(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタルカメラでは撮像面であるＣＣＤ素子が、３５ｍｍフィルムに比べ数分の１と小さくなっている。このために同じ絞りのレンズを使っても被写深度が深くなり、その分ボケ難くなっている。ボケ効果を有する写真撮影は依然と変わらず求められている。そのために容易に実現できるカメラを提供する。【解決手段】撮像レンズ１の一次像面の近傍に設けられた散乱度可変部材３と、前記一次像面の像を像記録位置７に結像する結像レンズ５と、前記散乱度可変部材３の散乱度を制御する制御手段９とを具備して成ること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズの一次像面の近傍に設けられた散乱度可変部材と、
前記一次像面の像を像記録面位置に結像する結像レンズと、
前記散乱度可変部材の散乱度を制御する制御手段と、
を具備して成ることを特徴とするボケ効果可変カメラ。
【請求項２】
前記像記録面位置に撮像素子を配置したことを特徴とする請求項１に記載のボケ可変カメラ
【請求項３】
前記散乱度可変部材の前記撮像レンズの有効光束範囲外の部分に光を投光する投光手段と、前記散乱度可変部材で散乱された投光光の散乱光を検出する検出部手段とを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のボケ効果可変カメラ。
【請求項４】
前記散乱度可変部材は、高分子分散型液晶素子からなり、
前記制御手段は、被写界深度の指標と前記高分子分散型液晶素子の散乱度を決める制御値とからなるテーブルと、前記指標を入力する入力手段と、前記制御値に基づき前記高分子分散型液晶素子の散乱度を変更する液晶制御手段とからなることを特徴とする請求項１または２または３に記載のボケ効果可変カメラ。
【請求項５】
前記検出手段からの信号レベルを前記散乱度の制御値として前記テーブルに記録することを特徴とする請求項３または４に記載のボケ効果可変カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに関し、特にボケ効果を有する撮影が可能なカメラに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、３５ｍｍ一眼レフカメラでは、被写体像を周辺の景色から浮かび上がらせるために、被写体に焦点を合わせ周辺の景色の焦点をずらしてボケた像とすることが行われている。得られる画像のボケ味（ボケ効果）の調整は撮影するレンズの絞り値を変更し被写界深度を調整することで実現されている。このように主要被写体以外の対象が、やわらかくボケている画像はポートレートなどの分野で好まれ、写真撮影を行う上で必須の技術となっている。このようなことから、写真撮影前（フィルムに撮影する前）に撮影対象の被写界深度状態を確認することができるようにするために、ファインダーの焦点板位置に液晶からなる拡散板を設けることが開示されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２０２２００号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デジタルカメラでは、撮像面が３５ｍｍフィルムに比べ小さくなっているためにこれまでの方法では充分なボケ効果を持った写真を得ることが困難となっている。これはデジタルカメラの撮像素子であるＣＣＤ素子が３５ｍｍフィルムに比べ数分の１と小さいため、同じ絞りのレンズを使っても被写界深度が深くなり、その分画像はボケ難くなっていることに起因している。このようにデジタルカメラではボケ効果を有する写真を撮影することが困難であるという問題がある一方、ボケ効果を有する写真撮影は以前と変わらず求められている。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、ボケ効果を有する撮影を容易に実現できるカメラを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、撮像レンズの一次像面の近傍に設けられた散乱度可変部材と、前記一次像面の像を像記録面位置に結像する結像レンズと、前記散乱度可変部材の散乱度を制御する制御手段とを具備して成ることを特徴とするボケ効果可変カメラを提供する。
【０００７】
また、本発明のボケ効果可変カメラは、前記像記録面位置に撮像素子を配置した構成が好ましい。
【０００８】
また、本発明のボケ効果可変カメラでは、前記散乱度可変部材の前記撮像レンズの有効光束範囲外の部分に光を投光する投光手段と、前記散乱度可変部材で散乱された投光光の散乱光を検出する検出手段とを設けた構成であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明のボケ効果可変カメラでは、前記散乱度可変部材は、高分子分散型液晶素子からなり、前記制御手段は、被写界深度の指標と前記高分子分散型液晶素子の散乱度を決める制御値とからなるテーブルと、前記指標を入力する入力手段と、前記制御値に基づき前記高分子分散型液晶素子の散乱度を変更する液晶制御手段とからなることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のボケ効果可変カメラでは、前記検出手段からの信号レベルを前記散乱度の制御値として前記テーブルに記録することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態にかかるボケ可変カメラの概略構成図を示す。図２は、散乱度を検出する検出手段の配置状態を示す図である。
