JP2018007016A - 撮像装置、撮像方法、およびプログラム - Google Patents

撮像装置、撮像方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】深度合成を行う場合に、深度拡大効果の確認を高速かつ容易に行うようにした撮像装置、撮像方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】合焦位置を移動する焦点位置変更部3と、被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部1と、取得した画像データからピーキング信号を生成するピーキング信号生成部5と、複数のピーキング信号を合成し、合成ピーキング信号を生成するピーキング信号合成部7と、合成ピーキング信号を画像データに重畳して表示用画像データを生成する表示用画像生成部9と、合焦位置を異なる焦点位置に移動させて撮像部により画像データを取得させ、この画像データに対してピーキング信号を生成させ、第1のピーキング信号と第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成させ、合成ピーキング信号を第2の画像データに重畳して生成させる指示を行う制御部15を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、フォーカス位置を変更しながら、複数の画像データを取得し、この複数の画像データを合成する撮像装置、撮像方法、およびプログラムに関する。
全焦点位置においてピントの合った写真を撮影することは困難である。そこで、撮影によって画像データを取得した後に、焦点位置を移動させて再度撮影を行って画像データを取得し、これを繰り返すことにより、複数の画像データを取得することができる。そして、この複数の画像データを合成することにより、広範囲の被写体距離についてピントの合った画像データを提供することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、この合成処理を、深度合成処理と称する。
また、撮影画像中でピントの合っている部分を表示するためのピーキング処理が知られている(例えば、特許文献2参照)。このピーキング処理は、画像信号に対し、高周波成分の信号を低周波成分の信号に対して強調し、画像のコントラストの高い部分を見やすくする処理である。
特開2001−298755号公報 特開2001−136429号公報
深度合成処理によって生成される合成画像についても、ピーキング処理を施すことにより、画像のコントラストの高い部分、すなわちピントの合っている部分を簡単に確認することができる。特に、ライブビュー表示の際には、ピーキング処理が施された深度合成画像を確認することにより、合焦範囲を容易に確認することができる。しかし、深度合成処理は、複数の画像データを取得後に行われ、しかも複雑な画像処理を必要とすることから、深度合成用に撮影を開始してから実際にピーキング処理が施された画像が生成されるまでに相当の時間が掛かってしまう。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、深度合成を行う場合に、深度拡大効果の確認を高速かつ容易に行うようにした撮像装置、撮像方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため第1の発明に係る撮像装置は、合焦位置を移動する焦点位置変更部と、被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部と、上記取得した画像データからピーキング信号を生成するピーキング信号生成部と、複数の上記ピーキング信号を合成し、合成ピーキング信号を生成するピーキング信号合成部と、上記合成ピーキング信号を画像データに重畳して表示用画像データを生成する表示用画像生成部と、上記焦点位置変更部により上記合焦位置を異なる焦点位置に移動させて上記撮像部により第1の画像データ、第2の画像データを取得させ、上記第1の画像データ、第2の画像データに対して上記ピーキング信号生成部により第1のピーキング信号、第2のピーキング信号を生成させ、上記ピーキング信号合成部により、上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成させ、上記表示用画像生成部により上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳して生成させる指示を行う制御部と、を有する。
第2の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明において、さらに上記表示用画像を表示する表示部と、を有し、上記制御部は、上記表示用画像生成部により生成した表示用画像を上記表示部に表示させる指示を行う。
第3の発明に係る撮像装置は、上記第2の発明において、上記制御部は、上記焦点位置変更部により第1の焦点位置に合焦位置を移動し、上記撮像部により第1の画像を取得し、上記ピ−キング信号生成部により第1のピーキング信号を生成し、上記焦点位置変更部により上記第1の焦点位置とは異なる第2の焦点位置に合焦位置を移動し、上記撮像部により第2の画像を取得し、上記ピ−キング信号生成部により第2のピーキング信号を生成し、上記ピーキング信号合成部により上記第1のピーキング信号と、上記第2のピーキング信号を合成して合成ピーキング信号を生成し、上記表示用画像生成部にて上記合成ピーキング信号と、上記第2の画像に重畳して生成した表示用画像を上記表示部に表示させる指示を繰り返し行うようにする。
第4の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、さらに上記ピーキング信号を記憶するピーキング信号記憶部と、を有し、上記ピーキング信号記憶部は、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値の全ての値が、予め設定された閾値未満の場合には、上記ピーキング信号を記憶し、一方、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値のうち、少なくとも1つの値が予め設定された閾値以上に変動した場合にはピーキング信号を記録しない。
第5の発明に係る撮像装置は、上記第3または第4の発明において、上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合と静止画撮影の場合とで焦点位置移動の制御を変更する。
第6の発明に係る撮像装置は、上記第5の発明において、上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合に合焦位置を移動する範囲の中心の焦点位置から遠い無限遠側または至近側いずれかの焦点位置の画像から取得するように制御する。
第7の発明に係る撮像装置は、上記第5の発明において、上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合は、静止画記憶の場合に対して、焦点位置の間隔を広くする。
第8の発明に係る撮像装置は、上記第7の発明において、さらに、ピーキング信号の強度を変更するピーキング強度変更部と、を有し、上記複数の焦点位置の間隔に応じてピーキング信号の強度を変更する。
第9の発明に係る撮像装置は、上記第8の発明において、上記ピーキング強度変更部は、上記複数の焦点位置の間隔が広いほどピーキング信号の強度を強くする。
第10の発明に係る撮像装置は、上記第2の発明において、さらに、撮影者がカメラ動作を指示するために表示指示部材の操作状態を検知する操作部と、を有し、上記操作部が上記操作状態を検知した場合に上記合成ピーキング信号を重畳した画像を上記表示部にライブビュー表示する。
第11の発明に係る撮像装置は、上記第10の発明において、上記操作部が上記操作状態の解除を検知した場合には、ピーキング信号を重畳しない画像をライブビュー画像として表示する。
第12の発明に係る撮像方法は、被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部を有する撮像装置における撮像方法において、合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第1の画像データを取得し、上記合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第2の画像データを取得し、上記第1の画像データを用いて、第1のピーキング信号を生成し、上記第2の画像データを用いて第2のピーキング信号を生成し、上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成し、上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳させる。
第13の発明に係るプログラムは、被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部を有する撮像装置のコンピュータを実行させるプログラム、合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第1の画像データを取得し、上記合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第2の画像データを取得し、上記第1の画像データを用いて、第1のピーキング信号を生成し、上記第2の画像データを用いて第2のピーキング信号を生成し、上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成し、上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳させる、ことを上記コンピュータに実行させる。
