JP2014103489A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影することを可能にする。
【解決手段】 フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された時点の画角の範囲をフレーミングアシストズーム枠で表示する（Ｓ１０９）画角表示手段と、被写体を認識する認識手段と、認識手段で認識した被写体を補助枠で表示する（Ｓ１１１）被写体表示手段とを備え、制御手段は、操作指示手段によりフレーミングアシストズーム機能の開始が指示された場合（Ｓ１００）、記憶手段にズーム位置を記憶する（Ｓ１０１）とともに駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更し（Ｓ１０８）、画角表示手段のフレーミングアシストズーム枠と被写体表示手段の補助枠を重畳させる（Ｓ１１４）と、記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させる（Ｓ１２２）。
【選択図】 図５

Description

本発明は、フレーミングアシストズーム機能を有する撮像装置及びその制御方法に関するものである。

デジタルカメラ等の撮像装置には、ズームレンズの駆動による光学的な変倍（光学ズーム）機能と、撮像した領域の一部を拡大する電子的な変倍（電子ズーム）機能を備えたものがある。近年、ズームレンズの性能向上により超広角から超望遠まで同一のレンズで撮影でき、また撮像素子の高画素化によって、拡大倍率を高くしても十分な解像感の得られる撮影が可能になってきている。

一方、撮影したい画角へと高速に移動させる機能として、いわゆるプリセットズーム機能及びシャトルショットズーム機能が知られている。プリセットズーム機能とは、撮影者がスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに予め記憶させておいたズーム位置へ移動させる機能である。また、シャトルショットズーム機能はプリセットズーム機能の拡張機能であり、元のズーム位置への復帰機能をもつ。つまり、撮影者がスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに記憶させたズーム位置へ移動させ、その際には元のズーム位置をメモリに記憶しておき、プリセットズーム動作が終了した場合に元のズーム位置に戻すことができる。

特許文献１には、プリセットズーム機能及びシャトルセットズーム機能に係る制御装置が開示されている。この装置では、光学ズーム領域および電子ズーム領域のうち一方のズーム領域にある第１のズーム状態から、他方のズーム領域にあって記憶手段に記憶された第２のズーム状態へのメモリズーム動作を行わせることができる。

また、特許文献２に開示の装置では、プリセットズーム機能によるズーム位置の記憶動作と記憶したズーム位置への再生動作を選択する操作部材と、該操作部材によって選択されている動作を実行させる別の操作部材とを異なる指で操作できる。

特開２００６−５００１９号公報 特開２００１−１１７１５３号公報

ところで、超高倍率のズーム機能を備える撮像装置では、超望遠状態での画角合わせの際、被写体の僅かな移動でフレームアウトが起こり得る。また、カメラを構えた撮影者が行う一寸したパンニング操作であっても画角の範囲が大きく変化してしまう。このように超望遠状態では、動体である被写体を所望の画角にフレーミングすることが困難であるという課題があった。

前記特許文献１及び２に開示されたプリセットズーム機能やシャトルセットズーム機能では、撮影者が撮影したいズーム位置に一度移動させる操作を行ってからズーム位置をメモリに記憶させる必要がある。そのため、フレームアウトした移動中の被写体を追いかけて撮影する場合や、被写体の大きさが変わってしまった場合において、ズーム位置の記憶内容を更新するには、時間がかかってしまい、撮影者がシャッタチャンスを逃す可能性がある。さらに、特許文献２に開示された従来技術では、フレームアウトする被写体を追いかけながら、被写体を所定の大きさで撮影するためには、撮影者が操作手順に習熟する必要があった。これは複数の操作部材でズーム操作を繰り返しながらズーム位置を記憶させる必要があることによる。

（発明の目的）
本発明の目的は、被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影可能な撮像装置及びその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、フレーミングアシストズーム機能を有する撮像装置であって、前記フレーミングアシストズーム機能の開始及び終了を指示する操作指示手段と、ズーム位置を記憶する記憶手段と、ズーム駆動を行う駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された時点の画角の範囲をフレーミングアシストズーム枠で表示する画角表示手段と、被写体を認識する認識手段と、前記認識手段で認識した被写体を補助枠で表示する被写体表示手段とを備え、前記制御手段が、前記操作指示手段により前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された場合、前記記憶手段にズーム位置を記憶するとともに前記駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更し、前記画角表示手段のフレーミングアシストズーム枠と前記被写体表示手段の補助枠を重畳させると、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させることを特徴とするものである。

本発明によれば、被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影することを可能にする。

本発明の実施例１に係る撮像装置としてのデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。 焦点距離と被写体距離ごとのフォーカスレンズ位置との関係を例示した図である。 撮影準備状態での画角から、被写体探索状態での画角を例示した図である。 被写体探索状態での画角から、撮影準備状態での画角を例示した図である。 実施例１のフレーミングアシストズーム機能の処理例を説明するフローチャートである。 実施例１のズームイン後処理の一例を説明するフローチャートである。 電子ズーム及び光学ズームによるズームアウト位置の算出方法を説明する図である。 実施例２のフレーミングアシストズーム機能の処理例を説明するフローチャートである。

