JP2001157107A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写界深度が浅い画像を撮影することができ
るようにした固体撮像素子型撮影装置を提供する。 【解決手段】 本撮影装置１０は、相互に異なる少なく
とも２つのＦ値に相当する絞りを選択できる可変絞り機
構１２を備え、被写体を結像させる光学レンズ系１４
と、光学レンズ系によって得た被写体の結像を撮像する
固体撮像素子１６と、固体撮像素子から出力された画像
データを記憶する画像記憶部１８と、画像記憶部に記憶
された画像データを読み出し、画像データの一部に暈け
処理を施して新たな画像データとして画像記憶部に記憶
させる画像処理部２０とを備えている。画像処理部は、
可変絞り機構によってそれぞれ絞り値を変えて同じ被写
体を撮影した少なくとも２つの画像の画像データを比較
し、相互にピントの異なる被写体部分を抽出し、暈け処
理を行ってピントの暈けた画像データを生成し、ピント
の合った被写体部分の元の画像データと、ピントの暈け
た画像データとからなる新たな画像データを画像記憶部
に記憶させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を有
する撮影装置に関し、更に詳細には、被写体中の特定被
写体以外の被写体を暈すことができるようにした構成を
備え、例えば肖像写真の撮影装置として最適な撮影装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素
子を用いた、静止画カメラや動画カメラが市販され、人
気を集めている。これらの固体撮像素子型カメラは、被
写体に焦点を合わせ、結像させる光学レンズ系と、光学
レンズ系によって得た被写体の結像を撮像し、２次元画
像データとして出力する固体撮像素子と、出力された画
像データを記憶し、再生の際に出力する画像記憶装置と
を備えている。従って、固体撮像素子型カメラは、銀塩
フィルムに画像をアナログデータとして化学的に記録す
るカメラ（以下、銀塩カメラと呼ぶ）とは異なり、２次
元画像データをデジタルデータとして記憶させるので、
画像の劣化が無く、画像加工の面などで有利である。ま
た、固体撮像素子型カメラで使用する固体撮像素子は、
記録画面の大きさが対角線で１インチ〜１／６インチで
あるものが主流であり、一般の銀塩カメラで用いる３５
ｍｍフィルムと比べて、かなり小さい。このため、固体
撮像素子型カメラは、銀塩カメラに比べて、直径が小さ
く、コストの低い光学レンズを使用することができる。

【０００３】ところで、図９（ａ）及び（ｂ）にそれぞ
れ示すように、撮像素子のサイズが小さくなるにつれ
て、同じ画角であっても光学レンズの焦点距離は短くな
る。図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、銀塩カメラの
光学レンズ系及び１／６インチの固体撮像素子型カメラ
の光学レンズ系によって同じ画角で被写体に焦点を合わ
せたときの、結像の大きさの違いによる焦点距離の相違
を示す模式図である。例えば、対角半画角が同じ４５度
の構図で撮影を行う場合、３５ｍｍ銀塩フィルムを用い
る銀塩カメラの光学レンズの焦点距離は４６．４ｍｍで
ある。一方、１／６インチ固体撮像素子式カメラの光学
レンズの焦点距離は、４．５４ｍｍとなる。

【０００４】ところで、人物などを肖像写真として撮影
する場合、写したい被写体（この場合は人物である）の
みを強調するために、特定の被写体にピントを合わせ、
例えば背景のように特定被写体以外の被写体を暈したい
ことがある。このような写真を撮影するには、特定被写
体のみにピントが合えば良い。言い換えると、光学レン
ズの焦点が合う距離範囲を浅く、又は短くして、近くの
人物に焦点を合わせると、遠くの背景には焦点が合わ
ず、暈けることになる。

