JP2007324976A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ズーム操作や撮影範囲の確定を直接的、かつ簡単に行う。
【解決手段】カメラ本体３に前後方向で貫通された大サイズのファインダ枠４を設ける。カメラ本体３の背面には、撮影者７の顔１９を撮影する撮影者用カメラ２０を設け、ファインダ枠４に対する撮影者７の両目１９ａ，１９ｂの位置を検出する。更に、距離センサ２２により、カメラ本体３と撮影者７の顔１９との間の撮影者距離Ｌを測定する。内蔵された撮影画角算出回路は、撮影者７の観察眼１９ａの位置座標と、撮影者距離Ｌと、ファインダ枠４のサイズＷとに基づいて、撮影者７がファインダ枠４を覗いて決定した撮影範囲を算出し、この撮影範囲に基づいて撮影レンズ１１の撮影画角を算出し、この撮影画角に基づいてズームレンズを移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、デジタルカメラに関し、更に詳しくは、撮影範囲を確認するファインダを備えたデジタルカメラに関する。

撮影レンズにより結像した被写体像を撮像素子で撮像してデジタルの画像データを取得するデジタルカメラが普及している。このデジタルカメラには、撮影範囲を確認するファインダが設けられている。また、焦点距離を変化させるズームレンズを備えるデジタルカメラでは、ズームレンズのズーム動作に連動してファインダの表示範囲を変化させている。

ファインダには、大きく分けて光学式ファインダと電子式ファインダとがある。光学式ファインダは、レンズやファインダ枠等を用いて被写体を直視できるように構成しており、ズームレンズの変倍動作に連動してファインダ用レンズを光軸方向で移動させ、視野範囲を変化させる。また、電子式ファインダは、撮像素子によって撮像された画像をＬＣＤ等の表示素子に表示させる。そのため、ズームレンズの変倍動作によって変化された撮影範囲がそのまま表示素子に表示される。

また、特許文献１には、カメラ本体に２枚のホログラム板を設置し、これらのホログラム板に視野枠をホログラフィック表示させたホログラフィックファインダが開示されている。特許文献２記載には、撮影者の目の前に掛けられるメガネ状のファインダ装置を有するカメラシステムが開示されている。更に、特許文献３記載には、撮影レンズのピントを調整するピント合せリングの操作に連動して矩形のファインダ枠を移動させる、パララックスを補正するカメラが開示されている。

ズームレンズを備えるデジタルカメラでは、ファインダにより撮影範囲を確認しながら、ダイヤルや操作リング、操作ボタン等によって構成されたズーム操作部材を操作してズーム操作を行う。更に、撮影範囲が確定したときには、シャッタボタンを半押ししてデジタルカメラにＡＥ動作及びＡＦ動作を実行させ、その後シャッタボタンの全押しで撮像を行う。
特開平０５−３４６６０７号公報 特開平０７−１９９２８１号公報 特開平０７−２０９７０１号公報

従来のズーム操作による撮影範囲の決定は、ズーム操作部材を操作して行わなくてはならないため直接的ではなく、操作に不慣れなユーザには撮影が難しいという問題があった。また、ファインダによる撮影範囲の確認と、ズーム操作部材及びシャッタボタンの操作とを同時に行うことは煩雑であり、操作ミスや撮影ミスの原因となっていた。

更に、光学式ファインダでは、デジタルカメラに目を近付けて撮影範囲を確認しなければならないため、目とファインダとの位置関係が規定され、撮影姿勢が窮屈になるという問題があった。また、電子式ファインダでは、実際の被写体と表示手段に表示される被写体との間でタイムラグが生じるという問題や、明るい屋外等ではＬＣＤが視認しにくい等の問題があった。

本発明は、上記問題を解決するために、ズーム操作や撮影範囲の確定を直接的に行うことができ、かつズーム操作から撮影までの操作を簡略化することができ、目とファインダとが離れた位置で撮影範囲を確認することができるファインダを備えたデジタルカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のデジタルカメラは、被写体像を結像する撮影レンズと、撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影画像を生成する撮像素子と、撮影レンズによる撮影画角を光学的に変化させ、または撮像素子により生成された撮影画像を画像処理して撮影画角を電子的に変化させる撮影画角切換え手段と、カメラ本体に設けられ、このカメラ本体の背面側から覗くことにより撮影範囲の確認に用いられるファインダ枠と、カメラ本体の背面に設けられ、ファインダ枠を覗く撮影者の顔を撮影して撮影者画像を生成する撮影者用カメラと、撮影者画像に基づいて撮影者の顔を検出し、ファインダ枠に対する撮影者の両目の位置座標を特定する顔検出手段と、カメラ本体から撮影者の顔までの距離である撮影者距離を測定する距離測定手段と、撮影者のファインダ枠に近い方の目の位置座標と撮影者距離とファインダ枠のサイズとに基づいて、撮影者がファインダ枠を通して見ている撮影範囲を算出し、この撮影範囲を撮影レンズによって撮影する際に必要な撮影画角を算出し、この撮影画角に基づいて前記撮影レンズの焦点距離を決定する撮影画角算出手段と、撮影画角算出手段によって決定された焦点距離に基づいて撮影画角切換え手段を制御する画角制御手段とから構成したものである。

