JP2010288169A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易くすることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像領域の一部を切り出して記録する電子ズーム状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能な撮像装置において、撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを小さくする際は、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または増加させ、撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを大きくする際は、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または減少させる画像処理手段（Ｓ２０２，Ｓ２０３）を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録領域より広範な領域を表示しながらフレーミング可能なデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。

従来、デジタルカメラにおいては、撮像素子に結像された画像をカメラ本体に設けられたビューファインダの表示画面に表示させながら、ユーザが所望するタイミングで撮影した静止画像を順次メモリカード等に記録するようになされている。

このようなデジタルカメラの多くは、ユーザの操作に応じて光学ブロック内のレンズ系を制御しながら被写体の撮影範囲を所望の倍率にズームインまたはズームアウトさせる光学ズーム機能を搭載している。さらには、撮像素子に結像された画像の一部を、所定の画像処理を施して補間及び拡大処理させる電子ズーム機能を搭載している。

ところで、上述の電子ズーム機能を用いてユーザが撮影を行う際、静止状態にある被写体であれば所望の倍率でズームインしても容易に撮影範囲内に捉えることができる。しかし、例えば運動会やスポーツ観戦など比較的動きの速い被写体にズームインする場合、常に撮影範囲内に捉えるように追従させるのは困難であった。

この点に鑑み、電子ズーム時に撮像素子の受光領域のうち、画像の記録には使用されない周辺部分を使用して、ビューファインダの表示画面に、記録する画像の周辺部分も同時に表示させる技術（以下、ワイドビュー）が提案されている（特許文献１）。

特開２００６−１４２２１号公報

上記特許文献１では、ワイドビューにおいて表示される記録領域の周辺領域をユーザの指示に応じて変更することが可能である。しかしながら、ズーム操作との連動は考慮されていないため、例えばズームイン操作の後にワイドビューにおける周辺領域を大きくする、ズームアウト操作の後にワイドビューにおける周辺領域を小さくする、といった煩わしい操作が必要であった。被写体を撮影範囲内に捉えやすくするためには、ワイドビューにおける周辺領域は、ズーム倍率が高くなるに従ってより大きくする必要がある。しかし、ズーム倍率を高くしたときに記録領域に対して周辺領域が大きくなりすぎ、表示画面内における記録範囲が小さくなりすぎてしまっても、却って被写体を撮影範囲に捉えにくくなってしまう。したがって、ズーム倍率に応じてワイドビューにおける周辺領域を適切な大きさにすることが望まれていた。

（発明の目的）
本発明の目的は、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易くすることのできる撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像領域の一部を切り出して記録する電子ズーム状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能な撮像装置において、前記撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを小さくする際は、前記切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または増加させ、前記撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを大きくする際は、前記切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または減少させる画像処理手段を有する撮像装置とするものである。

本発明によれば、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置を提供できるものである。

本発明の一実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 一実施例に係る電子ズーム時の動作を示すフローチャートである。 一実施例に係る電子ズーム時の記録領域、表示領域などを示す図である。 一実施例に係る電子テレコン時の動作を示すフローチャートである。 一実施例に係る電子テレコン時の記録領域、表示領域などを示す図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に示す通りである。

図１は本発明の一実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。図１において、１００は撮像装置である。１０は撮影レンズ、１２は絞り機能を備えるシャッタ、１４は撮像素子、１６はＡ／Ｄ変換器である。１８は撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生部であり、後述のメモリ制御部２２及びシステム制御部５０により制御される。

２０は画像処理部であり、Ａ／Ｄ変換器１６からのデータ或いはメモリ制御部２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２０によって画像の切り出し、変倍処理を行うことで電子ズーム機能が実現される。この画像処理部２０においては撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が、露光制御部４０、測距制御部４２に対して以下の処理を行わせる。つまり、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行わせる。

２２はメモリ制御部であり、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生部１８、画像処理部２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長部３２を制御する。上記Ａ／Ｄ変換器１６のデータが、画像処理部２０、メモリ制御部２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６のデータが直接メモリ制御部２２を介して、後述の画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

２４は画像表示メモリ、２６はＤ／Ａ変換器、２８はＴＦＴ ＬＣＤ等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示される。また、画像表示部２８を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ビューファインダ機能を実現することが可能である。画像表示部２８は、システム制御部５０の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合には撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することが出来る。

３０は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリである。また、メモリ３０はシステム制御部５０の作業領域としても使用することが可能である。

３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）、ウェーブレット変換等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長部であり、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。４０は絞り機能を備えるシャッタ１２を制御する露光制御部である。４２は撮影レンズ１０のフォーカシングを制御する測距制御部、４４は撮影レンズ１０の光学的なズーミングを制御するズーム制御部、４６はバリアである保護部材１０２の動作を制御するバリア制御部である。４８はフラッシュであり、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。

