(57)【要約】【課題】画像劣化の無い連続した変倍画素変換を行うことができる撮像装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の撮像装置は、信号処理メモリー４に記憶された画像情報を読み出して、記録メディア１１に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換処理を施す画素変換器（１）５と、画素変換器（１）５による画素変換後の変換画素情報を記録メディア１１に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、ＣＣＤまたはＣｍｏｓにおける光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つレンズに対する拡大または縮小の動作を制御するＣＰＵ（１）１６、（２）１８とを有して構成されるものである。【選択図】      図１
2004356748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学手段を介して撮像手段により撮像された被写体の画像に信号処理を施して記録手段に記録する撮像装置において、
上記撮像手段により撮像されて光電変換された被写体の画像情報を信号処理を施すために記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された画像情報を読み出して、上記記録手段に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換処理を施す画素変換手段と、
上記画素変換手段による画素変換後の変換画素情報を上記記録手段に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、上記撮像手段における光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、上記光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つ上記光学手段に対する拡大または縮小の動作を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
上記画素変換手段は上記光学手段の周辺部の画像範囲を避けた画像範囲の拡大または縮小の処理をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像装置において、
上記画素変換手段は上記光学手段の周辺解像度の低い領域で画素変換処理を行い、また上記光学手段の周辺解像度の低い領域から高い領域への移行時には上記光学手段による光学動作を一気に行い、上記光学動の作飛び越し動作及び画素変換動作で補正して画像の拡大または縮小することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置において、
上記画素変換手段は上記光学手段の色収差の劣化を避けた画像範囲の拡大または縮小の処理をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮像装置において、
上記画素変換手段は任意の距離の被写体の画像を拡大または縮小して合成の処理をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
光学手段を介して撮像手段により撮像された被写体の画像に信号処理を施して記録手段に記録する撮像装置における画像処理方法において、
上記撮像手段により撮像されて光電変換された被写体の画像情報を信号処理を施すために記憶手段に記憶する記憶ステップと、
上記記憶手段に記憶された画像情報を読み出して、上記記録手段に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換手段により画素変換処理を施す画素変換ステップと、
上記画素変換手段による画素変換後の変換画素情報を上記記録手段に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、上記撮像手段における光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、上記光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つ上記光学手段に対する拡大または縮小の動作を制御手段により制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項６記載の画像処理方法において、
上記画素変換ステップ手段は上記光学手段の周辺部の画像範囲を避けた画像範囲の拡大または縮小の処理をすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項６記載の画像処理方法において、
上記画素変換ステップ手段は上記光学手段の周辺解像度の低い領域で画素変換処理を行い、また上記光学手段の周辺解像度の低い領域から高い領域への移行時には上記光学手段による光学動作を一気に行い、上記光学動の作飛び越し動作及び画素変換動作で補正して画像の拡大または縮小することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項６記載の画像処理方法において、
上記画素変換ステップは上記光学手段の色収差の劣化を避けた画像範囲の拡大または縮小の処理をすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項６記載の画像処理方法において、
