JP5040669B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体の追尾機能を有する撮像装置に関する。

従来から、動きのある主要被写体に追従してフォーカス調整や露光条件の演算などを行うために、被写体追尾機能を備えた撮像装置が種々提案されている。一例として、特許文献１には、入力画像に対してテンプレートマッチング処理を施して被写体追尾を行う撮像装置が開示されている。
特開２００１−６０２６９号公報

ところで、被写体の追尾機能を有するとともに、静止画撮影を行う撮像装置では、全押し操作によって静止画の撮像タイミングを指示するレリーズ釦を半押しすることで、被写体追尾動作が行われる。そのため、半押し操作で被写体追尾動作を行っているときに誤って全押し操作が行われる可能性も高く、誤操作によってユーザーの意図しないタイミングで静止画が撮像され易い点で改善の余地があった。

また、上述した撮像装置では、静止画の撮像指示の操作と被写体追尾動作の操作とが同じ操作部材に割り当てられている。そのため、追尾中の被写体をロストした状態や撮影モードを切り替えた状態において撮像装置の操作が複雑になり、ユーザーが混乱をきたすおそれもある。

そこで、本発明は、被写体の追尾機能を有する撮像装置において、被写体追尾時の操作性をより向上させる手段を提供することを目的とする。

一の形態の撮像装置は、撮像部と、メモリと、被写体追尾部と、画像を表示するモニタと、筐体と、第１操作部材と、第２操作部材とを備える。撮像部は、被写体像を撮像して画像のデータを生成する。メモリは、追尾対象の特徴を示すテンプレートを記憶する。被写体追尾部は、テンプレートを用いて、追尾対象の被写体を画像から継続的に検出する。筐体は、撮像部、メモリ、被写体追尾部およびモニタを収納する。第１操作部材は、筐体の外面に配置されるとともに、撮像部に記録用の静止画像を撮像させる撮像指示を受け付ける。第２操作部材は、第１操作部材とは独立して筐体の外面に配置されるとともに、被写体追尾部に追尾対象の検出を開始させる追尾開始操作を受け付ける。モニタは、筐体の一方の側面側に寄せて配置され、第１部材および第２部材は、モニタの位置よりも筐体の他方の側面側に寄せて配置される。また、被写体追尾部は、追尾開始操作があった後に第２操作部材での追尾開始操作が継続して行われていないときも追尾対象の検出を継続し、第２操作部材による追尾開始操作の後にさらに第２操作部材からの入力を受け付けたときに追尾対象の検出を終了する。

本発明では、撮像の指示を受け付ける第１操作部材とは別の第２操作部材によって追尾対象の検出を開始させる操作を受け付ける。これにより、被写体の追尾機能を有する撮像装置において被写体追尾時の操作性がより向上する。

＜電子カメラの構成の説明＞
図１は本実施形態の電子カメラの構成を説明するブロック図である。また、図２は、本実施形態の電子カメラの背面側外観図である。ここで、本実施形態の電子カメラは、撮影モードの一つとして、被写体追尾モードを有している。なお、被写体追尾モードでは、時系列に取得される複数の画像から追尾対象の被写体を電子カメラが継続的に検出することができる。なお、上記の被写体追尾モードは、例えば、子供の撮影に適したキッズモードなどの一機能として電子カメラに実装されるものであってもよい。

電子カメラは、撮像光学系１１およびレンズ駆動部１２と、絞り１３および絞り駆動部１４と、撮像素子１５と、ＡＦＥ１６と、画像処理部１７と、第１メモリ１８と、記録Ｉ／Ｆ（インターフェース）１９と、モニタ２０と、操作部材２１と、振動センサ２２と、ＣＰＵ２３と、第２メモリ２４と、バス２５とを有している。

ここで、上記の構成部品は、全体形状が薄箱状の筐体２６に格納されている。また、画像処理部１７、第１メモリ１８、記録Ｉ／Ｆ１９、モニタ２０、ＣＰＵ２３および第２メモリ２４は、バス２５を介してそれぞれ接続されている。さらに、レンズ駆動部１２、絞り駆動部１４、撮像素子１５、ＡＦＥ１６、操作部材２１および振動センサ２２は、それぞれＣＰＵ２３に接続されている。

撮像光学系１１は、ズームレンズ、フォーカシングレンズ、ブレ補正レンズを含む複数のレンズ群で構成されている。撮像光学系１１のうちでズームレンズやフォーカシングレンズのレンズ位置は、レンズ駆動部１２によって光軸方向に調整される。また、レンズ駆動部１２は、撮像光学系１１のブレ補正レンズを光軸に対して直角方向に揺動させる。これにより、被写体像の結像位置がシフトして、撮像素子１５の受光面における被写体の像ブレが抑制される。なお、簡単のため、図１では撮像光学系１１を１枚のレンズとして図示する。

