撮像装置および撮像装置の制御プログラム
【課題】大きな撮像素子を備えるカメラに、当該大きさに対応するイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときと、当該撮像素子に対して四隅が欠ける小さなイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときとでは、出力を画像信号として利用できる有効画素が異なる。したがって、装着されるレンズに依存して、生成される画像データの画素数が異なるという問題があった。
【解決手段】上記課題を解決するために、撮像装置は、２次元的に画素が配列された撮像素子と、撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部とを備える。
【解決手段】上記課題を解決するために、撮像装置は、２次元的に画素が配列された撮像素子と、撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、レンズ交換式カメラにおいても静止画撮影に加えて動画撮影が行えるようになってきた。静止画撮影においては、撮像素子の全画素の出力を利用して静止画像データを生成し、動画撮影においては、間引き処理により一部の画素の出力を利用して動画像データを生成する（例えば特許文献１）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００９−７７０６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
同じレンズマウントを備えるカメラであっても、大きさ、有効画素数等において様々な種類の撮像素子が採用され、これら様々な種類の撮像素子に適応させるべく、イメージサークルの異なる複数種類の交換レンズが用意されている。大きな撮像素子を備えるカメラに、当該大きさに対応するイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときと、当該撮像素子に対して四隅が欠ける小さなイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときとでは、出力を画像信号として利用できる有効画素が異なる。したがって、装着されるレンズに依存して、生成される画像データの画素数が異なるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様における撮像装置は、２次元的に画素が配列された撮像素子と、撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部とを備える。
【０００５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様における撮像装置の制御プログラムは、２次元的に画素が配列された撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択ステップと、選択ステップによっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る交換レンズとカメラ本体の外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係るカメラ本体の背面図である。
【図３】本実施形態に係る一眼レフカメラのシステム構成図である。
【図４】撮像素子とイメージサークルの関係を説明する説明図である。
【図５】選択され得る画素範囲と、画像信号の出力対象となる画素の概念図である。
【図６】動画撮影モードにおける処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る一眼レフカメラ１０の交換レンズ２０とカメラ本体３０の外観斜視図である。交換レンズ２０は、レンズマウント２１を備え、カメラ本体３０は、カメラマウント３１を備える。レンズマウント２１とカメラマウント３１が係合して交換レンズ２０とカメラ本体３０が一体化されると、交換レンズ２０とカメラ本体３０は一眼レフカメラ１０として機能する。
【００１０】
光軸１１と平行な矢印１２に沿って、レンズマウント２１をカメラマウント３１へ接近させ、レンズ指標２２とボディ指標３２が対向するように両者を接触させる。更に、レンズマウント２１のマウント面とカメラマウント３１のマウント面の接触を保ったまま、交換レンズ２０を矢印１３の方向へ回転させる。すると、ロックピン３３によるロック機構が作動し、交換レンズ２０はカメラ本体３０に固定される。この状態において、交換レンズ２０側の通信端子とカメラ本体３０側の通信端子は接続が確立され、互いに制御信号等の通信を行うことができる。
【００１１】
交換レンズ２０をカメラ本体３０から分離するときには、ユーザは、着脱ボタン３４を押し下げることにより、着脱ボタン３４に連動するロックピン３３をカメラマウント３１のマウント面から退避させてロックを解除する。そして、装着と逆の手順で交換レンズ２０を回転させてから引き離す。
【００１２】
交換レンズ２０は、被写体光束をカメラ本体３０に配設された撮像素子の受光面に結像させる。交換レンズ２０は、撮像素子の受光面におけるイメージサークルの大きさ、焦点距離、開放Ｆ値などが異なる様々な仕様の製品として、複数用意されている。これらの交換レンズ２０は、いずれもカメラマウント３１と係合するレンズマウント２１を備えており、カメラマウント３１が採用されたカメラ本体３０であれば、異なるカメラ本体３０であっても装着することができる。
【００１３】
図２は、本実施形態に係るカメラ本体３０の背面図である。図示するように、表示部３５の近傍には操作部材としての十字キー３６が設けられており、ユーザは十字キー３６を操作することで、表示部３５に表示されたメニュー項目の選択範囲を上下左右に移動させることができる。十字キー３６の中央には決定ボタン３７が設けられており、ユーザは決定ボタン３７を押下げることにより十字キー３６による選択を確定させる。
【００１４】
例えば、図のように動画撮影画像サイズのメニュー設定画面が表示されている状態で、ユーザは、十字キー３６を上下に操作することにより、アクティブフレーム３８をメニュー項目中で移動させることができる。メニュー項目としては、複数の画像サイズが選択可能に提示されている。そして、ユーザは、意図する場所にアクティブフレーム３８を移動させたら決定ボタン３７を押し下げて選択したメニュー項目の設定を指示する。決定ボタン３７の押し下げに伴ってラジオボタン３９がオンとなり、ユーザは自らの選択を視認することができる。
【００１５】
ライブビューボタン４０は、撮像素子の受光面に結像する被写体画像を逐次光電変換して表示用の画像データを生成し、これを液晶表示部３５に連続的に表示させるライブビューを開始させるボタンである。ユーザは、ライブビューボタン４０を押し下げることにより、光学ファインダによる被写体観察から、ライブビューによる被写体観察に切り替えることができる。さらに、再度ライブビューボタン４０を押し下げれば、光学ファインダによる被写体観察に戻すことができる。
【００１６】
ライブビューは、動画撮影前の準備段階における被写体観察に利用できる。ユーザがメニュー項目から動画撮影モードを選択すると、被写体を観察する初期設定としてライブビューが開始される。ユーザは、動画撮影の準備が整い、撮影を開始したいタイミングで決定ボタン３７を押し下げると、動画撮影が開始される。動画撮影中においてもライブビューは動作し、ユーザは被写体像を確認しながら撮影を続けることができる。そして、再度決定ボタン３７を押し下げると、撮影が終了する。
【００１７】
図３は、本実施形態に係る一眼レフカメラのシステム構成図である。被写体像は、光軸１１に沿って光学系を透過し、撮像素子１３３の受光面に結像する。光学系は、フォーカスレンズ２３、ズームレンズ２４、絞り２５等を含む。光学系は、レンズシステム制御部１２０によって制御される。例えば、レンズシステム制御部１２０は、モータ駆動回路１２２を介してフォーカスレンズ２３を移動させるモータを制御し、絞り駆動回路１２３を介して絞り２５を駆動する。
