JP2003198923A - 撮像装置およびその撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で小型軽量に優れ、かつ動画撮影および
高精細な静止画撮影を実現できる撮像装置およびその撮
像方法を提供する。 【解決手段】 変倍レンズ群１０２を含む光学レンズ群
を通過した被写体像を映像信号に変換する撮像素子１０
６と、変倍レンズ群の位置を制御して撮像素子上の受光
領域の大きさを変更すると共に、変倍動作を行わせる変
倍動作制御手段１１１ｃと、撮像素子１０６の有効画素
領域の一部または全領域を映像信号として読み出す第１
および第２のモードにする撮像素子制御手段１０９と、
モードを選択するモード選択手段１１８と、モードの状
態に応じて変倍レンズ群の移動範囲を変更する移動範囲
制御手段とを有する。モード切替前後で、算出される焦
点距離比率が等しくなるように変倍レンズ群の位置を制
御する制御手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等の
撮像装置におけるレンズ制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の撮像装置の一例を示し、撮
像装置の概略構成を示すブロック図である。図４に示し
たように、この撮像装置は撮像素子５０１、固体撮像素
子制御手段５０２、ＡＤ変換器５０３、カメラ信号生成
手段５０４、ＤＡ変換器５０５、第１のクロック生成手
段５０６、第２のクロック生成手段５０７、第１の制御
信号生成手段５０８、第２の制御信号生成手段５０９、
ローパスフィルタ手段５１０、間引き手段５１１、第１
の変換手段５１２、第２の変換手段５１３、第３のクロ
ック手段５１４、第３の制御信号生成手段５１５、選択
手段５１６によって構成されている。

【０００３】このような構成により、２つのクロックを
切り替えることによって、固体撮像素子の一部の領域の
映像信号と、全領域の映像信号とを選択的に読み出すこ
とができるようになっている。それにより動画撮影時に
は動画の規格に必要な映像を撮影することができ、静止
画撮影時にはより多くの画素を用いて高精細な映像を撮
影することができる。

【０００４】図５は、従来から用いられているインナー
フォーカスタイプのレンズシステムの簡単な構成を示す
ものである。図５において、１０１は固定されている第
１のレンズ群、１０２は変倍を行う第２のレンズ群、１
０３は絞り、１０４は固定されている第３のレンズ群、
１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正
する、所謂コンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群
（以下フォーカスレンズと称す）、１０６は撮像面（図
４：撮像素子５０１）である。

【０００５】図５のように構成されたレンズシステムで
は、フォーカスレンズ１０５がコンペ機能と焦点調節機
能を兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、撮像
面１０６に合焦するためのフォーカスレンズ１０５の位
置は、被写体距離によって異なってしまう。各焦点距離
において被写体距離を変化させたとき、撮像面上に合焦
させるためのフォーカスレンズ１０５の位置を連続して
プロットすると、図６のようになる。変倍中は、被写体
距離に応じて図６に示された軌跡を選択し、該軌跡通り
にフォーカスレンズ１０５を移動させれば、ボケのない
ズームが可能になる。

【０００６】近年、撮像装置の小型化のために、撮像素
子上に受光される領域を焦点距離により可変とし、広角
側での受光領域（所謂、有効像円径）を小さくすること
によって、前玉レンズ（図２、第１のレンズ群１０１）
の径を小さくする手法が採られている。例えば、動画規
格よりも多くの画素を有する撮像素子を用い、ワイド側
では動画規格の画素領域のみが受光でき、テレ側では撮
像素子全面で受光できるように受光領域が変化するよう
な撮像装置である。この撮像装置では、動画規格の画素
領域を切り出して、動画規格以上の画素に受光できる焦
点距離から、その余剰画素分だけ切り出し位置を動かす
ことにより電子式の手ぶれ補正を行うことが可能とな
る。

【０００７】図７（ａ）は焦点距離に対し、有効像円径
が変化している様子を示した一例であり、図７（ｂ）は
ワイド端での撮像領域と有効像円径の関係、図７（ｃ）
は特定の焦点距離（ポイント）４０１での撮像領域と有
効像円径の関係をそれぞれ示している。図７から分かる
ように焦点距離に対し、ワイド端では切り出し位置を変
化させると、撮影画面にケラレが生じるが、ポイント４
０１以上の望遠側では、切り出し位置を変化させても画
面のケラレは発生しないことが分かる。つまり、ポイン
ト４０１よりも広角側では防振範囲が限定（ワイド端で
は防振不能）されるのに対し、ポイント４０１よりも望
遠側では防振することが可能となる。このように防振範
囲の限定付きではあるが、レンズを小型化することで、
撮像装置本体のコストダウン、小型軽量化という大きな
利点が生み出されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例では、動画撮影用の第１のクロックと静止画撮
影用の第２のクロックとで、固体撮像素子の読み出し領
域が異なる。例えば、図８（ａ）に示すように、第１の
クロックでは固体撮像素子中の被写体像の一部の領域
（破線部）である領域の映像、すなわち図８（ｂ）が読
み出されるのに対し、第２のクロックでは全領域である
映像、すなわち図８（ｃ）が読み出されてしまう。

