り出し処理以後の後段処理の負荷を軽減した方が得策である。つまり、切り出し部５１は、ＲＡＷデータの段階で切り出し処理を行うと良い（ＲＡＷデータで表現された原画像からＲＡＷデータで表現された対象出力画像を生成すると良い）。以後、主処理部１３は、対象出画像のＲＡＷデータに上記信号処理を施し、更に必要に応じて圧縮処理を行えば良い。
【００４３】
＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。図１３の超解像処理部８１及び主要被写体／背景領域設定部８２を、図１の主処理部１３に設けておくことができる。超解像処理部８１は、対象出力画像の画像信号を含む撮像素子３３の出力信号に基づき、対象出力画像の解像度を向上させる超解像処理を実行する。例えば、超解像処理では、複数の時刻にて取得された複数の対象出力画像の画像信号を用いて、当該複数の対象出力画像に含まれる１以上の対象出力画像の解像度を向上させることができる。原画像又は対象出力画像の画像サイズよりも記録媒体１５に対する所定の記録サイズの方が大きい場合、画像サイズの拡大処理が必要になるが、このような場合に特に超解像処理が有益である。超解像処理を利用することで画像サイズの拡大に伴う解像度劣化を抑制できる。但し、背景の画像部分に対して強度の大きな超解像処理を施すと、背景ぼけが必要以上に軽減されることがある。
【００４４】
そこで、超解像処理部８１は、対象出力画像に超解像処理を実行する際、背景領域に対する超解像処理の強度を、主要被写体領域に対する超解像処理の強度よりも弱くすると良い。これにより、主要被写体の解像度を高めつつ、背景ぼけが必要以上に軽減されることが回避される。
【００４５】
図１３の設定部８２は、図５の主要被写体検出部６１を内包しており、撮像部１１の撮影領域内の被写体の中から主要被写体を検出する。更に、設定部８２は、原画像又は対象出力画像の画像信号に基づき、輪郭抽出及び領域分割等を利用して、対象出力画像の全画像領域に、主要被写体の画像信号が存在している画像領域（以下、主要被写体領域という）と背景の画像信号が存在している画像領域（以下、背景領域という）を設定する。換言すれば、対象出力画像の全画像領域を主要被写体領域と背景領域に分類する。超解像処理部８１は、設定部８２の設定内容を用い、背景領域に対する超解像処理の強度を、主要被写体領域に対する超解像処理の強度よりも弱める。
【００４６】
背景領域に対する超解像処理の強度が主要被写体領域に対する超解像処理の強度よりも弱いとは、主要被写体領域だけに超解像処理を適用して背景領域に超解像処理を適用しないことをも含む。超解像処理の強度以外の条件が一定である場合において、注目領域に対する超解像処理の強度が強くなれば、注目領域にて表現可能な最大空間周波数が向上する。超解像処理の内容を定めるパラメータを変更することで超解像処理の強度を変更することができ、超解像処理の方法並びに超解像処理の強度の変更方法として公知の方法（例えば、特開２０１１−９１６１８号公報又は特開２０１０−２７８８９８号公報に記載の方法）を利用することができる。
【００４７】
＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。図８を参照して述べたように、出力画角の設定後には、出力画角を持った対象出力画像がスルー表示処理にて表示されるため、撮影者は撮像部１１の本来の画角（撮影画角）を把握しがたくなる。これを考慮し、スルー表示処理において、対象出力画像だけでなく、撮影画角を持った原画像も表示するようにしても良い。表示部１４での表示内容を制御する表示制御部（不図示）が主処理部１３に内包されている。表示制御部は、対象出力画像又は原画像を含む任意の画像を表示する際、画像の表示サイズに合わせた解像度変換を適宜実行する。
【００４８】
表示部１４は、スルー表示処理において、対象出力画像と原画像を同時に表示しても良い。例えば、スルー表示処理において、表示部１４は、図１４（ａ）に示す如く、対象出力画像を画面全体を使って表示すると共に表示部１４における対象出力画像上に原画像を重畳表示しても良い（原画像をスーパーインポーズにて表示しても良い）。図１４（ａ）の例では、表示部１４に表示された対象出力画像内に枠４０１が設定されて枠４０１内に原画像が表示され、枠４０１内において切り出し領域に相当する枠４０２も表示されている。原画像を重畳表示するのではなく、対象出力画像と原画像を並べて表示するようにしても良い。
【００４９】
