JP3678205B2 - Digital camera - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームフォーカス方式の撮像レンズを用いたディジタルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、1つのモータで焦点距離調節(ズーミング)と焦点調節(フォーカシング)を行うズームフォーカス方式の撮像レンズが知られている。ズームフォーカス方式の撮像レンズでは、撮像レンズを構成する複数のレンズ群の相対的な位置を変化させて焦点距離を変化させると共に焦点位置も変化させる。そのため、1つのモータでズーミングとフォーカシングが可能である反面、レンズの焦点距離を短焦点側端と長焦点側端との間で連続的に変化させることはできず、あらかじめ設定されている複数の焦点距離に段階的にしか変化させられない。このようなズームフォーカス方式の撮像レンズは、銀塩フィルムを用いるカメラの分野では、レンズシャッタ方式のコンパクトカメラなどに採用されている。
【0003】
一方、ディジタルカメラの分野では、撮像レンズにズームレンズを用いた光学式ズームのほか、撮像部により得られた画像データの一部分を取り出して拡大する電子式ズームも実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ディジタルカメラの小型軽量化を目的として、上記ズームフォーカス方式の撮像レンズを採用するとともに、ファインダとして撮像部で得られた画像データの一部分を取り出して拡大し、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示部に表示する電子ファインダを採用することが提案されている。ところが、ズームフォーカス方式の撮像レンズの場合、焦点距離を段階的にしか変化させられないため、ズーミング動作中LCDなどのモニタ画面上に表示される画像の大きさがスムーズに変化せず、見た目が良くないという問題点を有していた。
【0005】
一方、ディジタルカメラにおいては、表示部における電力消費が大きいため、光学ファィンダを設け、電子ファインダと光学ファインダとをユーザが使い分けることにより電力消費を可及的に抑えることができるようにしたものも知られている。
【0006】
ところで、ファインダは撮影者が被写体の画角を設定するためのものであるから、ディジタルカメラがズーム機能を備えている場合は、撮影者によるズームスイッチの操作に応じてファインダで視認できる被写体像の大きさが連続的に変化することが好ましい。従って、ズームフォーカス方式の撮像レンズを備えたディジタルカメラにおいては、光学ファィンダとしてズームファインダを採用するとともに、電子ファインダに表示させる画像に電子式ズームを採用し、ファインダとして光学ファインダが選択されている場合は、ズームスイッチの操作を検出した信号に応じてズームファインダの倍率変更用のレンズを駆動して接眼窓から視認される被写体光像の倍率を連続的に変化させ、電子ファインダが選択されている場合は、ズームスイッチの操作を検出した信号に基づいて画像の拡大率又は縮小率を設定し、その拡大率又は縮小率によって撮像部で得られた画像データを拡大又は縮小して表示部に表示することにより被写体像を連続的に変化させること(以下、このような表示方法によるファインダを電子ズームファインダという。)が好ましい。
【0007】
しかし、ズームフォーカス方式の撮像レンズを備えたディジタルカメラにズームファインダからなる光学ファインダ(以下、光学ズームファインダという。)を採用する場合、撮影レンズと光学ファインダとにそれぞれズーム機構があるため、両光学系に駆動源を設けると、ズームフォーカス方式の撮影レンズを採用することによりカメラの小型軽量化を図るという目的に反することになる。
【0008】
従って、撮影レンズのズーム駆動源と光学ズームファインダのズーム駆動源との共通化を図り、可能な限りカメラの小型軽量化を図ることが望ましい。ズームフォーカス方式の撮影レンズを用いてLCD上で画像がスムーズに変化される(本発明者が、特願平13-374417で提案した発明の)場合、電子ズームファインダの表示画像を得るために使用する撮影レンズのズーム動作は段階的に変化する。これに対し、撮影レンズのズームと連動した光学ファインダの画像をスムーズ(連続的)に変化させるためには、撮影レンズのズーム動作は連続的に変化する必要があるが、電子ズームファインダと光学ズームファインダとでズーム駆動源の動作が相違するため、撮影レンズのズーム駆動源と光学ズームファインダのズーム駆動源とを単純に共通化しても電子ズームファインダと光学ズームファインダとを有効に動作させることはできない。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ズームフォーカス方式の撮像レンズを備えるとともに、電子ズームファインダと光学ズームファインダとを備えたディジタルカメラにおいて、電子ズームファインダ及び光学ズームファインダの各ズーム機能を損なうことなく、撮影レンズのズーム駆動源と光学ズームファインダのズーム駆動源との共通化を図ってディジタルカメラの小型軽量化を可能にすることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ステップ状に変化する複数の焦点距離が予め設定されており、複数のレンズ群の相対的な位置を変化させることにより焦点距離を前記複数の焦点距離に段階的に変化させることが可能な撮像レンズと、前記撮像レンズの光軸上の所定位置に設けられ、その光軸上に結像される像を光電変換する撮像素子を含み、画像データを出力する撮像部と、前記撮像レンズの焦点距離を、その最長焦点距離と最短焦点距離との間で変化させるためのズームスイッチと、前記ズームスイッチからの信号に応じて、前記撮影レンズの複数のレンズ群の相対的な位置を変化させるレンズ駆動機構とを具備するディジタルカメラであって、前記撮像レンズの最長焦点距離と最短焦点距離とを結ぶ仮想のズーム特性曲線と前記ズームスイッチが連続して操作されている時間とから、仮想の焦点距離及び像倍率を演算する第1像倍率演算部と、現時点における撮像レンズの焦点距離から実際に前記撮像部の受光面上に結像されている像の倍率を演算する第2像倍率演算部と、前記第1像倍率演算部による仮想の像倍率と前記第2像倍率演算部による実際の像倍率とを用いて前記撮像部から出力される画像データを拡大した拡大画像データを作成する拡大画像データ作成部と、前記拡大画像データを用いて画像表示を行う表示部とを備えた電子ズームファインダと、前記撮影レンズとは独立に被写体光像を取り込み、倍率変更用のレンズを移動させることにより倍率を変化させて前記被写体光像を接眼窓に出射させることが可能な光学ズームファインダと、前記レンズ駆動機構で発生する駆動力を前記光学ズームファインダの倍率変更用のレンズに伝達し、前記撮影レンズの焦点位置の変化に連動して前記倍率変更用のレンズを移動させることにより、前記被写体光像の倍率を変化させるファインダ駆動機構と、前記電子ズームファインダと前記光学ズームファインダのいずれかを設定するファインダ設定手段と、前記電子ズームファインダが設定されているとき、前記撮影レンズの焦点距離が段階的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を段階的に駆動させ、前記光学ズームファインダが選択されているとき、前記接眼窓に出射される被写体光像の倍率が連続的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を連続的に駆動させる駆動制御手段とを備えたものである。
【0011】
上記構成によれば、ズームフォーカス式の撮影レンズの駆動源と光学ズームファインダを構成するレンズの駆動源とをレンズ駆動機構で共通化しているので、光学系の駆動機構の小型化が可能になる。
【0012】
特願平13-374417提案の実施例のごとく、電子ズームファインダが選択されているときは、ズームスイッチの操作に応じてレンズ駆動機構を段階的に駆動して撮影レンズの焦点距離を段階的に変化させる一方、撮像部で撮像された画像の像倍率(実際の像倍率)とズームスイッチの連続操作時間に基づく当該スイッチ操作に対応した仮想の像倍率とを用いて撮像画像を拡大することにより、ズームスイッチの操作に対応したズーム画像が作成され、そのズーム画像は表示部に表示される。従って、撮影者はこの表示画像を見ながら被写体の画角を設定することができる。
【0013】
光学ズームファインダが設定されているときは、ズームスイッチの操作に応じてレンズ駆動機構を連続的に駆動して倍率変更用のレンズが連続的に変化され、これにより接眼窓に出射される被写体光像が連続的に変化する。従って、撮影者は被写体光像を見ながら被写体の画角を設定することができる。
【0014】
電子ズームファインダでも光学ズームファインダでもズームスイッチの操作に応じて連続的に変化する被写体の画角の変化を視認することができるので、ズームファインダ機能を低下させることはない。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のディジタルカメラにおいて、光学ズームファインダの像倍率を検出する像倍率検出手段と、画角設定時に前記ファインダ設定手段によりファインダが前記電子ズームファインダから前記光学ズームファインダに切り換えられると、前記像倍率検出手段により検出される像倍率がファインダ切換時の電子ズームファインダにおける仮想の像倍率と一致するように、前記レンズ駆動機構を駆動させる画角制御手段を更に備えたものである。
【0016】
この構成によれば、画角設定時にファインダ設定手段によりファインダが電子ズームファインダから光学ズームファインダに切り換えられると、像倍率検出手段により検出される像倍率がファインダ切換時の電子ズームファインダにおける仮想の像倍率と一致するように、レンズ駆動機構が駆動されて光学ズームファインダの像倍率が変更される。これにより、ファインダが、画角設定中に電子ズームファインダから光学ズームファインダに切り換えられた場合にも、光学ズームファインダの接眼窓から出射される被写体光像の像倍率は、ファインダ切換時の電子ズームファインダによるズーム画像の像倍率と同一となるので、画角設定の操作性を低下させることがない。
【0017】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の記載のディジタルカメラにおいて、画角設定時に前記ファインダ設定手段によりファインダが前記光学ズームファインダから前記電子ズームファインダに切り換えられると、前記像倍率検出手段で検出されるファインダ切換時の光学ズームファインダの像倍率に対応する前記撮像レンズの焦点距離に最も近く、且つ、この焦点距離以下の前記撮像レンズの設定可能なステップ状の焦点距離を演算する焦点距離演算手段と、前記撮像レンズの複数のレンズ群の相対的な位置を変化させて焦点距離を前記焦点距離演算手段で演算された焦点距離に変更する焦点距離変更手段と、前記焦点距離演算手段で算出される撮像レンズの焦点距離と前記像倍率検出手段で検出されるファインダ切換時の像倍率とを用いて画像の拡大率を演算する拡大率演算手段とを更に備え、画角設定時に前記ファインダ設定手段によりファインダが前記光学ズームファインダから前記電子ズームファインダに切り換えられると、前記拡大画像データ作成部は、前記焦点距離変更手段で前記撮像レンズの焦点距離を変更した後に前記撮像部から出力される画像データを、前記拡大率演算手段で演算された拡大率で拡大して拡大画像データを作成し、前記表示部はこの拡大画像データを用いて画像表示を行うものである。
【0018】
この構成によれば、画角設定時にファインダ設定手段によりファインダが光学ズームファインダから電子ズームファインダに切り換えられると、像倍率検出手段で検出されるファインダ切換時の光学ズームファインダの像倍率に対応する撮像レンズの焦点距離に最も近く、且つ、この焦点距離以下の撮像レンズの設定可能なステップ状の焦点距離が演算される。また、撮像レンズの複数のレンズ群の相対的な位置を変化させて撮像レンズの焦点距離が焦点距離演算手段で演算された焦点距離に変更され、この焦点距離と像倍率検出手段で検出されるファインダ切換時の像倍率とを用いて拡大率演算手段で画像の拡大率が演算される。
【0019】
そして、撮像レンズの焦点距離を変更した後に撮像部で撮像された被写体の画像の画像データを拡大率演算手段で演算された拡大率で拡大することにより拡大画像データが作成され、この拡大画像データを用いて被写体の画像が表示部に表示される。
【0020】
すなわち、電子ズームファインダに切り換えられると、ファインダ切換時の光学ズームファインダの像倍率と同一の像倍率の被写体画像が作成され、表示部に表示される。これにより、画角設定中に光学ズームファインダから電子ズームファインダに切換えられた場合にも、電子ズームファインダの表示部にはファインダ切換時の光学ズームファインダの像倍率と同一の像倍率の被写体像が表示されるので、画角設定の操作性を低下させることがない。
【0021】
請求項4記載の発明は、ステップ状に変化する複数の焦点距離が予め設定されており、複数のレンズ群の相対的な位置を変化させることにより焦点距離を前記複数の焦点距離に段階的に変化させることが可能な撮像レンズと、前記撮像レンズの光軸上の所定位置に設けられ、その光軸上に結像される像を光電変換する撮像素子を含み、画像データを出力する撮像部と、前記撮像レンズの焦点距離を、その最長焦点距離と最短焦点距離との間で変化させるためのズームスイッチと、前記ズームスイッチからの信号に応じて、前記撮影レンズの複数のレンズ群の相対的な位置を変化させるレンズ駆動機構とを具備するディジタルカメラであって、 前記撮像レンズの最長焦点距離と最短焦点距離とを結ぶ仮想のズーム特性曲線と前記ズームスイッチが連続して操作されている時間とから、仮想の焦点距離及び像倍率を演算する第1像倍率演算部と、現時点における撮像レンズの焦点距離から実際に前記撮像部の受光面上に結像されている像の倍率を演算する第2像倍率演算部と、前記第1像倍率演算部による仮想の像倍率と前記第2像倍率演算部による実際の像倍率とを用いて前記撮像部から出力される画像データを拡大した拡大画像データを作成する拡大画像データ作成部と、前記拡大画像データを用いて画像表示を行う表示部とを備えた電子ズームファインダと、前記撮影レンズとは独立に被写体光像を取り込み、倍率変更用のレンズを移動させることにより倍率を変化させて前記被写体光像を接眼窓に出射させることが可能な光学ズームファインダと、前記レンズ駆動機構で発生する駆動力を前記光学ズームファインダの倍率変更用のレンズに伝達し、前記撮影レンズの焦点位置の変化に連動して前記倍率変更用のレンズを移動させることにより、前記被写体光像の倍率を変化させるファインダ駆動機構と、前記電子ズームファインダと前記光学ズームファインダのいずれかを設定するファインダ設定手段と、前記電子ズームファインダが設定されているとき、前記撮影レンズの焦点距離が段階的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を段階的に駆動させ、前記光学ズームファインダが選択されているとき、前記光学ズームファインダの倍率を前記ズームスイッチからの信号に応じて連続的に変化させると共に、前記ズームスイッチからの信号が断たれても前記ステップ状の焦点距離以外の倍率での停止を禁止するように前記レンズ駆動機構を駆動させる駆動制御手段とを備えたものである。
【0022】
上記構成によれば、ズームフォーカス式の撮影レンズの駆動源と光学ズームファインダを構成するレンズの駆動源とをレンズ駆動機構で共通化しているので、光学系の駆動機構の小型化が可能になる。
【0023】
電子ズームファインダが設定されているときは、ズームスイッチの操作に応じてレンズ駆動機構をステップ的に駆動して撮影レンズの焦点距離をステップ的に変化させる一方、撮像部で撮像された画像の像倍率(実際の像倍率)とズームスイッチの連続操作時間に基づく当該スイッチ操作に対応した仮想の像倍率とを用いて撮像画像を拡大することにより、ズームスイッチの操作に対応したズーム画像が作成され、そのズーム画像は表示部に表示される。従って、撮影者はこの表示画像を見ながらほぼ連続的に画角設定が可能となる。
【0024】
光学ズームファインダが設定されているときは、ズームスイッチからの信号に応じてレンズ駆動機構が連続的に駆動させられ、これにより接眼窓に出射される被写体光像が連続的に変化する。撮影者が画角(像倍率)の設定を行う場合は、撮影者のズーム操作が終了した時の撮影レンズ位置の直ぐ次のステップ状のズーム位置まで撮影レンズ及び光学ズームファインダを駆動するべくレンズ駆動機構が駆動され、ステップ状のズーム位置まで撮影レンズ及び光学ズームファインダが駆動された後、レンズ駆動機構への通電が停止されるので、ほぼ撮影者の意図する画角(像倍率)に設定することが可能となる。ステップ状の焦点距離以外の画角の設定は禁止される。
【0025】
このように、電子ズームファインダでも光学ズームファインダでもズームスイッチの操作に応じて連続的に変化する被写体の画角の変化を視認することができるので、ズームファインダ機能を低下させることはない。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明に係るディジタルカメラの一実施形態について説明する。本実施形態に係るディジタルカメラは、電子ズームファインダと光学ズームファインダとを備え、ユーザがいずれか一方のファインダを選択して使用することができるようになっている。電子ズームファインダは、撮影待機中に被写体を動画撮像して取り込み、その撮像画像をLCDからなる表示部に表示させることにより、ファインダ機能を果たすものである。本実施形態では、撮像レンズとして、1つのモータで焦点距離調節(ズーミング)と焦点調節(フォーカシング)を行うズームフォーカス方式(ステップズームとも言う)のレンズを用いる。また、ディジタルカメラの小型化、コンパクト化を図るため、撮像レンズの駆動源である電動モータを光学ズームファインダの倍率変更用のレンズの駆動源と兼用している。
【0027】
ズームフォーカス方式の撮像レンズでは、撮像レンズの焦点距離を、長焦点端、短焦点端及び予め設定された少なくとも1つの中間焦点距離のいずれかにしか設定することができないので、電子ズームファインダにおいては、ユーザがズームスイッチを操作してこれら以外の焦点距離を選択した場合には、いわゆる電子ズーム方式を併用して所定の像倍率となるように撮像画像の画像データを拡大処理して表示部に表示する。
【0028】
一方、光学ズームファインダが選択されている場合は、ユーザのズームスイッチの操作に応じて撮影レンズを連続的に移動させるように電動モータを駆動し、これにより光学ズームファインダの倍率変更用のレンズを連続的に移動させて被写体光像の像倍率をズームスイッチの操作に応じた所定の像倍率に変化させる。
【0029】