上記画素変換ステップ手段は任意の距離の被写体の画像を拡大または縮小して合成の処理をすることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光学手段および画素変換手段により画像を拡大または縮小して合成の処理をする撮像装置および画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、電子ズームで可変速ズームを実現することを目的として、電子ズーム手段を有するビデオカメラにおいて、設定される倍率に応じて信号を読み出す順番を決定するメモリテーブルが設けられ、このメモリテーブルで決定される上記読み出す順番のデータを順次読み出すか、任意にスキップして読み出すことにより、上記電子ズーム手段の倍率の変化速度を可変とするようにしたビデオカメラが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ズームレンズを使用することによる問題点を除去でき、しかもズームレンズを使用した場合と同様に連続的なズーム倍率を得ること目的として、焦点距離を切り換えて光学倍率を非連続的に切り換えることができる多焦点撮像レンズと、撮像素子からの撮像信号を処理して得られるビデオ信号に対して画像拡大処理をする電子ズーム手段と、ズーム操作に応じて上記多焦点撮像レンズの上記光学倍率を切り換えると共に上記多焦点撮像レンズで切り換えられる上記光学倍率以外の倍率を補間するように上記電子ズーム手段における電子ズーム倍率を制御してズーム倍率を連続的に変化させるズーム制御手段とを備えるビデオカメラが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７３６５８号公報
【特許文献２】
特開平８−１８８４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のビデオカメラの画像変倍方式（特許文献１）は画面サイズ変更や画像の電子拡大処理中に行われていて、画面サイズが固定および画像の劣化の無い変倍画素変換は行えず、変倍中の拡大縮小処理では時間軸変化における拡大率の不連続性または、画質劣化（特許文献２）を伴うという不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、画像劣化の無い連続した変倍画素変換を行うことができる撮像装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、記憶手段に記憶された画像情報を読み出して、記録手段に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換処理を施す画素変換手段と、画素変換手段による画素変換後の変換画素情報を記録手段に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、撮像手段における光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つ光学手段に対する拡大または縮小の動作を制御する制御手段とを有して構成されるものである。
【０００８】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
光学手段から入る光を撮像手段で光電変換した高精細画素の画像信号を記憶手段に取り込む。
【０００９】
その取り込んだ画像情報を画素変換手段にて記録手段が必要とする最小画素レベルまで拡大できるようにし、撮像手段が持つ最大画素数との間を変倍可能とし、且つ光学手段のレンズ特性を最大限に生かせるよう光学変倍制御と並走して画素変換処理を行う。
【００１０】
これにより、光学焦点距離を短くして色収差に有利になるような小型レンズに対して画質劣化の無い画素変換処理を行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に適用される撮像装置の色収差改善、拡大および縮小合成用のシステムブロック図である。
【００１２】
まず、本発明の実施の形態に適用される撮像装置の構成を説明する。
図１に示す撮像装置は、対物レンズ、ズームレンズおよびフォーカスレンズを有する光学系と、光学系を介して入射した被写体の反射光を１に示すＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣｍｏｓ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｌｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ）により撮像して撮像された被写体の画像に信号処理を施して記録メディア１１に記録するように構成される。
【００１３】
この撮像装置は、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１により撮像されて光電変換された被写体の画像情報をＡ／Ｄ変換器３によりデジタルデータに変換した後に信号処理を施すために記憶する信号処理メモリー４を有して構成される。
【００１４】
また、この撮像装置は、信号処理メモリー４に記憶された画像情報を読み出して、記録メディア１１に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換処理を施す画素変換器（１）５、（２）６を有して構成される。
【００１５】
また、この撮像装置は、画素変換器（１）５、（２）６による画素変換後の変換画素情報を記録メディア１１に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つ光学系に対する拡大または縮小の動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）（１）１６、（２）１８を有して構成される。
【００１６】
ここで、この撮像装置は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御すると共にタイミングジェネレータ１７から発生するタイミング信号ＴＧによりＣＣＤまたはＣｍｏｓ１、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）部２およびＡ／Ｄ変換器３のタイミングを制御するズームレンズ制御部ＣＰＵ（１）１６を有して構成される。
【００１７】
また、この撮像装置は、信号処理メモリー４により検出されたフォーカス検出信号に基づいて信号処理メモリー４に対する書き込み信号Ｒまたは読み出し信号Ｗを供給して画像情報の書き込みまたは読み出しを制御し、画素変換器（１）５、（２）６に対する倍率指示信号を供給して画素変換処理を制御すると共に、フレームメモリー７に対する書き込み信号Ｒまたは読み出し信号Ｗを供給して画素変換器（２）６から画素変換後のデータの書き込みまたは読み出しを制御し、合成部８に合成番地指示信号を供給して画素変換器（１）５からの画素変換後のデータと画素変換器（２）６からの画素変換後のデータとの合成を制御して、切り替え部９に合成オン／オフ信号を供給して合成の有無の切り替えを制御する画素変換制御ＣＰＵ（２）１８を有して構成される。
