JP2002072048A

JP2002072048A - 撮像装置および焦点距離換算装置

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Publication number: JP2002072048A
Application number: JP2000257992A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshida; 英明吉田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-12
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP4656706B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＣＤ撮像素子を用いた撮像装置において、所
定の撮像系（例えば銀塩カメラ）で撮影した時と同等の
奥行きぼけ特性を持つ撮像画像を得る。【解決手段】システムコントローラ１１２には焦点距離
換算部１１２ａが設けられている。この焦点距離換算部
１１２ａは、ライカフレームカメラなどのような想定撮
像系の焦点距離ｆ１とレンズ系１０１の焦点距離との間
の換算を行うものである。操作スイッチ１１３などから
所望のライカフレームカメラの焦点距離が入力される
と、これと等奥行ぼけ特性（等被写界深度特性）が得ら
れるような焦点距離にレンズ系１０１がズーム駆動され
る。これにより、ライカフレームなどの任意の想定光学
系（撮像系）に対して、これと等価な奥行ぼけ特性（被
写界深度特性）の撮影画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置およびその
撮像光学系に関する焦点距離換算装置に関し、特に画像
ぼかしの機能を有した撮像装置および焦点距離換算装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラなどの撮像装置は従来より
広く利用されており、近年主として静止画を撮像記録す
る電子スチルカメラも特にデジタルカメラとして普及す
るに至っている。

【０００３】ところで、電子撮像装置が使用する撮像素
子のイメージエリアは銀塩フィルムの代表的フレームフ
ォーマットであるライカ版（ダブルフレーム）は勿論、
ハーフサイズ（シングルフレーム）やＡＰＳ（Advanced
Photo System）に比しても極めて小さいのが通例であ
る。これは、半導体製造歩留まり向上の要請から生じる
必然的状況である。そして、撮像光学系の縦倍率は横倍
率の２乗に比例するため、同画角における被写界深度
は、他の条件が同じ時にはイメージエリアサイズが小さ
ければ小さいほど深くなる。このため、電子撮像装置に
よって得られた画像は、銀塩カメラによって得られた画
像に比して極めてパンフォーカス的印象の画像になり、
いわゆるポートレート撮影等には不向きとなり易い問題
があった。

【０００４】この問題に対処するために、画像処理技術
を利用することが考えられる。即ち、フィルムカメラに
おけるポートレート撮影は中望遠レンズを使用し人物に
対して背景を大きくぼかすことによって達成されると考
えれば、被写体領域によって異なる処理を行って背景だ
けをぼかすことができれば、フィルムカメラ類似のポー
トレート効果を持つ画像が得られる可能性がある。この
ような技術として本出願人は、操作者が領域指定した
「背景領域」に対して所定のローパスフィルタ処理を施
す方法を既に提案している（特開平１０−２０３９２号
公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
は、「背景領域」に対してローパスフィルタ処理を施す
ものであるから、（１）主要被写体はぼけない（２）背景には一律なぼけが与えられるものである。

【０００６】しかし、現実の写真撮影におけるぼけはこ
のようなものではない。即ち、主要被写体も、また背景
もそれぞれ（一般には）立体的な構造を有したものであ
り、それ自体が奥行きに応じて連続的に生じるぼけを伴
うものである。例えば、ポートレート撮影における人物
のアップを考えると、瞳（又は睫毛）にピントが合っ
て、頬の輪郭部は浅い被写界深度によってややぼけるよ
うになっていることによって、よりリアルな（写実的
な）効果が得られるものである。

【０００７】従って、上記従来技術を単純に適用する
と、現実の画像のぼけと、上記（１）（２）のような処
理上の特徴との乖離が目立ち、たとえて言えば人物写真
と背景写真を看板状にして舞台に立てた如き「書き割り
的画像」、或いはいかにも切り貼りで作った如き「コラ
ージュ的画像」のような不自然さを有した画像となって
しまうという問題点があった。

【０００８】また、言うまでも無く主要被写体領域と背
景領域とを個別に認識する必要があるため、このための
特段の手段を必要とする上、もしも誤認識が発生した場
合には例えば主要被写体に対して背景相当の大ぼけが発
生するなど画質が破綻してしまう、という極めて大きな
問題を含むものであった。