【００１８】
レンズシステム制御部１２０は、レンズマウント接点１２１およびカメラマウント接点１３１を介してカメラシステム制御部１３０と接続され、相互に通信を実行しつつ協働して交換レンズ２０とカメラ本体３０を制御する。なお、レンズマウント接点１２１およびカメラマウント接点１３１は、それぞれ上述の交換レンズ２０側の通信端子およびカメラ本体３０側の通信端子を含む。
【００１９】
撮像素子１３３は、光学系を透過して入射する被写体像である光学像を光電変換する素子であり、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサが用いられる。撮像素子１３３で光電変換された被写体像は、Ａ／Ｄ変換器１３５でアナログ信号からデジタル信号に変換される。撮像素子１３３の電荷読み出し制御およびＡ／Ｄ変換器１３５の変換制御は、カメラシステム制御部１３０の同期制御を受けたタイミング発生部１３４が供給するクロック信号により同期が計られる。カメラシステム制御部１３０、タイミング発生部１３４、およびＡ／Ｄ変換器１３５は協働して、撮像素子１３３の定められた画素範囲内において特定画素の出力を選択的にデジタル信号に変換することもできる。
【００２０】
デジタル信号に変換された被写体像は、画像データとして順次処理される。Ａ／Ｄ変換器１３５によりデジタル信号に変換された画像データは、画像処理部１３６へ引き渡される。画像処理部１３６は、設定されている撮影モード、ユーザからの指示に従って、画像データを規格化された画像フォーマットの画像データに変換する。例えば、静止画像としてＪＰＥＧファイルを生成する場合、色変換処理、ガンマ処理、ホワイトバランス処理等の画像処理を行った後に適応離散コサイン変換等を施して圧縮処理を行う。また、動画像としてＭＰＥＧファイルを生成する場合、生成された連続する静止画としてのフレーム画像に対して、フレーム内符号化、フレーム間符号化を施して圧縮処理を行う。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器１３５から画像処理部１３６へ入力される画像データ量が、画像処理部１３６の処理能力を上回る場合は、未処理の画像データは、メモリ制御部１３７の制御により一旦内部メモリ１３８へ記憶される。つまり、内部メモリ１３８は、連写撮影、動画撮影において高速に連続して画像データが生成される場合に、画像処理の順番を待つバッファメモリとしての役割を担う。内部メモリ１３８は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリであり、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどが用いられる。また、内部メモリ１３８は、画像処理部１３６が行う画像処理、圧縮処理において、ワークメモリとしての役割も担う。内部メモリ１３８は、これらの役割を担うに相当する十分なメモリ容量を備える。メモリ制御部１３７は、いかなる作業にどれくらいのメモリ容量を割り当てるかを制御する。
【００２２】
画像処理部１３６によって処理された静止画像データ、動画像データは、メモリ制御部１３７の制御により、内部メモリ１３８から記録媒体ＩＦ１４０を介して、記録媒体の記録部１４１に記録される。記録媒体は、フラッシュメモリ等により構成される、カメラ本体３０に対して着脱可能な不揮発性メモリである。
【００２３】
画像処理部１３６は、記録用の画像データの処理に並行して、表示用の画像データを生成する。生成された表示用の画像データは、表示制御部１３９の制御に従って、表示部３５に表示される。記録の有無に関わらず、逐次表示用の画像データを生成して表示部３５に表示すれば、電子ファインダ機能としてライブビューを実現できる。また、画像の表示と共に、もしくは画像を表示することなく、一眼レフカメラ１０の各種設定に関する様々なメニュー項目も、表示制御部１３９の制御により表示部３５に表示することができる。
【００２４】
一眼レフカメラ１０は、上記の画像処理における各々の要素も含めて、カメラシステム制御部１３０により直接的または間接的に制御される。カメラシステム制御部１３０は、システムメモリ１３２を備える。システムメモリ１３２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ１３２は、一眼レフカメラ１０の動作時に必要な定数、変数、プログラム等を、一眼レフカメラ１０の非動作時にも失われないように記録している。カメラシステム制御部１３０は、定数、変数、プログラム等を適宜内部メモリ１３８に展開して、一眼レフカメラ１０の制御に利用する。
【００２５】
カメラ本体３０は、ユーザからの操作を受け付ける十字キー３６等の操作部材を複数備えているが、操作検出部１４４は、これら操作部材が操作されたことを検知してカメラシステム制御部１３０へ検出結果を出力する。カメラシステム制御部１３０は、検出された操作に応じた動作を実行する。
【００２６】
カメラ本体３０は、電源１４３から電力供給を受ける。電源制御部１４２は、電源１４３と通信して残電力の検出、電力供給の監視、給電を行う。電源１４３は、２次電池、家庭用ＡＣ電源等により構成される。また、交換レンズ２０への給電は、カメラマウント接点１３１、レンズマウント接点１２１を介して行われる。
【００２７】
フォーカス制御部１４５は、ユーザの設定により、位相差ＡＦ方式またはコントラストＡＦ方式を切り替えてオートフォーカスの制御を実行する。例えば、動画撮影モードの初期設定としてのコントラストＡＦ方式によれば、画像処理部１３６等と協働して、連続して取得される画像データの空間周波数から合焦評価値を算出する。そして、合焦評価値が極値となる位置までフォーカスレンズ２３を駆動するように、カメラシステム制御部１３０を介してレンズシステム制御部１２０へ制御信号を出力する。
【００２８】
露光制御部１４６は、画像処理部１３６が処理した画像データまたは測光センサの出力を解析して露出値を算出する。露光制御部１４６は、算出した露出値に従って、絞り２５の制御信号を出力し、さらに、撮像素子１３３の電荷リセットおよび読み出しタイミング、読み出しゲイン等に対する制御信号を出力する。
【００２９】
図４は、撮像素子１３３とイメージサークルの関係を説明する説明図であり、カメラマウント３１側から光軸１１に沿って撮像素子１３３を臨む図である。ここでは撮像素子１３３として、それぞれ異なる大きさである撮像素子Ａと撮像素子Ｂを例に説明する。
【００３０】
撮像素子Ａの有効画素領域は、ＡＰＳ版フィルムのＣサイズと同程度の大きさである１６ｍｍ×２４ｍｍの大きさである。撮像素子Ａの有効画素の全領域で被写体像を捉えるには、この対角線長である約２９ｍｍの直径を持つイメージサークルＡを必要とする。一方、撮像素子Ｂの有効画素領域は、３５ｍｍ版フィルムと同程度の大きさである２４ｍｍ×３６ｍｍの大きさである。撮像素子Ｂの有効画素の全領域で被写体像を捉えるには、同様に約４３ｍｍの直径を持つイメージサークルＢを必要とする。
【００３１】
したがって、撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０に対しては、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０およびイメージサークルＢを持つ交換レンズ２０のいずれを装着しても、撮像素子Ａの有効画素の全領域に被写体像を結像させることができる。一方、撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に対しては、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０であれば撮像素子Ｂの有効画素の全領域に被写体像を結像させることができるが、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着すると撮像素子Ｂの四隅が欠けることになる。すなわち、撮像素子Ｂのうち、イメージサークルＡの直径である約２９ｍｍより外周部分は被写体像が到達せず、影となる。
