(57)【要約】  カメラ（１）は、ユーザとのインタラクションにて、違和感なく、Ｆ−ＤＯＦによるＥＤＯＦ範囲限定を行い、焦点距離の入力を受け付けるユーザ入力部（１０２）と、焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する範囲決定部（１３ｘ）と、露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像する撮像部（１４ｘ）とを備える。
2012124321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置であって、
焦点距離の入力を受け付ける入力部と、
前記焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定部と、
露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像する撮像部とを備える、
撮像装置。
【請求項２】
前記変位範囲決定部は、前記変位範囲の大きさが前記焦点距離によって定まる上限値を超えないように、前記変位範囲を決定する、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記上限値は、予め定められた大きさの物体が所定の大きさに撮像される位置に対応する第１の上限値を含む、
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記上限値は、予め定められた画質を満たすための第２の上限値を含む、
請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記上限値は、前記第１の上限値と、前記第２の上限値とを含み、
前記変位範囲決定部は、前記第１の上限値が前記第２の上限値よりも大きい場合、前記入力部により取得された被写体の情報から得られる位置が含まれる範囲を前記変位範囲と決定する、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記入力部は、前記被写体を特定し、
前記被写界深度拡張範囲決定部は、
特定された前記被写体までの距離を測定する合焦位置検出部を備え、
前記第１の上限値が前記第２の上限値よりも大きい場合、測定された前記距離の位置が含まれる範囲を前記変位範囲として決定する、
請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
さらに、露出計と、
前記露出計から取得される、撮影環境の明るさ情報に基づき、シャッター速度、絞り値およびＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度を決定するカメラパラメータ決定部とを備え、
前記変位範囲決定部は、前記焦点距離に加えて、決定された前記シャッター速度、前記絞り値および前記ＩＳＯ感度の少なくとも１つに基づいて前記変位範囲を決定する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
さらに、前記撮像部より出力される撮像画像の鮮鋭度を向上する復元処理を行う信号処理部を備える、
請求項１〜７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の上限値は、前記焦点距離ｆと、画角θ０と、被写体の距離ｋと、撮像素子の大きさｘとから、次の式
【数１】
2012124321.tif 000015
により特定されるΔｖＡＩＦである、
請求項３〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の上限値は、前記焦点距離ｆと、被写界深度拡大量Ｎと、絞り値Ｆｎｏと、許容錯乱円径εとから、次の式
【数２】
2012124321.tif 000016
により特定されるΔｖＮＬｉｍである、
請求項４〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記変位範囲決定部は、
前記第１の上限値が前記第２の上限値より小さい場合、無限遠に対応する位置から、前記第１の上限値の位置までの範囲を前記変位範囲と決定し、
前記第１の上限値が前記第２の上限値より大きい場合、前記第１の上限値の位置までの前記範囲のうちの一部分を前記変位範囲と決定し、
前記一部分は、その大きさが、前記第２の上限値以下であり、かつ、前記被写体の情報から得られる前記位置を含む部分である、
請求項５記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像方法であって、
焦点距離の入力を受け付ける入力ステップと、
前記焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定ステップと、
露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像する撮像ステップとを含む、
撮像方法。
【請求項１３】
被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置が備える入力部により受け付けられた入力により示される焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定部と、
露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像することを前記撮像装置にさせる撮像制御部とを備える、
集積回路。
【請求項１４】
被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置が備える入力部により受け付けられた入力により示される焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定ステップと、
露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像することを前記撮像装置にさせる撮像制御ステップとを、
コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置がある。この撮像装置は、露光時間中に合焦位置が変位範囲を変位するように撮像する（特許文献３などを参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】西独国特許第２３０１８００号明細書（ドイツ特許：出願１９７３／１／１５）
【特許文献２】特公平５−２７０８４号公報
【特許文献３】特許第３１９１９２８号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００１３９４１号明細書
【特許文献５】特許第３０８４１３０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】E.R.DowskiandW.T.Cathey,”Extended depth of field through wave-front coding”,Applied Optics,Vol.34,No.11,P.1859-1866(1995)
【非特許文献２】A.Levin,R.Fergus,F.DurandandW.T.Freeman,”Image and Depth from a Conventional Camera with a Coded Aperture”,ACM Transactions on Graphics,Vol.26,No.3,Article70,70-1-70-9(2007)
【非特許文献３】H.Nagahara,S.Kuthirummal,C.ZhouandS.Nayar,”Flexible Depth of Field Photography”,European Conference on Computer Vision(ECCV),Oct.16th,MorningSession2:ComputationalPhotography(2008)
【非特許文献４】C. Tisse, H. P. Nguyen, R. Tesieres, M. Pyanet and F. Guichard,”Extended Depth - of - field (EDOF) using sharpness transport a cross colour channels”,Optical Engineering + Applications, Part of SPIE Optics + Photonics, S ession1-Imaging in the Optical Design Process: Depth of Field (2008)
【非特許文献５】W.ChiandN.George,”Computational imaging with the logarithmic a sphere: theory”,Optical Society of America,Vol.20,No.12,December (2003)
【非特許文献６】Y. Takahashi and S. Komatsu,”Optimized free-form phase mask for extension of depth of field in wave front-coded imaging”,Optical Society of America, Optics Letters,Vol.33,No.13,July1,(2008)
