(57)【要約】 【課題】被写体に動きのあるシーンにおいて被写体ブレの低減を図ると共に、感度アップによる画質劣化を抑えた静止画の撮影を行うこと。【解決手段】被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段と、ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御するズーム切替制御手段とを具備する撮像装置である。【選択図】図１
2015015591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、
前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、
前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段と、
ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御するズーム切替制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ズーム切替制御手段は、前記変更設定された前記露出設定に基づいて各ズーム位置における前記光学ズーム手段によるズーム倍率と前記電子ズーム手段によるズーム倍率との割合を決定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ズーム切替制御手段は、前記ズーム位置毎に少なくとも前記画像信号の輝度値と前記露出設定との関係を示すプログラム線図を保持し、当該プログラム線図に従って前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ズーム切替制御手段は、ズーム開始時の前記輝度値を前記プログラム線図に適用して前記露出設定としての通常のシャッタ速と、前記被写体のブレを軽減するブレ軽減用のシャッタ速とを求め、
これら通常シャッタ速とブレ軽減用シャッタ速とを比較し、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以上であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以上となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみでズーム動作を行い、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以下であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以下となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみのズーム動作又は前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との併用でズーム動作を行う、
ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ズーム切替制御手段は、前記プログラム線図に基づき、前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以下となる前記ズーム位置において、前記被写体のブレを軽減するために前記通常シャッタ速の代わりに前記ブレ軽減用シャッタ速を設定し、
更に、前記ブレ軽減用シャッタ速を変更する再に適正露出を維持するように感度を算出し、
当該感度が上限感度を超えなければ、前記光学ズーム手段によりズーム動作を行い、
当該感度が上限感度を超えると、前記電子ズーム手段によるズーム動作を優先的に行う、
ことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学ズーム手段のズーム倍率と前記電子ズーム手段のズーム倍率とを表示する表示手段を備え、
前記表示手段は、前記各ズーム位置における前記光学ズーム手段のズーム倍率と前記電子ズーム手段のズーム倍率との割合に基づいて、前記光学ズーム手段のズーム倍率可変範囲と前記電子ズーム手段のズーム倍率可変範囲とを表示する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
前記プログラム線図は、前記光学ズーム手段によるズーム位置とシャッタ速との関係を示す第１のプログラム線図と、前記画像信号の輝度値と感度との関係を示す第２のプログラム線図とを有し、
前記ズーム切替制御手段は、ズーム操作の開始時の前記輝度値を求め、
前記ズーム操作による前記各光学ズーム位置毎に、前記ズーム操作の開始時の前記輝度値を基に前記プログラム線図から前記各感度をそれぞれ求め、
前記各光学ズーム位置に対して前記通常シャッタ速と前記ブレ軽減用シャッタ速とを求め、
前記通常シャッタ速と前記ブレ軽減用シャッタ速とを比較し、前記ブレ軽減用シャッタ速が前記通常シャッタ速よりも高速シャッタであれば、前記光学ズーム手段によるズーム位置でのシャッタ速を前記ブレ軽減用シャッタ速に置き換えると共に前記感度をアップし、
当該感度が前記上限感度を超えると、当該感度を前記上限感度に設定すると共に、前記シャッタ速を前記上限感度に対応する前記ブレ軽減用シャッタ速にクリップする、
ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ズーム切替制御手段は、前記シャッタ速がクリップされるまで前記光学ズーム手段を優先してズーム動作を行い、
前記シャッタ速がクリップされると、前記光学ズーム手段から前記電子ズーム手段によるズーム動作に切り替わり、
前記電子ズーム手段によるズーム倍率が最大になると、再び前記光学ズーム手段によるズーム動作に切り替わる、
ことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段とを備えた撮像装置のズーム切替制御方法において、
ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御する、
ことを特徴とする撮像装置のズーム切替制御方法。
【請求項１０】
前記切り替え制御は、前記ズーム位置毎に少なくとも前記画像信号の輝度値と前記露出設定と感度との関係を示すプログラム線図を読み出し、
ズーム開始時の前記輝度値から前記露出設定としての通常のシャッタ速と、前記被写体のブレを軽減するブレ軽減用のシャッタ速と求め、
前記通常シャッタ速と前記ブレ軽減用シャッタ速とを比較し、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以上であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以上となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみでズーム動作を行い、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以下であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以下となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみのズーム動作又は前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との併用でズーム動作を行う、
ことを特徴とする請求項９記載の撮像装置のズーム切替制御方法。
【請求項１１】
被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段とを備えた撮像装置のコンピュータに、
ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御する切り替え制御機能、
を実現する撮像装置のズーム切替制御プログラム。
【請求項１２】
前記切り替え機能は、前記ズーム位置毎に少なくとも前記画像信号の輝度値と前記露出設定と感度との関係を示すプログラム線図を読み出す機能と、
ズーム開始時の前記輝度値から前記露出設定としての通常のシャッタ速と、前記被写体のブレを軽減するブレ軽減用のシャッタ速と求める機能と、
前記通常シャッタ速と前記ブレ軽減用シャッタ速とを比較する機能と、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以上であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以上となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみでズーム動作を行う機能と、
前記通常シャッタ速が前記ブレ軽減用シャッタ速以下であれば、当該ブレ軽減用シャッタ速以下となる前記ズーム位置において前記光学ズーム手段のみのズーム動作又は前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段との併用でズーム動作を行う機能と、
を実現する請求項１１記載の撮像装置のズーム切替制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ズームと電子ズームとの各ズーム機能を有するデジタルカメラ等の撮像装置、ズーム切替制御方法及び撮像装置のズーム切替制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラでは、光学ズームによるズームの高倍率化が進んでいる。一方、デジタルカメラでは、撮像素子から出力される画像データを切り取ることによってズームを行う電子ズームが備えられている。このような電子ズームを備えたデジタルカメラでは、電子ズームにより取得される画像データの画質劣化を抑え、かつ撮像素子の画素数を減らすことなく電子ズームを行うための画像処理技術（超解像技術）が採用されている。これにより、デジタルカメラでは、静止画撮影でも電子ズームを使用するようになってきている。このようなデジタルカメラでは、光学ズームと電子ズームとを合せることにより、非常に高倍率な静止画撮影が可能になってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１９０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な光学ズームのズームレンズは、広角（ワイド：Ｗｉｄｅ）側に比べ、望遠（テレ：Ｔｅｌｅ）側の絞り径を示す値であるＦ値が大きいレンズ、すなわち暗いレンズが多い。このため、光学ズームを行う撮影では、同じ明るさの環境下であっても、Ｔｅｌｅ側では、Ｗｉｄｅ側よりもシャッタ速の遅い露出設定で静止画撮影を行う場合が多い。
【０００５】
又、デジタルカメラには、ズーム時の手ブレを抑える仕組みが組み込まれている。このズーム時の手ブレの抑制は、Ｗｉｄｅ側からＴｅｌｅ側までの各ズーム位置で、一般に手ブレ秒時と呼ばれる３５ｍｍ換算焦点距離の逆数で表されるシャッタ速付近で感度アップを行うプログラム線図を組み込み、このプログラム線図に従ってシャッタ速を制御することによりズームアップによる手ブレの発生を抑えている。
【０００６】
しかしながら、被写体の動きによる被写体ブレに関しては手ブレ秒時でブレを抑制できず、光学ズームの倍率が大きく、かつＴｅｌｅ側のＦ値の大きいズームレンズでは、焦点距離に比例して被写体の動きによる像面の移動速度が速くなり、一方でＦ値の増大に伴ってシャッタ速が遅くなる。このように像面の移動速度が速くなると共にシャッタ速が遅くなることから画像上において被写体像が移動してしまう、すなわち画像上において被写体のブレが発生し易くなる。  
