撮像装置、ズーム制御方法
【課題】撮影者がズーム操作を行って撮影したときに、撮影画像が手ブレや被写体ブレにより不鮮明な画像となったり、感度の上昇によりノイズの多い画像となったりすることを防止できる撮像装置、ズーム制御方法を提供する。
【解決手段】撮影者がズーム動作を行う際、光学ズームだけでなく、電子ズームを併用する。これにより望遠側での開放Ｆ値の変化を抑えることができ、シャッタースピードを遅くしなくてすむため、撮影者の意図しないブレの発生を抑える。
【解決手段】撮影者がズーム動作を行う際、光学ズームだけでなく、電子ズームを併用する。これにより望遠側での開放Ｆ値の変化を抑えることができ、シャッタースピードを遅くしなくてすむため、撮影者の意図しないブレの発生を抑える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化する撮像装置、及びそのズーム制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラの保持が不安定な状態で撮影を行うと、手振れにより露光中にカメラ本体が動き、像ブレが発生し、撮影画像が像ブレにより不鮮明になることがある。また、被写体の動きが速い場合、被写体自身の動きにより、被写体ブレが発生し、撮影画像の一部が不鮮明になることがある。
【０００３】
これらの手振れによる像ブレ（以下、手ブレと示す）現象及び被写体ブレ現象は、通常、被写体が暗く、適正露光を保つためにシャッタースピードが遅くなる場合に生じ易い。しかし、望遠側の開放絞り値（開放Ｆ値）が広角側の開放Ｆ値よりも大きくなるズームレンズを備えたカメラにおいては、光学ズームを用いて望遠側にズームした場合にも、入射する光量が減少する。この場合、適正露光を保つために、シャッタースピードが遅くなり、さらに手ブレや被写体ブレが生じ易くなる。
【０００４】
そこで、撮影者が光学ズームを行った際の手ブレを抑制する技術が、特許文献１に提案されている。この提案では、設定したシャッタースピードがその時点における手ブレ限界シャッタースピードより遅い場合には、手ブレが発生する可能性があるため手ブレが発生しない焦点距離までズームレンズを広角側に移動させる。また、設定したシャッタースピードがその時点における手ブレ限界スピードより速い場合に、撮影者によりスイッチが操作され、ズームレンズが望遠側に移動されようとしたときには、ズーム制御部は、ズームレンズを望遠側へ移動させる。ただし、焦点距離が手ブレ限界ライン上の焦点距離になったときには、ズームレンズの移動を強制的に停止させる。
【特許文献１】特開２００１−２１５５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近のデジタルカメラに使用されるズームレンズは、広角側よりも望遠側の明るさの低下が著しくなっている場合がある。最近のデジタルカメラに使用されるズームレンズは、カメラ本体の超小型化に応じて小型化が要求された結果、明るさを示すＦ値は２以上となり、さらに、焦点距離によって大幅に変化するようになっているからである。
したがって、輝度の低い被写体の撮影においては、ズームアップを行うと手ブレや被写体ブレを起こして、不鮮明な画像になったり、また、感度を上げたとしても画像のノイズが多くなり、期待した画質が得られなかったりするという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、フラッシュを内蔵しているカメラにおいて、フラッシュを自動発光させることで、手ブレを防止することも行われている。しかし、人工的な光のため撮影者の意図した画像が得られなかったり、フラッシュの到達距離を超え、露出がアンダーの画像となったりするという問題があった。また、フラッシュ禁止の場所の撮影では、フラッシュを使うことができない。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、光学ズーム動作の禁止や広角側に自動で光学ズームするといった、光学ズームのみの制限であり、撮影者の意図した画角と違った画角になってしまい、撮影者が違和感を覚えるという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、撮影者がズーム操作を行って撮影したときに、撮影画像が手ブレや被写体ブレにより不鮮明な画像となったり、感度の上昇によりノイズの多い画像となったりすることを防止できる撮像装置、ズーム制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面としての撮像装置は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像装置であって、前記レンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の側面としてのズーム制御方法は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段とを備える撮像装置のズーム制御方法であって、前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影者がズーム操作を行っても、手ブレや被写体ブレによる不鮮明な画像となってしまったり、感度を上げ過ぎることによるノイズの多い画像となってしまったりすること防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について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。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明による撮像装置の第１実施形態の構成を示す図である。
撮像装置１００は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等であり、レンズ鏡筒に含まれる撮影レンズ１０により得られる被写体像を撮像素子１４の撮像面に結像させて撮像する。
撮影レンズ１０は、不図示の複数の光学レンズからなり、焦点距離を変更するズーム機構と、焦点位置を移動させるフォーカス機構とを有している。撮影レンズ１０のズーム機構を駆動することにより、光学的に像の倍率を変化させる光学ズームを行うことができる。
撮影レンズ１０と撮像素子１４との間には、絞り機能を備えるシャッター１２が設けられている。撮影レンズ１０とシャッター１２、及び、後述の保護部１０２が、本実施形態のレンズ鏡筒に設けられている。
また、本実施形態の撮影レンズ１０は、光学ズームを行って焦点距離が変化すると、開放絞り値（以下、開放Ｆ値）が変化する。具体的には、望遠側にズームすると、開放Ｆ値が大きくなる。
【００１４】
撮像素子１４は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段である。本実施形態の撮像素子１４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いている。なお、撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等、他のタイプのイメージセンサでもよい。
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。また、タイミング発生回路１８は、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。
【００１５】
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。また、画像処理回路２０によって撮影画像から必要な撮影範囲を切り出し、拡大処理を行うことで倍率を変化させる電子ズームが実現される。さらに、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。この演算処理により得られた演算結果に基づいてシステム制御回路５０が露光制御部４０、フォーカス制御部４２に対して制御を行う。例えば、システム制御回路５０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。さらにまた、画像処理回路２０においては、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。
【００１６】
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、圧縮・伸長回路３２を制御する。
Ａ／Ｄ変換器１６が出力したデジタルデータは、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、又は、Ａ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４又はメモリ３０に書き込まれる。
【００１７】
画像表示部２８は、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor-Liquid
Crystal Display）等から成る。画像表示部２８は、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データをメモリ制御回路２２及びＤ／Ａ変換器２６を介して表示する。この表示用の画像データは、画像表示部２８の画素数と同じ画素数の大きさを有する。
画像表示部２８を用い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（ＥＶＦ：Electronic
View Finder）機能を実現することが可能である。
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、撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することができる。
【００１８】
メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納する記憶部であり、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：Adaptive Discrete
Cosine Transform）等により画像データの圧縮伸長を行う。圧縮・伸長回路３２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。
【００１９】
露光制御部４０は、露光条件に基づいてシャッター１２を制御し、撮像した画像データを画像処理回路２０で所定の演算を行い、得られた演算結果に基づいて、ＡＥ（自動露出）処理を行っている。露光制御部４０は、撮像素子１４により被写体像の輝度を検出し、その輝度検出結果に基づいて、露光条件として絞り値とシャッタースピードとを設定して、露光の制御を行う。また、露光制御部４０は、操作部７０等により撮影者から絞り値、シャッタースピード、感度等を設定された場合には、その設定された露光条件にしたがい露光の制御を行う。また、露光制御部４０は、フラッシュ４８と連携してフラッシュ４８の調光を行うフラッシュ調光機能も有する。
【００２０】
フォーカス制御部４２は、撮影レンズ１０のフォーカシング動作を制御する。
これら露光制御部４０及びフォーカス制御部４２は、ＴＴＬ方式を用いて制御されている。すなわち、撮影光学系を介して撮像した画像データを画像処理回路２０によって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、フォーカス制御部４２に対して制御を行う。
【００２１】
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、いわゆるレンズ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、暗い場所などで光量を補うために発光を行う閃光発光部であり、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。
システム制御回路５０は、撮像装置１００全体を制御する制御部であり、マイクロコンピュータによって構成されている。
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。
【００２２】
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、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数又は複数設置され、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＥＤ（Light Emitting
Diode）、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、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、露出補正表示等がある。また、フラッシュ表示、赤目緩和表示、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・時刻表示等もＬＣＤ等に表示する。
一方、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。
【００２３】
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能な不揮発性記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等が用いられる。