【００１８】
この２つのＣＰＵ（１）１６、（２）１８は、お互いの光学拡大縮小情報および画素変換拡大縮小情報を共有し、最適な制御環境と整えるように機能する。ズームレンズおよびフォーカスレンズの移動情報であるレンズ光学情報はお互いのＣＰＵ（１）１６、（２）１８が管理しこの光学移動位置に応じて、倍率指示信号に基づく画素変換器（１）５、（２）６の変倍率を制御するものである。画素変換後の変換データは記録変換部１０によりメディア記録信号に変換し記録メディア１１に記録するメディア記録部へ導かれる。
【００１９】
また、この撮像装置は、画素変換制御ＣＰＵ（２）１８に対して合成およびズーム指示を入力するためのスイッチ群１９、およびこれらを内蔵するタッチパネル２０を有している。
【００２０】
次に、このように構成された本発明の実施の形態に適用される撮像装置の動作を説明する。
ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１により撮像されて光電変換された被写体の画像情報をＡ／Ｄ変換器３によりデジタルデータに変換した後に信号処理を施すために信号処理メモリー４に記憶する。
【００２１】
画素変換器（１）５、（２）６は、信号処理メモリー４に記憶された画像情報を読み出して、記録メディア１１に記録されるフォーマットに対して画質劣化が無い画素数まで変換可能に画素変換処理を施す。
【００２２】
（１）１６、（２）１８は、画素変換器（１）５、（２）６による画素変換後の変換画素情報を記録メディア１１に記録する際に、記録に関わる画素数に対して、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部の画素数は十分に大きいものを有し、光電変換部の画素数範囲で拡大または縮小を行い、且つ光学系に対する拡大または縮小の動作を制御する。
【００２３】
ここでＣＰＵ（１）１６、（２）１８からの変倍情報に基づき画素変換器（１）５、（２）６による拡大縮小の画質劣化の無い画素変換が行われる。
【００２４】
これにより、この一連の動作と光学焦点距離の短い性能により劣化の少ない色収差を従来同一光学倍率と等価なステムが実現する。この一連の動作と光学焦点距離の短い性能により劣化の少ない色収差を実現する。よって小型の光学レンズシステムを従来と同一光学倍率で実現できる。
【００２５】
図２は、色収差向上の概念図であり、図２Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図２Ｂは光学対画素変換の移動量に対する倍率と光学および画素変換対色収差の移動量に対する倍率である。
【００２６】
図２Ａにおいて、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部２１は光学系の周辺部に相当する画素変換区間２２において拡大または縮小の画素変換を行い、変換処理後の画素変換部２３を生成する。
【００２７】
図２Ｂにおいて、光学２４対色収差２５の移動量に対する倍率の図で示すように、光学２４の移動量のみで倍率を得る場合には色収差２５は最大に増加する。
【００２８】
これに対して、光学２６および画素変換２８対色収差２７の移動量に対する倍率の図で示すように、光学２６および画素変換２８の移動量の総合動作２９で３１に示すように同じ倍率を得る場合には色収差２７は３０に示すように差分を得ることができ、光学長の短いレンズで色収差が向上する。
【００２９】
また、この撮像装置は、画素変換器（１）５、（２）６にて記録メディア１１が必要とする最小画素レベルまで拡大できる構成をとり、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１が持つ最大画素数との間を変倍可能とし、且つ光学レンズ特性を最大限に生かせるよう画素変換制御を光学変倍制御と並走し処理を行い実現するものである。これにより、周辺解像度が低下した部分を使用しない制御、光学変倍中の最大空間周波数を活用で来る制御により、画質劣化の無い光学／画素変換を行うように構成される。
【００３０】
この撮像装置は、以下のような動作をする。
この変倍に対して、光学上の性能はあらかじめＣＰＵ（１）１６、（２）１８部に入力されている光学情報テーブルを参照しながらレンズ距離情報に基づき制御を行うものとする。
【００３１】
これにより、この一連の動作から光学レンズ性能の劣化の少ない部分で光学ズームと画素変換による並走した変倍処理を行いことができるので、従来技術では画質劣化を抑えるアパコンや補間処理を行ってきたのに対して、今までに無い画質劣化の無いまた高性能な変倍をすることができる。
【００３２】
図３は、光学長の短いレンズで色収差が気にならなく、倍率を拡大したいケースの色収差向上の概念図であり、図３Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図３Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【００３３】
図３Ａにおいて、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部２１は光学系の周辺部に相当する画素変換区間２２において拡大または縮小の画素変換を行い、変換処理後の画素変換部２３を生成する。
【００３４】
図３Ｂにおいて、色収差リミット３３までの光学３２および画素変換３４の移動量に対する倍率の図で示すように、色収差リミット３３まで光学３２および画素変換３４の移動量の総合動作３５で示すように倍率を拡大することができ、光学長の短いレンズで色収差が向上する。
【００３５】
図４は、光学優先方式の色収差向上の概念図であり、図４Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図４Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【００３６】
図４Ａにおいて、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部２１は光学系の周辺部に相当する画素変換区間２２において拡大または縮小の画素変換を行い、変換処理後の画素変換部２３を生成する。
【００３７】