５０は撮像装置１００全体を制御するシステム制御部、５２はシステム制御部５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。５４はシステム制御部５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像を用いて動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置等の表示部である。この表示部５４は、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置され、例えばＬＣＤやＬＥＤ等の組み合わせにより構成されている。また、表示部５４はその一部の機能が光学ファインダ１０４内に設置されている。

５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。電源スイッチ（メインスイッチ）６０，スイッチ（ＳＷ１）６２，スイッチ（ＳＷ２）６４，モードダイアル６６，操作部７０及びズームスイッチ７２は、システム制御部５０の各種の動作指示を入力するための操作部材である。この操作部材は、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。

操作部７０は電子テレコンバータ設定ボタンを有する。ズームスイッチ７２は、撮影画角を望遠側にズームさせるテレスイッチ（ＳＷ）と、広角側にズームさせるワイドスイッチからなる。このズームスイッチ７２を用いてズーム制御部４４に撮影レンズ１０のズーミングを指示し、光学ズーム操作を行ったり、画像処理部２０による画像の切り出し、変倍処理をし、電子ズーム操作を行ったりすることができる。

８０は電源制御部、８２はコネクタ、８４はコネクタである。８６は種々の一次電池や二次電池、ＡＣアダプター等からなる電源である。９０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェース、９２はコネクタである。

１０２は、撮像装置１００のレンズ１０を含む撮像部を覆う事により、撮像部の汚れや破損を防止するバリアである保護部材である。１０４は光学ファインダであり、画像表示部２８による電子ビューファインダ機能を使用すること無しに、光学ファインダのみを用いて撮影を行うことが可能である。

１１０は通信部であり、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信、等の各種通信機能を有する。１１２は通信部１１０により撮像装置１００を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。

２００はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。この記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０２、撮像装置１００とのインタフェース２０４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２０６を備えている。

次に、図２〜図５を参照して、本発明の実施例に係る主要部分の動作について説明する。

＜電子ズーム＞
図２は、本実施例に係る撮像装置１００での電子ズーム時の動作を示すフローチャートである。

ズームスイッチ７２が操作されることにより、システム制御部５０は、電子ズーム処理を開始する。電子ズームでは、撮像素子１４に結像される画像のうちの一部の領域を画像処理部２０を用いて切り出し、画素補間等による拡大処理間または間引き等による縮小処理をする。そして、圧縮・伸長部３２を用いて圧縮した後、静止画像として記録媒体２００内の記録部２０２に記録することでズーム効果が得られる。また、ズームスイッチ７２の操作に応じて、撮像素子１４に結像される画像から画像処理部２０を用いて切り出す領域を大きくまたは小さくすることで、記録画角の変更を行う。その際、画像表示部２８の電子ビューファインダー表示に関して以下のように制御することで、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置が提供できる。

図２において、システム制御部５０は、先ずステップＳ２０１にて、ズームスイッチ７２の状態を調べ、テレ（Ｔｅｌｅ）スイッチがＯＮならばステップＳ２０２へ進む。そして、このステップＳ２０２では、記録領域、つまり記録時における画像処理部２０による画像の切り出し領域を小さくし、電子ズーム倍率をアップ（ＵＰ）することで、望遠側に画角変更を行うとともに、表示領域も小さくする。その際、電子ズームポジションｎにおける記録領域サイズをＳ（ｎ）、表示領域サイズをＶ（ｎ）としたとき、以下の式（１）
Ｓ（ｎ＋１）＝Ｓ（ｎ）×α（α＜１）
Ｖ（ｎ＋１）＝Ｖ（ｎ）×β（β≦１） ………………（１）
のように記録領域と表示領域を設定する。また、電子ズーム倍率が高くなるほど被写体を画面から見失いやすくなるため、電子ズーム倍率をアップ（ＵＰ）する毎に記録領域外の表示される領域が多くなるように、つまり表示領域に対する記録領域の割合が小さくなるようにα＜βとする。このとき、電子ズームポジションｎにおける電子ズーム倍率Ｍ（ｎ）は以下の式（２）
Ｍ（ｎ）＝Ｓ（０）÷Ｓ（ｎ） ………………（２）
で表される。

一方、ワイド（Ｗｉｄｅ）スイッチがＯＮならば、システム制御部５０は、ステップＳ２０１からステップＳ２０３へ処理を進める。そして、記録領域、つまり記録時における画像処理部２０による画像の切り出し領域を大きくし、電子ズーム倍率をダウン（ＤＯＷＮ）することで、広角側に画角変更を行うとともに、表示領域も大きくする。その際、電子ズームポジションｎにおける記録領域サイズをＳ（ｎ）、表示領域サイズをＶ（ｎ）としたとき、以下の式（３）
Ｓ（ｎ−１）＝Ｓ（ｎ）×α（α＞１）
Ｖ（ｎ−１）＝Ｖ（ｎ）×β（β≧１） ………………（３）
のように記録領域と表示領域を設定する。また、電子ズーム倍率をダウン（ＤＯＷＮ）する毎に記録領域外の表示される領域が少なくなるように、つまり表示領域に対する記録領域の割合が大きくなるようにα＞βとする。

