(57)【要約】【課題】画角（主要被写体の大きさ）は変えずに遠近感のみが異なる画像を簡単に得られるようにする。【解決手段】全体画像５１で比較した場合、（ｂ）の方が（ａ）よりも画角が広いが、パースズーム領域５２で比較した場合は、画角は同等である。画角は同等であるが、焦点距離が異なるため遠近感は（ａ）と（ｂ）とで異なる。そこで、各パースズーム領域５２を全体画像５１から切り出して保存することで、主要被写体の大きさは同じで遠近感が異なる２枚の画像を得ることができる。【選択図】図２
2008067168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離可変の撮影レンズを透過した光束を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記撮影レンズの焦点距離に拘わらず画角が一定となるように、前記焦点距離に応じて前記画像データの有効画素領域を決定する領域決定手段とを具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記決定された有効画素領域が前記撮像によって得られた画像データの全領域でない場合には、当該画像データから前記有効画素領域の画像データを切り出して記録することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記撮像によって得られた画像データと前記切り出した画像データの双方を記録することを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記有効画素領域を示す情報を当該画像データに対応づけて保存することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記決定された有効画素領域の信号のみを取り出して前記画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
前記領域決定手段は、最長焦点距離における前記有効画素領域を前記画像データの全領域とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
前記焦点距離に拘わらず画角が一定となるように前記有効画素領域を決定する動作は、所定のモードが設定されているときのみ許可されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
【請求項８】
前記焦点距離に拘わらず画角が一定となるように前記有効画素領域を決定する動作は、予め決められた焦点距離範囲においてのみ許可されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
【請求項９】
前記焦点距離範囲の上限および／または下限を撮影者が設定可能であることを特徴とする請求項８に記載のデジタルカメラ。
【請求項１０】
前記有効画素領域をファインダに明示することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
【請求項１１】
前記有効画素領域の被写体が適正露出となるように露出演算を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラに関し、画角を変えずに遠近感を変える撮影を簡単に行えるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズを有するカメラでは、ズーミングによって画角を変化させることで、主要被写体（ピントを合わせるべき被写体）の画面に占める割合を大きくしたり小さくしたりできる。また、ズーミングによって被写体の遠近感も変化し、望遠側ほど遠くの被写体を手前に引き寄せる、いわゆる圧縮効果が強くなる。従来、主要被写体が常に一定の大きさとなるように自動的にズーミング状態を調節する定倍率撮影が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１５９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、ズーミングは画角と遠近感の双方を変化させるため、主要被写体の大きさは変えずに遠近感のみが異なる複数の画像を得るには、撮影者自身が主要被写体に対して前後に移動し、各位置でズーム倍率を設定し直して撮影するしかない。上記定倍率撮影が可能なカメラを用いれば、ズーム倍率の設定はカメラが自動で行ってくれるものの、撮影者が被写体に対して移動しなければならないことに変わりはない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るデジタルカメラは、焦点距離可変の撮影レンズを透過した光束を撮像して画像データを生成する撮像手段と、撮影レンズの焦点距離に拘わらず画角が一定となるように、焦点距離に応じて画像データの有効画素領域を決定する領域決定手段とを具備することを特徴とする。
