ズーム機構付き撮像装置。
【課題】投射装置や撮像装置において、モードに応じてズーム範囲を最大限に拡大できるようにする。
【解決手段】像高の異なる複数のモードに設定する際に、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する。投射装置では、例えば、縦長画面、ワイド画面、台形補正時に、ズーム範囲を拡大できる。撮像装置では、縦長撮影、パノラマ撮影、ディジタルズーム設定時に、ズーム範囲を拡大できる。
【解決手段】像高の異なる複数のモードに設定する際に、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する。投射装置では、例えば、縦長画面、ワイド画面、台形補正時に、ズーム範囲を拡大できる。撮像装置では、縦長撮影、パノラマ撮影、ディジタルズーム設定時に、ズーム範囲を拡大できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム機構付きの投射装置や撮像装置に関するもので、特に、ズーム範囲の設定に係わる。
【背景技術】
【０００２】
表示素子により光源から光を映像信号により変調させ、投影レンズによりスクリーンに投影する投射装置では、特許文献１に示されているように、投影レンズを移動させてズームが設定される。このズームの範囲は、画面上の最もレンズの端に来る位置で、解像性能許容限界値以上になるように、設定されている。
【０００３】
つまり、投射装置には、図２２に示すように、表示素子１０１に対して投影レンズ１０２が配置されている。標準方式では、画面のアスペクト比は（４：３）の横長の画面で、表示素子１０１としては、アスペクト比（４：３）の表示素子が横長に配置される。
【０００４】
レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画面の領域Ａ１０１の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端の位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。画面の領域Ａ１０１の他の部分は、位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２より光軸に近いので、位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２で必要とされる解像性能許容限界値が維持されていれば、他の位置では必要とされる解像性能許容限界値が維持されていると言える。このことから、ズームの設定範囲は、光軸の中心から対角端までの距離、すなわち像高に依存すると言える。
【０００５】
ここで、横長に配置されたアスペクト比（４：３）の表示素子１０１に、アスペクト比（３：４）の縦長の画面を表示したとする。この場合、図２３に示すように、横長画面での表示したときに比べて、像高が小さくなる。すなわち、図２３に示すように、横長画面のときの領域Ａ１０１では、その最大像高は、距離Ｈａ１０１となる。これに対して、縦長画面のときの領域Ｂ１０１では、その最大像高は、距離Ｈｂ１０１となり、明らかに、その像高が小さくなる。よって、横長の表示素子で、縦長の画面を表示する場合には、ズーム範囲を拡大できると考えられる。
【０００６】
また、この関係は、投射装置ばかりでなく、撮像装置の場合にも当てはまる。撮像装置では、撮像画像を撮像レンズにより撮像素子に集光し、撮像素子で光電変換して画像を取り込み、レンズ鏡筒を移動させてズームが設定される。このズームの範囲は、画面上の最もレンズの端に来る位置で、解像性能許容限界値以上になるように、設定されている。
【０００７】
つまり、撮像装置には、図２４に示すように、撮像素子１１１に対して撮像レンズ１１２が配置されている。標準方式では、撮像素子１１１としては、横長の撮像素子が用いられる。
【０００８】
レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画面の領域Ａ１１１の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端の位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。画面の領域Ａ１１１の他の部分は、位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４より光軸に近いので、位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４で必要とされる解像性能許容限界値が維持されていれば、他の位置では必要とされる解像性能許容限界値が維持されていると言える。このことから、ズームの設定範囲は、光源の中心から対角端までの距離、すなわち像高に依存すると言える。
【０００９】
ここで、横長に配置された撮像素子１１１に、縦長の画面を撮像したとする。この場合、図２５に示すように、横長画面での撮像したときに比べて、像高が小さくなる。すなわち、図２５に示すように、横長画面のときの領域Ａ１１１では、その最大像高は、距離Ｈａ１１１となる。これに対して、縦長画面のときの領域Ｂ１１１では、その最大像高は、距離Ｈｂ１１１となり、明らかに、その像高が小さくなる。よって、横長の撮像素子で、縦長の画面を撮像する場合には、ズーム範囲を拡大できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−４７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、投射装置では、例えば、横長に配置された表示素子に、縦長の画面を表示すると、その像高が小さくなる。このことから、縦長の画面を表示する場合には、ズーム範囲を拡張できると考えられる。しかしながら、従来では、横長画面を表示する場合も縦長画面を表示する場合も、ズーム範囲が同じに設定されている。
【００１２】
同様に、撮像装置では、例えば、横長に配置された撮像素子に、縦長の画面を撮像すると、その像高が小さくなる。このことから、縦長の画面を撮像する場合には、ズーム範囲を拡張できると考えられる。しかしながら、従来では、横長画面を撮像する場合も縦長画面を撮像する場合も、ズーム範囲が同じに設定されている。
【００１３】
本発明は、上述の課題を鑑み、モードに応じてズーム範囲を最大限に拡大できるようにしたズーム付き投射装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために、本発明は、光源からの光を映像信号により変調させる表示素子と、前記表示素子からの光をスクリーンに投射する投影レンズと、前記投影レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、像高が小さくなるモードでは、前記投影レンズのズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、を有することを特徴とするズーム機構付き投射装置である。
【００１５】
本発明は、撮像レンズと、入射光を光電変換する撮像素子と、前記撮像レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、を有することを特徴とするズーム機構付き撮像装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定することで、画像をより拡大することができる。投射装置では、例えば、縦長画面、ワイド画面、台形補正時に、ズーム範囲を拡大できる。撮像装置では、縦長撮影、パノラマ撮影、ディジタルズーム設定時に、ズーム範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】横長モードと縦長モードとの説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【図６】標準画面モードとワイド画面モードとの説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【図１０】台形補正の説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態のブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態の説明図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の説明図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１９】本発明の第６の実施形態のブロック図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態の説明図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態によるズーム設定の説明に用いるグラフである。
【図２２】従来の投射装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２３】従来の投射装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２４】従来の撮像装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２５】従来の撮像装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の投射装置の構成を示すものである。図１において、入力端子１１には、画像信号が供給される。入力端子１１からの画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１２でディジタル化され、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）駆動回路１３に送られる。ＤＭＤ駆動回路１３は、種々の入力画像信号に対して、その入力画像信号の形態に応じて、同期分離、ＹＣ分離、ＩＰ変換、解像度変換、色変換、台形補正等の映像信号処理を行う。ここで、ＹＣ分離は、輝度信号とクロマ信号とを分離する処理である。ＩＰ変換は、インターレース走査からプログレシブ走査への変換である。そして、ＤＭＤ駆動回路１３は、入力画像信号に基づくＲＧＢの面順次の画像信号を形成する。この面順次の画像信号は、ＤＭＤ駆動信号として、ＤＭＤ素子１４に供給される。
【００１９】
ＤＭＤ素子１４は、その表面に多数の微小なミラーを配置し、その角度を画素毎に変えられる空間光変調素子である。ＤＭＤ駆動回路１３からのＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ素子１４に与えられると、ＤＭＤ素子１４の表面の微少なミラーの角度が変えられ、これにより光の進路が変えられ、画素単位で光のオン／オフが行われる。
【００２０】
また、ＤＭＤ駆動回路１３で分離された垂直同期信号は、タイミング生成回路１５に供給される。タイミング生成回路１５で、入力映像信号の垂直同期信号に基づいて、タイミング信号が形成される。このタイミング信号がモータ駆動回路１６に供給される。カラーホイール１７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に塗る分けられたホイールである。カラーホイール１７は、モータ駆動回路１６により、入力映像信号の垂直同期信号に同期して回転される。
【００２１】
光源２１は、コントローラ１の制御の基に、光源駆動回路２０により駆動される。光源２１からの光は、レンズ２２、カラーホイール１７を介して、ＤＭＤ素子１４に照射される。これにより、ＤＭＤ素子１４には、入力画像信号の垂直同期信号に同期して、ＲＧＢの光が順次照射される。
【００２２】
ＤＭＤ素子１４には、ＤＭＤ駆動回路１３から面順次の画像信号がＤＭＤ駆動信号として供給される。ＤＭＤ素子１４の表面の微少ミラーの角度は、ＤＭＤ駆動信号により変えられ、光の進路が変えられる。このため、ＤＭＤ素子１４の反射光は、ＤＭＤ駆動回路１３からのＤＭＤ駆動信号により画素単位で変調される。このＤＭＤ駆動信号により変調を受けた光は、投射光として、投影レンズ２３を介して拡大され、投射面２４に投射される。これにより、投射面２４には、画像が映し出される。投影レンズ２３は、レンズモータ２５により動かされる。ズームは、レンズモータ２５により投影レンズ２３が移動させることで設定される。
【００２３】
コントローラ１は、投射装置の全体の動作を制御している。コントローラ１には、入力キー２から各種の入力が与えられると共に、縦長／横長モードスイッチ３と、ズームスイッチ４からの入力が与えられる。ズームスイッチ４を操作すると、コントローラ１からズームモータ駆動回路２６にレンズ駆動信号が供給され、これにより、レンズモータ２５がレンズ移動手段となり、ズームが設定される。
【００２４】
縦長／横長モードスイッチ３は、横長モードと、縦長モードとを切り替えるためのスイッチ（モード設定手段）である。横長モードでは、図２（Ａ）に示すように、アスペクト比が例えば（４：３）の横長の画面が投影される。縦長モードは、図２（Ｂ）に示すように、アスペクト比が例えば（３：４）の縦長の画面が投影される。
