JP2006253939A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの画像を分割することによって、記録画像を所望の部分高画質にしたいという要請と記録媒体における要記録容量をできるだけ小さくしたいという要請とを満たす撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像した１つの画像を複数に分割してファイル作成し、かつそれぞれのファイルを高解像度と低解像度とでプレ記録する。メモリカードへの記録は、基本的には低解像度で記録したファイルを使用し、ＡＦサーチポイントについては高解像度で記録することにした。
【選択図】 図７

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に、静止画像や動画像を撮像することができるデジタルカメラやビデオカメラなどの電子カメラに関する。

デジタルカメラやビデオカメラで静止画や動画を撮影する場合、記録画像を高画質にしたいという要請と記録媒体における要記録容量をできるだけ小さくしたいという要請とがある。

この２つの要請を両立させるべく、例えば、特許文献１は、被写体を複数枚の画像で撮影した後、省力化したメモリを使用して高精細な画像に合成する技術を開示しているが、これは静止画像を分割しているものの本来１つの画像を分割するものではない。また、対象を静止画に限定しており、動画のサンプルレートを変えてその画像を合成することで動画画像の高解像度化を図るものでもない。
特開平８−３１７２７５号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、１つの画像を分割することによって、記録画像を所望の部分高画質にしたいという要請と記録媒体における要記録容量をできるだけ小さくしたいという要請とを満たす撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像を記録する記録部と、
前記記録部への画像記録を制御すると共に前記撮像部で撮像した画像の画像ファイルを複数に分割して分割した画像ファイルの各々について定められた状態の下で画像を記録する制御部と、
前記制御部での制御動作を操作する操作部と、からなる撮像装置、からなる。

本発明によれば、前記制御部は、前記撮像部で撮像した画像の画像ファイルを複数に分割して分割した画像ファイルの各々について定められた状態の下で画像を記録する。

前記定められた状態とは、例えば、前記画像ファイルの各々について、ある特定のサンプルレートと、その特定のサンプルレートよりも低いサンプルレート、例えば、高いサンプルレートと、低いサンプルレートとで画像を記録することからなる。

前記制御部は、前記分割した画像ファイルのうち規定した条件に合致したものを識別することができる。したがって、識別したものをピックアップすることもできる。

前記制御部は、前記規定した条件に応じて適正な画像ファイルを選択し、選択した画像ファイルを合成して１つの画像を形成させることができる。

前記規定した条件とは、画像がＡＦサーチポイントに該当しているかどうかという条件からなる。

前記規定した条件は、画像が一定量を超えた周波数帯域の領域に該当しているかどうかという条件からなる。

本発明によれば、分割した画像ファイルの各々について定められた状態の下で画像を記録することができるので、画像の部分部分に対して所望の画像ファイルを用いることができ、画像記録の際の省容量の要請と部分的に高画質が欲しいことの要請とを満たすことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカス機構付カメラの好ましい実施の形態について詳説する。本形態では、オートフォーカス機構付カメラとしてデジタルカメラを例にとって説明する。

図１は、本発明が適用されたデジタルカメラの正面側外観図である。このデジタルカメラ１０の前面には、撮影レンズ１２、ファインダー窓１４、ストロボ発光部１６、調光センサ１７、及び温度センサ２１が設けられ、カメラ上面には、シャッターボタン１８及び電源スイッチ２０が配設されている。また、グリップ部２２と反対側のカメラ側面には、メモリカード２４を装着するためのカードスロット２６が設けられている。

撮影レンズ１２にはズームレンズが適用され、撮影レンズ１２の後方にＣＣＤイメージセンサ（図１中不図示、図３において符号５２として記載）が配置されている。シャッターボタン１８は２段階式に構成され、シャッターボタン１８を軽く押して止める「半押し」の状態（すなわち、いわゆるＳ１の状態）でコントラストＡＦ（ＡＦ）及び自動露出制御（ＡＥ）が作動してＡＦとＡＥをロックし、「半押し」から更に押し込む「全押し」の状態（すなわち、いわゆるＳ２の状態）で撮影が実行される。