【０００９】このため上記のように動画と静止画の両者
が撮像できる小型軽量化に優れた有効像円径可変のレン
ズタイプを組み合わせた場合、図８（ａ）の有効像円径
６０１のように放送方式に必要な画素領域のみが受光領
域となっている場合には動画は撮影可能である。ところ
が、静止画撮影のように撮像素子の有効画素全面を使っ
て映像信号を作る場合では、画面のケラレが生じてしま
うという問題があった。

【００１０】また、つねに図８（ａ）の有効像円径６０
２のように設定していると、結局レンズの前玉径を大き
くせねばならず、レンズの小型化が図れなくなるだけで
なく、撮像装置本体の小型化のメリットが無くなってし
まい、ユーザにとって高価で、大きく重いカメラとなっ
てしまっていた。

【００１１】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
ユーザに安価で小型軽量に優れ、かつ動画撮影および高
精細な静止画撮影を実現できる撮像装置およびその撮像
方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置
は、少なくとも変倍動作を行う変倍レンズ群を含む光学
レンズ群を使用する撮像装置において、該光学レンズ群
を通過した被写体像を映像信号に変換する撮像素子と、
前記変倍レンズ群の位置を制御して前記撮像素子上の受
光領域の大きさを変更すると共に、変倍動作を行わせる
変倍動作制御手段と、前記撮像素子の有効画素領域中か
ら映像信号として読み出す第１のモードと、前記第１の
モードで読み出される領域と異なる領域を前記撮像素子
の有効画素領域中から映像信号として読み出す第２のモ
ードに設定制御する撮像素子制御手段と、前記第１のモ
ードおよび前記第２のモードを選択するモード選択手段
と、前記選択手段により選択されたモードの状態に応じ
て、変倍動作時の前記変倍レンズ群の移動範囲を変更す
る移動範囲制御手段と、前記移動範囲内における前記変
倍レンズ群の現在位置の焦点距離比率を算出し、前記選
択手段によるモード切替前後で、算出される前記焦点距
離比率が実質的に等しくなるように前記変倍レンズ群の
位置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】また、本発明の撮像装置において、前記制
御手段は前記第１のモードでの前記変倍レンズ群の現在
位置がワイド端またはテレ端であるとき、前記第２のモ
ードへ移行後も前記変倍レンズ群の現在位置がそれぞれ
ワイド端またはテレ端に位置するように制御することを
特徴とする。

【００１４】また、本発明の撮像装置において、変倍動
作の状態を撮影者に知らせる表示手段を有し、前記選択
手段によるモードの切替で、前記表示手段により表示さ
れる変倍動作表示が変化しないように制御する表示制御
手段とを有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の撮像装置において、前記モ
ード切替時に前記撮像素子から出力された映像信号を前
記表示手段に出力しないことを特徴とする。

【００１６】また、本発明の撮像装置において、前記表
示手段は映像信号に変倍動作の状態を表すキャラクタで
多重表示され、前記表示制御手段は前記モードに応じた
現在の変倍レンズ位置の焦点距離比率を算出し、正規化
した信号によってキャラクタ表示することを特徴とす
る。

【００１７】また、本発明の撮像装置おいて、前記第１
のモードは動画撮影モードで、前記第２のモードは静止
画撮影モードであることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の撮像装置において、前記第
１のモードでは前記撮像素子の有効画素領域中から一部
の領域を映像信号として読み出し、前記第２のモードで
は前記撮像素子の全有効画素領域を映像信号として読み
出すことを特徴とする。

【００１９】また、本発明の撮像方法は、少なくとも変
倍動作を行う変倍レンズ群を含む光学レンズ群を使用す
る撮像方法において、該光学レンズ群を通過した被写体
像を、撮像素子により映像信号に変換する撮像工程と、
前記変倍レンズ群の位置を制御して前記撮像素子上の受
光領域の大きさを変更すると共に、変倍動作を行わせる
変倍動作制御工程と、前記撮像素子の有効画素領域中か
ら映像信号として読み出す第１のモードと、前記第１の
モードで読み出される領域と異なる領域を前記撮像素子
の有効画素領域中から映像信号として読み出す第２のモ
ードに設定制御する撮像素子制御工程と、前記第１のモ
ードおよび前記第２のモードを選択するモード選択工程
と、前記選択工程により選択されたモードの状態に応じ
て、変倍動作時の前記変倍レンズ群の移動範囲を変更す
る移動範囲制御工程と、前記移動範囲内における前記変
倍レンズ群の現在位置の焦点距離比率を算出し、前記選
択工程によるモード切替前後で、算出される前記焦点距
離比率が実質的に等しくなるように前記変倍レンズ群の
位置を制御する制御工程を含むことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の撮像方法において、前記制
御工程において前記第１のモードでの前記変倍レンズ群
の現在位置がワイド端またはテレ端であるとき、前記第
２のモードへ移行後も前記変倍レンズ群の現在位置がそ
れぞれワイド端またはテレ端に位置するように制御する
ことを特徴とする。

