JP2009159550A

JP2009159550A - 撮像装置

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Inventors: Satoshi Nakayama; 智中山
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Abstract

【課題】高倍率ズーム機能を実現するとともに、アスペクト比によらず良好な出力画像を得る。
【解決手段】撮像装置は、光学ズーム手段１，８と、電子ズーム手段４と、電子ズーム手段の動作を制御する制御手段７と、出力画像のアスペクト比を第１のアスペクト比と第２のアスペクト比との間で選択する選択手段１０とを有する。制御手段は、第１のアスペクトが選択されている場合は、第１のズーム状態と該第１のズーム状態よりも高倍率側の第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させ、第２のアスペクト比が選択されている場合は、第１のズーム状態と第１及び第２のズーム状態間の第３のズーム状態との間で電子ズーム手段を動作させず、該第３のズーム状態と第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学ズーム機能と電子ズーム機能とを有する撮像装置に関する。

ビデオカメラ等の撮像装置においては、望遠撮像を可能にするために高倍率ズーム機能の搭載が求められている。そして、光学ズームだけでは達成できない高倍率ズームを実現するために、光学ズームと撮像素子からの信号（画像）の一部を電子的に拡大処理する電子ズームとを組み合わせて用いる撮像装置が多い。

例えば、特許文献１にて開示された撮像装置では、広角側では電子ズームによって拡大率を上げ、ある拡大率に達した後は光学ズームを用いてさらに拡大率を増加させる。

また、撮像装置では、テレビ映像のハイビジョン化に伴い、従来の４：３のアスペクト比に代えて、１６：９のアスペクト比での撮像が行えるものが一般的になってきている。このような撮像装置では、撮像アスペクト比を４：３と１６：９との間でユーザが任意に選択できる機能を備えたものが多い。
特許第３５９３２７１号

一般に、撮像素子が有する全有効画素からなるべく多くの画素数（ライン数）の画像を切り出し、その切り出した画像を縮小してモニタに出力した方が良好な画質が得られる。しかしながら、従来の撮像装置では、光学ズームを用いて拡大率を上げるよりも電子ズームを優先的に用いて拡大率を上げることで望遠撮像を行う。そして、光学ズームを使用しているときにモニタに出力される画像のライン数は、撮像素子から切り出したライン数と同じになっている。つまり、光学ズームを用いて望遠撮像する場合に撮像素子から切り出すライン数はモニタのライン数は満足しているが、切り出したライン数が少ないために出力画像の画質が低下してしまう。また、撮像アスペクト比を切り換えた際に撮像素子からの切り出しライン数も変化するため、撮像アスペクト比によって画質と撮像倍率との関係が変化する。

本発明は、光学ズームと電子ズームを併用することにより高倍率ズーム機能を実現できるとともに、アスペクト比によらず良好な出力画像が得られるようにした撮像装置及びその制御方法を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、光学的な変倍を行う光学ズーム手段と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの信号を用いて電子的な変倍を行う電子ズーム手段と、電子ズーム手段の動作を制御する制御手段と、出力画像のアスペクト比を第１のアスペクト比と第２のアスペクト比との間で選択する選択手段とを有する。制御手段は、第１のアスペクトが選択されている場合は、第１のズーム状態と該第１のズーム状態よりも望遠側の第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させ、第２のアスペクト比が選択されている場合は、第１のズーム状態と第１及び第２のズーム状態の間の第３のズーム状態との間で電子ズーム手段を動作させず、該第３のズーム状態と第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させることを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としてのズーム制御方法は、光学的な変倍を行う光学ズーム手段と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの信号を用いて電子的な変倍を行う電子ズーム手段と、出力画像のアスペクト比を第１のアスペクト比と第２のアスペクト比との間で選択する選択手段とを有する撮像装置に適用される。該ズーム制御方法は、選択手段により選択されたアスペクト比を検出するステップと、第１のアスペクトが選択されている場合に、第１のズーム状態と該第１のズーム状態よりも望遠側の第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させるステップと、第２のアスペクト比が選択されている場合に、第１のズーム状態と第１及び第２のズーム状態の間の第３のズーム状態との間で電子ズーム手段を動作させず、該第３のズーム状態と第２のズーム状態との間で光学ズーム手段の動作に伴い電子ズーム手段を動作させるステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、光学ズームと電子ズームとを併用することで高倍率のズーム機能が得られるだけでなく、選択されたアスペクト比に応じて、光学ズーム動作に伴い電子ズーム動作を行うズーム領域を異ならせる。これにより、選択されたアスペクト比にかかわらず出力画像の画質の低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例であるビデオカメラ（撮像装置）の電気的構成を示している。１は撮像レンズとしての光学ズームレンズであり、光学的な変倍が可能である。２は光学ズームレンズ１によって形成された光学像（被写体像）を電気信号に変換する撮像素子である。本実施例では、撮像素子２として、ＣＣＤセンサを用いている。

