(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、撮像素子の高画素化に対応したズーム機能を実現できる撮像装置および撮像方法を提供する。【解決手段】  撮影倍率に応じて各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる撮像信号を適宜切り替えて使用する。また撮影倍率に応じて、各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの撮像信号に対して電子ズーム処理を施す。各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、同一被写体を撮影可能とするために、互いに近接して配置されている。各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、互いに焦点距離の異なる複数の撮像レンズが搭載されている。【選択図】      図１
2005031466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一被写体側に向けて互いに近接して配置された、互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズと、
前記複数の単焦点レンズに対応して設けられ、前記各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力する切替手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像信号に対して信号処理を施して、電子的に被写体像の大きさを変化させる電子ズーム処理手段をさらに備え、
前記電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、少なくとも１つの前記単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、前記各単焦点レンズ間において撮影倍率を連続的に変えるようにした
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記各単焦点レンズを構成する光学部材は、すべて固定されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、
前記各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、前記複数の単焦点レンズに対応して設け、
前記複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力することにより、複数の撮影倍率で撮影を行う
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
電子ズーム処理により、電子的に被写体像の大きさを変化させることにより、少なくとも１つの前記単焦点レンズによる撮影倍率を変える
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
【請求項７】
同一被写体側に向けて互いに近接して配置された複数の単焦点レンズと、
前記複数の単焦点レンズに対応して設けられ、それぞれ互いに画角の異なる被写体像が入射するように互いに画素サイズが異なり、前記各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力する切替手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記撮像信号に対して信号処理を施して、電子的に被写体像の大きさを変化させる電子ズーム処理手段をさらに備え、
前記電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、少なくとも１つの前記単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにした
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、前記各撮像素子間において撮影倍率を連続的に変えるようにした
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記各単焦点レンズを構成する光学部材は、すべて固定されている
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、
それぞれ互いに画素サイズが異なり、前記各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、互いに画角の異なる被写体像がそれぞれ入射するように、前記複数の単焦点レンズに対応して設け、
前記複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力することにより、複数の撮影倍率で撮影を行う
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
電子ズーム処理により、電子的に被写体像の大きさを変化させることにより、少なくとも１つの前記単焦点レンズによる撮影倍率を変える
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影倍率を変えることのできる撮像装置に関し、特に、カメラ付き携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の小型の情報端末機器に用いて好適な撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を用いて電子的に画像を撮影、記録するデジタルスチルカメラが急速に普及している。また携帯電話の高機能化に伴い、小型の撮像モジュールを搭載したカメラ付き携帯電話も急速に普及してきている。これらの機器に用いられる撮像素子は、近年、小型化および高画素化が進んでおり、それに伴って、撮影レンズにも、高い解像性能と共に構成のコンパクト化が求められている。
