拍摄装置以及拍摄方法

专利名称：拍摄装置以及拍摄方法
技术领域：
本发明涉及拍摄装置以及拍摄方法，特别涉及适合于变焦范围(zoom range)的切 换的拍摄装置以及拍摄方法。
背景技术：
以往，在传统的8mm摄像机中，存在旋转镜头盘(turret lens)来切换视角的摄像 机。此外，在数码相机中，可通过透镜系统来选择视角和变焦范围。另一方面，在专利文献1(例如，参照0029段)中，记载了如下的拍摄装置根据 变焦操作按钮的操作，执行光学变焦处理或者执行电子变焦处理，并且在电子变焦处理中， 根据变焦操作按钮的操作来决定电子变焦倍率，在根据电子变焦倍率构成电荷的像素混合 数的情况下，可通过减少电荷的像素混合数来提高电子变焦之后的影像的分辨率。专利文献1JP特开2004-72278号公报但是，在如专利文献1所述的拍摄装置中，没有变焦范围的切换这样的概念。此 外，由于在进行变焦的途中像素混合数被变更，所以存在此时被变焦的影像不连续的问题。

发明内容
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的之一在于提供一种能够简单地切 换广角和远距离的拍摄装置以及拍摄方法。为达到上述的目的，根据本发明，拍摄装置具备图像处理部，其包括图像传感器， 该图像传感器输出表示对图像的每个像素的颜色进行特定的值的像素信息，所述图像是输 入到由多个受光部构成的受光面的光所成像的图像，并且该图像处理部至少具有对受光面 的第一区域所包含的受光部而言按第一数的平方个的受光部输出一个像素信息的第一模 式、和对第一区域的第二数的倍率的相似形的第二区域所包含的受光部而言按照第一数的 平方乘以第二数的平方的个数的受光部输出一个像素信息的第二模式；光学系统，其将从 外部入射的光引导至图像处理部的受光面；切换操作部，其接收切换成广角或远距离的操 作；控制部，其在接收到由切换操作部切换为广角的操作的情况下，将图像处理部切换为第 二模式，在接收到切换为远距离的操作的情况下，将图像处理部切换为第一模式；以及输出 部，其向记录介质或者外部输出基于从图像处理部输出的像素信息的图像信息。根据本发明，通过拍摄装置，在接收到切换为广角的操作的情况下，在入射至受光 面的图像中，输出第一区域的图像信息，在接收到切换为远距离的操作的情况下，在入射至 受光面的图像中，以与切换为广角时的像素数相同的像素数输出第一区域的第二数的倍率 的相似形的第二区域的图像信息。即，由以广角和远距离输出的图像信息表示的图像的像 素数分别相同，并且远距离时的被摄体成为广角时的被摄体的第二数的倍率的相似形。其结果，能够提供可简单地切换广角和远距离的拍摄装置。此外，由于只进行切换 为远距离的操作就能够将被摄体的倍率设为第二数的倍率，因此能够简单且动态地切换广 角和远距离。
优选光学系统能够在第三数的倍率至第四数的倍率的范围内，变更对在图像处理 部的受光面上成像的图像进行放大的变焦倍率，还具备接收对变焦倍率进行变更的操作的 变焦操作部，光学系统根据由变焦操作部接收到的操作，变更变焦倍率。根据本发明，通过拍摄装置，在接收到切换为广角的操作的情况下，在以第三数的 倍率至第四数的倍率的变焦倍率被放大而入射到受光面的图像中，输出第一区域的图像信 息，在接收到切换为远距离的操作的情况下，在以第三数的倍率至第四数的倍率的变焦倍 率被放大而入射到受光面的图像中，输出第一区域的第二数的倍率的相似形的第二区域的 图像信息。即，由以广角和远距离输出的图像信息所表示的图像的像素数分别相同，广角时 的变焦范围在第三数的倍率至第四数的倍率内，远距离时的变焦范围在第三数乘以第二数 的倍率至第四数乘以第二数的倍率内。其结果，根据拍摄装置，能够将变焦范围简单地切换到广角范围和远距离范围。此 外，根据拍摄装置，只要没有切换为广角或远距离的操作，图像处理部的模式就不会被切 换，所以在各自的变焦范围内的变焦中，能够防止图像处理部的模式切换所引起的不连续 点的产生，能够提供无漏洞的(seamless)变焦功能。优选图像处理部在第一模式中，输出表示由第一数的平方个的受光部所包含的受 光部的像素信息所表示的各个值的加法运算值的一个像素信息，在第二模式中，输出表示 由第一数的平方乘以第二数的平方的个数的受光部所包含的受光部的像素信息所表示的 各个值的加法运算值的一个像素信息。根据本发明，与将由第一数的平方以及第一数的平方乘以第二数的平方的个数的 受光部所包含的像素信息所表示的任一个值作为一个像素信息而输出的情况相比，能够将 每一个像素的信息量作为第一数的平方倍。其结果，能够提高灵敏度。优选第一区域为包括HXV个受光部的矩形区域，第二区域为包括nHXnV个受光 部的矩形区域，第一区域和第二区域的中心点相同。根据本发明的其他方面，拍摄方法是由拍摄装置执行的，该拍摄装置具备图像处 理部，其包括图像传感器，该图像传感器输出表示对图像的每个像素的颜色进行特定的值 的像素信息，所述图像是输入到由多个受光部构成的受光面的光所成像的图像，并且该图 像处理部至少具有对第一区域所包含的受光部而言按第一数的受光部输出一个像素信息 的第一模式、和对第一区域的第二数的倍率的相似形的第二区域所包含的受光部而言按照 第一数乘以第二数的平方的个数的受光部输出一个像素信息的第二模式；光学系统，其将 从外部入射的光引导至图像处理部的受光面；以及输出部，其向记录介质或者外部输出基 于从图像处理部输出的像素信息的图像信息，所述拍摄方法具备接收切换成广角或远距 离的操作的步骤；以及在接收到切换为广角的操作的情况下，将图像处理部切换为第二模 式，在接收到切换为远距离的操作的情况下，将图像处理部切换为第一模式的步骤。根据本发明，能够提供可简单地切换广角和远距离的拍摄方法。此外，由于只进行 切换为远距离的操作就能够将被摄体设为第二数的倍率的相似形，因此能够动态地切换广 角和远距离。