本発明を実施するため形態は、以下の実施例１及び２に記載される通りである。

以下に、本発明の実施例１を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明によって実現される機能は、撮影者によるフレーミングを支援するズーム機能であり、便宜上、フレーミングアシストズーム機能（以下、ＦＡズーム機能と略記する）と呼ぶこととする。

図１は、本実施例１に係る撮像装置の一例として、デジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。レンズ鏡筒１０１は、その内部にレンズ群を保持してレンズ駆動を行う。ズームレンズ１０２は焦点距離を調節することで光学的に画角を変更し、フォーカスレンズ１０３はピントを調節する。防振レンズ１０４は手振れに起因する像振れを補正する補正用レンズであり、光量を調節する絞り及びシャッタ１０５は露出制御に使用する。レンズ鏡筒１０１を通過した光は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いた撮像素子１０６にて受光され、光信号から電気信号へと変換される。電気信号は、画像処理回路１０７に入力されて、画素補間処理や色変換処理等が施された後、画像データとして画像メモリ１０８に送られる。画像メモリ１０８はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

表示部１０９は、ＴＦＴ型ＬＣＤ（薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器）等で構成され、撮影した画像データとともに、特定の情報（例えば、撮影情報や後述するＦＡズーム枠等）を表示する。このようなライブビュー等の情報表示により、撮影者が画角合わせを行うための電子ビューファインダ（ＥＶＦ）機能を実現している。

絞りシャッタ駆動部１１０は、画像処理回路１０７での画像処理によって得られた輝度情報に基づいて露出制御値（絞り値及びシャッタ速度）を演算し、この演算結果に基づき絞り及びシャッタ１０５を駆動する。これによって、ＡＥ（自動露出）制御が行われる。

防振レンズ駆動部１１１は、ジャイロセンサ等の角速度センサの情報に基づいてデジタルカメラ１００に加わる振れ量を演算し、像振れを打ち消すように防振レンズ１０４を駆動する。

フォーカスレンズ駆動部１１２はフォーカスレンズ１０３を駆動する。例えば、コントラストＡＦ（オートフォーカス）方式の制御では、画像処理回路１０７の画像処理によって得られた撮影光学系の焦点調節情報（コントラスト評価値）に基づき、被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ１０３が駆動される。なお、本発明の適用上、焦点調節制御の如何は問わないので、位相差ＡＦ方式や他の方式と組み合わせた方式が採用可能である。ズームレンズ駆動部１１３はズーム操作指示に従ってズームレンズ１０２を駆動する。操作部１１７には、撮影者がカメラにズーミングを指示するためのズーム操作部材としてのズームレバーまたはズームボタン等が設けられている。ズーム操作指示に用いるズーム操作部材の操作量及び操作方向に基づいてズーム駆動速度や駆動方向が演算され、演算結果に従ってズームレンズ１０２が光軸に沿って移動する。

撮影動作によって生成された画像データは、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１５を介して記録部１１６に送られて記録される。画像データは、カメラに装着して使用するメモリーカード等の外部記録媒体や、デジタルカメラ１００に内蔵されている不揮発性のメモリ１１８、あるいは両方に記録される。

操作部１１７は前記ズーム操作部材の他、撮影開始を指示するレリーズスイッチ、ＦＡズーム機能の開始や終了を指示するＦＡズーム操作スイッチ、ＦＡズーム機能によるズームイン後の自動撮影の指示を行う不図示のモードダイヤル、操作スイッチ等を含む。操作信号は後述のシステム制御部１１４に送られる。メモリ１１８は、プログラムデータや画像データの他に、デジタルカメラ１００の設定情報や、後述するＦＡズーム機能におけるズーム戻り位置等の情報を記憶する。なお、ズーム戻り位置とは、ＦＡズームの終了時に、開示時のズーム位置へと復帰させる際の戻り位置であり、その詳細については後述する。

モード選択部１１９は不図示のモードダイヤルや、表示部１０９の表示されるモード選択メニューと操作部１１７の操作部材等によって構成され、撮影モードの選択と各種メニュー設定をする。撮影モードとして、人物の胸像を撮影するのに適したポートレートモードや動きの速い被写体を撮影するのに適したスポーツモード、風景を撮影するのに適した風景モード等に加え、撮像装置の各種メニュー設定（例えば、ＦＡズーム機能の自動撮影設定）をする。

システム制御部１１４はＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算装置を用いて構成され、撮影者の操作に応じて各部に制御命令を送ることでカメラ全体を制御する。システム制御部１１４は、メモリ１１８に記憶されている各種の制御プログラム、例えば撮像素子１０６の制御やＡＥ／ＡＦ制御、防振制御、ズーム制御（ＦＡズーム処理を含む）等を行うためのプログラムを実行する。

次に、システム制御部１１４のうち、ＦＡズーム機能に関連する制御について説明する。なお、図１にはシステム制御部１１４の内部処理をＣＺ制御部１２０、被写体検出部１２１、電子ズーム制御部１２２、ＦＡズーム枠制御部１２３、ＦＡズーム制御部１２４により機能ブロックで表している。

