JP4299561B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係り、特に複数の撮像系を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像装置、特にデジタルカメラでは、ＣＣＤ等の撮像素子を備え、撮影によって撮影画像の画像データを得ることが行われている。このようなデジタルカメラにおいて、白黒用とカラー用、または素子サイズ等が互いに異なる複数のＣＣＤを備えた技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１によれば、１つの（共通の）レンズから用途に応じたＣＣＤに選択的に被写体像を受光させることにより、周囲の状況に応じた画像の画像データを得ることができる技術が開示されている。
【０００３】
また、互いに焦点距離の異なる複数のレンズから構成されるレンズユニットを複数個備えた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２によれば、レンズユニットを光軸方向に複数個並べて撮影倍率に応じてズーム駆動し、レンズユニットを介して得られた被写体像を１つの（共通の）ＣＣＤに結像することにより、倍率の異なる撮影画像の画像データを得る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１２２５３６号公報 （第３頁―４頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２６２１７５号公報 （第８頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、用途や撮影倍率に応じた枚数のレンズまたはＣＣＤを撮像装置に予め搭載する必要があり、撮像装置の全長及び重量等の増加を招くという問題があった。また、一度の撮影によって得られる撮影画像は一種類であり、複数のＣＣＤまたはレンズにより得られた撮影画像を合成するものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、簡易な構成で様々な撮影倍率の合成画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、被写体を撮像する第１の撮像素子と、前記被写体を撮像する第２の撮像素子と、前記第１の撮像素子へ前記被写体の像を結像するために固定された第１のレンズと、前記第１のレンズと異なると共にズームレンズまたは単焦点レンズに選択的に交換可能な第２のレンズを、前記第２の撮像素子へ前記被写体の像が結像されるように取り付けるための取付手段と、前記第２のレンズがズームレンズであるときに、前記第１の撮像素子によって撮像された第１の撮影画像及び前記第２の撮像素子によって撮像された前記第２のレンズによる光学ズームによって得られた第２の撮影画像何れか一方の中央部に、他方の撮影画像の縮小画像が合成されるように、前記第１の撮影画像をデジタルズームにより拡大または縮小した撮影画像と、前記第２の撮影画像と、を合成し、前記縮小画像を前記一方の撮影画像の中央部に合成したときの該縮小画像の周辺領域に対応する該縮小画像の画像データと、該周辺領域に対応する該一方の撮影画像の画像データと、に基づいて、該縮小画像を該一方の撮影画像の中央部に合成したときの該一方の撮影画像と該縮小画像との境界を含む領域間の画像データが連続的となるように該周辺領域の画像を補正するための補正データを生成し、前記一方の撮影画像の中央部に前記縮小画像を合成すると共に該縮小画像の周辺領域を前記補正データに置換する合成手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明の撮像装置は、第１のレンズ及び第２のレンズを備えている。第１のレンズは、撮像装置に固定されており、第１の撮像素子に被写体像を結像する。第２のレンズは、撮像装置に対して交換可能に設けられており、第２の撮像素子に被写体を結像する。
【０００９】
第１のレンズ及び第２のレンズは、互いに異なるレンズであって、単焦点レンズや、ズームレンズ等を用いることができる。例えば、第１のレンズには、焦点距離が固定の広角系のレンズを用いて、第２のレンズには、第１のレンズの焦点距離よりも長い望遠系のレンズを使用することが可能である。なお、第２のレンズは、いわゆる、交換レンズである。また、第２のレンズをズームレンズに交換することも可能である。このため、第１のレンズを介して第１の撮像素子によって得られる第１の撮像画像、及び第２のレンズを介して第２の撮像素子によって得られる第２の撮像画像は、互いに撮影画角の異なるものが得られる。
【００１０】
合成手段は、第１の撮影画像及び第２の撮影画像を合成する。この合成は、第１の撮影画像及び第２の撮影画像が略同一の画角の画像となるように、何れか一方または双方の画像を拡大または縮小することによりなされる。すなわち、第１の撮影画像または第２の撮影画像の何れか一方から、他方の撮影画像の中央部に相当する画像が生成されることにより、合成がなされる。このため、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の画素数が略同一であれば、縮小された撮影画像の情報量は、上記他方の撮影画像の中央部に相当する画像の情報量よりも多い。従って、合成画像の中央部の画質を向上させることができる。
【００１１】
第２のレンズは、取付手段によって、焦点距離の異なるレンズに交換することができる。また、第２のレンズは、取付手段によって、ズームレンズに交換することもできる。例えば、焦点距離の異なるレンズ及びズームレンズを予め複数枚用意し、随時交換すれば、合成画像を作成するための対称となる撮影画角を容易に変更することができる。このため、容易に様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、容易に合成画像の中央部の画質向上範囲を変更することができる。
【００１２】
前記第２のレンズは、固定焦点レンズを用いることができる。第２レンズは焦点距離が一定の固定焦点レンズを使用することができるので、第２のレンズを互いに焦点距離の異なる単焦点レンズに交換することにより、容易に様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、コンパクトで描写性能の良い画像を得ることができる。
【００１３】
前記第２のレンズは、ズームレンズを用いることができる。このため、例えば、第１のレンズを超広角の単焦点レンズとし、第２のレンズを広角から望遠の低倍率ズームレンズとしてもよい。また、第１のレンズを超望遠の単焦点レンズとし、第２のレンズを広角から望遠の低倍率ズームレンズとしてもよい。このように、第１のレンズに単焦点レンズを用い、第２にズームレンズを取付手段によって取り付けることにより、高倍率のズームレンズと同等の効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の撮像装置に係るデジタルカメラの実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図1には、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観を正面側から見た斜視図（Ａ）及び背面側から見た斜視図（Ｂ）の一例を示した。
【００１６】
デジタルカメラ１０の筐体１２の正面には、被写体像を結像させるための第１レンズ１６及び第２レンズ１４が設けられている。第２レンズ１４は、筐体１２から取り外し可能に設けられている（詳細後述）。また、第１レンズ１６及び第２レンズ１４及びの近傍には、ズームボタン１８、ズームボタン１９及びストロボ２０が設けられている。ズームボタン１８は、第１レンズ１６の焦点距離を変更するときにユーザによって操作されるものである。ズームボタン１９は、第２レンズ１４の焦点距離を変更するときにユーザによって操作されるものである。筐体１２の上面には、撮影を指示する際にユーザによって押圧操作されるレリーズスイッチ２２が設けられている。
【００１７】