【００１３】
図１において、不図示の被写体からの光は、撮像レンズ１によって１次像面に結像される。１次像面の位置には、入射光の散乱度を印加電圧で制御可能な高分子分散型液晶素子３（以後、液晶素子と記す）が配置されている。液晶素子３上に結像された像は、結像レンズ５により撮像素子７（例えば、ＣＣＤ等）の受光面に再結像され、その信号は不図示の画像処理手段に送られて液晶表示装置に被写体像が表示されたり、画像メモリ装置に記憶されたりする。また、液晶素子３には、液晶素子３の分散度を制御する液晶制御手段９が接続され、液晶制御手段９には液晶素子３の制御パラメータを出力する出力テーブル１１と撮影者の意図を入力する入力手段とが接続されている。
【００１４】
また、液晶素子３には、図２に示すように、撮像レンズ１からの被写体光が通過（有効エリア）する以外の領域に、液晶素子３の分散度を検出するための検出装置が設けられている。この検出装置は、有効光束外に液晶素子３を挟んで設けられた投光手段１５と受光手段１７とからなり、投光手段１５と受光手段１７とは光軸が一致しない位置（投光光の０次光が直接受光素子に入射しない位置）に配置されている。なお、受光手段１７を投光手段１５と同じ側に配置し、投光光の０次反射光を直接受光しない位置に設けて、液晶素子３からの散乱反射光を受光するように配置しても良い。このようにして、ボケ効果可変カメラが構成されている。
【００１５】
次に、液晶素子３の動作を説明する。液晶素子３は、透明電極が形成された２枚のガラス基盤の透明電極の間に高分子分散型液晶（以後、液晶と記す）を挟み込んで封止されて構成されている。液晶制御手段９から透明電極に電圧を与えない状態の無電界状態では、液晶の結晶軸方向はランダムで屈折率楕円体が任意の方向を向いている。この状態では、液晶素子３に入射した光は散乱され、いわゆる曇りガラス状態となっている。この状態の液晶素子３の透明電極に電圧を加え液晶に電界を印加していくと、液晶は電界の向きに沿って整列してゆき、次第に光の散乱度が小さくなり飽和電圧状態では透明となる。したがって、電圧を非印加状態から飽和電圧に至る任意の電圧に設定すると、液晶は加えた電圧に応じた入射光を散乱する散乱板の役目をするようになる。このとき得られる散乱の程度（散乱度）は、電圧がゼロの散乱度（初期散乱度）と透明（ほぼ散乱なしの状態）の間の値が得られる。得られる最大の散乱度（初期散乱度）は、液晶の厚さによって決められるので、液晶素子３の厚さは求められる最大の散乱度によって適宜設計される。
【００１６】
本実施形態では、被写体からの光は撮像レンズ１によって液晶素子３上に１次像を結像し、この１次像が結像レンズ５によって撮像素子７上に被写体像を再結像させている。液晶素子３に飽和電圧が印加されている場合、液晶素子３は透明になっており撮像レンズ１によって結ばれる被写体像（１次像）は空間像となる。ここで結像レンズ５の倍率が等倍の場合、撮像素子７上に結像される被写体像は撮像レンズ１によって液晶素子３上に結ばれた被写体像と同じとなり、液晶素子３がないときと同じ被写界深度が得られる。デジタルカメラの場合、撮像素子７が３５ｍｍフィルムに比べてサイズが数倍小さいため、同じ映像を得る場合には、被写界深度がこの倍率分深くなる。この結果、従来の３５ｍｍフィルムカメラで得られるボケ効果が、デジタルカメラでは得られなくなる。
【００１７】
液晶素子３に適当な電圧を加えるか、または無電圧として入射光を散乱する散乱状態とする。このとき、被写体からの光を撮像レンズ１の１次像面位置に配置された液晶素子３上に合焦した状態で結像した場合、液晶素子３上に結像された被写体像は結像レンズ５によって撮像素子７上に結像され、液晶素子３の散乱効果を受けることはない。
【００１８】
しかし、撮像レンズ１によって被写体からの光を液晶素子３の前後に合焦させた場合には、結像位置と液晶素子３との距離に応じて液晶素子３での散乱によりボケが強調されて結像レンズ５により撮像素子７上に結像される。このとき、液晶素子３による入射光の散乱は入射光軸に対して等方的に行われる。このように、撮像レンズ１の１次像が、液晶素子３の面から離れている場合、散乱角度に前述の結像位置と液晶素子３との距離を乗じた量だけ散乱によるボケ効果が得られることになる。撮像レンズ１の焦点ずれによるボケ（空間像のボケ）と液晶素子３での散乱によるボケ効果とを加えた像が結像レンズ５を介して撮像素子７上に結像される。液晶素子３の散乱効果が大きい場合、換言すると液晶による散乱角度分布が広くなると、ボケ半径は広がり像へのボケの効果が大きくなる。この結果、被写界深度が浅くなったことと同様の効果が得られ、ボケ効果の効いた撮影像が得られるようになる。
【００１９】
銀塩カメラでは、レンズの絞り値と焦点距離によって、ほぼそのボケ量は規定でき、経験的に認識されている。例えば、焦点距離５０ｍｍのレンズで絞り値Ｆ２．８の場合のボケ効果は、経験を積んだ撮影者であれば容易に認識できる。しかし、上述の散乱分布の変化は非線形であり、かつ散乱分布自体も特性を有するため、散乱の大きさを焦点距離と絞り値に直接的に移すことは困難である。