絞り１３は、複数の絞り羽根の開閉によって撮像素子１５に入射する光量を調節する。この絞り１３の開口量は、ＣＰＵ２３の指示に応じて絞り駆動部１４が調整する。

撮像素子１５は、撮像光学系１１および絞り１３を通過した光束による被写体像を光電変換してアナログの画像信号を生成する。この撮像素子１５の出力はＡＦＥ１６に接続されている。なお、撮像素子１５の電荷蓄積時間および信号読みだしは、ＣＰＵ２３によって制御される。

ここで、電子カメラの撮影モードにおいて、撮像素子１５は後述のレリーズ釦３０の全押し操作に応答して記録用の静止画像（本画像）を撮像する。また、撮影モードでの撮像素子１５は、撮影待機時にも所定間隔毎に観測用の画像（スルー画像）を連続的に撮像する。ここで、時系列に取得されたスルー画像のデータは、モニタ２０での動画像表示やＣＰＵ２３による各種の演算処理に使用される。なお、各々のスルー画像の解像度は、本画像よりも低く設定されている。

ＡＦＥ１６は、撮像素子１５の出力に対してアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このＡＦＥ１６は、相関二重サンプリングや、画像信号のゲインの調整や、画像信号のＡ／Ｄ変換を行う。そして、ＡＦＥ１６の出力は画像処理部１７に接続されている。なお、ＣＰＵ２３は、ＡＦＥ１６において画像信号のゲインを調整することで、ＩＳＯ感度に相当する撮像感度を調整できる。

画像処理部１７は、デジタルの画像信号に対して各種の画像処理（色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整など）を施す。また、画像処理部１７は、本画像のデータの圧縮伸長処理も実行する。

また、画像処理部１７は、画像の解像度変換（画素数変換）を実行する。一例として、撮影モードでの撮影待機時には、画像処理部１７は、スルー画像に解像度変換を施してモニタ表示用のビュー画像を生成する。

第１メモリ１８は、画像処理部１７による画像処理の前工程や後工程で画像のデータを一時的に記憶するバッファメモリである。この第１メモリ１８は揮発性の記憶媒体であるＳＤＲＡＭにより構成される。

記録Ｉ／Ｆ１９には、不揮発性の記憶媒体２７を接続するためのコネクタが形成されている。そして、記録Ｉ／Ｆ１９は、コネクタに接続された記憶媒体２７に対してデータの書き込み／読み込みを実行する。上記の記憶媒体２７は、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。なお、図１では記憶媒体２７の一例としてメモリカードを図示する。

モニタ２０は、ＣＰＵ２３の指示に応じて各種画像を表示する。本実施形態の例では、筐体２６の背面に配置された液晶表示パネルによってモニタ２０が構成される（図２参照）。なお、モニタ２０は、筐体２６の背面からみて左側（図２の左側）に寄せて配置されている。

また、撮影モードでの撮影待機時において、モニタ２０には、ＣＰＵ２３の制御により上記のビュー画像が動画表示される。このとき、ＣＰＵ２３は、撮影に必要となる各種情報をモニタ２０のビュー画像上にオーバーレイ表示させることもできる。また、ＣＰＵ２３は、各種の設定項目の入力が可能なメニュー画面をモニタ２０に表示させることもできる。

操作部材２１は、ユーザーの操作を受け付ける複数のスイッチを有している。具体的には、本実施形態の操作部材２１には、レリーズ釦３０、ズームスイッチ３１と、モード選択釦３２と、再生釦３３と、メニュー釦３４と、削除釦３５と、多機能操作スイッチ３６とが含まれる。

ここで、レリーズ釦３０は、半押し操作による撮影前のオートフォーカス（ＡＦ）動作開始の指示入力と、全押し操作による撮像動作開始の指示入力とをユーザーから受け付ける。

ズームスイッチ３１は、ズームレンズの移動による光学的なズーム操作や、ビュー画像の解像度変更による電子的なズーム操作をユーザーから受け付ける。

モード選択釦３２は、電子カメラの動作モードを選択するための操作をユーザーから受け付ける。再生釦３３は、本画像の再生表示を行う再生モードへの移行操作をユーザーから受け付ける。メニュー釦３４は、メニュー画面を立ち上げるための操作をユーザーから受け付ける。削除釦３５は、上記の再生モードにおいて、表示中の再生画像に対応する本画像のデータを消去する操作をユーザーから受け付ける。

多機能操作スイッチ３６の上面には、決定釦３７およびダイヤル３８が配置されている。ダイヤル３８の全体形状は環状であって、ダイヤル３８の内周側には決定釦３７が配置されている。そして、ダイヤル３８では、例えばメニュー画面等での項目選択の入力をユーザーから受け付ける。また、決定釦３７では、メニュー画面等での項目決定の入力をユーザーから受け付ける。さらに、多機能操作スイッチ３６の本体部分は、上下左右の４方向の入力を受け付ける十字キーとして機能する。なお、被写体追尾モードでは、被写体追尾の開始および停止に関する操作が上記の決定釦３７に割り当てられている。