決定された有効画素領域が撮像によって得られた画像データの全領域でない場合には、当該画像データから有効画素領域の画像データを切り出して記録するようにしてもよい。撮像によって得られた画像データと切り出した画像データの双方を記録するようにしてもよい。
切り出しは行わず、有効画素領域を示す情報を当該画像データに対応づけて保存してもよい。
決定された有効画素領域の信号のみを取り出して画像データを生成するようにしてもよい。
最長焦点距離における有効画素領域を画像データの全領域としてもよい。
焦点距離に拘わらず画角が一定となるように有効画素領域を決定する動作は、所定のモードが設定されているときのみ許可されるようにしてもよい。
焦点距離に拘わらず画角が一定となるように有効画素領域を決定する動作は、予め決められた焦点距離範囲においてのみ許可されるようにしてもよい。その焦点距離範囲の上限および／または下限を撮影者が設定できるようにしてもよい。
有効画素領域をファインダに明示するようにしてもよい。
有効画素領域の被写体が適正露出となるように露出演算を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、主要被写体の大きさは変えずに遠近感のみが異なる画像を撮影者が移動することなく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図５により本発明の一実施の形態を説明する。
図１は本実施形態におけるデジタルカメラのブロック図である。撮影レンズ１０の透過光束は撮像素子１１にて光電変換され、その光電変換出力である画像信号は、画像処理回路１２で種々の処理が施されて画像データが生成される。画像データは、バッファメモリ１３に一時記憶された後、記録回路１４を介してメモリカードなどの記録媒体１５に画像ファイルとして記録される。
【０００８】
表示装置１６は、例えば液晶モニタおよびその駆動回路から構成され、画像表示やメニュー表示等が可能とされる。操作部１７は、レリーズボタンを始めとする各種操作部材、およびそれらの操作に連動してオン・オフするスイッチ類から成る。ファインダ内表示装置１８は、ファインダにおける表示領域を変更するためのもので、その詳細は後述する。ＣＰＵ１９は、メモリ２０に格納されたプログラムを実行し、操作部１７からの入力に基づいて上記各回路や装置を駆動制御する。
【０００９】
ここで、図１の撮影レンズ１０はズームレンズであり、ズーミング（焦点距離の変更）によって画角と遠近感の双方が変化する。レンズメモリ１０Ａには、撮影レンズ１０に関する種々の情報が格納され、ＣＰＵ１９はこれらの情報を読み込んで撮影制御に用いる。ズームエンコーダ１０Ｂは、焦点距離を検出してＣＰＵ１９に入力する。
【００１０】
本実施形態のカメラでは、ピントを合わせるべき主要被写体の大きさは一定で、遠近感のみが異なる複数の写真を容易に得ることができる。基本的には、ズーミングによって生ずる画角の変化、つまり主要被写体の占める割合の変化を、画像のトリミング（部分切り出し）によって相殺するという手法を用いる。以下、このような手法を用いて撮影を行うモードをパースズームモードと呼ぶ。パースズームモードは、特定のボタン操作あるいはメニュー画面において設定／解除できる。なお、「パース」は、「パースペクティブ（遠近感）」に由来する。
【００１１】
図２はパースズームの原理を説明する図で、図中の５１は撮像素子１１の全有効画素の信号から得られる全体画像を示す。なお、ここでいう有効画素は、撮像素子１１によって予め決められているものであり、パースズームにおける有効画素領域（後述するパースズーム領域）を指すものではない。
【００１２】
図２（ａ），（ｂ）の画像は同一の被写体ＭＯを同一の距離から撮ったものであるが、撮影レンズ１０の焦点距離は（ｂ）の方が小さいため、全体画像同士で見れば（ｂ）の方が画角は広くなる。つまり主要被写体ＭＯの大きさ（画像に占める割合）は、（ｂ）の方が小さい。
