JP5371602B2 - 撮像装置、撮像装置の駆動方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像装置の駆動方法及びプログラムに関し、特に、光学ズームと電子ズームとを複合的に用いることにより、ズーム倍率の制御を行う撮像装置、撮像装置の駆動方法及びプログラムに関する。

従来、焦点距離を変更可能な撮影レンズ、いわゆるズームレンズを搭載した銀塩カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等が知られている。このズームレンズは複数枚のレンズから構成され、そのレンズ位置を移動させることにより焦点距離、すなわちズーム倍率を変化させるものである。このようにズームレンズによりなされるズームは一般に光学ズームと呼ばれている。また、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラのように、撮像素子からの画像信号を電子的に処理している装置では、電子ズームも行われている。この電子ズームは、撮像装置からの画像信号の一部を拡大して表示することにより、ズーム倍率を変化させるものである。上記のような光学ズームと電子ズームの両方のズーム手段を有する撮像装置においてその両方のズームを複合的に用いることによって、種々の効果がある技術がかねてよりいくつも提案されてきた。

例えば、特許文献１においては、以下のような技術が開示されている。電子ズームと光学ズームを同時に駆動させることにより、光学ズームだけを用いた場合に比べて高速なズームを実現する。さらに、所望のズーム倍率に達したら電子ズームと光学ズームを合成した画角が一定のまま光学ズームが可能な範囲内においてなるべく電子ズームの倍率が小さくなるように光学ズームの倍率を増大させ、電子ズームの倍率を減少させることにより画質の劣化を防ぐ。この構成により、高速な画角変更と画質の低下を最小限に抑えることを実現している。また、特許文献２においては次のような技術が開示されている。ズーム操作に際して、まずは電子ズームを優先して作動させ、次に光学ズーム作動させる。上記の構成により、特許文献２に開示されている技術は、動画撮影中に光学ズームを高速で動かすことによる駆動音が発生することを防いだり、静止画撮影に際してスムーズな画角調整が行えるということを実現している。

特開平１０−４２１８３号公報 特開２００７−３２９６８９号公報

しかしながら、上記した従来の技術は下記のことを想定してはいなかった。現在、コンパクトデジタルカメラにおいては、Ｆ値の補正や無限フォーカス位置の補正を焦点距離毎に設定する必要から、焦点距離は無段階には選べずに、予め決められた焦点距離（以下、ズーミングポイントと呼称する）のみを選べるようになっている。上記のように焦点距離が段階的にしか選べないズームレンズでは、撮像装置の使用者の光学ズームのズーミングによる画角選択の自由度が小さかった。上記のような段階的なズーミングしか行えない撮像装置においては、それぞれの撮像装置に搭載されているズームレンズの光学的特性に応じて、ズームミングポイント毎に種々のパラメータが設定されている。

撮像装置の使用者の光学ズームのズーミングによる画角選択の自由度を大きくするためにズーミングポイントを多くすると、上記パラメータを設定する量が増大しカメラの開発期間やコストが膨大となる等のことがあった。また一方で、一般に光学ズームよりも電子ズームの方がズーミングを細かく行うのに適しているが、電子ズームだけを用いてズーミングを行うと画質の低下が顕著になることが多かった。そこで、本発明は、電子ズームと光学ズームを適切に組み合わせることにより、焦点距離が段階的にしか選べない撮像装置において、従来技術に比べてより細かい画角選択を可能にすることを目的とする。

本発明の一実施形態の撮像装置は、レンズの焦点距離を変化させることで、撮影する画像の画角を段階的に変化させる光学ズームと、前記撮影する画像を電子的に変化させることで、前記撮影する画像の画角を段階的に変化させる電子ズームとを組み合わせて撮影する撮像装置であって、前記電子ズームの画角が変化する段階の間隔は、前記光学ズームの画角が変化する段階の間隔よりも小さく、前記電子ズームのズーム倍率には、基準値があり、前記基準値は、前記光学ズームの一段階における変倍率の内の最大の変倍率の値以上の値であり、望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値より小さい場合は前記電子ズームを望遠方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを望遠方向に駆動し、望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以上の場合は前記光学ズームを望遠方向に駆動し、広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値より大きい場合は前記電子ズームを広角方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを広角方向に駆動し、広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以下の場合は前記光学ズームを広角方向に駆動し、前記光学ズームの画角が前記段階の途中で止まる指示があった場合、前記電子ズームは前記指示があったときの光学ズームと電子ズームを掛け合わせた画角に近づくように前記画角を変化させる。