【非特許文献７】高橋康久,尾花亮,小松進一,「ウェイブフロント・コーディング用最適化位相板―軸外の被写界深度拡張効果―」,Optics&PhotonicsJapan2007（日本光学会年次学術講演会）,予稿集，P.464-465(27pC2),(2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、合焦位置の変位範囲が不適切になってしまうことがある。【０００６】
そこで、本発明の目的は、合焦位置の変位範囲を適切にできる撮像装置、撮像方法、集積回路、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置であって、焦点距離の入力を受け付ける入力部と、前記焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定部と、露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像する撮像部とを備える。【０００８】
なお、全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、またはコンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、およびコンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像装置は、合焦位置の変位範囲をより適切にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一般的なカメラの被写体距離ｕと像面側距離ｖの位置関係を定義した図である。
【図２】図２は、焦点距離１８ｍｍのときの被写体距離ｕと像面側距離ｖの関係の一例を示した図である。
【図３】図３は、一般的なカメラのハードウェア構成を示した図である。
【図４】図４は、カメラ制御部の構成などを示す図である。
【図５】図５は、合焦範囲と前側ＤＯＦ端であるＭＯＤ（最短撮影距離）を定義した図である。
【図６】図６は、実施の形態１の撮像装置のブロック構成図である。
【図７】図７は、カメラ制御部などの構成を示す図である。
【図８】図８は、あるカメラ条件での絞りと前側ＤＯＦ端（ＭＯＤ）、像面側距離の関係を示した図である。
【図９】図９は、一般的なカメラで得られるスルーフォーカス特性を模式的に表現した図である。
【図１０】図１０は、カメラのフォーカスレンズもしくは撮像素子変位により焦点位置を変位させたときのスルーフォーカス特性を模式的に表現した図である。
【図１１】図１１は、画角、被写体距離、被写体の大きさの間の関係を示した図である。
【図１２】図１２は、最大画角、焦点距離、撮像素子サイズの間の関係を示した図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１の焦点位置変位範囲決定時の処理フローを示したフローチャートである。
【図１４】図１４は、フォーサーズの場合の焦点距離と焦点位置変位距離の関係を示した図である。
【図１５】図１５は、典型的なコンパクトデジタルカメラの場合の、焦点距離と焦点位置変位距離の関係を示した図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２の撮像装置のブロック構成図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２の焦点位置変位範囲決定時の処理フローを示した図である。
【図１８】図１８は、カメラの構成を示す図である。
【図１９】図１９は、カメラにおける処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の一態様を得るに至った経緯）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した撮像装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１２】
つまり、上述された、合焦位置が変位する撮像装置ではない通常のカメラがある。通常のカメラは、例えば、デジタルカメラ、携帯電話などである。通常のカメラでは、ズーム機能が設けられるなどして、焦点距離が変化されることがある。
【００１３】
そこで、先述の撮像装置でも、このようなズーム機能と同様のズーム機能が設けられるなどして、焦点距離が変化されることが考えられる。
【００１４】
このため、合焦位置が変位する変位範囲として適切な範囲が、焦点距離が一方の距離である場合には一方の範囲で、他方の距離である場合には他方の範囲で、適切な範囲が、焦点距離に対応した範囲であることが考えられる。
【００１５】
一方で、従来よりある文献では、変位範囲として、その文献の著者により、その著者の研究成果が十分に発揮されると考えられる範囲が、著者の直感などによって選ばれている。従来の文献では、単に、こうして著者が選んだ範囲が、著者の研究成果を説明するなかで、変位範囲として記載されているだけに止まる。
【００１６】
このため、従来の撮像装置では、焦点距離に関わらず、変位範囲が一定になってしまう。このため、焦点距離によっては、その一定の範囲が、焦点距離に対応しない範囲で、変位範囲が、不適切になってしまう。
【００１７】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置であって、焦点距離の入力を受け付ける入力部と、前記焦点距離に基づき、合焦位置（合焦被写体かの映像が結像する位置）の変位範囲（範囲７ｒ参照）を決定する変位範囲決定部と、露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像する撮像部とを備える撮像装置である。
【００１８】
これにより、ズーム機能が設けられるなどして、焦点距離が変化されるにも関わらず、焦点距離（を特定する情報）が入力される。これにより、その焦点距離に基づいて、その焦点距離に対応する範囲が、変位範囲として決定され、変位範囲が不適切になってしまうのが回避され、変位範囲が適切な範囲にできる。
【００１９】
なお、例えば、合焦位置が、変位範囲の一端から他端へと変位されるようにする制御がされてもよい。
【００２０】
なお、前記変位範囲決定部は、前記変位範囲の大きさが前記焦点距離によって定まる上限値を超えないように、前記変位範囲を決定してもよい。
【００２１】
これにより、変位範囲の大きさが、上限値以下にされて、合焦位置が変位する速度が遅くされる。これにより、変位範囲に含まれる位置に合焦位置がある時間が長くされ、その位置に対応する距離に存在する被写体にピントが合う時間が長くされる。これにより、その被写体の映像の画質が十分高できる。つまり、焦点距離に関わらず、画質が十分に高くできる。
【００２２】
なお、上述の上限値は、例えば、上記の被写体の画質が、十分に高くなる程度に小さい値などである。
【００２３】
なお、前記上限値は、予め定められた大きさ（図１１のｐを参照）の物体（人物などの、撮像される物体）が所定の大きさ（図１２のｘを参照）に撮像される位置（図１１の距離ｄを参照）に対応する第１の上限値（図１４の四角点）を含んでもよい。
【００２４】
これにより、第１の上限値は、式１２のΔｖＡＩＦなどである。これにより、このΔｖＡＩＦの上限値が設定されることによる各効果が得られる。
【００２５】
なお、前記上限値は、予め定められた画質（後述のＮを参照）を満たすための第２の上限値（菱形点、三角点、バツ印点を参照）を含んでもよい。
【００２６】
これにより、第２の上限値は、式４のΔＮＬｉｍなどである。これにより、このΔＮＬｉｍの上限値が設定されることによる各効果が得られる。
【００２７】
なお、前記上限値は、前記第１の上限値と、前記第２の上限値とを含み、前記変位範囲決定部は、前記第１の上限値が前記第２の上限値よりも大きい場合（部分１ｎ）、前記入力部により取得された被写体の情報から得られる位置（位置１ｙ１を参照）が含まれる範囲（範囲１ｙ）を前記変位範囲と決定してもよい。
【００２８】
これにより、第１の上限値が、第２の上限値よりも大きく、決定される変位範囲の大きさが、比較的小さい第２の上限値を超えなくて、かなり小さい場合がある。このような場合があるにも関わらず、この場合にも、取得される情報により示される、被写体の位置が含まれる範囲が変位範囲として決定され、適切な変位範囲が決定される。これにより、上述の場合にも、適切な変位範囲が決定されて、より確実に、決定される変位範囲が適切にできる。
【００２９】
なお、前記入力部は、前記被写体を特定し、前記被写界深度拡張範囲決定部は、特定された前記被写体までの距離を測定する合焦位置検出部を備え、前記第１の上限値が前記第２の上限値よりも大きい場合、測定された前記距離の位置が含まれる範囲を前記変位範囲として決定してもよい。
【００３０】
これにより、距離の測定の機能として、オートフォーカスにおける、距離の測定の機能が流用されるなどして、構成が簡単であることが維持できる。
【００３１】
なお、さらに、露出計と、前記露出計から取得される、撮影環境の明るさ情報に基づき、シャッター速度、絞り値およびＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度を決定するカメラパラメータ決定部とを備え、前記変位範囲決定部は、前記焦点距離に加えて、決定された前記シャッター速度、前記絞り値および前記ＩＳＯ感度の少なくとも１つにも基づいて前記変位範囲を決定してもよい。
【００３２】
これにより、変位範囲が決定される際に、絞り値も勘案されるなどして、決定される変位範囲の精度がより高くできる。