３は撮像素子２から出力された画素信号（電荷）に対してＮＴＳＣ等の映像規格に応じた映像信号処理を行うことで映像信号（入力画像）を生成する映像信号処理回路である。

４は映像信号処理回路３からの映像信号に対して、後述する縮小処理を行う縮小処理回路である。

５は映像信号に対する縮小処理を行うときに一時的に映像信号を格納するＳＤＲＡＭであり、６は不図示の出力端子から、縮小処理を受けた映像信号である出力画像を不図示のモニタに出力するモニタ出力回路である。

９は後述するマイクロコンピュータからの信号に応じて、撮像素子２の水平方向及び垂直方向の駆動信号を発生するＴＧ回路である。

７はビデオカメラ全体の動作を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータである。

８はマイクロコンピュータ７からの信号に応じて光学ズームレンズ１に光学ズーム動作を行わせる光学ズーム回路である。光学ズーム回路８と光学ズームレンズ１とによって光学ズーム手段が構成される。

１０は撮像アスペクト比をユーザが任意に選択するために操作されるアスペクト比切換スイッチである。該アスペクト比切換スイッチ１０の操作に応じて、撮像アスペクト比を第１のアスペクト比である１６：９と第２のアスペクト比である４：３との間で切り換えることができる。

ここで、電子ズーム動作と光学子ズーム動作を行うための構成について詳しく説明する。本実施例では、モニタに出力される映像信号（出力画像）がＮＴＳＣ規格の縦４８０ラインを有する場合について説明する。

光学ズームレンズ１によって形成された被写体像は、撮像素子２によって電気信号に変換され、該撮像素子２からの画素信号は、映像信号処理回路３に入力される。

映像信号処理回路３は、画素信号に対して、画像の色あいを人間の記憶色に近づけるためのホワイトバランス処理や、ガンマ処理等の非線形信号処理や、画像に解像感を付加するための輪郭強調処理等を行う。これらの映像信号処理によって生成された映像信号は、縮小処理回路４に入力される。

ＴＧ回路７は、撮像素子２に対して、その垂直方向における所定数の画素ラインの信号が読み出されるように駆動信号を出力する。読み出しライン数の最大値は、撮像素子２の駆動周波数の上限値によって決定される。本実施例では、４：３の撮像アスペクト比が設定されている状態では、最大画素ライン数である１２００本の画素ライン（全有効画素領域）からの画素信号を読み出すことが可能である。

ＳＤＲＡＭ５には、映像信号処理回路３によって、１２００本の画素ラインからの画素信号に基づいて生成された映像信号（入力画像）が格納される。

縮小処理回路４は、ＳＤＲＡＭ５に格納された映像信号（入力画像）から、電子ズームの倍率に応じた切り出し範囲（第１の範囲）の切り出しを行う。さらに縮小処理回路４は、切り出した映像信号から、ビデオ出力が可能な４８０本の画素ラインを有する出力画像を生成し、この出力画像をモニタ出力回路６に出力する。このとき、ＳＤＲＡＭ５は、フィールドメモリ又はラインメモリとして使用される。切り出し範囲の切り出し及び出力画像の生成までの一連の動作を縮小処理という。