本発明によれば、焦点距離が段階的にしか選べない撮像装置において、従来技術に比べてより細かい画角選択が可能な撮像装置を実現することができる。

本発明の一実施形態としての撮像装置の構成を示すブロック図である。 画像処理装置１００の主ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるズーム処理を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面等を参照して説明する。なお、以下の説明では、具体的な数値、構成、動作等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

［実施形態１］
本実施形態では光学ズームの焦点距離が段階的にしか選べない撮像装置を例として説明する。図１は、本発明の一実施形態としての撮像装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１００は、撮像レンズ１０と、シャッター１２と、撮像素子１４と、Ａ／Ｄ変換器１６と、タイミング発生回路１８と、画像処理回路２０と、メモリ制御回路２２と、システム制御回路５０とを備えている。また、画像処理回路１００は、画像表示メモリ２４と、Ｄ／Ａ変換器２６と、画像表示部２８と、メモリ３０と、圧縮・伸長回路３２と、露光制御部４０と、測距制御部４２と、ズーム制御部４４と、保護部４６と、フラッシュ４８と、メモリ５２と、を備えている。また、画像処理回路１００は、表示部５４と、不揮発性メモリ５６と、モードダイアルスイッチ６０と、シャッタースイッチ６２と、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６４と、ズームスイッチ６６と、操作部７０とを備えている。また、画像処理回路１００は、電源制御部８０と、コネクタ８２と、コネクタ８４と、電源８６と、インタフェース９０と、コネクタ９２と、インタフェース９４と、コネクタ９６と、記録媒体着脱検知部９８とを備えている。また、画像処理回路１００は、保護部１０２と、光学ファインダ１０４と、通信部１１０と、コネクタ（アンテナ）１１２と、記録媒体２００と、記録媒体２１０と、記録部２１２と、インタフェース２１４と、コネクタ２１６と、を備えている。

本実施形態では、撮影レンズ１０は焦点距離を変更可能ないわゆるズームレンズとなっている。撮像レンズ１０は複数枚のレンズから構成され、そのレンズ位置を移動させることにより焦点距離、すなわちズーム倍率を変化させるものである。本実施形態の撮像レンズ１０は、焦点距離を撮像装置の使用者が連続的には選べずに、予め決められた焦点距離（以下、ズーミングポイントと呼称する）のみを撮像装置の使用者が選べるような構成となっている。シャッター１２は絞り機能を備える。撮像素子１４は光画像を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１６は撮像素子１４のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。タイミング発生回路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とともに、メモリ制御回路２２及びシステム制御回路５０により制御される。画像処理回路２０はＡ／Ｄ変換器１６からのデータ又はメモリ制御回路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。画像処理回路２０は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。画像処理回路２０の演算によって得られた結果に基づいて、システム制御回路５０が露光制御部４０、測距制御部４２に対して制御を行う。具体的には、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、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行っている。画像処理回路２０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ＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０及び圧縮・伸長回路３２を制御する。Ａ／Ｄ変換器１６のデータが画像処理回路２０及びメモリ制御回路２２を介して、又はメモリ制御回路２２のみを介して、画像表示メモリ２４又はメモリ３０に直接書き込まれる。画像表示部２８はＴＦＴ、ＬＣＤ等からなる画像表示部である。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。画像表示部２８によって撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダ機能（モニタ）を実現することが可能である。また、撮像した画像データの上に、アイコンや文字列などのビットマップを重ねて画像表示部２８に表示することも可能である。電子ファインダ機能に加え、撮影情報をアイコンや文字列により表示することができる。撮影情報には、ズーム倍率を視認させる表示領域、画素数、フォーカス方式、露出補正値等がある。この画像表示メモリ２４により、本実施の形態の情報表示手段が構成されている。また、画像表示部２８は、システム制御回路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にした場合には画像処理装置１００の電力消費を大幅に低減することができる。本実施の形態の撮像状態表示制御手段は、システム制御回路５０により構成される。メモリ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り、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことが可能となる。また、メモリ３０はシステム制御回路５０の作業領域としても使用することが可能である。

圧縮・伸長回路３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する。圧縮・伸長回路３０はメモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理又は伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。露光制御部４０は、シャッター１２を制御し、フラッシュ４８と連携することによりフラッシュ調光機能を果たすことも可能である。測距制御部４２は撮影レンズ１０のフォーカシングを制御する。ズーム制御部４４は撮影レンズ１０のズーミングを制御する。バリア制御部４６はバリアである保護部１０２の動作を制御する。フラッシュ４８は、ＡＦ補助光の投光機能及びフラッシュ調光機能も果たす。露光制御部４０及び測距制御部４２はＴＴＬ方式によって制御されている。撮像した画像データを画像処理回路２０が演算した演算結果に基づき、システム制御回路５０が露光制御部４０及び測距制御部４２に対して制御する。システム制御回路５０は画像処理装置１００の全体動作を制御し、具体的にはマイクロコンピュータによって構成される。メモリ５２はシステム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。