また、図２に示すように、操作部材２１の各スイッチは、筐体２６の背面からみて右側（図２の右側）に寄せて配置されている。そのため、操作部材２１の各スイッチは、ユーザーが簡単に片手操作できるようになっている。また、ズームスイッチ３１、モード選択釦３２、再生釦３３、メニュー釦３４、削除釦３５および多機能操作スイッチ３６はそれぞれ筐体２６の背面に配置される一方で、レリーズ釦３０は筐体２６の上面に配置されている。そのため、ユーザーは、レリーズ釦３０と他のスイッチとを容易に識別することができる。

振動センサ２２は、電子カメラに対する振動の方向および大きさを検知する。本実施形態での振動センサ２２は、電子カメラの縦揺れを検出する縦方向角速度センサと、電子カメラの横揺れを検出する横方向角速度センサとを備えている。上記の各々の角速度センサには、例えば回転によるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサなどが用いられる。

ＣＰＵ２３は、電子カメラの動作を統括的に制御するプロセッサである。例えば、ＣＰＵ２３は、振動センサ２２の出力に基づいてブレ補正レンズを駆動させて、光学的なブレ補正を実行する。また、ＣＰＵ２３は、第２メモリ２４に格納されたプログラムの実行により、パラメータ設定部４０、焦点調節部４１、テンプレート生成部４２、被写体追尾部４３として機能する。

パラメータ設定部４０では、スルー画像のデータを用いて公知の自動露出（ＡＥ）演算を実行する。そして、パラメータ設定部４０は、絞り１３の絞り値、撮像素子１５での電荷蓄積時間（シャッタスピード）、ＡＦＥ１６のゲイン（撮像感度）の各パラメータをそれぞれ設定する。なお、ＣＰＵ２３は、上記のパラメータに基づいて電子カメラの各部を制御し、スルー画像や本画像の撮像を実行することとなる。

また、パラメータ設定部４０は、スルー画像のデータや本画像のデータを用いてホワイトバランス演算を実行する。

具体的には、パラメータ設定部４０は、画像のデータをＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）成分に分解し、各色成分の階調の平均値Ｒａｖｅ，Ｇａｖｅ，Ｂａｖｅをそれぞれ求める。そして、パラメータ設定部４０は、画像のホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整値（Ｇｒｄ，Ｇｂｄ）を求める。Ｒのレベルを補正するためのホワイトバランス調整値Ｇｒｄは、Ｇａｖｅ／Ｒａｖｅから求めることができる。また、Ｂのレベルを補正するためのホワイトバランス調整値Ｇｂｄは、Ｇａｖｅ／Ｂａｖｅから求めることができる。なお、画像処理部１７は、上記のホワイトバランス調整値（Ｇｒｄ，Ｇｂｄ）を適用してホワイトバランス調整を実行する。

焦点調節部４１は、スルー画像のデータを用いて、公知のコントラスト検出によるＡＦ制御を実行する。

テンプレート生成部４２は、入力された画像から追尾対象の物体を識別するためのテンプレートのデータを生成する。本実施形態の電子カメラでは、人間、動物、建築物、乗物などを含むあらゆる物体を追尾対象としてテンプレートを生成することが可能である。

一例として、テンプレート生成部４２は、撮影画面内に設定されているテンプレート生成範囲のスルー画像を用いてテンプレートのデータを生成する。なお、上記のテンプレートのデータには、ＹＣｂＣｒの各チャンネルのデータ（被写体の輝度情報、色差情報）が含まれる。

被写体追尾部４３は、上記のテンプレートを用いて、撮影画面内における追尾対象の被写体の位置を継続的に検出する。これにより、焦点調節部４１では、テンプレートに対応する被写体の動きに追従してＡＦ制御を行うことができる。また、ＣＰＵ２３は、テンプレートに対応する被写体の位置を示すマークをモニタ２０のビュー画像上に重畳表示させることもできる。

第２メモリ２４は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体で構成される。この第２メモリ２４には、上記のテンプレートのデータや、被写体追尾処理での各種データ（撮影画面内での追尾対象の位置や、後述の類似度など）がそれぞれ記憶される。なお、第２メモリ２４には、ＣＰＵ２３によって実行されるプログラムも記憶される。このプログラムによる被写体追尾モードでの動作例については後述する。

＜電子カメラの動作説明＞
以下、本実施形態の電子カメラにおける被写体追尾モードを説明する。まず、被写体追尾モードの起動方法の一例を説明する。

ユーザーによるモード選択釦３２の入力があると、ＣＰＵ２３は撮影モードの選択画面（不図示）をモニタ２０に表示する。この撮影モードの選択画面ではＧＵＩ形式のダイヤルがモニタ２０に表示され、ユーザーは「通常撮影モード」、「シーンモード」などの選択入力を行うことができる。そして、撮影モードの選択画面でシーンモードを選択する入力を受け付けると、ＣＰＵ２３はシーンモードに含まれる撮影モード（例えば、夜景撮影モード、風景撮影モード、被写体追尾モードなど）のうちのいずれかを立ち上げる。このとき、シーンモードにおけるデフォルトの撮影モードが「被写体追尾モード」である場合には、ＣＰＵ２３は被写体追尾モードで電子カメラを起動させる。

