JP2013150030A - 撮像装置、撮像方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】収差を所望に制御した画像を得ることを可能とする。
【解決手段】ユーザにより入力された所定収差（収差の所定値）を記憶して（ステップＳ１０８）。さらに、収差制御を実行する（ステップＳ１１０）。この収差制御においては、測定した収差の絶対値が、ユーザにより設定された所定収差の絶対値となったか否か、つまり「測定した収差の絶対値＝所定収差の絶対値」となったか否かを判断する。「測定した収差の絶対値＝所定収差の絶対値」となるように、繰り返し処理を実行した後、撮像して画像を記録する。
【選択図】図２

Description

本発明は、収差の制御機能を備えた撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。

従来、収差を制御した画像を撮像することのできる撮像装置として下記特許文献１記載の技術が知られている。この技術は、可変形状鏡と２次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）とを具備しており、可変形状鏡は、光学系内に配置されている。ＬＵＴには、入力情報に対応して出力情報が予め記憶されている。入力情報は、ズーム状態と被写体までの距離であり、出力情報は可変形状鏡に印加する電圧又は供給する電流の値である。

撮影時には、ＬＵＴを順次走査し、得られた入力情報に対応する出力情報を取得する。この取得した出力情報に基づき可変形状鏡に印加する電圧又は供給する電流の値を変化させ、結像画像の鮮鋭度を判定する。そして、結像画像の鮮鋭度が最良となるときのＬＵＴの出力情報を、可変形状鏡に印加する電圧又は供給する電流の値として決定する。

したがって、可変形状鏡に決定された電圧が印加され、又は可変形状鏡に決定された電流が供給されることにより、光学系の収差が補正制御されて鮮鋭度が最良の画像を撮像することが可能となる。

特開２００３−１６１８７３号公報

ところで、画像に芸術性を要求するユーザにおいては、前景や背景をボカすボケ味や人物撮影などでやわらかい感じにするソフトフォーカスを、レンズの収差を逆に甘くしての撮影を所望する等、撮影技法を駆使して撮影を行おうとする場合がある。

しかるに、前述の従来技術にあっては、ズーム状態と被写体までの距離（入力情報）に対応して、可変形状鏡に印加する電圧又は供給する電流の値（出力情報）を予めＬＵＴに記憶しておく。このＬＵＴに記憶されている可変形状鏡に印加する電圧又は供給する電流の値は、当該光学系における画像の鮮鋭度が最良となるときの情報である。したがって、従来技術において、予めＬＵＴに記憶されている出力情報を用いて可変形状鏡を制御すると、必然的に鮮鋭度が最良の画像が撮像されることとなる。

してみると、画像に芸術性を要求するユーザが、駆使したい撮影技法を実現して、収差を所望に制御し光学的効果を付与した画像を得ようとしても、これを得ることは不可能なものであった。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、収差を所望に制御した画像を得ることのできる撮像装置、撮像方法及びプログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため本発明は、形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部と、前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定手段と、前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動部と、前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、収差を所望に制御した画像を得ることが可能となる。これにより、ボケ味やソフトフォーカス等を用いての撮影を所望する等、撮影技法を駆使して撮影を行おうとするユーザの満足度を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 同実施の形態で用いられるテーブルの構成を示す概念図である。 同実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 収差制御制御のサブルーチンを示すフローチャートである。 記録される画像例を示す図である。 収差制御開始前画像Ｐ１とボケ味画像Ｐ２の表示例を示す図である。 収差制御開始前画像Ｐ１とソフトフォーカス画像Ｐ３の表示例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 同実施の形態における収差制御のサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。この撮像装置１００は、撮像光学部１０、撮像部３０、光学的効果測定部３１、情報処理領域４０、記録領域５０、表示部６１及び操作入力領域７０を有して構成されている。この撮像装置１００は、携帯可能な大きさである。

撮像光学部１０は、交換式レンズ部２０、可変形状ミラー１１、交換検知部１３を備えている。

交換式レンズ部２０は、撮像装置１００のボディに着脱自在である。交換式レンズ部２０は、ズームレンズ２１とこれを駆動するズームモータ２３、及びフォーカスレンズ２２とこれを駆動するフォーカスモータ２４を有する。ズームレンズ２１及びフォーカスレンズ２２の特性は、当該交換式レンズ部２０の種別により異なる。交換式レンズ部２０が撮像装置１００のボディに装着された際には、ズームモータ２３及びフォーカスモータ２４はバスラインＢＳに接続される。

可変形状ミラー１１は、ズームレンズ２１とフォーカスレンズ２２の光軸上に、斜状に配置され、複数の可動部分で構成されたミラー面を有する。また、可変形状ミラー１１は、複数の可動部分を個別に駆動するアクチュエータ１４と、このアクチュエータ１４を駆動する駆動回路１２を備え、駆動回路１２は、バスラインＢＳに接続されている。