【００３３】
なお、さらに、前記撮像部より出力される撮像画像の鮮鋭度を向上する復元処理を行う信号処理部を備えてもよい。
【００３４】
これにより、この撮像装置では、上述の各処理がされるにも関わらず、復元処理が、この撮像装置が備える信号処理部により行われ、復元処理として、これらの各処理に適合した処理が可能で、行われる処理がより適切にできる。
【００３５】
なお、ボケなく鮮明な映像がされる被写体である合焦被写体がある合焦被写体位置がある。
【００３６】
例えば、上述の合焦位置は、合焦被写体からの光が、その位置上の一点に集まり、その位置上に、合焦被写体の映像が結像する結像位置などである。
【００３７】
例えば、この結像位置は、アクチュエータにより駆動される撮像素子がある位置である。
【００３８】
合焦位置が、変位範囲（大きさΔｖの範囲７ｒ）内で変位されることにより、その合焦位置に対応する上述の合焦被写体位置が、上述の変位範囲に対応する被写体側範囲（範囲６ｒ）で移動されてもよい。
【００３９】
こうして、撮像部が、撮像装置の動作（撮像素子の位置など）を制御することにより、上述の合焦位置を、上述の被写体側範囲で移動させてもよい。
【００４０】
こうして、合焦被写体位置が移動される被写体側範囲が、焦点距離に対応する範囲にされて、被写体側範囲が適切な範囲にできる。
【００４１】
なお、前記第１の上限値は、前記焦点距離ｆと、画角θ０と、被写体の距離ｋと、撮像素子の大きさｘとから、後述の式１２で特定されるΔｖＡＩＦなどである。
【００４２】
これにより、第１の上限値が、比較的簡単な式から特定され、行われる処理が比較的簡単にできる。
【００４３】
また、前記第２の上限値は、前記焦点距離ｆと、被写界深度拡大量Ｎと、絞り値Ｆｎｏと、許容錯乱円径εとから、後述の式４により特定されるΔｖＮＬｉｍなどである。
【００４４】
これにより、第２の上限値も、比較的簡単な式から特定されて、行われる処理が更に十分に簡単にできる。
【００４５】
また、前記変位範囲決定部は、前記第１の上限値が前記第２の上限値より小さい場合（部分１ｍ）、無限遠に対応する位置（Δｖ＝０）から、前記第１の上限値の位置（四角点）までの範囲（例えば図１４の範囲１ｘ）を前記変位範囲と決定し、前記第１の上限値が前記第２の上限値より大きい場合（部分１ｎ）、前記第１の上限値の位置までの前記範囲のうちの、被写体の情報から得られる上述の位置（位置１ｙ１）が含まれる一部分（例えば範囲１ｙ）を前記変位範囲と決定し、前記一部分の大きさが、前記第２の上限値（ΔｖＮＬｉｍ）以下であり、かつ、前記一部分が、前記被写体の情報から得られる前記位置（位置１ｙ１）を含んでもよい。
【００４６】
これにより、上述の一部分の大きさは、単に、第２の上限値以下にされるだけであり、第２の上限値以外の他の上限値を算出する余計な処理が不要であるなどして、行われる処理が、簡単にできる。
【００４７】
また、本発明の一態様を得るに至った経緯について、下記で更に詳しく説明される。
【００４８】
すなわち、一般的に、被写界深度拡張（以下、ＥＤＯＦ（Extended Depth of Field）と称する）を実現する方式としては、主に以下の３つの方式が挙げられる。１つ目の方式では、位相板と呼ばれる光学素子を光学系に挿入することで深度方向のボケを均一化する。そして、当該方式では、得られた画像に対してあらかじめ測定されたボケパターン、もしくはシミュレーションにより算出されたボケパターンを用いて画像復元処理を行う。これにより、当該方式では、ＥＤＯＦ画像を生成する。この方式は、Wavefront Coding（以下、ＷＦＣと称する）と称されている（先述の非特許文献１参照）。
【００４９】
２つ目の方式では、絞り形状を工夫することで、画像の部分領域ごとに、高精度な距離測定を行う。そして、当該方式では、各部分領域に対して、あらかじめ測定しておいた、それぞれの距離に応じたボケパターンを用いて画像復元処理を行う。これにより、当該方式では、ＥＤＯＦ画像を生成する。この方式は、Coded Aperture（以下、ＣＡと称する）と称されている（非特許文献２参照）。
【００５０】
３つ目の方式では、露光時間中にフォーカスレンズもしくは撮像素子を動かすことで、深度方向に一律に合焦した画像を畳み込む（つまり各深度でボケを均一化することと同義）。そして、当該方式では、得られた画像に対して、あらかじめ測定されたボケパターン、もしくはシミュレーションにより算出されたボケパターンを用いて画像復元処理を行う。これにより、当該方式では、ＥＤＯＦ画像を生成する。この方式は、Flexible DOF（以下、Ｆ−ＤＯＦと称する）と称されている（非特許文献３参照）。
【００５１】
なお、上記の他にも、次の各方式等もある。つまり、レンズの軸上色収差を利用して、深度推定もしくは画像のシャープネス検知を行うと共に、画像処理により全体が鮮鋭な画像を得る方式（非特許文献４参照）がある。また、多重焦点レンズを使って深度方向のボケを均一化し、あらかじめ測定したボケパターン、もしくはシミュレーションにより算出されたボケパターンを用いて画像復元処理を行う方式（非特許文献５参照）もある。しかし、これらの方式では、原理上、上記３つの方式と比べてＥＤＯＦ効果が小さいという欠点がある。
【００５２】
さらに、Focal Stackと呼ばれる方式も古くから存在する。この方式では、合焦位置（フォーカス位置）の互いに異なる複数枚の画像を撮影し、それぞれの画像から、合焦していると思われる領域の画像を抽出する。そして、当該方式では、抽出した画像を合成することで、ＥＤＯＦ画像を生成する。この方式の場合、多くの撮像枚数を必要とするため、撮像に比較的長い時間を要するという問題と、メモリ量を比較的多く消費してしまうという問題とがある。
【００５３】
前述の３方式における１つ目のＷＦＣでは、様々な位相板の種類が提案されている。その中で最もＥＤＯＦ効果の得られるものとして、Cubic Phase Mask（以下、ＣＰＭと称する）、及びFree-Form Phase Mask（以下、ＦＰＭと称する）がある。復元後の画質（アーティファクトの少なさ）の観点からＦＰＭが有力とされている（非特許文献６参照）。
【００５４】
しかしながら、ＷＦＣに共通の欠点として、位相板を挿入することで、レンズの光軸外の特性が悪化するという性質がある（非特許文献７参照）。具体的には、正面からの入射光と比べ、正面以外からの入射光に対して、同じだけのボケ均一効果が得られない。このため、画像復元時に軸上のボケパターンで復元処理を行うと、復元後の、光軸外の画質が劣化してしまう。さらに、ＥＤＯＦ性能の高い、ＣＰＭやＦＰＭなどの、非対称形状の位相板をレンズユニットとして組上げる際には、対称形状のレンズを組上げる場合と比較して、一般的に偏心調整が困難になるという問題点も有する。
【００５５】
前述の３方式における２つ目のＣＡは、変わった絞り形状を用いることで距離測定精度を高める。この方式そのものがもつこのような特性により、撮影された画像、及び、復元処理後に得られる画像の特定周波数成分が失われてしまう。つまり、この方式では、画質が劣化してしまうという欠点がある。また、この方式では、一般的に、絞り形状に関わらず通常の撮影方法よりも光量が減る。このため、この方式は、暗い場所での撮影に向かない。
【００５６】
前述の３方式における３つ目のＦ−ＤＯＦは、この中で最も良好な画質が得られる方式であり、ＥＤＯＦ効果も高い。また、軸外特性もレンズ特性そのものに依存するため、性能を高めやすい。ただし光学的な条件として、露光中にフォーカス位置を動かしても、同一被写体が同一の画像位置上に畳み込まれる必要があることから、像側テレセントリックレンズを用いる必要がある。
【００５７】
上記ＥＤＯＦ技術の応用先として、最も古い歴史があるのは顕微鏡用途である。本用途の場合、静物体をじっくり撮影することができることから、Focal Stack方式が古くから採用されてきた。ただしこの方式の場合、前述のとおり手間と時間とを要することから、Ｆ−ＤＯＦ方式のアイデアも合わせて用いることが、いくつかの文献に開示されてきている（特許文献１〜４参照）。なお、Ｆ−ＤＯＦを顕微鏡用途で用いる方法として、露光中に、被写体である試料側を動かす場合と、レンズ鏡筒を動かす場合とが開示されている。
【００５８】
なお、露光後の画像復元処理を前提とする場合、像のボケが常に均一になるように、動かし方を制御する。こうすれば単一のボケパターンを使った画像復元処理方法が適用できるため合理的であることが知られている（特許文献５参照）。そのためには、動かす対象が撮像素子の場合、これを等速度で動かす必要がある。またフォーカスレンズを動かす場合にも、撮像面が等速度で動くのに相当するフォーカス変位を行う必要がある（非特許文献３参照）。動かすパターンとしては、奥側合焦端位置から手前側合焦端位置まで動くパターン、またはその逆に動くパターンの何れでもよいことが知られている。
【００５９】
ＥＤＯＦ技術のその他の応用先として、近年、携帯電話などに搭載されるカメラが挙げられる。ＥＤＯＦ技術を当該カメラに用いることで、当該カメラの小型化を実現できる。すなわち、ＥＤＯＦ効果により、オートフォーカス機構を持つことなく、全焦点画像（すべての被写体に焦点が合っている画像）を得ることができる。
【００６０】
なお、本応用先の観点からは、Ｆ−ＤＯＦそのものは、フォーカスレンズもしくは撮像素子を動かす機構が必要になるので採用されておらず、ＷＦＣ又は軸上色収差を使った方式などが採用されている。
【００６１】