電源スイッチ２０は、モード切換スイッチと兼用されており、電源ＯＦＦとなる「ＯＦＦ位置」、静止画撮影モードで電源ＯＮとなる「撮影ＯＮ位置」、動画撮影モードで電源ＯＮとなる「動画撮影ＯＮ位置」、及び再生モードで電源ＯＮとなる「再生ＯＮ位置」の４ポジションを切り換えることができる。なお、本例のような電源スイッチ（以下、電源兼用モードスイッチという）２０に代えて、電源ＯＮ／ＯＦＦのみの電源スイッチと、静止画撮影モード、動画撮影モード及び再生モードを切り換えるモードダイヤル等のモード切換手段を設けてもよい。

図２は、デジタルカメラ１０の背面側外観図である。デジタルカメラ１０の背面には、ファインダー２８、液晶モニタ３０、ズームスイッチ３２、多機能の十字ボタン３４、ＡＥロックボタン３６、メニューキー３８、実行キー４０及びキャンセルキー４２が設けられている。液晶モニタ３０は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、撮影した画像のプレビュー画やメモリカード２４から読み出した再生画像等を表示可能な表示手段である。また、十字ボタン３４を使用したメニューの選択や各メニューにおける各種項目の設定なども液晶モニタ３０の表示画面を用いて行われる。

ズームスイッチ３２は、上下方向に操作可能なレバースイッチで構成され、該スイッチを上方向に操作することで望遠（TELE）方向にズーム移動し、下方向に操作することで広角（WIDE）方向にズーム移動する。十字ボタン３４は、上下左右のいずれかの縁部を押圧することによって、対応する４方向（上、下、左、右）の指示を入力できるようにしたもので、メニュー画面における各種設定項目の選択や設定内容の変更を指示する操作ボタンとして使用されるとともに、電子ズームの倍率調整や再生コマの送り／戻しを指示する手段として用いられる。

メニューキー３８は、各モードの通常画面からメニュー画面へ遷移させる時に使用される。実行キー４０は、選択内容の確定、処理の実行（確認）指示の時などに使用される。キャンセルキー４２は、メニューから選んだ項目の取消（キャンセル）や一つ前の操作状態に戻る時などに使用される。

撮影者は、ファインダー２８又は液晶モニタ３０に映し出されるリアルタイム画像（スルー画）を確認しながら、ズームスイッチ３２を操作して画角を決定し、シャッターボタン１８を押下して撮影を行う。

図３は、デジタルカメラ１０の内部構成を示すブロック図である。撮影レンズ１２は、固定レンズ４４、変倍レンズ４６Ａ、補正レンズ４６Ｂ及びフォーカスレンズ４８の４群型インナーフォーカス式ズームレンズで構成されている。

フォーカスレンズ４８は樹脂製である。

変倍レンズ４６Ａと補正レンズ４６Ｂは、図示せぬカム機構によって両者の位置関係が規制されながら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。なお、説明の便宜上、変倍レンズ４６Ａと補正レンズ４６Ｂから成る変倍光学系を「ズームレンズ４６」と呼ぶことにする。

撮影レンズ１２を通過した光は、絞り５０により光量が調節された後、ＣＣＤイメージセンサ（以下、ＣＣＤという。）５２に入射する。ＣＣＤ５２の受光面には、フォトセンサが平面的に配列されており、撮影レンズ１２を介してＣＣＤ５２の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。なお、ＣＣＤ５２は、シャッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。

各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ５４から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ５２から出力された画像信号は、アナログ処理部５６に送られる。アナログ処理部５６は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ処理部５６において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。

アナログ処理部５６から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器５８によりデジタル信号に変換された後、メモリ６０に格納される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）６２は、ＣＰＵ６４の指令に従ってＣＣＤドライバ５４、アナログ処理部５６及びＡ／Ｄ変換器５８に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。

メモリ６０に格納されたデータは、バス６６を介して信号処理部６８に送られる。信号処理部６８は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含むデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成された画像処理手段であり、ＣＰＵ６４からのコマンドに従って画像信号を処理する。