图1是本发明的实施方式的拍摄装置的外观图。
图2是表示本实施方式的拍摄装置的示意结构框图。图3是表示本实施方式的拍摄装置的信号的流向的流向图。图4是用于说明像素混合的图像的图。图5是用于说明由本实施方式的图像传感器得到的图像的第一图。图6是用于说明由本实施方式的图像传感器得到的图像的第二图。图7是表示由本实施方式的拍摄装置执行的主处理的流程的流程图。图8是表示由本实施方式的拍摄装置执行的拍摄处理的流程的流程图。图9是表示由本实施方式的拍摄装置得到的图像的例子的图。图10是表示由本实施方式的拍摄装置得到的图像范围的第一图。图11是表示由本实施方式的拍摄装置得到的图像范围的第二图。图中100-拍摄装置；110-控制部；111-变焦控制部；112-驱动模式切换部； 113-拍摄开始停止控制部；120-存储部；121-存储卡；122-影像缓冲器；123-写入缓冲器； 130-操作部；131-变焦范围按钮；132-电源按钮；133-变焦开关；134-照相按钮；135-视 频按钮；136-REC/PLAY按钮；137-菜单按钮；138-设置按钮(set button) ； 140-显示部； 141 144-帧；150-光学系统控制部；151-光学系统；152-图像圈；160-拍摄元件控制部； 161-拍摄元件；170-影像处理部；171-AD转换部；180-声音处理部；181-麦克风；182-扬 声器；190-压缩解压处理部；201-被摄体；300-受光面；301-像；400A、400B_图像；500-风
旦
ο
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，对图中的相同或相应的部分附 加相同的附图标记，并且不再重复说明。图1是本发明的实施方式的拍摄装置100的外观图。图1 (a)是从透镜侧观察拍 摄装置100的外观图。图1(b)是从操作面板侧观察拍摄装置100的外观图。图1(c)是拍 摄装置100的操作面板的放大图。参照图1(a) (C)，在本实施方式中，作为数码摄像机 (digital movie camera)来说明拍摄装置 100。但是，并非限于此，只要是搭载CCD (Charge Coupled Device，电荷耦合装置)图像 传感器或CMOS (Complementary Metal Oxide kmiconductor，互补型金属氧化物半导体) 图像传感器等平面图像传感器(area image sensor)的装置，拍摄装置100也可以是其他 装置，例如可以是数码静物相机(digital still camera)，也可以是具有静物拍照功能或 摄像功能的便携式通信终端。拍摄装置100主要由包括透镜等的光学系统151的主体部和包括显示部140的监 视单元部构成。在将监视单元部向主体部折叠时监视单元部所接触的主体部的侧面，设有 用于切换电源的接通或断开的电源按钮132。在主体部的上面的操作面板侧，设有用于将变 焦范围切换为广角或远距离的变焦范围按钮131。在操作面板上设有用于向广角侧或远距离侧缓慢地进行变焦的变焦开关133、用 于拍摄静止图像的照相按钮134、用于开始或停止动态图像的录像的视频按钮135、用于切 换为拍摄模式或再生模式的REC/PLAY按钮136、用于切换为各种设定模式的菜单按钮137、 以及通过在各种设定中向上下左右移动来进行选择操作并通过按下来进行决定操作的设置按钮(set button) 138。图2是表示本实施方式的拍摄装置100的示意结构的框图。图3是表示本实施方 式的拍摄装置100的信号的流向的流向图。另外，图3中，在表示流向的箭头中，实线表示 有关图像的信号，虚线表示有关控制的信号。首先，说明拍摄装置100的结构和用于拍摄影 像的拍摄装置100的各个部位的动作。参照图2和图3，拍摄装置100包括控制部110、存储部120、操作部130、显示部 140、光学系统控制部150、光学系统151、拍摄元件控制部160、拍摄元件161、影像处理部 170、AD(Analog Digital，模拟数字)转换部171、声音处理部180、麦克风181、扬声器182 以及压缩解压处理部190。操作部130将来自图1中说明的电源按钮132、变焦范围按钮131以及操作面板的 各种按钮的操作信号发送到控制部110。存储部120包括R0M(Read Only Memory，只读存储器)(例如，闪存)等非易失性存 储器、RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)(例如，SDRAM (synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器))等易失性存储器、以及用于对存储卡 121 (例如，SD存储卡和USB存储器)的数据进行读写的存储卡槽。另外，存储部120除了非易失性存储器和易失性存储器等半导体存储器之外或者 代替非易失性存储器和易失性存储器等半导体存储器，也可以包括其他的内部存储装置， 例如硬盘驱动器。此外，存储部120除了存储卡槽之外或者代替存储卡槽，也可以包括其他 的外部存储装置，例如可对光盘(例如，DVD(Digital Versatile Disc，数字视频光盘)以 及BD(BlU-ray Disc，蓝光盘))等记录介质的数据进行读写的装置。存储部120存储用于控制拍摄装置100的程序数据、用于控制拍摄装置100的数 据、用于设定拍摄装置100的各种功能的设定数据、以及由拍摄装置100拍摄到的静止图像 或动态图像的数据等。此外，存储部120还被用作执行程序时的工作存储器以及进行拍摄处理时的缓冲