光学ズームによる画角変更時でも合焦状態を維持するためには、レンズ鏡筒１０１に示すリアフォーカスタイプの鏡筒の場合、ズームレンズ１０２のズーム位置に応じてフォーカスレンズ１０３を適正なフォーカス位置へ移動させる必要がある。このような制御をコンピュータズーム（ＣＺ）制御という。図２は、ズームレンズの焦点距離と、ピントが合うフォーカスレンズ位置との関係を、被写体までの距離ごとに示すデータデーブルをグラフ化した図である。このテーブルはフォーカスカムテーブルと称する。横軸はズーム位置に対応する焦点距離を示し、縦軸はフォーカス位置を示し、各グラフ線の横にはカメラから被写体までの距離（被写体距離）を示している。システム制御部１１４は、ＡＦ動作時にフォーカスレンズ駆動部１１２を制御してフォーカスレンズ１０３を所定の範囲で移動させることでスキャン動作を行う。この動作中に得られるコントラスト評価値等を用いて既知の方法により、合焦点であるフォーカス位置が検出される。その時のズーム位置とフォーカス位置から、フォーカスカムテーブルを参照することで被写体距離が計測可能である。

デジタルカメラ１００は光学ズーム機能と電子ズーム機能を有する。ＣＺ制御部１２０とズームレンズ駆動部１１３は光学ズーム駆動を担当する。ＣＺ制御部１２０は、ズーム動作時にて所定の制御周期ごとにズームレンズ１０２の位置を検出し、その位置に応じたＡＦ動作により計測した被写体距離でのフォーカスカムテーブルに追従するようにフォーカスレンズ１０３を駆動させる。これによって、合焦状態を維持したまま光学ズーム動作を行うことが可能となる。

一方、電子ズーム制御部１２２及び画像メモリ１０８は電子ズーム駆動を担当する。電子ズーム制御部１２２は、画像メモリ１０８に転送された画像データから対象領域を切り出すことによって電子ズーム機能を実現する。また、撮像素子１０６に取り込む映像のフレームレート周期で切り出す範囲を徐々に大きくし、表示部１０９に表示させることで滑らかな電子ズーム表示が実現される。

被写体検出部１２１は画像メモリ１０８の画像データから所望の被写体領域を検出する。本実施例１では顔情報を元に被写体として人物を検出する検出方法について説明する。顔検出処理は、画像データ中に存在する顔領域を公知のアルゴリズムにより検出する処理である。例えば、被写体検出部１２１は、画像データ上の正方形状の部分領域から特徴量を抽出し、その特徴量を予め用意された顔の特徴量と比較し、両者の相関が一定の閾値を超えるときに、その部分領域を顔領域と判定する。この判定を、部分領域のサイズ、配置位置、配置角度の組み合わせを様々に変更しながら繰り返せば、画像データ中に存在する様々な顔領域が検出される。被写体検出部１２１は、顔情報と共に、ＣＺ制御１２０で計測した被写体距離情報及びズームレンズの焦点距離情報を用いることで画像データ上での被写体領域の大きさを推定することができる。さらに、被写体領域の検出を繰り返すことにより、被写体の移動方向がわかり、動きに合わせて被写体を追尾することができる。

次にＦＡズーム機能の概要と、ＦＡズーム枠制御部１２３及びＦＡズーム制御部１２４を説明する。従来、撮影者が望遠状態でフレーミングしてシャッタチャンスを待っている間に被写体が動いてフレームアウトした場合等では、撮影者は以下の操作が必要であった。
・ズーム操作部材の操作によりズームアウトを行って被写体を探索すること。
・再び所望の画角になるまでズーム操作を行って画角調整すること。
・レリーズスイッチの操作により撮影を指示すること。

これに対して、ＦＡズーム機能を搭載したデジタルカメラ１００では、撮影前に画角合わせ等を行う状態（以下、撮影準備状態という）で被写体を見失ってしまった場合、撮影者はＦＡズーム操作スイッチを操作すればよい。このＦＡズーム操作スイッチは、ＦＡズーム機能のために割り当てられたスイッチであり、ズーム操作スイッチの操作部材とは別の部材の押下によって、ＦＡズーム機能の開始をカメラに指示する。ＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム操作スイッチから開始指示が出されたときの電子ズーム及び光学ズームの各ズーム位置をメモリ１１８に記憶する。さらにＦＡズーム制御部１２４は、後述する図５の処理手順に従って、ＣＺ制御部１２０または電子ズーム制御部１２２に対してズームアウトの指示を行い、撮影準備状態よりも画角がズームアウトされた状態（以下、被写体探索状態という）にする。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、撮影準備状態での画角から、被写体探索状態での画角を例示した図である。