また、シーンモードでの動作時にユーザーがメニュー釦３４を押圧すると、ＣＰＵ２３はシーンモードにおけるメニュー画面（不図示）をモニタ２０に表示する。このメニュー画面では、シーンモードに含まれる各撮影モードの切り替えをユーザーが実行できる。そして、メニュー画面で「被写体追尾モード」を選択する入力を受け付けると、ＣＰＵ２３は被写体追尾モードで電子カメラを起動させる。

次に、図３，図４の流れ図を参照しつつ、被写体追尾モードでの動作例を詳述する。なお、被写体追尾モードでの電子カメラの動作は、ＣＰＵの実行するプログラムによって制御される。

ステップＳ１０１：ＣＰＵ２３は、撮像素子１５を駆動させてスルー画像の撮像を開始する。その後、スルー画像は所定間隔ごとに逐次生成されることとなる。また、ＣＰＵ２３は、スルー画像から生成されたビュー画像をモニタ２０に動画表示させる。したがって、ユーザーは、モニタ２０のビュー画像を参照して、撮影構図を決定するためのフレーミングを行うことができる。

また、Ｓ１０１でのＣＰＵ２３は、撮影画面内のテンプレート生成範囲を示すガイドマーク（矩形の枠表示）をビュー画像に重畳させる（図５参照）。上記の枠表示は、ＣＰＵ２３の制御によって撮影画面の中央部に白色で表示される。なお、上記の枠表示の中に追尾対象の被写体を収めた状態でユーザーが決定釦３７を押圧すると、ＣＰＵ２３は被写体追尾処理を開始する。

ステップＳ１０２：ＣＰＵ２３は、多機能操作スイッチ３６の決定釦３７が押圧されたか否かを判定する。決定釦３７が押圧された場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０３に移行する。一方、決定釦３７が押圧されていない場合（ＮＯ側）にはＳ１２０に移行する。

ステップＳ１０３：焦点調節部４１は、撮影画面の中央部（Ｓ１０１での枠表示の位置）を焦点検出エリアとしてＡＦ制御を実行する。また、パラメータ設定部４０は、スルー画像のデータを用いてＡＥ演算およびホワイトバランス演算を実行する。

ステップＳ１０４：ＣＰＵ２３は、Ｓ１０３でのＡＦ制御によって、焦点検出エリアにおけるフォーカスレンズの合焦位置を検出できたか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０６に移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）にはＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５：ＣＰＵ２３は、テンプレート生成範囲（枠表示に対応する範囲）の被写体が非合焦状態であることを示すＮＧ処理を実行する。一例として、ＣＰＵ２３は、モニタ２０の枠表示を一時的に赤色に変更するとともに、スピーカー（不図示）から非合焦時の警告音を出力する。

その後、ＣＰＵ２３は、枠表示を再び白色に変更するとともにＳ１０２に戻って上記動作を繰り返す。なお、Ｓ１０５の場合には、テンプレート生成範囲のスルー画像から適正なテンプレートを生成できないため、電子カメラが被写体追尾処理を実行することはない。

ステップＳ１０６：テンプレート生成部４２は、ＡＦ後に撮像されたスルー画像を用いて追尾対象のテンプレートを生成する。一例として、テンプレート生成部４２は、上記のスルー画像のうちからテンプレート生成範囲の部分画像を切り出す。そして、テンプレート生成部４２は、部分画像のＹ成分を参照して追尾対象の輝度情報（Ｙ）のテンプレートを生成するとともに、部分画像のＣｂＣｒ成分を参照して追尾対象の色差情報（Ｃｂ，Ｃｒ）のテンプレートをそれぞれ生成する。なお、上記の各テンプレートのデータは、ＣＰＵ２３によって第２メモリ２４に記録される。

その後、被写体追尾部４３は、上記のテンプレートを用いて被写体追尾処理を開始する。なお、本実施形態において、被写体追尾処理は決定釦３７の押圧（Ｓ１０２）をトリガとして開始するが、その後に決定釦３７の押圧操作が継続されていない状態（被写体追尾処理の開始後にユーザーが決定釦３７の押圧を解除した状態）でも、被写体追尾部４３は被写体追尾処理を継続する。