表示部１４は、スルー表示処理において、対象出力画像と原画像を時分割で表示しても良い。即ち例えば、表示部１４は、図１４（ｂ）に示す如く、対象出力画像と原画像を交互に切り替え表示しても良い。表示画像の切り替えは、時間経過と共に周期的に、又は、操作部１２に入力されうる切り替え指示に従い、実行される。原画像を表示する際、切り出し領域に相当する枠４１２も表示しておくと良い。
【００５０】
尚、表示部１４は、スルー表示処理において現在の焦点距離ｆを更に表示しても良い。
【００５１】
＜＜第６実施例＞＞
第６実施例を説明する。ズームレンズ３０は移動可能範囲内において実質的にシームレスに移動し、ズームレンズ３０の位置が少しぐらい変化したところで被写界深度はあまり変わらないため、撮影者はぼけ量の変化を視認しがたい。撮影者がぼけ量の増大又は減少を指示したとき、その指示に応答して実際にぼけ量が増大又は減少している様子を確認できた方が、撮影者にとって好ましい。
【００５２】
これを考慮し、図１５に示す如く、ズームレンズ３０の移動可能範囲内に表示画像の更新を行うポイントである第１〜第ｍ更新用位置を設定しておくと良い。該設定を行う更新用位置設定部９１が図１の主処理部１３に設けられる。設定部９１は、単に各更新用位置を保持するメモリであっても良い。第１更新用位置はワイド端と一致し、第ｍ更新用位置はテレ端と一致する。任意の整数ｉに関し、第ｉ更新用位置と第（ｉ＋１）更新用位置は互いに隣接しており、第（ｉ＋１）更新用位置は第ｉ更新用位置よりもテレ端に近いものとする。ｍ＝２とすることも可能ではあるが、ｍは３以上の整数であると良い。単純には、移動可能範囲を（ｍ−１）個の範囲に等分割したときの隣接範囲の境界位置に、第２〜第（ｍ−１）更新用位置を設定すると良い。
【００５３】
そして、スルー表示処理の実行中、表示部１４は、ズームレンズ３０がテレ端に向かって移動している過程において、ズームレンズ３０が第ｉ更新用位置に位置しているときに第１対象出力画像を表示した後、ズームレンズ３０が第（ｉ＋１）更新用位置に達するまでは表示画像を第１対象出力画像のまま維持し、ズームレンズ３０が第（ｉ＋１）更新用位置に達した時点で表示画像を第２対象出力画像に更新する。これにより、撮影者はぼけ量の変化を確認しやすくなる。第１、第２対象出力画像は、夫々、ズームレンズ３０が第ｉ、第（ｉ＋１）更新用位置に位置しているときに撮影された原画像に基づく対象出力画像である。ズームレンズ３０がワイド端に向かって移動している過程においても同様の更新処理が成される。
【００５４】
熟練撮影者は、Ｆ値の変更で、ぼけかたが、どの程度変化するのかを認識していることも多い。従って、設定部９１は、Ｆ値に基づき各更新用位置を設定しておいても良い。具体例として、ズームレンズ３０がワイド端に位置しているときの焦点距離ｆが３５ｍｍフィルム換算で３５ｍｍであって、且つ、光学系３５のＦ値が３．５に固定されていることを考える。この場合、ぼけ量は、光学系３５のレンズ有効口径Ｄに比例し、“Ｄ＝ｆ／（Ｆ値）”である（即ち、有効口径Ｄは焦点距離ｆをＦ値で割ったものである）。この時において、Ｆ値が２．８である状態に相当するぼけ量を得るためには、“ｆ／３．５＝３５／２．８”より、焦点処理ｆを約４４ｍｍにする位置にズームレンズ３０を配置すれば良いことが分かる。故に、焦点処理ｆが約４４ｍｍとなるズームレンズ３０の位置を第２更新用位置として定めておく。そうすると、ズームレンズ３０が第１更新用位置から第２更新用位置へ移動する過程において、あたかもＦ値が３．５から２．８に変化したような表示画像の変化を確認でき、熟練撮影者にとって、ぼけ量の変化を理解しやすい。この際、表示画像に対応するＦ値（３．５や２．８）を表示部１４に表示しておくと良い。
【００５５】
＜＜第７実施例＞＞
第７実施例を説明する。図１６は、背景ぼかしモードの動作に関与する、第７実施例に係るカメラ１の機能ブロック図である。符号１１１〜１１５によって参照される各部位の機能は主処理部１３によって実現される。
【００５６】
出力画角取得部１１１は、操作部１２に入力された指示内容等に従う、撮影者所望の出力画角を取得し、出力画角情報を出力する。ぼけ量情報取得部１１２は、指示ＶBLURに応じたぼけ量を示すぼけ量情報を取得する。画角制御部１１３は設定部１１６及び１１７を内包する。光学ズーム制御値設定部１１６は、出力画角情報及びぼけ量情報に基づき光学ズーム倍率の目標値（即ちズームレンズ３０の目標位置）を指定する光学ズーム制御値を生成する。電子ズーム制御値設定部１１７は、出力画角情報、ぼけ量情報及び光学ズーム制御値に基づき、切り出し領域の位置及び大きさを指定する電子ズーム制御値を生成する。
