JP2007074696A - Image-capturing device having multiple optical systems - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像装置に関し、特に複数の撮像光学系を有する撮像装置での撮影画角調整に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to adjustment of a shooting angle of view in an imaging apparatus having a plurality of imaging optical systems.
従来より、被写体までの距離を測定してズームレンズの焦点距離を自動的に変化させる技術が知られている。 Conventionally, a technique for automatically changing the focal length of a zoom lens by measuring a distance to a subject is known.
例えば、下記の特許文献には、撮影画角内の被写体の大きさや位置に対応して最適なズーム比にレンズを変倍することを目的として、撮影画角の中心、右寄り、左寄りの少なくとも3ポイントにおける被写体までの距離をそれぞれ測定してズーム比を決定することが記載されている。 For example, in the following patent document, for the purpose of scaling the lens to an optimum zoom ratio corresponding to the size and position of the subject within the shooting angle of view, at least three of the center, right side, and left side of the shooting angle of view are described. It describes that the zoom ratio is determined by measuring the distance to the subject at each point.
上記特許文献1の方法でズーム比を決定する際に、その元となる被写体までの距離を測定する手段として、位相検出法や三角測量を応用した、いわゆるパッシブオートフォーカスの手法を用いると、1組のセンサでは被写体の1点についての距離情報しか得ることができないため、せいぜい数点についての距離情報を得るにとどまる。そのため、適正画角を確実に算出するには情報量が不足してしまう。また、デジタルカメラにおける撮像素子を利用したコントラスト検出法のオートフォーカス(山登りAF)を用いて被写体までの距離を測定する方法では、十分な数の点について距離情報を得ることができるが、一方で制御対象であるズームレンズそのものを用いて測距するため、ズームレンズを一度ワイド端に設定してから適正画角を算出する必要が生じ、制御に時間がかかるという欠点があった。
When the zoom ratio is determined by the method of
本発明の目的は、容易にかつ確実に被写体に応じた適正画角を設定して撮影できる撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of easily and surely setting an appropriate angle of view according to a subject and photographing.
本発明は、第1撮像光学系と、第2撮像光学系と、前記第1撮像光学系で得られた相対的に広画角の画像から被写体に対する適正画角を演算する演算手段と、前記演算手段で演算された前記適正画角となるように前記第2撮像光学系の画角を制御して撮影する制御手段とを有することを特徴とする。 The present invention provides a first imaging optical system, a second imaging optical system, a computing means for computing an appropriate field angle for a subject from a relatively wide field angle image obtained by the first imaging optical system, And control means for controlling the field angle of the second imaging optical system so as to obtain the appropriate field angle calculated by the calculation means.
本発明の1つの実施形態では、前記演算手段は前記画像内の複数ポイントあるいは複数エリアにおける被写体距離を検出する手段と、前記被写体距離の分布に基づき前記適正画角を演算する手段とを有する。 In one embodiment of the present invention, the computing means includes means for detecting subject distances at a plurality of points or areas in the image, and means for computing the appropriate angle of view based on the distribution of the subject distances.
また、本発明の他の実施形態では、前記演算手段は前記画像内の被写体固有の特徴部分を検出する手段と、前記特徴部分に基づき前記適正画角を演算する手段とを有する。 In another embodiment of the present invention, the calculating means includes means for detecting a characteristic part unique to the subject in the image and means for calculating the appropriate angle of view based on the characteristic part.
