JP5931619B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光間ズーム撮影が可能な撮像装置に関する。

従来、動きのある被写体を撮影するための撮影手法の１つとして露光間ズーム撮影が知られている。露光間ズーム撮影とは、撮像装置の露光中にズーム駆動を行う撮影手法である。このような露光間ズーム撮影では、被写体の周辺が放射状に流れたような特殊効果の画像が得られ、これによって被写体の動きが強調された迫力のある画像を得ることができる。このような露光間ズーム撮影を可能とする撮像装置に関する提案が、例えば特許文献１においてなされている。この特許文献１は、露光間ズーム撮影中の焦点距離、ズーミング方向、シャッタ速度に基づいて、露光間ズーム撮影中のズーミング速度を設定するようにしている。

特開平６−２０１９７１号公報

特許文献１等の従来の露光間ズーム撮影の場合、光学ズームで露光間ズーム撮影を行うようにしている。ここで、手ブレは、ワイド（広角）側よりもテレ（望遠）側で発生し易くなることが知られている。したがって、露光間ズーム撮影中にズームレンズがテレ側に駆動されると、手ブレが発生し易くなる。さらに、テレ側では画角に占める被写体の割合が大きくなり易いので、手ブレの発生によって被写体が画角から外れてしまう可能性がワイド側に比べて大きくなる。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、手ブレが発生したとしても被写体を確実に捉えて露光間ズーム撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様の撮像装置は、被写体を複数回露光して該被写体に係る画像データを得る撮像部と、画角を調整するズームレンズを有し、前記撮像部に前記被写体からの光を結像させる撮影レンズと、前記画像データ上での被写体の大きさの変化を検出し、該検出した被写体の大きさの変化に応じて、それぞれの前記露光時の前記ズームレンズの駆動量を算出するズーム駆動量算出部と、前記画像データに対して前記ズームレンズの駆動量に応じた倍率の電子ズーム処理を施す電子ズーム処理部と、前記ズーム駆動量に応じた光学ズームが実行可能であるかをそれぞれの露光時について判定し、光学ズームが実行可能であると判定した露光時においては、前記撮像部による露光を実行させつつ前記ズーム駆動量に応じて前記ズームレンズを駆動させ、光学ズームが実行可能でないと判定した露光時においては、前記撮像部による露光を実行させて得られた画像データに対して前記電子ズーム処理部による前記電子ズーム処理を施す、ように撮影制御を行う制御部と、前記光学ズームが実行可能であると判定された露光時に得られた画像データと前記光学ズームが実行可能でないと判定された露光時に得られた画像データとを合成する合成部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、手ブレが発生したとしても被写体を確実に捉えて露光間ズーム撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 ズームモードの設定用のメニュー画面の例を示す図である。 露光間ズーム撮影の動作の概要を示す図である。 光学露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。 光学露光間ズームモード時に表示部に表示される画面の遷移を示す図である。 おまかせ露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。 おまかせ露光間ズームモード時に表示部に表示される画面の遷移を示す図である。 おまかせ露光間ズームモードの動作の概要を示す図である。 超おまかせ露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。 超おまかせ露光間ズームモード時に表示部に表示される画面の遷移を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１に示すデジタルカメラ（以下、カメラと記す）１は、レンズ交換式のカメラの構成を示している。したがって、カメラ１は、交換レンズ１００と、カメラ本体２００とを有している。カメラ１は、必ずしもレンズ交換式である必要はなく、カメラ本体に撮影レンズが設けられていても良い。

交換レンズ１００は、撮影レンズ１０２と、レンズ駆動部１０４と、レンズ位置検出部１０６と、絞り１０８と、絞り駆動部１１０と、レンズ情報記憶部１１２と、レンズ制御部１１４と、通信部１１６とを有している。

撮影レンズ１０２は、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂ等の複数のレンズを有するレンズ群である。この撮影レンズ１０２は、図示しない被写体からの光を、カメラ本体２００に設けられた撮像素子２０２に結像させる。フォーカスレンズ１０２ａは、撮影レンズ１０２のピント調整のためのレンズであり、ズームレンズ１０２ｂは、撮影レンズ１０２の画角調整のためのレンズである。

レンズ駆動部１０４は、レンズ制御部１１４による制御に従って撮影レンズ１０２のフォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂを駆動する。このレンズ駆動部１０４は、撮影レンズ１０２に含まれるそれぞれのレンズを駆動するためのモータと、これらのモータを駆動する駆動回路と、を有している。レンズ位置検出部１０６は、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂの駆動位置を検出する。レンズ位置検出部１０６は、例えばエンコーダにより構成されている。

絞り１０８は、開閉自在に構成されており、撮影レンズ１０２を介して撮像素子２０２に結像される光の量を調整する。絞り１０８の開口量によって、撮像素子２０２に結像される被写体の像のボケ具合も調整される。

絞り駆動部１１０は、レンズ制御部１１４による制御に従って絞り１０８を駆動する。この絞り駆動部１１０は、絞りを駆動するためのモータと、その駆動回路とを有している。

レンズ情報記憶部１１２は、撮影レンズ１０２の焦点距離、Ｆナンバー、収差情報といった撮影レンズ１０２のレンズ情報を記憶している。

レンズ制御部１１４は、通信部１１６を介してカメラ本体２００の制御部２１６と通信自在に接続されている。レンズ制御部１１４は、制御部２１６の制御に従って、レンズ駆動部１０４及び絞り駆動部１１０を制御する。また、レンズ制御部１１４は、レンズ駆動に伴ってレンズ位置検出部１０６で検出されたフォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂの位置、並びにレンズ情報記憶部１１２に記憶されているレンズ情報を、通信部１１６を介してカメラ本体２００に送信することも行う。

