JP6138632B2 - 撮像装置、撮像方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被写体を撮像して該被写体の画像データを生成する撮像装置、撮像方法およびプログラムに関する。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置において、マニュアルフォーカスの操作時に、被写体に対する合焦の精度を表示する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、撮像部が生成した画像データに対応する画像内で合焦している被写体の輪郭を強調するとともに、被写体の輪郭内の彩度を、合焦距離に応じて変更した画像を表示する。

特開２００８−１３５８１２号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、コントラストがない被写体の場合、被写体の輪郭を抽出することができないため、被写体の輪郭を強調することができず、合焦位置を把握することができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コントラストがないシーンで被写体を撮影する場合であっても、合焦位置を直感的に把握することができる撮像装置、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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出部と、前記撮像部から前記輪郭検出部によって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出部と、前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得部と、前記距離算出部が算出した前記距離と前記焦点位置取得部が取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記輪郭検出部が検出した前記被写体の輪郭と前記距離算出部が算出した前記距離とに基づいて、前記光学系の光軸に沿って前記被写体の形状が同じであるか否かを判定する形状判定部をさらに備え、前記表示制御部は、前記形状判定部が前記被写体の形状が同じであると判定した場合、前記焦点情報を前記表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記形状判定部は、前記光学系の光軸に沿って前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の幅が一定の範囲内で連続しているか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記撮像部は、撮像面に前記被写体の画像データを生成する撮像画素と、前記焦点を検出するための焦点データを生成する焦点検出用画素と、を有し、前記輪郭検出部は、前記画像データに含まれる輝度成分に基づいて、前記被写体の輪郭を検出し、前記距離算出部は、前記焦点データに基づいて、前記距離を算出することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記表示制御部は、前記焦点情報を前記被写体の輪郭を構成する輪郭点を繋ぐ直線で前記表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記表示制御部は、前記焦点情報を前記被写体の輪郭を構成する輪郭点を繋ぐ直線上を通過する壁状のアイコンで前記表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記光学系を有するレンズ部をさらに備え、前記レンズ部は、前記焦点位置を調整可能なレンズ操作部を有し、前記表示制御部は、前記レンズ操作部が操作された際に、前記焦点情報を前記表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記表示部は、前記画像データに対応する画像を表示可能な背面表示部と、前記画像データに対応する画像を表示可能な接眼表示部と、を有し、前記表示制御部は、前記画像データに対応する画像を前記背面表示部または前記接眼表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像方法は、焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、を備えた撮像装置が実行する撮像方法であって、前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、前記撮像部から前記輪郭検出ステップによって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出ステップと、前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得ステップと、前記距離算出ステップで算出した前記距離と前記焦点位置取得ステップで取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかるプログラムは、焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、を備えた撮像装置に、前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、前記撮像部から前記輪郭検出ステップによって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出ステップと、前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得ステップと、前記距離算出ステップで算出した前記距離と前記焦点位置取得ステップで取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、コントラストがないシーンで被写体を撮影する場合であっても、合焦位置を直感的に把握することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の被写体に面する側の構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の撮影者に面する側の構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の表示部が表示する画像の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の形状判定部による互いに異なる距離の対象物の形状を判定する判定方法の概要を説明する模式図である。 図７は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の形状判定部が判定する画像の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の表示部が表示する画像の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の表示部が表示する別の画像の一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の表示部が表示する別の画像の一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の表示部が表示する別の画像の一例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の表示部が表示する画像の一例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の輪郭検出部による輝度成分が変化する変化点の検出方法の概要を説明する模式図である。 図１６は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の形状判定部による輝度成分の変化点における距離の判定方法の概要を説明する模式図である。 図１７は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の焦点位置換算部が焦点位置を画像上に換算する換算方法の概要を説明する模式図である。 図１８は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の表示部が表示する画像の一例を示す図である。 図１９は、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図です。 図２０は、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の被写体に面する側（前面側）の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の撮影者に面する側（背面側）の構成を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図である。

図１〜図３に示す撮像装置１は、本体部２と、本体部２に着脱自在であり、被写体像を結像する光学ズーム可能なレンズ部３と、を備える。

まず、本体部２について説明する。本体部２は、シャッタ２０１と、シャッタ駆動部２０２と、撮像素子２０３と、撮像素子駆動部２０４と、信号処理部２０５と、Ａ／Ｄ変換部２０６と、画像処理部２０７と、ＡＥ処理部２０８と、ＡＦ処理部２０９と、画像圧縮展開部２１０と、入力部２１１と、アクセサリ通信部２１２と、接眼表示部２１３と、アイセンサ２１４と、可動部２１５と、背面表示部２１６と、タッチパネル２１７と、回動判定部２１８と、状態検出部２１９と、時計２２０と、記録媒体２２１と、メモリＩ／Ｆ２２２と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）２２３と、Ｆｌａｓｈメモリ２２４と、本体通信部２２５と、バス２２６と、本体制御部２２７と、を備える。

シャッタ２０１は、撮像素子２０３の状態を露光状態または遮光状態に設定する。シャッタ２０１は、フォーカルプレーンシャッタ等の機械式のシャッタを用いて構成される。

シャッタ駆動部２０２は、本体制御部２２７から入力される指示信号に応じてシャッタ２０１を駆動する。シャッタ駆動部２０２は、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成される。

撮像素子２０３は、レンズ部３が集光した光を受光して光電変換を行うことによって電気信号を出力する複数の画素が２次元的に配列されたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いて構成される。撮像素子２０３は、本体制御部２２７の制御のもと、所定のフレームレート、たとえば３０ｆｐｓで連続的に画像データを生成して信号処理部２０５へ出力する。また、撮像素子２０３は、撮像装置１が位相差検出方式によって被写体までの距離を検出する測距処理およびレンズ部３の焦点を調整する像面位相差ＡＦ処理を行う際に用いられる焦点信号（以下、「焦点データ」という）を生成するＡＦ画素２０３ａ（焦点検出用画素）と、撮像面に被写体像を受光して電気信号（以下、「画像データ」という）を生成する撮像画素２０３ｂと、を有する。

ＡＦ画素２０３ａは、フォトダイオードや増幅回路等を用いて構成され、撮像素子２０３の撮像面に所定の間隔および所定の領域内に設けられる。たとえば、ＡＦ画素２０３ａは、撮像素子２０３の受光面におけるＡＦ領域または中央領域に所定の間隔で設けられる。

撮像画素２０３ｂは、フォトダイオード（photodiode）や増幅回路等を用いて構成される。撮像画素２０３ｂは、レンズ部３から入射された被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像データを生成する。

撮像素子駆動部２０４は、所定のタイミングで撮像素子２０３から画像データ（アナログ信号）および焦点データ（アナログ信号）を信号処理部２０５へ出力させる。この意味で、撮像素子駆動部２０４は、電子シャッタとして機能する。

