JP2007266657A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置を提供する。
【解決手段】背景ぼかし画像生成モードが選択されたら、ズームレンズを広角位置に配置して液晶パネル１０＿３０ａ上にスルー画を表示するともにフレームガイド（符号Ａ、Ｂ）を表示する。レリーズボタンが押されたら図３（ａ）に示す撮影画像を得る。そして内部の画像信号処理回路１０＿４４でその撮影画像から主要被写体（符号Ａ）を切り出し、撮影画像中の、主要被写体を除く背景のうちの一部領域（符号Ｂ）を切り出してその撮影画像全域と同一の面積に拡大するとともにぼかし処理を施すことにより拡大ぼかし背景を生成する。画像信号処理回路１０＿４４で上記主要被写体と上記拡大ぼかし背景とを合成することによりボケ味のある画像を得る（図３（ｃ））。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮影光学系で撮像素子に被写体を結像させて被写体を表わす画像データを生成する撮影装置に関する。

従来より銀塩カメラによる撮影においてフォーカスレンズを動かしながら多重露光を行なうことによりわざとぼかした、味わいのある画像（以下ボケ味という）をフィルム上に得る技術が提案されている（例えば特許文献１参照）
また最近では、デジタルカメラに画像信号処理回路が配備されていることを利用して焦点位置をずらしながら連続的に撮影（連写）を行なってその画像信号処理部で連写により得た画像を合成することによってボケ味のある画像を得ようというものもある（例えば特許文献２参照）。

さらに最近ではデジタル露光を行なう焼付け装置がラボに配備されていることを活用して印画紙にネガの画像を焼き付けるときにその秋付け装置でぼかし処理などを画像に施すことによってボケ味のある画像を得ようというものもある（例えば特許文献３参照）。

ところで、従来の銀塩カメラに望遠レンズを装着して主要被写体を遠方の背景とともに撮影したときに主要被写体よりも十分に遠方にある背景が主要被写体の近くに在る様に感じられるとともにその背景に上記ボケ味のある撮影画像が得られる。

しかしながら、デジタルカメラに望遠レンズを装着して主要被写体を撮影したとしても背景がぼけずにすべてにピントのあった画像が得られてしまう傾向がある。

これはレンズの有効径に対して銀塩カメラの感光材料として用いられる普通の３５ｍｍフィルムの感光面のサイズが２４ｍｍ×３６ｍｍもあるのに対して、デジタルカメラが備える撮像素子の感光面のサイズが１／１．７型のもので７．６９ｍｍ×５．７７ｍｍ、また２／３型のもので８．８ｍｍ×６．６ｍｍ、さらに一眼レフのＡＰＳ−Ｃのものでも２２．１６ｍｍ×１６．６２ｍｍと小さいために起こる。もしもデジタルカメラ等が備える撮像素子の感光面のサイズをフィルムサイズと同じぐらいまで大きくすることができれば、上記問題は解決されるが、そうするとデジタルカメラが大型化してしまう。
特開平５−０３１３０６０号公報 特開２００３−２０９７２７号公報 特開平１０−０２３３９１９号公報

本発明は、上記事情に鑑み、小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮影光学系で撮像素子に被写体を結像させて該被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
撮影画像から主要被写体を切り出す切出手段と、
上記撮影画像中の、上記主要被写体を除く背景のうちの一部領域を切り出してその撮影画像全域と同一面積に拡大するとともにぼかし処理を施すことにより拡大ぼかし背景を生成する背景処理手段と、
上記切出手段で切り出された主要被写体と前記背景処理手段で得られた拡大ぼかし背景とを合成することにより、上記撮影画像よりも背景がぼけた背景ぼかし画像を生成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、上記切出手段によって上記撮影画像から主要被写体が切り出され、また上記背景処理手段によって上記撮影画像中の、上記主要被写体を除く背景のうちの一部領域が切り出され切り出された画像が撮影画像全域と同一面積に拡大される。