モードダイアルスイッチ６０、シャッタースイッチ６２，６４、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６、単写／連写スイッチ６８、及び操作部７０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である。これらは、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、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。
【００２４】
ここで、これらの操作手段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換え設定するときに操作される。
シャッタースイッチ６２は、不図示のシャッターボタンの操作途中のいわゆる半押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ１）である。シャッタースイッチ６２（ＳＷ１）がＯＮすることにより、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システム制御回路５０が指示する。
【００２５】
シャッタースイッチ６４は、不図示のシャッターボタンの操作完了のいわゆる全押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ２）である。シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮすることにより、システム制御回路５０が露光処理、現像処理、記録処理という一連の処理の動作開始を指示する。
この露光処理では、撮像素子１４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。
また、現像処理では、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を行う。
さらに、記録処理では、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２００，２１０に画像データを書き込む。
【００２６】
画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６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ときに、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。
【００２７】
単写／連写スイッチ６８は、シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮした場合に１駒の撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮしている間は連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定することができる。
【００２８】
操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等からなり、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換えボタン等の機能を持つ。また、操作部７０は、メニュー移動＋（プラス）ボタン、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／時間設定ボタン等の機能を持つ。さらに、操作部７０は、プリント出力ボタン、記録ボタン、ズームレバー（望遠・広角）、十字ボタン（上、下、左、右）、カーソル表示ボタン等の機能も持っている。
【００２９】
電源制御手段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換えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御手段８０は、電池の有無、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２００，２１０を含む各部へ供給する。
コネクタ８２、８４は、撮像装置１００の内部と電池収容部に収容された電池又はＡＣアダプター等の電源８６とを接続する。
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電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等である。
【００３０】
インタフェース９０，９４は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を仲介する。
コネクタ９２，９６は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を行う。
記録媒体着脱検知手段９８は、コネクタ９２，９６の少なくとも一方に記録媒体２００，２１０が装着されているか否かを検知する。
【００３１】
なお、本実施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系統持つものとして説明している。これに限らず、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よい。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よい。インタフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いることができる。
【００３２】
さらに、インタフェース９０，９４、そしてコネクタ９２，９６をＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いて構成した場合、データの通信に利用可能である。すなわち、この部分に各種通信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。通信カードとしては、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等の通信カード等を用いることができる。
【００３３】
保護部１０２は、撮像装置１００の撮影レンズ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すること無しに、光学像のみを用いて構図確認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、露出補正表示等を行う小型の表示部が設置されている。
【００３４】
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有する。
コネクタ１１２は、通信部１１０により撮像装置１００を他の機器と接続する。なお、無線通信の場合は、コネクタ１１２の代わりにアンテナを用いるとよい。
【００３５】
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、撮像装置１００とのインタフェース２０４と、撮像装置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、撮像装置１００とのインタフェース２１４と、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２１６とを備えている。
【００３６】
次に、光学ズームと電子ズームについて説明する。
光学ズームとは、複数の光学レンズからなる撮影レンズ１０の駆動によって、撮像素子に結像させる画像の倍率を変化させる、即ち、光学レンズと撮像素子の間の焦点距離を変化させることである。
一方、電子ズームとは、撮像素子で撮像した画像の一部にデジタル処理を施すことによって、画像を拡大させることである。
【００３７】
図２は、撮影レンズ１０の焦点距離を変化させた場合の明るさ、つまり、開放Ｆ値の変化を示すグラフである。図２の縦軸は、撮影レンズ１０の開放Ｆ値を示し、横軸は、撮影レンズ１０の焦点距離を示している。なお、縦軸は、１目盛りが絞り１段分を示している。
図２に示すように、撮影レンズ１０は、広角端ではＦ＝２．８あるが、望遠端ではＦ＝５．６となり、明るさが約４倍程度、つまり、絞り２段相当変化している。このように、撮影レンズ１０は、広角側に対して望遠側が非常に暗い特性を有している。ここで、Ｆ値とは、以下の式（１）で表され、レンズの透過光量、即ち、レンズの明るさを示す数値である。
【００３８】
Ｆ＝ｆ／Ｄ ・・・式（１）
ｆ：焦点距離、Ｄ：レンズの有効口径
【００３９】
図３は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズームのみを用いて広角側から望遠側へズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図３において、表示画像３００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像３０１は、光学ズーム６倍を行ったときの表示画像を示している。
【００４０】
図４は、図３に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図４中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。図４よりズーム倍率が大きくなるにつれ、開放Ｆ値が大きくなっていることがわかる。
【００４１】
ズーム動作前の広角端でＡＥ（自動露出）を行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５秒（以下、秒を省略）、及び、Ｆ４．０であったとする。光学ズーム倍率が６倍で広角側から望遠側へズーム動作を行ったとき、広角側で得た適正露光値が望遠側でも変わらなければ、倍率が２倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がる。この場合、適正露光値を維持するため、撮影時のＦ値が上がる代わりにシャッタースピードが遅くなり、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／６０及びＦ５．６となる。光学ズームを行うと開放Ｆ値がＦ２．８からＦ５．６へと変化するのに伴って、撮影時のＦ値がＦ４．０からＦ５．６へと絞り１段分暗くなり、適正露光にするのに、絞り１段分明るくするため、シャッタースピードは遅くなり、１／６０となるのである。シャッタースピードが遅くなることで、手ブレ及び被写体ブレが発生する原因となる。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、電子ズームを併用する。
図５は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例である。
【００４３】
図５において、表示画像５００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像５０１は、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像５０２は、光学ズーム２倍を行ったあとに、さらに電子ズーム３倍を行ったときの表示画像を示している。また、枠５０３は、光学ズームから電子ズームへ切り替わる境界の枠を示している。
【００４４】
図６は、図５に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図６中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。
ズーム動作前の広角端でＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５及びＦ４．０であったとする。光学ズーム倍率が６倍で広角側から望遠側へズーム動作を行ったとき、適正露光値が変わらなければ、倍率が２倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がってしまう。そこで、本実施形態では、ズーム倍率が２倍以上のところでは電子ズームに切り換える。電子ズームによりズーム動作を行っても、Ｆ値は変化しないため、シャッタースピードを遅くする必要がない。よって、ズーム倍率が６倍の望遠側においてもズーム動作前のシャッタースピード及びＦ値が変わらず、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ４．０となる。このように、望遠側においてもシャッタースピードを変える必要がないため、光学ズームのみを用いた場合に比べ、手ブレや被写体ブレの発生を防ぐことができる。
【００４５】
図７は、第１実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
まず、ステップ（以下、Ｓとする）７００において、撮影モードが選択される。
Ｓ７０１では、露光制御部４０がＡＥ制御を行い、撮像している被写体の輝度情報から適正露光値を得る。
Ｓ７０２では、露光制御部４０が適正露出となるＦ値とシャッタースピードを設定する。
Ｓ７０３では、Ｓ７０２で設定したＦ値からシステム制御回路５０が光学ズームと電子ズームとの切り換え境界を設定する。これにより光学ズームを行う最大倍率（光学ズームから電子ズームへと切り換えるときの光学ズームの倍率）が設定される。ここで設定される光学ズームと電子ズームとの切り換え境界は、一定間隔ごとにＡＥを行い、被写体の輝度が変わって適正露光値が変化するたびに変化する。
【００４６】
Ｓ７０４では、撮像装置１００の画像表示部２８に切り換え境界の枠５０３を表示する。ここで表示する枠５０３は、一定間隔ごとにＡＥを行い、被写体の輝度が変わって適正露光値が変化するたびに大きさが変化する。
Ｓ７０５では、撮影者により、操作部７０のズームレバーが望遠側に操作されたか否かを判断する。ズームレバーが望遠側に操作された場合には、Ｓ７０６へ進み、ズームレバーが望遠側に操作されていない場合には、Ｓ７０１へ戻る。