【００２５】
本発明の第１の実施形態では、このように、投射装置において、ズーム機能を有し、横長モードと、縦長モードとが設定できる。なお、上述の例では、ＤＭＤ素子を用いたＤＬＰ（Digital
Light
Processing）方式の投射装置であるが、本発明は、このような方式の投射装置に限定されるものではない。ＣＲＴ方式の投射装置や液晶投射装置の場合にも同様に適用できる。
【００２６】
本発明の第１の実施形態では、横長のＤＭＤ素子１４を用いて、横長モードと縦長モードとが設定できる。縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張することができる。このことについて、以下に説明する。
【００２７】
ズーム機能を有する投射装置の投影レンズを設計する場合、表示素子（この場合にはＤＭＤ素子１４）の配置による最大像高まで、必要とされる解像性能許容限界値以上になるように設計している。レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画像の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。
【００２８】
例えば、通常、表示素子としてアスペクト比が例えば（４：３）の横長の素子が用いられ、横長モードでは、（４：３）の横長画面が投射される。これに対して、縦長モードの場合には、アスペクト比が例えば（４：３）の横長の表示素子に、（３：４）の縦長の画面が投射される。この場合、図２（Ｂ）に示すように、横長画面のときよりも、像高が小さくなる。このことから、縦長モードの場合には、横長モードの場合に比べて、設定できるズーム移動範囲は広がると考えられる。
【００２９】
図３は、このことをより詳細に説明したものである。図３（Ａ）は、投影レンズと投射画面との位置関係を示し、図３（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との関係を示している。ＭＴＦは、レンズ性能を評価する指標のひとつで、レンズの結像性能を知るために、被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表現したものである。
【００３０】
図３（Ａ）において、横長画面を投射する場合には、投影レンズと画像との関係は、領域Ａ１１で示すような関係となる。すなわち、横長画面では、対角端（画面における光軸を通る対角線に沿った端）が位置Ｐａ１１となり、短辺端（画面における光軸を通る短辺に沿った端）が位置Ｐａ１２となり、長辺端（画面における光軸を通る長辺に沿った端）が位置Ｐａ１３となる。この横長表示のときの領域Ａ１１の各位置Ｐａ１１〜Ｐａ１３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図３（Ｂ）において、曲線Ｑａ１１〜Ｑａ１３のようになる。
【００３１】
横長表示画面の領域Ａ１１においては、対角端が位置Ｐａ１１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１１のようになる。短辺端の位置Ｐａ１２が次にレンズの中心から離れているため、短辺端の位置Ｐａ１２のＭＴＦが次に悪く、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１２のようになる。長辺端の位置Ｐａ１３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１３のようになる。横長画面では、最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ１１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００３２】
これに対して、縦長の画面を投射した場合、投影レンズと画像との関係は、領域Ｂ１１で示すような関係となる。縦長の画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ１１でのＭＴＦ特性は、図３（Ｂ）において、特性Ｑｂ１１のようになる。縦長画面では、縦長表示のときの対角端の位置Ｐｂ１１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００３３】
特性Ｑａ１１と特性Ｑｂ１１とを比較すれば分かるように、縦長画面の場合には、横長画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画面において最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ１１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ１が設定されていたとすると、縦長画面にした場合には、同様のＭＴＦ特性が確保できるズーム範囲をＬｂ１に拡張することができる。
【００３４】
そこで、本発明の第１の実施形態では、図４に示すように、コントローラ１（制御手段）で、横長モードに設定されているか縦長モードに設定されているかを判断し、縦長モードか横長モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図４に示すように、横長モードか縦長モードかが判断される（ステップＳ１１）。横長モードの場合には、ズーム範囲がＬａ１に設定される（ステップＳ１２）。縦長モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ１に拡張される（ステップＳ１３）。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、横長モードと縦長モードとが設定でき、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、縦長モードで、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態では、標準画面モードと、ワイド画面モードとを設定するためのモードスイッチ５（モード設定手段）が設けられている。標準画面モードでは、図６（Ａ）に示すように、アスペクト比が（３：４）の標準画面が投射される。ワイド画面モードでは、図６（Ｂ）に示すように、アスペクト比が（１６：９）のワイド画面が投射される。本発明の第２の実施形態では、図６に示すように、ワイド画面に設定されると、標準画面の場合に比べて、像光が小さくなるので、ワイド画面モードに設定した場合には、標準画面モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３７】
図７は、このことを説明したものである。図７（Ａ）は、投影レンズと投射画面との位置関係を示し、図７（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００３８】
図７（Ａ）において、（３：４）の標準画面を投射する場合には、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ａ２１で示すような関係となる。すなわち、標準画面では、対角端が位置Ｐａ２１となり、短辺端が位置Ｐａ２２となり、長辺端が位置Ｐａ２３となる。この標準画面のときの領域Ａ２１の各位置Ｐａ２１〜Ｐａ２３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図７（Ｂ）において、曲線Ｑａ２１〜Ｑａ２３のようになる。
【００３９】
標準画面の領域Ａ２１においては、対角端が位置Ｐａ２１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２１のようになる。短辺端の位置Ｐａ２２が次にレンズの中心から離れているため、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２２のようになる。長辺端の位置Ｐａ２３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２３のようになる。標準画面では、最もレンズの端に来る横長表示対角端が位置Ｐａ２１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００４０】
これに対して、ワイド画面を投射した場合、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ｂ２１で示すような関係となる。ワイド画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ２１でのＭＴＦ特性は、図７（Ｂ）において、特性Ｑｂ２１のようになる。ワイド画面では、対角端の位置Ｐｂ２１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００４１】
特性Ｑａ２１と特性Ｑｂ２１とを比較すれば分かるように、ワイド画面の場合には、標準画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画像において最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ２１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ２が設定されていたとすると、ワイド画面に設定した場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲をＬｂ２に拡張することができる。
【００４２】
そこで、本発明の第２の実施形態では、図８に示すように、コントローラ１（制御手段）で、標準画面モードに設定されているかワイド画面モードに設定されているかを判断し、標準画面モードかワイド画面モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図８に示すように、アスペクト比が（４：３）の標準画面モードか、アスペクト比が（１６：９）のワイド画面モードかが判断される（ステップＳ２１）。標準画面モードの場合には、ズーム範囲がＬａ２に設定される（ステップＳ２２）。ワイド画面モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ２に拡張される（ステップＳ２３）。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態では、標準画面モードとワイド画面モードとが設定でき、ワイド画面モードに設定した場合には、標準画面モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、ワイド画面モードで、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態では、台形補正の設定スイッチ６（モード設定手段）が設けられており、この台形補正の設定スイッチ６により、歪みに応じた台形歪み補正を行うことができる。
【００４５】
台形歪みを行うと、図１０（Ａ）に示すようなに台形に歪んだ画面が、図１０（Ｂ）に示すように補正される。台形補正では、画面の一部を切り出して補正を行うため、図１０（Ｂ）に示すように、画面の像高が小さくなる。このことから、台形補正を行ったときには、設定できるズーム移動範囲を広げることができる。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４６】
図１１は、このことを詳細に説明したものである。図１１（Ａ）は、投影レンズと投射画像との位置関係を示し、図１１（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００４７】
図１１（Ａ）において、フル画面（台形補正を行っていない画面）で投射する場合には、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ａ３１で示すような関係となる。すなわち、フル画面では、対角端が位置Ｐａ３１となり、短辺端が位置Ｐａ３２となり、長辺端が位置Ｐａ３３となる。この標準画面のときの領域Ａ３１の各位置Ｐａ３１〜Ｐａ３３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１１（Ｂ）において、曲線Ｑａ３１〜Ｑａ３３のようになる。
【００４８】
フル画面の領域Ａ３１においては、対角端の位置Ｐａ３１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３１のようになる。短辺端の位置Ｐａ３２が次にレンズの中心から離れているため、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３２のようになる。長辺端の位置Ｐａ３３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３２のようになる。フル画面では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ３１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００４９】