存储器等。控制部110包括CPU (Central Processing Unit，中央处理单元)，根据在存储部 120中存储的用于控制拍摄装置100的程序，并根据来自操作部130的操作信号，控制存储 部120、显示部140、光学系统控制部150、拍摄元件控制部160、影像处理部170、声音处理部 180以及压缩解压处理部190。光学系统151包括多个透镜、光圈、以及用于变更透镜的位置和光圈的开度的执 行机构。光学系统151将从外部的被摄体和其背景等入射的光引导至拍摄元件161的受光光学系统151的执行机构根据来自光学系统控制部150的控制信号，调整透镜的 位置以及光圈的开度，从而在规定的范围内，变更在拍摄元件161的受光面上成像的图像 的变焦倍率，或者调整受光面上的焦点，或者限制入射到受光面的光量。光学系统控制部150根据来自控制部110的控制信号，控制光学系统151的执行 机构，从而改变在拍摄元件161中成像的图像的变焦倍率和焦点以及向拍摄元件161的入 射光量。例如，若向远距离侧或者广角侧操作变焦开关133，则操作部130分别向控制部110发送表示该情况的操作信号。若通过由控制部110的CPU执行程序而在控制部110中 构成的变焦控制部111接收到向远距离侧或广角侧进行变焦的操作信号，则分别将用于缓 慢地提高或降低光学变焦的变焦倍率的控制信号发送到光学系统控制部150。在从控制部110发送了用于缓慢地提高光学变焦的变焦倍率的控制信号的情况 下，光学系统控制部150将用于使光学系统151的视角缓慢地向远距离侧移动的控制信 号发送到光学系统151的执行机构，在发送了用于缓慢地降低变焦倍率的控制信号的情况 下，将用于使光学系统151的视角缓慢地向广角侧移动的控制信号发送到光学系统151的 执行机构。光学系统151的执行机构根据来自光学系统控制部150的控制信号，移动透镜 的位置，使得光学系统151的视角缓慢地向远距离侧或广角侧移动。拍摄元件161是具有二维排列了多个受光部的受光面的平面图像传感器，所述受 光部分别包括一个检测光来产生电荷的光电二极管，在本实施方式中是CCD图像传感器。 另外，拍摄元件161也可以是CMOS图像传感器。由拍摄元件控制部160控制拍摄元件161，根据每个受光部的图像的光的明暗，通 过光电变换，将从光学系统151入射的光在受光面成像的图像作为电荷来蓄积，并根据来 自拍摄元件控制部160的驱动脉冲，依次将每个受光部的电荷的量转换为电压，将这些电 压的变化作为电信号来输出。此外，在本实施方式的拍摄元件161的各个受光部中，在4个受光部的每个受光部 中分别设置G(Green，绿)、R(Red，红)、B (Blue，蓝)、G的滤色器，即所谓的贝耶尔(bayer) 排列的滤色器(color filter)。由此，向各个受光部入射通过了各个颜色的滤色器的光，且 从拍摄元件161输出有关各个颜色成分的电压的电信号。其中，滤色器并不限于贝耶尔排列的滤色器，也可以是其他的滤色器，例如其他排 列的基色滤色器，也可以是互补色滤色器。此外，拍摄元件161并非限于如在本实施方式中 所使用的贝耶尔排列的滤色器那样，在每个受光部中设置滤色器，并在各个受光部中检测 各个颜色的成分，也可以是各个受光部由多个层构成且在各个层检测各个颜色的成分的滤色器。由拍摄元件控制部160控制AD转换器171，AD转换器171将来自拍摄元件161的
模拟电信号量化后将其转换为数字图像信号。拍摄元件控制部160根据来自控制部110的控制信号，向拍摄元件161和AD转换 器162提供时钟信号，或者切换拍摄元件161的驱动模式。例如，若变焦范围按钮131被操作，则操作部130将表示该情况的操作信号发送到 控制部110。若通过由控制部110的CPU执行程序而在控制部110中构成的驱动模式控制 部112接收到变焦范围按钮131被操作的操作信号，则将用于切换拍摄元件161的驱动模 式的控制信号发送到拍摄元件控制部160。若拍摄元件控制部160接收到用于切换拍摄元件161的驱动模式的控制信号，则 切换拍摄元件161的驱动模式。拍摄元件161根据被切换的驱动模式，输出电信号。将在 后面叙述驱动模式。在这里，说明拍摄元件161中的像素混合。图4是用于说明像素混合的图像的图。 参照图4，本实施方式的拍摄元件161的滤色器的排列是上述的图4(a)所表示的贝耶尔排 列。在图4中，各个记号表示各个受光部的电荷的值。