【００３２】
撮像素子Ａを採用するカメラ本体３０および撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０がいずれも同一規格のカメラマウント３１を採用し、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０およびイメージサークルＢを持つ交換レンズ２０がいずれも同一規格のレンズマウント２１を採用する場合、任意の組み合わせにより一眼レフカメラ１０を構成することができる。しかし、組み合わせによっては、上記の関係から、画像信号を出力させる画素範囲に制約を受ける。
【００３３】
撮像素子Ａを採用するカメラ本体３０であれば、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、イメージサークルＢをもつ交換レンズ２０を装着した場合も、撮像素子Ａの全有効画素領域またはそれより小さい領域を出力画素範囲とすることもできるが、そもそも画素が存在しない撮像素子Ｂの範囲に出力画素範囲を設定することはできない。
【００３４】
撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０であれば、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、全有効画素領域を出力画素範囲とすることもできるし、撮像素子Ａに相当する領域またはそれより小さい領域を出力画素範囲とすることもできる。ただし、撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０にイメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合、撮像素子Ｂの全有効画素領域を出力画素範囲とすることを禁止してもよい。
【００３５】
したがって、撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０の場合、被写体像を受光して画像信号として出力される画素数が、装着する交換レンズ２０の種類に依存する。つまり、出力画素範囲として設定できる範囲に含まれる画素の出力を余すことなく利用して生成される画像データは、装着した交換レンズ２０の種類によって、互いに画素数が異なる画像データとなる。この問題は、特に動画撮影において顕著である。すなわち、動画像データにおける各フレームの画素数は、多くの場合規格によって定められており、装着する交換レンズ２０の種類に関わらず、または、ユーザが設定する画素範囲に関わらず、出力される各フレームの画素数を一定にしたいという要請がある。そこで、本実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を定められた画素数に調整する。
【００３６】
図５は、選択され得る画素範囲と、画像信号の出力対象となる画素の概念図である。
【００３７】
図５（ａ）は、図４で説明した撮像素子Ａに対して選択し得る画素範囲を示す。第１画素範囲２１２は、撮像素子Ａの有効画素領域全てを包含する範囲である。したがって、第１画素範囲２１２は、イメージサークルＡと持つ交換レンズ２０であっても、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０であっても、被写体像が欠けることはない。第２画素範囲２１３は、第１画素範囲２１２よりも更に小さく設定された範囲である。
【００３８】
撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０においては、ユーザは、表示部３５に表示されたメニュー項目としての第１画素範囲２１２、第２画素範囲２１３からいずれかを選択することができる。撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第２画素範囲２１３を選択したときは、第１画素範囲２１２を選択したときと比べて、被写体画角を小さくする効果を得ることができる。すなわち、ユーザは、あたかも望遠レンズを装着したように撮影を行うことができる。したがって、表示部３５に表示するユーザインタフェース画面における選択項目名は、撮像素子Ａにおける実寸法であっても、被写体画角であっても、見かけ上の焦点距離倍率であっても良い。
【００３９】
図５（ｂ）は、図４で説明した撮像素子Ｂに対して選択し得る画素範囲を示す。第３画素範囲２２１は、撮像素子Ｂの有効画素領域全てを包含する範囲である。また、第４画素範囲２２２は、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０を装着した場合の出力画素範囲であり、撮像素子Ｂの有効画素領域に相当する。つまり、第１画素範囲と同じ範囲である。第５画素範囲２２３は、第４画素範囲２２２よりも更に小さく設定された範囲であり、第２画素範囲と同じ範囲である。
【００４０】
撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０においては、ユーザは、表示部３５に表示されたメニュー項目としての第３画素範囲２２１、第４画素範囲２２２、第５画素範囲２２３のいずれかを選択することができる。撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第４画素範囲２２２を選択したときは、第３画素範囲２２１を選択したときに比べて被写体画角を小さくする効果を得ることができる。同様に、撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第５画素範囲２２３を選択したときは、第４画素範囲２２２を選択したときに比べて被写体画角を小さくする効果を得ることができる。ただし、カメラシステム制御部１３０がイメージサークルＡを持つ交換レンズ２０が装着されていることを検知した場合は、第３画素範囲２２１の選択を禁止する。
【００４１】
次に、動画撮影時における画像サイズとの関係について説明する。上述のように、ユーザは、動画撮影時における画像サイズとして、動画像データの各フレームの画素数を選択することができる。例えば、ハイビジョン放送の規格に準じた１９２０画素×１０８０画素、標準画質としての６４０画素×４８０画素などが選択可能に用意されている。
【００４２】
これらの画素数は、静止画撮影に求められる画素数よりも少ないので、動画撮影時においては全ての画素の蓄積電荷を出力させるのではなく、タイミング発生部１３４の作用により、一定間隔ごとの特定画素の蓄積電荷を出力させる。
【００４３】
図５（ｃ）は、撮像素子Ａに対して、特定画素の蓄積電荷を出力させる概念を示す図である。ここでは、出力画素範囲として第１画素範囲２１２が選択されている場合を示す。なお、第１画素範囲２１２を構成する画素数は、実際よりも少なく表している。
【００４４】
ある画像サイズが設定されると、斜線で図示するように、第１画素範囲２１２に対して均等となるように蓄積電荷を出力する特定画素を決定する。これにより、ユーザによって選択された画素範囲に対応する被写体画角を維持しつつ、規格化されたフレーム画素数に対応する画像信号を出力することができる。具体的には、タイミング発生部１３４の同期信号により、特定画素の蓄積電荷のみを選択的に読み出して、Ａ／Ｄ変換器１３５によってデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号に変換された画像信号を画像処理部１３６が１フレームの画像データとして構築する。
【００４５】
本実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を選択された画像サイズに対応する画素数に調整する。したがって、画像サイズの設定が変更されないまま、出力画素範囲として第２画素範囲２１３が選択されると、第２画素範囲２１３に対して均等となるように特定画素を再決定する。
【００４６】
図５（ｄ）は、撮像素子Ｂに対して、特定画素の蓄積電荷を出力させる概念を示す図である。ここでは、出力画素範囲として第３画素範囲２２１が選択されている場合を示す。図５（ｃ）と同様に、第３画素範囲２２１を構成する画素数は、実際よりも少なく表している。
