专利名称：摄影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电子变焦功能的摄影设备。
背景技术：
近年来，数码相机等带摄影功能的便携设备(摄影设备)运用图像处理，具备各种摄影功能。在此种摄影设备中，多数具有变焦功能。通过响应用户的变焦操作，使变焦镜头在光轴方向上进退，从而能够进行光学式变焦。并且，一种能够实现切出并输出摄像元件的摄像范围中的部分图像区域的电子变焦的摄影设备也得到普及。
此外，在具有光学变焦与电子变焦两个功能的摄影设备中，有时也连续地进行光学变焦处理和电子变焦处理。电子变焦由于是切出并放大摄影范围的一部分，因此，与光学变焦相比画质劣化。因此，在专利文献I中公开了一种通过用户的变焦操作，首先进行光学变焦处理，在到达变焦处理的界限点时，之后在变焦操作维持在界限点的期间，进行电子变焦的装置。此外，在专利文献2中也提出了一种在电子变焦处理时，通过采用超解像力技术，从而，抑制画质劣化的技术。
但是，以往，存在如下问题，电子变焦处理由于仅是切出并使用摄影范围的一部分，因此，即便进行超解像力处理，也无法得到充分的画质。
现有技术
专利文献I日本特开2006-157225号公报
专利文献2日本特开2007-135133号公报发明内容
本发明的目的在于提供一种摄影设备，即便在电子变焦处理中，也能够得到充分画质的摄影图像。
本发明的摄影设备，其具有:摄像部，其对由变焦镜头引导的被摄体像进行光电转换后输出摄影图像；光学变焦控制部，其响应变焦操作，对所述变焦镜头进行驱动；电子变焦控制部，其响应于超过了所述变焦镜头的望远侧界限的向望远侧的变焦操作，进行切出所述摄影图像的一部分的电子变焦控制；以及变焦位置确定部，其在所述电子变焦控制部进行的电子变焦控制时，控制所述光学变焦控制部，以使所述变焦镜头的变焦位置从所述望远侧界限向广角侧返回预定量。
根据本发明，具有以下效果，即便在电子变焦处理中也能够得到充足画质的摄影图像。
图1是示出本发明的一个实施方式的摄影设备的电路结构的框图。
图2是横轴取变焦位置，纵轴取解像力，示出从广角端到望远端的解像力的变化的图表。
图3是横轴取光线与光轴相交的位置，纵轴取光线射入光学系统的高度，以纵向像差来显不球面像差的图表。
图4是示出摄影光学系统21中的镜头的结构的一个例子的镜头剖视图。
图5是用于说明变焦位置确定部12a进行的变焦处理的说明图。
图6是用于说明切出位置控制部12b进行的电子变焦处理的说明图。
图7是用于说明照相机控制的流程图。
图8是用于说明用户的摄影操作的说明图。
图9是示出图8中的步骤S8的望远电子变焦的具体流程的流程图。
图10是示出图8中的步骤S12的广角电子变焦的具体流程的流程图。
图11是用于说明对比度强调处理、平滑处理以及超解像力处理等画质改善处理的效果的说明图。
标号说明
10:摄影设备主体；11:摄像部；12:彳目号处理以及控制部；12a:变焦位置确定部；12b:切出位置控制部；12c:对比度强调部；13、28、18、32:通信部；15:操作判定部；17:显示部；17a:触摸面板；21:摄影光学系统；21a:焦点控制部；21b:变焦控制部；22a:环操作部；22b:移位操作部；23:控制部。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明的一个实施方式的摄影设备的电路结构的框图。
首先，参照图2以及图3说明本实施方式中的电子变焦处理。图2是横轴取变焦位置，纵轴取解像力，示出从广角端到望远端的解像力的变化的图表。
—般而言，照相机镜头在商品规格上，设计成达到预定的解像力以上。但是，根据镜头的像差，设计成从广角端到望远端均匀的解像力是极其困难的。例如，很多时候会如图2的变焦位置与解像力的关系所示那样，设计成在摄像范围的中心，在望远侧解像力下降。以往，考虑到由于在通过电子变焦中切出并放大摄像范围的中央的部分，因此，在变焦位置位于望远端的状态下进行电子变焦处理时，无法得到充足的画质。该解像力也可以称作MTF。此时，如果想要表现放大时的辨认性较好的任意空间频率的对比度的变化的话，则如图2的图表那样。有时也将此称作MTF曲线。由于需要取得球面像差和色像差的平衡，因此，在望远端附近解像力度劣化的情况较多。
