(57)【要約】【課題】製造コストの高騰を招くことなく、撮影後において合焦範囲を任意に変更可能なデジタル画像データを生成する。【解決手段】受光した被写体像を電気信号に変換するＣＣＤ３と、ＣＣＤ３に被写体像を結像するための光学系装置２と、光学系装置２に対するＣＣＤ３の接離動によって焦点位置を変更するリニアモータ５と、ＣＣＤ３から出力される電気信号に基づいて被写体像についての画像データＤｇを生成するＣＰＵ８とを備えたデジタルスチルカメラ１であって、リニアモータ５は、１回のレリーズ操作に応じて焦点位置を多段階または無段階に変更し、ＣＰＵ８は、変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における被写体像についての画像データＤｇを生成する。【選択図】図１
2007213083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、当該光電変換手段に前記被写体像を結像するための光学系装置と、前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれか一方に対するいずれか他方の接離動または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更によって焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、前記光電変換手段から出力される前記電気信号に基づいて前記被写体像についてのデジタル画像データを生成する画像データ生成部とを備えたデジタルスチルカメラであって、
前記焦点位置変更手段は、１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を多段階または無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における前記被写体像についての前記デジタル画像データを生成するデジタルスチルカメラ。
【請求項２】
前記画像データ生成部によって生成された前記デジタル画像データを記憶する記憶媒体を着脱可能に構成されている請求項１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項３】
前記焦点位置変更手段は、前記光学系装置における最短距離側の焦点位置から当該光学系装置における無限遠側の焦点位置の間で前記焦点位置を変更する請求項１または２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項４】
前記焦点位置変更手段は、予め設定された２つの焦点位置の間で当該焦点位置を変更する請求項１または２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項５】
前記焦点位置変更手段は、近距離側の前記焦点位置ほど緩やかに当該焦点位置を変更し、遠距離側の前記焦点位置ほど急峻に当該焦点位置を変更する請求項１から４のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項６】
前記焦点位置変更手段は、近距離側の焦点位置から遠距離側の焦点位置に向かって前記焦点位置を変更する請求項１から５のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項７】
前記焦点位置変更手段は、駆動機構として、圧電素子、超音波モータ、電磁アクチュエータ、回転モータ、リニアモータおよびバネ部材のいずれかを備え、当該駆動機構によって前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれかの移動、または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更を実行する請求項１から６のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項８】
前記焦点位置変更手段は、前記焦点位置を変更するために移動させる移動体の位置を検出する位置検出部を備えている請求項１から７のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項９】
前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて、予め規定されたＮ段階に前記焦点位置を順次変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が各段階に変更される毎に前記デジタル画像データを生成する請求項１から８のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１０】
前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が変更されているときに所定のタイミングで前記デジタル画像データを生成する請求項１から８のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１１】
前記焦点位置変更手段は、前記デジタル画像データを生成する前記所定のタイミングを検知してその検知信号を前記画像データ生成部に出力可能に構成され、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記検知信号が出力されたときに前記デジタル画像データを生成する請求項１０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１２】
前記画像データ生成部は、Ｍ番目（Ｍは（Ｎ−１）以下の自然数）に生成した前記デジタル画像データについての焦点位置と、（Ｍ＋１）番目に生成する前記デジタル画像データについての焦点位置との差が、撮影時における前記光学系装置の被写界深度以内となるように規定された焦点位置で当該（Ｍ＋１）番目のデジタル画像データを生成する請求項１から１１のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１３】
前記光学系装置は、可変焦点レンズおよび可変焦点ミラーのいずれかを含んで構成されている請求項１から１２のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１４】
前記光学系装置は、テレセントリック光学系装置で構成されている請求項１から１３のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１５】
前記画像データ生成部は、（Ｌ＋１）番目（Ｌは（Ｎ−１）以下の自然数）のデジタル画像データの生成に際して、前記Ｌ番目のデジタル画像データと、当該（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとの差分を抽出して差分データを生成し、当該生成した差分データを前記（Ｌ＋１）番目の画像データとして出力する請求項１から１４のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１６】
前記画像データ生成部は、前記生成した所定数のデジタル画像データを１ファイル化したデータファイルを出力する請求項１から１５のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１７】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成する請求項１から１５のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１８】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成する請求項１から１５のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１９】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成すると共に当該少なくとも一つのデータを当該各デジタル画像データに関連付けて前記データファイル中に記録する請求項１６記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２０】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成すると共に当該生成した画角データを当該デジタル画像データに関連付けて前記データファイル中に記録する請求項１６記載のデジタルスチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体像を撮影してデジタル画像データを生成するデジタルスチルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータの普及、およびパーソナルコンピュータを使用したインターネット接続の一般化に伴い、デジタル画像データを記録するためのデジタルスチルカメラが広く普及し始めている。このデジタルスチルカメラは、撮影者のレリーズ操作に応じて被写体像を入光し、その光情報（被写体像）を電気信号に変換することによってデジタル画像データを生成する。また、生成されたデジタル画像データは、メモリカードなどのリムーバブルメモリに記録される（例えば、特許文献１参照）。この場合、一般的なデジタルスチルカメラでは、自動焦点機構が搭載されると共に、カメラ本体の小形化および軽量化を図りつつ焦点合わせを容易とするために、Ｆナンバーが大きいレンズ（被写界深度が深い光学系）が採用されている。したがって、デジタルスチルカメラを被写体に向けてレリーズボタンを操作するだけで、自動焦点機構によって被写体に焦点が合った画像が撮影され、その画像についてのデジタル画像データがリムーバブルメモリに記録される。