【００４７】
ここで、図５（ｃ）で示す画像サイズと同じ画像サイズが設定されているとすれば、第３画素範囲２２１に対して均等となる特定画素は、斜線で示す画素となる。つまり、全体の画素に対する特定画素の密度を変更すれば、画素範囲が変更されても画像サイズを同一に保つことができることを示す。撮像素子Ｂにおいて第４画素範囲２２２を選択すれば、図５（ｃ）の斜線で示す特定画素に対応する画素を特定画素と決定すれば良い。
【００４８】
なお、ここでは、選択できる画素範囲として、より小さな範囲である第２画素範囲２１３および第５画素範囲２２３を用意した。設定され得る画像サイズのうち最大の画像サイズの画素数は、これらの画素範囲に含まれる画素数以下に定められることが好ましい。この範囲においては、上述のように、カメラシステム制御部１３０が、タイミング発生部１３４、Ａ／Ｄ変換器１３５と協働して、撮像素子１３３の特定画素のみを選択的に読み出すことにより画素数を調整することができる。
【００４９】
ただし、この制約を設けずに、設定され得る画像サイズのうち最大の画像サイズの画素数を下回る画素範囲の設定を許容する場合は、画素補間処理等により画像データの画素数を水増しすれば良い。この場合は、画素補間処理を施さない場合に比べて画質が劣化するので、ユーザに対して例えば電子音を発するなどの警告を行う警告部を設けると良い。
【００５０】
図６は、動画撮影モードにおける処理フロー図である。フローは、例えば、カメラ本体３０の電源がオンにされたときに開始される。また、本フロー図においては、特に断わらない限りカメラシステム制御部１３０が主体となって動作する。
【００５１】
処理フローが開始されると、まずステップＳ１０１で、装着されている交換レンズ２０に関する情報を確認する。カメラシステム制御部１３０は、少なくともイメージサークルの大きさを判断する。交換レンズ２０の情報を確認したら、ステップＳ１０２へ進み、ユーザから出力画素範囲の選択を受け付ける。ただし、装着された交換レンズ２０のイメージサークルの大きさにより、選択を許容する出力画素範囲の制限を行う。続いて、ステップＳ１０３で、出力画像サイズの選択を受け付ける。以上の動画撮影準備段階で項目選択を受け付けている間は、録画を開始する撮影指示の有無を常に監視する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
ステップＳ１０４で撮影指示の信号を操作検出部１４４から受け取ると、ステップＳ１０５で設定された条件に従った蓄積電荷読み出しを実行する。カメラシステム制御部１３０は、画像処理部１３６に、読み出した画像信号を動画像データへと処理させる。そして、ステップＳ１０７で撮影終了の指示を操作検出部１４４から受け取るまでは、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６の動作を継続する。撮影終了の指示を受信すれば、一連の撮影動作を終了する。
【００５３】
なお、上記の実施形態においては、特にカラーフィルター配列との関係については述べていないが、例えば撮像素子１３３がいわゆるベイヤー配列のカラーフィルターを備える場合、間引いて読み出される特定画素を並べたときのカラーフィルター配列もベイヤー配列となるように、隣接する画素のカラーフィルターを考慮して特定画素の選択を調整しても良い。また、同じ色のフィルターを持つ周辺画素の蓄積電荷を加算して読み出しても良い。
【００５４】
上記の実施形態によれば、選択された画素範囲によらず画像信号として出力する画素数を設定された画像サイズの画素数にする調整は、カメラシステム制御部１３０、タイミング発生部１３４およびＡ／Ｄ変換器１３５の協調動作により、特定画素の選択的な電荷読み出しを行うことで実現した。しかし、選択的な電荷読み出しに依らず、読み出し自体は全画素に対して行い、画像処理部１３６により、設定された画像サイズの画素数になるように加算処理、廃棄処理等を行うように構成しても良い。
【００５５】
また、上記の実施形態によれば、画素範囲をユーザが選択できるように構成したが、装着される交換レンズ２０のイメージサークルにより、画素範囲が自動的に切替わるように構成しても良い。このように構成すれば、ユーザは画素範囲を意識することなく、望遠効果を享受でき、かつ、交換レンズ２０の種類に依らず常に設定した画像サイズの動画像データを取得することができる。
【００５６】
また、上記の実施形態では、動画撮影モードを中心に説明したが、静止画撮影モードにも同様の概念を適用することができる。すなわち、装着する交換レンズ２０のイメージサークルの大きさに関わらず、出力する静止画像データの画素数を選択された画素数に調整することができる。
【００５７】
以上の実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を選択された画像サイズに対応する画素数に調整した。すなわち、図２を用いて説明したように、画像サイズを複数の候補からユーザに選択させる例を説明した。しかし、画像サイズは、このようにユーザによって定められる場合に限らず、予めシステムメモリ１３２に記録された固定値（例えば１９２０画素×１０８０画素）によって定められても良い。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、１２、１３ 矢印、２０ 交換レンズ、２１ レンズマウント、２２ レンズ指標、２３ フォーカスレンズ、２４ ズームレンズ、２５ 絞り、３０ カメラ本体、３１ カメラマウント、３２ ボディ指標、３３ ロックピン、３４ 着脱ボタン、３５ 表示部、３６ 十字キー、３７ 決定ボタン、３８ アクティブフレーム、３９ ラジオボタン、４０ ライブビューボタン、１２０ レンズシステム制御部、１２１ レンズマウント接点、１２２ モータ駆動回路、１２３ 絞り駆動回路、１３０ カメラシステム制御部、１３１ カメラマウント接点、１３２ システムメモリ、１３３ 撮像素子、１３４ タイミング発生部、１３５ Ａ／Ｄ変換器、１３６ 画像処理部、１３７ メモリ制御部、１３８ 内部メモリ、１３９ 表示制御部、１４０ 記録媒体ＩＦ、１４１ 記録部、１４２ 電源制御部、１４３ 電源、１４４ 操作検出部、１４５ フォーカス制御部、１４６ 露光制御部、２１２ 第１画素範囲、２１３ 第２画素範囲、２２１ 第３画素範囲、２２２ 第４画素範囲、２２３ 第５画素範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、レンズ交換式カメラにおいても静止画撮影に加えて動画撮影が行えるようになってきた。静止画撮影においては、撮像素子の全画素の出力を利用して静止画像データを生成し、動画撮影においては、間引き処理により一部の画素の出力を利用して動画像データを生成する（例えば特許文献１）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００９−７７０６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
同じレンズマウントを備えるカメラであっても、大きさ、有効画素数等において様々な種類の撮像素子が採用され、これら様々な種類の撮像素子に適応させるべく、イメージサークルの異なる複数種類の交換レンズが用意されている。大きな撮像素子を備えるカメラに、当該大きさに対応するイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときと、当該撮像素子に対して四隅が欠ける小さなイメージサークルを持つ交換レンズを装着したときとでは、出力を画像信号として利用できる有効画素が異なる。したがって、装着されるレンズに依存して、生成される画像データの画素数が異なるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様における撮像装置は、２次元的に画素が配列された撮像素子と、撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部とを備える。