因此，在本实施方式中，通过在变焦位置位于相比望远端更向广角侧靠近预定量的位置的状态下，进行电子变焦处理，从而，能够实现电子变焦处理时的画质的提高。
于是，在变焦镜头中产生的像差之中，在设计上最容易发生变动且对解像力的变化有较大影响的是色像差。如果是单色的球面像差的话，通过非球面镜头的技术提高等，抑制由变焦而产生的变动在近年来日渐容易。但是，关于色像差的校正，只要没有开发出完全不存在色散的玻璃，即便采用接合透镜，多少会产生色像差，对由变焦带来的色像差的变动进行校正极其困难。
图3是横轴取光线与光轴相交的位置，纵轴取光线射入光学系统的高度，以e-line (G)为基准，以纵向像差显示c_line (R)与F-1ine (B)的球面像差的图表。另外，在图3中，横轴中，取远离镜头的方向为正方向。
在图3所示的色像差的例子中，关于R，在广角端时在负侧(被摄体侧)产生的像点在望远侧时朝正侧(像面侧)变化，关于B，相反地，随着从广角变化到望远，像点从正侧变化到负侧。
从而，色像差的发生在R和B中，由变焦带来的像点的变化方向相互相反的情况较多。因此，从广角端到望远端之间，存在色像差最小的变焦位置。该色像差最小的变焦位置(以下，称作像差最小变焦位置)的解像力比望远端高。
因此，在本实施方式中，在色像差最小且解像力比望远端高的像差最小变焦位置(图2的变焦位置Fg)，进行电子变焦处理。由此，在本实施方式中，能够确保充足的变焦倍率，并且与在解像力低的望远端的变焦位置进行电子变焦处理的情况相比，能够提高画质。
在图1中，摄影设备主体10具有由CXD或者MOS传感器等摄像元件构成的摄像部11。摄像部11对来自设置于摄影设备主体10的前表面的可更换镜头20的被摄体像进行光电变换后得到摄影图像信号。
可更换镜头20具有将被摄体像引导至摄影设备主体10的摄像部11的摄影光学系统21。摄影光学系统21具有变焦或者对焦用的镜头等，也具有用于驱动控制这些镜头的环操作部22a以及移位操作部22b (以下，将这些也称作操作部22)。通过由变焦环和焦点环等构成的环操作部22a以及移位操作部22b的操作，不仅能够调节焦点，也能够调节变焦位置和光圈。
图4是示出摄影光学系统21中的镜头结构的一个例子的镜头剖视图。图4 (a)示出无限远物点对焦时的广角端，图4 (b)示出中间状态，图4 (c)示出望远端。
在图4的例子中，摄影光学系统21从物体侧起依次具有:正屈光力的第I透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、亮度光圈S、正屈光力的第3透镜组G3、负屈光力的第4透镜组G4、正屈光力的第5透镜组G5。在图4中，构成被实施了用于限制红外光的波长区域限制涂层的低通滤波器的平行平板通过F表示，电子摄像元件的玻璃罩的平行平板通过C表示，像面通过I表示。另外，也可以在玻璃罩C的表面实施波长区域限制用的多层膜。此夕卜，该玻璃罩C也可以具有低通滤波器作用。
通过该透镜结构，在从广角端向望远端变倍时，第I透镜组Gl向物体侧移动。第2透镜组G2移动到像侧。第3透镜组G3移动到物体侧。第4透镜组G4移动到物体侧。第5透镜组G5在移动到物体侧之后，再移动到像侧。由此，关于透镜组的间隔，第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔发生改变，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔增加。此外，亮度光圈S与第3透镜组G3 —体地移动。
此外，用于进行焦点调节的对焦优选由第5透镜组或者第4透镜组来进行。如果利用该组进行对焦，则镜头重量较轻，因此，对电机的负载较少。也可以利用其他透镜组进行对焦。此外，也可以移动多个透镜组来进行对焦。此外，也可以伸出整个镜头系统来进行对焦，还可以伸出或者缩回部分透镜来进行对焦。