在这里，说明对四个受光部的电荷进行加法运算的4像素混合的情况。此时，对具 有相同颜色的滤色器的附近的四个受光部的电荷进行加法运算并转换为电压之后，作为电 信号来进行输出。在本实施方式中，具有相同颜色的滤色器的附近的四个受光部是将具有G、R、B、G 的滤色器的相邻的2X2的四个受光部作为一组，在相邻的2组X2组的四组的各个组中位 置相同的四个受光部。具体地说，将{Gil、R12、B21、G22}、{G13、R14、B23、G24}、{G31、R32、B41、G42}、 {G33、R34、B43、G44}的受光部分别设为一组。这些组是相邻的2组X2组的四组。此时， 具有相同颜色的滤色器的附近的四个受光部的组分别是{G11、G13、G31、G33}、{R12、R14、 R32、R34}、{B21、B23、B41、B43}、{G22、G24、G42、G44}。并且，如图4(b)所示，对具有相同颜色的滤色器的附近的四个受光部的电荷进行 加法运算，并将如图4(c)所示的进行了加法运算的G' 22, R' 23, B' 32、G' 33这四个 电荷转换为电压之后作为电信号来输出。S卩，相对于没有进行4像素混合时输出的电信号，在受光面上以相同的面积成像 的图像其像素数为1/4，且被作为各个像素的电压的范围变换为四倍的电信号而输出。在本实施方式中，拍摄元件161作为驱动模式而至少具有第一模式和第二模式。 图5是用于说明由本实施方式的图像传感器得到的图像的第一图。图6是用于说明由本实 施方式的图像传感器得到的图像的第二图。参照图5，从拍摄装置100的外部经由光学系统151入射的光在光学系统151的焦 点距离上，在图像圈152的范围内成像。从被摄体201经由光学系统151入射的光在设置 于光学系统151的焦点距离上的拍摄元件161的受光面300上对像301进行成像。第一模式是输出将与第一区域(由图5的受光面300的内侧的虚线包围的矩形区 域)所包含的各个受光部的电荷相对应的电压按扫描顺序排列的电信号的切出模式，所述 第一区域通过由3840X2160个受光部构成的受光面300中的中央的HXV(在本实施方式 中，H = 1920、V = 1080)个受光部构成。换言之，切出模式是按照第一区域所包含的1的 平方的受光部的每一个输出将与该1的平方的受光部的电荷相对应的电压按扫描顺序排 列的电信号的模式。由在第一模式下输出的电信号表示的图像400A的尺寸是1920X1080像素，包括 被摄体201的像301，且像301占据图像400A的很大范围。即，输出远距离拍摄了被摄体 201这样的状态的图像400A。第二模式是在图4中说明的4像素混合模式，即按照第二区域(由图6的受光面 300的外形的实线包围的矩形区域)所包含的2的平方的受光部的每一个，输出将与对这些 2的平方的受光部的电荷进行加法运算所得到的电荷相对应的电压按扫描顺序排列的电信 号，所述第二区域通过由3840X 2160个受光部构成的受光面300中的中央的2HX 2V(在本 实施方式中是3840X2160，即与受光面相同的范围)个受光部构成。由在第二模式下输出的电信号表示的图像400B的尺寸是1920X1080像素，与包 含在图像400A的像301的大小相比，以占据图像400B的小范围的状态包含被摄体201的 像301。S卩，输出以广角拍摄了被摄体201这样的状态的图像400B。第二区域是第一区域的2倍的相似形。此外，优选第一区域和第二区域的中心点相同。返回到图2和图3，影像处理部170根据来自控制部110的控制信号，将来自AD转 换部171的已被数字化的贝耶尔图案的图像信号转换为RGB信号，或者进行伽马校正等灰 度校正处理，或者从RGB信号转换为YCbCr信号，或者将YCbCr信号暂时存储在存储部120 的影像缓冲器122中。此外，影像处理部170也可以进行用于校正图像的其他处理。麦克风181将来自外部的声音转换为由电压的变化所表示的电信号之后发送到 声音处理部180。声音处理部180根据来自控制部110的控制信号，将来自麦克风181的模拟电信 号量子化之后转换为数字声音信号，并存储在存储部120的缓冲器中。此外，声音处理部 180根据来自控制部110的控制信号，将由压缩解压处理部190解压的声音信号转换为模拟 电信号之后输出给扬声器182。扬声器182将从声音处理部180输出的电信号转换为声音之后向外部输出。压缩解压处理部190根据来自控制部110的控制信号，读出存储在存储部120 的影像缓冲器122中的YCbCr信号，也读出存储部120的缓冲器的声音信号，并对读出的 YCbCr信号和声音信号进行压缩，并转换为MPEG-4 (Moving Picture Experts Group phase 4)格式的影像数据之后，将该影像数据存储在存储部120的写入缓冲器123中。控制部110将存储在存储部120的写入缓冲器123中的影像数据存储在存储卡 121 中。例如，若视频按钮135被操作，则操作部130向控制部110发送表示该情况的操作 信号。若通过由控制部110的CPU执行程序而在控制部110中所构成的拍摄开始停止控制 部113接收视频按钮135被操作的操作信号，则如果是正在拍摄动态图像的过程中，则进行 用于停止拍摄的控制，如果不是正在拍摄动态图像的过程中，则进行用于开始拍摄的控制。具体地说，作为用于开始拍摄的控制，按照拍摄元件输出对应于拍摄的设定的电 信号的方式，向拍摄元件控制部160发送控制信号，并按照开始用于拍摄的处理的方式，控 制影像处理部170、压缩解压处理部190以及存储部120的各个缓冲器。显示部140包括显示装置(例如，LCD (Liquid Crystal Display，液晶显示器))， 根据来自控制部的控制信号，显示由影像处理部170进行过处理的影像或者存储在存储部 120的存储卡121等中的影像、与这些影像重叠而表示拍摄装置100的状态的显示(例如， 剩余拍摄时间、电池的余量等)以及各种菜单画面(例如，用于设定各种设定值的画面、选 择要再生的影像的画面等)等。图7是表示由本实施方式的拍摄装置100所执行的主处理的流程的流程图。参照 图7，首先，在步骤SlOl中，控制部110的CPU根据从操作部130发来REC/PLAY按钮136被 操作的操作信号的情况，判断是否切换到拍摄模式。