JP2010153964A

JP2010153964A - 電子カメラ

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Publication number: JP2010153964A
Application number: JP2008326892A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kurokawa; 光章黒川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: CN101764930A; US8836821B2; JP5207955B2; US20100157102A1; EP2202960A1

Abstract

【構成】イメージセンサ１８は、ズームレンズ１２を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像を出力する。イメージセンサ１８から出力された画像は、前処理回路２４に設けられたズーム回路２４ｚによって縮小される。後処理回路４４は、前処理回路２４によって作成された縮小画像のうち、既定サイズの抽出エリアに属する縮小画像を抽出する。ＣＰＵ３６は、前処理回路２４によって作成される縮小画像のサイズを、ズームレンズの倍率の変更に応じて、ズームレンズ１２の倍率の変更方向と同じ方向に変更する。後処理回路４４によって抽出された縮小画像の画角は、光学ズーム倍率の増大に起因する減少率を上回る率で減少し、光学ズーム倍率の減少に起因する増大率を上回る率で増大する。
【効果】被写界像の再現性能が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子カメラに関し、特に、イメージセンサから出力された被写界像に縮小処理を施す、電子カメラに関する。

この種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、ズームキーによって指示された電子ズーム倍率に対応する変倍パラメータが、ＲＡＷデータ用変倍回路に設定される。ＲＡＷデータ用変倍回路は、Ａ／Ｄ変換器から出力された画像データに変倍パラメータに従う変倍処理を施す。変倍処理回路から出力されたＲＡＷデータは、圧縮状態で記録媒体に記録される。
特開２００７−１６６５５１号公報

しかし、背景技術では、変倍パラメータの設定にあたってズームレンズの倍率が参照されることはなく、被写界像の再現性能に限界がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、被写界像の再現性能を向上させることができる、電子カメラを提供することである。

この発明に従う電子カメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、ズームレンズ(12)を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像を出力する撮像手段(18)、撮像手段から出力された画像を縮小する縮小手段(24z)、縮小手段によって作成された縮小画像のうち既定サイズの抽出エリアに属する縮小画像を抽出する抽出手段(40)、および縮小手段によって作成される縮小画像のサイズをズームレンズの倍率の変更に関連してズームレンズの倍率の変更方向と同じ方向に変更する制御手段(S55, S59)を備える。

撮像手段は、ズームレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像を出力する。撮像手段から出力された画像は、縮小手段によって縮小される。抽出手段は、縮小手段によって作成された縮小画像のうち、既定サイズの抽出エリアに属する縮小画像を抽出する。制御手段は、縮小手段によって作成される縮小画像のサイズを、ズームレンズの倍率の変更に関連してズームレンズの倍率の変更方向と同じ方向に変更する。

したがって、抽出される縮小画像の画角は、ズームレンズの倍率の増大に起因する減少率を上回る率で減少し、ズームレンズの倍率の減少に起因する増大率を上回る率で増大する。この結果、低ズーム倍率範囲では、撮像面の解像度の増大に関わらず、広い画角が確保される。また、高ズーム倍率範囲では、ズーム効果が増大する。こうして、被写界像の再現性能が向上する。

好ましくは、光軸に直交する方向における撮像面の動きが補償されるように抽出エリアの位置を変更する変更手段(S27)がさらに備えられ、撮像手段は画像を繰り返し生成する。

さらに好ましくは、制御手段はズームレンズのワイド端に対応して縮小画像のサイズを既定サイズに調整する。

好ましくは、制御手段はズームレンズのテレ端に対応して縮小画像のサイズを最大サイズに調整する。

好ましくは、制御手段はズームレンズのテレ端に対応して縮小画像のサイズを最大サイズよりも小さいサイズに調整する。

さらに好ましくは、縮小画像の最大サイズは撮像手段から出力される画像のサイズに相当する。

好ましくは、制御手段は縮小手段のサイズを変更する処理動作とズームレンズの倍率を変更する処理動作とを交互に実行する。

好ましくは、制御手段は縮小手段のサイズを変更する処理動作とズームレンズの倍率を変更する処理動作とを同時に実行する。

好ましくは、動画記録操作に応答して動画記録処理を実行する動画記録手段(S13)、および静止画記録操作に応答して静止画記録処理を実行する静止画記録手段(S19)をさらに備える。

好ましくは、縮小手段によって縮小される前の画像に基づいて撮像パラメータを調整する調整手段(S3, S5)をさらに備える。

好ましくは、撮像手段から出力された画像は各画素が複数色のいずれか１つの色情報を有する画像に相当し、抽出手段によって抽出された縮小画像を各画素が複数色の全ての色情報を有する画像に変換する変換手段(44)をさらに備える。