【０００９】なお、これに対して何らかの方法で被写体
の距離分布を別途測定し、これに応じて各被写体部分の
距離ずれに応じて（距離ずれが大きいほどより大きなぼ
けを生じるように）画像処理するなどの方法で、被写体
各部までの距離に応じて生じるぼけ、すなわち現実の被
写界において奥行きに応じて連続的に生じるぼけをシミ
ュレーションする方法も考え得るが、被写体の各部分を
充分な分解能で瞬時に測距することが極めて困難であ
り、また画像処理によって光学系によるぼけと完全に等
価な画像を得ることも同じく困難であるため、実用性が
低いものであった。

【００１０】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、現実の被写体を所定の
撮像系（例えば銀塩カメラ）で撮影した時と同等のぼけ
特性を有した撮像を実現することにあり、より具体的に
は、光学系と撮像素子からなる撮像系の奥行ぼけ特性が
所望の特性と同等になる撮影条件を容易に得ることが可
能な撮像装置および焦点距離換算装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、撮像レンズと撮像素子からなる撮像系を
具備した撮像装置であって、想定撮像系の光学系の焦点
距離である第１の焦点距離ｆ１と前記撮像レンズの光学
系の撮影時の焦点距離である第２の焦点距離ｆ２の間の
換算を行なうに際し、該換算は前記想定撮像系の奥行ぼ
け特性と前記当該撮像装置の撮像系の奥行ぼけ特性とが
等価となる等奥行ぼけ条件に基づいて前記換算を行なう
換算手段を有したことを特徴とする。

【００１２】このように、本撮像装置では、等画角の画
像を得ることを目的に焦点距離を決めるのではなく、焦
点距離そのものを等奥行ぼけ条件に基づいて換算して求
める構成としており、これにより、任意の想定光学系
（撮像系）に対して、これと等価な奥行ぼけ特性（被写
界深度特性）の撮影画像を得ることができる。

【００１３】等奥行ぼけ条件としては、前記想定撮像系
の撮像画面サイズである第１の画面サイズｗ１および前
記当該撮像装置の撮像系の撮像画面サイズである第２の
画面サイズｗ２に基づく、次式、ｆ１^２／ｗ１＝ｆ２^２
／ｗ２を用いることが好ましい。すなわち、想定撮像系
の光学系の焦点距離である第１の焦点距離ｆ１を用いた
場合と等価な奥行ぼけ特性（被写界深度特性）が得られ
る第２の焦点距離ｆ２を求める場合には、第２の焦点距
離ｆ２は、ｆ１・（ｗ２／ｗ１）^１／２で与えられる。

【００１４】また、前記撮像レンズは焦点距離が可変に
構成されたものである場合には、前記第１の焦点距離ｆ
１を指定する入力手段と、前記換算手段によって求めら
れた第２の焦点距離ｆ２の値に前記撮像レンズの焦点距
離を設定する焦点距離設定手段とを設けることが望まし
い。これにより、撮像レンズの焦点距離を等奥行ぼけ特
性が得られる状態に自動的に調整することが可能とな
る。また、焦点距離設定手段の代わりに、換算手段によ
って求められた第２の焦点距離ｆ２の値を表示する手段
を設けることにより、撮影者が手動で撮像レンズの焦点
距離を表示値に調整するような構成を用いることもでき
る。

【００１５】また、撮像レンズは焦点距離が可変に構成
されたものである場合には、前記第２の焦点距離ｆ２で
ある前記撮像レンズの焦点距離を認識する認識手段と、
この認識手段の認識した第２の焦点距離ｆ２の値に基づ
いて前記換算手段によって求められた第１の焦点距離ｆ
１の値を表示する表示手段とを設けてもよい。これによ
り、自動又は手動で設定されている現在の撮像レンズの
焦点距離で得られる撮像画像の奥行ぼけ特性が、想定撮
像光学系におけるどの焦点距離に対応するものであるか
を撮影者に提示することが可能となる。

【００１６】また、本発明によれば、想定撮像系の光学
系の焦点距離である第１の焦点距離ｆ１と、使用撮像系
の光学系の焦点距離である第２の焦点距離ｆ２の間の換
算を行なう換算手段を有し、該換算手段は前記想定撮像
系の奥行ぼけ特性と前記使用撮像系の奥行ぼけ特性とが
等価となる等奥行ぼけ条件に基づいて前記換算を行なう
ように構成された焦点距離換算装置が提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わ
るデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。

