JP2011180545A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボケ味を表現した画像撮影ができる撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】撮像装置は、光軸方向に進退することにより被写体像のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、被写体像を撮像して画像を生成する撮像部と、被写体像からフォーカス状態に関する情報を取得する取得部と、取得部が取得したフォーカス状態に関する情報に基づいて、フォーカスレンズの結像面が撮像部に合うフォーカスレンズの位置を検出するオートフォーカス制御部と、フォーカスレンズの結像面が、オートフォーカス制御部が検出した位置にフォーカスレンズがあるときの焦点深度内から離れる方向に、フォーカスレンズを所定量移動させるフォーカス調節部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像装置に関し、特に被写体のフォーカス状態を調節可能な撮像装置に関する。

予め記録させておいた像面湾曲情報に基づいて、合焦の基準となる位置を撮影領域の中心から周辺部にずらすことにより、合焦範囲が広い画像を得ようとするカメラがある。例えば、特許文献１は、レンズに固有の像面湾曲データをカメラに予め格納しておき、使用されたレンズの像面湾曲データと焦点距離、および絞り値に基づいて、適当な合焦位置に調節するカメラを開示している。

特開2006-189580号公報

使用者が撮影をする際、主要被写体に対して周辺背景のボケ味を表現した画像を得たいときがある。しかしながら、上述した特許文献１のカメラは、合焦範囲が広い画像を得ようとすることが目的であり、ボケ味を表現した画像を得ることはできない。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ボケ味を表現した画像撮影ができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、光軸方向に進退することにより被写体像のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、被写体像を撮像して画像を生成する撮像部と、被写体像からフォーカス状態に関する情報を取得する取得部と、取得部が取得したフォーカス状態に関する情報に基づいて、フォーカスレンズの結像面が撮像部に合うフォーカスレンズの位置を検出するオートフォーカス制御部と、フォーカスレンズの結像面が、オートフォーカス制御部が検出した位置にフォーカスレンズがあるときの焦点深度内から離れる方向に、フォーカスレンズを所定量移動させるフォーカス調節部とを備える。

本発明によれば、ボケ味を表現した画像撮影ができる撮像装置を提供することができる。

デジタルカメラ１００の電気的構成図 デジタルカメラ１００の背面構成図 ボケ優先撮影モードのフローチャート 像面シフト動作のフローチャート 周辺解像補正動作のフローチャート 通常撮影モード時のプログラム線図 ボケ優先撮影モード時のプログラム線図 焦点距離／被写体距離テーブルを示す図 像面シフト量テーブルを示す図 像面シフトを説明するためのイメージ図 周辺解像の補正ゲインテーブルを示す図 周辺解像度の補正ゲインカーブのイメージ図 レンズＭＴＦデータのイメージ図 出力解像度データのイメージ図 像面シフトを説明するためのイメージ図

〔実施の形態１〕
実施の形態１に係るデジタルカメラ１００は、撮影状態における像面シフト量および、撮影画像における周辺解像補正量を設定することができる。これにより、デジタルカメラ１００は、被写体に対して通常に撮影する場合と比較してボケ表現を強調した画像を撮影することができる。以下、デジタルカメラ１００の構成および動作を説明する。

〔１．構成〕
以下図を用いてデジタルカメラ１００の構成を説明する。

〔１−１．デジタルカメラ１００の構成〕
図１は、デジタルカメラ１００の電気的構成図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１２０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は撮像した被写体像に基づく画像データを生成する。撮像により生成された画像データは、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）１２１や画像処理部１２２において各種処理が施される。生成された画像データはフラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録される。フラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録された画像データは、使用者による操作部１５０の操作を受け付けて液晶ディスプレイ１２３上に表示される。

図２は、デジタルカメラ１００の背面構成図である。デジタルカメラ１００は、上面にレリーズ釦１７０、ズームレバー１７１、電源釦１７２などの操作釦を備える。また、デジタルカメラ１００は、背面に選択釦１７３、決定釦１７４、ディスプレイ釦１７５、モードダイアル１７６などの操作釦や、液晶ディスプレイ１２３を備える。

光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１やズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４等により構成される。図示していないが、光学系１１０は、光学式手ぶれ補正レンズＯＩＳ（Optical Image Stabilizer）を含んでいてもよい。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。