【０００５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様における撮像装置の制御プログラムは、２次元的に画素が配列された撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択ステップと、選択ステップによっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る交換レンズとカメラ本体の外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係るカメラ本体の背面図である。
【図３】本実施形態に係る一眼レフカメラのシステム構成図である。
【図４】撮像素子とイメージサークルの関係を説明する説明図である。
【図５】選択され得る画素範囲と、画像信号の出力対象となる画素の概念図である。
【図６】動画撮影モードにおける処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る一眼レフカメラ１０の交換レンズ２０とカメラ本体３０の外観斜視図である。交換レンズ２０は、レンズマウント２１を備え、カメラ本体３０は、カメラマウント３１を備える。レンズマウント２１とカメラマウント３１が係合して交換レンズ２０とカメラ本体３０が一体化されると、交換レンズ２０とカメラ本体３０は一眼レフカメラ１０として機能する。
【００１０】
光軸１１と平行な矢印１２に沿って、レンズマウント２１をカメラマウント３１へ接近させ、レンズ指標２２とボディ指標３２が対向するように両者を接触させる。更に、レンズマウント２１のマウント面とカメラマウント３１のマウント面の接触を保ったまま、交換レンズ２０を矢印１３の方向へ回転させる。すると、ロックピン３３によるロック機構が作動し、交換レンズ２０はカメラ本体３０に固定される。この状態において、交換レンズ２０側の通信端子とカメラ本体３０側の通信端子は接続が確立され、互いに制御信号等の通信を行うことができる。
【００１１】
交換レンズ２０をカメラ本体３０から分離するときには、ユーザは、着脱ボタン３４を押し下げることにより、着脱ボタン３４に連動するロックピン３３をカメラマウント３１のマウント面から退避させてロックを解除する。そして、装着と逆の手順で交換レンズ２０を回転させてから引き離す。
【００１２】
交換レンズ２０は、被写体光束をカメラ本体３０に配設された撮像素子の受光面に結像させる。交換レンズ２０は、撮像素子の受光面におけるイメージサークルの大きさ、焦点距離、開放Ｆ値などが異なる様々な仕様の製品として、複数用意されている。これらの交換レンズ２０は、いずれもカメラマウント３１と係合するレンズマウント２１を備えており、カメラマウント３１が採用されたカメラ本体３０であれば、異なるカメラ本体３０であっても装着することができる。
【００１３】
図２は、本実施形態に係るカメラ本体３０の背面図である。図示するように、表示部３５の近傍には操作部材としての十字キー３６が設けられており、ユーザは十字キー３６を操作することで、表示部３５に表示されたメニュー項目の選択範囲を上下左右に移動させることができる。十字キー３６の中央には決定ボタン３７が設けられており、ユーザは決定ボタン３７を押下げることにより十字キー３６による選択を確定させる。
【００１４】
例えば、図のように動画撮影画像サイズのメニュー設定画面が表示されている状態で、ユーザは、十字キー３６を上下に操作することにより、アクティブフレーム３８をメニュー項目中で移動させることができる。メニュー項目としては、複数の画像サイズが選択可能に提示されている。そして、ユーザは、意図する場所にアクティブフレーム３８を移動させたら決定ボタン３７を押し下げて選択したメニュー項目の設定を指示する。決定ボタン３７の押し下げに伴ってラジオボタン３９がオンとなり、ユーザは自らの選択を視認することができる。
【００１５】
ライブビューボタン４０は、撮像素子の受光面に結像する被写体画像を逐次光電変換して表示用の画像データを生成し、これを液晶表示部３５に連続的に表示させるライブビューを開始させるボタンである。ユーザは、ライブビューボタン４０を押し下げることにより、光学ファインダによる被写体観察から、ライブビューによる被写体観察に切り替えることができる。さらに、再度ライブビューボタン４０を押し下げれば、光学ファインダによる被写体観察に戻すことができる。
【００１６】
ライブビューは、動画撮影前の準備段階における被写体観察に利用できる。ユーザがメニュー項目から動画撮影モードを選択すると、被写体を観察する初期設定としてライブビューが開始される。ユーザは、動画撮影の準備が整い、撮影を開始したいタイミングで決定ボタン３７を押し下げると、動画撮影が開始される。動画撮影中においてもライブビューは動作し、ユーザは被写体像を確認しながら撮影を続けることができる。そして、再度決定ボタン３７を押し下げると、撮影が終了する。
【００１７】
図３は、本実施形態に係る一眼レフカメラのシステム構成図である。被写体像は、光軸１１に沿って光学系を透過し、撮像素子１３３の受光面に結像する。光学系は、フォーカスレンズ２３、ズームレンズ２４、絞り２５等を含む。光学系は、レンズシステム制御部１２０によって制御される。例えば、レンズシステム制御部１２０は、モータ駆動回路１２２を介してフォーカスレンズ２３を移動させるモータを制御し、絞り駆動回路１２３を介して絞り２５を駆動する。
【００１８】
レンズシステム制御部１２０は、レンズマウント接点１２１およびカメラマウント接点１３１を介してカメラシステム制御部１３０と接続され、相互に通信を実行しつつ協働して交換レンズ２０とカメラ本体３０を制御する。なお、レンズマウント接点１２１およびカメラマウント接点１３１は、それぞれ上述の交換レンズ２０側の通信端子およびカメラ本体３０側の通信端子を含む。
【００１９】
撮像素子１３３は、光学系を透過して入射する被写体像である光学像を光電変換する素子であり、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサが用いられる。撮像素子１３３で光電変換された被写体像は、Ａ／Ｄ変換器１３５でアナログ信号からデジタル信号に変換される。撮像素子１３３の電荷読み出し制御およびＡ／Ｄ変換器１３５の変換制御は、カメラシステム制御部１３０の同期制御を受けたタイミング発生部１３４が供給するクロック信号により同期が計られる。カメラシステム制御部１３０、タイミング発生部１３４、およびＡ／Ｄ変換器１３５は協働して、撮像素子１３３の定められた画素範囲内において特定画素の出力を選択的にデジタル信号に変換することもできる。
【００２０】
デジタル信号に変換された被写体像は、画像データとして順次処理される。Ａ／Ｄ変換器１３５によりデジタル信号に変換された画像データは、画像処理部１３６へ引き渡される。画像処理部１３６は、設定されている撮影モード、ユーザからの指示に従って、画像データを規格化された画像フォーマットの画像データに変換する。例えば、静止画像としてＪＰＥＧファイルを生成する場合、色変換処理、ガンマ処理、ホワイトバランス処理等の画像処理を行った後に適応離散コサイン変換等を施して圧縮処理を行う。また、動画像としてＭＰＥＧファイルを生成する場合、生成された連続する静止画としてのフレーム画像に対して、フレーム内符号化、フレーム間符号化を施して圧縮処理を行う。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器１３５から画像処理部１３６へ入力される画像データ量が、画像処理部１３６の処理能力を上回る場合は、未処理の画像データは、メモリ制御部１３７の制御により一旦内部メモリ１３８へ記憶される。つまり、内部メモリ１３８は、連写撮影、動画撮影において高速に連続して画像データが生成される場合に、画像処理の順番を待つバッファメモリとしての役割を担う。内部メモリ１３８は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリであり、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどが用いられる。また、内部メモリ１３８は、画像処理部１３６が行う画像処理、圧縮処理において、ワークメモリとしての役割も担う。内部メモリ１３８は、これらの役割を担うに相当する十分なメモリ容量を備える。メモリ制御部１３７は、いかなる作業にどれくらいのメモリ容量を割り当てるかを制御する。