表示部５４はシステム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。表示部５４は、液晶表示装置、スピーカー等によって構成され、画像処理装置１００の操作部７０近辺の視認し易い位置に単数又は複数個所設置され、例えば、ＬＣＤやＬＥＤ、発音素子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。表示部５４の表示内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものとしては、以下のものがある。シングルショット／連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示等である。また、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体２００及び２１０の着脱状態表示、通信Ｉ／Ｆ動作表示、日付け・時刻表示等である。また、表示部５４の表示内容のうち、光学ファインダ１０４内に表示するものとしては、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示等がある。不揮発性メモリ５６は電子的に消去・記録可能であり、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。

モードダイアルスイッチ６０と、シャッタースイッチ６２と、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６４と、ズームスイッチ６６と、操作部７０とは、システム制御回路５０の各種の動作指示を入力するための操作手段としての機能を果たす。これらの各部は、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デバイス、音声認識装置等の単数又は複数の組み合わせで構成される。ここで、これらの部の具体的な説明を行う。モードダイアルスイッチ６０は、電源オフ、自動撮影モード、撮影モード、パノラマ撮影モード、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを切り替え設定することができる。

シャッタースイッチ６２は、２段階に押圧するようになっており、１段目の押圧でＳＷ１がＯＮし、さらに２段目の押圧でＳＷ２がＯＮする構成になっている。ＳＷ１は不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、ＯＮとなると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）処理等の動作開始を指示する。ＳＷ２は不図示のシャッターボタンの操作完了でＯＮとなる。ＳＷ２がＯＮとなると、一連の処理が開始する。具体的には、以下で説明される三つの処理が行われる。露光処理と、現像処理と、記録処理との三つである。まず、露光処理は、撮像素子１２から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む処理である。現像処理は、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた処理である。記録処理は、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００又は２１０に画像データを書き込む処理である。画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６４は、画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦを設定することができる。この機能により、光学ファインダ１０４を用いて撮影を行う際に、ＴＦＴ、ＬＣＤ等からなる画像表示部２８への電流供給を遮断することにより、省電力を図ることが可能となる。

ズームスイッチ６６は、テレスイッチとワイドスイッチとからなっている。テレスイッチがＯＮになると望遠方向（テレ方向）にズームが行われ、ワイドスイッチがＯＮになると広角方向（ワイド方向）にズームが行われる。操作部７０は各種ボタンやタッチパネル等からなる。操作部７０には、具体的には、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタンがある。また、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付／時間設定ボタン等がある。電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ・ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路５０の指示に基づいて、ＤＣ・ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。電源８６はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、Ｌｉ ｉｏｎ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。

インタフェース９０及び９４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としての機能を果たす。コネクタ９２及び９６はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続をとる。記録媒体着脱検知部９８は、コネクタ９２及び９６の少なくともに一方に、記録媒体２００又は２１０が装着されているか否かを検知する。なお、本実施の形態では記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを２系統有するものとして説明している。もちろん、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタは、単数又は複数、いずれの系統数を備える構成としても構わない。また、異なる規格のインタフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としても構わない。

インタフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード又はＳＤカード等の規格に準拠したものを用いて構成して構わない。さらに、インタフェース９０及び９４、そしてコネクタ９２及び９６をＰＣＭＣＩＡカードやＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード又はＳＤカード等の規格に準拠したものを用いて構成する。その場合、下記の各種カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。例えば、ＬＡＮカードやモデムカード、ＵＳＢカード、ＩＥＥＥ１３９４カード、Ｐ１２８４カード、ＳＣＳＩカード、ＰＨＳ等の通信カード等の各種通信カードである。保護部１０２は、画像処理装置１００のレンズ１０を含む撮像部を覆うことにより、撮像部の汚れや破損を防止するバリアである。

光学ファインダ１０４は、画像表示部２８による電子ファインダ機能を使用せずに、光学ファインダ１０４のみを用いて撮影を行うことが可能である。また、光学ファインダ１０４内には、表示部５４の一部の機能、例えば、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示などが設置されている。通信部１１０は、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信等の各種通信機能を果たす。コネクタ（アンテナ）１１２は、通信部１１０により画像処理装置１００を他の機器と接続する。コネクタ（アンテナ）１１２は、有線通信の場合はコネクタであり、無線通信の場合はアンテナである。記録媒体２００はメモリカードやハードディスク等である。