さらに上記切出手段によって切り出された主要被写体と上記背景処理手段によって撮影画像全域と同一面積に拡大された画像とが上記画像合成手段によって合成され主要被写体の十分に遠方にあるはずの背景が主要被写体の近くに在る様に感じられるとともに背景にボケ味のある撮影画像が得られる。つまり、銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのとほぼ同等の画像が得られる。

以上説明した様に小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置が実現する。

ここで、この撮影装置は、焦点距離可変の撮影光学系を備えたものであり、上記拡大ぼかし背景を生成する背景ぼかし画像生成モードを有するものであって、
上記背景ぼかし画像生成モードは、上記撮影光学系が所定の広角側にあるときの撮影画像について、上記切出手段、上記背景処理手段、および上記画像合成手段を作用させるものであることが好ましい。

上記撮影光学系が望遠側にあればあるほど画角が狭くなって場合によっては上記切出手段による背景の一部の領域の切り出しが行い難くなる。また、前述した様に銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したときには背景と主要被写体との遠近があまりなくなって背景が被写体の近くに在る様に感じられるので、上記撮影光学系の画角を広角にし撮影してから上記背景の一部の領域を拡大してぼかした方がより望遠で撮影したのに近い画像が得られる。

ここで撮影指示前に被写体の動画像を表示するスルー画表示手段を有し、上記スルー画表示手段は、
被写体の動画とともに主要被写体の配置位置および上記背景処理手段により切り出される一部領域を示すフレームガイドを表示するものであることが好ましい。

そうすると、撮影者によって銀塩カメラで撮影したのと同じフレーミングになる様に主要被写体と背景の一部との双方の位置決めが行なわれてから撮影が行なわれる。

以上、説明したように、小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置が実現する。

以下、本発明の実施形態であるデジタルカメラを説明する。

図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラ１０を前面斜め上から見た外観斜視図である。図１（ａ）には、デジタルカメラ１０の正面を斜め上から見た図が示されており、図１（ｂ）にはデジタルカメラ１０の背面を斜め上から見た図が示されている。

この図１（ａ），（ｂ）に示すデジタルカメラ１０は、撮影光学系により撮像素子上に被写体像を形成し、レリーズボタンの押下に応じて記録用の画像信号を生成する撮影装置である。

図１（ａ）に示すデジタルカメラ１０の前面中央部には、光学ズームレンズである撮影レンズ１０＿１ａを内部に備えたズーム鏡胴１０＿１が備えられている。そのズーム鏡胴の上方には、被写界輝度が暗い場合にフラッシュ光を被写体に向けて照射するためのフラッシュ発光窓１０＿２と、フラッシュ発光窓１０＿２を通して被写体に向けて放たれたフラッシュ光の光量を調節するためのフラッシュ調光センサ１０＿３が設けられている。

このフラッシュ調光センサ１０＿３は、フラッシュ光をフラッシュ発光窓１０＿２を通して被写体に向けて照射したときに被写体にあたって被写体から反射して戻ってくるフラッシュ光を受光するものであって、このフラッシュ調光センサ１０＿３により受光している光量が時間の経過とともに多くなっていって所定の値になったらフラッシュ光の照射を自動的に停止させる制御がデジタルカメラ内部の制御部で行なわれるようになっている。またその調光センサ１０＿３の隣には背面側にある光学式ファインダ接眼窓（後述する）と対となる光学式ファインダ対物窓１０＿４が設けられている。

また、デジタルカメラ上面には、レリーズボタン１０＿１１が配備されている。

また、図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１０の背面上部には、光学式ファインダ接眼窓１０＿１２と、撮影準備完了等に点灯したり撮影中に点滅したりするファインダランプ１０＿１３と、撮影モードと再生モードを切り換えるモードスイッチ１０＿１４と、押下することにより広角側（ワイド側）にズームアップしたり押下することにより望遠側（テレ側）にズームアップするズームボタン１０＿１５などが配備されている。

