[发明专利]摄像装置及其控制方法

说明书

本申请是申请日为2009年8月27日、申请号为200910167262.6、发明名称为“摄像装置及其控制方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种摄像装置及其控制方法，特别涉及一种减轻分辨率的劣化的电子变焦技术。

背景技术

近来，图像感测元件的改进使包含电子静止照相机及视频照相机的图像输入设备获得了显著的发展。特别是，提出了带有放映(movie)功能的电子静止照相机及视频照相机。此种类型的照相机具有从自图像感测元件读出的图像信号中仅提取所需范围的信号、并将所提取的信号的图像放大以进行电子变焦的电子变焦功能。

电子变焦功能被设计为在最广的视角下使读出像素数基本等于用于进行显示和记录的输出像素数。随着照相机变焦拉近(zoom in)，读出像素数与输出像素数相比出现不足，从而使分辨率劣化。作为该问题的解决方案，提出了以下方法。

第一种方法提供了一种几乎不使分辨率劣化的电子变焦。根据该方法，始终从与最广的视角相对应的区域的所有像素(例如1280×960)中读出信号。对于远距照相(telephoto)视角，提取并直接读出一部分读出信号(例如2倍变焦时的640×480)。对于广视角，通过利用变换减少像素数来输出信号(在这种情况下，减少变换是从1280×960到640×480)。

然而，第一种方法需要始终从所有像素(1280×960)读出信号，从而使显示帧速率降低(降低到从640×480个像素中读出信号的帧速率的1/4)。

第二种方法是例如日本特开2000-295530号的、使读出像素数基本等于用于进行显示和记录的输出像素数、从而减轻分辨率的劣化的电子变焦方法。根据该方法，例如，当激活2倍变焦功能时，对于远距照相视角，从提取的区域的全部640×480个像素中读出信号。对于广视角，从整个1280×960的区域中的640×480个像素中读出信号，同时在垂直和水平方向上以1/2的稀疏(thin)率对其进行稀疏。使用整个1280×960的区域例如拍摄静止图像。

然而，第二种方法仅可以采用能够对读出进行稀疏的离散倍率。当使用电子变焦时，仅能以离散倍率拍摄图像。

第三种方法是例如日本特开2005-191867号的、代替进行简单的稀疏、来逐渐改变输出自图像感测元件的图像信号的稀疏率、以获得中间倍率的电子变焦方法。该方法以稀疏率n/m从m个像素中的n个像素中读出图像信号(m≥n；m和n为自然数)。改变n/m实现了中间倍率。

第三种方法可以通过逐渐改变图像信号的稀疏率来提供中间倍率。然而，与第一种方法相类似，第三种方法需要始终从所有像素中读出信号，并经受低的显示帧速率。

鉴于这种情况，日本特开2002-330329号公报提出了第四种方法。根据该方法，以稀疏率d及较高的稀疏率e从区域D及较大的区域E中读出显示所需的预定大小的图像。对于区域D与E之间的中间区域，以稀疏率d从区域E中读出图像，并且使用读出的图像中的中间区域的图像大小，将其变换为显示所需的预定图像大小。结果，实现了使用中间倍率的电子变焦。请注意，在日本特开2002-330329号公报中将稀疏到1/e表示为稀疏率e，而在本说明书中将其定义为稀疏率1/e。

第四种方法通过以稀疏率d从区域D中读出图像、甚至对于区域D与E之间的中间区域、以稀疏率d从区域E中读出图像而实现了电子变焦。在这种情况下，区域E的读出图像大小(像素数)变为区域D的读出图像大小(像素数)的e/d的平方。区域E的读出时间也变为区域D的读出时间的e/d的平方，从而限制了拍摄运动图像(movie)时的帧速率。

例如，当显示所需的预定图像大小是10×10像素时，以稀疏率1从10×10的像素区域中读出图像，以稀疏率2从20×20的像素区域中读出图像。在10×10的像素区域与20×20的像素区域之间的中间区域中，以稀疏率1从20×20的像素区域中读出图像。读出的像素数变为2/1的平方，即变为4倍。

在区域E的读出与区域D的读出之间出现读出时间失衡。当执行电子变焦时，拍摄的图像的读出时间在各区域之间产生差异。

例如，10×10的像素区域中的起始像素(第1个像素)的读出定时与20×20的像素区域中的起始像素(第1个像素)的读出定时彼此相差与300个像素的读出相对应的时间。10×10的像素区域中的最后的像素(第100个像素)的读出定时与20×20的像素区域中的最后的像素(第400个像素)的读出定时彼此相差与300个像素的读出相对应的时间。