Ｓ７０６では、光学ズームと電子ズームの切り換え境界まで光学ズームを行う。
Ｓ７０７では、光学ズームと電子ズームの切り換え境界から先は電子ズームへと切り換えて電子ズームを行う。
なお、望遠端に達するか、又は、撮影者の希望する倍率までズームを行い、撮影者がズームレバーの操作を止めたときは、ズーム動作が停止する。
【００４７】
図８は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図８において、表示画像８００は、望遠端での表示画像を示し、表示画像８０１は、光学ズーム３／４倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像８０２は、光学ズーム３／４倍を行ったあとに、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像を示している。また、表示画像８０３は、光学ズーム３／４倍を行い、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム２／３倍を行ったときの表示画像を示している。
図９は、図８に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
これら図８と図９では、被写体の輝度が低くなった場合を示している。
【００４８】
図８及び図９に示す例において、ズーム位置が望遠側にあり、ＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／８０及びＦ４．０である。ズーム動作前に望遠端でＡＥを行ったときより被写体が暗くなり、適正露光とするために必要な露光量が多くなったと判断されると、切り換え境界Ａまでは光学ズームが広角側へ優先的に動作する。
光学ズームが広角側に動作することで開放Ｆ値が小さくなり、それに伴って撮影時のＦ値が小さくなる。切り換え境界Ａにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ３．５なり、Ｆ値が小さくなった分、シャッタースピードを上げることができる。
【００４９】
そして、切り換え境界Ａよりも広角側となると、光学ズームが停止し、切り換え境界Ｂまで電子ズームが動作する。適正露光値が変わらなければ、切り換え境界Ｂにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値は、切り換え境界Ａと変わらず、それぞれ１／１２５及びＦ３．５となる。その後、切り換え境界Ｂで電子ズーム倍率は等倍となり、広角端までは再び光学ズームが動作する。広角端における適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ３．５となる。被写体が暗くなった場合にこのような制御を行うことで、手ブレや被写体ブレを抑えつつ、電子ズームによる解像度の劣化を抑えた画像を撮影することができる。
【００５０】
図１０は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図１０において、表示画像９００は、ズーム動作前の望遠端での表示画像を示し、表示画像９０１は、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像を示している。また、表示画像９０２は、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム１／２倍を行ったときの表示画像を示している。
図１１は、図１０に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
これら図１０と図１１では、被写体の輝度が高くなった場合、又は、輝度が変わらない場合を示している。
【００５１】
図１０及び図１１に示す例において、ズーム位置が望遠側にあり、ＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ５．４である。ズーム動作前に望遠端でＡＥを行ったときより被写体が明るくなり、適正露光の値が小さくなったと判断されると、切り換え境界Ｃまでは電子ズームが広角側へ優先的に動作する。電子ズームが広角側に動作することで解像度の劣化を抑えることができる。適正露光値が変わらなければ、切り換え境界Ｃにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値は望遠端と変わらず、それぞれ１／１２５及びＦ５．４となる。そして、切り換え境界Ｃを超えると、電子ズームが停止し、広角端まで光学ズームが動作する。光学ズームが動作すると、開放Ｆ値が小さくなる。
【００５２】
図１２は、望遠側から光学側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
まず、Ｓ１２００では、撮影モードが選択される。なお、この時点では、ズーム位置が望遠側にあるとする。
Ｓ１２０１では、露光制御部４０がＡＥ制御を行い、撮像している被写体の輝度情報から適正露光値を得る。
Ｓ１２０２では、露光制御部４０が適正露出となるＦ値とシャッタースピードを設定する。
Ｓ１２０３では、Ｓ１２０２で設定したＦ値からシステム制御回路５０が光学ズームと電子ズームとの切り換え境界を設定する。
【００５３】
Ｓ１２０４では、撮影者により、操作部７０のズームレバーが広角側に操作されたか否かを判断する。ズームレバーが広角側に操作された場合には、Ｓ１２０５へ進み、ズームレバーが広角側に操作されていない場合には、Ｓ１２０１へ戻り、撮影者によりズームレバーが広角側に動かされるまでＳ１２０１からＳ１２０３までを繰り返す。
Ｓ１２０５では、再度ＡＥを行い、Ｓ１２０１において望遠端でＡＥを行ったときと現在とを比較する。被写体が暗くなった場合には、Ｓ１２０６へ進む。一方、被写体が暗くなっていない、すなわち、被写体が明るくなった場合、又は、被写体の輝度が変わらない場合には、Ｓ１２０９へ進む。
【００５４】
Ｓ１２０６では、切り換え境界Ａまでは光学ズームが優先的に動作する。そして、切り換え境界Ａまでくると、Ｓ１２０７へ進む。
Ｓ１２０７では、光学ズームが停止し、切り換え境界Ｂまで電子ズームが動作する。切り換え境界Ｂまでくると、Ｓ１２０８へ進む。
Ｓ１２０８では、電子ズームは停止し、広角端まで光学ズームが動作する。
【００５５】
Ｓ１２０９では、切り換え境界Ｃまでは電子ズームが優先的に動作する。そして、切り換え境界Ｃまでくると、Ｓ１２１０へ進む。
Ｓ１２１０では、電子ズームが停止し、広角端まで光学ズームが動作する。
【００５６】
次に、第１実施形態において、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に、被写体の輝度が変化したときの動作について説明する。
ズーム位置が望遠側にある場合は、シャッタースピードを変更することで適正露光となるようにする。ここで光学ズーム及び電子ズーム、Ｆ値、感度などは変更しない。被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果から適正露光とするために必要な露光量が多くなった場合は、シャッタースピードを遅くすることで、適正露光となるように制御する。一方、被写体の輝度が高くなり、ＡＥの結果から適正露光とするために必要な露光量が少なくなった場合は、シャッタースピードを速くすることで、適正露光となるように制御する。
【００５７】
ここで、第１実施形態における撮像装置のもつ光学ズーム及び電子ズームのそれぞれの最大ズーム倍率の能力に対するズーム可能な最大ズーム倍率について説明する。
本実施形態では、被写体の輝度によって光学ズームから電子ズームに切り替わる倍率が変化することで、電子ズームと光学ズームを合わせた最大倍率が変化してしまう。そこで、本実施形態では、最大ズーム倍率を電子ズームの最大ズーム倍率と同じ倍率で制限を設ける。
【００５８】
図１３は、第１実施形態における最大倍率の制限に関してのＦ値とズーム倍率、焦点距離の関係を示す図である。
図１３において、縦軸はＦ値を示し、横軸はズーム倍率とともに得られる画像に対応する画角から換算した計算上の焦点距離を示している。最大ズーム倍率を電子ズームの最大ズーム倍率に制限しない場合、被写体が明るく、Ｆ値をＦ５．６以上にするときは、光学ズームと電子ズームの最大倍率をあわせた１２倍までズームできる。しかし、被写体が暗く、広角端の開放Ｆ値であるＦ２．８にするときは、ズーム倍率が４倍以上だとＦ値をＦ２．８にすることができないため、電子ズームの最大倍率４倍までしかズームできない。そこで、電子ズームの最大ズーム倍率の４倍で最大ズーム倍率に制限を設ける。最大ズーム倍率に制限を設けることで、被写体の輝度によらずに、ズーム可能な倍率が一定となり、撮影者に違和感を与えない。
【００５９】
以上説明したように、第１実施形態によれば、被写体の輝度に応じて光学ズームと電子ズームとを適宜切り換えてズームを行うので、シャッタースピードの低下による手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。また、感度を上げすぎる必要もないので、ノイズの少ない画像を得ることができる。
【００６０】
なお、上述した第１実施形態において説明した本発明は、広角側よりも望遠側の明るさの低下が著しくなっているズームレンズからなる撮影レンズを有する撮像装置及び高画素の撮像素子を有する撮像装置に対して特に有効である。これは、以下に説明する第２実施形態から第４実施形態において説明する本発明についても同様である。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第２実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態における撮像装置の光学ズーム及び電子ズームのそれぞれの最大ズーム倍率の能力に対するズーム可能な最大ズーム倍率について説明する。第１実施形態で説明したように、被写体の輝度によって光学ズームから電子ズームに切り替わる倍率が変化することにより、電子ズームと光学ズームを合わせた最大倍率が変化してしまう。そこで、第２実施形態では、感度を上げることで、光学ズームの最大ズーム倍率と電子ズームの最大ズーム倍率を合わせた倍率まで制限をせず、ズーム動作できるようにする。
【００６２】
図１４は、広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図１４において、表示画像１４００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像１４０１は、光学ズーム１．５倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像１４０２は、光学ズーム１．５倍を行ったあとに、電子ズーム４倍を行ったときの表示画像を示す。また、表示画像１４０３は、光学ズーム１．５倍を行い、電子ズーム４倍を行ったあとに、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像を示している。
【００６３】
図１５は、図１４に対応した広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図１５中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。ここで、光学ズームの最大ズーム倍率は３倍、電子ズームの最大ズーム倍率は４倍、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率は１２倍である。
【００６４】
ズーム動作前の広角端でＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５及びＦ４．０であったとする。適正露光値が変わらなければ、光学ズームのみを行うと倍率が１．５倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がってしまうため、ズーム倍率が１．５倍以上のところでは電子ズームに切り換える。
電子ズームによりズーム動作を行っても、Ｆ値は変化しないため、シャッタースピードを遅くする必要がない。よって、ズーム倍率が６倍までの望遠側においてはズーム動作前のシャッタースピード及びＦ値が変わらず、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ４．０となる。
【００６５】
ズーム倍率６倍のとき、電子ズームは望遠端であり、ここで、撮影者がズームレバーを離さなければ、再び、光学ズーム動作へ切り替わり、感度を上げながら、光学ズームの望遠端まで、光学ズームが動作する。ここで、光学ズームを行うと開放Ｆ値の値が大きくなってしまい、適正露光値を保つためには、シャッタースピードが遅くなってしまう。そこで、本実施形態では、感度を上げて、シャッタースピードを変化させることなく、光学ズーム動作が行えるようにしている。望遠端であるズーム倍率１２倍のときのシャッタースピード及びＦ値は、それぞれ１／１２５及びＦ５．６となる。
このように、本実施形態では、望遠側においてもシャッタースピードを変える必要がないため、光学ズームのみを用いた場合に比べ、手ブレや被写体ブレが発生を防ぐことができる。
【００６６】
図１６は、第２実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
図１６のフローにおけるＳ１５００からＳ１５０７までは、第１実施形態の図７のＳ７００からＳ７０７までと同じ動作であるので、この部分については説明を省略する。
Ｓ１５０７では、電子ズームの望遠端まで電子ズームを行う。
Ｓ１５０８では、光学ズームが望遠端になっているか否かを判断する。光学ズームの望遠端であれば、Ｓ１５１０へ進みズーム動作を終了する。一方、光学ズームの望遠端でない場合は、Ｓ１５０９へ進む。