被写体のブレを抑えるために、ズーム位置に連動してＴｅｌｅ側になる程、撮影感度を高くし、かつシャッタ速を速めるという固定化されたプログラム線図を設定し、このプログラム線図に従ってシャッタ速を制御すると、固定化されたプログラム線図のために、常にＴｅｌｅ側は、撮影感度が高い状態で撮影されるため、撮影感度アップによる画質の劣化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、被写体に動きのあるシーンにおいて被写体ブレの低減を図ると共に、感度アップによる画質劣化を抑えた静止画の撮影ができる撮像装置、ズーム切替制御方法及び撮像装置のズーム切替制御プログラム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】
【０００８】
本発明の主要な局面に係る撮像装置は、被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段と、ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御するズーム切替制御手段とを具備する。
【０００９】
本発明の主要な局面に係るズーム切替制御方法は、被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段とを備えた撮像装置のズーム切替制御方法において、ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御する。
【００１０】
本発明の主要な局面に係る撮像装置のズーム切替制御プログラムは、被写体像を撮影して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に入射する前記被写体像の撮影画角を光学的に変化させる光学ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から画像を切り出して画角を変化させる電子ズーム手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号から前記被写体のブレを検出する被写体ブレ検出手段とを備えた撮像装置のコンピュータに、ズーム動作時に、前記被写体ブレ検出手段により検出された前記被写体のブレを低減するための露出設定を変更し、当該変更設定された露出設定に基づいて前記光学ズーム手段と前記電子ズーム手段とを切り替え制御する切り替え制御機能を実現する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被写体に動きのあるシーンにおいて被写体ブレの低減を図ると共に、感度アップによる画質劣化を抑えた静止画の撮影ができる撮像装置、ズーム切替制御方法及び撮像装置のズーム切替制御プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態である撮像装置を示すブロック構成図。
【図２】同装置における被写体の動きベクトルの検出動作を示す模式図。
【図３】同装置における静止画撮影用プログラム線図上での被写体ブレ軽減シャッタ速の取得作用を示す図。
【図４】同装置における静止画撮影用プログラム線図上でズーム位置が変更されたときの被写体ブレ軽減シャッタ速の取得作用を示す図。
【図５】同装置におけるズーム操作時のズーム状態の表示の一例を示す図。
【図６】同装置のズーム状態表示バーにおける被写体ブレ軽減時のズーム状態の表示例を示す図。
【図７】同装置の電子ズームでズーム倍率が変化する領域が測光Ｂｖ値や被写体ブレの状況により変化するときのズーム状態表示バーの表示例を示す図。
【図８】同装置におけるズーム切替制御フローチャート。
【図９】同装置の露出演算部による光学ズームと電子ズームとの切り替えを示す図。
【図１０】背景技術によるズームの切り替えを示す図。
【図１１】同装置により被写体ブレ軽減シャッタ速よりも遅いシャッタ速と速いシャッタ速による撮影により取得された画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は撮像装置の構成図を示す。レンズユニット１は、被写体像を撮像素子２に導くもので、フォーカスレンズ、絞り、機械的なシャッタ、光学ズーム機構３などを有する。フォーカスレンズは、当該レンズユニット１の光軸方向に駆動して被写体に対するフォーカスを調整する。絞り機構は、絞りの大きさを可変することにより被写体像の明るさを調整する。  
光学ズーム機構３は、例えばユーザのズーム操作に応じた光学的なズーム（以下、光学ズームと称する）を行うもので、ズームレンズを光軸方向に駆動して被写体に対する光学ズームを調整し、撮像素子２に入射する被写体像の撮影画角を光学的に変化させる。なお、このレンズユニット１は、本装置に対して固定されているのに限らず、着脱可能であってもよい。本装置は、コンパクトカメラや、撮像機能付きの携帯機器等にも適用可能である。
【００１４】
撮像素子２は、被写体像を撮影して画像信号を出力する。この撮像素子２は、レンズユニット１を介して入射する被写体像を受光し、この被写体像に応じた画像信号を出力する。この撮像素子２は、複数の画素を２次元状に配置して成る受光面を有し、この受光面にレンズユニット１を介して集光された被写体からの光束が結像される。この撮像素子２の受光面の光入射側には、カラーフィルタが設けられている。なお、カラーフィルタのない撮像装置もあり、当該撮像装置でも本装置を適用可能である。この撮像素子２は、受光面に結像された光束に対応した被写体像をその光量に応じた画像信号に変換する。この撮像素子２は、露出時間を電子的に制御する電子シャッタ機能を有する。
【００１５】