また、被写体追尾処理が開始されたときには、ＣＰＵ２３は、被写体追尾の実行状態を示す表示（被写体追尾マーク）をモニタ２０に出力する。一例として、ＣＰＵ２３は、ガイドマークの枠表示（Ｓ１０１）を白色から黄色に変更する。これにより、ユーザーはテンプレートの生成完了と、被写体追尾が開始されたこととをモニタ２０で確認できる（被写体追尾マークの表示画面は図５とほぼ同様であるため図示を省略する）。

さらに、被写体追尾処理の実行時には、パラメータ設定部４０はＡＥ演算およびホワイトバランス演算を停止する。したがって、被写体追尾処理の実行時には、ＡＥ演算に基づく各パラメータ（絞り値、シャッタスピード、撮像感度）およびホワイトバランス調整値は、テンプレート生成時の設定値（Ｓ１０３で求めたもの）に固定される。これにより、被写体追尾処理のときには、各々のスルー画像における追尾対象の明るさや色差の状態が各テンプレートとほぼ同様となるので、追尾対象の検出精度をより向上させることができる。

ステップＳ１０７：ＣＰＵ２３は、スルー画像のうちで被写体追尾の判定を行う判定フレームが撮像されたか否かを判定する。判定フレームが撮像された場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０８に移行する。一方、判定フレームが撮像されていない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２３は判定フレームの撮像を待機する。

ステップＳ１０８：被写体追尾部４３は、判定フレーム（Ｓ１０７）に含まれる被写体とテンプレート（Ｓ１０６）との類似度を求めるマッチング処理を実行する。

このＳ１０８でのマッチング処理は、判定フレームのうちの部分領域（探索エリア）を対象として行われる。図６は、本実施形態における探索エリアの初期状態の一例を示した図である。被写体追尾部４３は、３×３の配列をなすように撮影画面を９つに等分割した領域のうちで、画面中央の部分領域を探索エリアに指定する。

また、Ｓ１０８のマッチング処理では、被写体追尾部４３は、以下の（イ）から（ハ）の処理を実行する。なお、以下の各処理は、各テンプレートごとにそれぞれ行われるものとする。

（イ）被写体追尾部４３は、判定フレームのうちの探索エリアに対応する範囲から、テンプレートとのマッチングを行う対象領域を決定する。この対象領域のサイズは、テンプレートの生成範囲と同じサイズに設定される。

（ロ）次に、被写体追尾部４３は、上記（イ）で設定された対象領域の画像とテンプレートとでそれぞれ対応位置にある注目画素間の階調差を求める。そして、被写体追尾部４３は、上記の対象領域での類似度を以下の式（１）によって求める。なお、類似度の値は、被写体追尾部４３によって第２メモリ２４に記録される。

ここで、式（１）において、Ｉ₁はテンプレートに対応し、Ｉ₂は対象領域の画像に対応する。そして、Ｉ₁およびＩ₂の注目画素は、テンプレートおよび対象領域の画像でそれぞれ対応位置にある画素を示す。また、式（１）では、テンプレートおよび判定フレームでの階調がともに８ｂｉｔ（０〜２５５の階調値）であることを前提とする。なお、上記の類似度の単位は％である。すなわち、上記の式（１）では、対応画素の階調差の絶対値を合計して類似度を求めている。そして、式（１）では、階調差の絶対値の総和が大きくなるほど類似度の値が小さくなる。

（ハ）被写体追尾部４３は、対象領域をシフトさせて上記（ロ）の処理を繰り返す。これにより、被写体追尾部４３は、探索エリア内の各位置でテンプレートとの類似度をそれぞれ求めることとなる。

ステップＳ１０９：被写体追尾部４３は、追尾対象をロストしたか否かを判定する。具体的には、被写体追尾部４３は、マッチング処理（Ｓ１０８）で求めた類似度がいずれもロスト判定の閾値未満であるか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）にはＳ１１１に移行する。なお、この場合（Ｓ１０９のＹＥＳ側）には、ＣＰＵ２３は、追尾対象をロストしたことを示すロスト表示をモニタ２０に出力するようにしてもよい。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）にはＳ１１０に移行する。

ステップＳ１１０：ＣＰＵ２３は、被写体追尾処理の停止操作をユーザーから受け付けたか否かを判定する。具体的には、本実施形態でのＣＰＵ２３は、Ｓ１０２の後に２回目の決定釦３７の押圧があったときに被写体追尾処理の停止操作があったものと判定する。被写体追尾処理の停止操作があった場合（ＹＥＳ側）にはＳ１１１に移行する。一方、被写体追尾処理の停止操作がない場合（ＮＯ側）にはＳ１１２に移行する。

ステップＳ１１１：ＣＰＵ２３は、被写体追尾処理を終了するとともに、ビュー画像の被写体追尾マークを消灯する。その後、ＣＰＵ２３は、テンプレート生成範囲を示すガイドマーク（Ｓ１０１）をビュー画像の中央に再び重畳表示してＳ１０２に戻る。

したがって、例えば、追尾対象の被写体をロストしたときには、電子カメラが被写体追尾処理を行う前の初期状態に戻るため、追尾対象と異なる被写体を誤って追尾するおそれが低減する。