【００２１】また、本発明の撮像方法において、変倍動
作の状態を撮影者に知らせる表示工程を含み、前記選択
工程によるモードの切替で、前記表示工程により表示さ
れる変倍動作表示が変化しないように制御する表示制御
工程を有することを特徴とする。

【００２２】また、本発明の撮像方法において、前記モ
ード切替時に前記撮像素子から出力された映像信号を前
記表示工程において出力しないことを特徴とする。

【００２３】また、本発明の撮像方法において、前記表
示工程において映像信号に変倍動作の状態を表すキャラ
クタで多重表示され、前記表示制御工程において前記モ
ードに応じた現在の変倍レンズ位置の焦点距離比率を算
出し、正規化した信号によってキャラクタ表示すること
を特徴とする。

【００２４】また、本発明の撮像方法において、前記第
１のモードは動画撮影モードで、前記第２のモードは静
止画撮影モードであることを特徴とする。

【００２５】また、本発明の撮像方法において、前記第
１のモードでは前記撮像素子の有効画素領域中から一部
の領域を映像信号として読み出し、前記第２のモードで
は前記撮像素子の全有効画素領域を映像信号として読み
出すことを特徴とする。

【００２６】本発明によれば、動画撮影や静止画撮影の
撮影モードに合せて、固体撮像素子中の映像信号読み出
し領域が異なる際に、固体撮像素子の受光領域が映像信
号読み出し領域以上になる範囲に限定して変倍レンズ群
の移動範囲を制御する。これにより焦点距離により有効
像円径が変化する光学レンズユニットの利点を生かし
て、撮像装置本体の小型軽量化、コストダウンが行える
と共に、高精細な静止画撮影を実現することが可能とな
る。

【００２７】特に撮影モードの切替で、変倍レンズの移
動範囲が撮影モードで異なっていても、変倍状態を示す
ズーム表示を表示状態が変化しないように、移動範囲内
の割合で表示する。これによりワイド端位置、テレ端位
置も変わらない同じズームバー表示を動画時、静止画時
とも同一の表示形式で行える。

【００２８】また、移動範囲内で変倍レンズの現在位置
の割合がモード切替で変化しないように制御されるの
で、ズーム表示上の現在位置の変化も発生しないだけで
なく、一方のモードでワイド端位置の場合、他方のモー
ドでもワイド端位置となるので、撮影者の混乱を防止す
ることが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基き、従来例と実質
的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本
発明による撮像装置の好適な実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の特徴を表す実施形
態の構成図である。図１において１０１、１０２、１０
３、１０４、１０５はそれぞれインナーフォーカスタイ
プのレンズシステムを構成する要素であり、それぞれ固
定の前玉レンズ群（第１のレンズ群）、変倍を行うため
の第２のレンズ群（変倍レンズ）、絞り、固定の第３の
レンズ群、そしてコンペ機能とフォーカシングの機能を
兼ね備えた第４のレンズ群（フォーカスレンズ）であ
る。このレンズシステムを透過した映像光は撮像素子１
０６面上で結像され、光電変換により映像信号に変換さ
れる。そして増幅器１０７で最適なレベルに増幅され、
カメラ信号処理手段１０８へと入力され、標準テレビ信
号に変換される。

【００３０】カメラ信号処理手段１０８は、入力される
デジタル映像信号に対し、アパーチャ処理、ガンマ補正
処理、ニー処理、Ｙ／Ｃ分離処理等を行う手段であり、
特に静止画撮影時には走査線数変換のための補間処理を
行い、１フレームの静止画像を出力する処理を行う。ま
た、システム制御手段１１１からの指令に応じて、撮像
信号の代わりに所定の画像信号（例えば青色や白色や黒
色などの色フェード信号や、図柄や文字を含んだ撮影者
への警告画面の信号等）を出力することが可能な所定信
号生成部１０８ａを含んでおり、所定の条件時には撮像
信号をミューティングする処理が行われる。

【００３１】固体撮像素子制御手段１０９は固体撮像素
子１０６を駆動し、信号の読み出しや電荷蓄積時間を制
御している。特に撮影モードに応じて、固体撮像素子１
０６中の任意の領域の映像信号を読み出すような制御が
可能であり、撮影モード選択スイッチ手段１１８の出力
が、マイコン等のシステム制御手段１１１を介して、接
続されており、撮影モードの状態が入力されている。

【００３２】システム制御手段１１１は、ズーム駆動手
段（モータドライバ）１１２、固体撮像素子制御手段１
０９、カメラ信号処理手段１０８およびレコーダ信号処
理手段１１０を統合的に制御する。そして、動画撮影時
および静止画撮影時にそれぞれが連動して、適切な動作
が行えるように指令を与えるマイコン等の制御プログラ
ムからなっている。特に本発明の特徴であるズーム動作
制御部１１１ｃは、システム制御手段１１１内部に組み
込まれているものとして、以下説明する。