図３（Ａ）は、撮影準備状態（ズームイン状態）での画角３００を示しており、被写体が一部フレームアウトしている。

ＦＡズーム機能の開始を指示すると、ズーム位置はワイド方向に変更され、ＦＡズーム枠制御部１２３は、図３（Ｂ）で示すように、被写体探索状態（ズームアウト状態）での画角３０１にするとともに、記憶した撮影準備状態での画角を示す大きさを算出し、表示部１０９のＥＶＦの中心部にＦＡズーム枠３０３（フレーミングアシストズーム枠）を表示させる。ＦＡズーム枠制御部１２３と表示部１０９が画角表示手段を構成する。ＦＡズーム枠３０３の大きさは、ズームアウトした時点でのズーム倍率を元に計算される。例えば、撮影準備状態から電子ズーム倍率を２倍、光学ズーム倍率を３倍としてズームアウトして被写体探索状態となった場合には、被写体探索状態でＥＶＦに表示される画角に対して、（１／２）×（１／３）＝１／６倍の大きさのＦＡズーム枠３０３が表示される。また、被写体検出部１２１によって所望の被写体を検出するとその周りにＦＡズーム枠３０３と同じ大きさのＦＡズーム補助枠３０４を表示させる。被写体検出部１２１と表示部１０９が被写体表示手段を構成する。図３（Ｂ）の例では、被写体がさらにフレームアウトしており、ＦＡズーム枠３０３内に被写体が入っていない。この画角で、撮影準備状態にした際の画角例を３０５に示す（実際には撮影準備状態になるまで、この表示はされない）。

そこで、図３（Ｃ）で示すように、撮影者は被写体探索状態で所望の被写体を発見した場合、ＦＡズーム枠３０３及びＦＡズーム補助枠３０４を目安としてＦＡズーム枠３０３の内部に被写体が収まるようにフレーミングを行う。撮影者のフレーミング操作により、ＦＡズーム枠３０３及びＦＡズーム補助枠３０４が重畳されると、ＦＡズーム制御部１２４は、記憶しておいた撮影準備状態のズーム位置まで光学ズームまたは電子ズームによるズームイン動作を行う。この画角で、撮影準備状態にした際の画角例を３０６に示す（実際には撮影準備状態になるまで、この表示はされない）。

こうして図３（Ｃ）の３０６で示すような最適なフレーミング状態が得られる。さらに、モード選択部１１９による撮影モードの設定により、ズームイン動作後に即座に撮影を行うことができる。ズームイン後にカメラが自動的に撮影を行うことで、レリーズスイッチ操作によるタイムラグで被写体が再度フレームアウトしてしまうことを防ぐ。本処理によって、撮影者は簡単な操作で、フレームアウトした被写体を再度フレームインさせながら所望の画角で撮影することができる。

なお、ＦＡズーム枠３０３とＦＡズーム補助枠３０４を重畳させるとは、ＦＡズーム枠３０３の内部に、所定の時間かつ所定の割合以上の被写体の領域が入ること、もしくは所定の時間と所定の割合のいずれか一方を満たすことであってもよい。一方、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、被写体探索状態での画角から、撮影準備状態での画角を例示した図である。

図４（Ａ）は、被写体探索状態（ズームアウト状態）での画角４００を示しており、ＦＡズーム枠３０３及びＦＡズーム補助枠３０４が重畳されている。この画角で、撮影準備状態にした際の画角例を４０５に示す（実際には撮影準備状態になるまで、この表示はされない）。被写体が全てフレーム内に入っていることがわかる。ＦＡズーム枠３０３及びＦＡズーム補助枠３０４の重畳により、ＦＡズーム制御部１２４は、記憶しておいた撮影準備状態のズーム位置まで光学ズームまたは電子ズームによるズームイン動作を行い、撮影準備状態（ズームイン状態）にする。

ここで、ズームイン動作中に被写体が移動した例を図４（Ｂ）に示す。この際の画角４０１では、被写体が一部フレームアウトしていることがわかる。被写体検出部１２１が、被写体を検出できなくとも、被写体の移動方向が認識できている場合は、移動方向の方向ガイダンス表示４０４を行う。被写体検出部１２１と表示部１０９が方向表示手段を構成する。

そこで、図４（Ｃ）で示すように、撮影者は方向ガイダンス表示４０４に従い、フレーミング操作をすることで最適なフレーミング状態が得られる。図３の説明同様、フレーミング後にカメラが自動的に撮影を行うことで、レリーズスイッチ操作によるタイムラグで被写体が再度フレームアウトしてしまうことを防ぐことができる。本処理によって、撮影者は簡単な操作で、フレームアウトした被写体を再度フレームインさせながら所望の画角で撮影することができる。

次に図５を用いて、ＦＡズーム機能の処理例について説明する。

ステップＳ１００でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態で操作部１１７のＦＡズーム操作スイッチが押下されたか否かを判定する。ＦＡズーム操作スイッチの押下が検出されるとＦＡズーム処理が開始する。ステップＳ１０１でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態での光学ズーム位置をＣＺ制御部１２０から取得し、電子ズーム位置を電子ズーム制御部１２２から取得する。さらにＦＡズーム制御部１２４は光学ズーム位置及び電子ズーム位置のデータをメモリ１１８に記憶する。なお、光学ズーム位置は、光学ズーム機能によって変更可能なズーム倍率に相当するズームレンズの位置を表し、電子ズーム位置は電子ズーム機能によって変更可能な画像拡大及び縮小の倍率に相当する制御位置を表す。