在判断为没有切换到拍摄模式的情况下(在步骤SlOl中判断为“否”的情况下)， CPU执行切换到拍摄模式的情况以外的处理。另一方面，在判断为切换到拍摄模式的情况下(在步骤SlOl中判断为“是”的情 况下)，CPU在步骤S102中，从存储部120恢复用于拍摄的设定值即拍摄参数。此外，CPU 对光学变焦位置进行初始化。进而，CPU对表示当前的变焦范围为广角还是远距离的变数 ZoomRange设置变数Prev_ZoomRange所表示的值，该变数Prev_ZoomRange表示上一次结束时的变焦范围为广角还是远距离。另外，由变数homRange、I^rev_ZoomRange表示的值是表示变焦范围为广角的 Wide和表示变焦范围为远距离的Tele中的任一个。此外，至少将变数I^re^ZoomRange存 储在存储部120的非易失性存储器的区域中。由此，即使切断拍摄装置100的电源，在下一 次接通的电源时，还能够使用变数I^re^ZoomRange的值。接着，在步骤S103中，CPU判断变数^^！！！妝！^一的值是否为Wide。在判断为不 是Wide的情况下(在步骤S103中判断为“否”的情况下)，在步骤S104中，CPU判断变数 ZoomRange的值是否为Tele。在判断为不是Tele的情况下(在步骤S104中判断为“否” 的情况下)，即，在因某些原因而不确定所恢复WhomRange的值的情况下，在步骤S105中， CPU对变数ZoomRange设置值Wide。在步骤S103中判断为是Wide的情况下(判断为“是”的情况下)，以及在步骤S105 之后，在步骤Slll中，CPU对表示拍摄元件161的驱动模式的变数Is_Drv设置表示是4像 素混合模式的情况的值MIX，并向拍摄元件控制部160发送用于将拍摄元件161的驱动模式 设为4像素混合模式的控制信号。拍摄元件控制部160根据该控制信号，将拍摄元件161 的驱动模式切换为4像素混合模式。接着，在步骤S112中，CPU向拍摄元件控制部160发送用于开始拍摄元件161的 驱动的控制信号。拍摄元件控制部160根据该控制信号，开始拍摄元件161的驱动。由此，拍摄元件 161在4像素混合模式下向AD转换部171输出电信号。AD转换部171将来自拍摄元件161 的电信号转换为数字图像信号。影像处理部170将来自AD转换部171的图像信号转换为 YCbCr信号。压缩解压处理部190将YCbCr信号转换为MPEG-4格式的影像数据。控制部 110将由压缩解压处理部190转换的影像数据存储在存储卡121中。接着，在步骤S113中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示拍 摄中的影像的控制信号。显示部140根据该控制信号，开始将来自影像处理部170的YCbCr 信号所表示的影像显示在显示装置中。然后，在步骤S114中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示 Wide图标的控制信号，该Wide图标表示变焦范围为广角的情形。显示部140根据该控制信 号，使显示装置显示Wide图标。之后，CPU将处理推进到步骤S130。另一方面，在步骤S104中判断为是Tele的情况下(判断为“是”的情况下)，在步 骤S121中，CPU对变数Is_Drv设置表示是切出模式的值⑶T，并向拍摄元件控制部160发 送用于将拍摄元件161的驱动模式设为切出模式的控制信号。拍摄元件控制部160根据该 控制信号，将拍摄元件161的驱动模式切换为切出模式。接着，在步骤S122中，CPU向拍摄元件控制部160发送用于开始拍摄元件161的 驱动的控制信号。拍摄元件控制部160根据该控制信号，开始拍摄元件161的驱动。由此， 拍摄元件161在切出模式下向AD转换部17输出电信号。之后的信号的流向与在步骤S112 中说明的流向相同。接着，在步骤S123中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示 拍摄中的影像的控制信号。显示部140的动作与在步骤S113中说明的动作相同。然后，在步骤SlM中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示Tele图标的控制信号，Tele图标表示变焦范围为远距离的情形。显示部140根据该控制信 号，使显示装置显示iTele图标。之后，CPU将处理推进至步骤S130。在步骤S130中，CPU执行拍摄处理。关于拍摄处理将在后述的图8中进行说明。在拍摄处理结束之后，在步骤S191中，CPU对变数ft~eV_Z00mRange设置变数 ZoomRange的值。下一次将拍摄装置100切换为拍摄模式时，能够将homRange的值设为与 上一次相同的值。接着，在步骤S192中，CPU执行切断拍摄装置100的电源之前所需的处理，之后， 切断电源。图8是表示由本实施方式的拍摄装置100所执行的拍摄处理的流程的流程图。该 拍摄处理是在图7中说明的主处理的步骤S130中所执行的处理。参照图8，首先，在步骤S131中，控制部110的CPU向光学系统控制部150、拍摄元 件控制部160以及影像处理部170等发送控制信号，从而执行用于自动聚焦、自动曝光、自 动白平衡的处理。接着，在步骤S132中，CPU确认键扫描，即确认是否从输入部130接收到任一个按 钮或开关被操作的操作信号。其中，在本流程图中是在处理的流程中途进行键扫描，但实际 上是在中断处理中进行键扫描。