【００３３】また別機能として、システム制御手段１１
１は露出制御、焦点調節制御も行っている。カメラ信号
処理手段１０８内の露出信号処理部１０８ｂ、ＡＦ（オ
ートフォーカス）信号処理部１０８ｃで検波された評価
値信号を、通信を介して受け取り、露出制御部１１１
ａ、ＡＦ制御部１１１ｂ内のプログラム処理により、そ
れぞれ映像信号が適正露出となるようにアイリス駆動手
段１１６およびＩＧメータ１１７を駆動して、絞り１０
３を制御し、光量調節を行う。一方、ＡＦ評価信号の強
度が最大になるように、フォーカス駆動手段１１４およ
びフォーカスモータ１１５を駆動して焦点調節を行って
いる。

【００３４】また、ズーム制御部１１１ｃではズーム動
作時、図６に示したカム軌跡に追従しながら合焦状態を
維持するためにレンズカム軌跡データ１１１ｄ（図６の
カム軌跡情報がテーブルデータ化されている）を有して
いる。ズーミング動作時には、ズーム駆動手段１１２お
よびズームモータ１１３を駆動しつつ、合焦状態を維持
するため、フォーカス駆動手段１１４およびフォーカス
モータ１１５を同時に駆動する。このとき変倍レンズ１
０２の可動範囲は、図示しないレンズバランス出し調整
（撮像素子１０６までのフランジバック量とレンズメカ
のバラツキを含め、マイコン内部に記憶している設計カ
ム軌跡に最も近づくように、実物レンズの合わせ込みを
行う調整）で決定されるワイド端とテレ端間が最大可動
範囲と設定されている。そして、この範囲を超えて超ワ
イド側あるいは超テレ側へのレンズ移動は禁止されてい
る。

【００３５】さらにシステム制御手段１１１は、操作ス
イッチの検出も行っている。撮影モードを動画または静
止画に選択するための撮影モードスイッチ手段１１８、
ズームスイッチ１１９（ユニット化されたズームＳＷ
で、操作部材の回転角度に応じた電圧が出力される。こ
の出力電圧に応じて可変速ズームがなされる）やＡＦ／
ＭＦ（マニュアルフォーカス）モードの切換ＳＷ１２０
が接続されている。カメラ信号処理手段１０８で生成さ
れた映像信号は、レコーダ信号処理手段１１０に出力さ
れる。レコーダ信号処理手段１１０では、ファインダ等
の表示手段１２１に表示信号を送ると共に、システム制
御手段１１１から受け渡される撮影モード状態に応じ、
記録媒体に対して最適となるように映像信号を処理しつ
つ、動画記録手段１２２または静止画記録手段１２３に
記録を行う。

【００３６】ここで、レンズ駆動用モータ（ズームモー
タ１１３およびフォーカスモータ１１５）がステッピン
グモータであるとして、以下、駆動方法を説明する。ス
テッピングモータは、制御マイコン等から出力される歩
進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス当たり
の歩進角度が一定なので、高い速度応答性と停止精度と
位置精度を得ることが可能である。さらにステッピング
モータを用いる場合、歩進パルス数に対する回転角度が
一定であるから、歩進パルスをそのままインクリメント
型のエンコーダとして用いることができ、特別な位置エ
ンコーダを追加しなくてもよいという利点がある。

【００３７】システム制御手段１１１は、プログラム処
理によりズームモータ１１３、フォーカスモータ１１５
の駆動速度を決定し、各ステッピングモータの回転周波
数信号として、ズームモータ１１３、ズーム駆動手段１
１２、フォーカスモータ１１５およびフォーカス駆動手
段１１４に送る。また、各モータ１１３，１１５の駆動
／停止命令および各モータ１１３，１１５の回転方向命
令を駆動手段１１２，１１４に送っている。その駆動／
停止信号および回転方向信号は、ズームモータ１１３に
関しては主としてズームスイッチユニット１１９の状態
に応じて、フォーカスモータ１１５に関しては、ＡＦ時
およびズーム時にシステム制御手段１１１内の処理で決
定する駆動命令に応じている。モータドライバは、回転
方向信号に応じて、４相のモータ励磁相の位相を順回転
および逆回転の位相に設定し、かつ受信した回転周波数
信号に応じて、４つのモータ励磁相の印加電圧（または
電流）を変化させながら出力する。これによりモータの
回転方向と回転周波数とを制御しつつ、駆動／停止命令
に応じて、モータへの出力をＯＮ／ＯＦＦ制御してい
る。

【００３８】本発明の特徴である変倍レンズの移動範囲
を撮影モードに応じ変更する移動範囲制御方法につい
て、図２のフローチャートを用いて動作シーケンスを説
明する。図２の処理は１フィールド周期で行われ、シス
テム制御部１１１で実行される。本処理はサブルーチン
化されており、本処理とは別の処理で（図示せず）、記
録媒体への記録制御等のレコーダ制御や露出制御等のカ
メラ制御がなされているものとする。なお、本発明の受
光領域つまり有効像円径は、図７と同様な特性を持つも
のとして説明を行う。