また、筐体１２の背面には、ＬＣＤ２４（液晶表示装置）が設けられている。ＬＣＤ２４は、撮影によって得られた撮影画像、及び各種メニュー項目等を表示するためのものである。また、ＬＣＤ２４の近傍には、電源スイッチ２８が設けられている。電源スイッチ２８は、使用者がデジタルカメラ１０の各部への電源電力の供給／供給停止の切り換えを行うときに操作するためのものである。本実施の形態では、レリーズスイッチ２２、ズームボタン１８、ズームボタン１９及び電源スイッチ２８は、スイッチ２６として機能する。また、ＬＣＤ２４の近傍には、ユーザが撮影画角を確認するための光学ファインダ３２が設けられている。
【００１８】
図２には、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の主要構成をブロック図として示した。デジタルカメラ１０は、それぞれ独立した２つの撮像系（第１の撮像系５４及び第２の撮像系５２）を備えている。第１の撮像系５４は、第１レンズ１６、及び第１ＣＣＤ４０を備えている。第２の撮像系５２は、第２レンズ１４、取付部１５、及び第２ＣＣＤ３８を備えている。第２レンズ１４は、取付部１５によって保持されており、マウント１７を介して筐体１２に取付及び取り外し可能に設けられている。第１ＣＣＤ４０は、第１レンズ１６により得られる被写体からの反射光を撮影画像を示すアナログ画像データ（以下、画像データという）に変換して出力するためのものである。第２ＣＣＤ３８は、第２レンズ１４により得られる被写体からの反射光を撮影画像を示すアナログ画像データに変換して出力するためのものである。
【００１９】
また、デジタルカメラ１０は、画像処理部４２、画像処理部４４、及び制御部４６を備えている。第２ＣＣＤ３８、第１ＣＣＤ４０、画像処理部４２、画像処理部４４、及び制御部４６は、互いにデータやコマンドの授受が可能なように図示を省略したバスで接続されている。
【００２０】
画像処理部４２及び画像処理部４４は、各々図示を省略したメモリを含んで構成されている。画像処理部４２は、第２ＣＣＤ３８から出力された画像データに露光調整や色信号の信号レベルの調整処理などの所定の画像処理を行い、画像処理した画像データを図示を省略したメモリに記憶するためのものである。また、画像処理部４４は、画像処理部４２と同様に、第１ＣＣＤ４０から出力された画像データに露光調整や色信号の信号レベルの調整処理などの所定の画像処理を行い、画像処理した画像データを図示を省略したメモリに記憶するためのものである。
【００２１】
制御部４６は、図示を省略したＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭからなるマイクロコンピュータを含んで構成され、画像合成部４８を含んで構成される。画像合成部４８は、第１の撮像系５４及び第２の撮像系５２で得られた画像データの撮影画像を合成するためのものである（詳細後述）。
【００２２】
また、制御部４６には、表示部２４、記録部５０、及びスイッチ２６が互いにデータやコマンドの授受が可能に接続されている。記憶部５０は、主に、詳細を後述する画像合成部４８で合成された画像の画像データ、及び後述する処理ルーチン等を記憶するためのものである。
【００２３】
本実施の形態では、第１の撮像系５４の第１レンズ１６は、図３（Ａ）に示すように、その画角αが第２の撮像系５２の第２レンズ１４の画角βよりも広い（焦点距離が短い）広角系の単焦点レンズを使用する。また、本実施の形態では、第２の撮像系５２の第２レンズ１４は、例えば図３（Ｂ）に示すように、その画角βが第１の撮像系５４の第１レンズ１６の画角αよりも狭い（焦点距離が長い）望遠系の単焦点レンズを使用する。また、第２の撮像系５２の取付部１５によって保持された第２レンズ１４を筐体１２から取り外して交換する交換用のレンズとして、交換レンズ７８を使用する。交換レンズ７８は、例えば、図３（Ｃ）に示すように、画角γが第２レンズ１４の画角βよりも狭い単焦点レンズ、及び図示を省略した焦点距離が可変のズームレンズを用意する。
【００２４】
なお、交換レンズ７８は、画角γが第２レンズ１４の画角βよりも広いまたは狭い単焦点レンズを使用してもよい。また、第１レンズ１６についても同様に、画角αは、画角βまたは画角γよりも狭い単焦点レンズを用いても良く、またズームレンズを用いるようにしてもよい。
【００２５】
なお、本実施の形態では、説明を簡略化するために第２ＣＣＤ３８及び第１ＣＣＤ４０は、同画素数のＣＣＤとして説明する。従って、第１の撮像系５４で撮影された画像が、図４（Ａ）に示す撮影画像６０であった場合、第２の撮像系５２で撮影される画像は、図４（Ｂ）に示す、図４（Ａ）の中央部が拡大された撮影画像６２となる。また、図示は省略するが、第２レンズ１４に変えて、交換レンズ７８として図３（Ｃ）に示す単焦点レンズを取り付けた場合の第２の撮像系５２で撮影された画像は、撮影画像６２の中央部を更に拡大した画像となる。
【００２６】
なお、第１ＣＣＤ４０は本発明の第１の撮像素子に相当し、第２ＣＣＤ３８は本発明の第２の撮像素子に相当し、第１レンズ１６は本発明の第１のレンズに相当し、第２レンズ１４は本発明の第２のレンズに相当する。また、取付部１５及びマウント１７は、本発明の取付手段に相当する。また、画像合成部４８は、本発明の合成手段の機能に相当する。
【００２７】
次に、画像合成部４８で行われる撮影画像の合成処理について説明する。画像合成部４８では、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０と第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２とを合成することにより、撮影画像の中央部の画質を向上させた画像を生成する。
【００２８】
なお、ズームボタン１８及びズームボタン１９の操作により、第１の撮像系５４では、画角αでの撮影が指示されるものとして説明する。
【００２９】
例えば、図４に示すように、まず図４（Ｂ）に示す撮影画像６２から図４（Ａ）に示す撮影画像６０と同じ撮影倍率（撮影画角）に縮小した図４（Ｃ）に示す縮小画像６４を生成する。次に、縮小画像６４と撮影画像６０とを合成する。この合成は、図５に示すように、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像を、縮小画像６４に置換することによってなされる。このため、縮小画像６４の情報量は、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像の情報量よりも多い。これにより、撮影画像６０の中央部の画質を向上させた合成画像６３を得ることができる。
【００３０】
しかしながら、撮影画像６０の中央部の画像を単に縮小画像６４で置換しただけでは、両者の境界部分が不自然になってしまい、画質の低下を招く恐れがある。
【００３１】
そこで更に、図５に示すように、縮小画像６４の周辺領域６６（斜線で示す領域）の画像データと、撮影画像６０の周辺領域６６に相当する画像の画像データとに基づいて、周辺領域６６の画像を補正するための補正データを生成する（詳細後述）。そして、この補正データを周辺領域６６の画像データとする。これにより、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分に不自然さが発生するのを防ぐことができ、画質の劣化を防ぐことができる。
【００３２】
次に、周辺領域６６の補正データの生成処理について説明する。図６には、図５に示す合成画像６３のＡ−Ｂ間における特定色（例えばＲ）に相当する、撮影画像６０の画像データ７０、及び縮小画像６４の画像データ７２の一例を示した。
【００３３】
補正データの生成では、周辺領域６６の外縁部の位置を示す位置第２1から周辺領域６６の内縁部の位置を示す位置第２nまでをｎ分割する（ｎ＝１，２，３，…）。そして、ｎ分割された位置第２1〜第２nにそれぞれ対応する補正データＤ1〜Ｄnを求める。
【００３４】
まず、周辺領域６６の外縁部の位置を示す位置第２1の補正データＤ1は、撮影画像６０を構成する画像データ７０の画像データをそのまま用い、周辺領域６６の内縁部の位置を示す位置第２nの補正データＤnは、縮小画像６４を構成する画像データ７２の画像データをそのまま用いる。そして、位置第２2〜第２n-1までの補正データＤ2〜Ｄn-1を次式に従って求める。
【００３５】
Ｄi＝Ｄ1−｛（第２i−第２1）／Ｌ｝×Ｈ …（１）