在图1中，环操作部22a以及移位操作部22b将基于用户操作的操作信号输出到控制部23。控制部23由微型计算机等构成，根据来自环操作部22a以及移位操作部22b的操作信号，产生基于旋转操作以及移位操作的对焦信号以及变焦信号，从而控制驱动部24a、24b。
由电机等构成的驱动部24a、24b对设置于摄影光学系统21中的、与对焦相关的透镜(以下，将这些统称作对焦镜头)以及与变焦相关的透镜(以下，将这些统称作变焦镜头)进行驱动，进行焦点控制以及变焦控制。在摄影光学系统21中设置有焦点控制部21a以及变焦控制部21b。焦点控制部21a将与对焦镜头的位置对应的信号输出到焦点位置判定部25a。此外，变焦控制部21b将与变焦镜头的位置(变焦位置)对应的信号输出到变焦位置判定部25b。
焦点位置判定部25a根据焦点控制部21a的输出对焦点位置进行判定后将判定结果输出到控制部23。变焦位置判定部25b根据变焦控制部21b的输出对变焦位置进行判定后将判定结果输出到控制部23。控制部23给出焦点位置以及变焦位置的判定结果，对驱动部24a、24b进行控制，以便成为与操作部22的操作对应的焦点位置以及变焦位置。
在可更换镜头20中设置有通信部28。此外，在摄影设备主体10中设置有通信部13。通信部28经由预定的传输路径在与摄影设备主体10的通信部13之间进行信息的收发。当建立了与摄影设备主体10的通信部13之间的通信时，控制部23能够通过通信部28、13将与存储于记录部26中的镜头信息以及变焦操作相关的变焦信息等发送到摄影设备主体10。
根据镜头信息，摄影设备主体10能够识别可更换镜头20具有什么样的变焦功能，或者变焦镜头的焦距范围(倍率)、焦距、亮度值等。通过变焦信息，摄影设备主体10能够识别基于用户的变焦操作的变焦位置。
控制部23构成为经由通信部13、28从摄影设备主体10的信号处理以及控制部12提供控制信号，并可由信号处理以及控制部12进行控制。控制部23在通过操作部22的变焦操作而到达光学变焦的界限点(望远端)时，能够产生表示光学变焦已到达界限点的界限点信息。界限点信息经由通信部28、13提供给摄影设备主体10的控制部12。另外，在摄影设备主体10侧进行变焦控制的情况下，也可以在可更换镜头20中不产生变焦信息。
另外，在本说明书中，将通过操作部22的用户操作等驱动变焦镜头而进行的变焦处理称作光学变焦处理，将通过后述的信号处理以及控制部12进行的图像切出处理改变表现视场角的变焦处理称作电子变焦处理。
此外，在本实施方式中能够采用多种可更换镜头。虽然，在图1中示出了采用可通过操作部22的操作进行变焦控制的可更换镜头的例子，但是，也可以通过摄影设备主体10侧的操作进行变焦控制，或者，也可以采用不可更换的镜头。
摄影设备主体10的摄像部11由信号处理以及控制部12驱动控制，经由可更换镜头20拍摄被摄体，输出摄影图像。信号处理以及控制部12将摄像元件的驱动信号输出到摄像部11，并且读出来自摄像部11的摄影图像。信号处理以及控制部12对于所读出的摄影图像，进行预定的信号处理，例如颜色调节处理、矩阵变换处理、去噪处理、其他各种信号处理。
在摄影设备主体10中也配置有时钟部14以及操作判定部15。时钟部14产生信号处理以及控制部12使用的时间信息。操作判定部15产生基于针对设置于摄像设备主体10的未图示的释放开关或者摄影模式设定等的各种开关的用户操作的操作信号，并输出到信号处理以及控制部12。信号处理以及控制部12根据操作信号对各部进行控制。
信号处理以及控制部12能够对信号处理后的摄影图像进行压缩处理，并将压缩后的图像提供给记录部16使其进行记录。作为记录部16，例如能够采用卡接口，记录部17能够在存储卡等记录介质中记录图像信息以及声音信息等。
此外，信号处理以及控制部12能够将信号处理后的摄影图像提供给显示部17。显示部17由IXD (液晶显示面板)等构成，并显示从信号处理以及控制部12提供的图像。
