JP5992561B2 - 撮影機器及び撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影機器及び撮影方法に関し、特に、ズーミングにより被写体を見失ったときの対応機能を有する撮影機器及び撮影方法に関する。

従来より、デジタルカメラ等の撮影機器には、撮影画像を確認するためのLCD等の表示デバイスを有しているものがある。撮影者であるユーザは、その表示デバイスに表示される画像を見て、撮影画像を確認することができる。

また、例えば特許第４３４０３５８号明細書に開示されているように、撮影画像のフォーカス状態の確認等をするために、表示デバイス上に撮影画像の一部を拡大表示する機能を有する撮影機器もある。そして、特許第４３４０３５８号公報には、画像の一部を拡大表示する場合に、元の画像のうちのどの部分が拡大表示されているのかを示すための副画像を表示する技術が開示されている。

ユーザは、撮影機器のズーム機能を利用して、遠くの被写体を大きく拡大して撮影することもできるが、ズーミングをすると画角が狭くなるため、被写体がその画角内に入らなくなる場合がある。その場合、ユーザは、見失った被写体がその狭くなった画角内に入るように、表示デバイスに表示される画像を見ながら、撮影機器のレンズの向きを変えるという操作をしなければならない。

特許第４３４０３５８号公報

しかし、ズーム倍率が高い場合、見失った被写体が画角内に入るように、ユーザが、表示デバイスを見ながら撮影機器のレンズの向きを変えて、見失った被写体を捉えるように操作することは煩雑であり、容易ではない。撮影機器に、このような被写体を見失ったときの対応機能を有するものはなかった。
また、上述した特許第４３４０３５８号公報に開示されている技術には、このような被写体を見失ったときの対応機能は提案されていない。

その特許第４３４０３５８号公報に開示されている技術を利用して、ズーミングにより撮影される範囲を副画像に表示するようにすることも考えられるが、その技術を利用すると、ズーミングして得られる撮影画像は、電子変倍処理により生成される画像であるため、撮影画像の画質が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、ユーザが被写体を見失ったときあるいは表示エリアに対応する部分から被写体像が外れたとき（以下、「見失ったとき」等という）の対応機能を有し、かつ撮影画像の画質の劣化を防止しつつ被写体の撮影ができる撮影機器及び撮影方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮影機器は、ズーム可能なレンズを通った光を撮像素子において受光して被写体を撮影する撮影機器であって、前記レンズに対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、前記所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行うズーム制御部と、前記電子ズームが行われているときに、前記撮像素子の撮像範囲中におけるズーム範囲の周囲に係る周囲画像を縮小すると共に前記撮像範囲中における前記ズーム範囲に係るズーム画像を拡大し、かつ、これら前記周囲画像と前記ズーム画像とを、表示部の表示画面のサイズと略一致するように合成して前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する表示制御部と、を有し、前記表示制御部は、前記被写体の見失いが検出された場合に、前記周囲画像と前記ズーム画像とに係る縮小または拡大の比率をそれぞれ変えて前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する。
また、本発明の一態様の撮影方法は、ズーム可能なレンズを通った光を撮像素子において受光して被写体を撮影する撮影機器の撮影方法であって、前記レンズに対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、前記所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行い、前記電子ズームが行われているときに、前記撮像素子の撮像範囲中におけるズーム範囲の周囲に係る周囲画像を縮小すると共に前記撮像範囲中における前記ズーム範囲に係るズーム画像を拡大し、かつ、これら前記周囲画像と前記ズーム画像とを、表示部の表示画面のサイズと略一致するように合成して前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御し、前記被写体の見失いが検出された場合に、前記周囲画像と前記ズーム画像とに係る縮小または拡大の比率をそれぞれ変えて前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する。

本発明によれば、ユーザが被写体を見失ったときの対応機能を有し、かつ撮影画像の画質の劣化を防止しつつ被写体の撮影ができる撮影機器及び撮影方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、ユーザPがレンズ３をズーミングしていない状態を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、ユーザPがレンズ３をズーミングして鳥Bを撮影する場合を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、ズーミングして被写体を見失った場合における表示部１８の表示画面１８ａの表示画像の変化を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、ズーム操作における電子ズームと光学ズームの動作範囲を示す模式的な図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、撮像部１４の撮像素子の撮像範囲とズーム範囲を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、表示部１８の表示画面１８ａに表示されたアシスト画像の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、デジタルカメラ１の撮影時の処理の流れの例を示すフローチャートである。 図８のS14の見失い判定の処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係わる、周囲画像範囲PAの周囲画像PAPの縮小方法の例を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、ユーザPがレンズ３をズーミングしていない状態を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、ユーザPがレンズ３をズーミングして月Mを撮影する場合を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、撮像素子の撮像面上に形成される月の像の大きさを説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、３００ｍｍのレンズにおいて、１度の手ブレが発生した場合を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、アシスト画像に表示される画像を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、デジタルカメラに対する操作を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、デジタルカメラ１の月撮影モード時の処理の流れの例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
本実施の形態の撮影機器は、レンズ交換可能な本体部２を含む、一眼式のデジタルカメラである。図１は、本実施の形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。本体部２に装着されるレンズ３は、後述するようにズームレンズである。よって、本実施の形態に係るデジタルカメラは、ズーム可能なレンズを通った光を撮像素子において受光して被写体を撮影する撮影装置である。

なお、以下の説明では、撮影機器は、一眼式のデジタルカメラであるとして説明するが、撮影機器は、いわゆるレンズ交換のできないカメラであってよく、例えば、レンズ一体型のカメラ、所謂コンパクトカメラ、等であってもよい。第２の実施の形態においても同様である。

