JP2007060577A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体の照度が低い場合にも優れた感度を有し、鮮明な画像を撮像することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】 被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出された被写体輝度の変化に応じて、予め複数の分割領域毎に設定されている複数の動作パラメータに沿って露出制御を行う制御手段とを有し、前記複数の動作パラメータには、少なくとも光学ズームの焦点距離と電子ズームの拡大比率との組み合わせを含むことを特徴とする撮像装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、撮像装置に係り、特に、自動露出制御が可能な撮像装置に関する。本発明は、例えば、デジタルビデオカメラに好適である。

近年、撮像装置の一つとして、光学レンズを通った被写体からの光を撮像素子に結像することによって、被写体のデジタル画像を撮像及び記録するデジタルカメラやデジタルビデオカメラが注目されている。かかる撮像装置は、あらゆる撮像環境において、安定、且つ、良好な自動露出制御を常に可能にしなければならず、自動露出（ＡＥ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御機能の重要性は極めて高くなっている。

図１３は、自動露出制御機能を有する従来の撮像装置１０００の構成を示す概略ブロック図である。撮像レンズ１００１を通過した被写体からの光Ｌは、絞り１００２を介して、撮像素子１００３の撮像面に結像する。撮像素子１００３の撮像面に結像した光Ｌは、可変増幅率増幅器１００４及び信号処理部１００５を経て、映像出力ＩＭＳとなる。

一方、可変増幅率増幅器１００４から取り出された映像信号ＩＧＳが、マイクロプロセッサ１００５に入力される。マイクロプロセッサ１００５は、映像信号ＩＧＳに基づいて、絞り制御信号ＡＣＳを生成し、絞り駆動回路１００６を介して、絞り１００２を制御する。なお、絞り１００２の開口の大きさは、絞り値センサー１００８によって検出され、絞り値信号ＡＶＳとしてマイクロプロセッサ１００５に送信される。また、マイクロプロセッサ１００５は、電子シャッター制御信号ＥＳＳを生成し、タイミングジェネレーター１００７を介して、撮像素子１００３での光電変換による発生電荷の蓄積時間を変えて電子シャッター時間を制御する。更に、マイクロプロセッサ１００５は、ゲイン制御信号ＧＣＳを生成し、可変増幅率増幅器１００４の増幅率を制御する。マイクロプロセッサ１００５は、これらの３つの変化値を、撮像する被写体によって、組み合わせを換えて制御し、最適な撮像画像（撮像結果）を得られるようにする。

このような、予めプログラムされた露出制御はプログラムＡＥと呼ばれ、今日のビデオカメラやデジタルスチルカメラでは一般的に搭載されており、数種類のプログラムモードを選択できるようになっている。例えば、図１３に示すように、プログラムＡＥモード選択スイッチ１０１０によって、オートモード１０１２、スポーツモード１０１４、ポートレートモード１０１６が選択できるようになっている。ここで、オートモード１０１２は、一般的な撮像に適するモードである。スポーツモード１０１４は、高速で移動する被写体に対応するシャッター優先に近い動作を有するモードである。ポートレートモード１０１６は、画面の中心を撮像し、周囲をぼかすために絞り１００２を解放に近く設定する絞り優先に近い動作を有するモードである。なお、従来から銀塩写真機に搭載されている絞り優先（Ａｖ）モード、シャッター速度優先（Ｔｖ）モードも機能的にはこれらに含まれる。

マイクロプロセッサ１００５の動作について説明する。マイクロプロセッサ１００５は、ＡＥ基準値を読み込み、更に、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を読み込む。後は、基本的に、撮像信号のレベルをＡＥ基準値と等しくなるように、絞り値、ゲイン値、シャッター速度等（動作パラメータ）を変化させて制御する、所謂、フィードバックループである。ここで、ＬＵＴとは、被写体の明るさに従って、これらの動作パラメータをどのように対応して変化させるかを記載した表である。