在步骤S133中，CPU判断键扫描的结果，即判断照相按钮134的操作是否被确认。 在判断为照相按钮134的操作被确认的情况下(在步骤S133中判断为“是”的情况下)，在 步骤S134中，CPU判断是否正在拍摄视频。在判断为不是正在拍摄视频的情况下(在步骤S134中判断为“否”的情况下)，在 步骤S135中，CPU执行用于拍摄静止图像的拍摄处理。之后，CPU将所执行的处理返回至步 骤S131的处理。另一方面，在判断为是正在拍摄视频的情况下(在步骤S134中判断为“是”的情 况下)，在步骤S136中，CPU执行用于在拍摄动态图像的过程中拍摄静止图像的视频中拍摄 处理。之后，CPU将所执行的处理返回至步骤S131的处理。在步骤S133中判断为照相按钮134的操作未被确认的情况下(判断为“否”的情 况下)，在步骤S141中，CPU判断键扫描的结果，即判断视频开关133的向远距离侧的操作 是否被确认。在判断为向远距离侧的操作被确认的情况下(在步骤S141中判断为“是”的 情况下)，在步骤S142中，CPU向光学系统控制部150发送用于使光学变焦向远距离侧移动 的控制信号。之后，CPU将所执行的处理返回至步骤S131的处理。光学系统控制部150在从控制部110的CPU接收到用于使光学变焦向远距离侧移 动的控制信号的情况下，向光学系统151的执行机构发送用于使光学系统151的视角缓慢 地向远距离侧移动的控制信号。光学系统151的执行机构根据来自光学系统控制部150的 控制信号，按照使光学系统151的视角缓慢地向远距离侧移动的方式移动透镜的位置。在步骤S141中判断为变焦开关133的向远距离侧的操作未被确认的情况下(判 断为“否”的情况下)，在步骤S143中，CPU判断键扫描的结果，即判断变焦开关133的向广 角侧的操作是否被确认。在判断为向广角侧的操作被确认的情况下(在步骤S143中判断 为“是”的情况下)，在步骤S144中，CPU向光学系统控制部150发送用于使光学变焦向广 角侧移动的控制信号。之后，CPU将所执行的处理返回至步骤S131的处理。
光学系统控制部150在从控制部110的CPU接收到用于使光学变焦向广角侧移动 的控制信号的情况下，向光学系统151的执行机构发送用于使光学系统151的视角缓慢地 向广角侧移动的控制信号。光学系统151的执行机构根据来自光学系统控制部150的控制 信号，按照使光学系统151的视角缓慢地向广角侧移动的方式移动透镜的位置。在步骤S143中判断为变焦开关133的向广角侧的操作未被确认的情况下(判断 为“否”的情况下)，在步骤S151中，CPU判断键扫描的结果，即判断变焦范围按钮131的操 作是否被确认。在判断为变焦范围按钮131的操作被确认的情况下(在步骤S151中判断为“是” 的情况下)，在步骤S152中，CPU判断变数homRange的值是否为Wide。在判断为是Wide 的情况下(在步骤S152中判断为“是”的情况下)，在步骤S153中，CPU将变数homRange 的值变更为Tele。即，在变焦范围为广角的情况下，切换为远距离。接着，在步骤SlM中，将变数Is_Drv的值变更为⑶T，向拍摄元件控制部160发送 用于将拍摄元件161的驱动模式设为切出模式的控制信号。拍摄元件控制部160根据该控 制信号，将拍摄元件161的驱动模式切换为切出模式。然后，在步骤S155中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示 Tele图标的控制信号，该Tele表示变焦范围是远距离的情形。显示部140根据该控制信 号，使显示装置显示iTele图标。之后，CPU将处理推进至步骤S131。在判断为变数homRange的值不是Wide的情况下(在步骤S152中判断为“否”的 情况下)，在步骤S156中，CPU将变数homRange的值变更为Wide。即，在变焦范围为远距 离的情况下，切换为广角。接着，在步骤S157中，将变数Is_Drv的值变更为MTX，向拍摄元件控制部160发送 用于将拍摄元件161的驱动模式设为4像素混合模式的控制信号。拍摄元件控制部160根 据该控制信号，将拍摄元件161的驱动模式切换为4像素混合模式。然后，在步骤S158中，CPU向显示部140发送用于使显示部140的显示装置显示 Wide图标的控制信号，该Wide表示变焦范围为广角的情形。显示部140根据该控制信号， 使显示装置显示Wide图标。之后，CPU将处理推进至步骤S131。在步骤S151中判断为变焦范围按钮131的操作未被确认的情况下(判断为“否” 的情况下)，在步骤S161中，CPU判断键扫描的结果，即判断视频按钮135的操作是否被确 认。在判断为视频按钮135的操作被确认的情况下(在步骤S161中判断为“是”的情 况下)，在步骤S162中，CPU判断是否正在拍摄视频。在判断为正在拍摄视频的情况下(在步骤S162中判断为“是”的情况下)，在步骤 S163中，CPU执行停止动态图像的拍摄的控制。之后，CPU将所执行的处理返回至步骤S131 的处理。另一方面，在判断为不是正在拍摄视频的情况下(在步骤S162中判断为“否”的 情况下)，在步骤S164中，CPU执行开始动态图像的拍摄的控制。之后，CPU将所执行的处 理返回至步骤S131的处理。在步骤S161中判断为视频按钮135的操作未被确认的情况下(判断为“否”的情 况下)，在步骤S171中，CPU执行其他的处理。接着，在步骤S172中，CPU为了确认电池的余量等电池等的动作条件，监视电源。