【０００３】
デジタルスチルカメラ等においてズーム機能を実現する方法としては、光学ズーム方式と電子ズーム方式とがある。光学ズーム方式は、撮影レンズとしてズームレンズを搭載し、光学的に撮影倍率を変えるものである。電子ズーム方式は、信号処理により電子的に被写体像の大きさを変えるようにしたものである。一般に、光学ズーム方式の方が、電子ズーム方式よりも高い解像性能を得ることができる。このため、高い解像性能で広角から望遠まで広範囲な撮影倍率を得るためには、光学ズーム方式の方が好ましい。その一方で、光学ズーム方式により高い解像性能で広範囲な撮影倍率を実現するためには、レンズ枚数が多くなり、小型化の点で不利である。
【０００４】
携帯電話等の情報端末機器にズーム機能を持たせたシステムとしては、例えば以下の特許文献記載のものがある。
【特許文献１】特開２００２−２６２１６４号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カメラ付き携帯電話等の小型の情報端末機器においては、従来、コストや小型化の点で単焦点の撮影レンズを用いたものが一般的であるが、最近の高機能化、多機能化に伴い、ズーム機能への要求がある。しかしながら、カメラ付き携帯電話等で用いられている撮影レンズは、通常３枚程度であり、高性能な光学ズーム方式を実現するにはレンズ枚数が少ない。レンズ枚数を増やすことにより、高性能な光学ズーム方式を実現することも可能であるが、その場合、構成の複雑化や大型化を招くので好ましくない。また、ズームレンズを搭載すると、レンズの可動部分が多くなり、そのための移動機構が必要になってくる。このため、構成の複雑化を招くと共に、機械的な強度を保つことが難しくなり、堅牢性の点で不利となる。上記各特許文献には、ズームレンズを搭載した小型の情報端末機器についての記載があるが、構成が複雑であり、堅牢性および小型化の点で問題がある。
【０００６】
一方、ズームレンズを用いずに電子ズーム方式によりズーム機能を実現した場合、像の拡大率が大きくなるほど解像度が劣化するので、高い解像性能を保ったまま広角から望遠まで広範囲な撮影倍率を得ることは難しい。上述したように近年では、カメラ付き携帯電話等においても、搭載される撮像素子の高画素化が進んでいるため、高い解像性能を保ったまま、広角から望遠まで広範囲な撮影を行うことができる装置の開発が望まれる。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で、撮像素子の高画素化に対応したズーム機能を実現できる撮像装置および撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る撮像装置は、同一被写体側に向けて互いに近接して配置された、互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズと、複数の単焦点レンズに対応して設けられ、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子と、複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力する切替手段とを備えたものである。
【０００９】
ここで、本発明の第１の観点に係る撮像装置は、撮像信号に対して信号処理を施して、電子的に被写体像の大きさを変化させる電子ズーム処理手段をさらに備え、電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、少なくとも１つの単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る撮像方法は、互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、複数の単焦点レンズに対応して設け、複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力することにより、複数の撮影倍率で撮影を行うようにしたものである。
【００１１】
ここで、本発明の第１の観点に係る撮像方法は、電子ズーム処理により、電子的に被写体像の大きさを変化させることにより、少なくとも１つの単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにしてもよい。
【００１２】
本発明の第１の観点に係る撮像装置および撮像方法では、同一被写体側に向けて互いに近接して配置された、互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズにより、複数の焦点距離による被写体像が得られる。各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号を、選択的に切り替えて出力することにより、複数の撮影倍率での撮影が行われる。
【００１３】
本発明の第１の観点に係る撮像装置および撮像方法では、電子ズーム処理を併用することにより、より広範囲な撮影倍率での撮影が可能となる。特に、電子ズーム処理により、各単焦点レンズ間において撮影倍率を連続的に変えることで、よりスムーズなズーム撮影が可能となる。
【００１４】
本発明の第１の観点に係る撮像装置および撮像方法において、各単焦点レンズを構成する光学部材は、すべて固定部材とすることが可能である。各単焦点レンズに可動部分を含まない構成にすることで、構成が簡単になると共に、構造的に強度を上げることが可能となる。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る撮像装置は、同一被写体側に向けて互いに近接して配置された複数の単焦点レンズと、複数の単焦点レンズに対応して設けられ、それぞれ互いに画角の異なる被写体像が入射するように互いに画素サイズが異なり、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子と、複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力する切替手段とを備えたものである。