通信部１１６は、レンズ制御部１１４と制御部２１６との通信のための交換レンズ１００側のインターフェイスである。

また、カメラ本体２００は、撮像素子２０２と、Ａ/Ｄ変換部２０４と、画像処理部２０６と、表示部２０８と、記録部２１０と、操作部２１２と、タッチ操作部２１４と、制御部２１６と、通信部２１８と、加速度センサ２２０と、を有している。

撮像素子２０２は、画素としての光電変換素子が２次元状に配置された受光面を有して構成されている。それぞれの画素は、撮影レンズ１０２を介して結像された被写体の像を電気信号（画像信号）に変換する。また、撮像素子２０２の撮像動作は、撮像制御部としての機能を有する制御部２１６によって制御される。ここで、撮像素子２０２としては、例えばＣＣＤ素子及びＣＭＯＳ素子が知られているが、本実施形態では特定の構造の撮像素子を用いる必要はない。

Ａ/Ｄ変換部２０４は、撮像素子２０２で得られた画像信号を、デジタル信号としての画像データに変換する。

ここで、撮像素子２０２とＡ/Ｄ変換部２０４とが撮像部として機能する。

画像処理部２０６は、画像データに対して画像処理を施す。画像処理部２０６が施す画像処理は、ホワイトバランス補正処理及びγ補正処理等の画像データに対応した画像を表示部２０８に表示させたり記録したりするために必要な各種の処理、並びに圧縮処理、伸張処理等が含まれる。また、画像処理部２０６は、電子ズーム処理部２０６ａを有している。電子ズーム処理部２０６ａは、画像データの電子ズーム処理を行う。具体的には、電子ズーム処理部２０６ａは、画像データにおける被写体部分を切り出し、切り出した被写体部分の画像データを拡大又は縮小する。拡大処理は、隣接画素の間の画素を例えば補間処理によって補うことよって行う。縮小処理は、例えば画素を間引くことによって行う。さらに、画像処理部２０６は、合成部２０６ｂを有している。合成部２０６ｂは、露光間ズーム撮影中に得られる複数コマの画像データを合成する。

表示部２０８は、画像処理部２０６によって処理された画像データに基づく画像等の各種の画像を表示する。表示部２０８は、例えば液晶ディスプレイで構成されている。

記録部２１０は、画像処理部２０６によって圧縮処理された画像データから生成される画像ファイルが記録される。記録部２１０は、例えばカメラ本体２００に着脱自在なメモリカードで構成されている。記録部２１０をカメラ本体２００に内蔵させるようにしても良い。

操作部２１２は、撮影者が撮影装置１の各種の操作を行うための複数の操作部材を有して構成されている。操作部材としては、レリーズボタン、モードダイアル、電源ボタン等が含まれる。レリーズボタンは、撮影者がカメラ本体２００に対して撮影開始の指示をするための操作部材である。モードダイアルは、撮影者がカメラ本体２００に対して動作モード等の設定の指示をするための操作部材である。電源ボタンは、撮影者がカメラ本体２００に対して電源のオン又はオフを指示するための操作部材である。

タッチ操作部２１４は、例えば表示部２０８の表示画面の上に形成されている。タッチ操作部２１４は、例えば静電容量式のタッチ操作部であり、撮影者の指等の表示部２０８の表示画面への接触があった場合に、その接触位置を検出する。このタッチ操作部２１４により、撮影者によるタッチ操作が検出される。

制御部２１６は、カメラ本体２００の各ブロックの動作を制御する。例えば、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して撮影レンズ１０２のオートフォーカス（以下、ＡＦと言う）動作を制御する。ＡＦの方式としては、周知のコントラスト方式や位相差方式等の各種の方式を用いることができる。

また、制御部２１６は、撮像制御部２１６ａとしての機能を有し、撮像素子２０２の撮像動作を制御する。また、制御部２１６は、露光条件設定部２１６ｂとしての機能を有し、撮像素子２０２の撮像動作の際の撮像素子２０２の露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り１０８の絞り値ＡＶを、露光条件として算出する。

また、制御部２１６は、ズーム駆動量算出部２１６ｃとしての機能を有し、露光間ズームモードにおけるズームレンズ１０２ｂの駆動量を算出する。

また、制御部２１６は、タッチ操作識別部２１６ｄとしての機能も有し、撮影者によってタッチ操作部２１４が操作された場合には、その操作の内容を識別することも行う。さらに、制御部２１６は、表示部２０８の表示動作を制御したり、画像データから画像ファイルを生成し、生成した画像ファイルを記録部２１０に記録することも行う。さらに、制御部２１６は、後述するおまかせ露光間ズームモード又は超おまかせ露光間ズームモードにおいては、算出したズームレンズ１０２ｂの駆動量（ズームレンズ１０２ｂのズーム位置）に応じて、露光時に光学ズームを実行するか又は電子ズーム処理を実行するかを判定する。

通信部２１８は、レンズ制御部１１４と制御部２１６との通信のためのカメラ本体２００側のインターフェイスである。

加速度センサ２２０は、カメラ本体２００の水平方向、垂直方向、光軸方向（撮影レンズの光軸に対して平行な方向）の３軸方向の加速度をそれぞれ検出する。この加速度センサ２２０によって、カメラ本体２００に発生している手ブレも検出する。