したがって、駆動回路１２及びアクチュエータ１４を介して複数の可動部分で構成されたミラー面を駆動することにより、この撮像装置１００における収差を自在に制御することが可能である。具体的には、所望の光学的効果を得られるように撮影画像上の焦点位置（結像位置）をミラー面上の各可動部分毎に制御することでボケ味を発生させたり、ソフトフォーカス効果を発生させることができる。

なお、可変形状ミラー１１は、例えば特開２００４−２４７９４７号公報にも開示されているように、変形自在な３層構造からなるものであってもよい。この場合、可変形状ミラー１１は、表面層が反射面となる薄膜と、薄膜を支持する中間の基板と、下層の薄い下層電極と、下層電極に対し所定の間隔を設けて配置した複数の電極ａ、ｂ、ｃ・・・を有している。下層電極と複数の電極ａ、ｂ、ｃ・・・は、駆動回路１２に接続されている。駆動回路１２は、下層電極と複数の電極ａ、ｂ、ｃ・・・間に選択的に所定の電圧を印加して薄膜の形状を変形させるように電圧制御可能な可変抵抗器を備えている。

交換検知部１３は、例えば交換式レンズ部２０がボディに装着されている状態においてのみ所定の信号を出力するものである。したがって、交換検知部１３から信号が出力されているか否かにより、交換式レンズ部２０が装着されているか否かを判断することが可能である。無論、交換検知部１３は、交換式レンズ部２０がボディに装着されている状態と取り外されている状態とで異なる信号を出力するものであってもよい。

可変形状ミラー１１の反射光束上に撮像部３０が配置されている。可変形状ミラー１１と撮像部３０との間には、ビームスプリッタ（分光部）３２が斜状に配置されている。ビームスプリッタ３２は、可変形状ミラー１１の反射光束を二つに分割するものである。

具体的には、ビームスプリッタ３２に入射した光の一部は反射し、一部は透過する。したがって、ビームスプリッタ３２を透過した光は第１の光路３３を介して撮像部３０に到達し、反射した光は第２の光路３４を介して光学的効果測定部３１に到達する。

よって、分離独立した光路からの光を用いることにより、後述するように撮像部３０により所望のソフトフォーカス画像やボケ画像を撮像することができ、かつ、光学的効果測定部３１により精度よく光学的効果を測定することができる。
なお、ビームスプリッタ３２としては、ハーフミラーやプリズム等が用いられる。

光学的効果測定部３１は、例えばシャックハルトマンセンサである。したがって、光学的効果測定部３１は、波面センサであり、細かなレンズアレイによって像のずれを測定するものである。この光学的効果測定部３１もバスラインＢＳに接続されている。

撮像部３０は、ビームスプリッタ３２を通して被写体Ｏの光像、つまり被写体像を撮像する。したがって、撮像部３０は、この被写体Ｏの光像（被写体像）を光電変換して光電変換信号を取得するＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を備える。

この撮像部３０は、取得した光電変換信号をＡＥ（自動露出補正）処理等に伴い増幅したアナログデータを得る。したがって、撮像部３０は、このアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部（ＡＤＣ）を備えている。このデジタルデータは、ＲＧＢデータである。このＲＧＢデータは、バスラインＢＳを介して、情報処理領域４０、記録領域５０に供給される。

情報処理領域４０は、所定の情報の処理部を１つにまとめた領域であり、制御部４１、特殊演算部４２、画像圧縮部４３、撮像処理部４４、及び表示制御部４５等が設けられている。制御部４１は、撮像装置１００の各部を制御するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。なお、この制御部４１は、複数のチップから構成されていてもよい。特殊演算部４２は、収差の算出と可変形状ミラー１１の制御量の算出を行なうＭＰＵである。特殊演算部４２は、収差の算出と可変形状ミラー１１の制御量の算出を行なうために専用に設けられており、収差の算出と可変形状ミラー１１の制御量のを高速に行なうことを可能にする。

撮像処理部４４は、ＲＧＢデータから、適宜画像処理を施したＹＵＶデータを生成する。画像圧縮部４３は、撮像処理部４４が生成したＹＵＶデータから、ＪＰＥＧデータ等の記録用画像データを生成する。ＪＰＥＧデータとは、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ ＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）が作成した規格に則り圧縮された画像データである。ここでは、記録用画像データはＪＰＥＧデータとする。なお、このＪＰＥＧデータの色基準（カラースペース）は、Ｅｘｉｆの仕様に基づき「ｓＲＧＢ」（ＩＥＣ国際規格）とする。

表示制御部４５は、各種データに基づき、各種画像や情報を表示させるように表示部６１を制御する。記録用画像を表示させる場合は、ＪＰＥＧデータに基づき画像を表示させるように表示部６１を制御し、ビューファインダ画像としてライブビュー画像（ビデオスルー画像ともいう）を表示させる場合は、ＲＧＢデータに基づき画像を表示させるように表示部６１を制御する。さらに、表示制御部４５は、後述する制御部４１からの指示に基づき動作することにより、表示部６１に表示されたライブビュー画像の一部に、収差を表示させる等の処理も実行する。

