JP2011040896A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像範囲として設定された領域を拡大して記録する際の画質劣化を抑制する。
【解決手段】撮像範囲として設定された領域を拡大する際、撮像範囲の全体が撮像可能な範囲で最大の光学ズーム倍率を設定する。そして、撮像範囲の縦又は横の画素数が記録する縦又は横の画素数に一致するまで電子ズームで拡大処理を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像範囲を指定可能な撮像装置及びその制御方法に関する。

デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置には、撮像した画像を表示する表示装置として、タッチパネルディスプレイを備え、ユーザからの設定変更等の操作をタッチパネルディスプレイへの接触入力により受け付けるものがある。ユーザは表示装置に描画されるボタン等のオブジェクトに触れることで撮像装置の操作が可能であるため、ユーザに対して直感的な操作を提供することができる。また、撮像装置に備える物理的なボタンやスイッチを減らすことが可能である。

また、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置は、被写体像を拡大するズーム機能を備えるものも多い。ズーム機能には、ズームレンズの焦点距離を変化させて撮像素子に結像される被写体像の画角を調整する光学ズームと、撮像素子から出力された撮像データの一部を切り出し、補間処理を適用して拡大する電子ズームとがある。

光学ズームと電子ズームの両方を備えた撮像装置では、光学ズームの最大倍率を超えるズーム指示があった場合、撮像画像の中央部分を切り出して電子ズームを実行することで、光学ズームの倍率を超えるズーム倍率を実現するものも知られている。

特許文献１では、タッチパネルディスプレイとズーム機能を備える撮像装置における撮像する技術が開示されている。この撮像装置では、撮像可能な範囲がタッチパネルディスプレイに表示されているとき、表示されているある特定の被写体像にユーザが触れることで、この特定の被写体像に焦点を合わせ、さらに被写体像に合わせた領域を拡大して撮像している。

特開２００１−１５９７３０号公報

一般に、特許文献１に記載された撮像装置のように、画像の中央ではなく、任意の位置の領域を拡大して撮像する撮像装置では、撮像可能範囲全体を撮像し、選択された範囲を切り出して拡大する電子ズームのみが使用される。しかし、電子ズームは画素の補間による拡大であるため、拡大によって画像の解像度が劣化する問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、光学ズームと電子ズームの両方のズーム機能を備え、任意の撮像範囲の拡大画像を撮像可能な撮像装置において、撮像画像の解像度劣化を抑制することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
撮像装置であって、結像する被写体像の倍率の変更が可能な光学ズーム手段と、光学ズーム手段で結像された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、撮像手段で撮像された被写体像の一部の領域を撮像範囲として設定する範囲決定手段と、画像データを拡大する電子ズーム手段と、電子ズーム手段によって拡大された画像データを記録する記録手段と、光学ズーム手段及び電子ズーム手段の倍率を設定する制御手段であって、範囲決定手段で設定された撮像範囲の画像データを撮像装置が記録する場合、光学ズーム手段の倍率を撮像範囲の全体が撮像手段で撮像可能な範囲で最大の倍率に設定し、さらに、最大の倍率で結像される被写体像のうち撮像範囲の画像データの画素数を、少なくとも縦方向又は横方向において記録手段で記録するための記録画素数となるように拡大する倍率を電子ズーム手段に設定する制御手段と、を有することを特徴とする。

このような構成により、本発明によれば、光学ズームと電子ズームの両方のズーム機能を備え、任意の撮像範囲の拡大画像を撮像可能な撮像装置において、撮像画像の解像度劣化を抑制することが可能である。

本発明の実施形態にかかる撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 デジタルカメラの撮像範囲を指定した際のズーム処理を説明するためのフローチャート デジタルカメラの矩形撮像範囲を決定する際の手順を示す図 デジタルカメラの矩形撮像範囲の選択手段例を説明するための図 デジタルカメラの自由図形撮像範囲を決定する際の手順を示す図 デジタルカメラの表示部に表示するインタフェース例

以下、本発明の好適且つ例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、光学ズームと電子ズームの両方のズーム機能を備え、任意の撮像範囲の拡大画像を撮像可能な撮像装置の一例としての、タッチパネルディスプレイを備えるデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。