撮像レンズの構成及び焦点距離を変化させた場合の各構成レンズ群の位置関係を図1に示す。図1中、(a)はメインスイッチをオフにしたときにレンズ長が最も短くなるように各レンズ群を収納位置に移動した沈胴端に設定した場合、(b)は撮像レンズ10の焦点距離を短焦点端に設定した場合、(c)は撮像レンズ10の焦点距離を長焦点端に設定した場合を示す。
【0030】
周知のように、ズームレンズは、光学系を構成する複数のレンズ群の相対的な位置を変化させることによりその焦点距離を変化させることができる。また、インナーフォーカスタイプと呼ばれるレンズでは、光学系を構成する複数のレンズ群のうち一部のレンズ群の位置を変化させることによりその合焦位置を変化させることができる。
【0031】
図1に示す構成例では、被写体(物体)側から第1レンズ群11、第2レンズ群12及び第3レンズ群13の位置を変化させることにより撮像レンズ10の焦点距離を変化させる。また、第1レンズ群11と第2レンズ群12の位置を光軸方向に移動させない状態で、第3レンズ群13の光軸方向位置を変化させることにより合焦位置を調節する。なお、撮像素子21の直近の第4レンズ群14は固定されている。
【0032】
第3レンズ群13の位置を変化させるためのカム溝の形状を図2に示す。図中、沈胴端P0は、このディジタルカメラのメインスイッチをオフしたときに、撮像レンズ10の光学性能を無視して、レンズ長が最も短くなるように各レンズ群、この場合特に第3レンズ群13の収納位置に対応するレンズガイドピンの位置(以下、単に「第3レンズ群13の位置」とする。)を示す。
【0033】
点P1は、撮像レンズ10の焦点距離が最も短い短焦点端で、かつ無限遠の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。点P2は、撮像レンズ10の短焦点端で、かつ光学性能上許容し得る至近距離の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。点P1と点P2の間のフォーカス区間では、第1レンズ群11及び第2レンズ群12は公知(図略)のカム機構により基本的に動かず、第3レンズ群13がリニアに移動し、合焦位置を調節する。以下の点P3とP4、P5とP6、P7とP8、P9とP10の間でも同様である。
【0034】
点P3、P5及びP7は、それぞれ撮像レンズ10の焦点距離が短焦点端と長焦点端の中間の焦点距離で、かつ無限遠の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。点P4、P6及びP8は、それぞれ撮像レンズ10の焦点距離が短焦点端と長焦点端の中間の焦点距離で、かつ至近距離の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。点P9は、撮像レンズ10の焦点距離が最も長い長焦点端で、かつ無限遠の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。点P10は、撮像レンズ10の長焦点端で、かつ至近距離の被写体に合焦する状態における第3レンズ群13の位置を示す。
【0035】
図2中、各点P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9及びP10を結ぶ実線は実際のカム曲線である。一方、点P1、P3、P5、P7及びP9を結ぶ一点鎖線は、この撮像レンズ10の長焦点端と短焦点端を結ぶ仮想カム曲線(仮想ズーム特性)を示す。
【0036】
次に、本実施形態に係るディジタルカメラのブロック構成を図3に示す。電子ズームファインダは、上述したように撮影待機中に撮像部20で被写体を動画撮像して取り込み、その撮像画像を表示装置51に表示させることにより、画像表示によってファインダ機能を果たすものである。従って、撮影レンズ10は電子ズームファインダの光学系を兼ねている。
【0037】
撮影レンズ10と光学ズームファインダ70とは伝達部材72を介して、例えばステッピングモータ等の電動モータ71の駆動力を伝達することによりズーム駆動が行われる。光学ズームファインダ70はレンズの間隔が可変の凸レンズと凹レンズの2成分からなる対物レンズを備えている。光学ズームファインダ70は電動モータ71の駆動力によって対物レンズのいずれか一方を光軸上に移動させることにより、接眼窓に出射される被写体光像の像倍率が変化するようになっている。伝達部材72は複数のギヤを連結してなるもので、電動モータ71の駆動力を撮影レンズ10の撮影レンズズーム駆動機構10Aと光学ズームファインダ70の光学ファインダズーム駆動機構70Aとに伝達する。光学ファインダズーム駆動機構70Aには、図略のカム手段が具備され、このカム手段により電動モータ71が回転すると、上記撮影レンズ10の第3レンズ群13がカム溝に描かれた上記仮想カム曲線上を動いた場合の撮影レンズ10の焦点距離変化(画角変化)と略等しくなるように光学ズームファインダ70のレンズ群を移動する。
【0038】
電動モータ71の駆動制御はレンズ制御部30を介して全体制御部40により行われる。図4は電子ズームファインダが選択されているときのズームスイッチST,SWの操作量と撮影レンズの移動量との関係を示す図である。また、図5は光学ズームファインダが選択されているときのズームスイッチST,SWの操作量と撮影レンズの移動量との関係を示す図である。
【0039】
図4に示すように、電子ズームファインダが選択されているときは、電動モータ71は、ズームスイッチSW,STの操作量に対して撮影レンズ10が階段状に移動するように、間歇的に駆動される。以下、この駆動モードを「ステップズーム駆動モード」という。これは、撮影レンズ10の焦点距離が階段状に切り換えられるからである。一方、光学ズームファインダが選択されているときは、図5に示すように、電動モータ71は、ズームスイッチSW,STの操作量に対して撮影レンズ10が連続的に移動するように、連続駆動される。以下、この駆動モードを「連続ズーム駆動モード」という。これは、光学ズームレンズの倍率変更用のレンズを連続的に移動させ、被写体光像の像倍率を連続的に変化させるためである。
【0040】
撮像レンズ10の光軸L上には、例えばCCDやMOSなどの撮像素子21が設けられている。周知のように、撮像素子21の受光面には、微小な光電変換素子からなる画素が縦方向及び横方向にそれぞれ所定数配列されており、各画素からの画素信号(電荷量などのアナログデータ)が出力される。撮像素子21からの画素信号は、A/D変換器22によりディジタル信号に変換された後、画像処理部23によりホワイトバランス調節やγ補正などが施され、画像データメモリ24に一時的に記憶される。これら撮像素子21、A/D変換器22、画像処理部23及び画像データメモリ24などで撮像部20を構成する。
【0041】
なお、以下の説明において、各画素信号をディジタル化し、所定の画像処理を施したものを「画素データ」と称し、「画素データ」を所定の順に配列して画像を構成したものを「画像データ」と称する。
【0042】
レンズ制御部30は、電動モータ71の駆動を制御して撮像レンズ10及び光学ズームファインダ70のズーム動作を制御するものである。撮影レンズズーム駆動機構10A、光学ファインダズーム駆動機構70Aは、各々がカム筒、歯車列、カム筒の回転位置や回転方向などを検出するためのエンコーダなどで構成されている。エンコーダの検出情報は全体制御部40に入力される。図2の上部に、撮影レンズ10の第3レンズ群13のカム溝位置に対応した、すなわちカム溝を有するカム筒回転角に対応した撮影レンズズーム駆動機構10A、光学ファインダズーム駆動機構70Aの各々のエンコーダ出力を示す。
【0043】
レンズ制御部30は、全体制御部40からの制御信号により電動モータ71の回転数及び回転方向を制御し、撮像レンズ10を構成する複数のレンズ群の相対的な位置や光学ズームファインダ70の対物レンズを構成する凹凸レンズの間隔を変化させる。全体制御部40は撮影レンズズーム駆動機構10A、光学ファインダズーム駆動機構70A各々から入力される位置情報(エンコーダの検出信号)を用いて撮像レンズ10の現時点での焦点距離や像倍率、光学ズームファインダ70の像倍率などを検出する。
【0044】
全体制御部40は、このディジタルカメラ全体を制御する所定のプログラムを記憶したROM、画像データなどの演算処理すべきデータを一時的に記憶するためのRAM及び上記所定のプログラムを実行して様々な機能を実現するためCPUなどで構成されている。全体制御部40には、シャッタスイッチS1,S2、ズームスイッチSW,ST、画像決定スイッチSa、画像消去スイッチSb及びファインダ設定スイッチScのスイッチ類や記録部60、測光部61、測距部62などが接続されている。全体制御部40の詳細は後述する。
【0045】
表示部(電子ズームファインダ)50は、LCDなどの表示装置51と、表示装置51上に表示するための表示用画像データを一時的に記憶するためのRAMなどの表示用画像データメモリ52などで構成されている。
【0046】
シャッタスイッチS1は、カメラハウジングの上部などに設けられたシャッタ操作ボタンにユーザが指を載せた状態でオンするスイッチであり、撮影準備動作を行うためのスイッチである。シャッタスイッチS2は、シャッタ操作ボタンを最後まで押し込んだときにオンするスイッチであり、撮像部20を駆動して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを記録部60によりメモリカードなどの記録媒体に記録するためのスイッチである。
【0047】
ズームスイッチSWは、電子ズームファインダ50が選択されているとき、表示装置51に表示する被写体の像倍率が小さくなる方向、すなわち撮像レンズ10の焦点距離を階段状に短くしながら電子ズーム方式を併用して像倍率が小さくなる方向に操作するスイッチであり、光学ズームファインダ70が選択されているとき、接眼窓から見える被写体の像倍率が小さくなる方向、すなわち撮影レンズ10の焦点距離を連続的に短くしながら、それと連動した光学ズームファインダ70のレンズの焦点距離を連続的に短くする方向に操作するスイッチである。一方、ズームスイッチSTは、電子ズームファインダ50が選択されているとき、表示装置51に表示する被写体の像倍率が大きくなる方向、すなわち撮像レンズ10の焦点距離を階段状に長くしながら電子ズーム方式を併用して像倍率が大きくなる方向に操作するスイッチであり、光学ズームファインダ70が選択されているとき、接眼窓から見える被写体の像倍率が大きくなる方向、すなわち撮影レンズ10の焦点距離を連続的に長くしながら、それと連動した光学ズームファインダ70のレンズの焦点距離を連続的に長くする方向に操作するスイッチである。ズームスイッチSW及びSTは、シャッタ操作ボタンと同様にカメラハウジングの上部などに設けられ、二者択一的にオンするように(同時にはオンできないように)構成されている。
【0048】
画像決定スイッチSaは表示装置51にモニタ表示されている画像(画像データ)を記録媒体に記録するか否かを決定するスイッチである。画像消去スイッチSbはその画像データを記録媒体に記録しない場合に使用するスイッチであり、画像消去スイッチSbがオンされると、全体制御部40は画像データメモリ24に一時保存されている画像データを消去する。
【0049】
一般的なディジタルカメラでは、シャッタスイッチS2がオン後に撮像部20から読み出された画像は、自動的に一旦記録媒体に記録され、画像を消去する場合は、記録媒体に記録された画像データを事後処理により消去する。本実施形態では、画像決定スイッチSa及び画像消去スイッチSbを設けることにより、記録媒体に画像データを記録する前に、不要な画像データを消去することができるようにしている。
【0050】
本実施形態に係るディジタルカメラは、ズームフォーカス方式の撮像レンズ10を用いているので、撮像部20で撮像される画像は段階的にズーミングされた被写体像となる。このため、表示装置51を電子ズームファインダとして機能させる場合、本実施形態では、ズームスイッチST及びSWにより設定される像倍率が撮影レンズ10の焦点距離により光学的に設定される像倍率と同一のときは、撮像部20で撮像される画像がそのまま表示装置51に表示されるが、同一でないときは、撮像画像の中央の一部を画像処理により拡大して表示装置51に表示させることにより、ズームスイッチST及びSWの操作に応じた画角の被写体像を視認できるようにしている。
【0051】
また、撮影画像を記録する場合、ズームスイッチST及びSWで設定された画角が撮影レンズ10により光学的にズームされた画角と同一の場合は撮像部20で撮像された画像が記録媒体に記録されるが、同一でない場合は、表示装置51に画角表示するために撮像画像の中央の一部を画像処理により拡大して作成した画像(以下、電子ズーム画像という。)が記録媒体に記録される。
【0052】
ファインダ設定スイッチScは、電子ズームファインダと光学ズームファインダとを切換設定するスイッチである。ファインダ設定スイッチScによるファイダの設定信号は全体制御部40に入力される。全体制御部40に光学ズームスイッチの設定信号が入力されると、全体制御部40はレンズ制御部30を介して電動モータ71を連続ズーム駆動モードで駆動させ、電子ズームスイッチの設定信号が入力されると、全体制御部40はレンズ制御部30を介して電動モータ71をステップズーム駆動モードで駆動させる。
【0053】
記録部60は、画像データをメモリカードなどの記録媒体に記録するものである。測光部61は、撮像レンズ10を透過した光の強度を検出し、被写体輝度を演算するものである。ディジタルカメラの場合、撮像素子21の画素自体が光電変換素子であるため、撮像素子21から出力される画素データ又は撮像部20から出力される画像処理後の画像データを演算処理することにより、被写体輝度を求めることができる。
【0054】
測距部62は、被写体までの距離を測定し、レンズ制御部30を制御して撮像レンズ10を被写体に合焦させるものである。一般的に、ディジタルカメラの場合、撮像素子21自体が測距センサとして機能し得るので、レンズ制御部30を適宜駆動しつつ、撮像部20から出力される画像データのコントラストが最大となる状態を合焦とする(いわゆる「山登り方式」)。
【0055】
ファインダ設定スイッチScにより電子ズームファインダが設定されている場合、全体制御部40は第1像倍率演算部41として機能し、撮像レンズ10の最長焦点距離と最短焦点距離とを結ぶ仮想のズーム特性曲線とズームスイッチSW又はSTが連続して操作されている時間とから、仮想の焦点距離及び像倍率を演算する。本実施形態では撮像レンズ10としてズームフォーカス方式のものを用いているため、撮像レンズ10は、予め設定されている複数の焦点距離のいずれかしか取ることができない。これに対して、ユーザに対しては、電子ズーム方式を併用して、あたかも連続して撮像レンズ10の焦点距離が変化しているかのように、表示部50の表示装置51上に表示される画像の像倍率を変化させる。そのため、ズームスイッチSW又はSTの操作時間などから、表示部50の表示装置51上に表示される画像の仮想像倍率γ(撮像レンズ10の仮想焦点距離)を演算する必要がある。
【0056】
この仮想像倍率γは、撮像レンズ10の実際の像倍率をαとし、その像倍率αで撮像された画像の中央の一部を拡大して電子ズーム画像を作成する際の拡大率をβとすると、γ=α×βで算出される。ここに、像倍率αは撮影レンズ10に予め設定されている複数の焦点距離に対応する像倍率である。本実施形態では、図6に示すように撮影レンズ10の焦点距離を5段階fT,f1,f2,f3,fWに切換可能にしているので、それらの焦点距離fT〜fWに対応する像倍率αをαT,α1,α2,α3,αWとし、αT/α1=α1/α2=α2/α3=α3/αW=1.5とすると、βは1≦β≦1.5となり、仮想像倍率γは、
(a)αW≦γ<α3 γ=αW×β
(b)α3≦γ<α2 γ=α3×β
(c)α2≦γ<α1 γ=α2×β
(d)α1≦γ<αT γ=α1×β
(e) γ=αT γ=αT
となる。勿論、ここで、焦点距離fTでの電子ズームも想定し、α4=βmax×αT=1.5×αTなる仮想焦点距離γ=α4を設定し、
(e′)αT≦γ≦α4 γ=αT×β
とすることも可能であるが、本実施例では、焦点距離fTでの電子ズームを行わないこととして説明する。
【0057】
次に、全体制御部40は第2像倍率演算部42として機能し、撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダからの出力、すなわちαT又はα1又はα2又はα3又はαWを用いて現時点における撮像レンズ10の焦点距離を演算し、実際に撮像素子21の受光面上に結像されている像の倍率αを演算する。すなわち、電子ズーム方式による画像データの拡大率βを演算するために、撮像素子21上に結像されている画像の実際の像倍率αを知る必要があるからである。
【0058】
さらに、全体制御部40は拡大画像データ作成部43として機能し、第1像倍率演算部41による仮想の像倍率γと第2像倍率演算部42による実際の像倍率αを用いて電子ズーム方式による拡大率βを演算し、撮像部20から出力される画像データを拡大した拡大画像データ(電子ズーム画像のデータ)を作成する。
【0059】
拡大画像データ作成部43は、さらに、演算された拡大率βを用いて撮像部20から出力される画像データの中から拡大処理に用いる画素データを抽出するための電子ズーム部44と、表示部50の表示装置51上にモニタ画像を表示するために、抽出された画素データを間引き処理して表示用画像データを作成する画素データ間引部45と、抽出された画素データを拡大処理する際、不足する画素についての画素データを補間処理する画素データ補間部46と、抽出された画素データに補間された画素データを合成して記録用の画像データを作成する記録用画像データ作成部47などで構成される。記録用画像データ作成部47により作成された画像データは、記録部60に入力され、メモリカードなどの記録媒体に記録される。
【0060】
次に、画素データの抽出、画素データの間引き及び画素データの補間について説明する。前述のように、撮像レンズ10は予め設定されている複数の焦点距離のいずれかしか取ることはできず、ユーザがこれらの中間の焦点距離を選択した場合には、電子ズーム方式によりその中間の焦点距離(又は像倍率)を実現する。
【0061】
電子ズームファインダが設定されている場合の撮像レンズ10の取り得る焦点距離と各焦点距離における画像及び電子ズームによる中間焦点距離における画像の関係を図6に示す。
【0062】
図6において、上段の(a1)〜(a5)は、順に撮像レンズ10の取り得る各焦点距離fT、f1、f2、f3及びfWにおけるカメラ(レンズ部分)の外観を示す。ここでは、撮像レンズ10の焦点距離とレンズのカメラボディからの突出量がほぼ比例していることを前提としている。
【0063】
中段の(b1)〜(b5)は、順に上記各焦点距離fT、f1、f2、f3及びfWにおける画像、及びその像倍率αT、α1、α2、α3及びαWを示す。各画像は、撮像レンズ10により撮像素子21上に実際に結像されている画像を表す。
【0064】