【００１６】
なお、「互いに画素サイズが異なる」とは、例えば、各撮像素子における画素ピッチを変えることにより、各撮像素子の画素全体の大きさが異なっていることをいう。
【００１７】
ここで、本発明の第２の観点に係る撮像装置は、撮像信号に対して信号処理を施して、電子的に被写体像の大きさを変化させる電子ズーム処理手段をさらに備え、電子ズーム処理手段による電子ズーム処理を行うことにより、少なくとも１つの単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る撮像方法は、複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、それぞれ互いに画素サイズが異なり、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、互いに画角の異なる被写体像がそれぞれ入射するように、複数の単焦点レンズに対応して設け、複数の撮像素子からの撮像信号を選択的に切り替えて出力することにより、複数の撮影倍率で撮影を行うようにしたものである。
【００１９】
ここで、本発明の第２の観点に係る撮像方法は、電子ズーム処理により、電子的に被写体像の大きさを変化させることにより、少なくとも１つの単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにしてもよい。
【００２０】
本発明の第２の観点に係る撮像装置および撮像方法では、同一被写体側に向けて互いに近接して配置された複数の単焦点レンズにより、複数の被写体像が得られる。各撮像素子からは、各被写体像に応じた撮像信号が出力される。ここで、各撮像素子の画素数が同じであるものとすると、撮像素子として、相対的に画素サイズの大きいものを用いた場合には、相対的に画素サイズの小さいものを用いた場合に比べて、広角の被写体像が得られる。従って、互いに画素サイズが異なる複数の撮像素子を用い、それらの撮像信号を、選択的に切り替えて出力することにより、焦点距離の異なる複数の単焦点レンズを用いた場合と同様に、複数の撮影倍率での撮影を行うことが可能となる。
【００２１】
本発明の第２の観点に係る撮像装置および撮像方法では、電子ズーム処理を併用することにより、より広範囲な撮影倍率での撮影が可能となる。特に、電子ズーム処理により、各撮像素子間において撮影倍率を連続的に変えることで、よりスムーズなズーム撮影が可能となる。
【００２２】
本発明の第２の観点に係る撮像装置および撮像方法において、各単焦点レンズを構成する光学部材は、すべて固定部材とすることが可能である。各単焦点レンズに可動部分を含まない構成にすることで、構成が簡単になると共に、構造的に強度を上げることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の観点に係る撮像装置および撮像方法によれば、互いに焦点距離の異なる複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、複数の単焦点レンズに対応して設け、それらの撮像信号を選択的に切り替えて出力するようにしたので、ズームレンズを搭載することなく、簡単な構成で、撮像素子の高画素化に対応したズーム機能を実現できる。また、単焦点レンズを用いるようにしたので、ズームに関するレンズの移動機構が不要となり、ズームレンズを用いた場合に比べて、構造的に強度を上げることができ、堅牢性を保ちやすくなる。
【００２４】
また、本発明の第２の観点に係る撮像装置および撮像方法によれば、複数の単焦点レンズを、同一被写体側に向けて互いに近接して配置し、それぞれ互いに画素サイズが異なり、各単焦点レンズによる被写体像に応じた撮像信号をそれぞれ出力する複数の撮像素子を、互いに画角の異なる被写体像がそれぞれ入射するように、複数の単焦点レンズに対応して設け、それらの撮像信号を選択的に切り替えて出力するようにしたので、ズームレンズを搭載することなく、簡単な構成で、撮像素子の高画素化に対応したズーム機能を実現できる。また、単焦点レンズを用いるようにしたので、ズームに関するレンズの移動機構が不要となり、ズームレンズを用いた場合に比べて、構造的に強度を上げることができ、堅牢性を保ちやすくなる。また、画素サイズの異なる撮像素子を用いていることで、撮像レンズとして同一の単焦点レンズを使用可能であり、撮像レンズの構成の共通化を図ることができる。
【００２５】
特に、本発明の第１および第２の観点に係る撮像装置および撮像方法において、電子ズーム処理を併用し、少なくとも１つの単焦点レンズによる撮影倍率を変えるようにした場合には、より広範囲な撮影倍率でのズーム撮影が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置を用いた情報端末機器の外観を示している。図２は、この情報端末機器の信号処理回路を示している。ここでは、情報端末機器として、折りたたみ式のカメラ付き携帯電話を示している。
【００２８】
このカメラ付き携帯電話は、上部筐体２Ａと下部筐体２Ｂとを備え、両者が図１（Ａ）の矢印方向に回動自在に構成されている。下部筐体２Ｂには、操作キー３やマイク４などが設けられている。上部筐体２Ａには、表示部５、スピーカ６、アンテナ７、撮像モジュール１０、およびズーム操作部１１などが設けられている。
【００２９】
表示部５は、ＬＣＤ（液晶パネル）やＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどの表示パネル５１（図２）によって構成されている。表示部５は、折りたたみ時に内面となる側に配置されている。この表示部５には、電話機能に関する各種メニュー表示のほか、撮像モジュール１０によって撮影された画像などを表示することが可能となっている。
【００３０】
ズーム操作部１１は、望遠側（Ｔ）および広角側（Ｗ）のいずれで撮影を行うかを指示するためのものであり、利用者によって操作される。
【００３１】