また、上記ズームボタン１０＿１５の下側には、メニュー／ＯＫボタン１０＿１６と、ＤＩＳＰボタン１０＿１７と、ＢＡＣＫボタン１０＿１８とが備えられている。このメニュー／ＯＫボタン１０＿１６は、撮影時や再生時における各種のメニューを表示したり、選択されたメニューを決定するためのボタンである。このメニュー／ＯＫボタン１０＿１６が押され選択メニューが表示されてその選択メニューの中から例えば撮影モードが選択されると、背景ぼかし画像生成モードというモードが選択項目のひとつとして表示される様になっている。その背景ぼかし画像生成モードは上記課題を解決するためのものであって、このモードが選択されてこのデジタルカメラで撮影が行なわれると銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同じボケ味のある画像が得られる。詳細は後述するが、その背景ぼかし画像生成モードが選択されたときには、図１（ｂ）に示す様に主要被写体の配置（符号Ａ）とぼかし処理を施す領域を背景のどの部分にするかを示すフレームガイド（符号Ｂ）が液晶パネル１０＿３０ａ上に表示される様になっている。

また上記ＤＩＳＰボタン１０＿１７は、ボタン横の液晶パネル１０＿３０ａに表示された画面の状態を切り換えるためのボタンであり、例えば撮影時に液晶パネル１０＿３０ａの表示をオン，オフしたり、再生時に文字表示をオン，オフしたりする。またＢＡＣＫボタン１０＿１８は、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１０＿１６等による操作状態を１つ前に戻したり取り消したりするためのボタンとなる。

図２は、図１に示すデジタルカメラ１０の回路構成を示すブロック図である。

画像信号の流れに沿って回路構成を説明する。図２には電源が投入されたときにモードスイッチ１０＿１４が撮影モード側に切り換えられていると、スルー画が液晶パネル１０＿３０ａ上に表示されシャッタチャンスにレリーズボタン１０＿１１が押下されて撮影が行なわれるデジタルカメラ１０が例として掲げられている。

まずはスルー画の表示に係る画像信号の流れに関与する回路構成を説明する。

図２には撮影レンズの中のズームレンズ１０＿１ａ１とフォーカスレンズ１０＿１ａ２とが図示されている。これらのレンズを含む撮影レンズ１０＿１ａにより後段の撮像素子（ここではＣＣＤ固体撮像素子が用いられているので以降ＣＣＤという）に被写体光を結像させてそのＣＣＤ１０＿４１に被写体光を表わす画像信号の生成を行なわせている。

以降、ＣＣＤ１０＿４１にどのように画像信号を生成させ、またどのように生成した画像信号を後段の回路へと伝達していくかを説明していく。

まず、電源が投入されモードスイッチ１０＿１４（図１参照）が撮影モード側にあったときに液晶パネル１０＿３０ａ上に表示されるスルー画を表わす画像信号の流れを説明する。

ＣＣＤ１０＿４１にスルー画用の画像信号の生成を行なわせるにあたっては、後述するＣＰＵ１０＿４７の制御の下に図示しないタイミングジェネレータに露光開始信号および露光終了信号を所定の周期で繰り返しＣＣＤ１０＿４１に供給させることによりＣＣＤ１０＿４１にスルー画を表わす画像信号の生成を所定の周期ごとに行なわせている。このタイミングジェネレータ（図示せず）からの露光終了信号に応じてＣＣＤ１０＿４１での露光を終了させた後、ほぼ同時に露光を終了させた、スルー画を表わす画像信号（以降ＲＧＢ信号）をＣＣＤ１０＿４１から出力させている。

このようにしてＡ／Ｄ変換回路１０＿４２にスルー画用のＲＧＢ信号が出力されてきたら、Ａ／Ｄ変換回路１０＿４２によりアナログのＲＧＢ信号がデジタルのＲＧＢ信号に変換されて、後段の画像入力コントローラ１０＿４３によりバスライン１０＿１００に導かれる。