なお、情報処理領域４０に属する処理部は、夫々、物理的にも電気的にも、独立して構成しても、複数組み合わせて構成してもよい。また、１つの処理部が複数の処理部の機能を備える構成としても構わない。前記記録領域５０は、所定の記録部を１つにまとめた領域であり、外部記録装着部５３、保存記録装置５２及び一時記録装置５１等が設けられている。

外部記録装着部５３は、外部記録装置５４を撮像装置１００に装着するための接続部である。外部記録装着部５３は、好ましくは外部記録装置５４の着脱状態を検知する着脱検知部を備えている。

外部記録装置５４は、外部記録装着部５３に装着されて情報を記録可能な不揮発性の記録媒体である。また、外部記録装置５４は、画像圧縮部４３で生成された画像データを記録する。外部記録装置５４は、ＳＤメモリカードやＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリ等の記録媒体であり、本実施の形態においては、フラッシュＥＥＰＲＯＭとする。

保存記録装置５２は、制御部４１等で各種データを処理するための各種プログラムや各種設定等を記録しておくための、不揮発性の記録装置である。一時記録装置５１は、制御部４１等で処理する各種データを仮に記録しておくための、揮発性の記録装置である。

なお、記録領域５０に属する記録部は、夫々、物理的にも電気的にも、独立して構成しても、複数組み合わせて構成しても構わない。また、１つの記録部が複数の記録部の機能を備える構成としてもよい。

前記操作入力領域７０は、所定の操作入力を行う入力部を１つにまとめた領域である。この操作入力領域７０は、撮像指示部７１、移動操作部７２、決定指示部７３、メニュー操作部７４、モード設定部７５、ズーム操作部７６及び電源操作部７７等が設けられている。

撮像指示部７１は、１段目の操作ストローク（以下、「ハーフシャッター」と称す）と、２段目の操作ストローク（以下、「フルシャッター」と称す）との２段階の操作ストロークを有する釦式スイッチからなるシャッター釦である。

移動操作部７２は、例えば、撮像装置１００に各種設定を行う際、入力カーソルを移動する。したがって、移動操作部７２は、上下左右の４方向や８方向を入力可能である、釦式スイッチ・レバー式スイッチ・半導体圧力センサなどのタッチセンサ・光位置センサの内の１つからなる。本実施の形態において移動操作部７２は、上下左右の方向（「↑」「↓」「←」「→」）を入力可能な１組の釦とする。

決定指示部７３は、所定の入力状態において、撮像者による入力決定の指示を受ける。本実施の形態において、決定指示部７３は、押下を検出する釦式のスイッチとする。

メニュー操作部７４は、所定の状態において、撮像者による後述するメニュー画面の表示指示を受ける。ここでは、メニュー操作部７４は、押下を検出する釦式のスイッチとする。

モード設定部７５は、撮像者による、後述する撮像モード、再生モード、後述する光学効果撮影モードへの切り替え指示を受ける。ここで、モード設定部７５は、スライド式のスイッチとする。

ズーム操作部７６は、例えばシーソー式であって、ズーム倍率を増大させる際に押下されるＴ操作部と、ズーム倍率を減少させる際に押下されるＷ操作部とを備えている。また、ズーム操作部７６は、常時は中立位置に弾持されてオフを維持し、各操作部が押下されている状態においてオンとなるスイッチ機構を備えている。

電源操作部７７は、撮像者による撮像装置１００の電源ＯＮ／ＯＦＦの指示を受ける。ここで、電源操作部７７は、押下を検出する釦式のスイッチとする。なお、電源操作部７７の押下に基づき電源をＯＦＦが指示された場合には、現在の撮像装置１００に係る各設定の状態を、ラストメモリとして保存記録装置５２に記録した後に電源をＯＦＦするように構成（ラストメモリ機能）することが望ましい。

そして、次回電源ＯＮが指示された場合には、この保存記録装置５２に記録されたラストメモリを読み出し、各設定を自動的に再設定するように構成することが望ましい。また、保存記録装置５２に記録されたラストメモリを読み出し各設定を再設定するか否かを、電源ＯＮ時に使用者に問い合わせるように構成しても良い。さらに、保存記録装置５２に記録されたラストメモリを読み出し各設定を再設定するか否かを、事前に使用者により設定しておくように構成しても良い。

なお、モード設定部７５は、電源操作部７７を兼ねても構わない。

前記保存記録装置５２には、前述のプログラムとともに、図２（ａ）に示すボケ味テーブル５２１と、同図（ｂ）に示すソフトフォーカステーブル５２２とが格納されている。ボケ味テーブル５２１には、その値が増加するほどボケ度が高くなるレベル１〜５に対応して、収差制御値である所定値Ａ〜Ｅが記憶されている。つまり、所定値Ａ〜Ｅは、周縁における球面収差を、所望のボケ味に相当する（正又は負の）球面収差になるように、かつ、他の諸収差は大きく変化させないように補正することで、ボケ味を発生させることのできる駆動回路１２の駆動量を示す値である。