図４Ｂにおいて、色収差リミット４３における制御可変ポイントＰ１、Ｐ２での光学４１，４２および画素変換４４の移動量に対する倍率の図で示すように、色収差リミット４３における制御可変ポイントＰ１まで光学４１のみで倍率を拡大し、色収差リミット４３における制御可変ポイントＰ１からＰ２までは画素変換４４のみで倍率を拡大し、色収差リミット４３における制御可変ポイントＰ２以降は光学４２のみで倍率を拡大して、総合動作４５で示すように倍率を拡大することができ、光学優先方式で色収差が向上する。
【００３８】
図１５は、光学優先方式の色収差向上の色収差制御動作を示すフローチャートであり、図１５Ａは拡大、図１５Ｂは縮小である。
図１５Ａに示す拡大動作では、ステップＳ１で拡大ズームスイッチをオンする。具体的には、ユーザーは、図１に示す拡大ズームスイッチ１９−３、図１４Ａに示す拡大キー１４２−１、図１４Ｂに示す拡大／縮小ダイヤル１４８の拡大部を操作する。
【００３９】
ステップＳ２で、光学ズーム制御が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００４０】
ステップＳ３で、焦点距離がリミット値であるか否かを判断してリミット値までステップＳ２の光学ズーム制御処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離がリミット値であるか否かを判断する。
【００４１】
ステップＳ３で焦点距離がリミット値であるとき、ステップＳ４に移行して、光学ズーム制御に替えて画素変換処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して倍率指示信号を供給して、画素変換器（１）５は、倍率指示信号に基づく倍率で信号処理メモリー４から読み出される画像情報に画素変換による拡大変倍処理を施す。
【００４２】
ステップＳ５で、画素変換処理の倍率が最大であるか否かを判断して最大値までステップＳ４の画素変換処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して供給する倍率指示信号の倍率が最大であるか否かを判断する。
【００４３】
ステップＳ５で画素変換処理の倍率が最大であるとき、ステップＳ６に移行して、画素変換処理制御に替えて光学ズーム制御処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００４４】
ステップＳ６で、焦点距離が最大であるか否かを判断して最大値までステップＳ６の光学ズーム制御処理を繰り返して最大値のとき終了する。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離が最大値であるか否かを判断する。
【００４５】
図１５Ｂに示す縮小動作では、ステップＳ１１で縮小ズームスイッチをオンする。具体的には、ユーザーは、図１に示す縮小ズームスイッチ１９−４、図１４Ａに示す縮小キー１４２−２、図１４Ｂに示す拡大／縮小ダイヤル１４８の縮小部を操作する。
【００４６】
ステップＳ１２で、光学ズーム制御が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００４７】
ステップＳ１３で、焦点距離がリミット値であるか否かを判断してリミット値までステップＳ１２の光学ズーム制御処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離がリミット値であるか否かを判断する。
【００４８】
ステップＳ１３で焦点距離がリミット値であるとき、ステップＳ１４に移行して、光学ズーム制御に替えて画素変換処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して倍率指示信号を供給して、画素変換器（１）５は、倍率指示信号に基づく倍率で信号処理メモリー４から読み出される画像情報に画素変換による縮小変倍処理を施す。
【００４９】
ステップＳ１５で、画素変換処理の倍率が最小であるか否かを判断して最小値までステップＳ１４の画素変換処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して供給する倍率指示信号の倍率が最小であるか否かを判断する。
【００５０】
ステップＳ１５で画素変換処理の倍率が最小であるとき、ステップＳ１６に移行して、画素変換処理制御に替えて光学ズーム制御処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００５１】
ステップＳ１６で、焦点距離が最小であるか否かを判断して最小値までステップＳ６の光学ズーム制御処理を繰り返して最小値のとき終了する。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離が最小値であるか否かを判断する。
【００５２】
図５は、画素変換併用で長焦点のみ光学変倍のケースの色収差向上の概念図であり、図５Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図５Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【００５３】
図５Ａにおいて、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部２１は光学系の周辺部に相当する画素変換区間２２において拡大または縮小の画素変換を行い、変換処理後の画素変換部２３を生成する。
【００５４】
図５Ｂにおいて、色収差リミット５３における画素変換リミットおよび制御可変ポイントＰ１１での光学５１，５２および画素変換５４の移動量に対する倍率の図で示すように、色収差リミット５３における画素変換リミットおよび制御可変ポイントＰ１１まで光学５１および画素変換５４の併用で倍率を拡大し、色収差リミット５３における画素変換リミットおよび制御可変ポイントＰ１１以降は光学５２のみで倍率を拡大して、総合動作５５で示すように倍率を拡大することができ、画素変換併用で長焦点のみ光学変倍で色収差が向上する。
【００５５】
図１６は、画素変換併用で長焦点のみ光学変倍のケースの色収差向上の色収差制御動作その２を示すフローチャートであり、図１６Ａは拡大、図１６Ｂは縮小である。
【００５６】
図１６Ａに示す拡大動作では、ステップＳ２１で拡大ズームスイッチをオンする。具体的には、ユーザーは、図１に示す拡大ズームスイッチ１９−３、図１４Ａに示す拡大キー１４２−１、図１４Ｂに示す拡大／縮小ダイヤル１４８の拡大部を操作する。