図１に示すように、デジタルカメラ１は、いわゆるボディである本体部２と、交換レンズであるレンズ３とを有する。
まず、本体部２は、信号処理及び制御部１１と、通信部１２，１３と、撮像部１４と、モーション判定部１５と、記録部１６と、GPS部１７と、表示部１８と、方位判定部１９と、操作判定部２０と、時計部２１とを含んで構成されている。これらの各部は、本体部２内の回路基板上に搭載されている。

信号処理及び制御部１１は、中央処理装置（以下、CPUとい）を含み、撮像部１４からの画像信号に対して、所定の信号処理、例えば、色信号生成処理、マトリックス変換処理、その他各種のデジタル処理を行う。信号処理及び制御部１１は、画像信号及び音声信号の記録に際して、符号化処理を施して圧縮した画像情報及び音声情報を出力することもできるようになっている。また、信号処理及び制御部１１は、記録部１６からの画像情報及び音声情報を復号化して、画像信号及び音声信号を得ることができるようになっている。画像信号は、動画像信号も含む。

信号処理及び制御部１１のCPUが、デジタルカメラ１の全体の動作の制御を行うと共に、後述する被写体の見失い時の対応処理を実行する。CPUが実行するソフトウエアプログラムは、図示しないROMに記憶されている。
また、信号処理及び制御部１１は、範囲制御部１１ａと、表示制御部１１ｂとを含む。範囲制御部１１ａ及び表示制御部１１ｂは、CPUにより実行されるソフトウエアプログラムでもよいし、ハードウエア回路でもよい。

範囲制御部１１ａは、電子ズームと光学ズームのそれぞれの動作範囲を制御する。電子ズームと光学ズームのそれぞれの動作範囲については、後述する。
表示制御部１１ｂは、表示部１８に表示する画像の表示内容及び表示形態を制御する処理部である。表示制御部１１ｂは、後述するような、切り出し処理、拡大及び縮小処理、合成処理等を行う。
通信部１２は、レンズ３の通信部３２（後述）との各種データ通信を行う回路である。

通信部１３は、外部機器と接続するための回路、及び無線通信機能を有してインターネット等の通信回線を介するデータ通信を行うための回路を含む。例えば、デジタルカメラ１は、インターネット上の各種サーバから各種情報を取得することができるので、GPS部１７で取得した位置情報及び／又は方位判定部１９で取得した方位情報を利用した各種データ処理サービスのサービス結果を得ることができる。

撮像部１４は、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子により構成されている。レンズ３からの被写体の光学像は、撮像部１４を構成する撮像素子の撮像面に結像するようになっている。この撮像部１４は、信号処理及び制御部１１によって駆動制御される。信号処理及び制御部１１は、撮像部１４に撮像素子の駆動信号を出力すると共に、撮像素子が光学像を光電変換して得た画像信号を取り込む。

モーション判定部１５は、加速度センサ等を含み、デジタルカメラ１すなわち本体部２の動きを判定する。
記録部１６は、信号処理及び制御部１１からの画像情報及び音声情報を図示しない記録媒体に記録する回路である。なお、記録部１６は、例えばカードインターフェースを採用することができ、記録部１６は、メモリカード等に画像情報及び音声情報等を記録可能である。また、記録部１６は、記録媒体に記録された画像情報及び音声情報を読み出して信号処理及び制御部１１に供給することができる。

GPS部１７は、GPSシステムからの信号を受信して、カメラ１の位置情報を取得する回路である。
表示部１８は、液晶表示器（LCD）等の表示デバイスにより構成され、撮影画像を表示するだけでなく、後述する被写体の見失い時に被写体の方向をユーザが判るようにアシストするためのアシスト画像を表示するユニットである。さらに、表示部１８は、記録部１６からの再生画像が信号処理及び制御部１１から供給されて、これらの画像表示を行うことができる。また、表示部１８は信号処理及び制御部１１により制御されて、デジタルカメラ１の操作を行うためのメニュー表示等を表示することもできるようになっている。

方位判定部１９は、地磁気センサ等を含み、デジタルカメラ１のレンズ３の向いている方向である方位を判定するためのセンサを含む。
操作判定部２０は、本体部２に設けられた各種スイッチ、タッチパネル等への操作信号を入力して、ユーザの種々の操作内容を判定する回路である。操作判定部１８は、ユーザによる各種釦操作に応じた操作内容を示す操作信号を発生させて、信号処理及び制御部１１に出力するようになっている。信号処理及び制御部１１は、操作信号に基づいて、各部を制御する。

時計部２１は、信号処理及び制御部１１が用いる時間情報を発生する。時間情報は、例えば、撮影画像の整理用に用いられる。
次にレンズ３について説明する。レンズ３は、ズームレンズ部３１と、通信部３２と、駆動部３３と、操作部３４とを含んで構成されている。

ズームレンズ部３１は、ズームレンズ光学系を有しており、かつ駆動部３３に駆動されることにより被写体の像を合焦させるオートフォーカス機能を備えている。
通信部３２は、本体部２の通信部１２との通信を行う回路である。レンズ３が本体部２に装着されると、それぞれに設けられた複数の切片あるいは複数のピンが接触して、通信部１２と１３間で信号の送受信が可能となる。通信部３２は、レンズ３に関する情報を本体部２へ送信することができる。

レンズ３は、交換レンズであるので、種々のレンズが、本体部２には装着可能である。装着可能な複数のレンズは、ズーム倍率、焦点距離、明るさ（Ｆ値）等の情報が互いに異なっている。

駆動部３３は、通信部３２を介して受信した制御データに基づき、ズームレンズ部３１の絞り、焦点、画角（あるいはズーム位置）等を制御するために、ズームレンズ部３１を駆動する回路である。ズームレンズ部３１のズーム位置、合焦状態、および絞りは、図示しない検出部によって検出され、その検出されたズームレンズ部３１のズーム位置等は通信部３４を介して本体部２へ送信される。