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と、画像処理装置１００とのインタフェース２０４と、画像処理装置１００と接続を行うコネクタ２０６とを備えている。記録媒体２１０はメモリカードやハードディスク等である。記録媒体２１０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２１２と、画像処理装置１００とのインタフェース２１４と、画像処理装置１００と接続を行うコネクタ２１６とを備えている。画像表示メモリ２４に記録されるＬＣＤ表示画像は、メモリ制御部２２を介して画像表示部２８に表示される。このＬＣＤ表示画像は、画像表示部２８の画素数と同じ画素数の大きさを有する。撮像素子１４からの画像データを順次取り込んで画像表示部２８に表示することにより電子ファインダ機能を実現する。

次に、図を参照して、本実施形態の動作を説明する。図２は、本実施の形態の画像処理装置１００の主ルーチンを示すフローチャートである。図２を用いて、画像処理装置１００の動作を説明する。まず、電池交換等の電源投入により、システム制御回路５０はフラグや制御変数等を初期化し（ステップＳ１０１）、画像表示部２８の画像表示をＯＦＦ状態に初期設定する（ステップＳ１０２）。次に、システム制御回路５０は、モードダイアル６０の設定位置を判断する（ステップＳ１０３）。モードダイアル６０が電源ＯＦＦに設定されていたならば、所定の終了処理を行った後（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０３に戻る。所定の終了処理とは、以下の一連の各処理をいう。すなわち、各表示部の表示を終了状態に変更する。そして、保護部１０２のバリアを閉じて撮像部を保護する。それから、フラグや制御変数等を含む必要なパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録する。そして、電源制御部８０により画像表示部２８を含む画像処理装置１００各部の不要な電源を遮断する。これらの各処理をすることによって、終了処理は完了する。

モードダイアル６０が撮影モードに設定されていたならば（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０６に進む。また、モードダイアル６０がその他のモードに設定されていたならば（ステップＳ１０３）、システム制御回路５０は選択されたモードに応じた処理を実行し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０３に戻る。システム制御回路５０は、電源制御部８０により電池等により構成される電源８６の残容量や動作状況が画像処理装置１００の動作に問題があるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。問題があるならば表示部５４によって画像や音声により所定の警告表示を行った後に（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３に戻る。一方、ステップＳ１０６の判断の結果、電源８６に問題がないならば、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、システム制御回路５０は記録媒体２００又は２１０の動作状態が画像処理装置１００の動作、特に、記録媒体に対する画像データの記録再生動作に問題があるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。問題があるならば（ステップＳ１０７／Ｎｏ）、表示部５４を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後に（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３に戻る。一方、ステップＳ１０７の判定の結果、記録媒体２００又は２１０の動作状態に問題がないならば（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ）、表示部５４によって画像や音声により画像処理装置１００の各種設定状態の表示を行う（ステップＳ１０９）。続いて、システム制御回路５０は、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６が押されたかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。この判定の結果、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６が押されていれば（ステップＳ１１０／Ｙｅｓ）、画像表示フラグのＯＮ／ＯＦＦを調べる（ステップＳ１１１）。画像表示フラグがＯＦＦに設定されていたならば、画像表示フラグをＯＮに設定するとともに（ステップＳ１１２）、画像表示部２８の画像表示をＯＮ状態に設定する（ステップＳ１１３）。

さらに、撮像した画像データを逐次表示するスルー表示状態に設定し（ステップＳ１１４）、スルー表示の上にズーム倍率を視認させる表示領域を重ねて表示して（ステップＳ１１５）、ステップＳ１１８に進む。ズーム倍率を視認させる表示は、ビットマップの描画・表示により行われる。描画したビットマップを、ＥＶＦの上に重ねて表示する。ビットマップをＥＶＦの上に重ねて表示する方法は、広く知られており、ここでは特に説明しない。スルー表示状態においては、画像表示メモリ２４に逐次書き込まれたデータを画像表示部２８により逐次表示することにより、電子ファインダ機能を実現している。画像表示メモリ２４への書き込みは、撮像素子１２、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して行われる。画像表示部２８への表示は、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して行われる。