また、顔検出手段は、撮影者の両目の開閉状態、及び目が閉じられている時間を検出し、その検出結果を撮影画角算出手段に入力するようにしたものである。そして、撮影画角算出手段は、顔検出手段によって撮影者の片側の目が所定時間以上閉じられたことが検出されたときに、閉じられていない方の目を基準に撮影範囲及び撮影画角を算出して前記撮影レンズの焦点距離を決定するようにしたものである。

また、撮影画角算出手段は、算出した撮影範囲が撮影レンズによって撮影できる最大撮影画角からはみ出すときに画角警告信号を発生し、この画角警告信号に基づいて撮影者に警告を行う画角警告手段を設けるようにしたものである。

更に、撮影画角算出手段により算出された撮影画角に基づいて、撮影画像をトリミングするトリミング手段を設けてもよい。

また、被写体輝度を検出して露出制御を行う自動露出制御手段と、被写体までの距離を測定して焦点調節を行う自動焦点調節手段については、顔検出手段によって撮影者の片側の目が所定時間以上閉じられたことが検出されたときに動作するようにしてもよい。

また、デジタルカメラが動画撮影モードを有する場合には、この動画撮影中に、撮影者用カメラ、距離測定手段、顔検出手段、撮影画角算出手段、及び画角制御手段を動作させて撮影画角調整を行うことが好ましい。

また、動画撮影中の撮影画角調整時に、顔検出手段の検出結果に基づいて撮影者がファインダ枠からよそ見をしたか否かを検出するよそ見検出手段を設け、このよそ見検出手段によってよそ見を検出したときには、よそ見が検出される直前の撮影画角で撮影を継続させることが好ましい。

よそ見検出手段としては、顔検出手段の検出結果に基づいて撮影者がファインダ枠からよそ見をしたか否かを検出するよそ見判定部と、顔検出手段から入力された検出結果を記憶する記憶部と、よそ見判定部によってよそ見が検出されないときには、顔検出手段から入力された検出結果を撮影画角算出手段に送信し、よそ見判定部によってよそ見が検出されたときには、よそ見が検出される直前の検出結果を記憶部から読み出して撮影画角算出手段に送信するセレクタとから構成したものである。

また、よそ見判定部によるよそ見の判定は、撮影者の両目が開き、かつ左右の目の間隔が予め設定されている所定の間隔より短くなったときによそ見をしていると判定するようにしたものである。

更に、よそ見検出手段は、よそ見を検出したときによそ見警告信号を発生し、このよそ見警告信号に基づいて撮影者に警告を行うよそ見警告手段を設けることが好ましい。

また、ファインダ枠は、カメラ本体の外面に折り畳み自在に設けてもよい。更に、この折り畳み式のファインダ枠には、カメラ本体の電源がオンされているときにファインダ枠が折り畳まれるのを防止し、カメラ本体の電源がオフされたときにファインダ枠が折り畳まれるのを許容するロック手段を設けてもよい。

折り畳み式のファインダ枠としては、カメラ本体に回動自在に軸着された複数のフレーム部材から構成し、ロック手段は、カメラ本体の電源がオンされているときにフレーム部材の回動を阻止して、ファインダ枠が折り畳まれるのを防止するようにしたものである。

本発明のデジタルカメラによれば、ファインダ枠と撮影者の顔との相対位置を変化させることによってズーム操作を行うことができるので、デジタルカメラの操作に不慣れなユーザであっても簡単にズーム撮影を行うことができる。また、デジタルカメラに目を近付けずに撮影範囲を確認することができるので、楽な姿勢で撮影を行うことができ、レリーズボタン等の他の操作部材を見ながら操作することができる。更に、被写体を直接視認するため、電子式ファインダのように、実際の被写体と表示される被写体との間でタイムラグが生じることはなく、明るい屋外等でも鮮明に撮影範囲を確認することができる。

また、撮影者が片側の目を閉じたときにズームや、ＡＥ，ＡＦ等の撮影準備動作を行うようにしたので、撮影操作をより簡単にすることができる。

また、ファインダ枠と撮影者の顔との相対位置によっては、撮影者が決定した撮影範囲が撮影レンズの最大撮影画角からはみ出してしまい、意図した撮影が行えなくなる場合がある。しかしながら、算出した撮影画角が最大撮影画角からはみ出したときに警告を行うようにしたので、このような問題は発生しない。

更に、算出された撮影範囲に基づいて撮影画像をトリミングするトリミング手段を設けたので、撮影者が意図した画像を得ることができる。

また、動画撮影中にも撮影者用カメラ、距離測定手段、顔検出手段、撮影画角算出手段、及び画角制御手段を動作させるようにしたので、撮影画角を調整しながら動画撮影を行うことができる。更に、動画撮影中に撮影者がファインダ枠からよそ見をしても、動画撮影に影響がでないようにしたので、意図しない撮影画角の変化を防止することができる。また、このよそ見も警告するようにしたので、より適切な動画撮影を行うことができる。

また、ファインダ枠を折り畳み式にしたので、不使用時のデジタルカメラを小型化することができる。更に、デジタルカメラの電源オン時にファインダ枠の折り畳みを阻止するロック手段を設けたので、デジタルカメラの電源の切り忘れを防止することができる。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明のデジタルカメラ２は、カメラ本体３の略中央部に前後方向で貫通された大サイズのファインダ枠４が形成されている。図２に示すように、このデジタルカメラ２で撮影を行う際には、撮影者７は、カメラ本体３の背面側からファインダ枠４を覗いて撮影範囲を確認する。