并且，在摄影设备主体10中设置有触摸面板17a。例如，通过将触摸面板17a设置在显示部17的显示画面上，从而，能够产生与用户通过手指指示的显示画面上的位置相应的操作信号。由此，用户能够简单地进行针对显示于显示部17的显示画面上上的变焦按钮的变焦操作等。信号处理以及控制部12通过对各部进行控制，从而，设定基于用户操作的摄影模式，实现与各摄影模式相应的摄影功能。
例如，通过设置于摄影设备主体10中的未图示的变焦开关的操作而从操作判定部15得到的操作信号、以及通过显示于显示部17上的变焦按钮的操作而从触摸面板17a得到的操作信号中包含与变焦相关的变焦信息，信号处理以及控制部12能够根据该变焦信息实现光学变焦处理以及电子变焦处理，并且将变焦信息发送到可更换镜头20的控制部23。此时，控制部23按照从信号处理以及控制部12提供的变焦信息，进行光学变焦处理。
此外，也能够在摄影设备主体10中安装目镜部30。在目镜部30中设置有目镜显示部31以及通信部32。在摄影设备主体10中设置有通信部18，通信部32经由预定的传输路径在与摄影设备主体10的通信部18之间进行信息的收发。目镜显示部31经由通信部18、32被从信号处理以及控制部12提供摄影图像，并显示摄影图像。另外，能够通过目镜显示部31进行与显示部17的显示相同的显示。
在本实施方式中，信号处理以及控制部12具有变焦位置确定部12a以及切出位置控制部12b。变焦位置确定部12a例如根据可更换镜头20的操作部22的变焦操作、以及显示于触摸面板17a上的变焦按钮的操作等，确定光学变焦的变焦位置。并且，变焦位置确定部12a在光学变焦的变焦处理到达界限点的情况下，通过光学变焦到达界限点期间的变焦操作，进行电子变焦处理，并且根据变焦信息，确定光学变焦处理的变焦位置以及电子变焦的变焦位置。
图5是用于说明变焦位置确定部12a进行的变焦处理的说明图。
变焦位置确定部12a被输入从可更换镜头20的控制部23传输来的镜头信息、变焦信息以及界限点信息。镜头信息中包含图2以及图5所示的Fot、Fg、Fm、Kot、Kg等信息。变焦位置确定部12在基于操作部22的操作的变焦处理到达界限点之前确定光学变焦处理的变焦位置。例如，假设通过操作部22的用户操作，按照一定的倍率变化进行变焦。图5示出此时的变焦位置的变化，并示出了如下情况:即在时间O TO期间进行向驱动变焦镜头的望远侧的光学变焦，变焦位置到达光学变焦处理中的最大变焦位置Fot、即界限点。
在到达时间TO时，将界限点信息提供给变焦位置确定部12a。并且，在用户继续进行用于向望远侧的变焦处理的操作时，变焦位置确定部12a进行从光学变焦处理向电子变焦处理的切换。在该情况中，变焦位置确定部12a使光学变焦处理的变焦位置返回像差最小变焦位置Fg，并且进行电子变焦处理。
S卩，变焦位置确定部12a将用于使光学变焦处理的变焦位置返回像差最小变焦位置Fg的变焦信息经由通信部13、28发送到光学镜头20的控制部23。
切出位置控制部12b按照变焦位置确定部12a确定出的变焦位置，对来自摄像部11的摄影图像进行剪裁，缩小表现视场角。
图6是用于说明切出位置控制部12b进行的电子变焦处理的说明图。图6示出了要记录的摄影图像的范围。区域41表示不进行电子变焦处理时的范围，区域42表示基于变焦处理的剪裁而变窄的最小范围。图6的箭头示出区域42的尺寸按照电子变焦处理的倍率发生变化，要记录的摄影图像的范围在从区域42到区域42的范围内大小发生变化，SP表现视场角发生变化。
图5的时间O TO之间，不进行电子变焦处理，要记录的摄影图像的范围是区域41的整个区域。在用户继续进行了向望远端侧的变焦处理时，要记录的摄影图像的范围逐渐变小，直至减小到区域42的范围为止。如果设光学变焦处理的变焦位置为图5的变焦位置Fot，则根据电子变焦带来的表现视场角的变化，变焦位置变化直至图5的变焦位置Fm为止。
在本实施方式中，从时间TO到时间Tl之间，使光学变焦处理的变焦位置从Fot返回到Fg。从而，电子变焦处理时的光学系统的色像差变得足够小，能够抑制解像力的劣化。
此外，在本实施方式中，即便在电子变焦处理时，为了使用户的变焦操作与光学变焦处理以及电子变焦处理的合成变焦倍率的变化一致，使电子变焦的变焦倍率按照使光学变焦处理的变焦倍率减少的程度来发生变化。从而，如图5所示，合成变焦倍率即便在时间TO Tm中，也按照时间O TO的光学变焦处理的倍率变化相同的倍率变化来发生变化。