フォーカスレンズ１１１は被写体のフォーカス状態の調節に用いられる。ズームレンズ１１２は被写体の画角の調節に用いられる。絞り１１３は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光量の調節に用いられる。シャッタ１１４は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光の露出時間を調節する。

フォーカスモータ１１５は、コントローラ１３０から通知された制御信号に従ってフォーカスレンズ１１１を光軸に沿って進退駆動させる駆動手段である。ズームモータ１１６は、コントローラ１３０から通知された制御信号に従ってズームレンズ１１２を光軸に沿って進退駆動させる駆動手段である。絞りモータ１１７は、コントローラ１３０から通知された制御信号に従って絞り１１３を開閉駆動させる駆動手段である。シャッタモータ１１６は、コントローラ１３０から通知された制御信号に従ってシャッタ１１４を開閉駆動させる駆動手段である。これらの駆動手段は、ＤＣモータやステッピングモータ等により実現できる。

ＣＣＤイメージセンサ１２０は、光学系１１０を通して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する。ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面には多数のフォトダイオードが２次元的に配列されている。また、各フォトダイオードに対応してＲ、Ｇ、Ｂの原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。撮像対象となる被写体からの光は、光学系１１０を通過した後に、ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面に結像される。結像された被写体像は、各フォトダイオードへ入射した光量に応じてＲ、Ｇ、Ｂに仕分けられたそれぞれ色情報に変換される。その結果、被写体像を示す全体の画像データが生成される。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、所定のフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で新しいフレームの画像データを生成する。また、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、プレビュー表示においては電子シャッタ動作により露出光量を調節する。ＣＣＤイメージセンサ１２０の画像データ生成タイミングおよび電子シャッタ動作は、コントローラ１５０によって制御される。この画像データをスルー画像として逐一表示部１７０にプレビュー表示することにより、ユーザはリアルタイムに被写体の状況を表示部１７０で確認できる。

ＡＦＥ１２１は、ＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像データに対して、相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡＤコンバータ１３３の入力レンジ幅への増幅、ＡＤコンバータによるＡＤ変換を施す。その後、ＡＦＥ１２１は、画像データを画像処理部１２２に出力する。

画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１から出力された画像データに対して各種の処理を施す。各種処理としては、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

液晶ディスプレイ１２３は、デジタルカメラ１００の背面に備わる。液晶ディスプレイ１２３は、画像処理部１２２にて処理された画像データに基づく画像を表示する。液晶ディスプレイ１２３が表示する画像には、スルー画像や記録画像がある。液晶ディスプレイ１２３は、ＣＣＤイメージセンサ１２０により一定時間毎に生成される画像をスルー画像として略リアルタイムで表示する。ユーザは、液晶ディスプレイ１２３に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。記録画像は、メモリカード１４０やフラッシュメモリ１４２に記録された画像である。液晶ディスプレイ１２３は、ユーザの操作に応じて、すでに記録した画像データに基づく画像を表示する。液晶ディスプレイ１２３はこの他、デジタルカメラ１００の各種設定条件等を表示可能である。

コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御する。コントローラ１３０は、プログラム等の情報を格納するＲＯＭや、プログラム等の情報を処理するＣＰＵなどにより構成される。ＲＯＭは、オートフォーカス制御（ＡＦ制御）や自動露出制御（ＡＥ制御）に関するプログラムの他、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御するためのプログラムを格納している。また、ＲＯＭは、後述する通常撮影モード時のプログラム線図、ボケ優先撮影モード時のプログラム線図、焦点距離／被写体距離テーブル、像面シフト量テーブル、補正ゲインテーブルを格納している。ＲＯＭはコントローラ１３０の内部構成である必要はなく、コントローラ１３０の外部に備わったものでもよい。

バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２やコントローラ１３０のワークメモリとして機能する記憶手段である。バッファメモリ１２４はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などで実現できる。コントローラ１３０は、読み出した焦点距離情報、被写体距離情報、絞り値情報（Ｆ値情報）などを一時的にバッファメモリ１２４に記憶しておき、各種演算において使用する。また、フラッシュメモリ１４２は、画像データ等を記録するための内部メモリとして機能する記憶手段である。

カードスロット１４１は、メモリカード１４０を着脱可能な接続手段である。カードスロット１４１は、メモリカード１４０を電気的及び機械的に接続可能である。また、カードスロット１４１は、メモリカード１２０を制御する機能を備えてもよい。