Ｓ１５０９では、撮影の感度を上げ、光学ズームを行う。ここで、光学ズームを行うと、開放Ｆ値が上がり、適正露光値に対するシャッタースピードが遅くなってしまうが、感度を上げることで、Ｆ値は上がっても、光学ズーム前のシャッタースピードを維持できる。これにより、光学ズームを行っても手ブレや被写体ブレを防ぐことができる。Ｓ１５０９の処理が終わったらＳ１５０８へ戻り、光学ズームの望遠端になるまで、Ｓ１５０９の動作を繰り返す。
なお、撮影者がＳ１５０７でズームレバーを離すと、ズーム動作を停止し、第１実施形態と同様の動作となる。
【００６７】
第２実施形態によれば、感度上昇を行うことにより、第１実施形態により得られる効果に加えて、光学ズームの最大ズーム倍率と電子ズームの最大ズーム倍率を合わせた倍率まで制限をせず、ズーム動作を行える。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第３実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態は、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に被写体の輝度が変化したときの動作が第１実施形態と異なっている。以下、このときの動作について説明する。
第３実施形態では、ズーム位置が広角端にない場合に被写体の輝度が変化したときは、感度を変更することで適正露光となるようにする。このとき、光学ズーム及び電子ズーム、Ｆ値、シャッタースピードは変更しない。被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が多くなった場合は、感度を上げることで、適正露光となるように制御する。被写体の輝度が高くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が少なくなった場合は、感度を下げることで、適正露光となるように制御する。
【００６９】
また、第３実施形態において、任意のシャッタースピードを設定してもよい。
例えば、予め手ブレしないシャッタースピードを任意に設定する、又は、予め手ブレ限界シャッタースピードを設定することで、設定したシャッタースピードよりも遅くならないように制御する。ここで、手ブレ限界シャッタースピードとは、一般的には１／ｆで表される。ただし、手ブレ限界シャッタースピードは、これに限るものではなく、撮影者が任意に設定してもよいし、撮像装置１００が演算により撮影状況に合わせて適宜設定してもよい。予め手ブレしないシャッタースピードを任意に設定する、又は、予め手ブレ限界シャッタースピードを設定することで、手ブレや被写体ブレを抑えることを重視した制御が可能となる。
【００７０】
第３実施形態によれば、感度の変更も行うので、撮影者の意図する倍率を維持したまま、手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第４実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第４実施形態は、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に被写体の輝度が変化したときの動作が第１実施形態と異なっている。以下、このときの動作について説明する。
第４実施形態では、ズーム位置が望遠側にある場合に被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が多くなったときは、ズームレンズを広角側に自動で移動させることでＦ値を小さくし、適正露光となるようにする。
【００７２】
図１７は、図１３と同じ特性のズームレンズを持つ撮像装置において、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させる場合の撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図１７中の実線は、あるズーム位置から広角側に自動で移動させる場合のズーム倍率とＦ値の変化を表している。この例では、光学ズームの最大ズーム倍率は３倍、電子ズームの最大ズーム倍率は４倍、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率は１２倍である。
また、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率の制限はしない。図１７において、任意の各ズーム位置から、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させることで、開放Ｆ値が小さくなり、撮影時のＦ値も小さくすることができる。結果として、シャッタースピードを変更することなく、適正露出の撮影を行うことができる。
【００７３】
本実施形態によれば、被写体の輝度が低くなったときに広角側に自動でズームを行うので、シャッタースピードの低下による手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。また、感度を上げすぎる必要もないので、ノイズの少ない画像を得ることができる。
【００７４】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
例えば、各実施形態において、撮影レンズ１０が撮像装置１００に対して交換できない形態を例に挙げて説明したが、これに限らず、着脱自在な交換レンズを装着して使用する撮像装置であってもよい。
【００７５】
なお、第１実施形態〜第４実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による撮像装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】撮影レンズ１０の焦点距離を変化させた場合の明るさ、つまり、開放Ｆ値の変化を示すグラフである。
【図３】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズームのみを用いて広角側から望遠側へズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図４】図３に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図５】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例である。
【図６】図５に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図７】第１実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図８】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図９】図８に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１０】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図１１】図１０に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１２】望遠側から光学側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態における最大倍率の制限に関してのＦ値とズーム倍率、焦点距離の関係を示す図である。
【図１４】広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図１５】図１４に対応した広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１６】第２実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図１７】図１３と同じ特性のズームレンズを持つ撮像装置において、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させる場合の撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 撮影レンズ
１２ シャッター
１４ 撮像素子
１６ Ａ／Ｄ変換器
１８ タイミング発生回路
２０ 画像処理回路
２２ メモリ制御回路
２４ 画像表示メモリ
２６ Ｄ／Ａ変換器
２８ 画像表示部
３０ メモリ
３２ 圧縮・伸長回路
４０ 露光制御部
４２ フォーカス制御部
４４ ズーム制御部
４６ バリア制御部
４８ フラッシュ
５０ システム制御回路
５２ メモリ
５４ 表示部
５６ 不揮発性メモリ
６０ モードダイアルスイッチ
６２ シャッタースイッチ（ＳＷ１）
６４ シャッタースイッチ（ＳＷ２）
６６ 画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
６８ 単写／連写スイッチ
７０ 操作部
１００ 撮像装置
１０２ 表示部
１０４ 光学ファインダ
１１０ 通信部
１１２ コネクタ
２００ 記録媒体
２１０ 記録媒体
３００ ズーム前の広角端での表示画像
３０１ 光学ズーム６倍を行ったときの表示画像
５００ ズーム前の広角端での表示画像
５０１ 光学ズーム２倍を行ったときの表示画像
５０２ 光学ズーム２倍を行ったあとに、電子ズーム３倍を行ったときの表示画像
５０３ 光学ズームから電子ズームへ切り替わる境界の枠
８００ ズーム動作前の望遠端での表示画像
８０１ 光学ズーム３／４倍を行ったときの表示画像
８０２ 光学ズーム３／４倍を行ったあとに、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像
８０３ 光学ズーム３／４倍を行い、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム２／３倍を行ったときの表示画像
９００ ズーム動作前の望遠端での表示画像
９０１ 電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像
９０２ 電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム１／２倍を行ったときの表示画像
１４００ ズーム前の広角端での表示画像
１４０１ 光学ズーム１．５倍を行ったときの表示画像
１４０２ 光学ズーム１．５倍を行ったあとに、電子ズーム４倍を行ったときの表示画像
１４０３ 光学ズーム１．５倍を行い、電子ズーム４倍を行ったあとに、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化する撮像装置、及びそのズーム制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラの保持が不安定な状態で撮影を行うと、手振れにより露光中にカメラ本体が動き、像ブレが発生し、撮影画像が像ブレにより不鮮明になることがある。また、被写体の動きが速い場合、被写体自身の動きにより、被写体ブレが発生し、撮影画像の一部が不鮮明になることがある。
【０００３】
これらの手振れによる像ブレ（以下、手ブレと示す）現象及び被写体ブレ現象は、通常、被写体が暗く、適正露光を保つためにシャッタースピードが遅くなる場合に生じ易い。しかし、望遠側の開放絞り値（開放Ｆ値）が広角側の開放Ｆ値よりも大きくなるズームレンズを備えたカメラにおいては、光学ズームを用いて望遠側にズームした場合にも、入射する光量が減少する。この場合、適正露光を保つために、シャッタースピードが遅くなり、さらに手ブレや被写体ブレが生じ易くなる。
【０００４】
そこで、撮影者が光学ズームを行った際の手ブレを抑制する技術が、特許文献１に提案されている。この提案では、設定したシャッタースピードがその時点における手ブレ限界シャッタースピードより遅い場合には、手ブレが発生する可能性があるため手ブレが発生しない焦点距離までズームレンズを広角側に移動させる。また、設定したシャッタースピードがその時点における手ブレ限界スピードより速い場合に、撮影者によりスイッチが操作され、ズームレンズが望遠側に移動されようとしたときには、ズーム制御部は、ズームレンズを望遠側へ移動させる。ただし、焦点距離が手ブレ限界ライン上の焦点距離になったときには、ズームレンズの移動を強制的に停止させる。
【特許文献１】特開２００１−２１５５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近のデジタルカメラに使用されるズームレンズは、広角側よりも望遠側の明るさの低下が著しくなっている場合がある。最近のデジタルカメラに使用されるズームレンズは、カメラ本体の超小型化に応じて小型化が要求された結果、明るさを示すＦ値は２以上となり、さらに、焦点距離によって大幅に変化するようになっているからである。