カメラ本体３の前面には、被写体像を結像する撮影レンズ１１と、被写体に向けてフラッシュ光を照射するフラッシュ発光部１２とが設けられている。カメラ本体３の一方の側面には、メモリカード１３が挿入されるカードスロット１４が設けられており、撮影により取得した画像データは、このメモリカード１３に記憶される。カメラ本体３の上面には、デジタルカメラ２の電源をオン／オフする電源スイッチ１５と、レリーズボタン１６とが設けられている。デジタルカメラ２は、レリーズボタン１６が押されたときに撮影動作を行う。

カメラ本体３の背面右上には、撮影者７の顔１９を撮影する撮影者用カメラ２０が設けられている。また、その下方には、デジタルカメラ２を静止画撮影モードと動画撮影モードとに切り換えるモードスイッチ２１が配置されている。ファインダ枠４の上部には、カメラ本体３から顔１９までの距離を測定する距離センサ（距離測定手段）２２が設けられている。更に、カメラ本体３の背面左上には、ファインダ枠４によって決定された撮影範囲が、撮影レンズ１１によって撮影可能な最大撮影画角よりも大きいときに発光して警告を行う発光部（画角警告手段、よそ見警告手段）２３が設けられている。

図３に示すように、デジタルカメラ１０の各部はＣＰＵ２５によって制御される。データバス２６によりＣＰＵ２５に接続されているＲＯＭ２７には、制御プログラムや各種設定データ等が記憶されている。ＣＰＵ２５は、電源スイッチ１５、レリーズボタン１６、モードスイッチ２１等から入力される操作信号に基づき、制御プログラムに記述されているステップにしたがって各部の制御を行う。

撮影レンズ１１は、ズームレンズ１１ａとフォーカスレンズ１１ｂとから構成されている。ズームレンズ１１ａは、撮影画角を光学的に変化させる撮影画角切換え手段を構成する。これらのレンズ１１ａ，１１ｂは、モータを含む駆動機構３０，３１によって光軸方向で移動される。また、ズームレンズ１１ａとフォーカスレンズ１１ｂとの間には、絞りを切り換える絞り機構３２が組み込まれている。この絞り機構３２もモータを含む駆動機構３４によって駆動される。各駆動機構３０，３４，３１のモータは、モータドライバ３６〜３８を介して、ＣＰＵ２５に設けられたレンズ駆動部２５ａにより制御される。このレンズ駆動部２５ａは、撮影画角切換え手段、すなわちズームレンズ１１ａを制御する画角制御手段を構成する。

フォーカスレンズ１１ｂの背後には、撮像素子であるＣＣＤ４２が配置されている。周知のようにＣＣＤ４２は、多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えており、撮影レンズ１１によって結像された被写体光を光電変換する。ＣＣＤ４２は、ＣＣＤドライバ４５によって駆動される。なお、ＣＣＤ４２に代えて、ＣＭＯＳタイプの撮像素子を用いてもよい。

ＣＣＤ４２から出力された撮像信号は、アナログフロントエンド回路（ＡＦＥ）４８に入力される。このＡＦＥ回路４８は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４９、オートゲインコントロール回路（ＡＧＣ）５０、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５１から構成されている。ＣＤＳ４９は、ＣＣＤ４２から入力された撮像信号からノイズを除去する。ＡＧＣ５０は、設定された増幅率に基づいて撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄ５１は、増幅された撮像信号をデジタル変換して画像データを生成する。タイミングパルスジェネレータ（ＴＧ）５４は、基準パルスを生成してＣＣＤドライバ４５やＡＦＥ回路４８等に供給する。

画像入力コントローラ５７は、データバス２６を介してＣＰＵ２５に接続されており、ＣＰＵ２５の制御命令に応じて画像データの読み出し及び書き込みを行う。画像入力コントローラ５７は、ＣＰＵ２５の命令によってＡＦＥ回路４８から画像データを読み出し、ＳＤＲＡＭ５８に記憶させる。また、ＳＤＲＡＭ５８から読み出した画像データを画像信号処理回路５９に入力する。

画像信号処理回路５９は、入力された画像データに対し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理と、ＹＣ変換処理とを施す。ＹＣ変換処理により、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換された画像データは、圧縮処理回路６０に入力される。圧縮処理回路６０は、ＹＣ変換された画像データをメモリカード１３に記録する際に、所定の圧縮形式、例えばＪＰＥＧ形式で圧縮処理する。メディアコントローラ６１は、メモリカード１３に対する画像データの書き込み及び読み出しを行う。

フラッシュ発光部１２は、キセノン管を使用するエレクトロニックフラッシュであり、フラッシュ制御回路６４によって発光制御される。フラッシュ制御回路６４は、キセノン管に高電圧の電流を供給して発光させる発光回路を含み、撮影時の発光である本発光や、この本発光の前のＡＥ動作時に微小発光させる調光発光等の発光制御を行う。

ＡＦ検出回路６７は、ＳＤＲＡＭ５８に記録された画像データの空間周波数の高周波成分を積算する。ＣＰＵ２５は、ＡＦ動作時にＡＦ検出回路６７によって得られる高周波成分の積算値が最大となるようにモータドライバ３８を制御してフォーカスレンズ１１ｂを光軸方向で進退させ、焦点調整を行う。

ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７０は、輝度信号Ｙから被写体輝度を検出し、この被写体輝度に基づいて適性露出を算出する。また、算出した適性露出から、この適性露出に適合するシャッタスピード、絞り値、撮影感度、フラッシュ発光の有無等を決定し、これらをＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、入力されたデータに基づいて、ＣＣＤドライバ４５、絞り機構３２、ＡＧＣ５０、フラッシュ制御回路６４等を制御する。

ＣＰＵ２５には、前述の撮影者用カメラ２０及び距離センサ２２が接続されている。また、前述の発光部２３内で発光する警告ＬＥＤ７５は、ＬＥＤドライバ７６を介してＣＰＵ２５に接続されている。撮影者用カメラ２０は、撮影者７の顔１９を結像する撮影レンズと、撮影レンズにより結像された画像を光電変換するＣＣＤ等の撮像素子と、ＡＦＥ回路４８と同様のＡＦＥ回路等からなり、図４及び図５に示すように、撮影者７の顔１９を撮影して撮影者画像を生成し、接続された顔検出回路（顔検出手段）７９に入力する。

距離センサ２２は、例えば光電式の距離センサであり、撮影者７に向けて測定光を照射し、その反射時間を測定して撮影者距離Ｌを測定する。この撮影者距離Ｌは、撮影者距離情報として撮影画角算出回路（撮影画角算出手段）８０に入力される。なお、図４では、距離センサ２２によって撮影者７の右目１９ａまでの距離を測定しているように見えるが、図５に示すように、撮影者７がファインダ枠４を覗いているときには、距離センサ２２には撮影者７の額１９ｃが対面するため、距離センサ２２はカメラ本体３から撮影者７の額１９ｃまでの距離を測定する。

顔検出回路７９は、撮影者用カメラ２０から入力された撮影者画像から、ファインダ枠４の中心部に対する撮影者７の両目１９ａ，１９ｂの位置座標と、両目１９ａ，１９ｂの開閉状態とを検出し、これを両目位置情報及両目開閉情報として撮影画角算出回路８０に入力する。なお、両目開閉情報には、目が閉じられている時間の情報も含まれる。

顔検出回路７９は、例えば、撮影者画像を格子状に分割し（例えば１６×１６）、各分割領域に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の信号レベルから、皮膚と推定される肌色の画素を多く含む分割領域を選び出して撮影者７の顔を検出する。さらに、検出した撮影者７の顔の中から、白目と推定される白色の画素を有する領域と、瞳と推定される黒色の画素を有する領域を選び出し、その領域から画像上の撮影者７の両目１９ａ，１９ｂの位置座標を求める。また、両目１９ａ，１９ｂとして検出した領域の画素が、白色及び黒色から肌色に変化したときに目が閉じられていると検出する。

撮影画角算出回路８０は、顔検出回路７９によって撮影者７の片側の目（例えば、ファインダ枠４から遠い方の目（以下、非観察眼と呼ぶ）１９ｂ）が所定時間閉じられたことが検出されたときに動作する。また、前述のＡＦ検出回路６７及びＡＥ／ＡＷＢ検出回路７０も同様に、撮影者７の片側の目が所定時間以上閉じられたときに動作する。これにより、従来のデジタルカメラにおいて用いられていたレリーズボタンの半押し操作の代わりに、非観察眼１９ｂを閉じる仕種でデジタルカメラ２に撮影準備動作を行わせることができるので、デジタルカメラ２の操作をより容易にすることができる。

撮影画角算出回路８０は、撮影者７の開いている方の目（例えば、ファインダ枠４に近い方の目（以下、観察眼と呼ぶ）１９ａ）の位置座標と、撮影者距離Ｌと、ファインダ枠４の開口サイズＷ，Ｈとから、撮影者７がファインダ枠４を通して見ている撮影範囲を算出する。この撮影範囲は、撮影者７の観察眼１９ａとファインダ枠４の中心とを結ぶ光軸Ｓを中心に、水平方向のθＲ，θＬと、鉛直方向のθＵ，θＤという角度寸法によって求められる。なお、ファインダ枠４の幅Ｗ及び高さＨは、撮影画角算出回路８０内に記憶部を設けて予め記憶してもよいし、ＲＯＭ２７等から適宜読み出してもよい。

また、撮影画角算出回路８０は、撮影範囲θＲ，θＬ，θＵ，θＤを撮影レンズ１１によって撮影する際に必要な撮影画角を算出する。この撮影画角は、光軸Ｓ１を中心に、θＲ１，θＬ１，θＵ１，θＤ１という角度寸法によって求められる。この撮影画角は、撮影範囲θＲ，θＬ，θＵ，θＤを内包する大きさであり、θＲ１＞θＲ，θＬ１＞θＬ，θＵ１＞θＵ，θＤ１＞θＤを満たすものとなる。

更に、撮影画角算出回路８０は、算出した撮影画角θＲ１，θＬ１，θＵ１，θＤ１を得るために必要な撮影レンズ１１の焦点距離Ｐを決定する。この焦点距離Ｐの決定は、例えば、撮影レンズ１１の焦点距離と撮影画角とが対応付けられたテーブル等を参照することによって行われる。焦点距離Ｐは、焦点距離情報としてレンズ駆動部２５ａに入力され、レンズ駆動部２５ａは入力された焦点距離Ｐに基づいてズームレンズ１１ａを移動させる。

