ちゃたろう自由研究

補足説明です。
DMC-LX3に関連するエントリが増えたため、内容をサブカテゴリに細分しました。
それに伴い、以前のエントリから一部リンクがなくなっているものがありますが、ご了承ください。

Dear Sir,
Category of "DMC-LX3" is devided into some sub-category, because of increase of Entrys.
therefore, some links to this site is broken. sorry.

以下、細分化したサブカテゴリへのショートカット。
【shotcut to additional sub-category】
■画角比較【Comparison with Angle of view at DMC-LX3, DSC-W1, with with Raynox HD-3030 Fish-eye Converter & so on...】

■赤外写真【InfraRed-Photos with DMC-LX3】

また、海外でDMC-LX3に関して情報を集めているブログがあります。私のところの記事も紹介させていただいたので、こちらでも紹介します。PANASONIC LUMIX LX3 BLOG

外観

サイズ：108.7mm x59.5mm x 27.1mm (幅 x 高 x 厚) ※実際には鏡胴がかなりはみ出すので厚みはもっと大きい。 重量：約265g (電池・SDHC等含む)

諸元

■CCD：1010万画素　1/1.63inch CCD ( ISO 80 - 3200 ) ■レンズ：f= 5.1 - 12.8mm ( 35mm換算 24 - 60mm ) F2.0 - 2.8 ■露出制御：マニュアル露出・MF付き ■液晶：3.0インチ　46.0万ドットTFT液晶 ■電源：専用充電池 ■保存媒体：SD/ SDHC/ miniSD etc...32GBのものまで認識可能

※こちらにDMC-LX3の作例を載せるとキリが無いので、僕の作例は日記ページまたはFlickr：http://www.flickr.com/photos/sualochin/に載せています。こちらでは作品を見せることではなく、DMC-LX3を中心にした話題をまとめていく予定です。

www.flickr.com Go to sualochin's photostream

2008年8月22日購入

ちょうど、コンパクトデジカメで24mm画角のレンズを搭載したカメラが出てきて、話題になっていた。
僕は銀塩時代から24mmが大好きだったので、ぜひとも欲しいなあと思っていたことろ、換算24mm/F2と言うスペックにひかれて即購入に踏み切った。

購入後の雑感

今回は設定項目がかなり多彩にあり（ろくに露出モードが多様）、まだしばらくは使い込まないと分からない感じ。
24mmレンズの広さは圧倒的。
CCDもなかなか出来がよく、ISO400程度なら常用できそう。
レンズは、中間焦点距離を選び難い事もあって実質24/60の二焦点交換レンズ的に使うのが便利そうだ。レンズが特別甘い、と言うことはなさそうだが、思ったよりピントは浅そう。
明るいレンズ、比較的高感度も使える、広角ということで、室内の飲み会撮影などに便利そう。

DSC-W1と比べると、グリップが握り難い。配置がそれほど大きく変わったわけではないのにどうして？　としばらく持ち替え比較したところ、LX3の方が薄すぎるので指が余ってしまう感じなことが分かった。
グリップをもう少し厚くするか、シャッターボタンをもう少し中央寄りにした方が持ちやすかったのではないかなと思う。

広角端のレンズ繰り出し

望遠端のレンズ繰り出し

このレンズは、珍しく広角側でレンズが繰り出す設計になっている。ペンタのFA28-70/F4に少し似た感じの構成？
このため、電源を落とすときは望遠端にあるときの方が早くレンズを格納できます。

Manfrotto modopocket 797との相性

DSC-W1と異なり、DMC-LX3では底面のバッテリ・カードスロット蓋と干渉せずにマンフロット四脚を装着することが一応可能です。 ただし、重心に対して三脚の位置がかなり左寄りになってしまうため、若干不安定な感じがします。 又、僕の場合、DMC-LX3はDSC-W1に比べてグリップしにくい（DMC-LX3の厚みが薄すぎることが原因と思われる）ところへ、三脚を装着するとグリップと反対側に重量物が来るので、さらに使いにくくなってしまいます。 僕の使った感じでは、折りたたんだ三脚部分を左手でグリップしてやると、うまく構えることが出来ます。片手のみでグリップする場合は、三脚は基本的に外しておいた方がいいと思います。