なお、ここでは記録領域サイズおよび表示領域サイズを上記式（１）,（３）で設定するようにしたが、各電子ズームポジションでの記録領域サイズおよび表示領域サイズを予めテーブルとして持っておいて設定するようにしてもよい。

このようにすることにより、電子ズーム倍率をＵＰするに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなるように制御できるとともに、記録領域に対して周辺領域が大きくなりすぎて表示画面内の記録範囲が小さくなりすぎないように制御することができる。よって、煩わしい操作なしに、フレーミングし易い表示を行うことが可能となる。

次のステップＳ２０４では、システム制御部５０は、電子ズーム倍率が最大かどうかを判定し、電子ズーム倍率が最大であったならば、電子ズーム処理を終了する。電子ズーム倍率が最大でなかったならばステップＳ２０５へ進み、電子ズーム倍率が１倍、つまり電子ズームなしかどうかを判定し、電子ズーム倍率が１倍であったならば、電子ズーム処理を終了する。

また、電子ズーム倍率が１倍でなかったならば、システム制御部５０は、ステップＳ２０５からステップＳ２０６へ処理を進め、ズームスイッチ７２の状態を調べ、ズームスイッチがＯＦＦならば、電子ズーム処理を終了する。ズームスイッチがＯＮならば、Ｓ２０１に戻り、上記と同様の動作を繰り返す。

図３は、上記電子ズーム時の、記録領域、表示領域、表示画面、記録画像の一例を示す図である。

図３において、３００は撮像素子１４の撮像領域である。また、３０１ａから３０１ｅはズームオフ、ズームポジション１からズームポジション４である電子ズーム位置（ａ）〜（ｅ）での記録領域であり、３０２ａから３０２ｅは同じく電子ズーム位置（ａ）〜（ｅ）での表示領域である。また、３０３ａから３０３ｅは同じく電子ズーム位置（ａ）〜（ｅ）での表示画面の例であり、３０４ｂから３０４ｅは同じく電子ズーム位置（ｂ）〜（ｅ）での記録範囲を示す枠である。

電子ズーム倍率を（ａ）から（ｅ）へと上げていくと、記録領域３０１ａから記録領域３０１ｅは、撮像素子１４の撮像領域３００に対して小さくなっていく。同様に、表示領域３０２ａから表示領域３０２ｅも、撮像素子１４の撮像領域３００に対して同じかまたは小さくなっていくが、記録領域の変化量よりも表示領域の変化量の方が小さくなるため、記録領域に対する表示領域の割合が少しずつ大きくなっていく。このため、表示画面３０３ｂから３０３ｅのように、電子ズーム倍率を上げるに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなる。

＜電子テレコンバータ（以下、電子テレコン）＞
電子テレコンとは、電子ズーム倍率、つまり画像のうち切り出して記録する領域を一定としたまま光学ズーム操作を可能としたモードであり、あたかも光学レンズにテレコンバータを装着したのと同様の効果が得られる。

図４は、本実施例に係る撮像装置１００での電子テレコン時における動作を示すフローチャートである。

操作部７０の電子テレコン設定ボタン（不図示）やメニュー操作による電子テレコン設定指示により、システム制御部５０は、撮像装置１００を電子テレコン状態に設定する。電子テレコンでは、電子ズームと同様に、撮像素子１４に結像される画像のうちの一部の領域を画像処理部２０を用いて切り出し、画素補間等による拡大処理間または間引き等による縮小処理をして記録部２０２に記録する。そして、ズームスイッチ７２の操作に応じて、ズーム制御部４４により撮影レンズ１０の撮像画角の変更を行う光学ズームにより、記録画角の変更を行うことができる。このため、撮影レンズ１０にテレコンバータを装着したかのような効果が得られる。

図４において、光学ズーム倍率を変更するためにズームスイッチ７２の操作がなされることにより、システム制御部５０は、電子テレコン状態でのズーム処理を開始する。まず、ステップＳ４０１にて、ズームスイッチ７２の状態を調べ、テレスイッチがＯＮならばステップＳ４０２へ進み、ズーム制御部４４に撮影レンズ１０の撮像画角を望遠側に変更するように指示し、光学ズーム倍率をＵＰするとともに、表示領域も大きくする。その際、光学ズームポジションｎにおける表示領域サイズをＶ（ｎ）としたとき、以下の式（４）
Ｖ（ｎ＋１）＝Ｖ（ｎ）×β（β≧１） ………………（４）
となるように表示領域を設定する。