したがって、輝度の低い被写体の撮影においては、ズームアップを行うと手ブレや被写体ブレを起こして、不鮮明な画像になったり、また、感度を上げたとしても画像のノイズが多くなり、期待した画質が得られなかったりするという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、フラッシュを内蔵しているカメラにおいて、フラッシュを自動発光させることで、手ブレを防止することも行われている。しかし、人工的な光のため撮影者の意図した画像が得られなかったり、フラッシュの到達距離を超え、露出がアンダーの画像となったりするという問題があった。また、フラッシュ禁止の場所の撮影では、フラッシュを使うことができない。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、光学ズーム動作の禁止や広角側に自動で光学ズームするといった、光学ズームのみの制限であり、撮影者の意図した画角と違った画角になってしまい、撮影者が違和感を覚えるという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、撮影者がズーム操作を行って撮影したときに、撮影画像が手ブレや被写体ブレにより不鮮明な画像となったり、感度の上昇によりノイズの多い画像となったりすることを防止できる撮像装置、ズーム制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面としての撮像装置は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像装置であって、前記レンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の側面としてのズーム制御方法は、焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段とを備える撮像装置のズーム制御方法であって、前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影者がズーム操作を行っても、手ブレや被写体ブレによる不鮮明な画像となってしまったり、感度を上げ過ぎることによるノイズの多い画像となってしまったりすること防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について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。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明による撮像装置の第１実施形態の構成を示す図である。
撮像装置１００は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等であり、レンズ鏡筒に含まれる撮影レンズ１０により得られる被写体像を撮像素子１４の撮像面に結像させて撮像する。
撮影レンズ１０は、不図示の複数の光学レンズからなり、焦点距離を変更するズーム機構と、焦点位置を移動させるフォーカス機構とを有している。撮影レンズ１０のズーム機構を駆動することにより、光学的に像の倍率を変化させる光学ズームを行うことができる。
撮影レンズ１０と撮像素子１４との間には、絞り機能を備えるシャッター１２が設けられている。撮影レンズ１０とシャッター１２、及び、後述の保護部１０２が、本実施形態のレンズ鏡筒に設けられている。
また、本実施形態の撮影レンズ１０は、光学ズームを行って焦点距離が変化すると、開放絞り値（以下、開放Ｆ値）が変化する。具体的には、望遠側にズームすると、開放Ｆ値が大きくなる。
【００１４】
撮像素子１４は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段である。本実施形態の撮像素子１４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いている。なお、撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等、他のタイプのイメージセンサでもよい。
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。また、タイミング発生回路１８は、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。
【００１５】
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。また、画像処理回路２０によって撮影画像から必要な撮影範囲を切り出し、拡大処理を行うことで倍率を変化させる電子ズームが実現される。さらに、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。この演算処理により得られた演算結果に基づいてシステム制御回路５０が露光制御部４０、フォーカス制御部４２に対して制御を行う。例えば、システム制御回路５０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。さらにまた、画像処理回路２０においては、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。
【００１６】
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、圧縮・伸長回路３２を制御する。
Ａ／Ｄ変換器１６が出力したデジタルデータは、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、又は、Ａ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４又はメモリ３０に書き込まれる。
【００１７】
画像表示部２８は、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor-Liquid
Crystal Display）等から成る。画像表示部２８は、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データをメモリ制御回路２２及びＤ／Ａ変換器２６を介して表示する。この表示用の画像データは、画像表示部２８の画素数と同じ画素数の大きさを有する。
画像表示部２８を用い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（ＥＶＦ：Electronic
View Finder）機能を実現することが可能である。
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、撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することができる。
【００１８】
メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納する記憶部であり、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：Adaptive Discrete
Cosine Transform）等により画像データの圧縮伸長を行う。圧縮・伸長回路３２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。
【００１９】
露光制御部４０は、露光条件に基づいてシャッター１２を制御し、撮像した画像データを画像処理回路２０で所定の演算を行い、得られた演算結果に基づいて、ＡＥ（自動露出）処理を行っている。露光制御部４０は、撮像素子１４により被写体像の輝度を検出し、その輝度検出結果に基づいて、露光条件として絞り値とシャッタースピードとを設定して、露光の制御を行う。また、露光制御部４０は、操作部７０等により撮影者から絞り値、シャッタースピード、感度等を設定された場合には、その設定された露光条件にしたがい露光の制御を行う。また、露光制御部４０は、フラッシュ４８と連携してフラッシュ４８の調光を行うフラッシュ調光機能も有する。
【００２０】
フォーカス制御部４２は、撮影レンズ１０のフォーカシング動作を制御する。
これら露光制御部４０及びフォーカス制御部４２は、ＴＴＬ方式を用いて制御されている。すなわち、撮影光学系を介して撮像した画像データを画像処理回路２０によって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、フォーカス制御部４２に対して制御を行う。
【００２１】
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、いわゆるレンズ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、暗い場所などで光量を補うために発光を行う閃光発光部であり、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。
システム制御回路５０は、撮像装置１００全体を制御する制御部であり、マイクロコンピュータによって構成されている。
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。
【００２２】
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、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数又は複数設置され、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＥＤ（Light Emitting
Diode）、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、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、露出補正表示等がある。また、フラッシュ表示、赤目緩和表示、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・時刻表示等もＬＣＤ等に表示する。
一方、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。
【００２３】
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能な不揮発性記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等が用いられる。
モードダイアルスイッチ６０、シャッタースイッチ６２，６４、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６、単写／連写スイッチ６８、及び操作部７０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である。これらは、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、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。
【００２４】
ここで、これらの操作手段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換え設定するときに操作される。
シャッタースイッチ６２は、不図示のシャッターボタンの操作途中のいわゆる半押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ１）である。シャッタースイッチ６２（ＳＷ１）がＯＮすることにより、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システム制御回路５０が指示する。
【００２５】
シャッタースイッチ６４は、不図示のシャッターボタンの操作完了のいわゆる全押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ２）である。シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮすることにより、システム制御回路５０が露光処理、現像処理、記録処理という一連の処理の動作開始を指示する。
この露光処理では、撮像素子１４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。
また、現像処理では、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を行う。
さらに、記録処理では、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２００，２１０に画像データを書き込む。
【００２６】
画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６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ときに、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。
【００２７】
単写／連写スイッチ６８は、シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮした場合に１駒の撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタースイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮしている間は連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定することができる。
【００２８】
操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等からなり、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換えボタン等の機能を持つ。また、操作部７０は、メニュー移動＋（プラス）ボタン、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／時間設定ボタン等の機能を持つ。さらに、操作部７０は、プリント出力ボタン、記録ボタン、ズームレバー（望遠・広角）、十字ボタン（上、下、左、右）、カーソル表示ボタン等の機能も持っている。
【００２９】
電源制御手段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換えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御手段８０は、電池の有無、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２００，２１０を含む各部へ供給する。