接着，在步骤S173中，CPU通过从操作部130接收到电源按钮132被操作的操作 信号，从而判断结束条件是否成立。在判断为结束条件不成立的情况下(在步骤S173中判 断为“否”的情况下)，CPU将所执行的处理返回至步骤S131。另一方面，在判断为结束条件成立的情况下(在步骤S173中判断为“是”的情况 下)，CPU将所执行的处理返回至作为该拍摄处理的调出源的主处理的步骤S130。图9是表示由本实施方式的拍摄装置100所得到的图像的例子的图。参照图9，通 过由用户操作变焦范围按钮131来进行变焦范围切换操作，从而变焦范围被切换为广角模 式的情况下，即被切换为广角的情况下，将图9的左侧的画面显示在显示部140中。在变焦范围为广角模式时，如图8的步骤S158中的说明，在显示部140中显示的 画面的左下侧显示表示是广角模式的Wide图标。然后，在广角模式中，通过由用户操作变焦开关133来进行变焦操作，从而在1倍 至5倍之间变更变焦倍率。图10是表示由本实施方式的拍摄装置100所获得的图像的范围的第一图。参照 图10，在广角模式中，通过变更变焦倍率，从而在风景500的帧(frame) 141至帧142之间拍 摄到的图像被变焦。返回到图9，通过由用户操作变焦范围按钮131来进行变焦范围切换操作，从而变 焦范围被切换为远距离模式的情况下，即被切换为远距离的情况下，将图9的右侧的画面 显示在显示部140中。在变焦范围为广角模式时，如图8的步骤S155中的说明，在显示部140中显示的 画面的右下侧显示表示是广角模式的Tele图标。然后，在广角模式中，通过由用户操作变焦开关133来进行变焦操作，从而在2倍 至10倍之间变更变焦倍率，即在广角模式的2倍的变焦范围内变更变焦倍率。图11是表示由本实施方式的拍摄装置100所获得的图像的范围的第二图。参照 图11，在广角模式中，通过变更变焦倍率，从而在风景500的帧143至帧144之间拍摄到的 图像被变焦。接着，说明上述的实施方式的变形例。(1)在上述的实施方式中，不仅能够将变焦范围切换为广角或远距离，而且还能够 进行在各自的变焦范围内的变焦。但是，并非限于此，也可以是虽然将视角切换为广角或远 距离，但在各自的视角内不能进行变焦的结构。(2)在上述的实施方式中，如图3中的说明，由控制部110的CPU执行程序，从而在 控制部110的通用的CPU中构成变焦控制部111、驱动模式切换部112以及拍摄开始停止控 制部113等。但是，并非限于此，也可以在控制部110中包括实现变焦控制部111、驱动模式 切换部112以及拍摄开始停止控制部113等功能的专用硬件。(3)在上述的实施方式中，进行像素混合的情况下，输出在拍摄元件161中进行了 像素混合的电压的电信号。但是，并非限于此，也可以在从拍摄元件161输出电压的电信号 之后，基于该电信号进行像素混合。例如，也可以在AD转换部171中对与从拍摄元件161 输出的各个受光部的电荷相对应的电压的电信号进行AD转换之后，在影像处理部170中进 行像素混合。
(4)在上述的实施方式中，如像素混合那样，进行了输出与nXnOi = 2)个受光部 的电荷进行加法运算所得到的电荷相对应的电压的像素混合。但是，并非限于此，只要是输 出与nXn个受光部的电荷的代表值相对应的电压的电信号的方法，也可以是其他的方法。例如，作为代表值，在本实施方式中，设置成对nXnOi = 2)个受光部的电荷进行 加法运算所得到的电荷，但也可以是nXn个受光部的电荷的平均值。此外，也可以是nXn 个受光部中的代表性的一个受光部的电荷的值。此时，相当于在nXn个受光部中间拔出一 个受光部来输出电荷的情形。(5)此外，也可以在进行垂直方向的η个受光部的像素加法的同时，将水平方向的 η个受光部间拔为一个受光部，其结果，输出与nXn个受光部的电荷的代表值相对应的电 压的电信号。同样地，也可以在进行水平方向的η个受光部的像素加法的同时，将垂直方向 的η个受光部间拔为一个受光部，其结果，输出与nXn个受光部的电荷的代表值相对应的 电压的电信号。进而，也可以在水平方向进行间拔并仅在垂直方向进行像素加法运算的情况下， 以及在垂直方向进行间拔并仅在水平方向进行像素加法运算的情况下，在拍摄元件161中 进行间拔或者像素加法运算中的一个，而对于另一个，在从拍摄元件161输出电信号之后， 例如在影像处理部170中进行。(6)在上述的实施方式中，第一模式是将HXV的区域的受光部的电荷作为电信号 来输出的切出模式，第二模式是将对2ΗΧ 2V的区域的受光部的电荷按2的平方的受光部的 每一个进行加法运算后的电荷作为电信号来输出的4像素混合模式。但是，并非限于此，也可以是第一模式为HXV的区域的切出模式，第二模式是将 对nHXnV的区域的受光部的电荷按η的平方的受光部的每一个进行加法运算后的电荷作 为电信号来输出的η的平方的像素混合模式。(η = 3、4^··)。此外，也可以是第一模式为 m的平方的像素混合模式(m = 2、3、…)，第二模式为(mXn)的平方的像素混合模式(n = 2、3、ο(7)在上述的实施方式中，设置成将变焦范围切换为广角和远距离这两个。但是， 并非限于此，也可以将变焦范围切换为3个以上。例如，也可以设为根据变焦范围的切换，能够从第一视角切换到第三视角，且设为 第一视角比第二视角远距离，第二视角比第三视角远距离，在第一视角时，将拍摄元件161 的驱动模式切换为HXV区域的切出模式，在第二视角时，将拍摄元件161的驱动模式切换 为m的平方的像素混合模式(m = 2、3、…)，在第三视角时，将拍摄元件161的驱动模式切 换为η的平方的像素混合模式(n = 3、4、-,m< η)。