【特許文献１】特開２０００−１３８８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のデジタルスチルカメラには、以下の問題点がある。すなわち、従来のデジタルスチルカメラでは、焦点合わせを容易とするために、被写界深度が深い光学系を採用している。したがって、近距離側の被写体から遠距離側の被写体まで、画像全体に亘って焦点があった画像を撮影することができる。しかし、被写界深度が深い光学系では、焦点を合わせた被写体よりも遠方に存在する物にも焦点が合ってしまうため、ポートレート画像のように背景（遠距離側の被写体）がぼけた画像の撮影が困難となる。このため、魅力ある画像の撮影が困難であるという問題点が存在する。
【０００４】
一方、被写界深度が浅い光学系を採用することにより、背景がぼけた画像の撮影が可能となる。しかし、この光学系を組み込んだデジタルスチルカメラを用いて、画像全体に亘って焦点が合った画像を撮影しようとする場合、光学系の絞り値を変更して被写界深度を深くする操作が必要となる。この場合、この操作は不慣れな者にとって非常に煩雑であるため、全体に亘って焦点が合った画像の撮影が困難となる。また、焦点が合っていない画像については、たとえ画像処理プログラムを使用したとしても、焦点の合った画像に編集するのが困難のため、被写界深度が浅い光学系を採用したデジタルスチルカメラには、全体の焦点が合った画像を生成するのが極めて困難であるという問題点がある。
【０００５】
さらに、この種の一般的なデジタルスチルカメラでは、アングルや焦点合わせの良否を確認するために小さなＬＣＤパネルが搭載されている。この場合、夜間撮影など光量が不足するとき、および被写体の手前に柵などの障害物が存在するときには、自動焦点機構による焦点が合わせが困難になるため、手動で焦点を合わせる必要がある。しかし、このＬＣＤパネルに表示された画面を確認しながら焦点を合わせるのは、操作に不慣れな撮影者にとって非常に困難であるという問題点が存在する。また、各種環境下で自動焦点合わが可能に自動焦点機構を改良したり、焦点合わせの良否を確認し易くするための大形のＬＣＤパネルを搭載したりすることもできるが、デジタルスチルカメラの製造コストが高騰するという問題が発生する。
【０００６】
一方で、焦点位置が異なる複数のデジタル画像を撮影可能な全焦点デジタル顕微鏡が存在する。この全焦点デジタル顕微鏡は、撮影時における光学系の被写界深度範囲内で焦点位置を変更しつつ複数の画像を撮影する。したがって、撮影された各画像のそれぞれに焦点が合った画像情報を含めることができる。また、撮影完了後には、各画像から、焦点が合っている部位の情報のみを抽出して１つの画像データとして合成することにより、画面全体に焦点が合った画像を表示させることができる。しかし、全焦点デジタル顕微鏡は、極く近距離の被写体を撮影することはできても、例えば遠くの山や立木などを撮影することができないという問題点がある。また、各画像毎に１つの画像データファイルを生成するため、画像データファイルを記録するために大容量のメモリを要するという問題点もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストの高騰を招くことなく、撮影後において焦点があった範囲（合焦範囲）を任意に変更可能なデジタル画像データを生成し得るデジタルスチルカメラを提供することを主目的とする。また、デジタル画像データのデータ量を縮小し得るデジタルスチルカメラを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく本発明に係るデジタルスチルカメラは、受光した被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、当該光電変換手段に前記被写体像を結像するための光学系装置と、前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれか一方に対するいずれか他方の接離動または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更によって焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、前記光電変換手段から出力される前記電気信号に基づいて前記被写体像についてのデジタル画像データを生成する画像データ生成部とを備えたデジタルスチルカメラであって、前記焦点位置変更手段は、１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を多段階または無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における前記被写体像についての前記デジタル画像データを生成する。
【０００９】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が、１回のレリーズ操作に応じて焦点位置を多段階または無段階に変更し、画像データ生成部が、変更された互いに異なるＮ点の焦点位置における被写体像についてのデジタル画像データを生成することにより、この生成したデジタル画像データを例えばパーソナルコンピュータによって画像編集することで、撮影完了以後に、好みのぼけ量の画像を容易に作製することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部によって生成された前記デジタル画像データを記憶する記憶媒体を着脱可能に構成されている。
【００１１】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部によって生成されたデジタル画像データを記憶する記憶媒体を着脱可能に構成したことにより、旅行などに際して携行して各種画像を撮影することが可能になると共に、例えばパーソナルコンピュータによる画像データファイルの読み出しも容易に行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、前記光学系装置における最短距離側の焦点位置から当該光学系装置における無限遠側の焦点位置の間で前記焦点位置を変更する。
【００１３】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が光学系装置における最短距離側の焦点位置から光学系装置における無限遠側の焦点位置の間で焦点位置を変更することにより、デジタルスチルカメラの極く近傍に位置する被写体から遙か遠くに位置する被写体までの各々に焦点が合ったデジタル画像データを確実に生成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、予め設定された２つの焦点位置の間で当該焦点位置を変更する。
【００１５】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が予め設定された２つの焦点位置の間で焦点位置を変更することにより、高精度なデジタル画像データの生成、または撮影画像数を低減を実現することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、近距離側の前記焦点位置ほど緩やかに当該焦点位置を変更し、遠距離側の前記焦点位置ほど急峻に当該焦点位置を変更する。
【００１７】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が、近距離側の焦点位置ほど緩やかに焦点位置を変更し、遠距離側の焦点位置ほど急峻に焦点位置を変更することにより、被写界深度が浅い近距離側では短い距離間隔で、被写界深度が深い遠距離側では長い距離間隔で画像を撮影することが可能となる。この結果、被写体に焦点が合った画像を確実に撮影しつつ、撮影画像数を低減を実現することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、近距離側の焦点位置から遠距離側の焦点位置に向かって前記焦点位置を変更する。
【００１９】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が近距離側の焦点位置から遠距離側の焦点位置に向かって焦点位置を変更することにより、レンズなどの移動速度が遅い初期段階で近距離側に焦点が合った画像を撮影することが可能となり、移動速度が速くなる後半以降で遠距離側に焦点が合った画像を撮影することが可能となる。したがって、少なくとも１カ所以上に焦点が合った画像情報を含むデジタル画像データを生成することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、駆動機構として、圧電素子、超音波モータ、電磁アクチュエータ、回転モータ、リニアモータおよびバネ部材のいずれかを備え、当該駆動機構によって前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれかの移動、または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更を実行する。
【００２１】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が、駆動機構として、圧電素子、超音波モータ、電磁アクチュエータ、回転モータ、リニアモータおよびバネ部材のいずれかを備え、駆動機構によって光電変換手段および光学系装置のいずれかの移動、または光学系装置による被写体像の結像位置の変更を実行することにより、焦点位置の確実なる変更、または消費電力の低減のいずれかを実現することが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、前記焦点位置を変更するために移動させる移動体の位置を検出する位置検出部を備えている。