信号処理部２０５は、撮像素子２０３から入力される画像データおよび焦点データに対して、アナログ処理を施してＡ／Ｄ変換部２０６へ出力する。たとえば、信号処理部２０５は、画像データに対して、リセットノイズ等を低減した上で波形整形後、目的の明るさとなるようにゲインアップを行う。

Ａ／Ｄ変換部２０６は、信号処理部２０５から入力されるアナログの画像データおよび焦点データに対してＡ／Ｄ変換を行うことによってデジタルの画像データ（ＲＡＷデータ）および焦点データを生成し、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３へ出力する。なお、本実施の形態１では、撮像素子２０３、信号処理部２０５およびＡ／Ｄ変換部２０６が撮像部として機能する。

画像処理部２０７は、基本画像処理部２０７ａと、輪郭検出部２０７ｂと、距離算出部２０７ｃと、焦点位置取得部２０７ｄと、形状判定部２０７ｅと、を有する。

基本画像処理部２０７ａは、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３から画像データ（ＲＡＷデータ）を取得し、取得した画像データに対して各種の画像処理を行って処理画像データを生成する。具体的には、画像処理部２０７は、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス（ＷＢ）調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む基本の画像処理を行う。なお、画像処理部２０７は、撮像素子２０３がベイヤー配列の場合には画像データの同時化処理を行う。画像処理部２０７は、バス２２６を介して処理画像データをＳＤＲＡＭ２２３または背面表示部２１６へ出力する。

輪郭検出部２０７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応する画像内における被写体の輪郭を検出する。具体的には、輪郭検出部２０７ｂは、画像データの輝度成分を抽出し、この抽出した輝度成分に対して２次微分の絶対値を算出することによって、被写体の輪郭（コントラスト）を構成する複数の輪郭点を検出する。なお、輪郭検出部２０７ｂは、画像データに対してエッジ検出処理を行うことによって、被写体の輪郭を構成する輪郭点を検出してもよい。さらに、輪郭検出部２０７ｂは、画像データに対して周知の技術を用いて画像内における被写体の輪郭を検出してもよい。

距離算出部２０７ｃは、撮像素子２０３から輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する。具体的には、距離算出部２０７ｃは、ＡＦ画素２０３ａが生成した焦点データに基づいて、輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する。たとえば、距離算出部２０７ｃは、ＡＦ画素２０３ａが生成した焦点データに基づいて、輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点のうちの２点の距離を算出する。なお、距離算出部２０７ｃは、レンズ部３のフォーカスレンズ３０７が光軸Ｏに沿って焦点位置を中心に微小な幅で往復移動するＷｏｂ駆動される毎に、被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点それぞれの距離を算出してもよい。

焦点位置取得部２０７ｄは、後述するレンズ部３のフォーカスレンズ３０７の焦点位置を取得する。具体的には、焦点位置取得部２０７ｄは、後述するレンズ部３のフォーカス位置検出部３０９が検出したフォーカスレンズ３０７の光軸Ｏ上における位置を取得する。

形状判定部２０７ｅは、輪郭検出部２０７ｂが検出した被写体の輪郭と距離算出部２０７ｃが算出した距離とに基づいて、レンズ部３の光軸Ｏに沿って（奥行き方向）被写体の形状が同じであるか否かを判定する。また、形状判定部２０７ｅは、レンズ部３の光軸Ｏに沿って被写体の輪郭の幅が一定の範囲内で連続しているか否かを判定する。

ＡＥ処理部２０８は、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３に記録された画像データを取得し、取得した画像データに基づいて、撮像装置１が静止画撮影または動画撮影を行う際の露出条件を設定する。具体的には、ＡＥ処理部２０８は、画像データから輝度を算出し、算出した輝度に基づいて、たとえば絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等を決定することで撮像装置１の自動露出を行う。

ＡＦ処理部２０９は、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３に記録された焦点データを取得し、取得した焦点データに基づいて、撮像装置１の自動焦点の調整を行う。たとえば、ＡＦ処理部２０９は、焦点データに基づいて、被写体までの測距演算処理を行うことによってレンズ部３のデフォーカス量を算出し、この算出結果に従って撮像装置１の自動焦点の調整を行う位相差ＡＦ処理（像面位相差ＡＦ方式）を行う。なお、ＡＦ処理部２０９は、画像データから高周波成分の信号を取り出し、高周波成分の信号に対してＡＦ（Auto Focus）演算処理（コントラストＡＦ方式）を行うことによって、撮像装置１の合焦評価を決定することで撮像装置１の自動焦点の調整を行ってもよい。さらに、ＡＦ処理部２０９は、瞳分割位相差法を用いて撮像装置１の自動焦点の調整を行ってもよい。

画像圧縮展開部２１０は、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３から画像データや処理画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の形式に従って圧縮し、この圧縮した画像データをメモリＩ／Ｆ２２２を介して記録媒体２２１へ出力する。ここで、所定の形式としては、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ方式およびＭＰ４（Ｈ．２６４）方式等である。また、画像圧縮展開部２１０は、バス２２６およびメモリＩ／Ｆ２２２を介して記録媒体２２１に記録された画像データ（圧縮画像データ）を取得し、取得した画像データを展開（伸長）してＳＤＲＡＭ２２３へ出力する。

入力部２１１は、撮像装置１の電源状態をオン状態またはオフ状態に切り替える電源スイッチ２１１ａと、静止画撮影の指示を与える静止画レリーズ信号の入力を受け付けるレリーズスイッチ２１１ｂと、撮像装置１の各種設定を切り替える操作スイッチ２１１ｃと、撮像装置１の各種設定を背面表示部２１６に表示させるメニュースイッチ２１１ｄと、動画撮影の指示を与える動画レリーズ信号の入力を受け付ける動画スイッチ２１１ｅと、記録媒体２２１に記録された画像データに対応する画像を背面表示部２１６に表示させる再生スイッチ２１１ｆと、を有する。レリーズスイッチ２１１ｂは、外部からの押圧により進退可能であり、半押しされた場合に撮影準備動作を指示する指示信号のファーストレリーズ信号の入力を受け付ける一方、全押しされた場合に静止画撮影を指示するセカンドレリーズ信号の入力を受け付ける。

アクセサリ通信部２１２は、本体部２に装着される外部機器との通信を行うための通信インターフェースである。

接眼表示部２１３は、本体制御部２２７の制御のもと、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３に記録された画像データに対応するライブビュー画像または再生画像を表示する。この意味で、接眼表示部２１３は、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として機能する。接眼表示部２１３は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）からなる表示パネルおよび駆動ドライバ等を用いて構成される。

アイセンサ２１４は、接眼表示部２１３に対するユーザ（物体）の接近を検出し、この検出結果を本体制御部２２７へ出力する。具体的には、アイセンサ２１４は、ユーザが接眼表示部２１３で画像を確認しているか否かを検出する。アイセンサ２１４は、接触センサや赤外線センサ等を用いて構成される。

可動部２１５は、背面表示部２１６およびタッチパネル２１７が設けられ、ヒンジ２１５ａを介して可動可能に本体部２に設けられる。たとえば、可動部２１５は、本体部２の鉛直方向に対して背面表示部２１６が上向き、または下向きに変更可能に本体部２に設けられる（図２を参照）。