図１は、本実施形態のデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００において、操作部１０７は撮像処理の開始指示を始めとしたユーザからの入力を受け付ける入力インタフェースである。操作部１０７は、例えばシャッターボタンやズームボタン等を備え、ユーザからの入力を制御部１０８に伝える。制御部１０８はデジタルカメラ１００の全体の処理を制御する。制御部１０８は例えばＣＰＵであってよく、後述の不揮発性メモリ１１０に記憶された動作プログラムをＲＡＭ（図示せず）に展開して実行し、デジタルカメラ１００の各ブロックの動作を制御する。不揮発性メモリ１１０は、例えばＲＯＭであってよく、前述の各ブロックの動作プログラムの他にデジタルカメラ１００の撮像処理や記録処理に必要な各種設定等を記憶する。不揮発性メモリ１１０に記憶されるデジタルカメラ１００の各種設定は、例えば撮像する画像データの記録画素数や記録フォーマットの情報等が含まれる。

撮像部１０２は、Ａ／Ｆ調整部（図示せず）により被写体に合焦するズームレンズである撮像レンズ１０１により結像される被写体像を撮像素子で撮像する。さらに撮像部１０２は、撮像素子から得られる画像信号に対してＡ／Ｄ変換等の変換処理を適用し、画像データを画像処理部１０３に出力する。レンズ駆動部１０６は、制御部１０８の制御に従って撮像レンズ１０１を駆動させ、撮像部１０２で撮像される被写体像を光学的に倍率を変更する（光学ズーム）。画像処理部１０３は、撮像部１０２から受信した画像データに対して、例えば画像データの一部を切り出して拡大・縮小する処理（電子ズーム）や色調補正処理、解像度変換処理等を適用し、得られた画像データを記録Ｉ／Ｆ１０４に出力する。記録Ｉ／Ｆ１０４は受信した画像データを記録媒体１０５に転送し保存する。記録媒体１０５は、例えばＲＡＭのようにデジタルカメラが内部に備える記録メモリでもよいし、半導体メモリカードや外付けＨＤＤドライブのようにデジタルカメラ１００に着脱可能なものであってもよい。また、記録Ｉ／Ｆ１０４は記録媒体１０５の種類によって異なるものであり、例えばカードスロットやＵＳＢ端子等である。

表示部１０９は、例えば小型ＬＣＤのような表示装置と、表示装置の前面に配置された透明なタッチパネルとを組み合わせたタッチパネルディスプレイである。表示部１０９には、撮像部１０２が変換して逐次出力している画像データや、記録媒体１０５に記録されている画像データや、ユーザに対してデジタルカメラ１００の状態を提示する表示画面等が表示される。また、表示部１０９が備えるタッチパネルが押圧された場合、押圧されたタッチパネル上の座標は、予め定められた変換式に従って表示装置上の座標に変換されて制御部１０８に伝えられる。
通信部１１１は、デジタルカメラ１００を外部装置と接続するための接続インタフェースであり、例えばＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の規格に準拠した端子である。

デジタルカメラ１００の操作部１０７に含まれる電源スイッチがＯＮにされると、制御部１０８は不揮発性メモリ１１０より読み出した制御プログラムをＲＡＭに展開して実行し、デジタルカメラ１００の各ブロックの制御を開始する。撮像部１０２は撮像レンズ１０１を介して入力される被写体像を撮像し、得られた画像データを画像処理部１０３に出力する。画像処理部１０３は画像データに色調補正処理等を適用して表示部１０９に逐次表示する。また、このとき操作部１０７のズームボタンの入力があると、制御部１０８はズームボタンの入力に従い、不揮発性メモリ１１０のズーム倍率の情報を更新する。そして、制御部１０８は、ズームボタンで指定されたズーム倍率での撮像を実現するためにレンズ駆動部１０６に撮像レンズ１０１を駆動させる。

操作部１０７のシャッターボタンに入力があると、制御部１０８はデジタルカメラ１００の各ブロックに画像データの記録処理を行わせる。具体的には、画像処理部１０３で受信した画像データに対し、各種の画像処理を適用し得られた画像データを、予め定められた記録形式に変換し、記録Ｉ／Ｆ１０４を介して記録媒体１０５に記録させる。画像データから記録形式への変換には、必要に応じて符号化処理や付加情報の形成処理などが含まれる。

このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００における、範囲指定撮像処理について、図２に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
デジタルカメラ１００の電源がＯＮにされ、撮像部１０２が被写体を撮像した画像データが、表示部１０９に表示されると、Ｓ２０１で、制御部１０８は表示部１０９にユーザからの押圧によるポイント入力がなされたかを判断する。ユーザによるポイント入力がなされたと判断された場合、制御部１０８は、Ｓ２０２でそのポイント入力がドラッグ操作かを判断する。制御部１０８は、例えばポイント入力がなされた後、ポイント入力が継続されたままポイント入力位置が移動した場合に、ポイント入力がドラッグ操作であると判断する。また、ポイント入力がなされたとき、例えばポイント入力が継続されたままポイント入力位置が停止している場合、制御部１０８はＳ２０２で待機する。さらに、制御部１０８は、ポイント入力位置が移動せずに解除された場合は、ポイント入力がドラッグ操作ではないと判断し、処理をＳ２０１に戻す。