【００２３】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が焦点位置を変更するために移動させる移動体の位置を検出する位置検出部を備えたことにより、予め規定された焦点位置において撮影する場合に、その焦点位置に対応する移動体の位置に合わせて確実に撮影することが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて、予め規定されたＮ段階に前記焦点位置を順次変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が各段階に変更される毎に前記デジタル画像データを生成する。
【００２５】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が１回のレリーズ操作に応じて、予め規定されたＮ段階に焦点位置を順次変更し、画像データ生成部が焦点位置変更手段によって焦点位置が各段階に変更される毎にデジタル画像データを生成することにより、特定の焦点位置を規定して撮影する場合に、各デジタル画像データの生成タイミングを正確に規定することが可能となる。
【００２６】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が変更されているときに所定のタイミングで前記デジタル画像データを生成する。
【００２７】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段が１回のレリーズ操作に応じて焦点位置を無段階に変更し、画像データ生成部が焦点位置変更手段によって焦点位置が変更されているときに所定のタイミングでデジタル画像データを生成することにより、デジタルスチルカメラを比較的簡易に構成することが可能となる。また、焦点位置を多段階で変更する構成と比較して、各焦点位置に停止させる処理が不要となる分、複数のデジタル画像データの生成に要する時間を短縮することが可能となる。
【００２８】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記焦点位置変更手段は、前記デジタル画像データを生成する前記所定のタイミングを検知してその検知信号を前記画像データ生成部に出力可能に構成され、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記検知信号が出力されたときに前記デジタル画像データを生成する。
【００２９】
このデジタルスチルカメラでは、焦点位置変更手段がデジタル画像データを生成する所定のタイミングを検知してその検知信号を画像データ生成部に出力可能に構成され、画像データ生成部が焦点位置変更手段によって検知信号が出力されたときにデジタル画像データを生成することにより、各焦点位置において確実にデジタル画像データを生成することが可能となる。
【００３０】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、Ｍ番目（Ｍは（Ｎ−１）以下の自然数）に生成した前記デジタル画像データについての焦点位置と、（Ｍ＋１）番目に生成する前記デジタル画像データについての焦点位置との差が、撮影時における前記光学系装置の被写界深度以内となるように規定された焦点位置で当該（Ｍ＋１）番目のデジタル画像データを生成する。
【００３１】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が、Ｍ番目に生成したデジタル画像データについての焦点位置と、（Ｍ＋１）番目に生成するデジタル画像データについての焦点位置との差が撮影時における光学系装置の被写界深度以内となるように規定された焦点位置で（Ｍ＋１）番目のデジタル画像データを生成することにより、少なくとも１カ所以上に焦点が合った画像情報を含むデジタル画像データを確実に生成することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記光学系装置は、可変焦点レンズおよび可変焦点ミラーのいずれかを含んで構成されている。
【００３３】
このデジタルスチルカメラでは、可変焦点レンズおよび可変焦点ミラーのいずれかを含んで光学系装置を構成したことにより、光学系装置または光電変換手段の移動による焦点位置の変更と比較して、正確かつ容易に焦点位置を変更することが可能となる。
【００３４】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記光学系装置は、テレセントリック光学系装置で構成されている。
【００３５】
このデジタルスチルカメラでは、テレセントリック光学系装置で光学系装置を構成したことにより、各デジタル画像データのそれぞれにおける同一の被写体の撮影位置が、撮影時におけるレンズなどの位置の影響を受け難いため、大掛かりな画像補正を行うことなくデジタル画像データを画像処理することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記（Ｌ＋１）番目（Ｌは（Ｎ−１）以下の自然数）のデジタル画像データの生成に際して、前記Ｌ番目のデジタル画像データと、当該（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとの差分を抽出して差分データを生成し、当該生成した差分データを前記（Ｌ＋１）番目の画像データとして出力する。
【００３７】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が、（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データの生成に際して、Ｌ番目のデジタル画像データと、（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとの差分を抽出して差分データを生成し、生成した差分データを（Ｌ＋１）番目の画像データとして出力することにより、デジタル画像データ全体のデータ量を確実に縮小することが可能となる。
【００３８】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記生成した所定数のデジタル画像データを１ファイル化したデータファイルを出力する。
【００３９】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が生成した所定数のデジタル画像データを１ファイル化したデータファイルを出力することにより、１回のレリーズ操作によって生成されたデジタル画像データを一括して管理することが可能となる。また、各デジタル画像データを独立したデータファイルとして記録する場合と比較して、そのデータ量を十分に縮小することが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成する。
【００４１】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が、生成順序データ、焦点位置データおよび被写体距離データの少なくとも一つを各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成することにより、後にデジタル画像データを画像処理する際に、これらの情報を利用して様々な画像処理を行うことが可能となる。
【００４２】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成する。
【００４３】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が画角データをデジタル画像データに関連付けて生成することにより、特に非テレセントリック光学系装置を採用したデジタルスチルカメラでデジタル画像データを生成するときには、この画角データに基づいての画像補正（合成処理時の位置補正）を確実かつ容易に行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成すると共に当該少なくとも一つのデータを当該各デジタル画像データに関連付けて前記データファイル中に記録する。
【００４５】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が、生成順序データ、焦点位置データおよび被写体距離データの少なくとも一つを各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成すると共にそのデータを各デジタル画像データに関連付けてデータファイル中に記録することにより、後にデジタル画像データを画像処理する際に、１ファイル化されて取り扱い易く、しかも、これら情報を利用して様々な画像処理を行うことが可能となる。
【００４６】
また、本発明に係るデジタルスチルカメラは、上記デジタルスチルカメラにおいて、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成すると共に当該生成した画角データを当該デジタル画像データに関連付けて前記データファイル中に記録する。
【００４７】
このデジタルスチルカメラでは、画像データ生成部が、画角データをデジタル画像データに関連付けて生成すると共に生成した画角データをデジタル画像データに関連付けてデータファイル中に記録することにより、１ファイル化されて取り扱い易く、しかも、この画角データに基づいての画像補正（合成処理時の位置補正）を確実かつ容易に行うことが可能となる。
【００４８】
以上のように、本発明に係るデジタルスチルカメラによれば、焦点位置変更手段が、１回のレリーズ操作に応じて焦点位置を多段階または無段階に変更し、画像データ生成部が、変更された互いに異なるＮ点の焦点位置における被写体像についてのデジタル画像データを生成することにより、この生成したデジタル画像データを例えばパーソナルコンピュータによって画像編集することで、撮影完了以後に、好みのぼけ量の画像を容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るデジタルスチルカメラの好適な実施の形態について説明する。
【００５０】
最初に、デジタルスチルカメラ１の構成について、図面を参照して説明する。
【００５１】
