JP5326345B2 - 撮影装置 - Google Patents

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本発明は、撮影装置に関する。
従来から、複数の光学系を有する撮影装置が知られる。このような撮影装置の一例として、特許文献1の電子カメラは、被写体撮影用のメインカメラと、撮影者自身を撮影する、いわゆる自分撮り用のサブカメラとを有する。なお、サブカメラを自分撮り用として使用する場合には、サブカメラと撮影者との距離はほぼ決まった値となるため、サブカメラにズーム機能は備えられていなかった。
ところが、上述した電子カメラにおいて、サブカメラをメインカメラと同じ方向に向けて撮影する場合、すなわち、サブカメラを自分撮り用として使用しない場合には、被写体距離は至近から無限まで様々であるため、ズーム機能がないと撮影範囲が固定されてしまい、使い勝手が悪いという問題があった。
特開2006−33611号公報
本発明の課題は、好適な撮影を実現できる撮影装置を提供することである。
一つの観点によれば、撮影装置は、第1の被写体の像を形成する第1光学系と第1光学系の画角を調整する画角調整部と、第1の被写体の少なくとも一部を含む被写体の像を形成する第2光学系を有する交換レンズ鏡筒が内蔵するメモリから交換レンズ鏡筒の種類に対応するレンズ情報を取得する制御部とを含み、制御部は、第2光学系の画角が広くなるほど第1光学系の画角が広くなり、第2光学系の画角が狭くなるほど第1光学系の画角が狭くなるように画角調整部を制御し、かつ、レンズ情報に基づいて交換レンズ鏡筒がテレ系のズームレンズであると判断したとき、レンズ情報に基づいて交換レンズ鏡筒がワイド系のズームレンズであると判断したときよりも、第1光学系の画角を第2光学系の画角で除算した値が大きくなるように画角調整部を制御する。
なお、好ましくは、制御部は、第1光学系の画角が第2光学系の画角よりも広くなるように画角調整部を制御してもよい。
また、好ましくは、制御部は、第1光学系の画角と第2光学系の画角との比が所定の値になるように、画角調整部を制御しても良い。
また、好ましくは、制御部は、第1光学系の焦点距離と第2光学系の焦点距離との比が所定の値になるように、画角調整部を制御しても良い。
また、好ましくは、第1光学系及び第2光学系の少なくとも一方の画角に関する情報を記録した記録部を有し、制御部は、記録部に記録された画角に関する情報に応じて、画角調整部を制御してもよい。
また、好ましくは、前記第1光学系により形成された前記第1の被写体の像を光電変換する第1撮像素子と、前記第2光学系により形成された前記被写体の像を光電変換する第2撮像素子とを有し、前記第2撮像素子の画素数は、前記第1撮像素子の画素数よりも少なくても良い。
また、好ましくは、第1撮像素子から得られる画像信号、及び第2撮像素子から得られる画像信号を用いて、デジタル信号に変換後の信号処理を個別に行う第1、及び第2の画像処理部を有しても良い。
本発明の撮影装置によれば、2つの光学系を用いて好適な撮影を実現することができる。
(第1実施形態)
以下、図面を用いて本発明の第1実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明の撮影装置の一例として、電子カメラを用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態における電子カメラの外観図である。図1に示すように、電子カメラ1は、カメラボディ10、サブ光学系20、メイン光学系30を備える。なお、サブ光学系20の光軸とメイン光学系30の光軸とは平行する。
図2は、本発明の実施形態における電子カメラの構成を示すブロック図である。図2に示すように、電子カメラ1は、サブ光学系20、レンズ駆動部22、サブ撮像素子23、A/D変換部24、バッファメモリ25、画像処理部26、制御部27、メイン光学系30、レンズ駆動部32、レンズ内蔵メモリ33、メイン撮像素子34、A/D変換部35、バッファメモリ36、画像処理部37、表示部38、操作部39、記録I/F部40、記録媒体41を備える。なお、メイン光学系30、レンズ駆動部32、レンズ内蔵メモリ33は、カメラボディ10に取り外しが可能な交換レンズ鏡筒に備えられている。