背面表示部２１６は、本体制御部２２７の制御のもと、バス２２６を介してＳＤＲＡＭ２２３に記録された画像データまたは記録媒体２２１に記録された画像データを取得し、取得した画像データに対応する画像を表示する。ここで、画像の表示には、撮影直後の画像データを所定時間（たとえば３秒間）だけ表示するレックビュー表示、記録媒体２２１に記録された画像データを再生する再生表示、および撮像素子２０３が連続的に生成する画像データに対応するライブビュー画像を時系列に沿って順次表示するライブビュー表示等が含まれる。背面表示部２１６は、液晶または有機ＥＬからなる表示パネルおよび駆動ドライバ等を用いて構成される。また、背面表示部２１６は、撮像装置１の操作情報および撮影に関する情報を適宜表示する。なお、本実施の形態１では、接眼表示部２１３または背面表示部２１６が表示部として機能する。

タッチパネル２１７は、背面表示部２１６の表示画面上に重畳して設けられる。タッチパネル２１７は、外部からの物体のタッチを検出し、この検出したタッチ位置に応じた位置信号を本体制御部２２７へ出力する。また、タッチパネル２１７は、ユーザが背面表示部２１６で表示される情報、たとえばアイコン画像やサムネイル画像に基づいてタッチした位置を検出し、この検出したタッチ位置に応じて撮像装置１が行う動作を指示する指示信号や画像を選択する選択信号の入力を受け付けてもよい。一般に、タッチパネル２１７としては、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等がある。本実施の形態１では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。さらに、可動部２１５、背面表示部２１６およびタッチパネル２１７は、一体的に形成してもよい。

回動判定部２１８は、可動部２１５の回動状況を判定し、この検出結果を本体制御部２２７へ出力する。たとえば、回動判定部２１８は、本体部２に対して可動部２１５が可動しているか否かを判定し、この判定結果を本体制御部２２７へ出力する。

状態検出部２１９は、加速度センサおよびジャイロセンサを用いて構成され、撮像装置１に生じる加速度および角速度をそれぞれ検出し、この検出結果を本体制御部２２７へ出力する。

時計２２０は、計時機能および撮影日時の判定機能を有する。時計２２０は、撮像素子２０３によって撮像された画像データに日時データを付加するため、日時データを本体制御部２２７へ出力する。

記録媒体２２１は、撮像装置１の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成される。記録媒体２２１は、メモリＩ／Ｆ２２２を介して撮像装置１に着脱自在に装着される。記録媒体２２１には、画像処理部２０７や画像圧縮展開部２１０が処理を施した画像データが書き込まれる。また、記録媒体２２１は、本体制御部２２７によって記録された画像データが読み出される。

ＳＤＲＡＭ２２３は、バス２２６を介してＡ／Ｄ変換部２０６から入力される画像データ、画像処理部２０７から入力される画像データおよび撮像装置１の処理中の情報を一時的に記録する。たとえば、ＳＤＲＡＭ２２３は、信号処理部２０５、Ａ／Ｄ変換部２０６およびバス２２６を介して撮像素子２０３が１フレーム毎に順次出力する画像データを一時的に記録する。ＳＤＲＡＭ２２３は、揮発メモリを用いて構成される。

Ｆｌａｓｈメモリ２２４は、プログラム記録部２２４ａを有する。プログラム記録部２２４ａは、撮像装置１を動作させるための各種プログラムや本実施の形態１にかかるプログラムおよびプログラムの実行中に使用される各種データおよび画像処理部２０７による画像処理の動作に必要な各画像処理のパラメータ等を記録する。Ｆｌａｓｈメモリ２２４は、不揮発性メモリを用いて構成される。

本体通信部２２５は、本体部２に装着されるレンズ部３との通信を行うための通信インターフェースである。

バス２２６は、撮像装置１の各構成部位を接続する伝送路等を用いて構成される。バス２２６は、撮像装置１の内部で発生した各種データを撮像装置１の各構成部に転送する。

本体制御部２２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。本体制御部２２７は、入力部２１１からの指示信号またはタッチパネル２１７からの位置信号に応じて撮像装置１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って撮像装置１の動作を統括的に制御する。

本体制御部２２７の詳細な構成について説明する。本体制御部２２７は、撮像制御部２２７ａと、表示制御部２２７ｂと、を有する。

撮像制御部２７１ａは、レリーズスイッチ２１１ｂからレリーズ信号が入力された場合、撮像装置１における撮影動作を開始する制御を行う。ここで、撮像装置１における撮影動作とは、シャッタ駆動部２０２の駆動によって撮像素子２０３が出力した画像データに対し、信号処理部２０５、Ａ／Ｄ変換部２０６および画像処理部２０７が所定の処理を施す動作をいう。このように処理が施された画像データは、撮像制御部２２７ａの制御のもと、画像圧縮展開部２１０で圧縮され、バス２２６およびメモリＩ／Ｆ２２２を介して記録媒体２２１に記録される。

表示制御部２２７ｂは、画像データに対応する画像を背面表示部２１６および／または接眼表示部２１３に表示させる。具体的には、表示制御部２２７ｂは、接眼表示部２１３の電源がオン状態である場合、画像データに対応するライブビュー画像を接眼表示部２１３に表示させる一方、接眼表示部２１３の電源がオフ状態である場合、画像データに対応するライブビュー画像を背面表示部２１６に表示させる。また、表示制御部２２７ｄは、距離算出部２０７ｃが算出した距離と焦点位置取得部２０７ｄが取得した焦点位置とに基づいて、輪郭検出部２０ｂが検出した被写体の輪郭を構成する輪郭のうち焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、レンズ部３の焦点位置に関する焦点情報（補助線）を接眼表示部２１３または背面表示部２１６に表示させる。もちろん、撮影者がピント合わせ時の参考に出来れば良いので、焦点深度を加味したり、焦点位置と対応していれば、焦点位置と厳密に一致する必要はない。この補助線は、帯であってもよく、補助情報と記載しても良い。

以上の構成を有する本体部２に対して、音声入出力機能、フラッシュ機能および外部と双方向に通信可能な通信機能等を具備させてもよい。

次に、レンズ部３について説明する。レンズ部３は、ズームレンズ３０１と、ズーム駆動部３０２と、ズーム位置検出部３０３と、絞り３０４と、絞り駆動部３０５と、絞り値検出部３０６と、フォーカスレンズ３０７と、フォーカス駆動部３０８と、フォーカス位置検出部３０９と、レンズ操作部３１０と、レンズＦｌａｓｈメモリ３１１と、レンズ通信部３１２と、レンズ制御部３１３と、を備える。

ズームレンズ３０１は、一または複数のレンズを用いて構成される。ズームレンズ３０１は、レンズ部３の光軸Ｏ上に沿って移動することにより、撮像装置１の光学ズームの倍率を変更する。たとえば、ズームレンズ３０１は、焦点距離が１２ｍｍ〜５０ｍｍの間で焦点距離を変更することができる。