操作部３４は、レンズ３のズームリングあるいはズームスイッチからなるズーム操作部であり、操作部３４を操作することによって、ユーザは、レンズ３のズーム位置を変更することができる。
なお、レンズ３が操作部を有しないで、本体部２の操作部への操作に応じて出力される制御信号に基づいて、ズーム位置が制御されるデジタルカメラもある。その場合は、レンズ３の操作部は、本体部２に設けられて、上述した操作判定部２０に入力されたズーム位置情報が、レンズ３へ伝達される。

従って、デジタルカメラ１は、主に信号処理及び制御部１１、記録部１６及び表示部１８により、撮像部１４からの撮像信号に基づく動画像及び静止画についての表示及び記録に関する処理が可能である。即ち、信号処理及び制御部１１は、撮像部１４からの撮像信号に所定の信号処理を施して動画像の映像信号を生成すると共に、この映像信号を表示部１８に出力して表示する。また、信号処理及び制御部１１は、生成した映像信号を圧縮して記録部１６に与える。記録部１６は、信号処理及び制御部１１からの映像信号を図示しない記録媒体に記録すると共に、記録媒体に記録されている映像信号を読み出して信号処理及び制御部１１に出力することができる。信号処理及び制御部１１は記録部１６からの映像信号を復号化して、本体表示部１９に与えて表示させることができる。
（被写体の見失いの例）
次に、被写体を見失う場合について説明する。図２と図３は、ユーザＰが、カメラであるデジタルカメラ１を把持しながら、被写体の一例として、遠くに飛んでいる鳥Bを撮影する場合を説明するための図である。図２は、ユーザPがレンズ３をズーミングしていない状態を説明するための図である。

図２に示すように、ユーザＰがデジタルカメラ１を手に持って鳥Bを撮影しようとするとき、ユーザＰは表示部１８の表示画面１８ａを見ながら、デジタルカメラ１のレンズ３の向きを調整する。レンズ３は、まだズーミングされておらず、望遠状態にはない。
図２では、点線の枠が、撮像部１４により撮像されている撮像範囲IPAを示す。実線の枠で示した表示部１８の表示画面１８ａ上には、鳥画像BIが画面全体に対して小さく表示されている。

図３は、ユーザPがレンズ３をズーミングして鳥Bを撮影する場合を説明するための図である。図３に示すように、ユーザPは、レンズ３の光軸を鳥Bに向けてズーミングして、表示画面１８ａ上に鳥画像BIが拡大表示された状態で撮影釦を押すことにより、鳥Bを撮影したい、とする。図３において、点線の枠が、ユーザPがズーミングしているズーム範囲ZAを示す。

しかし、ユーザPには、鳥Bを狭い画角内の略中心に位置させて、実線の枠で示した表示画面１８ａ上に鳥画像BIが表示されるように、デジタルカメラ１の向きを調整することは容易でない。例えば、ユーザPは、図３において、点線で示す枠NZAの範囲を撮影するような方向に、デジタルカメラ１を向けてしまう場合がある。

鳥Bがレンズ３の狭い画角内に入らない場合、鳥画像BIが表示画面１８ａ内から消失するため、ユーザは、所望のフレーミングができず、ユーザは、再び鳥Bを見ながら、デジタルカメラ１のレンズ３の向きを調整しようとする、あるいは表示画面１８ａを頼りにして、表示画面１８ａを見ながら鳥画像BIが表示されるまで、デジタルカメラ１のレンズ３の向きを種々変えるかもしれない。

そこで、本実施の形態のデジタルカメラ１は、このようなユーザPが被写体を見失ったときに、撮像部１４により撮像されている、ズーム範囲ZAよりも広い撮像範囲IPA内の画像を、アシスト画像として表示部１８に表示させて、被写体が存在する方向を、ユーザPが認識できるようになっている。すなわち、デジタルカメラ１は、ユーザが被写体を見失った場合には、ズーム画像から、撮像範囲IPA内の画像に切り替えて、表示部１８に表示し、ユーザが被写体を見失わなくなると、ズーム画像を表示部１８に表示するように表示切り替えを行う。

さらに、ズーム範囲ZAに対応する撮像部１４の撮像素子上の画素領域は、実際に撮影画像として記録される画像が所定の画質以上を有するように制限される。すなわち、デジタルカメラ１において、所定の広角から所定の画質が維持できる所定のズーム域までは優先的に電子ズームによりズーミングを行い、その所定のズーム域を超えると、光学ズームによりズーミングを行うようにしている。

すなわち、デジタルカメラ１は、ズーム操作がされると、所定の画質が維持できる所定のズーム位置までは電子ズームを優先させ、その所定のズーム位置を超えると光学ズームを行い、かつ、ズーミングが行われている場合にユーザPが被写体を見失ったときは、ズーム範囲ZAよりも広い撮像範囲IPAの画像を表示部１８に表示するようにした。

図４は、ズーミングして被写体を見失った場合における表示部１８の表示画面１８ａの表示画像の変化を説明するための図である。
ズーミングが行われると、撮像部１４が撮像している撮像範囲IPA内において、ユーザがズーミングをしているズーム範囲ZAの画像が、表示画面１８ａ上に表示される。しかし、ユーザが被写体を見失って、デジタルカメラ１を上下左右の方向に動かしたり、撮像部１４の所定の中央部の色が変化したり、急速な広角側へのズーム操作が行われたり、等の所定の動きを検出あるいは所定の操作が行われたことを検出すると、ズーム範囲ZAよりも広い範囲（撮像部１４で撮像している撮像範囲IPA）が、所定の時間（例えば２秒）の間、表示画面１８ａ上に表示される。