【００３９】本発明の特徴として、撮影モードにより変
倍レンズの移動範囲を変更することで、固体撮像素子へ
の受光領域（有効像円径）が、撮像素子の読み出し領域
以上の大きさとなるように設定することこで、画面のケ
ラレ防止と有効像円径可変のレンズシステムの利点を生
かした小型化とを同時に図っている。つまり変倍レンズ
の移動範囲を、動画モード時は図７（ａ）のワイド端か
らテレ端まで移動可能とし、静止画モード時にはポイン
ト４０１からテレ端までを移動範囲とするようにズーミ
ング範囲を限定している。以下詳細な動作フローを説明
する。

【００４０】先ずステップＳ７０１で処理を開始し、撮
影モード選択スイッチ手段１１８の状態を検出し、前回
の撮影モードと今回の撮影モードとでモード状態が変化
したかどうかを判別する（ステップＳ７０２）。モード
状態の切替があった場合には、ステップＳ７０３で撮影
モードを判別し、各モードに応じて変倍レンズの可動範
囲のワイド端Ｗ_endを、動画モード時には図７（ａ）の
ワイド端位置４００（＝Ｗ_movie）と設定し（ステップ
Ｓ７０５）、静止画モード時には図７（ａ）のズーム位
置（ポイント４０１＝Ｗ_still）と設定する（ステップ
Ｓ７０４）。このように設定することで、各撮影モード
でケラレの生じないワイド位置として可動範囲が設定さ
れる。

【００４１】これと共にステップＳ７１６で現在の変倍
レンズ１０２の位置が、各モードで異なる可動範囲内で
どの焦点距離比率Ｚ_rateにいるのかを算出する。動画モ
ード時には図７（ａ）のワイド端Ｗ_movie４００を
「０」、テレ端Ｔ_end４０６を「１」とした場合での焦
点距離比率Ｚ_rateが、静止画モード時には図７（ａ）の
ポイントＷ_still４０１を「０」、テレ端Ｔ_end４０６を
「１」とした場合での焦点距離比率Ｚ_rateが、それぞれ
算出されることになる。

【００４２】一方、ステップＳ７０２でモード切替が行
われた場合には、ステップＳ７０６で撮影モードを判別
し、この場合にも各モードに応じて変倍レンズの可動範
囲のワイド端Ｗ_endを、ステップＳ７０４およびステッ
プＳ７０５と同様に設定する。すなわち、動画モード時
には図７（ａ）のワイド端位置４００（＝Ｗ_movie）と
設定し（ステップＳ７０８）、静止画モード時には図７
（ａ）のズーム位置（ポイント４０１＝Ｗ_still）と設
定し（ステップＳ７０７）、撮像素子の読み出し領域の
設定をステップＳ７１０およびステップＳ７０９で行
う。動画時にはステップＳ７１０で読み出し領域を動画
モード用に設定すると共に（図７（ｂ），（ｃ）の画素
領域４０２）、レコーダ信号処理手段に撮影モードを動
画撮影と指示することで、動画用の記録媒体を選択さ
せ、静止画モード時には、ステップＳ７０９で撮像素子
の読み出し領域を静止画用に設定し（図７（ｂ），
（ｃ）の有効画素領域４０３）、レコーダ信号処理手段
に撮影モードを静止画撮影と指示することで、静止画画
用の記録媒体を選択させる。

【００４３】つぎにステップＳ７１１で、モード切替時
の変倍レンズ１０２の位置が、切替前と切替後とで、可
動範囲内での焦点距離比率が等しくなるように、切替後
の変倍レンズ１０２の移動目標位置Ｚ_trgtを算出する。
ステップＳ７１１によれば、移動目標位置Ｚ_trgtは、モ
ード切替前の焦点距離比率Ｚ_rateを用い、切替後の撮影
モードの変倍レンズ１０２の可動範囲内での切替前比率
が示す位置が目標位置として算出される。ステップＳ７
１２では、変倍レンズ１０２の移動中、撮像信号をミュ
ートするため、カメラ信号処理手段１０８に撮像信号の
出力を禁止させる。その代わりに所定のミューティング
信号を出力させるように制御し、ファインダ等の表示手
段１２１に所定画面が表示されるようにする。また、同
時に記録媒体への記録動作も禁止させる。

【００４４】そしてステップＳ７１３で受光領域が読み
出し領域以上となるように、また可動範囲の切替での焦
点距離比率が変化しないように、変倍レンズをＺ_trgtに
強制的に移動させる。そして、ステップＳ７１４でＺ
_trgtまで変倍レンズ１０２が到達するまで待機し、到達
後変倍レンズ１０２を停止させる（ステップＳ７１
５）。そして、ステップＳ７１６で先に説明したよう
に、現在の変倍レンズ１０２位置での焦点距離比率を算
出し、ステップＳ７１７でカメラ信号処理手段１０８に
撮像信号の出力を許可し、ミューティングを解除する。
また、同時に記録媒体への記録動作も許可させ、ステッ
プＳ７１８で今回の撮影モードのバックアップを行い、
つぎのフィールドの処理でのステップＳ７０２に用い
る。