画像信号処理部４は、撮像素子２から出力される画像信号に対する各種の画像処理、例えば色補正処理、ガンマ（γ）補正処理、圧縮処理、この圧縮されている画像データに対する伸張処理などを行ってその画像データを出力する機能の他に、測光演算部４−１と動きベクトル検出部４−２とを有する。  
測光演算部４−１は、撮像素子２から出力される画像信号の情報に基づいて輝度値（以下、測光Ｂｖ値と称する）を演算して求める。なお、この測光演算部４−１は、モニタ画像や動画を適切な露出に制御するため常に測光Ｂｖ値を出力し、露出演算部９は、モニタ画像用のプログラム線図に基づいてモニタ画像の露出設定（シャッタ速、絞り、撮像感度）を算出し、露出制御部１０は、撮像素子に対して電子シャッタ速や撮像感度を制御し、かつレンズユニットに対して絞り値を制御するようにしている。更に、ズーム操作開始時には、この測光Ｂｖ値を光学ズームと電子ズームの切替制御に利用する。
【００１６】
動きベクトル検出部４−２は、撮像素子２から出力される画像信号から、例えば格子状に分割したエリア毎に各フレーム間の相関演算を行い、この相関演算の結果からエリア毎の被写体のフレーム間の動きの大きさと方向とを示す動きベクトルを検出する。  
図２（ａ）（ｂ）は被写体の動きベクトルの検出動作の模式図を示すもので、同図（ａ）は例えば歩いている人物など動きのある被写体Ｑをモニタ画像で捉えてフレーミングしている状態を示す。現在のフレーム中における被写体Ｑの位置と１フレーム前の被写体Ｑの位置とは、被写体Ｑが歩いて移動した分だけ相違している。
【００１７】
同図（ｂ）は各フレーム間の画像データを比較して画面を縦横に分割したエリア毎の動きベクトルの一例を示す。同図（ｂ）中の数字は動きベクトルの大きさを示す。  
実際には、本装置により撮影を行うときの手ブレ等により人物等の被写体Ｑ以外の部分にも動きベクトルが発生する場合があるが、全体的な動きは背景ベクトルとして検出しその差分を動きベクトルとして求めることで、動いている被写体Ｑの動きベクトルを抽出することができる。
【００１８】
電子ズーム制御部５は、画像信号処理部４により各種画像処理された画像データから画像を切り出し（トリミング）、この切出しの領域を可変することにより画角を変化させて電子ズームを行う。なお、電子ズームを行わなければ、電子ズーム制御部５は、画像信号処理部４からの画像データを切り出さずにそのままモニタ画像表示部６に送る。また、動画撮影時であれば更に画像記録部７に送る。
【００１９】
モニタ画像表示部６は、画像信号処理部４からの画像データ又は電子ズーム制御部５により電子ズームされた画像データを例えばＬＣＤに表示する。  
画像記録部７は、動画撮影時や静止画撮影時に画像信号処理部４からの画像データを記録する。  
被写体ブレ検出部８は、撮像素子２から出力される画像信号に基づいて被写体Ｑのブレを検出する。具体的に被写体ブレ検出部８は、動きベクトル検出部４−２により検出された被写体Ｑの動きを含んだ画面全体の２次元の動きベクトルを受け取り、この動きベクトルに基づいて被写体Ｑのブレを検出し、このブレを低減するための被写体ブレ軽減シャッタ速（ブレ軽減用シャッタ速：Ｔｖ）を求める。  
【００２０】
ここで、動きベクトルは、上記の通り被写体のフレーム間の動きの大きさと方向とを示す。１フレーム間の像面上の移動量をδbreとする。  
被写体ブレ検出部８は、１フレーム間の時間（ｓ）と、１フレーム間の像面上の移動量（δbre）と、静止画撮影で許容される像面上の移動量（δmax）とから次式（１）を演算して静止画撮影での被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）を求める。被写体ブレ検出部８は、被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）を被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）に変換して露出演算部９に出力する。  
被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）  
【００２１】
＝１フレーム間の時間(s)×δmax／δbre      …（１）
被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）は、静止画撮影を行う際に、静止画撮影用プログラム線図で決まるシャッタ速では被写体ブレが抑えられないと判断した場合に、シャッタ速や撮像感度を補正して被写体ブレを軽減するために使用する。更に、ズーム操作開始時に、ズーム倍率変更後の静止画撮影で被写体ブレの軽減効果が高まるように、光学ズームと電子ズームとを切替制御する光学ズーム倍率を判断するために使用する。
【００２２】
露出演算部９は、各光学ズーム倍率に応じたモニタ画像用や動画用、静止画撮影用のプログラム線図Ｐを有する。この露出演算部９は、測光演算部４−１からの測光Ｂｖ値を受け、モニタ画像や動画を適切な露出に制御するため、モニタ画像用や動画用のプログラム線図に基づいてモニタ画像や動画の露出設定（シャッタ速、絞り、撮像感度）を算出する。また、露出演算部９は、静止画撮影時に、静止画撮影用のプログラム線図や被写体ブレ検出部８からの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）に基づいて露出設定（シャッタ速、絞り、撮像感度）を算出する。更に、露出演算部９は、ズーム操作開始時に、現在のズーム位置と、被写体ブレ検出部８からの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）とに基づいて、上記現在のズーム位置から変化した各光学ズーム倍率における静止画撮影時の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を算出すると共に、測光Ｂｖ値と各光学ズーム倍率における静止画撮影用のプログラム線図に基づき、電子ズーム適用開始光学ズーム倍率を算出する。