これに対して、台形補正をした場合、投影レンズと画像との関係は、領域Ｂ３１で示すような関係となる。台形補正をした画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ３１でのＭＴＦ特性は、図１１（Ｂ）において、特性Ｑｂ３１のようになる。台形補正をした画面では、対角端の位置Ｐｂ３１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００５０】
特性Ｑａ３１と特性Ｑｂ３１とを比較すれば分かるように、台形補正をした画面の場合には、フル画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画像において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ３１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ３が設定されていたとすると、台形補正した画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ３に拡張できる。
【００５１】
本発明の第３の実施形態では、図１２に示すように、コントローラ１（制御手段）で、台形補正をしたかどうかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１２に示すように、台形補正を行っているかどうかが判断される（ステップＳ３１）。台形補正を行っていないフル画面の場合には、ズーム範囲がＬａ３に設定される（ステップＳ３２）。台形補正を行っている場合には、補正率に応じて、ズーム範囲がＬｂ３に拡張される（ステップＳ３３）。
【００５２】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態では、台形補正を行っている場合には、フル画面での表示に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、台形補正を行った画面で、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００５３】
＜第４の実施形態＞
図１３は、本発明の第４の実施形態を示すものである。前述の第１〜第３の実施形態では、本発明が投射装置に適用されている。これに対して、この実施形態では、撮像装置に適用されている。
【００５４】
図１３において、撮像レンズ５０を介された被写体の光学像が撮像素子５１に結像される。撮像素子５１は、その受光面に結像された被写体像光を光電変換する。撮像素子５１としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）撮像素子が用いられる。撮像素子の前面には、色フィルタが配列されている。色フィルタの配列の構成としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色系フィルタを用いる場合と、Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｙｅ（黄色）の補色系フィルタを用いる場合とがある。
【００５５】
撮像素子５１の出力信号は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）及びＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路５２を介して、Ａ／Ｄコンバータ５３に供給される。Ａ／Ｄコンバータ５３で画像信号がディジタル化される。Ａ／Ｄコンバータ５３の出力信号は、画像入力コントローラ５４を介して取り込まれる。
【００５６】
撮像素子５１の出力信号は、ＣＤＳ及びＡＧＣ回路５２を介して、Ａ／Ｄコンバータ５３でディジタル化された後に、プロセス回路５６に供給される。プロセス回路５６で、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス等の画像処理が行われる。この画像信号は、メモリ５７に一旦取り込まれる。そして、この画像信号は、ビデオエンコーダ５８に供給される。ビデオエンコーダ５８で、コンポーネントカラービデオ信号が形成され、このカラービデオ信号がモニタ６１に供給され、モニタ６１に、撮影中のモニタ画像が映出される。
【００５７】
画像を撮影する場合には、シャッターボタン７０が押される。シャッターボタン７０が押されると、そのときの画像が撮像素子５１に取り込まれ、そして、このときの１画面分の画像信号がメモリ５７に蓄積される。
【００５８】
メモリ５７に取り込まれた１画面分の画像信号は、画像圧縮／伸長回路５９に供給される。画像圧縮／伸長回路５９で、画像データが圧縮符号化される。画像データの圧縮方式としては、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）が用いられる。ＪＰＥＧはＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて画像圧縮するための規格である。なお、画像データの圧縮方式は、ＪＰＥＧに限定されるものではない。
【００５９】
圧縮符号化された画像信号は、メモリコントローラ６０を介して、記録媒体６２に供給され、記録媒体６２に記録される。記録媒体６２としては、フラッシュメモリを使ったカード型の着脱自在のメモリが用いられる。
【００６０】
再生モードでは、記録媒体６２の画像ファイルが開かれ、画像データが読み出される。記録媒体６２から読み出された画像データは、画像圧縮／伸長回路５９に供給される。画像圧縮／伸長回路５９により、画像信号の伸長処理が行われる。画像圧縮／伸長回路５９の出力がビデオエンコーダ５８に供給される。ビデオエンコーダ５８の出力信号がモニタ６１に供給され、モニタ６１に再生画像が映出される。
【００６１】
コントローラ６３は、撮像装置全体の制御を行っている。コントローラ６３には、シャッターボタン７０からのシャッター入力が与えられると共に、入力キー６４から種々の入力が与えられる。また、コントローラ６３には、ズームスイッチ６５が設けられる。ズームスイッチ６５が操作されると、ズームモータ駆動回路６６に制御信号が供給され、これにより、モータ７１（レンズ移動手段）が駆動され、ズームが可変される。
【００６２】
本発明の第４の実施形態では、横長の撮像素子５１が用いられ、縦長モードと横長モードとを設定するための縦長／横長モードスイッチ６７（モード設定手段）が設けられる。そして、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。
【００６３】
図１４は、このことを詳細に説明したものである。図１４（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図１４（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００６４】
図１４（Ａ）において、横長画面を撮影する場合には、撮影レンズと画像との関係は、領域Ａ４１で示すような関係となる。すなわち、横長画面では、対角端が位置Ｐａ４１となり、長辺端が位置Ｐａ４２となり、短辺端が位置Ｐａ４３となる。この横長画面のときの領域Ａ４１の各位置Ｐａ４１〜Ｐａ４３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１４（Ｂ）において、曲線Ｑａ４１〜Ｑａ４３のようになる。
【００６５】
横長画面の領域Ａ４１においては、対角端が位置Ｐａ４１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４１のようになる。長辺端の位置Ｐａ４２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ４２のＭＴＦが次に悪く、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４２のようになる。短辺端の位置Ｐａ４３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４３のようになる。横長画面では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ４１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００６６】
これに対して、縦長の画面で撮影した場合には、撮影レンズと画像との関係は、領域Ｂ４１で示すような関係となる。縦長の画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ４１でのＭＴＦ特性は、図１４（Ｂ）において、特性Ｑｂ４１のようになる。縦長画面では、縦長表示のときの対角端の位置Ｐｂ４１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００６７】
特性Ｑａ４１と特性Ｑｂ４１とを比較すれば分かるように、縦長画面で撮影する場合には、横長画面で撮影する場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画面において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ４１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ４が設定されていたとすると、縦長画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ４に拡張することができる。
【００６８】
そこで、本発明の第４の実施形態では、図１５に示すように、コントローラ６３（制御手段）で、横長モードに設定されているか縦長モードに設定されているかを判断し、横長モードか縦長モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１４に示すように、横長モードか縦長モードかが判断される（ステップＳ４１）。横長モードの場合には、ズーム範囲がＬａ４に設定される（ステップＳ４２）。縦長モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ４に拡張される（ステップＳ４３）。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第４の実施形態では、横長モードの撮影と縦長モードの撮影とが設定でき、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、縦長モードで、より拡大した画面を撮影することが可能になる。
【００７０】
＜第５の実施形態＞
図１６は、本発明の第５の実施形態を示すものである。この実施形態では、通常撮影モードと、パノラマ撮影モードとを設定するためのパノラマ設定スイッチ６８（モード設定手段）が設けられている。そして、パノラマ撮影モードに設定した場合には、通常撮影モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。他の構成については、前述の第４の実施形態と同様である。
【００７１】
図１７は、このことを詳細に説明したものである。図１７（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図１７（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００７２】
図１７（Ａ）において、通常撮影の場合には、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ａ５１で示すような関係となる。すなわち、通常撮影画面では、対角端が位置Ｐａ５１となり、長辺端が位置Ｐａ５２となり、短辺端が位置Ｐａ５３となる。この通常撮影モードの画面のときの領域Ａ５１の各位置Ｐａ５１〜Ｐａ５３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１７（Ｂ）において、曲線Ｑａ５１〜Ｑａ５３のようになる。
【００７３】
通常撮影モードのときの画面の領域Ａ５１においては、対角端の位置Ｐａ５１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５１のようになる。長辺端の位置Ｐａ５２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ５２のＭＴＦが次に悪く、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５２のようになる。短辺端の位置Ｐａ５３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５３のようになる。通常撮影では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ５１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００７４】