ここで、ｉ＝２，３，…ｎ−１である。また、Ｌは、周辺領域６６の幅であり、第２n−第２1で表すことができる。また、Ｈは、補正データＤ1と補正データＤnとの差である。
【００３６】
すなわち、周辺領域６６の左端である位置第２1から周辺領域６６の右端である位置第２nに向けて、補正データが画像データ７０から画像データ７２に近づくように、補正データＤ1〜Ｄnが決定される。これにより、周辺領域６６の補正データは、図６の一点鎖線で示すような補正曲線で表される。Ａ−Ｂ間の画像データがほぼ連続的となるため、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分が不自然になるのを防ぐことができる。
【００３７】
上記の処理は、図７に示すように、合成画像６３の中心位置７４を中心とした放射線７６上における撮影画像６０の周辺領域６６に相当する画像データ７０、及び縮小画像６４の周辺領域６６に相当する画像データ７２の全てについて行われる。これにより、周辺領域６６全てについて補正データが生成される。そして更に、これらの処理をＲ，Ｇ，Ｂ全ての画像について行うことにより、補正データの生成が完了する。
【００３８】
このように、補正データを生成し、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０と、第２の撮像系５２で撮影された撮影画像を合成することができるので、合成された画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができる。
【００３９】
なお、補正データの生成は、上記の方法に限定されず、Ａ−Ｂ間の画像データがほぼ連続的となるようなものであれば、どのような方法を採用してもよい。
【００４０】
また、ズームボタン１８及びズームボタン１９の操作により、中間倍率の画像、すなわち、撮影画像６０の撮影倍率と撮影画像６２の撮影倍率との中間の倍率の画像を生成する場合には、撮影画像６０を中間倍率に拡大した拡大画像を生成するとともに、撮影画像６２を中間倍率に縮小した縮小画像を生成し、上記方法と同様に合成すればよい。
【００４１】
また、第２の撮像系５２の取付部１５によって保持された第２レンズ１４をマウント１７を介して筐体１２から取り外し、第２レンズ１４とは異なる焦点距離の単焦点レンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、同様の方法で補正データの作成及び合成を行うことによって、画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができ、且つ撮影画像６０の中央部の画質を向上させた合成画像を得ることができる。
【００４２】
更に、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合も同様に、上記と同様の方法で補正データの作成及び合成を行うことによって、画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができ、且つ撮影画像の中央部の画質を向上させた合成画像を得ることができる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。図８には、図示を省略したＣＰＵで実行される処理ルーチンを示した。
【００４４】
なお、図８では、第２の撮像系５２には、取付部１５及びマウント１７を介して第２の撮像系５２に第２レンズ１４（単焦点レンズ）が設けられている場合を説明する。
【００４５】
電源スイッチ２８によりデジタルカメラ１０に電源が投入されるとステップ１００に進み、撮像指示がなされるまで否定判断を繰り返す。ステップ１００の判断は、レリーズスイッチ２２による信号受信によって押圧操作されたか否かを判断することによって可能である。
【００４６】
ステップ１００で肯定されると、ステップ１０２へ進み、第１の撮像系５４及び第２の撮像系及びのそれぞれにおいて撮像処理が実行される。この撮像処理は、被写体を撮影するときにおける第１ＣＣＤ４０及び第２ＣＣＤ３８からの図示を省略した焦点調整、レンズ等による画角調整、そして露光調整などのデジタルカメラ１０の図示しない各種駆動部を駆動して、撮影画像を得るものである。ステップ１００の処理により、第１の撮像系５４により撮影画像６０が得られ、第２の撮像系５２により撮影画像６２が得られる。
【００４７】
次にステップ１０４では、上記第１の撮像系５４で得られた撮影画像６０を指定された倍率に拡大または縮小する。この倍率は、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザによるズームボタン１８のズーム操作により入力されたズームボタン１８のズーム操作量を示す信号を読み取ることによって判別される。このズームボタン１８のズーム操作量を示す信号は、電源が投入された後に、ズームボタン１８が操作されることによって入力される。入力されたデータは、ズームボタン１８のズーム操作量を示す信号として図示を省略したＲＡＭに記憶される。この図示を省略したＲＡＭに記憶されたズームボタン１８のズーム操作量を示す信号を確認することによって得られる。
【００４８】
図９には、撮影により得られた撮影画像を望遠側から広角側へ拡大または広角側から望遠側へ縮小した場合の画角の推移を示した。上記ステップ１０４の処理により、図９の点線ａに示すように、望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６０の拡大または縮小処理が行われる。ステップ１０４の処理により、指定された倍率に拡大または縮小された撮影画像６０の画像データは、画像処理部４４の図示を省略したメモリに記憶される。
【００４９】
次にステップ１０６では、上記第２の撮像系５２で得られた撮影画像６２を指定された倍率に拡大または縮小する。この倍率は、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザによるズームボタン１９のズーム操作により入力されたズームボタン１９のズーム操作量を示す信号を読み取ることによって判別される。このズームボタン１９のズーム操作量を示す信号は、上記ステップ１０４と同様に、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザの操作によるズームボタン１９のズーム操作量を示す信号を確認することによって得られる。
【００５０】
上記ステップ１０６の処理によって、図９の点線ｂに示すように、望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６２の拡大または縮小処理が行われる。ステップ１０６の処理により、指定された倍率に拡大または縮小された撮影画像６２の画像データは、画像処理部４２の図示を省略したメモリに記憶される。
【００５１】
次にステップ１０８では、周辺領域６６の補正データを生成する。ステップ１０８の処理は、画像処理部４４の図示を省略したメモリから撮影画像６０の画像データを読みとるとともに、画像処理部４２の図示を省略したメモリから撮影画像６２の画像データを読みとり、撮影画像６０及び撮影画像６２から周辺領域６６の補正データを生成するものである。
【００５２】
次にステップ１１０では、画像の合成処理が行われる。ステップ１０６の処理は、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０に、第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２を縮小した縮小画像６４を合成すると共に、縮小画像６４の周辺領域６６を、ステップ１０８で生成した補正データに置換して合成画像６３を作成するものである。ステップ１１０の処理により、合成画像６３の周辺部の画像データは第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０の画像データとなり、合成画像６３の中央部の画像データは第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２を縮小した縮小画像６４の画像データとなり、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分（周辺領域６６）は生成した補正データとなる。