ユーザのズーム操作により表示画面１８ａ上には、ズーム範囲ZAが表示されているが、デジタルカメラ１の向きが被写体の位置から外れると、図４においてC1で示すように、表示画面１８ａ上には、被写体の画像（鳥画像BI）は、表示されない。
しかし、デジタルカメラ１は、ユーザが被写体を見失ったことを検出すると、図４においてC2で示すようなアシスト画像を、表示画面１８ａ上に表示するように、ズーム範囲ZAの画像表示から、撮像範囲IPAの画像表示に切り替わる。

切り替わった画像は、ズーム範囲ZAよりも広い撮像範囲IPAの画像なので、鳥画像BIが含まれている場合がある。図４の場合、鳥画像BIが撮像範囲IPA内に含まれているので、ユーザは、鳥画像BIを見て、デジタルカメラ１の方向（言い換えるとレンズ３の方向）を、矢印Aで示す鳥画像BIの方向に変えることができる。さらに、その撮像範囲IPAには、ズーム範囲ZAを示す枠ZFも重畳して表示される。

よって、ユーザは、ズーミングをして被写体を見失ったときに、アシスト画像により、被写体の存在する方向を認識でき、かつ所定の画質以上で、被写体の撮影をすることができる。
なお、ユーザが被写体を見失ったときに、表示される撮像範囲IPAの画像中に、ズーム範囲ZAを示す枠ZFを表示しないようにしてもよい。

図５は、ズーム操作における電子ズームと光学ズームの動作範囲を示す模式的な図である。図５において、横軸は、ズーム操作量を示し、縦軸は、レンズ３のズーム位置を示す。レンズ３の最大画角時（最大広角時）を０として、ユーザが操作部３４を操作して、レンズ３のズーミングを行っていくと、最大広角状態（０）からズーム操作量Z1までのズーム域ZM1内では、電子ズームのみが働く。すなわち、ズーム操作量Z1におけるレンズ３の所定のズーム位置ZP1までは、電子ズームが優先して動作する。

ズーム操作量Z1に対応する所定のズーム位置ZP1は、撮像部１４の撮像素子の性能に基づき予め決定される。ズーム位置ZP1までの電子ズームされた画像は、所定の画質以上となるように、ズーム操作量Z1すなわちズーム位置ZP1は、決定される。図５において、実線は、電子ズームの動作を示す。

CPUは、レンズ３の焦点距離情報を通信部１２，３２を介して受信し、かつ撮像部１４の撮像素子における所定の画質を維持できる領域情報とから、図５に示すズーム位置ZP1とズーム操作量Z1を決定する。ズーム操作量Z1は、電子ズームによる限界操作量であり、ズーム位置ZP1は、電子ズームによる限界ズーム位置である。

例えば、撮像素子の撮像領域の１／４までは電子ズーム機能を利用して撮影しても、撮影して得られた画像は、所定の画質以上を有しているとすれば、所定のズーム位置ZP1は、撮像素子の撮像領域の１／４に対応する位置として設定される。

よって、ユーザが広角側から望遠側にズーミングすると、最大広角状態（０）からズーム操作量Z1までのズーム域ZM1内では、ズーミングは、電子ズームにより行われる。すなわち、撮像部１４により撮像されている撮像範囲IPA内から電子ズーミングされた画像が切り出されて、表示部１８の表示画面１８ａ上に表示される。

ズーム操作量がZ1を超えると、電子ズームのズーム位置ZP1は固定され、レンズ３内のレンズの動きによる光学ズームが開始される。ズーム操作量Z1の位置では、光学ズームによるズーミングは、行われておらず、ズーム操作量がZ1を超えると、ズーム操作量に応じて、ズーム位置が増加する。

図５において、一点鎖線で示す線が光学ズームの動作を示す。すなわち、ズーム操作量がズーム域ZM1を超えたズーム域ZM2では、電子ズーミングは、ズーム位置ZP1で固定され、ズーム操作がさらに行われても動作しないように制限される。一方、ズーム域ZM2では、ズーム操作量に応じて、光学ズームが行われることによってズーム位置が増加するように変化する。ズーム域ZM2では、ズーム位置は、図５において点線で示すように、電子ズームと光学ズームを合わせた位置となる。

表示部１８に表示される画像が、ズーム範囲ZAの画像から、撮像範囲IPAの画像に変化するということは、表示部に表示される画像のズーム位置が、図５において、あるズーム位置に対応する点P1の位置から、電子ズームのズーム分だけ下がった点P2の位置へ変化するということに対応する。
図５に示すズーム域に対応した電子ズームと光学ズームの動作範囲の制御は、信号処理及び制御部１１の範囲制御部１１ａにより行われる。

次に、表示部１８の表示画面１８ａに表示される表示画像について説明する。
図６は、撮像部１４の撮像素子の撮像範囲とズーム範囲を説明するための図である。なお、表示画面１８ａへの画像表示は、信号処理及び制御部１１の表示制御部１１ｂが行う。図６では、撮像範囲IPAの中央部の面積が１／４程度の部分が、所定の画質が維持できる撮影範囲限界範囲あるいは撮影範囲限界領域として示されている。

電子ズームが開始されると、撮像部１４が撮像している撮像範囲IPAに対して、ズーム範囲ZAの画像が切り出されて、表示画面１８ａ上に表示される。すなわち、図６において斜線で示す周囲画像範囲PAは表示画面１８ａ上に表示されない。撮影釦が操作すなわち押されれば、ズーム範囲ZAの画像が、記録部１６の記録媒体に記録される。そして、通常は、ズーム範囲ZAの周囲の周囲画像範囲PAの画像は、表示画面１８ａには表示されない。

電子ズームは、撮像範囲IPAから撮影範囲限界範囲までは行われるが、撮影範囲限界範囲内までは、行われない。
しかし、後述するように、ユーザPが被写体である鳥を見失ったことが検出されると、表示画面１８ａには、アシスト画像として、撮像範囲IPAの画像（すなわちズーム範囲ZAの画像と周囲画像範囲PAの画像）が表示される。言い換えると、周囲画像範囲PAは、見失い時の表示専用部分である。