本発明によれば、第1撮像光学系の広画角画像で適正画角を演算し、第2撮像光学系の画角を適正画角に制御するので、被写体に応じた画角を確実に設定できるとともに、単一の撮像光学系の場合のように一旦ワイド端に設定する必要もない。 According to the present invention, the appropriate angle of view is calculated from the wide angle image of the first image pickup optical system and the angle of view of the second image pickup optical system is controlled to the appropriate angle of view. In addition to being able to set, it is not necessary to once set to the wide end as in the case of a single imaging optical system.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態にかかるデジタルカメラ10Aの構成ブロック図を示す。デジタルカメラ10Aはポータブルなバッテリ駆動のカメラである。デジタルカメラ10Aは着脱自在(リムーバブル)なメモリカード54に記憶される静止画(スチル)デジタル画像を生成する。デジタルカメラ10Aは静止画に加え、あるいは静止画と択一的に動画デジタル画像を生成してもよく、動画デジタル画像も同様にメモリカード54に記憶される。
FIG. 1 shows a configuration block diagram of a digital camera 10A according to the present embodiment. The digital camera 10A is a portable battery-powered camera. The digital camera 10A generates a still image (still) digital image stored in a
デジタルカメラ10Aは撮像アセンブリ1を含み、撮像アセンブリ1は第1イメージセンサ12上にシーンの画像を結像する固定焦点距離レンズ2と、第2イメージセンサ14上にそのシーンの画像を結像するズームレンズ3を含む。撮像アセンブリ1は第1イメージセンサ12からの第1画像信号12eと、第2イメージセンサ14からの第2画像信号14eを提供する。イメージセンサ12、14はアスペクト比及び画素サイズが同一のイメージセンサであり、レンズ2は例えば35mmフィルム相当の22mm超広角レンズで、ズームレンズ3は例えば同40mm−120mmズームレンズである。
The digital camera 10 </ b> A includes an
固定焦点距離レンズ2は第1イメージセンサ12の露光を制御する絞り及びシャッタアセンブリを有する。ズームレンズ3はズーム及びフォーカスモータ5aにより駆動され、イメージセンサ14の露光を制御する絞り及びシャッタアセンブリを含む。固定焦点距離レンズ2の代わりにズームレンズ3と同一あるいは異なる焦点距離範囲を有するズームレンズを用いてもよい。
The fixed
イメージセンサ12、14はシングルチップのカラーメガピクセルCCDセンサであり、カラー画像を撮影するための公知のベイヤー(Bayer)カラーフィルタを用いる。イメージセンサ12、14は4:3イメージアスペクト比を有し、例えば3.1有効メガピクセル、2048ピクセル×1536ピクセルを有する。
The
制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40はクロックドライバ13に信号を供給することで第1イメージセンサ12を制御し、クロックドライバ15に信号を供給することで第2イメージセンサ14を制御する。制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40はズーム及びフォーカスモータ5a並びにシーンを照射するためのフラッシュ48も制御する。制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は自動焦点及び自動露出検出器46からの信号を受信する。ユーザコントロール42はデジタルカメラ10Aの操作制御に用いられる。
The control processor and
第1イメージセンサ12からの第1画像信号12eは第1アナログ信号プロセッサ(ASP1)22で増幅され、アナログMUX34の第1入力に供給される。第2イメージセンサ14からの第2画像信号14eは第2アナログ信号プロセッサ(ASP2)24で増幅され、アナログMUX34の第2入力に供給される。アナログMUX34の機能は第1イメージセンサ12からの第1画像信号12eあるいは第2イメージセンサ14からの第2画像信号14eのいずれかを選択することであり、これにより撮像アセンブリ1からの選択されたセンサ出力を後段の部品に供給する。
The
制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40はアナログデジタル(A/D)変換回路36に第1アナログ信号プロセッサ(ASP1)22あるいは第2アナログ信号プロセッサ(ASP2)24のいずれかの出力を供給するためにアナログMUX34を制御する。A/D変換器36から供給されたデジタルデータはDRAMバッファメモリ38に記憶され、さらに画像プロセッサ50で処理される。画像プロセッサ50で実行される処理は、フラッシュEPROMメモリで構成されるファームウェアメモリ58に記憶されたファームウェアで制御される。プロセッサ50は入力デジタル画像ファイルを処理し、処理ステージにおいて入力デジタル画像ファイルはRAMメモリ56に記憶される。
The control processor and
2つのA/D変換回路がそれぞれ第1アナログ信号プロセッサ(ASP1)22及び第2アナログ信号プロセッサ(ASP2)24の出力に接続される構成でもよく、この場合にはアナログMUX34は不要となる。代わりに、デジタルマルチプレクサがA/D変換回路の出力のいずれかを選択するために用いられる。 Two A / D conversion circuits may be connected to the outputs of the first analog signal processor (ASP1) 22 and the second analog signal processor (ASP2) 24, respectively. In this case, the analog MUX 34 is unnecessary. Instead, a digital multiplexer is used to select one of the outputs of the A / D converter circuit.