【００５３】
このように、縮小画像６４の情報量は、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像の情報量よりも多いので、画像の中央部の画質を向上することができるとともに、境界部分の画像が不自然になることが抑制された合成画像を作成することができる。
【００５４】
なお、図８に示した処理ルーチンでは、第２の撮像系５２に取付部１５及びマウント１７を介して筐体１２に単焦点レンズである第２レンズ１４を取り付けた場合を説明したが、第２レンズ１４を、第２レンズ１４と焦点距離の異なる単焦点レンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、上記図８に示す処理ルーチンと同様の処理が行われ、合成画像が作成される。この場合、作成される合成画像は、図８に示す処理ルーチンによって得られた合成画像６３と比べて、撮影画像６０の中央部の狭い領域の画質が向上された画像となる。
【００５５】
なお、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、上記図８に示す処理ルーチンと略同様の処理が行われ、合成画像６３が作成される。この場合、第２の撮像系５２において光学ズームが行われるため、上記ステップ１０６における撮影画像を拡大または縮小するデジタルズーム処理は、省略することができる。具体的には、上記ステップ１０２の撮像処理時にズームボタン１９の操作量に応じて拡大または縮小された撮像画像６２が得られる。
【００５６】
図１０には、第２レンズ１４を、ズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合における、撮影により得られた撮影画像を望遠側から広角側へ拡大または広角側から望遠側へ縮小した場合の画角の推移を示した。第１レンズ１６は、図１０の点線ａに示すように、図９の点線ｂと同様に、上記ステップ１０４において望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６０の拡大または縮小処理が行われる。一方、第２の撮像系５２では、図１０の実線ｂに示すように、上記ステップ１０２の撮像処理時において、ユーザによるズームボタン１９のズーム操作量に応じて、図示を省略した駆動部により光学ズームが行われることにより、指定倍率の撮影画像６２が得られる。
【００５７】
従って、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換すると、合成画像は、光学ズームによって得られた撮影画像６２と、デジタルズームにより拡大または縮小された撮影画像６０との合成によって作成される。このため、単焦点レンズを第２の撮像系５２に用いた場合と比較して、より画質の良い合成画像を得ることができる。また、ズームボタン１９の操作量が変更されることにより、容易に合成画像の画質向上範囲を変更された合成画像を作成することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、複数の撮像系を備え、各々の撮像系で撮影された撮影画像を合成すると共に、両者の境界部分の画像データを、広角系の撮像系で撮影された撮影画像の画像データから望遠系の撮像系で撮影された撮影画像の画像データに徐々に近づくような補正データで置換し、境界部分付近の画像データがほぼ連続性を保つようにして合成する。これにより、画像の中央部の画質を向上させることができると共に、境界部分の画像が不自然になるのを防ぐことができる。
【００５９】
また、撮像系に備えられたレンズを容易に交換することができるので、簡易な装置構成で、様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、容易に合成画像の中央部の画質向上範囲を変更することができる。
【００６０】
また、例えば、第１の撮像系５４の第１レンズ１６を超広角の単焦点レンズとし、第２の撮像系５２のレンズを広角〜望遠の低倍率ズームレンズに交換してもよい。また、第１レンズ１６を超望遠の単焦点レンズとし、第２レンズ１４を広角〜望遠の低倍率ズームレンズに交換してもよい。
【００６１】
このように、１つの単焦点レンズと１つのズームレンズを組み合わせることにより、高倍率のズームレンズと同等の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、第１の撮像系５４に単焦点レンズの第１レンズ１６を設ける場合を説明したが、ズームレンズを使用してもよい。
【００６３】
この場合、第２レンズ１４及び第１レンズ１６の双方を焦点距離の異なるレンズまたはズームレンズに交換することができるので、合成対称となる双方の撮影画像の倍率を際限なく変更することが可能となるとともに、さらに画質向上された合成画像を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、説明をわかりやすくするために、第１１ＣＣＤ４０及び第２ＣＣＤ３８の画素を同じものであるとして説明したが、異なる画素のＣＣＤとしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置によれば、第１のレンズ、第２のレンズ、第１のレンズを介して被写体の第１の撮影画像を得る第１の撮像素子、及び第２のレンズを介して上記被写体の第２の撮影画像を得る第２の撮像素子を備え、各々の撮像素子によって得られる撮影画像を合成すると共に、第２のレンズを交換することができるので、簡易な構成で様々な撮影倍率の合成画像を得ることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本実施形態に係るデジタルカメラの正面側から見た斜視図であり、（Ｂ）は本実施形態に係るデジタルカメラの背面側から見た斜視図である。
【図２】デジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は本実施形態に係る第２の撮像系の概略構成図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る第１の撮像系の概略構成図であり、（Ｃ）は本実施形態に係るレンズを交換された第１の撮像系の概略構成図である。
【図４】（Ａ）は本実施形態に係る第２の撮像系で撮影された画像のイメージ図であり、（Ｂ）は、本実施形態に係る第１の撮像系で撮影された画像のイメージ図であり、（Ｃ）は、本実施形態に係る第１の撮像系で撮影された画像を第２の撮像系で撮影された画像と同じ倍率となるように縮小した縮小画像のイメージ図である。
【図５】本実施形態に係る第２の撮像系で撮影された画像のイメージ図である。
【図６】画像の境界部分における画像データと位置との関係を示す線図である。
【図７】補正データの生成について説明するためのイメージ図である。
【図８】本実施の形態のデジタルカメラの作用を示す処理ルーチンである。
【図９】本実施の形態のデジタルカメラの第１レンズ及び第２レンズに単焦点レンズを使用した場合の画角と倍率との関係を示す線図である。
【図１０】本実施の形態のデジタルカメラの第１レンズに単焦点レンズを使用し、第２レンズにズームレンズを使用した場合の画角と倍率との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ
１４ 第２レンズ
１５ 取付部
１６ 第１レンズ
１７ マウント
４８ 画像合成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係り、特に複数の撮像系を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像装置、特にデジタルカメラでは、ＣＣＤ等の撮像素子を備え、撮影によって撮影画像の画像データを得ることが行われている。このようなデジタルカメラにおいて、白黒用とカラー用、または素子サイズ等が互いに異なる複数のＣＣＤを備えた技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１によれば、１つの（共通の）レンズから用途に応じたＣＣＤに選択的に被写体像を受光させることにより、周囲の状況に応じた画像の画像データを得ることができる技術が開示されている。