【００２３】
露出制御部１０は、モニタ画像表示中や動画記録中に、露出演算部９からの露出設定情報に基づいて、撮像素子２の電子シャッタ速や撮像感度を制御し、かつレンズユニットの絞り値を制御する。また、露出制御部１０は、静止画撮影時に、露出演算部９からの露出設定情報に基づいて、撮像素子の撮像感度と、レンズユニットの絞り値と、機械的シャッタのシャッタ速とを制御する。なお、静止画撮影に電子シャッタを使用する場合には、露出制御部１０は、機械的シャッタの代わりに撮像素子２の電子シャッタ速を制御する。
ズーム統合制御部１１は、現在の光学ズーム倍率を露出演算部９に通知すると共に、露出演算部９からの電子ズーム適用開始光学ズーム倍率とズーム操作検出部１４からのズームアップダウン操作信号とに基づいて、光学ズーム制御部１２と電子ズーム制御部５とにそれぞれのズーム倍率を指示する。  
光学ズーム制御部１２は、指示された光学ズーム倍率になるように光学ズーム機構３の動作を制御する。
【００２４】
以下、ズーム切替制御手段について説明する。このズーム切替制御手段は、ズーム動作時に、現在の測光Ｂｖ値と、被写体ブレ検出部８からの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）と、現在の光学ズーム倍率と、光学ズーム倍率毎の静止画撮影用のプログラム線図とに基づいて、光学ズーム機構３と電子ズーム制御部５とを切り替え制御するもので、露出演算部９と、ズーム統合制御部１１と、光学ズーム制御部１２と、手ブレ検出部１３と、ズーム操作検出部１４とを有する。
【００２５】
露出演算部９は、ズーム操作開始時に、先ず、現在のズーム位置と、被写体ブレ検出部８からの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）とに基づいて、現在のズーム位置から変化した各光学ズーム倍率における静止画撮影時の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を算出する。  
被写体ブレ検出部８からの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）は、モニタ画像表示器６に表示されるモニタ画像と静止画撮影時の光学ズームによる画角（焦点距離）とが等しいときの場合である。当該モニタ画像と静止画撮影時の光学ズームによる画角（焦点距離）とがズーム操作により変わる場合には、ズーム開始時の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）に対して補正を行う必要がある。被写体の動く速さが一定でも焦点距離により像面の速さが焦点距離に依存して変わるためである。ここで、  
【００２６】
ss_mon(s)をモニタ画像から求めた被写体ブレ軽減シャッタ速、  
f_mon(mm)をモニタ画像から被写体ブレ軽減シャッタ速を求めたときの光学ズーム位置の焦点距離  
f_still(mm)を静止画撮影時の光学ズーム位置の焦点距離  
ss_still(s)を静止画撮影時の被写体ブレ軽減シャッタ速  
とした場合、この静止画撮影時の被写体ブレ軽減シャッタ速ss_still(s)は、次式により求められる。  
ss_still(s) ＝ ss_mon(s) × f_still(mm) ／ f_mon(mm)   …（２）  
従って、ズーム開始時のモニタ画像から求めた被写体ブレ軽減シャッタ速を、他の光学ズーム倍率のズーム位置に適用する際には、上記式（２）と同じ演算を行うことで、各光学ズーム倍率のズーム位置に対して適切な被写体ブレ軽減シャッタ速を求めることができる。
【００２７】
次に、露出演算部９は、測光演算部４−１から測光Ｂｖ値に基づいて、光学ズーム倍率毎のプログラム線図に従って、被写体ブレが無い場合の通常の静止画撮影の露出設定（シャッタ速、絞り、撮像感度）を算出する。更に、露出演算部９は、被写体ブレが無い場合の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）と、前述のように各光学ズーム位置毎に算出した被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を比較して被写体のブレを低減するための露出設定として機械的又は電子的なシャッタ速や、撮像感度などを必要に応じて変更し、かつ電子ズームの適用を開始する光学ズームのズーム倍率を決定し、その情報をズーム統合制御部１１に送る。
【００２８】
具体的に露出演算部９は、図３に示すような静止画撮影用プログラム線図Ｐを有する。この静止画撮影用プログラム線図Ｐは光学ズーム位置Ｘの線図であり、Ａｖ値とＴｖ値の関係を示す線図と、Ｂｖ値とＳｖ値の関係を示す線図とからなる。
【００２９】
露出演算部９は、ユーザによるズーム操作の開始時、測光演算部４−１から受け取った測光Ｂｖ値により、各光学ズーム位置の静止画撮影用プログラム線図Ｐから静止画撮影用の露出設定を決定する。図３に示す光学ズーム位置Ｘを例にとると、ズーム開始時のＢｖ値から線図との交点Ｐ１（ＢＶ０，ＳＶｘ０）が求まり、これをＡｖ値とＴｖ値との関係を示す線図に投影した交点Ｐ２（ＴＶｘ０，ＡＶｘ）が求まる（矢印Ｆ１）。従って、被写体ブレが無い場合の通常の露出設定は、撮像感度ＳＶｘ０、シャッタ速ＴＶｘ０、絞りＡＶｘとなる。
【００３０】