画像プロセッサ50で処理されたデジタル画像ファイルはメモリカードインタフェース52に供給され、インタフェース52はデジタル画像ファイルをリムーバブルメモリカード54に記憶する。メモリカード54はデジタル画像記憶媒体の一種であり、いくつかの異なる物理フォーマットで利用できる。例えば、メモリカード54は公知のフォーマット、例えばコンパクトフラッシュ(登録商標)、スマートメディア、メモリスティック、MMC、SD、XDメモリカードフォーマットに適用できる。他の形式、例えば磁気ハードドライブ、磁気テープ、光ディスクも使用し得る。あるいは、デジタルカメラ10AはフラッシュEPROM等の内蔵不揮発性メモリを用いてもよい。このような場合、メモリカードインタフェース52やメモリカード54は不要である。
The digital image file processed by the
画像プロセッサ50は種々のハウスキーピング及び画像処理機能を実行し、この中にはsRGB画像データを生成するためにカラー及びトーン補正によるカラー補間を含む。sRGB画像データは次にJPEG圧縮され、JPEG画像データとしてメモリカード54に記憶される。sRGB画像データは、SCSI接続、USB接続、FireWire接続等のホストインタフェース62を介してホストPC66にも供給される。JPEGファイルはいわゆる「Exif」画像フォーマットを用いる。
画像プロセッサ50は、典型的にはプログラマブル画像プロセッサであるが、ハード結線されたカスタム集積回路プロセッサ、汎用マイクロプロセッサ、ハード結線カスタムICとプログラマブルプロセッサの混合でもよい。
画像プロセッサ50は低解像度サムネイル画像も生成する。画像が撮影された後、サムネイル画像はカラーLCD70に表示される。カラーLCD70に表示されるグラフィカルユーザインタフェースはユーザコントロール42で制御される。
The
デジタルカメラ10Aはカメラ電話(カメラフォン)の一部に含まれていてもよい。このような実施形態では、画像プロセッサ50はセルラープロセッサ90に接続し、セルラープロセッサ90はアンテナ94を介した無線送信を用いてセルラーネットワークにデジタル画像を送信すべくセルラーモデム92を使用する。撮像アセンブリ1はレンズ2,3、イメージセンサ12,14、ズーム及びフォーカスモータ5aを含む集積アセンブリでもよい。加えて、クロックドライバ13,15、アナログ信号プロセッサ22,24、アナログMUX34、A/D変換器36も集積アセンブリの一部としてもよい。
The digital camera 10A may be included as part of a camera phone (camera phone). In such an embodiment,
このようにレンズ2及び第1イメージセンサ12を含む第1撮像光学系と、レンズ3及び第2イメージセンサ14を含む第2撮像光学系からなるデジタルカメラ10Aにおいて、被写体を撮影する際に制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40並びに画像プロセッサ50は相対的に画角の広い第1撮像光学系で得られた第1画像信号12eを用いてコントラストAF(山登りAF)により被写体までの距離を検出する。被写体までの距離は第1撮像光学系の画角内の複数ポイントで実行される。そして、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は複数ポイントで得られた被写体までの距離の分布に基づいて第2撮像光学系における適正画角を演算する。
In this way, in the digital camera 10A including the first imaging optical system including the
図2に、第1撮像光学系を構成するレンズ2と第1イメージセンサ12、第2撮像光学系を構成するズームレンズ3と第2イメージセンサ14、及び被写体100としての人物の位置関係を平面図で示す。デジタルカメラ10Aと被写体100である人物までの距離をXとする。第1撮像光学系は相対的に広画角であって画角Aを有し、この画角A内において複数のポイント(あるいは複数のエリアでもよい)において被写体100までの距離をコントラストAF(山登りAF)法で算出する。山登り法は周知であり、ある点においてコントラストのデータをとり、次に撮影レンズの位置を少し動かしてまた同様にコントラストのデータをとり、前よりもコントラストが上がったら合焦位置がその方向にあるのでさらに同一方向に撮影レンズを動かしてみて同様のことを行い、コントラストが下がったら合焦位置は逆の方向にあるので逆向きに動かすことを繰り返す方法である。コントラストが最大となったところで、そのときの撮影レンズの位置と、その焦点距離とから被写体100までの距離が算出される。以上のようにして被写体100までの距離を検出した結果、被写体100が距離Xの位置に画角Bの範囲で存在していることが検出された場合、第2撮像光学系のズームレンズ3の画角を画角Bに一致するようにズーム及びフォーカスモータ5aを駆動する。そして、ズームレンズ3の画角を画角Bに自動制御した後、第2撮像光学系を用いて被写体100を撮影する。画角A内に複数の物体が存在する場合、画角A内の複数ポイントで測距すると測距値に分布が生じる。測距データの中で最至近距離群を主要な被写体100の測距データと判定し、この最至近距離群のデータを内包するような画角を適正画角Bとする。
FIG. 2 is a plan view showing the positional relationship between the