撮像モジュール１０は、本実施の形態において最も特徴的な部分である。撮像モジュール１０は、例えば上部筐体２Ａの裏面側に配置されている。ただし、撮像モジュール１０を設ける位置は、これに限定されない。このカメラ付き携帯電話は、同一の被写体を撮影可能な複数の撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備え、撮影倍率に応じて各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる撮影画像を適宜切り替えて使用するようになっている。撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図２に示したように、それぞれ撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとセンサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとを有している。
【００３２】
各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、同一被写体を撮影可能とするために、互いに近接して配置されている。より詳しくは、各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが、同一被写体側に向けて互いに近接して配置され、光軸が略一致するようにして配置されている。各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、機械的に干渉しない範囲内において、できるだけ近接して配置されていることが、各撮像レンズ間のパララックス（被写体像のずれ）を少なくする上で好ましい。また、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、すべて固定部材であり、可動部分を含まない構成にすることが好ましい。これにより、レンズの移動機構が不要となり、機械的に構成が簡単になると共に、構造的に強度を上げることができ、堅牢性を保ちやすくなる。
【００３３】
各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、互いに焦点距離の異なる単焦点レンズ、例えば、焦点距離ｆが３５ｍｍ，５０ｍｍ，７０ｍｍの単焦点レンズにより構成されている。各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが、本発明における「切替手段」の一具体例に対応する。
【００３４】
図３（Ａ），（Ｂ）に、撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃのうち、特に、広角側（焦点距離ｆ＝３５ｍｍ）と望遠側（焦点距離ｆ＝７０ｍｍ）の撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃの具体例を示す。中間用の撮像レンズ２５Ｂについては図示を省略する。各例共に、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、絞りＧＳ、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２が配設された２枚構成の単焦点レンズとなっている。ＣＧは、撮像素子を保護するカバーガラスである。各単焦点レンズは、それぞれ焦点距離ｆが３５ｍｍ，７０ｍｍにおいて最も良好な結像性能が得られるように最適化されている。
【００３５】
このカメラ付き携帯電話は、図２に示したように、信号処理回路として、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、切替部２６と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）部３０とを備えている。
【００３６】
センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと、ＣＤＳ（Correlated Double Sampler）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと、ＴＧ（Timing Generetor）回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃとを有している。
【００３７】
センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに対応して設けられ、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃによる被写体像に応じた撮像信号を出力するようになっている。センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子により構成されている。各センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、基本的に同一構成で構わない。すなわち、画素数および画素サイズが同一の撮像素子を用いることが可能である。各センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが、本発明における「撮像素子」の一具体例に対応する。
【００３８】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃからの撮像信号に含まれるノイズを除去すると共に、その信号レベルが所定のレベルとなるように利得調整を行うための回路である。Ａ／Ｄ変換回路２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを経た撮像信号をデジタル信号に変換するためのものである。ＴＧ回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、タイミング信号を生成し、センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにおける撮像信号の読み出しタイミングを制御するためのものである。