なお、周囲画像範囲PAの画像（以下、周囲画像という）PAPを縮小して、表示画面１８ａ上に表示するようにしてもよい。
図７は、表示部１８の表示画面１８ａに表示されたアシスト画像の例を示す図である。図７に示すように、撮像範囲IPAの画像の内、周囲画像範囲PAの周囲画像PAPは圧縮して縮小表示され、その内側にズーム範囲ZAのズーム画像ZAPが拡大表示される。

図７は、例として、２倍ズームされている状態で周囲画像PAPも含む画像が表示されている状態を示す。表示画面１８ａの横方向の半分を１としたときに、周囲画像PAPの横方向の長さは、１／４であることが示されている。すなわち、周囲画像PAPを縮小し、ズーム画像ZAPを拡大し、かつ、その２つの画像を、表示画面１８ａに収まるように、すなわち表示画面１８ａのサイズと略一致するように、それぞれの比率を変更して合成して、アシスト画像が生成される。

周囲画像PAPは、縮小されても、図７に示すように鳥画像BIが表示画面１８ａ上に表示されるので、ユーザPは、レンズ３の光軸を向ける方向を知ることができる。また、ズーム画像ZAPも、図６におけるズーム範囲ZAの周囲画像範囲PAに対する比率よりも、大きな比率で表示画面１８ａ上に表示されるので、ユーザは、撮影画像を認識し易い。
（処理）
次に、デジタルカメラ１の撮影時の処理を説明する。図８は、デジタルカメラ１の撮影時の処理の流れの例を示すフローチャートである。図８の処理は、信号処理及び制御部１１のCPUが実行する。図８の処理プログラムは、信号処理及び制御部１１内のROM（図示せず）に記憶されている。また、図８は、限界ズーム位置ZP1が、レンズ３の倍率として設定されている例であり、倍率が２倍までは電子ズームが動作する場合である。

デジタルカメラ１の電源がオンにされているときに、CPUは、ユーザにより撮影モードが設定されているか否かを判定する（S1）。撮影モードでないとき（S1:NO）は、その他のモードの処理、例えば再生モードの処理、が実行される。

撮影モードであるとき（S1:YES）、CPUは、レンズ３の焦点距離などの各種データを取得し（S2）、アシストモードであるか否かを判定する（S3）。このアシストモードは、ズーミング時に、上述した被写体を見失ったときにアシスト画面の表示を行うモードであり、デジタルカメラ１がユーザによって、アシストモードに設定されているか否かが判定される。アシストモードの設定は、デジタルカメラ１の本体部２に対する所定の操作により行われる。本体部２の操作部と操作判定部２０が、所定のモードとしてのアシストモードを設定するモード設定部を構成する。

デジタルカメラ１がアシストモードに設定されていない場合、CPUは、ズーム操作がされたか否かを判定する（S4）。ズーム操作がされたときは（S4:YES）、CPUは、光学ズーム制御操作を実行し（S5）、全域表示を行う（S6）。全域表示は、撮像部１４の撮像素子で撮像して得られた撮像範囲IPAの全域の画像を表示部１８の表示画面１８ａ上に表示することである。ズーム操作がされていないときは（S4:NO）、CPUは、全域表示を行う（S6）。

次に、撮影釦が押されたか否かが判定され（S7）、撮影釦が押されたとき（S7:YES）、CPUは、撮像範囲の画像を記憶し（S8）、処理は、S1へ戻る。また、撮影釦が押されないとき（S7:NO）、処理は、S1へ戻る。

デジタルカメラ１がアシストモードに設定されている場合（S3:YES）、CPUは、ズーム操作がされたか否かを判定する（S9）。ズーム操作では、CPUは、撮像部１４の撮像素子における所定の画質を維持できる領域から決定されたズーム域ZM1とZM2のそれぞれに応じて、電子ズームと光学ズームの動作を制御する。

ズーム操作がされると（S9:YES）、CPUは、ズーム操作により、レンズ３の倍率が２倍までであるか否かを判定し（S10）、倍率が２倍までであれば、ズーム操作量に応じた電子ズームを行う（S11）。レンズ３の倍率が２倍まであるか否かの判定は、図５において、ズーム操作量が、ズーム域ZM1の範囲内であるか否かの判定に対応する。

倍率が２倍を超えると、CPUは、電子ズームを固定し（S12）、ズーム操作量に応じた光学ズーム制御操作を実行する（S13）。倍率が２倍を超えた場合は、図５において、ズーム操作量が、ズーム域ZM2の範囲内である場合に対応する。S9〜S13の処理は、範囲制御部１１ａにより実行される。よって、S9〜S13の処理は、レンズ３に対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行うズーム制御部を構成する。

S11及びS13の処理の後、CPUは、ユーザが被写体を見失ったか否かを判定する（S14）。この判定方法は、後述する。
見失わなければ（S14:NO）、CPUは、選択域画像を表示、すなわちズーム範囲ZAの画像を表示する（S15）。しかし、見失ったとき（S14:YES）、CPUは、全域表示、すなわち撮像範囲IPAの画像を、所定の期間、ここでは２秒間、表示する（S16）。そして、S15及びS16の後、処理は、S7に移行する。S14〜S16の処理は、表示制御部１１ｂにより実行される。よって、S14〜S16の処理は、被写体の見失いが検出されると、撮像素子の撮像範囲中のズーム範囲外の画像を表示部１８の表示画面１８ａ上に表示するように、表示画面１８ａの表示を制御する表示制御部を構成する。