メモリカード１４０は、内部にフラッシュメモリ等の記憶手段を備えた外部メモリである。メモリカード１４０は、画像処理部１２２で処理される画像データなどのデータを記録可能である。

操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっている操作釦や操作レバーの総称であり、使用者による操作を受け付ける。例えば図２に示したレリーズ釦１７０や、ズームレバー１７１、電源釦１７２、選択釦１７３、決定釦１７４、ディスプレイ釦１７５、モードダイアル１７６などがこれにあたる。操作部１５０は使用者による操作を受け付けると、コントローラ１３０に種々の動作指示信号を通知する。

レリーズ釦１７０は、二段押下式の押下釦である。レリーズ釦１７０が使用者により半押し操作されると、コントローラ１３０はＡＦ動作やＡＥ動作などを実行する。また、レリーズ釦１７０が使用者により全押し操作されると、コントローラ１３０は、押下操作のタイミングに撮像された画像データを記録画像としてメモリカード１４０等に記録する。

ズームレバー１７１は画角調節についての広角端と望遠端を有する中央位置自己復帰式のレバーである。ズームレバー１７１は、使用者により操作されるとコントローラ１３０にズームレンズ１１２を駆動するための動作指示信号を通知する。すわなち、ズームレバー１７１が広角端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を広角で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。同様に、ズームレバー１７１が望遠端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を望遠で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。また、ズームレバー１７１操作によりズームレンズ１１２が駆動されると、駆動先のズームレンズ１１２の位置に応じて焦点距離情報がコントローラ１３０に通知される。

電源釦１７２は、デジタルカメラ１００を構成する各部への電力供給をＯＮ/ＯＦＦするための押下式釦である。電源ＯＦＦ時に電源釦１７２が使用者により押下されると、コントローラ１３０はデジタルカメラ１００を構成する各部に電力を供給し、起動させる。また、電源ＯＮ時に電源釦１７２が使用者により押下されると、コントローラ１３０は各部への電力供給を停止する。

選択釦１７３は、上下左右方向に設けられた押下式釦である。使用者は、選択釦１７３のいずれかの方向を押下することにより、液晶ディスプレイ１２３に表示される各種条件項目を選択することができる。

決定釦１７４は、押下式釦である。デジタルカメラ１００が撮影モードあるいは再生モードにあるときに、決定釦１７４が使用者により押下されると、コントローラ１３０は液晶ディスプレイ１２３にメニュー画面を表示する。メニュー画面は、撮影/再生のための各種条件を設定するための画面である。決定釦１７４が各種条件の設定項目が選択されているときに押下されると、コントローラ１３０は、選択された項目の設定を確定する。

ディスプレイ釦１７５は、押下式釦である。ディスプレイ釦１７５が押下されると、コントローラ１３０は所定の画面を表示するよう液晶ディスプレイ１２３を制御する。

モードダイアル１７６は、使用者の操作を受け付ける。使用者はモード合いある１７６を操作することで、デジタルカメラ１００のモードを切り替えることができる。デジタルカメラ１００のモードには、通常撮影モード、ボケ優先撮影モードと、再生モードがある。撮影モードは、レリーズ釦の押下操作により、ＣＣＤイメージセンサ１２０が撮像している画像を記録するモードである。再生モードは、メモリカード１４０等に記録された画像を液晶ディスプレイ１２３に表示するモードである。ボケ優先撮影モードについては、詳細を後述する。

〔１−２．本発明との対応関係〕
フォーカスレンズ１１１は、本発明のフォーカスレンズの一例である。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、本発明の撮像部の一例である。コントローラ１３０は、本発明の取得部の一例である。コントローラ１３０は、本発明のオートフォーカス制御部の一例である。コントローラ１３０とフォーカスモータ１１５とからなる構成は、本発明のフォーカス調節部の一例である。コントローラ１３０は、本発明の第二の取得部の一例である。デジタルカメラ１００は、本発明の撮像装置の一例である。