信号処理部６８に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ６０に格納される。撮影画像を表示出力する場合、メモリ６０から画像データが読み出され、表示用メモリ７０に転送される。表示用メモリ７０に記憶されたデータは、表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、Ｄ／Ａ変換器７２を介して液晶モニタ（ＬＣＤ）３０に出力される。こうして、当該画像データの画像内容が液晶モニタ３０の画面上に表示される。

ＣＣＤ５２から出力される画像信号によってメモリ６０内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ３０に供給されることにより、ＣＣＤ５２を介して入力する画像がリアルタイムに液晶モニタ３０に表示される。撮影者は、液晶モニタ３０に映し出される画像（スルー画）、或いは光学式のファインダー２８によって撮影画角を確認することができる。

撮影者がズームスイッチ３２を操作すると、その指示信号がＣＰＵ６４に入力され、ＣＰＵ６４はズームスイッチ３２からの信号に基づいてズーム駆動部７４を制御してズームレンズ４６をテレ（TELE）方向又はワイド（WIDE）方向に移動させる。ズーム駆動部７４は図示せぬモータを含み、該モータの駆動力によってズームレンズ４６が駆動される。ズームレンズ４６の位置（ズーム位置）は、ズーム位置センサ７６によって検出され、該センサ７６の検出信号はＣＰＵ６４に入力される。

同様に、フォーカス駆動部７８は図示せぬモータを含み、該モータの駆動力によってフォーカスレンズ４８が光軸に沿って前後動する。フォーカスレンズ４８の位置（フォーカス位置）は、フォーカス位置センサ８０によって検出され、該センサ８０の検出信号はＣＰＵ６４に入力される。

電源兼用モードスイッチ２０によって静止画撮影モードが設定され、シャッターボタン１８が押下されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せられる。ＣＰＵ６４は、レリーズＯＮ信号を検知して記録用の撮像動作を実行する。すなわち、ＣＰＵ６４は、後述する評価値演算の結果に基づいてフォーカス駆動部７８を制御してフォーカスレンズ４８を合焦位置に移動させるとともに、絞り５０の開口径やＣＣＤ５２の電子シャッターを制御することにより露出制御を行う。オートフォーカス制御のために、ＣＰＵ６４は温度センサ２１に環境温度を測定させ、測定した温度情報をＣＰＵ６４が受け取り、ＣＰＵ６４はコマンドをフォーカス駆動部７８に送ってフォーカスレンズ４８の移動を制御する。また、露出制御においてもＣＰＵ６４は必要に応じてストロボ制御回路８２にコマンドを送り、ストロボ発光部１６の発光を制御する。

こうして、シャッターボタン１８の押下操作に応動して、記録用の画像データの取り込みが開始される。画像データを圧縮記録するモードが選択されている場合、ＣＰＵ６４は圧縮伸張回路８４にコマンドを送る。圧縮伸張回路８４は、メモリ６０に取り込まれた画像データをＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮する。

圧縮された画像データは、カードインターフェース８６を介してメモリカード２４に記録される。非圧縮の画像データを記録するモード（非圧縮モード）が選択されている場合には、圧縮伸張回路８４による圧縮処理は省略され、非圧縮のまま画像データがメモリカード２４に記録される。

電源兼用モードスイッチ２０によって再生モードが設定されると、メモリカード２４から画像ファイルが読み出される。読み出された画像データは、必要に応じて圧縮伸張回路８４によって伸張処理され、表示用メモリ７０を介して液晶モニタ３０に出力される。

ＣＰＵ６４は、本カメラシステムの各回路を統括制御する制御部である。ＣＰＵ６４は、電源兼用モードスイッチ２０、シャッターボタン１８、ズームスイッチ３２その他の操作部から受入する入力信号に基づき、対応する回路の動作を制御するとともに、ストロボ制御、液晶モニタ３０における表示制御、オートフォーカス（ＡＦ）制御及び自動露出（ＡＥ）制御等を行う。

ＲＯＭ５９には、各種制御を行うためのプログラムやデータ値が格納されている。

シャッターボタン１８を全押ししたときの、温度センサ２１で測定された環境温度及び当該環境温度での合焦位置の情報は、不揮発メモリ８７に記憶される。シャッターボタン１８を全押ししたときのズームレンズの位置も不揮発メモリ８７に記憶される。