画像表示フラグがＯＮに設定されていたならば（ステップＳ１１１）、画像表示フラグを解除するとともに（ステップＳ１１６）、画像表示部２８の画像表示をＯＰＦ状態に設定して（ステップＳ１１７）、ステップＳ１１８に進む。画像表示ＯＦＦの場合は、画像表示部２８による電子ファインダ機能を使用せず、光学ファインダ１０４を用いて撮影を行う。この場合、電力消費量の大きい画像表示部２８やＤ／Ａ変換器２６等の消費電力を削減することが可能となる。なお、画像表示フラグの状態は、システム制御回路５０の内部メモリ又はメモリ５２に記憶する。また、起動時においては画像表示フラグがＯＦＦである。続いて、システム制御回路５０は、選択されているズームモードに応じたズーム処理を行う（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８のズーム処理の詳細は後記する。その後、システム制御回路５０は、シャッタースイッチ６２、操作部７０その他のスイッチの状態がＯＮであるか否かを判別する（ステップＳ１１９）。スイッチの状態がＯＮであった場合は、撮影動作など、選択されたスイッチの状態に応じた処理を実行した後（ステップＳ１２０）、ステップＳ１０３に戻る。一方、スイッチの状態がＯＦＦであった場合は、処理をせずにステップＳ１０３に戻る。

続いて、ズームの制御方法について詳細な説明を行う。本実施形態では光学ズームと電子ズームとを複合的に用いる。光学ズームレンズの焦点距離を変化させることで撮影する画像の画角を段階的に変化させ、電子ズームは撮影する画像を電子的に変化させることで撮影する画像の画角を段階的に変化させる。図３は、本実施の形態のズーム処理を示すフローチャートである。まず、撮像装置の使用者によるズームスイッチの操作情報がシステム制御回路５０に伝達される。システム制御回路はズームスイッチがＯＦＦであるかどうかを判定する（ステップＳ３０１）。ＯＦＦの場合は、ステップＳ３０１に戻る。ズームスイッチがＯＮである場合は、望遠方向にＯＮであるかどうかを判定する（ステップＳ３０２）。望遠方向にＯＮである場合は（ステップＳ３０２／Ｙｅｓ）、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値以上であるか判定する（ステップＳ３０３）。電子ズーム倍率が電子ズームの基準値以上の場合は光学ズームのみを望遠方向に駆動し（ステップＳ３０４）、その後ズームスイッチがＯＦＦであるかどうかを判定する（ステップＳ３０５）。電子ズームの基準値については後に詳細に説明する。

ズームスイッチがＯＮであると判定された場合は（ステップＳ３０５／Ｎｏ）、ステップＳ３０４に戻る。ズームスイッチがＯＦＦであると判定された場合は（ステップＳ３０５／Ｙｅｓ）、光学ズームがズーミングポイントにあるかどうかを判定する（ステップＳ３０６）。光学ズームがズーミングポイントにあると判定された場合は（ステップＳ３０６／Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１に戻る。光学ズームがズーミングポイントにないと判定された場合は（ステップＳ３０６／Ｎｏ）、光学ズームを望遠方向に次のズーミングポイントまで駆動する。それとともに、ステップＳ３０５以降の光学ズームによる画角変動を打ち消すように電子ズームを光学ズームの駆動が停止するまで広角方向に駆動する（ステップＳ３０７）。

その後、ステップＳ３０１に戻る。電子ズームが電子ズームの基準値より小さい値であると判定された場合は（ステップＳ３０３／Ｎｏ）、電子ズームのみを望遠方向に駆動し（ステップＳ３０８）、その後ズームスイッチがＯＦＦであるかどうかを判定する（ステップＳ３０９）。ズームスイッチがＯＮであると判定された場合は（ステップＳ３０９／Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻る。ズームスイッチがＯＦＦであると判定された場合は、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３０２で、望遠方向にＯＮではない、すなわち広角方向にＯＮであると判定された場合は（ステップＳ３０２／Ｎｏ）、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ３１０）。判定の結果、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値以下であると判定された場合は（ステップＳ３１０／Ｙｅｓ）、光学ズームのみを広角方向に駆動し（ステップＳ３１１）、その後ズームスイッチがＯＦＦであるかどうかを判定する（ステップＳ３１２）。