図１４（ａ）は、プログラム線図と呼ばれ、被写体の明るさの変化に応じた各動作パラメータ（絞り値、ゲイン値、電子シャッター速度）の動作を表している。図１４（ａ）では、左端は被写体が非常に明るい場合を示しており、右側にずれるに従って徐々に暗くなることを示している。図１４（ａ）では、被写体が暗くなるに従って、電子シャッター速度を遅くし、次に、絞り値を下げて（即ち、絞り１００２を開けて）、最後に、ゲイン値を最大にすることで、撮像装置１０００の最大感度となる。

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す動作パラメータの説明図である。図１４（ｂ）を参照するに、可変するエリア（エリアＡ乃至Ｃ）毎に各動作パラメータを独立して制御している。

図１５は、図１４に示すプログラム線図を動作させるためのマイクロプロセッサ１００５の制御を定義したルックアップテーブルの一例を示す図である。図１５では、エリア（エリアＡ乃至Ｃ）毎に、動作パラメータを４段階に変化させている（即ち、４つの制御値を有する）が、かかる段階数が多いほどなめらかな制御が可能となる（特許文献１及び２参照）。
特開平５−５６３３３号公報 特開平５−５６３３６号公報

最近のビデオカメラに使用されるズームレンズは、例えば、広角側よりも望遠側の明るさの低下が著しくなっている場合がある。最近のビデオカメラに使用されるズームレンズは、カメラ本体の超小型化に応じて小型化が要求された結果、明るさを示すＦ値は２以上となり、更に、焦点距離によって大幅に変化するようになっているからである。従って、例えば、夜間の人工照明による撮影においては、ズームアップ画像のノイズが多くなり、期待した画質が得られないという問題を生じてしまう。

そこで、本発明は、被写体の照度が低い場合にもプログラム線図上優れた感度を有し、鮮明な画像を撮像することができる撮像技術を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮像装置は、被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出された被写体輝度の変化に応じて、予め複数の分割領域毎に設定されている複数の動作パラメータに沿って露出制御を行う制御手段とを有し、前記複数の動作パラメータには、少なくとも光学ズームの焦点距離と電子ズームの拡大比率との組み合わせを含むことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、被写体の照度が低い場合にも優れた感度を有し、鮮明な画像を撮像することができる撮像装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の一側面としての撮像装置１の構成を示す概略ブロック図である。

撮像装置１は、被写体からの光を、光学レンズ１０を介して撮像素子３０に結像し、被写体を撮像する撮像装置である。撮像装置１は、本実施形態では、デジタルビデオカメラとして具現化される。

撮像装置１は、図１に示すように、光学レンズ１０と、絞り２０と、ズーム位置センサー２５と、絞り値センサー２７と、撮像素子３０と、可変増幅率増幅器（ＧＣＡ：Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０と、ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）４５と、補間処理部５０と、ラインメモリ５５と、信号処理部６０と、マイクロプロセッサ７０と、ズーム駆動回路８０と、絞り駆動回路８５とを有する。

図１を参照するに、被写体からの光Ｌは、光学レンズ１０及び絞り２０を通過し、撮像素子３０の撮像面に結像する。光学レンズ１０は、ズームレンズである。光学レンズ１０は、本実施形態では、対物レンズである前玉１２と、ズーミング（可変焦点距離）を管理するズーム群１４と、撮像素子３０の受光面に像を結像するフォーカス群１６とから構成される。

ズーム位置センサー２５は、ズーム群１４の位置、即ち、光学レンズ１０の焦点距離を検出し、光学ズーム位置信号ＺＰＳとしてマイクロプロセッサ７０に出力する。なお、絞り２０の開口の大きさは、絞り値センサー２７によって検出され、絞り値信号ＡＶＳとしてマイクロプロセッサ７０に入力される。

撮像素子３０は、光学レンズ１０及び絞り２０を介して受光した光Ｌを電気信号に変換し、ＧＣＡ４０に出力する。ＧＣＡ４０は、外部からの制御によって、増幅率を可変にすることができる増幅器である。詳細には、ＧＣＡ４０は、ゲイン制御信号ＧＣＳを介して、マイクロプロセッサ７０に制御される。ＧＣＡ４０は、出力を補間処理部５０に送信する。

