JP5335571B2 - 撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録領域より広範な領域を表示しながらフレーミング可能なデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
従来、デジタルカメラにおいては、撮像素子に結像された画像をカメラ本体に設けられたビューファインダの表示画面に表示させながら、ユーザが所望するタイミングで撮影した静止画像を順次メモリカード等に記録するようになされている。
このようなデジタルカメラの多くは、ユーザの操作に応じて光学ブロック内のレンズ系を制御しながら被写体の撮影範囲を所望の倍率にズームインまたはズームアウトさせる光学ズーム機能を搭載している。さらには、撮像素子に結像された画像の一部を、所定の画像処理を施して補間及び拡大処理させる電子ズーム機能を搭載している。
ところで、上述の電子ズーム機能を用いてユーザが撮影を行う際、静止状態にある被写体であれば所望の倍率でズームインしても容易に撮影範囲内に捉えることができる。しかし、例えば運動会やスポーツ観戦など比較的動きの速い被写体にズームインする場合、常に撮影範囲内に捉えるように追従させるのは困難であった。
この点に鑑み、電子ズーム時に撮像素子の受光領域のうち、画像の記録には使用されない周辺部分を使用して、ビューファインダの表示画面に、記録する画像の周辺部分も同時に表示させる技術(以下、ワイドビュー)が提案されている(特許文献1)。
特開2006−14221号公報
上記特許文献1では、ワイドビューにおいて表示される記録領域の周辺領域をユーザの指示に応じて変更することが可能である。しかしながら、ズーム操作との連動は考慮されていないため、例えばズームイン操作の後にワイドビューにおける周辺領域を大きくする、ズームアウト操作の後にワイドビューにおける周辺領域を小さくする、といった煩わしい操作が必要であった。被写体を撮影範囲内に捉えやすくするためには、ワイドビューにおける周辺領域は、ズーム倍率が高くなるに従ってより大きくする必要がある。しかし、ズーム倍率を高くしたときに記録領域に対して周辺領域が大きくなりすぎ、表示画面内における記録範囲が小さくなりすぎてしまっても、却って被写体を撮影範囲に捉えにくくなってしまう。したがって、ズーム倍率に応じてワイドビューにおける周辺領域を適切な大きさにすることが望まれていた。
(発明の目的)
本発明の目的は、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易くすることのできる撮像装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像領域における記録領域を小さくする指示を行う指示手段と、表示手段に、前記撮像領域における、前記記録領域を含み前記記録領域よりも大きい表示領域から得られる画像を表示するよう制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記指示手段による指示に応じて前記表示領域及び前記記録領域の大きさを小さくし、前記指示手段により前記記録領域をより小さくする指示がなされるほど、前記記録領域に対する表示領域の割合が大きくなることを特徴とする
本発明によれば、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置を提供できるものである。
本発明の一実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 一実施例に係る電子ズーム時の動作を示すフローチャートである。 一実施例に係る電子ズーム時の記録領域、表示領域などを示す図である。 一実施例に係る電子テレコン時の動作を示すフローチャートである。 一実施例に係る電子テレコン時の記録領域、表示領域などを示す図である。
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に示す通りである。
図1は本発明の一実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。図1において、100は撮像装置である。10は撮影レンズ、12は絞り機能を備えるシャッタ、14は撮像素子、16はA/D変換器である。18は撮像素子14、A/D変換器16、D/A変換器26にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生部であり、後述のメモリ制御部22及びシステム制御部50により制御される。
20は画像処理部であり、A/D変換器16からのデータ或いはメモリ制御部22からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理部20によって画像の切り出し、変倍処理を行うことで電子ズーム機能が実現される。この画像処理部20においては撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御部50が、露光制御部40、測距制御部42に対して以下の処理を行わせる。つまり、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理を行わせる。