モニタ出力回路６は、縮小処理後のデジタル信号としての映像信号を、アナログ信号に変換し、不図示のモニタに出力する。

ここで、モニタ出力回路６からモニタに出力される画像を拡大する場合には、マイクロコンピュータ７は、光学ズーム回路８に対して、光学ズームレンズ１を望遠側に動作させるための制御信号を出力する。これにより拡大側への光学ズーム動作が行われる。また、マイクロコンピュータ７は、光学ズームレンズ１のズーム位置（不図示の変倍レンズの位置：以下、光学ズーム位置という）に応じて、入力画像からの切り出し範囲を決定し、縮小処理回路４に該切り出し範囲に対応する縮小率を指示する。これにより、撮像素子２からの画素信号を用いた拡大側への電子ズーム動作が行われる。縮小処理回路４は、電子ズーム手段に相当する。

本実施例では、撮像アスペクト比が１６：９である場合は、広角端（第１のズーム状態）から、これよりも高倍率側、すなわち望遠側の望遠端（第２のズーム状態）までのズーム全域において、光学ズーム動作に伴って、すなわち連動して電子ズーム動作が行われる。

一方、アスペクト比切換スイッチ１０によって４：３が選択されている場合は、広角端から中間ズーム位置（第３のズーム状態）までの広角側ズーム域では光学ズーム動作が行われるが、電子ズーム動作は行われない。ただし、中間ズーム位置から望遠端までの望遠側ズーム域では、光学ズーム動作に伴って電子ズーム動作が行われる。

次に、入力画像から電子ズームによって切り出される切り出し範囲の大きさについて、図２〜図５を用いて説明する。本実施例では、撮像素子２を用いて生成された入力画像からの切り出し範囲の大きさ（切り出しサイズ）を変更することで出力画像の電子的な変倍である電子ズーム動作を行う。また、入力画像からの切り出しサイズは、撮像アスペクト比によって異なる。なお、図２〜図５における最も外側の太枠は、前述した１２００本の画素ラインを含む入力画像を示し、点線は後述する防振必要範囲を示す。

図２には、撮像アスペクト比が１６：９である場合に、電子防振処理を許容するシフト可能領域としての防振必要範囲を確保した上での最大切り出しサイズ（切り出し範囲の大きさ）を示す。すなわち、縮小処理回路４は、入力画像における切り出し範囲の外側に防振必要範囲（第２の範囲）を残すように切り出し範囲を設定する。

電子防振処理は、手振れ等によるビデオカメラの振れに応じて入力画像上での切り出し範囲を防振必要範囲内で上下左右にシフトさせることで画像振れを電子的に低減する処理である。この電子防振処理は、ビデオカメラの振れを検出したマイクロコンピュータ７からの指示に応じて、縮小処理回路４が切り出し範囲をシフトさせることで行われる。すなわち、縮小処理回路４は、防振手段に相当する。

なお、ビデオカメラの振れは、撮像装置に設けられた不図示の角速度センサ、加速度センサ等の振れ検出器を用いて検出してもよいし、入力画像の連続したフレーム間でパターンマッチング処理により動きベクトルを算出することで検出してもよい。

図２に示すように、切り出し範囲の外側に防振必要範囲を確保すると、切り出し範囲に含まれる画素ライン数（以下、切り出しライン数という）は９６０本に制限される。したがって、撮像アスペクト比１６：９では、この９６０本の切り出しライン数に相当する切り出し範囲が最も広い切り出し範囲となり、かつ画質的にも最良となる。撮像アスペクト比１６：９の広角端では、この切り出し範囲を採用する。

図３には、撮像アスペクト比が１６：９である場合の最小切り出しサイズを示す。この最小切り出しサイズは、ＮＴＳＣ規格の垂直画素ライン数と同じ４８０本の画素ラインに相当する。撮像アスペクト比が１６：９の望遠端では、この切り出し範囲を採用する。このように、切り出しサイズを４８０本の画素ラインに相当するように設定することで、切り出された画像に対する拡大処理の必要がなくなり、拡大処理による画質の低下を防ぐことができる。しかも、撮像倍率を大きくとることができる。

図４には、撮像アスペクト比が４：３である場合に防振必要範囲を確保した上での最大切り出しサイズを示す。前述したように、入力画像は、１２００本の画素ラインに相当する最大切り出し可能範囲を有する。したがって、撮像アスペクト比が４：３である場合の最大切り出しサイズは、該最大切り出し可能範囲に対して図４に示すように制限される。このときの防振必要範囲は、入力画像の全画素に対して余裕を残すように設定されている。