【００２２】
画像処理部１３６によって処理された静止画像データ、動画像データは、メモリ制御部１３７の制御により、内部メモリ１３８から記録媒体ＩＦ１４０を介して、記録媒体の記録部１４１に記録される。記録媒体は、フラッシュメモリ等により構成される、カメラ本体３０に対して着脱可能な不揮発性メモリである。
【００２３】
画像処理部１３６は、記録用の画像データの処理に並行して、表示用の画像データを生成する。生成された表示用の画像データは、表示制御部１３９の制御に従って、表示部３５に表示される。記録の有無に関わらず、逐次表示用の画像データを生成して表示部３５に表示すれば、電子ファインダ機能としてライブビューを実現できる。また、画像の表示と共に、もしくは画像を表示することなく、一眼レフカメラ１０の各種設定に関する様々なメニュー項目も、表示制御部１３９の制御により表示部３５に表示することができる。
【００２４】
一眼レフカメラ１０は、上記の画像処理における各々の要素も含めて、カメラシステム制御部１３０により直接的または間接的に制御される。カメラシステム制御部１３０は、システムメモリ１３２を備える。システムメモリ１３２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ１３２は、一眼レフカメラ１０の動作時に必要な定数、変数、プログラム等を、一眼レフカメラ１０の非動作時にも失われないように記録している。カメラシステム制御部１３０は、定数、変数、プログラム等を適宜内部メモリ１３８に展開して、一眼レフカメラ１０の制御に利用する。
【００２５】
カメラ本体３０は、ユーザからの操作を受け付ける十字キー３６等の操作部材を複数備えているが、操作検出部１４４は、これら操作部材が操作されたことを検知してカメラシステム制御部１３０へ検出結果を出力する。カメラシステム制御部１３０は、検出された操作に応じた動作を実行する。
【００２６】
カメラ本体３０は、電源１４３から電力供給を受ける。電源制御部１４２は、電源１４３と通信して残電力の検出、電力供給の監視、給電を行う。電源１４３は、２次電池、家庭用ＡＣ電源等により構成される。また、交換レンズ２０への給電は、カメラマウント接点１３１、レンズマウント接点１２１を介して行われる。
【００２７】
フォーカス制御部１４５は、ユーザの設定により、位相差ＡＦ方式またはコントラストＡＦ方式を切り替えてオートフォーカスの制御を実行する。例えば、動画撮影モードの初期設定としてのコントラストＡＦ方式によれば、画像処理部１３６等と協働して、連続して取得される画像データの空間周波数から合焦評価値を算出する。そして、合焦評価値が極値となる位置までフォーカスレンズ２３を駆動するように、カメラシステム制御部１３０を介してレンズシステム制御部１２０へ制御信号を出力する。
【００２８】
露光制御部１４６は、画像処理部１３６が処理した画像データまたは測光センサの出力を解析して露出値を算出する。露光制御部１４６は、算出した露出値に従って、絞り２５の制御信号を出力し、さらに、撮像素子１３３の電荷リセットおよび読み出しタイミング、読み出しゲイン等に対する制御信号を出力する。
【００２９】
図４は、撮像素子１３３とイメージサークルの関係を説明する説明図であり、カメラマウント３１側から光軸１１に沿って撮像素子１３３を臨む図である。ここでは撮像素子１３３として、それぞれ異なる大きさである撮像素子Ａと撮像素子Ｂを例に説明する。
【００３０】
撮像素子Ａの有効画素領域は、ＡＰＳ版フィルムのＣサイズと同程度の大きさである１６ｍｍ×２４ｍｍの大きさである。撮像素子Ａの有効画素の全領域で被写体像を捉えるには、この対角線長である約２９ｍｍの直径を持つイメージサークルＡを必要とする。一方、撮像素子Ｂの有効画素領域は、３５ｍｍ版フィルムと同程度の大きさである２４ｍｍ×３６ｍｍの大きさである。撮像素子Ｂの有効画素の全領域で被写体像を捉えるには、同様に約４３ｍｍの直径を持つイメージサークルＢを必要とする。
【００３１】
したがって、撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０に対しては、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０およびイメージサークルＢを持つ交換レンズ２０のいずれを装着しても、撮像素子Ａの有効画素の全領域に被写体像を結像させることができる。一方、撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に対しては、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０であれば撮像素子Ｂの有効画素の全領域に被写体像を結像させることができるが、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着すると撮像素子Ｂの四隅が欠けることになる。すなわち、撮像素子Ｂのうち、イメージサークルＡの直径である約２９ｍｍより外周部分は被写体像が到達せず、影となる。
【００３２】
撮像素子Ａを採用するカメラ本体３０および撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０がいずれも同一規格のカメラマウント３１を採用し、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０およびイメージサークルＢを持つ交換レンズ２０がいずれも同一規格のレンズマウント２１を採用する場合、任意の組み合わせにより一眼レフカメラ１０を構成することができる。しかし、組み合わせによっては、上記の関係から、画像信号を出力させる画素範囲に制約を受ける。
【００３３】
撮像素子Ａを採用するカメラ本体３０であれば、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、イメージサークルＢをもつ交換レンズ２０を装着した場合も、撮像素子Ａの全有効画素領域またはそれより小さい領域を出力画素範囲とすることもできるが、そもそも画素が存在しない撮像素子Ｂの範囲に出力画素範囲を設定することはできない。
【００３４】
撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０であれば、イメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０を装着した場合も、全有効画素領域を出力画素範囲とすることもできるし、撮像素子Ａに相当する領域またはそれより小さい領域を出力画素範囲とすることもできる。ただし、撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０にイメージサークルＡを持つ交換レンズ２０を装着した場合、撮像素子Ｂの全有効画素領域を出力画素範囲とすることを禁止してもよい。
【００３５】
したがって、撮像素子Ｂを採用するカメラ本体３０の場合、被写体像を受光して画像信号として出力される画素数が、装着する交換レンズ２０の種類に依存する。つまり、出力画素範囲として設定できる範囲に含まれる画素の出力を余すことなく利用して生成される画像データは、装着した交換レンズ２０の種類によって、互いに画素数が異なる画像データとなる。この問題は、特に動画撮影において顕著である。すなわち、動画像データにおける各フレームの画素数は、多くの場合規格によって定められており、装着する交換レンズ２０の種類に関わらず、または、ユーザが設定する画素範囲に関わらず、出力される各フレームの画素数を一定にしたいという要請がある。そこで、本実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を定められた画素数に調整する。