ズームスイッチがＯＮであると判定された場合は（ステップＳ３１２／Ｎｏ）、ステップＳ３１１に戻る。ズームスイッチがＯＦＦであると判定された場合は（ステップＳ３１２／Ｙｅｓ）、光学ズームがズーミングポイントにあるかどうかを判定する（ステップＳ３１３）。光学ズームがズーミングポイントにあると判定された場合は（ステップＳ３１３／Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１に戻る。光学ズームがズーミングポイントにないと判定された場合は（ステップＳ３１３／Ｎｏ）、光学ズームを広角方向に次のズーミングポイントまで駆動する。それとともに、ステップＳ３１２以降の光学ズームによる画角変動を打ち消すように電子ズームを光学ズームの駆動が停止するまで望遠方向に駆動する（ステップＳ３１４）。その後、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３１０での判定の結果、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値より大きいと判定された場合は（ステップＳ３１０／Ｎｏ）、電子ズームのみを広角方向に駆動する（ステップＳ３１５）。その後ズームスイッチがＯＦＦであるかどうかを判定する（ステップＳ３１６）。ズームスイッチがＯＮであると判定された場合は（ステップＳ３１６／Ｎｏ）、ステップＳ３１０に戻る。ズームスイッチがＯＦＦであると判定された場合は（ステップＳ３１６／Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１に戻る。

上記したように本実施形態では、撮影者が望遠方向にズーミングする際は、以下の処理を行っている。すなわち、光学ズームを望遠方向に次のズーミングポイントまで駆動する。それとともに、ステップＳ３０６でズームスイッチがＯＦＦであると判定された時間以降の光学ズームによる画角変動を打ち消すように電子ズームを光学ズームの駆動が停止するまで広角方向に駆動している。又、撮影者が広角方向にズーミングする際は、ステップＳ３１４において、光学ズームを広角方向に次のズーミングポイントまで駆動する。それとともに、ステップＳ３１２でズームスイッチがＯＦＦであると判定された時間以降の光学ズームによる画角変動を打ち消すように電子ズームを光学ズームの駆動が停止するまで望遠方向に駆動している。

以上のように光学ズームと電子ズームを複合的に用いるような制御を行うことにより、光学ズームが予め決められたズーミングポイントのみしか選べない構成となっているにも関わらず、ズームスイッチがＯＦＦになった時点の画角で撮影を行うことができる。ズームスイッチがＯＦＦになった時点の画角で撮影を行うことができるということは、すなわち、撮像装置の使用者が意図した画角により撮影を行うことができるということである。

ここで、電子ズームの基準値について説明を行う。上記のように電子ズームは、ズームスイッチがＯＦＦとなった後に光学ズームが次のズーミングポイントまで駆動される際の画角変化を打ち消すように制御される。ところで、望遠方向へのズーミングの際は、電子ズームがある一定の倍率以上でなければ、ズームスイッチがＯＦＦであると判定された時間以降の光学ズームによる画角変動のすべてを打ち消すことができない。すなわち、例えば撮像装置の使用者が光学ズーム倍率と電子ズーム倍率とを掛け合わせた倍率が１．９５倍のときの画角のときに望遠方向のズームスイッチを放したとする。このときの電子ズームの倍率が１．３倍であった場合、光学ズームの倍率は１．９５倍（光学ズーム倍率と電子ズームを掛け合わせた倍率）／１．３倍（電子ズームの倍率）＝１．５倍（光学ズームの倍率）より１．５倍である。光学ズームのズーミングポイントが１．２倍の次が１．７倍であれば、光学ズームは１．５倍では止まらずに１．７倍となってしまう。１．９５倍の画角を維持するには１．９５倍（光学ズーム倍率と電子ズームを掛け合わせた倍率）／１．７倍（光学ズームの倍率）＝１．１４７倍（電子ズームの倍率）より電子ズームは１．１４７倍となればよい。そのため、電子ズームを１．１４７倍とすることにより撮像装置の使用者の意図した光学ズーム倍率と電子ズームを掛け合わせた倍率１．９５倍を維持できる。

しかし、このときの電子ズームの倍率が１．１倍であった場合は、光学ズームの倍率は１．９５倍（光学ズーム倍率と電子ズームを掛け合わせた倍率）／１．１倍（電子ズームの倍率）＝１．７７２７倍（光学ズームの倍率）より１．７７２７倍である。ズーミングポイントが１．７倍の次が２．２倍であった場合、ズームレンズは１．７７２７倍では止まらずに２．２倍となる。撮像装置の使用者が意図した光学ズーム倍率と電子ズームを掛け合わせた倍率は１．９５倍であるので、光学ズームが２．２倍となったとき１．９５倍の倍率を維持するには電子ズームは１．９５倍／２．２倍＝０．８８６倍とならなければならない。電子ズームは原理的に１倍より小さな倍率とはならない。そのため、電子ズームが１倍となるまで最大限光学ズームの画角変動を打ち消しても光学ズーム倍率と電子ズーム倍率を掛け合わせた倍率は１倍２．２倍＝２．２倍となる。そのため、撮像装置の使用者が意図した画角である１．９５倍よりも大きな値となってしまう。このように電子ズームの値によっては、望遠方向に撮像装置の使用者がズーミングを行った際に撮像装置の使用者が意図した画角を維持できなくなる。