LX3の使い勝手を良くする為と遊び感覚で、自分のLX3をカスタマイズしまくってみました。一旦満足したので、しばらくこのスタイルで使い続けると思います。

My LX3の現在の様子。

革の貼り付け

LX3はグリップがあまり良くないので、近代インターナショナルのライカ用張替え革を貼り付けました。 （張替え革は一枚買えば3、4回は切り出せるぐらいのサイズがありました） せっかくなので、ロゴなど全て覆いこむデザインにしてみました。

貼り付けた革の型紙。クリックして表示される大きな画像を300dpiで印刷してください。

-2009.02.28追記-
型紙を更新したので、以下の方がもう少しキレイに貼り付けできると思います。

英語版はFlickrに上げています。

カメラ左肩部分。両吊りストラップをつける気はないので、ストラップ金具はレンズ引っ掛け金具専用にしました。レンズ紐は携帯のストラップ。
貼り革は脇の曲面に大体沿うように作ってあります。
また、このカメラはストロボポップアップ専用ボタンが左肩にありますが、カメラをバッグに出し入れする際にここを引っ掛けてしまい、ストロボがポップアップしてしまうことがあるので、この部分にも革をかぶせて出っ張りを押さえています。

カメラ右肩部分。革を貼る際には、グリップ部分は奥までよく押し込むように貼っておかないと浮き上がり易そうなので注意してください。
ストラップは携帯ストラップ＋ネックストラップを適度な長さにカットしました。

カメラ右肩、背面側から。型紙で、破線部分をカットすればサイドパネルを開閉できるようになります。
（必要に応じてサイドパネルに長方形の革を貼ってください。※長方形の革は、背面側の縁に沿うように貼ってください。サイドパネル蝶番の部分を覆うように貼ってしまうと干渉してパネルが開かなくなります。）
破線部分を残せば、この写真のようにサイドパネルを完全に覆うことが出来ます。この場合、サイドパネルは開かなくなります。
僕の場合、サイドパネルを開く機会はほとんどないだろう（USB出力端子がありますが、汎用のminiB端子ではなく平型8piと呼ばれるデジカメ特有の端子なので不便だと感じた）と思ったこと、パネル部分が開くようにカットすると見た目が悪いうえにグリップの感触も悪くなるのでバッサリと諦めて覆ってしまいました。

ホットシュー

現在は、ベルボンのデジタル水準器をつけています。ViewFinderも試したいと思ってはいますが、高価のでしばらく様子をみて検討しようと思っています。
LX3にはデジタル水準器が内蔵されていないので、せっかくなので取り付けてみました。まあまあ便利ですが、どのぐらい使う機会があるかは未知数。

modopocket専用ケース

金属をむき出しのままバッグの中に放り込んでおくと思わぬことでぶつけて傷を作ることがあるので、簡単な袋を作って収納できるようにしました。
袋の蓋の部分には、SO902iWP＋用のネジ締め金具を収納して、いつでも取り付け易くできるようにしました。

普段使いのケース

LX3を収納するコンパクトデジカメケースを少し探してみたが、汎用のケースではなかなか収納できるケースがありませんでした。外観からすると一見、入るようですがレンズ鏡胴の張り出しが干渉してうまく入らないことが多かったです。
そこで、吊り下げのチョークケースタイプのものを使うことにしました。クッション性やコンパクト性は若干悪いのですが使い勝手は悪くありません。
サイドポケットには予備バッテリ、予備SDカード、modopocket等が収納できます。

チョークケースだとカジュアルすぎたり、腰につけるのが邪魔だったりする場合はアルチザン＆アーティストのACAM-81をインナーケースにしたりバッグ脇につけたりして使用しています。
ACAM-81はサイズが80×40×140mm(80g)となっていて、LX-3でも若干ゆったりした感じに入ります。特に、奥行きに余裕があるので、バッテリ等のオプションをケースの底に押し込んでおくことも可能です。
ストラップ類も、気分に合わせて自由に交換して楽しむ方向で。