また、撮影者７の顔１９に対してデジタルカメラ２が傾いて構えられている場合、撮影者７は傾いたファインダ枠４を通して撮影範囲を確認するため、この撮影範囲θＲ，θＬ，θＵ，θＤが、撮影レンズ１１によって撮影可能な最大撮影画角θＲ_ＭＡＸ，θＬ_ＭＡＸ，θＵ_ＭＡＸ，θＤ_ＭＡＸからはみ出してしまうことがある。例えば、図６に示す例では、撮影範囲θＲが、ハッチングされている領域の分だけ最大撮影画角θＲ_ＭＡＸからはみ出ており、この部分は撮影することができない。

撮影画角算出回路８０は、算出した撮影画角と最大撮影画角とを比較し、算出した撮影画角が最大撮影画角よりも大きいときには、画角警告信号をＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、画角警告信号が入力されると、ＬＥＤドライバ７６を制御して警告ＬＥＤ７５を点灯させ、撮影者７に警告を行う。

次に、図７のフローチャートを参照して、上記実施形態の静止画撮影モードについて説明する。静止画の撮影を行う際には、従来のデジタルカメラと同様に、電源スイッチ１５を操作してデジタルカメラ２の電源をオンさせ、モードスイッチ２１を操作して静止画撮影モードにセットする。

ＣＰＵ２５は、撮影者用カメラ２０と距離センサ２２とを動作させ、撮影者７の顔１９を撮影し、かつ顔１９までの撮影者距離Ｌを測定する。撮影者用カメラ２０で生成された撮影者画像は、顔検出回路７９に入力される。また、距離センサ２２で測定された撮影者距離Ｌは、撮影者距離情報として撮影画角算出回路８０に入力される。なお、この撮影者７の撮影及び距離測定は、一定周期ごとに行ってもよいし、所定時間以上撮影者７の顔１９が検出されないときに停止してもよい。

図２に示すように、撮影者７は、ファインダ枠４を背後から覗いて撮影範囲を確認する。このとき、撮影者７とデジタルカメラ２との相対位置や距離に応じてファインダ枠４から見える範囲が変化するため、デジタルカメラ２の位置を調整することにより広角撮影や望遠撮影を行うことができる。撮影者７は、撮影範囲が確定したときに、例えば、ファインダ枠４から遠い方の非観察眼１９ｂを所定時間以上閉じる。

顔検出回路７９は、入力された撮影者画像に基づいて撮影者７の顔１９を検出し、この顔１９の画像から両目１９ａ，１９ｂの位置座標と、開閉状態とを検出する。この検出結果は、両目位置情報及び両目開閉情報として撮影画角算出回路８０に入力される。なお、両目開閉情報には、両目１９ａ、１９ｂが閉じられている時間も含まれる。

撮影画角算出回路８０は、顔検出回路７９から入力された両目開閉情報により、非観察眼１９ｂが所定時間以上閉じられたときに動作を開始する。撮影画角算出回路８０は、観察眼１９ａの位置座標と、撮影者距離Ｌと、ファインダ枠４の開口サイズＷ，Ｌとから、撮影者７がファインダ枠４を通して見ている撮影範囲θＲ，θＬ，θＵ，θＤを算出する。次いで、撮影範囲θＲ，θＬ，θＵ，θＤを撮影レンズ１１によって撮影する際に必要な撮影画角θＲ１，θＬ１，θＵ１，θＤ１を算出する。

撮影画角算出回路８０は、算出した撮影画角と、撮影レンズ１１によって得られる最大撮影画角とを比較する。そして、算出した撮影画角が最大撮影画角よりも大きく、図６に示すように、撮影範囲が最大撮影画角からはみ出るような場合には、画角警告信号をＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、ＬＥＤドライバ７６を制御して警告ＬＥＤ７５を発光させ、撮影者７に確定した撮影範囲の一部が撮影されないことを警告する。

算出した撮影画角と最大撮影画角との比較で問題がなかった場合、撮影画角算出回路８０は、撮影画角θＲ１，θＬ１，θＵ１，θＤ１を得るために必要な撮影レンズ１１の焦点距離Ｐを決定する。この焦点距離Ｐは、焦点距離情報としてレンズ駆動部２５ａに入力される。レンズ駆動部２５ａは、入力された焦点距離情報に基づいてズームレンズ１１ａを移動させ、焦点距離Ｐとなる位置にセットする。

焦点距離の調節後、ＡＦ検出回路６７及びＡＥ／ＡＷＢ検出回路７０によって自動露出制御及び自動焦点調節が行われる。撮影者７がレリーズボタン１６を押下すると、ＣＣＤ４２による静止画撮影が行われ、ＡＦＥ回路４８，画像信号処理回路５９，圧縮処理回路６０等で処理された画像データがメディアコントローラ６１によってメモリカード１３に書き込まれる。