ズーム駆動部３０２は、ＤＣモータまたはステッピングモータ等を用いて構成され、レンズ制御部３１３の制御のもと、ズームレンズ３０１を光軸Ｏ上に沿って移動させることにより、撮像装置１の光学ズームの変更を行う。

ズーム位置検出部３０３は、フォトインタラプタ等を用いて構成され、光軸Ｏ上におけるズームレンズ３０１の位置を検出し、この検出結果をレンズ制御部３１３へ出力する。

絞り３０４は、ズームレンズ３０１が集光した光の入射量を制限することにより露出の調整を行う。

絞り駆動部３０５は、ステッピングモータ等を用いて構成され、レンズ制御部３１３の制御のもと、絞り３０４を駆動することにより、撮像装置１の絞り値（Ｆ値）を変更する。

絞り値検出部３０６は、フォトインタラプタやエンコーダ等を用いて構成され、絞り３０４の現在の状況から絞り値を検出し、この検出結果をレンズ制御部３１３へ出力する。

フォーカスレンズ３０７は、一または複数のレンズを用いて構成される。フォーカスレンズ３０７は、レンズ部３の光軸Ｏ上に沿って移動することにより、撮像装置１のピント位置を変更する。なお、本実施の形態１では、ズームレンズ３０１およびフォーカスレンズ３０７が光学系として機能する。

フォーカス駆動部３０８は、ＤＣモータやステッピングモータ等を用いて構成され、レンズ制御部３１３の制御のもと、フォーカスレンズ３０７を光軸Ｏに沿って移動させることにより、撮像装置１のピント位置を調整する。

フォーカス位置検出部３０９は、フォトインタラプタ等を用いて構成され、光軸Ｏ上におけるフォーカスレンズ３０７の位置を検出し、この検出結果をレンズ制御部３１３へ出力する。

レンズ操作部３１０は、図１に示すように、レンズ部３のレンズ鏡筒の周囲に設けられるリングであり、レンズ部３における光学ズームの変更を指示する指示信号の入力またはレンズ部３におけるピント位置の調整を指示する指示信号の入力を受け付ける。なお、レンズ操作部３１０は、プッシュ式のスイッチやレバー式のスイッチ等であってもよい。

レンズＦｌａｓｈメモリ３１１は、ズームレンズ３０１、絞り３０４およびフォーカスレンズ３０７の位置および動きをそれぞれ決定するための制御プログラム、レンズ部３のレンズ特性および各種パラメータを記録する。ここで、レンズ特性とは、レンズ部３の色収差、画角情報、明るさ情報（ｆ値）および焦点距離情報（たとえば５０ｍｍ〜３００ｍｍ）である。

レンズ通信部３１２は、レンズ部３が本体部２に装着された際に、本体部２の本体通信部２２５と通信を行うための通信インターフェースである。

レンズ制御部３１３は、ＣＰＵ等を用いて構成される。レンズ制御部３１３は、レンズ操作部３１０からの指示信号または本体部２からの指示信号に応じてレンズ部３の動作を制御する。具体的には、レンズ制御部３１３は、レンズ操作部３１０からの指示信号に応じて、フォーカス駆動部３０８を駆動させてフォーカスレンズ３０７によるピント調整やズーム駆動部３０２を駆動させてズームレンズ３０１の光学ズームのズーム倍率の変更を行う。なお、レンズ制御部３１３は、レンズ部３が本体部２に装着された際に、レンズ部３のレンズ特性およびレンズ部３を識別する識別情報を本体部２に送信してもよい。

以上の構成を有する撮像装置１が実行する処理について説明する。図４は、撮像装置１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、撮像装置１が撮影モードに設定されている場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）について説明する。この場合において、アイセンサ２１４が外部からの物体を検出したとき（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像を接眼表示部２１３に表示させる（ステップＳ１０３）。たとえば、図５に示すように、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像ＬＶ₀を接眼表示部２１３に表示させる。これに対して、アイセンサ２１４が外部からの物体を検出していないとき（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像を背面表示部２１６に表示させる（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３またはステップＳ１０４の後、レンズ操作部３１０を介してマニュアルフォーカス操作が行われた場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、後述するステップＳ１０６へ移行する。これに対して、レンズ操作部３１０を介してマニュアルフォーカス操作が行われていない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、撮像装置１は、後述するステップＳ１１６へ移行する。

ステップＳ１０６において、本体制御部２２７は、レンズ部３から現在の焦点位置を取得する。

続いて、輪郭検出部２０７ｂは、ＳＤＲＡＭ２２３から画像データを取得し、取得した画像データに含まれる輝度成分を抽出し（ステップＳ１０７）、抽出した輝度成分に対して２次微分の絶対値を算出することによって、被写体の輪郭を検出する（ステップＳ１０８）。

続いて、距離算出部２０７ｃは、ＳＤＲＡＭ２２３に記録された焦点データに基づいて、撮像素子２０３から輪郭検出部２０７ｂが検出した被写体の輪郭を構成する輪郭点までの距離を算出する（ステップＳ１０９）。具体的には、距離算出部２０７ｃは、焦点データに基づいて、撮像素子２０３から輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する輪郭点までの距離を算出する測距処理を行う。なお、距離算出部２０７ｃは、フォーカスレンズ３０７が光軸Ｏ上を移動する毎に、被写体の輪郭を構成する輪郭点までの距離を算出してもよい。さらに、距離算出部２０７ｃは、フォーカスレンズ３０７ｂが焦点位置を中心に微小な幅で往復するＷｏｂ駆動される毎に、被写体の輪郭を構成する輪郭点までの距離を算出してもよい。

その後、形状判定部２０７ｅは、輪郭検出部２０７ｂが検出した被写体の輪郭と距離算出部２０７ｃが算出した被写体の輪郭を構成する輪郭点までの距離とに基づいて、被写体の輪郭内において同じ色（Low-Contrast）で互いに異なる距離の対象物の形状を判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、形状判定部２０７ｅは、レンズ部３の光軸Ｏに沿って被写体の形状が同じであるか否かを判定する。

図６は、形状判定部２０７ｅによる互いに異なる距離の対象物の形状を判定する判定方法の概要を説明する模式図である。図７は、形状判定部２０７ｅが判定する画像の一例を示す。なお、図７の画像ＬＶ₁上の被写体Ｐ₁（レンズ部３の光軸Ｏに沿って遠ざかる方向に沿って存在する道）の輪郭Ｌ₁，Ｌ₂との幅は、撮像素子２０３上で結像される撮像面の幅に対応する。