上述した撮像アスペクト比が１６：９の場合では、防振必要範囲を残すために最大切り出しサイズが制限された。しかし、撮像アスペクト比が４：３の場合では、防振必要領域には余裕があるものの、撮像素子の読み出しクロックに応じた１フィールドで読み出せる画素数により決まる最大切り出し可能範囲から最大切り出しサイズが制限される。本実施例では、撮像アスペクト比が４：３の広角端では、この切り出し範囲を採用する。

図５には、撮像アスペクト比が４：３である場合の最小切り出しサイズを示す。この最小切り出しサイズは、撮像アスペクト比が１６：９である場合と同様に、ＮＴＳＣ規格の垂直画素ライン数と同じ４８０本の画素ラインに相当する。その理由は、前述した通りである。このように、撮像アスペクト比が４：３の望遠端では、この切り出し範囲を採用する。

図６には、本実施例における撮像アスペクト比が１６：９である場合のズーム動作を示す。図中の横軸は、ズーム位置を示しており、左端が広角端（ＷＩＤＥ）を、右端が望遠端（ＴＥＬＥ）を示す。図中の右側の縦軸は、光学ズーム及び電子ズームのそれぞれの倍率と、これらを合成したトータルのズーム倍率を示している。ここでは、光学ズーム倍率が１倍から１０倍である場合を例として示している。また、左側の縦軸は、切り出し範囲の垂直画素ライン数であるメモリ切り出しライン数を示している。ここでは、電子ズーム倍率が、メモリ切り出しライン数で９６０本に相当する倍率から４８０本に相当する倍率まで可変である場合を例として示している。

メモリ切り出しライン数は、縮小処理回路４においてビデオ出力が可能な４８０本の画素ライン数を有する出力画像を生成する際に、どれだけの画素ライン数を含む切り出し範囲から出力画像を生成するかを決める数である。

図６において、（１）（図には丸囲み数字で示す：他の数字も同じ）〜（２）の点線は光学ズーム倍率の変化を示し、（３）〜（４）の実線はメモリ切り出しライン数の変化を示している。

広角端から望遠側に向けてズームを行う場合、光学ズーム倍率が広角端となるポイント（１）から光学ズーム倍率が徐々に増加し、望遠端でポイント（２）に到達する。一方、メモリ切り出しライン数は、９６０ラインとなるポイント（３）から徐々に減少して、望遠端で４８０ラインとなるポイント（４）に到達する。このように、本実施例では、電子ズーム倍率は、広角端から望遠端までのズーム全域において光学ズーム倍率の変化に対してリニアに変化する。メモリ切り出しライン数が最大で９６０本であり、最小で４８０本であるため、電子ズーム倍率は１倍から２倍の間で変化する。また、最大の光学ズーム倍率は１０倍であるため、トータルの最大ズーム倍率は、
１０×（９６０／４８０）＝２０
より、２０倍（ポイント（５））となる。

図７には、従来のビデオカメラにおける撮像アスペクト比が４：３の場合でのズーム動作を示す。図中の横軸及び左右の縦軸は、図６と同様に、ズーム位置及びズーム倍率をそれぞれ示している。ここでも、光学ズーム倍率が１倍から１０倍である場合を例として示している。また、電子ズーム倍率が、メモリ切り出しライン数で１２００本に相当する倍率から４８０本に相当する倍率まで可変である場合を例として示している。

さらに、図７においても、（１）〜（２）の点線は光学ズーム倍率の変化を示し、（３）〜（４）の実線はメモリ切り出しライン数の変化を示している。

広角端から望遠側に向けてズームを行う場合、光学ズーム倍率が広角端となるポイント（１）から光学ズーム倍率が徐々に増加し、望遠端でポイント（２）に到達する。一方、メモリ切り出しライン数は、１２００ラインとなるポイント（３）から徐々に減少して、望遠端で４８０ラインとなるポイント（４）に到達する。このように、従来のビデオカメラでは、撮像アスペクト比が４：３の場合でも、電子ズーム倍率は、広角端から望遠端までのズーム全域において光学ズーム倍率の変化に対してリニアに変化する。メモリ切り出しライン数が最大で１２００本であり、最小で４８０本であるため、電子ズーム倍率は１倍から２．５倍の間で変化する。また、最大の光学ズーム倍率は１０倍であるため、トータルの最大ズーム倍率は、
１０×（１２００／４８０）＝２５
より、２５倍（ポイント（５））となる。