(8)可将本发明捕捉为拍摄装置100的发明、由拍摄装置100执行的拍摄方法的发 明、由拍摄装置100执行的拍摄处理的程序的发明、以及记录了该程序的计算机可读取的 记录介质的发明。作为计算机可读取的记录介质，既可以是包括磁带、盒式磁带(cartridge tape)、软盘、硬盘等磁盘、CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory，光盘只读存储器)、 DVD(Digital Versatile Disc，数字视频光盘)等光盘、M0(Magneto Optical disc，磁 光盘)、MD (注册商标)(MiniDisc，小型磁盘)等光磁盘、IC卡、光卡等存储卡、或者掩 模 ROM、EPROM(ErasabIe Programmable Read Only Memory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存 储器)、快速ROM等半导体存储器等在内的、固定支持程序的记录介质，也可以是从因特网 下载程序这样流动地支持程序的介质。 (9)应认为本次公开的实施方式在所有方面只是例示，并不是限制性的。本发明的 范围是由技术方案的范围所表示的，而并非是上述的说明，试图包含与技术方案的范围等 同的含义和范围内的全部变更。
权利要求
1. 一种拍摄装置，具备图像处理部，其包括图像传感器，该图像传感器输出表示对图像的每个像素的颜色进 行特定的值的像素信息，所述图像是输入到由多个受光部构成的受光面的光所成像的图 像；并且该图像处理部至少具有对受光面的第一区域所包含的受光部而言按第一数的平 方个受光部输出一个像素信息的第一模式、和对所述第一区域的第二数的倍率的相似形的 第二区域所包含的受光部而言按照所述第一数的平方乘以所述第二数的平方的个数的受 光部输出一个像素信息的第二模式；光学系统，其将从外部入射的光引导至所述图像处理部的所述受光面； 切换操作单元，其接收切换成广角或远距离的操作；控制单元，其在接收到由所述切换操作单元切换为所述广角的操作的情况下，将所述 图像处理部切换为所述第二模式，在接收到切换为所述远距离的操作的情况下，将所述图 像处理部切换为所述第一模式；以及输出单元，其向记录介质或者外部输出基于从所述图像处理部输出的所述像素信息的 图像信息。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，所述光学系统能够在第三数的倍率至第四数的倍率的范围内，变更对在所述图像处理 部的所述受光面上成像的图像进行放大的变焦倍率，还具备变焦操作单元，该变焦操作单元接收变更所述变焦倍率的操作， 所述光学系统根据由所述变焦操作单元接收到的操作，变更所述变焦倍率。
3.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，所述图像处理部在所述第一模式中，输出表示由所述第一数的平方个的所述受光部所 包含的所述受光部的所述像素信息所表示的各个值的加法运算值的一个像素信息，在所述 第二模式中，输出表示由所述第一数的平方乘以所述第二数的平方的个数的所述受光部所 包含的所述受光部的所述像素信息所表示的各个值的加法运算值的一个像素信息。
4.根据权利要求1所述的拍摄装置，其中，所述第一区域是包括HX V个所述受光部的矩形区域， 所述第二区域是包括nHXnV个所述受光部的矩形区域， 所述第一区域和所述第二区域的中心点相同。
5.一种由拍摄装置执行的拍摄方法，该拍摄装置具备图像处理部，其包括图像传感 器，该图像传感器输出表示对图像的每个像素的颜色进行特定的值的像素信息，所述图像 是输入到由多个受光部构成的受光面的光所成像的图像，并且该图像处理部至少具有对第 一区域所包含的受光部而言按第一数的受光部输出一个像素信息的第一模式、和对所述第 一区域的第二数的倍率的相似形的第二区域所包含的受光部而言按照所述第一数乘以所 述第二数的平方的个数的受光部输出一个像素信息的第二模式；光学系统，其将从外部入 射的光引导至所述图像处理部的所述受光面；以及输出部，其向记录介质或者外部输出基 于从所述图像处理部输出的所述像素信息的图像信息，所述拍摄方法具备接收切换成广角或远距离的操作的步骤；以及在接收到切换为所述广角的操作的情况下，将所述图像处理部切换为所述第二模式，在接 收到切换为所述远距离的操作的情况下，将所述图像处理部切换为所述第一模式的步骤。
全文摘要
一种拍摄装置和拍摄方法，拍摄装置具备处理部，包括输出表示特定图像的每个像素颜色的值的像素信息的图像传感器，该图像是输入到由多个受光部构成的受光面的光所成像的，具有对第一区域的受光部而言按m的平方个受光部输出一个像素信息的第一模式、对第一区域的n倍的相似形的第二区域的受光部而言按m平方乘以n平方的个数的受光部输出一个像素信息的第二模式；将从外部入射的光引导至处理部的受光面的光学系统；接收切换成广角或远距离的操作的切换操作部；接收到切换为广角的操作时将处理部切换为第二模式、接收到切换为远距离的操作时将处理部切换为第一模式的控制部；向记录介质或外部输出基于从处理部输出的像素信息的图像信息的输出部。
文档编号H04N5/232GK102088558SQ20101056871
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年11月30日
发明者盐路昌宏 申请人:三洋电机株式会社