デジタルスチルカメラ１は、図１に示すように、光学系装置２、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）３、シャッタ機構４、リニアモータ５、位置検出部６、レリーズボタン７、ＣＰＵ８、メモリ９、ＬＣＤパネル１０、ＲＡＭ１１およびＲＯＭ１２を備えている。光学系装置２は、撮影対象の被写体像をＣＣＤ３に結像するための装置であって、一例としてＦナンバーが２．８程度のテレセントリック光学系レンズ群で構成されている。この光学系装置２は、焦点位置を変更するためのレンズ２ａ（フォーカシング用レンズ。図２参照）などの複数のレンズを備えている。この場合、レンズ２ａは、本発明における移動体に相当し、リニアモータ５によって同図に示す矢印Ａ，Ｂの向きに移動させられ、これによりＣＣＤ３に結像される画像の焦点位置を変更する。具体的には、レンズ２ａを図４に破線で示す位置から矢印Ａの向きで移動させたときには、焦点位置が近距離側から遠距離側に変更され、レンズ２ａを一点鎖線で示す位置から矢印Ｂの向きで移動させたときには、焦点位置が遠距離側から近距離側に変更される。このレンズ２ａには、図２に示すように、複数のスリットが等間隔で形成されて位置検出部６によってレンズ２ａの位置を検出するためのゲージ２ｂが取り付けられている。なお、レンズ２ａを除く他のレンズを含む光学系装置２についての詳細な構成については、一般的な可変焦点レンズ方式で構成されているため、その説明と図示とを省略する。
【００５２】
ＣＣＤ３は、本発明における光電変換手段に相当し、光学系装置２を介して入光した光情報（被写体像）を電気信号に変換（光電変換）する。このＣＣＤ３は、光を電気に変換する複数の受光素子（画素）がマトリクス状に配置されて構成され、各配置位置における受光レベルに応じた電気信号を出力する。シャッタ機構４は、常態においてＣＣＤ３に対する入光を規制すると共に、ＣＰＵ８の制御下で所定時間（シャッタ速度に応じた時間）だけＣＣＤ３に対する入光を許容する機械的な機構、あるいは、所定の時間だけ光情報を取り込む電子的なシャッタ機構である。リニアモータ５は、本発明における焦点位置変更手段内の駆動機構に相当し、前述したように、ＣＰＵ８の制御下で光学系装置２のレンズ２ａを移動させる。この場合、図３に示すように、レンズ２ａの移動距離当りの焦点位置の変化率は、光学系装置２の光学的特性（特性線Ｘで示す特性）に従い、近距離側（レンズ２ａが被写体寄りに位置する状態）ほど緩やかに変化し、遠距離側（レンズ２ａがＣＣＤ３寄りに位置する状態）ほど急峻に変化する。したがって、レンズ２ａが図４に示す破線の位置からリニアモータ５によって矢印Ａの向きに等速度で移動させられたときに、焦点位置は、最初は緩やかに変更され、その後は徐々に急峻となるように変更される。
【００５３】
位置検出部６は、リニアモータ５によって移動させられるレンズ２ａの位置を検出して、その位置データをＣＰＵ８に出力する。この位置検出部６は、図２に示すように、前述したゲージ２ｂを挟んで対向配置された発光素子６ａおよび受光素子６ｂを備えている。発光素子６ａは、リニアモータ５の駆動時（すなわち、レンズ２ａの移動時）にＣＰＵ８によって発光させられる。受光素子６ｂは、発光素子６ａによって生成された光のうちのゲージ２ｂのスリットを通過した光を受光する。この場合、ゲージ２ｂの移動に伴って発光素子６ａの前を複数のスリットが通過することにより、受光素子６ｂには点滅光が照射される。この際に、受光素子６ｂは、光を受光する都度、電気信号をＣＰＵ８に出力する。したがって、ＣＰＵ８は、受光素子６ｂから出力された電気信号の入力数に基づいてレンズ２ａの位置を特定する。レリーズボタン７は、撮影開始用のスイッチとして機能する。この場合、撮影者によってレリーズボタン７が操作されたときに、ＣＰＵ８が各部の動作を制御してデジタル画像データを生成する。
【００５４】
ＣＰＵ８は、本発明における画像データ生成部に相当し、本発明におけるＮ段階の焦点位置において撮影された各デジタル画像データに相当する画像データＤｇ１〜Ｄｇ８の生成、差分データＤｄ１〜Ｄｄ７の抽出、焦点位置データＤｌ１〜Ｄｌ８の生成、および画像データファイルＦｇの生成などを実行する。メモリ９は、本発明における記憶媒体に相当し、デジタルスチルカメラ１に対して着脱可能なメモリカード（リムーバブルメモリ）で構成されている。ＬＣＤパネル１０は、ＣＣＤ３によって電気信号に変換された被写体像をＣＰＵ８の制御下で表示すると共に、撮影が完了したデジタル画像データに基づく画像なども表示する。ＲＡＭ１１は、ＣＰＵ８の演算結果を一時的に記憶し、ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ８の動作プログラムを記憶する。
【００５５】
次に、デジタルスチルカメラ１の使用方法について、図面を参照して具体的に説明する。
【００５６】
まず、デジタルスチルカメラ１を被写体に向けて構える。この際に、ＣＰＵ８は、シャッタ機構４を所定間隔で断続的に開閉させることによりＣＣＤ３に被写体像を入光させる。これにより、ＣＣＤ３によって光電変換された電気信号に基づく画像がＬＣＤパネル１０に表示される。この場合、図４に示すように、デジタルスチルカメラ１を向けた先には、手前側から順に、カップ３１、家３２、立木３３および山３４が存在するものとする。次に、撮影者によってレリーズボタン７が操作された際には、ＣＰＵ８は、光学系装置２の駆動状態とその特性に基づいて画角を演算し、その画角データＤａをＲＡＭ１１に記憶させる。同時に、ＣＰＵ８は、リニアモータ５を駆動して光学系装置２のレンズ２ａを矢印Ａの向きで移動させることにより、最短距離側の焦点位置（レンズ２ａが破線で示す位置に存在する焦点位置）から無限遠側の焦点位置（レンズ２ａが一点鎖線で示す位置に存在する焦点位置）まで焦点位置を変更する。これに伴い、受光素子６ｂから電気信号がＣＰＵ８に順次出力される。
【００５７】
この際に、合焦範囲の近距離側として任意の１点、遠距離側として任意の１点を指定しておくことができる。例えば室内での撮影時には、合焦範囲を比較的狭い範囲に指定する。一方、屋外での撮影時には、合焦範囲を比較的広い範囲に指定する。この場合、一例として、近距離側の指定位置を光学系装置２の最短距離側の焦点位置とし、遠距離側の指定位置を光学系装置２の無限遠側の焦点位置に指定したものとする。次いで、ＣＰＵ８は、受光素子６ｂからの所定数の電気信号が入力されたとき（位置Ｐ１に焦点が合う焦点位置にレンズ２が位置するとき）を所定のタイミングとして、シャッタ機構４を例えば１／１２５秒のシャッタースピードで駆動して、ＣＣＤ３に対して被写体像を入光させる。同時に、ＣＰＵ８は、ＣＣＤ３から出力される電気信号に基づいて画像データＤｇ１を生成してＲＡＭ１１に記憶させると共に、レンズ２ａの位置を特定するための焦点位置データＤｌ１を生成してＲＡＭ１１に記憶させる。
【００５８】
次に、ＣＰＵ８は、受光素子６ｂから所定数の電気信号が入力される都度（位置Ｐ２〜Ｐ８に焦点が合う焦点位置にレンズ２がそれぞれ位置するとき）、所定のタイミングとして、シャッタ機構４の駆動、その際にＣＣＤから出力される電気信号に基づく画像データＤｇ２〜Ｄｇ８の生成、および各画像データＤｇ２〜Ｄｇ８にそれぞれ対応する焦点位置データＤｌ２〜Ｄｌ８の生成を順次実行してＲＡＭ１１にそれぞれ記憶させる。これにより、ＲＡＭ１１には、８つの画像データＤｇ１〜Ｄｇ８（以下、区別しないときには「画像データＤｇ」ともいう）と、それぞれに対応する焦点位置データＤｌ１〜Ｄｌ８（以下、区別しないときには「焦点位置データＤｌ」ともいう）とが記憶される。この場合、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８の生成時におけるレンズ２ａの各位置（焦点位置）については、次に撮影する画像データＤｇの焦点位置が、直前に生成した画像データＤｇの撮影時における焦点位置での光学系装置２の被写界深度内に含まれるように規定されている。したがって、撮影時の光量などによってシャッタ速度を変更する必要が生じたときには、そのシャッタ速度に応じた光学系装置２の被写界深度に基づいて、生成する画像データＤｇの数を適宜変更する。なお、このデジタルスチルカメラ１では、１つの画像データＤｇの生成を１／１０秒程度で完了する。したがって、例えば８つの画像データＤｇの撮影が１秒以内に完了するため、動いている被写体についても、その撮影位置を大きく変化させることなく画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を生成することができる。
【００５９】
この場合、光学系装置２を含む一般的な光学系装置では、被写界深度は、焦点位置が近距離側ほど浅く遠距離側ほど深いという特性を有している。また、リニアモータ５によるレンズ２ａの移動に際しては、レンズ２ａやゲージ２ｂにある程度の重さがあるため、レンズ２ａの移動速度は移動開始時から徐々に速くなる。このため、このデジタルスチルカメラ１では、焦点位置を近距離側から遠距離側に向けて変更することにより、レンズ２ａの移動速度が遅い初期段階で被写界深度が浅い近距離側に焦点位置を合わせた画像を撮影し、レンズ２ａの移動速度が速くなる後半以降で被写界深度が深い遠距離側に焦点位置を合わせた画像を撮影する。したがって、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８に対応する各画像は、少なくとも１カ所以上に焦点が合って構成されることになる。なお、実際には、その焦点位置に対応する場所に被写体が存在しないときには、焦点が合った画像情報が含まれないこともある。
【００６０】