〔２．動作〕
以下図３〜図５を用いてデジタルカメラ１００のボケ優先撮影モードの動作を説明する。

図３は、実施の形態１に係るデジタルカメラ１００のボケ優先撮影モードのフローチャートである。まず、図３を用いてボケ優先撮影モードの動作概要を説明する。使用者によるモードダイアル１７６の操作を受け付けることにより、デジタルカメラ１００のモードとしてボケ優先撮影モードが選択される（Ｓ３００）。コントローラ１３０は、フォーカスモータ１１５に制御信号を通知し、ベストピント位置よりピント位置をシフトした位置（像面シフト位置）にフォーカスレンズ１１１を移動させる（Ｓ３０１）。フォーカスレンズ１１１が像面シフト位置にあるときに形成された被写体像を露光することにより生成された画像データは、ＡＦＥ１２１にて各種の画像処理がなされた後、画像処理部１２２にて周辺解像補正処理が施される（Ｓ３０２）。画像処理部１２２における各種処理が完了した画像データはメモリーカード１４０等に記録される。以下、像面シフト動作、周辺解像補正動作について順に説明する。

図４は、像面シフト動作（図３におけるＳ３０１）の詳細フローチャート図である。ズームレバー１７１が使用者により操作されると、入力された情報に基づき、コントローラ１３０は、ズームモータ１１６を駆動し、ズームレンズ１１２を所定の位置に移動させる。この際、コントローラ１３０は、焦点距離／被写体距離テーブル（図８）を参照し、ズームレンズ１１２の位置情報から、光学系の現在のレンズ位置による焦点距離情報を読み出す。ここで焦点距離／被写体距離テーブル（図８）とは、ズームレンズ１１１とフォーカスレンズ１１２の位置情報に対応する焦点距離情報と被写体距離情報が光学的に演算されたテーブルであり、コントローラ１３０内のＲＯＭに予め格納されている。コントローラ１３０は、ズームレンズ１１１やフォーカスレンズ１１２の位置情報から焦点距離情報や被写体距離情報を知ることが可能である。ズームレンズ１１１やフォーカスレンズ１１２の位置情報は、各レンズの原点位置からのモータ駆動ステップ数に換算されてテーブルに格納されている。例えば、ズームレンズ１１２の現在位置が、ズームレンズ１１１の原点位置から５６０ステップであるとき、コントローラ１３０は、焦点距離／被写体距離テーブル（図８）を参照することで、焦点距離が２００ｍｍであることを読み出す（Ｓ４００）。コントローラ１３０は、読み出した焦点距離情報をバッファメモリ１２４に一時記憶する。

このとき、コントローラ１３０は、使用者によりレリーズ釦１７０が半押し操作されたか否かを監視している（Ｓ４０１）。レリーズ釦１７０が使用者により半押し操作されると（Ｓ４０１におけるＹｅｓ）、コントローラ１３０は、ＡＥ動作を実行して被写体像の露出状態を判定した後、ボケ優先撮影モードのプログラム線図（図７）に従って絞り値、シャッタ速度を決定する(Ｓ４０２)。この際、コントローラ１３０は、絞り値情報（Ｆ値情報）を読み出し、バッファメモリ１２４に一時記憶する（Ｓ４０３）。

ここで、デジタルカメラ１００の通常撮影モード時のプログラム線図および、ボケ優先撮影モード時のプログラム線図について説明する。図６は、通常撮影モード時のプログラム線図である。図７は、ボケ優先撮影モード時のプログラム線図である。通常撮影モード時のプログラム線図（図６）では、適正露出とボケ量とのバランスが取れるよう、あまり高速シャッタとはならないよう線図が設定されている。例えば、通常撮影モード時のプログラム線図では、露出状態が明るくなって、シャッタ速度が１／１０００秒に達したときに絞りを開放端から絞込側へと切り替えていく。一方、ボケ優先撮影モード時のプログラム線図（図７）では、ボケ効果を得るため、極力絞りが開放端を維持するように線図が設定されている。例えば、ボケ優先撮影モード時のプログラム線図では、露出状態が明るくなっても、通常撮影モード時よりは高速のシャッタ速度（例では１／２０００秒）まで絞り値を開放端で維持する。更に露出状態が明るくなるような場面になって、シャッタ速度が１／２０００秒を越えてから、絞りを開放端から絞込側へと切り替えていく構成とすることが望ましい。