これに対して、パノラマを撮影した場合、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ｂ５１で示すような関係となる。パノラマ撮影モードのときの画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦ特性は、図１７（Ｂ）において、特性Ｑｂ５１のようになる。パノラマ撮影モードの画面では、パノラマ撮影モードのとき領域Ｂ５１の対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００７５】
特性Ｑａ５１と特性Ｑｂ５１とを比較すれば分かるように、パノラマ撮影モードの場合には、通常撮影モードの場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、通常撮影モードにおいて最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ５１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ５が設定されていたとすると、パノラマ画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ５に拡張することができる。
【００７６】
そこで、本発明の第５の実施形態では、図１８に示すように、コントローラ６３（制御手段）で、通常撮影モードに設定されているのかパノラマ撮影モードに設定されているかを判断し、通常撮影モードかパノラマ撮影モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１８に示すように、通常撮影モードかパノラマ撮影モードかが判断される（ステップＳ５１）。通常撮影モードの場合には、ズーム範囲がＬａ５に設定される（ステップＳ５２）。パノラマ撮影の場合には、ズーム範囲がＬｂ５に拡張される（ステップＳ５３）。
【００７７】
以上説明したように、本発明の第５の実施形態では、通常撮影モードとパノラマ撮影モードとが設定でき、パノラマ撮影モードに設定した場合には、通常撮影モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、パノラマ撮影モードで、より拡大した画面を撮影することが可能になる。
【００７８】
＜第６の実施形態＞
図１９は、本発明の第６の実施形態を示すものである。この実施形態では、ディジタルズーム再拡大スイッチ６９（モード設定手段）が設けられる。このディジタルズーム再拡大スイッチ６９は、ディジタルズームに設定されたときには、ディジタルズームの設定値に応じて、更に、光学ズームを拡張できるようにするものである。他の構成については、前述の第４の実施形態と同様である。
【００７９】
すなわち、ディジタルズームは、画面の一部を切り出して拡大補間するものである。したがって、ディジタルズームを使用した場合には、像高が小さくなったことになり、通常撮影の場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。
【００８０】
図２０は、このことを詳細に説明したものである。図２０（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図２０（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００８１】
図２０（Ａ）において、ディジタルズームを行わない場合には、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ａ６１で示すような関係となる。すなわち、ディジタルズームを行わない画面では、対角端が位置Ｐａ６１となり、長辺端が位置Ｐａ６２となり、短辺端が位置Ｐａ６３となる。この横長表示のときの領域Ａ６１の各位置Ｐａ６１〜Ｐａ６３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図２０（Ｂ）において、曲線Ｑａ６１〜Ｑａ６３のようになる。
【００８２】
ディジタルズームを行わないときの画面の領域Ａ６１においては、対角端が位置Ｐａ６１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６１のようになる。長辺端の位置Ｐａ６２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ６２のＭＴＦが次に悪く、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６２のようになる。短辺端の位置Ｐａ６３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６３のようになる。ディジタルズームを行わないときには、最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ６１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００８３】
これに対して、ディジタルズームで撮影した場合、撮影レンズと切り出した画面との関係は、領域Ｂ６１で示すような関係となる。ディジタルズームで切り出した画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ６１でのＭＴＦ特性は、図２０（Ｂ）において、特性Ｑｂ６１のようになる。ディジタルズームを行ったときには、切り出した画面の領域Ｂ６１の対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００８４】
特性Ｑａ６１と特性Ｑｂ６１とを比較すれば分かるように、ディジタルズームの画面の場合には、通常撮影の画面長の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが上がる。したがって、通常画面において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ６１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ６が設定されていたとすると、ディジタルズームを行ったときの画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ６に拡張できる。
【００８５】
通常、光学ズームとディジタルズームとを備えた撮像装置においては、ズームスイッチによりズーム撮影を行った場合には、図２１（Ａ）に示すように、光学ズームで設定できる範囲では光学ズームでズームが行われ、それ以上では、光学ズームが一定で、ディジタルズームによりズームが設定される。
【００８６】
これに対して、この発明の第６の実施形態では、ディジタルズーム再拡大モードに設定すると、図２１（Ｂ）に示すように、ズームスイッチによりズーム撮影を行った場合には、光学ズームで設定できる範囲では光学ズームでズームが行われ、それ以上では、ディジタルズームによりズームが設定される。ディジタルズームによりズームが設定されるときには、ディジタルズームのズーム率に応じて、光学ズームの範囲が拡張できる。これにより、ディジタルズームを行っているときには、光学ズームにより、更に、撮影画面を再拡大することができる。
【００８７】
例えば、通常の光学ズームが３倍、ディジタルズームが２倍であるとすると、通常では、ズーム倍率は（３×２＝６）倍である。しかしながら、ディジタルズーム再拡大モードに設定すると、ディジタルズームを２倍に設定すると、光学ズームが３倍以上に拡大され、トータル６倍を越えるズームに拡大できる。
【００８８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、ＤＬＰ方式のプロジェクタのような投射装置や、ディジタルカメラのような撮像装置のズーム設定に用いることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１：コントローラ、
１３：ＤＭＤ駆動回路、
１４：ＤＭＤ素子、
２３：投影レンズ、
２５：レンズモータ、
２６：ズームモータ駆動回路、
５０：撮像レンズ、
５１：撮像素子、
６２：記録媒体、
６３：コントローラ、
７０：シャッターボタン、
７１：モータ、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム機構付きの投射装置や撮像装置に関するもので、特に、ズーム範囲の設定に係わる。
【背景技術】
【０００２】
表示素子により光源から光を映像信号により変調させ、投影レンズによりスクリーンに投影する投射装置では、特許文献１に示されているように、投影レンズを移動させてズームが設定される。このズームの範囲は、画面上の最もレンズの端に来る位置で、解像性能許容限界値以上になるように、設定されている。
【０００３】
つまり、投射装置には、図２２に示すように、表示素子１０１に対して投影レンズ１０２が配置されている。標準方式では、画面のアスペクト比は（４：３）の横長の画面で、表示素子１０１としては、アスペクト比（４：３）の表示素子が横長に配置される。
【０００４】
レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画面の領域Ａ１０１の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端の位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。画面の領域Ａ１０１の他の部分は、位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２より光軸に近いので、位置Ｐａ１０１及び位置Ｐａ１０２で必要とされる解像性能許容限界値が維持されていれば、他の位置では必要とされる解像性能許容限界値が維持されていると言える。このことから、ズームの設定範囲は、光軸の中心から対角端までの距離、すなわち像高に依存すると言える。
【０００５】
ここで、横長に配置されたアスペクト比（４：３）の表示素子１０１に、アスペクト比（３：４）の縦長の画面を表示したとする。この場合、図２３に示すように、横長画面での表示したときに比べて、像高が小さくなる。すなわち、図２３に示すように、横長画面のときの領域Ａ１０１では、その最大像高は、距離Ｈａ１０１となる。これに対して、縦長画面のときの領域Ｂ１０１では、その最大像高は、距離Ｈｂ１０１となり、明らかに、その像高が小さくなる。よって、横長の表示素子で、縦長の画面を表示する場合には、ズーム範囲を拡大できると考えられる。
【０００６】
また、この関係は、投射装置ばかりでなく、撮像装置の場合にも当てはまる。撮像装置では、撮像画像を撮像レンズにより撮像素子に集光し、撮像素子で光電変換して画像を取り込み、レンズ鏡筒を移動させてズームが設定される。このズームの範囲は、画面上の最もレンズの端に来る位置で、解像性能許容限界値以上になるように、設定されている。
【０００７】
つまり、撮像装置には、図２４に示すように、撮像素子１１１に対して撮像レンズ１１２が配置されている。標準方式では、撮像素子１１１としては、横長の撮像素子が用いられる。
【０００８】
レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画面の領域Ａ１１１の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端の位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。画面の領域Ａ１１１の他の部分は、位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４より光軸に近いので、位置Ｐａ１１１〜位置Ｐａ１１４で必要とされる解像性能許容限界値が維持されていれば、他の位置では必要とされる解像性能許容限界値が維持されていると言える。このことから、ズームの設定範囲は、光源の中心から対角端までの距離、すなわち像高に依存すると言える。
【０００９】
ここで、横長に配置された撮像素子１１１に、縦長の画面を撮像したとする。この場合、図２５に示すように、横長画面での撮像したときに比べて、像高が小さくなる。すなわち、図２５に示すように、横長画面のときの領域Ａ１１１では、その最大像高は、距離Ｈａ１１１となる。これに対して、縦長画面のときの領域Ｂ１１１では、その最大像高は、距離Ｈｂ１１１となり、明らかに、その像高が小さくなる。よって、横長の撮像素子で、縦長の画面を撮像する場合には、ズーム範囲を拡大できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−４７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、投射装置では、例えば、横長に配置された表示素子に、縦長の画面を表示すると、その像高が小さくなる。このことから、縦長の画面を表示する場合には、ズーム範囲を拡張できると考えられる。しかしながら、従来では、横長画面を表示する場合も縦長画面を表示する場合も、ズーム範囲が同じに設定されている。