このように、本実施形態のデジタルカメラ２では、操作部材などを操作せず、撮影者とデジタルカメラ２との距離を適宜変更することで撮影範囲を広角から望遠まで変化させることができるので、デジタルカメラの操作に不慣れなユーザでも簡単に撮影操作を行うことができる。また、撮影者７の顔１９とデジタルカメラ２とが離れた位置で撮影範囲を確認し、撮影操作を行うことができるので、デジタルカメラ２の各部を確認しながら操作を行うことができる。更に、ファインダ枠を通して被写体を確認するので、ＬＣＤ等のように表示遅れが発生することはなく、明るい屋外等でも容易に視認することができる。

次に、上記実施形態のデジタルカメラ２より動画を撮影する際の作用について、図８及び図９のフローチャートを参照しながら説明する。動画の撮影を行う際には、前述した静止画の撮影と同様にモードスイッチ２１を操作して動画撮影モードにセットする。

ＣＰＵ２５は、静止画撮影と同様に、撮影者用カメラ２０と距離センサ２２とを動作させ、撮影者７の顔１９を撮影し、顔１９までの撮影者距離Ｌを測定する。そして、撮影者７の非観察眼１９ｂが所定時間以上閉じられたときに、撮影画角算出回路８０で撮影範囲、撮影画角、焦点距離Ｐを算出し、それに基づいてズームレンズ１１ａを移動させる。

デジタルカメラ２は、レリーズボタン１６の押下によって動画撮影を開始し、このレリーズボタン１６が押下されている間は動画撮影を継続する。この動画撮影中には、図９に示す撮影画角調整が一定周期で実行される。この撮影画角調整は、撮影開始前に実行された、撮影者７の顔１９の撮影、撮影者距離Ｌの測定、両目の位置及び開閉状態の検出、撮影範囲及び撮影画角の算出、焦点距離Ｐの決定、ズームレンズ１１ａの移動、ＡＥ，ＡＦ動作からなる。これにより、動画撮影中にデジタルカメラ２と撮影者７との相対位置が変化しても、その変化に合せて撮影画角を調整することができる。

また、本発明のデジタルカメラにおいて、撮影者が動画撮影中にファインダ以外によそ見をすると、撮影者の意図しない撮影画角の変化が発生してしまう。そのため、動画撮影中のよそ見については、これを検出しないようにして動画撮影が継続されることが好ましい。図１０に示すように、本発明の別の実施形態では、動画撮影中のよそ見を検出しないようにするため、顔検出回路７９と撮影画角算出回路８０との間に、よそ見検出回路（よそ見検出手段）８５を設けている。このよそ見検出回路８５は、メモリ（記憶部）８６と、よそ見判定部８７と、セレクタ８８とを備えている。なお、図１０では、図面の煩雑化を防ぐため、ファインダ関連の構成のみを描いている。また、上述した第１の実施形態と同じ構成については、同符号を付して詳しい説明は省略する。

図１１に示すように、よそ見検出回路８５は、動画撮影モードの撮影画角調整時に動作する。顔検出回路７９によって検出された両目位置情報及び両目開閉情報は、よそ見検出回路８５に入力される。メモリ８６は、動画撮影を行っているあいだに入力された情報を記憶する。よそ見判定部８７は、入力された両目開閉情報に基づいて、動画撮影中に撮影者７の両目１９ａ，１９ｂが開き、かつ撮影者７の両目１９ａ，１９ｂの間隔が予め設定されている基準間隔よりも狭くなったときによそ見をしていると判定する。これは、撮影者７がファインダ枠４以外の方向を見るときに両目１９ａ，１９ｂを開けること、撮影者用カメラ２０によって撮影される撮影者画像では、撮影者７がファインダ枠４に対して横を向く時に両目１９ａ，１９ｂの位置が近くなることに着目したものである。

これにより、撮影者７が非観察眼１９ｂを開いたときや、非観察眼１９ｂを閉じたまま顔を動かしたときにはよそ見と検出されないので、動画撮影中の画角調整も適切に行うことができる。なお、基準間隔は、撮影者７が撮影範囲の調整ではなく、よそ見を行っていると判断できる程度の狭い間隔であり、メモリ８６に記憶してもよいし、ＲＯＭ２７に記憶しておいて検出時に読み出してもよい。

セレクタ８８は、よそ見判定部８７によってよそ見が検出されないときには、顔検出回路７９から入力された両目位置情報と両目開閉情報を撮影画角算出回路８０に入力する。また、よそ見判定部８７によってよそ見が検出されたたときには、よそ見が検出される直前の両目位置情報と両目開閉情報をメモリ８６から読み出し、これを撮影画角算出回路８０に入力する。これにより、撮影者７の短時間のよそ見には影響を受けずに動画撮影を行うことができる。

また、ファインダ枠４と撮影レンズ１１とが異なる位置に設けられていることから、図１２に示すように、撮影画角算出回路８０で算出される撮影範囲９１（θＲ，θＬ，θＵ，θＤ）と、撮影レンズ１１の撮影画角９２（θＲ１，θＬ１，θＵ１，θＤ１）とにズレが生じ、撮影後に得られる画像データは、撮影画角９２と同じ画像になる。そのため、このズレを生じている部分、すなわち斜線部分９３を画像処理でトリミングし、撮影後に得られる画像データを撮影範囲９１と同じ画像にしてもよい。