22はメモリ制御部であり、A/D変換器16、タイミング発生部18、画像処理部20、画像表示メモリ24、D/A変換器26、メモリ30、圧縮・伸長部32を制御する。上記A/D変換器16のデータが、画像処理部20、メモリ制御部22を介して、或いはA/D変換器16のデータが直接メモリ制御部22を介して、後述の画像表示メモリ24或いはメモリ30に書き込まれる。
24は画像表示メモリ、26はD/A変換器、28はTFT LCD等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ24に書き込まれた表示用の画像データはD/A変換器26を介して画像表示部28により表示される。また、画像表示部28を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ビューファインダ機能を実現することが可能である。画像表示部28は、システム制御部50の指示により任意に表示をON/OFFすることが可能であり、表示をOFFにした場合には撮像装置100の電力消費を大幅に低減することが出来る。
30は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリである。また、メモリ30はシステム制御部50の作業領域としても使用することが可能である。
32は適応離散コサイン変換(ADCT)、ウェーブレット変換等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長部であり、メモリ30に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ30に書き込む。40は絞り機能を備えるシャッタ12を制御する露光制御部である。42は撮影レンズ10のフォーカシングを制御する測距制御部、44は撮影レンズ10の光学的なズーミングを制御するズーム制御部、46はバリアである保護部材102の動作を制御するバリア制御部である。48はフラッシュであり、AF補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。
50は撮像装置100全体を制御するシステム制御部、52はシステム制御部50の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。54はシステム制御部50でのプログラムの実行に応じて、文字、画像を用いて動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置等の表示部である。この表示部54は、撮像装置100の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置され、例えばLCDやLED等の組み合わせにより構成されている。また、表示部54はその一部の機能が光学ファインダ104内に設置されている。
56は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。電源スイッチ(メインスイッチ)60,スイッチ(SW1)62,スイッチ(SW2)64,モードダイアル66,操作部70及びズームスイッチ72は、システム制御部50の各種の動作指示を入力するための操作部材である。この操作部材は、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。
操作部70は電子テレコンバータ設定ボタンを有する。ズームスイッチ72は、撮影画角を望遠側にズームさせるテレスイッチ(SW)と、広角側にズームさせるワイドスイッチからなる。このズームスイッチ72を用いてズーム制御部44に撮影レンズ10のズーミングを指示し、光学ズーム操作を行ったり、画像処理部20による画像の切り出し、変倍処理をし、電子ズーム操作を行ったりすることができる。
80は電源制御部、82はコネクタ、84はコネクタである。86は種々の一次電池や二次電池、ACアダプター等からなる電源である。90はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェース、92はコネクタである。
102は、撮像装置100のレンズ10を含む撮像部を覆う事により、撮像部の汚れや破損を防止するバリアである保護部材である。104は光学ファインダであり、画像表示部28による電子ビューファインダ機能を使用すること無しに、光学ファインダのみを用いて撮影を行うことが可能である。
110は通信部であり、RS232CやUSB、IEEE1394、P1284、SCSI、モデム、LAN、無線通信、等の各種通信機能を有する。112は通信部110により撮像装置100を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。
200はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。この記録媒体200は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部202、撮像装置100とのインタフェース204、撮像装置100と接続を行うコネクタ206を備えている。
次に、図2〜図5を参照して、本発明の実施例に係る主要部分の動作について説明する。
<電子ズーム>
図2は、本実施例に係る撮像装置100での電子ズーム時の動作を示すフローチャートである。