サブ光学系20は、撮像レンズ21、不図示の絞りなどを有する。撮像レンズ21は、サブ撮像素子23の撮像面に第1の被写体の像を結像する。撮像レンズ21は、サブ撮像素子23での結像位置を調節する焦点調節レンズと、焦点距離を調節するズームレンズとを含む複数のレンズ群で構成される。レンズ駆動部22は、制御部27の出力に基づいて、撮像レンズ21の光軸方向の位置を調節する。
サブ撮像素子23は、撮像レンズ21を通過した光束による第1の被写体の像を光電変換し、アナログの画像信号を出力する。撮影モードにおいて、サブ撮像素子23は、後述のレリーズ釦が全押しされると記録用画像(第1の本画像)を撮像する。また、サブ撮像素子23の出力は、撮影待機時に、後述する制御部27により撮影シーンの解析に使用される。サブ撮像素子23の出力は、A/D変換部24に接続される。A/D変換部24は、サブ撮像素子23の出力信号のA/D変換を行う。A/D変換部24の出力は、画像処理部26に接続される。
画像処理部26は、A/D変換部24から出力されたデータに各種の画像処理(ホワイトバランス調整、色補間、階調変換処理、輪郭強調処理など)を施す。また、画像処理部26は、記録媒体41に画像のデータを記録する前にJPEG形式などで圧縮する処理や、圧縮された上記のデータを伸長復元する処理をも実行する。バッファメモリ25は、画像処理部26による画像処理の前工程や後工程で画像のデータを一時的に記録する。制御部27は、所定のシーケンスプログラムにしたがって、電子カメラ1の統括的な制御を行うプロセッサである。また、制御部27は、撮影時に必要となる各種演算(AF、AEなど)を実行する。
メイン光学系30は、撮像レンズ31、不図示の絞りなどを有する。撮像レンズ31は、メイン撮像素子34の撮像面に第2の被写体の像を結像する。撮像レンズ31は、メイン撮像素子34での結像位置を調節する焦点調節レンズと、焦点距離を調節するズームレンズとを含む複数のレンズ群で構成される。レンズ駆動部32は、制御部27の出力に基づいて、撮像レンズ31の光軸方向の位置を調節する。レンズ内蔵メモリ33は、交換レンズ鏡筒の種類を含むレンズ情報を記録する。レンズ内蔵メモリ33の出力は、制御部27に接続される。
メイン撮像素子34は、撮像レンズ31を通過した光束による第2の被写体の像を光電変換し、アナログの画像信号を出力する。撮影モードにおいて、メイン撮像素子34は、後述のレリーズ釦が全押しされると記録用画像(第2の本画像)を撮像する。また、メイン撮像素子34は、撮影待機時にも所定間隔ごとに間引き読み出しでスルー画像を撮像する。メイン撮像素子34の出力は、A/D変換部35に接続される。A/D変換部35は、メイン撮像素子34の出力信号のA/D変換を行う。A/D変換部35の出力は、画像処理部37に接続される。
画像処理部37は、A/D変換部35から出力されたデータに画像処理部26と同様の画像処理を施す。バッファメモリ36は、画像処理部37による画像処理の前工程や後工程で画像のデータを一時的に記録する。表示部38は、制御部27の制御により各種の画像を表示する。表示部38に表示される各種の画像は、サブ撮像素子23により撮像した第1の本画像、メイン撮像素子34により撮像した第2の本画像、スルー画像、記録媒体41に記録した画像、メニュー画面などを含む。操作部39は、レリーズ釦や操作釦などを有する。レリーズ釦は、撮像動作の指示をユーザから受け付ける。操作釦は、上記のメニュー画面等での操作入力をユーザから受け付ける。なお、操作部39の状態は制御部27により検知される。記録I/F部40は、記録媒体41を接続するためのコネクタが形成される。そして、記録I/F部40は、コネクタに接続された記録媒体41に対してデータの書き込み/読み込みを実行する。
なお、バッファメモリ25、画像処理部26、制御部27はそれぞれ接続される。また、バッファメモリ36、画像処理部37、制御部27はそれぞれ接続される。また、画像処理部26、画像処理部37、記録I/F部40の出力は、表示部38に接続される。