LX3はグリップ部分がちょっと薄すぎる上に、シャッターボタンがサイドに寄り過ぎているので、構えるとちょっと窮屈な姿勢になってしまいます。
僕の手が大きいこともありますが、GX/GR等ではそんな持ちにくさを感じないので、やっぱりデザイン的にもう少し、とも感じます。
グリップに革を貼ることでかなり持ちやすくなりましたが、もう少しいい方法はないかと思い、少し考えてみました。
尚、ここに出すサンプル写真は右手でカメラを構えつつ左手で写真を撮るという無茶な体勢なのでかなりぶれてしまっていますが参考だと思ってください。

普通のグリップ方法。特に背面の親指の位置が窮屈です。また、カメラの右脇を掴んでいるので、カメラの重みで左下がりな写真を撮ってしまいがちになります。

そこで、L字状に右親指をカメラ下側に入れて持つようにすると、かなり安定して撮影できます。
親指と人差し指の間の皮の部分で、カメラが背面に倒れこむのを防ぎつつ、親指で下から支える感じです。

※ちなみに、実際の撮影時には左手でカメラキャップを外す→そのまま左手をカメラに添える場合が多いので、左手を使える場合はグリップに悩む必要はほとんどないです。

※ここは、LX3を使いこなすための独自のアイデアを思いつくままに列挙している記事です。
※あくまで素人の趣味的考察なので、間違っている可能性があることがあります。

このカメラは、ライカ判24mmF2相当のレンズと言うことで、広角ではあるものの開放F値が明るく、被写界深度がかなり浅いレンズと思われます。
そこで、実際にどの位の被写界深度があるのか？　速写に使うための良い目安はないのか？　等を考察してみました。
※これは被写界深度の考察なので、ボケの大きさの参考にはならないので注意。

■ライカ判のレンズの場合（概要）
大まかには、「ピントが合う」とはある距離にある、被写体からの光束がレンズを通過して、撮像面の一点に収束している状態を言います。実際には収差の発生や撮像媒体の解像力、光波の回折等により、完全に一点に収束する事はなく、一定の大きさの円に収束します。この円の大きさがある程度より小さければ、完全にピントがあっている状態と区別がつきません。
そこで、ある距離にある被写体にピントを合わせた際には、被写体までの距離の前後のある程度の範囲もピントが合っている様に見えます。この範囲を被写界深度と言います。
（より詳細な解説は、【吉田正太郎著】カメラマンのための写真レンズの科学　p38〜を参照ください。）

※アフィリエイトの嫌いな人は個別検索してくださいね。
この被写界深度は以下の式で算出できます。

(a) 被写界深度 = 後方被写界深度 - 前方被写界深度 (b) 前方被写界深度 =（過焦点距離×被写体距離）/（過焦点距離＋被写体距離） (c) 後方被写界深度 =（過焦点距離×被写体距離）/（過焦点距離−被写体距離） (d) 過焦点距離 =（レンズの焦点距離^2）/（絞り値×許容錯乱円）

ここで、許容錯乱円とは、撮像面上でピントが合っているように見える円の大きさを言います。ライカ判では通常0.03mm(30μm)と言う値を用います。
例えば、ライカ判で24mmF2のレンズで、被写体距離1mに合わせた時の被写界深度は、以下のようになります。
過焦点距離 = （24mm^2）/（2×0.03mm） = 9.60m
前方被写界深度91cm、後方被写界深度112cm、被写界深度21.06cm
参考までに、以前Excelで作った被写界深度計算表によるグラフを例示します。
（ライカ判24mmレンズの被写界深度グラフ(0.5〜2m)）

尚、参考までにライカ判24mm、被写体距離1mでは短辺1m、長辺1.5mの範囲が写り、被写体倍率は0.024倍となります。
例えば人物ポートレートなら、上半身〜全身像の範囲が写ることになりますが、この場合、ピントの合う範囲は人の厚みより少し狭いぐらいと言う目安になります。真正面から撮れば体のどこに合わせても大体ピントのあう範囲に収まりますが、手や足を前に伸ばしたようなパースを効かせたポーズだと体全体にピントは来ませんね。
※24mmでポートレートと言うのがそもそもないだろうとか、撮影時にそんな細かいこと考えないだろう、と言うのはおいておいて、あくまで机上の空論です。