【００１８】図中１０１は各種レンズからなる可変焦点
のズームレンズ系、１０２はレンズ系１０１をズーム駆
動するためのレンズ駆動機構、１０３はレンズ系１０１
の絞りおよびシャッタを含む露出制御機構、１０４はフ
ィルタ、１０５は色フィルタを内蔵したＣＣＤカラー撮
像素子、１０６は撮像素子１０５を駆動するためのＣＣ
Ｄドライバ、１０７はＡ／Ｄ変換器等を含むプリプロセ
ス回路、１０８は色信号生成処理，マトリックス変換処
理，その他各種のデジタル処理を行うためのデジタルプ
ロセス回路、１０９はカードインターフェース、１１０
は撮影画像を記録するためのメモリカード、１１１はＬ
ＣＤ画像表示系を示している。

【００１９】また、図中の１１２は各部を統括的に制御
するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１１３は
各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及
びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５は
レンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライ
バ、１１６は発光手段としてのストロボ、１１７は露出
制御機構１０３およびストロボ１１６を制御するための
露出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶する
ための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。

【００２０】ＣＣＤ撮像素子１０５としては、例えば２
／３インチサイズまたは１／２インチサイズのものなど
が用いられる。

【００２１】本実施形態のデジタルカメラにおいては、
システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行
っており、露出制御機構１０３に含まれるシャッタ装置
と、ＣＣＤドライバ１０６によるＣＣＤ撮像素子１０５
の駆動を制御して露光（電荷蓄積）及び信号の読み出し
を行い、それをプリプロセス回路１０７を介してデジタ
ルプロセス回路１０８に取込んで、各種信号処理を施し
た後にカードインターフェース１０９を介してメモリカ
ード１１０に記録するようになっている。

【００２２】本デジタルカメラにおいては、等画角の画
像を得ることを目的に焦点距離を決めるという従来の等
画角条件によらず、ライカフレームカメラと同等の奥行
ぼけ特性（被写界深度特性）が得られるようなレンズ系
１０１の焦点距離を求めてそれを使用する構成である。
例えば、操作スイッチ１１３などから所望のライカフレ
ームカメラの焦点距離が入力されると、これと等奥行ぼ
け特性（等被写界深度特性）が得られるような焦点距離
にレンズ系１０１がズーム駆動される。これにより、ラ
イカフレームなどの任意の想定光学系（撮像系）に対し
て、これと等価な奥行ぼけ特性（被写界深度特性）の撮
影画像を得ることができる。

【００２３】このような等奥行ぼけ特性を得るための焦
点距離を求めるために、システムコントローラ１１２に
は焦点距離換算部１１２ａが設けられている。この焦点
距離換算部１１２ａは、ライカフレームカメラなどのよ
うな想定撮像系の焦点距離ｆ１とレンズ系１０１の焦点
距離との間の換算を行うものである。この換算は、想定
撮像系の奥行ぼけ特性と本デジタルカメラの撮像系の奥
行ぼけ特性とが等価となるような等奥行ぼけ条件に基づ
いて実行される。本実施形態では、ｆ１^２／ｗ１＝ｆ２^２／ｗ２という等奥行ぼけ条件が用いられる。ここで、ｆ１は想
定撮像系の焦点距離、ｆ２はレンズ系１０１の焦点距
離、ｗ１は想定撮像系の撮像画面サイズ、ｗ２はＣＣＤ
撮像素子１０５の撮像画面サイズである。想定撮像系の
光学系の焦点距離である焦点距離ｆ１を用いた場合と等
価な奥行ぼけ特性（被写界深度特性）が得られる焦点距
離ｆ２を求める場合には、ｆ２は、ｆ１・（ｗ２／ｗ
１）^１／２で与えられる。

【００２４】（奥行ぼけ特性の定量的解析）以下、上述
の等奥行ぼけ条件の意味を明らかにするために、奥行ぼ
け特性について定量的解析を行うこととする。

【００２５】１奥行きぼけ関数ＤＯＦ以下の解析は全て幾何光学のみ、しかも理想化された条
件（無収差薄肉レンズ）の範疇で行なう。言い換えれば
理想的結像が得られるための必要条件を仮定して、その
時に得られるぼけ特性を取扱う。

【００２６】解析に使う基礎式は次の２式だけである。

【００２７】

【数１】

【００２８】ただし、ａは被写体距離、ｂは結像距離、
ｆはレンズの焦点距離、δは錯乱円径、Ｆはレンズの口
径比（Ｆナンバー）、ｄは、デフォーカス量＝撮像面
（予定焦平面）と結像面（合焦平面）とのずれ距離であ
り、結像面がレンズ（被写体）側にずれた場合を正、逆
を負とした。

【００２９】式（１）は「結像公式」と呼ばれているも
のである。ただし、いわゆる「光学」では一般に被写体
側への距離を負と考えるが、本例においては実距離を正
としている。