【００３９】
切替部２６は、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの撮像信号を選択的に切り替えて、ＤＳＰ部３０に出力するものである。切替部２６は、本発明における「切替手段」の一具体例に対応する。
【００４０】
なお、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの信号をすべて、後述するＤＳＰ４０に入力し、ＤＳＰ４０の内部において信号の切り替えを行うような構成にすることも可能である。
【００４１】
ＤＳＰ部３０は、ＤＳＰ４０と、フラッシュメモリ３１と、外部メモリ３２と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）３３と、電源３４と、パネル電源３５とを有している。
【００４２】
電源３４は、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０ＣとＤＳＰ４０とに電力を供給するためのものである。パネル電源３５は、表示パネル５１を駆動する電力を供給するためのものである。
【００４３】
フラッシュメモリ３１は、表示パネル５１に表示する画像データなどを記憶するためのものである。外部メモリ３２は、撮影した画像データなどを記録するためのものであり、例えばスマートメディアなどを利用することができる。ＳＤＲＡＭ３３は、ＤＳＰ４０において各種画像処理を行うための演算用のメモリである。
【００４４】
ＤＳＰ４０は、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの撮像信号に対して、電子ズーム処理を行うなど、各種のデジタル画像処理を行う機能を有している。ここで、「電子ズーム処理」とは、撮像信号に対して信号処理を施して、電子的に被写体像の大きさを変化させる処理のことをいう。ＤＳＰ４０が、本発明における「電子ズーム処理手段」の一具体例に対応する。
【００４５】
ＤＳＰ４０はまた、ＣＤＳ回路２２Ａ，２２Ｂ，２２ＣやＴＧ回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃなどの各回路の制御を行う機能を有している。ＤＳＰ４０はまた、デジタルＩ／Ｏ（Input/Output）回路４１およびパネルコントローラ４２を有し、表示パネル５１の制御を行うようになっている。
【００４６】
ＤＳＰ４０はまた、切替制御部４３を有している。切替制御部４３は、ズーム操作部１１からの操作信号に基づいて、切替部２６を制御し、撮像信号として、いずれのセンサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの信号を採用するかを制御する機能を有している。
【００４７】
次に、以上のように構成されたカメラ付き携帯電話の動作、特に撮影時の動作を説明する。
【００４８】
このカメラ付き携帯電話では、互いに焦点距離の異なる複数の撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃによって、複数の焦点距離による被写体像が得られる。センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃでは、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃによる被写体像に応じた撮像信号を出力する。各センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃからの撮像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃによってノイズ除去処理などが施された後、Ａ／Ｄ変換回路２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃによって、デジタル信号に変換されて出力される。
【００４９】
切替部２６は、ＤＳＰ４０の切替制御部４３からの出力選択信号に基づいて、センサ部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの撮像信号を選択的に切り替えて切替制御部４３に出力する。切替制御部４３は、ズーム操作部１１からの操作信号に基づいて、撮影倍率に応じて切替部２６に出力選択信号を出力し、切り替え制御を行う。
【００５０】
ＤＳＰ４０は、ズーム操作部１１からの操作信号に基づいて、撮影倍率に応じた電子ズーム処理を行う。なお、撮影倍率が各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの焦点距離に対応する値のときには、電子ズーム処理を行う必要はない。
【００５１】
このように、このカメラ付き携帯電話では、撮影倍率に応じて各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる撮像信号を適宜切り替えて使用する。また撮影倍率に応じて、各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの撮像信号に対して電子ズーム処理を施す。
【００５２】
次に、このカメラ付き携帯電話における、各撮像レンズと撮影倍率との関係、および撮影倍率と電子ズーム処理との関係について説明する。３つの撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを用いた場合を説明する前に、まず、中間用の撮像レンズ２５Ｂを用いないで、広角と望遠用の２つの撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃのみを用いた場合について説明する。
【００５３】