この発明によれば、抽出される縮小画像の画角は、ズームレンズの倍率の増大に起因する減少率を上回る率で減少し、ズームレンズの倍率の減少に起因する増大率を上回る率で増大する。この結果、低ズーム倍率範囲では、撮像面の解像度の増大に関わらず、広い画角が確保される。また、高ズーム倍率範囲では、ズーム効果が増大する。こうして、被写界像の再現性能が向上する。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ドライバ２０ａ，２０ｂおよび２０ｃによってそれぞれ駆動されるズームレンズ１２，フォーカスレンズ１４および絞りユニット１６を含む。被写界の光学像は、これらの部材を通してＣＭＯＳ型のイメージセンサ１８の撮像面に照射される。撮像面は、水平３０７２画素×垂直１７２８画素に相当する有効画素エリアを有し、かつ原色ベイヤ配列の色フィルタ（図示せず）によって覆われる。各画素で生成される電荷は、Ｒ（Red），Ｇ（Green）およびＢ（Blue）のいずれか１つの色情報を有する。

電源が投入されると、ＣＰＵ３６は、スルー画像処理を実行するべく、対応する命令をドライバ２０ｄに与える。ドライバ２０ｄは、ＳＧ(Signal Generator)２２からたとえば１／３０秒毎に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して撮像面を露光し、これによって生成された電荷を撮像面から読み出す。イメージセンサ１８はＮ個（Ｎ：２以上の整数であり、たとえば“４”）のチャネルＣＨ１〜ＣＨＮを有し、読み出された電荷に基づく生画像データはチャネルＣＨ１〜ＣＨＮから分散的（並列的）に出力される。出力された生画像データは、図２（Ａ）に示すように水平３０７２画素×垂直１７２８画素の解像度を有する。

前処理回路２２は、イメージセンサ１８から出力されたＮチャネルの生画像データに並列的なＮ系統の前処理をそれぞれ施す。各系統の前処理はノイズ除去，縮小ズームおよびエッジ調整によって構成され、このような前処理を経た生画像データはメモリ制御回路４０を通してＳＤＲＡＭ４２の生画像エリア４２ａに書き込まれる。

なお、前処理回路２４における縮小ズームは、ズーム回路２４ｚによって実行される。以下では、ズーム回路２４ｚによって実行される縮小ズームを“ＲＡＷズーム”と定義する。

前処理回路２２によってノイズ除去を施された生画像データ（解像度：水平３０７２画素×垂直１７２８画素）はまた、評価画像作成回路２６および２８に与えられる。評価画像作成回路２６は、与えられた生画像データに垂直２画素の加算処理および水平２画素の加算処理を施して、ＥＩＳ／ＡＦ評価画像データを作成する。一方、評価画像作成回路２８は、与えられた生画像データに水平４画素の加算処理を施して、ＡＥ／ＡＷＢ評価画像データを作成する。

ＥＩＳ／ＡＦ評価画像データは、図２（Ｂ）に示すように水平１５３６画素×垂直８６４画素の解像度を有する。ＡＥ／ＡＷＢ評価画像データは、図２（Ｃ）に示すように水平７６８画素×垂直１７２８画素の解像度を有する。ＥＩＳ／ＡＦ評価画像データは動き検出回路３０およびＡＦ評価回路３２に与えられ、ＡＥ／ＡＷＢ評価画像データはＡＥ／ＡＷＢ評価回路３４に与えられる。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、撮像面には１つの抽出エリアＥＸと９つの動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤと９が割り当てられる。抽出エリアＥＸは水平１９２０画素×垂直１０８０画素に相当するサイズを有する。また、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ３は撮像面の上段に水平方向に並び、動き検出エリアＭＤ４〜ＭＤ６は撮像面の中段に水平方向に並び、動き検出エリアＭＤ７〜ＭＤ９は撮像面の下段に水平方向に並ぶ。

動き検出回路３０は、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９の各々における被写界の動きを表す部分動きベクトルをＥＩＳ／ＡＦ評価画像データに基づいて検出し、検出された部分動きベクトルを合成して全体動きベクトルを作成する。部分動きベクトルの検出処理および全体動きベクトルの作成処理のいずれも、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に実行される。

ＣＰＵ３６は、光軸に直交する方向における撮像面の動きが手振れおよびパン／チルト動作のいずれに起因するかを動き検出回路３０から出力された全体動きベクトルに基づいて判別し、撮像面の動きが手振れに起因するときに全体動きベクトルに沿って抽出エリアＥＸを移動させる。抽出エリアＥＸの位置は、手振れに起因する撮像面の動きが補償（相殺）されるように変更される。

後処理回路４４は、生画像エリア４２ａに格納された生画像データのうち抽出エリアＥＸに属する部分生画像データをメモリ制御回路４０を通して読み出し、読み出された部分生画像データに色分離，白バランス調整，ＹＵＶ変換，拡大ズームなどの後処理を施す。部分生画像データは垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して生画像エリア４２ａから読み出され、後処理もまた垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して実行される。こうして生成されたＹＵＶ形式の画像データは、動画出力端Ｍ＿ＯＵＴから出力され、メモリ制御回路４０を通してＳＤＲＡＭ４２の動画像エリア４２ｂに書き込まれる。