一方、図3に示すように、被写体102として複数(2人)の人物が存在する場合も同様であり、被写体102までの距離を検出した結果、被写体102が距離Xの位置に画角Cの範囲で存在していることが検出された場合、第2撮像光学系のズームレンズ3の画角を画角Cに一致するようにズーム及びフォーカスモータ5aを駆動する。そして、ズームレンズ3の画角を画角Cに自動制御した後、第2撮像光学系を用いて被写体102を撮影する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the same applies to the case where there are a plurality of (two) persons as the subject 102, and as a result of detecting the distance to the subject 102, the subject 102 has the angle of view C at the position of the distance X. When it is detected that the
図4に、適正画角の算出処理を模式的に示す。図中破線で示す矩形領域120は相対的に広画角である第1撮像光学系の画角である。広画角120内に2人の人物が写っており、広画角120を複数の測距エリアに分割し、各測距エリアでコントラストAF(山登りAF)により距離データを得る。距離データの分布のうち、2人の人物の存在領域において最至近距離データ群が生じ、これらの最至近距離データ群が丁度収まるような矩形領域130を仮演算する。そして、仮演算された矩形領域130に対して所定の余裕分(オフセット)を付加した矩形領域140を最終的な適正画角140として演算する。例えば、画角中心から最至近距離群に対応する画素群のうち最も遠い画素の位置までの距離(サイズ)Lを演算し、演算したサイズLに一定の係数C(C>1)を乗じてC・Lとし、このサイズC・Lと画角対角線の長さとから適正画角サイズを演算する。係数Cはデジタルカメラ10Aでデフォルトとしてメモリに記憶していてもよく、ユーザが適宜ユーザコントロール42を用いて設定ないし可変調整してもよい。もちろん、仮演算した画角130を最終的な適正画角とすることも可能である。要は、最至近距離群としての主要被写体に外接ないし内包するような矩形領域を適正画角として演算すればよい。
FIG. 4 schematically shows the calculation process of the appropriate angle of view. A
また、このように距離データの分布から最至近距離データ群を抽出するのではなく、被写体の特徴部分を抽出して適正画角を演算することも可能である。被写体の特徴部分は撮影モード(撮影シーン)や明るさ、色等から抽出し得る。例えば、撮影モードが「ポートレート」等に設定されていて画角A内に人物の存在することが明らかな場合、被写体の特徴部分として人物の顔部を抽出する。顔部の認識アルゴリズムは周知であり、所定の顔形状、髪領域、肌色領域、2つの眼部領域、唇領域等を検出し、これらの相対的位置関係から顔部を抽出する。そして、図5に示すように、顔部150に外接あるいは内包するような矩形領域140を適正画角140として演算する。具体的には、画角中心から最も遠い顔部のエッジまでのサイズを演算し、演算したサイズMに一定の係数Cを乗じてC・Mとし、このサイズC・Mと画角対角線の長さとから適正画角サイズを演算する。係数Cの値が1.0とした場合は顔が横方向に対して画角一杯となるが、顔以外の部分も多少画角に入れてバランスをとりたい場合は1.2等の値にすればよい。また、係数Cの値はデフォルト値としてカメラが持っていても良いし、マニュアル設定等で任意の値をユーザが設定できるようにしても良い。また、上記距離データ群の中から被写体の距離に応じてカメラが係数Cの設定を可変しても良い。例えば、複数の顔検出ができた場合において、近傍にいる人物と遠くにいる人物がいた場合、遠くにいる人物を無効とし、近傍の人物のみを被写体と判断して画角を設定することも可能となり、被写体と関係のない人物を除いた最適画角を設定することができる。撮影モードがポートレートの場合、人物の顔部を基準として画角が設定されると考えることができるから、顔部を基準として適正画角を演算することによりユーザの意図に沿う画角を自動設定できる。
Further, instead of extracting the closest distance data group from the distribution of distance data in this way, it is also possible to extract a characteristic portion of the subject and calculate an appropriate angle of view. The characteristic part of the subject can be extracted from the shooting mode (shooting scene), brightness, color, and the like. For example, when the shooting mode is set to “portrait” or the like and it is clear that a person is present within the angle of view A, the face of the person is extracted as a characteristic part of the subject. Facial recognition algorithms are well known, and a predetermined facial shape, hair region, skin color region, two eye region, lip region and the like are detected, and the facial part is extracted from their relative positional relationship. Then, as shown in FIG. 5, a