撮像素子３０は、ＴＧ４５からの駆動パルス信号ＤＰＳによって動作するが、かかる動作のタイミングを制御することで、電子シャッター機能、及び、垂直方向の電子ズーム機能を実現する。

補間処理部５０は、後述するように、ラインメモリ５５と協同して、電子ズーム機能を実現するための処理（補間処理）を実行する。補間処理部５０からの出力信号は、信号処理部６０に送信される。

ここで、図２を参照して、電子シャッター機能について説明する。図２は、電子シャッター機能を説明するための図である。図２（ａ）は通常の撮像時を示しており、ＴＧ４５からの駆動パルス信号ＤＰＳの一部である。被写体からの光Ｌを光電変換した電荷は、電荷読み出しパルスＥＲＰによって読み出され、撮像素子３０から出力される。かかる読み出しは、一般に、Ｘ−Ｙのアドレッシング又は電荷転送素子（ＣＣＤ）によって行われる。読み出しが終了したら、蓄積電荷リセットパルスＳＲＰによって僅かに残った電荷をリセットする。なお、新たな蓄積の開始から次の電荷読み出しパルスＥＲＰまでの期間が、電荷蓄積期間ＥＳＴとなる。また、ビデオカメラなどの撮像装置では、通常、１垂直帰線区間（１フィールド）ＰＢＩ毎に読み出しを行う。従って、１フィールドＰＢＩでの最大電荷蓄積時間は、ＮＴＳＣ方式の場合、約１／６０秒である。

図２（ｂ）は高速シャッターの撮影時を示しており、図２（ａ）と同様に、蓄積電荷リセットパルスＳＲＰと電荷読み出しパルスＥＲＰまでの期間が、電荷蓄積期間ＥＳＴとなる。このように、蓄積電荷リセットパルスＳＲＰと電荷読み出しパルスＥＲＰとの間隔を変化させることによって、電子的にシャッター動作を行うことができる。勿論、連続しない静止画像を撮像する場合は、機械式のシャッターを組み合わせてもよい。

次に、図３乃至図５を参照して、電子ズーム機能について説明する。図３は、電子ズームによる画像の拡大を説明するための図である。図４は、垂直補間による画像の拡大を説明するための図である。図５は、水平補間による画像の拡大を説明するための図である。

まず、光学ズームとは、光学レンズの駆動によって、撮像素子に結像させる画像の倍率を変化させる（即ち、光学レンズと撮像素子の間の焦点距離を変化させる）ことである。電子ズームとは、撮像素子で撮像した画像の一部にデジタル処理を施すことによって、画像を拡大させることである。これらの技術に関しては、従来から幾つか提案されている（例えば、特開平５−１９１７０４号公報、及び特開平３−９８０３６号公報。）。

特開平５−１９１７０４号公報には、撮像記録を行わずに撮像する場合、光学ズームの動作を停止し、電子ズームのみを動作させる撮像装置が開示されている。特開平３−９８０３６号公報には、銀塩フィルムの撮像装置として、被写体の照度が十分な場合と不十分な場合において、光学ズームと電子ズームの優先順位を切り換える撮像装置を開示している。

さて、本実施例では、図３を参照するに、光学レンズ１０を通過した光が、撮像素子３０の撮像面に結像することで形成された画像ＩＰ１（図３（ａ））に対して、垂直補間による拡大を行った画像ＩＰ２を図３（ｂ）に示している。更に、画像ＩＰ２に対して水平補間による拡大を行った画像ＩＰ３を図３（ｃ）に示している。

垂直補間による画像の拡大について説明する。図４を参照するに、同一水平方向の画素全てが１走査線（１ライン）ＳＬである。かかる１ライン単位で、撮像素子３０の撮像面中心付近、即ち、画面全面に拡大するラインの読み出しを行う。しかし、このままでは１つの画面を構成することができないため、この１ラインの情報をラインメモリ５５に格納する。そして、ライン単位で複数回読み出して補間することにより、垂直方向の電子的な拡大を行っている。図４では、最初に読み出したラインＳＬ１と、次に読み出したラインＳＬ２と２回読み出しているので、垂直方向の拡大率は２倍となる。