【００１３】
一方、５２はパースズームにおける有効画素領域（以下、パースズーム領域と呼ぶ）を示している。パースズーム領域５２は（ｂ）の方が小さく、パースズーム領域同士で比較した場合は、画角、つまり主要被写体の大きさは（ａ）と（ｂ）とで同等である。画角は同等であるが、焦点距離が異なるため遠近感は（ａ）と（ｂ）とで異なる。そこで、各パースズーム領域５２を全体画像５１から切り出して保存することで、主要被写体の大きさは同じで遠近感が異なる２枚の画像を得ることができる。しかも、これらの画像を得るのに撮影者も被写体も一切移動する必要はないから、短時間で所望の画像が得られ、また前後の移動が限られた狭い撮影スペースでも対応可能である。
【００１４】
パースズーム領域５２の決定方法について説明する。
まず、パースズームモードにおけるズーム連動範囲の最長焦点距離ｆLを決定する。例えば焦点距離３５ｍｍ〜１０５ｍｍのズームレンズであった場合、単純にｆL＝１０５ｍｍとしてもよいし、あるいは撮影者がｆLを決められるようにしてもよい。
【００１５】
次に、焦点距離がｆLのときの撮影倍率ＢLを次式により求める。
【数１】
2008067168.tif 000003
ここで、Ｒはカメラから主要被写体までの距離（撮影距離）を表し、これはＡＦの結果を用いることができる。なお、撮影距離Ｒの長短がパースズーム領域サイズに与える影響は小さいため、Ｒを固定値としてもよい。
【００１６】
撮影者が撮影に先立ってズーミングを行うと、そのときの焦点距離ｆを取得し、ｆにおける撮影倍率Ｂを次式により求める。
【数２】
2008067168.tif 000004
【００１７】
そして、Ｂ，ＢLおよび撮像素子１１の横，縦の有効画素数Ｘ，Ｙに基づいて、パースズーム領域の横，縦の画素数Ｋx，Ｋyを求める。このＫxとＫyの積がパースズーム領域５２のサイズを表す。
【数３】
2008067168.tif 000005
上式によれば、撮影レンズ１０の焦点距離ｆが最長焦点距離ｆLのときは、Ｂ＝ＢLであるからＫx＝Ｘ，Ｋy＝Ｙとなり、パースズーム領域５２は全体画像５１（切り出しなし）となる。一方、焦点距離ｆが最長焦点距離ｆLを下回るときは切り出しが行われ、ｆが小さいほどパースズーム領域５２のサイズは小さくなり、パースズーム領域５２の画角はｆに拘わらずほぼ一定となる。
【００１８】
以上でパースズーム領域のサイズが決定したので、次に切り出し領域の位置を決定する。切り出し位置は、図２のように全体画像５１の中央を切り出すか、図３のように全体画像の端を切り出すかを撮影者が設定することができる。中央限定としてもよい。
【００１９】
ここで、パースズームモード時には、パースズーム領域５２をファインダ画面に明示することが望ましい。本実施形態では、例えばファインダ内表示装置１８でパースズーム領域５２以外をマスク（ブラックアウト表示または網掛け表示）することで行う。これに代えて、パースズーム領域を示す枠をファインダ画面内に表示するだけでもよい。液晶パネル等を用いた電子ビューファインダであれば、デジタルズームを行うことでパースズーム領域を明示することができる。
【００２０】
なお、上記ズーム連動範囲の最短焦点距離ｆSを設定するようにしてもよい。最短焦点距離ｆSがあまりに小さいと、パースズーム領域のサイズが小さくなり過ぎ、画質に問題が生ずるからである。この最短焦点距離ｆSは予め決まった値を用いてもよいし、撮影者が設定できるようにしてもよい。なお、画像データの切り出しを行った場合には、解像度変換（画素補間処理）を行うことが望ましい。
【００２１】
図４は上記パースズームをソフト的に実現するための処理手順の一例を示している。
カメラの電源オンに伴ってＣＰＵ１９がこのプログラムを起動し、ステップＳ１で撮像素子１１の横および縦の有効画素数Ｘ，Ｙをメモリ２０から取得するとともに、撮影距離Ｒの初期値を設定する。ステップＳ２では、レンズメモリ１０Ａから最長焦点距離ｆoや開放Ｆ値などのレンズ情報を取得する。ステップＳ３でレリーズボタンの半押し操作を確認すると、ステップＳ４でパースズームモードが設定されているか否かを判定し、設定されていなければステップＳ９に進み、設定されていればステップＳ５でパースズーム演算を行う。
【００２２】