次に、コントローラ１３０は、ＡＦ動作を実行する（Ｓ４０４）。ＡＦ動作において、コントローラ１３０は、フォーカスモータ１１５を駆動し、フォーカスレンズ１１１を移動させながらＣＣＤイメージセンサ１２０に取り込まれた画像のコントラスト値を判定していく。そして、コントローラ１３０は、コントラスト値が最大となるフォーカスレンズ位置（ベストピント位置）を判定する。コントローラ１３０は、焦点距離／被写体距離テーブル（図８）を参照し、フォーカスレンズ１１１のベストピント位置における位置情報から、被写体距離情報を読み出す。例えば、現在の光学系のレンズ位置による焦点距離が２００ｍｍであり、ベストピント位置にあるときのフォーカスレンズ１１１の位置が、フォーカスレンズ１１１の原点位置から４６０ステップであるとき、コントローラ１３０は、焦点距離／被写体距離テーブル（図８）を参照することで、被写体距離は２ｍであることを読み出す（Ｓ４０５）。コントローラ１３０は、読み出した被写体距離情報をバッファメモリ１２４に一時記憶する。

続いて、コントローラ１３０は、像面シフト量を決定する。まず、コントローラ１３０は、バッファメモリ１２４に記憶された焦点距離情報（Ｓ４００にて記憶したもの）、絞り値情報（Ｓ４０３にて記憶したもの）、被写体距離情報（Ｓ４０５にて記憶したもの）を読み出す。コントローラ１３０は、ＲＯＭに格納された像面シフト量テーブル（図９）を参照して、焦点距離情報、絞り値情報、被写体距離情報に基づき、像面シフト量を決定する（Ｓ４０６）。

図９は、像面シフト量テーブルを示している。ここで像面シフト量テーブル（図９）とは、焦点距離情報、被写体距離情報、絞り値情報に対応する、フォーカスレンズ１１１の像面シフト量が光学的に演算されたテーブルである。像面シフト量とは、フォーカスレンズ１１１のベストピント位置における焦点深度情報に基づく値であり、ボケ優先撮影を行うためにフォーカスレンズ１１１をベストピント位置からシフトすべき距離量である。像面シフト量は、モータステップ数換算でテーブルに格納されている。すなわち、コントローラ１３０は、像面シフト量テーブルを参照することにより、ボケ優先撮影を行うためにフォーカスレンズ１１１を駆動すべきステップ数を把握することができる。なお、焦点深度とは、画像として一般的にボケを感じない像面シフト範囲の度合であり、ＣＣＤイメージセンサ１２０の像面から許容可能であるピント位置の移動量を示す。一般的にボケを許容できる範囲（面積）を許容錯乱円径（δ）により表すとすると、焦点深度は、絞り値（Ｆ値）×許容錯乱円径（δ）×２（前後方向）で表される。許容錯乱円径の大きさは、本来画像の出力サイズに影響されるが、例えば単版ＣＣＤ等に代表されるベイヤー配列構成では２画素毎に各色のカラーフィルタが形成されていることから、許容錯乱円径を２画素分のサイズとしておくと画像出力サイズに影響なくボケを感じないため望ましい。焦点深度は、図１０に示すように、ＣＣＤイメージセンサ１２０の像面を中心として前後に範囲を有する。一般に、フォーカスレンズ１１１によって形成される像面は、像面湾曲収差によりお椀形に曲がっている。そのため、ボケ優先撮影が可能なシフト方向と、画像の中心から周辺にかけて合焦状態が良好になるようなシフト方向とが存在する。上記の像面シフト量は、ボケ優先撮影を行うためのシフト量であるため、焦点深度の半分の値であるＦδとなる。ボケ優先撮影を行うためのフォーカスレンズ１１１のシフト方向については後述する。

コントローラ１３０は、像面シフト量（Ｓ４０６により決定したもの）に基づき、フォーカスモータ１１５を駆動させ、フォーカスレンズ１１１を移動させる（Ｓ４０７）。すなわち、ＡＦ動作において、コントラスト値が最大となるフォーカスレンズ位置（ベストピント位置）を判定した後、フォーカスレンズ１１１をベストピント位置に移動させるとき、ベストピント位置に像面シフト量を加算した移動量に基づき、フォーカスレンズ１１１を像面シフト位置まで一気に移動させる。なお、フォーカスレンズ１１１を一旦ベストピント位置に移動させてから、像面シフト量に従ってシフトさせてもよいが、この場合はタイムラグが発生するため望ましくない。