ステップＳ１０２でＦＡズーム制御部１２４は、メモリ１１８に記憶しているズームアウト駆動量を取得する。ズームアウト駆動量は、撮影者がモード選択部１１９による設定メニューでの操作によって変更可能である。この場合、操作部１１７と表示部１０９がズームアウト駆動量の設定手段を構成する。本例では、予め設定されたズームアウト駆動量に従って後述のズームアウト動作が行われるが、ＦＡズーム制御部１２４が該動作を段階的に制御する形態や、撮影者が停止操作を行うまでの間、ズームアウト動作を継続させる形態等がある。ステップＳ１０３でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態でのズーム状態が電子ズーム状態であるか否かを判定する。一般的なズーム操作では、操作部１１７のズーム操作部材が押下されると、光学ズーム位置がワイド端からテレ端の間である場合には、ＣＺ制御部１２０の制御下で光学ズームをワイド方向に駆動させる。光学ズーム位置がテレ端であって、さらにテレ方向への操作指示がなされた場合には電子ズーム制御部１２２が電子ズームを駆動させることで超望遠撮影が可能となる。ズーム操作部材の操作によるズーム動作とＦＡズーム動作との整合性を取るために、ＦＡズーム動作においても、撮影準備状態でのズーム状態が電子ズーム状態の場合には電子ズームを先に駆動させる。つまり、メモリ１１８に記憶した時点のズーム位置が優先すべきズーム状態でのズーム領域内にあるか否かが判定され、本例では電子ズームが優先されるので、ステップＳ１０３ではズーム位置が電子ズーム領域にあるか否かが判定される。ＦＡズーム開始時のズーム状態が電子ズーム状態であった場合には、ステップＳ１０４に処理を進める。ステップＳ１０４でＦＡズーム制御部１２４は後述するズームアウト位置の算出方法に従って、ステップＳ１０１で取得した電子ズーム位置とステップＳ１０２で取得したズームアウト駆動量から電子ズームのズームアウト位置を算出し、電子ズーム制御部１２２に設定する。ステップＳ１０５でＦＡズーム制御部１２４は、電子ズーム制御部１２２に対して、ステップＳ１０４で設定した電子ズームのズームアウト位置まで変倍処理を行うように指示する。電子ズーム制御部１２２は電子ズームによるズームアウト動作を行う。

ステップＳ１０３にて撮影準備状態でのズーム位置が光学ズーム領域にあると判定された場合や、ステップＳ１０５にて電子ズームのズームアウト動作が行われた後、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６でＦＡズーム制御部１２４は、さらに光学ズームによるズームアウトが必要であるか否かを判断する。つまり、電子ズームだけでは、設定したズームアウト駆動量のズーム駆動に充分でない場合、残りのズームアウト駆動量を光学ズームで補う必要がある（駆動残量の算出については後述する）。光学ズームによるズームアウトが必要と判断された場合にはステップＳ１０７に進み、光学ズームによるズームアウトが不要な場合にはステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７でＦＡズーム制御部１２４は、後述の算出方法に従って、光学ズーム位置とズームアウト駆動量から光学ズームのズームアウト位置を算出し、ＣＺ制御部１２０に設定する。ステップＳ１０８でＦＡズーム制御部１２４は、ＣＺ制御部１２０に対して、ステップＳ１０７で設定した光学ズームのズームアウト位置までズーム駆動するように指示する。ＣＺ制御部１２０はズームレンズ駆動部１１３を制御し、光学ズームのズームアウト動作を行う。そしてステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９でＦＡズーム制御部１２４は、ズームアウト倍率に応じたＦＡズーム枠３０３の表示をＦＡズーム枠制御部１２３に指示し、被写体探索状態とする。ステップＳ１１０で被写体検出部１２１は、被写体探索状態中に被写体が検出されたか否かを判定する。被写体が検出された場合はステップＳ１１１に処理を進め、検出されなかった場合はステップＳ１１５に処理を進める。ステップＳ１１１でＦＡズーム制御部１２４は、検出された被写体の周りにＦＡズーム枠３０３と同じ大きさのＦＡズーム補助枠３０４の表示をＦＡズーム枠制御部１２３に指示する。ステップＳ１１２で被写体検出部１２１は、前述したアルゴリズムに従って画像データ上での被写体が移動したかを判定する。被写体が移動した場合は、ステップＳ１１３に処理を進める。被写体が移動していない場合は、ステップＳ１１４に処理を進める。ステップＳ１１３でＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム補助枠３０４を被写体の動きに追尾して表示を更新するようＦＡズーム枠制御部１２３に指示する。ステップＳ１１４で、ＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム枠３０３とＦＡズーム補助枠３０４が重畳されたか否かを判定する。ここで、２つの枠が重畳されたかの判定は、ＦＡズーム枠３０３内に被写体が任意の時間かつ任意の割合以上の領域が入ることで判定する。また、時間と領域のどちらか一方で判定しても良い。２つの枠が重畳された場合はステップＳ１１６に進み、重畳されなかった場合はステップＳ１１２に戻り、処理を繰り返す。