【００２０】
本実施形態では、例えば、デジタルカメラの撮像素子７のサイズが１／２インチ（対角方向）とすると、その画面比は１：３．４であり、撮像レンズ１の焦点距離が２０ｍｍとすれば３５ｍｍフィルムに相当する焦点距離は２０ｍｍ×３．４＝６８ｍｍとなる。これは、３５ｍｍフィルムカメラでは焦点距離６８ｍｍレンズを用いた場合に相当し、３５ｍｍフィルムカメラと同じ絞り値を用いた場合、３５ｍｍフィルムカメラに比べてデジタルカメラの方が被写界深度が深くなるため、３５ｍｍフィルムカメラに比べて得られるボケ効果は少なくなる。そこで、３５ｍｍフィルムカメラと同等のボケ効果が得られる散乱度を予め求めておき、出力テーブル１１として記憶しておく。そして、そのときの絞り値をボケを表す指標として用いる。ここでの絞り値は単なる指標であって、撮像素子７に入射する光束の量を表すものではない。カメラの操作者はボケの大きさを絞り値で入力手段１３から指示する。
【００２１】
本実施形態では、表１に示すような、３５ｍｍフィルムカメラ相当へ換算した焦点距離と入力される指標値とから、液晶素子３への散乱度を定める出力テーブル１１がカメラに内蔵されている。
【００２２】
【表１】
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表１では、カメラに装着されている撮像レンズ１の３５ｍｍフィルムカメラに相当する換算焦点距離と、撮影者が入力手段１３から入力する指標値（絞り値）から、液晶素子３に印加する散乱度Ａ１１、Ａ１２・・・が選択されて、液晶素子３に液晶制御手段９から制御電圧が印加される。例えば、前述の焦点距離２０ｍｍのデジタルカメラの場合、換算焦点距離は６８ｍｍであり、出力テーブル１１の６８ｍｍの欄のＡ値が撮影者の入力された指標値で選択される（例えば、Ｆ４．０であればＡ４３）。
【００２３】
撮像レンズ１の焦点距離はカメラが自動的に認識して換算できるので、撮影者はボケの指標となる絞り値を入力手段１３から入力するだけで、所望のボケ効果を有する映像が得られる。
【００２４】
なお、撮像レンズ１がズームレンズであり、焦点距離が連続して変化するには、上記表の焦点距離間を補間（比例配分）して液晶素子３に印加する散乱度が算出されて、液晶制御手段９に送られて液晶素子７の散乱度を所定の値にするように制御される。
【００２５】
さらに、本実施形態では、撮像レンズ１の有効光束外に投光手段１５と受光手段１７が設けられており受光素子１７に散乱してくる投光光の強度を用いて散乱度を決めることができる。この場合上述の出力テーブル１１には受光手段１７からの出力信号強度が記述されており、撮影者が選択した指標に相当する出力信号強度が受光手段１７から得られるように、液晶素子３に電圧を印加するような電圧ー出力信号強度のフィードバック制御系が組み込まれている。
【００２６】
なお、出力テーブル１１には、撮影者の好みのボケ効果が得られた場合に、そのときの受光手段１７の出力値を指標値と共に記憶し、再度利用することも可能である。また、撮影者が入力手段１３から焦点距離、指標値および出力信号強度を入力して、出力テーブル１１に記憶しておくことも可能である。
【００２７】
さらにまた、入力手段１３から、焦点距離の値と指標値（絞り値）を入力して出力テーブル１１から入力した値に対応するＡ値を用いて散乱度を制御しても良い。この場合には、３５ｍｍフィルムカメラ換算の焦点距離と絞り値に対応した散乱度が得られ、ボケ効果が得られる（例えば、３５ｍｍ、Ｆ２．８相当のボケ効果）。
【００２８】
以上のような出力テーブル１１を参照することで、これまでの一般的な指標である絞り値から、それに対応するボケを持った写真を得ることができるようになる。
【００２９】
なお、撮像素子７の換わりにフィルム面とする構成にすれば銀塩カメラにおいても適用可能である。銀塩カメラにおいては、絞り値を小さくすればボケ効果が大きくなるような調整はできるが、被写界が非常に明るく適正露光にするために絞り値を小さくすることができないときにはボケ効果を得ることが困難である。このような時、本実施の形態によれば、液晶素子３の透明電極に加える電圧を調整し入射した光を散乱させ、適正露光を確保しながら絞り値を小さくしたのと同等なボケ効果を得ることができる。
【００３０】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、ボケ効果を有する撮影を容易に実現できるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるボケ可変カメラの概略構成図を示す。
【図２】散乱度を検出する検出素子の配置状態を示す図である。
【符号の説明】
１      撮像レンズ
３      高分子分散型液晶素子
５      結像レンズ
７      撮像素子
９      液晶制御手段
１１    出力テーブル
１３    入力手段
１５    投光手段
１７    受光手段
【図１】
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【図２】
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