また、サブ光学系20の撮影領域の中心とメイン光学系30の撮影領域の中心とが一致するように、サブ光学系20の光軸とメイン光学系30の光軸とは、一致することが好ましい。また、制御部27は、メイン光学系30の画角がサブ光学系20の画角よりも狭くなるように各部を制御する。
ところで、従来から電子カメラや携帯電話などにおいて、通常撮影用のメインカメラの他に自分撮り用のサブカメラを搭載した機種が知られる。しかし、従来の機種では、サブカメラの焦点距離は固定されている。そのため、サブカメラをメインカメラと同じ方向に向けて撮影する場合には、画角や構図を変えることが容易ではなく、画像を表現するための機能としては不十分である。
例えば、メインカメラのレンズを望遠側にズームし、サブカメラのレンズを広角側に固定した場合に、それぞれのカメラにより得られた画像の例を図3に示す。図3に示すように、メインカメラにより得られた画像は頭切れしても、サブカメラにより得られた画像は頭切れしない。しかし、サブカメラの焦点距離は短いため、画像中の主要被写体(図3の例では人物)は小さい。そのため、主要被写体を拡大すると、拡大率が高くなって解像度が落ち、モザイクをかけたような画像となってしまう。
そこで、第1実施形態の電子カメラ1は、メイン光学系30の焦点距離に対応させて、サブ光学系20の焦点距離を調節する。これにより、メイン撮像素子34により撮像した第2の本画像が頭切れなどの失敗であっても、サブ撮像素子23により撮像した第1の本画像で救うことができる。また、サブ光学系20の画角に対する主要被写体の大きさが小さくならず、第1の本画像の主要被写体を拡大しても画質が低下するおそれを減らすことができる。
図4は、第1実施形態の電子カメラ1における撮像時の制御部27の動作を示すフローチャートである。
ステップS1で、制御部27は、撮影モードを開始する。例えば、制御部27は、メイン撮像素子34を制御して、スルー画像の撮像を開始する。
ステップS2で、制御部27は、メイン光学系30の焦点距離を調節する。例えば、制御部27は、ステップS1で撮像したスルー画像のデータに基づいて、レンズ駆動部32を制御して、撮像レンズ31の位置を調節する。
ステップS3で、制御部27は、サブ光学系20の焦点距離を調節する。例えば、制御部27は、レンズ駆動部22を制御して、ステップS2で調節したメイン光学系30の焦点距離とサブ光学系20の焦点距離との比率が所定の値になるように、撮像レンズ21の位置を調節する。なお、レンズ内蔵メモリ33に記録した交換レンズ鏡筒の種類に応じて、サブ光学系20の焦点距離とメイン光学系30の焦点距離との比率を変更しても良い。例えば、交換レンズ鏡筒がWIDE系のズームレンズである場合には、メイン光学系30の画角は広く、頭切れが少ないと考えられるため、比率を小さくする。一方、交換レンズ鏡筒がTELE系のズームレンズである場合には、手ブレの影響が大きいため、比率を大きくする。
ズームレンズの位置を広角側から望遠側に移動したときのサブ光学系20およびメイン光学系30の焦点距離変化の例を図5に示す。なお、ズームポジションは、ズームレンズの位置である。図5に示すように、サブ光学系20の焦点距離とメイン光学系30の焦点距離とは比例する。例えば、ズームポジションA1、A2、A3におけるサブ光学系20の焦点距離をfs1、fs2、fs3とし、メイン光学系30の焦点距離をfm1、fm2、fm3とすると、fs1/fm1=fs2/fm2=fs3/fm3となる。
また、サブ光学系20およびメイン光学系30の撮影範囲の例を図6に示す。なお、サブ光学系20の撮影範囲は、メイン光学系30の撮影範囲に対して左右、上下が均等(図6の例では、L1=L2、L3=L4)に、約10〜20%広くなることが好ましい。
ステップS4で、制御部27は、レリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦が全押しされた場合(YES)には、ステップS5に移行する。一方、レリーズ釦が全押しされない場合(NO)には、ステップS2に戻る。これにより、レリーズ釦が全押しされるまでステップS2からステップS3の処理が繰り返されることとなる。
ステップS5で、制御部27は、サブ撮像素子23を制御して、第1の本画像を撮像すると同時に、メイン撮像素子34を制御して、第2の本画像を撮像する。