【０００３】
また、互いに焦点距離の異なる複数のレンズから構成されるレンズユニットを複数個備えた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２によれば、レンズユニットを光軸方向に複数個並べて撮影倍率に応じてズーム駆動し、レンズユニットを介して得られた被写体像を１つの（共通の）ＣＣＤに結像することにより、倍率の異なる撮影画像の画像データを得る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１２２５３６号公報 （第３頁―４頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２６２１７５号公報 （第８頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、用途や撮影倍率に応じた枚数のレンズまたはＣＣＤを撮像装置に予め搭載する必要があり、撮像装置の全長及び重量等の増加を招くという問題があった。また、一度の撮影によって得られる撮影画像は一種類であり、複数のＣＣＤまたはレンズにより得られた撮影画像を合成するものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、簡易な構成で様々な撮影倍率の合成画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、被写体を撮像する第１の撮像素子と、前記被写体を撮像する第２の撮像素子と、前記第１の撮像素子へ前記被写体の像を結像するために固定された第１のレンズと、前記第１のレンズと異なると共にズームレンズまたは単焦点レンズに選択的に交換可能な第２のレンズを、前記第２の撮像素子へ前記被写体の像が結像されるように取り付けるための取付手段と、前記第２のレンズがズームレンズであるときに、前記第１の撮像素子によって撮像された第１の撮影画像及び前記第２の撮像素子によって撮像された前記第２のレンズによる光学ズームによって得られた第２の撮影画像何れか一方の中央部に、他方の撮影画像の縮小画像が合成されるように、前記第１の撮影画像をデジタルズームにより拡大または縮小した撮影画像と、前記第２の撮影画像と、を合成し、前記縮小画像を前記一方の撮影画像の中央部に合成したときの該縮小画像の周辺領域に対応する該縮小画像の画像データと、該周辺領域に対応する該一方の撮影画像の画像データと、に基づいて、該縮小画像を該一方の撮影画像の中央部に合成したときの該一方の撮影画像と該縮小画像との境界を含む領域間の画像データが連続的となるように該周辺領域の画像を補正するための補正データを生成し、前記一方の撮影画像の中央部に前記縮小画像を合成すると共に該縮小画像の周辺領域を前記補正データに置換する合成手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明の撮像装置は、第１のレンズ及び第２のレンズを備えている。第１のレンズは、撮像装置に固定されており、第１の撮像素子に被写体像を結像する。第２のレンズは、撮像装置に対して交換可能に設けられており、第２の撮像素子に被写体を結像する。
【０００９】
第１のレンズ及び第２のレンズは、互いに異なるレンズであって、単焦点レンズや、ズームレンズ等を用いることができる。例えば、第１のレンズには、焦点距離が固定の広角系のレンズを用いて、第２のレンズには、第１のレンズの焦点距離よりも長い望遠系のレンズを使用することが可能である。なお、第２のレンズは、いわゆる、交換レンズである。また、第２のレンズをズームレンズに交換することも可能である。このため、第１のレンズを介して第１の撮像素子によって得られる第１の撮像画像、及び第２のレンズを介して第２の撮像素子によって得られる第２の撮像画像は、互いに撮影画角の異なるものが得られる。
【００１０】
合成手段は、第１の撮影画像及び第２の撮影画像を合成する。この合成は、第１の撮影画像及び第２の撮影画像が略同一の画角の画像となるように、何れか一方または双方の画像を拡大または縮小することによりなされる。すなわち、第１の撮影画像または第２の撮影画像の何れか一方から、他方の撮影画像の中央部に相当する画像が生成されることにより、合成がなされる。このため、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の画素数が略同一であれば、縮小された撮影画像の情報量は、上記他方の撮影画像の中央部に相当する画像の情報量よりも多い。従って、合成画像の中央部の画質を向上させることができる。
【００１１】
第２のレンズは、取付手段によって、焦点距離の異なるレンズに交換することができる。また、第２のレンズは、取付手段によって、ズームレンズに交換することもできる。例えば、焦点距離の異なるレンズ及びズームレンズを予め複数枚用意し、随時交換すれば、合成画像を作成するための対称となる撮影画角を容易に変更することができる。このため、容易に様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、容易に合成画像の中央部の画質向上範囲を変更することができる。
【００１２】
前記第２のレンズは、固定焦点レンズを用いることができる。第２レンズは焦点距離が一定の固定焦点レンズを使用することができるので、第２のレンズを互いに焦点距離の異なる単焦点レンズに交換することにより、容易に様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、コンパクトで描写性能の良い画像を得ることができる。
【００１３】
前記第２のレンズは、ズームレンズを用いることができる。このため、例えば、第１のレンズを超広角の単焦点レンズとし、第２のレンズを広角から望遠の低倍率ズームレンズとしてもよい。また、第１のレンズを超望遠の単焦点レンズとし、第２のレンズを広角から望遠の低倍率ズームレンズとしてもよい。このように、第１のレンズに単焦点レンズを用い、第２にズームレンズを取付手段によって取り付けることにより、高倍率のズームレンズと同等の効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の撮像装置に係るデジタルカメラの実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図1には、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観を正面側から見た斜視図（Ａ）及び背面側から見た斜視図（Ｂ）の一例を示した。
【００１６】
デジタルカメラ１０の筐体１２の正面には、被写体像を結像させるための第１レンズ１６及び第２レンズ１４が設けられている。第２レンズ１４は、筐体１２から取り外し可能に設けられている（詳細後述）。また、第１レンズ１６及び第２レンズ１４及びの近傍には、ズームボタン１８、ズームボタン１９及びストロボ２０が設けられている。ズームボタン１８は、第１レンズ１６の焦点距離を変更するときにユーザによって操作されるものである。ズームボタン１９は、第２レンズ１４の焦点距離を変更するときにユーザによって操作されるものである。筐体１２の上面には、撮影を指示する際にユーザによって押圧操作されるレリーズスイッチ２２が設けられている。
【００１７】
また、筐体１２の背面には、ＬＣＤ２４（液晶表示装置）が設けられている。ＬＣＤ２４は、撮影によって得られた撮影画像、及び各種メニュー項目等を表示するためのものである。また、ＬＣＤ２４の近傍には、電源スイッチ２８が設けられている。電源スイッチ２８は、使用者がデジタルカメラ１０の各部への電源電力の供給／供給停止の切り換えを行うときに操作するためのものである。本実施の形態では、レリーズスイッチ２２、ズームボタン１８、ズームボタン１９及び電源スイッチ２８は、スイッチ２６として機能する。また、ＬＣＤ２４の近傍には、ユーザが撮影画角を確認するための光学ファインダ３２が設けられている。
【００１８】