また、ソフトフォーカステーブル５２２には、その値が増加するほどソフトフォーカス度が高くなるレベル１〜５に対応して、収差制御値である所定値Ｆ〜Ｊが記憶されている。つまり、所定値Ｆ〜Ｊは、球面収差を変動させて、デフォーカス領域のボケ像の描写性を変化させるとともに、球面収差の変動に追従して、非点収差を（同じ方向に）変動させて、所定の像面平坦性を維持するように補正する。あるいは、球面収差を変動させて低周波域のコントラストを低下させるとともに、高周波域のコントラスト（または解像度、ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)特性）を所定以上に維持するように補正することで、ソフトフォーカス効果を発生させることのできる駆動回路１２の駆動量を示す値である。また、これら所定値Ａ〜Ｊは、下記（１）又は（２）を基準として、これらの値を増減し得る制御値である。
（１）球面収差係数（ＳＡ） ΣI →所定収差＝０．２
（２）非点収差係数（Ａｓ） ΣIII →所定収差＝０．０２

次に、本実施の形態に係る撮像装置１００の動作について説明する。制御部４１は、保存記録装置５２に記憶されているプログラムに従って、図３のフローチャートに示す処理を開始する。ユーザが、電源操作部７７を操作して撮像装置１００の電源をオンにした後、モード設定部７５にて撮像モードを設定する操作を行うと、当該撮像モードが設定される。さらに、ユーザが、この撮像モードの状態でメニュー操作部７４を操作すると、表示部６１は「光学効果撮影モード」と「通常撮像モード」との選択画面がカーソルとともに表示される。

この選択画面が表示された状態において、移動操作部７２を操作してカーソルを移動させて決定指示部７３を操作すると、制御部４１はこの操作により光学効果撮影モードが選択されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１での判断の結果、光学効果撮影モードが選択されずに、通常撮像モードが選択された場合には、通常撮像モード処理を実行する。

この通常撮像モードにおいては、制御部４１は、ステップＳ１０１からステップＳ１０２に処理を進めて、撮像指示部７１がフルシャッター操作されることによる撮像指示があったか否かを判断する。撮像指示があるまで、次のステップに進むことなく待機する。

撮像者が撮像指示部７１にてフルシャッター操作を行うと、ステップＳ１０２の判断がＹＥＳとなる。したがって、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に処理を進めて撮像制御を実行する。この撮像制御に際して制御部４１は、一時記録装置５１に記憶されている撮像指示時点の画像データを画像圧縮部４３に供給する。

次に、制御部４１は記録制御を実行し、供給された画像データを画像圧縮部４３にて圧縮した後、外部記録装置５４に記録する（ステップＳ１０４）。これにより、通常撮像モードにおいては、図５（ａ）に示すように、ボケ味やソフトフォーカス処理が付加されていない被写体を写実的に撮影した鮮明な通常撮影画像（収差制御開始前画像ともいう）Ｐ１を記録することができる。しかる後に、動作モードの変更があったか否かを判断する（ステップＳ１０５）。動作モードの変更があるまでステップＳ１０１からの処理を繰り返し、動作モードの変更があったならば、このフローに従った処理を終了する。

他方、ステップＳ１０１での判断の結果、通常撮像モードが選択されずに光学効果撮影モードが選択された場合には、光学効果撮影モード処理を実行する。

この光学効果撮影モードにおいては、制御部４１は、ステップＳ１０１からステップＳ１０６に処理を進めて、メニュー画面表示処理を実行する。このメニュー画面表示処理において制御部４１は、図２（ａ）（ｂ）に示した各テーブル５２１、５２２の記憶内容に基づき、下記のように選択肢を表示部６１に表示する。
ボケ味
・レベル１
・レベル２
・レベル３
・レベル４
・レベル５
ソフトフォーカス
・レベル１
・レベル２
・レベル３
・レベル４
・レベル５

これら各レベルには、図２（ａ）（ｂ）に示したように、収差制御値（所定値）が対応して記憶されていることから、これら選択肢からいずれかを選択することにより、ユーザは所望する任意の収差制御の所定値を設定することができる。

このメニュー画面が表示されている状態において、移動操作部７２を操作してカーソルを移動させて決定指示部７３を操作すると、制御部４１はこの操作によりユーザが所望するいずれの選択肢が選択されたかを判断する（ステップＳ１０７）。

このとき、ユーザは、要求する画像に対する芸術性や、駆使しようとする撮影技法に応じて自己が所望するボケ味やソフトフォーカスの度合を考慮して、「ボケ味」又は「ソフトフォーカス」におけるいずれかのレベルを選択する。