【００３０】式（２）において錯乱円とは、被写体の１
点から発せられて、合焦平面においては１点に結像する
はずの光が、撮像面がずれたために円盤状に広がったも
のを称し、その直径が錯乱円径である。すなわちこの錯
乱円は、ピントずれによって生じるぼけの定量的表現で
ある。

【００３１】ここで、図２および図３を用いて、式
（１），式（２）の意味について説明する。図２のよう
に、被写体距離ａに有る光軸から高さｘの被写体アイが
結像距離ｂにて合焦して高さｙの倒立像ウエを生じたと
する。光軸に平行な光線は焦点カ、キを通るから、△イ
キアと△クキケおよび△エカウと△オカケのそれぞれの
相似関係からｘ／（ａ−ｆ）＝ｙ／ｆｙ／（ｂ−ｆ）＝ｘ／ｆが求まる。この２つの式から比ｙ／ｘを消去すれば結
像公式（１）が得られる。なお比ｙ／ｘは結像倍率であ
り、記号ｍで表わされることが多い。上式を変形すれ
ば、倍率ｍ＝ｆ／（ａ−ｆ）＝ｂ／ａであることも容易に示せる。

【００３２】図３のように、撮像面における錯乱円の大
きさはレンズの口径Ａに依存する。結像距離が撮像面
距離ｂよりも小さい場合（実合焦点がツの場合）と大
きい場合（同ツ’の場合）で２通りの場合が生じる。
△タチツと△テトツまたは△タチツ’と△テトツ’の
相似関係から、Ａ／（ｂ−ｄ）＝δ／ｄまたはＡ／（ｂ＋ｄ）＝
δ／ｄとなるが、ｄの符号について、の場合を基準にして
正、の場合は負として扱うことにより、いずれの場合
も共通の一つの関係式Ａ／（ｂ−ｄ）＝δ／|ｄ| とすることができる。この式とＦ値の定義Ｆ＝ｆ／Ａ
を用いて上述の錯乱円径の式（２）が得られる。

【００３３】ここで、距離ａにおける主要被写体にピン
トを合わせて撮像する場合の、前後の被写体に対して生
じるぼけ＝錯乱円径を考える。距離ａに対して距離Δａ
だけ後ろにずれた被写体（前にずれた被写体はΔａが負
の場合として含む）の合焦面は、撮像面（これは主要被
写体の合焦面に等しい）に対してレンズに近い側にずれ
て結像するから、ずれ量をΔｂとして上記式（１）、
（２）に適用すれば、

【００３４】

【数２】

【００３５】式（３）をΔｂについて解き直して式
（４）に代入することよりΔｂを消去して、

【００３６】

【数３】

【００３７】を得る。ここで、距離ずれΔａを被写体
（撮影対象空間）の奥行きを表わすパラメータであると
考え、改めて記号Ｄに書き直し、さらに画面サイズｗで
割って規格化したものを考える。

【００３８】

【数４】

【００３９】画面サイズｗによる規格化は、「画面サイ
ズが異なる撮像系においては、物理的に同じ大きさのぼ
けでも画像において生じる相対的なぼけの大きさが異な
る」ため、これを同じ評価尺度で評価するためのもので
ある。判り易く言えば、全画面を同じ大きさの画面に引
き伸ばし（同じ大きさのディスプレイにフル画面で表示
し）たときのぼけの大きさに相当している。

【００４０】ｗを撮像画面の対角線長とし、銀塩３５ｍ
ｍ（ライカフレーム）サイズカメラにおける被写界深度
計算のための伝統的な許容錯乱円サイズ３３．３μｍを
考えた時、δ／ｗ＝１／１３００であるからこれを基準
とすると考え易いので、（６）式の１３００倍すなわち

【００４１】

【数５】

【００４２】を奥行ぼけ関数（Depth Out-focus Functi
on）と名付ける。

【００４３】すなわち、奥行ぼけ関数ＤＯＦは、合焦し
ている被写体面に対して奥行Ｄだけずれた被写体がどの
程度ぼけるかを表わす関数であり、値１のとき、伝統的
に用いられている許容錯乱円サイズ（ライカフレームカ
メラにおける３３．３μｍ相当）となる。なお、実用上
の被写界深度から写真を見た時、大体ピントが合ってい
るように感じられる範囲については写真の引き延ばし倍
率にもよるが、多くの場合これの２倍程度以内、さらに
大ぼけと感じるのは４〜５倍程度以上である。なお、式
（７）は近似を含まない厳密解であるが、超マクロ撮影
の場合を除けば最後の項は＝１であるから通常の場合は
次の近似式（７）’を用いても良い。