フォーカスレンズ１１１を像面シフト量に従ってシフトさせる方向について図１０を用いて説明する。図１０は、フォーカスレンズ１１１の像面湾曲率が負である場合の、像面シフトを説明するためのイメージ図である。フォーカスレンズ１１１の像面湾曲率が負である場合、ベストピント位置１００１から像面シフト量だけＣＣＤ像面１０００の手前方向にシフトした位置（シフトピント位置１００２）にフォーカスレンズ１１１の結像面が来るように、フォーカスレンズ１１１を駆動する。フォーカスレンズ１１１の結像面がベストピント位置１００１にあるとき、結像面におけるｂ―ｃ−ｄの範囲はＣＣＤ像面の焦点深度内にあるためボケ影響が知覚されないが、ａ―ｂおよびｄ−ｅの範囲はＣＣＤ像面の焦点深度外にあるため、周辺部に行くにつれてボケ影響が知覚されてくる。一方、フォーカスレンズ１１１の結像面がシフトピント位置１００２にあるとき、結像面の中心であるｇは、ＣＣＤ像面の焦点深度内にあるためボケ影響が知覚されないが、ｆ−ｇおよびｇ−ｈの範囲は、ＣＣＤ像面の焦点深度外にあるため、周辺部に行くにつれてボケ影響が知覚されてくる。すなわち、周辺部に行くにつれてボケが広がる方向になる。従って、像面湾曲率が負である場合、図１０に示すようにフォーカスレンズ１１１をレンズ位置Ａからレンズ位置Ｂにシフトさせることで、ボケ味を表現した画像撮影が可能となる。

以上の動作を実行した後、デジタルカメラ１００は、像面シフト動作を終える。

デジタルカメラ１００は、像面シフト動作を終えると、続いて周辺解像補正動作を実行する。図５は周辺解像補正（図３におけるＳ３０２）の詳細なフローチャートである。コントローラ１３０は、上述の像面シフト動作を終えると、レリーズ釦１７０の全押し操作がなされたか否かを監視する（Ｓ５００）。レリーズ釦１７０が全押し操作されたと判定したとき（Ｓ５００におけるＹｅｓ）、コントローラ１３０は以下に説明する動作を実行する。

まず、コントローラ１３０は、露光動作を実行する（Ｓ５０１）。このとき、コントローラ１３０は、ステップＳ４０２において決定した絞り値、シャッタ速度に基づいて、絞りモータ１１７を駆動し絞り１１３を所定の絞りに変更し、シャッタモータ１１８を駆動しシャッタ１１４を閉じる。ＣＣＤイメージセンサ１２０が露光により生成した画像データは、ＡＦＥ１２１に出力される。画像データは、ＡＦＥ１２１にて各種処理が施された後、画像処理部１２２に取り込まれる。

続いて、コントローラ１３０は、画像処理部１２２に取り込まれた画像データに周辺解像補正処理を施すために、補正ゲインを算出する（Ｓ５０２）。コントローラ１３０は、バッファメモリ１２４に記憶された焦点距離情報（Ｓ４００にて記憶したもの）、絞り値情報（Ｓ４０３にて記憶したもの）、被写体距離情報（Ｓ４０５にて記憶したもの）を読み出す。コントローラ１３０は、ＲＯＭに格納された補正ゲインテーブル（図１１）を参照して、焦点距離情報、絞り値情報、被写体距離情報に基づき、各画像の画角（０．０ＦＡ−１．０ＦＡ）における周辺解像補正ゲインを決定する（Ｓ５０２）。周辺解像補正ゲインは、ターゲットとする解像度の画像データを得るために、レンズＭＴＦデータに乗じるゲインである。図１２は、周辺解像度の補正ゲインカーブのイメージである。図１３は、レンズＭＴＦデータのイメージ図である。図１４は、出力解像度データのイメージ図である。図１２から図１４において、横軸は画角（ＦＡ：Field Angle）を表している。すなわち、画角が低い値のときは、画像の中心部付近を表しており、画角が高い値のときは、画像の周辺部付近を表している。

レンズＭＴＦデータは、フォーカスレンズ１１１やズームレンズ１１２などを含む光学系１１０の構成により一義的に求まる光学性能情報である。ＣＣＤイメージセンサ１２０が出力する画像データには高域から低域にかけて周波数成分を有する。例えば、ある高域の周波数成分と、低域の周波数成分を取り出して考えたとき、各周波数成分において、レンズＭＴＦデータを有する。一方、ターゲットとする解像度の画像データは、高域の周波数成分に基づくデータと、低域の周波数成分に基づくデータとで、それぞれの減衰曲線の傾向が類似することが望ましい。これにより、低域から高域にかけてボケ味が滑らかに表現された画像データを得ることができる。