そして、いずれかの選択肢が選択されたならば、選択された種別のレベルに対応する所定値をテーブル５２１、５２２から読み出し、これを一時記録装置５１に記憶して保存する（ステップＳ１０８）。

しかる後に、制御部４１は、撮像指示部７１がフルシャッター操作されることによる撮像指示があったか否かを判断する（ステップＳ１０９）。撮像指示があるまで、次のステップに進むことなく待機する。

撮像者が撮像指示部７１にてフルシャッター操作を行うと、ステップＳ１０９の判断がＹＥＳとなる。したがって、制御部４１は、ステップＳ１０９からステップＳ１１０に進み収差制御を実行する。なお、このステップＳ１１０で実行される収差制御については、図４のサブルーチンに従って後述する。

引き続き、制御部４１は、ステップＳ１１０からステップＳ１１１に処理を進めて撮像制御を実行する。この撮像制御に際して制御部４１は、一時記録装置５１に記憶されている収差制御後（光学効果後）の画像データを画像圧縮部４３に供給する。次に、制御部４１は記録制御を実行し、供給された画像データを画像圧縮部４３にて圧縮した後、外部記録装置５４に記録する（ステップＳ１１２）。

したがって、ユーザによりボケ味におけるいずれかのレベルが選択された場合には、図５（ｂ）に示すレベルに応じたボケ味画像Ｐ２が外部記録装置５４に記録される。また、ソフトフォーカスにおけるいずれかのレベルが選択された場合には、図５（ｃ）に示すレベルに応じたソフトフォーカス画像Ｐ３が外部記録装置５４に記録される。

よって、収差制御が完了している状態で、撮像、記録処理が実行されることにより、外部記録装置５４には、ユーザが要求する画像に対する芸術性や、駆使しようとする撮影技法が具現化された画像が記録されることとなる。よって、収差を所望に制御した画像を得ることが可能となり、これにより、ボケ味やソフトフォーカスを用いての撮影を所望する等、撮影技法を駆使して撮影を行おうとするユーザの満足度を高めることができる。

すなわち、DCレンズなど、ボケ味制御用の複雑な光学系、交換レンズを用いなくても、前ボケ、後ボケに関わらず、ユーザ所望のボケ味のボカシ画像を撮影できる。

また、ソフトフォーカスレンズなど、特殊な光学系や交換レンズを用いずとも、所望の低周波のコントラストを低下させるが、高周波のコントラストや解像力などを維持したソフトフォーカス画像が得られるとともに、理想的なボケ味のソフトフォーカス画像が得られる。

しかる後に、動作モードの変更があったか否かを判断する（ステップＳ１１３）。動作モードの変更があるまでステップＳ１０１からの処理を繰り返し、動作モードの変更があったならば、このフローに従った処理を終了する。

図４は、収差制御（ステップＳ１１０）の処理手順を示すフローチャートである。先ず制御部４１は、可変形状ミラー１１を駆動することなくノーマルな状態で撮像部３０に投影された画像である「収差制御開始前画像」を取得して、一時記録装置５１に記録する（ステップＳ２０１）。これにより、図５（ａ）に示すように、ボケ味やソフトフォーカス処理が付加されていない鮮明な通常撮影画像Ｐ１が記録されることとなる。

次に、光学的効果測定部３１を起動させて、収差を測定する（ステップＳ２０２）。引き続き、制御部４１は、特殊演算部４２を制御して、測定した収差の可変形状ミラー１１による制御量の算出を行う（ステップＳ２０３）。本実施の形態における制御量は、測定した収差を前記ステップＳ１０８で一時記録装置５１に記憶保存された所定値（所定収差）、つまりユーザが選択した種別のレベルに対応する所定値にするように算出する（ステップＳ２０４）。

次に、制御部４１は、算出した収差の制御量に応じて、可変形状ミラー１１の各アクチュエータ１４の駆動量を読み出す（ステップＳ２０５）。つまり、保存記録装置５２には、収差の制御量と、制御量に対応するアクチュエータ１４の駆動量との関係が記憶されたテーブルが予め設けられている。したがって、制御部４１は、ステップＳ２０３で算出した制御量に対応するアクチュエータ１４の駆動量を前記テーブルから読み出す。

引き続き、この読み出した駆動量に基づき、駆動回路１２を制御し、アクチュエータ１４を動作させて、可変形状ミラー１１の可動部を駆動する（ステップＳ２０６）。しかる後に、再度、光学的効果測定部３１を起動させて、収差を測定する（ステップＳ２０７）。そして、この測定した収差の絶対値が、ユーザにより設定された所定収差の絶対値となったか否か、つまり「測定した収差の絶対値＝所定収差の絶対値」となったか否かを判断する（ステップＳ２０８）。このステップＳ２０８での判断の結果、「測定した収差の絶対値＝所定収差の絶対値」となっていない場合には、ステップＳ２０４に戻って、このステップＳ２０４からの処理を繰り返す。