なお、上述した例では、装着される全ての交換レンズに対して、倍率が２倍までは電子ズームのみが動作するが、装着されたレンズに応じて、電子ズームのみが動作する倍率を変更するようにしてもよい。例えば、比較的広角なズームレンズと比較的望遠のズームレンズとにおいて、電子ズームが動作する範囲を異なるようにしてもよい。例えば、広角なズームレンズの場合は、被写体を見失う確率は低いので、倍率が２倍までは電子ズームが動作するようにし、望遠のズームレンズの場合は、被写体を見失う確率は比較的高くなるので、倍率が３倍までは電子ズームが動作するようにしてもよい。
その場合は、S10で判定される倍率が、比較的広角なズームレンズと比較的望遠のズームレンズでは異なり、かつ、比較的広角なズームレンズと比較的望遠のズームレンズとにおいて、保証される画質のレベルが異なる。

図９は、図８のS14の見失い判定の処理の流れの例を示すフローチャートである。まず、CPUは、モーション判定部１５の加速度センサの出力に基づいて、上下方向あるいは左右方向に所定値以上の動きがあったか否か、すなわち上下左右方向のモーションがあったか否かを判定する（S21）。S21は、撮影機器の動きを判定するモーション判定部を構成する。

上下左右方向のモーションがなかった場合（S21:NO）、撮像部１４の撮像素子により得られた画像の中の中央部の色彩に変化があったか否かが判定される（S22）。S22は、撮像素子の撮像範囲IPAの画像の中心部の色彩の変化を検出する色彩変化検出部を構成する。

そして、中央部の色彩に変化がなかった場合（S22:NO）、操作部３４に対するユーザによるワイド側へのズーム操作が、所定量以上の急速なズーム操作であるか否かが判定される（S23）。
ユーザによるワイド側へのズーム操作が急速なズーム操作でない場合（S23:NO）、CPUは、ユーザが被写体を見失ったとは判定しない（S24）。しかし、S21、S22、S23のいずれかでYESであったときは、CPUは、ユーザが被写体を見失ったと判定する（S25）。

ここで、S16の全域表示における周囲画像範囲PAの周囲画像PAPの縮小方法の例について説明する。図１０は、周囲画像範囲PAの周囲画像PAPの縮小方法の例を説明するための図である。図１０に示すS16の処理は、表示制御部１１ｂにより実行される。

まず、CPUは、図１０のD1は、撮像素子の撮像範囲IPAにおけるズーム範囲ZAと、その周囲の周囲画像範囲PAを示す。周囲画像範囲PAは、８つの領域R1〜R8に分割される。図１０の例は、ズーム範囲ZAは、撮像範囲IPAの１／４とする。

図１０のD2に示すように、４隅の分割領域（R1,R3,R6,R8で示す領域）は、縦方向と横方向のそれぞれにおいて、１／２に縮小される。また、上下の分割領域（R2,R7で示す領域）は、上下方向には１／２に縮小し、左右方向には、D1におけるR1とR2を合わせた横方向の長さL1を、ズーム範囲ZAの横方向の長さL2で割った数値（ここの例では、１．５）で拡大する。さらに、左右の分割領域（R4,R5で示す領域）は、上下方向には、１．５倍に拡大し、左右方向には、１／２に縮小する。
D3は、以上のようにして周辺画像PAPが縮小表示された状態を示す。D3では、ズーム範囲ZAはそのままの大きさであるので、ズーム画像ZAPを、D4に示すように、拡大する。

その結果、表示画面１８ａ上には、D4に示すようなアシスト画像が表示されるので、ユーザPは、周辺画像PAP内の被写体の画像を確認することができる。

なお、周辺画像範囲PAの周辺画像PAPの縮小方法は、以上図１０で説明した方法に限られない。例えば、上述した図１０の場合は、上限左右方向において、所定の倍率で単純に縮小及び拡大しているが、周辺画像PAPの周辺にいくほど、変形比率を変えるようにしてもよい。例えば、周辺部までの距離に応じて、縮小あるいは拡大の比率を変更する等である。

上述したように、本実施の形態に係る撮影装置は、ユーザが被写体を見失ったときにズーム範囲外を確認可能とする見失い対応機能を有し、かつ本実施の形態に係る撮影装置によれば、撮影画像の画質の劣化を防止しつつ、言い換えれば所定の画質を維持しつつ、被写体の撮影ができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
（構成）
第２の実施の形態に係る撮影装置は、被写体として「月」を撮影する月撮影モードを有する。第２の実施の形態に係る撮影装置の構成は、第１の実施の形態で説明した撮影装置の構成と略同じであるので、以下、第２の実施の形態に係る撮影装置において、第１の実施の形態の撮影装置と異なる構成を、主として説明する。
被写体としての「月」は、濃淡のコントラストが高いのは、輪郭部だけであるので、月画像の輪郭部以外の部分は、コントラストを抑えてノイズ除去処理が可能となる。すなわち、撮像素子からの撮像画像からの切り出し部分を小さく（すなわち大きくズーミング）しても、比較的綺麗な画像が得られるので、被写体としての「月」は、電子ズームを有効利用する本実施の形態に相応しい被写体ということができる。

よって、上述したズーム範囲ZAを小さくして、「月」を見失ったときにだけ表示されるアシスト画像における周囲画像PAPの部分が比較的広くなるので、ユーザは「月」の位置を把握できる確率は高くなる。
図１１は、ユーザPがレンズ３をズーミングしていない状態を説明するための図である。

図１１に示すように、ユーザＰがデジタルカメラ１を手に持って月Mを撮影しようとするとき、ユーザＰは表示部１８の表示画面１８ａを見ながら、デジタルカメラ１のレンズ３の向きを調整する。レンズ３は、まだズーミングされておらず、望遠状態にはない。
図１１では、点線の枠が、撮像部１４により撮像されている撮像範囲IPAを示す。実線の枠で示した表示画面１８ａ上には、月画像MIが画面全体に対して小さく表示されている。