図6に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は第1撮像光学系の第1イメージセンサ12からの第1画像信号12eを選択して画像プロセッサ50に供給する。画像プロセッサ50は第1撮像光学系の画像をLCD70に表示するとともに、この画像を用いてコントラストAF(山登りAF)を実行する(S100)。そして、コントラストAFにより第1撮像光学系の画角内の複数ポイント(あるいは複数エリア)において被写体までの距離を検出する(S101)。
FIG. 6 shows a processing flowchart of the present embodiment. First, the control processor and
次に、画像プロセッサ50、あるいは制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は画角内の被写体特徴を検出し(S102)、被写体距離の分布又は特徴の分布あるいは両方の分布から適正画角を演算する(S103)。S102の処理において撮影モードを判定するとともに撮影モードに応じて被写体の特徴部分を抽出してもよい。
Next, the
第1撮像光学系の画像を用いて被写体の適正画角を演算した後、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40はズーム及びフォーカスモータ5aを駆動してズームレンズ3を前後に移動させ、第2撮像光学系の画角をS103で演算した適正画角に一致するように制御する(S104)。S101〜S104の処理を通じ、ユーザは被写体を撮影するために所望の画角が得られるようにズームボタン等を操作してズームを手動操作していない点に留意されたい。すなわち、本実施形態では、第1撮像光学系の画角内に被写体が存在する限り、デジタルカメラ10A側で自動的に適正画角を演算し、第2撮像光学系の画角をこの画角に設定するのである。この後、ユーザがシャッタボタンを操作すると(S105でYES)、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は最至近距離群あるいは被写体の特徴部分の距離データを用いてフォーカス制御するとともに第2イメージセンサ14からの第2画像信号を選択し、画像プロセッサ50は第2画像信号を処理してメモリカード54に記憶する(S106)。なお、LCD70に表示される画像は第1撮像光学系の画像のままでもよく、第2撮像光学系の画角が適正画角に自動制御された後は第1撮像光学系の画像から第2撮像光学系の画像に切り替えてもよい。
After calculating the appropriate angle of view of the subject using the image of the first imaging optical system, the control processor and
本実施形態では、相対的に広画角の第1撮像光学系の画角に被写体を入れておけば、デジタルカメラ10A側で自動的に被写体を認識して適正画角までズームするので、ユーザは被写体を探したり追いかけたりする必要がない。また、ユーザがズームボタンを操作することで手動で適正画角に調整する場合、ズーム速度が速すぎると画角を調整することが困難であるが、本実施形態ではこのような問題はなく迅速に被写体を捉えることが可能である。 In this embodiment, if the subject is included in the angle of view of the first imaging optical system having a relatively wide angle of view, the digital camera 10A automatically recognizes the subject and zooms to the appropriate angle of view. You don't have to search for or chase the subject. In addition, when the user manually adjusts to an appropriate angle of view by operating the zoom button, it is difficult to adjust the angle of view if the zoom speed is too high. It is possible to capture the subject.
なお、上記のように第2撮像光学系の画角を適正画角に自動制御することで被写体を撮影することが可能であるが、被写体が移動した場合にも適正画角を維持することが好適である。以下、被写体が移動する場合について説明する。 As described above, the subject can be photographed by automatically controlling the angle of view of the second imaging optical system to an appropriate angle of view, but it is possible to maintain the appropriate angle of view even when the subject moves. Is preferred. Hereinafter, a case where the subject moves will be described.