制御部１０８は、表示部１０９へユーザによるドラッグ操作がなされていると判断される間、ドラッグ操作の入力を次のように表示部１０９に表示する。制御部１０８は、例えばポイント入力位置の軌跡か、ポイント入力位置の軌跡の始点と終点をつなぐ線分及びポイント入力位置の軌跡の１つ以上から定まる自由図形に外接する矩形か、又はその両方を逐次更新しながら表示部１０９に表示する（Ｓ２０３）。図３（ａ）は、ポイント入力位置の軌跡（自由曲線）を表示した例を示す。図３（ａ）は、ユーザがデジタルカメラ１００を用いて被写体３００を撮像する時の図である。ユーザがＥＶＦとして機能する表示部１０９で撮影範囲を設定するためにポイント３０１からポイント３０２までドラッグ操作を行った場合に、ポイント入力位置の軌跡３０３が表示部１０９に表示されている様子を示している。

Ｓ２０４で、制御部１０８はドラッグ操作がなされていると判断された後でポイント入力が解除されると、ドラッグ操作が完了したと判断する。制御部１０８は、ドラッグ操作が完了したと判断されると、ドラッグ操作に応じた撮像範囲を決定（範囲決定）し、不揮発性メモリ１１０に撮像範囲の情報として記憶する（Ｓ２０５）。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したポイント入力位置の軌跡３０３に基づいて撮像範囲３０４が決定され、決定した撮像範囲３０４を示す枠を制御部１０８が表示部１０９に表示した状態を示す図である。図３（ｂ）に示す例では、制御部１０８は、ドラッグ操作によるポイント入力位置の軌跡３０３で囲まれた閉領域に外接する矩形領域を撮像範囲３０４として決定している。なお、ドラッグ操作によるポイント入力位置の軌跡３０３で囲まれた閉領域が存在しなかった場合は、制御部１０８は撮像範囲を次のように設定すればよい。制御部１０８は、例えば軌跡の始点と終点を対角線とする矩形領域を撮像範囲と決定するなど、任意の方法でポイント入力位置の始点、終点、軌跡を用いて撮像範囲を決定することができる。

Ｓ２０６からＳ２０８のステップで、制御部１０８は、レンズ駆動部１０６を通じて撮像レンズ１０１の画角を小さくするように制御することにより、決定した撮像範囲を光学ズームによって拡大する処理を開始する。具体的には、光学ズームで拡大された撮像範囲が、表示部１０９の画面の上下左右の何れかの辺と最初に一致するか、光学ズームの上限倍率に達するまで、制御部１０８はＳ２０８にて光学ズームによる拡大処理を継続する。これは、撮像レンズ１０１の倍率を、撮像範囲の全体が撮像可能な範囲で最大に設定することと等価である（一般に表示部１０９が電子ビューファインダーとして機能している場合、その視野率は１００％であるため）。図３（ｃ）は、例えば光学ズームによって、撮像範囲３０４の左辺が表示部１０９の画面の左辺に一致した場合を示した図である。また、制御部１０８は、撮像範囲を決定し、光学ズームの適用を開始するとき、例えば表示部１０９上に光学ズームを停止するための光学ズーム停止ボタンを表示する。制御部１０８は、光学ズームの適用中に光学ズームの停止ボタンが押下された（ボタンの画像に対応する領域へのポイント入力が検出された）（Ｓ２０７）場合は処理をＳ２１２に移す。Ｓ２１２で、制御部１０８は、レンズ駆動部１０６を通じて撮像レンズ１０１の光学ズーム動作を停止させる。そして、制御部１０８は、Ｓ２０５で決定した撮像範囲を解除し、光学ズーム停止時の画角（倍率）で表示部１０９に表示されている領域を、新たな撮像範囲として決定し、不揮発性メモリ１１０に記憶されている撮像範囲の情報を更新する（Ｓ２１３）。なお、光学ズームの停止ボタンは表示部１０９上に描画されるものに限らず、物理的にデジタルカメラ１００に配置されるボタンでもよく、例えば光学ズームの停止用途に限定されるボタンや、シャッターボタンのように別用途のボタンで代替してもよい。また、光学ズーム中に撮像範囲３０４の縦または横の辺の長さ（画素数）が、予め設定されている記録画素数の縦または横の画素数に一致するか、撮像レンズ１０１の上限倍率に達した場合、制御部１０８は処理をＳ２０９へ移す。