ステップＳ１１０にて被写体が検出されなかった場合は、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５で、ＦＡズーム制御部１２４は被写体探索状態で操作部１１７のＦＡズーム操作スイッチが開放され、オフ状態になったか否かを判定する。ＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム操作スイッチがオフ状態になったことを検出するとステップＳ１１６以降のＦＡズーム終了動作を開始する。ステップＳ１１６でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１０１で記憶したズーム戻り位置のデータをメモリ１１８から読み込む。ステップＳ１１７でＦＡズーム制御部１２４は、被写体探索状態でのズーム状態が光学ズーム状態であるか否かを判定する。光学ズーム状態の場合（ステップＳ１１７のｙｅｓ）、光学ズームを優先してズームインを行うためにステップＳ１１８に処理を進め、電子ズーム状態の場合（ステップＳ１１７のｎｏ）では電子ズームのみでズームインを行うためにステップＳ１２０に処理を進める。ステップＳ１１８でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１１６で読み込んだズーム戻り位置のうち、光学ズームによるズームイン位置をＣＺ制御部１２０に設定する。ステップＳ１１９でＦＡズーム制御部１２４は、ＣＺ制御部１２０に対して、ステップＳ１１８で設定した光学ズームによるズームイン位置までズームレンズ１０２を駆動するように指示する。ＣＺ制御部１２０はズームレンズ駆動部１１３を制御して、光学ズームでのズームイン動作を行う。

ステップＳ１１７にて被写体探索状態でのズーム位置が電子ズーム領域内であると判定された場合や、ステップＳ１１９での光学ズームでズームイン動作が行われた後、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０でＦＡズーム制御部１２４は、さらに電子ズームによるズームインが必要か否かを判断する。電子ズームによるズームインが必要な場合にはＳ１２１に進み、電子ズームによるズームインが不要な場合には、ステップＳ１２３のズームイン後処理に進める。ズームイン後処理については、図６で後述する。ステップＳ１２１でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１１６で読み込んだズーム戻り位置のうち、電子ズームによるズームイン位置を電子ズーム制御部１２２に設定する。ステップＳ１２２でＦＡズーム制御部１２４は、電子ズーム制御部１２２に対して、ステップＳ１２１で設定した電子ズームによるズームイン位置まで変倍処理を行うように指示する。電子ズーム制御部１２２は電子ズームイン動作を行い、これによってズーム戻り位置へと復帰する。

ステップＳ１２３では、ズームイン後処理を行い、ＦＡズーム処理を終了する。

図６は、ステップＳ１２３のズームイン後処理の例について説明したフローチャートである。

ステップＳ２０１では、ズームイン後の画角における画像メモリ１０８の画像データ上で、前述したステップＳ１１０で検出した被写体が引き続き検出できているかを判定する。被写体が検出できている場合はステップＳ２０２へ、検出できていない場合はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０２では、モード選択部１１９によって選択されたモードやメニュー設定に応じて、自動撮影を行うか否かの判定を行う。ズームイン後自動撮影をする場合にはステップＳ２０３に進み、撮影処理を行う。また、ズームイン後自動撮影をしない場合や、ステップＳ２０３にてズームイン後自動撮影が終了すると、ズームイン後処理を終了する。

ステップＳ２０１で被写体が検出できていない場合は、前述したステップＳ１１６〜Ｓ１２２までのズームイン動作の処理中に、被写体がフレームアウトしてしまったと考えられる。ズームイン動作中も被写体検出部１２１が検出を繰り返していれば、被写体がフレームアウトしてしまったとしても、フレームアウトした方向を認識できている可能性がある。そこで、ステップＳ２０４では、被写体検出部１２１が被写体の移動方向が認識できているかを判定する。移動方向が認識できている場合はステップＳ２０５へ、認識できていない場合はステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０５では、表示部１０９のＥＶＦ中に、被写体の移動方向を矢印などでガイダンス表示を行う。撮影者はガイダンス表示に従ってフレーミングを行うことで、一旦フレームアウトした被写体を再度フレームインすることが容易になる。ガイダンス表示後は、ステップＳ２０１に戻り、画角内に被写体が検出できているかを判定する。

一方、ステップＳ２０６において、被写体の移動方向が認識できていない場合は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様なズームアウト動作を行い、ズームイン後処理を終了する。

本実施例１では、被写体の移動方向が認識できていない場合、ステップＳ２０６のズームアウト動作を自動で行っているが、自動でズームアウトをするか、先述したステップＳ１００同様、撮影者の操作によりＦＡズーム開始を行うかを、モード選択部１１９により選択されたモードやメニュー設定に応じて選択するようにしても良い。