本発明によれば、深度合成を行う場合に、深度拡大効果の確認を高速かつ容易に行うようにした撮像装置、撮像方法、およびプログラムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラのより詳細な電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラの深度合成の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカメラの深度合成の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカメラのLV表示画像生成の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカメラのピーキング信号記憶の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、焦点位置の移動の順番を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、焦点位置分割数とピーキング強度の関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、ピーキング処理を施した画像の生成過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラの深度合成の変形例の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態としてデジタルカメラに適用した例について説明する。このカメラは、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタチャンスを決定する。レリーズ操作時には、画像データが記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
また、ライブビュー表示中に深度合成モードが設定されている場合には、撮影レンズのフォーカス位置を順次移動させ、深度合成用に画像データを取得する毎に、ピーキング処理を施し、ライブビュー画像にピーキング処理を施した画像を重畳して表示する(図4のS35、図5のS63〜S77、図9参照)。
図1は、本発明の一実施形態に係るカメラの概略を示す主として電気的構成を示すブロック図である。撮像部1は、撮影レンズと撮像素子を有し、被写体像を光電変換し画像データを出力する。この撮像部1は、被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部として機能する。
焦点位置変更部3は、撮影レンズ中のフォーカスレンズ(合焦用レンズ)の焦点位置を移動させる。この焦点位置変更部3は、合焦用レンズの焦点位置を移動する焦点位置変更部として機能する。この焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合と静止画撮影の場合とで焦点位置移動の制御を変更する(例えば、図7参照)。また、焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合に合焦用レンズの焦点位置を移動する範囲の中心の焦点位置から遠い無限遠側または至近側いずれかの焦点位置の画像から取得するように制御する(例えば、図7のLV1、LV2参照)。また、焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合は、静止画記憶の場合に対して、焦点位置の間隔を広くする。固定焦点位置の撮像装置、例えば、デジタル顕微鏡のようにピント位置を変化させる合焦用レンズを備えない場合には、被写体を固定しているステージを上下させることで撮影レンズと被写体との距離を調節し、合焦位置を移動させるようにする。
ピーキング信号生成部5は、撮像部1によって取得した画像データに対してピーキング処理を施し、ピーキング信号を生成する。焦点位置変更部3によってフォーカスレンズが移動する毎に画像データを取得し、この画像データが取得されると、ピーキング信号生成部5はピーキング処理を行う。従って、それぞれの焦点位置に対応するピーキング信号が生成される。ピーキング信号は、画像データの高周波成分(エッジ)を検出し、増幅することによって生成する。ピーキング信号生成部5は、取得した画像データからピーキング信号を生成するピーキング信号生成部として機能する。
ピーキング信号合成部7は、ピーキング信号生成部5によって生成されたピーキング信号の合成を行う。上述したように、それぞれの焦点位置に対応するピーキング信号が生成されるので、この複数のピーキング信号を合成する。合成されたピーキング信号は、各焦点位置におけるエッジを加算したものであり、各焦点位置においてピントの合っている部分に対応する。ピーキング信号合成部7は、複数の上記ピーキング信号を合成し、合成ピーキング信号を生成するピーキング信号合成部として機能する。
表示用画像生成部9は、撮像部1によって取得された画像データに、ピーキング信号合成部7で合成された合成ピーキング信号を重畳した画像を生成する。すなわち、表示用画像生成部9は、複数の焦点位置におけるピーキング信号に基づく合成ピーキング信号の画像を、最新のライブビュー画像に重畳する。この重畳画像は、深度合成によって生成される画像において、ピントのあっている部分を示す。表示画像生成部9は、合成ピーキング信号を画像データに重畳して表示用画像データを生成する表示用画像生成部として機能する。
表示部11は、液晶パネルや有機ELパネル等、カメラ本体の外装部に設けられた、ライブビュー画像等の画像を表示する。この表示部11は、表示用画像生成部9によって生成された合成ピーキング信号に基づく画像が重畳されたライブビュー画像の表示も行うことができる。なお、表示部11は、カメラ本体の外装部以外にも、電子ビューファインダ(EVF)のように、接眼部を通して観察するタイプであってもよい。表示部11は、表示用画像を表示する表示部として機能する。
制御部15は、CPU(Central Processing Unit)、その周辺回路、メモリ等を有する。制御部15は、上述の撮像部1、焦点位置変更部3、ピーキング信号生成部5、ピーキング信号合成部7、表示用画像生成部9、表示部11に接続されている。制御部15のCPUは、メモリに記憶されたプログラムに従って、各部を制御することにより、カメラの全体制御を行う。
また、制御部15は、焦点位置変更部により合焦レンズを異なる焦点位置に移動させて撮像部により第1の画像データ、第2の画像データを取得させ、第1の画像データ、第2の画像データに対してピーキング信号生成部により第1のピーキング信号、第2のピーキング信号を生成させ、ピーキング信号合成部により、第1のピーキング信号と第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成させ、表示用画像生成部により合成ピーキング信号を第2の画像に重畳して生成させる指示を行う制御部として機能する。この制御部は、表示用画像生成部により生成した表示用画像を表示部に表示させる指示を行う。
また、上述の制御部は、焦点位置変更部により第1の焦点位置に合焦用レンズを移動し(例えば図5のS65)、撮像部により第1の画像を取得し(例えば図5のS67)、ピ−キング信号生成部により第1のピーキング信号を生成し(例えば図5のS71)、焦点位置変更部により第1の焦点位置とは異なる第2の焦点位置に合焦用レンズを移動し(例えば、リターン後の図5のS65)、撮像部により第2の画像を取得し(例えば、リターン後の図5のS67)、ピ−キング信号生成部により第2のピーキング信号を生成し(例えば、リターン後のS71)、ピーキング信号合成部により第1のピーキング信号と、第2のピーキング信号を合成して合成ピーキング信号を生成し(例えば、リターン後の図5のS75)、表示用画像生成部にて合成ピーキング信号と、第2の画像に重畳して生成した表示用画像を表示部に表示させる指示を繰り返し行うようにする(例えば、図4のS35)。
次に、図2を用いて、本実施形態に係るカメラの電気的構成の詳細について説明する。このカメラは、カメラ本体100と、これに脱着できるような交換式レンズ200とから構成される。なお、本実施形態においては、撮影レンズは交換レンズ式としたが、これに限らず、カメラ本体に撮影レンズが固定されるタイプのデジタルカメラであっても勿論かまわない。
交換式レンズ200は、撮影レンズ201、絞り203、ドライバ205、マイクロコンピュータ207、フラッシュメモリ209から構成され、後述するカメラ本体100との間にインターフェース(以後、I/Fと称す)199を有する。
撮影レンズ201は、被写体像を形成するための複数の光学レンズ(ピント調節用のフォーカスレンズ(合焦用レンズ)を含む)から構成され、単焦点レンズまたはズームレンズである。この撮影レンズ201の光軸の後方には、絞り203が配置されており、絞り203は開口径が可変であり、撮影レンズ201を通過した被写体光束の光量を制御する。
また、撮影レンズ201はドライバ205によって光軸方向に移動できるようになっており、マイクロコンピュータ207からの制御信号に基づいて、撮影レンズ201内のフォーカスレンズを移動させることによりフォーカス位置が制御され、ズームレンズの場合には、焦点距離も制御される。また、ドライバ205は、絞り203の開口径の制御も行う。撮影レンズ201、ドライバ205、および焦点位置制御部129は、図1における焦点位置変更部3に相当する。
