JP2014155042A - Image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
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。 In some cases, a moderate blur is required for a captured image acquired by the imaging apparatus. Generally, the amount of blur (degree of blur) in the background can be increased by reducing the aperture value (F value). However, particularly in a compact camera, a lens having a large open F value is often used, and there is a tendency that moderate blurring is difficult to occur. Considering this, it is possible to try to obtain a necessary amount of blur using optical zoom. If the focal length changes due to the optical zoom, the depth of field in shooting changes, and as a result, the amount of background blur can be changed.
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)。
In addition, in an imaging apparatus that generates an output image through blurring processing, a technique for adjusting the blurring amount in accordance with the electronic zoom magnification has been proposed (see
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。 In order to obtain the blur amount desired by the photographer, a blur amount adjustment function is required. The photographer usually adjusts the amount of blur after deciding the shooting composition. However, whenever the amount of blur depends on the change of the focal length (change of the optical zoom magnification), the amount of blur is changed. The shooting angle of view changes, and as a result, the angle of view of the acquired image changes. If the shooting angle of view changes with the change in the focal length for changing the blur amount, the photographer moves to take a picture with a desired composition (away from the shooting target or close to the shooting target). An editing process for cutting out an image having a desired composition from an acquired image after shooting is necessary. Such a need is a great burden on the photographer or editor.
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an imaging apparatus that can suppress fluctuations in the angle of view of an acquired image accompanying zoom lens movement.
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。 An imaging apparatus according to the present invention includes an optical system including a zoom lens for adjusting a focal length, and an imaging element that generates an image signal of an input image according to light incident through the optical system, An imaging unit that shoots an imaging target, an output image generation unit that generates an image in a clipping region set in the input image as an output image, and a variation in the angle of view of the input image that accompanies movement of the zoom lens On the other hand, a cutout area setting unit that sets the cutout area so as to suppress a change in the angle of view of the output image is provided.
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。 If the focal length changes due to the movement of the zoom lens, the depth of field changes and the amount of background blur changes. However, it is not preferable for the photographer (user) that the angle of view of the acquired image changes every time the amount of blur is changed. According to the above configuration, even when the angle of view changes in the input image due to the movement of the zoom lens, the clipping region is set so as to cancel the angle of view variation, and an output image in which the angle of view is suppressed is obtained. It is done. That is, it is possible to obtain a change in the amount of blur due to movement of the zoom lens in a state where the change in the angle of view of the acquired image (output image) is suppressed.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the imaging device which can suppress the view angle fluctuation | variation of the acquired image accompanying zoom lens movement.
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。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In each of the drawings to be referred to, the same part is denoted by the same reference numeral, and redundant description regarding the same part is omitted in principle. In this specification, for simplification of description, a symbol or reference that refers to information, signal, physical quantity, state quantity, member, or the like is written to indicate information, signal, physical quantity, state quantity or Names of members and the like may be omitted or abbreviated.
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。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a digital camera (imaging apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera (hereinafter may be abbreviated as “camera”) 1 includes respective parts referred to by
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。
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the
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。
The
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。
The subjects that fall within the shooting area of the
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。
The
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。
The
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。
Since the original image is an image formed in the effective pixel area of the
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。
When the original image is captured, the position of the
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。
The depth of field varies depending on the focal length f and the like, and the focal length f changes in response to a change in the position of the
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。
FIG. 6 shows the relationship between the position of the
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。
The
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。
The input content of the instruction V BLUR is transmitted to the view
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。
A more specific description will be given with reference to FIG. Consider a case where
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。
When the angle of view of the original image (shooting angle of view) decreases with the movement of the
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。
The photographer can adjust the amount of blur by changing the focal length f via the input of the instruction V BLUR , and can mix desired blur in the acquired image (target output image). At this time, it is not preferable for the photographer that the angle of view of the acquired image fluctuates every time the amount of blur is changed. The
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。
More detailed operation examples, configuration examples, application techniques, and the like of the above-described
<<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。
<< First Example >>
A first embodiment will be described. With reference to FIG. 8, the operation procedure until one target output image is recorded on the
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。
After starting the through display process, in step S12, an output field angle is set as the field angle of the target output image. Thereafter, when the
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。
In step S <b> 15, the
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。
The setting of the output angle of view in step S12 is executed by an output angle of view setting unit 71 (see FIG. 9) provided in the
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。
When the blur priority mode is selected as the background blur mode, the output field
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。
In the present embodiment, when the
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。
Alternatively, for example, when the blur priority mode is selected as the background blur mode, in step S12, the setting
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)。
When the angle of view priority mode is selected as the background blur mode, the output angle of
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。
In order to generate a target output image having the same angle of view as the output angle of view and display it on the
<<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。
<< Second Example >>
A second embodiment will be described. The amount of blur can be increased by adjusting the position of the
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)。
The
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。
Here, for concrete explanation, when the position of the
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。
When a predetermined far blur instruction is input to the
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。
Although the method using the AF evaluation value has been described, the
<<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。
<< Third Example >>
A third embodiment will be described. The output signal of the
<<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。
<< 4th Example >>
A fourth embodiment will be described. The super-resolution processing unit 81 and the main subject / background
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。 Therefore, when performing the super-resolution processing on the target output image, the super-resolution processing unit 81 may make the super-resolution processing strength for the background region weaker than the super-resolution processing strength for the main subject region. As a result, the background blur is avoided from being reduced more than necessary while increasing the resolution of the main subject.