次に、本実施形態における露光間ズーム撮影について説明する。本実施形態における露光間ズーム撮影は、そのズームモードとして、「光学露光間ズームモード」と、「お任せ露光間ズームモード」と、「超お任せ露光間ズームモード」を有している。光学露光間ズームモードは、光学ズームのみ、即ちズームレンズ１０２ｂの駆動のみで露光間ズーム撮影を行うズームモードである。お任せ露光間ズームモードは、光学ズームと電子ズーム処理とを併用して被写体を自動追尾するように露光間ズーム撮影を行うモードである。超お任せ露光間ズームモードは、お任せ露光間ズームモードにおける事前の設定を簡略化して露光間ズーム撮影を行うズームモードである。これらの露光間ズーム撮影の詳細については後述する。

撮影者は、例えば図２に示すようにして表示部２０８に表示された露光間ズームモード設定用のメニュー画面に表示されたメニュー項目３０２、３０４、３０６のうち、所望のメニュー項目を、タッチ操作部２１４を介して選択する。勿論、タッチ操作部２１４での選択は、必須ではなく、操作部２１２で選択がなされても良い。

本実施形態における露光間ズーム撮影は、図３（ａ）に示すように、カメラ１（撮影者）が静止して被写体２が移動する場合であっても適用され得るし、また、図３（ｂ）に示すように、被写体２が静止してカメラ１（撮影者）が移動する場合であっても適用され得る。何れの場合であっても、画角に対する被写体２の大きさが撮影者の望む大きさとなるか又は被写体距離が撮影者の望む距離となるまでに、露光間ズーム撮影時のズーム駆動量が算出される。そして、画角に対する被写体２の大きさが撮影者の望む大きさとなるか又は被写体距離が撮影者の望む距離となったときに、先に算出されたズーム駆動量に従って露光間ズーム撮影が行われる。

図４は、光学露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。また、図５は、光学露光間ズームモード時に表示部２０８に表示される画面の遷移を示す図である。ここで、光学露光間ズームモード中には、撮影者は、画角の中心に被写体２を捉えるようにカメラ本体２００を構えているものとする。

図２に示すメニュー画面上で光学露光間ズームモード３０２が選択されたときに制御部２１６は、光学露光間ズームモード用のモード設定画面をスルー画像に重畳表示させる（ステップＳ１０１）。図５（ａ）は、モード設定画面の表示例を示す図である。例えば、図５（ａ）に示すモード設定画面において、撮影者は、光学露光間ズーム撮影を開始させるための条件を設定する。この設定のために、制御部２１６は、距離指定ボタン４０２と、サイズ指定ボタン４０４と、戻りボタン４０６とをモード設定画面としてスルー画像に重畳表示させる。

モード設定画面の表示後、制御部２１６は、例えばタッチ操作部２１４の出力から、距離指定ボタン４０２又はサイズ指定ボタン４０４が撮影者によって選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、図５（ｂ）に示すようにして、距離指定ボタン４０２の位置に撮影者の指Ｆがタッチされた場合には、距離指定ボタン４０２が選択されたと判定する。また、サイズ指定ボタン４０４の位置に撮影者の指Ｆがタッチされた場合には、サイズ指定ボタン４０４が選択されたと判定する。さらに、詳細な説明は省略するが、戻りボタン４０６の位置に撮影者の指Ｆがタッチされた場合には、図２に示すメニュー画面に戻る。何れのボタンの位置にも撮影者の指Ｆがタッチされていない場合には、ステップＳ１０２の判定が継続される。

ステップＳ１０２において、距離指定ボタン４０２が選択されたと判定した場合に、制御部２１６は、距離指定画面を表示させる（ステップＳ１０３）。図５（ｃ）は、距離指定画面の表示例を示す図である。図５（ｃ）に示す距離指定画面において、撮影者は、光学露光間ズーム撮影の撮影開始距離を指定する。このために、制御部２１６は、距離表示４０８と、アップダウンボタン４１０と、ＯＫボタン４１２とを表示させる。距離表示４０８には、現在指定されている距離の値を表示させる。

距離指定画面の表示後、制御部２１６は、撮影者による距離の指定を待つ状態となる（ステップＳ１０４）。図５（ｃ）に示す距離指定画面において、撮影者は、アップダウンボタン４１０を選択して距離表示４０８の値を変更する。アップダウンボタン４１０の操作ではなく、直接的に距離の値を入力できるようにしても良い。距離の入力後、撮影者は、ＯＫボタン４１２を選択する。この選択を受けて制御部２１６は、距離の値を確定する。

また、ステップＳ１０２において、サイズ指定ボタン４０４が選択されたと判定した場合に、制御部２１６は、サイズ指定画面を表示させる（ステップＳ１０５）。サイズ指定画面において、撮影者は、光学露光間ズーム撮影を開始させる際の被写体枠のサイズを指定する。なお、サイズ指定画面の例については図示を省略している。

サイズ指定画面の表示後、制御部２１６は、撮影者による枠サイズの指定を待つ状態となる（ステップＳ１０６）。

距離指定又はサイズ指定がなされた後、制御部２１６は、撮影待機画面を表示させる（ステップＳ１０７）。図５（ｄ）に撮影待機画面の表示例を示す。撮影待機画面において、制御部２１６は、被写体枠４１４をスルー画像に重畳させる。サイズ指定がされている場合に、制御部２１６は、指定されたサイズの被写体枠４１４を表示させる。また、サイズ指定がされていない場合に、制御部２１６は、予め定められた固定サイズの被写体枠４１４を表示させる。これ以後、被写体枠４１４は、被写体２を追従するように表示させる。

撮影待機画面の表示後、制御部２１６は、光学露光間ズーム撮影中の露光条件である、露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り値ＡＶを算出する（ステップＳ１０８）。この露光条件の算出において、制御部２１６は、被写体枠４１４の部分の露出が最適となるように、露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り値ＡＶを算出する。ここで、露光間ズーム撮影時における露光時間は、通常の静止画撮影時における露光時間よりも長くすることが好ましい。露光時間を長くすることによる露光量のオーバー分は、例えば絞り１０８を絞ることによって調整する。