一方、ワイドスイッチがＯＮならば、システム制御部５０は、ステップＳ４０１からステップＳ４０３へ処理を進め、ズーム制御部４４に撮影レンズ１０の撮像画角を望遠側に変更するように指示し、光学ズーム倍率をＤＯＷＮするとともに、表示領域も大きくする。その際、光学ズームポジションｎにおける表示領域サイズをＶ（ｎ）としたとき、以下の式（５）
Ｖ（ｎ−１）＝Ｖ（ｎ）×β（β≦１） ………………（５）
となるように表示領域を設定する。

なお、ここでは表示領域サイズを上記式（４）,（５）で設定するようにしたが、各光学ズームポジションでの表示領域サイズを予めテーブルとして持っておいて設定するようにしてもよい。

電子テレコンでは記録領域サイズは一定であるため、このようにすることで、光学ズーム倍率をＵＰするにしたがって、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなるように制御でき、煩わしい操作なしに、フレーミングし易い表示を行うことが可能となる。

次のステップＳ４０４では、システム制御部５０は、光学ズームが望遠端かどうかを判定し、光学ズームが望遠端であったならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。光学ズームが望遠端でなかったならばステップＳ４０５へ進み、光学ズームが広角端かどうかを判定し、光学ズームが広角端であったならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。

一方、光学ズームが広角端でなかったならば、システム制御部５０は、ステップＳ４０４からステップＳ４０６へ処理を進め、ズームスイッチ７２の状態を調べ、ズームスイッチがＯＦＦならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。ズームスイッチがＯＮならばステップＳ４０１に戻り、同様の動作を繰り返す。

図５は、電子テレコン時の記録領域、表示領域、表示画面、記録画像の一例である。

図５において、５００は撮像素子１４の撮像領域である。また、５０１ａから５０１ｅは光学ズーム広角端、光学ズームポジション１から光学ズームポジション４である光学ズーム位置（ａ）から（ｅ）での記録領域であり、５０２ａから５０２ｅは光学ズーム位置（ａ）から（ｅ）での表示領域である。また、５０３ａから５０３ｅは光学ズーム位置（ａ）から（ｅ）での表示画面の例であり、５０４ｂから５０４ｅは光学ズーム位置（ｂ）から（ｅ）での記録範囲を示す枠である。

光学ズーム倍率を（ａ）から（ｅ）へと上げても、電子ズーム時と異なり、電子テレコンでは、撮像素子１４の撮像領域５００に対して、記録領域５０１ａから５０１ｅは常に一定である。それに対して、表示領域５０２ａから５０２ｅは、記録領域５０１ａから５０１ｅに対して同じかまたは大きくなる。このため、表示画面５０３ｂから５０３ｅのように、光学ズーム倍率を上げるに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなる。

上記の実施例においては、第１に、撮像領域の一部を切り出して記録する電子ズーム状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能である。そして、電子ズームを望遠側にする、つまり撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを小さくする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または増加するように、撮像領域に対して表示領域サイズを小さくする。また、電子ズームを広角側にする、つまり撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを大きくする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または減少するように、撮像領域に対して表示領域サイズを大きくするようにしている。

第２に、撮像領域の一部を切り出して記録する電子テレコンバータ状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能である。そして、光学ズームを望遠側にする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または増加するように撮像領域に対して表示領域サイズを大きくする。また、光学ズームを広角側にする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または減少するように撮像領域に対して表示領域サイズを小さくするようにしている。

上記のように、ズーム操作に連動して、ズーム倍率が高くなるほどワイドビューにおける周辺領域が大きくなるようにすることで、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらずフレーミングし易い表示を行うことが可能な、使い勝手の良い撮像装置を提供できる。つまり、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置を提供可能となる。

（本発明と実施例の対応）
システム制御部５０および画像処理部２０の図２におけるステップＳ２０２，Ｓ２０３や、図５におけるステップＳ４０２，Ｓ４０３を実行する部分が、本発明の画像処理手段に相当する。

２０ 画像処理部
２２ メモリ制御部
２４ 画像表示メモリ
２８ 画像表示部
４４ ズーム制御部
５０ システム制御部
７０ 操作部
７２ ズームスイッチ

Claims (2)

1. 撮像領域の一部を切り出して記録する電子ズーム状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能な撮像装置において、
   前記撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを小さくする際は、前記切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または増加させ、前記撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを大きくする際は、前記切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または減少させる画像処理手段を有することを特徴とする撮像装置。
2. 撮像領域の一部を切り出して記録する電子テレコンバータ状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能な撮像装置において、
   光学ズームを望遠側にする際は、切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または増加させ、前記光学ズームを広角側にする際は、前記切り出し記録領域に対する前記表示領域の割合を一定または減少させる画像処理手段を有することを特徴とする撮像装置。

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