図１２は、ユーザPがレンズ３をズーミングして月Mを撮影する場合を説明するための図である。図１２に示すように、ユーザPは、レンズ３の光軸を月Mに向けてズーミングして、表示画面１８ａ上に月画像MIが拡大表示された状態で撮影釦を押すことにより、月Mを撮影したい、とする。図１２において、点線の枠が、ユーザPがズーミングしているズーム範囲ZAを示す。

しかし、第１の実施の形態で説明したように、ユーザPにとっては、月Mを狭い画角内の略中心に位置させて、実線の枠で示した表示画面１８ａ上に月画像MIが表示されるように、デジタルカメラ１の向きを調整することは容易でない。

ここで、月の大きさと撮像素子の撮像面の大きさについて説明する。図１３と図１４は、撮像素子の撮像面上に形成される月の像の大きさを説明するための図である。
図１３に示すように、月は約３０分角（すなわち約０．５度）を有するので（図１３では、その半分の１５分角が示されている）、月の像M’が、撮像素子の撮像面１４ａの撮像範囲IPAにおいて１／３の面積を占めるようにするためには、次の式（１）と（２）から、３５ｍｍフィルム（縦２４ｍｍ）換算で、９００ｍｍの焦点距離Ftを有するレンズが必要となることが判る。

Ft・tan（１／４度）＝４ｍｍ ・・・式（１）
Ft＝４ｍｍ／（tan（１／４度））＝９００ｍｍ ・・・式（２）
一般に９００ｍｍ相当のレンズは大型であるので、小型の持ち運び易いカメラには、３００ｍｍ程度の光学ズームしか搭載あるいは装着できない。

しかし、２０００万画素を有する撮像素子であれば、撮像範囲IPAの撮像面１４ａの撮像画面の１／９を切り取る３倍のズーミングを行っても、そのズーミングした画像で２００万画素の画質が確保できるので、その画像は、ハイビジョンテレビでの表示も可能な画質を有することになる。

図１４は、３００ｍｍのレンズにおいて、１度の手ブレが発生した場合を説明するための図である。図１４に示すように、手でカメラを構えたときに、光軸Cに対して１度相当の手ブレが発生するが、３００ｍｍのレンズの画角が有れば、ユーザPは、９００ｍｍの画角では月Mを見失うことがあっても、上述した撮像範囲IPAの画像をアシスト画像として表示すれば、月画像MIがアシスト画像中に含まれるので、ユーザPが月Mを見失うことはない。

図１５は、アシスト画像に表示される画像を説明するための図である。図１４に示すように９００ｍｍのズーミング状態で月を見失った場合、点線で示す領域Eの範囲のアシスト画像が表示画面１８ａ上に表示されるが、アシスト画像は、ズーム範囲ZA外に月画像MIを含む。

図１６は、本実施の形態に係るデジタルカメラに対する操作を説明するための図である。ユーザがデジタルカメラ１の操作部２０Aに対して所定の操作を、例えば月撮影モード設定釦を押す等の操作を、行うことによって、デジタルカメラ１は月撮影モードに設定される。本体部２の操作部２０Aと操作判定部２０が、所定のモードとして、「月」を被写体として撮影する月撮影モードを、設定するモード設定部を構成する。
（処理）
次に、デジタルカメラ１の月撮影モード時の処理を説明する。図１７は、デジタルカメラ１の月撮影モード時の処理の流れの例を示すフローチャートである。図１７の処理は、信号処理及び制御部１１のCPUが実行する。図１７の処理プログラムは、信号処理及び制御部１１内のROM（図示せず）に記憶されている。
なお、図１７において、図８と同様の処理については、同じ符号を付し、説明は簡単にして一部省略する。また、ここでは、上述したハイビジョン画像（HD）相当までを電子ズームの限界位置として、ズーム操作量あるいはズーム位置が設定されている場合を説明する。すなわち、図５において、ズーム位置ZP1は、ハイビジョン画像（HD）相当のズーム位置に設定される。

デジタルカメラ１の電源がオンにされているときに、CPUは、ユーザにより撮影モードが設定されているか否かを判定する（S1）。撮影モードでないとき（S1:NO）は、その他のモードの処理、例えば再生モードの処理、が実行される。

撮影モードであるとき（S1:YES）、CPUは、レンズ３の各種データを取得し（S2）、月撮影モードであるか否かを判定する（S31）。この月撮影モードは、図１６で説明したように、デジタルカメラ１がユーザによって月撮影モードに設定されているか否かにより判定される。

デジタルカメラ１が月撮影モードに設定されていない場合、CPUは、上述したS4からS8の処理を実行する。
デジタルカメラ１が月撮影モードに設定されている場合（S31:YES）、CPUは、ズームアップ操作がされたか否かを判定する（S32）。ズームアップ操作がされたときは（S32:YES）、CPUは、ズーミングが撮像部１４の撮像素子の中央部のハイビジョン画像（HD）相当部の範囲内で行われているか否かを判定する（S33）。

CPUは、ズーム操作により、ハイビジョン画像（HD）相当部の範囲内でズーミングが行われているときは（S33:YES）、ズーム操作量に応じた電子ズームを行う（S11）。ズーム操作により、ハイビジョン画像（HD）相当部の範囲を超えてズーミングが行われたときは（S33:NO）、CPUは、電子ズームを固定し（S12）、ズーム操作量に応じた光学ズーム制御操作を実行する（S13）。ズーム操作量が、ハイビジョン画像（HD）限界の位置ZP1を超える場合は、ズーム操作量が、ズーム域ZM2の範囲内である場合に対応する。

S32〜S13の処理は、範囲制御部１１ａにより実行される。よって、S32〜S13の処理は、レンズ３に対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行うズーム制御部を構成する。