この画像入力コントローラ１０＿４３によりバスライン１０＿１００に導かれた、スルー画用のデジタルのＲＧＢ信号は画像信号処理回路１０＿４４に供給され、この画像信号処理回路１０＿４４でデジタルのＲＧＢ信号からデジタルのＹＣ信号に変換される。なおこの画像信号処理部１０＿４４では、画像全体をぼかすぼかし処理や２つの画像を合成する合成処理なども行なわれる。上記背景ぼかし画像生成モードが指定されたときには上記画像信号処理部でぼかし処理や拡大処理や合成処理等が行われる。

その画像信号処理回路１０＿４４で変換されたＹＣ信号がＬＣＤ表示部１０＿４６に供給され、ＬＣＤ表示部の制御の下にＬＣＤ１０＿３０が備える液晶パネル１０＿３０ａ上にＹＣ信号に基づく画像が表示される。このＹＣ信号は、所定の周期ごとにＣＣＤ１０＿４１で生成されるものであるから、液晶パネル１０＿３０ａ上には所定の周期ごとにＹＣ信号に基づく画像が切り換えられて表示されるようになる。このようにしておくと液晶パネル１０＿３０ａ上に撮影レンズ１０＿１ａが向けられた方向の被写体がそのままスルー画として表示される。つまり、光学ファインダを覗かずに液晶パネル１０＿３０ａをファインダ代わりに視認する様にしてもシャッタチャンスにレリーズボタン１０＿１１を押下することにより撮影が行なえる。

また、本実施形態のデジタルカメラ１０にはフレームガイドを表示するためのＯＳＤ１０＿３１が配備されている。上記背景ぼかし画像生成モードが選択されたときにはスルー画とともにＯＳＤ１０＿３１によって図１（ｂ）に示すフレームガイドが液晶パネル１０＿３０ａ上に表示される。

次にレリーズボタン１０＿１１の押下操作に応じた撮影処理に係る画像信号の流れを説明する。

本実施形態の撮影装置が備えるレリーズボタン１０＿１１は、半押し操作、全押し操作という２つの操作態様を有するものであり、それらの操作態様に応じた２つの接点１０＿１１Ａ,１０＿１１Ｂをそれぞれ有していてそれらの接点それぞれがＣＰＵ１０＿４７の入力ポートに接続されている。このレリーズボタン１０＿１１の操作が開始されと一方のスイッチ１０＿１１Ｂが離れることにより、ＣＰＵ１０＿４７によって半押し状態が検知され、他方のスイッチ１０＿１１Ａが接続されて全押しされたことがＣＰＵ１０＿４７によって検知される。

この実施形態のデジタルカメラ１０では、レリーズボタン１０＿１１の押下操作が開始されたときに第１の接点１０＿１１Ｂが開放状態になったことを受けてＣＰＵ１０＿４７がＡＥ検出回路１０＿５０に指示して露出調節を行なわせるとともにＡＦ検出回路１０＿５１に指示してピント調節を行なわせて露出設定およびピント設定を全押しに備えていち早く行なわせるようにしている。

上記ＡＥ検出回路１０＿５０には露出設定に必要な輝度の検出を行なわせていて、このＡＥ検出回路１０＿５０での検出結果に応じてフラッシュ発光装置１０＿６０にフラッシュ光の発光を行なわせたり、図示しない絞りの開口径を調節したりしている。またＡＦ検出回路１０＿５１には、ＣＰＵ１０＿４７の制御の下にモータドライバ１０＿４９に指示してフォーカスレンズ１０＿１ａ２を最至近点から最遠点まで移動させているときの、途中の複数の位置それぞれで被写体コントラストの検出を行なわせて各位置で検出された被写体コントラストのピークを合焦点とするような処理を行なわせている。なお、図２には発明とは直接関係がないので図１に示した調光センサ１０＿３が図示されていない。