【００４５】ステップＳ７１９からの処理は、ズーム動
作時の変倍レンズ１０２が、各撮影モードで、可動範囲
を超えないようにする処理である。ステップＳ７１９で
は、ズームスイッチユニット１１９の状態を検出し、ズ
ーム中かどうかの判別を行う。ズーム中でない場合に
は、ステップＳ７２５で変倍レンズを停止させる。ズー
ム中の場合、ワイド方向への命令かどうかを判別し（ス
テップＳ７２０）、ワイド方向ならばステップＳ７２１
で、変倍レンズの現在位置１０２が、ステップＳ７０４
（ステップＳ７０７）またはステップＳ７０５（ステッ
プＳ７０８）で設定されたワイド端Ｗ_endよりも大きい
か（望遠側か）を判別し、真ならばワイド方向へのズー
ミングを許可する（ステップＳ７２３）。

【００４６】既にワイド端位置にいる場合はステップＳ
７２５に進み、変倍レンズの移動を禁止する。ステップ
Ｓ７２０でテレ方向にズームスイッチ１１９が操作され
ていると判断された場合には、ステップＳ７２２で変倍
レンズの現在位置１０２が、テレ端Ｔ_endよりも小さい
（広角側か）を判別する。これが真ならばテレ方向への
ズーミングを許可し（ステップＳ７２４）、既にテレ端
位置にいる場合はステップＳ７２５に進み、変倍レンズ
の移動を禁止し、本処理を終了する（ステップＳ７２
６）。本発明では、変倍レンズの位置は、望遠側（テレ
方向）に進むほど、大きな値となるよう設定されている
ものとして、上記動作の説明を行った。

【００４７】以上説明してきたように、放送方式よりも
多い画素数をもつ固体撮像素子を用い、動画撮影と動画
より多い画素情報を使って高精細な静止画撮影とを行え
る撮像装置において、撮像素子の受光領域が、広角で少
なくとも動画撮影に使用する画素領域以上の大きさで、
望遠になるに従い受光領域が広がるような有効像円径可
変のレンズシステムを組み合わせつつ、撮影モードに合
わせ使用される画素領域以上の受光領域となる範囲内で
のみ、ズーミングが可能に設定される。これによりズー
ミングによる撮像画面のケラレなどが発生することな
く、高精細な静止画撮影可能な撮像装置を、安価で小型
軽量化というユーザにとって魅力ある製品として提供す
ることが可能となる。また、移動範囲内で変倍レンズの
現在位置の割合がモード切替で変化しないように制御さ
れるので、一方のモードでワイド端位置の場合、他方の
モードでもワイド端位置となるので、撮影者の混乱を防
止することが可能となる。

【００４８】（第２の実施形態）つぎに、本発明の第２
の実施形態を説明する。第１の実施形態では、撮影モー
ドに応じてズーム範囲が変更される例を説明したが、こ
のとき撮影者にズーミング状態を知らせるズーム表示
は、モードによってワイド端位置（ワイド焦点距離）が
異なるため、トータルの光学ズーム倍率が異なる結果と
なる。例えば動画撮影時には１０倍、静止画撮影時には
８倍のように静止画撮影時の倍率が動画時よりも低い倍
率となる。このときスケールによるズームバー表示を正
確に表示すると、ワイド端位置が静止画撮影時にテレ方
向にずれることになり、かつバーの長さも動画撮影時に
比べて短くなる結果となる。一方、変倍レンズが動画ワ
イド端から静止画ワイド端に強制移動する動きは、第１
の実施形態で述べたようにミューティング、記録禁止を
行ない、撮影者が混乱しないように、不用意な画面の乱
れを認識できないように配慮している。前者の表示位置
の移動は、後者の配慮を無駄にすることになり、撮影者
の混乱を招くおそれがある。

【００４９】そこで、第２の実施形態ではズーム表示は
撮影モードによらず、同様な長さを有するズームバー表
示形式が行えるようにするための例であり、以下詳細に
説明する。図３は、第２の実施形態を行うためのフロー
チャートであり、構成ブロックとしては第１の実施形態
と同様な図１のシステムにおけるシステム制御手段１１
１で実行される。また、図３のフローチャートで図２と
同一の番号で示される処理は、既に図２で説明済みなの
で割愛するものとする。

【００５０】ステップＳ８０１までの処理で、各動作モ
ードに応じた、撮像素子からの読み出し領域の設定、変
倍レンズ１０２の可動範囲の端設定、モード切替時の焦
点距離比率を変えない変倍レンズ位置への強制移動処理
等が完了しており、ステップＳ７１６で現在の変倍レン
ズ位置１０２の焦点距離比率Ｚ_rateが算出されている。
ステップＳ８０１では、現在の焦点距離比率Ｚ_rateをズ
ーム表示用バッファＺ _infに変換する処理である。