【００５７】
ステップＳ２２で、光学ズーム制御および画素変換処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。これと同時に、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して倍率指示信号を供給して、画素変換器（１）５は、倍率指示信号に基づく倍率で信号処理メモリー４から読み出される画像情報に画素変換による拡大変倍処理を施す。
【００５８】
ステップＳ２３で、焦点距離がリミット値であるか否かを判断してリミット値までステップＳ２の光学ズーム制御処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離がリミット値であるか否かを判断する。
【００５９】
ステップＳ２３で焦点距離がリミット値であるとき、ステップＳ２４に移行して、光学ズーム制御を停止する。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズの制御を停止する。
【００６０】
ステップＳ２５で、画素変換処理のリミットであるか否かを判断してリミット値までステップＳ２４の光学ズーム制御の停止処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して供給する倍率指示信号のリミット値であるか否かを判断する。
【００６１】
ステップＳ２５で画素変換処理のリミット値であるとき、ステップＳ２６に移行して、画素変換処理制御に替えて光学ズーム制御処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００６２】
ステップＳ２で、焦点距離が最大であるか否かを判断して最大値までステップＳ２６の光学ズーム制御処理を繰り返して最大値のとき終了する。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離が最大値であるか否かを判断する。
【００６３】
図１６Ｂに示す縮小動作では、ステップＳ３１で縮小ズームスイッチをオンする。具体的には、ユーザーは、図１に示す縮小ズームスイッチ１９−４、図１４Ａに示す縮小キー１４２−２、図１４Ｂに示す拡大／縮小ダイヤル１４８の縮小部を操作する。
【００６４】
ステップＳ３２で、光学ズーム制御が行われる。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００６５】
ステップＳ３３で、焦点距離がリミット値を下回っているか否かを判断してリミット値を下回るまでステップＳ３２の光学ズーム制御処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離がリミット値を下回っているか否かを判断する。
【００６６】
ステップＳ３３で焦点距離がリミット値を下回っているとき、ステップＳ３４に移行して、画素変換処理可能領域であるか否かを判断する。ＣＰＵ（２）１８は、ＣＰＵ（１）１６からの信号処理メモリー４を介して得られるフォーカス検出信号に基づいて、画素変換器（１）５に対する画素変換処理可能領域であるか否かを判断する。
【００６７】
ステップＳ３４で画素変換処理可能領域であるときステップＳ３５に移行して、光学ズーム制御に替えて画素変換処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して倍率指示信号を供給して、画素変換器（１）５は、倍率指示信号に基づく倍率で信号処理メモリー４から読み出される画像情報に画素変換による縮小変倍処理を施す。
【００６８】
ステップＳ３６で、画素変換処理の倍率が総合倍率整合係数であるか否かを判断して総合倍率整合係数までステップＳ３５の画素変換処理を繰り返す。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して供給する倍率指示信号の倍率が総合倍率整合係数であるか否かを判断する。
【００６９】
ステップＳ３６で画素変換処理の倍率が総合倍率整合係数であるとき、ステップＳ３７に移行して、画素変換処理制御に加えて光学ズーム制御処理が行われる。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（１）５に対して倍率指示信号を供給して、画素変換器（１）５は、倍率指示信号に基づく倍率で信号処理メモリー４から読み出される画像情報に画素変換による縮小変倍処理を施す。これと同時に、ＣＰＵ（１）１６は、ドライブ１５、ズーム駆動部１３およびフォーカス駆動部１４を介してズームレンズおよびフォーカスレンズを制御する。
【００７０】
ステップＳ３８で、焦点距離が最小であるか否かを判断して最小値までステップＳ３７の画素変換処理制御および光学ズーム制御処理を繰り返して最小値のとき終了する。具体的には、ＣＰＵ（１）１６は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて、被写体に対するズームレンズおよびフォーカスレンズの焦点距離が最小値であるか否かを判断する。
【００７１】
また、この撮像装置は、画素変換器（１）５、（２）６は、記録メディア１１が必要とする最小画素レベルまで拡大できる構成をとり、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１が持つ最大画素数との間を変倍可能とし、且つ光学レンズ特性を最大限に生かせるよう画素変換制御を光学変倍制御と並走し処理を行い実現するものであり、かつ被写体（人物）が全画面上一番近い距離にある確率よりフォーカス合焦時の距離情報から画素変換器（２）６への変倍指示を行った後にフレームメモリー７に書き込み、読み出しを行って、合成（ＭＩＸ回路）部８へ入力する。この合成部８は画素変換器（１）５から入力される変換後の画像情報とＣＰＵ（２）１８からの合成番地指示信号により行うように構成される。
【００７２】
また、この撮像装置は、被写体が動いた場合はフレームメモリー７でのフィールド間の差分を動き検出しＣＰＵ（２）１８へ情報として送り込み、ＣＰＵ（２）１８はこの信号から合成番地指示信号へ変更して合成させるように構成されるものである。
【００７３】
この撮像装置は、以下のような動作をする。