ステップＳ１１２：被写体追尾部４３は、判定フレーム内で最も高い類似度を示す対象領域の位置を追尾対象の位置として決定する。

そして、被写体追尾部４３は、追尾対象の位置に合わせて、ビュー画像に重畳する被写体追尾マークの表示位置を更新する。その結果、モニタ２０上での枠表示の位置は追尾対象の被写体の動きに追従してシフトすることとなる。これにより、ユーザーは追尾対象の検出結果をモニタ２０で確認できる。なお、Ｓ１１２で求めた追尾対象の位置は、被写体追尾部４３によって第２メモリ２４に記録される。

また、被写体追尾部４３は、追尾対象の位置に合わせて探索エリアの位置も更新する。図７は、追尾対象の移動に伴う探索エリアのシフトを示す図である。被写体追尾部４３は、追尾対象の位置が探索エリアの中央と重なるように、撮影画面に対して探索エリアをシフトさせる。これにより、追尾対象の動きに合わせて探索エリアが移動するため、電子カメラが追尾対象をロストする確率が低減する。

ステップＳ１１３：焦点調節部４１は、追尾対象の被写体の位置（Ｓ１１２）を焦点検出エリアに設定してＡＦ制御を実行する。

ステップＳ１１４：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０が半押しされたか否かを判定する。レリーズ釦３０が半押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１１６に移行する。一方、レリーズ釦３０が半押しされていない場合（ＮＯ側）にはＳ１１５に移行する。

ステップＳ１１５：ＣＰＵ２３は、被写体追尾モードの終了指示をユーザーから受け付けたか否かを判定する。一例として、本実施形態でのＣＰＵ２３は、他の動作モードへの切替操作があったときや、電子カメラの電源オフ操作があったときに、被写体追尾モードの終了指示があったものと判定する。

上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ２３は、被写体追尾モードの一連の処理を終了する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２３はＳ１０７に戻って上記動作を繰り返す。これにより、被写体追尾部４３は、撮影画面内での追尾対象の位置変化を継続的に検出できる。

ステップＳ１１６：この場合には、ＣＰＵ２３は、被写体追尾部４３による被写体追尾処理を一時停止させる。そして、焦点調節部４１は、被写体追尾処理で最後に検出された追尾対象の位置を焦点検出エリアとしてＡＦ制御を実行する。その後、焦点調節部４１は、本画像の撮像が行われるか、あるいはレリーズ釦３０の半押し操作が解除されるまでＡＦ制御を停止し、フォーカスレンズの焦点位置を固定する。

なお、Ｓ１１６でのＣＰＵ２３はパラメータ設定部４０にＡＥ演算を実行させて、本画像の撮像時に適用する絞り値、シャッタスピード、撮像感度をそれぞれ求めてもよい。

ステップＳ１１７：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０の半押しが解除されたか否かを判定する。レリーズ釦３０の半押しが解除された場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ２３は、被写体追尾部４３に被写体追尾処理を再開させるとともに、Ｓ１０７に戻って上記動作を繰り返す。一方、レリーズ釦３０の半押しが継続している場合（ＮＯ側）にはＳ１１８に移行する。

ステップＳ１１８：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦３０が全押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１１９に移行する。一方、レリーズ釦３０が全押しされていない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２３はＳ１１７に戻って上記動作を繰り返す。

ステップＳ１１９：ＣＰＵ２３は、撮像素子１５を駆動させて本画像の撮像処理を実行する。本画像のデータは、ＡＦＥ１６および画像処理部１７で所定の処理が施された後に、記録Ｉ／Ｆ１９を介して記憶媒体２７に記録される。なお、Ｓ１１９での画像処理部１７は、パラメータ設定部４０が本画像のデータから求めたホワイトバランス調整値を用いてホワイトバランス調整を行う。また、ＣＰＵ２３は、本画像の撮像処理において、複数フレーム分の本画像を連写撮影するようにしてもよい。

その後、ＣＰＵ２３は、被写体追尾部４３に被写体追尾処理を再開させるとともに、Ｓ１０７に戻って上記動作を繰り返す。

なお、被写体追尾処理の再開時（Ｓ１１７のＹＥＳ側，Ｓ１１９の場合）には、被写体追尾部４３は、追尾対象を最後に検出した位置を基準として、探索エリア（Ｓ１０８）の位置を決定する。そして、被写体追尾部４３は、次回のマッチング処理において、追尾対象を最後に検出した位置を起点として追尾対象を探索する。例えば、被写体追尾部４３は、次回のマッチング処理での対象領域として、追尾対象を最後に検出した位置を最初に指定する。

ステップＳ１２０：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０が半押しされたか否かを判定する。レリーズ釦３０が半押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１２１に移行する。一方、レリーズ釦３０が半押しされていない場合（ＮＯ側）にはＳ１２５に移行する。