次に、望遠方向に撮像装置の使用者がズーミングを行った際に撮像装置の使用者が意図した任意の画角を維持するための、電子ズームの条件について説明する。光学ズームのｎ段階あるズーミングポイントの内、ｉ番目のズーミングポイントにおける倍率をａ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、ｎ）とする。一段階における変倍率α_ｉはａ_ｉを用いて以下のように表すことができる。

α_ｉ＝ａ_ｉ＋１／ａ_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｎ）
α_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｎ）の内最大のものをα_ｍａｘとする。光学ズームの倍率がａ_ｉからａ_ｉ＋１に変わったときの変倍率α_ｉを電子ズームの広角方向への駆動によって打ち消すには、電子ズームの倍率が１／α_ｉ変倍すればよい。電子ズームの倍率は原理上１倍より小さな値とはなれないので、電子ズームが１／α_ｉ変倍するには電子ズームの倍率がα_ｉ以上である必要がある。本実施形態では、電子ズームの画角が変化する段階の間隔は、光学ズームの画角が変化する段階の間隔よりも小さい。ところで、電子ズームによる補正は、以下の方法で行うことができる。撮像装置の使用者がズームスイッチをＯＦＦにしたときの光学ズーム倍率がａ_ｘ＋１＞ｂ＞ａ_ｘであるｂであった場合、光学ズーム倍率ｂから次のズーミングポイントの倍率ａ_ｘ＋１への変倍βを打ち消すような変倍を行う。このようにすることで、撮像装置の使用者がズームスイッチをＯＦＦにしてから光学ズームが次のズーミングポイントで止まるまでの光学ズームによる変倍を打ち消すことができる。βは次のように表すことができる。

β＝ａ_ｘ＋１／ｂ
変倍βを打ち消すような変倍とはすなわち変倍１／βであるので、電子ズーム倍率は１倍よりも小さな値を取れないという条件から、撮像装置の使用者がズームスイッチをＯＦＦにしたときの電子ズーム倍率をσとして
σ×１／β≧１
σ≧β
すなわち、電子ズーム倍率σ≧βが、撮像装置の使用者がズームスイッチをＯＦＦにしてから光学ズームが次のズーミングポイントで止まるまでの光学ズームによる変倍を打ち消すことができるための条件である。
ここで、ａ_ｘ＋１＞ｂ＞ａ_ｘより
α_ｘ＞β
さらに
α_ｍａｘ≧α_ｘ
であるので
α_ｍａｘ＞β
である。上記したようにσ≧βが撮像装置の使用者がズームスイッチをＯＦＦにしてから光学ズームが次のズーミングポイントで止まるまでの光学ズームによる変倍を打ち消すことができるための条件である。

そのため、電子ズームの倍率σがα_ｍａｘ以上であれば、使用者がズームスイッチをＯＦＦにした時の光学ズーム倍率がいかなる倍率であっても、撮像装置の使用者がズームスイッチをOＦＦにしてから光学ズームが次のズーミングポイントで止まるまでの光学ズームによる変倍を打ち消すことができる。したがって、望遠方向に撮像装置の使用者がズーミングする際、任意の画角を選べるようにするには、電子ズームの基準値をこのα_ｍａｘ以上として本実施形態で示した制御を行えばよい。また、一方で、電子ズームの倍率の増加は画質の劣化を伴うので、望遠方向に撮像装置の使用者がズーミングする際に任意の画角を選べる電子ズームの条件内で、電子ズームの倍率はなるべく小さいことが望ましい。そこで、本実施形態では、広角方向へのズーミングの際、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値よりも大きいときには、電子ズームの倍率が電子ズームの基準値になるまで、電子ズームのみを広角方向へ駆動している。このような構成とすることにより、撮像装置の使用者がズーミングする際に任意の画角を選べ、さらに電子ズームの倍率はなるべく小さくすることを実現している。