図６に示すように、まず、形状判定部２０７ｅは、輪郭検出部２０７ｂが検出した被写体の輪郭と距離算出部２０７ｃが算出した被写体の輪郭点までの距離とに基づいて、輪郭内において同じ色で互いに異なる距離の対象物の形状として対象物の幅を判定する。具体的には、形状判定部２０７ｅは、撮像素子２０３上に形成される異なる像の幅をＸ₁、Ｘ₂、レンズ部３の焦点距離をＦとした場合、以下の式（１）〜（４）によって、撮像装置１から距離Ｄ₁，Ｄ₂それぞれ離れた被写体の輪郭の幅Ｗ₁，Ｗ₂を判定する。
Ｗ₁：Ｄ₁＝Ｘ₁：Ｆ ・・・（１）
したがって、
Ｗ₁＝（Ｄ₁Ｘ₁）／Ｆ ・・・（２）
になる。同様に、
Ｗ₂：Ｄ₂＝Ｘ₂：Ｆ ・・・（３）
したがって、
Ｗ₂＝（Ｄ₂Ｘ₂）／Ｆ ・・・（４）
この場合において、Ｗ₁≒Ｗ₂のとき、式（２）および式（４）より、以下の式（５）が成り立つ。
Ｄ₁Ｘ₁≒Ｄ₂Ｘ₂ ・・・（５）
即ち、形状判定部２０７ｅは、式（２）、式（４）および式（５）を用いて、撮像装置１から遠ざかる奥行き方向にそって被写体Ｐ₁の輪郭の幅（輪郭点の幅）が同じであるか否かを判定する。さらに、形状判定部２０７ｅは、撮像素子２０３上に形成される像の幅をＸ₃、焦点距離をＦとした場合、以下の式（６）および式（７））によって、撮像素子２０３から距離Ｄ₃離れた対象物の幅Ｗ₃を判定する。
Ｗ₃：Ｄ₃＝Ｘ₃：Ｆ ・・・（６）
したがって、
Ｗ₃＝（Ｄ₃Ｘ₃）／Ｆ ・・・（７）
この場合において、Ｗ₁≒Ｗ₃のとき、式（２）および式（７）より、以下の式（８）が成り立つ。
Ｄ₁Ｘ₁≒Ｄ₃Ｘ₃ ・・・（８）
したがって、
Ｘ₃＝Ｄ₁Ｘ₁／Ｄ₃ ・・・（９）
になる。このように、形状判定部２０７ｅは、式（８）を用いて、レンズ部３の焦点位置における被写体Ｐ₁の輪郭Ｌ₁，Ｌ₂の幅が同じであるか否かを判定する。

その後、形状判定部２０７ｅが輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭が同じ幅であると判定した場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、表示制御部２２７ｂは、距離算出部２０７ｃが算出した被写体の輪郭点の距離と焦点位置取得部２０７ｄが取得したレンズ部３の焦点位置とに基づいて、被写体の輪郭点のうち焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、焦点位置に関する焦点情報として帯状のピントガイドをライブビュー画像上に重畳した背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させる（ステップＳ１１２）。

具体的には、表示制御部２２７ｂは、上述した式（９）を用いて、レンズ部３のピント位置に対応するライブビュー画像上の位置にピントガイドを重畳して背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させる。たとえば、図８または図９に示すように、表示制御部２２７ｂは、レンズ部３のピント位置に対応するライブビュー画像ＬＶ₂上またはライブビュー画像ＬＶ_３上に対して、被写体の輪郭点のうち焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域にピントガイドＧ₁を重畳して背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させる。もちろん、ピントガイドは、撮影者がピント合わせ時の参考に出来れば良いので、焦点深度を加味したり、焦点位置と対応していれば、焦点位置と厳密に一致する必要はない。これにより、ユーザは、被写体にコントラストがない平面であっても、焦点位置を直感的に把握することができる。なお、表示制御部２２７ｂは、図１０に示すように、水平方向だけでなく、鉛直方向にも焦点位置のピントガイドＧ₁をライブビュー画像ＬＶ₄上に重畳させて背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させることもできる。つまり、これらの実施例では、遠近法によって、画面内の特定の位置に集約されていくような直線は、道の両脇や建物の壁、廊下などの略並行な線が奥行き方向に広がっていることを判定し、平行な線のそれぞれ同じ距離の点を結べば、コントラストがなく距離情報がなくとも、同じ距離の線を仮想的に判定、表示可能なことを利用している。

続いて、レリーズスイッチ２１１ｂからレリーズ信号が入力され撮影を行う場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、撮像制御部２２７ａは、撮像装置１に撮影を実行させる（ステップＳ１１４）。

その後、電源スイッチ２１１ａが操作され、撮像装置１の電源がオフになった場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、撮像装置１は、本処理を終了する。これに対して、電源スイッチ２１１ａが操作されず、撮像装置１の電源がオフになっていない場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、撮像装置１は、ステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１１３において、レリーズスイッチ２１１ｂからレリーズ信号が入力されず、撮影を行わない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、撮像装置１は、ステップＳ１０１へ戻る。

形状判定部２０７ｅが輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭が同じ幅でないと判定した場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、撮像装置１は、ステップＳ１１３へ移行する。

ステップＳ１１６において、ＡＦ処理部２０９は、ＳＤＲＡＭ２２３が記憶する焦点データを取得し、取得した焦点データに基づいて、撮像装置１のピントを自動的に調整するＡＦ処理を実行する。ステップＳ１１６の後、撮像装置１は、ステップＳ１１３へ移行する。

ステップＳ１０１において、撮像装置１が撮影モードに設定されていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）において、撮像装置１が再生モードに設定されているとき（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、表示制御部２２７ｂは、記録媒体２２１に記録された画像データに対応する再生画像を背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させる再生表示処理を実行する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８の後、撮像装置１は、ステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１０１において、撮像装置１が撮影モードに設定されていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）において、撮像装置１が再生モードに設定されていないとき（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、撮像装置１は、ステップＳ１１５へ移行する。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、コントラストがなく、撮像装置１から見て遠ざかる方向（奥行き方向）に沿って存在する被写体を撮影する場合であっても、合焦位置を直感的に把握することができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、表示制御部２２７ｂがピントガイドをライブビュー画像上に重畳して接眼表示部２１３または背面表示部２１６に表示させるので、撮像装置１に向かってくる被写体、たとえば、運動会のリレー時における走る被写体、サーキット上で走行する車、および走行中の電車等に対して、容易にピントを合わせることができる（置きピン）。さらに、手動でレリーズ操作を行うことができるので、動体追尾フォーカスに比して被写体に対するピント合わせのタイムラグが生じることを防止することができる。

なお、本発明の実施の形態１では、表示制御部２２７ｂがピントガイドを被写体の輪郭を繋ぐ直線でライブビュー画像上に重畳して表示させていたが、図１１に示すように、表示制御部２２７ｂは、焦点情報としてのピントガイドを被写体の輪郭を繋ぐ直線上を通過する壁状のピントガイドＧ₁をアイコンとしてライブビュー画像ＬＶ₅上に重畳して背面表示部２１６または接眼表示部２１３に表示させてもよい。これにより、置きピンで移動する被写体に対して、焦点位置を容易に合わせることができる。