另外，虽然在图5中，示出了使光学变焦的变焦位置渐渐返回到像差最小变焦位置Fg的例子，但是，也可以相比电子变焦的速度而以极高的速度使光学变焦的变焦位置返回到像差最小变焦位置Fg。
在图1中，信号处理以及控制部12具有对比度强调部12c。对比度强调部12c对摄影图像进行对比度强调处理。在电子变焦处理时，摄影图像的一部分被放大处理，解像力劣化。因此，对比度强调部12c在电子变焦处理时，通过强调摄影图像的对比度，从而，抑制画质的劣化。另外，信号处理以及控制部12不仅进行对比度强调处理，也可以进行插值处理、平滑化处理或者超解像力处理等。
接着，参照图7乃至图10说明如此构成的实施方式的动作。图7是用于说明照相机控制的流程图。此外，图8是用于说明用户的摄影操作的说明图。
在图7的步骤SI中，信号处理以及控制部12对是否是摄影模式进行判定。在没有指示摄影模式的情况下，信号处理以及控制部12在步骤S31中对是否进行了镜头更换进行判定。信号处理以及控制部12根据来自通信部13的信息判定有无镜头的更换，在进行了交换为变焦镜头的更换的情况下，使处理从步骤S32进入到步骤S33，从控制部23经由通信部28、13取得镜头信息。
信号处理以及控制部12在步骤S31中判定出没有进行镜头更换的情况下，在步骤S41中对是否指定了再现模式进行判定。在指定了再现模式的情况下，信号处理以及控制部12在步骤S42中，从记录部16读出图像后提供给显示部17，进行图像再现。信号处理以及控制部12在进行了再现图像的变更操作的情况下，使处理从步骤S43进入到步骤S44，变更读出的图像。
其中，假设指示了摄影模式。此时，信号处理以及控制部12在步骤S2中，进行实时取景图像的显示。信号处理以及控制部12取入来自摄像部11的摄影图像，实施预定的信号处理。接着，信号处理以及控制部12在步骤S3中，取得变焦信息以及界限值信息。
在用户进行了变焦操作的情况下，将变焦信息提供给信号处理以及控制部12。图8示出用户的变焦操作的一个例子。图8 (a)示出如下的例子，在眼睛52的视线(箭头)的前部配置目镜部30的目镜显示部31，用户51确认目镜显示部31的显示，并且进行变焦操作。图8(a)的摄影姿势在具有目镜显示部31的情况下，优选为以往的照相机的握持方法。是一种由于腋下夹紧而不容易手抖的摄影姿势。
用户用左右手支撑摄影设备主体10，同时，用左手53操作可更换镜头20的操作部22。此时，从可更换镜头20的控制部23经由通信部28、13向信号处理以及控制部12提供镜头信息以及界限值信息。
图8 (b)示出如下的例子，在眼睛52的视线(箭头)的前部配置设置于摄影设备主体10的背面的显示部17，用户51 —边确认显示部17的显示，一边进行变焦操作。图8(b)是一种通过取消目镜部30而使得小型化，从而使携带优先的摄影设备的摄影姿势。用户一边用左手支撑摄影设备主体10，一边用右手54经由触摸面板17a操作显示于显示部17上的变焦按钮。此时，利用来自触摸面板17a的操作信号，将变焦信息提供给信号处理以及控制部12。
信号处理以及控制部12在步骤S4中，对是否根据所输入的变焦信息进行了变焦控制进行判定。在进行了用户的变焦操作的情况下，信号处理以及控制部12使处理转移到步骤S5，对是否进行了望远侧变焦控制进行判定。在进行了向望远侧的变焦操作的情况下，在接下来的步骤S6中，信号处理以及控制部12对光学变焦的变焦位置是否到达望远侧变焦端Fot进行判定。
在没有到达的情况下，使处理转移到步骤S7，信号处理以及控制部12进行望远侧光学变焦控制。即，控制部23按照基于操作部22等的用户操作的变焦信息，对变焦镜头进行驱动，进行向望远侧的光学变焦。
在基于用户的变焦操作的光学变焦到达界限点时，将界限点信息提供到信号处理以及控制部12，信号处理以及控制部12使处理从步骤S6转移到步骤S8，实施向望远侧的电子变焦、即望远电子变焦。
图9是示出图8中的步骤S8的望远电子变焦的具体流程的流程图。