さらにもう１つの応用先としては、通常のデジタルスチルカメラが考えられる。デジタルスチルカメラの近年のトレンドとして、より簡単でかつより失敗の少ない撮影が求められている。ＥＤＯＦ技術では全焦点画像が得られて、合焦ミスからの開放という効果が期待できる。
【００６２】
この他に、一般的に、被写界深度を拡張したいケースとして、以下の例も考えられる。
【００６３】
１つ目のケースとしては、動きの速い被写体を止めたように撮影したい場合が考えられる。この場合には、シャッター速度を早くし、絞りを開けざるをえなくなるため、撮影者の意図よりも被写界深度が浅くなることがある。
【００６４】
２つ目のケースとしては、動きの速くない被写体が撮影される場合であるものの、次の通りである状況が考えられる。つまり、撮影環境が暗いときに、手ブレしない、下限値のシャッター速度に設定し、なおかつ絞りを開けざるをえない状況が考えられうる。この場合にも、撮影者の意図よりも被写界深度が浅くなることが考えられる。
【００６５】
図１は、一般的なカメラの被写体距離ｕと像面側距離ｖの位置関係を定義した図である。
【００６６】
図２は、焦点距離１８ｍｍのときの被写体距離ｕと像面側距離ｖの関係の一例を示した図である。
【００６７】
第３のケースとしては、マクロ撮影の場合などの、近距離にある被写体を撮影する場合がある。図１のような関係を満たすように、被写体が撮像素子上に結像している状況を考える。このときのｕとｖの関係の一例を、図２に示す。被写界深度の幅は、図２の横軸である像面側での距離上では、ある一定の範囲として考えることができる。図２の横軸上一定の範囲で考えると、近距離被写体、例えば４０ｃｍの位置にあるときの被写体と、遠距離被写体、例えば２ｍの位置にあるときの被写体とでの、被写体側での被写界深度幅については、次の通りである。つまり、４０ｃｍの場合の被写界深度幅の方が格段に狭くなることがわかる。このように、花・昆虫などをマクロ撮影する場合では、合焦範囲が極端に狭くなるため、被写界深度を拡張したいというニーズがある。
【００６８】
本応用先では、次のようなことなどが要求される。つまり、高画質であることが要求される。また、ＥＤＯＦ効果の大きさ、ＥＤＯＦ範囲の任意変更が可能なことが要求される。また、通常のオートフォーカス機構を応用することで実現可能なこと（特別な光学系を用意しなくてすむこと）が要求される。また、ＥＤＯＦ撮影と通常撮影との切り替えが容易なことが要求される。これらの要求があることから、上記方式のうち最も優れているのはＦ−ＤＯＦである。
【００６９】
Ｆ−ＤＯＦを実現するのに必要な構成を、図３、図４を用いて説明する。
【００７０】
図３は、Ｆ−ＤＯＦ実現に関わるカメラ９の構成例を示している。
【００７１】
このカメラ９は、露出計９０１、ユーザ入力部９０２、カメラ制御部９０３、レンズ９０４、絞り９０５、シャッター９０６、撮像素子９０７、信号処理部９０８、画像記録部９０９を備える。なお、後述の図４では、ＦＤＯＦ動作を実現する図３のカメラ制御部９０３内での構成などを示している。後述のように、カメラ制御部９０３は、カメラパラメータ決定部９ａ、像面変位制御・撮像部９ｂ、ＥＤＯＦ範囲指定部９ｃを備える。また、この図４に示されるように、信号処理部９０８は、画像復元処理部９ｄ、復元ＰＳＦ記憶部９ｅを備える。
【００７２】
典型的な撮影時の操作例においては、ユーザは撮影直前に、カメラを構えて画角を決定し、ＥＤＯＦする範囲を予め指定したうえで、シャッターを半押し状態にする。ユーザ入力部９０２は、ユーザが直近に指示したＥＤＯＦ範囲を常に記憶しておくものとする。ＥＤＯＦ範囲を指示するための入力方法については、特に指定するものではない。
【００７３】
ユーザ入力部９０２は、ユーザがシャッター半押しをすると、半押しされたことを検知する。そして、その時点での、ユーザによる指示画角を検知して、焦点距離を決定する。なおユーザが画角を決定するための入力手段としては、様々な手段がある。例えば、レンズ鏡筒に付属するズームリングを操作するものや、カメラ本体に付属するズームレバーを操作するものなどがある。決定された焦点距離情報は、カメラ制御部９０３へ渡される。なお一部のカメラには固定焦点のものもあるが、その場合にはこの限りでない。
【００７４】
図４は、カメラ制御部９０３と信号処理部９０８の具体的な構成例を示す図である。
【００７５】
露出計９０１で、センシングされる撮影環境（を示す情報）を受け取る。この撮影環境に応じた適切なカメラパラメータを、カメラパラメータ決定部９ａにて決定する。カメラパラメータとは、シャッター速度、絞り値、ＩＳＯ感度である。なおマニュアル露出の場合には、露出計９０１により提示された露出に対応する、カメラパラメータの候補をユーザへ提示し、ユーザ入力部９０２を通じて、ユーザによりカメラパラメータを決定する入力がされる。
【００７６】
その後、ユーザによりシャッターが押されたことが検出されると、ＥＤＯＦ範囲指定部９ｃは、記憶されたＥＤＯＦ範囲を読み出し、実際にＥＤＯＦする範囲を最終的に決定する。
【００７７】
そして、カメラパラメータ決定部９ａで決定されたシャッター速度および絞り値情報と、ＥＤＯＦ範囲指定部９ｃにて決定されたＥＤＯＦ範囲情報とに基づき、像面変位制御・撮像部９ｂは、次の制御をする。その制御では、決められた絞り値を絞り９０５へ指示し、決められたシャッター速度をシャッター９０６へ指示する。これにより、決められたＥＤＯＦ範囲を、決められたシャッター速度内で合焦位置が変位するよう、撮像素子９０７へ指示のうえ、撮像を行わせる。
【００７８】
なお、露光時間中に変位させる部分は、撮像素子９０７でなくてもよく、レンズ９０４の一部をなすフォーカスレンズ群であってもよい。像面側での、焦点位置の変位距離が略等速で変化するよう制御できればよい。なお、撮像素子９０７を変位させる場合には、焦点位置の変位距離と、撮像素子９０７の変位距離とは一致する。一方、フォーカスレンズ群を変位させる場合には、焦点位置の変位距離と、フォーカスレンズ群の変位距離とが一致するとは限らないので注意が必要である。この関係性は、レンズ設計データにより一意に決定できるので、予めその関係性について情報を取得しておく。
【００７９】
撮像後、像面変位制御・撮像部９ｂが、撮影された画像を、画像復元処理部９ｄへ送る。この画像復元処理部９ｄは、予め記録しておいた復元ＰＳＦを、復元ＰＳＦ記憶部９ｅより読み込む。そして、画像復元処理部９ｄは、読み込んだ復元ＰＳＦを用いて、撮影された画像に対する画像復元処理を行うことにより、全焦点画像を生成する。画像復元処理は、例えば、リチャードソン・ルーシー法あるいはウィナーフィルタ法を用いた処理である。
【００８０】
具体的には、フォーカス変位によるボケパターンを予め測定し、もしくは、シミュレーションで求めておく。このボケパターンを、ＰＳＦデータとして復元ＰＳＦ記憶部９ｅにて保持しておく。また画像復元処理に用いる手法としては、上述のウィナーフィルタ法（Wiener Filter）、チャードソン・ルーシー法（Lucy-Richardson）以外にも様々な手法が知られており、どの手法が用いられてもよい。画像記録部１０９は、復元された画像信号を撮像データとして記録する。
【００８１】
このように、様々なＥＤＯＦ方式がある中で、デジタルスチルカメラ用途としてはＦＤＯＦ方式が有力である。一方で、これらのカメラにとってズーム機能は大変重要である。撮像した画像そのものを拡大・縮小するデジタルズームと、レンズ配置の制御により焦点距離を変化させる光学ズームとがあるが、基本的に画質劣化の比較的少ない光学ズームが一般的である。光学ズームにより焦点距離を変化させると、被写界深度そのものも変化する。ここで、焦点距離ｆ、レンズの絞り値Ｆｎｏ、許容錯乱円径εとする。なお、許容錯乱円径εは、デジタルカメラで撮像された画像をピクセル等倍で見ることを考えた場合には、撮像素子のセルピッチサイズと考えることもできる。なお、この場合、「合焦状態では１画素たりともぼけない」と規定することとなる。奥側の被写界深度端を無限遠に置いたときの、手前側被写界深度端をＭＯＤとすると、以下の式１の関係があることが知られている。
【００８２】
【数１】
2012124321.tif 000003
【００８３】
図５は、合焦範囲と、前側ＤＯＦ端であるＭＯＤ（最短撮影距離、Minimum Object Distance）を定義した図である。
【００８４】
具体的には、この図５のようなイメージである。ここで、カメラの種類によりεが決まり、明るさ・被写体などの撮影条件によって絞り値Ｆｎｏが決まる。ここで、ユーザの撮影意図に従って焦点距離ｆが変化（画角が変化することと同義）すれば、ＭＯＤも変化することがわかる。
【００８５】
通常、ある焦点距離ｆのとき、ユーザが所望のＭＯＤを得ようとすると、式１の関係に従って、ユーザもしくはカメラが、絞り値Ｆｎｏを変更することが一般的であった。しかしながら、所望のＭＯＤを得るために、Ｆｎｏを変更したくない、すなわち所望のＭＯＤに関わらず、被写体速度や明るさなどの条件により、Ｆｎｏを自由に設定したい、というユーザニーズが存在することは、先記の背景技術で述べたとおりである。
【００８６】
一般的にＥＤＯＦでは、被写界深度範囲をより大幅に拡大させ、被写界深度拡大量（被写界深度拡大幅）をより大きくするほど、ノイズによる影響をより大きく受けることが知られている。すなわち、被写界深度拡大量と、画像のＳ／Ｎ比（画質）とは、トレードオフの関係となり、被写界深度拡大量が大きいほど、画質が低くなる。
【００８７】
ＷＦＣやＣＡ、レンズ色収差方式、多重焦点レンズ方式によるＥＤＯＦでは、光学素子に工夫を加えることで、ＥＤＯＦ効果を図る。このため、ユーザの要求に従って自由にＥＤＯＦ範囲を変更することはできない。その反面、被写界深度拡大幅は設計で決められた一定の度合いを保つことができる。