一方、水平補間による画像の拡大は、図５に示すように、１画素単位で表現した１ラインＳＬ’をラインメモリ５５に格納し、画素単位で複数回読み出して補間したラインＳＬ１’から画像として使用する部分のみを取り出す。これにより、電子的に水平方向に拡大したラインＳＬ２’を得ることができる。

このようにして得られたライン（垂直補間によるラインＳＬ２及び水平補間によるラインＳＬ２’）を組み合わせることによって、図３（ｃ）に示したような、電子的に拡大された画像ＩＰを得ることができる。

なお、本実施形態では、垂直方向に拡大させるラインのみを取り出すために、マイクロプロセッサ７０からの電子垂直ズーム制御信号ＰＺＳをＴＧ４５に入力する。ＴＧ４５は、垂直電子ズーム制御信号ＰＺＳに基づいて、必要なラインのみの読み出しを撮像素子３０から行う。

また、補間処理部５０と、補間処理部５５に接続されたラインメモリ５５において、ＧＣＡ４０からの出力に対して上述の補間処理を行う。かかる補間処理の補間拡大倍率は、マイクロプロセッサ７０からの垂直電子ズーム制御信号ＰＺＳ及び水平電子ズーム制御信号ＨＺＳに基づいて制御される。

補間処理部５０からの撮像信号ＩＧＳは、マイクロプロセッサ７０に入力され、かかる撮像信号ＩＧＳのレベルに基づいて、上述した各種制御が行われる。なお、本実施形態では、撮像信号ＩＧＳは、補間処理部５０からマイクロプロセッサ７０に直接入力している。しかし、実際には、ゲート回路を設けて画面の中心部のみを取り込んだり、画面を細かく分割してその各部分毎にウェイトを付けたり、信号の平滑処理を行ったり、最大値のホールド行ったり、何らかの処理を施して使用するのが一般的である。

一方、補間処理部からの撮像信号ＩＧＳは、信号処理部６０にも入力され、ガンマ、ホワイトバランス、ホワイトグリップ、ニーなどの処理が施されることによって、映像信号ＩＭＳとなる。なお、映像信号ＩＭＳは、撮像装置１がビデオカメラの場合には、ＮＴＳＣやＰＡＬなどの標準テレビ信号である。かかる標準テレビ信号は、テレビモニターに直接接続される。また、撮像装置１がデジタルスチルカメラの場合には、映像信号ＩＭＳは、圧縮処理を経て、ＳＤカード、ＣＦカードなどの記録媒体に入力される。

以下、マイクロプロセッサ７０について説明する。マイクロプロセッサ７０には、撮像信号ＩＧＳ、ズーム位置センサー２５からの光学ズーム位置信号ＺＰＳ、絞り値センサー２７からの絞り値信号ＡＶＳ、及び、ルックアップテーブルＬＵＴが入力される。

また、ユーザーの操作によって、ズームスイッチＺＳＷからテレフォト（望遠）側ＺＳＷ１、或いは、ワイド（広角）側ＺＳＷ２への各制御信号が入力され、かかる制御信号によってズーミングを制御する。しかしながら、後述するように、本発明による光学ズーム及び電子ズームの動作と、ユーザーの操作によるズーミングとは、直接の関係はない。

マイクロプロセッサ７０からの光学ズーム制御信号ＯＺＳは、ズーム駆動回路８０を介して、光学レンズ１０のズーム群１４を駆動する。また、マイクロプロセッサ７０からの絞り制御信号ＡＣＳは、絞り駆動回路８５を介して、絞り２０を駆動する。換言すれば、マイクロプロセッサ７０は、光学レンズ１０による光学ズーム及び絞り２０を制御する。