したがって、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０８の処理が繰り返されることにより、光学的効果測定部３１により測定された収差の絶対値が、ユーザの所望する収差の絶対値となるまで、光学的効果測定部３１による収差の測定と形状駆動部（アクチュエータ１４、駆動回路１２）の駆動による可変形状光学部（可変形状ミラー１１）の変形とを継続的に実行させる本発明の光学的効果制御手段が達成される。

なお、可変形状ミラー１１を構成する複数の可動部を個別に駆動させることで、特に周縁部のみ収差を制御することでユーザの所望するボケ味に制御することを可能としている。

また、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０８の処理が実行されることにより、測定された収差を所定値にするための収差制御が行なわれる。一度の制御では十分に所定値に近づかなかった場合は、ステップＳ２０４からの処理が繰り返されるので、制御回数を最短としてステップＳ２０７で測定された収差絶対値が所定収差の絶対値と等しくなり、ステップＳ２０８の判断がＹＥＳとなる。

したがって、制御部４１は、ステップＳ２０８からステップＳ２０９に処理を進める。このステップＳ２０９において、制御部４１は、収差制御後、つまりステップＳ２０８の判断がＹＥＳとなった後に撮像部３０に投影された画像である「収差制御後の画像」を取得して、一時記録装置５１０に記録する。しかる後に、表示制御部４５を制御して、表示部６１に「収差制御開始前画像」と「収差制御後の画像」とを並べて表示する（ステップＳ２１０）。

したがって、ユーザによりボケ味におけるいずれかのレベルが選択された場合には、図６に示すように、表示部６１には収差制御開始前画像Ｐ１とボケ味画像Ｐ２とが並列表示される。また、ユーザによりソフトフォーカスにおけるいずれかのレベルが選択された場合には、図７に示すように、表示部６１には収差制御開始前画像Ｐ１とソフトフォーカス画像Ｐ３とが並列表示される。

したがって、これら収差制御開始前画像Ｐ１とボケ味画像Ｐ２、あるいはソフトフォーカス味画像Ｐ３とを比較することにより、ユーザは自己が設定した所定値（選択した種別及びレベル）と画像の変化との関係を視覚的に認識することができ、さらには学習することができる。

なお、収差制御においては、前述のように、被写体Ｏの光像を含む光が光学的効果測定部３１上に照射されて、収差の測定が行われる。また、この測定された収差に基づき制御が行われる。したがって、測定及び制御される収差には、光学群部（交換式レンズ部２０（ズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２）、可変形状ミラー１１）の収差のみならず、被写体Ｏと当該撮像装置１００との間における大気中の水分等による収差も含まれることとなる。したがって、レンズ交換時には、被写体Ｏの周辺にて交換式レンズ部２０の交換を行うことより、当該被写体Ｏを撮像する際の大気中の水分等による収差が光学的効果測定部３１により測定されるようにすることができる。

また、上述の実施形態では、まずユーザによりボケ味やソフトフォーカスにおけるレベルを選択して、制御処理を実行した後にその結果を比較できるように収差制御開始前画像と収差制御後の画像とを並べて表示したが、ボケ味やソフトトフォーカスの程度や、レンズの領域毎や周縁寸法毎の球面収差量やＭＴＦ特性などの値やグラフを表示して、ユーザの操作などに応じて、レンズのボケ味やソフトフォーカス度を調整し、それによる撮像画像をライブビュー表示で確認して、設定確認した所望ボケ味で撮影し記録できるようにしてもよい。

（第２の実施の形態）

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置２００の概略構成を示すブロック図である。前述した第１の実施の形態に係る撮像装置１００は、シャックハルトマンセンサ（光学的効果測定部３１）を用いて収差を測定し、収差の制御を行った。これに対し、第２の実施の形態に係る撮像装置２００は、位相回復法を用いて収差を測定し、収差の制御を行うようにしたものである。

したがって、図８に示すように、本実施の形態に係る撮像装置２００は、図１の第１の実施の形態に係る撮像装置１００が有するビームスプリッタ（分光部）３２及び光学的効果測定部３１（シャックハルトマンセンサ）を具備しない。よって、撮像装置２００は、第１の光路３３のみを有し、可変形状ミラー１１の反射光束上に撮像部３０が配置されている。

なお、以上の相違以外は第１の実施の形態に係る撮像装置１００と同一の構成であるので、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

以上の構成に係る本実施の形態においても、制御部４１は、保存記録装置５２に記憶されているプログラムに従って、図３のフローチャートに示す処理を開始する。しかし、ステップＳ１１０においては、図９のサブルーチンに示す収差制御を実行する。