【００８８】
一方ＦＤＯＦは、他の方式とは異なり、ＥＤＯＦ範囲を自由に変えられるフレキシビリティがあるが、先述のようなトレードオフを考慮して、Ｓ／Ｎ比（画質）が低くなり過ぎないように、被写界深度拡大幅を設定する必要がある。つまり制約条件が存在する。
【００８９】
またこの他にも、ＦＤＯＦならではの制約として、アクチュエータの能力の問題がある。ＦＤＯＦは、露光時間中に、高速スイープ駆動が必要となる。このアクチュエータの能力によっても、制約条件は変化しうる。
【００９０】
さらに、これらの制約条件を考慮したうえで、ＥＤＯＦ範囲を状況に応じて限定させる制御が行われることが望まれるが、どのようなユーザ・インタラクションによりＥＤＯＦ範囲を限定すれば、ユーザに違和感なく受け入れられるかについて論じた文献は、これまでに存在しない。
【００９１】
本発明の一態様に係る先述の撮像装置は、このような従来の課題を解決するものである。つまり、本撮像装置によれば、ユーザとのインタラクションにて、違和感なく、Ｆ−ＤＯＦによるＥＤＯＦ範囲限定を行うことができる。
【００９２】
また、本撮像装置では、被写界深度拡張を実現する方式を採用する撮像装置において、焦点距離を変更しても、破綻なく効果的な被写界深度拡張を実現できる。
【００９３】
また、本撮像装置の構成により、焦点距離を変えて撮影する際にも、必要な制約条件の変化を考慮することが可能となり、例えば、ズーム機能を有した撮像機においても、ＦＤＯＦによる被写界深度拡大を実現できる。
【００９４】
また、本撮像装置の構成によって、上述の各効果に加え、ユーザが合焦させたい対象物を含めた形で被写界深度を拡大することができる。
【００９５】
また、本撮像装置の構成によって、本撮像装置の出力として、被写界深度を拡張させた鮮明な画像を出力することが可能となる。
【００９６】
また、本撮像装置によれば、焦点距離が変わるズーム機能を有した撮像機で撮像する際に、必要な制約条件の変化を考慮し制御することで、ＦＤＯＦによる被写界深度拡大を実現する。
【００９７】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する各実施形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００９８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における撮像装置について、図６〜１５を参照しながら説明する。
【００９９】
図６は、本実施の形態１におけるカメラ（撮像装置）１の基本的な構成を示す図である。
【０１００】
図６に示される、カメラ１の基本的な構成は、先述のカメラ９の構成と同様であり、図３に準じる。なお、カメラ１における、カメラ９と同様の点についての説明は適宜省略される。
【０１０１】
図７は、本実施の形態１におけるカメラ制御部１０３の具体的な構成を示す図である。
【０１０２】
カメラ制御部１０３は、カメラパラメータ決定部１１、変位範囲制約有無判定部１２、変位範囲決定部１３よりなる被写界深度拡張範囲決定部１０３ｊと、像面変位制御・撮像部１４とを備える。なお、信号処理部１０８の具体的な構成・動作は、図４の信号処理部９０８で述べた構成・動作に準じる。
【０１０３】
露出計１０１でセンシングされる撮影環境（の情報）を受け取り、撮影環境に応じた適切なカメラパラメータを、カメラパラメータ決定部１１にて決定する。ここでカメラパラメータとは、シャッター速度、絞り値、ＩＳＯ感度のほか、焦点距離も含まれる。焦点距離は、ユーザ入力部１０２により指示される。カメラパラメータ決定部１１における、その他の点については、先述の図４のカメラパラメータ決定部９ａでの記載に準じる。
【０１０４】
その後、ユーザによりシャッターが切られたことを検出すると、変位範囲制約有無判定部１２は、カメラパラメータ決定部１１より出力される焦点距離、絞り値、ＩＳＯ感度情報に基づき、後述の判断フローに基づき、焦点位置（例えば撮像素子の位置）を変位させる範囲の制約の有無を判定する。
【０１０５】
変位範囲決定部１３は、変位範囲制約有無判定部１２で判定された制約条件に基づき、焦点位置の変位範囲を決定する。具体的には、撮像素子１０７もしくはレンズ１０４の一部（例えばフォーカスレンズ群など）をどれだけ変位させるかを決定し、その変位の変位範囲を決定する。
【０１０６】
なお、先述のカメラ９の説明でも述べたとおり、撮像素子１０７を変位させる場合には、像面側における、焦点位置の変位距離と、像面側における、撮像素子１０７の変位距離とは一致する。一方で、フォーカスレンズ群を変位させる場合には、焦点位置の変位距離と、フォーカスレンズ群の変位距離とが一致するとは限らないので注意が必要である。この関係性は、レンズ設計データにより一意に決定できるので、予めその関係性について情報を取得しておく。
【０１０７】
カメラパラメータ決定部１１で決定されたシャッター速度および絞り値情報と、変位範囲決定部１３で決定された、焦点位置の変位範囲情報に基づき、像面変位制御・撮像部５は、決められた絞り値を絞り１０５へ指示し、決められたシャッター速度をシャッター１０６へ指示し、決められた変位範囲を決められたシャッター速度内で変位するよう、撮像素子１０７（撮像素子１０７を駆動するアクチュエータなど）へ指示のうえ、カメラ１に撮像を行わせる。
【０１０８】
なお、露光時間中に変位させる部分は、撮像素子１０７でなくてもよく、レンズ１０４の一部をなすフォーカスレンズ群であってもよいことは、前述のとおりである。像面側での、焦点位置の変位距離が略等速で変化するよう制御できればよい。
【０１０９】
以下、変位範囲制約有無判定部１２における、焦点位置を変位させる範囲の制約の有無を判定するための判断フローについて説明する。
【０１１０】
通常、ある焦点距離ｆのとき、ユーザが所望のＭＯＤを得ようとすると、下記の式２の関係に従って、ユーザもしくはカメラが、絞り値Ｆｎｏを変更することが一般的である。しかしながら、所望のＭＯＤを得るために、Ｆｎｏを変更したくない、すなわち所望のＭＯＤに関わらず、被写体の移動速度や明るさなどの条件により、Ｆｎｏを自由に設定したい、というユーザニーズが存在することは、先記の説明で述べたとおりである。
【０１１１】
ここで、ＥＤＯＦにより被写界深度を拡張したときの、拡張後における手前側被写界深度端ＭＯＤＥＤＯＦは、次の式で記述できる。
【０１１２】
【数２】
2012124321.tif 000004
【０１１３】
レンズの絞り値Ｆｎｏは、撮影状況に応じてユーザにより設定され、Ｎは、被写界深度拡大の段階を示す数字で、ここでは便宜上、ＥＤＯＦステップ数と称することとする。このように、ＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，Ｎ）＝ＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，０）／２＾（Ｎ／２）＝ＭＤＯＦ（ｆ）／２＾（Ｎ／２）＝である。なお、ここで、ａ＾ｂは、ａのｂ乗を示す。
【０１１４】
図８に、ＥＤＯＦステップ数Ｎと、Ｆｎｏとの関係をまとめた図を示す。
【０１１５】
図の左側２列にあるような関係として定義しており、例えばＦ２．８で得られる被写界深度に対して、ＥＤＯＦによりＦ９０．５と同等の被写界深度が得られた場合、そのＥＤＯＦ効果は１３から３を引いた１０段分の効果として表現される。
【０１１６】
このように、ＥＤＯＦステップ数Ｎは、絞り段数と等価であり、Ｎ段絞ることにより得られる被写界深度拡張と同等の効果を、実際には絞らずに、ＥＤＯＦにより得ることを意味する。被写界深度を拡大しない場合、Ｎ＝０であり（先述のＭＯＤ＝ＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，０）を参照）、被写界深度を拡大する場合、Ｎは正の数となる。つまり、被写界深度拡張がされた後における、手前側被写界深度端までの距離は、先述の通り、ＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，Ｎ）＝ＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，０）／２＾（Ｎ／２）である。この式におけるＭＯＤＥＤＯＦ（ｆ，０）は、Ｎ＝０での、被写界深度拡張がされない場合における、手前側被写界深度端までの距離である。つまり、手前側被写界深度端までの距離は、被写界深度拡張により、１／２＾（Ｎ／２）倍されて、１／２＾（Ｎ／２）倍だけ、より短い距離にされる。従って、この距離が短くされて、短縮される短縮幅は、このＮにより、１／２＾（Ｎ／２）倍の幅と決まる。
【０１１７】
新たに、Ｎという変数が追加されることで、式３では、ｆ、Ｆｎｏ、ＭＯＤＥＤＯＦの設定自由度が高まることがわかる。なお、図８の表の３列目には、焦点距離ｆが１８ｍｍ、撮像素子のセルサイズ（許容錯乱円）が１．５ｕｍのときのＭＯＤ（ＭＯＤＥＤＯＦ）を示している。ここで、図１の関係を満たす、被写体側の距離ｕと、像面側の距離ｖとについての、レンズの焦点距離をｆとすると、レンズの公式より、以下の式３が成立することが知られている。
【０１１８】
【数３】
2012124321.tif 000005
【０１１９】
ＭＯＤから無限遠までの、像面側での合焦位置の変位距離ΔｖＮＬｉｍは、この式３を用いて、次のように記述することができる。
【０１２０】
【数４】
2012124321.tif 000006
【０１２１】