ステップS6で、制御部27は、画像処理部26を制御して、ステップS5でサブ撮像素子23により撮像した第1の本画像のデータに画像処理を施す。また、制御部27は、画像処理部37を制御して、ステップS5でメイン撮像素子34により撮像した第2の本画像のデータに画像処理を施す。
ステップS7で、制御部27は、ステップS6で画像処理を施した第1の本画像のデータと第2の本画像のデータとを記録媒体41の別々のファイルに記録し、一連の処理を終了する。
第1実施形態の電子カメラは、メイン光学系30の焦点距離に対応させて、サブ光学系20の焦点距離を調節する。したがって、第1実施形態の電子カメラによれば、2つの光学系を同じ方向に向けて撮影する場合に、頭切れや構図不良などの失敗を防ぎつつ、所望の画質の画像を得ることができる。
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態における電子カメラの外観は、図1に示す第1実施形態の電子カメラの外観図と共通し、構成は、図2に示す第1実施形態の電子カメラのブロック図と共通するので重複説明を省略する。
ここで、焦点距離と画角との関係について説明する。一般的な撮像レンズでは、焦点距離と画角との関係は一定になる。そのため、第1実施形態で示したように、メイン光学系30の焦点距離に対応させて、サブ光学系20の焦点距離を調節すれば、サブ光学系20の画角とメイン光学系30の画角との比率は所定の値になる。しかし、高倍率ズームやインナーフォーカスを搭載した撮像レンズでは、光学上の特性から焦点距離と画角との関係が非線形になりやすい。そこで、第2実施形態の電子カメラ1は、メイン光学系30の画角に対応させて、サブ光学系20の画角を調整する。
図7は、第2実施形態の電子カメラ1における撮像時の制御部27の動作を示すフローチャートである。なお、第2実施形態のレンズ内蔵メモリ33は、交換レンズ鏡筒の種類を含むレンズ情報のほかに、メイン光学系30の画角情報のテーブルを記録する。この画角情報のテーブルには、撮像レンズ31の焦点調節レンズおよびズームレンズの位置と画角とを対応付けたデータが格納される。また、サブ光学系20の焦点距離と画角との関係は一定になることを前提に説明する。
ステップS11からステップS12において制御部27は、図4のステップS1からステップS2と同様の処理を行う。
ステップS13で、制御部27は、レンズ内蔵メモリ33に記録した画角情報のテーブルからステップS12で調節した撮像レンズ31の焦点調節レンズおよびズームレンズの位置に対応する画角を読み出す。
ステップS14で、制御部27は、サブ光学系20の画角を調整する。例えば、制御部27は、レンズ駆動部22を制御して、ステップS13で読み出したメイン光学系30の画角とサブ光学系20の画角との比率が所定の値になるように、撮像レンズ21の位置を調節する。なお、図4のステップS3と同様に、レンズ内蔵メモリ33に記録した交換レンズ鏡筒の種類に応じて、サブ光学系20の画角とメイン光学系30の画角との比率を変更しても良い。
ズームレンズの位置を望遠側から広角側に移動したときのサブ光学系20およびメイン光学系30の画角変化の例を図8に示す。なお、ズームポジションは、ズームレンズの位置である。図8に示すように、サブ光学系20の画角とメイン光学系30の画角とは比例する。例えば、ズームポジションB1、B2、B3におけるサブ光学系20の画角をAs1、As2、As3とし、メイン光学系の画角をAm1、Am2、Am3とすると、As1/Am1=As2/Am2=As3/Am3となる。なお、図4のステップS3と同様に、サブ光学系20の撮影範囲は、メイン光学系30の撮影範囲に対して左右、上下が均等に、約10〜20%広くなることが好ましい。
ステップS15からステップS18において制御部27は、図4のステップS4からステップS7と同様の処理を行う。
なお、第2実施形態では、サブ光学系20の焦点距離と画角との関係が一定になる例を示したが、非線形の場合にも対応できるとする。この場合、電子カメラ1は、不図示のメモリなどにサブ光学系20の画角情報のテーブルを予め備える。そして、制御部27は、ステップS14において、サブ光学系20の画角情報のテーブルに記録された画角情報に応じて、サブ光学系20の画角を調整すれば良い。