ドライバ205に接続されたマイクロコンピュータ207は、I/F199およびフラッシュメモリ209に接続されている。マイクロコンピュータ207は、フラッシュメモリ209に記憶されているプログラムに従って動作し、後述するカメラ本体100内のマイクロコンピュータ131と通信を行い、マイクロコンピュータ131からの制御信号に基づいて交換式レンズ200の制御を行う。
マイクロコンピュータ207は、フォーカスレンズのフォーカス位置をフォーカス位置検出部(不図示)から取得し、またズームレンズのズーム位置をズーム位置検出部(不図示)から取得する。この取得したフォーカス位置やズーム位置を、カメラ本体100内のマイクロコンピュータ131に送信する。
フラッシュメモリ209には、前述したプログラムの他、交換式レンズ200の光学的特性や調整値等の種々の情報が記憶されている。マイクロコンピュータ207は、これらの種々の情報をカメラ本体100内のマイクロコンピュータ131に送信する。I/F199は、交換式レンズ200内のマイクロコンピュータ207とカメラ本体100内のマイクロコンピュータ131の相互間の通信を行うためのインターフェースである。
カメラ本体100内であって、撮影レンズ201の光軸上には、メカシャッタ101が配置されている。このメカシャッタ101は、被写体光束の通過時間を制御し、公知のフォーカルプレーンシャッタ等が採用される。このメカシャッタ101の後方であって、撮影レンズ201によって被写体像が形成される位置には、撮像素子103が配置されている。
撮像素子103は、各画素を構成するフォトダイオードが二次元的にマトリックス状に配置されており、各フォトダイオードは受光量に応じた光電変換電流を発生し、この光電変換電流は各フォトダイオードに接続するキャパシタによって電荷蓄積される。各画素の前面には、ベイヤ―配列のRGBフィルタが配置されている。また、撮像素子103は電子シャッタを有している。電子シャッタは、撮像素子103の電荷蓄積から電荷読出までの時間を制御することにより露光時間の制御を行う。なお、撮像素子103はベイヤ配列に限定されず、例えばFoveon(登録商標)のような積層形式でも勿論かまわない。撮像素子103は、図1における撮像部に相当する。
撮像素子103はアナログ処理部105に接続されており、このアナログ処理部105は、アナログ処理回路を有し、撮像素子103から読み出した光電変換信号(アナログ画像信号)に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに適切な輝度になるようにゲインアップを行う。
アナログ処理部105はA/D変換部107に接続されており、このA/D変換部107は、A/D変換回路を有し、アナログ画像信号をアナログ―デジタル変換し、デジタル画像信号(以後、画像データという)をバス110に出力する。なお、本明細書においては、画像処理部121において画像処理される前の生の画像データをRAWデータと称する。
バス110は、カメラ本体100の内部で読み出され若しくは生成された各種データをカメラ本体100の内部に転送するための転送路である。バス110には、前述のA/D変換部107の他、AE(Auto Exposure)処理部111、AF(Auto Focus)処理部113、ピーキング信号生成部115、ピーキング信号合成部117、ピーキング信号記憶部118、ピーキング強度制御部119、画像処理部121、画像合成部123、画像圧縮部125、画像伸張部127、マイクロコンピュータ131、フラッシュメモリ135、SDRAM137、メモリインターフェース(以後、メモリI/Fという)139、表示ドライバ143が接続されている。
AE処理部111は、AE処理回路を有し、バス110を介して入力した画像データに基づいて被写体輝度を測定し、この被写体輝度情報を、バス110を介してマイクロコンピュータ131に出力する。被写体輝度の測定のために専用の測光センサを設けても良いが、本実施形態においては、画像データに基づいて被写体輝度を算出する。
AF処理部113は、AF処理回路を有し、画像データから高周波成分の信号を抽出し、積算処理により合焦評価値を取得し、バス110を介してマイクロコンピュータ131に出力する。本実施形態においては、いわゆるコントラスト法によって撮影レンズ201のピント合わせを行う。この実施形態では、コントラスト法によるAF制御を例にとって説明したが、被写体光束を分割し、その光路上に位相差センサを設け、または撮像素子上に位相差センサを設け、位相差AFによるAF制御によりピント合わせを行ってもよい。
ピーキング信号生成部115は、ピーキング信号発生回路を有し、撮影素子103からの画像データに基づいてピーキング信号を生成する。ピーキング信号生成部115は、画像データの高周波成分(エッジ)を検出し、増幅することでピーキング信号を生成する。ピーキング信号生成部115で生成されたピーキング信号は、ピーキング信号記憶部118に記憶される。ピーキング信号生成部115は、図1のピーキング信号生成部5に相当する。
ピーキング信号記憶部118は、電気的に書き換えできる揮発性メモリ、または電気的に書き換えできる不揮発性メモリを有し、後述するSDRAM137が、ピーキング信号記憶部118の機能を兼用するようにしてもよい。ピーキング信号記憶部118は、深度合成の1枚目の撮影の際には、ピーキング信号生成部115で生成したピーキング信号を記憶する。2枚目以降は、ピーキング信号合成部117で合成されたピーキング信号を記憶する(図5のS79参照)。
また、ピーキング信号記憶部118は、所定の条件を満たす場合にのみ、ピーキング信号生成部115によって生成されたピーキング信号、またはピーキング信号合成部117によって生成された合成後のピーキング信号を記憶し、一方、所定の条件を満たさない場合には、ピーキング信号を消去する。所定の条件については、図6に示すフローチャートを用いて後述する。
ピーキング信号記憶部118は、ピーキング信号を記憶するピーキング信号記憶部として機能する。ピーキング信号記憶部は、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値の全ての値が、予め設定された閾値未満の場合には、ピーキング信号を記憶し、一方、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値のうち、少なくとも1つの値が予め設定された閾値以上に変動した場合にはピーキング信号を記録しない(図5のS79、図6参照)
ピーキング信号合成部117は、ピーキング信号合成回路を有し、ピーキング信号記憶部118に記憶しているピーキング信号を読み出し、この読み出したピーキング信号とピーキング信号生成部115で生成したピーキング信号を合成する。したがって、撮像素子103から画像データが読み出され、ピーキング信号生成部115でピーキング信号が生成されるたびに、ピーキング信号は更新される。ピーキング信号合成部117は、いわゆる単純加算合成を行うので、合成を繰り返すたびに、各画像データにおけるエッジ部分が残るような合成画像データを生成する。ピーキング信号合成部117は、図1のピーキング信号合成部7に相当する。
ピーキング強度制御部119は、ピーキング強度制御回路を有し、検出したエッジの強調度を変更することによりピーキングの見え方を変える。エッジの強調度の変更は、ピーキング信号生成部115で生成される際に変更してもよく、またピーキング信号合成部117で合成される際に変更してもよい。また、エッジの強調度の表し方としては、エッジの太さ、エッジの透明度、エッジの色等を変更するようにしてもよく、また実線に限らず、破線、点線、一点鎖線、二点鎖線等の線種を変更するようにしてもよい。いずれにしても、ピーキングの強度が分かるようなエッジを表す線等の属性の変更であればよい。
ピーキング強度制御部119は、ピーキング信号の強度を変更するピーキング強度変更部として機能する。このピーキング強度制御部は、複数の焦点位置の間隔に応じてピーキング信号の強度を変更してもよい(例えば、図8参照)。ピーキング強度変更部は、複数の焦点位置の間隔が広いほどピーキング信号の強度を強くしてもよい(例えば、図8参照)。
画像処理部121は、画像処理回路を有し、撮像素子103からのRAWデータに対して、オプティカルブラック(OB)減算処理、ホワイトバランス(WB)補正、ベイヤデータの場合に行う同時化処理、色再現処理、ガンマ補正処理、カラーマトリックス演算、ノイズリダクション(NR)処理、エッジ強調処理等を行う。1枚撮影で、かつ深度合成等の特殊効果等が設定されていない場合には、この画像処理部121による処理のみで画像処理が完了する。
画像合成部123は、画像合成回路を有し、設定されている合成モード等応じて種々の画像合成を行う。画像合成部123は、焦点位置等、異なる状態で取得した複数の画像データを用い、画像データの合成を行う。本実施形態においては、被写界の深度を深くする深度合成等の合成モードが設定できる。深度合成モードが設定されている場合には、画像合成部123は、複数のフォーカス位置で撮影した複数の画像データに対し、位置合わせを行い、画像の先鋭度(コントラスト)の高い領域を抽出し、先鋭度が高い領域を合成することで、単写よりも深い被写界深度の画像データを生成する。
また、画像合成部123は、撮像素子103からのライブビュー画像の画像データに、ピーキング信号合成部117によって合成されたピーキング信号に基づく画像データを重畳した画像データを生成する。この画像データは、ライブビュー表示中に、表示ドライバ143を介して表示部145に表示される(例えば、図3のS15、図9参照)。画像合成部123は、図1の表示用画像生成部9に相当する。