下段の(c1)〜(c4)は、電子ズームの一例として焦点距離fTとf1の中間の(仮想)焦点距離fm1、fm2、fm3及びfm4における画像及びその像倍率γ1、γ2、γ3及びγ4を示す。これらの場合、撮像レンズ10の焦点距離及び像倍率は実際には変化しておらず、撮像素子21上には(b2)における最も外側のフレームで示された画像が結像されている。
【0065】
第1像倍率演算部41により演算された仮想の焦点距離がfm1(像倍率γ1)であったとすると、電子ズーム部44は、図中フレームBに含まれる画素データのみを抽出する。換言すると、フレームBの外側の画素データを捨てる。同様に、仮想の焦点距離がfm4(像倍率γ4)であったとすると、電子ズーム部44は、フレームAに含まれる画素データのみを抽出する。この処理を「画素データの抽出」という。
【0066】
なお、撮像素子21の横方向寸法をL、フレームAの横方向寸法をLA、フレームBの横方向寸法をLBとすると、γ1=α1×β1=α1×(L/LB)、γ4=α1×β4=α1×(L/LA)となる。
【0067】
ところで、撮像素子21の画素数は、その目的にもよるがディジタルカメラ用では数百万画素に及ぶ。一方、ディジタルカメラのビューファインダに用いられる小型のLCD(液晶表示素子)の場合、その画素数はせいぜい数万画素である。そこで、画素データ間引部45は、電子ズーム部44により抽出された画素データを用いて、フレームの縦方向及び横方向にそれぞれ隣接する数画素〜数十画素の中から1画素のデータを抽出するか、あるいはこれらの画素データの平均値を求め、画素データ数を減らして表示用画像データを形成する。これを「画素データの間引き」という。なお、拡大率βが大きくなると抽出される画素データ数が少なくなるので、画素データの間引き率は拡大率に反比例する。
【0068】
一方、電子ズーム部44により抽出された画素データは、拡大率β=1、すなわち電子ズームを行わない場合を除いて、撮像素子21の画素数よりも少なくなる。この画素データをそのまま画像データとして記録媒体に記録し、その画像データを用いてプリンタなどに出力すると仮定すると、拡大率βが大きくなるにつれて画像が粗くなり、画質が低下する。そこで、電子ズームを行わない場合の画像データと画素数を同じにするべく、画素データ補間部46は、まず抽出した各画素データの画素番地に対して、拡大率βに応じて番地の付け替えを行う。そうすると、各画素間に隙間ができるので、隙間部分を埋めるべく、隙間に隣接する複数の画素データを用いて新たに画素データを作成する。これを「画素データの補間」という。
【0069】
次に、電子ズームファインダが設定されている場合の撮像レンズ10のズーム特性を図7に示す。図中、階段状の実線は撮像レンズ10の実際のズーム特性を示し、一点鎖線は仮想のズーム特性を示す。また、図の左半分はズームスイッチSTをオンし、撮像レンズ10の焦点距離を短焦点側から長焦点側に変化させる場合を示し、右半分はズームスイッチSWをオンし、撮像レンズ10の焦点距離を長焦点側から短焦点側に変化させる場合を示す。
【0070】
図から分かるように、撮像レンズ10の焦点距離を短焦点側から長焦点側に変化させる場合、撮像レンズ10の焦点距離は、仮想焦点距離よりも遅れて変化する。これに対し、撮像レンズ10の焦点距離を長焦点側から短焦点側に変化させる場合、撮像レンズ10の焦点距離は、仮想焦点距離よりも先に変化する。このように撮像レンズ10の焦点距離を変化させることにより、撮像素子21上には電子ズームに必要な画像よりも広範囲の画像が常に結像される。
【0071】
本実施形態に例示するように、撮像レンズ10の焦点距離を5段階に変化させ、電子ズームによる拡大率の最大値βmax=1.5とすると、1.5×(5−1)乗≒5.0となり、5倍のズーム比が得られる。
【0072】
一方、ファインダ設定スイッチScにより光学ズームファインダが設定されている場合は、ズームスイッチSW又はSTの操作に応じて光学ズームファインダ70の倍率変更用のレンズが、光学ファインダズーム駆動機構70Aに具備された図略のカム手段により撮影レンズ10の第3レンズ群13がカム溝に描かれた図2の仮想カム曲線上を移動した場合の撮影レンズ10の焦点距離変化(画角変化)と略等しくなるよう連続的に移動し、光学ズームファインダ70の像倍率の特性は、図7の仮想ズーム特性と略同一となる。
【0073】
次に、本実施形態におけるディジタルカメラの撮像シーケンスについて、図8〜図16に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【0074】
まず、電源スイッチがオンされると(ステップ#1)、全体制御部40はレンズ制御部30を駆動して、撮像レンズ10を沈胴位置から引き出し、撮像レンズ10の焦点距離を短焦点端(WIDE端)に設定する(ステップ#3)。
【0075】
撮像レンズ10の焦点距離が短焦点端に設定されると、ファインダ設定スイッチScからの入力信号によりファインダの設定内容を判別し(ステップ#5)、電子ズームファインダが設定されていると、ステップ#7に移行し、図9,図10のフローチャートに従って「電子ズームファインダによる画角設定処理」が実行される。
【0076】
電子ズームファインダによる画角設定処理に移行すると、全体制御部40は、まず、光学ズームファインダ70の使用禁止を表示装置51に表示する(ステップ#7−1)。なお、ステップ#7−1の処理では、光学ズームファインダ70を使用不能状態に設定してもよい。続いて、ファインダ設定スイッチScからの入力信号により光学ズームファインダから電子ズームファインダに切り換えられたものであるか否かを判別し(ステップ#7−2)、ファインダ切換えによるものでなければ(ステップ#7−2でNO)、電子ズーム部44は拡大率βを「1.0」に初期設定する(ステップ#7−3)。また、測距部62は、例えば撮像部20から出力される画像データをモニタしながらレンズ制御部30を駆動し、コントラストが最大となるように合焦動作を行う(ステップ#7−4)。
【0077】
撮像レンズ10の合焦動作が完了すると、画素データ間引部45は、撮像部20から出力される画像データを読み出し、間引き処理を行い、表示用画像データ(電子ズーム画像)を作成する(ステップ#7−5)。表示用画像データは一旦表示用画像データメモリ52に入力された後、表示装置51上にモニタ表示される(ステップ#7−6)。なお、モニタ用の画像データは、所定時間経過するごとに更新されるものとし、画像データの更新のためのタイマのカウントを開始する。
【0078】
ステップ#7−2でファインダ切換えにより電子ズームファインダが設定されている場合は(ステップ#7−2でYES)、ステップ#7−3〜#7−6の処理はスキップされる。
【0079】
続いて、全体制御部40は、ズームスイッチST又はSWがオンされたか否かを判断する(ステップ#7−7,#7−8)。ズームスイッチST及びSWがオンにならなければ(ステップ#7−7,#7−8でNO)、ステップ#11にリターンする。
【0080】
一方、ズームスイッチSTがオンになると(ステップ#7−7でYES)、第1像倍率演算部41は、仮想ズーム特性とズームスイッチSTの操作時間とから仮想像倍率γを演算する(ステップ#7−9)。これと並行して、第2像倍率演算部42は撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダの出力から撮像レンズ10による実際の像倍率αを演算する(ステップ#7−10)。更に演算された仮想像倍率γ及び実際の像倍率αはそれぞれ電子ズーム部44に入力され、拡大率βが演算される(ステップ#7−11)。
【0081】
拡大率βが演算されると、電子ズーム部44は、演算された拡大率βを用いて撮像部20から出力される画像データの中から所定の画素データを抽出し、電子ズーム処理を行う(ステップ#7−12)。画素データ間引部45は、抽出された画素データを間引き処理し(ステップ#7−13)、表示部50は間引き処理された表示用画像データを用いて表示装置51上のモニタ表示を更新する(ステップ#7−14)。
【0082】
さらに、全体制御部40はズームスイッチSTがオフされたか否かを判断する(ステップ#7−15)。ズームスイッチSTがオフされていない場合(ステップ#7−16でNO)、全体制御部40は拡大率βが「1.5」であるか否かを判断する(ステップ#7−16)。拡大率βが「1.5」でない場合には(ステップ#17−16でNO)、全体制御部40はステップ#7−9から#7−14の処理を繰り返し、仮想像倍率γの演算、実際の像倍率αの演算、拡大率βの演算、電子ズーム処理、間引き処理、モニタ表示の更新を順に行う。一方、拡大率βが「1.5」になっている場合は(ステップ#7−16でYES)、全体制御部40は、レンズ制御部30を駆動して撮像レンズ10の焦点距離を1段長焦点側に変化させる(ステップズーム駆動:ステップ#7−17)。その際、撮影レンズ10の移動先位置は図2上で1段長焦点側のフォーカス区間内となるが、移動前に合焦していた位置に被写体距離が略同一になる位置が望ましい。その後、ステップ#7−9に移行して、仮想像倍率γの演算、実際の像倍率αの演算、拡大率βの演算、電子ズーム処理、間引き処理、モニタ表示の更新を繰り返す。
【0083】
そして、ズームスイッチSTがオフになると(ステップ#7−15でYES)、全体制御部40は、更にズームスイッチSWがオンされたか否かを判断する(ステップ#7−8)。ズームスイッチSWがオンになると(ステップ#7−8でYES)、全体制御部40は、仮想像倍率γの演算(図10、ステップ#7−18)、撮像レンズ10による実際の像倍率αの演算(ステップ#7−19)、拡大率βの演算(ステップ#7−20)、電子ズーム処理(ステップ#7−21)、画素データの間引き処理(ステップ#7−22)、モニタ表示の更新(ステップ#7−23)を順に行う。
【0084】
さらに、全体制御部40はズームスイッチSWがオフされたか否かを判断する(ステップ#7−24)。ズームスイッチSWがオフされていない場合(ステップ#7−24でNO)、全体制御部40は拡大率βが「1.0」になっているか否かを判断する(ステップ#7−25)。拡大率βが「1.0」でない場合には(ステップ#17−25でNO)、全体制御部40はステップ#7−18から#7−23の処理を繰り返し、仮想像倍率γの演算、実際の像倍率αの演算、拡大率βの演算、電子ズーム処理、間引き処理、モニタ表示の更新を順に行う。一方、拡大率βが1.0になっている場合は(ステップ#7−25でYES)、全体制御部40は、レンズ制御部30を駆動して撮像レンズ10の焦点距離を1段短焦点側に変化させる(ステップズーム駆動:ステップ#7−26)。その際、撮影レンズ10の移動先位置は、ズームスイッチSTオン時と同様に移動前に合焦していた位置と被写体距離が略同一になる位置が望ましい。その後ステップ#7−18に移行して、仮想像倍率γの演算、実際の像倍率αの演算、拡大率βの演算、電子ズーム処理、間引き処理、モニタ表示の更新を繰り返す。
【0085】
なお、カメラ起動時は撮像レンズ10の焦点距離が短焦点端に初期設定されているので、ズームスイッチSWがオンになっても全体制御部40はレンズ制御部30を駆動することなく、ステップ#7−18〜#7−23の処理を繰り返す。
【0086】
図8のステップ#5に戻り、光学ズームファインダ70が設定されていると、ステップ#9に移行し、図11のフローチャートに従って「光学ズームファインダによる画角設定処理」が実行される。
【0087】
光学ズームファインダによる画角設定処理においては、全体制御部40は、まず、表示部50への電源供給を停止して表示装置51への表示をOFFにする(ステップ#9−1)。続いて、全体制御部40は、ズームスイッチST又はSWがオンされたか否かを判断する(ステップ#9−2,#9−3)。
【0088】
ズームスイッチSTがオンになると(ステップ#9−2でYES)、全体制御部40はレンズ制御部30を介して電動モータ71をテレ側に連続的に駆動して撮像レンズ10をテレ側に連続的に移動させる(ステップ#9−4)。この電動モータ71の連続駆動により光学ズームファインダ70の像倍率γfは連続的に増大する。全体制御部40はズームスイッチSTのオン状態が継続している間(ステップ#9−4〜#9−6のループ)、光学ズームファインダ70の光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づいて光学ズームファインダ70の倍率変更用のレンズがテレ端に達したか否かを監視し(ステップ#9−5)、その倍率変更用のレンズがテレ端に達すると(ステップ#9−5でYES)、電動モータ71の駆動を停止して光学ズームファインダ70の像倍率γfを最大値に保持し(ステップ#9−7)、ステップ#9−3に戻る。また、全体制御部40は、倍率変更用のレンズがテレ端に達する前にズームスイッチSTがオフになると(ステップ#9−6でYES)、電動モータ71の駆動を停止して光学ズームファインダ70の像倍率γfをその設定倍率に保持し(ステップ#9−7)、ステップ#9−3に戻る。
【0089】
ステップ#9−3に移行すると、全体制御部40はズームスイッチSWがオンされたか否かを判断する。そして、ズームスイッチSWがオンされると(ステップ#9−3でYES)、全体制御部40はレンズ制御部30を介して電動モータ71をワイド側に連続的に駆動して撮像レンズ10をワイド側に連続的に移動させる(ステップ#9−8)。この電動モータ71の連続駆動により光学ズームファインダ70の像倍率γfは連続的に減少する。全体制御部40はズームスイッチSWのオン状態が継続している間(ステップ#9−8〜#9−10のループ)、光学ズームファインダ70の光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づいて光学ズームファインダ70の倍率変更用のレンズがワイド端に達したか否かを監視し(ステップ#9−9)、その倍率変更用のレンズがワイド端に達すると(ステップ#9−9でYES)、電動モータ71の駆動を停止して光学ズームファインダ70の像倍率γfを最小値に保持し(ステップ#9−11)、ステップ#9−2に戻る。また、全体制御部40は、倍率変更用のレンズがワイド端に達する前にズームスイッチSWがオフになると(ステップ#9−10でYES)、電動モータ71の駆動を停止して光学ズームファインダ70の像倍率γfをその設定倍率に保持し(ステップ#9−11)、ステップ#9−2に戻る。
【0090】
そして、ズームスイッチST及びSWがオフになると(ステップ#9−2,#9−3でNO)、全体制御部40は、ズームスイッチST及びSWによる画角設定は終了したとしてステップ#11にリターンする。
【0091】
ステップ#11(図8)では、全体制御部40はファインダ設定スイッチScからの入力信号によりファインダが切り換えられたか否かを判別する。光学ズームファインダから電子ズームファインダへの切換えが指示されていると、ステップ#13に移行し、図12に示すフローチャートに従って「ファインダ切替処理I」が実行される。
【0092】
ファインダ切替処理Iに移行すると、全体制御部40は光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づき光学ズームファインダ70の現在の像倍率γfを検出する(ステップ#13−1)。また、全体制御部40は第2像倍率演算部42により撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダの出力から撮像レンズ10の現在の像倍率αを演算し、この像倍率αと光学ズームファインダ70の像倍率γfとから拡大率β(=γf/α)を演算する(ステップ#13−2)。その後、電動モータ70を駆動して撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダからの出力に基づき、撮影レンズ10をワイド側の直近のステップズーム位置、すなわちワイド側で直近の撮影レンズ10のピント調整可能範囲、図2でのフォーカス区間に移動させる。続いて、測距部62によりその区間で合焦動作を行う(ステップ#13−3)
【0093】
拡大率βが演算されると、全体制御部40は、電子ズーム部44により、撮像部20で撮像された画像の中から所定の画素データを抽出し、その拡大率βを用いて電子ズーム処理を行う(ステップ#13−4)。更に画素データ間引部45により抽出された画素データを間引き処理して表示用画像データを作成し(ステップ#13−5)、表示部50によりその表示用画像データを用いて表示装置51に被写体像をモニタ表示し(ステップ#13−6)、ステップ#7(図8、電子ズームファインダによる画角設定処理)にリターンし、上述した電子ズームファインダによるズームスイッチST又はSWの操作に応じた画角設定処理を行う。
【0094】
上述したステップ#13−1〜#13−6の処理は、電子ズームファインダに切り換えられた際、表示装置51に表示されるモニタ画像の仮想像倍率γをファインダ切換直前の光学ズームファインダで設定されている像倍率γfに合わせるものである。このようにすることで、ファインダを切り換えた場合にも現在設定されている画角が変化することがなく、ユーザは違和感なく連続して画角設定を行うことができる。
【0095】
一方、ステップ#11(図8)で、電子ズームファインダから光学ズームファインダへの切換えが指示されていると、ステップ#15に移行し、図13に示すフローチャートに従って「ファインダ切替処理II」が実行される。
【0096】
ファインダ切替処理IIに移行すると、全体制御部40は、第2像倍率演算部42により撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダの出力から撮像レンズ10による実際の像倍率αを演算する(ステップ#15−1)。また、第1像倍率演算部41により電子ズームファインダにおけるファインダ切換直前のズームスイッチST又はSWの操作時間と仮想ズーム特性とから仮想像倍率γを演算する(ステップ#15−2)。
【0097】
続いて、全体制御部40は、光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダ出力に基づき、光学ズームファインダ70の像倍率γfが仮想像倍率γと一致するまで、電動モータ71をテレ側に連続的に駆動して撮像レンズ10をテレ側に連続的に移動させた後(ステップ#15−3,#15−4のループ及びステップ#15−5)、ステップ9(図8、光学ズームファインダによる画角設定処理)にリターンし、上述した光学ズームファインダ70によるズームスイッチST又はSWの操作に応じた画角設定処理を行う。
【0098】
なお、図示はしていないが、γ=αであれば、光学ズームファインダ70の像倍率γfは仮想倍率γに合っているため、光学ズームファインダ70の像倍率調整は行われない。
【0099】
上述したステップ#15−3,#15−4のループ及びステップ#15−5の処理は、光学ズームに切り換えられた際、光学ズームファインダ70の像倍率γfをファインダ切換直前の電子ズームファインダで設定されている仮想像倍率γに合わせるものである。このようにすることで、ファインダを切り換えた場合にも現在設定されている画角が変化することがなく、ユーザは違和感なく連続して画角設定をすることができる。