なお、Δｖ（式４の第１式）は、最終的に変位させるべき、合焦位置の変位距離であり、変位範囲決定部１３により決定される、合焦位置の変位範囲の大きさを示している。こうして、この式４のΔｖＮＬｉｍで示される上限値（第２の上限値）を超えない大きさの値が、合焦位置が変位される変位範囲の大きさとして、変位範囲決定部１３により決定される。
【０１２２】
図８の表の４列目は、この式４を用いて、表の３列目の、被写体側における、ＭＯＤＥＤＯＦから無限遠までの距離を、その距離に対応する像面側距離に換算したときの、換算後の距離（ΔｖＮＬｉｍ）の値を示している。Ｆ−ＤＯＦの場合、先述のステップ数Ｎは、この像面側での変位距離ΔｖＮＬｉｍの式（式４の第３式）の変位量（変数）として働いて、ΔｖＮＬｉｍの値を制約して、ひいては、決定される変位範囲の大きさΔｖを制約して、コントロールする。
【０１２３】
ここで、上述のΔｖＮＬｉｍは、Ｎが大きくなると、より大きくなる。つまり、式４の第３式の分子、分母をそれぞれ２＾（Ｎ／２）で割れば、このΔｖＮＬｉｍについて、ΔｖＮＬｉｍ＝Ａ／（Ｂ／２＾（Ｎ／２）―Ｃ）と表される。このため、Ｎが大きくなると、この式の分母（Ｂ／２＾（Ｎ／２）―Ｃ）が小さくなり、この式の値（ΔｖＮＬｉｍの値）は大きくなる。
【０１２４】
一方、一般的に、上述のΔｖを大きくとり、被写界深度拡大幅（被写界深度拡大量）を大きくとるほど、ＥＤＯＦによる効果は高まり、より多くの被写体側の位置の被写体にピントが合うが、被写体の輝度に対する相対的な、ノイズの量は増加し、Ｓ／Ｎ比が低下する。
【０１２５】
図９は、通常撮影時の被写界深度、すなわち合焦範囲を模式的に示したものであり、スルーフォーカス特性と呼ばれる特性を示す図である。
【０１２６】
縦軸が、鮮鋭度（画像のシャープさ）を表しており、一般的にはＭＴＦ（Modulation Transfer Function）として表現される。
【０１２７】
横軸は、像面側距離（図１のｖを参照）を示す。この像面側距離を、図１に示したｕ、ｖの間の関係（式３）に基づき大小反転し（式３では、ｖが大きくなると、ｕが小さくなる点を参照）、スケーリングしなおすと、被写体側での、撮像装置との間の距離（ｕ）が得られる。
【０１２８】
露光中に像面変位を伴わない通常撮影の場合、一般的に、ある被写体距離に焦点を合わせていると、その部分が最も鮮鋭となる。つまり、その被写体距離の前後の被写体距離の部分では、焦点が合わせられた部分からより離れていくにつれて、より大幅に鮮鋭さが失われる。
【０１２９】
図１０は、露光中に等速度で変位を行った場合のスルーフォーカス特性を模式的に示した図である。
【０１３０】
点線は、図９の模式図で表現した、通常撮影時のスルーフォーカス特性のデータを、被写体側での最遠端の位置に対応する、横軸の最左側の距離から、最近端に対応する最も右側の距離まで変位させた様子を表している。この変位の結果得られる、実線のスルーフォーカス特性は、この点線の積分によって得られることが、例えば非特許文献３などに示されている。
【０１３１】
本来、同一条件で撮影した場合、撮像時の受光エネルギー量は一定である。このため、図９の実線部の積分値と、図１０の実線部の積分値は等しいはずである。そのため、図１０の実線部分の最大値の高さは、図９での最大値の高さよりも相対的に低くなる。すなわち図１０の場合、均一にぼけた画像となり、後段で画像復元処理を行うことで、図９の合焦時と同じＭＴＦ値を得る。このとき、ノイズについても、合わせて増幅することになる。像面変位量が大きいほど、図１０の実線部の最大値の高さはより低くなり、画像復元処理により持ち上げなければならない量が増え、ノイズもより大きく増幅されることとなる。このように、ＥＤＯＦ量（上述のΔｖを参照）と画像品質の低下とはトレードオフの関係にある。このため、要求される画像品質（先述のＮなどを参照）に応じて、その画像品質が満たされるように、ＥＤＯＦ量（Δｖ）に制約を加える必要がある。そこで、先述の式４の制約が設定されて、Ｎの値に応じた上限値（ΔｖＮＬｉｍ、第２の上限値）が設定される。
【０１３２】
またＦ−ＤＯＦでは、撮像素子もしくはフォーカスレンズを露光中に動かす必要がある。このため、先述のとおり、アクチュエータの駆動能力も問題となる。つまり、変位量が大きいほど、単位時間あたりに変位する距離が増え、高速に変位する必要が生じ、目標速度に到達するまでの加減速度も増加する。これにより、ひいては、そのような高速な変位等が可能な、アクチュエータの駆動能力が必要となる。ある所定のアクチュエータを採用すれば、当然、焦点位置の変位量である像面変位量（Δｖ）について、そのアクチュエータの駆動能力に対応する上限値を設定する必要がある。例えば、像面側における最大変位距離を一律にΔｖＡｃｔＬｉｍと置くと、次の式５を満たす必要がある。
【０１３３】
【数５】
2012124321.tif 000007
【０１３４】
なお、前述のとおり、撮像素子１０７を変位させる場合、アクチュエータの許容する駆動能力としての最大変位距離は、そのままΔｖＡｃｔＬｉｍとなる。一方、レンズ１０４の一部（例えばフォーカスレンズ群など）を変位させる場合、アクチュエータの許容する駆動能力により決まる最大変位距離は、フォーカスレンズ群などの変位距離として規定される。このことから、この場合には、最大変位距離ΔｖＡｃｔＬｉｍを予め、フォーカスレンズ群などの変位距離へと換算しておく必要がある。
【０１３５】
なおここで、全焦点画像の定義が必要である。すなわち、この定義が満たされて、全焦点画像であることを満たすのに必要な被写界深度幅を規定する必要がある。
【０１３６】
一般的な意味での、最短撮影距離という用語の定義は、「そのレンズを用いて合焦可能な、最も近い物体側距離」を意味する。この最短撮影距離と無限遠との間の何れの距離において合焦している状態の画像を、ここでは広義で「全焦点画像」と呼ぶ。この場合、いわゆる、比較的近い物体側距離（被写体側距離）の領域であるマクロ領域をどれだけサポートするかは光学設計依存であり、焦点距離によって変化する場合もあれば、変化しない場合もある。
【０１３７】
このような、最短撮影距離から無限遠までの像面側距離をΔｖＡＩＦとすると、次の式６が満たされる必要がある。
【０１３８】
【数６】
2012124321.tif 000008
【０１３９】
図１１は、物体までの距離ｋ、ｄ、画角θ０、θ、物体の大きさｐなどを示す図である。
【０１４０】
また全焦点画像を定義する場合、次のような考え方も成り立つ。
【０１４１】
つまり、図１１の上段では、距離ｋに存在する、大きさｐの物体が、画角θ０の焦点距離で、撮像素子上に予め定められたサイズ（後述の図１２のサイズｘ）に結像する。一方、下段では、距離ｄに存在する、同一の大きさｐの物体が、画角θの焦点距離ｆで、上述の予め定められたサイズと同じサイズに結像する。こうして、焦点距離が、画角θ０の焦点距離から、画角θの焦点距離ｆに変化しても、結像するサイズが、上述の予め定められたサイズに維持されて、変わらないための距離ｄの条件を考える。
【０１４２】
なお、標準画角（３５ｍｍ換算で５０ｍｍ相当）での全焦点画像の定義範囲を例えば１ｍ〜無限遠とおくと、この１ｍ〜無限遠における、手前側の一端は、１ｍである。例えば、上述の画角θ０は、この標準画角であり、上述の距離ｋは、標準画角における上述の１ｍである。
【０１４３】
つまり、全焦点画像の定義範囲における手前側の一端を、先述の条件に応じて変えて、先述の条件が満たされる距離ｄとする、という考え方をする。
【０１４４】
この距離ｄと、無限遠との定義範囲による画像を、狭義の「全焦点画像」と呼ぶ。
【０１４５】
同一の大きさｐの２つの物体が結像するサイズが、焦点距離が変化しても変わらないための条件である、上述された、距離ｄの条件は、後述の式１０で示されるように、距離ｄが、焦点距離ｆに比例することである。以下、図１１、１２を用いてそれを示す。
【０１４６】
図１１の上段では、画角θ０いっぱいに、大きさｐの物体を、距離ｋだけ離れた場所で撮像した場合が示される。なお、この物体は、人のバストショットが撮像される際における、その人の胸部から、頭の最上部までなどの、撮像がされる対象の物体である。上述の大きさｐは、例えば、人の胸部から頭の最上部までの約６０ｃｍである。
【０１４７】
図１１の下段では、画角θいっぱいに、同じ大きさｐの物体を、ｄだけ離れた場所で撮像した場合が示される。
【０１４８】
前者の上段の場合に、次の式７の関係を満たす。
【０１４９】
【数７】
2012124321.tif 000009
【０１５０】
また後者の下段の場合に、次の式の関係を満たす。
【０１５１】
【数８】
2012124321.tif 000010
【０１５２】
これらの、式７と式８との２つ式から、式８におけるｐを消去し、以下の式９を導く。
【０１５３】
【数９】
2012124321.tif 000011
【０１５４】
さらに図１２に示すように、撮像素子の大きさｘ、焦点距離ｆ、画角θの間の関係は、下記の式１０の関係である。
【０１５５】
【数１０】
2012124321.tif 000012
【０１５６】
この式１０を式９に代入して、以下の式１１を得る。
【０１５７】
【数１１】
2012124321.tif 000013
【０１５８】
なお、従って、距離ｄ＝（２ｋ × ｔａｎ（θ０／２） ／ ｘ） × ｆ＝Ａ×ｆである（Ａ＝２ｋ× ｔａｎ（θ０／２） ／ ｘ）。
【０１５９】