S11及びS13の処理の後、CPUは、ユーザが被写体を見失ったか否かを判定する（S14）。この判定方法は、上述した図９に示した処理と同様である。「月」はコンラストが高いので、図９におけるS22の処理（中央部の色彩の変化の有無の検出処理）が、特に有効に機能する。

見失わなければ（S14:NO）、CPUは、選択域画像を表示、すなわちズーム範囲ZAの画像を表示する（S15）。しかし、見失ったときは（S14:YES）、CPUは、表示画面１８ａに表示される画像を、ズーム範囲ZAから、「月」がはみ出さない範囲の領域Eを拡大して、表示画面１８ａ上に表示する（S24）。よって、S14〜S34の処理は、被写体の見失いが検出されると、撮像素子の撮像範囲中のズーム範囲外の画像を表示部１８の表示画面１８ａ上に表示するように、表示画面１８ａの表示を制御する表示制御部を構成する。

「月」を見失った場合に、撮像範囲IPAの全域表示を行ってもよいが、本実施の形態では、「月」がはみ出さない範囲の領域Eが切り出され、その切り出した領域Eの画像が拡大されて、アシスト画像として表示される。よって、切り出した領域Eの画像は、「月」の画像を全部含む。なお、切り出した領域Eの画像は、「月」の画像を全部含なくてもよく、一部（例えば半分）を含むものでもよい。

図１５において点線で示すように、月画像MIがはみ出さない範囲Eの画像が、切り出されて表示画面１８ａの大きさまで拡大されて、表示画面１８ａに表示される。S24の処理は、信号処理及び制御部１１内の表示制御部１１ｂにより実行される。

撮像範囲IPA中において「月」がはみ出さない範囲までの領域Eは、「月」は、背景とのコントラストが高いので、画像処理によって、撮像範囲IPAの中心から月画像MIがはみ出さない範囲を切り出すことができる。

すなわち、「月」を見失っている間は、月画像MIがはみ出さない範囲Eの画像が大きさを連続的に変えながら表示されるので、ユーザは、「月」の位置を表示画面１８ａの真ん中に移動させるように、デジタルカメラ１Aの向きをスムーズに調整することができる。

以上のように、本実施の形態に係る撮影機器によれば、「月」をズームして撮影する場合に、ユーザが「月」を見失ったときにズーム範囲外を確認可能とする見失い対応機能を有し、かつ本実施の形態に係る撮影装置によれば、月画像の画質の劣化を防止しつつ、言い換えれば所定の画質を維持しつつ、被写体の撮影ができる。

以上のように、上述した２つの実施の形態に係る撮影機器によれば、ユーザが被写体を見失ったときの対応機能を有し、かつ撮影画像の画質の劣化を防止しつつ被写体の撮影ができる撮影機器を提供することができる。
特に、上述した２つの実施の形態に係る撮影機器によれば、ユーザは、被写体の方向、言い換えるとデジタルカメラを向ける方向を、直感的に認識させることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１ デジタルカメラ、２ 本体部、３ レンズ、１１ 信号処理及び制御部、１１ａ 範囲制御部、１１ｂ 表示制御部、１２、１３、３２ 通信部、１４ 撮像部、１５ モーション判定部、１６ 記録部、１７ GPS部、１８ 表示部、１９ 方位判定部、２０ 操作判定部、２１ 時計部、３１ ズームレンズ部、３３ 駆動部、３４ 操作部

Claims (4)

1. ズーム可能なレンズを通った光を撮像素子において受光して被写体を撮影する撮影機器であって、
   前記レンズに対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、前記所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行うズーム制御部と、
   前記電子ズームが行われているときに、前記撮像素子の撮像範囲中におけるズーム範囲の周囲に係る周囲画像を縮小すると共に前記撮像範囲中における前記ズーム範囲に係るズーム画像を拡大し、かつ、これら前記周囲画像と前記ズーム画像とを、表示部の表示画面のサイズと略一致するように合成して前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する表示制御部と、
   を有し、
   前記表示制御部は、前記被写体の見失いが検出された場合に、前記周囲画像と前記ズーム画像とに係る縮小または拡大の比率をそれぞれ変えて前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する
   ことを特徴とする撮影機器。
2. 前記表示制御部は、前記被写体の見失いが検出された場合に、前記ズーム画像がさらに拡大するよう拡大率を増大すると共に、前記周囲画像のうち前記ズーム範囲の上下領域における上下方向、および、当該周囲画像のうち前記ズーム範囲の左右領域における左右方向がいずれもさらに縮小するよう縮小率を増大するように、前記表示画面の表示を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影機器。
3. 前記表示制御部は、前記被写体の見失いが検出された場合に、前記周囲画像に係る縮小比率を周辺にいくほど変形比率を変更するようにして、前記表示画面の表示を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影機器。
4. ズーム可能なレンズを通った光を撮像素子において受光して被写体を撮影する撮影機器の撮影方法であって、
   前記レンズに対するズーム操作に応じて、所定のズーム域内では電子ズームを行い、前記所定のズーム域を超えると光学ズームを行うようにズーム制御を行い、
   前記電子ズームが行われているときに、前記撮像素子の撮像範囲中におけるズーム範囲の周囲に係る周囲画像を縮小すると共に前記撮像範囲中における前記ズーム範囲に係るズーム画像を拡大し、かつ、これら前記周囲画像と前記ズーム画像とを、表示部の表示画面のサイズと略一致するように合成して前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御し、
   前記被写体の見失いが検出された場合に、前記周囲画像と前記ズーム画像とに係る縮小または拡大の比率をそれぞれ変えて前記表示部の前記表示画面上に表示するように、前記表示画面の表示を制御する
   ことを特徴とする撮影方法。

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