光学ズームで拡大された撮像範囲が表示部１０９の画面の上下左右の何れかの辺と最初に一致するまで光学ズーム処理を行ったか、光学ズームの上限倍率に達した場合、制御部１０８は、電子ズームの適用を開始する（Ｓ２０９〜Ｓ２１０）。具体的には、制御部１０８は光学ズームの倍率を維持したまま、撮像部１０２で撮像される画像データ全体に対し、画像処理部１０３を用いた電子ズームの適用を開始する。制御部１０８は画像処理部１０３で画像データに電子ズームを適用する（Ｓ２１０）。電子ズームによって拡大すべき倍率（目標電子ズーム倍率）は、光学ズーム終了時における撮像範囲の縦又は横の辺の画素数に対する、対応する方向の記録画素数の比率のうち、小さい方の比率として予め決定できる。そのため、撮像範囲を切り出して、１回の電子ズーム処理を行ってもよいが、ここでは、目標電子ズーム倍率よりも十分小さい一定の倍率の電子ズーム処理を繰り返し実行することにより、段階的に目標電子ズーム倍率を実現するものとする。このような電子ズーム処理を行い、個々の電子ズーム処理の結果を表示部１０９に表示することにより、電子ズーム中も光学ズーム中と同様の表示を行うことができる。

本実施形態での、電子ズームを用いた段階的な拡大処理は、画像処理部１０３に、電子ズームを適用する画像データの記憶領域（図示せず）を設け、この記憶領域を、電子ズームを適用した画像データで更新しながら電子ズーム処理を繰り返し実行する。
個々の電子ズーム処理においては、電子ズームを適用する画像データから、適用する電子ズームの倍率に応じた大きさで、かつ撮像範囲の全体を含む範囲を切り出して電子ズームを適用する。
具体的には、制御部１０８は画像処理部１０３を用いた電子ズーム処理において、電子ズームを適用する画像の中心と、切り出し領域の中心とが一致するように切り出し領域を決定する。ただし、撮像範囲が切り出し領域からはみ出る場合には、撮像範囲の全体が含まれるように切り出し領域の中心を移動させる。

制御部１０８は、電子ズームで拡大された撮像範囲の縦か横の画素数のどちらかが、画像データの記録画素数に設定されている、対応する方向の画素数と最初に一致するまで、電子ズーム処理を繰り返す。制御部１０８が、各電子ズーム処理の結果を逐次表示部１０９に表示させることにより、ユーザは電子ズーム処理の過程を把握することができる。また、制御部１０８は、電子ズームで拡大された撮像範囲の縦か横の画素数のどちらかが、画像データの記録画素数に設定されている、対応する方向の画素数と最初に一致したとき、処理をＳ２１１に移す。

Ｓ２１１で制御部１０８は、電子ズームにより拡大処理された画像データから、撮像範囲内の画像データを切り出す（Ｓ２１１）。そして制御部１０８は、画像処理部１０３を用いて、切り出した画像データから表示部１０９の表示解像度に合わせた表示用画像を生成し、表示部１０９上に表示させる。

図３（ｄ）は、撮像範囲３０４のアスペクト比が、記録画素数および表示画素数のアスペクト比と同じ場合に、電子ズームで拡大処理された撮像範囲３０４が表示部１０９いっぱいに表示された状態を模式的に示す図である。この場合、Ｓ２１１にて切り出し処理を行う必要はなく、制御部１０８は処理をＳ２１４に移す。なお、撮像範囲のアスペクト比と記録画素数のアスペクト比が異なる場合は、前述のように縦と横の辺の画素数のどちらかが先に一致するまで電子ズームを適用した後、次のように処理する。Ｓ２１１で制御部１０８は、画像データのうち、撮像範囲に含まれない領域の画像データを削除する。例えば、電子ズームを適用した結果、撮像範囲の横の辺の画素数が最初に記録画素数の横の辺の画素数（横方向の記録画素数）に一致した場合、制御部１０８は、電子ズームを適用した画像データのうち、撮像範囲の上及び／又は下の領域の画像データを削除する。

上述したように、電子ズームを段階的に適用せず、１回の電子ズーム処理で目標電子ズーム倍率を実現する場合、光学ズームが完了した時点で、制御部１０８は次のように処理する。制御部１０８は、選択範囲の画素数の情報と記録画素数の情報とから電子ズームの拡大倍率を算出して画像処理部１０３に電子ズーム処理を実行させ、電子ズームの適用が完了した画像を表示部１０９に表示すればよい。
Ｓ２１４で、制御部１０８は、これまでのステップで判断した、撮像範囲や光学ズーム及び電子ズームの倍率を不揮発性メモリ１１０に設定し、撮像準備が完了したと判断する。