【００４４】

【数６】

【００４５】以下では説明を明快にするため、結論に影
響が無い場合は、近似式（７）’を用いる。なお図５乃
至図８に示す例示グラフの数値計算は厳密式（７）を用
いている。また、（７）、（７）’における係数項

【００４６】

【数７】

【００４７】を、奥行きぼけ係数 DOC（Depth Out-foc
us Coefficient）と名付ける。DOFの式は、撮影距離ａ
が与えられた場合の奥行きぼけの関数形状（対変数Ｄ）
は同じで、その値は奥行きぼけ係数DOCに比例する（DOC
は図５乃至図８のDOFグラフの縦軸方向のスケーリング
ファクタとなっている）ことを示すものである。

【００４８】ここで、撮像サイズｗが異なる系につい
て、画角を等しく保つ条件として、画面サイズに比例し
た焦点距離が用いられることを考慮し、画角係数 vc ≡
ｗ／ｆを定義する。画角係数の意味を理解し易くする
ため、各画面サイズｗについてその焦点距離ｆと画角係
数 vc との関係を図４に示す。例えば、ライカフレーム
サイズでｆ＝５０ｍｍの場合は画角係数 vc ＝０．８７
となるが、２／３サイズでこれと等画角の撮像画像を得
るための焦点距離はｆ＝１２．７ｍｍとなり、１／２サ
イズではｆ＝９．２ｍｍとなる。また、ライカフレーム
サイズでｆ＝１００ｍｍの場合は画角係数 vc ＝０．４
３となるが、２／３サイズでこれと等画角の撮像画像を
得るための焦点距離はｆ＝２５．４ｍｍとなり、１／２
サイズではｆ＝１８．５ｍｍとなる。

【００４９】今、等画角条件を適用するためｆ＝ｗ／vc
を式（７）’に代入して

【００５０】

【数８】

【００５１】を得る。奥行きぼけ係数 DOC ＝（１／F）
・（ｗ／vc^２）と表現しても良い。

【００５２】等画角条件で撮影する限りｖｃは定数、ま
た同じ構図で撮影する時は被写体距離ａも同じだから、
等Ｆ値で撮影する限り、奥行きぼけ係数 DOC（従って奥
行ぼけ関数DOF(Ｄ) ）はｗに比例することが判る。この
ためデジタルカメラで撮影した画像は、銀塩カメラのも
のよりもぼけが小さくなるのである。例えば２／３サイ
ズ（対角長１１ｍｍ）の場合はｗがライカフレームのほ
ぼ１／４なので、ぼけも１／４しか生じない。

【００５３】また、この（８）式から、ｗ／Ｆが変わら
なければDOF(Ｄ)は変わらないこと、従って画面サイズ
が小さい分だけ絞りを開くことが出来れば、（近似項の
微差を別にして）同一の奥行ぼけ特性を得ることができ
ることも判る。

【００５４】２．DOFの例示図５、図６はそれぞれ付記した条件で撮像した場合の奥
行ぼけ関数を示したものである。ぼけが画面サイズに比
例していること、その結果として、画面サイズが小さく
なると深度が深くなること、特に図５のｆ＝５０ｍｍ相
当画角では、ライカフレームではまだかなり深度が浅い
のに対して、２／３サイズや１／２サイズではほとんど
パンフォーカス状態に近いという極端な結果の相違が生
じてしまうこと等が読取れる。

【００５５】３．等Ｆ時の等価ぼけ撮像条件このような現実に鑑みて、例えば等Ｆ値においても同じ
ＤＯＦを得る方法を考える。残念ながら、式（８）を見
れば、少なくとも等画角条件vc ＝ｃｏｎｓｔを守る限
りこれは不可能である。そこで等画角でなくても良いこ
とにすれば、式（８）においてｗ／vc^２＝ｃｏｎｓｔとすれば良いことが判る。従って、画角係数ｖｃを画面
サイズｗの平方根に比例した値に設定すれば良いことに
なる。これは例えば、画面サイズがリファレンスの１／
４倍の場合は画角係数を（１／４）^１／２＝１／
２倍、従って相当（等画角換算）焦点距離は２倍にすれ
ば良いことを意味する。（実焦点距離ｆは、ｆ^２／ｗ
＝ｗ／vc^２＝ｃｏｎｓｔから、（１／４）^１／２
＝１／２倍となる。）これを一般式で表すと、ｆ１を想定撮像系の焦点距離、
ｆ２をレンズ系１０１の焦点距離、ｗ１を想定撮像系の
撮像画面サイズ、ｗ２をＣＣＤ撮像素子１０５の撮像画
面サイズとした場合、等奥行ぼけ条件は、ｆ１^２／ｗ１＝ｆ２^２／ｗ２となる。