ステップＳ１２１：焦点調節部４１は、例えば、中央優先または至近優先のアルゴリズムで通常のＡＦ制御を実行する。その後、焦点調節部４１は、本画像の撮像が行われるか、あるいはレリーズ釦３０の半押し操作が解除されるまでＡＦ制御を停止し、フォーカスレンズの焦点位置を固定する。また、Ｓ１２１でのＣＰＵ２３はパラメータ設定部４０にＡＥ演算を実行させて、本画像の撮像時に適用する絞り値、シャッタスピード、撮像感度をそれぞれ求める。

ステップＳ１２２：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０の半押しが解除されたか否かを判定する。レリーズ釦３０の半押しが解除された場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ２３はＳ１０２に戻って上記動作を繰り返す。一方、レリーズ釦３０の半押しが継続している場合（ＮＯ側）にはＳ１２３に移行する。

ステップＳ１２３：ＣＰＵ２３は、レリーズ釦３０が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦３０が全押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１２４に移行する。一方、レリーズ釦３０が全押しされていない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２３はＳ１２２に戻って上記動作を繰り返す。

ステップＳ１２４：ＣＰＵ２３は、撮像素子１５を駆動させて本画像の撮像処理を実行する。このＳ１２４での処理は上記のＳ１１９と共通するため、重複説明を省略する。その後、ＣＰＵ２３は、Ｓ１０２に戻って上記動作を繰り返す。

ステップＳ１２５：ＣＰＵ２３は、被写体追尾モードの終了指示をユーザーから受け付けたか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ２３は被写体追尾モードの一連の処理を終了する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２３はＳ１０２に戻って上記動作を繰り返す。以上で、図３，図４の流れ図の説明を終了する。

以下、本実施形態での作用効果を述べる。本実施形態の電子カメラでは、多機能操作スイッチ３６の決定釦３７によって、被写体追尾処理の開始および終了の操作をユーザーから受け付ける。

このように、本実施形態の電子カメラでは、本画像の撮像指示を行うレリーズ釦３０と、被写体追尾処理の操作に用いるスイッチ（決定釦３７）とが独立している。そのため、電子カメラのユーザーインターフェースがユーザーにとって直感的に把握しやすくなり、電子カメラの操作性が大きく向上する。特に、本実施形態では、レリーズ釦３０と、多機能操作スイッチ３６の決定釦３７とがそれぞれ筐体２６の異なる面に配置されているので、ユーザーが誤操作をする可能性はより低くなる。

また、本実施形態の電子カメラでは、レリーズ釦３０を用いて被写体追尾処理の操作を行わないため、被写体追尾時に誤操作でレリーズ釦３０が全押しされる可能性は低くなる。そのため、ユーザーの意図しないタイミングで本画像が撮影されるおそれは著しく低減する。

さらに、本実施形態の電子カメラでは、ビュー画像の表示中に使用されていない決定釦３７に被写体追尾処理に関する操作を割り当てることで、カメラのサイズをコンパクトに保ちつつ、上記の各効果を享受することが可能となる。

＜実施形態の補足事項＞
（１）上記実施形態では、被写体追尾処理の開始および終了の操作を多機能操作スイッチ３６の決定釦３７に割り当てた例を説明した。しかし、本発明では、レリーズ釦３０以外の他のスイッチに被写体追尾処理に関する操作を割り当ててもよい。

（２）本発明において、被写体追尾処理に関する操作を行うスイッチは筐体２６の背面以外に配置されるものであってもよい。一例として、図８に示すように、被写体追尾処理に関する操作を受け付ける専用のスイッチ（被写体追尾釦３９）を、筐体２６の上面においてレリーズ釦３０と隣接する位置に設けてもよい。この場合には、ユーザーはレリーズ釦３０を押圧する指と同じ指で被写体追尾釦３９を素早く操作できるので、被写体追尾処理に関する操作を迅速に行うことが可能となる。さらに、他の変形例として、上記の被写体追尾釦３９を、例えば筐体２６の他の面（筐体２６の正面など）に配置してもよい（この場合の図示は省略する）。

（３）上記実施形態では、１回目の決定釦３７の押圧に応じて電子カメラが被写体追尾処理を開始するとともに、２回目の決定釦３７の押圧に応じて電子カメラが被写体追尾処理を終了する例を説明した。しかし、本発明の電子カメラは、上記Ｓ１０２のＹＥＳ側から決定釦３７の押圧が継続している期間は被写体追尾処理を継続し、上記Ｓ１１０で決定釦３７の押圧が解除されたときに被写体追尾処理を終了するようにしてもよい。

また、上記実施形態のＳ１１０において、ＣＰＵ２３は、ズームスイッチ３１の操作があった場合には被写体追尾処理を停止させて、ズームレンズの移動などを行うようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、パラメータ設定部４０、焦点調節部４１、テンプレート生成部４２、被写体追尾部４３などの機能をプログラムによってソフトウエア的に実現する例を説明したが、これらの構成をＡＳＩＣを用いてハードウエア的に実現しても勿論かまわない。