ここで、図７で説明した従来のビデオカメラにおける撮像アスペクト比が４：３の場合のズーム動作によって発生する問題について説明する。

通常、防振必要範囲は、ズーム倍率が高くなるほど広くすることが必要である。この点、図７に示したズーム動作では、ズーム倍率が高くなるのに伴って切り出し範囲が狭くなり、防振必要範囲の最大位置は固定されているため、結果として、切り出し範囲の大きさに対する防振必要範囲の大きさが広くなる。

ここで、図４の説明で述べた通り、撮像アスペクト比が４：３の場合での最大切り出し範囲は、防振可能範囲が余裕を持った広さとなるように設定される。このため、必要最小限の防振可能範囲を確保するという観点からは、広角端だけでなく中間ズーム位置まで倍率を上げるまで、最大切り出し範囲を維持してもよい。これにもかかわらず、図７に示すように光学ズーム倍率の変化に対してリニアに電子ズーム倍率、つまりはメモリ切り出しサイズを変化させると、中間ズーム領域で出力画像を生成するために使用できる画素数が減少してしまい、画質が低下してしまう。

本実施例では、このような広角端から中間ズーム位置までの電子ズーム動作によって中間ズーム領域での画質が低下する問題を解消するために、撮像アスペクト比が４：３である場合に、図８に示すようにズーム動作を行う。

図８において、横軸及び左右の縦軸は、図６と同様に、ズーム位置及びズーム倍率をそれぞれ示している。ここでも、光学ズーム倍率が１倍から１０倍である場合を例として示している。また、電子ズーム倍率が、メモリ切り出しライン数で１２００本に相当する倍率から４８０本に相当する倍率まで可変である場合を例として示している。

（１）〜（２）の点線は光学ズーム倍率の変化を示し、（３）〜（４）〜（５）の実線はメモリ切り出しライン数の変化を示している。

広角端から望遠側に向けてズームを行う場合、光学ズーム倍率が広角端となるポイント（１）から光学ズーム倍率が徐々に増加し、望遠端でポイント（２）に到達する。この光学ズーム動作は、図７に示した場合と同じである。

一方、メモリ切り出しライン数は、広角端であるポイント（３）から中間ズーム位置（ＭＩＤＤＬＥ）（４）までは変化せずに最大ライン数（１２００本）を維持する。すなわち、広角端から中間ズーム位置までは、光学ズーム動作に伴う電子ズーム動作を行わない。中間ズーム位置は、最大切り出し範囲が設定されていても防振必要範囲に不足が生じない最大のズーム倍率が得られるズーム位置である。このように、広角端から中間ズーム位置まで最大切り出し範囲を維持することで、防振性能を確保しつつ中間ズーム領域での出力画像の画質を良好にすることができる。

そして、中間ズーム位置（４）から望遠端に向かって徐々にメモリ切り出しライン数が減少し、望遠端でポイント（５）に到達する。

（１）〜（６）〜（７）の点線はトータルのズーム倍率を示している。広角端のポイント（１）から中間ズーム位置のポイント（６）までのトータルのズーム倍率は、光学ズーム倍率と同じである。一方、中間ズーム位置のポイント（６）から望遠端のポイント（７）に近づくにしたがって、光学ズーム倍率とともに電子ズーム倍率が増加し、望遠端ではトータルのズーム倍率が、図７の場合と同じ２５倍になる。

このように、本実施例では、撮像アスペクト比が１６：９の場合はズーム全域で光学ズーム動作に連動させて電子ズーム動作を行う。一方、撮像アスペクト比が４：３の場合は、広角端から中間ズーム位置までは電子ズーム動作を行わずに光学ズーム動作のみを行い、中間ズーム位置から望遠端までは光学ズーム動作に連動させて電子ズーム動作を行う。すなわち、撮像アスペクト比に応じて電子ズーム動作を行うズーム範囲を切り換えることで、高いトータルズーム倍率を得ながら、中間ズーム領域での画質の低下を抑制することができる。