このようにしてレリーズボタン１０＿１１の半押し時に露出設定とピント調節が終了した後、レリーズボタン１０＿１１が全押しされたら半押し時の露出とピントでＣＣＤ１０＿４１に被写体光を結像させて図示しないタイミングジェネレータからシャッタスピードに応じた露光開始信号、露光終了信号を順次供給させ、その露光終了信号に応じてＣＣＤ１０＿４１にＲＧＢ信号をＡ／Ｄ変換回路１０＿４２へ向けて出力させる。そうしたらそのＡ／Ｄ変換回路１０＿４２でデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号が画像入力コントローラ１０＿４３によりバスライン１０＿１００に導かれる。

このバスライン１０＿１００に導かれたＲＧＢ信号は一旦メモリ（ＳＤＲＡＭ）１０＿５２にすべて記憶され、その後、メモリ１０＿５２から読み出されて画像信号処理回路１０＿４４に供給される。この画像信号処理回路１０＿４４によってＲＧＢ信号がＹＣ信号に変換され、変換されたＹＣ信号が今度は圧縮処理回路１０＿４５に供給され、圧縮処理回路１０＿４５でＪＰＥＧ圧縮される。そのＪＰＥＧ圧縮されたＹＣ信号がメディアコントローラ１０＿５３を介して記録メディア１０＿５４に記録される。

本実施形態のデジタルカメラ１０においては、この様にして撮影により得られた画像データが記録メディア１０＿５４に記録される。

ここで、上記背景ぼかし画像生成モードが選択されたときの撮影処理を説明する。

上記背景ぼかし画像生成モードが選択されたらＣＰＵ１０＿４７は、ＬＣＤ制御部１０＿４６に指示してスルー画を表示させるとともにＯＳＤ１０＿３１に指示してＬＣＤ制御部１０＿４６の制御の下に図１（ｂ）に示すフレームガイドを液晶パネル１０＿３０上に表示させる。そして図１（ｂ）に示すフレームガイドに沿って主要被写体が配置され、さらに背景とする領域が定められた後、レリーズボタン１０＿１１が押されたら、フォーカスレンズ１０＿１ａ２をピント位置に配置してクロックジェネレータ（不図示）に指示して露光開始信号をＣＣＤ１０＿４１に供給させ所定のシャッタ秒時後に露光終了信号をＣＣＤ１０＿４１に供給させて画像信号を出力させる。出力させた画像信号が後段の画像信号入力コントローラ１０＿４２によってバス１０＿１００側に導かれさらにその撮影画像を表わす画像信号がメモリ１０＿５２に一旦記憶される。ＣＣＤ１０＿４１から出力された画像信号がメモリ１０＿５２に記憶されたら今度はＣＰＵ１０＿４７によりメモリ１０＿５２から撮影画像を表わす画像信号が読み出されてバス１０＿１００を経由して画像信号処理回路１０＿４４へと供給される。

ここで画像信号処理回路１０＿４４でメモリ１０＿５２から読み出された撮影画像から空間周波数の中の高周波成分の検出によるエッジ検出が行なわれて主要被写体の切り出しが行なわれる。この切り出しが行なわれた主要被写体が画像信号処理回路１０＿４４内のメモリ（不図示）に一旦記憶される。なお、この切り出しは、例えば画像信号処理回路１０＿４４が内蔵するフレームメモリから所定の領域の画像信号のみを読み出すことにより行なわれる。

またＣＰＵ１０＿４７は、ＯＳＤ１０＿３１に、液晶パネル１０＿３０上に表示させているフレームガイド（図１（ｂ）に示す符号Ｂのところ）の領域の画像を切り出す様に画像信号処理回路１０＿４４に指示（フレームガイド符号Ｂの部分の領域を表わす座標を通知する）を与える。その指示を受けて画像信号処理回路１０＿４４では、その領域の画像を切り出し切り出した画像を撮影画像全域と同一面積に拡大する処理を行なうとともに拡大した画像全体のぼかし処理を行なって拡大ぼかし背景を生成する。