【0100】
図8に戻り、ステップ#11で、ファインダの切換えがなければ、全体制御部40は、ステップ#17に移行し、シャッタスイッチS1がオンされたか否かを判断する。シャッタスイッチS1がオンされていない場合(ステップ#17でNO)、ステップ#5に戻って上述した電子ズームファインダもしくは光学ズームファインダによる画角設定処理のフローをやり直す。
【0101】
スイッチS1がオンされた場合(ステップ#17でYES)、図14に示すフローチャートに従って「撮影準備処理」が実行される(ステップ#19)。
【0102】
撮影準備処理に移行すると、全体制御部40は、電子ズームファインダが設定されているか否かを判断する(ステップ#19−1)。電子ズームファインダが設定されていると(ステップ#19−1でYES)、全体制御部40は、測距部62によりその時点での撮像レンズ10の焦点距離で合焦動作をやり直す(ステップ#19−2)。また、測光部61により撮像部20からの画像データを用いて被写体輝度を測定し(測光処理:ステップ#19−3)、測定した被写体輝度に基づいて撮像レンズ10の絞り値や撮像素子21の露光時間(電荷蓄積時間)などの露光条件を演算する(ステップ#19−4)。また、全体制御部40は、電子ズーム部44により仮想像倍率γ及び実際の像倍率αから拡大率βを演算し(ステップ#19−5)、ステップ#21にリターンする。
【0103】
一方、光学ズームファインダが設定されていると(ステップ#19−1でNO)、全体制御部40は、撮影レンズズーム駆動機構10Aからの入力信号に基づき撮影レンズ10の現在のズーム位置を判別する(ステップ#19−7)。撮影レンズ10の現在のズーム位置がステップズームの位置になければ(ステップ#19−7でNO)、全体制御部40は光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づき光学ズームファインダ70の現在の像倍率γfを検出した後(ステップ#19−8)、電動モータ70を駆動して撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダからの出力に基づき撮影レンズをワイド側の直近のステップズーム位置、すなわちワイド側で直近の撮影レンズ10のピント調整可能範囲、図2でのフォーカス区間に相当する位置に移動させる(ステップ#19−9)。そして、第2像倍率演算部42により撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダの出力から撮像レンズ10による実際の像倍率αを演算し、この像倍率αとステップ#19−8で演算された仮想像倍率γfとから電子ズーム部44で拡大率βを演算する(ステッ#19−10)。
【0104】
続いて、全体制御部40は、測距部62によりその時点での撮像レンズ10の焦点距離で合焦動作をやり直す(ステップ#19−11)。また、測光部61により撮像部20からの画像データを用いて被写体輝度を測定し(測光処理:ステップ#19−12)、測定した被写体輝度に基づいて撮像レンズ10の絞り値や撮像素子21の露光時間(電荷蓄積時間)などの露光条件を演算する(ステップ#19−13)。そして、全体制御部40は、ステップ#19−10で演算された拡大率βを用いて、撮像部20で撮像された画像の中から所定の画素データを抽出し、電子ズーム処理を行うとともに画素データの間引処理を行って表示用画像データを作成し(ステップ#19−14)、表示部50によりその表示用画像データを用いて表示装置51に被写体像をモニタ表示して(ステップ#19−15)、ステップ#21にリターンする。
【0105】
上述したステップ#19−8〜#19−15の処理は、光学ズームファインダを用いて画角設定がされている場合、表示装置51には被写体像が表示されていないので、光学ズームファインダを用いて画角設定された被写体像を表示装置51に表示させることで、ユーザが現在撮影しようとしている画像をモニタできるようにするものである。
【0106】
ステップ#19で撮影準備処理が終了すると、全体制御部40は、シャッタスイッチS2がオンされたか否かを判断する(ステップ#21)。シャッタスイッチS2がオンされていない場合(ステップ#21でNO)、ステップ#17に戻り、シャッタスイッチS1のオン状態が継続していると、シャッタスイッチS2がオンになるまで、上述した撮影準備処理を繰り返す(ステップ#17〜#21のループ)。また、その間にシャッタスイッチS1がオフになると(ステップ#17でNO)、ステップ#5に戻り、上述した電子ズームファインダもしくは光学ズームファインダによる画角設定処理を実行する(ステップ#5〜#15)。
【0107】
そして、撮影準備処理が終了し、シャッタスイッチS2がオンされると(ステップ#21でYES)、図15に示すフローチャートに従って「撮影処理」が実行される(ステップ#23)。すなわち、全体制御部40は撮像部20を駆動して撮像動作を行わせ(ステップ#23−1)、拡大画像データ作成部43により画像データメモリ24から画像データを読み出し(ステップ#23−2)、既に演算されている拡大率βに応じて画像データの中から所定範囲の画素データを抽出する(ステップ#23−3)。さらに、全体制御部40は、画素データ補間部46により不足する画素データを補間処理により作成し(ステップ#23−4)、記録用画像データ作成部47により、抽出した画素データと補間処理した画素データとを合成して記録用画像データを作成する(ステップ#23−5)。そして、作成した記録用画像データを記録部60に出力し、メモリカードなどの記録媒体に記録する(ステップ#23−6)。記録用画像データの記録媒体への記録により一連の撮影シーケンスは終了し、必要に応じてステップ#5に戻り、次の撮影に備える。
【0108】
ここで、光学ファインダ70が設定されている場合、合焦動作時の光学ファインダ70の焦点距離(像倍率、画角)に注目すると、合焦のために撮影レンズ10が駆動されると、それに連動した光学ファインダ70のレンズも駆動され、結果としてズームスイッチ操作により設定された焦点距離(像倍率、画角)が変化してしまうという問題がある。これを解決するには、▲1▼ スイッチS1がオンしたら、それに連動して撮影レンズズーム駆動機構10Aと光学ファインダズーム起動機構70Aを切り離し、合焦動作中は光学ファインダ70が駆動されなくする。連動はメカ的でも別アクチュエータによる電気的な手段でも可能である。また、ズームスイッチ操作に同期させて、ズーム操作中は、撮影レンズズーム駆動機構10Aと光学ファインダズーム駆動機構70Aとを連動させ、ズームスイッチ操作が終わると、撮影レンズズーム駆動機構10Aと光学ファインダズーム駆動機構70Aとの連動が絶たれる態様としてもよい。▲2▼ 合焦動作をスイッチS1操作後に行うのではなく、スイッチS2の操作後に行うシーケンスとする。そして、合焦動作乃至撮影、データ取り込み後、元の位置(ズームスイッチ操作により設定された焦点距離位置)に撮影レンズ10とそれに連動した光学ファインダ70を駆動する、この態様にすれば、撮影前後で画角が視認でき、合焦、撮影中も動作が遅くなければ問題とならない。▲3▼ 撮影レンズズーム駆動機構10Aと光学ファインダズーム駆動機構70Aとの連動をバックラッシュを有したメカ係合の態様で行う。電動モータ71からの駆動力を撮影レンズ10にバックラッシュ無しで伝達し、撮影レンズ10からの駆動力を光学ファインダ70にバックラッシュを有した状態で伝達する。この態様によれば、合焦動作時の撮影レンズ10の移動方向が画角を設定した時と逆方向である場合には、ある範囲(バックラッシュ量分)で光学ファインダ70が駆動せず、画角は変化しないことになる。
【0109】
ところで、図15に示す撮影処理では、撮像部20で被写体を撮像し、その撮像画像を用いて電子ズームにより、ステップ#7,#9の画角設定処理で設定された画角の記録用画像を作成し、記録媒体に記録するようにしたが、記録媒体に記録する前に記録用の画像の画角を修正できるようにしてもよい。このようにすれば、撮影者は撮影前だけでなく撮影後にも記録画像の画角を決定できるので、撮影画像の画角設定操作の利便性が向上する。
【0110】
図16,図17は、記録媒体に記録する前に記録用の画像の画角を修正できるようにした「撮影処理」のフローチャートである。また、図18は、そのフローチャートが実施されるディジタルカメラのブロック構成図である。
【0111】
図18に示すブロック構成図は、図3のブロック構成図において、最大画像取込みスイッチSd及び拡大率変更スイッチSeを追加したものである。最大画像取込みスイッチSdは、記録用画像データの代わりに撮像部20から読み出された画像データを記録媒体に記録するスイッチである。本実施形態ではズームスイッチST,SWにより任意の画角が設定されて撮影された場合、記録用画像データは殆ど電子ズーム画像となるが、ユーザが敢えて電子ズーム画像を作成するために用いる撮像画像を記録媒体に記録したい場合(例えば撮影後、パーソナルコンピュータなどで画像処理することにより電子ズーム画像を作成し、ディスプレイに表示したり、プリンタで出力したい場合等)もあるので、最大画像取込みスイッチSdを設け、記録用画像データ(電子ズーム画像)に代えて撮像部20で撮像された画像のデータを記録媒体に記録できるようにするものである。
【0112】
従って、記録用画像データに代えて撮像画像の画像データを記録媒体に記録する際は、ディジタルカメラ又は専用の再生ソフトを用いて記録媒体に記録されている画像データを用いて画像を再生することにより、表示装置51やプリンタ(図示せず)などの出力装置から電子ズーム処理された画像が出力できるように、演算された拡大倍率βが画像データと共に記録媒体に記録される。
【0113】
拡大率変更スイッチSeは、電子ズーム処理における拡大率βを変更するためのスイッチである。本実施形態では、拡大率βは1.0〜1.5まで変更可能になっている。ユーザは拡大率変更スイッチSeで拡大率βを変更することにより電子ズーム処理により作成される記録用画像の画角を変更することができる。そして、ユーザは、拡大率変更スイッチSeで拡大率βを変更して所望の画角の記録用画像を作成した後、画像決定スイッチSaにより記録画像を決定すると、その記録用画像を記録媒体に記録することができる。
【0114】
図16,図17に示すフローチャートは、図15のフローチャートにおいて、ステップ#23−6の「画像データ記録処理」を「モニタ表示処理」(ステップ#23−6’)に変更するとともに、ステップ#23−6’以降に記録用画像の画角を修正するための処理(ステップ#23−7〜#23−15)を追加したものである。
【0115】
図16,図17に示すフローチャートでは、ステップ#23−5で記録用画像データが作成されると、その画像データは表示部50に出力され、表示装置51にモニタ表示される(ステップ#23−6’)。このモニタ表示は、記録媒体に記録される画像の画角をユーザが最終確認できるようにするためのものである。続いて、全体制御部40は、画像決定スイッチSaからの入力信号に基づき記録画像が決定されたか否かを判別する(ステップ#23−8)。
【0116】
記録画像が決定されると(ステップ#23−8でYES)、全体制御部40は、更に最大画像取込みスイッチSdからの入力信号に基づき記録媒体に記録すべき画像データが撮像画像の画像データであるか否かを判別し(ステップ#23−8)、記録媒体に記録すべき画像データが撮像画像の画像データであるときは(ステップ#23−8でYES)、撮像部20で撮像された画像を構成する画素データを記録媒体に記録して(ステップ#23−10)、撮影処理を終了し、記録媒体に記録すべき画像データが電子ズーム処理により作成された記録用画像データであるときは(ステップ#23−8でNO)、その記録用画像データを記録媒体に記録して(ステップ#23−9)、撮影処理を終了する。
【0117】
ステップ#23−7で記録画像が決定されていなければ(ステップ#23−7でNO)、全体制御部40は、更に拡大率変更スイッチSeからの入力信号に基づき拡大率βが変更されたか否かを判別する(図17、ステップ#23−11)。拡大率βが変更されていれば(ステップ#23−11でYES)、全体制御部40は、変更後の拡大率βが「1.0」でなければ(ステップ#23−12でNO)、変更後の拡大率βを用いて撮像部20で撮像された画像の画像データの中から所定の画素データを抽出し、電子ズーム処理を行い(ステップ#23−13)、更に抽出された画素データを間引き処理して表示用画像データを作成し(ステップ#23−14)、その表示用画像データを用いて表示装置51上のモニタ表示を更新して(ステップ#23−15)、ステップ#23−7に戻る。
【0118】
なお、変更後の拡大率βが「1.0」であれば、全体制御部40は、電子ズーム処理を行うことなく(ステップ#23−13をスキップ)、撮像部20で撮像された画像の画像データを間引き処理して表示用画像データを作成し(ステップ#23−14)、その表示用画像データを用いて表示装置51上のモニタ表示を更新して(ステップ#23−15)、ステップ#23−7に戻る。
【0119】
ステップ#23−11で拡大率βの変更がなければ(ステップ#23−7でNO)、全体制御部40は、更に画像消去スイッチSbからの入力信号に基づき画像消去(撮像画像を記録媒体に記録しないこと)が指示されている否かを判別する(ステップ#23−16)。画像消去が指示されていなければ(ステップ#23−16でNO)、ステップ#23−7に戻り、画像消去が指示されていれば(ステップ#23−16でYES)、画像データメモリ24に一時保存されている撮像画像の画像データを消去して(ステップ#23−17)、撮影処理を終了する。
【0120】
なお、上記実施形態の説明では、測光部61及び測距部62において、それぞれ撮像素子21から出力される画素データ又は撮像部20から出力される画像データを用いて被写体輝度を測定したり合焦状態を検出するように構成したが、これに限定されるものではなく、それぞれ独自の測光センサ及び測距センサを用いても良い。
【0121】
図19は、ステップ#9の処理の他の実施例を示す「光学ズームファインダによる画角設定処理(2)」のフローチャートであり、図20は、ステップ#15の処理の他の実施例を示す「ファインダ切替処理II(2)」のフローチャートである。
【0122】
「光学ズームファインダによる画角設定処理(2)」のステップ#9−1〜#9−6,#9−8〜#9−10は、図11の「光学ズームファインダによる画角設定処理」と同一なので説明は省略する。全体制御部40はズームスイッチSTのオン状態が継続している間(ステップ#9−4〜#9−6のループ)、光学ズームファインダ70の光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づいて光学ズームファインダ70の倍率変更用のレンズがテレ端に達したか否かを監視し(ステップ#9−5)、倍率変更用のレンズがテレ端に達する前にズームスイッチSTがオフになると(ステップ#9−6でYES)、最も近いテレ側のステップズーム位置に撮影レンズ10を駆動して電動モータ71の駆動を停止し、光学ズームファインダ70の像倍率γfをその設定倍率に保持し(ステップ#9−7′)、ステップ#9−3に戻る。
【0123】
また、ズームスイッチSWがオンされると(ステップ#9−3でYES)、全体制御部40はレンズ制御部30を介して電動モータ71をワイド側に連続的に駆動して撮像レンズ10をワイド側に連続的に移動させる(ステップ#9−8)。全体制御部40はズームスイッチSWのオン状態が継続している間(ステップ#9−8〜#9−10のループ)、光学ズームファインダ70の光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダからの出力に基づいて光学ズームファインダ70の倍率変更用のレンズがワイド端に達したか否かを監視し(ステップ#9−9)、倍率変更用のレンズがワイド端に達する前にズームスイッチSWがオフになると(ステップ#9−10でYES)、最も近いワイド側のステップズーム位置に撮影レンズ10を駆動して電動モータ71の駆動を停止し、光学ズームファインダ70の像倍率γfをその設定倍率に保持し(ステップ#9−11′)、ステップ#9−2に戻る。
【0124】
そして、ズームスイッチST及びSWがオフになると(ステップ#9−2,#9−3でNO)、全体制御部40は、ズームスイッチST及びSWによる画角設定は終了したとしてステップ#11にリターンする。
【0125】
図20のファインダ切替処理II(2)では、全体制御部40は、第2像倍率演算部42により撮影レンズズーム駆動機構10Aのエンコーダの出力から撮像レンズ10による実際の像倍率αを演算する(ステップ#24−1)。また、第1像倍率演算部41により電子ズームファインダにおけるファインダ切換直前のズームスイッチST又はSWの操作時間と仮想ズーム特性とから仮想像倍率γを演算する(ステップ#24−2)。
【0126】
続いて、全体制御部40は、光学ファインダズーム駆動機構70Aのエンコーダ出力に基づき、γに光学ズームファインダ70の像倍率γfが近くなるステップズーム位置に電動モータ71を連続的に駆動して撮像レンズ10を連続的に移動させた後(ステップ#24−3)、停止する(ステップ#24−4)。 なお、ファインダ切替処理Iに相当する処理は同一である。
【0127】
前記変形例は、ディジタルカメラの小型軽量化を目的として、ズームフォーカス方式の撮影レンズ10を採用しながら、電子ズームファインダ及び光学ズームファインダの両方でズーミング動作中に画像の大きさがスムーズに変化しながら画角設定(像倍率設定)及び撮影に支障のない方法である。すなわち、光学ズームファインダ70を選択した際には、撮影レンズ10が停止可能なズーム位置は撮影レンズ10が合焦可能なステップズーム位置のみとし、その他のズーム位置で停止を不許可にし、撮影もその位置でのみ可能とするもので、この場合、光学ズームファインダ選択時には撮影者のズーム操作に応じて撮影レンズ10及び光学ズームファインダ70を駆動する電動モータ71を連続的に駆動し、それに連動して光学ズームファインダ70を連続的に駆動することで画角の大きさをスムーズに変化させる。そして、撮影者が画角(像倍率)の設定を行う場合は、撮影者のズーム操作が終了した時の撮影レンズ位置の直ぐ次のステップズーム位置まで撮影レンズ10及び光学ズームファインダ70を駆動するべく電動モータ71を駆動し、ステップズーム位置まで撮影レンズ10及び光学ズームファインダ70が駆動された後、電動モータ71への通電を停止する。
【0128】