図９のサブルーチンにおいて、ステップＳ３０２とステップＳ３０７を除く他のステップＳ３０１、Ｓ３０３〜Ｓ３０６、及びステップＳ３０８〜ステップＳ３１０は、図４のサブルーチンにおけるステップＳ２０１、Ｓ２０３〜Ｓ２０６、及びステップＳ２０８〜ステップＳ２１０と同一の処理である。そして、図３のサブルーチンとは異なるステップＳ３０２とステップＳ３０７において、制御部４１は、位相回復法を用いて収差を測定する。

つまり、制御部４１は、特殊演算部４２を制御して、撮像部３０に結像された被写体像に基づき、ズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２及び可変形状ミラー１１からなる光学群部の収差を測定する（ステップＳ３０２、Ｓ３０７）。そして、この測定した収差に基づき制御量に応じて、可変形状ミラー１１を制御する（ステップＳ３０４、Ｓ３０６）。しかる後に、撮像制御（ステップＳ１１１）及び記録制御（ステップＳ１１２）を行って、画像データを外部記録装置５４に記録する。

したがって、本実施の形態によれば、ビームスプリッタ（分光部）３２及び光学的効果測定部３１（シャックハルトマンセンサ）を具備しない簡単な構成でありながら、交換式レンズ部２０を有する撮像装置２００において、収差をユーザ所望に制御した画像を得ることができる。

なお、第１の実施の形態に係る撮像装置１００、つまりビームスプリッタ（分光部）３２及び光学的効果測定部３１（シャックハルトマンセンサ）を具備している撮像装置１００においても、撮像部３０により撮像される被写体像に基づき、位相回復法を用いて収差を測定することは可能である。したがって、シャックハルトマンセンサを用いた収差の測定と、位相回復法を用いた収差の測定とを行い、両者の測定値をも鑑みて、収差の制御を行うようにしてもよい。これにより、収差の制御精度を向上させることができる。また、メニュー設定により、シャックハルトマンセンサを用いた収差の測定と、位相回復法を用いた収差の測定とを切り替えられるようにしてもよい。

また、実施の形態においては、形状を変化可能な可変形状光学部として可変形状ミラーを用いた構成を示したが、液体レンズを用いるようにしてもよい。この場合、収差制御（ステップＳ１１０）に際して、算出した収差の制御量に基づき、液体レンズを駆動することになる。

なお、実施の形態においては、ボケ味とソフトフォーカスについて説明したが、選択されたレベルによっては、撮影レンズの残存収差を制御するだけでなく、ユーザ所望の所定の収差のみを減じるようにしたり、あるいは、所定の収差を意図的に大きくするようにしたり、「ソフトフォーカス・レンズ」効果のみならず「魚眼レンズ」効果など、所望の収差特性のデフォルメ効果やボケ味のレンズ代りにして撮影したりすることもできる。したがって、撮影レンズを交換する必要もなく、かつ、ユーザ所望の収差特性の撮影光学系にカスタマイズ設定して、被写体を撮影できる撮像装置を実現することができる。また、被写体やシーンに応じて、被写体や撮影シーンに最適な収差状態や最適な効果を加えた撮影を行う撮像装置を実現できる。
そのほか、従来の画像処理により制御できなかったような収差特性に対しても、ユーザ所望の収差特性、もしくは、意図的に設定した収差特性等をシミュレーションして、任意の収差特性の光学系で撮影して記録できる。
このため、デフォーカス収差を含めて、被写界深度やピント、フォーカス状態の制御など、波面収差に関係する各種の撮影処理、画像変換、画像制御にも、同様の手法を用いることができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。

以下の、本出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

＜付記１＞
形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、
前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部と、
前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定手段と、
前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動部と、
前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。

＜付記２＞
前記可変形状光学部は、複数の形状可変領域に分割され、各形状可変領域を個別に形状変化可能であり、
前記形状駆動部は、前記光学的効果の値となるように、前記各形状可変領域を個別に異なる形状に変化させることを特徴とする付記１記載の撮像装置。

＜付記３＞
前記光学的効果はボケ味であり、
前記形状駆動部は、前記可変形状光学部の中央部と周縁部とで前記形状可変領域の形状変化率が異なる状態に変化させることを特徴とする付記２記載の撮像装置。

＜付記４＞
前記光学群部により結像される被写体像に基づき、前記光学群部に加えられた光学的効果を測定する効果測定手段を更に備え、
前記光学的効果制御手段は、前記効果測定手段により測定された光学的効果が所定値となるまで、前記効果測定手段による測定と前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形とを継続的に実行させることを特徴とする付記１〜３のいずれか記載の撮像装置。

＜付記５＞
前記光学群部により結像される被写体像を前記撮像部に導く第１の光路と、
前記光学群部により結像される被写体像を前記効果測定手段に導く第２の光路と、
を備えることを特徴とする付記４記載の撮像装置。

＜付記６＞
前記効果測定手段は、前記撮像部により撮像された被写体像に基づき、前記光学群部の光学的効果を測定することを特徴とする付記４記載の撮像装置。

＜付記７＞
画像を表示する表示部と、
前記表示部に、前記効果測定手段により測定され光学的効果を表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする付記４記載の撮像装置。