■LX3のレンズの場合
ライカ判（フィルムカメラ）を使っていた頃は、自分の手持ちのレンズは上記の計算をざっと見て、大まかな数字を頭の片隅に置きながら撮影していました。
でも、デジカメの場合、換算計算になってややこしいし、許容錯乱円の値がよく分からないし、そもそも撮像面が小さいので被写界深度が深くなるのであまり気にしていませんでした。
でも、LX3は以外にピントが薄そうなので、久しぶりにこの計算をしてみました。
計算するにあたって一番の問題は許容錯乱円の大きさです。
上述の本によると、焦点距離の1/1000ぐらいが目安と書いてありました。このレンズの広角側実焦点距離は5.1mmなので、この数字を使うと5.1μmになります。
あるいは、撮像面での1ピクセルの大きさを目安にする方法もあるかなと思いました。このカメラの撮像面の大きさは縦横比率により変わるけど大体8mmx6mmぐらい？　で、ベイヤ式の原理はとりあえず省略して、記録画素サイズが3648×2736なので、1ピクセルに相当する大きさは大体2.2μmになります。以上から、ここでは大体許容錯乱円を2.5μmとして算出してみました。実際にネットの情報を大まかに見る範囲では、許容錯乱円に対しては「焦点距離の1/1300」と言う定数を用いることが多いようです。ので、ここで算出の根拠にした数字はかなり厳しい数字で、実際にはもっと被写界深度は深めになるようです。

（広角側）5.1mmF2、被写体距離1mの場合、前方被写界深度84cm、後方被写界深度124cm、被写界深度39.92cm
同様に被写体距離25cmの場合、前方被写界深度24cm、後方被写界深度26cm、被写界深度2.41cm
結構、ピントが薄いのだなあと思いました。
（LX3の広角側の被写界深度グラフ(0.25m〜1.5m)）

（LX3の広角側の被写界深度グラフ(0m〜10m)）

大まかに言えば、
□F2で撮影時→過焦点距離が5.20mなので、MFに設定して5mに焦点を合わせれば2.6m〜∞間にピントの合うスナップレンズとして使える。
□F2.8で撮影時→過焦点距離が3.72mなので、MFに設定して2mに焦点を合わせれば1m〜∞間にピントの合うスナップレンズとして使える。
※広角側では、絞り開放でもそこそこにパンフォーカスレンズとして使えそう。MF位置をカスタム設定で保存できない・電源ON/OFFでMF位置がリセットされてしまうのが残念か。

（望遠側）12.8mmF2.8、被写体距離1mの場合、前方被写界深度96cm、後方被写界深度104cm、被写界深度8.56cm
同様に被写体距離30cm（最近接）の場合、前方被写界深度30cm、後方被写界深度30cm、被写界深度0.77cm
（LX3の望遠側の被写界深度グラフ(0m〜10m)）

大まかに言えば、
□F2.8で撮影時→過焦点距離は23.41m、□F8（一番絞り込んだ状態）で撮影時→過焦点距離が8.19m。
※望遠側では、やはりピント合わせにある程度慎重になった方がいい。

■まとめ
遠景スナップカメラに使う場合、MF無限遠に合わせても広角開放で5mぐらいから焦点が合うのでそこそこ実用性はありそう。ある程度遠景なら、AFまかせで撮ってもピンボケはあまりなさそう。
コンパクトデジカメは寄った写真を撮り易いので、調子にのってマクロ域で撮影する場合はピント合わせはかなり慎重に合わせた方が良い。望遠側は常にピントがかなり薄いのでピント合わせに気をつけたほうがいい。
※実際はどうかの検証も後日やるかも・・・しれない。

※ここは、LX3を使いこなすための独自のアイデアを思いつくままに列挙している記事です。
※あくまで素人の趣味的考察なので、間違っている可能性があることがあります。