その後、制御部１０８は、ユーザからの操作部１０７のシャッターボタンへの半押し入力を受信すると、レンズ駆動部１０６を介して撮像レンズ１０１を撮像範囲内の被写体に合焦させる。そして、制御部１０８は、画像処理部１０３を用いて被写体領域の輝度信号を取得し、被写体領域に合わせた露出値を決定して、撮像部１０２へ設定する。さらに制御部１０８は、ユーザからのシャッターボタンの全押し入力を受信すると、撮像処理を実行し、画像処理部１０３を用いて、撮像された画像データを不揮発性メモリ１１０に記憶された電子ズーム倍率で拡大させる。そして、制御部１０８は、必要に応じた撮像範囲の切り出し処理と、記録フォーマットに応じた符号化処理などを画像処理部１０３に行わせ、記録用の画像ファイルを生成させる。そして、制御部１０８は、記録用の画像ファイルを、記録Ｉ／Ｆ１０４を介して記録媒体１０５へ記録する。
なお、制御部１０８は、例えばＳ２１４で電子ズーム倍率と撮像範囲の情報が確定したら、撮像処理を自動的に開始してもよい。

なお、本実施形態では制御部１０８は、光学ズームの適用後、電子ズームによる拡大処理が必ず行われるものとして説明した。しかし、撮像範囲のアスペクト比と記録画素数のアスペクト比が同じであり、光学ズームのみの適用で撮像範囲の画像データが記録画素数の画素数となった場合、電子ズームを適用する必要はない。この場合、制御部１０８はＳ２０６からＳ２０８の処理から、処理をＳ２１４に移して電子ズーム処理をスキップしてもよいし、倍率を１とした電子ズーム処理を行ってもよい。

また、撮像範囲と記録画素数のアスペクト比が異なる場合のように、電子ズーム後の画像データから撮像範囲の切り出しを行う場合、制御部１０８は、例えば記録用の画像ファイルを生成させる直前に画像データから撮像範囲の画像データを切り出す。画像処理部１０３は、記録画素数に足りない画素については、例えば半透明データとするか、黒色の画像データを補充して記録用の画像ファイルを生成することができる。この際、撮像範囲の中心が画像データの中心となるように、画像データを補充してもよい。なお、撮像範囲の切り出しは、電子ズームを適用する直前に行ってもよい。

なお、本実施形態における撮像装置では、撮像範囲が指定されると、制御部１０８が光学ズーム処理と電子ズーム処理とを自動的に開始させるものであった。しかし、撮像範囲が指定された後、例えば操作部１０７が備えるズームボタンにより倍率の増加指示（テレ側へのズーム指示）を制御部１０８が検出した時点で光学ズーム処理を開始してもよい。

この場合も、電子ズーム処理へ切り替わる光学ズームの倍率をＳ２０６〜Ｓ２０８で説明した方法で決定することができる。また、光学ズームだけでなく、電子ズームについても任意のズーム倍率で停止可能に構成することができる。電子ズームが途中で停止させられた場合、停止時点の倍率で得られる拡大画像から、撮像範囲の画像データを切り出して記録用画像ファイルを生成するように構成することもできる。

（変形例１）
上述の実施形態においては、表示部１０９上のドラッグ操作によるポイント入力位置の軌跡で形成される閉領域に外接する矩形領域を撮像範囲として設定した。本変形例１では、ドラッグ操作の始点と終点を結んだ直線を対角線とする矩形領域を撮像範囲として設定する。この方法について、図４を用いて説明する。
また、本変形例１で特徴的な処理は、上述の実施形態のＳ２０２からＳ２０５のドラッグ操作での撮像範囲の設定の処理であるため、その他のステップに関する説明は上述の実施形態と同じとし、省略する。

図４（ａ）は、撮像範囲を設定するステップにおいて、表示部１０９上の点４０１からドラッグ操作で点４０２までポイント入力位置が移動したことを検出した状態を示す図である。このとき、制御部１０８は、始点４０１と終点４０２とを結んだ直線４０３を対角線とする矩形領域４０４を撮像範囲として選択する（Ｓ２０５）。また、制御部１０８は、ドラッグ操作中と判断される間、例えばポイント入力位置の軌跡ではなく、ドラッグ操作の始点と現在の入力ポイントをつなぐ線分か、この線分を対角線とする矩形領域か、又はそれらの両方を表示部１０９に表示する（Ｓ２０３）。