【００５６】図７および図８は、図５、図６に対して同
絞り条件の下で、焦点距離（画角係数）を１／２にした
場合の２／３サイズの奥行ぼけ特性を示したものであ
る。当然ながら、図５、図６のライカフレームと同じ特
性が得られている。すなわち、画面全体を同じ写真サイ
ズ（ディスプレイサイズ）に表示したときに観察者が見
る奥行きぼけ特性は、リファレンスである銀塩カメラ
（ライカフレーム撮像）の場合と完全に同一になると言
える。ただしこの場合等画角条件を崩して、狭い画角範
囲を撮像しているから、同一の画像が得られる訳では無
いことに注意されたい。次に、本実施形態の具体的な動
作制御について説明する。以下では、リファレンスとな
る想定撮像系としてライカフレームカメラを使用し、ま
たＣＣＤ撮像素子１０５として２／３インチサイズのも
のを使用する場合を考える。

【００５７】（第１の例）まず、図９のフローチャート
を参照して、焦点距離の換算制御を用いた第１の動作例
について説明する。まず、システムコントローラ１１２
の制御の下、撮影者による操作スイッチ１１３の操作に
より想定撮像系の焦点距離ｆ１の値（例えばｆ１＝５０
ｍｍ）が入力される（ステップＳ１１）。この焦点距離
ｆ１の値は焦点距離換算部１１２ａに送られる。焦点距
離換算部１１２ａでは、ｗ１とｗ２の撮像画面サイズ比
に従って、等奥行ぼけ特性を得ることが可能なｆ２の値
を算出するための換算処理が行われる（ステップＳ１
２）。この場合、撮像画面サイズ比＝１／４だから焦点
距離比１／２（ｆ２＝ｆ１×１／２）としてｆ２＝２５
ｍｍを得る（参考：等画角条件の場合は焦点距離比１／
２（ｆ２＝ｆ１×１／２＝１２．５ｍｍ））。

【００５８】レンズ系１０１の焦点距離（撮像画角）を
マニュアル調整する構成またはモードである場合には、
焦点距離換算部１１２ａによって求められたｆ２の値が
システムコントローラ１１２によって操作表示系１１４
やＬＣＤ１１１などに画面表示される（ステップＳ１
３）。撮影者がレンズ系１０１の焦点距離（撮像画角）
をｆ２に合わせた後に撮像を行うと、画角的にはライカ
フレームカメラより狭くなるが、奥行ぼけ特性（深度）
についてはライカフレームカメラ５０ｍｍとほぼ等価な
画像が得られる。

【００５９】また、レンズ系１０１の焦点距離（撮像画
角）をズーム駆動によって自動調整する構成またはモー
ドである場合には、システムコントローラ１１２は、レ
ンズドライバ１１５およびレンズ駆動回路１０２を用い
てレンズ系１０１をズーム駆動することにより、レンズ
系１０１の焦点距離を焦点距離換算部１１２ａによって
求められたｆ２に自動設定する（ステップＳ１４）。こ
の場合でも、奥行ぼけ特性（深度）はライカフレームカ
メラ５０ｍｍとほぼ等価な画像が得られる。

【００６０】（第２の例）次に、図１０のフローチャー
トを参照して、焦点距離の換算制御を用いた第２の動作
例について説明する。本例は、自動又は手動で設定され
ている現在のレンズ系１０１の焦点距離を検出し、その
設定で得られる撮影画像の奥行ぼけ特性が、ライカフレ
ームカメラにおけるどの焦点距離に対応するものである
かを撮影者に提示するものである。すなわち、まず、撮
影時においては、撮影者による数値指定や、手動を含め
た公知のＴ←→Ｗ駆動などによって、レンズ系１０１の
焦点距離が所定の値に設定される（ステップＳ２１）。
システムコントローラ１１２は、このようにして自動又
は手動で設定されている撮像レンズ系１０１の現在の焦
点距離ｆ２の設定値を認識する（ステップＳ２２）。数
値指定でズーム駆動する場合には、撮影者によって入力
または指定された数値が現在の焦点距離ｆ２として認識
され、また手動を含めたＴ←→Ｗ駆動等の場合には、レ
ンズ駆動回路１０２やレンズドライバ１１５などに設け
られる公知のズームエンコーダ等にて現在のズーム値が
検出され、それが焦点距離ｆ２として認識されることに
なる。なお、レンズ系１０１のズーム機構としては、多
段切り換え型のものであってもよい。これは上述の第１
の例の場合も同じである。