補正ゲインテーブルは、図１１に示すように、離散的な画角における補正ゲインを有している。そのため、コントローラ１３０は、周辺解像度補正処理を実行する際、補正ゲインテーブルにより得られる各画角における値を線形的に補間した補正ゲインカーブを使用する。図１２は、周辺解像度の補正ゲインカーブのイメージである。ターゲットとする解像度の画像データにおいて、高域の周波数成分に基づくデータは、元のレンズＭＴＦ情報に対して画像の中心部の値が上がるようにゲイン計算され、画像の周辺部の値が下がるようにゲイン計算される。低域の周波数成分に基づくデータは、元のレンズＭＴＦ情報に対して画像の中心部から周辺部にかけて値が一様に下がるようにゲイン計算される。これにより、入力画像データに対して、画像の中心部のコントラスト値を電子的に高め、画像の周辺部のコントラストを電子的に弱めることができる。従って、中心付近はピント状態が良好で、周辺部に行くに従ってボケ味を増した画像データを得ることができる。

その後、画像処理部１２２は、周辺解像度の補正ゲイン量（Ｓ５０２にて決定したもの）に基づき、入力画像データに対して画像処理を施す（Ｓ５０３）。画像データは、画像処理部１２２にて各種処理が施された後、メモリカード１４０に記録される（Ｓ５０４）。以上の動作を実行した後、デジタルカメラ１００は、周辺解像補正動作を終える。

以上のように、実施の形態１のデジタルカメラ１００は、光軸方向に進退することにより被写体像のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズ１１１と、被写体像を撮像して画像を生成するＣＣＤイメージセンサ１２０と、被写体像からフォーカス状態に関する情報を取得するコントローラ１３０と、コントローラ１３０が取得したフォーカス状態に関する情報に基づいて、フォーカスレンズ１１１の結像面がＣＣＤイメージセンサ１２０に合うフォーカスレンズ１１１の位置を検出するコントローラ１３０と、フォーカスレンズ１１１の結像面が、コントローラ１３０が検出した位置にフォーカスレンズ１１１があるときの焦点深度内から離れる方向に、フォーカスレンズ１１１を焦点深度内で設定される所定量移動させるコントローラ１３０とフォーカスモータ１１５とからなる構成とを備える。これにより、デジタルカメラ１００は、ボケ味を表現した画像撮影ができる撮像装置を提供することができる。

〔２．他の実施の形態〕
本発明は、上記実施の形態１に限定されず、種々の実施形態が考えられる。以下、本発明の他の実施の形態についてまとめて記載する。

上記実施の形態１において、ＣＣＤイメージセンサ１２０を、撮像部の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサや、ＮＭＯＳイメージセンサなど他の撮像素子であっても本発明に適用可能である。また上記実施の形態において、色分離のためのフィルタ構成を、ＲＧＢの原色フィルタとしたが、ＣＭＹ等の補色フィルタでも良い。

また、上記実施の形態１において、ベイヤー配列で説明したため、許容錯乱円径を２画素分としたが本発明はこれに限定されない。例えば、３ＭＯＳセンサを撮像部として適用した場合、許容錯乱円径を画素１個分にしてもよい。また、許容錯乱円径は、プリントアウトする際の用紙サイズなど、目標の画像出力サイズに応じて任意に設定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態１において、コントラストＡＦ方式のＡＦ動作を実行するようにしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、位相差ＡＦ方式や他のＡＦ方式であっても、合焦位置が検出できるものであればいずれを採用してもよい。

また、上記実施の形態１において、像面シフト量をＦδとしたが本発明はこれに限定されない。像面シフト量としたＦδは、画像へのボケ影響が許容できる限界基準値である。そのため、像面シフト量は、Ｆδ以下の値でもボケが表現できる値を適宜採用すればよい。