また、光学露光間ズームモードは、おまかせ露光間ズームモード及び超おまかせ露光間ズームとは異なり、露光回数を１回として良い。勿論、露光回数を複数回としても良い。

なお、露光条件の算出中に、被写体枠４１４内の被写体２に対して合焦するようにＡＦ動作を行って良い。

露光条件の算出後、制御部２１６は、カメラ１と被写体２との間の相対速度（時間当たりの被写体距離の変化量）を算出する（ステップＳ１０９）。
被写体２又はカメラ１が等速直線運動をしていると考えると、被写体２の移動速度は、例えば以下の（式１）に示すように算出できる。
ｖ_ｓ＝（Ｌ_１−Ｌ_２）/Ｓ （式１）
ここで、（式１）のＬ_１は、スルー画表示中の連続する２フレームのうち、時間的に前のフレームにおける被写体距離である。また、Ｌ_２は、時間的に後のフレームにおける被写体距離である。さらに、Ｓは、スルー画表示中の連続する２フレームの時間間隔（サンプリング間隔）である。
また、カメラ１の光軸方向の移動速度ｖ_ｃは、加速度センサ２２０の光軸方向の加速度を積分することにより算出できる。したがって、相対速度ｖは、以下の（式２）に示すように算出できる。
ｖ＝ｖ_ｓ＋ｖ_ｃ （式２）
カメラ１と被写体２との間の相対速度ｖを算出した後、制御部２１６は、相対速度ｖから、露光時間の間に駆動すべきズームレンズ１０２ｂの駆動量を算出する（ステップＳ１１０）。本実施形態の露光間ズーム撮影においては、例えば被写体２又はカメラ１の移動に伴う画像データ上での被写体像の大きさの変化がなくなるように、ズームレンズ１０２ｂによる変倍を行う。

このための手法として、本実施形態においては、例えば相対速度ｖ（即ち、単位時間当たりの被写体距離の変化量）に応じてズームレンズ１０２ｂの駆動量を変更する。例えば、ズーム位置が一定で被写体距離Ｌ_１からＬ_２に変化する間に画像データ上の被写体像の大きさが水平及び垂直ともＬ_２/Ｌ_１倍に変化する。したがって、画角をＬ_１/Ｌ_２倍にするようにズームレンズ１０２ｂを駆動すれば画像データ上の被写体像の大きさを一定とすることが可能である。実際には、露光時間Ｔの間の被写体距離の変化量はｖＴである。したがって、このｖＴの被写体距離の変化に応じた倍率となるようにズームレンズ１０２ｂの駆動量を算出する。このために、例えば、複数の相対速度ｖに対するズーム駆動スピードＸの値を予め求めておき、この相対速度ｖとズーム駆動スピードＸとの関係をレンズ情報記憶部１１２に記憶させておく。ステップＳ１１０において、制御部２１６は、ステップＳ１０９で算出されたｖから、必要なズーム駆動スピードＸを読み出す。そして、制御部２１６は、以下の（式３）に従って露光時間Ｔの間のズーム駆動量Ｚを算出する。
Ｚ＝Ｚ_２−Ｚ_１＝Ｘ×Ｔ （式３）
ここで、露光時間Ｔは、１/２^ＴＶ（秒）である。また、Ｚ_１は、現在のズーム位置を示し、Ｚ_２は、目標のズーム位置を示す。

前述の例では、画像データ上での被写体の大きさ変化を被写体２とカメラ１との相対速度から算出してズーム駆動量を算出する例を示したが、直接、画像データ上の被写体像の大きさの変化を検出することによってズーム駆動量を算出しても良い。

ズーム駆動量の算出後、制御部２１６は、ズーム駆動方向を決定する（ステップＳ１１１）。ズーム駆動方向は、被写体距離が短くなる場合（被写体２とカメラ１とが近づく場合）には、ワイド方向（テレ側からワイド側）とする。また、被写体距離が長くなる場合（被写体２とカメラ１とが遠ざかる場合）には、ズーム駆動方向をテレ方向（ワイド側からテレ側）とする。

ズーム駆動量及びズーム駆動方向を決定した後、制御部２１６は、目標のズーム位置までのズーム位置の移動が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。例えば、相対速度ｖがズームレンズ１０２ｂの駆動可能なズーム駆動スピードの範囲を超えている場合、目標ズーム位置Ｚ_２がズームレンズ１０２ｂの駆動可能範囲を超えている場合に、ズーム位置の移動が不能であると判定する。この他、指定された被写体距離がズーム駆動量に比して近すぎる場合や指定された被写体枠のサイズがズーム駆動量に比して大きすぎる場合にもズーム位置の移動が不能であると判定する。

ステップＳ１１２において、ズーム位置の移動が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ１１７に進める。また、ステップＳ１１２において、ズーム位置の移動が不能であると判定した場合に、ズームレンズ１０２ｂのズーム位置の調整が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。現在のズーム位置Ｚ_１を変更することにより、目標のズーム位置Ｚ_２までのズーム駆動が可能であれば、ズーム位置の調整が可能であると判定する。

ステップＳ１１３において、ズーム位置の調整によって目標のズーム位置Ｚ_２までのズーム駆動が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ズーム位置Ｚ_２までのズーム駆動が可能となるズーム位置までズームレンズ１０２ｂを移動させる（ステップＳ１１４）。その後、制御部２１６は、処理をステップＳ１１７に移行させる。