＜付記８＞
前記撮像部による撮像された画像の記録を指示する撮像指示手段と、
前記撮像指示手段による画像の記録指示があった場合、前記光学的効果制御手段を動作させて、前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となった後に前記撮像部により撮像された画像を記録する撮像制御手段と、
を備えることを特徴とする付記１〜７のいずれか記載の撮像装置。

＜付記９＞
前記光学的効果はボケ味であり、
前記光学的効果制御手段は、前記光学群部の周縁部における球面収差を制御することで、前記ボケ味を制御することを特徴とする付記１、４〜８いずれか記載の撮像装置。

＜付記１０＞
前記光学的効果はソフトフォーカスであり、
前記光学的効果制御手段は、前記光学群部の球面収差とともに非点収差を制御することで、前記ソフトフォーカスを制御することを特徴とする付記１、４〜８いずれか記載の撮像装置。

＜付記１１＞
形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部とを備える装置における撮像方法であって、
前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定ステップと、
前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動ステップと、
前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動ステップの駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御ステップと、
を含むことを特徴とする撮像方法。

＜付記１２＞
形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部とを備える装置を有するコンピュータを、
前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定手段と、
前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動部と、
前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１０ 撮像光学部
１１ 可変形状ミラー
１２ 駆動回路
１３ 交換検知部
１４ アクチュエータ
２０ 交換式レンズ部
２１ ズームレンズ
２２ フォーカスレンズ
２３ ズームモータ
２４ フォーカスモータ
３０ 撮像部
３１ 収差測定部
３２ ビームスプリッタ
３３ 第１の光路
３４ 第２の光路
４１ 制御部
４２ 特殊演算部
４３ 画像圧縮部
４４ 撮像処理部
４５ 表示制御部
５０ 記録領域
５１ 一時記録装置
５４ 外部記録装置
６１ 表示部
７０ 操作入力領域
７１ 撮像指示部
７２ 移動操作部
７３ 決定指示部
７５ モード設定部
１００ 撮像装置
２００ 撮像装置

Claims (12)

1. 形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、
   前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部と、
   前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定手段と、
   前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動部と、
   前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記可変形状光学部は、複数の形状可変領域に分割され、各形状可変領域を個別に形状変化可能であり、
   前記形状駆動部は、前記光学的効果の値となるように、前記各形状可変領域を個別に異なる形状に変化させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記光学的効果はボケ味であり、
   前記形状駆動部は、前記可変形状光学部の中央部と周縁部とで前記形状可変領域の形状変化率が異なる状態に変化させることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記光学群部により結像される被写体像に基づき、前記光学群部に加えられた光学的効果を測定する効果測定手段を更に備え、
   前記光学的効果制御手段は、前記効果測定手段により測定された光学的効果が所定値となるまで、前記効果測定手段による測定と前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形とを継続的に実行させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の撮像装置。
5. 前記光学群部により結像される被写体像を前記撮像部に導く第１の光路と、
   前記光学群部により結像される被写体像を前記効果測定手段に導く第２の光路と、
   を備えることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記効果測定手段は、前記撮像部により撮像された被写体像に基づき、前記光学群部の光学的効果を測定することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
7. 画像を表示する表示部と、
   前記表示部に、前記効果測定手段により測定され光学的効果を表示させる表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
8. 前記撮像部による撮像された画像の記録を指示する撮像指示手段と、
   前記撮像指示手段による画像の記録指示があった場合、前記光学的効果制御手段を動作させて、前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となった後に前記撮像部により撮像された画像を記録する撮像制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の撮像装置。
9. 前記光学的効果はボケ味であり、
   前記光学的効果制御手段は、前記光学群部の周縁部における球面収差を制御することで、前記ボケ味を制御することを特徴とする請求項１、４〜８いずれか記載の撮像装置。
10. 前記光学的効果はソフトフォーカスであり、
    前記光学的効果制御手段は、前記光学群部の球面収差とともに非点収差を制御することで、前記ソフトフォーカスを制御することを特徴とする請求項１、４〜８いずれか記載の撮像装置。
11. 形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部とを備える装置における撮像方法であって、
    前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定ステップと、
    前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動ステップと、
    前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動ステップの駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御ステップと、
    を含むことを特徴とする撮像方法。
12. 形状を変化可能な可変形状光学部を有して、被写体像を結像させる光学群部と、前記光学群部により結像される被写体像を撮像する撮像部とを備える装置を有するコンピュータを、
    前記光学群部に加えられる光学的効果を任意に設定する効果設定手段と、
    前記可変形状光学部を駆動して形状を変化させる形状駆動部と、
    前記効果設定手段により設定された光学的効果の値となるように、前記形状駆動部の駆動による前記可変形状光学部の変形を実行させる光学的効果制御手段と、
    として機能させることを特徴とするプログラム。

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