【０００５】光学レンズの焦点が合う被写体間の距離
は、被写界深度と呼ばれていて、焦点の合っている被写
体間の距離が長ければ、被写界深度が深い、被写体間の
距離が短ければ、被写界深度が浅いと言う。即ち、被写
界深度が浅いと、特定被写体のみにピントを合わせるこ
とができる。被写界深度は、光学レンズのＦ値（Ｆナン
バ）が小さくなればなるほど、また光学レンズの焦点距
離が長くなればなるほど、浅くなる。従って、光学レン
ズの絞りを開放にして、撮影することにより、前述した
被写界深度を浅くすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、固体撮像素子
型カメラでは、固体撮像素子の記録画面が小さいので、
被写界深度の浅い撮影を行いたい場合に、次のような問
題があった。記録画面が小さい場合、上述したように、
光学レンズの焦点距離が短いので、レンズの絞りを開
け、Ｆ値を小さくしても、被写界深度は深いままであ
り、特定被写体以外の被写体、即ち特定被写体から距離
の離れた物体、例えば背景を暈すことが難しいという問
題である。このように、従来の固体撮像素子型カメラで
は、被写界深度を浅くした撮影が困難であった。従っ
て、肖像写真の場合等で、銀塩カメラのような被写界深
度を浅くした撮影を行うためには、固体撮像素子の記録
画面のサイズを大きくすることが必要になるが、これで
は、固体撮像素子のコストが高くなり、また、光学レン
ズも大きくなって、固体撮像素子型カメラの利点が無く
なる。

【０００７】本発明では、被写界深度が浅い画像を撮影
することができるようにした固体撮像素子型撮影装置を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る撮影装置は、相互に異なる少なくとも
２つのＦ値に相当する絞りを選択できる可変絞り機構を
備え、被写体を結像させる光学レンズ系と、 光学レンズ系によって得た被写体の結像を撮像する固体
撮像素子と、 固体撮像素子から出力された画像データを記憶する画像
記憶部と、 画像記憶部に記憶された画像データを読み出し、画像デ
ータの一部に暈け処理を施して新たな画像データとして
画像記憶部に記憶させる画像処理部とを備えていること
を特徴としている。

【０００９】本発明の好適な実施態様では、画像処理部
は、可変絞り機構によってそれぞれ絞り値を変えて同じ
被写体を撮影した少なくとも２つの画像の画像データを
比較して、全ての画像でピントの合った第１の被写体部
分と、画像間で相互にピント程度の異なる第２の被写体
部分とを抽出する画像処理と、 第１の被写体部分の画像データを元の画像データのまま
とし、第２の被写体部分の画像データに暈け処理を行っ
てピントの暈けた画像データを生成し、元の画像データ
と、ピントの暈けた画像データとからなる新たな画像デ
ータを合成する画像処理とを行い、新たな画像データを
被写体の画像データとして画像記憶部に記憶させる。

【００１０】絞り値を変えて同じ被写体、例えば背景の
ある人物を撮影した少なくとも２つの画像では、良好な
撮影である限り、撮影したいと狙った特定被写体、例え
ば人物は、絞り値に無関係に双方の画像でピントが合っ
ている筈である。一方、特定被写体以外の被写体、例え
ば背景は、絞り値に依存して、ピントがあっている画像
と、ピントが合っていない画像とがある。そこで、２つ
の画像で双方ともピントの合っている第１の被写体部分
（特定被写体、例えば人物）と、２つの画像でピント程
度の異なる第２の被写体部分（特定被写体以外の被写
体、例えば背景）とを抽出し、第１の被写体部分の画像
データを元の画像データのままとし、第２の被写体部分
の画像データに暈け処理を行ってピントの暈けた画像デ
ータを生成し、元の画像データと、ピントの暈けた画像
データとからなる新たな画像データを合成する。これに
より、特定被写体のみにピントが合い、特定被写体以外
の被写体は暈けている画像、例えば肖像写真として最適
な画像を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、実
施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る固体撮像素子式カメラの
実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の撮影装
置の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態
例の撮影装置１０は、可変絞り機構と特定の暈け処理を
行う画像処理部を備えていることを除いて従来の撮影装
置と同じ構成を備えている。即ち、撮影装置１０は、可
変絞り１２を有する光学レンズ系１４と、光学レンズ系
１４によって結像された被写体の画像を撮像し、デジタ
ル電気信号として出力する固体撮像素子１６と、固体撮
像素子１６から出力されたデジタル電気信号を画像デー
タとして記憶する画像記憶装置１８と、画像記憶装置１
８に記憶された画像データを読み出し、所定の暈け処理
方式で処理し、改めて画像データとして画像記憶装置１
８に記憶させる画像処理部２０とを備えている。