变焦位置确定部12a在图9的步骤S51中，对在镜头信息中是否存在与像差最小变焦位置Fg相关的信息进行判定。在存在像差最小变焦位置Fg的信息的情况下，在步骤S52中，对在电子变焦时是否使光学变焦的变焦位置返回像差最小变焦位置Fg进行判定。变焦位置确定部12a根据在光学变焦的变焦位置为光学变焦界限的变焦位置Fot的状态下的电子变焦与为像差最小变焦位置Fg的状态下的电子变焦中的哪一方解像力高，来确定电子变焦时的光学变焦的变焦位置。
例如，变焦位置确定部12a根据是否满足Kg > Kot X Fot/Fg，确定光学变焦的变焦位置。变焦位置确定部12a在Kg大于KotXFot/Fg的情况下，判定为使光学变焦位置返回到像差最小变焦位置Fg的情况下电子变焦时的画质良好，使处理进入步骤S53。相反，变焦位置确定部12a在Kg在Kot XFot/Fg以下的情况下，判定为在光学变焦的界限的变焦位置Fot的状态下进行电子变焦的情况下画质良好，使处理进入步骤S56。
信号处理以及控制部12在步骤S53、S56中，对是否通过电子变焦到达画质界限进行判定。按照摄影时的解像力，确定用于维持所需画质的电子变焦的倍率的界限，信号处理以及控制部12在超过了画质界限的情况下，在步骤S58中显示警告显示。
变焦位置确定部12a在步骤S54中进行控制，以使变焦位置移动到像差最小变焦位置Fg。切出位置控制部12b在步骤S55中，以比光学变焦移动更快的视场角变化进行画面的切取。从而，能够得到与变焦操作对应的合成变焦倍率的变化。如此一来，抑制了电子变焦处理导致的画质的下降的同时，可进行充足的倍率下的变焦处理。
变焦位置确定部12a在判定为Kg ( KotXFot/Fg的情况下，在电子变焦时，将光学变焦维持在界限位置。切出位置控制部12b在步骤S57中，从周边部朝向画面中央部进行剪裁，进行电子变焦。
信号处理以及控制部12在图7的步骤S5中判定为没有进行望远侧变焦控制的情况下，在接下来的步骤S9中，对是否到达广角侧变焦端Fow进行判定。在到达的情况下，使处理返回步骤S4，在没有到达的情况下，使处理进入步骤S10，信号处理以及控制部12对是否处于电子变焦中进行判定。在没有处于电子变焦中的情况、即处于光学变焦中的情况下，在步骤Sll中进行广角侧光学变焦控制。控制部23按照基于操作部22等的用户操作的变焦信息，对变焦镜头进行驱动，进行向广角侧的光学变焦。在处于电子变焦中的情况下，信号处理以及控制部12使处理从步骤SlO进入步骤S12，实施向广角侧的电子变焦、即广角电子变焦。
图10是示出图8中的步骤S12的广角电子变焦的具体流程的流程图。
变焦位置确定部12a在图10的步骤S61中，对光学变焦位置是否是最大的变焦位置Fot进行判定。在光学变焦位置是最大的变焦位置Fot的情况下，切出位置控制部12b以与变焦操作对应的视场角变化，使画面切取返回到最初(步骤S64)。
变焦位置确定部12a在步骤S61中判定为光学变焦位置不是最大的变焦位置Fot的情况下，在步骤S62中控制光学变焦位置使其从Fg朝向Fot移动。此外，切出位置控制部12b以比光学变焦移动更快的视场角变化，使画面切取返回到最初(步骤S63)。
信号处理以及控制部12对合成变焦位置是否到达Fot进行判定，继续进行广角电子变焦处理直到合成变焦位置到达Fot。信号处理以及控制部12在合成变焦位置到达Fot时，结束广角电子变焦处理。即便在向广角侧的电子变焦处理中，也能够以与用户的变焦操作对应的变焦倍率的变化来进行变焦。
从这以后当用户继续进行向广角侧的变焦操作时，在图4的步骤S4、S5、S9、SIO的判定之后，在步骤Sll中进行广角侧光学变焦控制。
用户停止了变焦操作时，信号处理以及控制部12在图7的步骤S15中，对是否处于电子变焦中进行判定。在处于电子变焦中的情况下，信号处理以及控制部12在步骤S16中执行对比度强调处理。由于在电子变焦中切出并放大图像的中央部，因而解像力下降。因此，信号处理以及控制部12在电子变焦中，对摄影图像实施了对比度强调处理后，提供给显示部17等。从而，能够使实时取景图像的画质提高。另外，信号处理以及控制部12不仅可以进行对比度强调处理，也可以进行平滑处理等。