なお、マイクロコンピュータ７は、その内部メモリに、図６及び図８に示した光学ズーム位置に対するメモリ切り出しライン数のデータを記憶している。

図９のフローチャートには、マイクロコンピュータ７における電子ズーム動作の制御手順（ズーム制御方法）を示している。

ステップＳ９０１では、マイクロコンピュータ７は、アスペクト比切換スイッチ１０により撮像アスペクト比として１６：９が選択されているか４：３が選択されているかを判別（検出）する。４：３が選択されている場合は、ステップＳ９０２において、マイクロコンピュータ７は、光学ズーム位置を読み込み、該読み込んだ光学ズーム位置をＺＭとして、ステップＳ９０３に進む。

ステップＳ９０３では、マイクロコンピュータ７は、光学ズーム位置ＺＭが図８に示した広角端と中間ズーム位置との間の位置であるか否かを判別する。光学ズーム位置ＺＭが広角端と中間ズーム位置との間の位置である場合は、ステップＳ９０５に進む。ステップＳ９０５では、マイクロコンピュータ７は、メモリ切り出しライン数を、１２００ラインから変更しない。これにより、広角端と中間ズーム位置との間で光学ズーム動作が行われても、電子ズーム動作は行われない。

また、光学ズーム位置ＺＭが広角端と中間ズーム位置との間の位置ではない場合（中間ズーム位置と望遠端との間の位置である場合）は、ステップＳ９０４に進む。ステップＳ９０４では、マイクロコンピュータ７は、図８に示すポイント（４）〜（５）でのメモリ切り出しライン数のうち、光学ズーム位置ＺＭに応じたメモリ切り出しライン数（縮小率）を設定して、縮小処理回路４に出力する。

具体的には、マイクロコンピュータ７は、内部メモリに記憶された図８に示したメモリ切り出しライン数のデータから、光学ズーム位置ＺＭに対応するメモリ切り出しライン数を読み出す。ただし、マイクロコンピュータ７は、光学ズーム位置ＺＭに対応するメモリ切り出しライン数を演算式を用いて算出してもよい。こうして中間ズーム位置と望遠端との間で光学ズーム動作が行われると、これに伴って電子ズーム動作も行われる。

また、ステップＳ９０１において、１６：９が選択されている場合は、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６では、マイクロコンピュータ７は、光学ズーム位置を読み込み、読み込んだズーム位置をＺＭとする。そして、ステップＳ９０７にて、マイクロコンピュータ７は、図６に示すポイント（３）〜（４）でのメモリ切り出しライン数のうち、光学ズーム位置に応じたメモリの切り出しライン数（縮小率）を設定して、縮小処理回路４に出力する。これにより、広角端と望遠端との間で光学ズーム動作が行われると、これに伴って電子ズーム動作が行われる。

以上説明したように、本実施例によれば、光学ズームだけでは得られない高いズーム倍率を光学ズームと電子ズームとの併用によって実現することができる。しかも、広角側ズーム域において、防振性能を確保した上で広画角での撮像が可能であるとともに、撮像アスペクト比にかかわらずどのズーム倍率でも良好な画質を得ることができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例では、最小切り出しサイズに対応する画素ライン数やＣＣＤセンサの最大読み出しライン数としてＮＴＳＣ規格に対応する４８０本や１２００本という数値を挙げて説明したが、これらの数値は例に過ぎず、他の数値であってもよい。また、最小切り出しサイズに相当する画素ライン数が４８０本を下回ってもよい。

また、上記実施例では、撮像アスペクト比が１６：９の場合に広角端から望遠端までのズーム全域でリニアな電子ズーム動作を行わせる場合について説明した。しかし、ノンリニアな電子ズーム動作を行わせるようにしてもよいし、電子ズーム動作を行わせないズーム域を含めたりしてもよい。

さらに、上記実施例では、１６：９の撮像アスペクト比を第１のアスペクト比とし、４：３の撮像アスペクト比を第２のアスペクト比とした場合について説明したが、これを逆にしてもよい。また、１６：９や４：３はアスペクト比の例に過ぎず、他のアスペクト比を用いてもよい。