また、ステップＳ１１３において、ズーム位置の調整によっても目標のズーム位置Ｚ_２までのズーム駆動が可能でないと判定した場合に、制御部２１６は、自動撮影設定変更指示画面を表示させる（ステップＳ１１５）。この自動撮影設定変更指示画面において、制御部２１６は、光学露光間ズームモードの再設定をするか否かを選択するためのボタンを表示させる。続いて、制御部２１６は、再設定を実施するか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

ステップＳ１１６において、再設定を実施すると判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ１０１に戻して光学露光間ズームモード設定画面を表示させる。この場合、撮影者は、枠サイズ又は撮影開始距離を再設定する。例えば、枠サイズが大きすぎる場合又は撮影開始距離が近すぎる場合に再設定が行われる。また、ステップＳ１１６において、再設定を実施しないと判定した場合に、制御部２１６は、図４の処理を終了させる。この場合には、光学露光間ズーム撮影は行われない。

また、ズーム位置Ｚ_２までのズーム駆動が可能になった場合、制御部２１６は、被写体２が露光開始ポジションに到達したか否かを判定する（ステップＳ１１７）。この判定において、制御部２１６は、サイズ指定がされている場合には、図５（ｆ）で示すように、画像データ上の被写体２のサイズが被写体枠４１４のサイズとなった場合に、被写体２が露光開始ポジションに到達したと判定する。また、制御部２１６は、距離指定がされている場合には、カメラ１から被写体２までの距離が指定された距離となった場合に、被写体２が露光開始ポジションに到達したと判定する。

ステップＳ１１７において、被写体２が露光開始ポジションに到達していないと判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ１０９に戻す。また、ステップＳ１１７において、被写体２が露光開始ポジションに到達したと判定した場合に、制御部２１６は、撮像素子２０２の露光動作を開始させる（ステップＳ１１８）。このとき、制御部２１６は、ステップＳ１０８で算出した露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶに従って撮像素子２０２の露光動作を開始させる。同時に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ステップＳ１０８で算出した絞り値ＡＶに従って絞り１０８の開口量を調整する。続いて、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ステップＳ１１０で算出された駆動量及びステップＳ１１１で決定された駆動方向に従ってズームレンズ１０２ｂの駆動を開始させる（ステップＳ１１９）。

撮像素子２０２の露光動作及びズームレンズ１０２ｂの開始後、制御部２１６は、露光時間Ｔ秒が経過するまで待機する。そして、露光時間Ｔ秒の経過後に、制御部２１６は、撮影動作及びズームレンズ１０２ｂのズーム駆動を終了する（ステップＳ１２０）。撮影動作の終了処理として、制御部２１６は、露光動作の結果として得られた画像データを、画像処理部２０６によって画像処理し、画像処理した画像データを画像ファイルとして記録部２１０に記録する。

撮影動作の終了後、制御部２１６は、表示部２０８を制御してレックビュー表示を行う（ステップＳ１２１）。その後に、制御部２１６は、図４の処理を終了させる。レックビュー表示において、制御部２１６は、図５（ｇ）に示すように、記録部２１０に記録した画像データを表示部２０８に再生する。

以上のような光学露光間ズームモードでは、ズームレンズ１０２ｂの駆動だけで露光間ズーム撮影が行われる。この際、被写体距離や画像データ上での被写体の大きさに応じて露光が自動的に開始され、その後は、画像データ上での被写体の大きさが変わらないように光学ズームが行われるので、撮影者は、簡単に露光間ズーム撮影行うことが可能である。

図６は、おまかせ露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。また、図７は、おまかせ露光間ズームモード時に表示部２０８に表示される画面の遷移を示す図である。

図２に示すメニュー画面上でおまかせ露光間ズームモード３０４が選択されたときに制御部２１６は、おまかせ露光間ズームモード用のモード設定画面をスルー画像に重畳表示させる（ステップＳ２０１）。図７（ａ）は、モード設定画面の表示例を示す図である。例えば、図７（ａ）に示すモード設定画面において、撮影者は、おまかせ露光間ズーム撮影を開始させるための条件を設定する。この設定のために、制御部２１６は、サイズ指定画面を表示させる。図７（ａ）は、サイズ指定画面の表示例を示す図である。図７（ａ）に示すサイズ指定画面において、撮影者は、被写体枠のサイズを指定する。このために、制御部２１６は、被写体枠５０２と、ＯＫボタン５０４とを表示させる。

サイズ指定画面の表示後、制御部２１６は、撮影者による被写体枠のサイズの指定を待つ状態となる（ステップＳ２０２）。図７（ａ）に示すサイズ指定画面において、撮影者は、例えばドラッグ操作により、被写体枠５０２のサイズを変更する。被写体枠のサイズの指定後、撮影者は、ＯＫボタン５０４を選択する。この選択を受けて制御部２１６は、被写体枠のサイズを確定する。

ここでは、サイズ指定画面を表示させたが、光学露光間ズームモードの場合と同様に、サイズ指定画面と距離指定画面との選択を撮影者が行えるようにしても良い。

サイズ指定がなされた後、制御部２１６は、撮影待機画面を表示させる（ステップＳ２０３）。図７（ｂ）及び図７（ｃ）に撮影待機画面の表示例を示す。撮影待機画面において、制御部２１６は、被写体枠５０６をスルー画像に重畳させる。また、戻りボタン５０８の位置に撮影者の指Ｆがタッチされた場合には、図２に示すメニュー画面に戻る。