【００１２】
同様に、撮像装置では、例えば、横長に配置された撮像素子に、縦長の画面を撮像すると、その像高が小さくなる。このことから、縦長の画面を撮像する場合には、ズーム範囲を拡張できると考えられる。しかしながら、従来では、横長画面を撮像する場合も縦長画面を撮像する場合も、ズーム範囲が同じに設定されている。
【００１３】
本発明は、上述の課題を鑑み、モードに応じてズーム範囲を最大限に拡大できるようにしたズーム付き投射装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために、本発明は、光源からの光を映像信号により変調させる表示素子と、前記表示素子からの光をスクリーンに投射する投影レンズと、前記投影レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、像高が小さくなるモードでは、前記投影レンズのズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、を有することを特徴とするズーム機構付き投射装置である。
【００１５】
本発明は、撮像レンズと、入射光を光電変換する撮像素子と、前記撮像レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、を有することを特徴とするズーム機構付き撮像装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定することで、画像をより拡大することができる。投射装置では、例えば、縦長画面、ワイド画面、台形補正時に、ズーム範囲を拡大できる。撮像装置では、縦長撮影、パノラマ撮影、ディジタルズーム設定時に、ズーム範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】横長モードと縦長モードとの説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【図６】標準画面モードとワイド画面モードとの説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【図１０】台形補正の説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態のブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態の説明図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の説明図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の説明に用いるフローチャートである。
【図１９】本発明の第６の実施形態のブロック図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態の説明図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態によるズーム設定の説明に用いるグラフである。
【図２２】従来の投射装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２３】従来の投射装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２４】従来の撮像装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【図２５】従来の撮像装置の像高とズームの関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の投射装置の構成を示すものである。図１において、入力端子１１には、画像信号が供給される。入力端子１１からの画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１２でディジタル化され、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）駆動回路１３に送られる。ＤＭＤ駆動回路１３は、種々の入力画像信号に対して、その入力画像信号の形態に応じて、同期分離、ＹＣ分離、ＩＰ変換、解像度変換、色変換、台形補正等の映像信号処理を行う。ここで、ＹＣ分離は、輝度信号とクロマ信号とを分離する処理である。ＩＰ変換は、インターレース走査からプログレシブ走査への変換である。そして、ＤＭＤ駆動回路１３は、入力画像信号に基づくＲＧＢの面順次の画像信号を形成する。この面順次の画像信号は、ＤＭＤ駆動信号として、ＤＭＤ素子１４に供給される。
【００１９】
ＤＭＤ素子１４は、その表面に多数の微小なミラーを配置し、その角度を画素毎に変えられる空間光変調素子である。ＤＭＤ駆動回路１３からのＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ素子１４に与えられると、ＤＭＤ素子１４の表面の微少なミラーの角度が変えられ、これにより光の進路が変えられ、画素単位で光のオン／オフが行われる。
【００２０】
また、ＤＭＤ駆動回路１３で分離された垂直同期信号は、タイミング生成回路１５に供給される。タイミング生成回路１５で、入力映像信号の垂直同期信号に基づいて、タイミング信号が形成される。このタイミング信号がモータ駆動回路１６に供給される。カラーホイール１７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に塗る分けられたホイールである。カラーホイール１７は、モータ駆動回路１６により、入力映像信号の垂直同期信号に同期して回転される。
【００２１】
光源２１は、コントローラ１の制御の基に、光源駆動回路２０により駆動される。光源２１からの光は、レンズ２２、カラーホイール１７を介して、ＤＭＤ素子１４に照射される。これにより、ＤＭＤ素子１４には、入力画像信号の垂直同期信号に同期して、ＲＧＢの光が順次照射される。
【００２２】
ＤＭＤ素子１４には、ＤＭＤ駆動回路１３から面順次の画像信号がＤＭＤ駆動信号として供給される。ＤＭＤ素子１４の表面の微少ミラーの角度は、ＤＭＤ駆動信号により変えられ、光の進路が変えられる。このため、ＤＭＤ素子１４の反射光は、ＤＭＤ駆動回路１３からのＤＭＤ駆動信号により画素単位で変調される。このＤＭＤ駆動信号により変調を受けた光は、投射光として、投影レンズ２３を介して拡大され、投射面２４に投射される。これにより、投射面２４には、画像が映し出される。投影レンズ２３は、レンズモータ２５により動かされる。ズームは、レンズモータ２５により投影レンズ２３が移動させることで設定される。
【００２３】
コントローラ１は、投射装置の全体の動作を制御している。コントローラ１には、入力キー２から各種の入力が与えられると共に、縦長／横長モードスイッチ３と、ズームスイッチ４からの入力が与えられる。ズームスイッチ４を操作すると、コントローラ１からズームモータ駆動回路２６にレンズ駆動信号が供給され、これにより、レンズモータ２５がレンズ移動手段となり、ズームが設定される。
【００２４】
縦長／横長モードスイッチ３は、横長モードと、縦長モードとを切り替えるためのスイッチ（モード設定手段）である。横長モードでは、図２（Ａ）に示すように、アスペクト比が例えば（４：３）の横長の画面が投影される。縦長モードは、図２（Ｂ）に示すように、アスペクト比が例えば（３：４）の縦長の画面が投影される。
【００２５】
本発明の第１の実施形態では、このように、投射装置において、ズーム機能を有し、横長モードと、縦長モードとが設定できる。なお、上述の例では、ＤＭＤ素子を用いたＤＬＰ（Digital
Light
Processing）方式の投射装置であるが、本発明は、このような方式の投射装置に限定されるものではない。ＣＲＴ方式の投射装置や液晶投射装置の場合にも同様に適用できる。
【００２６】
本発明の第１の実施形態では、横長のＤＭＤ素子１４を用いて、横長モードと縦長モードとが設定できる。縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張することができる。このことについて、以下に説明する。
【００２７】
ズーム機能を有する投射装置の投影レンズを設計する場合、表示素子（この場合にはＤＭＤ素子１４）の配置による最大像高まで、必要とされる解像性能許容限界値以上になるように設計している。レンズの性能は、その中心部分が最も良く、端に来る程、劣化する傾向にある。したがって、画像の中でレンズの最も端が使用されることになる対角端で、必要とされる解像性能許容限界値を維持するように、ズーム範囲を設定する必要がある。
【００２８】
例えば、通常、表示素子としてアスペクト比が例えば（４：３）の横長の素子が用いられ、横長モードでは、（４：３）の横長画面が投射される。これに対して、縦長モードの場合には、アスペクト比が例えば（４：３）の横長の表示素子に、（３：４）の縦長の画面が投射される。この場合、図２（Ｂ）に示すように、横長画面のときよりも、像高が小さくなる。このことから、縦長モードの場合には、横長モードの場合に比べて、設定できるズーム移動範囲は広がると考えられる。
【００２９】
図３は、このことをより詳細に説明したものである。図３（Ａ）は、投影レンズと投射画面との位置関係を示し、図３（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との関係を示している。ＭＴＦは、レンズ性能を評価する指標のひとつで、レンズの結像性能を知るために、被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表現したものである。
【００３０】
図３（Ａ）において、横長画面を投射する場合には、投影レンズと画像との関係は、領域Ａ１１で示すような関係となる。すなわち、横長画面では、対角端（画面における光軸を通る対角線に沿った端）が位置Ｐａ１１となり、短辺端（画面における光軸を通る短辺に沿った端）が位置Ｐａ１２となり、長辺端（画面における光軸を通る長辺に沿った端）が位置Ｐａ１３となる。この横長表示のときの領域Ａ１１の各位置Ｐａ１１〜Ｐａ１３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図３（Ｂ）において、曲線Ｑａ１１〜Ｑａ１３のようになる。
【００３１】
横長表示画面の領域Ａ１１においては、対角端が位置Ｐａ１１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１１のようになる。短辺端の位置Ｐａ１２が次にレンズの中心から離れているため、短辺端の位置Ｐａ１２のＭＴＦが次に悪く、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１２のようになる。長辺端の位置Ｐａ１３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図３（Ｂ）において、特性Ｑａ１３のようになる。横長画面では、最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ１１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００３２】
これに対して、縦長の画面を投射した場合、投影レンズと画像との関係は、領域Ｂ１１で示すような関係となる。縦長の画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ１１でのＭＴＦ特性は、図３（Ｂ）において、特性Ｑｂ１１のようになる。縦長画面では、縦長表示のときの対角端の位置Ｐｂ１１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００３３】
特性Ｑａ１１と特性Ｑｂ１１とを比較すれば分かるように、縦長画面の場合には、横長画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画面において最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ１１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ１が設定されていたとすると、縦長画面にした場合には、同様のＭＴＦ特性が確保できるズーム範囲をＬｂ１に拡張することができる。
【００３４】