なお、色分離処理を施された画像データを形成する複数の画素の各々は、Ｒ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する。このような画像データの形式がＹＵＶ変換によってＹＵＶ形式に変換され、さらに拡大ズームを施される。また、後処理回路４４における拡大ズームは、ズーム回路４４ｚによって実行される。以下では、後処理回路４４によって実行される拡大ズームを“ＹＵＶズーム”と定義する。

ＬＣＤドライバ４６は、動画像エリア４２ｂに格納された画像データを繰り返し読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ４８を駆動する。この結果、被写界を表すリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。

ＡＥ／ＡＷＢ評価回路３４は、評価画像作成回路２８から出力されたＡＥ／ＡＷＢ評価画像データのうち図２（Ｃ）に示す測光／白バランスエリアＥＷＡに属する一部のＡＥ／ＡＷＢ評価画像データを垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に積分し、積分値つまりＡＥ／ＡＷＢ評価値を出力する。ＣＰＵ３６は、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路３４から出力されたＡＥ／ＡＷＢ評価値に基づいて適正ＥＶ値と適正白バランス調整ゲインとを算出するべく、ＡＥ／ＡＷＢ処理を実行する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間はドライバ２０ｃおよび２０ｄにそれぞれ設定され、算出された適正白バランス調整ゲインは後処理回路４４に設定される。この結果、ＬＣＤモニタ４８から出力される動画像の明るさおよび白バランスが適度に調整される。

ＡＦ評価回路３２は、評価画像作成回路２６から出力されたＥＩＳ／ＡＦ評価画像データのうち図２（Ｂ）に示すフォーカスエリアＦＡに属する一部のＥＩＳ／ＡＦ評価画像データを抽出し、抽出されたＥＩＳ／ＡＦ評価画像データの高周波成分を垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して積分する。算出された積分値つまりＡＦ評価値は、コンティニュアスＡＦ処理のためにＣＰＵ３６に与えられる。ＣＰＵ３６は、与えられたＡＦ評価値を参照して、いわゆる山登り処理によって合焦点を継続的に探索する。フォーカスレンズ１４は、発見された合焦点に配置される。

キー入力装置３８上のズームボタン３８ｚが操作されると、ＣＰＵ３６は、現時点の表示倍率よりも所望の方向に既定量（＝微少量）だけ異なる表示倍率を目標表示倍率として設定し、設定された目標表示倍率に対応する光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率を算出する。

ＣＰＵ３６は続いて、ズーム処理を実行するべく、算出された光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率をドライバ２０ａ，ズーム回路２４ｚおよびズーム回路４４ｚにそれぞれ設定する。これによって、目標表示倍率を有するスルー画像がＬＣＤモニタ４８から出力される。

ＣＰＵ３６はその後、ズーム回路２４ｚに設定されたＲＡＷズーム倍率に適合するように、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９，フォーカスエリアＦＡおよび測光／白バランスエリアＥＷＡの設定を変更する。この結果、手振れ補正処理，コンティニュアスＡＦ処理およびＡＥ／ＡＷＢ処理の精度が向上する。

キー入力装置３８上のムービボタン３８ｍが操作されると、ＣＰＵ３６は、動画記録処理を開始するべくＩ／Ｆ５０に記録開始命令を与える。Ｉ／Ｆ５０は、記録媒体５２内に動画ファイルを作成し、動画像エリア４２ｂに格納された画像データを周期的に読み出し、そして読み出された画像データを記録媒体５２内の動画ファイルに書き込む。ムービボタン３８ｍが再度操作されると、記録停止命令がＩ／Ｆ５０に与えられる。Ｉ／Ｆ５０は、動画像エリア４２ｂからの画像データの読み出しを終了し、書き込み先の動画ファイルをクローズする。これによって、動画ファイルが完成する。

動画記録処理が実行されている途中でキー入力装置３８上のシャッタボタン３８ｓが操作されると、ＣＰＵ３６は、並列静止画記録処理を実行するべく、静止画抽出命令を後処理回路４４に与え、静止画記録命令をＩ／Ｆ５０に与える。後処理回路４４は、シャッタボタン３８ｓが操作された時点の被写界像を表す１フレームの画像データを静止画出力端Ｓ＿ＯＵＴから出力する。出力された画像データは、メモリ制御回路４０を通してＳＤＲＡＭ４２の静止画像エリア４２ｂに書き込まれる。Ｉ／Ｆ５０は、静止画像エリア４２ｃに格納された画像データをメモリ制御回路４０を通して読み出し、読み出された画像データを収めた静止画ファイルを記録媒体５２内に作成する。