其中，在进行释放按钮等的操作从而指示了摄影时(步骤S17)，信号处理以及控制部12在图7的步骤S18中，对是否处于电子变焦中进行判定。在没有处于电子变焦中的情况下，信号处理以及控制部12在步骤S19中进行摄影，在步骤S21中对摄影图像进行信号处理后，进行压缩而记录到记录部16。
信号处理以及控制部12在步骤S18中判定为处于电子变焦中的情况下，在步骤S20中进行超解像力处理。超解像力处理是一种使用多个摄影图像提高解像力的技术，信号处理以及控制部12对同一被摄体进行多张摄影。信号处理以及控制部12在通过使用了多张摄影图像的超解像力处理得到了充足画质的摄影图像后，进行压缩而记录到记录部16。另外，信号处理以及控制部12不仅可以进行超解像力处理，也可以进行对比度强度处理和平滑化处理。
图11是用于说明本实施方式中的这种对比度强调处理、平滑处理以及超解像力处理等画质改善处理的效果的说明图。图11 (a)、(C)、(e)示出通过电子变焦对同一被摄体进行拍摄后得到的摄影图像611 631。此外，图11 (b)、(d)、(f)分别示出针对图11(a)、(c)、(e)的摄影图像611 631的画质改善处理后的记录图像61P 63P。摄影图像611 631中拍摄了同一被摄体作为图像61s 63s。记录图像61P 63P中包含有对图像61s 63s进行了画质改善后的图像61 Sg 63sg。图11的摄影图像611 631以及记录图像61P 63P中的图像中，被摄体的形状最接近实物的图像是图像62sg或者图像63sg。
图11 (a)所示的摄影图像611示出在光学变焦位置是最大的变焦位置Fot的状态下进行了电子变焦的情况的例子。通过在变焦位置Fot的摄影，由于色像差的影响，解像力相对较低。因此，通过电子变焦拍摄的摄影图像611中拍摄的被摄体的图像61s没有表现出细微的图案的变化。因此，对于摄影图像611进行对比度强调处理和平滑化处理后得到的记录图像61P中的图像61sg也不能得到充足的画质。
图11 (b)、(c)所示的摄影图像621、631示出在光学变焦位置是像差最小变焦位置Fg的状态下进行电子变焦的情况的例子。通过在变焦位置Fg的摄影，色像差的影响较小，具有充足的解像力。因此，即便在进行了电子变焦的情况下，所拍摄的摄影图像621中拍摄的被摄体的图像62s表现出细微的图案的变化。但是，通过电子变焦，解像力下降，画质不充足。因此，通过对于摄影图像621进行对比度强调处理和平滑化处理，从而，如图11Cd)所示,能够得到包含充足画质的图像62sg的记录图像62P。
此外，在超解像力处理中，如图11 (C)所示，对同一被摄体得到多张摄影图像631。通过使用这些摄影图像631的超解像力处理，即便是通过电子变焦得到的摄影图像，超解像力处理后的记录图像63P中的图像63sg也成为充足画质的图像。也就是说，公知有以下技术，通过不仅使用I个帧具有的像素信息，也使用在其前后拍摄的帧具有的像素信息，从而提高解像力。本发明中，由于在此种通过熟练常握多个图像具有的信息从而使解像力等画质提高的超解像力技术、图像处理的解像力提高技术中，其他帧的各个图像也能够在光学上使解像力提高，能够进一步发挥效果。
从而，在本实施方式中，在电子变焦处理时，在将光学变焦位置设定成像差小且能得到充足的解像力的变焦位置的状态下，进行用于电子变焦的剪裁处理，能够提高电子变焦时的画质。此外，成为超解像力处理等画质改善处理的对象的摄影图像由于即便在电子变焦处理时也被以充足的解像力拍摄，因此，能够期待画质改善处理带来的效果。