この場合、図１３に示すように、画像入力コントローラ５７によって、ＡＦＥ回路４８で生成された画像データを新たに設けるトリミング回路（トリミング手段）９６に入力させる。また、撮影画角算出回路８０によって算出された撮影範囲を撮影範囲情報としてトリミング回路９６に入力させる。そして、トリミング回路９６では、入力された画像データと撮影範囲情報とを比較し、図１２の斜線部分９３に相当するデータを画像データから削除する。トリミングを終えた画像データは、画像信号処理回路５９，圧縮処理回路６０，メディアコントローラ６１を経てメモリカード１３に記憶する。なお、図１３では、図面の煩雑化を防ぐため、ファインダ関連及び画像処理関連の構成のみを描いている。また、上述した第１及び第２の実施形態と同じ構成については、同符号を付して詳しい説明は省略する。

また、上記各実施形態では、カメラ本体にファインダ枠を設ける例について説明したが、折り畳み式のファインダ枠をカメラ本体の外面に取り付けてもよい。以下、カメラ本体に折り畳み式のファインダ枠を設ける例について説明するが、上述した各実施形態と同じ構成については、同符号を付して詳しい説明は省略する。

例えば、図１４に示すデジタルカメラ１００では、断面がコ字状に屈曲された３本のフレーム部材１０１ａ〜１０１ｃでファインダ枠１０２を形成し、縦長のカメラ本体１０３の側面に折り畳み自在に設けている。各フレーム部材１０１ａ〜１０１ｃは、端部同士が軸着部１０３ａ，１０３ｂにより回動自在に軸着され、かつ両端のフレーム部材１０１ａ，１０１ｃの端部はカメラ本体１０４の側面に軸着部１０３ｃ，１０３ｄにより軸着されている。そして、同図（Ａ）に示すように、カメラ本体１０４の側面から突出されてファインダ枠１０２として使用される使用状態と、同図（Ｂ）に示すように、各軸着部１０３ａ〜１０３ｄで回動されてカメラ本体１０４の側面に設けられた収納部１０４ａに収納される収納状態との間で移動自在にしている。これによれば、不使用時のデジタルカメラを小型化することができ、携帯性が向上する。なお、詳しくは図示しないが、ファインダ枠１０２を使用状態と収納状態とで固定する係止機構を設けるのが好ましい。

また、この折り畳み式のファインダ枠１０２は、例えば、デジタルカメラ１００の電源のオン／オフに応じて使用状態でロックしてもよい。例えば、図１５に示すように、カメラ本体１０４内にソレノイド１０７を組み込み、このソレノイド１０７の移動子１０７ａをカメラ本体１０４の側面からファインダ枠１０２内に挿脱させる。ファインダ枠１０２の上部フレーム部材１０１ａの内側には、ソレノイド１０７の移動子１０７ａが挿入される挿入穴１０８を設ける。そして、電源スイッチ１５が操作されてデジタルカメラ１００の電源がオンされたときには、ＣＰＵ２５によりソレノイド１０７のドライバ１０９を制御して移動子１０７ａを突出させ、挿入穴１０８内に挿入させる。これにより、デジタルカメラ１００の電源がオンされているときには、移動子１０７ａに阻止されてファインダ枠１０２を折り畳むことができないので、デジタルカメラ１００の電源の切り忘れを防止することができる。

なお、上記各実施形態では、撮影画角切換え手段としてズームレンズを用いて光学的に撮影画角を変化させるようにしたが、撮影画像を画像処理して電子的に撮影画角を変化させるデジタルズームを用いてもよい。この場合には、撮影画角切換え手段及び画角制御手段としてデジタルズーム処理を行う画像処理回路を設けるとよい。また、上記各実施形態では、ファインダ枠に近い方の目を基準にして撮影範囲を算出したが、撮影時に開かれている目がファインダ枠から遠い方の目である場合には、この遠い方の目を基準にして撮影範囲を算出する。

更に、ファインダ枠と撮影者の顔との相対位置の変化によって撮影画角を変化させたが、ファインダ枠のサイズが変更できるように構成しておき、このサイズの変位に応じて撮影画角を変化させてもよい。更には、ファインダの形状を変えることで、パノラマ撮影等を行えるようにしてもよい。また、上記実施形態では、デジタルスチルカメラを例に説明したが、ビデオカメラや銀塩カメラ等にも適用することができる。

本発明を実施したデジタルカメラの外観形状を示す斜視図である。 デジタルカメラの撮影状態を示す斜視図である。 デジタルカメラの構成を示すブロック図である。 ファインダ枠による撮影範囲の確認状態を示す平面図である。 ファインダ枠による撮影範囲の確認状態を示す側面図である。 デジタルカメラが撮影者に対して傾いている際の撮影範囲の確認状態を示す平面図である。 静止画撮影の手順を示すフローチャートである。 動画撮影の手順を示すフローチャートである。 動画撮影中の撮影画角調整の手順を示すフローチャートである。 デジタルカメラによそ見検出回路を設けた例を示すブロック図である。 動画撮影中のよそ見検出の手順を示すフローチャートである。 撮影範囲と撮影画角との関係を示す説明図である。 デジタルカメラにトリミング回路を設けた例を示すブロック図である。 折り畳み式のファインダ枠を設けたデジタルカメラの外観形状を示す斜視図である。 折り畳み式のファインダ枠をロックする機構を示す断面図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
３ カメラ本体
４，１０２ ファインダ枠
７ 撮影者
１１ 撮影レンズ
１９ 顔
１９ａ，１９ｂ 両目
２０ 撮影者用カメラ
２２ 距離センサ
２３ 発光部
２５ ＣＰＵ
２５ａ レンズ駆動部
７５ 警告ＬＥＤ
７９ 顔検出回路
８０ 撮影画角算出回路
８５ よそ見検出回路
９６ トリミング回路
１０１ａ〜１０１ｃ フレーム部材
１０７ ソレノイド