コネクタ８２、８４は、撮像装置１００の内部と電池収容部に収容された電池又はＡＣアダプター等の電源８６とを接続する。
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電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等である。
【００３０】
インタフェース９０，９４は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を仲介する。
コネクタ９２，９６は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を行う。
記録媒体着脱検知手段９８は、コネクタ９２，９６の少なくとも一方に記録媒体２００，２１０が装着されているか否かを検知する。
【００３１】
なお、本実施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系統持つものとして説明している。これに限らず、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よい。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よい。インタフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いることができる。
【００３２】
さらに、インタフェース９０，９４、そしてコネクタ９２，９６をＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いて構成した場合、データの通信に利用可能である。すなわち、この部分に各種通信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。通信カードとしては、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等の通信カード等を用いることができる。
【００３３】
保護部１０２は、撮像装置１００の撮影レンズ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すること無しに、光学像のみを用いて構図確認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、露出補正表示等を行う小型の表示部が設置されている。
【００３４】
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有する。
コネクタ１１２は、通信部１１０により撮像装置１００を他の機器と接続する。なお、無線通信の場合は、コネクタ１１２の代わりにアンテナを用いるとよい。
【００３５】
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、撮像装置１００とのインタフェース２０４と、撮像装置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、撮像装置１００とのインタフェース２１４と、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２１６とを備えている。
【００３６】
次に、光学ズームと電子ズームについて説明する。
光学ズームとは、複数の光学レンズからなる撮影レンズ１０の駆動によって、撮像素子に結像させる画像の倍率を変化させる、即ち、光学レンズと撮像素子の間の焦点距離を変化させることである。
一方、電子ズームとは、撮像素子で撮像した画像の一部にデジタル処理を施すことによって、画像を拡大させることである。
【００３７】
図２は、撮影レンズ１０の焦点距離を変化させた場合の明るさ、つまり、開放Ｆ値の変化を示すグラフである。図２の縦軸は、撮影レンズ１０の開放Ｆ値を示し、横軸は、撮影レンズ１０の焦点距離を示している。なお、縦軸は、１目盛りが絞り１段分を示している。
図２に示すように、撮影レンズ１０は、広角端ではＦ＝２．８あるが、望遠端ではＦ＝５．６となり、明るさが約４倍程度、つまり、絞り２段相当変化している。このように、撮影レンズ１０は、広角側に対して望遠側が非常に暗い特性を有している。ここで、Ｆ値とは、以下の式（１）で表され、レンズの透過光量、即ち、レンズの明るさを示す数値である。
【００３８】
Ｆ＝ｆ／Ｄ ・・・式（１）
ｆ：焦点距離、Ｄ：レンズの有効口径
【００３９】
図３は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズームのみを用いて広角側から望遠側へズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図３において、表示画像３００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像３０１は、光学ズーム６倍を行ったときの表示画像を示している。
【００４０】
図４は、図３に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図４中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。図４よりズーム倍率が大きくなるにつれ、開放Ｆ値が大きくなっていることがわかる。
【００４１】
ズーム動作前の広角端でＡＥ（自動露出）を行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５秒（以下、秒を省略）、及び、Ｆ４．０であったとする。光学ズーム倍率が６倍で広角側から望遠側へズーム動作を行ったとき、広角側で得た適正露光値が望遠側でも変わらなければ、倍率が２倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がる。この場合、適正露光値を維持するため、撮影時のＦ値が上がる代わりにシャッタースピードが遅くなり、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／６０及びＦ５．６となる。光学ズームを行うと開放Ｆ値がＦ２．８からＦ５．６へと変化するのに伴って、撮影時のＦ値がＦ４．０からＦ５．６へと絞り１段分暗くなり、適正露光にするのに、絞り１段分明るくするため、シャッタースピードは遅くなり、１／６０となるのである。シャッタースピードが遅くなることで、手ブレ及び被写体ブレが発生する原因となる。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、電子ズームを併用する。
図５は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例である。
【００４３】
図５において、表示画像５００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像５０１は、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像５０２は、光学ズーム２倍を行ったあとに、さらに電子ズーム３倍を行ったときの表示画像を示している。また、枠５０３は、光学ズームから電子ズームへ切り替わる境界の枠を示している。
【００４４】
図６は、図５に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図６中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。
ズーム動作前の広角端でＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５及びＦ４．０であったとする。光学ズーム倍率が６倍で広角側から望遠側へズーム動作を行ったとき、適正露光値が変わらなければ、倍率が２倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がってしまう。そこで、本実施形態では、ズーム倍率が２倍以上のところでは電子ズームに切り換える。電子ズームによりズーム動作を行っても、Ｆ値は変化しないため、シャッタースピードを遅くする必要がない。よって、ズーム倍率が６倍の望遠側においてもズーム動作前のシャッタースピード及びＦ値が変わらず、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ４．０となる。このように、望遠側においてもシャッタースピードを変える必要がないため、光学ズームのみを用いた場合に比べ、手ブレや被写体ブレの発生を防ぐことができる。
【００４５】
図７は、第１実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
まず、ステップ（以下、Ｓとする）７００において、撮影モードが選択される。
Ｓ７０１では、露光制御部４０がＡＥ制御を行い、撮像している被写体の輝度情報から適正露光値を得る。
Ｓ７０２では、露光制御部４０が適正露出となるＦ値とシャッタースピードを設定する。
Ｓ７０３では、Ｓ７０２で設定したＦ値からシステム制御回路５０が光学ズームと電子ズームとの切り換え境界を設定する。これにより光学ズームを行う最大倍率（光学ズームから電子ズームへと切り換えるときの光学ズームの倍率）が設定される。ここで設定される光学ズームと電子ズームとの切り換え境界は、一定間隔ごとにＡＥを行い、被写体の輝度が変わって適正露光値が変化するたびに変化する。
【００４６】
Ｓ７０４では、撮像装置１００の画像表示部２８に切り換え境界の枠５０３を表示する。ここで表示する枠５０３は、一定間隔ごとにＡＥを行い、被写体の輝度が変わって適正露光値が変化するたびに大きさが変化する。
Ｓ７０５では、撮影者により、操作部７０のズームレバーが望遠側に操作されたか否かを判断する。ズームレバーが望遠側に操作された場合には、Ｓ７０６へ進み、ズームレバーが望遠側に操作されていない場合には、Ｓ７０１へ戻る。
Ｓ７０６では、光学ズームと電子ズームの切り換え境界まで光学ズームを行う。
Ｓ７０７では、光学ズームと電子ズームの切り換え境界から先は電子ズームへと切り換えて電子ズームを行う。
なお、望遠端に達するか、又は、撮影者の希望する倍率までズームを行い、撮影者がズームレバーの操作を止めたときは、ズーム動作が停止する。
【００４７】
図８は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図８において、表示画像８００は、望遠端での表示画像を示し、表示画像８０１は、光学ズーム３／４倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像８０２は、光学ズーム３／４倍を行ったあとに、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像を示している。また、表示画像８０３は、光学ズーム３／４倍を行い、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム２／３倍を行ったときの表示画像を示している。
図９は、図８に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
これら図８と図９では、被写体の輝度が低くなった場合を示している。
【００４８】
図８及び図９に示す例において、ズーム位置が望遠側にあり、ＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／８０及びＦ４．０である。ズーム動作前に望遠端でＡＥを行ったときより被写体が暗くなり、適正露光とするために必要な露光量が多くなったと判断されると、切り換え境界Ａまでは光学ズームが広角側へ優先的に動作する。
光学ズームが広角側に動作することで開放Ｆ値が小さくなり、それに伴って撮影時のＦ値が小さくなる。切り換え境界Ａにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ３．５なり、Ｆ値が小さくなった分、シャッタースピードを上げることができる。
【００４９】
そして、切り換え境界Ａよりも広角側となると、光学ズームが停止し、切り換え境界Ｂまで電子ズームが動作する。適正露光値が変わらなければ、切り換え境界Ｂにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値は、切り換え境界Ａと変わらず、それぞれ１／１２５及びＦ３．５となる。その後、切り換え境界Ｂで電子ズーム倍率は等倍となり、広角端までは再び光学ズームが動作する。広角端における適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ３．５となる。被写体が暗くなった場合にこのような制御を行うことで、手ブレや被写体ブレを抑えつつ、電子ズームによる解像度の劣化を抑えた画像を撮影することができる。
【００５０】
図１０は、図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図１０において、表示画像９００は、ズーム動作前の望遠端での表示画像を示し、表示画像９０１は、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像を示している。また、表示画像９０２は、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム１／２倍を行ったときの表示画像を示している。
図１１は、図１０に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
これら図１０と図１１では、被写体の輝度が高くなった場合、又は、輝度が変わらない場合を示している。
【００５１】