一方、動画記録処理が中断されている状態でシャッタボタン３８ｓが操作されると、ＣＰＵ３６は、単独静止画記録処理を実行するべく、いずれも“１．０”を示すＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率をズーム回路２４ｚおよび４４ｚに設定し、かつ静止画処理命令および静止画記録命令を前処理回路２４，後処理回路４４およびＩ／Ｆ５０にそれぞれ与える。

これによって、水平３０７２画素×１７２８画素の解像度を有する１フレームの生画像データが前処理回路２４から出力され、ＳＤＲＡＭ４２の生画像エリア４２ａに書き込まれる。

後処理回路４４は、同じ解像度を有する生画像データを生画像エリア４２ａから読み出し、読み出された生画像データに基づくＹＵＶ形式の画像データを静止画出力端Ｓ＿ＯＵＴから出力する。出力された画像データは、メモリ制御回路４０を通してＳＤＲＡＭ４２の静止画像エリア４２ｃに書き込まれる。

Ｉ／Ｆ５０は、静止画像エリア４２ｃに格納された画像データをメモリ制御回路４０を通して読み出し、読み出された画像データを収めた静止画ファイルを記録媒体５２内に作成する。記録が完了すると、上述のスルー画像処理が再開される。

イメージセンサ１８は、図３に示すように構成される。被写界像を表す電荷は、マトリクス状に配置された複数の受光素子５６，５６，…によって生成される。各々の受光素子５６が、上述した画素に相当する。垂直方向に並ぶ受光素子５６，５６，…の各々は、Ａ／Ｄ変換器５８および行選択スイッチ６０を介して共通のＣＤＳ回路６２に接続される。受光素子５６で生成された電荷は、Ａ／Ｄ変換器５８によって１２ビットのディジタルデータに変換される。垂直走査回路６６は、行選択スイッチ６０，６０，…をオン／オフする動作をラスタ走査態様で１画素ずつ実行する。オン状態の行選択スイッチ６０を経た画素データに含まれるノイズは、ＣＤＳ回路６２によって除去される。

列選択スイッチ６４１はＮ＊Ｍ＋１列目（Ｍ：０，１，２，３，…）のＣＤＳ回路６２に割り当てられ、列選択スイッチ６４２はＮ＊Ｍ＋２列目のＣＤＳ回路６２に割り当てられる。同様に、列選択スイッチ６４ＮはＮ＊Ｍ＋Ｎ列目のＣＤＳ回路６２に割り当てられる。

水平走査回路６８は、Ｎ＊Ｍ＋１列目の行選択スイッチ６０がオンされるタイミングで列選択スイッチ６４１をオンし、Ｎ＊Ｍ＋２列目の行選択スイッチ６０がオンされるタイミングで列選択スイッチ６４２をオンする。同様にして、水平走査回路６８は、Ｎ＊Ｍ＋Ｎ列目の行選択スイッチ６０がオンされるタイミングで列選択スイッチ６４Ｎをオンする。

この結果、Ｎ＊Ｍ＋１列目の受光素子５６で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ１から出力され、Ｎ＊Ｍ＋２列目の受光素子５６で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ２から出力される。Ｎ＊Ｍ＋Ｎ列目の受光素子５６で生成された電荷に基づく部分生画像データは、チャネルＣＨＮから出力される。

前処理回路２４は、図４に示すように構成される。チャネルＣＨ１の部分生画像データは前処理ブロックＰＢ１に与えられ、チャネルＣＨ２の部分生画像データは前処理ブロックＰＢ２に与えられる。チャネルＣＨＮの部分生画像データは前処理ブロックＰＢＮに与えられる。

前処理ブロックＰＢ１はＬＰＦ７０１，縮小ズーム回路７２１およびエッジ調整回路７４１によって構成され、前処理ブロックＰＢ２はＬＰＦ７０２，縮小ズーム回路７２２およびエッジ調整回路７４２によって構成される。前処理ブロックＰＢＮはＬＰＦ７０Ｎ，縮小ズーム回路７２Ｎおよびエッジ調整回路７４Ｎによって構成される。なお、縮小ズーム回路７２１〜７２Ｎによって、図１に示すズーム回路２４ｚが構成される。

したがって、各チャネルの部分生画像データは、互いに並列してノイズ除去，縮小ズームおよびエッジ調整の一連の処理を施される。ノイズ除去を施された部分生画像データは評価画像作成回路２６および２８に向けて出力され、エッジ調整を施された部分生画像データはＳＲＡＭ７８に書き込まれる。コントローラ７６は、ＳＲＡＭ７８に格納されたデータ量が閾値に達する毎に書き込み要求をメモリ制御回路４０に向けて発行し、発行先から承認信号が返送されたときに既定量の生画像データをメモリ制御回路４０に向けて出力する。

ズームボタン３８ｚの操作に応答したズーム倍率の設定処理、ならびにＲＡＷズーム倍率を参照した動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９，フォーカスエリアＦＡおよび測光／白バランスエリアＥＷＡの設定処理は、以下に述べる要領で実行される。目標表示倍率が設定されると、図５に示すグラフを参照して、光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率が算出される。なお、図５に示すグラフに相当するデータは、グラフデータＧＲＤとしてフラッシュメモリ５４に保存される。