撮影待機画面の表示後、制御部２１６は、おまかせ露光間ズーム撮影中の露光条件である、露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り値ＡＶを算出する（ステップＳ２０４）。この露光条件の算出において、制御部２１６は、被写体枠４１４の部分の露出が最適となるように、露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り値ＡＶを算出する。ここで、おまかせ露光間ズームモードは、複数回の露光を行うものであり、露光時間ＴＶは、各露光に必要な露光時間である。露光回数は、基本的には固定値である。ただし、被写体２又はカメラ１の速度が高速である場合には、露光時間ＴＶを短くすることが望ましい。この場合には、露光回数を増やしても良い。勿論、撮影者が露光回数を設定できるようにしても良い。

露光条件の算出後、制御部２１６は、カメラ１と被写体２との間の相対速度（時間当たりの被写体距離の変化量）を算出する（ステップＳ２０５）。相対速度ｖは、図４と同様に算出することが可能である。

カメラ１と被写体２との間の相対速度ｖを算出した後、制御部２１６は、相対速度ｖから、露光時間の間に駆動すべきズームレンズ１０２ｂの駆動量を算出する（ステップＳ２０６）。ズーム駆動量の算出手法は、図４と同様で良い。

ズーム駆動量の算出後、制御部２１６は、ズーム駆動方向を決定する（ステップＳ２０７）。ズーム駆動方向は、被写体距離が短くなる場合（被写体２とカメラ１とが近づく場合）には、ワイド方向（テレ側からワイド側）とする。また、被写体距離が長くなる場合（被写体２とカメラ１とが遠ざかる場合）には、ズーム駆動方向をテレ方向（ワイド側からテレ側）とする。

ズーム駆動量及びズーム駆動方向を決定した後、制御部２１６は、目標のズーム位置までのズーム位置の移動が可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の判定は、図４のステップＳ１１２の判定と同様で良い。

ステップＳ２０８において、ズーム位置の移動が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ２１３に進める。また、ステップＳ２０８において、ズーム位置の移動が不能であると判定した場合に、ズームレンズ１０２ｂのズーム位置の調整が可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０９の判定は、図４のステップＳ１１３の判定と同様で良い。

ステップＳ２０９において、ズーム位置の調整によって目標のズーム位置までのズーム駆動が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、目標のズーム位置までのズーム駆動が可能となるズーム位置までズームレンズ１０２ｂを移動させる（ステップＳ２１０）。その後、制御部２１６は、処理をステップＳ２１３に移行させる。

また、ステップＳ２０９において、ズーム位置の調整によっても目標のズーム位置までのズーム駆動が可能でないと判定した場合に、制御部２１６は、自動撮影設定変更指示画面を表示させる（ステップＳ２１１）。この自動撮影設定変更指示画面において、制御部２１６は、おまかせ露光間ズームモードの再設定をするか否かを選択するためのボタンを表示させる。続いて、制御部２１６は、再設定を実施するか否かを判定する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１２において、再設定を実施すると判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ２０１に戻しておまかせ露光間ズームモード設定画面を表示させる。この場合、撮影者は、枠サイズを再設定する。また、ステップＳ２１２において、再設定を実施しないと判定した場合に、制御部２１６は、図６の処理を終了させる。この場合には、おまかせ露光間ズーム撮影は行われない。

また、目標のズーム位置までのズーム駆動が可能になった場合、制御部２１６は、被写体２が露光開始ポジションに到達したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。この判定において、制御部２１６は、図７（ｄ）で示すように、画像データ２上の被写体２のサイズが被写体枠５０６のサイズとなった場合に、被写体２が露光開始ポジションに到達したと判定する。

ステップＳ２１３において、被写体２が露光開始ポジションに到達していないと判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ２０５に戻す。また、ステップＳ２１３において、被写体２が露光開始ポジションに到達したと判定した場合に、制御部２１６は、撮像素子２０２の露光動作を開始させる（ステップＳ２１４）。このとき、制御部２１６は、ステップＳ２０４で算出した露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶに従って撮像素子２０２の露光動作を開始させる。同時に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ステップＳ２０４で算出した絞り値ＡＶに従って絞り１０８の開口量を調整する。

続いて、制御部２１６は、撮像素子２０２の露光動作によって得られた画像データを、画像処理部２０６に取り込む（ステップＳ２１５）。そして、制御部２１６は、取り込んだ画像データを電子ズーム処理するため、画像データ中の被写体部分に対して電子ズーム処理を設定する（ステップＳ２１６）。電子ズーム処理の倍率は、ステップＳ２０６で算出されたズーム駆動量に応じた倍率とする。なお、ステップＳ２１６の時点では、実際の電子ズーム処理の処理については行わない。

電子ズーム処理の設定後、制御部２１６は、電子ズーム処理を用いずに光学ズームによって倍率の調整が可能であるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。例えば、カメラ本体２００に発生している手ブレの影響が大きい場合に、光学ズームによる倍率の調整が不能であると判定する。手ブレの影響が大きい場合とは、例えば目標のズーム位置Ｚ_２が所定位置よりもテレ側にある場合である。一般に、手ブレが発生すると被写体を画角の中心に捉え続けることが困難になるので、このような場合には電子ズーム処理を用いて被写体の位置合わせを行う。一方、手ブレの影響が小さく、電子ズーム処理が不要な場合には光学ズームを使用する。

ステップＳ２１７において、光学ズームによって倍率の調整が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ステップＳ２０６で算出された駆動量及びステップＳ２０７で決定された駆動方向に従ってズームレンズ１０２ｂの駆動を開始させる（ステップＳ２１８）。そして、ステップＳ２０６で算出された駆動量のズーム駆動の終了後（即ち露光時間Ｔの経過後）に、制御部２１６は、ズームレンズ１０２ｂのズーム駆動を終了する（ステップＳ２１９）。