マイクロプロセッサ７０からの電子シャッター制御信号ＥＳＳは、ＴＧ４５を介して、撮像素子３０の露光時間を制御する。また、垂直電子ズーム制御信号ＰＺＳは、ＴＧ４５に入力され、電子ズームで拡大する画面の垂直方向のエリアの切り出しを制御する。更に、垂直電子ズーム制御信号ＰＺＳは、補間処理部５０にも入力され、ライン単位での補間を制御する。

マイクロプロセッサ７０からのゲイン制御信号ＧＣＳは、ＧＣＡ４０に入力され、増幅率（ゲイン）を制御する。

マイクロプロセッサ７０からの水平電子ズーム制御信号ＨＺＳは、補間処理部５０に入力され、画素単位の補間処理を制御する。電子ズームは、垂直電子ズーム制御信号ＰＺＳと水平電子ズーム制御信号ＨＺＳを同時に変化させることにより動作が行われる。

図６は、光学レンズ１０の焦点距離を変化させた場合の明るさ（Ｆ値）の変化を示すグラフである。図６では、縦軸に光学レンズ１０のＦ値を、横軸に光学レンズ１０の焦点距離を採用する。図６を参照するに、光学レンズ１０は、テレフォト（望遠）端ではＦ＝３．５であるが、ワイド（広角）端ではＦ＝１．６となり、明るさが約４．８倍程度（絞り２段強）変化している。換言すれば、光学レンズ１０は、ワイド（広角）側に対してテレフォト（望遠）側が非常に暗い特性を有している。ここで、Ｆ値とは、以下の数式１で表され、レンズの透過光量、即ち、レンズの明るさを示す数値である。

図７は、マイクロプロセッサ７０の自動露出（ＡＥ）制御の動作を説明するためのフローチャートである。まず、撮像装置１の電源が入る（電源ＯＮ）と、各動作パラメータは、ルックアップテーブルＬＵＴの初期値にリセットされる（ステップ５０２）。なお、動作パラメータ及びルックアップテーブルＬＵＴの詳細については後述する。

次に、ＡＥ基準値を読み込み（ステップ５０４）、更に、ルックアップテーブルＬＵＴを読み込む（ステップ５０６）。

ＡＥ基準値及びルックアップテーブルＬＵＴの読み込みが終了したら、各動作パラメータの読み込みを開始する（ステップ５０８乃至ステップ５１８）。具体的には、ステップ５０８で撮像信号ＩＧＳのレベルを読み込み、ステップ５１０で絞り値を読み込み、ステップ５１２でゲイン値を読み込み、ステップ５１４で電子シャッター速度を読み込む。更に、ステップ５１６で光学ズームの位置情報を読み込み、ステップ５１８で電子ズーム倍率の情報を読み込む。なお、光学ズームの位置情報とは、光学レンズ１０の焦点距離である。

各動作パラメータの読み込みが終了したら、ＡＥ基準値と撮像信号ＩＧＳのレベルとを比較し、適正値であるかどうかを判断する（ステップ５２０）。撮像信号ＩＧＳのレベルが適正値であれば、所定時間を経過（ウェイト）させ（ステップ５２４）、ステップ５０８以下を繰り返す。ウェイトは、一般的なビデオカメラでは制御が１フィールド（１／６０秒、或いは、１／５０秒）単位であり、その間に何回も制御を行っても意図した通りの動作を行わないことがあるため、かかる問題を防止するために設けている。更には、フィードバック動作が不安定になることも防止する。一方、撮像信号ＩＧＳのレベルが適正値でなければ、ルックアップテーブルによる制御サブルーチンを実行する（ステップ５２２）。

図８は、ルックアップテーブルによる制御サブルーチンの詳細なフローチャートである。図８を参照するに、まず、ルックアップテーブルの現在の位置を、図７に示すステップ５０８乃至５１８で読み出した各動作パラメータから確定する（ステップ６０２）。ここで、図９（ａ）は、本実施形態の撮像装置１のプログラム線図であって、例えば、このときの光学ズームが図６に示す中央付近（３４ｍｍ）であるとする。