［他の実施の形態］
記録媒体２００及び２１０は、ＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）（登録商標）等のメモリカード、ハードディスク等だけでなく、マイクロＤＡＴ、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＷＲ等の光ディスク、ＤＶＤ等の相変化型光ディスク等でもよい。また、記録媒体２００及び２１０がメモリカードとハードディスク等が一体となった複合媒体であってもよい。さらに、その複合媒体から一部が着脱可能な構成としてもよい。そして、上記の実施形態においては、記録媒体２００及び２１０は画像処理装置１００と分離していて任意に接続可能なものを適用したが、いずれか又はすべての記録媒体が画像処理装置１００に固定したままとなっていてもよい。また、画像処理装置１００に記録媒体２００又は２１０が、単数又は複数の任意の個数で、接続可能な構成であっても構わない。そして、画像処理装置１００に記録媒体２００及び２１０が装着する構成として説明したが、記録媒体は単数又は複数のいずれの組み合わせであってもよい。本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

また、上記した実施の形態の機能を実現するために、コンピュータに格納されたプログラムに従って動作する構成にしてもよい。具体的には、各種のデバイスを動作させるように、上記の各種デバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータに対し、実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って各種デバイスを動作させる。また、この場合、ソフトウェアのプログラムコード自体が上記した実施の形態の機能を実現することになる。すなわち、そのプログラムコード自体及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、このプログラムコードを格納した記憶媒体が本発明を構成することになる。このプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ又は他のアプリケーションソフト等と協働して上記の実施の形態で示した機能が実現される場合にもこのプログラムコードは、本発明に含まれることはいうまでもない。さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納される場合も本発明に含まれる。具体的には、メモリに格納されたプログラムコードの指示に基づいて、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施される場合である。なお、上記の実施形態は、いずれも本発明を実施するに当たっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術範囲が限定的に解釈されてはならない。本発明はその技術思想又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することが可能である。

本発明は、光学ズームと電子ズームとを複合的に用いてズーム倍率の制御を行う撮像装置に利用可能である。

１００ 画像処理装置
１０ 撮像レンズ
１４ 撮像素子
２８ 画像表示部
４４ ズーム制御回路
５０ システム制御回路
６４ 画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
６６ ズームスイッチ

Claims (3)

1. レンズの焦点距離を変化させることで、撮影する画像の画角を段階的に変化させる光学ズームと、前記撮影する画像を電子的に変化させることで、前記撮影する画像の画角を段階的に変化させる電子ズームとを組み合わせて撮影する撮像装置であって、
   前記電子ズームの画角が変化する段階の間隔は、前記光学ズームの画角が変化する段階の間隔よりも小さく、
   前記電子ズームのズーム倍率には、基準値があり、前記基準値は、前記光学ズームの一段階における変倍率の内の最大の変倍率の値以上の値であり、
   望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値より小さい場合は前記電子ズームを望遠方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを望遠方向に駆動し、
   望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以上の場合は前記光学ズームを望遠方向に駆動し、
   広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値より大きい場合は前記電子ズームを広角方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを広角方向に駆動し、
   広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以下の場合は前記光学ズームを広角方向に駆動し、
   前記光学ズームの画角が前記段階の途中で止まる指示があった場合、前記電子ズームは前記指示があったときの光学ズームと電子ズームを掛け合わせた画角に近づくように前記画角を変化させることを特徴とする撮像装置。
2. レンズの焦点距離を変化させることで、撮影する画像の画角を段階的に変化させる光学ズームと、前記撮影する画像を電子的に変化させることで、前記撮影する画像の画角を段階的に変化させる電子ズームとを組み合わせて撮影する撮像装置の駆動方法であって、
   前記電子ズームの画角が変化する段階の間隔は、前記光学ズームの画角が変化する段階の間隔よりも小さく、
   前記電子ズームのズーム倍率には、基準値があり、前記基準値は、前記光学ズームの一段階における変倍率の内の最大の変倍率の値以上の値であり、
   望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値より小さい場合は前記電子ズームを望遠方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを望遠方向に駆動し、
   望遠方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以上の場合は前記光学ズームを望遠方向に駆動し、
   広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が基準値より大きい場合は前記電子ズームを広角方向に駆動し、前記電子ズームのズーム倍率が基準値に達したら前記電子ズームを停止するとともに前記光学ズームを広角方向に駆動し、
   広角方向にズームする指示があった時点で、前記電子ズームのズーム倍率が前記基準値以下の場合は前記光学ズームを広角方向に駆動し、
   前記光学ズームの画角が前記段階の途中で止まる指示があった場合、前記電子ズームは前記指示があったときの光学ズームと電子ズームを掛け合わせた画角に近づくように前記画角を変化させることを特徴とする撮像装置の駆動方法。
3. 請求項２に記載の撮像装置の駆動方法を撮像装置に実行させることを特徴とするプログラム。

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