【００１２】可変絞り１２は、相互に異なる少なくとも
２段階の絞り値、例えばＦ１と、Ｆ１より小さいＦ２
（Ｆ１＞Ｆ２）の２つの絞り値で選択的に絞りを変える
ことができるように構成されている。

【００１３】例えば肖像写真として背景を後ろに人物を
撮影する場合を例にして、画像処理部２０による暈け処
理を説明する。同じ被写体、即ち人物に焦点を合わせ、
可変絞りによって絞り値をＦ１及びＦ２に変えて、出来
るだけ短い間隔で２度撮影し、絞り値がＦ１のときの撮
影画像を画像１、Ｆ２のときの撮影画像を画像２とす
る。画像１と画像２は、撮影装置１０の画像記憶装置１
８に記録される。

【００１４】次に、画像処理部２０は、画像記憶装置１
８に記録された画像１と画像２とを読み出し、両者を比
較し、ピントの程度を解析する。絞り値を変えて撮影し
た２つの画像、画像１と画像２を比較すると、２つの画
像は被写界深度が異なる。即ち、画像１はＦ値が大きい
ので、被写界深度が深く、一方、画像２は、画像１より
Ｆ値が小さいので、被写界深度が画像１より浅い。画像
１と画像２の間で、特定被写体、即ち狙った被写体であ
る人物は、被写界深度が異なる画像１及び画像２の双方
でピントが合っている画像部分（又は、撮影が良好でな
い場合、完全にピントが合っていない画像部分）であ
る。一方、特定被写体以外の被写体、即ち背景は、被写
界深度が異なる２つの画像１と画像２との間で、ピント
が微妙に合っていない画像部分である。

【００１５】以下に、図２から図６を参照して、画像処
理装置２０の暈け処理方式を説明する。例えば、図２に
示すような配置の被写体、物体Ａ、Ｂ、Ｃを撮影する場
合を例にして説明する。図２は撮影装置に対する物体
（被写体）の配置を示す配置図である。物体Ａは、円形
物体であって、撮影装置１０に向かって撮影装置１０の
正面からやや右側にあって最も近い距離にある。物体Ｂ
は、正方形物体であって、撮影装置１０の正面で物体Ａ
より遠い距離にある。物体Ｃは、三角形物体であって、
撮影装置１０に向かって撮影装置１０の正面からやや左
側にあって最も遠い距離にある。

【００１６】今、物体Ｂにピントを合わせて撮影するこ
とを考える。物体Ｂにピントを合わせて、可変絞りをＦ
１で撮影した場合の画像１を図３に、可変絞りをＦ２で
撮影した場合の画像２を図４に示す。即ち、図３は、絞
り値がＦ１の画像、即ち被写界深度が深い画像、上述の
画像１に相当する画像を示す。図４は絞り値がＦ２の画
像、即ち被写界深度が画像１より浅い画像、上述の画像
２に相当する画像を示す。画像１では、被写界深度が深
いので、図３に示すように、物体Ｂに加えて物体Ａにも
ピントが合い、物体Ｃは暈けている。一方、画像２で
は、物体Ｂにのみピントが合い、物体Ａ及びＣは暈けて
いる。〔従来技術〕で説明したように、絞り値Ｆ２が小
さく、被写界深度が深くならないので、画像２では物体
Ａが暈けて写っている。

【００１７】画像処理部２０は、画像１と画像２で、ピ
ントの程度が同一でない被写体部分、即ち物体Ａを抽出
し、画像処理を行って画像１又は画像２の物体Ａに暈け
処理を施す。これにより、図５に示すように、物体Ｂに
のみ完全にピントが合い、物体Ａ及び物体Ｃは暈けてい
る画像を得ることができる。図５は画像処理部２０によ
って暈け処理を行った後の画像（画像３）を示す。

【００１８】画像処理部２０で行う暈け処理には、いろ
いろな手法があるが、その一例は、元画像を構成する画
素のうちの或る画素を暈け処理の対象とするとき、対象
画素の輝度、及び対象画素近傍の画素の輝度に、それぞ
れ、重みを付けて足し合わせることにより得た新たな輝
度を、対象画素の輝度とすることにより、対象画素の暈
け処理を行う方法である。例えば、図６に示すように、
元画像の画素（Ｐ３）を暈け処理の対象とするとき、対
象画素（Ｐ３）に５０％、その上下左右の画素（Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５）に１２．５％づつに、重みをつけて
足し合わせ、Ｐ３の新たな輝度とする。これにより、図
７（ａ）に示すような濃淡差の元画像は、暈け処理によ
って、図７（ｂ）に示すような濃淡差の画像となる。こ
のような画像処理を行った新しい画像を画像３とし、画
像３を画像記憶装置１８に記憶させ、再生の際に読み出
す。