さらに撮像範囲のアスペクト比を予め、例えばデジタルカメラ１００のメニュー画面を通じて、記録画素数および表示部１０９の画素数と同じに設定しておくことができる。この場合、制御部１０８は、表示部１０９上のドラッグ操作における始点と終点を結んだ線分の、縦方向と横方向のどちらかの成分の画素数に合わせて撮像範囲を決定するかを、例えばデジタルカメラ１００のメニュー画面を通じたユーザ設定に基づいて設定する。図４（ｂ）は、例えば表示部１０９上のドラッグ操作における始点４０５と終点４０６を結んだ線分４０７の横方向成分の画素数に合わせて撮像範囲４０８を設定した図であり、線分の横方向の画素数と撮像範囲４０８の横方向成分の画素数が等しい。また図４（ｃ）は、例えば表示部１０９上のドラッグ操作における始点４０９と終点４１０を結んだ線分４１１の縦方向成分の画素数に合わせて撮像範囲４１２を設定した図であり、線分の縦方向成分の画素数と撮像範囲４１２の縦方向の画素数が等しい。

また、撮像範囲の画素数を予め設定しておくことにより、撮像範囲を常に同じ画素数にすることができる。この場合、撮像範囲の位置を表示部１０９上のドラッグ操作により設定する方法の一例を図４（ｄ）に示す。図４（ｄ）に示す方法では、表示部１０９上でなされたドラッグ操作の始点４１３と終点４１４を結ぶ線分４１５の中点４１６を中心とし、表示部１０９の画面と辺が平行となるように、制御部１０８は固定画素数の撮像範囲４１７を設定する。なお、このように設定した撮像範囲が画像データ全体の領域から外れた領域を含む場合、制御部１０８は例えば、画像データ全体の領域内に収まるよう撮像範囲を平行移動するか、画像データのうち、撮像範囲に含まれる領域のみを最終的な撮像範囲とする。

また、制御部１０８は、撮像範囲の決定後、上述した光学ズームおよび／または電子ズーム処理を実行する。このとき各ズーム処理の最中に、例えば撮像範囲を選択する際になされたドラッグ操作のポイント入力位置の軌跡と逆方向のポイント入力位置の軌跡を有するドラッグ操作がなされた場合には、撮像範囲の設定を解除することができる。図４（ａ）の例では表示部１０９上でポイント入力位置が始点４０１から終点４０２へ、左下から右上への軌跡を有するドラッグ操作により撮像範囲を設定している。この場合、制御部１０８は、ズーム処理実行中に右上から左下へのポイント入力位置の軌跡を有するドラッグ操作を検出すると、撮像範囲の指定解除指示と判断し、撮像範囲の設定を解除する。撮像範囲の設定の解除後、制御部１０８は、例えば光学ズーム処理中であった場合は撮像範囲を設定する前の画角に、電子ズーム処理中であった場合は光学ズーム処理が完了した状態へと表示部１０９の表示を切り替えればよい。

（変形例２）
前述の実施形態又は変形例１は、何れも表示部１０９上のドラッグ操作によるポイント入力位置の軌跡により、矩形領域を撮像範囲と設定したが、本変形例２ではポイント入力位置の軌跡で形成される自由図形の閉領域を撮像範囲として設定する。この方法について、図５を用いて説明する。
また本変形例２で特徴的な処理は、前述の実施形態のＳ２０２からＳ２１０のドラッグ操作での撮像範囲の設定と、光学ズーム及び電子ズームの倍率の設定の処理であるため、その他のステップに関する説明は前述の実施形態と同じとし、省略する。

図５（ａ）は、撮像範囲を設定するステップにおいて、表示部１０９上の点５０１からドラッグ操作で点５０２までポイント入力位置が移動したことを検出した状態を示す図である。このとき、制御部１０８は、始点５０１と終点５０２のポイント入力位置の軌跡５０３で形成される自由図形の閉領域５０４を撮像範囲として選択する（Ｓ２０５）。また、制御部１０８は、ドラッグ操作中と判断される間、ドラッグ操作の入力を次のように表示部１０９に表示する。制御部１０８は、例えばポイント入力位置の軌跡か、ポイント入力の開始位置と現在のポイント入力位置をつなぐ線分及びポイント入力位置の軌跡の１つ以上から定まる自由図形の領域か、又はそれらの両方を表示部１０９に表示する（Ｓ２０３）。 図５（ｃ）は、光学ズームの倍率を設定するステップにおいて、光学ズームで拡大された撮像範囲上の点５０５が、表示部１０９の画面の下の辺に一致した状態を示す図である。本変形例２では、光学ズームで拡大された自由図形の撮像範囲の領域が、表示部１０９の画面の上下左右の何れかの辺と最初に一致するか、光学ズームの上限倍率に達するまで、制御部１０８はＳ２０８にて光学ズームによる拡大処理を継続する。