図２には、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の主要構成をブロック図として示した。デジタルカメラ１０は、それぞれ独立した２つの撮像系（第１の撮像系５４及び第２の撮像系５２）を備えている。第１の撮像系５４は、第１レンズ１６、及び第１ＣＣＤ４０を備えている。第２の撮像系５２は、第２レンズ１４、取付部１５、及び第２ＣＣＤ３８を備えている。第２レンズ１４は、取付部１５によって保持されており、マウント１７を介して筐体１２に取付及び取り外し可能に設けられている。第１ＣＣＤ４０は、第１レンズ１６により得られる被写体からの反射光を撮影画像を示すアナログ画像データ（以下、画像データという）に変換して出力するためのものである。第２ＣＣＤ３８は、第２レンズ１４により得られる被写体からの反射光を撮影画像を示すアナログ画像データに変換して出力するためのものである。
【００１９】
また、デジタルカメラ１０は、画像処理部４２、画像処理部４４、及び制御部４６を備えている。第２ＣＣＤ３８、第１ＣＣＤ４０、画像処理部４２、画像処理部４４、及び制御部４６は、互いにデータやコマンドの授受が可能なように図示を省略したバスで接続されている。
【００２０】
画像処理部４２及び画像処理部４４は、各々図示を省略したメモリを含んで構成されている。画像処理部４２は、第２ＣＣＤ３８から出力された画像データに露光調整や色信号の信号レベルの調整処理などの所定の画像処理を行い、画像処理した画像データを図示を省略したメモリに記憶するためのものである。また、画像処理部４４は、画像処理部４２と同様に、第１ＣＣＤ４０から出力された画像データに露光調整や色信号の信号レベルの調整処理などの所定の画像処理を行い、画像処理した画像データを図示を省略したメモリに記憶するためのものである。
【００２１】
制御部４６は、図示を省略したＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭからなるマイクロコンピュータを含んで構成され、画像合成部４８を含んで構成される。画像合成部４８は、第１の撮像系５４及び第２の撮像系５２で得られた画像データの撮影画像を合成するためのものである（詳細後述）。
【００２２】
また、制御部４６には、表示部２４、記録部５０、及びスイッチ２６が互いにデータやコマンドの授受が可能に接続されている。記憶部５０は、主に、詳細を後述する画像合成部４８で合成された画像の画像データ、及び後述する処理ルーチン等を記憶するためのものである。
【００２３】
本実施の形態では、第１の撮像系５４の第１レンズ１６は、図３（Ａ）に示すように、その画角αが第２の撮像系５２の第２レンズ１４の画角βよりも広い（焦点距離が短い）広角系の単焦点レンズを使用する。また、本実施の形態では、第２の撮像系５２の第２レンズ１４は、例えば図３（Ｂ）に示すように、その画角βが第１の撮像系５４の第１レンズ１６の画角αよりも狭い（焦点距離が長い）望遠系の単焦点レンズを使用する。また、第２の撮像系５２の取付部１５によって保持された第２レンズ１４を筐体１２から取り外して交換する交換用のレンズとして、交換レンズ７８を使用する。交換レンズ７８は、例えば、図３（Ｃ）に示すように、画角γが第２レンズ１４の画角βよりも狭い単焦点レンズ、及び図示を省略した焦点距離が可変のズームレンズを用意する。
【００２４】
なお、交換レンズ７８は、画角γが第２レンズ１４の画角βよりも広いまたは狭い単焦点レンズを使用してもよい。また、第１レンズ１６についても同様に、画角αは、画角βまたは画角γよりも狭い単焦点レンズを用いても良く、またズームレンズを用いるようにしてもよい。
【００２５】
なお、本実施の形態では、説明を簡略化するために第２ＣＣＤ３８及び第１ＣＣＤ４０は、同画素数のＣＣＤとして説明する。従って、第１の撮像系５４で撮影された画像が、図４（Ａ）に示す撮影画像６０であった場合、第２の撮像系５２で撮影される画像は、図４（Ｂ）に示す、図４（Ａ）の中央部が拡大された撮影画像６２となる。また、図示は省略するが、第２レンズ１４に変えて、交換レンズ７８として図３（Ｃ）に示す単焦点レンズを取り付けた場合の第２の撮像系５２で撮影された画像は、撮影画像６２の中央部を更に拡大した画像となる。
【００２６】
なお、第１ＣＣＤ４０は本発明の第１の撮像素子に相当し、第２ＣＣＤ３８は本発明の第２の撮像素子に相当し、第１レンズ１６は本発明の第１のレンズに相当し、第２レンズ１４は本発明の第２のレンズに相当する。また、取付部１５及びマウント１７は、本発明の取付手段に相当する。また、画像合成部４８は、本発明の合成手段の機能に相当する。
【００２７】
次に、画像合成部４８で行われる撮影画像の合成処理について説明する。画像合成部４８では、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０と第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２とを合成することにより、撮影画像の中央部の画質を向上させた画像を生成する。
【００２８】
なお、ズームボタン１８及びズームボタン１９の操作により、第１の撮像系５４では、画角αでの撮影が指示されるものとして説明する。
【００２９】
例えば、図４に示すように、まず図４（Ｂ）に示す撮影画像６２から図４（Ａ）に示す撮影画像６０と同じ撮影倍率（撮影画角）に縮小した図４（Ｃ）に示す縮小画像６４を生成する。次に、縮小画像６４と撮影画像６０とを合成する。この合成は、図５に示すように、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像を、縮小画像６４に置換することによってなされる。このため、縮小画像６４の情報量は、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像の情報量よりも多い。これにより、撮影画像６０の中央部の画質を向上させた合成画像６３を得ることができる。
【００３０】
しかしながら、撮影画像６０の中央部の画像を単に縮小画像６４で置換しただけでは、両者の境界部分が不自然になってしまい、画質の低下を招く恐れがある。
【００３１】
そこで更に、図５に示すように、縮小画像６４の周辺領域６６（斜線で示す領域）の画像データと、撮影画像６０の周辺領域６６に相当する画像の画像データとに基づいて、周辺領域６６の画像を補正するための補正データを生成する（詳細後述）。そして、この補正データを周辺領域６６の画像データとする。これにより、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分に不自然さが発生するのを防ぐことができ、画質の劣化を防ぐことができる。
【００３２】
次に、周辺領域６６の補正データの生成処理について説明する。図６には、図５に示す合成画像６３のＡ−Ｂ間における特定色（例えばＲ）に相当する、撮影画像６０の画像データ７０、及び縮小画像６４の画像データ７２の一例を示した。
【００３３】
補正データの生成では、周辺領域６６の外縁部の位置を示す位置第２1から周辺領域６６の内縁部の位置を示す位置第２nまでをｎ分割する（ｎ＝１，２，３，…）。そして、ｎ分割された位置第２1〜第２nにそれぞれ対応する補正データＤ1〜Ｄnを求める。
【００３４】
まず、周辺領域６６の外縁部の位置を示す位置第２1の補正データＤ1は、撮影画像６０を構成する画像データ７０の画像データをそのまま用い、周辺領域６６の内縁部の位置を示す位置第２nの補正データＤnは、縮小画像６４を構成する画像データ７２の画像データをそのまま用いる。そして、位置第２2〜第２n-1までの補正データＤ2〜Ｄn-1を次式に従って求める。
【００３５】
Ｄi＝Ｄ1−｛（第２i−第２1）／Ｌ｝×Ｈ …（１）
ここで、ｉ＝２，３，…ｎ−１である。また、Ｌは、周辺領域６６の幅であり、第２n−第２1で表すことができる。また、Ｈは、補正データＤ1と補正データＤnとの差である。
【００３６】
すなわち、周辺領域６６の左端である位置第２1から周辺領域６６の右端である位置第２nに向けて、補正データが画像データ７０から画像データ７２に近づくように、補正データＤ1〜Ｄnが決定される。これにより、周辺領域６６の補正データは、図６の一点鎖線で示すような補正曲線で表される。Ａ−Ｂ間の画像データがほぼ連続的となるため、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分が不自然になるのを防ぐことができる。
【００３７】