ここで、撮像素子の大きさｘは、カメラに設けられる撮像素子の種類などが決まれば定数である。また、先述のように、標準画角θ０での、全焦点画像の定義範囲を、例えば１ｍ〜無限遠とおいたとき、標準画角θ０は４３．２７度となり、ｋ＝１ｍとなって、これらθ０およびｋは、何れも定数となる。よって、上述のＡは定数となり、上述の関係ｄ＝Ａ×ｆとして、焦点距離ｆに比例して、距離ｄが変化する関係を導くことができる。なお、例えば、この式１１により、３５ｍｍ換算でｆ＝２５ｍｍのとき、０．５ｍ〜無限遠の範囲の何れの位置にも焦点を合わせた画像を、全焦点画像と呼ぶことになる。
【０１６０】
式１１の距離ｄから無限遠までの、被写体側での範囲に対応する、像面側での範囲の距離である換算距離ΔｖＡＩＦ＝ｖ（ｄ）−ｖ（無限遠）は、先述の式３を用いて変形すれば、以下の式１２となる。
【０１６１】
【数１２】
2012124321.tif 000014
【０１６２】
このように、全焦点画像の定義は、応用先によって変更してもよい。
【０１６３】
以上のことから、焦点位置を変位させる変位範囲の制約は、式４、式５、式６の３つの式による制約、もしくは、式４、式５、式１２の３つの式による制約の何れかとなる。なお、このように、３つの式の組合せが２つある。それぞれの組合せでは、その組合せの３つの式のすべてを満たす必要がある。
【０１６４】
なおここで、式４の式中にＦｎｏが含まれていることに注意を要する。一般的に、焦点距離ｆを変化させるとは、ズームレンズが用いられることを意味する。一方、ズームレンズの中には焦点距離ｆの変化に応じて、Ｆｎｏの変わるものもある。この場合、設計で予め決められた、レンズの仕様により、焦点距離ｆとＦｎｏとの関係は一意に決まる。そこで、式４にこの関係を反映させていてもよい。
【０１６５】
このように、変位範囲制約有無判定部１２により、焦点位置を変位させる変位範囲の制約の有無を判定することができる。
【０１６６】
図１３は、本発明の実施の形態１の焦点位置変位範囲決定時の処理フローを示したフローチャートである。
【０１６７】
次に、変位範囲決定部１３での処理について、図１３の処理フローに従って説明する。上記のとおり、変位範囲決定部１３は、３つの式すべてを満たすΔｖをまず決定する。
【０１６８】
次に、変位範囲決定部１３は決定されたΔｖが、式４または式５に基づいて決定されたか、あるいは、式６または式１２に基づいて決定されたかを判断する（Ｓ１１）。
【０１６９】
式４または式５に基づいて決定されたと判断される場合（Ｓ１１で「部分焦点画像生成モード」）、定義上での全焦点画像の生成を実行するための変位動作はできないことを意味する。このため、図１３のフローでは、部分焦点画像生成モードでの処理（Ｓ１２ａ）へと移る。
【０１７０】
後者の式１２等に基づいて決定されたと判断される場合には（Ｓ１１で「全焦点画像生成モード」）、全焦点画像生成モードでの処理（Ｓ１２ｂ）へと移る。各モードによって動作が異なるため、以下２つに分けて説明する。
【０１７１】
まず部分焦点画像生成モードへ移った場合（Ｓ１２ａ）、変位範囲決定部１３は、定義上での全焦点画像の生成を実行するための変位範囲（大きさがΔｖＡＩＦの範囲）のうちの、どの部分的にどこを変位させるべきかを決定する必要がある。つまり、その部分の範囲が特定される。
【０１７２】
例えば、焦点距離20mmで、全焦点画像の定義範囲が、1mから無限遠であったとする。
【０１７３】
このときの像面側変位距離「ｖ（１ｍ）−ｖ（無限遠）」は、レンズの後ろ側主点位置から20.408mm-20.000mmの範囲の距離となり、20.408mm−20.000mm＝408umとなる。
【０１７４】
さらに、変位範囲制約有無判定部１２において特定された、式１２のΔｖＡＩＦ、式４のΔｖＮＬｉｍなどの、Δｖの各上限値のうちの最小の上限値が、300um（＜408um）であったとする。
【０１７５】
このとき、変位範囲決定部１３は、1mから無限遠の、被写体側の範囲のうち、どこを、上述の部分（サービスエリア）とするべきかを決める。
【０１７６】
ここで、ユーザにより、ＥＤＯＦ範囲、つまり変位範囲を指定してもらうようにする。
【０１７７】
図１３の「ユーザ指定ＥＤＯＦ範囲参照」のブロック（Ｓ１２ａ）が、この指定がされるブロックである。
【０１７８】
このＳ１２ａでは、具体的には、ユーザが指定したＥＤＯＦ範囲情報を、ユーザ入力部１０２より、変位範囲決定部３が受け取る。
【０１７９】
次に、図１３の、「ＥＤＯＦ範囲決定」（Ｓ１３）のブロックでのプロセスを説明する。
【０１８０】
例えば、ユーザからの入力指示で指定された範囲が、2mから3mだったとする。この範囲を、先述の式３により、像面側での範囲に換算すると、換算後の範囲は、ｖ（２ｍ）＝20.202mmから、ｖ（３ｍ）＝20.134mmまでとなり、20.202mm −20.134mm＝0.068mm＝68umの変位範囲しかない。
【０１８１】
このため、この20.134mmから20.202mmまでの範囲の前後にマージンを追加する。その追加の方法はどのような方法であってもよいが、一例としては、前後に均等にマージンを配分し、20.202mm−0.184mm＝20.018mmから、20.134mm＋0.184mm 20.318mmの範囲が、変位範囲として変位範囲決定部３により決定されるようにする。
【０１８２】
この場合における、被写体側の範囲は、被写体側の範囲へと換算して、1.28mから22.2mとなる。なお、ユーザが指定した範囲に対応する、像面側の範囲が、Δｖよりも広い場合も考えられる。その場合には、ユーザに対して警告表示し、ガイドをしながら修正入力させるか、あるいは指定範囲のうち、中心部を含む一部分のみを対象として処理することも考えられる。このようにして、実際のＥＤＯＦ範囲、すなわち焦点位置の変位範囲を変位範囲決定部３が決定する。
【０１８３】
次に、全焦点画像生成モードへ移った場合、変位範囲決定部３は、定義上の全焦点画像を生成するための変位範囲を決定する。通常、後ろ側ＤＯＦ端は無限遠であるから、前側ＤＯＦ端を決定するだけでよい。具体的には、焦点距離10mmであり、かつ、全焦点画像の定義範囲が1mから無限遠であれば、式３による像面側換算で、像面側の変位範囲は、後ろ側レンズ主点位置でみて、ｖ（1m）＝10.101mmからｖ（無限遠）＝10.000mmであり、10.101mm −10.000mm＝101umの変位距離を決定して、変位距離を一意に決定できる。
【０１８４】
図１４、図１５は、それぞれフォーサーズの条件の場合、コンパクトデジカメの条件の場合の、焦点距離と変位距離の関係を示した図である。
【０１８５】
四角点は、全焦点をカバーしようとしたときのグラフを示している。すなわち、式６（式１２）の条件に対応する。
【０１８６】
一方、菱形点は、ＥＤＯＦ段数の上限により決まる条件のグラフ（Ｆ＝２．８、Ｎ＝３）であり、式４の条件に対応する。
【０１８７】
これら２つのグラフにおいて、値の小さいほうが上限値となる。このことから、全焦点画像生成モードとなるのは、焦点距離60mm（焦点距離１ｓ）以下の部分（図１４に示される、「全焦点画像生成」の部分１ｍ）で、それ以上（「部分焦点画像生成」の部分１ｎ）になると、部分焦点画像生成モードとなることがわかる。
【０１８８】
なお、前述のとおり、一般的なズームレンズでは、焦点距離が大きくなるほど、Ｆｎｏが大きくなる。このため、実際の条件での条件遷移は、実線のような条件遷移となることが予想される。ただし、これらのことには、アクチュエータの駆動能力から来る制約である、式５の条件が考慮されていない。例えばその条件が、300um以下との条件になるのであれば、その条件が優先され、常に部分焦点画像生成モードとなる。図１５の場合も同様に見ることができる。
【０１８９】
このような構成、制御を行うことで、焦点距離を変えるズーム機能が設けられるケースにおいても、ユーザの要求を大きく損ねることなく、ＥＤＯＦ範囲を決定することが可能になる。
【０１９０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるカメラ（撮像装置）１について、図１６、１７を参照しながら説明する。
【０１９１】
本実施の形態２における基本的な構成は、実施の形態１に示した構成と同様の構成であり、図３、図６〜１５などでの説明に準じる。
【０１９２】
図１６は、本実施の形態２におけるカメラ制御部１０３の具体的な構成を示す図である。
【０１９３】
このカメラ制御部１０３は、カメラパラメータ決定部１１、変位範囲制約有無判定部１２、変位範囲決定部１３、像面変位制御・撮像部１４、合焦位置検出部１７を備える。信号処理部１０８の具体的な構成・動作については、先述の図４、図７等での構成・動作に準じる。またカメラパラメータ決定部１１、変位範囲制約有無判定部１２、像面変位制御・撮像部１４、合焦位置検出部１７のそれぞれブロックの構成・動作も、実施の形態１における、そのブロックに対応するブロックの構成・動作に準じる。
【０１９４】
ここでは、変位範囲決定部１３と合焦位置検出部１７について詳しく説明する。
【０１９５】
合焦位置検出部１７は、ユーザ入力部１０２より入力された、シャッター半押し状態のときの合焦位置を検出する。この合焦位置検出部１７は、オートフォーカスの機能を有するカメラであれば、比較的容易に実現可能である。つまり、この合焦位置検出部１７は、例えば、オートフォーカスの機能で合焦がされた位置を、上述の合焦位置として検出してもよい。
【０１９６】
図１７は、変位範囲決定部１３での処理の処理フローを示すフローチャートである。
【０１９７】