【００５７】
被写界深度制御部１１４は、絞り３２の開度調整又はフォーカスレンズ３１の位置調整を介して被写界深度の制御を行う部位であり、ぼけ量情報に応じて、絞り３２の開度及び／又はフォーカスレンズ３１の位置を指定する被写界深度制御値を生成する。撮影処理部１１５は、光学ズーム制御値、電子ズーム制御値及び被写界深度制御値に従って、撮像素子３３の露光処理を行うと共に切り出し処理を介して対象出力画像を生成する。
【００５８】
上述の各説明では、絞り３２の開度が固定されていることを想定して（例えば絞り３２が最大に開放されていることを想定して）焦点距離ｆの調整によるぼけ量及び被写界深度の調整作用を説明しているが、ぼけ量情報に応じて絞り３２の開度を変更することもでき、これにより、ぼけ量の調整範囲が広がる。また、典型的には、切り出し領域の中心は原画像の中心と一致しているが、それらの一致は必須ではない。例えば、撮影者は、図１０に示した設定枠３３０の調整の中で、設定枠３３０の中心位置も調整することが可能であり、これによって、切り出し領域の中心を原画像の中心と異ならせることができる。切り出し領域の中心が原画像の中心と一致していない場合、焦点距離ｆの変化の前後において対象出力画像上における主要被写体の位置が変化しないように、ズームレンズ３０の移動に伴って原画像上における切り出し領域の中心位置が調整される。
【００５９】
出力画角取得部１１１は、図９の出力画角設定部７１として機能する。ぼけ量情報取得部１１２は、指示受付部５５（図３参照）を含み又は指示受付部５５に接続される。画角制御部１１３及び撮影処理部１１５は、図３の撮像部１１、切り出し部５１及び画角制御部５２にて形成される。被写界深度制御部１１４の機能の内、フォーカスレンズ３１の位置調整を担う機能は、第２実施例のフォーカス制御部６２の機能を含む。
【００６０】
＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。
【００６１】
カメラ１又は主処理部１３である対象装置を、集積回路等のハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。対象装置にて実現される機能の全部又は一部である任意の特定の機能をプログラムとして記述して、該プログラムを対象装置に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておき、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、対象装置に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その特定の機能を実現するようにしてもよい。上記プログラムは任意の記録媒体に記憶及び固定されうる。上記プログラムを記憶及び固定する記録媒体は対象装置と異なる機器（サーバ機器等）に搭載又は接続されても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１  デジタルカメラ
１１  撮像部
１２  操作部
１３  主処理部
１４  表示部
１５  記録媒体
５１  切り出し部
５２  画角制御部
５３  光学ズーム制御部
５４  切り出し領域設定部
５５  指示受付部
【図１】
2014155042.tif 000003
【図２】
2014155042.tif 000004
【図３】
2014155042.tif 000005
【図４】
2014155042.tif 000006
【図５】
2014155042.tif 000007
【図６】
2014155042.tif 000008
【図７】
2014155042.tif 000009
【図８】
2014155042.tif 000010
【図９】
2014155042.tif 000011
【図１０】
2014155042.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2014155042.tif 000014
【図１３】
2014155042.tif 000015
【図１４】
2014155042.tif 000016
【図１５】
2014155042.tif 000017
【図１６】
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