また、画角情報のテーブルには、画角のデータが格納される例を示したが、これに限らない。例えば、撮像レンズ31の焦点調節レンズおよびズームレンズの位置に対応する焦点距離など、メイン光学系30の画角を算出可能なデータでも良い。この場合、ステップS13において、制御部27は、レンズ内蔵メモリ33に記録した画角情報のテーブルから画角を算出可能なデータを読み出し、メイン光学系30の画角を算出すれば良い。
第2実施形態の電子カメラによれば、第1実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。特に、第2実施形態の電子カメラによれば、サブ光学系20およびメイン光学系30の少なくとも一方の焦点距離と画角との関係が非線形になる場合にも対応することができる。
(実施形態の補足)
なお、第1実施形態のステップS3において、レンズ内蔵メモリ33に記録した交換レンズ鏡筒の種類に応じて、サブ光学系20の焦点距離とメイン光学系30の焦点距離との比率を変更する例を示したが、これに限らない。例えば、撮影シーンに応じて、比率を変更する構成にしても良い。例えば、風景モードの場合には、メイン光学系30の画角が広い可能性が高いため、比率を小さくする。一方、ポートレートモードの場合には、比率を大きくする。また、操作部39の操作釦を介して予めユーザから比率の指定を受け付ける構成にしても良い。また、第2実施形態においても、撮影シーンに応じて、サブ光学系20の画角とメイン光学系30の画角との比率を変更する構成にしても良いし、操作部39の操作釦を介して予めユーザから比率の指定を受け付ける構成にしても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態の電子カメラ1は、メイン光学系30の画角をサブ光学系20の画角よりも狭くする。そのため、サブ撮像素子23の画素数をメイン撮像素子34の画素数と同等以上にすることが好ましい。なお、サブ撮像素子23とメイン撮像素子34とのピクセルサイズが同じになるように、それぞれの画素数を設定しても良い。また、XGA(eXtended Graphics Array)などパソコンのディスプレイ画面に合わせて、それぞれの画素数を制限しても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態の電子カメラ1において、サブ光学系20の光軸とメイン光学系30の光軸とは、一致することが好ましいとしたが、一致しなくても良い。
また、第1実施形態のステップS3において、サブ光学系20の焦点距離とメイン光学系30の焦点距離との比率が所定の値になるように、サブ光学系20の焦点距離を調節したが、これに限らない。例えば、メイン光学系30の画角に対してサブ光学系20の画角が二次関数的に広くなるように、サブ光学系20の焦点距離を調節する構成にしても良い。また、第2実施形態のステップS14においても同様の構成にしても良い。
また、第1実施形態のステップS7において、第1の本画像のデータと第2の本画像のデータとを記録媒体41の別々のファイルに記録する例を示したが、これに限らない。例えば、第1の本画像のデータと第2の本画像のデータとを同じファイルに記録する構成にしても良い。また、第2実施形態のステップS18においても同様の構成としても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態の電子カメラ1において、サブ撮像素子23により撮像した第1の本画像とメイン撮像素子34により撮像した第2の本画像とを表示部38に比較可能に表示するとともに、いずれかの本画像の選択をユーザから操作釦を介して受け付ける構成にしても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態の電子カメラ1において、メイン光学系30は、カメラボディ10に取り外しが可能な交換レンズ鏡筒に備えられるとしたが、これに限らない。例えば、サブ光学系20及びメイン光学系30が交換レンズ鏡筒に備えられる構成にしても良いし、サブ光学系20のみが交換レンズ鏡筒に備えられる構成にしても良い。