このようにすると、撮影者の停止させたい画角(像倍率)に光学ズームファインダ70が停止できず又撮影も行えないことになるが、元々ズーム操作には慣性で決まるオーバーランが存在し、撮影者がズーム操作を停止しても撮影レンズ10及び光学ズームファインダ70は直ちには停止しない。従って、その範囲を大きく逸脱しない限り違和感も少なく、ほぼ撮影者の意図する画角(像倍率)に設定することが可能となる。違和感を少なくするために、ズーム範囲に対して停止可能なステップズーム位置の数及び間隔を適当に設定することは必要である。こうすれば、光学ズームファインダ選択時のズーミング、画角設定、撮影の処理が単純になり、動作速度のアップやメモリの節約が可能となる。また、最初の実施形態で示した、光学ズームファインダ70が設定されている場合の合焦動作時、ズームスイッチ操作により設定された焦点距離(像倍率、画角)が変化してしまうという問題もなくなる。
【0129】
電子ズームファインダを選択した場合の処理は最初の実施形態と同様である。ファインダ切替処理については光学ズームファインダから電子ズームファインダに切替えた場合は、最初の実施形態と同様であるが、電子ズームファインダから光学ズームファインダに切替えた場合は以下のとおりとなる。光学ズームファインダ使用の場合、撮影レンズ10はステップズーム位置以外には停止不可であるため、ズームファインダの切替えが行われると、切替え直前の電子ズームファインダで表示していた仮想像倍率γに光学ズームファインダ70の像倍率γfが近くなるステップズーム位置(すなわち、切替え直前に停止していた撮影レンズ10位置もしくは直ぐ次のステップズーム位置)に撮影レンズ10及び光学ズームファインダ70を駆動するべく電動モータ71を駆動する。
【0130】
このようにすると、ズームファインダを切替えると、電子ズームファインダ使用時に撮影者が停止した画角(像倍率)から若干変化することになるが、元々電子ズームファインダと光学ズームファインダには製作誤差吸収のため視野率の違いが存在し、ズームファインダ切替えによる像倍率シフト動作を行わなくても2つの像倍率には若干の差が存在している。従って、その範囲を大き逸脱しない限り違和感も少なく、ほぼ撮影者の意図する画角(像倍率)に切替えることが可能となる。違和感を少なくするために、ズーム範囲に対して停止可能なステップズーム位置の数及び間隔を適当に設定することは必要である。
【0131】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載のディジタルカメラによれば、電子ズームファインダと光学ズームファインダとを備え、電子ズームファインダの光学系を構成する撮像レンズをズームフォーカス方式のレンズで構成し、この撮像レンズのレンズ駆動機構の駆動力を光学ズームファインダに伝達することで当該レンズ駆動機構を光学ズームファインダのレンズ駆動機構として共通化するとともに、電子ズームファインダが設定されているときは、ズームスイッチの操作に応じて撮像レンズの焦点距離が段階的に変化するように前記レンズ駆動機構を段階的に駆動させ、光学ズームファインダが設定されているときは、ズームスイッチの操作に応じて光学ズームファインダの像倍率が連続的に変化するように、撮像レンズのレンズ駆動機構を連続的に駆動させるようにしたので、連続的な画角設定操作機能を損なうことなく光学ズームファインダ及び電子ズームファインダのレンズ駆動機構をコンパクトかつ小型に構成することができる。これにより、光学ズームファインダと電子ズームファインダとを具備するディジタルカメラの小型化、コンパクト化を実現することができる。
【0132】
また、請求項2記載の発明によれば、画角設定中にファインダが電子ズームファインダから光学ズームファインダに切り換えられると、光学ファインダの像倍率がファインダ切換時の電子ズームファインダによる像倍率と同一となるように、撮像レンズのレンズ駆動機構を連続的に駆動させるようにしたので、画角設定中にファインダが電子ズームファインダから光学ズームファインダに切り換えられた場合にもユーザが視認する被写体像の画角が連続し、画角設定の操作性が低下することがない。
【0133】
また、請求項3記載の発明によれば、画角設定中にファインダが光学ズームファインダから電子ズームファインダに切り換えられると、電子ズームファインダにより表示される被写体像の像倍率がファインダ切換時の光学ズームファインダの像倍率と同一となるように、撮像レンズの焦点距離を光学ズームファインダの像倍率に相当する焦点距離に最も近く、かつ、その焦点距離以下の撮像レンズの設定可能な焦点距離に変更した後、被写体を撮像部で撮像し、その撮像画像を所定の拡大率で拡大して表示部に表示するようにしたので、画角設定中にファインダが光学ズームファインダから電子ズームファインダに切り換えられた場合にも、請求項2記載の発明と同様にユーザが視認する被写体像の画角が連続し、画角設定の操作性が低下することがない。
【0134】
また、請求項4記載の発明によれば、撮像レンズのレンズ駆動機構と光学ズームファインダのレンズ駆動機構とを共通化でき、小型化、コンパクト化を実現することができる。また、レリーズのタイムラグも最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のディジタルカメラの一実施形態における撮像レンズの構成及び焦点距離を変化させた場合の各構成レンズ群の位置関係を示す図である。
【図2】 上記撮像レンズにおけるステップズーム用のカム溝の形状を示す図である。
【図3】 上記実施形態に係るディジタルカメラのブロック構成を示す図である。
【図4】 電子ズームファインダが選択されているときのズームスイッチの操作量に対する撮影レンズの移動量との関係を示す図である。
【図5】 光学ズームファインダが選択されているときのズームスイッチの操作量に対する撮影レンズの移動量との関係を示す図である。
【図6】 電子ズームファインダが設定されている場合の撮像レンズの取り得る焦点距離と各焦点距離における画像及び電子ズームによる中間焦点距離における画像の関係を示す図である。
【図7】 電子ズームファインダが設定されている場合の撮像レンズのズーム特性を示す図である。
【図8】 本実施形態におけるディジタルカメラの撮像シーケンスを示すフローチャートである。
【図9】 電子ズームファインダによる画角設定処理のフローチャートである。
【図10】 図9のフローチャートの続きである。
【図11】 光学ズームファインダによる画角設定処理のフローチャートである。
【図12】 ファインダ切替処理Iのフローチャートの続きである。
【図13】 ファインダ切替処理IIのフローチャートの続きである。
【図14】 撮影準備処理のフローチャートの続きである。
【図15】 撮影処理のフローチャートである。
【図16】 他の撮影処理のフローチャートである。
【図17】 他の撮影処理のフローチャートの続きである。
【図18】 他の撮影処理が実行可能なディジタルカメラのブロック構成を示す図である。
【図19】 光学ズームファインダによる画角設定処理の変形例を示すフローチャートである。
【図20】 ファインダ切替処理II(2)のフローチャートである。
【符号の説明】
10 :撮像レンズ
10A:ズーム駆動機構(レンズ駆動機構の構成要素)
11 :第1レンズ群
12 :第2レンズ群
13 :第3レンズ群
14 :第4レンズ群
20 :撮像部
21 :撮像素子
22 :A/D変換器
23 :画像処理部
24 :画像データメモリ
30 :レンズ制御部
40 :全体制御部(駆動制御手段,画角制御手段,焦点距離演算手段,焦点距離変更手段,拡大率演算手段)
41 :第1像倍率演算部
42 :第2像倍率演算部
43 :拡大画像データ作成部
44 :電子ズーム部
45 :画素データ間引部
46 :画素データ補間部
47 :記録用画像データ作成部
50 :表示部
51 :表示装置
52 :表示用画像データメモリ
60 :記録部
61 :測光部
62 :測距部
70 :光学ズームファインダ
70A:ズーム駆動機構(ファインダ駆動機構,像倍率検出手段)
71 :電動モータ(レンズ駆動機構の構成要素)
72 :伝達部材(レンズ駆動機構,ファインダ駆動機構の構成要素)
S1,S2 :シャッタスイッチ
SW,ST :ズームスイッチ
Sa :画像決定スイッチ
Sb :画像消去スイッチ
Sc :ファインダ設定スイッチ(ファインダ設定手段)
Sd :最大画像取込みスイッチ
Se :拡大率変更スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital camera using a zoom focus type imaging lens.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, zoom focus type imaging lenses that perform focal length adjustment (zooming) and focus adjustment (focusing) with a single motor are known. In the zoom focus type imaging lens, the relative position of a plurality of lens groups constituting the imaging lens is changed to change the focal length and the focal position. For this reason, zooming and focusing can be performed with one motor, but the focal length of the lens cannot be continuously changed between the short focal side end and the long focal side end, and a plurality of preset focal lengths can be set. The focal length can only be changed in steps. Such a zoom focus type imaging lens is used in a lens shutter type compact camera or the like in the field of a camera using a silver salt film.
[0003]
On the other hand, in the field of digital cameras, in addition to optical zoom using a zoom lens as an imaging lens, electronic zoom that extracts and enlarges a part of image data obtained by an imaging unit has been put into practical use.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to reduce the size and weight of digital cameras, the above zoom focus imaging lens is adopted, and a part of image data obtained by the imaging unit as a finder is extracted and enlarged, and a display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) It has been proposed to employ an electronic viewfinder that displays on the screen. However, in the case of an imaging lens of the zoom focus method, the focal length can be changed only in steps, so that the size of the image displayed on a monitor screen such as an LCD during zooming does not change smoothly, and the appearance is It had the problem that it was not good.
[0005]
On the other hand, in digital cameras, since the power consumption in the display unit is large, there is also known an optical finder that can suppress power consumption as much as possible by using an electronic viewfinder and an optical viewfinder separately. It has been.
[0006]
By the way, since the finder is for the photographer to set the angle of view of the subject, if the digital camera has a zoom function, the subject image that can be visually recognized by the finder according to the zoom switch operation by the photographer. It is preferred that the size changes continuously. Therefore, in a digital camera equipped with a zoom focus type imaging lens, a zoom finder is adopted as an optical finder, an electronic zoom is adopted for an image displayed on the electronic finder, and an optical finder is selected as the finder. The electronic viewfinder is selected by driving the zoom finder magnification changing lens in accordance with the signal that detected the operation of the zoom switch to continuously change the magnification of the subject optical image viewed from the eyepiece window. In this case, the image enlargement ratio or reduction ratio is set based on a signal that detects the operation of the zoom switch, and the image data obtained by the imaging unit is enlarged or reduced according to the enlargement ratio or reduction ratio and displayed on the display section. To change the subject image continuously (hereinafter referred to as a file by such a display method). Da of electronic zoom finder.) Are preferred.
[0007]
However, when an optical finder consisting of a zoom finder (hereinafter referred to as an optical zoom finder) is adopted in a digital camera equipped with a zoom focus type imaging lens, both the optical lens and the optical finder have a zoom mechanism. If a drive source is provided in the system, it is contrary to the purpose of reducing the size and weight of the camera by adopting a zoom focus type photographing lens.
[0008]