図7に、被写体100である人物が距離Xからデジタルカメラ10A側に近づく場合の位置関係を示す。第2撮像光学系の画角は適正画角Xに制御されており、この状態から被写体100が近づくと、第2撮像光学系の画像を用いてコントラストAFを実行して被写体までの距離を演算するとともに、近づく被写体の画角がほぼ変わらないようにズーム及びフォーカスモータ5aを駆動する。被写体がさらに近づいて図に示すように第2撮像光学系の画角から外れた場合、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は第2撮像光学系の第2画像信号から第1撮像光学系の第1画像信号に切替える。そして、第1撮像光学系の画角を画角Xとほぼ同一の画角Yに自動制御する。以上のようにして、被写体の移動にかかわらず適正画角での撮影を維持することができる。
FIG. 7 shows a positional relationship when the person who is the subject 100 approaches the digital camera 10 </ b> A side from the distance X. The angle of view of the second imaging optical system is controlled to an appropriate angle of view X. When the subject 100 approaches from this state, the contrast AF is executed using the image of the second imaging optical system to calculate the distance to the subject. At the same time, the zoom and focus
図8に、この場合の処理フローチャートを示す。第2撮像光学系の画角が適正画角Xに制御されユーザがシャッタボタンを半押し(S1)すると、AF実行後に被写体までの距離を検出して適正画角Xでフォーカスロックする(S201)。次に、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は被写体が移動しているか否かを判定する(S202)。被写体が移動しているか否かは、フレーム間の相関を演算することで判定する。被写体が移動している場合、AFを実行しながら順次被写体までの距離を検出するとともに第2撮像光学系の画角を連続的にワイド側に変化させる(S203)。被写体までの距離に応じてズームレンズを駆動し撮影する技術は上記の従来技術にも開示されている。画像プロセッサ50と制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40はこの状態で被写体が第2撮像光学系の画角から外れたか否かを判定する(S204)。被写体が画角から外れたか否かもフレーム間の相関を演算することで判定できる。被写体が第2撮像光学系の画角から外れた場合、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は第2撮像光学系の第2画像信号から第1撮像光学系の第1画像信号に切替えて被写体をその画角内に入れ(S205)、第1撮像光学系の画角を画角Xと略等しくなるような画角Yに制御する(S206)。第1撮像光学系が固定焦点距離レンズ2の場合、必要に応じて第1イメージセンサ12の画像を電子的にズーミングする「電子ズーム」で画角Yを得る。この状態でシャッタボタンが全押し(S2)されると、第1撮像光学系の画像がメモリカード54に記憶される(S207)。
FIG. 8 shows a processing flowchart in this case. When the angle of view of the second imaging optical system is controlled to an appropriate angle of view X and the user presses the shutter button halfway (S1), the distance to the subject is detected after AF execution and the focus is locked at the appropriate angle of view X (S201). . Next, the control processor and
このように、被写体が移動してもデジタルカメラ10A側で適正画角を維持して撮影することができるので、ユーザは動く被写体でも所望の画角で確実に撮影できる。また、本実施形態では被写体が移動してデジタルカメラ10Aに近づく場合について説明したが、デジタルカメラ10Aから遠ざかる場合も同様に処理できる。すなわち、第1撮像光学系の適正画角Xから被写体が移動して外れた場合、第1撮像光学系から第2撮像光学系に切替え、第2撮像光学系の画角を画角Xと略同一の画角Yに制御する。第1撮像光学系と第2撮像光学系の可能画角範囲にギャップが存在する場合、そのギャップを電子ズームで補間する。 As described above, even when the subject moves, the digital camera 10A can take an image while maintaining an appropriate angle of view, so that the user can reliably shoot a moving subject with a desired angle of view. In the present embodiment, the case where the subject moves and approaches the digital camera 10A has been described. However, the same processing can be performed when the subject moves away from the digital camera 10A. That is, when the subject moves away from the appropriate angle of view X of the first imaging optical system, the first imaging optical system is switched to the second imaging optical system, and the angle of view of the second imaging optical system is approximately the angle of view X. Control to the same angle of view Y. When a gap exists in the range of possible angles of view of the first imaging optical system and the second imaging optical system, the gap is interpolated by electronic zoom.
また、本実施形態では第2撮像光学系から第1撮像光学系へ(あるいは逆に第1撮像光学系から第2撮像光学系へ)と切り替えているので、切替時に第1撮像光学系と第2撮像光学系のパララックスを補正して画角を維持することも好適である。 In this embodiment, since the second imaging optical system is switched from the first imaging optical system (or conversely from the first imaging optical system to the second imaging optical system), the first imaging optical system and the first imaging optical system are switched at the time of switching. It is also preferable to maintain the angle of view by correcting the parallax of the two imaging optical system.
さらに、本実施形態では被写体が近づく場合において被写体が画角Xから外れた場合、撮影に用いる光学系を第2撮像光学系から第1撮像光学系に切り替えているが、光学系を切り替えることなく第2撮像光学系の画角をワイド側にシフトさせてもよい。図9Aは第1撮像光学系の画角内に存在する被写体の距離情報から演算された適正画角200を示す。図7の画角Xに対応する。この状態から被写体である人物がデジタルカメラ10A側に近づき、被写体が画角200から外れると(あるいはそれ以前の被写体の動き量から外れることが予想されると)、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は適正画角を再演算して適正画角210を改めて設定する。
Furthermore, in this embodiment, when the subject approaches, when the subject deviates from the angle of view X, the optical system used for photographing is switched from the second imaging optical system to the first imaging optical system, but without switching the optical system. The angle of view of the second imaging optical system may be shifted to the wide side. FIG. 9A shows an appropriate angle of
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず他の態様も可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to this, Other aspects are also possible.