図５によれば、光学ズーム倍率は、ズームレンズ１２がワイド端に位置するときに“１．０”を示し、ズームレンズ１２がテレ端に位置するときに“１０．０”を示す。光学ズーム倍率はまた、ズームレンズ１２がワイド端からテレ端に移動するにつれて線形に増大し、表示倍率が“１６”を上回る範囲において“１０．０”を維持する。ＹＵＶズーム倍率は、表示倍率が“１６”以下の範囲において“１．０”を維持し、表示倍率が“１６”を上回る範囲において“１０．０”まで線形に増大する。

ＲＡＷズーム倍率は、表示倍率＝１．０（ズームレンズ１２＝ワイド端）に対応して“０．６２５”を示し、表示倍率＝１６（ズームレンズ１２＝テレ端）に対応して“１．０”を示す。ＲＡＷズーム倍率はまた、表示倍率が“１．０”から“１６”に向かうにつれて線形に増大し、表示倍率が“１６”を上回る範囲において“１．０”を維持する。

目標表示倍率が“１．０”に設定されると、光学ズーム倍率として“１．０”が算出され、ＲＡＷズーム倍率として“０．６２５”が算出され、そしてＹＵＶズーム倍率として“１．０”が算出される。また、目標表示倍率が“８．０”に設定されると、光学ズーム倍率として“５．０”が算出され、ＲＡＷズーム倍率として“０．７６９２”が算出され、そしてＹＵＶズーム倍率として“１．０”が算出される。さらに、目標表示倍率が“１６”に設定されると、光学ズーム倍率として“１０．０”が算出され、ＲＡＷズーム倍率として“１．０”が算出され、そしてＹＵＶズーム倍率として“１．０”が算出される。

こうして算出された光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率は、ドライバ２０ａ，ズーム回路２４ｚおよびズーム回路４４ｚにそれぞれ設定される。また、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９，フォーカスエリアＦＡおよび測光／白バランスエリアＥＷＡは、設定されたＲＡＷズーム倍率の大きさに応じて異なる態様で撮像面に割り当てられる。

図６（Ａ）に示す生画像データが光学ズーム倍率“１．０”に対応してイメージセンサ１８から出力された場合、前処理回路２４からは図６（Ｂ）に示すように縮小された生画像データが出力される。縮小された生画像データのサイズは抽出エリアＥＸのサイズ（＝水平１９２０画素×垂直１０８０画素）と同じであるため、縮小された生画像データは全て後処理回路２４の処理対象となる。ＹＵＶズーム倍率は“１．０”であるため、ＬＣＤモニタ４８には図６（Ｂ）に示す画角を有するスルー画像が表示される。

また、図６（Ｃ）に示すように、フォーカスエリアＦＡはＥＩＳ／ＡＦ評価画像の全域に割り当てられ、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９はフォーカスエリアＦＡとの間で既定関係を有するようにＥＩＳ／ＡＦ評価画像上に割り当てられる。さらに、図６（Ｄ）に示すように、測光／白バランスエリアＥＷＡは、ＡＥ／ＡＷＢ評価画像の全域に割り当てられる。

光学ズーム倍率が“５．０”に変更されると、図７（Ａ）に示す生画像データがイメージセンサ１８から出力される。ＲＡＷズーム倍率は“０．７６９２”に変更されるため、前処理回路２４からは図７（Ｂ）に示すサイズ（＝水平２３６３画素×垂直１３２９画素）を有する生画像データが出力される。後処理回路４４は、図７（Ｂ）に示す生画像データのうち抽出エリアＥＸに属する一部の生画像データに後処理を施す。ＹＵＶズーム倍率は“１．０”であり、この結果、図７（Ｂ）に示す評価エリアＥＸに相当する画角のスルー画像がＬＣＤモニタ４８に表示される。

また、図７（Ｃ）を参照して、ＥＩＳ／ＡＦ評価画像の中央には水平１２５８画素×垂直６９７画素に相当するサイズのフォーカスエリアＦＡが割り当てられる。動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９は、このようなフォーカスエリアＦＡとの間で既定関係を有するようにＥＩＳ／ＡＦ評価画像上に割り当てられる。さらに、図７（Ｄ）を参照して、測光／白バランスエリアＥＷＡは、水平５９０画素×垂直１３２９画素を有して、ＡＥ／ＡＷＢ評価画像上に割り当てられる。