図９（ａ）に示すプログラム線図は、想定される撮像条件（被写体の明るさ）に対しての各動作パラメータの動作を定義している。図９（ａ）に示すプログラム線図において、左端は被写体の明るさが最も明るい場合を示しており、右端は被写体の明るさが最も暗い場合を示している。具体的には、左端が数万ルックス程度、右端が数ルックス程度である。動作パラメータは、ゲイン値（ｄＢ）、電子シャッター速度（秒）、絞り値（Ｆ）、光学レンズ１０の焦点距離（ｍｍ）、及び、電子ズームの倍率（倍）である。

図９（ａ）に示すプログラム線図の左端の被写体の最も明るい場合は、光の回折現象による解像度低下を回避するために、電子シャッターによるＡＥ制御を行う。そして、被写体が暗くなっていくと、電子シャッターは固定され、絞り２０を開けていく。絞り２０が解放されると、ゲイン値を挙げていき、その最大になったポイントが従来技術における最大感度であった（図１４参照）。

しかしながら、本実施形態では、ゲイン値が最大になった後で、更に被写体が暗くなると、光学ズームが中央付近の位置から明るいワイド端にシフトすることにより、感度を向上させることができる。しかしながら、光学ズームをシフトすることによって、画角が当然大きくなる。そこで、本実施形態では、電子ズームによる拡大を同時に行い、撮像画角を変化させることなく感度を向上させ、鮮明な画像を取得するようにしている。

なお、電子ズームによる拡大は、原理的に解像度の低下を招く。しかし、被写体の照度が最低付近の撮像においては、ノイズが非常に増加するため、少しでも鮮明な画像を取得することが限界解像度よりも優先されることは明らかである。但し、かかる機能の切り換えをユーザーが選択できるように構成してもよい。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す動作パラメータの説明図である。図９（ｂ）を参照するに、被写体の高照度側から低照度側に向けて順次電子シャッターを可変にするエリアＡ、絞り２０を可変にするエリアＢ、ゲイン値を可変するエリアＣ、電子ズームと光学ズームとの組み合わせを可変にするエリアＤに分割されている。なお、各エリアＡ乃至Ｄでは変化するパラメータは、１つだけである。この理由は、複数のパラメータを同時に変化させると、各パラメータの応答が異なって制御が困難となり、最悪の場合には発振することも考えられるためであり、ＡＥ制御などのフィードバック制御を安定させるために非常に重要である。

図１０は、撮像装置１のルックアップテーブルＬＵＴの一例を示す図である。図１０は、図９（ａ）に示すプログラム線図においては連続した線で示されていたものを、マイクロプロセッサ７０からのデジタル制御に対応して設定したものである。本実施形態では、各エリアＡ乃至Ｄにおいて、４段階の分解能で制御しているが、分解能を更に細かく（即ち、段階を増やす）すれば、滑らか、且つ、スムーズな制御を行うことができる。

図８に戻って、ルックアップテーブルの現在の位置を確定したら、ルックアップテーブル上のパラメータ値と現在の値を比較し、ルックアップテーブルの動作方向（明るくするか暗くするか）を確定する（ステップ６０４）。次に、ステップ６０４で確定した動作方向が必要とする動作パラメータを確定し（ステップ６０６）、ステップ６０４で確定した動作方向を判断する（ステップ６０８）。

ステップ６０４で確定した動作方向が明るくする方向であれば、各動作パラメータの１つのみを１段階変化させる（ステップ６１０）。換言すれば、図１０に示すルックアップテーブル上で右側に１段階移動させる。例えば、絞り２０の場合には１段階開き、電子シャッター速度の場合には１段階遅くし、ゲイン値の場合には１段階上げ、ズームの組み合わせの場合には１段階明るくする。

一方、ステップ６０４で確定した動作方向が暗くする方向であれば、各動作パラメータの１つのみを１段階変化させる（ステップ６１２）。換言すれば、図１０に示すルックアップテーブル上で左側に１段階移動させる。例えば、絞り２０の場合には１段階閉じ、電子シャッター速度の場合には１段階速くし、ゲイン値の場合には１段階下げ、ズームの組み合わせの場合には１段階暗くする。