次に、図７を用いて、図５のステップＳ１０４及びＳ１０７で設定する電子ズーム及び光学ズームのズームアウト位置の算出方法について説明する。図７は、ズームアウト駆動量をズーム倍率に基づく連続量で設定するときのズームアウト動作例を示す図である。本例では、光学ズームの焦点距離が２４乃至８４０ｍｍの範囲で光学ズーム倍率を最大３５倍とし、電子ズーム倍率を最大４倍としており、ズームアウト駆動量はズーム倍率に換算して１／８倍としている。なお、図中の「光学ワイド端」、「光学テレ端」は光学ズーム動作におけるワイド端（焦点距離２４ｍｍ）、テレ端（焦点距離８４０ｍｍ）をそれぞれ示し、光学ズーム領域の境界を表す。「電子ワイド端」、「電子テレ端」は電子ズーム動作におけるワイド端（焦点距離８４０ｍｍ相当）、テレ端（焦点距離３３６０ｍｍ相当）をそれぞれ示し、電子ズーム領域の境界を表す。光学テレ端位置と電子ワイド端位置が一致している。

パターン１は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学テレ端位置で焦点距離８４０ｍｍのときのズームアウト位置を示している。撮影準備状態でのズーム状態は光学ズーム状態であるため、電子ズーム位置は電子ワイド端位置のままである。ズーム倍率１／８倍に対応するズームアウト駆動量で光学ズーム位置を変更した場合、８４０ｍｍ×（１／８倍）＝１０５ｍｍの焦点距離に対応する位置がズームアウト位置となる。

パターン２は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置で焦点距離１９２ｍｍのときのズームアウト位置を示している。このときの光学ズームのズームアウト位置は、１９２ｍｍ×（１／８倍）＝２４ｍｍの焦点距離に対応する光学ワイド端位置がズームアウト位置となる。

パターン３は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置で焦点距離７２ｍｍのときのズームアウト位置を示している。光学ズームのズームアウト位置の算出結果は、７２ｍｍ×（１／８倍）＝９ｍｍとなり、光学ワイド端位置よりも広角側の位置となる。この場合、光学ワイド端位置をズームアウト位置とする。

パターン４は、撮影準備状態でのズーム位置が、電子テレ端位置のときのズームアウト位置を示している。電子ズーム倍率は最大４倍であるため、電子ズームのズームアウト位置は電子ワイド端位置とし、残りの２倍分については光学ズームでのズームアウト動作が行われる。したがって、光学ズームによるズームアウト位置は８４０ｍｍ×（１／２倍）＝４２０ｍｍの焦点距離に対応する位置となる。

ズーム倍率に基づいてズームアウト駆動量を設定する場合、パターン３のようにズームアウト位置が光学ワイド端位置を越える場合を除いて、被写体探索状態でのＦＡズーム枠３０３の大きさが一定になる（ズームアウトした画角が同じ倍率になる）という利点が得られる。

なお、図５のステップＳ１１８やＳ１２１で行われるズームイン位置の算出についても、光学ズームが優先されることを除いて上記と同様に行われるため、説明は省略する。

次に図８を用いて、本発明の実施例２におけるＦＡズーム機能の処理例について説明する。

図８は、ステップＳ３１４またはＳ３１５のｙｅｓの時のズーム戻り位置へのズームイン処理を開始する前に、ズームアウト状態のままで、画像メモリ上の撮像領域の一部を画像データから切り出すことにより画像記録を行う例である。

ステップＳ３１４またはＳ３１５のｙｅｓとは、メモリ１１８に記憶したズーム位置へ復帰させる所定の条件を意味する。この所定の条件が整うと、メモリ１１８に記憶したズーム位置へ復帰させる前に、ステップ３１７にて画像切り出しによる画像記録を行う。図８のステップＳ３００からＳ３１５、及びステップＳ３１８からＳ３２５は、図５のステップＳ１００からＳ１１５、及びステップＳ１１６からＳ１２３までの処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ３１６では、前のステップＳ３１４またはＳ３１５の条件が整ったことを受けて、自動切り出し撮影を行うか否かの判定を行う。この判定は、モード選択部１１９によって選択されたモードやメニュー設定に応じて行う。ステップＳ３１４またはＳ３１５の条件が整った後自動切り出し撮影をする場合にはステップＳ３１７に進み、切り出し撮影処理を行う。このステップを行うシステム制御部１１４が画像切り出し手段を構成する。

また、ステップＳ３１４またはＳ３１５の条件が整った後自動切り出し撮影をしない場合には、ステップＳ３１８でＦＡズーム制御部１２４はステップＳ１０１で記憶したズーム戻り位置のデータをメモリ１１８から読み込み、以降の処理を行う。

ステップＳ３２５のズームイン後処理に移行したときには、図６のステップＳ２０２では自動切り出しモードになっていて自動撮影モードになっていない場合は自動撮影が行われず、ズームイン後処理は終了する。本実施例２で切り出し撮影をする範囲は、ＦＡズーム枠３０３であるとする。表示されているＦＡズーム枠３０３と、切り出し範囲が同じであることで、撮影者は切り出される範囲を容易に把握することができる。