そこで、本発明の第１の実施形態では、図４に示すように、コントローラ１（制御手段）で、横長モードに設定されているか縦長モードに設定されているかを判断し、縦長モードか横長モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図４に示すように、横長モードか縦長モードかが判断される（ステップＳ１１）。横長モードの場合には、ズーム範囲がＬａ１に設定される（ステップＳ１２）。縦長モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ１に拡張される（ステップＳ１３）。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、横長モードと縦長モードとが設定でき、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、縦長モードで、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態では、標準画面モードと、ワイド画面モードとを設定するためのモードスイッチ５（モード設定手段）が設けられている。標準画面モードでは、図６（Ａ）に示すように、アスペクト比が（３：４）の標準画面が投射される。ワイド画面モードでは、図６（Ｂ）に示すように、アスペクト比が（１６：９）のワイド画面が投射される。本発明の第２の実施形態では、図６に示すように、ワイド画面に設定されると、標準画面の場合に比べて、像光が小さくなるので、ワイド画面モードに設定した場合には、標準画面モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３７】
図７は、このことを説明したものである。図７（Ａ）は、投影レンズと投射画面との位置関係を示し、図７（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００３８】
図７（Ａ）において、（３：４）の標準画面を投射する場合には、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ａ２１で示すような関係となる。すなわち、標準画面では、対角端が位置Ｐａ２１となり、短辺端が位置Ｐａ２２となり、長辺端が位置Ｐａ２３となる。この標準画面のときの領域Ａ２１の各位置Ｐａ２１〜Ｐａ２３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図７（Ｂ）において、曲線Ｑａ２１〜Ｑａ２３のようになる。
【００３９】
標準画面の領域Ａ２１においては、対角端が位置Ｐａ２１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２１のようになる。短辺端の位置Ｐａ２２が次にレンズの中心から離れているため、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２２のようになる。長辺端の位置Ｐａ２３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図７（Ｂ）において、特性Ｑａ２３のようになる。標準画面では、最もレンズの端に来る横長表示対角端が位置Ｐａ２１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００４０】
これに対して、ワイド画面を投射した場合、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ｂ２１で示すような関係となる。ワイド画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ２１でのＭＴＦ特性は、図７（Ｂ）において、特性Ｑｂ２１のようになる。ワイド画面では、対角端の位置Ｐｂ２１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００４１】
特性Ｑａ２１と特性Ｑｂ２１とを比較すれば分かるように、ワイド画面の場合には、標準画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画像において最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ２１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ２が設定されていたとすると、ワイド画面に設定した場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲をＬｂ２に拡張することができる。
【００４２】
そこで、本発明の第２の実施形態では、図８に示すように、コントローラ１（制御手段）で、標準画面モードに設定されているかワイド画面モードに設定されているかを判断し、標準画面モードかワイド画面モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図８に示すように、アスペクト比が（４：３）の標準画面モードか、アスペクト比が（１６：９）のワイド画面モードかが判断される（ステップＳ２１）。標準画面モードの場合には、ズーム範囲がＬａ２に設定される（ステップＳ２２）。ワイド画面モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ２に拡張される（ステップＳ２３）。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態では、標準画面モードとワイド画面モードとが設定でき、ワイド画面モードに設定した場合には、標準画面モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、ワイド画面モードで、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態では、台形補正の設定スイッチ６（モード設定手段）が設けられており、この台形補正の設定スイッチ６により、歪みに応じた台形歪み補正を行うことができる。
【００４５】
台形歪みを行うと、図１０（Ａ）に示すようなに台形に歪んだ画面が、図１０（Ｂ）に示すように補正される。台形補正では、画面の一部を切り出して補正を行うため、図１０（Ｂ）に示すように、画面の像高が小さくなる。このことから、台形補正を行ったときには、設定できるズーム移動範囲を広げることができる。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４６】
図１１は、このことを詳細に説明したものである。図１１（Ａ）は、投影レンズと投射画像との位置関係を示し、図１１（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００４７】
図１１（Ａ）において、フル画面（台形補正を行っていない画面）で投射する場合には、投影レンズと投射画面との関係は、領域Ａ３１で示すような関係となる。すなわち、フル画面では、対角端が位置Ｐａ３１となり、短辺端が位置Ｐａ３２となり、長辺端が位置Ｐａ３３となる。この標準画面のときの領域Ａ３１の各位置Ｐａ３１〜Ｐａ３３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１１（Ｂ）において、曲線Ｑａ３１〜Ｑａ３３のようになる。
【００４８】
フル画面の領域Ａ３１においては、対角端の位置Ｐａ３１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３１のようになる。短辺端の位置Ｐａ３２が次にレンズの中心から離れているため、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３２のようになる。長辺端の位置Ｐａ３３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１１（Ｂ）において、特性Ｑａ３２のようになる。フル画面では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ３１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００４９】
これに対して、台形補正をした場合、投影レンズと画像との関係は、領域Ｂ３１で示すような関係となる。台形補正をした画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ３１でのＭＴＦ特性は、図１１（Ｂ）において、特性Ｑｂ３１のようになる。台形補正をした画面では、対角端の位置Ｐｂ３１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００５０】
特性Ｑａ３１と特性Ｑｂ３１とを比較すれば分かるように、台形補正をした画面の場合には、フル画面の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画像において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ３１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ３が設定されていたとすると、台形補正した画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ３に拡張できる。
【００５１】
本発明の第３の実施形態では、図１２に示すように、コントローラ１（制御手段）で、台形補正をしたかどうかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１２に示すように、台形補正を行っているかどうかが判断される（ステップＳ３１）。台形補正を行っていないフル画面の場合には、ズーム範囲がＬａ３に設定される（ステップＳ３２）。台形補正を行っている場合には、補正率に応じて、ズーム範囲がＬｂ３に拡張される（ステップＳ３３）。
【００５２】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態では、台形補正を行っている場合には、フル画面での表示に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、台形補正を行った画面で、より拡大した画面を投射することが可能になる。
【００５３】
＜第４の実施形態＞
図１３は、本発明の第４の実施形態を示すものである。前述の第１〜第３の実施形態では、本発明が投射装置に適用されている。これに対して、この実施形態では、撮像装置に適用されている。
【００５４】
図１３において、撮像レンズ５０を介された被写体の光学像が撮像素子５１に結像される。撮像素子５１は、その受光面に結像された被写体像光を光電変換する。撮像素子５１としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）撮像素子が用いられる。撮像素子の前面には、色フィルタが配列されている。色フィルタの配列の構成としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色系フィルタを用いる場合と、Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｙｅ（黄色）の補色系フィルタを用いる場合とがある。
【００５５】
撮像素子５１の出力信号は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）及びＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路５２を介して、Ａ／Ｄコンバータ５３に供給される。Ａ／Ｄコンバータ５３で画像信号がディジタル化される。Ａ／Ｄコンバータ５３の出力信号は、画像入力コントローラ５４を介して取り込まれる。
【００５６】
撮像素子５１の出力信号は、ＣＤＳ及びＡＧＣ回路５２を介して、Ａ／Ｄコンバータ５３でディジタル化された後に、プロセス回路５６に供給される。プロセス回路５６で、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス等の画像処理が行われる。この画像信号は、メモリ５７に一旦取り込まれる。そして、この画像信号は、ビデオエンコーダ５８に供給される。ビデオエンコーダ５８で、コンポーネントカラービデオ信号が形成され、このカラービデオ信号がモニタ６１に供給され、モニタ６１に、撮影中のモニタ画像が映出される。
【００５７】
画像を撮影する場合には、シャッターボタン７０が押される。シャッターボタン７０が押されると、そのときの画像が撮像素子５１に取り込まれ、そして、このときの１画面分の画像信号がメモリ５７に蓄積される。
【００５８】
メモリ５７に取り込まれた１画面分の画像信号は、画像圧縮／伸長回路５９に供給される。画像圧縮／伸長回路５９で、画像データが圧縮符号化される。画像データの圧縮方式としては、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）が用いられる。ＪＰＥＧはＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて画像圧縮するための規格である。なお、画像データの圧縮方式は、ＪＰＥＧに限定されるものではない。
【００５９】
圧縮符号化された画像信号は、メモリコントローラ６０を介して、記録媒体６２に供給され、記録媒体６２に記録される。記録媒体６２としては、フラッシュメモリを使ったカード型の着脱自在のメモリが用いられる。