画像圧縮部125は、画像圧縮回路を有し、画像データの記録媒体141への記録時に、SDRAM137から読み出した画像データを、静止画の場合にはJPEG圧縮方式等、また動画の場合にはMPEG等の各種圧縮方式に従って圧縮する。また、画像伸張部127は、画像圧縮回路を有し、画像再生表示用にJPEG画像データやMPEG画像データの伸張も行う。伸張にあたっては、記録媒体141に記録されているファイルを読み出し、画像伸張部おいて伸張処理を施した上で、伸張した画像データをSDRAM137に一時記憶する。なお、本実施形態においては、画像圧縮方式としては、JPEG圧縮方式やMPEG圧縮方式を採用するが、圧縮方式はこれに限らずTIFF、H.264等、他の圧縮方式でも勿論かまわない。また、圧縮方式は、可逆圧縮でも、非可逆圧縮でもよい。
焦点位置制御部129は、異なる焦点位置で撮影をするため次の撮影の焦点位置を決定する。決定された情報はレンズ側のマイクロコンピュータ207に送信し、レンズ201のドライバ205が焦点位置の変更を行う。なお、焦点位置制御部129は、マイクロコンピュータ131内のCPUによって、その機能を実現してもよい。
マイクロコンピュータ131は、CPU(Central Processing Unit)、その周辺回路、メモリ等を有する。マイクロコンピュータは、このカメラ全体の制御部としての機能を果たし、フラッシュメモリ135に記憶されているプログラムに従って、カメラの各種シーケンスを総括的に制御する。マイクロコンピュータ131には、前述のI/F199以外にも操作部133が接続されている。
操作部133は、電源釦、レリーズ釦、動画釦、再生釦、メニュー釦、十字キー、OK釦等、各種入力釦や各種入力キー等の操作部材を有し、これらの操作部材の操作状態を検知し、検知結果をマイクロコンピュータ131に出力する。マイクロコンピュータ131は、操作部133からの操作部材の検知結果に基づいて、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。電源釦は、当該デジタルカメラの電源のオン/オフを指示するための操作部材である。電源釦が押されると当該デジタルカメラの電源はオンとなり、再度、電源釦が押されると当該デジタルカメラの電源はオフとなる。
レリーズ釦は、半押しでオンになるファーストレリーズスイッチと、半押しから更に押し込み全押しとなるとオンになるセカンドレリーズスイッチからなる。マイクロコンピュータ131は、ファーストレリーズスイッチがオンとなると、AE動作やAF動作等の撮影準備シーケンスを実行する。また、セカンドレリーズスイッチがオンとなると、メカシャッタ101等を制御し、撮像素子103等から被写体画像に基づく画像データを取得し、この画像データを記録媒体131に記録する一連の撮影シーケンスを実行して撮影を行う。
動画釦は、動画撮影の開始と終了を指示するための操作釦であり、最初に動画釦を操作すると動画撮影を開始し、再度、操作すると動画撮影を終了する。再生釦は、再生モードの設定と解除するための操作釦であり、再生モードが設定されると、記録媒体141から撮影画像の画像データを読み出し、表示パネル145に撮影画像を再生表示する。
メニュー釦は、メニュー画面を表示パネル145に表示させるための操作釦である。メニュー画面上では、各種のカメラ設定を行うことができる。カメラ設定としては、例えば、深度合成等の合成モードがあり、合成モードとしては、これ以外にも、HDR合成、超解像合成等のモードを有してもよい。また、深度合成モード設定時に、ピーキング処理を行ってピントの合っている範囲の確認を行うための被写界深度調整モードも設定することができる。
操作部133は、撮影者がカメラ動作を指示するための表示指示部材の操作状態を検知する操作部として機能する。この操作部が操作状態を検知した場合に合成ピーキング信号を重畳した画像を表示部にライブビュー表示する(例えば、図3、図4参照)。操作部133には、動作の開始、終了を指示するパワースイッチや、ピント調節、適正露光量調節、画像処理の調節等を開始する、いわゆる撮影準備を指示する撮影準備スイッチや、撮影を指示する撮影指示スイッチが含まれる。カメラ特有の撮影準備を指示するスイッチや、撮影開始を指示するスイッチは2段階スイッチで構成されていることが多く、1段目(1st)で撮影準備指示スイッチがオンとなる半押し状態や2段目(2nd)で撮影開始指示スイッチがオンとなる全押し状態となるが、これらのスイッチを備えない他の撮像装置では、別々に指示するスイッチが設けられていることで代用ができるようになっている。操作部133の一部は表示部145の表示パネルに重畳されるタッチパネルも含む。また、操作部が操作状態の解除を検知した場合には、ピーキング信号を重畳しない画像をライブビュー画像として表示する(例えば、図3、図4参照)。
フラッシュメモリ135は、マイクロコンピュータ131の各種シーケンスを実行するためのプログラムを記憶している。マイクロコンピュータ131はこのプログラムに基づいてカメラ全体の制御を行う。
SDRAM137は、画像データ等の一時記憶用の電気的書き換えできる揮発性メモリである。このSDRAM137は、A/D変換部107から出力された画像データや、画像処理部121や画像合成部123等において処理された画像データを一時記憶する。
メモリI/F139は、記録媒体141に接続されており、画像データや画像データに添付されたヘッダ等のデータを、記録媒体141に書き込みおよび読出しの制御を行う。記録媒体141は、例えば、カメラ本体100に着脱自在なメモリカード等の記録媒体であるが、これに限らず、カメラ本体100に内蔵されたハードディスク等であっても良い。記録媒体141は、合成画像データを記録する画像記録部として機能する。
表示ドライバ143は、表示部145に接続されており、SDRAM137や記録媒体141から読み出され、画像伸張部127によって伸張された画像データに基づいて画像を表示部145において表示させる。
表示部145は、表示パネルを有し、カメラ本体100の背面等に配置され、画像表示を行う。表示部145は、背面等のカメラ本体の外装部に表示面が配置されることから、外光の影響を受け易い表示部であるが、大型の表示パネルを設定することができる。なお、表示部145としては、液晶表示パネル(LCD、TFT)、有機EL等、種々の表示パネルを採用できる。また、電子ビューファインダ(EVF)のように、接眼部を通して観察するタイプであってもよい。表示部145は、図1の表示部11に相当する。
表示部145における画像表示としては、撮影直後、記録される画像データを短時間だけ表示するレックビュー表示、記録媒体141に記録された静止画や動画の画像ファイルの再生表示、およびライブビュー表示等の動画表示が含まれる。ライブビュー表示時に、深度合成モードが設定されている場合には、深度合成された画像が表示され、更に、被写界深度調整モードが設定されている場合には、ピーキング処理がなされた画像がライブビュー画像に重畳して表示される。
次に、図3ないし図6に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるカメラの処理、特に深度合成モード処理について説明する。なお、図3ないし図6に示すフローチャート(後述する図10に示すフローチャートも同様)は、フラッシュメモリ135に記憶されているプログラムに従ってマイクロコンピュータ131が各部を制御し実行する。
図3に示すフローは、ユーザが操作部133を操作することによって、パワースイッチがオンにされた際に動作をスタートする。なお、パワースイッチがオンとなった際に限らず、例えば、カメラの撮影準備を指示するレリーズ釦の半押しや、タッチパネルを伴う表示部145にタッチ操作された際等、他のタイミングで図3のフローをスタートさせるようにしてもよい。また、ユーザが操作部133を操作することによって、図3のフローを停止させるようにしてもよい。
図3に示すフローがスタートすると、まず、被写界深度調整モード(深度合成モード)か否かを判定する(S1)。ユーザは、メニュー画面において深度合成モードを設定することができる。このステップでは、深度合成モードが設定されているか否かについて判定する。
ステップS1における判定の結果、被写界深度調整モードが設定されていない場合には、撮影指示を示すスイッチがオンになったか(2nd押下げか否か)を判定する(S3)。ユーザが静止画記録用に本撮影を行う場合には、操作部133の撮影指示(レリーズ)釦を全押しする。
ステップS3における判定の結果、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)でない場合には、ステップS5〜S15において、深度合成処理を行わず、通常のライブビュー表示を行う。まず、撮影を行う(S5)。ここでの撮影は、ライブビュー表示用に1フレーム分の画像データの取得を行う。具体的には、シャッタ101を開放した状態で、撮像素子103の電子シャッタによって所定時間の間、露光を行い、露光時間が経過すると、画像データを読み出す。露光時間は、AE処理部111によって算出される時間を用いる。読出しの際に、間引き処理を行ってもよい。
ステップS5において撮影を行うと、次に、画像処理を行う(S7)。ここでは、ステップS5において取得した画像データに対して、画像処理部121等において、基本画像処理やライブビュー表示用の画像処理を施す。基本画像処理としては、一般的な、デモザイキング、ホワイトバランス補正、カラーマトリクス、ガンマ補正、エッジ強調、ノイズリダクション等を行う。