また、制御部１０８は、撮像範囲を決定し、光学ズームの適用を開始するとき、例えば表示部１０９上に光学ズームを停止するための光学ズーム停止ボタンを表示する。制御部１０８は、光学ズームの適用中に光学ズームの停止ボタンが押下された（Ｓ２０７）場合は処理をＳ２１２に移す。Ｓ２１２で、制御部１０８は、レンズ駆動部１０６を通じて撮像レンズ１０１の光学ズーム動作を停止させる。そして、制御部１０８は、Ｓ２０５で決定した撮像範囲を解除し、光学ズーム停止時の画角で表示部１０９に表示されている領域を、新たな撮像範囲として決定し、不揮発性メモリ１１０に記憶されている撮像範囲の情報を更新する（Ｓ２１３）。このとき、新たな撮像範囲として制御部１０８が決定する撮像範囲は、光学ズーム停止時の画角で表示部１０９に表示されている領域であるため、矩形領域となる。

図５（ｄ）は、電子ズームの倍率を設定するステップにおいて、撮像範囲５０４の外周上の点５０６と点５０７からなる撮像範囲の縦方向の画素数が、画像データの記録画素数に設定されている縦の辺の画素数に一致した状態を示す図である。本変形例２では、制御部１０８は、撮像範囲の縦又は横方向の画素数を、撮像範囲の外周上における上下左右の各方向の最も端に位置する、それぞれの方向の少なくとも１つの点から導出する。具体的には、撮像範囲の縦方向の画素数は、撮像範囲の外周上の最も上端に位置する少なくとも１つの点と、撮像範囲の外周上の最も下端に位置する少なくとも１つの点から、制御部１０８が導出する。即ち、Ｓ２０９からＳ２１０の電子ズームの拡大処理は、電子ズームで拡大された撮像範囲の外周上の少なくとも２点から導出される縦か横の画素数のどちらかが、画像データの記録画素数に設定されている縦か横の辺の画素数と最初に一致するまで繰り返す。

また、本実施形態、変形例１及び変形例２において、既に撮像された画像が記録されている状態、且つ撮像範囲の選択が可能な状態であるときは次のように表示部１０９の画面表示することも可能である。制御部１０８は表示部１０９上の表示領域内に撮像画像の履歴を、撮像画像の縮小画像（サムネイル）の表示で提示することが可能である。図６は、前回撮像した画像のサムネイル６０１を、表示部１０９に重畳表示させた場合を示している。前回の撮像が、撮像範囲の撮像であった場合、制御部１０８は、例えば表示部１０９に逐次表示されている撮像画像に、前回の撮像範囲６０２を示す表示６０２を重畳表示する。この表示により、ユーザは前回の撮像がどこの撮像範囲を撮像したものなのか確認しながら撮像、及び撮像範囲の設定が可能であるため、同じ撮像範囲での撮像を意図せず行ってしまう無駄を省くことが可能である。また、図６では範囲指定撮像された画像のサムネイルを１画像だけ表示した例を示したが、複数表示してもよい。

また変形例１で説明した撮像範囲の解除方法は、本実施形態及び変形例２にも適用可能である。その場合制御部１０８は、例えば撮像範囲の設定に用いられたポイント入力位置の軌跡の方向によらず、例えば表示部１０９上の右上から左下へのポイント入力位置の軌跡を有するドラッグ操作を検出した場合に撮像範囲を解除する。

なお、本実施形態、変形例１及び変形例２では、制御部１０８が表示部１０９への押圧入力を検出して撮像範囲を設定する方法について説明した。しかし、制御部１０８は、例えばデジタルカメラ１００の操作部１０７に備えるカーソルボタン等の入力の検出によって撮像範囲を設定してもよい。

また、本実施形態、変形例１及び２では、電子ズーム処理の完了後、制御部１０８はＳ２１１で表示部１０９に撮像範囲で設定された領域を表示する際に、撮像範囲で設定された領域内に含まれる画像データを切り出して表示するとした。しかし、これは例えばユーザが撮像範囲に被写体が収まっているかを確認しながら撮像を行うための表示の１例であり、単に撮像範囲で設定された領域を点線で表示部１０９上に描画するだけでもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、光学ズーム及び電子ズーム機能を有する撮像装置において、指定された撮像範囲の画像を記録する場合、可能な限り光学ズームを適用してから電子ズームを適用する。そのため、電子ズームのみを用いた場合と比較して、画質の劣化を抑制することができる。