【００６０】
再生モードでは、記録媒体６２の画像ファイルが開かれ、画像データが読み出される。記録媒体６２から読み出された画像データは、画像圧縮／伸長回路５９に供給される。画像圧縮／伸長回路５９により、画像信号の伸長処理が行われる。画像圧縮／伸長回路５９の出力がビデオエンコーダ５８に供給される。ビデオエンコーダ５８の出力信号がモニタ６１に供給され、モニタ６１に再生画像が映出される。
【００６１】
コントローラ６３は、撮像装置全体の制御を行っている。コントローラ６３には、シャッターボタン７０からのシャッター入力が与えられると共に、入力キー６４から種々の入力が与えられる。また、コントローラ６３には、ズームスイッチ６５が設けられる。ズームスイッチ６５が操作されると、ズームモータ駆動回路６６に制御信号が供給され、これにより、モータ７１（レンズ移動手段）が駆動され、ズームが可変される。
【００６２】
本発明の第４の実施形態では、横長の撮像素子５１が用いられ、縦長モードと横長モードとを設定するための縦長／横長モードスイッチ６７（モード設定手段）が設けられる。そして、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。
【００６３】
図１４は、このことを詳細に説明したものである。図１４（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図１４（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００６４】
図１４（Ａ）において、横長画面を撮影する場合には、撮影レンズと画像との関係は、領域Ａ４１で示すような関係となる。すなわち、横長画面では、対角端が位置Ｐａ４１となり、長辺端が位置Ｐａ４２となり、短辺端が位置Ｐａ４３となる。この横長画面のときの領域Ａ４１の各位置Ｐａ４１〜Ｐａ４３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１４（Ｂ）において、曲線Ｑａ４１〜Ｑａ４３のようになる。
【００６５】
横長画面の領域Ａ４１においては、対角端が位置Ｐａ４１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４１のようになる。長辺端の位置Ｐａ４２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ４２のＭＴＦが次に悪く、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４２のようになる。短辺端の位置Ｐａ４３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１４（Ｂ）において、特性Ｑａ４３のようになる。横長画面では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ４１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００６６】
これに対して、縦長の画面で撮影した場合には、撮影レンズと画像との関係は、領域Ｂ４１で示すような関係となる。縦長の画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ４１でのＭＴＦ特性は、図１４（Ｂ）において、特性Ｑｂ４１のようになる。縦長画面では、縦長表示のときの対角端の位置Ｐｂ４１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００６７】
特性Ｑａ４１と特性Ｑｂ４１とを比較すれば分かるように、縦長画面で撮影する場合には、横長画面で撮影する場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、横長画面において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ４１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ４が設定されていたとすると、縦長画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ４に拡張することができる。
【００６８】
そこで、本発明の第４の実施形態では、図１５に示すように、コントローラ６３（制御手段）で、横長モードに設定されているか縦長モードに設定されているかを判断し、横長モードか縦長モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１４に示すように、横長モードか縦長モードかが判断される（ステップＳ４１）。横長モードの場合には、ズーム範囲がＬａ４に設定される（ステップＳ４２）。縦長モードの場合には、ズーム範囲がＬｂ４に拡張される（ステップＳ４３）。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第４の実施形態では、横長モードの撮影と縦長モードの撮影とが設定でき、縦長モードに設定した場合には、横長モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、縦長モードで、より拡大した画面を撮影することが可能になる。
【００７０】
＜第５の実施形態＞
図１６は、本発明の第５の実施形態を示すものである。この実施形態では、通常撮影モードと、パノラマ撮影モードとを設定するためのパノラマ設定スイッチ６８（モード設定手段）が設けられている。そして、パノラマ撮影モードに設定した場合には、通常撮影モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。他の構成については、前述の第４の実施形態と同様である。
【００７１】
図１７は、このことを詳細に説明したものである。図１７（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図１７（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００７２】
図１７（Ａ）において、通常撮影の場合には、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ａ５１で示すような関係となる。すなわち、通常撮影画面では、対角端が位置Ｐａ５１となり、長辺端が位置Ｐａ５２となり、短辺端が位置Ｐａ５３となる。この通常撮影モードの画面のときの領域Ａ５１の各位置Ｐａ５１〜Ｐａ５３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図１７（Ｂ）において、曲線Ｑａ５１〜Ｑａ５３のようになる。
【００７３】
通常撮影モードのときの画面の領域Ａ５１においては、対角端の位置Ｐａ５１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５１のようになる。長辺端の位置Ｐａ５２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ５２のＭＴＦが次に悪く、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５２のようになる。短辺端の位置Ｐａ５３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図１７（Ｂ）において、特性Ｑａ５３のようになる。通常撮影では、最もレンズの端に来る対角端の位置Ｐａ５１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００７４】
これに対して、パノラマを撮影した場合、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ｂ５１で示すような関係となる。パノラマ撮影モードのときの画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦ特性は、図１７（Ｂ）において、特性Ｑｂ５１のようになる。パノラマ撮影モードの画面では、パノラマ撮影モードのとき領域Ｂ５１の対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００７５】
特性Ｑａ５１と特性Ｑｂ５１とを比較すれば分かるように、パノラマ撮影モードの場合には、通常撮影モードの場合に比べて、対角端でのＭＴＦが良好になる。したがって、通常撮影モードにおいて最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ５１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ５が設定されていたとすると、パノラマ画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ５に拡張することができる。
【００７６】
そこで、本発明の第５の実施形態では、図１８に示すように、コントローラ６３（制御手段）で、通常撮影モードに設定されているのかパノラマ撮影モードに設定されているかを判断し、通常撮影モードかパノラマ撮影モードかに応じて、ズーム範囲を設定するようにしている。すなわち、図１８に示すように、通常撮影モードかパノラマ撮影モードかが判断される（ステップＳ５１）。通常撮影モードの場合には、ズーム範囲がＬａ５に設定される（ステップＳ５２）。パノラマ撮影の場合には、ズーム範囲がＬｂ５に拡張される（ステップＳ５３）。
【００７７】
以上説明したように、本発明の第５の実施形態では、通常撮影モードとパノラマ撮影モードとが設定でき、パノラマ撮影モードに設定した場合には、通常撮影モードに設定した場合に比べて、ズーム移動範囲が拡張される。このため、パノラマ撮影モードで、より拡大した画面を撮影することが可能になる。
【００７８】
＜第６の実施形態＞
図１９は、本発明の第６の実施形態を示すものである。この実施形態では、ディジタルズーム再拡大スイッチ６９（モード設定手段）が設けられる。このディジタルズーム再拡大スイッチ６９は、ディジタルズームに設定されたときには、ディジタルズームの設定値に応じて、更に、光学ズームを拡張できるようにするものである。他の構成については、前述の第４の実施形態と同様である。
【００７９】
すなわち、ディジタルズームは、画面の一部を切り出して拡大補間するものである。したがって、ディジタルズームを使用した場合には、像高が小さくなったことになり、通常撮影の場合に比べて、ズーム移動範囲を拡張するようにしている。
【００８０】
図２０は、このことを詳細に説明したものである。図２０（Ａ）は、撮像レンズと撮像画面との位置関係を示し、図２０（Ｂ）は、レンズ上の各点でのズーム倍率とＭＴＦとの関係を示している。
【００８１】
図２０（Ａ）において、ディジタルズームを行わない場合には、撮影レンズと撮像画面との関係は、領域Ａ６１で示すような関係となる。すなわち、ディジタルズームを行わない画面では、対角端が位置Ｐａ６１となり、長辺端が位置Ｐａ６２となり、短辺端が位置Ｐａ６３となる。この横長表示のときの領域Ａ６１の各位置Ｐａ６１〜Ｐａ６３のズーム倍率とＭＴＦとの関係は、図２０（Ｂ）において、曲線Ｑａ６１〜Ｑａ６３のようになる。
【００８２】
ディジタルズームを行わないときの画面の領域Ａ６１においては、対角端が位置Ｐａ６１では、最もレンズの端に来るため、ＭＴＦが最も悪く、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６１のようになる。長辺端の位置Ｐａ６２が次にレンズの中心から離れているため、長辺端の位置Ｐａ６２のＭＴＦが次に悪く、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６２のようになる。短辺端の位置Ｐａ６３がレンズの中心に最も近いため、ＭＴＦが最も良好になり、図２０（Ｂ）において、特性Ｑａ６３のようになる。ディジタルズームを行わないときには、最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ６１で、満足するＭＴＦ（解像性能許容限界値以上）が得られる範囲をズーム範囲に設定する必要がある。
【００８３】
これに対して、ディジタルズームで撮影した場合、撮影レンズと切り出した画面との関係は、領域Ｂ６１で示すような関係となる。ディジタルズームで切り出した画面において、レンズの中心から最も遠くなる対角端の位置Ｐｂ６１でのＭＴＦ特性は、図２０（Ｂ）において、特性Ｑｂ６１のようになる。ディジタルズームを行ったときには、切り出した画面の領域Ｂ６１の対角端の位置Ｐｂ５１でのＭＴＦが満足する特性となるように、ズーム範囲を設定すれば良い。
【００８４】
特性Ｑａ６１と特性Ｑｂ６１とを比較すれば分かるように、ディジタルズームの画面の場合には、通常撮影の画面長の場合に比べて、対角端でのＭＴＦが上がる。したがって、通常画面において最もレンズの端に来る対角端が位置Ｐａ６１で、満足な画質が確保できるように、ズーム範囲Ｌａ６が設定されていたとすると、ディジタルズームを行ったときの画面の場合には、同様のＭＴＦが得られるズーム範囲を、Ｌｂ６に拡張できる。