画像処理を行うと、次に、ピーキングがオンか否かを判定する(S9)。ユーザはメニュー画面等において、ピーキング処理の設定を行うことができる。このステップでは、この設定がなされているか否かを判定する。なお、ピーキングがオンに設定されると、画像データにピーキング処理を施し、コントラストの高いエッジ部分を表示部145に強調表示するので、ピントの合っている範囲を確認することができる。
ステップS9における判定の結果、ピーキングがオン(設定)の場合には、ピーキング信号を生成する(S11)。ここでは、ステップS7において画像処理された画像データを用いて、ピーキング信号生成部115がピーキング信号を生成する。ピーキング信号生成は、画像処理後の画像のエッジを抽出してそれを強調処理する。深度合成でも画像の先鋭度(コントラスト)の高い領域を抽出するので、同様の処理とすることもできる。ピーキング用に深度合成の処理を、簡略化したり、また先鋭度の高い領域を抽出するための閾値を変更したりしてもよい。ピーキング信号が生成できれば画像処理前の画像を用いても構わないし、被写体抽出などエッジ抽出以外の方法を用いても構わない。
ピーキング信号を生成すると、次に、重畳処理を行う(S13)。ここでは、ステップS7で画像処理されたライブビュー表示用の画像データに、ステップS11で生成されたピーキング信号に基づく画像データを重畳する。重畳処理は画像処理後の画像データに、ピーキング信号に基づく画像データを、例えば、単純加算すればよい。
ステップS13において重畳処理を行うと、またはステップS9における判定の結果、ピーキングがオフの場合には、次に、ライブビュー(LV)表示を行う(S15)。ピーキングがオン(設定)の場合には、ライブビュー画像にコントラストの高い部分を強調した画像を表示部145に表示する。一方、ピーキングがオフ(未設定)の場合には、ライブビュー画像のみを表示部145に表示する。
ステップS3に戻り、このステップにおける判定の結果、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)であった場合には、静止画撮影用の本撮影を行う(S21)。ここでは、絞り203の絞り値は、AE処理部111によって算出された絞り値となるように制御する。また、シャッタ101を一旦閉じた後に、AE処理部111によって算出された露光時間の間、シャッタ101を開き、露光時間の経過後、シャッタ101を閉じる。この後、撮像素子103から画像データを読み出す。
ステップS21において撮影を行うと、次に画像処理を行う(S23)。ここでは、ステップS21において取得した画像データに対して、画像処理部121等において、記録用の画像処理を施し、また、画像圧縮部125が画像データの圧縮処理を施す。この圧縮処理が施された画像データは、メモリI/F139を介して記録媒体141に記録される。
ステップS23において画像処理を行うと、レックビュー表示を行う(S25)。ここでは、ステップS23において画像処理が施された画像データを用いて、表示部145に所定時間の間、レックビュー表示を行う。この表示によって、ユーザは記録用の撮影された画像を確認することができる。確認の結果、意図通りの撮影でない場合には、再撮影を行うことができる。
ステップS1に戻り、このステップの判定の結果、被写界深度調整モード(深度合成モード)が設定されている場合には、次に、撮影指示を示すスイッチがオンかどうか(2nd押下げか否か)を判定する(S31)。前述したように、ユーザが静止画記録用に本撮影を行う場合には、操作部133のレリーズ釦を全押しする。
ステップS31における判定の結果、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)でない場合には、ステップS33、S35において、通常のライブビュー表示を行うと共に、ピーキング処理を行って重畳表示を行う。まず、ライブビュー表示画像生成を行う(S33)。ピーキングがオフの場合には、通常のライブビュー表示を行う。
一方、ピーキングが設定されている場合には、フォーカスレンズを予め決められている焦点位置に移動させ、その位置で画像データを取得する。そして、次の焦点位置に移動させて、その位置で画像データを取得する。フォーカスレンズ移動と画像データの取得を繰り返し行うことにより、複数の画像データを取得する。予め決められた焦点位置で画像データを取得する毎に、ピーキング処理を施し、ピーキング信号を取得する。また、それまでに取得したピーキング信号を合成し、合成したピーキング信号に基づく画像データを、ライブビュー表示用に取得した画像データに重畳し、重畳処理に基づく画像データを生成する。このライブビュー表示画像生成の詳しい動作については、図5を用いて後述する。
ステップS33において、ライブビュー表示画像生成を行うと、次にライブビュー表示を行う(S35)。ステップS33において、深度合成用に予め決められた焦点位置で画像データを取得するので、画像データを取得する毎に、表示部145にライブビュー表示を行う。また、ステップS33のライブビュー表示画像生成において、ピーキングオンであった場合には、ピーキング処理された画像も重畳してライブビュー表示を行う。
ステップS31に戻り、このステップにおける判定の結果、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)であった場合には、ステップS41以下において、深度合成のための撮影と合成処理等を行う。まず、N回繰り返しを設定し(S41)、焦点位置の移動を行う(S43)。ここでは、フォーカスレンズを予め決められている焦点位置に移動させ、その位置で停止する。
焦点位置移動を行うと、撮影を行う(S45)。ここでは、移動した位置で画像データを取得し、この画像データをSDRAM137に一時記憶する。撮影を行うと、N回繰り返したか否かを判定する(S47)。この判定の結果、N回繰り返しが終わっていない場合には、次の焦点位置に移動させて、その位置で画像データを取得し一時記憶する。フォーカスレンズ移動と画像データの取得をN回繰り返し行うことにより、N個の画像データを取得する。
N回繰り返しを行うと、次に、画像処理を行う(S49)。ここでは、ステップS45で取得し、一時記憶したN個の画像データに対して、画像処理部121が画像処理を施す。画像処理を施すと、次に、画像合成を行う(S51)。ここでは、N個の画像データを用いて、画像合成部123が深度合成を行う。この深度合成は、N個の画像データについて位置合わせを行い、画像の先鋭度(コントラスト)の高い領域を抽出し、抽出された先鋭度が高い領域を合成し、合成画像の画像データを生成する。この生成された合成画像の画像データは、記録媒体141に記録される。
画像合成を行うと、次に、レックビュー表示を行う(S53)。ここでは、ステップS51において合成処理された画像データを用いて、表示部145に所定時間の間、レックビュー表示を行う。この表示によって、ユーザは記録用の深度合成画像を確認することができる。確認の結果、意図通りの合成画像でない場合には、再撮影を行う。
ステップS53においてレックビュー表示を行うと、またはステップS35においてライブビュー表示を行うと、またはステップS25においてレックビュー表示を行うと、またはステップS15においてライブビュー表示を行うと、次に、電源オフか否かを判定する(S17)。ここでは、電源釦が操作され、電源オフとなったか否かを判定する。この判定の結果、電源がオンの場合には、ステップS1に戻り、前述の動作を実行する。一方、電源がオフの場合には、このフローを終了する。
このように、本フローにおいては、深度合成モード(被写界深度調整モード)が設定されていない場合であって、レリーズ釦の全押しがない場合には、通常のライブビュー表示がなされる(S1→S3→S5→S7→S9No→S15)。また、このときピーキングが設定されている場合には、通常のライブビュー表示にピーキング表示を重畳したライブビュー画像が表示される(S1→S3→S5→S7→S9Yes→S11→S13→S15)。
また、深度合成モード(被写界深度調整モード)が設定されている場合であって、レリーズ釦の全押しがない場合には、ライブビュー表示がなされる(S1Yes→S31No→S33→S35)。このときのライブビュー表示については、図5を用いて後述する。深度合成モード(被写界深度調整モード)が設定されている場合であって、レリーズ釦の全押しがなされると、予め決められた焦点位置で、順次撮影を行い、この撮影によって取得した複数の画像データを用いて深度合成処理を施し、表示を行う(S1Yes→S31Yes→S41〜S53)。
なお、このフローチャートは静止画撮影もできる。しかし、静止画撮影をできないようにしてもよく、その場合には、S3,S21〜S25、S31、S41〜S43を省略すればよい。また、静止画撮影に代えて、または静止画撮影に加えて、動画撮影をできるようにしてもよい。
次に、図5に示すフローチャートを用いて、ライブビュー表示画像生成(図4のS33)の詳しい動作について説明する。
ライブビュー表示画像生成のフローに入ると、まず、ステップ9と同様に、ピーキングがオン(設定)か否かを判定する(S61)。この判定の結果、ピーキングがオンの場合には、次に、焦点位置移動が終了したか否かについて判定する(S63)。深度合成モードの場合には、手動または自動的に、予め撮影を行うフォーカスレンズの焦点位置が決められている。このステップでは、予め決められた焦点位置に移動したか否かについて判定する。
ステップS63における判定の結果、焦点位置に移動していない場合には、焦点位置移動を行う(S65)。ここでは、予め決められた位置に、決められた順番に従って、フォーカスレンズの移動を行う。焦点位置および移動の順番については、図7を用いて後述する。
ステップS65において焦点位置に移動させると、撮影を行う(S67)。ここでの撮影は、ステップS5と同様に、ライブビュー表示用に1フレーム分の画像データの取得を行う。