さらに、タッチパネルディスプレイなどを用い、ユーザが表示画面を通じて撮像範囲の指定できるようにすることにより、ユーザは撮像範囲を直感的に、かつ容易に指定することができる。

Claims (10)

1. 撮像装置であって、
   結像する被写体像の倍率の変更が可能な光学ズーム手段と、
   前記光学ズーム手段で結像された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像された被写体像の一部の領域を撮像範囲として設定する範囲決定手段と、
   前記画像データを拡大する電子ズーム手段と、
   前記電子ズーム手段によって拡大された画像データを記録する記録手段と、
   前記光学ズーム手段及び前記電子ズーム手段の倍率を設定する制御手段であって、前記範囲決定手段で設定された前記撮像範囲の画像データを前記撮像装置が記録する場合、前記光学ズーム手段の倍率を前記撮像範囲の全体が前記撮像手段で撮像可能な範囲で最大の倍率に設定し、さらに、前記最大の倍率で結像される被写体像のうち前記撮像範囲の画像データの画素数を、少なくとも縦方向又は横方向において前記記録手段で記録するための記録画素数となるように拡大する倍率を前記電子ズーム手段に設定する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記最大の倍率に設定された前記光学ズーム手段で結像される被写体像のうち前記撮像範囲の画像データの縦方向及び横方向の解像度のいずれかが、前記記録手段で記録するための記録画素数を有する場合には、前記電子ズーム手段で拡大が行われないように前記電子ズーム手段の倍率を設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮像手段が出力する画像データを画面に逐次表示する表示手段と、
   前記表示手段の画面の位置を指定する入力を受け付ける入力手段とをさらに有し、
   前記範囲決定手段は、前記入力手段が受け付けた入力によって指定された位置の軌跡によって形成される閉領域に外接する矩形領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
4. 前記範囲決定手段は、前記軌跡によって形成される閉領域がない場合は、前記軌跡の始点と終点を結んだ線分と前記軌跡とで形成される閉領域に外接する矩形領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記撮像手段が出力する画像データを逐次表示する表示手段と、
   前記表示手段の画面の位置を指定する入力を受け付ける入力手段とをさらに有し、
   前記範囲決定手段は、前記入力手段が受け付けた入力によって指定された位置の軌跡の始点と終点を結んだ直線を対角線とする矩形領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
6. 前記撮像手段が出力する画像データを逐次表示する表示手段と、
   前記表示手段の画面の位置を指定する入力を受け付ける入力手段とをさらに有し、
   前記範囲決定手段は、ユーザが前記入力手段が受け付けた入力によって指定された位置の軌跡の始点と終点を結んだ直線の縦方向成分又は横方向成分の画素数と、予め設定されたアスペクト比とによって定まる矩形領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
7. 前記撮像手段が出力する画像データを逐次表示する表示手段と、
   前記表示手段の画面の位置を指定する入力を受け付ける入力手段とをさらに有し、
   前記範囲決定手段は、前記入力手段が受け付けた入力によって指定された位置の軌跡によって形成される閉領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
8. 前記範囲決定手段は、前記軌跡で形成される閉領域がない場合は、前記軌跡の始点と終点を結んだ線分と前記軌跡とで形成される閉領域を前記撮像範囲として設定する、ことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
9. 前記撮像手段が出力する画像データを逐次表示するとともに、前記記録手段で記録された画像データの縮小画像を表示する表示手段をさらに有し、
   前記表示手段は、前記逐次表示する画像データに重畳して前記縮小画像に対応する範囲を表示する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
10. 結像する被写体像の倍率の変更が可能な光学ズーム手段と、
    前記光学ズーム手段で結像された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
    前記画像データを拡大する電子ズーム手段と、
    前記電子ズーム手段によって拡大された画像データを記録する記録手段と
    を備える撮像装置の制御方法であって、
    範囲決定手段が、前記撮像手段で撮像された被写体像の一部の領域を撮像範囲として設定する範囲決定工程と、
    制御手段が、前記光学ズーム手段及び前記電子ズーム手段の倍率を設定する制御工程であって、前記範囲決定工程で設定された前記撮像範囲の画像データを前記撮像装置が記録する場合、前記光学ズーム手段の倍率を前記撮像範囲の全体が前記撮像手段で撮像可能な範囲で最大の倍率に設定し、さらに、前記最大の倍率で結像される被写体像のうち前記撮像範囲の画像データの画素数を、少なくとも縦方向又は横方向において前記記録手段で記録するための記録画素数となるように拡大する倍率を前記電子ズーム手段に設定する制御工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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