また、上記実施の形態１において、像面湾曲率が負である場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１５に示すように像面湾曲率が正である場合であっても本発明は適用可能である。但し、像面湾曲率が正である場合は、像面湾曲率が負である場合とは逆で、ベストピント位置１００１から像面シフト量だけＣＣＤ像面１０００の奥方向にシフトした位置（シフトピント位置１００２）にフォーカスレンズ１１１の結像面が来るように、フォーカスレンズ１１１を駆動する。フォーカスレンズ１１１の結像面がベストピント位置１００１にあるとき、結像面におけるｂ―ｃ−ｄの範囲はＣＣＤ像面の焦点深度内にあるためボケ影響が知覚されないが、ａ―ｂおよびｄ−ｅの範囲はＣＣＤ像面の焦点深度外にあるため、周辺部に行くにつれてボケ影響が知覚されてくる。一方、フォーカスレンズ１１１の結像面がシフトピント位置１００２にあるとき、結像面の中心であるｇは、ＣＣＤ像面の焦点深度内にあるためボケ影響が知覚されないが、ｆ−ｇおよびｇ−ｈの範囲は、ＣＣＤ像面の焦点深度外にあるため、周辺部に行くにつれてボケ影響が知覚されてくる。すなわち、周辺部に行くにつれてボケが広がる方向になる。従って、像面湾曲率が正である場合は、図１５に示すようにフォーカスレンズ１１１をレンズ位置Ａからレンズ位置Ｂにシフトさせることで、ボケ味を表現した画像撮影が可能となる。

上記実施の形態１において、図１２に示すように、補正ゲインカーブが画角が大きくなるに従って一様に下がっていうように算出したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、画角が大きくなる途中まで略一定の補正ゲインを保持し、画角の値が画像のごく周辺部における値に達したときに補正ゲインを下げるように算出するようにしてもよい。例えば、被写体に人物が含まれるような場合、中心から一様に補正ゲインを下げてしまうと、顔の周辺部のボケが不必要に強調されてしまうことがあるが、このように補正ゲインを算出することで、人物と背景のコントラストを付けやすくすることができる。

以上のように、本発明によれば、ボケ味を表現した画像撮影ができる撮像装置を提供することができる。

本発明はデジタルカメラ１００への実施に限定されない。すなわち、ムービーカメラや携帯電話など、被写体のフォーカス状態を調節可能な撮像装置に本発明は適用可能である。

１００ デジタルカメラ
１１１ フォーカスレンズ
１１２ ズームレンズ
１１３ 絞り
１１４ シャッタ
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
１２１ ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶ディスプレイ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
１７０ レリーズ釦
１７１ ズームレバー
１７２ 電源釦
１７３ 選択釦
１７４ 決定釦
１７５ ディスプレイ釦
１７６ モードダイアル

Claims (5)

1. 光軸方向に進退することにより被写体像のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、
   前記被写体像を撮像して画像を生成する撮像部と、
   前記被写体像からフォーカス状態に関する情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得したフォーカス状態に関する情報に基づいて、前記フォーカスレンズの結像面が前記撮像部に合うフォーカスレンズの位置を検出するオートフォーカス制御部と、
   前記フォーカスレンズの結像面が、前記オートフォーカス制御部が検出した位置に前記フォーカスレンズがあるときの焦点深度内から離れる方向に、前記フォーカスレンズを所定量移動させるフォーカス調節部と、
   を備える撮像装置。
2. 前記所定量は、前記焦点深度内で設定される、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記フォーカスレンズを含む光学系の状態に基づいて、前記撮像部が生成する画像の解像度を、前記画像の中心部から周辺部にかけて補正する補正係数を取得する第二の取得部と、
   前記第二の取得部が算出した補正係数に基づいて、前記撮像部が生成した画像を補正する画像処理部と、を更に備えた、
   請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記フォーカスレンズを含む光学系の状態は、焦点距離、被写体距離、絞り値に関する情報である、
   請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 光軸方向に進退することにより被写体像のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、
   前記被写体像を撮像して画像を生成する撮像部と、
   前記被写体像からフォーカス状態に関する情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得したフォーカス状態に関する情報に基づいて、前記撮像部に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御部と、
   前記フォーカスレンズを含む光学系の像面湾曲率が負のときは、前記フォーカスレンズを前記合焦位置よりも前記撮像部に対して離れた位置に制御し、前記フォーカスレンズを含む光学系の像面湾曲率が正のときは、前記フォーカスレンズを前記合焦位置よりも前記撮像部に対して近づいた位置に制御する制御部と、
   を備える撮像装置。

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