Therefore, it is desirable to make the zoom drive source of the photographing lens and the zoom drive source of the optical zoom finder common, and to reduce the size and weight of the camera as much as possible. Used to obtain a display image of an electronic zoom finder when the image is smoothly changed on the LCD using a zoom focus type photographing lens (the invention proposed by the inventor in Japanese Patent Application No. 13-374417). The zoom operation of the taking lens changes step by step. On the other hand, in order to smoothly (continuously) change the image of the optical viewfinder linked with the zoom of the taking lens, the zoom operation of the taking lens needs to change continuously. Since the operation of the zoom drive source differs between the viewfinder and the zoom drive source of the taking lens and the zoom drive source of the optical zoom finder, the electronic zoom finder and the optical zoom finder can operate effectively even if they are simply shared. Can not.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems. In a digital camera including an imaging lens of a zoom focus method and an electronic zoom finder and an optical zoom finder, the electronic zoom finder and the optical zoom finder are provided. An object of the present invention is to make a digital camera compact and lightweight by sharing the zoom drive source of the photographing lens and the zoom drive source of the optical zoom finder without impairing each zoom function.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of focal lengths that change stepwise are set in advance, and the focal lengths are changed by changing relative positions of a plurality of lens groups. An imaging lens that can be changed in a stepwise manner to the focal length of the imaging lens, and an imaging device that is provided at a predetermined position on the optical axis of the imaging lens and photoelectrically converts an image formed on the optical axis, An imaging unit that outputs image data, a zoom switch for changing a focal length of the imaging lens between the longest focal length and the shortest focal length, and the photographing lens according to a signal from the zoom switch A digital camera having a lens driving mechanism that changes relative positions of the plurality of lens groups, and a virtual zoom characteristic that connects the longest focal length and the shortest focal length of the imaging lens A first image magnification calculation unit that calculates a virtual focal length and an image magnification from a line and a time during which the zoom switch is continuously operated, and a light reception of the imaging unit from the current focal length of the imaging lens. A second image magnification calculator that calculates the magnification of the image formed on the surface, a virtual image magnification obtained by the first image magnification calculator, and an actual image magnification obtained by the second image magnification calculator. An electronic zoom finder comprising: an enlarged image data creating unit that creates enlarged image data obtained by enlarging the image data output from the imaging unit; and a display unit that displays an image using the enlarged image data; An optical zoom finder capable of capturing a subject light image independently of the lens and changing the magnification by moving the magnification changing lens to emit the subject light image to the eyepiece window; The driving force generated by the lens driving mechanism is transmitted to the lens for changing the magnification of the optical zoom finder, and the subject light is moved by moving the lens for changing the magnification in conjunction with the change of the focal position of the photographing lens. A finder driving mechanism for changing the magnification of an image, finder setting means for setting one of the electronic zoom finder and the optical zoom finder, and when the electronic zoom finder is set, the focal length of the photographing lens is The lens drive mechanism is driven stepwise in accordance with a signal from the zoom switch so that the magnification of the subject light image emitted to the eyepiece window is selected when the optical zoom finder is selected. The lens drive mechanism is continuously driven in response to a signal from the zoom switch so that changes continuously. Drive control means.
[0011]
According to the above configuration, the drive source of the zoom focus type photographing lens and the drive source of the lens constituting the optical zoom finder are shared by the lens drive mechanism, so that the size of the drive mechanism of the optical system can be reduced. .
[0012]
As in the example proposed in Japanese Patent Application No. 13-374417, when the electronic zoom finder is selected, the lens drive mechanism is driven step by step according to the operation of the zoom switch to gradually increase the focal length of the taking lens. On the other hand, by enlarging the captured image using the image magnification (actual image magnification) of the image captured by the imaging unit and the virtual image magnification corresponding to the switch operation based on the continuous operation time of the zoom switch A zoom image corresponding to the operation of the zoom switch is created, and the zoom image is displayed on the display unit. Therefore, the photographer can set the angle of view of the subject while viewing this display image.
[0013]
When the optical zoom finder is set, the lens drive mechanism is continuously driven according to the operation of the zoom switch, and the magnification changing lens is continuously changed, whereby the subject light emitted to the eyepiece window The image changes continuously. Therefore, the photographer can set the field angle of the subject while viewing the subject light image.
[0014]
In both the electronic zoom finder and the optical zoom finder, the change in the field angle of the subject that changes continuously according to the operation of the zoom switch can be visually recognized, so that the zoom finder function is not deteriorated.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the digital camera according to the first aspect, an image magnification detecting unit that detects an image magnification of the optical zoom finder, and the finder is set from the electronic zoom finder to the optical zoom by the finder setting unit when setting an angle of view. An angle-of-view control means for driving the lens driving mechanism so that the image magnification detected by the image magnification detection means matches the virtual image magnification in the electronic zoom finder when the viewfinder is switched when the zoom finder is switched; It is provided.
[0016]
According to this configuration, when the viewfinder is switched from the electronic zoom finder to the optical zoom finder by the finder setting means when setting the angle of view, the image magnification detected by the image magnification detection means is a virtual image in the electronic zoom finder at the time of finder switching. The lens driving mechanism is driven so as to match the magnification, and the image magnification of the optical zoom finder is changed. As a result, even when the viewfinder is switched from the electronic zoom viewfinder to the optical zoom viewfinder while setting the angle of view, the image magnification of the subject optical image emitted from the eyepiece window of the optical zoom viewfinder is the same as the electronic zoom when the viewfinder is switched. Since it is the same as the image magnification of the zoom image by the finder, the operability for setting the angle of view is not lowered.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the digital camera according to the second aspect, when the viewfinder is switched from the optical zoom finder to the electronic zoom finder by the finder setting means when setting an angle of view, the image magnification detection means A focal length for calculating a step-like focal length that can be set for the imaging lens that is closest to the focal length of the imaging lens corresponding to the image magnification of the optical zoom finder at the time of finder switching detected. A focal length changing means for changing a relative position of a plurality of lens groups of the imaging lens to change a focal length to a focal length calculated by the focal length calculating means; and the focal length calculating means. Using the calculated focal length of the imaging lens and the image magnification at the time of finder switching detected by the image magnification detection means An enlargement ratio calculating means for calculating an enlargement ratio of an image, and when the viewfinder is switched from the optical zoom finder to the electronic zoom finder by the finder setting means when setting an angle of view, the enlarged image data creating unit The image data output from the imaging unit after changing the focal length of the imaging lens by the focal length changing means is enlarged by the enlargement ratio calculated by the enlargement ratio calculating means to create enlarged image data, and the display The unit displays images using the enlarged image data.