ＣＰＵ（２）１８からの変倍情報に基づき画素変換器（１）５、（２）６では、拡大縮小の画質劣化の無い画素変換が行われる。ＣＰＵ（２）１８は画素変換器（２）６への変倍指示を行いフレームメモリー７に変換データを書き込み、読み出しを行って、合成（ＭＩＸ回路）部８へ入力する。この合成部８は画素変換器（１）５から入力される変換後の画像情報とフレームメモリー７から読み出される至近側被写体の画像の変換データとの合成をＣＰＵ（２）１８からの合成番地指示信号により行う。
【００７４】
また、被写体が動いた場合はフレームメモリー７でのフィールド間の差分を動き検出しＣＰＵ（２）１８へ情報として送り込み、ＣＰＵ（２）１８はこの信号から合成番地指示信号を変更して合成させる。
【００７５】
これにより、画像情報上２つ以上の異なる距離をもったものに対して、近くの映像を拡大できることにより画像の構図をより早く決定撮影が出来ることが可能となる。また、画像情報上の２つ以上の異なる距離をもった画像に対して、距離の近い映像を拡大できることにより画像の構図をより早く決定撮影が出来ることが可能となる。
【００７６】
以下に、具体的な処理を説明する。
図６は、拡大および合成の概念図であり、図６Ａは撮像画像および画素変換合成部、図６Ｂは被写体の距離に対する拡大率である。
【００７７】
図６Ａに示す撮像画像６１のうち被写体Ａのみを拡大してＢおよびＣと合成すると画素変換合成部６２のようになる。
ここで、図６Ｂに示すように被写体Ａ、ＢおよびＣの距離に対する拡大率が同じとき、一番近い距離の被写体Ａのみの拡大率を大きくしてＢおよびＣと合成する。
【００７８】
図７は、縮小および合成の概念図であり、図７Ａは撮像画像および画素変換合成部、図７Ｂは被写体の距離に対する縮小率である。
図７Ａに示す撮像画像７１のうち被写体Ａのみを拡大率を変えずにＢおよびＣを縮小して被写体ＡとＢおよびＣとを合成すると画素変換合成部７２のようになる。
【００７９】
ここで、図７Ｂに示すように被写体Ａ、ＢおよびＣの距離に対する拡大率が同じとき、一番近い距離の被写体Ａのみの拡大率を変えずにＢおよびＣの拡大率を小さくしてＢおよびＣと合成する。
【００８０】
このとき、後述するように、オートフォーカス機能で、一番距離の近い被写体Ａの画像を記憶して、領域を確定して、画素変換器（２）６で拡大の変倍処理をする。
【００８１】
図８は、拡大および合成の動作図であり、図８Ａは撮像画像および画素変換合成部、図８Ｂは被写体の距離に対する拡大率である。
図８Ａに示す撮像画像８１のうち被写体Ａのみを拡大してＢおよびＣの拡大率を変えずに被写体ＡとＢおよびＣとを合成すると画素変換合成部８２のようになる。
【００８２】
ここで、図８Ｂに示すように被写体Ａ、ＢおよびＣの距離に対する拡大率が同じとき、一番近い距離の被写体Ａのみの拡大率を変えずにＢおよびＣの拡大率を大きくしてＢおよびＣと合成する。
【００８３】
このとき、８３で示すように、オートフォーカス機能で、一番距離の近い被写体Ａの画像を記憶して、領域を確定して、８４で示すように、画素変換器（２）６で被写体Ａの拡大の変倍処理をする。
【００８４】
図９は、縮小および合成の動作図であり、図９Ａは撮像画像および画素変換合成部、図９Ｂは被写体の距離に対する縮小率である。
図９Ａに示す撮像画像９１のうち被写体Ａの拡大率を変えずにＢおよびＣのみを縮小して被写体ＡとＢおよびＣとを合成すると画素変換合成部９２のようになる。
【００８５】
ここで、図９Ｂに示すように被写体Ａ、ＢおよびＣの距離に対する拡大率が同じとき、一番近い距離の被写体Ａのみの拡大率を変えずにＢおよびＣの拡大率を小さくしてＢおよびＣと合成する。
【００８６】
このとき、９３で示すように、オートフォーカス機能で、一番距離の近い被写体の画像を記憶して、領域を確定して、９４で示すように、画素変換器（２）６でＢおよびＣの拡大の変倍処理をする。
【００８７】
図１０は、合焦自動検出方法を示す図であり、図１０Ａは撮像画像、図１０Ｂは輝度信号情報、図１０ＣはＬＰＦ（積分）後の信号、図１０Ｄは検出信号出力である。
【００８８】
図１０Ａに示す被写体Ａの撮像画像は、信号処理メモリー４において図１０Ｂに示す輝度信号情報および図１０Ｃに示すＬＰＦ（積分）後の信号として処理され、図１０Ｄに示す検出信号出力が１０２に示すようにＣＰＵ（２）１８に供給され、合成切り換えの制御が行われる。
【００８９】
図１１は、合成の制御方法を示す図であり、図１１Ａは撮像画像および画素変換合成部、図１１Ｂは焦点距離に対する倍率である。
図１１Ａにおいて、ＣＣＤまたはＣｍｏｓ１における光電変換部２１は光学系の周辺部に相当する画素変換区間２２において拡大または縮小の画素変換を行い、変換処理後の画素変換部２３を生成する。
【００９０】
図１１Ｂにおいて、制御ポイントでの光学１１１および画素変換１１２，１１３の移動量に対する倍率の図で示すように、制御ポイントまで光学および画素変換の併用で倍率を拡大し、制御ポイント以降は光学に対して画素変換１１２，１１３で示すように合成対象の画像の倍率を拡大することができ、画素変換併用で変倍画像の合成をすることができる。
【００９１】
図１２合成領域指定方法その１を示す図である。
図１２において示すように、表示画面１２１の被写体Ａを１２２で示すように、スタイラスペンでタッチパネルをなぞると、１２３で示すように、指定された領域が区別されて表示される。指定された領域１２３がＣＰＵ（２）１８に供給され、合成切り換えの制御が行われる。
【００９２】
図１３合成領域指定方法その２を示す図である。
図１３において示すように、表示画面１３１の被写体Ａを１３２で示すように、タッチパネルをユーザーが指でなぞると、１３３で示すように、指定された領域が区別されて表示される。１３４で示すように、この指定された領域１３３の画像がフリーズして、画面表示の裏の処理のレンズ合焦処理後に検出回路で画像領域を認識し、１３５で示すように、認識した領域も表示する。１３６で示すように指定された領域がＣＰＵ（２）１８に供給され、合成切り換えの制御が行われる。
【００９３】
図１４は、操作方法を示す図であり、図１４Ａはタッチパネル、図１４Ｂは外部キーによる場合である。
図１４Ａに示すタッチパネル１４１では、拡大／縮小部１４２の拡大キー１４２−１または縮小キー１４２−２およびモード表示内容部１４３の終了キー１４３−１、自動合成キー１４３−２、背景の前後キー１４３−３および１４３−４を、１４４で示すように、ユーザーの指またはスタイラスペンで操作する。
【００９４】