このカメラについてのテストレポートを読んでいると、レンズについて「何らかのソフト的補正をしているのではないか？」とかかれた物を見かける。
参考：【新製品レビュー】パナソニック「LUMIX DMC-LX3」 - デジカメWatch

で、せっかくなので、この「ソフト的補正」で何をしているのかな？　と言う“想像”をしてみました。
※あくまで「想像」です。カメラを外してレンズ単体のテストが出来ないので、検証には限界があるし、僕には細かい検証をする能力もありません。
※光学に関する基本的な情報は前述の「カメラマンのための写真レンズの科学」を参照しています。この文献の第三章がレンズの収差に関する基本的事項を網羅しているので、詳しい内容はそちらを参照してください。

「補正」できるものは？

大まかに言うと、画像の劣化を発生させる要因としては、 　(1) 手ブレ・被写体ブレなど、光学に関係ない要因 　(2) 光波の回折など、光学には関係するがレンズ等では解決できない要因 　(3) 光学レンズの材料の脈理、レンズの編心など、製造誤差に関する要因 　(4) レンズの収差と呼ばれる、レンズを通った光が一点にうまく収束しないことによる要因 LX3の場合、 　(1)に関しては「O.I.S.」と言う光学手ブレ補正機構を内蔵している事は分かっています。 　(2)に関してはここでは説明を省略します。 　(3)に関しては個別の製品で見てもしょうがないのでこれも省略します。 　(4)について、以下、詳しく考えます。 となっています。レンズ交換式カメラ（ほとんどは一眼レフタイプ）では、レンズ情報（がない場合もある）を基に電子的収差補正をする方法が知られていて、その機能を搭載したソフトがあること、また他社製のコンパクトカメラでは「収差補正をする前のデータ」と「電子的に収差補正したデータ」を分けている場合があるのに比べて、この製品はその区別をしていない（少なくとも公表されていない）こと、このカメラの出す映像があまりにも補正されたように見える画像なこと、等から冒頭のような憶測が流れているようです。

レンズの収差

では、具体的に「電子的に行える収差補正」にはどんなものがあるのでしょうか。 まずは、そもそも「レンズ収差」と言われる物にどのような物があるか、と言うことを簡単にまとめます。 一般にユーザに知られている収差は、以下の7収差です。 　(1)球面収差 　(2)コマ収差 　(3)非点収差 　(4)像面湾曲 　(5)歪曲収差 　（ここまでの収差を「ザイデルの5収差」といい、単波長光で発生します） 　(6)軸上色収差（又は横色収差） 　(7)倍率色収差（又は縦色収差） 　（この二つは、複色光で発生します） これらは、様々に図示できます（当面、図は省略）。また、ザイデルの5収差に関しては、幾何光学の三角関数を三次までテイラー展開することでも表現できるようです。 また、これらの収差は光軸（レンズの中心を通る軸）で発生する収差（球面収差、軸上色収差）と、撮像がある「二次元の面」であるために発生する収差（コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差）に分けることがあります。一般に、撮像面が大きいほど（あるいは画面の中心から外れるほど）、面上の収差は大きくなっていきます。 あるいは、これらの収差はレンズの絞りを絞ることで減少する、あるいは目立たなくなる（二次元の面に奥行きを定義できるため）収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、軸上色収差）と、絞っても変わらない収差（歪曲収差、倍率色収差）があります。 また、これらの収差は被写体までの距離（あるいは結像の倍率）が変わると変わっていくので、一律に補正できる物ではありません。

各収差の性質、電子的補正の可能性

次に、各収差の簡単な性質とその補正の可能性を考えます。

まず、(1)球面収差、(6)軸上色収差は、発生が大きいと画面全体に影響を与えます。球面収差が大きい場合、画面全体に解像感のないボヤけた画像になり、軸上色収差が大きいとボケの輪郭に色滲みが発生する（パープルフリンジの一要因とも言われているらしいが、パープルフリンジそのものは色収差だけが原因ではないらしい）と言われています。これらは、電子的補正は出来ないと思います（できるかもしれませんが凄く複雑な計算が必要だろうと思います）。DMC-LX3の場合、『解像感が甘い』等という評価が多いことや、レンズが明るいことから、これらの収差は大き目かもしれません（とは言え、絞って改善するという話も聞かないので、解像感の甘い理由をこれらの収差に断定もできない）。