撮影を行うと、次に、画像処理を行う(S69)。ここでは、ステップS7と同様に、ステップS67において取得した画像データに対して、画像処理部121等において、ライブビュー表示用の画像処理を施す。
画像処理を行うと、次に、ピーキング信号生成を行う(S71)。ここでは、ステップS11と同様に、ステップS69において画像処理された画像データを用いて、ピーキング信号生成部115がピーキング信号を生成する。
ピーキング信号を生成すると、次に、ピーキング信号の読み込みを行う(S73)。合成したピーキング信号は、後述するステップS79において、ピーキング信号記憶部118に記憶している。このステップでは、この記憶されたピーキング信号を読み出す。
ピーキング信号の読み込みを行うと、次に、ピーキング信号の合成を行う(S75)。ここでは、ステップS73において生成したピーキング信号と、ステップS73において読み出した合成ピーキング信号を、合成する。合成は、両信号を単純加算すればよい。なお、深度合成を始めて1回目の撮影の際には、ピーキング信号合成を行わず、1回目の撮影の際に取得した画像データに基づいて生成したピーキング信号を、ステップS79においてピーキング信号記憶部118に記憶する。
ピーキング信号の合成を行うと、次に、重畳処理を行う(S75)。ここでは、ステップS67において取得したライブビュー用の画像データに、ステップS75において合成したピーキング信号に基づく画像データを重畳する。ここで、生成した画像データに基づいて、ステップS35(図4参照)においてライブビュー表示を行う。なお、毎回、ステップS67において取得した最新の画像データを重畳用の画像データとして使用する以外にも、例えば、最初に基本となる焦点位置において画像データを取得して記憶し、この記憶画像を毎回読み出して使用するようにしてもよい。
ステップS63に戻り、このステップにおける判定の結果、焦点位置移動が終了した場合には、ステップS67と同様に、撮影を行う(S81)。ここでは、焦点位置に移動しており、ピーキング処理を重複して行わず、単にライブビュー表示を行うための撮影を行う。撮影を行うと、ステップS69と同様に、画像処理を行う(S83)。ここで、ステップS81において取得した画像データに対して画像処理を行う。
画像処理を行うと、ピーキング信号読込みを行う(S85)。ここでは、ステップS71において生成し、ピーキング信号記憶部118に記憶したピーキング信号を読み出す。ピーキング信号の読み込みを行うと、重畳処理を行う(S87)。ここでは、ステップS81において取得した画像データに、ステップS85で読み出したピーキング信号に基づく画像データを重畳する。
ステップS77またはS87において、重畳処理を行うと、次にピーキング信号記憶を行う(S79)。ステップS75において合成したピーキング信号をピーキング信号記憶部118に記憶する。なお、1回目の撮影の場合には、ステップS71において生成したピーキング信号を記憶しておく。ピーキング処理を行っている最中や焦点位置を変えた撮影の間に、被写体が大きく動いたり、手ぶれ等が発生したりすると、ピーキング処理によって抽出した画像のエッジが不連続になってしまう。そこで、画像のエッジが不連続となってしまう状態になった場合には、ピーキング信号記憶部118に記憶したピーキング信号を消去するようにしている。このピーキング信号記憶の詳細な動作については、図6を用いて後述する。
ステップS61に戻り、このステップにおける判定の結果、ピーキングがオンでない場合には、撮影を行う(S91)。ピーキングが設定されていない場合であることから、ステップS91およびS93において、通常のライブビュー表示を行うための処理を行う。ステップS91においては、ここでの撮影は、ライブビュー表示用に1フレーム分の画像データの取得を行う。
撮影を行うと、次に、画像処理を行う(S93)。ここでは、ステップS91において取得した画像データに対して、画像処理部121等において、基本画像処理やライブビュー表示用の画像処理を施す。
ステップS93において、画像処理を行うと、またはステップS79においてピーキング信号記憶を行うと、ライブビュー表示画像生成のフローを終了し、元のフローにもどる。このライブビュー表示画像生成のフローにおいて生成された画像データに基づいて、ステップS35(図4)において、ライブビュー表示が行われる。
このように、ライブビュー表示画像生成のフローにおいては、1回目の撮影において、フォーカスレンズを予め決められた焦点位置に移動させ(S65)、この位置で撮影、画像処理を行い(S67、S69)。ここで生成された画像データに基づいてピーキング信号を生成し(S71)、画像データにピーキング信号を重畳し(S77)、ピーキング信号を記憶する(S79)。
また、2回目の撮影以降において、フォーカスレンズを予め決められた焦点位置に移動させ(S65)、この位置で撮影、画像処理を行い(S67、S69)、生成された画像データに基づいてピーキング信号を生成する(S71)。そして、記憶されたピーキング信号を読み出し(S73)、このピーキング信号とステップS71で生成したピーキング信号を合成する。合成ピーキング信号とステップS67で取得した画像データの重畳処理を行い(S77)、この合成ピーキング信号を記憶する(S79)。この重畳処理された画像データに基づいてライブビュー表示を行う(図4のS35)。
次に、図6に示すフローチャートを用いて、ピーキング信号記憶(図5のS79)の詳しい動作について説明する。ここでは、画像のエッジが不連続となってしまう状態になった場合には、ピーキング信号記憶部118に記憶したピーキング信号を消去し、一方、エッジが不連続とならない場合には、ピーキング信号を記憶するようにしている。また、撮影者が意図的にピーキング処理を終了した場合には、ピーキング信号を消去するようにしている。
ピーキング信号記憶のフローに入ると、まず、手ぶれが発生したか否かを判定する(S101)。カメラ本体100にジャイロ等のカメラ本体に加えられた動きを検出する手ぶれセンサが搭載されている場合には、この手ぶれセンサの出力に基づいて判定する。また、画像データに基づいて手ぶれを検出するようにしてもよい。
ステップS101における判定の結果、手ぶれが発生していない場合には、次に、被写体の動きが大きいか否かについて判定する(S103)。ここでは、現在と所定時間前の画像データに基づいて、撮像面上の被写体の移動量が予め設定された閾値以上、変動した否かに基づいて判定する。
ステップS103における判定の結果、被写体の動きが大きくない場合には、次に、焦点距離が変更したか否かについて判定する(S105)。ここでは、交換レンズ200から現在設定されている焦点距離に関する情報を取得し、焦点距離が予め決められた値以上、変動したか否かを判定する。焦点距離が変化すると画角が変化し、ピーキング処理によって得られるエッジが不連続となるからである。
ステップS105における判定の結果、焦点距離が変化していない場合には、次に、絞り値が変更したか否かについて判定する(S107)。ここでは、交換レンズ200から現在設定されている絞り値に関する情報を取得し、絞り値が予め決められた値以上、変動したか否かを判定する。絞り値が変わると、被写界深度が変わるからである。なお、カメラ本体100から交換レンズ200に対して指示している絞り値に基づいて判定してもよい。また、被写体輝度に連動して絞り値が変化する場合には、被写体輝度に基づいて判定してもよい。
ステップS107における判定の結果、絞り値が変更していない場合には、次に、リセット指示があるか否かについて判定する(S109)。撮影者がピーキング処理を終了したい場合に行う。リセット指示は、撮影者が所定の動作をすることでカメラ本体に指示するようにしてもよい。例えば、操作釦(レリーズ釦等)の押下、タッチパネル上でタッチ操作、フォーカスリングの高速回転、焦点位置を所定量以上の移動等、種々の動作によって指示を行う。
ステップS109における判定の結果、リセット指示がない場合には、ピーキング信号を行う(S111)。ステップS101〜S109に示したいずれの条件にも当てはまらない場合、次のライブビュー表示画像生成時にピーキング信号を使用するために、合成または読み込みをしたピーキング信号を記憶する。
一方、ステップS101〜S109における判定の結果がYesの場合には、ピーキング信号記憶の記憶を消去する(S113)。この場合には、ステップS101〜S109における、いずれかの条件に当てはまった場合であり、記憶したピーキング信号を生成した状況から変化があるため、記憶しているピーキング信号を破棄する。
このように、ピーキング信号記憶のフローでは、中止するための所定の条件を満たすとピーキング信号を消去し、ピーキング処理を中止できるようにしている。また、中止するための所定の条件を満たしていない場合には、ピーキング信号を記憶し、ピーキング処理を続行できるようにしている。
次に、図7を用いて、前述のステップS43(図4)、S65(図5)における焦点位置移動制御について説明する。図7に示す例は、深度合成のための撮影枚数を5枚としているが、撮影枚数は5枚よりも多くてもよく、また少なくても構わない。
図7において、位置Lrは、基準焦点位置であり、深度合成を行う際の焦点位置中心であり、また合成中心となる焦点位置(被写体距離)である。また、位置L1〜L4は、至近側から無限遠側までの間の焦点位置(被写体距離)である。図7には、撮影順番として静止画の場合には、静止画1と静止画2の2つの例を示す。この例は、図4のS43において実行される。