図１０及び図１１に示す例において、ズーム位置が望遠側にあり、ＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ５．４である。ズーム動作前に望遠端でＡＥを行ったときより被写体が明るくなり、適正露光の値が小さくなったと判断されると、切り換え境界Ｃまでは電子ズームが広角側へ優先的に動作する。電子ズームが広角側に動作することで解像度の劣化を抑えることができる。適正露光値が変わらなければ、切り換え境界Ｃにおける適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値は望遠端と変わらず、それぞれ１／１２５及びＦ５．４となる。そして、切り換え境界Ｃを超えると、電子ズームが停止し、広角端まで光学ズームが動作する。光学ズームが動作すると、開放Ｆ値が小さくなる。
【００５２】
図１２は、望遠側から光学側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
まず、Ｓ１２００では、撮影モードが選択される。なお、この時点では、ズーム位置が望遠側にあるとする。
Ｓ１２０１では、露光制御部４０がＡＥ制御を行い、撮像している被写体の輝度情報から適正露光値を得る。
Ｓ１２０２では、露光制御部４０が適正露出となるＦ値とシャッタースピードを設定する。
Ｓ１２０３では、Ｓ１２０２で設定したＦ値からシステム制御回路５０が光学ズームと電子ズームとの切り換え境界を設定する。
【００５３】
Ｓ１２０４では、撮影者により、操作部７０のズームレバーが広角側に操作されたか否かを判断する。ズームレバーが広角側に操作された場合には、Ｓ１２０５へ進み、ズームレバーが広角側に操作されていない場合には、Ｓ１２０１へ戻り、撮影者によりズームレバーが広角側に動かされるまでＳ１２０１からＳ１２０３までを繰り返す。
Ｓ１２０５では、再度ＡＥを行い、Ｓ１２０１において望遠端でＡＥを行ったときと現在とを比較する。被写体が暗くなった場合には、Ｓ１２０６へ進む。一方、被写体が暗くなっていない、すなわち、被写体が明るくなった場合、又は、被写体の輝度が変わらない場合には、Ｓ１２０９へ進む。
【００５４】
Ｓ１２０６では、切り換え境界Ａまでは光学ズームが優先的に動作する。そして、切り換え境界Ａまでくると、Ｓ１２０７へ進む。
Ｓ１２０７では、光学ズームが停止し、切り換え境界Ｂまで電子ズームが動作する。切り換え境界Ｂまでくると、Ｓ１２０８へ進む。
Ｓ１２０８では、電子ズームは停止し、広角端まで光学ズームが動作する。
【００５５】
Ｓ１２０９では、切り換え境界Ｃまでは電子ズームが優先的に動作する。そして、切り換え境界Ｃまでくると、Ｓ１２１０へ進む。
Ｓ１２１０では、電子ズームが停止し、広角端まで光学ズームが動作する。
【００５６】
次に、第１実施形態において、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に、被写体の輝度が変化したときの動作について説明する。
ズーム位置が望遠側にある場合は、シャッタースピードを変更することで適正露光となるようにする。ここで光学ズーム及び電子ズーム、Ｆ値、感度などは変更しない。被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果から適正露光とするために必要な露光量が多くなった場合は、シャッタースピードを遅くすることで、適正露光となるように制御する。一方、被写体の輝度が高くなり、ＡＥの結果から適正露光とするために必要な露光量が少なくなった場合は、シャッタースピードを速くすることで、適正露光となるように制御する。
【００５７】
ここで、第１実施形態における撮像装置のもつ光学ズーム及び電子ズームのそれぞれの最大ズーム倍率の能力に対するズーム可能な最大ズーム倍率について説明する。
本実施形態では、被写体の輝度によって光学ズームから電子ズームに切り替わる倍率が変化することで、電子ズームと光学ズームを合わせた最大倍率が変化してしまう。そこで、本実施形態では、最大ズーム倍率を電子ズームの最大ズーム倍率と同じ倍率で制限を設ける。
【００５８】
図１３は、第１実施形態における最大倍率の制限に関してのＦ値とズーム倍率、焦点距離の関係を示す図である。
図１３において、縦軸はＦ値を示し、横軸はズーム倍率とともに得られる画像に対応する画角から換算した計算上の焦点距離を示している。最大ズーム倍率を電子ズームの最大ズーム倍率に制限しない場合、被写体が明るく、Ｆ値をＦ５．６以上にするときは、光学ズームと電子ズームの最大倍率をあわせた１２倍までズームできる。しかし、被写体が暗く、広角端の開放Ｆ値であるＦ２．８にするときは、ズーム倍率が４倍以上だとＦ値をＦ２．８にすることができないため、電子ズームの最大倍率４倍までしかズームできない。そこで、電子ズームの最大ズーム倍率の４倍で最大ズーム倍率に制限を設ける。最大ズーム倍率に制限を設けることで、被写体の輝度によらずに、ズーム可能な倍率が一定となり、撮影者に違和感を与えない。
【００５９】
以上説明したように、第１実施形態によれば、被写体の輝度に応じて光学ズームと電子ズームとを適宜切り換えてズームを行うので、シャッタースピードの低下による手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。また、感度を上げすぎる必要もないので、ノイズの少ない画像を得ることができる。
【００６０】
なお、上述した第１実施形態において説明した本発明は、広角側よりも望遠側の明るさの低下が著しくなっているズームレンズからなる撮影レンズを有する撮像装置及び高画素の撮像素子を有する撮像装置に対して特に有効である。これは、以下に説明する第２実施形態から第４実施形態において説明する本発明についても同様である。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第２実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態における撮像装置の光学ズーム及び電子ズームのそれぞれの最大ズーム倍率の能力に対するズーム可能な最大ズーム倍率について説明する。第１実施形態で説明したように、被写体の輝度によって光学ズームから電子ズームに切り替わる倍率が変化することにより、電子ズームと光学ズームを合わせた最大倍率が変化してしまう。そこで、第２実施形態では、感度を上げることで、光学ズームの最大ズーム倍率と電子ズームの最大ズーム倍率を合わせた倍率まで制限をせず、ズーム動作できるようにする。
【００６２】
図１４は、広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
図１４において、表示画像１４００は、ズーム前の広角端での表示画像を示し、表示画像１４０１は、光学ズーム１．５倍を行ったときの表示画像を示し、表示画像１４０２は、光学ズーム１．５倍を行ったあとに、電子ズーム４倍を行ったときの表示画像を示す。また、表示画像１４０３は、光学ズーム１．５倍を行い、電子ズーム４倍を行ったあとに、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像を示している。
【００６３】
図１５は、図１４に対応した広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図１５中の実線は、撮影時のＦ値を示し、破線は、開放Ｆ値を示している。ここで、光学ズームの最大ズーム倍率は３倍、電子ズームの最大ズーム倍率は４倍、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率は１２倍である。
【００６４】
ズーム動作前の広角端でＡＥを行ったときの適正露光値に対するシャッタースピード及びＦ値が、それぞれ１／１２５及びＦ４．０であったとする。適正露光値が変わらなければ、光学ズームのみを行うと倍率が１．５倍以上のところで開放Ｆ値に伴って撮影時のＦ値が上がってしまうため、ズーム倍率が１．５倍以上のところでは電子ズームに切り換える。
電子ズームによりズーム動作を行っても、Ｆ値は変化しないため、シャッタースピードを遅くする必要がない。よって、ズーム倍率が６倍までの望遠側においてはズーム動作前のシャッタースピード及びＦ値が変わらず、シャッタースピード及びＦ値はそれぞれ１／１２５及びＦ４．０となる。
【００６５】
ズーム倍率６倍のとき、電子ズームは望遠端であり、ここで、撮影者がズームレバーを離さなければ、再び、光学ズーム動作へ切り替わり、感度を上げながら、光学ズームの望遠端まで、光学ズームが動作する。ここで、光学ズームを行うと開放Ｆ値の値が大きくなってしまい、適正露光値を保つためには、シャッタースピードが遅くなってしまう。そこで、本実施形態では、感度を上げて、シャッタースピードを変化させることなく、光学ズーム動作が行えるようにしている。望遠端であるズーム倍率１２倍のときのシャッタースピード及びＦ値は、それぞれ１／１２５及びＦ５．６となる。
このように、本実施形態では、望遠側においてもシャッタースピードを変える必要がないため、光学ズームのみを用いた場合に比べ、手ブレや被写体ブレが発生を防ぐことができる。
【００６６】
図１６は、第２実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
図１６のフローにおけるＳ１５００からＳ１５０７までは、第１実施形態の図７のＳ７００からＳ７０７までと同じ動作であるので、この部分については説明を省略する。
Ｓ１５０７では、電子ズームの望遠端まで電子ズームを行う。
Ｓ１５０８では、光学ズームが望遠端になっているか否かを判断する。光学ズームの望遠端であれば、Ｓ１５１０へ進みズーム動作を終了する。一方、光学ズームの望遠端でない場合は、Ｓ１５０９へ進む。
Ｓ１５０９では、撮影の感度を上げ、光学ズームを行う。ここで、光学ズームを行うと、開放Ｆ値が上がり、適正露光値に対するシャッタースピードが遅くなってしまうが、感度を上げることで、Ｆ値は上がっても、光学ズーム前のシャッタースピードを維持できる。これにより、光学ズームを行っても手ブレや被写体ブレを防ぐことができる。Ｓ１５０９の処理が終わったらＳ１５０８へ戻り、光学ズームの望遠端になるまで、Ｓ１５０９の動作を繰り返す。
なお、撮影者がＳ１５０７でズームレバーを離すと、ズーム動作を停止し、第１実施形態と同様の動作となる。
【００６７】
第２実施形態によれば、感度上昇を行うことにより、第１実施形態により得られる効果に加えて、光学ズームの最大ズーム倍率と電子ズームの最大ズーム倍率を合わせた倍率まで制限をせず、ズーム動作を行える。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第３実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態は、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に被写体の輝度が変化したときの動作が第１実施形態と異なっている。以下、このときの動作について説明する。
第３実施形態では、ズーム位置が広角端にない場合に被写体の輝度が変化したときは、感度を変更することで適正露光となるようにする。このとき、光学ズーム及び電子ズーム、Ｆ値、シャッタースピードは変更しない。被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が多くなった場合は、感度を上げることで、適正露光となるように制御する。被写体の輝度が高くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が少なくなった場合は、感度を下げることで、適正露光となるように制御する。
【００６９】
また、第３実施形態において、任意のシャッタースピードを設定してもよい。
例えば、予め手ブレしないシャッタースピードを任意に設定する、又は、予め手ブレ限界シャッタースピードを設定することで、設定したシャッタースピードよりも遅くならないように制御する。ここで、手ブレ限界シャッタースピードとは、一般的には１／ｆで表される。ただし、手ブレ限界シャッタースピードは、これに限るものではなく、撮影者が任意に設定してもよいし、撮像装置１００が演算により撮影状況に合わせて適宜設定してもよい。予め手ブレしないシャッタースピードを任意に設定する、又は、予め手ブレ限界シャッタースピードを設定することで、手ブレや被写体ブレを抑えることを重視した制御が可能となる。
【００７０】
第３実施形態によれば、感度の変更も行うので、撮影者の意図する倍率を維持したまま、手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、本発明による撮像装置の第４実施形態について説明する。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第４実施形態は、ズーム位置が望遠側にあり、ズーム動作がない場合に被写体の輝度が変化したときの動作が第１実施形態と異なっている。以下、このときの動作について説明する。
第４実施形態では、ズーム位置が望遠側にある場合に被写体の輝度が低くなり、ＡＥの結果、適正露光とするために必要な露光量が多くなったときは、ズームレンズを広角側に自動で移動させることでＦ値を小さくし、適正露光となるようにする。
【００７２】
図１７は、図１３と同じ特性のズームレンズを持つ撮像装置において、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させる場合の撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
図１７中の実線は、あるズーム位置から広角側に自動で移動させる場合のズーム倍率とＦ値の変化を表している。この例では、光学ズームの最大ズーム倍率は３倍、電子ズームの最大ズーム倍率は４倍、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率は１２倍である。