【００８５】
通常、光学ズームとディジタルズームとを備えた撮像装置においては、ズームスイッチによりズーム撮影を行った場合には、図２１（Ａ）に示すように、光学ズームで設定できる範囲では光学ズームでズームが行われ、それ以上では、光学ズームが一定で、ディジタルズームによりズームが設定される。
【００８６】
これに対して、この発明の第６の実施形態では、ディジタルズーム再拡大モードに設定すると、図２１（Ｂ）に示すように、ズームスイッチによりズーム撮影を行った場合には、光学ズームで設定できる範囲では光学ズームでズームが行われ、それ以上では、ディジタルズームによりズームが設定される。ディジタルズームによりズームが設定されるときには、ディジタルズームのズーム率に応じて、光学ズームの範囲が拡張できる。これにより、ディジタルズームを行っているときには、光学ズームにより、更に、撮影画面を再拡大することができる。
【００８７】
例えば、通常の光学ズームが３倍、ディジタルズームが２倍であるとすると、通常では、ズーム倍率は（３×２＝６）倍である。しかしながら、ディジタルズーム再拡大モードに設定すると、ディジタルズームを２倍に設定すると、光学ズームが３倍以上に拡大され、トータル６倍を越えるズームに拡大できる。
【００８８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、ＤＬＰ方式のプロジェクタのような投射装置や、ディジタルカメラのような撮像装置のズーム設定に用いることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１：コントローラ、
１３：ＤＭＤ駆動回路、
１４：ＤＭＤ素子、
２３：投影レンズ、
２５：レンズモータ、
２６：ズームモータ駆動回路、
５０：撮像レンズ、
５１：撮像素子、
６２：記録媒体、
６３：コントローラ、
７０：シャッターボタン、
７１：モータ、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を映像信号により変調させる表示素子と、
前記表示素子からの光をスクリーンに投射する投影レンズと、
前記投影レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、
像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、
像高が小さくなるモードでは、前記投影レンズのズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、
を有することを特徴とするズーム機構付き投射装置。
【請求項２】
前記モードは、横長モードと縦長モードであり、前記縦長モードでは前記横長モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項３】
前記縦長モードでのズーム範囲の拡大は、前記横長モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項２に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項４】
前記モードは、標準画面モードとワイド画面モードであり、前記ワイド画面モードでは前記標準画面モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項５】
前記ワイド画面モードでのズーム範囲の拡大は、前記標準画面モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項４に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項６】
前記モードは、台形補正モードありと台形補正なしのモードであり、前記台形補正ありのモードでは前記台形補正なしのモードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項７】
前記台形補正ありのモードでのズーム範囲の拡大は、前記台形補正なしのモードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項６に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項８】
撮像レンズと、
入射光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、
像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、
像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、
を有することを特徴とするズーム機構付き撮像装置。
【請求項９】
前記モードは、横長モードと縦長モードであり、前記縦長モードでは前記横長モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とすることを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１０】
前記縦長モードでのズーム範囲の拡大は、前記横長モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項９に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１１】
前記モードは、通常撮影モードとパノラマ撮影モードであり、前記パノラマ撮影モードでは前記通常撮影モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１２】
前記パノラマ撮影モードでのズーム範囲の拡大は、前記通常撮影モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１３】
前記モードは、ディジタルズーム再拡大ありと再拡大なしのモードであり、前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでは前記再拡大なしのモードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１４】
前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでのズーム範囲の拡大は、前記再拡大なしのモードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１５】
ズームスイッチを操作すると、前記再拡大なしのモードでのズーム範囲まで光学ズームが行われ、前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでは、更に、ディジタルズームによりズームを行うと、光学ズームにより再拡大できるようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１】
光源からの光を映像信号により変調させる表示素子と、
前記表示素子からの光をスクリーンに投射する投影レンズと、
前記投影レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、
像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、
像高が小さくなるモードでは、前記投影レンズのズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、
を有することを特徴とするズーム機構付き投射装置。
【請求項２】
前記モードは、横長モードと縦長モードであり、前記縦長モードでは前記横長モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項３】
前記縦長モードでのズーム範囲の拡大は、前記横長モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項２に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項４】
前記モードは、標準画面モードとワイド画面モードであり、前記ワイド画面モードでは前記標準画面モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項５】
前記ワイド画面モードでのズーム範囲の拡大は、前記標準画面モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項４に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項６】
前記モードは、台形補正モードありと台形補正なしのモードであり、前記台形補正ありのモードでは前記台形補正なしのモードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項１記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項７】
前記台形補正ありのモードでのズーム範囲の拡大は、前記台形補正なしのモードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項６に記載のズーム機構付き投射装置。
【請求項８】
撮像レンズと、
入射光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像レンズのズームを設定するレンズ移動手段と、
像高の異なる複数のモードを選択的に設定するモード設定手段と、
像高が小さくなるモードでは、ズーム範囲を拡大するように、ズーム範囲を設定する制御手段と、
を有することを特徴とするズーム機構付き撮像装置。
【請求項９】
前記モードは、横長モードと縦長モードであり、前記縦長モードでは前記横長モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とすることを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１０】
前記縦長モードでのズーム範囲の拡大は、前記横長モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項９に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１１】
前記モードは、通常撮影モードとパノラマ撮影モードであり、前記パノラマ撮影モードでは前記通常撮影モードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１２】
前記パノラマ撮影モードでのズーム範囲の拡大は、前記通常撮影モードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１３】
前記モードは、ディジタルズーム再拡大ありと再拡大なしのモードであり、前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでは前記再拡大なしのモードに比べて、ズーム範囲を拡大するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１４】
前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでのズーム範囲の拡大は、前記再拡大なしのモードのときのズーム範囲で維持される画像の品質以上の品質を維持できるようなズーム範囲とするようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のズーム機構付き撮像装置。
【請求項１５】
ズームスイッチを操作すると、前記再拡大なしのモードでのズーム範囲まで光学ズームが行われ、前記ディジタルズーム再拡大ありのモードでは、更に、ディジタルズームによりズームを行うと、光学ズームにより再拡大できるようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のズーム機構付き撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−９５３５５（Ｐ２０１２−９５３５５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８５８６（Ｐ２０１２−８５８６）
【出願日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【分割の表示】特願２００６−９５８６８（Ｐ２００６−９５８６８）の分割
【原出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【分割の表示】特願２００６−９５８６８（Ｐ２００６−９５８６８）の分割
【原出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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