ここでオートフォーカス制御について説明する。

Ａ／Ｄ変換器５８によってデジタル信号に変換された画像信号は、評価値演算部８８に入力される。評価値演算部８８は、高周波成分抽出回路９０と積算回路９２とを有し、入力される画像信号のうちＧ成分のデータをサンプリングしてＡＦ検出対象エリア（以下「フォーカスエリア」という）内での高周波成分を抽出するとともにその絶対値をとり、フォーカスエリア内で絶対値データを積算して得られた値（評価値に相当）をＣＰＵ６４に提供する。

ＡＦ動作時にＣＰＵ６４は、図４（Ｂ）に示すようにフォーカスレンズ４８を焦点調節領域内で至近から無限遠（又は無限遠から至近）の方向に移動させながら、複数のＡＦ検出ポイント（サーチポイント）で画像中央部分のコントラストを検出し、図４（Ａ）に示すようにサーチポイントごとに評価値（黒丸で示す）を算出する。そして、各ポイントで算出された評価値を総合して、評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、求めた合焦位置にフォーカスレンズ４８を移動させるようにフォーカス駆動部７８を制御する。

画像中央部分のコントラストが明瞭でない又は暗いなどの理由で評価値が算出できそうもない場合は被写体の明るさを検出し、その明るさに応じて発光度合を調整したＡＦ補助光としてのストロボ発光部１６のＬＥＤを発光させて評価値を得る。ストロボ発光部１６は、撮影時のストロボとして機能すると共にＡＦ補助光の発光部としても機能する。

図５〜図７を用いて本実施の形態の作用を説明する。

図５は画像ファイルを９分割した例を示した図、図６は９分割した画像ファイルの各々について高画素ファイルと低画素ファイルを作成し、各々にファイル名を付与した図、図７は９分割した画像ファイルの各領域について適正記録画像を選択した例を示す図、である。

まず、撮影レンズ１２を介して撮影した画像の画像データがＡ／Ｄ変換器５８によりデジタル信号に変換された後、メモリ６０に格納される。この段階では、１つの画像に対して１つの画像ファイルが構成されている。

この後、この画像データに対して信号処理部６８で前述の画像処理が行われ、ＣＰＵ６４からのコマンドに従って１つの画像ファイルが図５に示すように９個の画像ファイルに分割され、この９個の画像ファイルが二段階のサンプルレートでメモリ６０にプレ記録される。二段階のサンプルレートにするためには、ビットレートを変えて記憶（プレ記録）する方法があるが、ベースファイルはfull画素で記憶させ、他方のファイルはそこから画素を間引く方法もあり、また、ベースファイルは通常通り記録させ、他方のファイルはベースファイルの画像データにローパスフィルタをかけた画像データのファイルとして記憶させる方法もある。

二段階のサンプルレートにした場合、図６に示すように分割された９個の画像ファイル各々について高画素ファイルと低画素ファイルとが形成され、９個の高画素ファイルの各々についてファイル名が「ＤＳＣＦ０００１Ａ，ＤＳＣＦ０００１Ｂ，・・・、ＤＳＣＦ０００１Ｉ」のように付され、９個の低画素ファイルの各々についてファイル名が「ＤＳＣＦ０００１ａ，ＤＳＣＦ０００１ｂ，・・・、ＤＳＣＦ０００１ｉ」のように付される。高画素ファイルのファイル名と低画素ファイルのファイル名とは、相互に関連づけられる。本実施の形態では、９個の画像ファイルに分割したが、９個に限る必要はなく、６４分割、あるいはそれ以上の分割数、例えば３０×４０＝１２００分割でもよい。

この分割した各画像ファイルを組み合わせて１つの画像を形成させる工程を説明する。前述のＡＦサーチポイントごとの評価値の情報はメモリ６０に記憶され、信号処理部６８においてＣＰＵ６４の指示により、分割した９個の画像ファイルの各領域で高画素ファイルを選択するか、低画素ファイルを選択するかをメモリ６０に記憶されたこの評価値の情報に応じて決定する。基本的には、ＡＦ評価値が高い領域は、人物の顔が写っている可能性が高いので高画素ファイルを選択し、ＡＦ評価値が低い領域は、低画素ファイルを選択する。図７では、高画素ファイルを選択した領域は「Ｈ」で示し、低画素ファイルを選択した領域は「Ｌ」で示している。