[0018]
According to this configuration, when the viewfinder is switched from the optical zoom finder to the electronic zoom finder by the finder setting means at the time of setting the angle of view, imaging corresponding to the image magnification of the optical zoom finder at the time of finder switching detected by the image magnification detection means. A step-like focal length that can be set for the imaging lens that is closest to the focal length of the lens and that is equal to or shorter than the focal length is calculated. Further, the focal length of the imaging lens is changed to the focal length calculated by the focal length calculation means by changing the relative positions of the plurality of lens groups of the imaging lens, and detected by the focal length and image magnification detection means. The enlargement factor of the image is calculated by the enlargement factor calculator using the image magnification at the time of finder switching.
[0019]
Then, the enlarged image data is created by enlarging the image data of the subject image captured by the imaging unit after changing the focal length of the imaging lens at the enlargement ratio calculated by the enlargement ratio calculating means. Is used to display an image of the subject on the display unit.
[0020]
That is, when the electronic zoom finder is switched, a subject image having the same image magnification as that of the optical zoom finder at the time of finder switching is created and displayed on the display unit. As a result, even when the optical zoom finder is switched to the electronic zoom finder while setting the angle of view, a subject image having the same image magnification as that of the optical zoom finder at the time of finder switching is displayed on the display unit of the electronic zoom finder. Since it is displayed, the operability in setting the angle of view is not lowered.
[0021]
In a fourth aspect of the invention, a plurality of focal lengths that change stepwise are set in advance, and the focal length is changed stepwise to the plurality of focal lengths by changing the relative positions of the plurality of lens groups. An imaging lens that includes an imaging lens that can be changed, and an imaging device that is provided at a predetermined position on the optical axis of the imaging lens and photoelectrically converts an image formed on the optical axis, and outputs image data A zoom switch for changing the focal length of the imaging lens between its longest focal length and the shortest focal length, and relative to a plurality of lens groups of the photographing lens according to a signal from the zoom switch A digital camera having a lens driving mechanism for changing a general position, wherein a virtual zoom characteristic curve connecting the longest focal length and the shortest focal length of the imaging lens and the zoom switch A first image magnification calculation unit that calculates a virtual focal length and an image magnification from the time during which the camera is continuously operated, and an image is actually formed on the light receiving surface of the imaging unit from the current focal length of the imaging lens A second image magnification calculating unit that calculates the magnification of the image being imaged, a virtual image magnification obtained by the first image magnification calculating unit, and an actual image magnification obtained by the second image magnification calculating unit. An electronic zoom finder comprising an enlarged image data creation unit that creates enlarged image data obtained by enlarging output image data, a display unit that displays an image using the enlarged image data, and the photographing lens Generated by the lens drive mechanism and an optical zoom finder capable of capturing the subject light image and changing the magnification by moving the magnification change lens and emitting the subject light image to the eyepiece window The driving force is transmitted to the magnification changing lens of the optical zoom finder, and the magnification changing lens is moved in conjunction with the change in the focal position of the photographing lens, thereby changing the magnification of the subject optical image. When the finder drive mechanism, finder setting means for setting one of the electronic zoom finder and the optical zoom finder, and the electronic zoom finder are set, The lens driving mechanism is driven stepwise according to the signal from the zoom switch so that the focal length of the photographing lens changes stepwise, When the optical zoom finder is selected, the magnification of the optical zoom finder is continuously changed according to the signal from the zoom switch, and the step-like focus is maintained even when the signal from the zoom switch is cut off. Drive control means for driving the lens drive mechanism so as to prohibit the stop at a magnification other than the distance.
[0022]
According to the above configuration, the drive source of the zoom focus type photographing lens and the drive source of the lens constituting the optical zoom finder are shared by the lens drive mechanism, so that the size of the drive mechanism of the optical system can be reduced. .
[0023]
When the electronic zoom finder is set, the lens drive mechanism is driven stepwise according to the operation of the zoom switch to change the focal length of the taking lens stepwise, while the image captured by the imaging unit A zoom image corresponding to the operation of the zoom switch is created by enlarging the captured image using the magnification (actual image magnification) and the virtual image magnification corresponding to the switch operation based on the continuous operation time of the zoom switch. The zoom image is displayed on the display unit. Therefore, the photographer can set the angle of view almost continuously while viewing this display image.
[0024]
When the optical zoom finder is set, the lens driving mechanism is continuously driven according to the signal from the zoom switch, and thereby the subject light image emitted to the eyepiece window is continuously changed. When the photographer sets the angle of view (image magnification), the lens for driving the photographing lens and the optical zoom finder to the next step-shaped zoom position immediately after the photographing lens position when the photographer's zoom operation is completed. After the drive mechanism is driven and the photographic lens and optical zoom finder are driven to the step-like zoom position, the energization to the lens drive mechanism is stopped, so the angle of view (image magnification) intended by the photographer is almost set. It becomes possible to do. Setting the angle of view other than the step-like focal length is prohibited.
[0025]
In this way, since the change in the field angle of the subject that continuously changes according to the operation of the zoom switch can be visually recognized in both the electronic zoom finder and the optical zoom finder, the zoom finder function is not deteriorated.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a digital camera according to the present invention will be described. The digital camera according to the present embodiment includes an electronic zoom finder and an optical zoom finder, and the user can select and use one of the finder. The electronic zoom finder performs a finder function by capturing a moving image of a subject during shooting standby and displaying the captured image on a display unit including an LCD. In the present embodiment, a zoom focus type lens (also referred to as step zoom) that performs focal length adjustment (zooming) and focus adjustment (focusing) with a single motor is used as the imaging lens. In order to reduce the size and size of the digital camera, an electric motor that is a drive source of the imaging lens is also used as a drive source of the lens for changing the magnification of the optical zoom finder.
[0027]
In a zoom focus type imaging lens, the focal length of the imaging lens can only be set to one of a long focal end, a short focal end and at least one preset intermediate focal length. When the user selects a focal length other than these by operating the zoom switch, the image data of the captured image is enlarged to a predetermined image magnification by using a so-called electronic zoom method in combination with the display unit. indicate.
[0028]
On the other hand, when the optical zoom finder is selected, the electric motor is driven so as to continuously move the photographing lens in accordance with the user's operation of the zoom switch, thereby the lens for changing the magnification of the optical zoom finder. It is continuously moved to change the image magnification of the subject light image to a predetermined image magnification corresponding to the operation of the zoom switch.
[0029]
FIG. 1 shows the positional relationship of each component lens group when the configuration of the imaging lens and the focal length are changed. In FIG. 1, (a) is the retracted end where each lens group is moved to the retracted position so that the lens length becomes the shortest when the main switch is turned off, and (b) is the focal length of the
[0030]
As is well known, the focal length of a zoom lens can be changed by changing the relative positions of a plurality of lens groups constituting the optical system. In addition, in a lens called an inner focus type, the in-focus position can be changed by changing the position of some of the plurality of lens groups constituting the optical system.
[0031]
In the configuration example shown in FIG. 1, the focal length of the
[0032]
The shape of the cam groove for changing the position of the
[0033]
A point P1 indicates the position of the
[0034]
Points P3, P5, and P7 indicate the positions of the
[0035]
In FIG. 2, the solid lines connecting the points P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 and P10 are actual cam curves. On the other hand, an alternate long and short dash line connecting the points P1, P3, P5, P7, and P9 indicates a virtual cam curve (virtual zoom characteristic) connecting the long focal end and the short focal end of the
[0036]
Next, FIG. 3 shows a block configuration of the digital camera according to the present embodiment. As described above, the electronic zoom finder performs a finder function by displaying an image by capturing a moving image of the subject by the
[0037]
The
[0038]
Drive control of the
[0039]
As shown in FIG. 4, when the electronic zoom finder is selected, the
[0040]
On the optical axis L of the
[0041]
In the following description, each pixel signal is digitized and subjected to predetermined image processing is referred to as “pixel data”, and “pixel data” is an image configured by arranging “pixel data” in a predetermined order. ".
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
The display unit (electronic zoom finder) 50 includes a
[0046]
The shutter switch S1 is a switch that is turned on when a user puts a finger on a shutter operation button provided on an upper portion of the camera housing or the like, and is a switch for performing a shooting preparation operation. The shutter switch S2 is a switch that is turned on when the shutter operation button is pushed down to the end, drives the
[0047]
When the
[0048]
The image determination switch Sa is a switch for determining whether or not to record an image (image data) displayed on the monitor on the
[0049]
In a general digital camera, an image read from the
[0050]
Since the digital camera according to the present embodiment uses the zoom focus
[0051]
When recording a captured image, if the angle of view set by the zoom switches ST and SW is the same as the angle of view optically zoomed by the
[0052]
The finder setting switch Sc is a switch that switches between an electronic zoom finder and an optical zoom finder. A finder setting signal from the finder setting switch Sc is input to the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
When the electronic zoom finder is set by the finder setting switch Sc, the
[0056]
The virtual image magnification γ is α, which is the actual image magnification of the
(A) αW ≦ γ <α3 γ = αW × β
(B) α3 ≦ γ <α2 γ = α3 × β
(C) α2 ≦ γ <α1 γ = α2 × β
(D) α1 ≦ γ <αT γ = α1 × β
(E) γ = αT γ = αT
It becomes. Of course, here, assuming an electronic zoom at a focal length fT, a virtual focal length γ = α4 of α4 = βmax × αT = 1.5 × αT is set,
(E ′) αT ≦ γ ≦ α4 γ = αT × β
In this embodiment, it is assumed that electronic zoom is not performed at the focal length fT.
[0057]
Next, the
[0058]
Further, the
[0059]
The enlarged image
[0060]
Next, pixel data extraction, pixel data thinning, and pixel data interpolation will be described. As described above, the
[0061]
FIG. 6 shows the relationship between the focal length that the
[0062]
In FIG. 6, (a1) to (a5) in the upper stage show the appearance of the camera (lens portion) at each of the focal lengths fT, f1, f2, f3, and fW that the
[0063]
Middle (b1) to (b5) show images at the respective focal lengths fT, f1, f2, f3, and fW, and their image magnifications αT, α1, α2, α3, and αW in order. Each image represents an image actually formed on the
[0064]
The lower (c1) to (c4) show images at the (virtual) focal lengths fm1, fm2, fm3 and fm4 between the focal lengths fT and f1 and their image magnifications γ1, γ2, γ3 and γ4 as an example of electronic zoom. Show. In these cases, the focal length and image magnification of the
[0065]
If the virtual focal length calculated by the first image
[0066]
If the horizontal dimension of the
[0067]
By the way, although the number of pixels of the
[0068]
On the other hand, the pixel data extracted by the
[0069]
Next, FIG. 7 shows zoom characteristics of the
[0070]
As can be seen from the figure, when the focal length of the
[0071]
As exemplified in the present embodiment, when the focal length of the
[0072]
On the other hand, when the optical zoom finder is set by the finder setting switch Sc, a lens for changing the magnification of the
[0073]
Next, the imaging sequence of the digital camera in the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0074]
First, when the power switch is turned on (step # 1), the
[0075]
When the focal length of the
[0076]
When the process proceeds to the angle-of-view setting process using the electronic zoom finder, the
[0077]
When the focusing operation of the
[0078]
If the electronic zoom finder is set by finder switching in step # 7-2 (YES in step # 7-2), the processes in steps # 7-3 to # 7-6 are skipped.
[0079]
Subsequently, the
[0080]
On the other hand, when the zoom switch ST is turned on (YES in step # 7-7), the first
[0081]
When the enlargement factor β is calculated, the
[0082]
Further, the
[0083]
When the zoom switch ST is turned off (YES in step # 7-15), the
[0084]
Further, the
[0085]
Note that since the focal length of the
[0086]
Returning to step # 5 in FIG. 8, if the
[0087]
In the angle of view setting process by the optical zoom finder, the
[0088]
When the zoom switch ST is turned on (YES in step # 9-2), the
[0089]
In step # 9-3, the
[0090]
When the zoom switches ST and SW are turned off (NO in steps # 9-2 and # 9-3), the
[0091]
In step # 11 (FIG. 8), the
[0092]
When the process proceeds to the finder switching process I, the
[0093]
When the enlargement factor β is calculated, the
[0094]
In the processes of steps # 13-1 to # 13-6 described above, when the electronic zoom finder is switched, the virtual image magnification γ of the monitor image displayed on the
[0095]
On the other hand, if switching from the electronic zoom finder to the optical zoom finder is instructed in step # 11 (FIG. 8), the process proceeds to step # 15, and “finder switching processing II” is executed according to the flowchart shown in FIG. The
[0096]
When the finder switching process II is started, the
[0097]
Subsequently, the
[0098]
Although not shown, if γ = α, the image magnification γf of the
[0099]
In the loop of steps # 15-3 and # 15-4 and the process of step # 15-5, the image magnification γf of the
[0100]
Returning to FIG. 8, if there is no finder switching in
[0101]
When the switch S1 is turned on (YES in step # 17), “imaging preparation processing” is executed according to the flowchart shown in FIG. 14 (step # 19).
[0102]
When the process proceeds to the shooting preparation process, the
[0103]
On the other hand, when the optical zoom finder is set (NO in step # 19-1), the
[0104]
Subsequently, the
[0105]
In the processing of steps # 19-8 to # 19-15 described above, since the subject image is not displayed on the
[0106]
When the photographing preparation process is completed in
[0107]
When the shooting preparation process is completed and the shutter switch S2 is turned on (YES in step # 21), the “shooting process” is executed according to the flowchart shown in FIG. 15 (step # 23). That is, the
[0108]
Here, when the
[0109]
By the way, in the shooting process shown in FIG. 15, the subject is imaged by the
[0110]
FIGS. 16 and 17 are flowcharts of “imaging processing” in which the angle of view of a recording image can be corrected before recording on a recording medium. FIG. 18 is a block diagram of a digital camera in which the flowchart is implemented.
[0111]
The block configuration diagram shown in FIG. 18 is obtained by adding a maximum image capturing switch Sd and an enlargement ratio changing switch Se to the block configuration diagram of FIG. The maximum image capturing switch Sd is a switch that records image data read from the
[0112]
Therefore, when recording image data of a captured image on a recording medium instead of recording image data, the image is reproduced using the image data recorded on the recording medium using a digital camera or dedicated reproduction software. Thus, the calculated enlargement magnification β is recorded on the recording medium together with the image data so that an electronic zoom processed image can be output from an output device such as the
[0113]
The enlargement ratio change switch Se is a switch for changing the enlargement ratio β in the electronic zoom process. In the present embodiment, the enlargement ratio β can be changed from 1.0 to 1.5. The user can change the angle of view of the recording image created by the electronic zoom process by changing the enlargement factor β with the enlargement factor change switch Se. Then, after the user changes the enlargement factor β with the enlargement factor change switch Se to create a recording image with a desired angle of view, and determines the recorded image with the image determination switch Sa, the recording image is stored on the recording medium. Can be recorded.
[0114]
In the flowcharts shown in FIGS. 16 and 17, the “image data recording process” in step # 23-6 is changed to “monitor display process” (step # 23-6 ′) in the flowchart of FIG. A process (steps # 23-7 to # 23-15) for correcting the angle of view of the recording image is added after -6 ′.