ズームスイッチ72が操作されることにより、システム制御部50は、電子ズーム処理を開始する。電子ズームでは、撮像素子14に結像される画像のうちの一部の領域を画像処理部20を用いて切り出し、画素補間等による拡大処理間または間引き等による縮小処理をする。そして、圧縮・伸長部32を用いて圧縮した後、静止画像として記録媒体200内の記録部202に記録することでズーム効果が得られる。また、ズームスイッチ72の操作に応じて、撮像素子14に結像される画像から画像処理部20を用いて切り出す領域を大きくまたは小さくすることで、記録画角の変更を行う。その際、画像表示部28の電子ビューファインダー表示に関して以下のように制御することで、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置が提供できる。
図2において、システム制御部50は、先ずステップS201にて、ズームスイッチ72の状態を調べ、テレ(Tele)スイッチがONならばステップS202へ進む。そして、このステップS202では、記録領域、つまり記録時における画像処理部20による画像の切り出し領域を小さくし、電子ズーム倍率をアップ(UP)することで、望遠側に画角変更を行うとともに、表示領域も小さくする。その際、電子ズームポジションnにおける記録領域サイズをS(n)、表示領域サイズをV(n)としたとき、以下の式(1)
S(n+1)=S(n)×α(α<1)
V(n+1)=V(n)×β(β≦1) ………………(1)
のように記録領域と表示領域を設定する。また、電子ズーム倍率が高くなるほど被写体を画面から見失いやすくなるため、電子ズーム倍率をアップ(UP)する毎に記録領域外の表示される領域が多くなるように、つまり表示領域に対する記録領域の割合が小さくなるようにα<βとする。このとき、電子ズームポジションnにおける電子ズーム倍率M(n)は以下の式(2)
M(n)=S(0)÷S(n) ………………(2)
で表される。
一方、ワイド(Wide)スイッチがONならば、システム制御部50は、ステップS201からステップS203へ処理を進める。そして、記録領域、つまり記録時における画像処理部20による画像の切り出し領域を大きくし、電子ズーム倍率をダウン(DOWN)することで、広角側に画角変更を行うとともに、表示領域も大きくする。その際、電子ズームポジションnにおける記録領域サイズをS(n)、表示領域サイズをV(n)としたとき、以下の式(3)
S(n−1)=S(n)×α(α>1)
V(n−1)=V(n)×β(β≧1) ………………(3)
のように記録領域と表示領域を設定する。また、電子ズーム倍率をダウン(DOWN)する毎に記録領域外の表示される領域が少なくなるように、つまり表示領域に対する記録領域の割合が大きくなるようにα>βとする。
なお、ここでは記録領域サイズおよび表示領域サイズを上記式(1),(3)で設定するようにしたが、各電子ズームポジションでの記録領域サイズおよび表示領域サイズを予めテーブルとして持っておいて設定するようにしてもよい。
このようにすることにより、電子ズーム倍率をUPするに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなるように制御できるとともに、記録領域に対して周辺領域が大きくなりすぎて表示画面内の記録範囲が小さくなりすぎないように制御することができる。よって、煩わしい操作なしに、フレーミングし易い表示を行うことが可能となる。
次のステップS204では、システム制御部50は、電子ズーム倍率が最大かどうかを判定し、電子ズーム倍率が最大であったならば、電子ズーム処理を終了する。電子ズーム倍率が最大でなかったならばステップS205へ進み、電子ズーム倍率が1倍、つまり電子ズームなしかどうかを判定し、電子ズーム倍率が1倍であったならば、電子ズーム処理を終了する。
また、電子ズーム倍率が1倍でなかったならば、システム制御部50は、ステップS205からステップS206へ処理を進め、ズームスイッチ72の状態を調べ、ズームスイッチがOFFならば、電子ズーム処理を終了する。ズームスイッチがONならば、S201に戻り、上記と同様の動作を繰り返す。
図3は、上記電子ズーム時の、記録領域、表示領域、表示画面、記録画像の一例を示す図である。
図3において、300は撮像素子14の撮像領域である。また、301aから301eはズームオフ、ズームポジション1からズームポジション4である電子ズーム位置(a)〜(e)での記録領域であり、302aから302eは同じく電子ズーム位置(a)〜(e)での表示領域である。また、303aから303eは同じく電子ズーム位置(a)〜(e)での表示画面の例であり、304bから304eは同じく電子ズーム位置(b)〜(e)での記録範囲を示す枠である。
電子ズーム倍率を(a)から(e)へと上げていくと、記録領域301aから記録領域301eは、撮像素子14の撮像領域300に対して小さくなっていく。同様に、表示領域302aから表示領域302eも、撮像素子14の撮像領域300に対して同じかまたは小さくなっていくが、記録領域の変化量よりも表示領域の変化量の方が小さくなるため、記録領域に対する表示領域の割合が少しずつ大きくなっていく。このため、表示画面303bから303eのように、電子ズーム倍率を上げるに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなる。