本发明能够在镜头更换式的照相机中按照各个镜头的特性设定最佳光学特性的位置。由于据此能够设定成与解像力提高的图像处理相应的光学位置，因此，即便通过标准变焦镜头也能够实现与望远镜头并列的描绘，即便不具有望远镜头，只要具有超望远镜头，也能够覆盖从广角到超望远之间的视场角。此外，即便为静态图像用而制作的镜头，或者，即便更换成动态图像用镜头，通过镜头与照相机主体间的通信，按照镜头具有的特性，能够在画质良好的区域进行剪裁得到良好的高画质，因此，能够不用介意动态图像时的光学系统驱动的操作音等，而享受改变了视场角的高品位、高画质的摄影。此外，虽然考虑MTF曲线导致的画质劣化和剪裁处理导致的画质劣化的平衡而对光学变焦操作界限位置进行切换是优选的，但是，由于计算此种平衡较困难，因此，下功夫按照每个镜头记录图2的Fg对于摄影的高速化也很重要。
并且，在上述实施方式中，虽然使用数码照相机作为摄影用的设备进行了说明，但是，作为照相机，当然可以是数码单反照相机，也可以是袖珍型数码照相机，也可以是如摄像机、电影摄像机那样的动态图像用的照相机，并且，也可以是内置于便携电话和智能手机等便携信息终端(PDA:Personal DigitalAssist)等内的照相机。
本发明不是照原样限定于上述实施方式，而能够在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形后进行具体化。此外，能够通过上述实施方式公开的多个结构要素的适当组合，形成各种发明。例如，也可以删除实施方式所示的全部结构要素的某几个结构要素。并且，也可以适当组合不同实施方式的结构要素。
另外，关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，虽然为了方便，使用“首先”，“接下来”等进行说明，但是，并不意味着必须按照这个顺序实施。此外，不用说，构成这些动作流程的各步骤对于不影响发明的本质的部分，也可以适当地省略。
权利要求
1.一种摄影设备，其特征在于，具有: 摄像部，其对由变焦镜头引导的被摄体像进行光电转换而输出摄影图像； 光学变焦控制部，其响应于变焦操作，对所述变焦镜头进行驱动； 电子变焦控制部，其响应于超过了所述变焦镜头的望远侧界限的向望远侧的变焦操作，进行切出所述摄影图像的一部分的电子变焦控制；以及 变焦位置确定部，其在所述电子变焦控制部进行的电子变焦控制时，控制所述光学变焦控制部，以使所述变焦镜头的变焦位置从所述望远侧界限向广角侧返回预定量。
2.根据权利要求1所述的摄影设备，其特征在于， 所述变焦位置确定部根据所述变焦镜头的特性，使所述变焦镜头的变焦位置从所述望远侧界限返回广角侧。
3.根据权利要求1或者2所述的摄影设备，其特征在于， 所述变焦位置确定部将所述变焦镜头的变焦位置设定成偏移了与由图像处理带来的画质改善相应的量的广角侧的变焦位置。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的摄影设备，其特征在于， 所述变焦位置确定部根据所述望远侧界限与所述变焦镜头的色像差取极小值的变焦位置之比、以及所述望远侧界限处的所述变焦镜头的解像力与所述色像差取极小值的变焦位置处的解像力之比，来确定所述预定量。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的摄影设备，其特征在于， 所述电子变焦控制部以如下的视场角变化速度来进行所述切出:该视场角变化速度能够抵消由于所述变焦镜头的变焦位置从所述望远侧界限向广角侧返回预定量而导致的变焦倍率的变化。
全文摘要
本发明提供一种摄影设备，即便在电子变焦处理中也能够得到充足画质的摄影图像。该摄影设备具有摄像部，其对由变焦镜头引导的被摄体像进行光电转换后输出摄影图像；光学变焦控制部，其响应变焦操作，对所述变焦镜头进行驱动；电子变焦控制部，其响应于超过了所述变焦镜头的望远侧界限的向望远侧的变焦操作，进行切出所述摄影图像的一部分的电子变焦控制；以及变焦位置确定部，其在所述电子变焦控制部进行的电子变焦控制时，控制所述光学变焦控制部，以使所述变焦镜头的变焦位置从所述望远侧界限向广角侧返回预定量。
文档编号H04N5/232GK103167235SQ20121053169
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月11日 优先权日2011年12月12日
发明者野泽敏秀, 野中修 申请人:奥林巴斯映像株式会社