また、本発明の撮影装置の一例として電子カメラを用いて説明したが、その他のビデオカメラ、カメラ付きの携帯電話などにも本発明を同様に適用することができる。
第1実施形態の電子カメラの外観図である。 第1実施形態の電子カメラの構成を示すブロック図である。 メインカメラのレンズを望遠側にズームし、サブカメラのレンズを広角側に固定した場合に、それぞれのカメラにより得られた画像の例を示す図である。 第1実施形態の電子カメラ1における撮像時の制御部27の動作を示すフローチャートである。 第1実施形態のサブ光学系20およびメイン光学系30の焦点距離変化の例を示す図である。 第1実施形態のサブ光学系20およびメイン光学系30の撮影範囲の例を示す図である。 第2実施形態の電子カメラ1における撮像時の制御部27の動作を示すフローチャートである。 第2実施形態のサブ光学系20およびメイン光学系30の画角変化の例を示す図である。
符号の説明
1…電子カメラ、20…サブ光学系、21…撮像レンズ、22…レンズ駆動部、23…サブ撮像素子、27…制御部、30…メイン光学系、31…撮像レンズ、32…レンズ駆動部、33…レンズ内蔵メモリ、34…メイン撮像素子

Claims (7)

  1. 第1の被写体の像を形成する第1光学系と
    記第1光学系の画角を調整する画角調整部と
    前記第1の被写体の少なくとも一部を含む被写体の像を形成する第2光学系を有する交換レンズ鏡筒が内蔵するメモリから前記交換レンズ鏡筒の種類に対応するレンズ情報を取得する制御部とを含み、
    前記制御部は、前記第2光学系の画角が広くなるほど前記第1光学系の画角が広くなり、前記第2光学系の画角が狭くなるほど前記第1光学系の画角が狭くなるように前記画角調整部を制御し、かつ、
    前記レンズ情報に基づいて前記交換レンズ鏡筒がテレ系のズームレンズであると判断したとき、前記レンズ情報に基づいて前記交換レンズ鏡筒がワイド系のズームレンズであると判断したときよりも、前記第1光学系の画角を前記第2光学系の画角で除算した値が大きくなるように前記画角調整部を制御することを特徴とする撮影装置。
  2. 請求項1に記載された撮影装置であって、
    前記制御部は、前記第1光学系の画角が前記第2光学系の画角よりも広くなるように、前記画角調整部を制御する
    ことを特徴とする撮影装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載された撮影装置であって、
    前記制御部は、前記第1光学系の画角と前記第2光学系の画角との比が所定の値になるように、前記画角調整部を制御する
    ことを特徴とする撮影装置。
  4. 請求項1から請求項3までの何れか1項に記載された撮影装置であって、
    前記制御部は、前記第1光学系の焦点距離と前記第2光学系の焦点距離との比が所定の値になるように、前記画角調整部を制御する
    ことを特徴とする撮影装置。
  5. 請求項1から請求項4までの何れか1項に記載された撮影装置であって、
    前記第1光学系及び第2光学系の少なくとも一方の画角に関する情報を記録した記録部を有し、
    前記制御部は、前記記録部に記録された前記画角に関する情報に応じて、前記画角調整部を制御する
    ことを特徴とする撮影装置。
  6. 請求項1から請求項5までの何れか1項に記載された撮影装置であって、
    前記第1光学系により形成された前記第1の被写体の像を光電変換する第1撮像素子と、
    前記第2光学系により形成された前記被写体の像を光電変換する第2撮像素子とを有し、
    前記第2撮像素子の画素数は、前記第1撮像素子の画素数よりも少ない
    ことを特徴とする撮影装置。
  7. 請求項6に記載された撮影装置であって、
    前記第1撮像素子から得られる画像信号、及び前記第2撮像素子から得られる画像信号を用いて、デジタル信号に変換後の信号処理を個別に行う第1、及び第2の画像処理部を有する
    ことを特徴とする撮影装置。
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