さらに画像信号処理回路１０＿４４によって切り出された主要被写体と上記拡大ぼかし背景とが合成され合成された画像が記録メディアに記録される。

本実施形態においては、上記画像信号処理回路１０＿４４が、本発明にいう切出手段にあたり、また本発明にいう背景処理手段にもあたり、さらに本発明にいう画像生成手段にもあたる。

こうして、小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置が実現する。

図３は、本発明にいう切出手段でもあり、背景処理手段もであり、画像合成手段でもある画像信号処理回路の処理を説明する図である。

図３（ａ）には、図１（ｂ）に示した液晶パネル１０＿３０ａに表示されているフレームガイド（符号Ａと符号Ｂで示す部分）が示されており、図３（ｂ）には、主要被写体（符号Ａ部）を除く背景のうちの一部領域（符号Ｂ部）が切り出されて撮影画像全域と同一の画像に拡大されるときの状態が示されている。さらに、図３（ｃ）には主要被写体Ａと拡大ぼかし背景Ｂとが合成されたときの状態が示されている。

図３（ａ）に示す主要被写体（符号Ａ部）を除く背景のうちの一部領域（符号Ｂ部）が画像信号処理回路内の切出手段によって切り出されてまた画像信号処理回路内の背景処理手段によって図３（ｂ）に示す様に撮影画像領域と同一面積に拡大され、さらにぼかし処理が施された後、図３（ｃ）に示す様にピントのあった主要被写体が図３（ｂ）に示す画像と画像信号処理回路内の画像生成手段によって合成されることによって銀塩カメラに望遠レンズが装着されて撮影されたのと同じボケ味のある画像が得られる。

以上説明した様に小面積の撮像素子が搭載された撮影装置でありながら銀塩カメラに望遠レンズを装着して撮影したのと同様のボケ味のある画像を得ることができる撮影装置が実現する。

なお、本実施形態では、デジタルカメラを例に挙げたが、小面積の撮像素子が搭載された撮影装置であればどのような撮影装置例えばビデオカメラ等にも適用される。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。 図１に示すデジタルカメラ１０の回路構成を示すブロック図である。 本発明にいう切出手段でもあり、また背景手段でもあり、さらに画像合成手段でもある画像信号処理回路の処理内容を説明する図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１０＿１１ レリーズボタン
１０＿３０ ＬＣＤ
１０＿３０ａ 液晶パネル
１０＿３１ ＯＳＤ
１０＿４４ 画像信号処理回路
１０＿４７ ＣＰＵ

Claims (3)

1. 撮影光学系で撮像素子に被写体を結像させて該被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
   撮影画像から主要被写体を切り出す切出手段と、
   前記撮影画像中の、前記主要被写体を除く背景のうちの一部領域を切り出して該撮影画像全域と同一面積に拡大するとともにぼかし処理を施すことにより拡大ぼかし背景を生成する背景処理手段と、
   前記切出手段で切り出された主要被写体と前記背景処理手段で得られた拡大ぼかし背景とを合成することにより、前記撮影画像よりも背景がぼけた背景ぼかし画像を生成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. この撮影装置は、焦点距離可変の撮影光学系を備えたものであり、前記拡大ぼかし背景を生成する背景ぼかし画像生成モードを有するものであって、
   前記背景ぼかし画像生成モードは、前記撮影光学系が所定の広角側にあるときの撮影画像について、前記切出手段、前記背景処理手段、および前記画像合成手段を作用させるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 撮影指示前に被写体の動画像を表示するスルー画表示手段を有し、前記スルー画表示手段は、被写体の動画とともに主要被写体の配置位置および前記背景処理手段により切り出される一部領域を示すフレームガイドを表示するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。

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