一方、算出した光学ズーム位置Ｘの被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）がＴＶｘ１であり、ＴＶｘ０＜ＴＶｘ１の関係が成り立つ場合、露出演算部９は、Ｔｖ値をＴＶｘ０からＴＶｘ１まで右に移動した点Ｐ３（ＴＶｘ１，ＡＶｘ）から、矢印Ｆ２の方向に投影しズーム開始時のＢｖ値（ＢＶ０）を維持する点Ｐ４（ＢＶ０，ＳＶｘ１）を求める。なお、ＴＶｘ０≧ＴＶｘ１の場合には、被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）による補正は行わない。
【００３１】
同様に露出演算部９は、各光学ズーム位置のＰ線図と被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）とを使用して、各光学ズーム位置の静止画撮影の露出設定を求める。  
被写体ブレ軽減による感度アップが大きすぎると画質の劣化を招くため、静止画撮影用プログラム線図Ｐ上には、図３に示すように予め上限感度（上限Ｓｖ）が設定されている。例えば図４に示すように、光学ズーム位置Ｙでは、被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）（ＴＶｙ１）を適用した求めた露出設定が撮像感度ＳＶｙ１、シャッタ速ＴＶｙ１、絞りＡＶｙの場合、感度ＳＶｙ１が上限感度Ｓｖを超える。この場合、露出演算部９は、更に、感度ＳＶｙ１をＰ５で示す上限Ｓｖと等しいＳＶｙ２まで下げて上限感度にクリップし、このＰ５を矢印Ｆ３の方向に投影したＰ６で示すシャッタ速ＴＶｙ２とし、最終的に静止画撮影を行う露出設定を、撮像感度ＳＶｙ２、シャッタ速ＴＶｙ２、絞りＡＶｙとする。
【００３２】
このような上限感度のクリップは、光学ズーム倍率が高いＴｅｌｅ側で発生し易い。また、上限感度のクリップが発生した場合には、被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）よりも遅いシャッタ速となり被写体ブレ軽減効果が弱まるため、電子ズームを優先使用することで同じズーム倍率で被写体ブレ軽減効果を維持するようにする。  
露出演算部９は、ズーム操作開始時に各光学ズーム位置の静止画露出設定を演算し、上限感度のクリップが発生し始める光学ズーム倍率（ズーム位置）を求め、これを電子ズーム適用開始光学ズーム倍率としてズーム統合制御部１１に送る。
【００３３】
ズーム統合制御部１１は、光学ズーム制御部１２を介しての光学ズーム機構３による光学ズームと電子ズーム制御部５による電子ズームとの各ズーム動作を統合して制御する。このズーム統合制御部１１は、ズーム操作検出部１４からのズームのアップダウン操作信号を受けると、先ず、現在の光学ズーム倍率を露出演算部９に送り、露出演算部９からの電子ズーム適用開始光学ズーム倍率の指示を待つ。
このズーム統合制御部１１は、電子ズーム適用開始光学ズーム倍率を受けると、アップダウン操作信号が継続している間、現在の光学ズーム倍率と、電子ズーム適用開始光学ズーム倍率とを比較して、光学ズーム制御部１２と電子ズーム制御部５とにそれぞれ光学ズーム倍率と電子ズーム倍率とを変更する指示を出力する。  
【００３４】
具体的には、図９に示すように、ズームアップ時、光学ズーム倍率が電子ズーム適用開始光学ズーム倍率よりも低い範囲では、電子ズームよりも光学ズームを優先的に使用する。光学ズーム倍率が電子ズーム適用開始光学ズーム倍率に達すると、光学ズーム機構３から電子ズーム制御部５によるズーム動作に切り替わる。さらに電子ズーム制御部５によるズーム倍率が最大になると、再び光学ズーム機構３による光学ズーム動作に切り替える。  
ズームダウン時、光学ズーム倍率が電子ズーム適用開始光学ズーム倍率よりも高い範囲では、電子ズームよりも光学ズームを優先的に使用する。光学ズーム倍率が電子ズーム適用開始光学ズーム倍率に等しくなると、電子ズーム倍率が１倍になるまで電子ズームに切替り、その後、再び光学ズームに切り替わる。図１０は従来のズーム動作であり、光学ズームの倍率が最大になると電子ズームの倍率を変化させていた。
【００３５】
ズーム統合制御部１１は、光学ズーム機構３によるズーム倍率と電子ズーム制御部５によるズーム倍率とを表示するための表示機能を有する。このズーム統合制御部１１の表示機能は、各ズーム位置における光学ズーム機構３のズーム倍率と電子ズーム制御部５のズーム倍率との割合を求め、この割合に基づいて光学ズーム機構３のズーム倍率可変範囲と電子ズーム制御部５のズーム倍率可変範囲とをモニタ画像表示部６に表示する。なお、ズーム統合制御部１１の表示機能は、電子ズーム制御部５を介してモニタ画像表示部６への表示を行う。
【００３６】
図５はズーム操作時のズーム状態の表示の一例を示す。本装置の背面には、モニタ画像表示部６が設けられ、かつユーザの操作によってズーム操作を行うためのズームキー、すなわちＷｉｄｅキー１４ｗとＴｅｌｅキー１４ｔとが設けられている。これらＷｉｄｅキー１４ｗとＴｅｌｅキー１４ｔとは、ズーム操作検出部１４によってボタン操作が検出され、Ｗｉｄｅキー１４への操作によりズームがダウン（Ｗｉｄｅ側）となり、Ｔｅｌｅキーの操作によりズームがアップ（Ｔｅｌｅ側）となる。
【００３７】
ユーザがＷｉｄｅキー１４ｗ又はＴｅｌｅキー１４ｔを操作してズーム状態を変更しようとすると、ズーム統合制御部１１の表示機能は、モニタ画像表示部６の画面上にズーム状態表示バー１５を表示する。このズーム状態表示バー１５は、光学ズーム機構３のズーム倍率と電子ズーム制御部５のズーム倍率とを掛けた全ズーム倍率をＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側までのバーの長さで表示し、かつバー中の例えばクロスハッチの領域１６により電子ズームによるズーム倍率が変化するズーム領域を示す。
【００３８】
現在のズーム位置は、例えばＷｉｄｅ端から伸びる暗色のバー１７で表示し、ズームキーのＴｅｌｅキー１４ｔを操作した場合、ズーム倍率の変化に伴って、暗色のバー１７が右側に向かって伸びる。  