また、上記実施例では、ＣＣＤセンサを撮像素子２として用いた場合について説明したが、ＣＭＯＳセンサ等、他の光電変換素子を用いてもよい。ＣＭＯＳセンサを用いる場合には、該ＣＭＯＳセンサからの信号の読み出し範囲の大きさを変更することで、上記実施例にて説明した入力画像からの切り出し範囲を変更する場合と同様に電子ズームを行うことができる。

本発明の実施例であるビデオカメラの構成を示すブロック図。実施例における撮像アスペクト比１６：９及び広角端での切り出し範囲を示す図。実施例における撮像アスペクト比１６：９及び望遠端での切り出し範囲を示す図。実施例における撮像アスペクト比４：３及び広角端での切り出し範囲を示す図。実施例における撮像アスペクト比４：３及び望遠端での切り出し範囲を示す図。実施例における撮像アスペクト比１６：９でのズーム動作を示す図。従来のビデオカメラにおける撮像アスペクト比４：３でのズーム動作を示す図。実施例における撮像アスペクト比４：３でのズーム動作を示す図。実施例における電子ズーム制御を示すフローチャート。

符号の説明

１光学ズームレンズ
２撮像素子
３映像信号処理回路
４縮小処理回路
５ＳＤＲＡＭ
６モニタ出力回路
７マイクロコンピュータ
８光学ズーム回路
９ＴＧ回路
１０アスペクト比切換スイッチ

Claims

光学的な変倍を行う光学ズーム手段と、
光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
該撮像素子からの信号を用いて電子的な変倍を行う電子ズーム手段と、
前記電子ズーム手段の動作を制御する制御手段と、
出力画像のアスペクト比を第１のアスペクト比と第２のアスペクト比との間で選択する選択手段とを有し、
前記制御手段は、
前記第１のアスペクトが選択されている場合は、第１のズーム状態と該第１のズーム状態よりも望遠側の第２のズーム状態との間で前記光学ズーム手段の動作に伴い前記電子ズーム手段を動作させ、
前記第２のアスペクト比が選択されている場合は、前記第１のズーム状態と前記第１及び第２のズーム状態の間の第３のズーム状態との間で前記電子ズーム手段を動作させず、該第３のズーム状態と前記第２のズーム状態との間で前記光学ズーム手段の動作に伴い前記電子ズーム手段を動作させることを特徴とする撮像装置。
前記電子ズーム手段は、前記撮像素子からの信号を用いて生成された入力画像からの切り出し範囲及び前記撮像素子からの信号の読み出し範囲のうち一方である第１の範囲の大きさを変更することで変倍を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の範囲をシフトさせることで電子的な防振処理を行う防振手段を有し、
前記電子ズーム手段は、前記第１の範囲の外側に、該第１の範囲をシフトさせることが可能な第２の範囲を残すように前記第１の範囲を設定し、
前記第１のズーム状態と前記第３のズーム状態との間では、前記第１の範囲の大きさと前記第２の範囲の大きさが固定され、前記第３のズーム状態から前記第２のズーム状態に向かって前記第１の範囲の大きさが減少することで前記第２の範囲の大きさが増加することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記第１のアスペクト比は１６：９であり、前記第２のアスペクト比は４：３であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
光学的な変倍を行う光学ズーム手段と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの信号を用いて電子的な変倍を行う電子ズーム手段と、前記出力画像のアスペクト比を第１のアスペクト比と第２のアスペクト比との間で選択する選択手段とを有する撮像装置のズーム制御方法であって、
前記選択手段により選択された前記アスペクト比を検出するステップと、
前記第１のアスペクトが選択されている場合に、第１のズーム状態と該第１のズーム状態よりも望遠側の第２のズーム状態との間で前記光学ズーム手段の動作に伴い前記電子ズーム手段を動作させるステップと、
前記第２のアスペクト比が選択されている場合に、前記第１のズーム状態と前記第１及び第２のズーム状態の間の第３のズーム状態との間で前記電子ズーム手段を動作させず、該第３のズーム状態と前記第２のズーム状態との間で前記光学ズーム手段の動作に伴い前記電子ズーム手段を動作させるステップとを有することを特徴とするズーム制御方法。