【００６１】次いで、システムコントローラ１１２は、
焦点距離換算部１１２ａを用いて、現在の焦点距離ｆ２
に対応するｆ１の値を求め（ステップＳ２３）、それを
操作表示系１１４やＬＣＤ１１１などに画面表示する
（ステップＳ２４）。この場合、現在のｆ２の２倍の数
値がｆ１として表示されることになる。これによって、
ライカフレームカメラでどの焦点距離を用いたときのぼ
け特性と同じかが容易に判る。

【００６２】次に、デジタルカメラではなく単体の焦点
距離換算装置として実現した場合の動作を、第３および
第４の例として説明する。この場合、焦点距離換算装置
は、図１の構成から撮像系および記録系などを除外した
残りの部位、すなわち入力機構としての操作スイッチ系
１１３、表示機構としての操作表示系１１４、およびシ
ステムコントローラ１１２のみで構成することができ
る。

【００６３】（第３の例）まず、操作者による操作スイ
ッチ系１１３の操作により、想定撮像系の撮像画面サイ
ズｗ１、使用撮像系の撮像画面サイズｗ２、および想定
撮像系の焦点距離ｆ１の値が入力される（ステップＳ３
１）。これら入力値は焦点距離換算部１１２ａに送られ
る。焦点距離換算部１１２ａでは、ｗ１とｗ２の撮像画
面サイズ比に従って、等奥行ぼけ特性を得ることが可能
なｆ２の値を算出するための換算処理が行われ（ステッ
プＳ３２）、これによって求められたｆ２の値が操作表
示系１１４に表示される（ステップＳ３３）。想定撮像
系の撮像画面サイズｗ１としてはライカフレームの画面
サイズがデフォルト値として記憶されており、ｗ１が入
力されない場合には、ライカフレームの画面サイズ＝ｗ
１とした換算が行われる。

【００６４】（第４の例）本例は、第３の例とは逆に、
使用撮像系の焦点距離ｆ２が、想定撮像系でどの焦点距
離を用いたときのぼけ特性と同じかを換算する例であ
る。まず、操作者による操作スイッチ系１１３の操作に
より、想定撮像系の撮像画面サイズｗ１、使用撮像系の
撮像画面サイズｗ２、および使用撮像系の焦点距離ｆ２
の値が入力される（ステップＳ３４）。これら入力値は
焦点距離換算部１１２ａに送られる。焦点距離換算部１
１２ａでは、ｗ１とｗ２の撮像画面サイズ比に従って、
ｆ２と等奥行ぼけ特性となるｆ１の値を算出するための
換算処理が行われ（ステップＳ３５）、これによって求
められたｆ１の値が操作表示系１１４に表示される（ス
テップＳ３６）。なお、第３の例の場合と同様、想定撮
像系の撮像画面サイズｗ１としてはライカフレームの画
面サイズがデフォルト値として記憶されており、ｗ１が
入力されない場合には、ライカフレームの画面サイズ＝
ｗ１とした換算が行われる。

【００６５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。本実施形態では、想定撮像系を３５
ミリ版銀塩フィルムカメラ、また実施形態カメラをデジ
タルカメラとしたが、上記においてはただ画面サイズの
違いのみに基づく考察、処理しか条件にしてないから、
本発明の焦点距離の換算処理は、銀塩フィルムと電子撮
像系などの方式を問わず、画面サイズが異なる場合のＦ
値が等しい条件下における等奥行きぼけ撮影一般に適用
可能であることは明らかである。また実施形態では撮像
画面サイズｗとして画面の対角長を用いたが、画面アス
ペクト比（横縦比）が等しい（すなわち画面形状が相似
の）撮像系間の換算に際してはもちろんのこと、アスペ
クト比が異なる撮像系間の換算に際しても、対角長に限
らず、水平長（画面巾）、垂直長（画面高）など画面の
大きさを代表する任意の１次元量を画面サイズｗとして
用いて良い。また、スチルカメラ、ムービーカメラの別
を問わず適用することができる。

【００６６】また、本発明は、実施段階ではその要旨を
逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更
に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれてお
り、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わ
せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態
に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除され
ても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が
解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得ら
れる場合には、この構成要件が削除された構成が発明と
して抽出され得る。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、現
実の被写体を所定の撮像系（例えば銀塩カメラ）で撮影
した時と同等のぼけ特性を有した撮像を実現することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる電子カメラの概略
構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態に適用される撮像光学系の撮像公式
を説明するための図。