露光時間Ｔの経過後に、制御部２１６は、撮影動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この判定において、制御部２１６は、予め設定された露光回数の露光動作を行った場合に、撮影動作を終了すると判定する。

ステップＳ２２０において、撮影動作を終了しないと判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ２１５に戻す。そして、制御部２１６は、次の露光動作を行う。また、ステップＳ２２０において、撮影動作を終了すると判定した場合に、制御部２１６は、複数回の露光動作の結果として得られたそれぞれの画像データを、画像処理部２０６の電子ズーム処理部２０６ａによって電子ズーム処理（拡縮処理）する（ステップＳ２２１）。ステップＳ２２１においては、ステップＳ２１６でなされた設定に従って電子ズーム処理を実行する。ただし、光学ズームが行われている画像データについては電子ズーム処理を行わないこととする。

電子ズーム処理の後、制御部２１６は、画像処理部２０６の合成部２０６ｂにより合成する。その後、合成がなされた画像データに対して光学露光間ズームモードと同様の画像処理を施し、画像処理した画像データを画像ファイルとして記録部２１０に記録する。

続いて、制御部２１６は、表示部２０８を制御してレックビュー表示を行う（ステップＳ２２４）。その後に、制御部２１６は、図６の処理を終了させる。レックビュー表示において、制御部２１６は、図７（ｅ）に示すように、記録部２１０に記録した画像データを表示部２０８に再生する。

図８に、おまかせ露光間ズームモードの動作の概要を示す。図８は、被写体２がカメラ１に対して近づくように移動する場合の動作例を示している。被写体２がカメラ１に対して近づくように移動する場合、ズーム位置が同じであれば、画像データ上での被写体像の割合は被写体の移動に伴って大きくなる。したがって、ズーム駆動方向をワイド方向（テレ側からワイド側）とすることにより、画像データ上での被写体像の大きさを一定にする。

一般に、テレ側では手ブレの影響が大きく、また画角も狭いので被写体の位置が画角中心から外れ易くなる。したがって、ズーム位置がテレ側にある間は、電子ズーム処理を用いて画像データを記録する。即ち、撮像素子２０２の全撮影範囲６０２に対して予め設定された画像記録範囲６０４のうちの被写体部分６０６のみの画像データを切り出し、この被写体部分６０６の画像データを拡大して合成に用いる画像データとする。一方、ズーム位置がワイド側になった場合には、光学ズームを用いて画像を拡大した上で画像記録範囲６０４の画像データを合成に用いる画像データとする。なお、光学ズーム中の露光回数は、光学露光間ズームモードと同様、１回としても良い。電子ズーム処理された画像データと光学ズームの結果として得られた画像データとを合成することにより、各画像データにおける被写体の位置を合わせてから合成をすることができ、これによって、被写体の周辺部分のみを流したような効果の画像データを得ることが可能である。

以上説明したおまかせ露光間ズームモードでは、撮影者が、被写体を画角中心に捉え続けなくとも、また、手ブレ等によって被写体が画角中心から外れてしまう場合であっても、露光間ズーム撮影を継続することが可能である。

図９は、超おまかせ露光間ズームモードの処理の流れを示すフローチャートである。また、図１０は、超おまかせ露光間ズームモード時に表示部２０８に表示される画面の遷移を示す図である。

図２に示すメニュー画面上で超おまかせ露光間ズームモード３０６が選択されたときに制御部２１６は、撮影待機画面を表示させる（ステップＳ３０１）。図１０（ａ）に撮影待機画面の表示例を示す。超おまかせ露光間ズームモードにおける撮影待機画面には、戻りボタン７０２を表示させる。詳細な説明は省略するが、戻りボタン７０２の位置に撮影者の指Ｆがタッチされた場合には、図２に示すメニュー画面に戻る。

撮影待機画面の表示後、制御部２１６は、超おまかせ露光間ズーム撮影中の露光条件である、露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶ、並びに絞り値ＡＶを算出する（ステップＳ３０２）。超おまかせ露光間ズームモードにおける露光条件の算出手法は、おまかせ露光間ズームモードにおける露光条件の算出手法と同一で良い。

露光条件の算出後、制御部２１６は、撮影者により、露光間ズーム撮影の対象となる被写体が選択されたか否か、即ち撮影者が、表示部２０８に表示されている何等かの被写体の位置に指Ｆをタッチさせたか否かを判定する（ステップＳ３０３）。指Ｆのタッチがあったと判定するまで、制御部２１６は、ステップＳ３０３の判定を繰り返す。

ステップＳ３０３において、指Ｆのタッチがあったと判定した場合に、制御部２１６は、図１０（ｂ）に示すようにして選択された被写体を囲むように被写体枠７０４を表示させる。続いて、制御部２１６は、指Ｆのタッチがあったと判定したコマの前後のコマの被写体の大きさ（水平又は垂直）の変化量を算出する（ステップＳ３０４）。前述したように、大きさの変化量の逆数から光学ズーム又は電子ズーム処理の際のズーム倍率を算出することが可能である。

被写体の大きさを設定して後、制御部２１６は、撮像素子２０２の露光動作を開始させる（ステップＳ３０５）。このとき、制御部２１６は、ステップＳ３０２で算出した露光時間ＴＶ及び撮像素子感度ＳＶに従って撮像素子２０２の露光動作を開始させる。同時に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ステップＳ３０２で算出した絞り値ＡＶに従って絞り１０８の開口量を調整する。

続いて、制御部２１６は、撮像素子２０２の露光動作によって得られた画像データを、画像処理部２０６に取り込む（ステップＳ３０６）。そして、制御部２１６は、取り込んだ画像データを電子ズーム処理するため、画像データ中の被写体部分に対して電子ズーム処理を設定する（ステップＳ３０７）。電子ズーム処理の倍率は、ステップＳ３０４で算出した被写体の大きさの変化量に応じて設定する。なお、ステップＳ３０７の時点では、実際の電子ズーム処理の処理については行わない。