次に、(2)コマ収差、(3)非点収差は、発生が大きいと画面の端に行くほど画像の流れ・滲みが大きくなります（厳密には、球面収差や軸上色収差も画面端に行けば増大しますが、ここでは無視します）。この収差の発生具合はよく、点光源（街灯や星など）の写真を撮るとよく分かると言われます。また、これらの収差も電子的補正は出来ないと思います。DMC-LX3の場合、夜景等を撮影しても画面端での流れが少ない・通常の昼間の写真でも画面端での流れは比較的少ないことから、この収差は「レンズレベルで」よく抑えられているようです。

次に、(4)像面湾曲は、あまり問題ないと思います。そもそも、コンパクトデジカメでは焦点深度が深いだろうこと、像面湾曲が大きいために困るような撮影（平面の撮影）が少ないだろうこと、コンパクトデジカメのピント合わせは直接撮像面で行っていることから、あまり重要でないのかなと思います。

最後に、(5)歪曲収差と(7)倍率色収差は、電子的補正で補われている可能性が高いと言われています。
簡単に言うと、歪曲収差が大きい場合、真っ直ぐな線が曲がって写るようになります（座標変換の写像が原像に対して相似でない）。特に画面の端に行くほど歪みは大きくなり、また広角のレンズの場合、樽形歪曲（写像の像倍率が中心から外れるほど小さくなる）が発生し易く、望遠のレンズの場合、糸巻形歪曲（写像の像倍率が中心から外れるほど大きくなる）と言われています。
倍率色収差に関しては、複色光で周波数の異なる光で屈折率が違うために像倍率が異なる場合に発生します。また、周波数が異なる光で歪曲収差の傾向が違う場合も同じような収差が発生します。
ここで、歪曲収差も像倍率収差も、基のレンズの特性が分かっていれば、比較的簡単に電子的修正が行えます。予め、そのレンズにおける原像→写像への変換を記録しておき、実際の映像を撮影した後で逆写像を求めればいいからです。歪曲収差の場合、そのまま逆写像を求めれば良く、像倍率収差の場合はCCDの原理に基づき、ベイヤ型の各素子の色の周波数に関して同じ事をすればいいからです。

ただし、このカメラの場合は（あくまで推測ですが）広角側で樽形歪曲が発生していると予想され、それを方形に復元するには基の画像より大きな範囲の情報が必要になります。
（訂正、周辺の情報が必要なのは糸巻形歪曲を修正する場合でした。ズームレンズで言うなら望遠側で糸巻形歪曲が発生し易いので、その修正の際には必要になるかもしれません。）
CCDの実際の画素数と記録画素数は違う場合が多いらしく、一部端の画素はこの歪曲修正をするための演算要素となっているのかもしれません。
このカメラの場合、マルチアスペクトCCDと呼んでいるCCDが用いられているので、実際に搭載されているCCDは各縦横比率で保存される画像のどれよりも大きなサイズのCCDを搭載します。仮に、各画素を記録するために最低限必要なサイズのCCDを搭載しているとして、実際のCCDの様子がどうなっているかを以下の図1で示しました。黒枠が実際のCCDサイズ、RGBの各枠がマルチアスペクトの画像を取得するための場所になります。

【図1：CCDと各比率の画像（全体図）】

【図2：CCDと各比率の画像（拡大）】
さらに右上の角を拡大したのが図2です。これを見る限り、3:2比率の画像の場合、CCDのフチに対してかなり余裕があり、歪曲を補正するための情報をかなり取得できそうです。4:3や16:9の場合、補完するための外側の情報が不足することになりますが、ここにもCCD自体に余裕シロがあるのか、補正しきれないのかはよく分かりません。僕の場合は基本的に3:2を使うので、悩む必要はなさそうです。