また、本発明の実施の形態１では、基本画像処理部２０７ａが距離算出部２０７ｃによって算出された距離と焦点位置取得部２０７ｄによって取得された焦点位置とに基づいて、輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点のうち焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、焦点位置に関する焦点情報を重畳して画像データまたはライブビュー画像を生成し、この画像データまたはライブビュー画像を接眼表示部２１３または背面表示部２１６へ出力してもよい。もちろん、撮影者がピント合わせ時の参考に出来れば良いので、焦点深度を加味したり、焦点位置と対応していれば、焦点位置と厳密に一致する必要はない。

また、本発明の実施の形態１では、画像処理部４０１を画像処理装置として他の機器、たとえば携帯電話や携帯型端末装置に搭載することにより、本発明を適用することができる。さらに、被検体内を撮像して被検体の画像データを生成する内視鏡装置と、内視鏡装置からの画像データに対して画像処理を行う処理装置と、処理装置が画像処理を施した画像データに対応する画像を表示装置と、を備えた内視鏡システムの処理装置に画像処理部４０１を搭載することにより、本発明を適用することができる。即ち、観察者や術者に直感的に焦点位置を把握させることができれば、産業用の観察装置や医療用の検査装置の補助情報表示にも有効であることは言うまでもない。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２にかかる撮像装置は、上述した実施の形態１にかかる撮像装置１の画像処理部の構成が異なるとともに、撮像装置が実行する処理が異なる。このため、以下においては、本実施の形態２にかかる撮像装置の構成を説明後、本実施の形態２にかかる撮像装置が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１にかかる撮像装置１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図である。図１２に示す撮像装置１０は、上述した実施の形態１にかかる撮像装置１の本体部２に換えて本体部４を備える。また、本体部４は、上述した実施の形態１にかかる画像処理部２０７に換えて画像処理部４０１を備える。

画像処理部４０１は、基本画像処理部２０７ａと、輪郭検出部２０７ｂと、距離算出部２０７ｃと、焦点位置取得部２０７ｄと、形状判定部２０７ｅと、焦点位置換算部４０１ａと、を有する。

焦点位置換算部４０１ａは、距離算出部２０７ｃが算出した被写体の輪郭に対応する位置の距離に基づいて、レンズ部３の焦点位置に対応するライブビュー画像上の位置を算出する。

次に、撮像装置１０が実行する処理について説明する。図１３は、撮像装置１０が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

図１３に示すように、まず、撮像装置１０が撮影モードに設定されている場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）について説明する。この場合、アイセンサ２１４が外部からの物体を検出したとき（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像を接眼表示部２１３に表示させる（ステップＳ２０３）。たとえば、図１４に示すように、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像ＬＶ₁₁を接眼表示部２１３に表示させる。これに対して、アイセンサ２１４が外部からの物体を検出していないとき（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、表示制御部２２７ｂは、撮像素子２０３が生成した画像データに対応するライブビュー画像を背面表示部２１６に表示させる（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０３またはステップＳ２０４の後、レンズ操作部３１０を介してマニュアルフォーカス操作が行われた場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２０６へ移行する。これに対して、レンズ操作部３１０を介してマニュアルフォーカス操作が行われていない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２２０へ移行する。

ステップＳ２０６において、焦点位置取得部２０７ｄは、レンズ部３から現在の焦点位置を取得する。

続いて、輪郭検出部２０７ｂは、ＳＤＲＡＭ２２３に記録された画像データを取得し、取得した画像データの輝度成分を抽出し（ステップＳ２０７）、画像データに対応する画像の上から１／３の位置を通る直線に沿って輝度成分が変化する変化点を検出するとともに（ステップＳ２０８）、画像の上から２／３の位置を通る直線に沿って輝度成分が変化する変化点を検出する（ステップＳ２０９）。

図１５は、輪郭検出部２０７ｂによる輝度成分が変化する変化点の検出方法の概要を説明する模式図である。なお、図１５においては、水平方向をＸ軸とし、鉛直方向をＹ軸として説明する。さらに、図１５の直線Ｌ_cは、鉛直方向における画像ＬＶ₁₁上の中心を示す。さらに、被写体Ｐ₁₁を食パンとして説明する。

図１５に示すように、まず、輪郭検出部２０７ｂは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁に沿って輝度が変化する変化点を検出する。具体的には、輪郭検出部２０７ｂは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁上における輝度成分に対して、２次微分の絶対値を算出処理またはエッジ処理を行うことによって、直線Ｌ₁₁に沿って輝度成分が変化する変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂を検出する。その後、輪郭検出部２０７ｂは、画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂上における輝度成分に対して、２次微分の絶対値を算出することによって、直線Ｌ₁₂に沿って輝度成分が変化する変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂を検出する。なお、図１５において、輪郭検出部２０７ｂは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３および２／３の位置を通る直線Ｌ₁₁、Ｌ₁₂それぞれの輝度成分の変化点を検出しているが、少なくとも２つ以上の直線上に沿って輝度の変化点を検出できればよく、直線の間隔は適宜変更可能であり、たとえば画像の上から１／５、２／５、３／５、４／５の位置を通る直線に沿って輝度成分の変化点を検出してもよい。さらに、輪郭検出部２０７ｂは、画像の水平方向（横方向）に対して、輝度成分の変化点を検出していたが、画像の鉛直方向（縦方向）に対して、輝度成分の変化点を検出してもよい。

ステップＳ２１０において、距離算出部２０７ｃは、ＳＤＲＡＭ２２３に記憶された焦点データに基づいて、輪郭検出部２０７ｂが検出した複数の変化点（輪郭点）それぞれの距離を算出する。具体的には、距離算出部２０７ｃは、輪郭検出部２０７ｂが検出した変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂，Ｘ₂₁，Ｘ₂₂それぞれに対応する位置の距離を算出する。なお、距離算出部２０７ｃは、レンズ部３の光軸Ｏに沿ってフォーカスレンズ３０７を駆動することによって、輪郭検出部２０７ｂが検出した複数の変化点それぞれに対応する位置にレンズ部３の焦点位置を移動させて撮像素子２０３に焦点データを生成させ、この焦点データに基づいて、輪郭検出部２０７ｂが検出した複数の変化点それぞれに相当する位置の距離を算出してもよい。

続いて、形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が同じであるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。形状判定部２０７ｅが距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が同じであると判定した場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、撮像装置１０は、ステップＳ２１２へ移行する。これに対して、形状判定部２０７ｅが距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が同じでないと判定した場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２１７へ移行する。

ステップＳ２１２において、形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離が同じであるか否かを判定する。形状判定部２０７ｅが距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離が同じであると判定した場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、撮像装置１０は、ステップＳ２１３へ移行する。これに対して、形状判定部２０７ｅが距離算出部２０７ｃによって算出した画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離が同じでないと判定した場合（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、撮像装置１０は、ステップＳ２１７へ移行する。

図１６は、形状判定部２０７ｅによる輝度成分の変化点における距離の判定方法の概要を説明する模式図である。図１６において、縦軸が撮像装置１０から輝度成分の変化点に対応する位置までの距離を示し、横軸が画像の変化点の位置を示す。