図４は、このカメラ付き携帯電話において、広角と望遠用の２つの撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃを用いた場合における、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃと撮影倍率との関係を示している。ここでは、撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃとして、焦点距離ｆが３５ｍｍの単焦点レンズと７０ｍｍの単焦点レンズとを使用する例を示す。この場合、焦点距離ｆが３５ｍｍの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対して、撮影倍率にして例えば１．０倍（焦点距離ｆで３５ｍｍ）を超えて１．４倍（焦点距離ｆで５０ｍｍ）までは電子ズーム処理を行う。また、焦点距離ｆが７０ｍｍの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対して、撮影倍率にして例えば２．０倍を超えて３．０倍（焦点距離ｆで１０５ｍｍ）までは電子ズーム処理を行う。
【００５４】
ここで、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃが、２００万画素の撮像素子に対応可能な解像度を有しているものとすると、撮影倍率が１．０倍のときと、撮影倍率が２．０倍（焦点距離ｆで７０ｍｍ）のときには、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｃにより直接的に２００万画素クラスの解像度が得られる。電子ズーム処理を行うことで、拡大率が高くなるほど画像が劣化するが、撮影倍率が１．０倍〜１．４倍までと２．０倍〜３．０倍までは、１００万画素の撮像素子に対応可能な解像度を保ったままズーム動作を行うことができる。なお、この例では、１００万画素の撮像素子を使用することを前提としているため、１．４倍〜２．０倍までの間でズームが行われない領域が存在しているが、撮像素子としてもっと低画素のものを使用する場合には、この領域においても電子ズーム処理を行い、すべての領域で連続的にズーム動作を行うことができる。
【００５５】
図５は、３つの撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを用いた場合における、各撮像レンズと撮影倍率との関係を示している。ここでは、撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとして、焦点距離ｆが３５ｍｍの単焦点レンズと５０ｍｍの単焦点レンズと７０ｍｍの単焦点レンズとを使用する例を示す。すなわち、図４の例に比べて５０ｍｍの単焦点レンズを追加したものである。
【００５６】
この場合、焦点距離ｆが３５ｍｍの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対して、撮影倍率にして例えば１．０倍を超えて１．４倍未満のときに電子ズーム処理を行う。また、焦点距離ｆが５０ｍｍの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対して、撮影倍率にして例えば１．４倍を超えて２．０倍未満のときに電子ズーム処理を行う。さらに、焦点距離ｆが７０ｍｍの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対して、撮影倍率にして例えば２．０倍を超えて３．０倍までは電子ズーム処理を行う。
【００５７】
ここで、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが、２００万画素の撮像素子に対応可能な解像度を有しているものとすると、撮影倍率が１．０倍、１．４倍および２．０倍のときには、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃにより直接的に２００万画素クラスの解像度が得られる。そして、電子ズーム処理を併用することで、撮影倍率が１．０倍〜３．０倍まで、１００万画素の撮像素子に対応可能な解像度を保ったまま、連続的にズーム動作を行うことができる。
【００５８】
このように、本実施の形態によれば、同一の被写体を、焦点距離の異なる撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを搭載した撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって撮影し、撮影倍率に応じて各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる撮像信号を選択的に切り替えて使用するようにしたので、簡単な構成で、複数の撮影倍率での撮影を行うことができる。また、撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとして単焦点レンズを用いるようにしたので、ズームに関するレンズの移動機構が不要となり、ズームレンズを用いた場合に比べて、構造的に強度を上げることができ、堅牢性を保ちやすくなる。
【００５９】
また、電子ズーム処理を併用することにより、より広範囲の撮影倍率での撮影が可能となる。特に、電子ズーム処理により、各撮像レンズの各焦点距離間において撮影倍率を連続的に変えることで、連続的なズーム動作を行うことができる。このようにして、簡単な構成で、撮像素子の高画素化に対応したズーム機能を実現できる。
【００６０】
［変形例］
以上では、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとして、焦点距離の異なる単焦点レンズを使用すると共に、各センサ受光部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃとして、画素数および画素サイズが同一の撮像素子を用いた場合について説明したが、画素サイズが異なる撮像素子を用いることにより、各撮像レンズ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとして、同一の焦点距離の単焦点レンズを用いることも可能である。