Claims (14)

1. 被写体像を結像する撮影レンズと、
   前記撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影画像を生成する撮像素子と、
   前記撮影レンズによる撮影画角を光学的に変化させ、または前記撮像素子により生成された撮影画像を画像処理して撮影画角を電子的に変化させる撮影画角切換え手段と、
   前記カメラ本体に設けられ、該カメラ本体の背面側から覗くことにより撮影範囲の確認に用いられるファインダ枠と、
   前記カメラ本体の背面に設けられ、ファインダ枠を覗く撮影者の顔を撮影して撮影者画像を生成する撮影者用カメラと、
   前記撮影者画像に基づいて撮影者の顔を検出し、ファインダ枠に対する撮影者の両目の位置座標を特定する顔検出手段と、
   前記カメラ本体から撮影者の顔までの距離である撮影者距離を測定する距離測定手段と、
   前記撮影者の目の位置座標と、前記撮影者距離と、ファインダ枠のサイズとに基づいて、該撮影者がファインダ枠を通して見ている撮影範囲を算出し、この撮影範囲を前記撮影レンズによって撮影する際に必要な撮影画角を算出し、この撮影画角に基づいて前記撮影レンズの焦点距離を決定する撮影画角算出手段と、
   前記撮影画角算出手段によって決定された焦点距離に基づいて前記撮影画角切換え手段を制御する画角制御手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記顔検出手段は、撮影者の両目の開閉状態、及び目が閉じられている時間を検出し、その検出結果を撮影画角算出手段に入力することを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
3. 前記撮影画角算出手段は、顔検出手段によって撮影者の片側の目が所定時間以上閉じられたことが検出されたときに、閉じられていない方の目を基準に撮影範囲及び撮影画角を算出して前記撮影レンズの焦点距離を決定することを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
4. 前記撮影画角算出手段は、前記算出した撮影範囲が前記撮影レンズによって撮影できる最大撮影画角からはみ出すときに画角警告信号を発生し、この画角警告信号に基づいて撮影者に警告を行う画角警告手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のデジタルカメラ。
5. 前記撮影画角算出手段により算出された撮影画角に基づいて、撮影画像をトリミングするトリミング手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のデジタルカメラ。
6. 被写体輝度を検出して露出制御を行う自動露出制御手段と、被写体までの距離を測定して焦点調節を行う自動焦点調節手段とを有し、これらの自動露出制御手段及び自動焦点調節手段は、前記顔検出手段によって撮影者の片側の目が所定時間以上閉じられたことが検出されたときに動作することを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
7. 静止画を撮影する静止画撮影モードと、動画を撮影する動画撮影モードとを有し、
   前記動画撮影中に、撮影者用カメラ、距離測定手段、顔検出手段、撮影画角算出手段、及び画角制御手段を動作させて撮影画角調整を行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のデジタルカメラ。
8. 前記撮影画角調整時に、前記顔検出手段の検出結果に基づいて撮影者がファインダ枠からよそ見をしたか否かを検出するよそ見検出手段を設け、このよそ見検出手段は、よそ見を検出したときには、よそ見が検出される直前の撮影画角で撮影を行わせることを特徴とする請求項７記載のデジタルカメラ。
9. 前記よそ見検出手段は、前記顔検出手段の検出結果に基づいて撮影者がファインダ枠からよそ見をしたか否かを検出するよそ見判定部と、
   前記顔検出手段から入力された検出結果を記憶する記憶部と、
   前記よそ見判定部によってよそ見が検出されないときには、顔検出手段から入力された検出結果を撮影画角算出手段に送信し、該よそ見判定部によってよそ見が検出されたときには、よそ見が検出される直前の検出結果を前記記憶部から読み出して撮影画角算出手段に送信するセレクタを備えることを特徴とする請求項８記載のデジタルカメラ。
10. 前記よそ見判定部は、撮影者の両目が開き、かつ左右の目の間隔が予め設定されている所定の間隔より短くなったときによそ見をしていると判定することを特徴とする請求項９記載のデジタルカメラ。
11. 前記よそ見検出手段は、よそ見を検出したときによそ見警告信号を発生し、このよそ見警告信号に基づいて撮影者に警告を行うよそ見警告手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１０いずれか記載のデジタルカメラ。
12. 前記ファインダ枠は、カメラ本体の外面に折り畳み自在に設けられていることを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載のデジタルカメラ。
13. 前記カメラ本体の電源がオンされているときに前記ファインダ枠が折り畳まれるのを防止し、該カメラ本体の電源がオフされたときに該ファインダ枠が折り畳まれるのを許容するロック手段を設けたことを特徴とする請求項１２記載のデジタルカメラ。
14. 前記ファインダ枠は、カメラ本体に回動自在に軸着された複数のフレーム部材からなり、前記ロック手段は、カメラ本体の電源がオンされているときにフレーム部材の回動を阻止して、ファインダ枠が折り畳まれるのを防止することを特徴とする請求項１３記載のデジタルカメラ。

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