[0115]
In the flowcharts shown in FIGS. 16 and 17, when image data for recording is created in step # 23-5, the image data is output to the
[0116]
When the recorded image is determined (YES in Step # 23-8), the
[0117]
If the recorded image is not determined in step # 23-7 (NO in step # 23-7), the
[0118]
If the changed enlargement ratio β is “1.0”, the
[0119]
If the enlargement ratio β is not changed in step # 23-11 (NO in step # 23-7), the
[0120]
In the description of the above embodiment, the
[0121]
FIG. 19 is a flowchart of “view angle setting process (2) by the optical zoom finder” showing another embodiment of the process of
[0122]
Steps # 9-1 to # 9-6 and # 9-8 to # 9-10 of “Viewing angle setting process using optical zoom finder (2)” correspond to “Viewing angle setting process using optical zoom finder” in FIG. Since it is the same, explanation is omitted. The
[0123]
When the zoom switch SW is turned on (YES in step # 9-3), the
[0124]
When the zoom switches ST and SW are turned off (NO in steps # 9-2 and # 9-3), the
[0125]
In the finder switching process II (2) in FIG. 20, the
[0126]
Subsequently, the
[0127]
In the modified example, for the purpose of reducing the size and weight of the digital camera, the zoom lens
[0128]
In this way, the
[0129]
Processing when the electronic zoom finder is selected is the same as in the first embodiment. The finder switching process is the same as that in the first embodiment when the optical zoom finder is switched to the electronic zoom finder, but is as follows when the electronic zoom finder is switched to the optical zoom finder. When the optical zoom finder is used, the photographing
[0130]
In this way, when the zoom finder is switched, the angle of view (image magnification) that the photographer stopped when using the electronic zoom finder changes slightly. Therefore, there is a difference in the field of view rate, and there is a slight difference between the two image magnifications without performing an image magnification shift operation by switching the zoom finder. Therefore, as long as it does not deviate greatly from the range, there is little discomfort and it is possible to switch to the angle of view (image magnification) intended by the photographer. In order to reduce discomfort, it is necessary to appropriately set the number and interval of step zoom positions that can be stopped with respect to the zoom range.
[0131]
【The invention's effect】
As described above, according to the digital camera of the first aspect, the electronic zoom finder and the optical zoom finder are provided, and the imaging lens constituting the optical system of the electronic zoom finder is configured with a zoom focus type lens. By transmitting the driving force of the lens driving mechanism of the imaging lens to the optical zoom finder, the lens driving mechanism is shared as the lens driving mechanism of the optical zoom finder, and when the electronic zoom finder is set, the zoom switch When the optical zoom finder is set, the lens driving mechanism is driven stepwise so that the focal length of the imaging lens changes stepwise according to the operation. The lens drive mechanism of the imaging lens is adjusted so that the image magnification changes continuously. Since so as to continue to drive the can constitute a lens driving mechanism of the optical zoom finder and electronic zoom finder compact and small without compromising the continuous angle setting operation function. As a result, the digital camera including the optical zoom finder and the electronic zoom finder can be reduced in size and size.
[0132]
According to the second aspect of the present invention, when the finder is switched from the electronic zoom finder to the optical zoom finder during the setting of the angle of view, the image magnification of the optical finder is the same as the image magnification of the electronic zoom finder at the time of finder switching. As described above, the lens drive mechanism of the imaging lens is continuously driven, so that the subject image that the user can visually recognize even when the viewfinder is switched from the electronic zoom viewfinder to the optical zoom viewfinder during field angle setting. The angle is continuous, and the operability for setting the angle of view is not lowered.
[0133]
According to the third aspect of the present invention, when the finder is switched from the optical zoom finder to the electronic zoom finder during the setting of the angle of view, the image magnification of the subject image displayed by the electronic zoom finder is the optical zoom when the finder is switched. The focal length of the imaging lens was changed to the settable focal length of the imaging lens that is closest to the focal length corresponding to the image magnification of the optical zoom finder and less than the focal length so that it is the same as the image magnification of the viewfinder. Later, the subject was imaged by the imaging unit, and the captured image was enlarged at a predetermined magnification and displayed on the display unit, so that the viewfinder was switched from the optical zoom finder to the electronic zoom finder during field angle setting. Even in this case, the angle of view of the subject image viewed by the user is continuous and the operability of setting the angle of view is reduced as in the invention of
[0134]
According to the fourth aspect of the present invention, the lens driving mechanism of the imaging lens and the lens driving mechanism of the optical zoom finder can be shared, and downsizing and downsizing can be realized. Also, the release time lag can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an imaging lens and the positional relationship of each component lens group when the focal length is changed in an embodiment of a digital camera of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a shape of a cam groove for step zoom in the imaging lens.
FIG. 3 is a diagram showing a block configuration of a digital camera according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a moving amount of a photographing lens with respect to an operation amount of a zoom switch when an electronic zoom finder is selected.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a moving amount of a photographing lens with respect to an operation amount of a zoom switch when an optical zoom finder is selected.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a focal length that an imaging lens can take when an electronic zoom finder is set, an image at each focal length, and an image at an intermediate focal length by electronic zoom.
FIG. 7 is a diagram illustrating zoom characteristics of an imaging lens when an electronic zoom finder is set.
FIG. 8 is a flowchart showing an imaging sequence of the digital camera in the present embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of an angle-of-view setting process using an electronic zoom finder.
FIG. 10 is a continuation of the flowchart of FIG.
FIG. 11 is a flowchart of an angle-of-view setting process using an optical zoom finder.
FIG. 12 is a continuation of the flowchart of finder switching processing I.
FIG. 13 is a continuation of the flowchart of viewfinder switching processing II.
FIG. 14 is a continuation of the flowchart of the shooting preparation process.
FIG. 15 is a flowchart of imaging processing.
FIG. 16 is a flowchart of another shooting process.
FIG. 17 is a continuation of the flowchart of another photographing process.
FIG. 18 is a diagram illustrating a block configuration of a digital camera capable of executing another shooting process.
FIG. 19 is a flowchart showing a modified example of the angle of view setting process by the optical zoom finder.
FIG. 20 is a flowchart of viewfinder switching processing II (2).
[Explanation of symbols]
10: Imaging lens
10A: Zoom drive mechanism (component of lens drive mechanism)
11: First lens group
12: Second lens group
13: Third lens group
14: Fourth lens group
20: Imaging unit
21: Image sensor
22: A / D converter
23: Image processing unit
24: Image data memory
30: Lens control unit
40: Overall control unit (drive control means, field angle control means, focal length calculation means, focal length change means, enlargement ratio calculation means)
41: First image magnification calculator
42: Second image magnification calculator
43: Enlarged image data creation unit
44: Electronic zoom unit
45: Pixel data thinning part
46: Pixel data interpolation unit
47: Recording image data creation unit
50: Display section
51: Display device
52: Image data memory for display
60: Recording section
61: Metering unit
62: Distance measuring section
70: Optical zoom finder
70A: Zoom drive mechanism (finder drive mechanism, image magnification detection means)
71: Electric motor (component of lens driving mechanism)
72: Transmission member (component of lens driving mechanism and finder driving mechanism)
S1, S2: Shutter switch
SW, ST: Zoom switch
Sa: Image determination switch
Sb: Image deletion switch
Sc: finder setting switch (finder setting means)
Sd: Maximum image capture switch
Se: Enlargement ratio change switch
Claims (4)
前記撮像レンズの最長焦点距離と最短焦点距離とを結ぶ仮想のズーム特性曲線と前記ズームスイッチが連続して操作されている時間とから、仮想の焦点距離及び像倍率を演算する第1像倍率演算部と、現時点における撮像レンズの焦点距離から実際に前記撮像部の受光面上に結像されている像の倍率を演算する第2像倍率演算部と、前記第1像倍率演算部による仮想の像倍率と前記第2像倍率演算部による実際の像倍率とを用いて前記撮像部から出力される画像データを拡大した拡大画像データを作成する拡大画像データ作成部と、前記拡大画像データを用いて画像表示を行う表示部とを備えた電子ズームファインダと、前記撮影レンズとは独立に被写体光像を取り込み、倍率変更用のレンズを移動させることにより倍率を変化させて前記被写体光像を接眼窓に出射させることが可能な光学ズームファインダと、前記レンズ駆動機構で発生する駆動力を前記光学ズームファインダの倍率変更用のレンズに伝達し、前記撮影レンズの焦点位置の変化に連動して前記倍率変更用のレンズを移動させることにより、前記被写体光像の倍率を変化させるファインダ駆動機構と、前記電子ズームファインダと前記光学ズームファインダのいずれかを設定するファインダ設定手段と、前記電子ズームファインダが設定されているとき、前記撮影レンズの焦点距離が段階的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を段階的に駆動させ、前記光学ズームファインダが選択されているとき、前記接眼窓に出射される被写体光像の倍率が連続的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を連続的に駆動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とするディジタルカメラ。A plurality of focal lengths that change stepwise are set in advance, and an imaging lens that can change the focal length stepwise to the plurality of focal lengths by changing the relative positions of the plurality of lens groups. An imaging unit that is provided at a predetermined position on the optical axis of the imaging lens and photoelectrically converts an image formed on the optical axis, and that outputs image data; and a focal length of the imaging lens A zoom switch for changing the distance between the longest focal length and the shortest focal length, and lens driving for changing the relative positions of the plurality of lens groups of the photographing lens in accordance with a signal from the zoom switch A digital camera comprising a mechanism,
A first image magnification calculation for calculating a virtual focal length and an image magnification from a virtual zoom characteristic curve connecting the longest focal length and the shortest focal length of the imaging lens and a time during which the zoom switch is operated continuously. A second image magnification calculation unit that calculates the magnification of an image actually formed on the light receiving surface of the imaging unit from the focal length of the imaging lens at the present time, and a virtual image by the first image magnification calculation unit An enlarged image data creating unit that creates enlarged image data obtained by enlarging image data output from the imaging unit using an image magnification and an actual image magnification obtained by the second image magnification calculating unit, and using the enlarged image data An electronic zoom finder having a display unit for displaying an image, and a subject optical image independently of the photographing lens, and moving the magnification changing lens to change the magnification to thereby change the object. An optical zoom finder capable of emitting a body light image to an eyepiece window, and a driving force generated by the lens driving mechanism is transmitted to a lens for changing the magnification of the optical zoom finder, thereby changing a focal position of the photographing lens. A finder drive mechanism that changes the magnification of the subject light image by moving the magnification changing lens in conjunction with the finder setting means for setting one of the electronic zoom finder and the optical zoom finder, When the electronic zoom finder is set, the lens driving mechanism is driven stepwise according to a signal from the zoom switch so that the focal length of the photographing lens changes stepwise, and the optical zoom finder Is selected so that the magnification of the subject light image emitted to the eyepiece window changes continuously. Serial digital camera, characterized in that a drive control means for continuously driven the lens driving mechanism in response to a signal from the zoom switch.
前記撮像レンズの最長焦点距離と最短焦点距離とを結ぶ仮想のズーム特性曲線と前記ズームスイッチが連続して操作されている時間とから、仮想の焦点距離及び像倍率を演算する第1像倍率演算部と、現時点における撮像レンズの焦点距離から実際に前記撮像部の受光面上に結像されている像の倍率を演算する第2像倍率演算部と、前記第1像倍率演算部による仮想の像倍率と前記第2像倍率演算部による実際の像倍率とを用いて前記撮像部から出力される画像データを拡大した拡大画像データを作成する拡大画像データ作成部と、前記拡大画像データを用いて画像表示を行う表示部とを備えた電子ズームファインダと、前記撮影レンズとは独立に被写体光像を取り込み、倍率変更用のレンズを移動させることにより倍率を変化させて前記被写体光像を接眼窓に出射させることが可能な光学ズームファインダと、前記レンズ駆動機構で発生する駆動力を前記光学ズームファインダの倍率変更用のレンズに伝達し、前記撮影レンズの光軸上の位置の変化に連動して前記倍率変更用のレンズを移動させることにより、前記被写体光像の倍率を変化させるファインダ駆動機構と、前記電子ズームファインダと前記光学ズームファインダのいずれかを設定するファインダ設定手段と、前記電子ズームファインダが設定されているとき、前記撮影レンズの焦点距離が段階的に変化するように、前記ズームスイッチからの信号に応じて前記レンズ駆動機構を段階的に駆動させ、前記光学ズームファインダが選択されているとき、前記光学ズームファインダの倍率を前記ズームスイッチからの信号に応じて連続的に変化させると共に、前記ズームスイッチからの信号が断たれても前記ステップ状の焦点距離以外の倍率での停止を禁止するように前記レンズ駆動機構を駆動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とするディジタルカメラ。A plurality of focal lengths that change stepwise are set in advance, and an imaging lens capable of changing a focal length to the plurality of focal lengths by changing a relative position of a plurality of lens groups; and An imaging unit that is provided at a predetermined position on the optical axis of the imaging lens and photoelectrically converts an image formed on the optical axis, outputs an image data, and a focal length of the imaging lens A zoom switch for changing between the longest focal length and the shortest focal length; and a lens driving mechanism for changing the relative positions of the plurality of lens groups of the photographing lens in accordance with a signal from the zoom switch. A digital camera comprising:
A first image magnification calculation for calculating a virtual focal length and an image magnification from a virtual zoom characteristic curve connecting the longest focal length and the shortest focal length of the imaging lens and a time during which the zoom switch is operated continuously. A second image magnification calculation unit that calculates the magnification of an image actually formed on the light receiving surface of the imaging unit from the focal length of the imaging lens at the present time, and a virtual image by the first image magnification calculation unit An enlarged image data creating unit that creates enlarged image data obtained by enlarging image data output from the imaging unit using an image magnification and an actual image magnification obtained by the second image magnification calculating unit, and using the enlarged image data An electronic zoom finder having a display unit for displaying an image, and a subject optical image independently of the photographing lens, and moving the magnification changing lens to change the magnification to thereby change the object. An optical zoom finder capable of emitting a body light image to the eyepiece window, and a driving force generated by the lens driving mechanism is transmitted to a lens for changing the magnification of the optical zoom finder, on the optical axis of the photographing lens A finder drive mechanism that changes the magnification of the subject optical image by moving the magnification changing lens in conjunction with a change in position, and a finder setting that sets either the electronic zoom finder or the optical zoom finder And when the electronic zoom finder is set, the lens driving mechanism is driven stepwise according to a signal from the zoom switch so that the focal length of the photographing lens changes stepwise, When the optical zoom finder is selected, the signal from the zoom switch indicates the magnification of the optical zoom finder. And a drive control means for driving the lens driving mechanism so as to prohibit the stop at a magnification other than the step-like focal length even when the signal from the zoom switch is cut off. A digital camera characterized by that.
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