図１６に示すように、形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度成分の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離および距離算出部２０７ｃによって算出された画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度成分の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離が同じであるか否かを判定する。形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃが変化点Ｘ₁₁および変化点Ｘ₁₂それぞれの距離を距離Ｄ₁₁および距離Ｄ₁₂と算出しているため、図１６に示すように、変化点Ｘ₁₁および変化点Ｘ₁₂を撮像素子２０３からの距離が同じと判定する。同様に、形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃが変化点Ｘ₂₁および変化点Ｘ₂₂それぞれの距離を距離Ｄ₂₁および距離Ｄ₂₂と算出しているため、図１６に示すように、変化点Ｘ₂₁および変化点Ｘ₂₂を撮像素子２０３からの距離が同じと判定する。

ステップＳ２１３において、形状判定部２０７ｅは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の幅と、画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の幅とが同じ幅であるか否かを判定する。たとえば、図１６に示す場合、形状判定部２０７ｅは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の幅（Ｘ₁₂−Ｘ₁₁）と、画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の幅（Ｘ₂₂―Ｘ₂₁）とが同じ幅であると判定する。形状判定部２０７ｅが画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の幅と、直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の幅とが同じであると判定した場合（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２１４へ移行する。これに対して、形状判定部２０７ｅは、画像ＬＶ₁₁の上から１／３の位置を通る直線Ｌ₁₁の輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の幅と、画像ＬＶ₁₁の上から２／３の位置を通る直線Ｌ₁₂の輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の幅とが同じ幅でないと判定した場合（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２１７へ移行する。

ステップＳ２１４において、形状判定部２０７ｅは、距離算出部２０７ｃによって算出された変化点の距離に基づいて、画像ＬＶ₁₁の直線Ｌ₁₁上における輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が直線Ｌ₁₂上における輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離より大きいか否かを判定する（遠近判定）。形状判定部２０７ｅが画像ＬＶ₁₁の直線Ｌ₁₁上における輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が直線Ｌ₁₂上における輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離より大きい（Ｄ₁₁＞Ｄ₂₁，Ｄ₁₂＞Ｄ₂₂）と判定した場合（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２１５へ移行する。これに対して、形状判定部２０７ｅが画像ＬＶ₁₁の直線Ｌ₁₁上における輝度の変化点Ｘ₁₁，Ｘ₁₂の距離が直線Ｌ₁₂上における輝度の変化点Ｘ₂₁，Ｘ₂₂の距離より大きくないと判定した場合（ステップＳ２１４：Ｎｏ）、撮像装置１０は、後述するステップＳ２１７へ移行する。

ステップＳ２１５において、焦点位置換算部４０１ａは、レンズ部３の焦点位置に対応するライブビュー画像上の位置を算出する。

図１７は、焦点位置換算部４０１ａが焦点位置を画像上に換算する換算方法の概要を説明する模式図である。なお、図１７において、縦軸が焦点位置を示し、横軸が撮像装置１０から輝度の変化点に相当する位置までの距離の逆数を示す。

図１７に示すように、焦点位置換算部４０１ａは、焦点位置Ｐ₁に対応する距離の逆数を１／Ｄ₁₂、焦点位置Ｐ₂に対応する距離の逆数を１／Ｄ_２２、焦点位置Ｐ₁に対応する距離の逆数を１／Ｄ₁₂に対応する画像内縦方向の位置をＰ₁、焦点位置Ｐ₁に対応する距離の逆数を１／Ｄ₂₂に対応する画像内縦方向の位置をＰ₂とした場合、ピント位置Ｐ_ａｄｊに対応する距離の逆数を１／Ｄ_pとしたとき、以下の式（１０）によって、レンズ部３の焦点位置に対応するライブビュー画像上でピントガイドを表示するピントガイド位置Ｙ_pを換算する。
（１／Ｄ₂₂―１／Ｄ₁₂）：（１／Ｄ_p―１／Ｄ₁₂）＝（Ｙ₂―Ｙ_１）：（Ｙ_p―Ｙ₁）
・・・（１０）
したがって、
Ｙ_p＝（（Ｙ₂―Ｙ₁）／Ｄ_p＋（Ｙ₁／Ｄ₂₂＋Ｙ₂／Ｄ₁₂））／（１／Ｄ₂₂−１／Ｄ₁₂）
・・・（１１）
このように、焦点位置換算部４０１ａは、式（１１）を用いて、レンズ部３の焦点位置をライブビュー画像上におけるピントガイド位置Ｙ_pに換算する。

ステップＳ２１６において、表示制御部２２７ｂは、焦点位置換算部４０１ａが換算したライブビュー画像上におけるピントガイド位置（輪郭点）にレンズ部３の焦点位置を示すピントガイドを重畳して接眼表示部２１３または背面表示部２１６に表示させる。たとえば、図１８に示すように、表示制御部２２７ｂは、焦点位置換算部４０１ａが算出したライブビュー画像ＬＶ₁₂上の位置にレンズ部３の焦点位置を示すピントガイドＧ₁₁を重畳して接眼表示部２１３または背面表示部２１６へ表示させる（図１８（ａ）→図１８（ｂ））。これにより、撮影者は、マニュアルフォーカス操作で被写体を撮影する場合、被写体のコントラストが低いときであっても、レンズ部３の焦点位置を直感的に把握することができる。

ステップＳ２１７〜ステップＳ２２２は、図４のステップＳ１１３〜ステップＳ１１８にそれぞれ対応する。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、コントラストがなく、奥行き方向に延びる被写体を撮影する場合であっても、合焦位置を直感的に把握することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる撮像装置は、上述した実施の形態１にかかる撮像装置１の構成が異なるとともに、撮像装置が実行する処理も異なる。このため、以下においては、本実施の形態３にかかる撮像装置の構成を説明後、本実施の形態３にかかる撮像装置が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１にかかる撮像装置１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１９は、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の機能構成を示すブロック図である。図１９に示す撮像装置２０は、輪郭検出部２０７ｂと、距離算出部２０７ｃと、焦点位置取得部２０７ｄと、表示制御部２２７ｂと、フォーカスレンズ３０７と、撮像部５０１と、表示部５０２と、を備える。

撮像部５０１は、フォーカスレンズ３０７を介して被写体を撮像し、この被写体の画像データを生成する。撮像部５０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子、画像データに対してアナログ処理を行う信号処理回路およびＡ／Ｄ変換回路等を用いて構成される。

表示部５０２は、表示制御部２２７ｂの制御のもと、撮像部５０１が生成した画像データに対応する画像を表示する。表示部５０２は、液晶または有機ＥＬからなる表示パネルおよび駆動ドライバ等を用いて構成される。

次に、撮像装置２０が実行する処理について説明する。図２０は、撮像装置２０が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

図２０に示すように、まず、撮像部５０１は、フォーカスレンズ３０７を介して被写体を撮像し、被写体の画像データを生成する（ステップＳ３０１）。

続いて、輪郭検出部２０７ｂは、撮像部５０１が生成した画像データに対応する画像内における被写体の輪郭を検出する（ステップＳ３０２）。

その後、距離算出部２０７ｃは、撮像部５０１から輪郭検出部２０７ｂによって検出された被写体の輪郭を構成する輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する（ステップＳ３０３）。