また、光学ズームと電子ズームとを合わせた最大ズーム倍率の制限はしない。図１７において、任意の各ズーム位置から、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させることで、開放Ｆ値が小さくなり、撮影時のＦ値も小さくすることができる。結果として、シャッタースピードを変更することなく、適正露出の撮影を行うことができる。
【００７３】
本実施形態によれば、被写体の輝度が低くなったときに広角側に自動でズームを行うので、シャッタースピードの低下による手ブレや被写体ブレを生じにくく、良好な画像を得ることができる。また、感度を上げすぎる必要もないので、ノイズの少ない画像を得ることができる。
【００７４】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
例えば、各実施形態において、撮影レンズ１０が撮像装置１００に対して交換できない形態を例に挙げて説明したが、これに限らず、着脱自在な交換レンズを装着して使用する撮像装置であってもよい。
【００７５】
なお、第１実施形態〜第４実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による撮像装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】撮影レンズ１０の焦点距離を変化させた場合の明るさ、つまり、開放Ｆ値の変化を示すグラフである。
【図３】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズームのみを用いて広角側から望遠側へズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図４】図３に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図５】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例である。
【図６】図５に対応した広角側から望遠側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図７】第１実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図８】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図９】図８に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１０】図２のような特性のズームレンズを持つ撮像装置１００において、光学ズーム及び電子ズームを用いて望遠側から広角側へ向かってズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図１１】図１０に対応した望遠側から広角側にズームするときの撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１２】望遠側から光学側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態における最大倍率の制限に関してのＦ値とズーム倍率、焦点距離の関係を示す図である。
【図１４】広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の画像表示部２８に表示される画像及びそのときのシャッタースピードとＦ値の例を示す図である。
【図１５】図１４に対応した広角側から望遠側に光学ズーム及び電子ズームを用いてズーム動作した場合の撮像装置のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【図１６】第２実施形態の広角側から望遠側へズームするときの撮像装置１００における処理を表すフローチャートである。
【図１７】図１３と同じ特性のズームレンズを持つ撮像装置において、被写体の輝度が低くなったときにズームレンズを広角側に自動で移動させる場合の撮像装置１００のズーム倍率とＦ値を表すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 撮影レンズ
１２ シャッター
１４ 撮像素子
１６ Ａ／Ｄ変換器
１８ タイミング発生回路
２０ 画像処理回路
２２ メモリ制御回路
２４ 画像表示メモリ
２６ Ｄ／Ａ変換器
２８ 画像表示部
３０ メモリ
３２ 圧縮・伸長回路
４０ 露光制御部
４２ フォーカス制御部
４４ ズーム制御部
４６ バリア制御部
４８ フラッシュ
５０ システム制御回路
５２ メモリ
５４ 表示部
５６ 不揮発性メモリ
６０ モードダイアルスイッチ
６２ シャッタースイッチ（ＳＷ１）
６４ シャッタースイッチ（ＳＷ２）
６６ 画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
６８ 単写／連写スイッチ
７０ 操作部
１００ 撮像装置
１０２ 表示部
１０４ 光学ファインダ
１１０ 通信部
１１２ コネクタ
２００ 記録媒体
２１０ 記録媒体
３００ ズーム前の広角端での表示画像
３０１ 光学ズーム６倍を行ったときの表示画像
５００ ズーム前の広角端での表示画像
５０１ 光学ズーム２倍を行ったときの表示画像
５０２ 光学ズーム２倍を行ったあとに、電子ズーム３倍を行ったときの表示画像
５０３ 光学ズームから電子ズームへ切り替わる境界の枠
８００ ズーム動作前の望遠端での表示画像
８０１ 光学ズーム３／４倍を行ったときの表示画像
８０２ 光学ズーム３／４倍を行ったあとに、電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像
８０３ 光学ズーム３／４倍を行い、電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム２／３倍を行ったときの表示画像
９００ ズーム動作前の望遠端での表示画像
９０１ 電子ズーム１／３倍を行ったときの表示画像
９０２ 電子ズーム１／３倍を行ったあとに、光学ズーム１／２倍を行ったときの表示画像
１４００ ズーム前の広角端での表示画像
１４０１ 光学ズーム１．５倍を行ったときの表示画像
１４０２ 光学ズーム１．５倍を行ったあとに、電子ズーム４倍を行ったときの表示画像
１４０３ 光学ズーム１．５倍を行い、電子ズーム４倍を行ったあとに、光学ズーム２倍を行ったときの表示画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、
前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体の輝度を検出する輝度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記輝度検出手段による輝度の検出結果に基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記露光制御手段は、被写体の輝度に基づいて、又は、撮影者の指示にしたがって、露光条件としてシャッタースピードと絞り値と感度とのうちの少なくともひとつを設定すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、広角側から望遠側へズームを行うとき、前記露光制御手段が設定した絞り値よりも開放絞り値が大きくならないように光学ズームから電子ズームに切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、望遠側から広角側へズームを行うとき、前記露光制御手段が設定した絞り値よりも開放絞り値が大きくならないように電子ズームから光学ズームに切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、電子ズームを行っているとき、前記露光制御手段が設定した絞り値と開放絞り値とを比較した結果に基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、被写体の輝度が低くなったとき、前記露光制御手段が設定した絞り値と開放絞り値とを比較した結果に基づいて光学ズームを広角側に動作させること、
を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
画像を表示する表示部を有し、
前記制御手段は、光学ズームと電子ズームとを切り換える境界を前記表示部に表示させること、
を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記露光制御手段は、撮影者が指示したシャッタースピードを露光条件として設定し、
前記制御手段は、撮影者が指示したシャッタースピードを維持できるように光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、手振れによる像ブレを防止するように設定された手ブレ限界シャッタースピードより遅いシャッタースピードとならないように光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、電子ズームが最大ズーム倍率の場合に、撮影者が望遠側にズーム操作を行ったとき、光学ズームを動作させながら前記露光制御手段が設定したシャッタースピードを変えずに適正露光となるように感度を高くすること、
を特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、
前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段と、
を備える撮像装置のズーム制御方法であって、
前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とするズーム制御方法。
【請求項１】
焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、
前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体の輝度を検出する輝度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記輝度検出手段による輝度の検出結果に基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記露光制御手段は、被写体の輝度に基づいて、又は、撮影者の指示にしたがって、露光条件としてシャッタースピードと絞り値と感度とのうちの少なくともひとつを設定すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、広角側から望遠側へズームを行うとき、前記露光制御手段が設定した絞り値よりも開放絞り値が大きくならないように光学ズームから電子ズームに切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、望遠側から広角側へズームを行うとき、前記露光制御手段が設定した絞り値よりも開放絞り値が大きくならないように電子ズームから光学ズームに切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、電子ズームを行っているとき、前記露光制御手段が設定した絞り値と開放絞り値とを比較した結果に基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、被写体の輝度が低くなったとき、前記露光制御手段が設定した絞り値と開放絞り値とを比較した結果に基づいて光学ズームを広角側に動作させること、
を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
画像を表示する表示部を有し、
前記制御手段は、光学ズームと電子ズームとを切り換える境界を前記表示部に表示させること、
を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記露光制御手段は、撮影者が指示したシャッタースピードを露光条件として設定し、
前記制御手段は、撮影者が指示したシャッタースピードを維持できるように光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、手振れによる像ブレを防止するように設定された手ブレ限界シャッタースピードより遅いシャッタースピードとならないように光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、電子ズームが最大ズーム倍率の場合に、撮影者が望遠側にズーム操作を行ったとき、光学ズームを動作させながら前記露光制御手段が設定したシャッタースピードを変えずに適正露光となるように感度を高くすること、
を特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
焦点距離に応じて開放絞り値が変化するレンズ鏡筒を介して得た像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像を行うときの露光条件を設定して制御する露光制御手段と、
前記レンズ鏡筒の焦点距離を変化させて倍率を変化させる光学ズームと前記レンズ鏡筒を介して得た像の撮影範囲を画像処理により変更する電子ズームとを制御する制御手段と、
を備える撮像装置のズーム制御方法であって、
前記制御手段は、焦点距離に応じて変化する開放絞り値と前記露光制御手段が設定した露光条件とに基づいて光学ズームと電子ズームとを切り換えること、
を特徴とするズーム制御方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１１９０４２（Ｐ２０１０−１１９０４２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２４５０（Ｐ２００８−２９２４５０）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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