具体的には、図５に示すように、位置Ｐ１，Ｐ２に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ１，Ｄｇ２では、位置Ｐ１，Ｐ２に被写体が存在しないため、焦点が合った画像情報が存在しない。なお、図５〜図１０，１３では、焦点が合っている物を実線で示し、焦点が合わずにぼけている物を破線で示している。また、ぼけ度合いが大きい物ほど破線の間隔を広く示している。この場合、図５に示すように、画像データＤｇ１，Ｄｇ２は、位置Ｐ２よりも後ろに存在する被写体（カップ３１、家３２、立木３３および山３４）がぼけた画像情報で構成されている。一方、図６に示すように、位置Ｐ３に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ３は、カップ３１の手前部分が位置Ｐ３に存在するため、カップ３１の手前部分に焦点が合った画像情報が含まれて構成される。この場合、画像データＤｇ３は、位置Ｐ３よりも後ろに存在する被写体（カップ３１の奥側部分、家３２、立木３３および山３４）がぼけた画像情報で構成される。
【００６１】
また、図７に示すように、位置Ｐ４に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ４は、カップ３１の奥側部分が位置Ｐ４に存在するため、カップ３１の奥側部分に焦点が合った画像情報が含まれて構成される。この場合、画像データＤｇ３は、位置Ｐ４より前に存在する被写体（カップ３１の手前部分）と、位置Ｐ４よりも後ろに存在する被写体（家３２、立木３３および山３４）とがぼけた画像情報で構成される。さらに、図８に示すように、位置Ｐ６に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ６は、家３２が位置Ｐ６に存在するため、家３２に焦点が合った画像情報が含まれて構成される。この場合、画像データＤｇ６は、位置Ｐ６より前に存在する被写体（カップ３１）と、位置Ｐ６よりも後ろに存在する被写体（立木３３および山３４）とがぼけた画像情報で構成される。また、図９に示すように、位置Ｐ７に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ７は、立木３３が位置Ｐ７に存在するため、立木３３に焦点が合った画像情報が含まれて構成される。この場合、画像データＤｇ７は、位置Ｐ７より前に存在する被写体（カップ３１および家３２）と、位置Ｐ７よりも後ろに存在する被写体（山３４）とがぼけた画像情報で構成される。さらに、図１０に示すように、位置Ｐ８に焦点が合う焦点位置において撮影された画像データＤｇ８は、山３４が位置Ｐ８に存在するため、山３４に焦点が合った画像情報が含まれて構成される。この場合、画像データＤｇ８は、位置Ｐ８より前に存在する被写体（カップ３１、家３２および立木３３）がぼけた画像情報で構成される。
【００６２】
次に、ＣＰＵ８は、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８に対してデータ処理を実行することにより、画像データファイルＦｇ（図１２参照）を生成する。この際には、図１１に示すように、ＣＰＵ８は、焦点位置が隣り合う画像データＤｇ，Ｄｇを比較することにより、その差分データＤｄを生成する。具体的には、画像データＤｇ１，Ｄｇ２の差分を抽出することにより差分データＤｄ１を生成してＲＡＭ１１に記憶させ、画像データＤｇ２，Ｄｇ３の差分を抽出することにより差分データＤｄ２を生成してＲＡＭ１１に記憶させる。これらのデータ処理を順次実行することにより、ＲＡＭ１１には差分データＤｄ１〜Ｄｄ７が記憶される。この場合、焦点位置が隣接する画像データＤｇ，Ｄｇ同士は、対応する各画素の相関性が強いため、両画像データＤｇ，Ｄｇの差分を抽出した差分データＤｄは、画像データＤｇと比較してそのデータ量が十分に縮小される。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ８は、撮影した画像の数（画像データＤｇ１〜Ｄｇ８の数。この場合、「８」）に基づいて画像数データＤｃを生成すると共に、画像データファイルＦｇのタイトルとして、例えば内部時計（図示せず）から吸収した日時データに基づいてタイトルデータＤｔを生成する。次に、図１２に示すように、ＣＰＵ８は、生成した画像数データＤｃおよびタイトルデータＤｔと、ＲＡＭ１１に記憶されている画像データＤｇ１、差分データＤｄ１〜Ｄｄ７、画角データＤａおよび焦点位置データＤｌ１〜Ｄｌ８とを合成して１ファイル化することにより、画像データファイルＦｇを生成する。この場合、画像データファイルＦｇは、ヘッダ情報Ｄｈ、画像データＤｇ１および差分データＤｄ１〜Ｄｄ７で構成されている。また、ヘッダ情報Ｄｈには、タイトルデータＤｔ、画像数データＤｃ、画角データＤａおよび焦点位置データＤｌ１〜Ｄｌ８などが記録されている。この後、ＣＰＵ８は、生成した画像データファイルＦｇをメモリ９に記録させる。これにより、デジタルスチルカメラ１による被写体の撮影が完了する。
【００６４】
次いで、デジタルスチルカメラ１によって記録された画像データファイルＦｇに対する画像処理方法について、図面を参照して具体的に説明する。
【００６５】
デジタルスチルカメラ１によってメモリ９に記録された画像データファイルＦｇは、前述したように、焦点位置が異なる８つの画像データ（画像データＤｇ１および差分データＤｄ１〜Ｄｄ７）で構成されている。したがって、この画像データファイルＦｇから、ぼけ量を任意に調整した１つの画像を生成する際には、専用の画像処理プログラムがインストールされたパーソナルコンピュータに画像データファイルＦｇを読み込む。この際には、まず、デジタルスチルカメラ１から取り外したメモリ９をパーソナルコンピュータに装着する。次に、専用の画像処理ソフトによってメモリ９から画像データファイルＦｇを読み込む。この場合、画像処理プログラムは、画像データＤｇ１および差分データＤｄ１〜Ｄｄ７から画像データＤｇ２〜Ｄｇ８を復元する機能と、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８のそれぞれに含まれる画像情報に基づく画像の生成処理機能とを備えている。
【００６６】
具体的には、図１３に示すように、パーソナルコンピュータのモニタにおける編集用画面４１は、編集中の画像を確認するための画像表示部４２と、画像表示部４２に表示されている画像のぼけ量を調整するためのぼけ量調整用スクロールバー４３と、焦点が合う被写体までの距離を選択するための被写体距離調整用スクロールバー４４と、画像表示部４２に表示されている画像に対応する画像データファイルを保存して編集を終了するための決定ボタン４５とで構成されている。この場合、ぼけ量調整用スクロールバー４３、被写体距離調整用スクロールバー４４および決定ボタン４５の操作については、パーソナルコンピュータに接続されたマウスなどのポインティングデバイスを介しての操作と、キーボードを介しての操作の双方を適宜選択することができる。また、ぼけ量や被写体距離の調整については、ぼけ量調整用スクロールバー４３および被写体距離調整用スクロールバー４４のスクロール操作に限定されず、キーボードを介しての数値入力による調整も行うことができる。さらに、被写体距離（すなわち、焦点が合う位置）の調整については、画像表示部４２上の任意の位置をクリックすることで焦点を合わせる部位を決定することもできる。
【００６７】
この画像処理プログラムによって画像データファイルＦｇを読み込んだ直後には、例えば画像データＤｇ１に基づく画像（図５に示す画像）が画像表示部４２に表示される。次に、例えばカップ３１全体に焦点が合ったポートレート画像を生成するときには、オペレータは、カップ３１の手前部分に焦点が合った画像（図６に示す画像）が画像表示部４２に表示されるように被写体距離調整用スクロールバー４４をスクロールさせる。この際には、画像処理プログラムによって画像データＤｇ３に対応する画像が画像表示部４２に表示される。次いで、カップ３１の手前部分に加えて、その奥側部分まで焦点を合わせるときには、ぼけ量調整用スクロールバー４３を右向きにスライドさせる。この場合、ぼけ量調整用スクロールバー４３には、光学式カメラにおいて一般的な絞り値が付されている。この絞り値は、数値が大きくなるほど被写界深度が深くなり、合焦範囲が広くなる。したがって、この絞り値を目安としてぼけ量調整用スクロールバー４３をスライドさせることで、恰も光学式カメラの絞り値を変更する感覚で画像表示部４２上の画像のぼけ量を調整することができる。この場合、カップ３１全体に焦点が合った状態で、家３２、立木３３および山３４をぼかすときには、一例として、ぼけ量調整用スクロールバー４３を「２．８」の部位に調整する。
【００６８】
この際に、画像処理プログラムでは、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在するときには、その画像データＤｇに基づく画像を画像表示部４２に表示させる。一方、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在しないときには、複数の画像データＤｇ，Ｄｇ・・を合成して所望ぼけ量の画像を生成する。例えば、画像データＤｇ３では、カップ３１の手前部分の焦点が合っているものの、その奥側部分の焦点が合っていない。一方、画像データＤｇ４では、カップ３１の奥側部分の焦点が合っているものの、その手前部分の焦点が合っていない。そこで、画像データＤｇ３から焦点が合っている部位の画像情報を抽出して画像データＤｇ４に合成することにより、図１３の画像表示部４２内に示すように、カップ３１全体の焦点が合っている画像を生成する。このように、この画像処理プログラムでは、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在しないときに、複数の画像データＤｇ，Ｄｇ・・に対して補完処理することで中間画像を生成して、この中間画像を画像表示部４２に表示させる。この後、所望ぼけ量の画像が画像表示部４２に表示されたときに、オペレータは、決定ボタン４５を操作する。これにより、デジタルスチルカメラ１によって記録された画像データファイルＦｇに基づく所望ぼけ量の画像データファイルの生成が完了する。
【００６９】