図６（ａ）〜（ｆ）はズーム状態表示バー１５における被写体ブレ軽減時のズーム状態の表示例を示す。電子ズームでズーム倍率が変化する領域は、画像データの測光Ｂｖ値や被写体ブレの状況により変化するものである。ズーム状態表示バー１５におけるズーム操作開始に伴って表示されるズーム状態表示により、現在のズーム位置と、ズーム中の光学ズームと電子ズームとの動作を予め知ることが可能になる。
【００３９】
しかるに、ユーザは、以下のことをズーム操作時に知ることができる。すなわち、クロスハッチ領域１６よりも左側では、光学ズームのみによりズーム倍率が変化する。クロスハッチ領域１６内では、光学ズーム倍率が一定に保たれる代わりに電子ズームによりズーム倍率が変化する。クロスハッチ領域１６よりも右側では、電子ズームが最大倍率に保たれた状態で光学ズームにより倍率が変化する。これにより、光学ズームと電子ズームとを本装置の判断により使い分けても、ズーム動作音などの光学ズームと電子ズームの違いを異常と感じることなく操作可能である。
【００４０】
なお、電子ズームでズーム倍率が変化する領域は、測光Ｂｖ値や被写体ブレの状況により変化する。被写体ブレが大きくかつ測光Ｂｖ値が低く、シャッタ速が遅くなり光学ズームによるＦ値の増加を抑えなければならない場合には、例えば図７（ａ）に示すようにＷｉｄｅ側にクロスハッチ領域１６が表示されることになる。被写体ブレが少ないか、又は測光Ｂｖ値が高く、シャッタ速がそれよりも速い場合には、同図（ｂ）に示すように同図（ａ）よりもＴｅｌｅ側に寄った位置にクロスハッチ領域１６が表示されることになる。更に被写体ブレが小さく感度アップなどのブレ軽減機能で十分である場合は、同図（ｃ）に示すようにクロスハッチ領域１６は最もＴｅｌｅ端側に表示されることになる。
【００４１】
手ブレ検出部１３は、ユーザの操作によって本装置により撮影を行うときの手ブレを検出する。ズーム操作時に手ブレが著しく大きい場合は被写体ブレ検出の信頼性が低下するため、ズーム統合制御部１１は、露出演算部９からの電子ズーム適用開始光学ズーム倍率によらず、光学ズームと電子ズームとの切替えを行う。  
ズーム操作検出部１４は、Ｗｉｄｅ側又はＴｅｌｅ側にズーム操作するためのズームキーを有し、ユーザのズームキーに対する操作によるＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側の間のズーム操作を受け、ズーム位置に対応するアップ又はダウン操作信号を送出する。
【００４２】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図８に示すズーム切替制御フローチャートに従って説明する。  
ズーム操作検出部１４は、ステップＳ１において、ユーザのズームキーに対する操作を受け、Ｗｉｄｅ側又はＴｅｌｅ側へのズーム操作に対応するアップダウン操作信号を送出する。  
ズーム統合制御部１１は、ズームアップダウン操作信号を受けると、現在の光学ズーム倍率を露出演算部９に通知する。
【００４３】
動きベクトル検出部４−２は、ステップＳ２において、上記図２（ａ）（ｂ）に示すように撮像素子２から出力される画像信号から、最新のフレーム間での動きベクトルを取得する。  
被写体ブレ検出部８は、ステップＳ３、Ｓ４において、動きベクトル検出部４−２により検出された動きベクトルを受け取り、この動きベクトルに基づいて被写体Ｑのブレを検出し、ブレを低減するための被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）を上記式（１）により演算して求める。この被写体ブレ検出部８は、被写体ブレ軽減シャッタ速（ｓ）を被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）に変換して露出演算部９に出力する。  
【００４４】
露出演算部９は、ステップＳ５において、現在の光学ズーム倍率と、被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）とから、光学ズーム倍率毎の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を算出する。  
更に、露出演算部９は、ステップＳ６において測光Ｂｖ値を測光演算部４−１から取得し、ステップＳ７において、光学ズーム倍率毎の通常の露出設定値を算出する。
【００４５】
露出演算部９は、ステップ８において、図３に示すように通常の露出設定値を光学ズーム倍率毎の被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を考慮して補正し、更に、各図４に示すように、上限感度を越えないようにクリップした露出設定値を求め、上限感度のクリップが発生し始める光学ズーム倍率（ズーム位置）を求めて、これを電子ズーム適用開始光学ズーム倍率とする。
【００４６】
ズーム統合制御部１１は、ステップＳ９で現在のズーム位置を取得し、ステップＳ１０において、現在の光学ズーム倍率と電子ズーム適用開始光学ズーム倍率とを比較して、次の光学ズーム倍率と電子ズーム倍率とを決定する。  
光学ズーム制御部１２と電子ズーム制御部５は、ステップＳ１１において指示されたズーム倍率へズーム状態を変化させる。ステップＳ１２において、ズーム操作検出部によりズームキー状態が継続されていれば、ズーム統合制御部１１は、再びステップ９に戻り、ズーム動作が継続される。
【００４７】
ズーム統合制御部１１は、ステップＳ１０において、ズーム操作検出部１４からのズームのアップダウン操作信号を受けて次のズーム位置に対応する光学ズーム倍率を求める。なお、このとき電子ズームであれば、ズーム統合制御部１１は、電子ズームでの電子ズーム倍率を求める。  
【００４８】