【００５１】Ｚ_rateはズーム全ストロークを変倍レンズ
１０２が移動する際、ワイド端からテレ端までで「０」
から「１」まで変化する値となる。例えば簡単のため、
ズームバー表示は全ズームストロークを８分割、つまり
９ポイントの停止位置を持つ表示であるとした場合、焦
点距離比率Ｚ_rateを８倍してＺ_infを算出する。Ｚ_infは
０から８まで変化するように正規化（規格化）されるの
で、この情報をレコーダ信号処理手段１１０に送り（ス
テップＳ８０２）、撮像信号にズームバー表示を多重し
て、表示手段１２１に出力し、表示処理を終了し、以下
ステップＳ７１７からステップＳ７２６までの処理を実
行する。ステップＳ７１８以降の処理は、図２の処理と
同一なので、表記は割愛した。

【００５２】第２の実施形態によれば、撮影モードの切
替で、変倍レンズ移動範囲が撮影モードで異なっていて
も、変倍状態を示すズーム表示を表示状態が変化しない
ように、表示制御を行って移動範囲内の割合で表示する
ので、ワイド端位置、テレ端位置も変わらない、すなわ
ち同じズームバー表示を動画時、静止画時とも同一のキ
ャラクタ表示形式で行える。また、移動範囲内で変倍レ
ンズの現在位置の割合がモード切替で変化しないように
制御されるので、ズーム表示上の現在位置の変化も発生
しないだけでなく、一方のモードでワイド端位置の場
合、他方のモードでもワイド端位置となるので、撮影者
の混乱を防止することが可能となる。

【００５３】ここで、上記様々な実施形態に示した各機
能ブロックおよび処理手順は、ハードウェアにより構成
してもよいし、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＯＭおよびＲ
ＡＭ等からなるマイクロコンピュータシステムによって
構成し、その動作をＲＯＭやＲＡＭに格納された作業プ
ログラムに従って実現するようにしてもよい。また、上
記各機能ブロックの機能を実現するように当該機能を実
現するためのソフトウェアのプログラムをＲＡＭに供給
し、そのプログラムに従って上記各機能ブロックを動作
させることによって実施したものも、本発明の範疇に含
まれる。

【００５４】この場合、上記ソフトウェアのプログラム
自体が上述した各実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラム自体およびそのプログラムをコンピ
ュータに供給するための手段、たとえばかかるプログラ
ムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプロ
グラムを記憶する記憶媒体としては、ＲＯＭやＲＡＭの
他にたとえばフレキシブルディスク、ハードディスク、
光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−
Ｉ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ｚｉｐ、磁気テー
プ、あるいは不揮発性のメモリカード等を用いることが
できる。

【００５５】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現
されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにお
いて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あ
るいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の
実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラム
は本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

【００５６】さらに、供給されたプログラムがコンピュ
ータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能
拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプロ
グラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張
ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が
実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでも
ない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
画撮影や静止画撮影の撮影モードに合せて、固体撮像素
子中の映像信号読み出し領域が異なるものであっても、
変倍レンズ群の移動範囲内で変倍レンズの現在位置の割
合がモード切替で変化しないように制御されるので、ズ
ーム表示上の現在位置の変化も発生しないだけでなく、
一方のモードでワイド端位置の場合、他方のモードでも
ワイド端位置となるので、撮影者のカメラ操作における
混乱を防止することが可能となる。

【００５８】また、変倍レンズの移動範囲が撮影モード
で異なっていても、変倍状態を示すズームバー表示のワ
イド端位置、またはテレ端位置が変わらないようにモニ
タ上に表示されるので、撮影者に混乱を与えない撮像装
置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における撮像装置の構成例を
示す図である。

【図２】本発明の実施形態における動作シーケンスを示
すフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施形態における動作シーケン
スを示すフローチャートである。

【図４】従来の撮像装置の構成例を示す図である。

【図５】インナーフォーカスタイプのレンズシステムの
構成例を示す図である。

【図６】インナーフォーカスタイプのレンズシステムに
おける焦点位置とフォーカスレンズの位置関係を示す図
である。

【図７】インナーフォーカスタイプのレンズシステムに
おける焦点距離と有効像円径の関係等を示す図である。

【図８】インナーフォーカスタイプのレンズシステムに
おける動画および静止画撮影用クロックと読み出し領域
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 前玉レンズ群（第１のレンズ群） １０２ 第２のレンズ群（変倍レンズ） １０３ 絞り １０４ 第３のレンズ群 １０５ 第４のレンズ群（フォーカスレンズ） １０８ カメラ信号処理手段 １０９ 固体撮像素子制御手段 １１０ レコーダ信号処理手段 １１１ システム制御手段 １１２ ズーム駆動手段（モータドライバ） １１３ ズームモータ １１４ フォーカス駆動手段 １１５ フォーカスモータ １１６ アイリス駆動手段 １１７ ＩＧメータ １１８ 撮影モードスイッチ手段 １１９ ズームスイッチ １２０ モードの切換ＳＷ １２１ 表示手段 １２２ 動画記録手段 １２３ 静止画記録手段