上記の処理は、図７に示すように、合成画像６３の中心位置７４を中心とした放射線７６上における撮影画像６０の周辺領域６６に相当する画像データ７０、及び縮小画像６４の周辺領域６６に相当する画像データ７２の全てについて行われる。これにより、周辺領域６６全てについて補正データが生成される。そして更に、これらの処理をＲ，Ｇ，Ｂ全ての画像について行うことにより、補正データの生成が完了する。
【００３８】
このように、補正データを生成し、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０と、第２の撮像系５２で撮影された撮影画像を合成することができるので、合成された画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができる。
【００３９】
なお、補正データの生成は、上記の方法に限定されず、Ａ−Ｂ間の画像データがほぼ連続的となるようなものであれば、どのような方法を採用してもよい。
【００４０】
また、ズームボタン１８及びズームボタン１９の操作により、中間倍率の画像、すなわち、撮影画像６０の撮影倍率と撮影画像６２の撮影倍率との中間の倍率の画像を生成する場合には、撮影画像６０を中間倍率に拡大した拡大画像を生成するとともに、撮影画像６２を中間倍率に縮小した縮小画像を生成し、上記方法と同様に合成すればよい。
【００４１】
また、第２の撮像系５２の取付部１５によって保持された第２レンズ１４をマウント１７を介して筐体１２から取り外し、第２レンズ１４とは異なる焦点距離の単焦点レンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、同様の方法で補正データの作成及び合成を行うことによって、画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができ、且つ撮影画像６０の中央部の画質を向上させた合成画像を得ることができる。
【００４２】
更に、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合も同様に、上記と同様の方法で補正データの作成及び合成を行うことによって、画像の境界部分が不自然になることを防ぐことができ、且つ撮影画像の中央部の画質を向上させた合成画像を得ることができる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。図８には、図示を省略したＣＰＵで実行される処理ルーチンを示した。
【００４４】
なお、図８では、第２の撮像系５２には、取付部１５及びマウント１７を介して第２の撮像系５２に第２レンズ１４（単焦点レンズ）が設けられている場合を説明する。
【００４５】
電源スイッチ２８によりデジタルカメラ１０に電源が投入されるとステップ１００に進み、撮像指示がなされるまで否定判断を繰り返す。ステップ１００の判断は、レリーズスイッチ２２による信号受信によって押圧操作されたか否かを判断することによって可能である。
【００４６】
ステップ１００で肯定されると、ステップ１０２へ進み、第１の撮像系５４及び第２の撮像系及びのそれぞれにおいて撮像処理が実行される。この撮像処理は、被写体を撮影するときにおける第１ＣＣＤ４０及び第２ＣＣＤ３８からの図示を省略した焦点調整、レンズ等による画角調整、そして露光調整などのデジタルカメラ１０の図示しない各種駆動部を駆動して、撮影画像を得るものである。ステップ１００の処理により、第１の撮像系５４により撮影画像６０が得られ、第２の撮像系５２により撮影画像６２が得られる。
【００４７】
次にステップ１０４では、上記第１の撮像系５４で得られた撮影画像６０を指定された倍率に拡大または縮小する。この倍率は、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザによるズームボタン１８のズーム操作により入力されたズームボタン１８のズーム操作量を示す信号を読み取ることによって判別される。このズームボタン１８のズーム操作量を示す信号は、電源が投入された後に、ズームボタン１８が操作されることによって入力される。入力されたデータは、ズームボタン１８のズーム操作量を示す信号として図示を省略したＲＡＭに記憶される。この図示を省略したＲＡＭに記憶されたズームボタン１８のズーム操作量を示す信号を確認することによって得られる。
【００４８】
図９には、撮影により得られた撮影画像を望遠側から広角側へ拡大または広角側から望遠側へ縮小した場合の画角の推移を示した。上記ステップ１０４の処理により、図９の点線ａに示すように、望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６０の拡大または縮小処理が行われる。ステップ１０４の処理により、指定された倍率に拡大または縮小された撮影画像６０の画像データは、画像処理部４４の図示を省略したメモリに記憶される。
【００４９】
次にステップ１０６では、上記第２の撮像系５２で得られた撮影画像６２を指定された倍率に拡大または縮小する。この倍率は、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザによるズームボタン１９のズーム操作により入力されたズームボタン１９のズーム操作量を示す信号を読み取ることによって判別される。このズームボタン１９のズーム操作量を示す信号は、上記ステップ１０４と同様に、図示を省略したＲＡＭに記憶されたユーザの操作によるズームボタン１９のズーム操作量を示す信号を確認することによって得られる。
【００５０】
上記ステップ１０６の処理によって、図９の点線ｂに示すように、望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６２の拡大または縮小処理が行われる。ステップ１０６の処理により、指定された倍率に拡大または縮小された撮影画像６２の画像データは、画像処理部４２の図示を省略したメモリに記憶される。
【００５１】
次にステップ１０８では、周辺領域６６の補正データを生成する。ステップ１０８の処理は、画像処理部４４の図示を省略したメモリから撮影画像６０の画像データを読みとるとともに、画像処理部４２の図示を省略したメモリから撮影画像６２の画像データを読みとり、撮影画像６０及び撮影画像６２から周辺領域６６の補正データを生成するものである。
【００５２】
次にステップ１１０では、画像の合成処理が行われる。ステップ１０６の処理は、第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０に、第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２を縮小した縮小画像６４を合成すると共に、縮小画像６４の周辺領域６６を、ステップ１０８で生成した補正データに置換して合成画像６３を作成するものである。ステップ１１０の処理により、合成画像６３の周辺部の画像データは第１の撮像系５４で撮影された撮影画像６０の画像データとなり、合成画像６３の中央部の画像データは第２の撮像系５２で撮影された撮影画像６２を縮小した縮小画像６４の画像データとなり、撮影画像６０と縮小画像６４との境界部分（周辺領域６６）は生成した補正データとなる。
【００５３】
このように、縮小画像６４の情報量は、縮小画像６４に相当する撮影画像６０の中央部の画像の情報量よりも多いので、画像の中央部の画質を向上することができるとともに、境界部分の画像が不自然になることが抑制された合成画像を作成することができる。
【００５４】
なお、図８に示した処理ルーチンでは、第２の撮像系５２に取付部１５及びマウント１７を介して筐体１２に単焦点レンズである第２レンズ１４を取り付けた場合を説明したが、第２レンズ１４を、第２レンズ１４と焦点距離の異なる単焦点レンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、上記図８に示す処理ルーチンと同様の処理が行われ、合成画像が作成される。この場合、作成される合成画像は、図８に示す処理ルーチンによって得られた合成画像６３と比べて、撮影画像６０の中央部の狭い領域の画質が向上された画像となる。
【００５５】