また、図１４Ｂに示す外部キーでは、表示部１４５に表示されたモード表示内容部１４３の終了キー１４３−１、自動キー１４３−２、前後キー１４３−３および１４３−４に対応して、切替スイッチ１４６でモードを選択し、拡大／縮小ダイヤル１４８および至近側自動合成スイッチ１４７を操作する。
【００９５】
図１７は、拡大または縮小の合成制御動作を示すフローチャートである。
図１７に示す拡大または縮小の合成制御動作では、ステップＳ４１で合成スイッチをオンする。具体的には、ユーザーは、図１に示す至近側自動合成スイッチ１９−１、図１４Ａに示す自動合成キー１４３−２、図１４Ｂに示す至近側自動合成スイッチ１４７を操作する。このとき、同時に、背景の前後キー１４３−３および１４３−４、切替スイッチ１４６の背景の前後キーを操作する。
【００９６】
ステップＳ４２で、自動合成モードであるか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、自動合成モードであるか否かを判断する。
【００９７】
ステップＳ４２で自動合成モードであるときは、ステップＳ４３で、至近側自動合成検出を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、信号処理メモリー４からのフォーカス検出信号に基づいて至近側被写体の画像を自動合成するために検出する。
【００９８】
ステップＳ４４で拡大操作を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（２）６への変倍指示を行いフレームメモリー７に至近側被写体の画像の変換データを書き込み、読み出しを行って、合成（ＭＩＸ回路）部８へ入力する。合成部８は画素変換器（１）５から入力される変換後の画像情報とフレームメモリー７から読み出される至近側被写体の画像の変換データとの合成をＣＰＵ（２）１８からの合成番地指示信号により行う。
【００９９】
また、被写体が動いた場合はフレームメモリー７でのフィールド間の差分を動き検出しＣＰＵ（２）１８へ情報として送り込み、ＣＰＵ（２）１８はこの信号から合成番地指示信号を変更して合成させる。
【０１００】
ステップＳ４２で自動合成モードでないときは、ステップＳ４５で、背景の前の画像の合成であるか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、背景の前の画像の合成モードであるか否かを判断する。
【０１０１】
ステップＳ４５で背景の前の画像の合成モードであるときは、ステップＳ４６で、ペンで領域指定されているか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０で表示画面に対して図１２で示したようにスタイラスペンで領域指定されているか否かを判断する。
【０１０２】
ステップＳ４６でペンで領域指定されているときは、ステップＳ４７で、自動合成検出を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０からのスタイラスペンによる領域指定の検出信号に基づいて領域指定の被写体の画像を自動合成するために検出する。
【０１０３】
ステップＳ４８で拡大操作を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（２）６への変倍指示を行いフレームメモリー７に領域指定の被写体の画像の変換データを書き込み、読み出しを行って、合成（ＭＩＸ回路）部８へ入力する。合成部８は画素変換器（１）５から入力される変換後の画像情報とフレームメモリー７から読み出される領域指定の被写体の画像の変換データとの合成をＣＰＵ（２）１８からの合成番地指示信号により行う。
【０１０４】
また、被写体が動いた場合はフレームメモリー７でのフィールド間の差分を動き検出しＣＰＵ（２）１８へ情報として送り込み、ＣＰＵ（２）１８はこの信号から合成番地指示信号を変更して合成させる。
【０１０５】
ステップＳ４６でペンにより領域指定されていないときは、ステップＳ４９で、指で被写体を指定されているか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように指で領域指定されているか否かを判断する。
【０１０６】
ステップＳ４９で指により被写体を指定されているときは、ステップＳ５０で、領域枠表示をする。具体的には、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように表示画面１３１の被写体Ａを１３２で示すように、タッチパネルをユーザーが指でなぞると、１３３で示すように、指定された領域が区別されて表示される。１３４で示すように、この指定された領域１３３の画像がフリーズして、画面表示の裏の処理のレンズ合焦処理後に検出回路で画像領域を認識し、１３５で示すように、認識した領域を表示する。
【０１０７】
ステップＳ５１で、領域クローズ拡大操作を行う。具体的には、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように１３６で示すように指定された領域がＣＰＵ（２）１８に供給され、拡大合成切り換えの制御が行われる。
【０１０８】
ステップＳ４５で背景の前の画像の合成でないときは、ステップＳ５２で、背景の後の画像の合成であるか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、背景の後の画像の合成モードであるか否かを判断する。
【０１０９】
ステップＳ５２で背景の後の画像の合成モードであるときは、ステップＳ５３で、ペンで領域指定されているか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０で表示画面に対して図１２で示したようにスタイラスペンで領域指定されているか否かを判断する。
【０１１０】
ステップＳ５３でペンで領域指定されているときは、ステップＳ５４で、自動合成検出を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０からのスタイラスペンによる領域指定の検出信号に基づいて領域指定の被写体の画像を自動合成するために検出する。
【０１１１】