ステップ６０２乃至ステップ６０８及びステップ６１０、或いは、ステップ６０２乃至ステップ６０８及びステップ６１２を経てルックアップテーブルによる制御サブルーチン（ステップ５２２）が終了し、図７に示すステップ５２４のウェイトに戻る。このようなＡＥ制御を、撮像装置１の電源が入って撮像を行っている間、繰り返す。

なお、光学ズームがテレフォト（望遠）側の場合のプログラム線図を図１１に示す。図１１を参照するに、図６に示す光学レンズ１０のＦ値の変化を考慮すると、図９に示した場合よりも、感度を更に改善することができる。勿論、光学ズームと電子ズームとの組み合わせによるエリアＤのない従来よりも感度が大幅に改善されていることは明らかである。

また、図１２は、電子ズームと光学ズームとの組み合わせの動作であるエリアＤが、絞り値の動作であるエリアＢとゲイン値の動作であるエリアＣとの間にあるプログラム線図及び各動作パラメータを説明図である。図１２に示すプログラム線図は、被写体が暗くなってくると、ゲイン値が上がってノイズが増えて画像が劣化する前に、感度を上げることができる。従って、低照度の被写体の撮影時において、ノイズの増加を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての撮像装置の構成を示す概略ブロック図である。 電子シャッター機能を説明するための図である。 電子ズームによる画像の拡大を説明するための図である。 垂直補間による画像の拡大を説明するための図である。 水平補間による画像の拡大を説明するための図である。 図１に示す光学レンズの焦点距離を変化させた場合の明るさ（Ｆ値）の変化を示すグラフである。 図１に示すマイクロプロセッサの自動露出（ＡＥ）制御の動作を説明するためのフローチャートである。 図７に示すステップ５２２のルックアップテーブルによる制御サブルーチンの詳細なフローチャートである。 図１に示す撮像装置のプログラム線図の一例と各動作パラメータを説明するための図である。 図１に示す撮像装置のルックアップテーブルの一例を示す図である。 図１に示す撮像装置のプログラム線図の一例を示す図である。 図１に示す撮像装置のプログラム線図の一例と各動作パラメータを説明するための図である。 従来の撮像装置の構成を示す概略ブロック図である。 従来のプログラム線図の一例と各動作パラメータを説明するための図である。 図１４に示すプログラム線図を動作させるためのマイクロプロセッサの制御を定義したルックアップテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１０ 光学レンズ
２０ 絞り
２５ ズーム位置センサー
２７ 絞り値センター
３０ 撮像素子
４０ 可変増幅率増幅器（ＧＣＡ）
４５ Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＴＧ）
５０ 補間処理部
５５ ラインメモリ
６０ 信号処理部
７０ マイクロプロセッサ
８０ ズーム駆動回路
８５ 絞り駆動回路

Claims (5)

1. 被写体の輝度を検出する検出手段と、
   前記検出された被写体輝度の変化に応じて、予め複数の分割領域毎に設定されている複数の動作パラメータに沿って露出制御を行う制御手段とを有し、
   前記複数の動作パラメータには、少なくとも光学ズームの焦点距離と電子ズームの拡大比率との組み合わせを含むことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、撮像画像の撮像画角を変更することなく、前記光学ズームの焦点距離と前記電子ズームの拡大比率との組み合わせを変更することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 撮像条件に応じて制御特性が設定された複数の露出制御プログラムを更に有し、
   前記制御手段は、前記複数の露出制御プログラムの少なくとも１つに前記演算手段の演算結果に基づいて、前記撮像動作を制御することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記複数の動作パラメータは、前記光学ズームと前記電子ズームとの組み合わせによる露出制御を含み、
   前記露出制御は、撮像範囲を制御する絞り制御と撮像信号の増幅率を制御するゲイン制御との間に行われることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 前記複数の動作パラメータは、前記光学ズームと前記電子ズームとの組み合わせによる露出制御を含み、
   前記露出制御は、撮像信号の増幅率を制御するゲイン制御が最大になったときに行われることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。