【図３】同実施形態に適用される撮像光学系の錯乱円の
大きさとデフォーカス量との関係を示す図。

【図４】同実施形態に適用される撮像光学系と想定撮像
系それぞれにおける焦点距離と画角係数との関係を示す
図。

【図５】同実施形態に適用される撮像光学系と想定撮像
系それぞれにおける奥行ぼけ特性を示す第１の図。

【図６】同実施形態に適用される撮像光学系と想定撮像
系それぞれにおける奥行ぼけ特性を示す第２の図。

【図７】同実施形態に適用される撮像光学系と想定撮像
系それぞれにおける奥行ぼけ特性を示す第３の図。

【図８】同実施形態に適用される撮像光学系と想定撮像
系それぞれにおける奥行ぼけ特性を示す第４の図。

【図９】同実施形態の第１の動作例を示すフローチャー
ト。

【図１０】同実施形態の第２の動作例を示すフローチャ
ート。

【図１１】同実施形態の第３の動作例を示すフローチャ
ート。

【図１２】同実施形態の第３の動作例を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１０１…レンズ系１０２…レンズ駆動機構１０３…露出制御機構１０４…フィルタ１０５…ＣＣＤカラー撮像素子１０６…ＣＣＤドライバ１０７…プリプロセス部１０８…デジタルプロセス部１０９…カードインターフェース１１０…メモリカード１１１…ＬＣＤ画像表示系１１２…システムコントローラ（ＣＰＵ）１１３…操作スイッチ系１１４…操作表示系１１５…レンズドライバ１１６…ストロボ１１７…露出制御ドライバ１１８…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１１２ａ…焦点距離換算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像レンズと撮像素子からなる撮像系を具
備した撮像装置であって、想定撮像系の光学系の焦点距
離である第１の焦点距離ｆ１と前記撮像レンズの光学系
の撮影時の焦点距離である第２の焦点距離ｆ２の間の換
算を行なうに際し、該換算は前記想定撮像系の奥行ぼけ
特性と前記当該撮像装置の撮像系の奥行ぼけ特性とが等
価となる等奥行ぼけ条件に基づいて前記換算を行なう換
算手段を有したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記等奥行ぼけ条件は、前記想定撮像系の
撮像画面サイズである第１の画面サイズｗ１および前記
当該撮像装置の撮像系の撮像画面サイズである第２の画
面サイズｗ２に基づく、次式ｆ１^２／ｗ１＝ｆ２^２／ｗ２であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】前記撮像レンズは焦点距離が可変に構成さ
れたものであり、前記第１の焦点距離ｆ１を指定する入
力手段と、前記換算手段によって求められた第２の焦点
距離ｆ２の値に前記撮像レンズの焦点距離を設定する焦
点距離設定手段とを有したことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の撮像装置。
【請求項４】前記撮像レンズは焦点距離が可変に構成さ
れたものであり、前記第１の焦点距離ｆ１を指定する入
力手段と、前記換算手段によって求められた第２の焦点
距離ｆ２の値を表示する表示手段とを有したことを特徴
とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項５】前記撮像レンズは焦点距離が可変に構成さ
れたものであり、前記第２の焦点距離ｆ２である前記撮
像レンズの焦点距離を認識する認識手段と、この認識手
段の認識した第２の焦点距離ｆ２の値に基づいて前記換
算手段によって求められた第１の焦点距離ｆ１の値を表
示する表示手段とを有したことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の撮像装置。
【請求項６】想定撮像系の光学系の焦点距離である第１
の焦点距離ｆ１と、使用撮像系の光学系の焦点距離であ
る第２の焦点距離ｆ２の間の換算を行なう換算手段を有
し、該換算手段は前記想定撮像系の奥行ぼけ特性と前記
使用撮像系の奥行ぼけ特性とが等価となる等奥行ぼけ条
件に基づいて前記換算を行なうように構成されたもので
あることを特徴とする焦点距離換算装置。
【請求項７】前記等奥行ぼけ条件は、前記想定撮像系の
撮像画面サイズである第１の画面サイズｗ１および前記
使用撮像系の撮像画面サイズである第２の画面サイズｗ
２に基づく、次式ｆ１^２／ｗ１＝ｆ２^２／ｗ２であることを特徴とする請求項６記載の焦点距離換算装
置。