電子ズームであれば、電子ズーム制御部５は、画像信号処理部４により各種画像処理された画像データから画像をトリミングし、このトリミングされた領域を可変することにより画角を変化させる。これにより、ＬＣＤ等のモニタ画像表示部６には、電子ズーム制御部５により電子ズームされた画像データが表示される。  
ズーム統合制御部１１は、ステップＳ１２において、ズーム操作検出部１４からのズームのアップダウン操作信号の有無を判定し、アップダウン操作信号が有れば、上記ステップＳ９に戻り、アップダウン操作信号が無ければ、ズーム動作を終了する。
【００４９】
一方、ズーム統合制御部１１の表示機能は、各ズーム位置における光学ズーム機構３のズーム倍率と電子ズーム制御部５のズーム倍率との割合を求め、この割合に基づいて光学ズーム機構３のズーム倍率可変範囲と電子ズーム制御部５のズーム倍率可変範囲とをモニタ画像表示部６に表示する。
【００５０】
例えば図５及び図６（ａ）〜（ｆ）に示すようにズーム統合制御部１１の表示機能は、ユーザがＷｉｄｅキー１４ｗ又はＴｅｌｅキー１４ｔを操作してズーム状態を変更すると、モニタ画像表示部６の画面上にズーム状態表示バー１５を表示し、光学ズーム機構３のズーム倍率と電子ズーム制御部５のズーム倍率とを掛けた全ズーム倍率をＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側までのバーの長さで表示する。このズーム状態表示バー１５では、Ｗｉｄｅキー１４への操作によりズームがダウン（Ｗｉｄｅ側）となり、Ｔｅｌｅキーの操作によりズームがアップ（Ｔｅｌｅ側）となる。
【００５１】
このように上記一実施の形態によれば、測光演算部４−１により測光された測光Ｂｖ値と、被写体ブレ検出部８により検出された被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）と、現在の光学ズームの倍率（ズームレンズの位置）とを用い、静止画撮影用プログラム線図Ｐに従って被写体のブレを低減するために機械的又は電子的なシャッタ速や、絞りの開口度などを求め、かつ静止画撮影用プログラム線図Ｐ上で感度が上限感度を超えると、当該感度を上限感度に設定すると共に、シャッタ速を上限感度に対応する被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）にクリップし、かつ電子ズーム制御部５による電子ズーム動作を優先的に行う。
【００５２】
例えば、図４に示すように感度Ｓｖが上限感度を超えて、シャッタ速がクリップされるまで光学ズーム機構３を優先してズーム動作を行い、シャッタ速がクリップされると、光学ズーム機構３から電子ズームに切り替わり、さらに電子ズームによるズーム倍率が最大になると、再び光学ズーム機構３によるズーム動作に切り替わる。
【００５３】
これにより、被写体Ｑに動きのあるシーンにおいて当該被写体Ｑのブレの低減を図ると共に、感度アップによる画質劣化を抑えた静止画の撮影ができる。例えば図１１（ａ）は被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）よりも遅いシャッタ速による撮影により取得された画像を示すもので、被写体ブレＧが発生している。これに対して同図（ｂ）は被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）による撮影により取得された画像を示す。  
このように静止画撮影用プログラム線図Ｐ上で感度が上限感度を超えず被写体ブレ軽減シャッタ速（Ｔｖ）を高いズーム倍率まで維持できるよう光学ズーム倍率と電子ズーム倍率を設定するので、高いズーム倍率まで被写体ブレＧの発生しない画像を得ることが出来る。
【００５４】
ズーム状態表示バー１５は、光学ズームのズーム倍率と電子ズームのズーム倍率とを掛けた全ズーム倍率をＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側までのバーの長さで表示し、かつ電子ズームによるズーム倍率の変化をクロスハッチの領域１６により示すので、現在のズーム位置と、ズーム中の光学ズームと電子ズームとの動作を予め知ることが可能である。  
しかるに、ユーザは、クロスハッチ領域１６より左側では、光学ズームのみによりズーム倍率が変化し、クロスハッチ領域１６では、光学ズーム倍率が一定に保たれる代わりに電子ズームによりズーム倍率が変化し、クロスハッチ領域１６より右側では、電子ズームが最大倍率に保たれた状態で光学ズームにより倍率が変化するものとなり、光学ズームと電子ズームとを本装置の判断により使い分けても、ズーム動作音などの光学ズームと電子ズームの違いを異常と感じることなく操作可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１：レンズユニット、２：撮像素子、３：光学ズーム機構、４：画像信号処理部、４−１：測光演算部、４−２：動きベクトル検出部、５：電子ズーム制御部、６：モニタ画像表示部、７：画像記録部、８：被写体ブレ検出部、９：露出演算部、１０：露出制御部、１１：ズーム統合制御部、１２：光学ズーム制御部、１３：手ブレ検出部、１４：ズーム操作検出部、１４ｗ：Ｗｉｄｅキー、１４ｔ：Ｔｅｌｅキー、１５：ズーム状態表示バー、１６：クロスハッチ領域、１７：暗色のバー。
【図１】
2015015591.tif 000003
【図２】
2015015591.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015015591.tif 000009
【図８】
2015015591.tif 000010
【図９】
2015015591.tif 000011
【図１０】
2015015591.tif 000012
【図１１】
2015015591.tif 000013