このように、このデジタルスチルカメラ１によれば、１回のレリーズ操作によって例えば８つの画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を生成することにより、この画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を例えばパーソナルコンピュータによって画像編集することで、撮影完了以後に、好みのぼけ量の画像、言い替えれば好みの場所にピントが合っている画像を生成することができる。また、このデジタルスチルカメラ１によれば、デジタルスチルカメラ１に対して着脱自在なメモリ９に画像データファイルＦｇを記録可能に構成したことにより、例えば通信ケーブルを介して外部装置に画像データファイルを出力するデジタルスチルカメラとは異なり、旅行などに際して携行して、各種画像を撮影することができる。また、メモリ９として既存のリムーバブルメモリを使用することで、撮影対象や、撮影日時に応じてメモリ９を使い分けることができると共に、パーソナルコンピュータなどによる画像データファイルＦｇの読み出しも容易に行うことができる。
【００７０】
さらに、このデジタルスチルカメラ１によれば、撮影時に、最短距離側の焦点位置から無限遠側の焦点位置までの間で任意に指定した２つの焦点位置の間でＮ個（例えば８個）の画像データＤｇを生成するように構成したことにより、例えば被写体が比較的近距離に存在することが多い室内では、焦点位置の変更範囲を近距離側の比較的狭い範囲に設定しておくことで、近距離（被写界深度が浅い側）の被写体に対して短い距離間隔で画像を撮影することができる。この結果、被写体に焦点が合った画像を確実に撮影することができる。また、所望の被写体の近傍のみを極く短い距離間隔で撮影した画像データＤｇ，Ｄｇ・・を記録することができる。一方、例えば被写体が比較的遠距離に存在することが多い屋外では、焦点位置の変更範囲を近距離側から遠距離側に亘る比較的広い範囲に設定しておくことで、被写界深度が深い遠距離に存在する被写体に対して長い距離間隔で画像を撮影することができる結果、被写体に焦点が合った画像を確実に撮影しつつ、撮影画像数を減少させることができる。さらに、このデジタルスチルカメラ１によれば、近距離側の焦点位置ほど焦点位置を緩やかに変更し、遠距離側の焦点位置ほど焦点位置を急峻に変更することにより、被写界深度が浅い近距離側では短い距離間で、被写界深度が深い遠距離側では長い距離間隔で画像を撮影することができる結果、被写体に焦点が合った画像を確実に撮影しつつ、撮影画像数を減少させることができる。
【００７１】
また、このデジタルスチルカメラ１によれば、生成した画像データ（画像データＤｇ１および差分データＤｄ１〜Ｄｄ７）を１ファイル化した画像データファイルＦｇをメモリ９に記録させることにより、１回のレリーズ操作によって生成された画像データＤｇをひとまとめにして効率良く管理することができる。この場合、例えば画像データＤｇ１〜Ｄｇ８をそれぞれ独立したファイルとしてメモリ９に記録させる場合と比較して、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を１ファイル化した画像データファイルＦｇを記録することにより、そのデータ量を縮小することができる。さらに、このデジタルスチルカメラ１によれば、画像データＤｇ，Ｄｇの差分を抽出した差分データＤｄ１〜Ｄｄ７と画像データＤｇ１とを合成して画像データファイルＦｇを生成することにより、例えば画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を１ファイル化した場合と比較して、画像データファイルＦｇ全体のデータ量激減させることができる。この結果、メモリ９の貴重な記録領域の消費を最低限に抑えることができる。
【００７２】
また、このデジタルスチルカメラ１によれば、光学系装置２としてテレセントリック光学系レンズ群を採用したことにより、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８のそれぞれにおける同一の被写体の撮影位置が、撮影時におけるレンズ２ａの位置の影響を受け難いため、大掛かりな画像補正（合成処理時の位置補正）を行うことなく、画像データＤｇ，Ｄｇ・・を画像処理することができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、１回のレリーズ操作に応じて８回撮影する例を説明したが、１回のレリーズ操作に応じて２回以上の任意の回数を撮影することができる。この場合、デジタルスチルカメラ１からの距離が様々な複数の被写体が存在するときや、極く近距離の被写体に焦点を合わせた画像を生成したいときなどには、１回のレリーズ操作に応じて撮影する画像数を増やすのが好ましい。一方、画像データファイルＦｇのデータ量を縮小したいときや、無限遠に近い遠距離側の被写体を撮影するときには、１回のレリーズ操作に応じて撮影する画像数を減らすのが好ましい。また、本発明の実施の形態では、リニアモータ５によってレンズ２ａを移動させることによって焦点位置を変更する例を説明したが、本発明はこれに限定されず、ＣＣＤ３に対する光学系装置２の接離動や、光学系装置２に対するＣＣＤ３の接離動、または光学系装置２とＣＣＤ３との双方を接離動させて焦点位置を変更してもよい。また、本発明における光電変換手段については、本発明の実施の形態に示したＣＣＤ３に限定されず、ＣＭＯＳセンサなどの各種光電変換素子を採用することができる。
【００７４】
さらに、レンズ２ａの移動や、光学系装置２およびＣＣＤ３の接離動に使用する駆動機構は、本発明の実施の形態に示したリニアモータ５に限定されず、圧電素子、超音波モータ、電磁アクチュエータ、回転モータまたはバネ部材などで構成してもよい。この場合、例えば画像データＤｇを生成する都度、レンズ２ａを停止させるときには、パルスモータを使用するのが好ましい。また、本発明の実施の形態に示したように、レンズ２ａを無段階に移動させながら画像データＤｇを生成するときには、リニアモータを使用するのが好ましい。さらに、ばね部材を用いた場合には、移動対象（レンズ２ａ、光学系装置２またはＣＣＤ３）を移動させるための電力を不要とすることができる。この場合、撮影以前にバネ部材を縮めるかまたは伸ばす方向で移動対象を移動させておき、レリーズ操作に応じてバネ部材が延びるかまたは縮むことで移動対象を移動させるように構成すればよい。
【００７５】
また、本発明の実施の形態では、レンズ２ａと共に移動するゲージ２ｂに複数のスリットを設けると共に、発光素子６ａから発光された光を受光素子６ｂで受光することによってレンズ２ａの位置を位置データとして出力する例を説明したが、本発明における位置検出部はこれに限定されず、例えばゲージ２ｂに電気接点を設けるなどした機械的スイッチ機構で構成することもできる。さらに、本発明の実施の形態では、Ｆナンバーが２．８の光学系装置２を採用した例を説明したが、より高精度な画像を撮影するためには、例えばＦナンバーが１．４程度の光学系装置を採用するのが好ましく、この光学系装置を使用して１回のレリーズ操作に応じての撮影回数（すなわち焦点位置の数）を多くすることで高精度の画像データファイルＦｇを生成することができる。また、本発明の実施の形態では、複数のレンズで構成された可変焦点レンズ方式の光学系装置２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、可変焦点ミラーを用いた光学系装置や、可変焦点レンズおよび可変焦点ミラーの双方を用いた光学系装置を採用することができる。この場合、可変焦点レンズについては、透明な液体を封入したレンズの曲率を圧電素子などを用いて変化させる構成を採用することができる。また、可変焦点ミラーについては、弾性変形可能に構成されたミラーの曲率を電磁アクチュエータなどで変化させる構成を採用することもできる。
【００７６】
さらに、本発明の実施の形態では、レンズ２ａの移動に伴って位置検出部６から出力される電気信号の回数に基づいて画像データＤｇを順次撮影する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、被写体像の受光領域を複数に分割したそれぞれの領域に合焦センサを設け、この合焦センサから出力される合焦信号に基づいてその領域に合焦したと判別したときにＣＰＵ８が画像データＤｇを生成するように構成することもできる。このように、合焦信号を受信する毎に画像データＤｇを生成するように構成した場合、焦点が合った画像情報が１つの画像データＤｇについて１箇所以上確実に存在する画像データＤｇを撮影することができる。また、デジタルスチルカメラ１によって記録した画像データＤｇ１〜Ｄｇ８の編集については、専用の画像処理プログラムを用いた方法に限定されず、汎用の画像処理プログラムを用いて編集することができる。この場合、画像データファイルＦｇの生成時に抽出した差分データＤｄ１〜Ｄｄ７と画像データＤｇ１とに基づいて画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を復元するためのモジュールをパーソナルコンピュータに予めインストールしておくか、または、画像データファイルＦｇの生成時に差分データＤｄ１〜Ｄｄ７を使用せずに、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８を合成して画像データファイルＦｇを生成するように構成すればよい。また、画像データファイルＦｇ内の画像データＤｇ１および差分データＤｄ１〜Ｄｄ７に基づいて、好みのぼけ量を編集する機能をデジタルスチルカメラ１に備えることにより、デジタルスチルカメラ１内で編集したデジタル画像データをメモリ９に記録させてもよい。さらに、画像データファイルＦｇ内の焦点位置データＤｌに代えて、画像データＤｇ１〜Ｄｇ８の生成順序を特定するための生成順序データ、または画像データＤｇ１〜Ｄｇ８に対応する各画像において焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データを記録してもよい。また、画像データファイルＦｇに収納すべきデータに関しては、適宜選択して１ファイル化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラ１の構成を示すブロック図である。