静止画1は、まず、基準焦点位置Lrにおいて撮影し、以後、L2、L3、L1、L4の順に撮影を行う。この方法では、基準焦点位置Lrに近い焦点位置の時間的変化を少なくすることができ、深度合成処理時の位置あわせが容易になり、画質面で有利である。静止画2は、至近側から無限遠側に掛けて、L1、L2、Lr、L3、L4と順次撮影を行う。この方法では、焦点位置移動の移動速度と焦点位置の停止位置のバラつきを考慮することができる。また、トータルの移動時間を最小限にすることができる。
また、図7には、ライブビュー(LV)表示の場合の撮影順番の例として、LV1とLV2の2つの例を示す。この例は、図5のS65において実行される。LV1は、深度拡大幅を早く確認できるように、基準焦点位置から最も遠い焦点位置から順に撮影する。L3まで撮影した後はLrの位置で保持すればよい。リセット処理後や撮影準備指示スイッチがオン(1stレリーズ押下)後は、再度、最初から撮影する。また、LV2は、深度拡大幅を迅速に確認できるように、3点のみすなわち、L1、Lr、L4で撮影を行っている。
なお、図7では静止画撮影時とライブビュー表示時で同じ分割数にしている。しかし、ライブビュー表示の場合は静止画の場合よりも焦点位置間隔を租にして撮影枚数を減らしても良い。すなわち、焦点位置変更部3は、ライブビュー表示の場合は、静止画記憶の場合に対して、焦点位置の間隔を広くしてもよい。撮影枚数を減らすことにより、短時間で深度拡大幅の確認を行うことができる。
次に、図8を用いて、焦点位置の分割数と、ピーキング強度の関係について説明する。表示部145にピーキング処理の結果を表示する際に、焦点位置の分割数に応じてピーキング表示のパラメータを変更してもよい。図8において、横軸は焦点位置の分割数を示し、縦軸はピーキング強度を示している。
分割数を多くし、焦点位置の間隔を細かくする場合には、ピーキングの強度を弱くする。分割数が多い場合、画面内で広くピーキング信号を取得できるのでピーキングの強度を強くすると被写体が見づらくなってしまう。一方、分割数を少なくする場合(焦点位置の間隔が広い)にはピーキングの強度を強くする。分割数が少ない場合、ピーキング信号を取得できるのが画像の一部になることが多いのでピーキングの強度を強くしてピーキング信号を見やすくする。
このピーキング信号の強度の変更は、ピーキング強度制御部119が、ステップS71(図5)におけるピーキング信号生成を行う際に併せて実行する。すなわち、ステップS71において生成されたピーキング信号に対して、ピーキング強度制御部119がピーキングの強度を変更すればよい。このように、複数の焦点位置の間隔に応じてピーキング信号の強度を変更してもよく、さらに、複数の焦点位置の間隔が広いほどピーキング信号の強度を強くしてもよい。
次に、図9を用いて、本実施形態における撮影画像とピーキング信号付きの撮影画像の例を説明する。図9に示す例は、図7のLV2の例と類似しており、撮影回数は、時刻T1、T2、T3に行われた3回であり、焦点位置は、Lr、L1、L4の順に撮影している。
撮影画像Ph1は、時刻T1、焦点位置Lrにおいて、撮影した画像である。Fonの範囲について、ピントが合っている。また、ピーキング信号付き撮影画像PPh1は、撮影画像Ph1の画像データを用いて、ステップS71〜S77(図5)のピーキング処理を行って生成した画像である。ピーキング処理を行うことにより、画像のエッジLp1もライブビュー画像に重畳して表示される。
撮影画像Ph2は、時刻T2、焦点位置L1において、撮影した画像である。Fonの範囲について、ピントが合っている。また、ピーキング信号付き撮影画像PPh2は、撮影画像Ph2の画像データを用いて、ステップS71〜S77(図5)のピーキング処理を行って生成した画像である。焦点位置L1に変更されたことから、画像のエッジLp2が表示される。また、ピーキング処理の際に、ピーキング信号の合成を行っていることから、画像のエッジLp1に加えて、エッジLp2も表示される。従って、画像のエッジLp1、Lp2がライブビュー画像に重畳して表示される。
撮影画像Ph3は、時刻T3、焦点位置L2において、撮影した画像である。Fonの範囲について、ピントが合っている。また、ピーキング信号付き撮影画像PPh3は、撮影画像Ph3の画像データを用いて、ステップS71〜S77(図5)のピーキング処理を行って生成した画像である。焦点位置L2に変更されたことから、画像のエッジLp3が表示される。また、ピーキング処理の際に、ピーキング信号の合成を行っていることから、画像のエッジLp1、Lp2に加えて、エッジLp3も表示される。従って、画像のエッジLp1、Lp2、Lp3がライブビュー画像に重畳して表示される。エッジLp1〜Lp3を確認することにより、コントラストが高く、ピントの合っている部分が簡単に分かる。
このように、本実施形態においては、ライブビュー表示の際に、深度合成モードおよびピーキング設定を行っておくと、本撮影の際(2nd押下げの際)に、深度合成処理によって生成される深度合成画像のピントの合っている範囲を予測することができる。意図通りの被写界深度となっていない場合には、焦点位置間隔、焦点距離、絞り値等、種々の撮影条件を変更して、再度、ライブビュー表示で確認すればよい。
次に、図10に示すフローチャートを用いて、本実施形態の深度合成の制御フローの変形例について説明する。本発明の一実施形態に係る図3および図4に示すフローチャートにおいては、ユーザが操作部133を操作することによって、処理をスタートさせた後、ユーザが操作部133を再度操作することによって処理を停止させるまで繰り返し実行されていた。これに対して、本変形例においては、レリーズ釦の半押し操作中のみピーキング処理を実行し、半押しが解除されるとピーキング処理も解除する。
本変形例は、図3および図4において、ステップS30(図10)を追加する点が相違し、他の処理は図3および図4のフローチャートと同じである。そこで、相違点を中心に説明し、同じ処理を実行するステップについては同一のステップ番号を付し、詳しい説明を省略する。
図10に示すフローに入ると、深度合成モード(被写界深度調整モード)であるか否かを判定する(S1)。この判定の結果、深度合成モードが設定されている場合には、撮影準備指示スイッチがオン(1st押下げ、即ち、レリーズ釦の半押し)操作がなされたか否かを判定する(S31)。
ステップS30における判定の結果、撮影準備指示スイッチがオン(1st押下げ)でない場合には、ステップS5に進み撮影を行う。以下、図3に示す処理と同じである。一方、撮影準備指示スイッチがオン(1st押下げ)であった場合には、ステップS31(図4)に進み、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)であるか否かを判定する。従って、撮影準備指示スイッチがオン(1st押下げ)であり、撮影指示を示すスイッチがオン(2nd押下げ)で無い場合に、すなわち、撮影準備指示(レリーズ釦の半押し)操作が継続している間だけ、ステップS33、S34において、深度合成時のピーキング信号付きのライブビュー表示を行う。また、レリーズ釦の半押し操作が解除されている場合には、通常のライブビュー表示が行われ(S5、S15)、ピーキングが設定されている場合には、1枚の撮影がなされる毎にピーキング信号付きのライブビュー表示が行われる(S9Yes、S11〜S15)。
なお、図10に示すフローチャートにおいては、撮影準備指示(レリーズ釦の半押し)操作中に、ピーキング信号付きのライブビュー表示を行うようにしていた。しかし、ピーキング信号付きのライブビュー表示を指示する操作部材としては、レリーズ釦に限らず他の操作部材、例えば、ファンクション釦、タッチパネル等であっても構わない。
このように、本変形例においては、撮影者がカメラ動作を指示するために表示指示部材の操作状態を検知する操作部(例えば、操作部133)を有し、操作部が操作状態を検知した場合に、合成ピーキング信号を重畳した画像を表示部にライブビュー表示するようにしている(例えば、図10のS30Yes→図4のS33)。また、操作部が操作状態の解除を検知した場合には、ピーキング信号を重畳しない画像をライブビュー画像として表示する(例えば、図10のS30No→S5)。このため、撮影者が必要なときのみ、ピーキング処理を行わせることができる。
以上説明したように、本発明の一実施形態や変形例においては、焦点位置変更部により合焦レンズを異なる焦点位置に移動させて(例えば、図5のS65参照)、撮像部により第1の画像データ、第2の画像データを取得させ(例えば、図5のS67参照)、第1の画像データ、第2の画像データに対してピーキング信号生成部により第1のピーキング信号、第2のピーキング信号を生成させ(例えば、図5のS71参照)、ピーキング信号合成部により、第1のピーキング信号と第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成させ(例えば、図5のS75参照)、表示用画像生成部により合成ピーキング信号を第2の画像に重畳して生成させる指示を行っている(例えば、図5のS77参照)。
このため、深度拡大効果の確認を高速かつ容易に行うことができる。すなわち、本発明の一実施形態や変形例においては、ピーキング信号の生成を、撮像部から画像データを取得する毎に行い、かつ画像データが取得される毎にピーキング信号の合成を行っている。このため、深度合成処理を行ってからピーキング信号を生成するのに比較し、短時間で処理を行うことができ、深度拡大効果が容易に確認することができる。