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも変倍動作を行う変倍レンズ群
   を含む光学レンズ群を使用する撮像装置において、 該光学レンズ群を通過した被写体像を映像信号に変換す
   る撮像素子と、 前記変倍レンズ群の位置を制御して前記撮像素子上の受
   光領域の大きさを変更すると共に、変倍動作を行わせる
   変倍動作制御手段と、 前記撮像素子の有効画素領域中から映像信号として読み
   出す第１のモードと、前記第１のモードで読み出される
   領域と異なる領域を前記撮像素子の有効画素領域中から
   映像信号として読み出す第２のモードに設定制御する撮
   像素子制御手段と、 前記第１のモードおよび前記第２のモードを選択するモ
   ード選択手段と、 前記選択手段により選択されたモードの状態に応じて、
   変倍動作時の前記変倍レンズ群の移動範囲を変更する移
   動範囲制御手段と、 前記移動範囲内における前記変倍レンズ群の現在位置の
   焦点距離比率を算出し、前記選択手段によるモード切替
   前後で、算出される前記焦点距離比率が実質的に等しく
   なるように前記変倍レンズ群の位置を制御する制御手段
   とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像装置において、 前記制御手段は前記第１のモードでの前記変倍レンズ群
   の現在位置がワイド端またはテレ端であるとき、前記第
   ２のモードへ移行後も前記変倍レンズ群の現在位置がそ
   れぞれワイド端またはテレ端に位置するように制御する
   ことを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の撮像装置において、 変倍動作の状態を撮影者に知らせる表示手段を有し、 前記選択手段によるモードの切替で、前記表示手段によ
   り表示される変倍動作表示が変化しないように制御する
   表示制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の撮像装置において、 前記モード切替時に前記撮像素子から出力された映像信
   号を前記表示手段に出力しないことを特徴とする撮像装
   置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の撮像装置において、 前記表示手段は映像信号に変倍動作の状態を表すキャラ
   クタで多重表示され、前記表示制御手段は前記モードに
   応じた現在の変倍レンズ位置の焦点距離比率を算出し、
   正規化した信号によってキャラクタ表示することを特徴
   とする撮像装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の撮像装置おいて、 前記第１のモードは動画撮影モードで、前記第２のモー
   ドは静止画撮影モードであることを特徴とする撮像装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の撮像装置において、 前記第１のモードでは前記撮像素子の有効画素領域中か
   ら一部の領域を映像信号として読み出し、前記第２のモ
   ードでは前記撮像素子の全有効画素領域を映像信号とし
   て読み出すことを特徴とする撮像装置。
8. 【請求項８】 少なくとも変倍動作を行う変倍レンズ群
   を含む光学レンズ群を使用する撮像方法において、 該光学レンズ群を通過した被写体像を、撮像素子により
   映像信号に変換する撮像工程と、 前記変倍レンズ群の位置を制御して前記撮像素子上の受
   光領域の大きさを変更すると共に、変倍動作を行わせる
   変倍動作制御工程と、 前記撮像素子の有効画素領域中から映像信号として読み
   出す第１のモードと、前記第１のモードで読み出される
   領域と異なる領域を前記撮像素子の有効画素領域中から
   映像信号として読み出す第２のモードに設定制御する撮
   像素子制御工程と、 前記第１のモードおよび前記第２のモードを選択するモ
   ード選択工程と、 前記選択工程により選択されたモードの状態に応じて、
   変倍動作時の前記変倍レンズ群の移動範囲を変更する移
   動範囲制御工程と、 前記移動範囲内における前記変倍レンズ群の現在位置の
   焦点距離比率を算出し、前記選択工程によるモード切替
   前後で、算出される前記焦点距離比率が実質的に等しく
   なるように前記変倍レンズ群の位置を制御する制御工程
   を含むことを特徴とする撮像方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の撮像方法において、 前記制御工程において前記第１のモードでの前記変倍レ
   ンズ群の現在位置がワイド端またはテレ端であるとき、
   前記第２のモードへ移行後も前記変倍レンズ群の現在位
   置がそれぞれワイド端またはテレ端に位置するように制
   御することを特徴とする撮像方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の撮像方法において、 変倍動作の状態を撮影者に知らせる表示工程を含み、 前記選択工程によるモードの切替で、前記表示工程によ
    り表示される変倍動作表示が変化しないように制御する
    表示制御工程を有することを特徴とする撮像方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の撮像方法におい
    て、 前記モード切替時に前記撮像素子から出力された映像信
    号を前記表示工程において出力しないことを特徴とする
    撮像方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の撮像方法におい
    て、 前記表示工程において映像信号に変倍動作の状態を表す
    キャラクタで多重表示され、前記表示制御工程において
    前記モードに応じた現在の変倍レンズ位置の焦点距離比
    率を算出し、正規化した信号によってキャラクタ表示す
    ることを特徴とする撮像方法。
13. 【請求項１３】 請求項８から請求項１２のいずれかに
    記載の撮像方法において、 前記第１のモードは動画撮影モードで、前記第２のモー
    ドは静止画撮影モードであることを特徴とする撮像方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項８から請求項１３のいずれかに
    記載の撮像方法において、 前記第１のモードでは前記撮像素子の有効画素領域中か
    ら一部の領域を映像信号として読み出し、前記第２のモ
    ードでは前記撮像素子の全有効画素領域を映像信号とし
    て読み出すことを特徴とする撮像方法。