例えば、上記のように複数の撮像光学系として固定焦点距離レンズとズームレンズの組み合わせ、同一焦点距離範囲を有するズームレンズの組み合わせ、異なる焦点距離範囲を有するズームレンズの組み合わせのいずれのシステムにおいても適用できる。同一焦点距離範囲を有するズームレンズの組み合わせの場合、例えば第1撮像光学系の画角を2倍程度として被写体の適正画角を演算し、第2撮像光学系の画角を適正画角に自動制御してもよい。 For example, as described above, the imaging optical system can be applied to any system including a combination of a fixed focal length lens and a zoom lens, a combination of a zoom lens having the same focal length range, and a combination of zoom lenses having different focal length ranges. it can. In the case of a combination of zoom lenses having the same focal length range, for example, the angle of view of the first imaging optical system is approximately doubled to calculate the appropriate angle of view of the subject, and the angle of view of the second imaging optical system is automatically set to the appropriate angle of view. You may control.
また、本実施形態では複数光学系に対してアスペクト比及び画素サイズが同一のイメージセンサを用いたが、これに限ることはなく、アスペクト比や画素サイズ、画素ピッチ、総画素数が異なるイメージセンサを用いても良い。 In this embodiment, an image sensor having the same aspect ratio and pixel size is used for a plurality of optical systems. However, the present invention is not limited to this, and image sensors having different aspect ratios, pixel sizes, pixel pitches, and total number of pixels are used. May be used.
例えば、第1撮像光学系(35mmフィルム換算で)35mmとし、第2撮像光学系を(35mmフィルム換算で)同じく35mm−70mmとしたとき、撮像素子の最大有効総画素サイズを、第2撮像光学系の撮像素子は第1撮像光学系の撮像素子に比べて対角を半分の大きさにした場合、第2撮像光学系は実質70mm−140mmの撮像光学系となる。このように、撮像素子の大きさを変えることで画角を変えても良い。 For example, when the first imaging optical system (35 mm film equivalent) is 35 mm, and the second imaging optical system is 35 mm-70 mm (35 mm film equivalent), the maximum effective total pixel size of the imaging element is the second imaging optical. When the diagonal of the image pickup element of the system is half that of the image pickup element of the first image pickup optical system, the second image pickup optical system is substantially an image pickup optical system of 70 mm to 140 mm. Thus, the angle of view may be changed by changing the size of the image sensor.
また、第1撮像光学系(35mmフィルム換算で35mm)のイメージセンサを8有効メガピクセルとした場合、第2撮像光学系(35mmフィルム換算で70mm−105mm)のイメージセンサを2メガピクセルにすると、同アスペクト比では第1撮像光学系で得られる画面中央1/2の切り取り画像は第2撮像光学系の70mmと同じ画角及び画素数となる。 When the image sensor of the first imaging optical system (35 mm in terms of 35 mm film) is 8 effective megapixels, the image sensor of the second imaging optical system (70 mm-105 mm in terms of 35 mm film) is 2 megapixels. With the same aspect ratio, the cropped image at the center of the screen obtained by the first imaging optical system has the same angle of view and the same number of pixels as 70 mm of the second imaging optical system.
このように、同じ光学系でもイメージセンサの画素数を変えることによっても画角を変えることが可能であると同時に、第1撮像光学系で得られる画素ピッチが細かいため、撮影距離などの演算値算出精度を向上することができる。 Thus, even in the same optical system, it is possible to change the angle of view by changing the number of pixels of the image sensor, and at the same time, since the pixel pitch obtained by the first imaging optical system is fine, the calculated value such as the shooting distance Calculation accuracy can be improved.
また、本実施形態の処理は、ユーザによるシャッタボタンの半押し(S1)、あるいはデジタルカメラ10Aに設けられた「画角合わせモード」の設定に応じて実行することができる。ユーザはシャッタボタンあるいは「画角合わせモード」を操作し、デジタルカメラ10Aを被写体の方角に向けるだけで被写体に応じた画角で撮影することができる。 Further, the processing of the present embodiment can be executed according to the half-press (S1) of the shutter button by the user or the setting of the “viewing angle adjustment mode” provided in the digital camera 10A. The user can take a picture with an angle of view according to the subject simply by operating the shutter button or the “viewing angle adjustment mode” and directing the digital camera 10A toward the subject.