【００６１】
以下、広角用と望遠用の２つの撮像光学系を備えた場合を例に説明する。
【００６２】
図６は、焦点距離の異なる撮像レンズ６１Ｗ，６１Ｔと、画素サイズの同じ撮像素子６２Ｗ，６２Ｔとを用いた撮像光学系を模式的に示している。なお、撮像素子６２Ｗ，６２Ｔは、同一平面上に配置するようにしても良い。
【００６３】
撮像レンズ６１Ｗは、広角用の単焦点レンズであり、撮像レンズ６１Ｔは、望遠用の単焦点レンズである。広角用の撮像レンズ６１Ｗの焦点距離ｆｗは、望遠用の撮像レンズ６１Ｔの焦点距離ｆｔに比べて小さい。広角用の撮像素子６２Ｗの画素ピッチＳｗ１および全体の画素サイズＳｗは、望遠用の撮像素子６２Ｔの画素ピッチＳｔ１および全体の画素サイズＳｔと同じである。各撮像素子６２Ｗ，６２Ｔの画素数Ｍｗ，Ｍｔも同じである。すなわち、広角用の撮像系と望遠用の撮像系とで以下のような関係がある。
【００６４】
広角系：望遠系
画角      ；θ１＞θ２
焦点距離  ；ｆｗ＜ｆｔ
画素数    ；Ｍｗ＝Ｍｔ
画素ピッチ；Ｓｗ１＝Ｓｔ１
画素サイズ；Ｓｗ＝Ｓｔ
【００６５】
図７は、本変形例に係る撮像系を示すものである。この撮像系は、全体の画素数Ｍｗ，Ｍｔを同じにしたまま、広角用の撮像素子７２Ｗの画素ピッチＳｗ１，画素サイズＳｗを、望遠用の撮像素子７２Ｔの画素ピッチＳｔ１，画素サイズＳｔに比べて大きくしたものである。
【００６６】
このような撮像素子７２Ｗ，７２Ｔを用いることで、広角系および望遠系で撮像レンズ７１Ｗ，７１Ｔの焦点距離ｆｗ，ｆｔを同じにしたとしても、各撮像素子７２Ｗ，７２Ｔでは、互いに画角の異なる被写体像が得られ、結果的に図６に示した光学系と等価的な撮像系を実現できる。すなわち、各撮像素子７１Ｗ，７１Ｔの画素数Ｍｗ，Ｍｔが同じであれば、撮像素子として、相対的に画素サイズの大きいものを用いた場合には、相対的に画素サイズの小さいものを用いた場合に比べて、広角の被写体像が得られる。電子ズーム処理についても、図６の撮像系と同様に併用することができる。この変形例では、広角用の撮像系と望遠用の撮像系とで以下のような関係がある。
【００６７】
広角系：望遠系
画角      ；θ１＞θ２
焦点距離  ；ｆｗ＝ｆｔ
画素数    ；Ｍｗ＝Ｍｔ
画素ピッチ；Ｓｗ１＞Ｓｔ１
画素サイズ；Ｓｗ＞Ｓｔ
【００６８】
なお、図７に示した撮像系において、さらに撮像レンズ７１Ｗ，７１Ｔの焦点距離ｆｗ，ｆｔを異ならせることも可能である（ｆｗ＜ｆｔにする）。すなわち、焦点距離の異なる単焦点レンズと、画素サイズの異なる撮像素子とを組み合わせた撮像系であっても良い。
【００６９】
この変形例によれば、互いに画素サイズが異なる複数の撮像素子を用い、それらの撮像素子による撮像信号を、選択的に切り替えて出力することにより、焦点距離の異なる複数の単焦点レンズを用いた場合と同様に、複数の撮影倍率での撮影を行うことが可能となる。また、画素サイズの異なる撮像素子を用いていることで、撮像レンズとして同一の単焦点レンズを使用可能であり、撮像レンズの構成の共通化を図ることができる。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、カメラ付き携帯電話に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、ＰＤＡ等、その他の情報端末機器や、デジタルスチルカメラ等にも適用可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによるすべての撮像信号に対して、電子ズーム処理を行う場合について説明したが、各撮像モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち、一部のものに対してのみ電子ズーム処理を行うようにしても良い。例えば、焦点距離ｆが３５ｍｍ，５０ｍｍ，７０ｍｍの３つの単焦点レンズを撮像レンズとして使用する場合において、焦点距離ｆが３５ｍｍ，５０ｍｍの２つの単焦点レンズによって得られた撮像信号に対してのみ、電子ズーム処理を行うようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置を用いた情報端末機器の一構成例を示す外観図である。
【図２】図１に示した情報端末機器における信号処理回路を示すブロック図である。
【図３】図１に示した情報端末機器に搭載される撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図４】図１に示した情報端末機器において、２つの撮像レンズを用いた場合における、各撮像レンズと撮影倍率との関係を説明するための図である。
【図５】図１に示した情報端末機器において、３つの撮像レンズを用いた場合における、各撮像レンズと撮影倍率との関係を説明するための図である。
【図６】焦点距離の異なる撮像レンズと画素サイズの同じ撮像素子とを用いた撮像光学系を説明するための模式図である。
【図７】焦点距離の同じ撮像レンズと画素サイズの異なる撮像素子とを用いた、変形例に係る撮像光学系を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
５…表示部、１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）…撮像モジュール、１１…ズーム操作部、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…センサ部、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…センサ受光部、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ…撮像レンズ、２６…切替部、３０…ＤＳＰ部、４０…ＤＳＰ、４３…切替制御部、５１…表示パネル。
【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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