【図２】光学系装置２および位置検出部６の構成を示す構成図である。
【図３】レンズ２ａの位置と焦点位置との関係を示す光学系装置２の特性図である。
【図４】デジタルスチルカメラ１と被写体との位置関係および焦点位置について説明するための説明図である。
【図５】画像データＤｇ１，Ｄｇ２に基づく画像を示す画像図である。
【図６】画像データＤｇ３に基づく画像を示す画像図である。
【図７】画像データＤｇ４に基づく画像を示す画像図である。
【図８】画像データＤｇ６に基づく画像を示す画像図である。
【図９】画像データＤｇ７に基づく画像を示す画像図である。
【図１０】画像データＤｇ８に基づく画像を示す画像図である。
【図１１】画像データＤｇ１〜Ｄｇ８に基づいて差分データＤｄ１〜Ｄｄ７を生成する処理を説明するための説明図である。
【図１２】画像データファイルＦｇのデータ構造の一例を示すデータ構造図である。
【図１３】画像処理プログラムの編集用画面４１を示す表示画面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ デジタルスチルカメラ    ２ 光学系装置    ２ａ レンズ    ２ｂ ゲージ    ３ ＣＣＤ    ４ シャッタ機構    ５ リニアモータ    ６ 位置検出部    ６ａ 発光素子    ６ｂ 受光素子    ７ レリーズボタン    ８ ＣＰＵ    ９ メモリ    １０ ＬＣＤパネル    ３１ カップ    ３２ 家    ３３ 立木    ３４ 山    Ｄａ 画角データ    Ｄｄ１〜Ｄｄ７ 差分データ    Ｄｇ１〜Ｄｇ８ 画像データ    Ｄｌ１〜Ｄｌ８ 焦点位置データ    Ｆｇ 画像データファイル
【図１】
2007213083.tif 000003
【図２】
2007213083.tif 000004
【図３】
2007213083.tif 000005
【図４】
2007213083.tif 000006
【図５】
2007213083.tif 000007
【図６】
2007213083.tif 000008
【図７】
2007213083.tif 000009
【図８】
2007213083.tif 000010
【図９】
2007213083.tif 000011
【図１０】
2007213083.tif 000012
【図１１】
2007213083.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月16日(2007.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影手段と画像処理手段とを有し、撮影した画像の焦点が合う範囲を任意に変更し、所望のぼけ量を有する画像を生成する画像処理システムであり、
前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成し、
前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記撮影手段が、
受光した被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、当該光電変換手段に前記被写体像を結像するための光学系装置と、前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれか一方に対するいずれか他方の接離動または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更によって焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、前記光電変換手段から出力される前記電気信号に基づいて前記被写体像についてのデジタル画像データを生成する画像データ生成部とを備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記焦点位置変更手段は、１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を多段階または無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における前記被写体像についての前記デジタル画像データを生成することを特徴とする請求項２記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記画像処理手段が、
前記デジタル画像データを読み込む手段と、
前記デジタル画像データを表示する画像表示手段と、
入力された距離に対応して、被写体までの焦点が合う該距離を有する前記デジタル画像データを選択し、前記画像表示手段に表示する画像選択手段と、
前記入力されたぼけ量に基づいて、画像表示手段に表示された前記デジタル画像データのぼけ量を、設定されたぼけ量に調整する手段と
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記画像選択手段が、指定された距離にて被写体に焦点が合う画像データを選択することを特徴とする請求項４記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記ぼけ量を調整する手段が、指定されたぼけ量に合致する画像データが存在する場合、その画像データを表示し、指定されたぼけ量に合致する画像データが存在しない場合、複数の画像データを補間処理することで中間画像を生成して、指定されたぼけ量の画像データを表示することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像処理システム。
【請求項７】
前記ぼけ量が絞り値にて設定されており、数値が大きくなるに従い、被写界深度が深くなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項８】
前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置をＮ段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が各段階に変更される毎に前記デジタル画像データを生成する請求項３から請求項７のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項９】
前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が変更されているときに所定のタイミングで前記デジタル画像データを生成する請求項３から請求項８のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１０】
前記焦点位置変更手段は、前記デジタル画像データを生成する前記所定のタイミングを検知してその検知信号を前記画像データ生成部に出力可能に構成され、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記検知信号が出力されたときに前記デジタル画像データを生成する請求項９記載の画像処理システム。
【請求項１１】
前記画像データ生成部は、（Ｌ＋１）番目（Ｌは（Ｎ−１）以下の自然数）のデジタル画像データの生成に際して、前記Ｌ番目デジタル画像データと、当該（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとの差分を抽出して差分データを生成し、当該生成した差分データを前記（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとして出力する請求項２から請求項１０のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１２】
前記画像処理装置が、
前記Ｌ番目のデジタル画像データと（Ｌ＋１）番目の差分データから（Ｌ＋１）番目の画像データを復元する手段をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理システム。
【請求項１３】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成する請求項２から請求項１２のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１４】
前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成する請求項２から請求項１２のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１５】
撮影手段と画像処理手段とを有する画像処理システムにおいて、撮影した画像の焦点が合う範囲を任意に変更し、所望のぼけ量を有する画像を生成する画像処理方法であり、
前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成する過程と、
前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する過程と
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
撮影した複数の画像データから、焦点が合う範囲を任意に変更した画像を生成する画像処理装置であり、
前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成し、
前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１７】
撮影した複数の画像データから、焦点が合う範囲を任意に変更した画像を生成する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであり、