続いて、焦点位置取得部２０７ｄは、フォーカスレンズ３０７の焦点位置を取得する（ステップＳ３０４）。

その後、表示制御部２２７ｂは、ライブビュー画像上に、距離算出部２０７ｃが算出した距離と同じ被写体の輪郭点と等しい距離の輪郭点を通る領域に帯状の焦点情報（補助線）を重畳して表示部５０２に表示させる（ステップＳ３０５）。もちろん、撮影者がピント合わせ時の参考に出来れば良いので、焦点深度を加味したり、焦点位置と対応していれば、焦点位置と厳密に一致する必要はない。つまり、これらの実施例では、遠近法によって、画面内の特定の位置に集約されていくような直線は、略立方体形状の構造物などの輪郭を構成する略並行な線が奥行き方向に続いて広がっていることを判定し、平行な線のそれぞれ同じ距離の点を結べば、コントラストがなく距離情報がなくとも、同じ距離の線を仮想的に判定、表示可能なことを利用した表示となっている。こうした直線間にコントラストがなかったり、小さかったり、直線の間が同じ色であったり、画像として均一な特徴を有する場合、これは同じ構造物の表面であったり一部であったりすることが考えられ、上記補助線を表示することが不自然でなく、撮影者に分かりやすい情報となる。複数の直線で構成された構造物、対象物であれば、このような補助情報は有効であり、幾何学的な形状を撮影した時に得られる画像の輪郭の分析によって、対象物の形状を分析し、コントラストの小さい平面部の識別のしやすい画像上に、明快な表示が可能となる。

続いて、撮像装置２０が撮影を行う場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、撮像装置２０は、撮影を行う（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７の後、撮像装置２０は、本処理を終了する。これに対して、撮像装置２０が撮影を行わない場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、撮像装置２０は、ステップＳ３０１へ戻る。

以上説明した本発明の実施の形態３によれば、コントラストがなく、奥行き方向に延びる被写体を撮影する場合であっても、合焦位置を直感的に把握することができる。

（その他の実施の形態）
また、本発明にかかる撮像装置は、デジタル一眼レフカメラ以外にも、たとえデジタルカメラ、デジタルビデオカメラおよび撮像機能を有する携帯電話やタブレット型携帯機器等の電子機器にも適用することができる。

また、本発明にかかる撮像装置に実行させるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルデータでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本発明にかかる撮像装置に実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。さらに、本発明にかかる撮像装置に実行させるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。

１，１０，２０ 撮像装置
２，４ 本体部
３ レンズ部
２０１ シャッタ
２０２ シャッタ駆動部
２０３ 撮像素子
２０４ 撮像素子駆動部
２０５ 信号処理部
２０６ Ａ／Ｄ変換部
２０７，４０１ 画像処理部
２０７ａ 基本画像処理部
２０７ｂ 輪郭検出部
２０７ｃ 距離算出部
２０７ｄ 焦点位置取得部
２０７ｅ 形状判定部
２０８ ＡＥ処理部
２０９ ＡＦ処理部
２１０ 画像圧縮展開部
２１１ 入力部
２１１ｂ レリーズスイッチ
２１２ アクセサリ通信部
２１３ 接眼表示部
２１４ アイセンサ
２１５ 可動部
２１６ 背面表示部
２１７ タッチパネル
２１８ 回動判定部
２１９ 状態検出部
２２０ 時計
２２１ 記録媒体
２２２ メモリＩ／Ｆ
２２３ ＳＤＲＡＭ
２２４ Ｆｌａｓｈメモリ
２２５ 本体通信部
２２６ バス
２２７ 本体制御部
２２７ａ 撮像制御部
２２７ｂ 表示制御部
３０１ ズームレンズ
３０７ フォーカスレンズ
３１３ レンズ制御部
４０１ａ 焦点位置換算部
５０１ 撮像部
５０２ 表示部

Claims (10)

1. 焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、
   前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、
   前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出部と、
   前記撮像部から前記輪郭検出部によって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出部と、
   前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得部と、
   前記距離算出部が算出した前記距離と前記焦点位置取得部が取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置に対応する距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記輪郭検出部が検出した前記被写体の輪郭と前記距離算出部が算出した前記距離とに基づいて、前記光学系の光軸に沿って前記被写体の形状が同じであるか否かを判定する形状判定部をさらに備え、
   前記表示制御部は、前記形状判定部が前記被写体の形状が同じであると判定した場合、前記焦点情報を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記形状判定部は、前記光学系の光軸に沿って前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の幅が一定の範囲内で連続しているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像部は、
   撮像面に前記被写体の画像データを生成する撮像画素と、
   前記焦点を検出するための焦点データを生成する焦点検出用画素と、
   を有し、
   前記輪郭検出部は、前記画像データに含まれる輝度成分に基づいて、前記被写体の輪郭を検出し、
   前記距離算出部は、前記焦点データに基づいて、前記距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の撮像装置。
5. 前記表示制御部は、前記焦点情報を前記被写体の輪郭を構成する輪郭点を繋ぐ直線で前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の撮像装置。
6. 前記表示制御部は、前記焦点情報を前記被写体の輪郭を構成する輪郭点を繋ぐ直線上を通過する壁状のアイコンで前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の撮像装置。
7. 前記光学系を有するレンズ部をさらに備え、
   前記レンズ部は、
   前記焦点位置を調整可能なレンズ操作部を有し、
   前記表示制御部は、
   前記レンズ操作部が操作された際に、前記焦点情報を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の撮像装置。
8. 前記表示部は、
   前記画像データに対応する画像を表示可能な背面表示部と、
   前記画像データに対応する画像を表示可能な接眼表示部と、
   を有し、
   前記表示制御部は、前記画像データに対応する画像を前記背面表示部または前記接眼表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の撮像装置。
9. 焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、を備えた撮像装置が実行する撮像方法であって、
   前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、
   前記撮像部から前記輪郭検出ステップによって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出ステップと、
   前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得ステップと、
   前記距離算出ステップで算出した前記距離と前記焦点位置取得ステップで取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置と等しい距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、
   を含むことを特徴とする撮像方法。
10. 焦点を調整可能な光学系を介して被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像を表示する表示部と、を備えた撮像装置に、
    前記画像内における前記被写体の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、
    前記撮像部から前記輪郭検出ステップによって検出された前記被写体の輪郭を構成する複数の輪郭点の少なくとも一部までの距離を算出する距離算出ステップと、
    前記光学系の焦点位置を取得する焦点位置取得ステップと、
    前記距離算出ステップで算出した前記距離と前記焦点位置取得ステップで取得した前記焦点位置とに基づいて、前記複数の輪郭点のうち前記焦点位置と等しい距離の輪郭点を通る領域に、前記焦点位置に関する焦点情報を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。

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