なお、本発明の一実施形態や変形例においては、AE処理部111、AF処理部113、ピーキング信号生成部115、ピーキング信号合成部117、ピーキング強度制御部119、画像処理部121、画像合成部123、焦点位置制御部129等を、マイクロコンピュータ131とは別体に構成していた。しかし、これに限らず、これらの各部の全部または一部を、各部の全部または一部をソフトウエアで構成し、マイクロコンピュータ131内のCPUによって実現するようにしてもよい。また、上述の各部の全部または一部を、ヴェリログ(Verilog)によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またDSP(Digital Signal Processor)等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。また、マクロコンピュータ131内のCPUによってソフトウエア的に実現され機能をハードウエア回路、ヴェリログ、DSP等によって実現するようにしても構わない。
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもミラーレスカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラ、医療用カメラ、顕微鏡等の科学機器用のカメラ、自動車搭載用カメラ、監視用カメラでも構わない。いずれにしても、ピーキング処理を行う機器であれば、本発明を適用することができる。
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定できるように工夫してあることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1・・・撮像部、3・・・焦点位置変更部、5・・・ピーキング信号生成部、7・・・ピーキング信号合成部、9・・・表示用画像生成部、11・・・表示部、15・・・制御部、100・・・カメラ本体、101・・・メカシャッタ、103・・・撮像素子、105・・・アナログ処理部、107・・・A/D変換部、110・・・バス、111・・・AE処理部、113・・・AF処理部、115・・・ピーキング信号生成部、117・・・ピーキング信号合成部、118・・・ピーキング信号記憶部、119・・・ピーキング強度制御部、121・・・画像処理部、123・・・画像合成部、125・・・画像圧縮部、127・・・画像伸張部、131・・・マイクロコンピュータ、133・・・操作部、135・・・フラッシュメモリ、137・・・SDRAM、139・・・メモリI/F、141・・・記録媒体、143・・・表示ドライバ、145・・・表示部、199・・・I/F、200・・・交換式レンズ、201・・・撮影レンズ、203・・・絞り、205・・・ドライバ、207・・・マイクロコンピュータ、209・・・フラッシュメモリ

Claims (13)

  1. 合焦位置を移動する焦点位置変更部と、
    被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部と、
    上記取得した画像データからピーキング信号を生成するピーキング信号生成部と、
    複数の上記ピーキング信号を合成し、合成ピーキング信号を生成するピーキング信号合成部と、
    上記合成ピーキング信号を画像データに重畳して表示用画像データを生成する表示用画像生成部と、
    上記焦点位置変更部により上記合焦位置を異なる焦点位置に移動させて上記撮像部により第1の画像データ、第2の画像データを取得させ、上記第1の画像データ、第2の画像データに対して上記ピーキング信号生成部により第1のピーキング信号、第2のピーキング信号を生成させ、上記ピーキング信号合成部により、上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成させ、上記表示用画像生成部により上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳して生成させる指示を行う制御部と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
  2. さらに上記表示用画像を表示する表示部と、
    を有し、
    上記制御部は、上記表示用画像生成部により生成した表示用画像を上記表示部に表示させる指示を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 上記制御部は、
    上記焦点位置変更部により第1の焦点位置に合焦位置を移動し、上記撮像部により第1の画像を取得し、上記ピ−キング信号生成部により第1のピーキング信号を生成し、
    上記焦点位置変更部により上記第1の焦点位置とは異なる第2の焦点位置に合焦位置を移動し、上記撮像部により第2の画像を取得し、上記ピ−キング信号生成部により第2のピーキング信号を生成し、
    上記ピーキング信号合成部により上記第1のピーキング信号と、上記第2のピーキング信号を合成して合成ピーキング信号を生成し、
    上記表示用画像生成部にて上記合成ピーキング信号と、上記第2の画像に重畳して生成した表示用画像を上記表示部に表示させる指示を繰り返し行うようにする、
    ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. さらに上記ピーキング信号を記憶するピーキング信号記憶部と、
    を有し、
    上記ピーキング信号記憶部は、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値の全ての値が、予め設定された閾値未満の場合には、上記ピーキング信号を記憶し、一方、手ぶれ量、撮像面上の被写体の移動量、焦点距離、絞り値のうち、少なくとも1つの値が予め設定された閾値以上に変動した場合にはピーキング信号を記録しないことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合と静止画撮影の場合とで焦点位置移動の制御を変更することを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
  6. 上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合に合焦位置を移動する範囲の中心の焦点位置から遠い無限遠側または至近側いずれかの焦点位置の画像から取得するように制御することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 上記焦点位置変更部は、ライブビュー表示の場合は、静止画記憶の場合に対して、焦点位置の間隔を広くすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  8. さらに、ピーキング信号の強度を変更するピーキング強度変更部と、
    を有し、
    上記複数の焦点位置の間隔に応じてピーキング信号の強度を変更することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
  9. 上記ピーキング強度変更部は、上記複数の焦点位置の間隔が広いほどピーキング信号の強度を強くすることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
  10. さらに、撮影者がカメラ動作を指示するために表示指示部材の操作状態を検知する操作部と、
    を有し、
    上記操作部が上記操作状態を検知した場合に上記合成ピーキング信号を重畳した画像を上記表示部にライブビュー表示することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  11. 上記操作部が上記操作状態の解除を検知した場合には、ピーキング信号を重畳しない画像をライブビュー画像として表示することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
  12. 被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部を有する撮像装置における撮像方法において、
    合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第1の画像データを取得し、上記合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第2の画像データを取得し、
    上記第1の画像データを用いて、第1のピーキング信号を生成し、上記第2の画像データを用いて第2のピーキング信号を生成し、
    上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成し、
    上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳させる、
    ことを特徴とする撮像方法。
  13. 被写体像を撮像し、画像データを取得する撮像部を有する撮像装置のコンピュータを実行させるプログラム、
    合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第1の画像データを取得し、上記合焦位置を第1の焦点位置に移動させて上記撮像部によって第2の画像データを取得し、
    上記第1の画像データを用いて、第1のピーキング信号を生成し、上記第2の画像データを用いて第2のピーキング信号を生成し、
    上記第1のピーキング信号と上記第2のピーキング信号とを合成し合成ピーキング信号を生成し、
    上記合成ピーキング信号を上記第2の画像データに重畳させる、
    ことを上記コンピュータに実行させること特徴とするプログラム。
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