電子ズーム処理の設定後、制御部２１６は、電子ズーム処理を用いずに光学ズームによって倍率の調整が可能であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。この判定は、ステップＳ２１７と同様に、例えば目標のズーム位置Ｚ_２が所定位置よりもワイド側にある場合に光学ズームによる倍率の調整が可能であると判定する。

ステップＳ３０８において、光学ズームによって倍率の調整が可能であると判定した場合に、制御部２１６は、レンズ制御部１１４を制御して、ズームレンズ１０２ｂの駆動を開始させる（ステップＳ３０９）。そして、ズーム駆動の終了後（即ち露光時間Ｔの経過後）に、制御部２１６は、ズームレンズ１０２ｂのズーム駆動を終了する（ステップＳ３１０）。

露光時間Ｔの経過後に、制御部２１６は、撮影動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ３１１）。この判定において、制御部２１６は、予め設定された露光回数の露光動作を行った場合に、撮影動作を終了すると判定する。

ステップＳ３１１において、撮影動作を終了しないと判定した場合に、制御部２１６は、処理をステップＳ３０６に戻す。そして、制御部２１６は、次の露光動作を行う。また、ステップＳ３１１において、撮影動作を終了すると判定した場合に、制御部２１６は、複数回の露光動作の結果として得られたそれぞれの画像データを、画像処理部２０６の電子ズーム処理部２０６ａによって電子ズーム処理（拡縮処理）する（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２においては、ステップＳ３０７でなされた設定に従って電子ズーム処理を実行する。ただし、光学ズームが行われている画像データについては電子ズーム処理を行わないこととする。

電子ズーム処理の後、制御部２１６は、画像処理部２０６の合成部２０６ｂにより合成する。その後、合成がなされた画像データに対して光学露光間ズームモードと同様の画像処理を施し、画像処理した画像データを画像ファイルとして記録部２１０に記録する。

続いて、制御部２１６は、表示部２０８を制御してレックビュー表示を行う（ステップＳ３１４）。その後に、制御部２１６は、図９の処理を終了させる。レックビュー表示において、制御部２１６は、図１０（ｃ）に示すように、記録部２１０に記録した画像データを表示部２０８に再生する。

以上説明した超おまかせ露光間ズームモードでは、撮影者が、表示画面内の被写体を選択するだけで、その被写体を対象とした適切な露光間ズーム撮影を行うことが可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。例えば、図６のステップＳ２１６とステップＳ２１７との処理の順番を逆にして、光学ズームによる調整が不能であると判定された場合には露光の終了後に直ちに電子ズーム処理を実行するようにしても良い。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１００…交換レンズ、１０２…撮影レンズ、１０２ａ…フォーカスレンズ、１０２ｂ…ズームレンズ、１０４…レンズ駆動部、１０６…レンズ位置検出部、１０８…絞り、１１０…絞り駆動部、１１２…レンズ情報記憶部、１１４…レンズ制御部、１１６…通信部、２００…カメラ本体、２０２…撮像素子、２０４…Ａ/Ｄ変換部、２０６…画像処理部、２０６ａ…電子ズーム処理部、２０６ｂ…合成部、２０８…表示部、２１０…記録部、２１２…操作部、２１４…タッチ操作部、２１６…制御部、２１６ａ…撮像制御部、２１６ｂ…露光条件設定部、２１６ｃ…ズーム駆動量算出部、２１６ｄ…タッチ操作識別部、２１８…通信部、２２０…加速度センサ

Claims (5)

1. 被写体を複数回露光して該被写体に係る画像データを得る撮像部と、
   画角を調整するズームレンズを有し、前記撮像部に前記被写体からの光を結像させる撮影レンズと、
   前記画像データ上での被写体の大きさの変化を検出し、該検出した被写体の大きさの変化に応じて、それぞれの前記露光時の前記ズームレンズの駆動量を算出するズーム駆動量算出部と、
   前記画像データに対して前記ズームレンズの駆動量に応じた倍率の電子ズーム処理を施す電子ズーム処理部と、
   前記ズーム駆動量に応じた光学ズームが実行可能であるかをそれぞれの露光時について判定し、光学ズームが実行可能であると判定した露光時においては、前記撮像部による露光を実行させつつ前記ズーム駆動量に応じて前記ズームレンズを駆動させ、光学ズームが実行可能でないと判定した露光時においては、前記撮像部による露光を実行させて得られた画像データに対して前記電子ズーム処理部による前記電子ズーム処理を施す、ように撮影制御を行う制御部と、
   前記光学ズームが実行可能であると判定された露光時に得られた画像データと前記光学ズームが実行可能でないと判定された露光時に得られた画像データとを合成する合成部と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御部は、前記ズーム駆動量が、前記ズームレンズのズーム位置を所定位置よりもテレ側にする駆動量である場合に、前記光学ズームが実行可能でないと判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ズーム駆動量算出部は、前記露光間で前記画像データ上での被写体の大きさが一定となるように前記ズームレンズの駆動量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記画像データ上での被写体の大きさが所定サイズとなるか又は当該撮像装置から前記被写体までの距離が所定距離となった場合に前記撮影制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像部で得られた画像データに対応した画像を表示する表示部と、
   前記表示部に表示された画像内の被写体を選択するタッチ操作部と、
   をさらに具備し、
   前記制御部は、前記タッチ操作部によって前記被写体の選択がなされた場合に前記撮影制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。

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