光学ズーム倍率が“１０．０”に変更されると、図８（Ａ）に示す生画像データがイメージセンサ１８から出力される。ＲＡＷズーム倍率は“１．０”に変更され、前処理回路２４からは図８（Ｂ）に示すサイズ（＝水平３０９６画素×垂直１７２８画素）を有する生画像データが出力される。後処理回路４４は、図８（Ｂ）に示す生画像データのうち抽出エリアＥＸに属する一部の生画像データに後処理を施す。ＹＵＶズーム倍率は“１．０”であり、この結果、図８（Ｂ）に示す評価エリアＥＸに相当する画角のスルー画像がＬＣＤモニタ４８に表示される。

図８（Ｃ）を参照して、ＥＩＳ／ＡＦ評価画像の中央には水平９６８画素×垂直５４０画素に相当するサイズのフォーカスエリアＦＡが割り当てられる。動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９は、このようなフォーカスエリアＦＡとの間で既定関係を有するようにＥＩＳ／ＡＦ評価画像上に割り当てられる。さらに、図８（Ｄ）を参照して、測光／白バランスエリアＥＷＡは、水平４８４画素×垂直１０８０画素を有して、ＡＥ／ＡＷＢ評価画像上に割り当てられる。

このように、ＲＡＷズーム倍率は、光学ズーム倍率の増大に伴って増大し、光学ズーム倍率の減少に伴って減少する。したがって、後処理回路４４によって抽出された生画像データに基づく被写界像の画角は、光学ズーム倍率の増大に起因する減少率を上回る率で減少し、光学ズーム倍率の減少に起因する増大率を上回る率で増大する。この結果、低ズーム倍率範囲では、撮像面の解像度の増大に関わらず、広い画角が確保される。また、高ズーム倍率範囲では、ズーム効果が増大する。こうして、被写界像の再現性能が向上する。

なお、表示倍率を“１．０”〜“１６”の範囲で調整するときは、光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率が変更される。光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率は、厳密には、図９に示すように交互に変更される。図９によれば、ＲＡＷズーム倍率は、光学ズーム倍率の変更期間つまりズームレンズ１２の移動期間において固定され、ズームレンズ１２の停止期間において実行される。これによって、滑らかなズーム処理が実現される。

ＣＰＵ３６は、図１０に示す撮像タスク，図１１に示す手振れ補正タスクおよび図１２〜図１３に示すズーム制御タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ５４に記憶される。

図１０を参照して、ステップＳ１ではスルー画像処理を開始し、ステップＳ３ではコンティニュアスＡＦ処理を開始する。ステップＳ１の処理の結果、水平３０９６画素×垂直１９２０画素の解像度を有する生画像データが１／３０秒毎にイメージセンサ１８から出力され、この生画像データに基づくスルー画像がＬＣＤモニタ４８から出力される。また、ステップＳ３の処理の結果、フォーカスレンズ１４の位置が継続的に調整される。

ステップＳ５では、ＡＥ／ＡＷＢ処理を実行する。この結果、スルー画像の明るさおよび白バランスが適度に調整される。ステップＳ７ではムービボタン３８ｍが操作されたか否かを判別し、ステップＳ９ではシャッタボタン３８ｓが操作されたか否かを判別する。

ムービボタン３８ｍが操作されたときは、ステップＳ７からステップＳ１１に進み、動画記録処理が実行中であるか否かを判別する。ここでＮＯであればステップＳ１３で動画記録処理を開始する一方、ＹＥＳであればステップＳ１５で動画記録処理を停止する。ステップＳ１３またはＳ１５の処理が完了すると、ステップＳ５に戻る。シャッタボタン３８ｍが操作されたときは、ステップＳ１７で単独静止画記録処理または並列静止画記録処理を実行し、その後にステップＳ５に戻る。

図１１を参照して、ステップＳ２１では垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生したか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されるとステップＳ２３に進み、動き検出回路３０によって生成された全体動きベクトルを取り込む。ステップＳ２５では、光軸に直交する方向における撮像面の動きがパン／チルトに相当するか否かを判別し、ＹＥＳであればそのままステップＳ３１に戻る一方、ＮＯであればステップＳ２７の処理を経てステップＳ２１に戻る。ステップＳ２７では、ステップＳ２３で取り込まれた全体動きベクトルに基づいて、光軸方向における撮像面の動きが補償（相殺）されるように抽出エリアＥＸの位置を変更する。

図１２を参照して、ステップＳ３１ではズーム設定を初期化し、ステップＳ３３ではズームボタン３８ｚが操作されたか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ３５に進み、ズームボタン３８ｚの操作態様に応じて異なる表示倍率を目標表示倍率として設定する。ステップＳ３７では、図５に示すグラフを参照して、目標表示倍率に対応する光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率を算出する。

ステップＳ３９では、ズーム処理を実行するべく、算出された光学ズーム倍率，ＲＡＷズーム倍率およびＹＵＶズーム倍率をドライバ２０ａ，ズーム回路２４ｚおよびズーム回路４４ｚにそれぞれ設定する。これによって、目標表示倍率を有するスルー画像がＬＣＤモニタ４８から出力される。