<電子テレコンバータ(以下、電子テレコン)>
電子テレコンとは、電子ズーム倍率、つまり画像のうち切り出して記録する領域を一定としたまま光学ズーム操作を可能としたモードであり、あたかも光学レンズにテレコンバータを装着したのと同様の効果が得られる。
図4は、本実施例に係る撮像装置100での電子テレコン時における動作を示すフローチャートである。
操作部70の電子テレコン設定ボタン(不図示)やメニュー操作による電子テレコン設定指示により、システム制御部50は、撮像装置100を電子テレコン状態に設定する。電子テレコンでは、電子ズームと同様に、撮像素子14に結像される画像のうちの一部の領域を画像処理部20を用いて切り出し、画素補間等による拡大処理間または間引き等による縮小処理をして記録部202に記録する。そして、ズームスイッチ72の操作に応じて、ズーム制御部44により撮影レンズ10の撮像画角の変更を行う光学ズームにより、記録画角の変更を行うことができる。このため、撮影レンズ10にテレコンバータを装着したかのような効果が得られる。
図4において、光学ズーム倍率を変更するためにズームスイッチ72の操作がなされることにより、システム制御部50は、電子テレコン状態でのズーム処理を開始する。まず、ステップS401にて、ズームスイッチ72の状態を調べ、テレスイッチがONならばステップS402へ進み、ズーム制御部44に撮影レンズ10の撮像画角を望遠側に変更するように指示し、光学ズーム倍率をUPするとともに、表示領域も大きくする。その際、光学ズームポジションnにおける表示領域サイズをV(n)としたとき、以下の式(4)
V(n+1)=V(n)×β(β≧1) ………………(4)
となるように表示領域を設定する。
一方、ワイドスイッチがONならば、システム制御部50は、ステップS401からステップS403へ処理を進め、ズーム制御部44に撮影レンズ10の撮像画角を望遠側に変更するように指示し、光学ズーム倍率をDOWNするとともに、表示領域も大きくする。その際、光学ズームポジションnにおける表示領域サイズをV(n)としたとき、以下の式(5)
V(n−1)=V(n)×β(β≦1) ………………(5)
となるように表示領域を設定する。
なお、ここでは表示領域サイズを上記式(4),(5)で設定するようにしたが、各光学ズームポジションでの表示領域サイズを予めテーブルとして持っておいて設定するようにしてもよい。
電子テレコンでは記録領域サイズは一定であるため、このようにすることで、光学ズーム倍率をUPするにしたがって、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなるように制御でき、煩わしい操作なしに、フレーミングし易い表示を行うことが可能となる。
次のステップS404では、システム制御部50は、光学ズームが望遠端かどうかを判定し、光学ズームが望遠端であったならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。光学ズームが望遠端でなかったならばステップS405へ進み、光学ズームが広角端かどうかを判定し、光学ズームが広角端であったならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。
一方、光学ズームが広角端でなかったならば、システム制御部50は、ステップS404からステップS406へ処理を進め、ズームスイッチ72の状態を調べ、ズームスイッチがOFFならば、電子テレコン状態でのズーム処理を終了する。ズームスイッチがONならばステップS401に戻り、同様の動作を繰り返す。
図5は、電子テレコン時の記録領域、表示領域、表示画面、記録画像の一例である。
図5において、500は撮像素子14の撮像領域である。また、501aから501eは光学ズーム広角端、光学ズームポジション1から光学ズームポジション4である光学ズーム位置(a)から(e)での記録領域であり、502aから502eは光学ズーム位置(a)から(e)での表示領域である。また、503aから503eは光学ズーム位置(a)から(e)での表示画面の例であり、504bから504eは光学ズーム位置(b)から(e)での記録範囲を示す枠である。
光学ズーム倍率を(a)から(e)へと上げても、電子ズーム時と異なり、電子テレコンでは、撮像素子14の撮像領域500に対して、記録領域501aから501eは常に一定である。それに対して、表示領域502aから502eは、記録領域501aから501eに対して同じかまたは大きくなる。このため、表示画面503bから503eのように、光学ズーム倍率を上げるに従って、ワイドビューにおける周辺領域が大きくなる。
上記の実施例においては、第1に、撮像領域の一部を切り出して記録する電子ズーム状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能である。そして、電子ズームを望遠側にする、つまり撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを小さくする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または増加するように、撮像領域に対して表示領域サイズを小さくする。また、電子ズームを広角側にする、つまり撮像領域に対して切り出し記録領域サイズを大きくする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または減少するように、撮像領域に対して表示領域サイズを大きくするようにしている。