図５にパースズーム演算の詳細を示す。ステップＳ５１では、ユーザによって予め設定されたパースズーム関連の情報を読み取る。読み取る情報は、上述したズーム連動範囲の最長／最短焦点距離ｆL，ｆSや、切り出し位置（中央か周辺か）を示す情報である。なお、最長焦点距離ｆLの指定がない場合は、ｆL＝ｆoとする。
【００２３】
ステップＳ５２では、上記（１）式により撮影倍率ＢLを演算する。ステップＳ５３では、ズームエンコーダ１０Ｂから現在の焦点距離ｆを読み取り、ステップＳ５４で上記（２）式により撮影倍率Ｂを演算する。ステップＳ５５では（３），（４）式によりパースズーム領域サイズＫx，Ｋyを演算する。ただし、ｆがｆLを超えている場合は、パースズーム領域サイズＫx，ＫyはｆLのときの値に制限し、同様にｆSを下回っている場合には、ｆSのときの値に制限する。ステップＳ５６では、ステップＳ５１で得た切り出し位置情報に基づいて切り出し位置を決定する（ｆ＜ｆLのときのみ）。その後、リターンする。
【００２４】
図４のステップＳ６では、上記ファインダ内表示装置１８によりパースズーム領域をファインダ内に明示する。この時点で、撮影者が手動のデジタルズームによりパースズーム領域の調整を行えるようにしてもよい。また、撮影レンズの焦点距離によって決まる画角とパースズーム領域の画角の差異を数値やグラフ等で表示するようにしてもよい。
【００２５】
ステップＳ７ではＡＦ（オートフォーカス）動作を行って主要被写体にピントを合わせる。ステップＳ８では、ＡＦ後の撮影距離を次回のパースズーム演算で用いる撮影距離Ｒとして記憶する。
【００２６】
次に、ステップＳ９，Ｓ１０でレリーズボタンの全押し操作（レリーズ操作）、または半押し操作の解除を待ち、半押し継続中であればステップＳ４に戻り、半押しが解除されるとステップＳ２に戻る。レリーズ操作が確認されると、ステップＳ１１でパースズームモードか否かを判定する。パースズームモードでなければステップＳ１２で通常の露出演算を行い、ステップＳ１３で撮像を行う。
【００２７】
パースズームモードであればステップＳ１４に進み、パースズーム領域５２内の被写体輝度のみ基づいて（パースズーム領域５２外の輝度は無視して）露出演算を行う。これによりパースズーム領域５２内の被写体を適正露出とすることができる。次いでステップＳ１５で撮像を行い、全体画像５１の画像データを得る。ステップＳ１６では、画像処理回路１２により全体画像データからパースズーム領域５２の画像データを切り出す（ｆ＜ｆLのときのみ）。ステップＳ１７では、全体画像データまたは切り出したパースズーム領域５２の画像データを記録媒体１５に記録する。なお、切り出しを行った場合は、その切り出した画像データと元の全体画像データの双方を記録するようにしてもよい。
【００２８】
以上では、画像データの切り出しをカメラで行う例を示したが、カメラは全体画像データのみを記録し、切り出しは他の機器（パーソナルコンピュータ等）で行うようにしてもよい。この場合、カメラはパースズーム領域のサイズと位置とを表すパースズーム情報を全体画像データに対応づけて記録する。例えば、個々の画像ファイルに含まれるＥｘｉｆ情報などの付加情報にパースズーム情報を書き込むようにすればよい。画像ファイルを他の機器に転送したときに、所定のソフトウェアがパースズーム情報を読み取り、パースズーム領域を切り出して表示あるいは記録できるようにすればよい。
【００２９】
また画像データの切り出しに代えて、撮像素子１１からパースズーム領域に相当する画素領域の信号のみを読み取り、画像データを生成してもよい。例えばＣＭＯＳタイプの撮像素子であれば、部分的な画素信号の読み出しが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態におけるデジタルカメラの制御系のブロック図。
【図２】パースズームの原理を説明する図。
【図３】パースズーム領域が中央でない例を示す図。
【図４】パースズームを実現するための処理手順を示すフローチャート。
【図５】パースズーム演算の詳細を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１０  撮影レンズ
１１  撮像素子
１２  画像処理回路
１４  記録回路
１８  ファインダ内表示装置
５１  全体画像
５２  パースズーム領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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