ステップＳ４１では、ステップＳ４９で設定されたＲＡＷズーム倍率に適合するように、動き検出エリアＭＤ１〜ＭＤ９，フォーカスエリアＦＡおよび測光／白バランスエリアＥＷＡの設定を変更する。この結果、手振れ補正処理，コンティニュアスＡＦ処理およびＡＥ／ＡＷＢ処理が高精度で実行される。ステップＳ４１の処理が完了すると、ステップＳ４３に戻る。

ステップＳ３９のズーム処理は、図１３に示すサブルーチンに従って実行される。まず現表示倍率および目標表示倍率のいずれもが１．０倍〜１６倍の範囲内であるか否かをステップＳ５１で判別し、現表示倍率および目標表示倍率のいずれもが１６倍を上回る範囲であるか否かをステップＳ５３で判別する。

ステップＳ５１でＹＥＳであれば、ステップＳ５５で光学ズーム倍率を変更する。光学ズーム倍率の変更動作が完了すると、ステップＳ５７でＹＥＳと判断し、ステップＳ５９でＲＡＷズーム倍率を変更する。ステップＳ５３でＹＥＳであれば、ステップＳ６１でＹＵＶズーム倍率を変更する。ステップＳ５３でＮＯであれば、つまり現表示倍率および目標ズーム倍率が１６倍を跨ぐとみなし、ステップＳ６３で対応する倍率変更処理を実行する。ステップＳ５９〜Ｓ６３の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

以上の説明から分かるように、イメージセンサ１８は、ズームレンズ１２を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像を出力する。イメージセンサ１８から出力された画像は、前処理回路２４に設けられたズーム回路２４ｚによって縮小される。後処理回路４４は、前処理回路２４によって作成された縮小画像のうち、既定サイズの抽出エリアに属する縮小画像を抽出する。ＣＰＵ３６は、前処理回路２４によって作成される縮小画像のサイズを、ズームレンズの倍率の変更に応じて、ズームレンズ１２の倍率の変更方向と同じ方向に変更する。

したがって、後処理回路４４によって抽出された縮小画像の画角は、光学ズーム倍率の増大に起因する減少率を上回る率で減少し、光学ズーム倍率の減少に起因する増大率を上回る率で増大する。この結果、低ズーム倍率範囲では、撮像面の解像度の増大に関わらず、広い画角が確保される。また、高ズーム倍率範囲では、ズーム効果が増大する。こうして、被写界像の再現性能が向上する。

なお、この実施例では、表示倍率を“１．０”〜“１６”の範囲で調整するとき、光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率を交互に変更するようにしている（図９参照）。しかし、光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率は、図１４に示すように同時に変更するようにしてもよい。ＣＰＵ３６は、このようなズーム処理に対応して図１５に示すサブルーチンを図１３に示すサブルーチンに代えて実行する。図１３に示すサブルーチンとの相違点は、ステップＳ５７の処理が省略される点である。これによって、電力消費量の抑制が可能となる。

また、この実施例では、ズーム処理を実行するにあたって図５に示すグラフを参照するようにしているが、これに代えて図１６に示すグラフまたは図１７に示すグラフを参照するようにしてもよい。

図１６によれば、光学ズーム倍率は、ズームレンズ１２がワイド端に位置するときに“１．０”を示し、ズームレンズ１２がテレ端に位置するときに“１０．０”を示す。光学ズーム倍率はまた、ズームレンズ１２がワイド端からテレ端に移動するにつれて線形に増大し、表示倍率が“１３”を上回る範囲において“１０．０”を維持する。ＹＵＶズーム倍率は、表示倍率が“１３”以下の範囲において“１．０”を維持し、表示倍率が“１３”を上回る範囲において“１０．０”まで線形に増大する。

ＲＡＷズーム倍率は、表示倍率＝１．０（ズームレンズ１２＝ワイド端）に対応して“０．６２”を示し、表示倍率＝１３（ズームレンズ１２＝テレ端）に対応して“０．８”を示す。ＲＡＷズーム倍率はまた、表示倍率が“１．０”から“１３”に向かうにつれて線形に増大し、ＹＵＶズーム倍率が増大する範囲において“０．８”を維持し、そしてＹＵＶズーム倍率が“１０．０”に達した後の範囲において“１．０”まで線形に増大する。

図１７によれば、光学ズーム倍率は、ズームレンズ１２がワイド端に位置するときに“１．０”を示し、ズームレンズ１２がテレ端に位置するときに“１０．０”を示す。光学ズーム倍率はまた、ズームレンズ１２がワイド端からテレ端に移動するにつれて線形に増大し、表示倍率が“１３”を上回る範囲において“１０．０”を維持する。ＹＵＶズーム倍率は、表示倍率が“１３”以下の範囲において“１．０”を維持し、表示倍率が“１３”を上回る範囲において“１０．０”まで線形に増大する。