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。
The setting
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。 If the intensity of the super-resolution process for the background area is weaker than the intensity of the super-resolution process for the main subject area, apply the super-resolution process only to the main subject area and do not apply the super-resolution process to the background area. Is also included. When conditions other than the super-resolution processing intensity are constant, the maximum spatial frequency that can be expressed in the attention area is improved if the super-resolution processing intensity for the attention area is increased. The intensity of the super-resolution process can be changed by changing the parameters that define the content of the super-resolution process, and a method known as a super-resolution process method and a method of changing the intensity of the super-resolution process (for example, The method described in JP2011-91618A or JP2010-278898A) can be used.
<<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。
<< 5th Example >>
A fifth embodiment will be described. As described with reference to FIG. 8, after the output angle of view is set, the target output image having the output angle of view is displayed in the through display process. Difficult to grasp (shooting angle of view). In consideration of this, in the through display process, not only the target output image but also an original image having a shooting angle of view may be displayed. A display control unit (not shown) for controlling the display content on the
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。
The
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。
The
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。
The
<<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。
<< Sixth Example >>
A sixth embodiment will be described. Since the
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。
Considering this, as shown in FIG. 15, it is preferable to set the first to m-th update positions that are points for updating the display image within the movable range of the
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。
During the through display process, the
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。
The skilled photographer often recognizes how much the blur is changed by changing the F value. Therefore, the setting
<<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。
<< Seventh Embodiment >>
A seventh embodiment will be described. FIG. 16 is a functional block diagram of the
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。
The output angle-of-
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。
The depth-of-
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。
In each of the above explanations, it is assumed that the aperture of the
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。
The output field
<<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。
<< Deformation, etc. >>
The embodiment of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims. The above embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention, and the meaning of the term of the present invention or each constituent element is not limited to that described in the above embodiment. The specific numerical values shown in the above description are merely examples, and as a matter of course, they can be changed to various numerical values.
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。
The target device that is the
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
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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。 An optical system that includes a zoom lens for adjusting the focal length, and an imaging unit that captures an image of an imaging target, including an imaging element that generates an image signal of an input image corresponding to light incident through the optical system When,
An output image generation unit that generates an image in a cutout region set in the input image as an output image;
A clip region setting unit configured to set the clip region so that the angle of view variation of the output image is suppressed with respect to the angle of view variation of the input image due to the movement of the zoom lens. Imaging device.
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。 An instruction receiving unit that receives an input of a predetermined instruction;
An optical zoom control unit that changes a depth of field in shooting by the imaging unit by moving the zoom lens in response to an input of the predetermined instruction;
A display unit for displaying the output image,
The cutout region setting unit adjusts the size of the cutout region in conjunction with the movement of the zoom lens so that the angle of view variation of the output image is suppressed with respect to the movement of the zoom lens. The imaging apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The cutout area setting unit increases the ratio of the cutout area that occupies the input image when the angle of view of the input image decreases with the movement of the zoom lens, and the movement of the zoom lens moves the The imaging apparatus according to claim 1, wherein the ratio is decreased when the angle of view of the input image is decreased.
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。 An output angle setting unit for setting an angle of view of the output image;
The output angle-of-view setting unit sets the angle of view of the input image obtained when the focal length is maximized, or sets the angle of view of the output image according to the input angle-of-view setting instruction. 4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein an angle of view is set.
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。 The optical system further includes a focus lens for focusing,
The imaging apparatus further includes a focus control unit that controls the position of the focus lens,
The focus control unit is configured to control the focus lens so that the subject to be photographed is within the depth of field in photographing by the imaging unit and is located on the infinity side or the near side from the center of the depth of field. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the position is controlled.
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。 A super-resolution processor that performs super-resolution processing to improve the resolution of the output image;
An area setting unit that sets a first area in which the image signal to be captured exists in the entire image area of the output image and a second area other than the first area;
6. The super-resolution processing unit makes the intensity of the super-resolution processing for the second region weaker than the strength of the super-resolution processing for the first region. The imaging device described in 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a display unit that displays the input image and the output image simultaneously, or displays the input image and the output image in a time-sharing manner.
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。 A display unit for displaying the output image;
An update position setting unit that sets a plurality of update positions within a movable range of the zoom lens; and
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the display unit updates a display image when the position of the zoom lens reaches each update position in the process of moving the zoom lens.
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