【００３６】
図５は、選択され得る画素範囲と、画像信号の出力対象となる画素の概念図である。
【００３７】
図５（ａ）は、図４で説明した撮像素子Ａに対して選択し得る画素範囲を示す。第１画素範囲２１２は、撮像素子Ａの有効画素領域全てを包含する範囲である。したがって、第１画素範囲２１２は、イメージサークルＡと持つ交換レンズ２０であっても、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０であっても、被写体像が欠けることはない。第２画素範囲２１３は、第１画素範囲２１２よりも更に小さく設定された範囲である。
【００３８】
撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０においては、ユーザは、表示部３５に表示されたメニュー項目としての第１画素範囲２１２、第２画素範囲２１３からいずれかを選択することができる。撮像素子Ａを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第２画素範囲２１３を選択したときは、第１画素範囲２１２を選択したときと比べて、被写体画角を小さくする効果を得ることができる。すなわち、ユーザは、あたかも望遠レンズを装着したように撮影を行うことができる。したがって、表示部３５に表示するユーザインタフェース画面における選択項目名は、撮像素子Ａにおける実寸法であっても、被写体画角であっても、見かけ上の焦点距離倍率であっても良い。
【００３９】
図５（ｂ）は、図４で説明した撮像素子Ｂに対して選択し得る画素範囲を示す。第３画素範囲２２１は、撮像素子Ｂの有効画素領域全てを包含する範囲である。また、第４画素範囲２２２は、イメージサークルＢを持つ交換レンズ２０を装着した場合の出力画素範囲であり、撮像素子Ｂの有効画素領域に相当する。つまり、第１画素範囲と同じ範囲である。第５画素範囲２２３は、第４画素範囲２２２よりも更に小さく設定された範囲であり、第２画素範囲と同じ範囲である。
【００４０】
撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０においては、ユーザは、表示部３５に表示されたメニュー項目としての第３画素範囲２２１、第４画素範囲２２２、第５画素範囲２２３のいずれかを選択することができる。撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第４画素範囲２２２を選択したときは、第３画素範囲２２１を選択したときに比べて被写体画角を小さくする効果を得ることができる。同様に、撮像素子Ｂを備えるカメラ本体３０に同じ交換レンズを装着している場合であっても、第５画素範囲２２３を選択したときは、第４画素範囲２２２を選択したときに比べて被写体画角を小さくする効果を得ることができる。ただし、カメラシステム制御部１３０がイメージサークルＡを持つ交換レンズ２０が装着されていることを検知した場合は、第３画素範囲２２１の選択を禁止する。
【００４１】
次に、動画撮影時における画像サイズとの関係について説明する。上述のように、ユーザは、動画撮影時における画像サイズとして、動画像データの各フレームの画素数を選択することができる。例えば、ハイビジョン放送の規格に準じた１９２０画素×１０８０画素、標準画質としての６４０画素×４８０画素などが選択可能に用意されている。
【００４２】
これらの画素数は、静止画撮影に求められる画素数よりも少ないので、動画撮影時においては全ての画素の蓄積電荷を出力させるのではなく、タイミング発生部１３４の作用により、一定間隔ごとの特定画素の蓄積電荷を出力させる。
【００４３】
図５（ｃ）は、撮像素子Ａに対して、特定画素の蓄積電荷を出力させる概念を示す図である。ここでは、出力画素範囲として第１画素範囲２１２が選択されている場合を示す。なお、第１画素範囲２１２を構成する画素数は、実際よりも少なく表している。
【００４４】
ある画像サイズが設定されると、斜線で図示するように、第１画素範囲２１２に対して均等となるように蓄積電荷を出力する特定画素を決定する。これにより、ユーザによって選択された画素範囲に対応する被写体画角を維持しつつ、規格化されたフレーム画素数に対応する画像信号を出力することができる。具体的には、タイミング発生部１３４の同期信号により、特定画素の蓄積電荷のみを選択的に読み出して、Ａ／Ｄ変換器１３５によってデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号に変換された画像信号を画像処理部１３６が１フレームの画像データとして構築する。
【００４５】
本実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を選択された画像サイズに対応する画素数に調整する。したがって、画像サイズの設定が変更されないまま、出力画素範囲として第２画素範囲２１３が選択されると、第２画素範囲２１３に対して均等となるように特定画素を再決定する。
【００４６】
図５（ｄ）は、撮像素子Ｂに対して、特定画素の蓄積電荷を出力させる概念を示す図である。ここでは、出力画素範囲として第３画素範囲２２１が選択されている場合を示す。図５（ｃ）と同様に、第３画素範囲２２１を構成する画素数は、実際よりも少なく表している。
【００４７】
ここで、図５（ｃ）で示す画像サイズと同じ画像サイズが設定されているとすれば、第３画素範囲２２１に対して均等となる特定画素は、斜線で示す画素となる。つまり、全体の画素に対する特定画素の密度を変更すれば、画素範囲が変更されても画像サイズを同一に保つことができることを示す。撮像素子Ｂにおいて第４画素範囲２２２を選択すれば、図５（ｃ）の斜線で示す特定画素に対応する画素を特定画素と決定すれば良い。
【００４８】
なお、ここでは、選択できる画素範囲として、より小さな範囲である第２画素範囲２１３および第５画素範囲２２３を用意した。設定され得る画像サイズのうち最大の画像サイズの画素数は、これらの画素範囲に含まれる画素数以下に定められることが好ましい。この範囲においては、上述のように、カメラシステム制御部１３０が、タイミング発生部１３４、Ａ／Ｄ変換器１３５と協働して、撮像素子１３３の特定画素のみを選択的に読み出すことにより画素数を調整することができる。
【００４９】
ただし、この制約を設けずに、設定され得る画像サイズのうち最大の画像サイズの画素数を下回る画素範囲の設定を許容する場合は、画素補間処理等により画像データの画素数を水増しすれば良い。この場合は、画素補間処理を施さない場合に比べて画質が劣化するので、ユーザに対して例えば電子音を発するなどの警告を行う警告部を設けると良い。
【００５０】
図６は、動画撮影モードにおける処理フロー図である。フローは、例えば、カメラ本体３０の電源がオンにされたときに開始される。また、本フロー図においては、特に断わらない限りカメラシステム制御部１３０が主体となって動作する。
【００５１】
処理フローが開始されると、まずステップＳ１０１で、装着されている交換レンズ２０に関する情報を確認する。カメラシステム制御部１３０は、少なくともイメージサークルの大きさを判断する。交換レンズ２０の情報を確認したら、ステップＳ１０２へ進み、ユーザから出力画素範囲の選択を受け付ける。ただし、装着された交換レンズ２０のイメージサークルの大きさにより、選択を許容する出力画素範囲の制限を行う。続いて、ステップＳ１０３で、出力画像サイズの選択を受け付ける。以上の動画撮影準備段階で項目選択を受け付けている間は、録画を開始する撮影指示の有無を常に監視する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
ステップＳ１０４で撮影指示の信号を操作検出部１４４から受け取ると、ステップＳ１０５で設定された条件に従った蓄積電荷読み出しを実行する。カメラシステム制御部１３０は、画像処理部１３６に、読み出した画像信号を動画像データへと処理させる。そして、ステップＳ１０７で撮影終了の指示を操作検出部１４４から受け取るまでは、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６の動作を継続する。撮影終了の指示を受信すれば、一連の撮影動作を終了する。