ステップＳ５５で拡大操作を行う。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、画素変換器（２）６への変倍指示を行いフレームメモリー７に領域指定の被写体の画像の変換データを書き込み、読み出しを行って、合成（ＭＩＸ回路）部８へ入力する。合成部８は画素変換器（１）５から入力される変換後の画像情報とフレームメモリー７から読み出される領域指定の被写体の画像の変換データとの合成をＣＰＵ（２）１８からの合成番地指示信号により行う。
【０１１２】
また、被写体が動いた場合はフレームメモリー７でのフィールド間の差分を動き検出しＣＰＵ（２）１８へ情報として送り込み、ＣＰＵ（２）１８はこの信号から合成番地指示信号を変更して合成させる。
【０１１３】
ステップＳ５３でペンにより領域指定されていないときは、ステップＳ５６で、指で被写体を指定されているか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ（２）１８は、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように指で領域指定されているか否かを判断する。
【０１１４】
ステップＳ５６で指により被写体を指定されているときは、ステップＳ５７で、領域枠表示をする。具体的には、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように表示画面１３１の被写体Ａを１３２で示すように、タッチパネルをユーザーが指でなぞると、１３３で示すように、指定された領域が区別されて表示される。１３４で示すように、この指定された領域１３３の画像がフリーズして、画面表示の裏の処理のレンズ合焦処理後に検出回路で画像領域を認識し、１３５で示すように、認識した領域を表示する。
【０１１５】
ステップＳ５８で、領域クローズ縮小操作を行う。具体的には、タッチパネル２０で表示画面に対して図１３で示したように１３６で示すように指定された領域がＣＰＵ（２）１８に供給され、縮小合成切り換えの制御が行われる。
【０１１６】
なお、上述した本発明の実施の形態に限らず、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、適宜、他の構成をとりうることは言うまでもない。
【０１１７】
【発明の効果】
この発明の撮像装置によれば、光学手段から入る光を撮像手段で光電変換した高精細画素の画像信号を記憶手段に取り込み、取り込んだ画像情報を画素変換手段にて記録手段が必要とする最小画素レベルまで拡大できるようにし、撮像手段が持つ最大画素数との間を変倍可能とし、且つ光学手段のレンズ特性を最大限に生かせるよう光学変倍制御と並走して画素変換処理を行うことにより、光学焦点距離を短くして色収差に有利になるような小型レンズに対して画質劣化の無い画素変換処理を行うことができるので、これにより、画像劣化の無い連続した変倍画素変換を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に適用される撮像装置の色収差改善、拡大および縮小合成用のシステムブロック図である。
【図２】色収差向上の概念図であり、図２Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図２Ｂは光学対色収差の移動量に対する倍率と光学および画素変換対色収差の移動量に対する倍率である。
【図３】光学長の短いレンズで色収差が気にならなく、倍率を拡大したいケースの色収差向上の概念図であり、図３Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図３Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【図４】光学優先方式の色収差向上の概念図であり、図４Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図４Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【図５】画素変換併用で長焦点のみ光学変倍のケースの色収差向上の概念図であり、図５Ａは光電変換部における画素変換区間および画素変換部、図５Ｂは光学と画素変換の総合動作の移動量に対する倍率である。
【図６】拡大および合成の概念図であり、図６Ａは撮像画像および画素変換合成部、図６Ｂは被写体の距離に対する拡大率である。
【図７】縮小および合成の概念図であり、図７Ａは撮像画像および画素変換合成部、図７Ｂは被写体の距離に対する縮小率である。
【図８】拡大および合成の動作図であり、図８Ａは撮像画像および画素変換合成部、図８Ｂは被写体の距離に対する拡大率である。
【図９】縮小および合成の動作図であり、図９Ａは撮像画像および画素変換合成部、図９Ｂは被写体の距離に対する縮小率である。
【図１０】合焦自動検出方法を示す図であり、図１０Ａは撮像画像、図１０Ｂは輝度信号情報、図１０ＣはＬＰＦ（積分）後の信号、図１０Ｄは検出信号出力である。
【図１１】合成の制御方法を示す図であり、図１１Ａは撮像画像および画素変換合成部、図１１Ｂは焦点距離に対する倍率である。
【図１２】合成領域指定方法その１を示す図である。
【図１３】合成領域指定方法その２を示す図である。
【図１４】操作方法を示す図であり、図１４Ａはタッチパネル、図１４Ｂは外部キーによる場合である。
【図１５】光学優先方式の色収差向上の色収差制御動作を示すフローチャートであり、図１５Ａは拡大、図１５Ｂは縮小である。
【図１６】画素変換併用で長焦点のみ光学変倍のケースの色収差向上の色収差制御動作その２を示すフローチャートであり、図１６Ａは拡大、図１６Ｂは縮小である。
【図１７】拡大または縮小の合成制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……ＣＣＤまたはＣｍｏｓ、２……ＣＤＳ、３……Ａ／Ｄ変換器、４……信号処理メモリー、５……画素変換器（１）、６……画素変換器（２）、７……フレームメモリー、８……合成部、９……切り替え部、１０……記録変換部、１１……記録メディア、１２……ズーム位置検出部、１３……ズーム駆動部、１４……フォーカス駆動部、１５……ドライブ、１６……ＣＰＵ（１）、１７……タイミングジェネレータ、１８……ＣＰＵ（２）、１９……拡大／縮小、合成スイッチ、２０……タッチパネル
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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