元々ＦＡズーム枠３０３の大きさは、撮影準備状態（ズームイン状態）での画角を示している。前述した図５のステップＳ１０２のズームアウト駆動量取得は、撮影者のモード選択部１１９による設定メニューでの操作によって設定されていたが、ステップＳ３０２でのズームアウト駆動量取得は撮像装置の撮像素子１０６の有効画素数に対する記録画素数の設定によって決定される。ここで、ＦＡズーム枠３０３の大きさが極端に大きく、あるいは極端に小さくなることでＦＡズーム処理の操作感が悪くならないように、適時、ズームアウト駆動量の割合を調整しても良い。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記実施例では、顔情報を元に人物を検出したが、動物やその他の移動体を検出する形態でもよい。また、枠が重畳されたかの判定を、ＦＡズーム枠３０３とＦＡズーム補助枠３０４が所定の割合以上重なっていることや、撮像装置が一定時間以上静止していることで判定しても良い。また、撮像装置の設定に応じて、ＦＡズーム解除後自動切り出し撮影と、ズームイン後自動撮影を併用するようにしても良い。

１０２ ズームレンズ
１０９ 表示部
１１４ システム制御部
１１７ 操作部
１１８ メモリ
１２１ 被写体検出部
１２３ ＦＡズーム枠制御部
１２４ ＦＡズーム制御部
３０３ ＦＡズーム枠
３０４ ＦＡズーム補助枠

Claims (14)

1. フレーミングアシストズーム機能を有する撮像装置であって、
   前記フレーミングアシストズーム機能の開始及び終了を指示する操作指示手段と、
   ズーム位置を記憶する記憶手段と、
   ズーム駆動を行う駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、
   前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された時点の画角の範囲をフレーミングアシストズーム枠で表示する画角表示手段と、
   被写体を認識する認識手段と、
   前記認識手段で認識した被写体を補助枠で表示する被写体表示手段とを備え、
   前記制御手段は、前記操作指示手段により前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された場合、前記記憶手段にズーム位置を記憶するとともに前記駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更し、前記画角表示手段のフレーミングアシストズーム枠と前記被写体表示手段の補助枠を重畳させると、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記フレーミングアシストズーム枠と前記補助枠の大きさは同じであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記フレーミングアシストズーム枠と前記補助枠を重畳させるとは、前記フレーミングアシストズーム枠の内部に、所定の時間かつ所定の割合以上の被写体の領域が入ること、もしくは所定の時間と所定の割合のいずれか一方を満たすことであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の撮像装置。
4. 画像を撮影する撮像手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させるとともに、前記撮像手段により画像を自動的に撮影させ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。
5. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させた際に、前記認識手段による被写体が認識できない場合は、前記撮像手段による自動撮影を行わせないことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記認識手段により認識した被写体の移動方向を表示する方向表示手段をさらに備え、
   前記方向表示手段は、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させた際に、前記認識手段による被写体が認識できない場合は、被写体の移動方向を表示することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させた際に、前記認識手段による被写体の認識ができず、かつ前記方向表示手段による被写体の移動方向の表示ができない場合は、再度、前記駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. フレーミングを支援するフレーミングアシストズーム機能を有する撮像装置であって、
   前記フレーミングアシストズーム機能の開始及び終了を指示する操作指示手段と、
   ズーム位置を記憶する記憶手段と、
   ズーム駆動を行う駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、
   前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された時点の画角の範囲をフレーミングアシストズーム枠で表示する画角表示手段と、
   撮像領域の一部を切り出して記録する画像切り出し手段とを備え、
   前記制御手段は、前記操作指示手段により前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された場合、前記記憶手段にズーム位置を記憶するとともに前記駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更し、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させる所定の条件が整うと、前記ズーム位置へ復帰させる前に、前記画像切り出し手段による画像記録を行うことを特徴とする撮像装置。
9. 前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させる所定の条件は、前記操作指示手段により前記フレーミングアシストズーム機能の終了が指示された場合であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 被写体を認識する認識手段と、
    前記認識手段で認識した被写体を補助枠で表示する被写体表示手段とをさらに備え、
    前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させる所定の条件は、前記画角表示手段のフレーミングアシストズーム枠と前記被写体表示手段の補助枠を重畳させた場合であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
11. 前記画像切り出し手段による画像を切り出す範囲は、前記画角表示手段のフレーミングアシストズーム枠の範囲に等しいことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 前記駆動手段によりズーム位置をワイド方向に変更する駆動量は、撮像素子の有効画素数に対する記録画素数の設定に応じて決定されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 画像を撮影する撮像手段をさらに備え、
    前記制御手段は、設定に応じて、前記画像切り出し手段による画像記録と、前記記憶手段に記憶したズーム位置へ復帰させた後の前記撮像手段による画像の撮影とを併用することを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. フレーミングを支援するフレーミングアシストズーム機能を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記フレーミングアシストズーム機能の開始及び終了の指示を受け付けるステップと、
    前記フレーミングアシストズーム機能の開始が指示された時点の画角の範囲をフレーミングアシストズーム枠で表示するステップと、
    被写体を認識し、認識した被写体を補助枠で表示するステップと、
    前記フレーミングアシストズーム機能の開始の指示を受け付けたときにズーム位置を記憶するとともにズーム位置をワイド方向に変更するステップと、
    前記フレーミングアシストズーム枠と前記補助枠が重畳された際に、記憶した前記ズーム位置へ復帰させるステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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