（５）上記実施形態では、コンパクト型の電子カメラでの構成例を説明した。しかし、本発明の撮像装置は、レンズ交換可能な一眼レフレックス型の電子カメラにも適用することが勿論可能である。なお、本発明を一眼レフレックス型の電子カメラに適用する場合には、本画像を撮像する撮像素子によってスルー画像を撮像してもよく、また、本画像を撮像する撮像素子とは別にスルー画像を撮像するための撮像素子を設けるようにしてもよい。

また、本発明の撮像装置は、例えば、携帯電話などの電子機器に内蔵されるカメラモジュールに適用することも可能である。

（６）上記実施形態において、被写体追尾処理での電子カメラの負荷を軽減させるために、被写体追尾処理のときのＡＦ制御（Ｓ１１３）を停止してもよい。

（７）上記実施形態では、簡単のため、最初に生成されたテンプレートのみを用いて被写体追尾処理を行う例を説明した。しかし、本発明のテンプレート生成部は、追尾対象の検出に成功したときに逐次テンプレートを生成して、テンプレートの蓄積または更新を行うようにしてもよい。

（８）上記実施形態では、追尾対象の輝度情報および色差情報のテンプレートをそれぞれ生成する例を説明した。しかし、上記実施形態はあくまで一例にすぎず、本発明の撮像装置では、上記の輝度情報、色差情報のテンプレートのいずれかを選択的に生成するものであってもよい。また、被写体追尾部４３は、例えば、画像のＲＧＢの階調値、画像の輪郭成分または画像のコントラスト比の情報などを用いて、スルー画像から追尾対象を検出してもよい。

（９）上記実施形態および変形例の構成はあくまで一例にすぎない。そのため、本発明の撮像装置を実施するときには、上述の実施形態および変形例に示す構成やその処理の順序についてあらゆる組み合わせをとることができる。

なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。

本実施形態の電子カメラの構成を説明するブロック図 本実施形態の電子カメラの背面側外観図 被写体追尾モードでの動作例を示す流れ図 図３の続きの流れ図 ガイドマークの重畳されたビュー画像の表示例を示す図 本実施形態の探索エリアの初期状態を示した図 追尾対象の動きに伴う探索エリアのシフトを示す図 本実施形態の変形例における電子カメラの背面側外観図

符号の説明

１５…撮像素子、１７…画像処理部、２０…モニタ、２１…操作部材、２３…ＣＰＵ、２４…第２メモリ、２６…筐体、３０…レリーズ釦、３７…決定釦、３９…被写体追尾釦、４３…被写体追尾部

Claims (5)

1. 被写体像を撮像して画像のデータを生成する撮像部と、
   追尾対象の特徴を示すテンプレートを記憶するメモリと、
   前記テンプレートを用いて、前記追尾対象の被写体を前記画像から継続的に検出する被写体追尾部と、
   前記画像を表示するモニタと、
   前記撮像部、前記メモリ、前記被写体追尾部および前記モニタを収納する筐体と、
   前記筐体の外面に配置されるとともに、前記撮像部に記録用の静止画像を撮像させる撮像指示を受け付ける第１操作部材と、
   前記第１操作部材とは独立して前記筐体の外面に配置されるとともに、前記被写体追尾部に前記追尾対象の検出を開始させる追尾開始操作を受け付ける第２操作部材と、
   を備え、
   前記モニタは、前記筐体の一方の側面側に寄せて配置され、
   前記第１部材および前記第２部材は、前記モニタの位置よりも前記筐体の他方の側面側に寄せて配置され、
   前記被写体追尾部は、前記追尾開始操作があった後に前記第２操作部材での前記追尾開始操作が継続して行われていないときも前記追尾対象の検出を継続し、前記第２操作部材による前記追尾開始操作の後にさらに前記第２操作部材からの入力を受け付けたときに前記追尾対象の検出を終了することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記筐体は、少なくとも２つの面を有する形状であって、
   前記第１操作部材と前記第２操作部材とは、それぞれ前記筐体の異なる面に配置されていることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記筐体は、少なくとも２つの面を有する形状であって、
   前記第１操作部材および前記第２操作部材は、前記筐体の同一の面に隣接して配置されていることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記モニタは、前記画像に対応する視野画像を表示し、
   前記被写体追尾部は、前記追尾対象の検出を開始したときに、前記被写体の追尾が行われていることを示す表示を前記視野画像とともに前記モニタに表示させることを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記モニタは、前記画像に対応する視野画像を表示し、
   前記被写体追尾部は、前記追尾対象の検出を終了したときに、前記テンプレートを生成する被写体の位置を示す指標を前記視野画像とともに前記モニタに表示させることを特徴とする撮像装置。

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