【００１９】本実施形態例の撮影装置１０で、図８に示
すような、光シャッタ用液晶パネルを用いて、撮影時に
瞬間的に可変絞りを制御して、２つの絞り値で２つの画
像をそれぞれ結像させることができる。図８は、同心円
状の電極形状を備えた、高分子分散型液晶パネルを示
す。

【００２０】上述したように、本実施形態例の撮影装置
１０は、被写界深度の深い光学レンズ系１４に可変絞り
１２を備えることにより、浅い被写界深度の光学レンズ
系を有する撮影装置、例えば銀塩カメラによる画像と同
じような画像を得ることができる。本実施形態例の撮影
装置１０を適用することにより、例えば、撮像素子サイ
ズの小さな固体撮像素子型撮影装置を使っても、３５ｍ
ｍフィルムを用いる銀塩カメラのような肖像写真の撮影
を行うことが可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、相互に異なる少なくと
も２つのＦ値に相当する絞りを選択できる可変絞り機構
を有する光学レンズ系と、画像データの一部に暈け処理
を施して新たな画像データとする画像処理部とを備える
ことにより、小さなサイズの固体撮像素子を有する撮影
装置でも、浅い被写界深度の画像を撮影することが可能
となる。本発明によれば、大きなサイズの固体撮像素子
を用いることなく、銀塩カメラと同じように、対象被写
体以外のものを暈した映像を撮影できる、肖像写真の撮
影等に最適な固体撮像素子型撮影装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の撮影装置の構成を模式的に示すブ
ロック図である。

【図２】撮影装置に対する物体（被写体）の配置を示す
配置図である。

【図３】絞り値がＦ１の画像、即ち被写界深度が深い画
像１を示す。

【図４】絞り値がＦ２の画像、即ち被写界深度が画像１
より浅い画像２を示す。

【図５】画像処理部によって暈け処理を行った後の新た
な画像（画像３）を示す。

【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、暈け処理
方式を説明する図である。

【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、元の画像
の濃淡及び暈け処理後の画像の濃淡を示す。

【図８】光シャッタ用液晶パネルの構造を示す平面図で
ある。

【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、銀塩カメ
ラの光学レンズ系及び１／６インチの固体撮像素子型カ
メラの光学レンズ系によって同じ画角で被写体に焦点を
合わせたときの、結像の大きさの違いによる焦点距離の
相違を示す模式図である。

【符号の説明】

１０……実施形態例の撮影装置、１２……可変絞り、１
４……光学レンズ系、１６……固体撮像素子、１８……
画像記憶装置、２０……画像処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/262 Ｇ０６Ｆ 15/68 ４１０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に異なる少なくとも２つのＦ値に相
   当する絞りを選択できる可変絞り機構を備え、被写体を
   結像させる光学レンズ系と、 光学レンズ系によって得た被写体の結像を撮像する固体
   撮像素子と、 固体撮像素子から出力された画像データを記憶する画像
   記憶部と、 画像記憶部に記憶された画像データを読み出し、画像デ
   ータの一部に暈け処理を施して新たな画像データとして
   画像記憶部に記憶させる画像処理部とを備えていること
   を特徴とする撮影装置。
2. 【請求項２】 画像処理部は、可変絞り機構によってそ
   れぞれ絞り値を変えて同じ被写体を撮影した少なくとも
   ２つの画像の画像データを比較して、全ての画像でピン
   トの合った第１の被写体部分と、画像間で相互にピント
   程度の異なる第２の被写体部分とを抽出する画像処理
   と、 第１の被写体部分の画像データを元の画像データのまま
   とし、第２の被写体部分の画像データに暈け処理を行っ
   てピントの暈けた画像データを生成し、元の画像データ
   と、ピントの暈けた画像データとからなる新たな画像デ
   ータを合成する画像処理とを行い、新たな画像データを
   被写体の画像データとして画像記憶部に記憶させるよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。