第2に、撮像領域の一部を切り出して記録する電子テレコンバータ状態で、記録領域よりも広い領域を表示領域として表示することが可能である。そして、光学ズームを望遠側にする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または増加するように撮像領域に対して表示領域サイズを大きくする。また、光学ズームを広角側にする際、切り出し記録領域に対する表示領域の割合を一定または減少するように撮像領域に対して表示領域サイズを小さくするようにしている。
上記のように、ズーム操作に連動して、ズーム倍率が高くなるほどワイドビューにおける周辺領域が大きくなるようにすることで、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらずフレーミングし易い表示を行うことが可能な、使い勝手の良い撮像装置を提供できる。つまり、煩わしい操作なしに、ズーム倍率によらず動きの速い被写体をフレーミングし易い撮像装置を提供可能となる。
(本発明と実施例の対応)
システム制御部50および画像処理部20の図2におけるステップS202,S203や、図5におけるステップS402,S403を実行する部分が、本発明の画像処理手段に相当する。
20 画像処理部
22 メモリ制御部
24 画像表示メモリ
28 画像表示部
44 ズーム制御部
50 システム制御部
70 操作部
72 ズームスイッチ

Claims (6)

  1. 被写体を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段の撮像領域における記録領域を小さくする指示を行う指示手段と、
    表示手段に、前記撮像領域における、前記記録領域を含み前記記録領域よりも大きい表示領域から得られる画像を表示するよう制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記指示手段による指示に応じて前記表示領域及び前記記録領域の大きさを小さくし、
    前記指示手段により前記記録領域をより小さくする指示がなされるほど、前記記録領域に対する表示領域の割合が大きくなることを特徴とする撮像装置。
  2. 被写体を撮像する撮像手段を有し、前記撮像手段の撮像領域の一部に対応する領域を記録領域として、前記記録領域の画像を記録する電子テレコンバータ機能を搭載する撮像装置であって、
    ズーム倍率の指示を行う指示手段と、
    表示手段に、前記撮像領域における、前記記録領域を含み前記記録領域よりも大きい表示領域から得られる画像を表示するよう制御する制御手段と、を有し、
    前記記録領域は前記指示手段によるズーム倍率の指示によらず、
    前記制御手段は、前記指示手段により指示されるズーム倍率が大きいほど、前記記録領域に対する前記表示領域が大きくなるように前記表示領域を設定することを特徴とする撮像装置。
  3. 前記表示手段は、前記撮像手段により撮像される画像を表示する際に前記記録領域を区別可能に表示することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記撮像手段より出力される画像データから前記記録領域の画像の画像データを切り出す切り出し手段と、
    前記切り出し手段により切り出される前記記録領域の画像データを圧縮し、記録媒体に記録する記録手段と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の撮像装置。
  5. 被写体を撮像する撮像手段を有する撮像装置であって、
    前記撮像手段の撮像領域における記録領域を小さくする指示を行う指示ステップと、
    表示手段に、前記撮像領域における、前記記録領域を含み前記記録領域よりも大きい表示領域から得られる画像を表示するよう制御する制御ステップと、を有し、
    前記制御ステップでは、前記指示ステップによる指示に応じて前記表示領域及び前記記録領域の大きさを小さくし、
    前記指示ステップにより前記記録領域をより小さくする指示がなされるほど、前記記録領域に対する表示領域の割合が大きくなることを特徴とする撮像装置の制御方法。
  6. 被写体を撮像する撮像手段を有し、前記撮像手段の撮像領域の一部に対応する領域を記録領域として、前記記録領域の画像を記録する電子テレコンバータ機能を搭載する撮像装置の制御方法であって、
    ズーム倍率の指示を行う指示ステップと、
    表示手段に、前記撮像領域における、前記記録領域を含み前記記録領域よりも大きい表示領域から得られる画像を表示するよう制御する制御ステップと、を有し、
    前記記録領域は前記指示ステップにおけるズーム倍率の指示によらず、
    前記制御ステップでは、前記指示ステップにて指示されるズーム倍率が大きいほど、前記記録領域に対する前記表示領域が大きくなるように前記表示領域を設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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