ＲＡＷズーム倍率は、表示倍率＝１．０に対応して“０．６２”を示し、表示倍率＝１．３に対応して“０．８”を示す。ＲＡＷズーム倍率はまた、表示倍率が“１．０”から“１．３”に向かうにつれて線形に増大し、光学ズーム倍率が増大する範囲およびＹＵＶズーム倍率が増大する範囲において“０．８”を維持し、そしてＹＵＶズーム倍率が“１０．０”に達した後の範囲において“１．０”まで線形に増大する。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。（Ａ）はイメージセンサから出力される画像の解像度の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はＥＩＳ／ＡＦ評価画像の解像度の一例を示す図解図であり、（Ｃ）はＡＥ／ＡＷＢ評価画像の解像度の一例を示す図解図である。図１実施例に適用されるイメージセンサの構成の一例を示すブロック図である。図１実施例に適用される前処理回路の構成の一例を示すブロック図である。ズーム処理のための設定倍率と表示画像の倍率との関係の一例を示すグラフである。（Ａ）はイメージセンサから出力される画像の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は前処理回路から出力される画像の一例を示す図解図であり、（Ｃ）はＥＩＳ／ＡＦ評価画像の解像度の一例を示す図解図であり、（Ｄ）はＡＥ／ＡＷＢ評価画像の解像度の一例を示す図解図である。（Ａ）はイメージセンサから出力される画像の他の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は前処理回路から出力される画像の他の一例を示す図解図であり、（Ｃ）はＥＩＳ／ＡＦ評価画像の解像度の他の一例を示す図解図であり、（Ｄ）はＡＥ／ＡＷＢ評価画像の解像度の他の一例を示す図解図である。（Ａ）はイメージセンサから出力される画像のその他の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は前処理回路から出力される画像のその他の一例を示す図解図であり、（Ｃ）はＥＩＳ／ＡＦ評価画像の解像度のその他の一例を示す図解図であり、（Ｄ）はＡＥ／ＡＷＢ評価画像の解像度のその他の一例を示す図解図である。光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率の変更動作の一例を示すタイミング図である。図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。光学ズーム倍率およびＲＡＷズーム倍率の変更動作の一例を示すタイミング図である。図１４に示すタイミング図に対応するＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。ズーム処理のための設定倍率と表示画像の倍率との関係の他の一例を示すグラフである。ズーム処理のための設定倍率と表示画像の倍率との関係のその他の一例を示すグラフである。

符号の説明

１０ …ディジタルカメラ
１６ …イメージセンサ
２４ …前処理回路
３０ …動き検出回路
３２ …ＡＦ評価回路
３４ …ＡＥ／ＡＷＢ評価回路
３６ …ＣＰＵ

Claims

ズームレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像を出力する撮像手段、
前記撮像手段から出力された画像を縮小する縮小手段、
前記縮小手段によって作成された縮小画像のうち既定サイズの抽出エリアに属する縮小画像を抽出する抽出手段、および
前記縮小手段によって作成される縮小画像のサイズを前記ズームレンズの倍率の変更に関連して前記ズームレンズの倍率の変更方向と同じ方向に変更する制御手段を備える、電子カメラ。
光軸に直交する方向における前記撮像面の動きが補償されるように前記抽出エリアの位置を変更する変更手段をさらに備え、
前記撮像手段は前記画像を繰り返し生成する、請求項１記載の電子カメラ。
前記制御手段は前記ズームレンズのワイド端に対応して前記縮小画像のサイズを前記既定サイズに調整する、請求項２記載の電子カメラ。
前記制御手段は前記ズームレンズのテレ端に対応して前記縮小画像のサイズを最大サイズに調整する、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
前記制御手段は前記ズームレンズのテレ端に対応して前記縮小画像のサイズを最大サイズよりも小さいサイズに調整する、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
前記縮小画像の最大サイズは前記撮像手段から出力される画像のサイズに相当する、請求項４または５記載の電子カメラ。
前記制御手段は前記縮小手段のサイズを変更する処理動作と前記ズームレンズの倍率を変更する処理動作とを交互に実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の電子カメラ。
前記制御手段は前記縮小手段のサイズを変更する処理動作と前記ズームレンズの倍率を変更する処理動作とを同時に実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の電子カメラ。
動画記録操作に応答して動画記録処理を実行する動画記録手段、および
静止画記録操作に応答して静止画記録処理を実行する静止画記録手段をさらに備える、請求項１ないし８のいずれかに記載の電子カメラ。
前記縮小手段によって縮小される前の画像に基づいて撮像パラメータを調整する調整手段をさらに備える、請求項１ないし９のいずれかに記載の電子カメラ。
前記撮像手段から出力された画像は各画素が複数色のいずれか１つの色情報を有する画像に相当し、
前記抽出手段によって抽出された縮小画像を各画素が前記複数色の全ての色情報を有する画像に変換する変換手段をさらに備える、請求項１ないし１０のいずれかに記載の電子カメラ。