前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成する処理と、
前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する処理と
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る画像処理システムは、撮影手段と画像処理手段とを有し、撮影した画像の焦点が合う範囲を任意に変更し、所望のぼけ量を有する画像を生成する画像処理システムであり、前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成し、前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記撮影手段が、受光した被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、当該光電変換手段に前記被写体像を結像するための光学系装置と、前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれか一方に対するいずれか他方の接離動または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更によって焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、前記光電変換手段から出力される前記電気信号に基づいて前記被写体像についてのデジタル画像データを生成する画像データ生成部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記焦点位置変更手段は、１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を多段階または無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における前記被写体像についての前記デジタル画像データを生成することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像処理手段が、前記デジタル画像データを読み込む手段と、前記デジタル画像データを表示する画像表示手段と、入力された距離に対応して、被写体までの焦点が合う該距離を有する前記デジタル画像データを選択し、前記画像表示手段に表示する画像選択手段と、前記入力されたぼけ量に基づいて、画像表示手段に表示された前記デジタル画像データのぼけ量を、設定されたぼけ量に調整する手段とを有することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像選択手段が、指定された距離にて被写体に焦点が合う画像データを選択することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記ぼけ量を調整する手段が、指定されたぼけ量に合致する画像データが存在する場合、その画像データを表示し、指定されたぼけ量に合致する画像データが存在しない場合、複数の画像データを補間処理することで中間画像を生成して、指定されたぼけ量の画像データを表示することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記ぼけ量が絞り値にて設定されており、数値が大きくなるに従い、被写界深度が深くなることを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置をＮ段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が各段階に変更される毎に前記デジタル画像データを生成する。
本発明に係る画像処理システムは、前記焦点位置変更手段は、前記１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記焦点位置が変更されているときに所定のタイミングで前記デジタル画像データを生成する。
本発明に係る画像処理システムは、前記焦点位置変更手段は、前記デジタル画像データを生成する前記所定のタイミングを検知してその検知信号を前記画像データ生成部に出力可能に構成され、前記画像データ生成部は、前記焦点位置変更手段によって前記検知信号が出力されたときに前記デジタル画像データを生成する。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像データ生成部は、（Ｌ＋１）番目（Ｌは（Ｎ−１）以下の自然数）のデジタル画像データの生成に際して、前記Ｌ番目デジタル画像データと、当該（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとの差分を抽出して差分データを生成し、当該生成した差分データを前記（Ｌ＋１）番目のデジタル画像データとして出力する。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像処理装置が、前記Ｌ番目のデジタル画像データと（Ｌ＋１）番目の差分データから（Ｌ＋１）番目の画像データを復元する手段をさらに有することを特徴とする。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成順序を特定するための生成順序データ、前記焦点位置を特定するための焦点位置データ、および焦点が合う被写体までの距離を特定するための被写体距離データの少なくとも一つを前記各デジタル画像データにそれぞれ関連付けて生成する。
本発明に係る画像処理システムは、前記画像データ生成部は、前記デジタル画像データの生成時における前記光学系装置の画角を特定するための画角データを当該デジタル画像データに関連付けて生成する。
本発明に係る画像処理方法は、撮影手段と画像処理手段とを有する画像処理システムにおいて、撮影した画像の焦点が合う範囲を任意に変更し、所望のぼけ量を有する画像を生成する画像処理方法であり、前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成する過程と、前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する過程とを有することを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置は、撮影した複数の画像データから、焦点が合う範囲を任意に変更した画像を生成する画像処理装置であり、前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成し、前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成することを特徴とする。
本発明に係る画像処理プログラムは、撮影した複数の画像データから、焦点が合う範囲を任意に変更した画像を生成する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであり、前記撮影手段が、１回のレリーズ操作に応じ、同一の被写体に対して焦点位置がそれぞれ異なる複数のデジタル画像データを生成する処理と、前記画像処理手段が、入力されるぼけ量と前記複数のデジタル画像データとから、該ぼけ量を有するデジタル画像データを生成する処理とを有することを特徴とする。
上記目的を達成すべく本発明に係るデジタルスチルカメラは、受光した被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、当該光電変換手段に前記被写体像を結像するための光学系装置と、前記光電変換手段および前記光学系装置のいずれか一方に対するいずれか他方の接離動または当該光学系装置による前記被写体像の結像位置の変更によって焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、前記光電変換手段から出力される前記電気信号に基づいて前記被写体像についてのデジタル画像データを生成する画像データ生成部とを備えたデジタルスチルカメラであって、前記焦点位置変更手段は、１回のレリーズ操作に応じて前記焦点位置を多段階または無段階に変更し、前記画像データ生成部は、前記変更された互いに異なるＮ（Ｎは２以上の自然数）点の焦点位置における前記被写体像についての前記デジタル画像データを生成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
この際に、画像処理プログラムでは、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在するときには、その画像データＤｇに基づく画像を画像表示部４２に表示させる。一方、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在しないときには、複数の画像データＤｇ，Ｄｇ・・を合成して所望ぼけ量の画像を生成する。例えば、画像データＤｇ３では、カップ３１の手前部分の焦点が合っているものの、その奥側部分の焦点が合っていない。一方、画像データＤｇ４では、カップ３１の奥側部分の焦点が合っているものの、その手前部分の焦点が合っていない。そこで、画像データＤｇ３から焦点が合っている部位の画像情報を抽出して画像データＤｇ４に合成することにより、図１３の画像表示部４２内に示すように、カップ３１全体の焦点が合っている画像を生成する。このように、この画像処理プログラムでは、指定されたぼけ量に合致する画像データＤｇが存在しないときに、複数の画像データＤｇ，Ｄｇ・・に対して補間処理することで中間画像を生成して、この中間画像を画像表示部４２に表示させる。この後、所望ぼけ量の画像が画像表示部４２に表示されたときに、オペレータは、決定ボタン４５を操作する。これにより、デジタルスチルカメラ１によって記録された画像データファイルＦｇに基づく所望ぼけ量の画像データファイルの生成が完了する。