【００５３】
なお、上記の実施形態においては、特にカラーフィルター配列との関係については述べていないが、例えば撮像素子１３３がいわゆるベイヤー配列のカラーフィルターを備える場合、間引いて読み出される特定画素を並べたときのカラーフィルター配列もベイヤー配列となるように、隣接する画素のカラーフィルターを考慮して特定画素の選択を調整しても良い。また、同じ色のフィルターを持つ周辺画素の蓄積電荷を加算して読み出しても良い。
【００５４】
上記の実施形態によれば、選択された画素範囲によらず画像信号として出力する画素数を設定された画像サイズの画素数にする調整は、カメラシステム制御部１３０、タイミング発生部１３４およびＡ／Ｄ変換器１３５の協調動作により、特定画素の選択的な電荷読み出しを行うことで実現した。しかし、選択的な電荷読み出しに依らず、読み出し自体は全画素に対して行い、画像処理部１３６により、設定された画像サイズの画素数になるように加算処理、廃棄処理等を行うように構成しても良い。
【００５５】
また、上記の実施形態によれば、画素範囲をユーザが選択できるように構成したが、装着される交換レンズ２０のイメージサークルにより、画素範囲が自動的に切替わるように構成しても良い。このように構成すれば、ユーザは画素範囲を意識することなく、望遠効果を享受でき、かつ、交換レンズ２０の種類に依らず常に設定した画像サイズの動画像データを取得することができる。
【００５６】
また、上記の実施形態では、動画撮影モードを中心に説明したが、静止画撮影モードにも同様の概念を適用することができる。すなわち、装着する交換レンズ２０のイメージサークルの大きさに関わらず、出力する静止画像データの画素数を選択された画素数に調整することができる。
【００５７】
以上の実施形態においては、出力画素範囲がいずれに設定された場合であっても、画像信号として出力する画素数を選択された画像サイズに対応する画素数に調整した。すなわち、図２を用いて説明したように、画像サイズを複数の候補からユーザに選択させる例を説明した。しかし、画像サイズは、このようにユーザによって定められる場合に限らず、予めシステムメモリ１３２に記録された固定値（例えば１９２０画素×１０８０画素）によって定められても良い。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、１２、１３ 矢印、２０ 交換レンズ、２１ レンズマウント、２２ レンズ指標、２３ フォーカスレンズ、２４ ズームレンズ、２５ 絞り、３０ カメラ本体、３１ カメラマウント、３２ ボディ指標、３３ ロックピン、３４ 着脱ボタン、３５ 表示部、３６ 十字キー、３７ 決定ボタン、３８ アクティブフレーム、３９ ラジオボタン、４０ ライブビューボタン、１２０ レンズシステム制御部、１２１ レンズマウント接点、１２２ モータ駆動回路、１２３ 絞り駆動回路、１３０ カメラシステム制御部、１３１ カメラマウント接点、１３２ システムメモリ、１３３ 撮像素子、１３４ タイミング発生部、１３５ Ａ／Ｄ変換器、１３６ 画像処理部、１３７ メモリ制御部、１３８ 内部メモリ、１３９ 表示制御部、１４０ 記録媒体ＩＦ、１４１ 記録部、１４２ 電源制御部、１４３ 電源、１４４ 操作検出部、１４５ フォーカス制御部、１４６ 露光制御部、２１２ 第１画素範囲、２１３ 第２画素範囲、２２１ 第３画素範囲、２２２ 第４画素範囲、２２３ 第５画素範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に画素が配列された撮像素子と、
前記撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、
前記選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記予め定められた画素数は、前記選択部が選択できる前記複数の画素範囲のうち最も小さな画素範囲に含まれる画素数以下に定められる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画素調整部は、前記撮像素子の電荷読出し部に設けられて、選択的に画素の電荷読出しを行うことにより、出力する画素数を前記予め定められた画素数に調整する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記選択部により選択された画素範囲に含まれる画素数が、前記予め定められた画素数よりも小さい場合は警告を行う警告部を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
イメージサークルの大きさが異なる複数の交換レンズを装着できるマウントを備える請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体画像を連続的に出力する動画モードを設定する動画モード設定部を備え、
前記画素調整部は、前記動画モードが設定された場合に、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
２次元的に画素が配列された撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択ステップと、
前記選択ステップによっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整ステップと
をコンピュータに実行させる撮像装置の制御プログラム。
【請求項１】
２次元的に画素が配列された撮像素子と、
前記撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択部と、
前記選択部によっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記予め定められた画素数は、前記選択部が選択できる前記複数の画素範囲のうち最も小さな画素範囲に含まれる画素数以下に定められる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画素調整部は、前記撮像素子の電荷読出し部に設けられて、選択的に画素の電荷読出しを行うことにより、出力する画素数を前記予め定められた画素数に調整する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記選択部により選択された画素範囲に含まれる画素数が、前記予め定められた画素数よりも小さい場合は警告を行う警告部を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
イメージサークルの大きさが異なる複数の交換レンズを装着できるマウントを備える請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体画像を連続的に出力する動画モードを設定する動画モード設定部を備え、
前記画素調整部は、前記動画モードが設定された場合に、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
２次元的に画素が配列された撮像素子の画素配列に対して規定される複数の画素範囲から一つの画素範囲を選択する選択ステップと、
前記選択ステップによっていずれの画素範囲が選択された場合であっても、画像信号として出力する画素数を予め定められた画素数に調整する画素調整ステップと
をコンピュータに実行させる撮像装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０６１６７（Ｐ２０１３−１０６１６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８１９５（Ｐ２０１１−２４８１９５）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]