また、本実施形態ではデジタルカメラ10A側で適正画角を演算して撮影画角を自動制御しているが、デジタルカメラ10A側で設定した適正画角をユーザが微調整できる操作手段を設けてもよく、制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ40は操作手段により適正画角がユーザにより微調整された場合、これを学習して次回の適正画角に反映させることも好適である(適正画角のカスタマイズ)。具体的には、操作手段での操作量に応じて係数Cを増減調整すればよい。
In this embodiment, the appropriate angle of view is calculated on the digital camera 10A side and the shooting angle of view is automatically controlled. However, an operation means is provided that allows the user to finely adjust the appropriate angle of view set on the digital camera 10A side. The control processor and
また、被写体の特徴部分を抽出して適正画角を設定する場合、ユーザが適正画角演算の基準となる特徴部分を基本パターンの中から入力設定できるように構成してもよい。 Further, when the feature portion of the subject is extracted and an appropriate angle of view is set, the user may be configured to input and set the feature portion that is a reference for calculating the appropriate angle of view from the basic pattern.
2 固定焦点距離レンズ、3 ズームレンズ、12 第1イメージセンサ、14 第2イメージセンサ、40 制御プロセッサ及びタイミングジェネレータ、50 画像プロセッサ。 2 fixed focal length lens, 3 zoom lens, 12 first image sensor, 14 second image sensor, 40 control processor and timing generator, 50 image processor.
Claims (9)
第2撮像光学系と、
前記第1撮像光学系で得られた相対的に広画角の画像から被写体に対する適正画角を演算する演算手段と、
前記演算手段で演算された前記適正画角となるように前記第2撮像光学系の画角を制御して撮影する制御手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 A first imaging optical system;
A second imaging optical system;
Computing means for computing an appropriate angle of view with respect to a subject from an image with a relatively wide angle of view obtained by the first imaging optical system;
Control means for controlling the angle of view of the second imaging optical system so as to obtain the appropriate angle of view calculated by the calculating means;
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems.
前記第1撮像光学系は第1レンズを有し、
前記第2撮像光学系は前記第1レンズよりも相対的に狭画角の第2レンズを有する
ことを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus of claim 1.
The first imaging optical system includes a first lens;
The second imaging optical system includes a second lens having a relatively narrow angle of view than the first lens. An imaging apparatus having a plurality of optical systems.
前記演算手段は、
前記画像内の複数ポイントあるいは複数エリアにおける被写体距離を検出する手段と、
前記被写体距離の分布に基づき前記適正画角を演算する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus according to claim 1,
The computing means is
Means for detecting subject distances at a plurality of points or a plurality of areas in the image;
Means for calculating the appropriate angle of view based on the distribution of the subject distance;
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems.
前記演算手段は前記被写体距離のうちの最至近距離群を抽出し、前記最至近距離群の被写体に外接ないし内包するような矩形領域を前記適正画角として演算することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus of claim 3.
The computing means extracts the closest distance group of the subject distances, and calculates a rectangular area circumscribing or enclosing the subject in the nearest distance group as the appropriate field angle. An imaging apparatus having
前記演算手段は、
前記画像内の被写体固有の特徴部分を検出する手段と、
前記特徴部分に基づき前記適正画角を演算する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus according to claim 1,
The computing means is
Means for detecting subject-specific features in the image;
Means for calculating the appropriate angle of view based on the characteristic portion;
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems.
前記演算手段は前記特徴部分として人物の顔部を検出することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus of claim 5.
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems, wherein the calculating means detects a human face as the characteristic portion.
前記演算手段は、
撮影モードに応じて前記画像内の特徴部分を検出する手段と、
前記特徴部分に基づき前記適正画角を演算する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus according to claim 1,
The computing means is
Means for detecting a characteristic portion in the image according to a shooting mode;
Means for calculating the appropriate angle of view based on the characteristic portion;
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems.
前記被写体の動きを検出する手段と、
を有し、前記演算手段は前記動きに基づき前記適正画角を演算することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus according to claim 1, further comprising:
Means for detecting movement of the subject;
An imaging apparatus having a plurality of optical systems, wherein the calculation means calculates the appropriate angle of view based on the movement.
前記被写体が前記適正画角に制御された前記第2撮像光学系の画角から逸脱したか否かを検出する手段と、
を有し、前記制御手段は前記被写体が逸脱した場合に前記第1撮像光学系の画角を前記適正画角に制御して撮影する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。 The apparatus according to claim 1, further comprising:
Means for detecting whether or not the subject has deviated from the angle of view of the second imaging optical system controlled to the appropriate angle of view;
And when the subject deviates, the control means controls the angle of view of the first imaging optical system to the appropriate angle of view and shoots,
An image pickup apparatus having a plurality of optical systems.
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