選択した９個の画像ファイルを合成して１つの画像を作成し、圧縮伸張回路８４でＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮されてメモリカード２４に記録される。非圧縮モードが選択されている場合は、非圧縮のまま合成された画像データがメモリカード２４に記録される。

これによって、すべての領域を高解像度で記録することによる大記録容量の必要がなくなり、ベースは低解像度ファイルを選択して重要な領域のみ高解像度で記録することで、省記録容量かつ高解像度の画像ファイル記録が可能となる。

なお、上記形態は静止画を用いて説明したが、動画記録にも適用できる。動画記録の場合、ＭＯＴＩＯＮ ＪＰＥＧでは、あるフレームをとって上述のビットレートを変えたファイル作成を行い、ＭＰＥＧのサンプルレートでは、ペアレントフレームをベースに上述のビットレートを変えたファイル作成を行えばよい。

また、上記形態では、画像合成の際に、ＡＦサーチポイントごとの評価値の情報に基づいて高画素ファイルを選択するか、低画素ファイルを選択するかを決定したが、当該評価値を基準にしてＡＦサーチポイントの周辺を重み付けしていってどの画素ファイルを選択するかを決定するようにしてもよい。

また、画像合成の際に、ＡＦサーチポイントに関する情報を用いずに、分割した各ファイルの周波数演算を実施し、単位時間当たりの周波数帯域が一定量を超えた領域のみ高画素ファイルを選択するようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ６４が、測定した周波数帯域情報に基づいて信号処理部６８でメモリ６０にプレ記録された画像ファイルから画像合成する。

上述の例は、画像記録時の場合で説明したが、画像再生時に上述の形態を適用することもできる。

本発明が適用されたデジタルカメラの正面側外観図。 デジタルカメラの背面側外観図。 デジタルカメラの内部構成を示すブロック図。 （Ａ）はサーチポイントごとに評価値を算出する状態を示した図、（Ｂ）はフォーカスレンズを焦点調節領域内で至近から無限遠の方向に移動させながら複数のＡＦ検出ポイントで画像中央部分のコントラストを検出する状態を示した図。 画像ファイルを９分割した例を示した図。 ９分割した画像ファイルの各々について高画素ファイルと低画素ファイルとを作成し、各々にファイル名を付与した図。 ９分割した画像ファイルの各領域について適正記録画像を選択した例を示す図。

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１２…撮影レンズ、１８…シャッターボタン、２４…メモリカード、５２…ＣＣＤ、６０…メモリ、６４…ＣＰＵ、６８…信号処理部、７８…フォーカス駆動部、８０…フォーカス位置センサ、８４…圧縮伸張回路、８６…カードインターフェース、８７…不揮発メモリ、８８…評価値演算部、９０…高周波成分抽出回路、９２…積算回路

Claims (6)

1. 画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像した画像を記録する記録部と、
   前記記録部への画像記録を制御すると共に前記撮像部で撮像した画像の画像ファイルを複数に分割して分割した画像ファイルの各々について定められた状態の下で画像を記録する制御部と、
   前記制御部での制御動作を操作する操作部と、からなる撮像装置。
2. 前記定められた状態は、前記画像ファイルの各々について、ある特定のサンプルレートと、その特定のサンプルレートよりも低いサンプルレートとで画像を記録することからなる請求項１の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記分割した画像ファイルのうち規定した条件に合致したものを識別することができる請求項１の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記規定した条件に応じて適正な画像ファイルを選択し、選択した画像ファイルを合成して１つの画像を形成させることができる請求項３の撮像装置。
5. 前記規定した条件は、画像がＡＦサーチポイントに該当しているかどうかからなる請求項３又は４の撮像装置。
6. 前記規定した条件は、画像が一定量を超えた周波数帯域の領域に該当しているかどうかからなる請求項３又は４の撮像装置。

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