なお、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合についても、上記図８に示す処理ルーチンと略同様の処理が行われ、合成画像６３が作成される。この場合、第２の撮像系５２において光学ズームが行われるため、上記ステップ１０６における撮影画像を拡大または縮小するデジタルズーム処理は、省略することができる。具体的には、上記ステップ１０２の撮像処理時にズームボタン１９の操作量に応じて拡大または縮小された撮像画像６２が得られる。
【００５６】
図１０には、第２レンズ１４を、ズームレンズの交換レンズ７８に交換した場合における、撮影により得られた撮影画像を望遠側から広角側へ拡大または広角側から望遠側へ縮小した場合の画角の推移を示した。第１レンズ１６は、図１０の点線ａに示すように、図９の点線ｂと同様に、上記ステップ１０４において望遠側から広角側または広角側から望遠側へデジタルズーム処理が行われて撮影画像６０の拡大または縮小処理が行われる。一方、第２の撮像系５２では、図１０の実線ｂに示すように、上記ステップ１０２の撮像処理時において、ユーザによるズームボタン１９のズーム操作量に応じて、図示を省略した駆動部により光学ズームが行われることにより、指定倍率の撮影画像６２が得られる。
【００５７】
従って、第２レンズ１４を、焦点距離が可変のズームレンズの交換レンズ７８に交換すると、合成画像は、光学ズームによって得られた撮影画像６２と、デジタルズームにより拡大または縮小された撮影画像６０との合成によって作成される。このため、単焦点レンズを第２の撮像系５２に用いた場合と比較して、より画質の良い合成画像を得ることができる。また、ズームボタン１９の操作量が変更されることにより、容易に合成画像の画質向上範囲を変更された合成画像を作成することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、複数の撮像系を備え、各々の撮像系で撮影された撮影画像を合成すると共に、両者の境界部分の画像データを、広角系の撮像系で撮影された撮影画像の画像データから望遠系の撮像系で撮影された撮影画像の画像データに徐々に近づくような補正データで置換し、境界部分付近の画像データがほぼ連続性を保つようにして合成する。これにより、画像の中央部の画質を向上させることができると共に、境界部分の画像が不自然になるのを防ぐことができる。
【００５９】
また、撮像系に備えられたレンズを容易に交換することができるので、簡易な装置構成で、様々な撮影倍率の合成画像を得ることができるとともに、容易に合成画像の中央部の画質向上範囲を変更することができる。
【００６０】
また、例えば、第１の撮像系５４の第１レンズ１６を超広角の単焦点レンズとし、第２の撮像系５２のレンズを広角〜望遠の低倍率ズームレンズに交換してもよい。また、第１レンズ１６を超望遠の単焦点レンズとし、第２レンズ１４を広角〜望遠の低倍率ズームレンズに交換してもよい。
【００６１】
このように、１つの単焦点レンズと１つのズームレンズを組み合わせることにより、高倍率のズームレンズと同等の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、第１の撮像系５４に単焦点レンズの第１レンズ１６を設ける場合を説明したが、ズームレンズを使用してもよい。
【００６３】
この場合、第２レンズ１４及び第１レンズ１６の双方を焦点距離の異なるレンズまたはズームレンズに交換することができるので、合成対称となる双方の撮影画像の倍率を際限なく変更することが可能となるとともに、さらに画質向上された合成画像を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、説明をわかりやすくするために、第１１ＣＣＤ４０及び第２ＣＣＤ３８の画素を同じものであるとして説明したが、異なる画素のＣＣＤとしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置によれば、第１のレンズ、第２のレンズ、第１のレンズを介して被写体の第１の撮影画像を得る第１の撮像素子、及び第２のレンズを介して上記被写体の第２の撮影画像を得る第２の撮像素子を備え、各々の撮像素子によって得られる撮影画像を合成すると共に、第２のレンズを交換することができるので、簡易な構成で様々な撮影倍率の合成画像を得ることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本実施形態に係るデジタルカメラの正面側から見た斜視図であり、（Ｂ）は本実施形態に係るデジタルカメラの背面側から見た斜視図である。
【図２】デジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は本実施形態に係る第２の撮像系の概略構成図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る第１の撮像系の概略構成図であり、（Ｃ）は本実施形態に係るレンズを交換された第１の撮像系の概略構成図である。
【図４】（Ａ）は本実施形態に係る第２の撮像系で撮影された画像のイメージ図であり、（Ｂ）は、本実施形態に係る第１の撮像系で撮影された画像のイメージ図であり、（Ｃ）は、本実施形態に係る第１の撮像系で撮影された画像を第２の撮像系で撮影された画像と同じ倍率となるように縮小した縮小画像のイメージ図である。
【図５】本実施形態に係る第２の撮像系で撮影された画像のイメージ図である。
【図６】画像の境界部分における画像データと位置との関係を示す線図である。
【図７】補正データの生成について説明するためのイメージ図である。
【図８】本実施の形態のデジタルカメラの作用を示す処理ルーチンである。
【図９】本実施の形態のデジタルカメラの第１レンズ及び第２レンズに単焦点レンズを使用した場合の画角と倍率との関係を示す線図である。
【図１０】本実施の形態のデジタルカメラの第１レンズに単焦点レンズを使用し、第２レンズにズームレンズを使用した場合の画角と倍率との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ
１４ 第２レンズ
１５ 取付部
１６ 第１レンズ
１７ マウント
４８ 画像合成部
Claims (3)
- 被写体を撮像する第１の撮像素子と、
前記被写体を撮像する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子へ前記被写体の像を結像するために固定された第１のレンズと、
前記第１のレンズと異なると共にズームレンズまたは単焦点レンズに選択的に交換可能な第２のレンズを、前記第２の撮像素子へ前記被写体の像が結像されるように取り付けるための取付手段と、
前記第２のレンズがズームレンズであるときに、前記第１の撮像素子によって撮像された第１の撮影画像及び前記第２の撮像素子によって撮像された前記第２のレンズによる光学ズームによって得られた第２の撮影画像何れか一方の中央部に、他方の撮影画像の縮小画像が合成されるように、
前記第１の撮影画像をデジタルズームにより拡大または縮小した撮影画像と、前記第２の撮影画像と、を合成し、
前記縮小画像を前記一方の撮影画像の中央部に合成したときの該縮小画像の周辺領域に対応する該縮小画像の画像データと、該周辺領域に対応する該一方の撮影画像の画像データと、に基づいて、該縮小画像を該一方の撮影画像の中央部に合成したときの該一方の撮影画像と該縮小画像との境界を含む領域間の画像データが連続的となるように該周辺領域の画像を補正するための補正データを生成し、前記一方の撮影画像の中央部に前記縮小画像を合成すると共に該縮小画像の周辺領域を前記補正データに置換する合成手段と、
を備えた撮像装置。 - 前記第１の撮像素子の画素数と、前記第２の撮像素子の画素数と、は略同一であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記第１のレンズと前記第２のレンズとは画角が異なり、
前記合成手段は、前記第１の撮影画像と前記第２の撮影画像とが略同一の撮影倍率となるように、前記第１の撮影画像をデジタルズームにより拡大または縮小した撮影画像と、前記第２の撮影画像と、を合成することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
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