この図１７に従って、変位範囲決定部１３による処理を説明する。実施の形態１で述べたとおり、変位範囲制約有無判定部１２において、３つの式すべてを満たすΔｖをまず決定する。次に、決定されたΔｖの値は、式６あるいは式１２に基づいて決定されたものか、もしくはその他の式の制約により決定されたものかを判断する（Ｓ２１）。式１２に基づかないで決定された場合（Ｓ２１の「部分焦点画像生成モード」）、定義上での全焦点画像の生成を実行するための変位動作はできないことを意味する。このため、この場合には、図１７のフローでは、部分焦点画像生成モードによる処理（Ｓ２２ａ〜）へと移る。式１２に基づいて決定された場合には、全焦点画像生成モードによる処理（Ｓ２２ｂ）へと移る。全焦点画像生成モードの動作については、実施の形態１に準ずる。
【０１９８】
以下、部分焦点画像生成モードへ移った場合を説明する。この場合には、Ｓ２２ａで、変位範囲決定部１３は、定義上での全焦点画像の生成を実行するための変位範囲のうちの、どこの部分を合焦位置が変位するようにさせるべきかを決定する。例えば、焦点距離が20mmで、かつ、全焦点画像の定義範囲が、1mから無限遠であったとする。このときの像面側変位距離は、式３のレンズの公式より、レンズの後ろ側主点位置から20.408mmから20.000mmの範囲での距離となり、20.408mm−20.000mm＝408umとなる。さらに、変位範囲制約有無判定部１２において、Δｖの上述の３つの式での上限値（各式の第２式）のうちの最小の上限値が、300um（＜408um）であったとする。このとき、変位範囲決定部１３は、1mから無限遠の、被写体側の範囲のうち、どの部分をサービスエリアとするべきかを決定する。
【０１９９】
ここで、ユーザによりＥＤＯＦ範囲、つまり変位範囲を指定してもらう方法として、通常のカメラ撮影でもなじみのある、オートフォーカスの操作を利用する。すなわち、合焦位置検出部１７において、注目被写体（画像における、その注目被写体の映像が映された位置など）と、その注目被写体の距離情報（撮像装置１からの距離の情報）を取得する。図１７の「注目被写体検出＆測距」のブロック（Ｓ２２ａ）がこれにあたる。
【０２００】
次に、図１７の「前側・後側ＤＯＦ端算出」のブロック（Ｓ２３）でのプロセスを説明する。合焦位置検出部１７で検出されるのは、注目被写体の距離１点のみであり、変位範囲決定部１３は、ＥＤＯＦによる前側・後側ＤＯＦを決定する。その決定の方法の一例としては、次の方法が挙げられる。その方法では、検出された注目被写体の距離を、像面側距離に換算したときの、換算後の距離の位置が、Δｖの範囲の真ん中にくるようにする。つまり、その方法では、その位置が真ん中にくるように、その範囲の前側ＤＯＦ端と、後側ＤＯＦ端とをそれぞれ決定する。例えば注目被写体の測距値が、2mだったとする。式３により、像面側距離にこの２ｍの距離を換算すると、像面側での距離は、20.202mmとなる。前述の例では、Δｖ＝300um＝0.300mm＝0.150mm×2の変位が可能である。このことから、変位範囲を、20.202mm−0.150mm＝20.052mmから、20.202mm＋0.150mm＝20.352mmとなるようにする。こうすることにより、上述の20.202mmの位置が、Δｖの範囲の真ん中にくるようにする。この場合の被写体側距離は、上述の像面側の範囲を、被写体側での範囲に換算した、1.2mから7.7mの範囲での距離7.7m−1.2m＝6.5mとなる。図１７の「ＥＤＯＦ範囲決定」のブロック（Ｓ２４）では、このようにして決定された前側・後側ＤＯＦ端の算出結果から、これらの前側・後側ＤＯＦ端による範囲を、そのまま、実際のＥＤＯＦ範囲、すなわち焦点位置の変位範囲として決定する。
【０２０１】
このような構成、制御を行うことで、実施の形態１と同様、焦点距離を変えるズーム機能が設けられるケースにおいても、ユーザの要求を大きく損ねることなく、ＥＤＯＦ範囲を決定することが可能になる。
【０２０２】
以上、本発明の実施の形態に係る撮像装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０２０３】
また、上記実施の形態に係る撮像装置に含まれる複数の処理部のうち少なくとも一部は集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
【０２０４】
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０２０５】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置の機能の一部を、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
【０２０６】
さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０２０７】
また、上記実施の形態に係る、撮像装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
【０２０８】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【０２０９】
更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【０２１０】
なお、カメラ１（図１８、図６、図７など）は、撮像装置の一例であり、範囲決定部１３ｘ（図１８）は、変位範囲決定部の一例であり、撮像部１４ｘ（図１８）は、撮像部の一例である。例えば、範囲決定部１０３ｘは、変位範囲決定部１３を含んでもよい。なお、この範囲決定部１０３ｘは、さらに変位範囲制約有無判定部１２などを含んでもよい。撮像部１４ｘは、像面変位制御・撮像部１４を含んでもよい。なお、この撮像部１４ｘは、さらに撮像素子１０７および先述のアクチュエータの一方または両方などを含んでもよい。
【０２１１】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素の機能は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素の機能は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の撮像装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０２１２】
つまり、コンピュータが、被写界深度拡張を実現するために、露光時間中に合焦位置が変位するように撮像する撮像装置が備える入力部により受け付けられた入力により示される焦点距離に基づき、合焦位置の変位範囲を決定する変位範囲決定ステップ（Ｓ５３）と、露光時間中に合焦位置が前記変位範囲を変位するように撮像することを前記撮像装置にさせるよう、前記撮像装置の動作を制御する撮像制御ステップとを実行してもよい。なお、このコンピュータは、例えば、撮像装置の一部などでもよい。
【０２１３】
そして、上記のコンピュータに上記の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラムが用いられたり、そのコンピュータプログラムが記録された記録媒体が用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１４】
本発明の撮像装置は、合焦位置の変位範囲をより適切にできる。【０２１５】
本発明にかかる撮像装置および撮像方法は、焦点距離を変えるズーム機能においても、ユーザの要求を大きく損ねることなく、ＥＤＯＦ範囲を決定することが可能になる。【０２１６】
これらの構成は、例えば民生用もしくは業務用撮像装置（デジタルスチルカメラ）などの分野において有用である。
【符号の説明】
【０２１７】
１    カメラ
１１    カメラパラメータ決定部
１２    変位範囲制約有無判定部
１３    変位範囲決定部
１３ｘ、１０３ｘ    範囲決定部
１４    像面変位制御・撮像部
１４ｘ    撮像部
１５    画像復元処理部
１６    復元ＰＳＦ記憶部
１７    合焦位置検出部
１０１    露出計
１０２    ユーザ入力部
１０３    カメラ制御部
１０３ｊ    被写界深度拡張範囲決定部
１０４    レンズ
１０５    絞り
１０６    シャッター
１０７    撮像素子
１０８    信号処理部
１０９    画像記録部
【図１】
2012124321.tif 000017
【図２】
2012124321.tif 000018
【図３】
2012124321.tif 000019
【図４】
2012124321.tif 000020
【図５】
2012124321.tif 000021
【図６】
2012124321.tif 000022
【図７】
2012124321.tif 000023
【図８】
2012124321.tif 000024
【図９】
2012124321.tif 000025
【図１０】
2012124321.tif 000026
【図１１】
2012124321.tif 000027
【図１２】
2012124321.tif 000028
【図１３】
2012124321.tif 000029
【図１４】
2012124321.tif 000030
【図１５】
2012124321.tif 000031
【図１６】
2012124321.tif 000032
【図１７】
2012124321.tif 000033
【図１８】
2012124321.tif 000034
【図１９】
2012124321.tif 000035
【国際調査報告】
2012124321.tif 000036
2012124321.tif 000037
2012124321.tif 000038