JP2018014680A - 撮像装置、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影画角の変更と適正な露出制御を両立する撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮像装置であるカメラ100は、振れ検出センサ101により検出された撮像装置の動きに基づいてカメラ100が被写体探索中であるか否かを判定する動き判定部115と、動き判定部115が被写体探索中であると判定した場合に、画角を変更する制御を行うズーム制御部116と、画角の変更が開始されると、露出制御を第1のモードから第2のモードに切り替えて行う評価値算出部122と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】撮像装置であるカメラ100は、振れ検出センサ101により検出された撮像装置の動きに基づいてカメラ100が被写体探索中であるか否かを判定する動き判定部115と、動き判定部115が被写体探索中であると判定した場合に、画角を変更する制御を行うズーム制御部116と、画角の変更が開始されると、露出制御を第1のモードから第2のモードに切り替えて行う評価値算出部122と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像装置、制御方法及びプログラムに関する。
近年、ズームレンズを駆動する光学ズームや撮影画像の一部を拡大する電子ズームを備える撮像装置の高倍率化が進んでいる。ユーザーがこのような高倍率機を用いてズーム動作を行い、望遠状態で被写体を撮像する場合、画角内に被写体が収まるように操作することが難しいため、被写体のフレームインとフレームアウトが頻繁に生じてしまう。
特許文献1では、撮像装置の動き量に基づいて、ユーザーが被写体を探す動作を行っていると判定したときには、撮影画角をズームアウトさせ、ユーザーが被写体を捉え直したと判断したときには、撮影画角をズームインさせる技術を開示している。
特許文献1では、撮像装置の動き量に基づいて、ユーザーが被写体を探す動作を行っていると判定したときには、撮影画角をズームアウトさせ、ユーザーが被写体を捉え直したと判断したときには、撮影画角をズームインさせる技術を開示している。
しかしながら、特許文献1に記載の技術のように、撮像装置が自動的に撮影画角を変更する場合、ユーザーの意図していない被写体(主被写体以外の被写体)が画角に含まれてしまう。この場合、人物の顔を検出する被写体検出や撮影シーンを判別するシーン検出、自動露出制御などの機能が、ユーザーが意図しない被写体に対して動作してしまうため、主被写体を撮像するのに好ましくない条件が設定されてしまう場合がある。
本発明は、撮影画角の変更と適正な露出制御を両立する撮像装置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、本発明の撮像装置は、検出手段により検出された撮像装置の動きに基づいて撮像装置が被写体探索中であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記被写体探索中であると判定した場合に、画角を変更する制御を行うズーム制御手段と、前記画角の変更が開始されると、露出制御を第1のモードから第2のモードに切り替えて行う露出制御手段と、を備える。
本発明によれば、撮影画角の変更と適正な露出制御を両立する撮像装置を提供することができる。
(第1実施形態)
図1は、本発明を実施した撮像装置に係るデジタルカメラ(カメラ)100の構成を示すブロック図である。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。したがって、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
図1は、本発明を実施した撮像装置に係るデジタルカメラ(カメラ)100の構成を示すブロック図である。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。したがって、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
図1に図示するカメラ100は、自動的な撮影画角の変更機能(以下、FA(フレーミングアシスト)ズーム機能と称す)を備えている。また、本実施形態で説明するカメラ100はブレ機能を備えており、ブレ補正用に検出する撮像装置の振れ情報を利用してFAズーム用の撮像装置の動き量を算出する。ただし、FAズーム専用の動き量検出センサを備えてもよく、FAズーム機能を実現するうえでブレ補正機能を備えることは必須ではない。
まず、ブレ補正機能に関する構成を説明する。カメラ100に加わる振れ(動き)を、振れ検出センサ101で検出する。振れ検出センサ101の一例としては、カメラ100の振れ(動き)を角速度として検出する角速度センサがある。振れ検出センサ101の出力に対して、マイクロコンピュータ(μCOM)102で信号処理を行う。
μCOM102は、ブレ補正量算出部103、減算器104、制御フィルタ105、シフトレンズ制御部106を含む。ブレ補正量算出部103は、振れ検出センサ101の出力に基づいてブレ補正量を算出する。ブレ補正量とは、撮像画像のブレを打ち消すためにブレ補正機構108を駆動させる値である。ブレ補正量算出部103は積分器を備えており、振れ検出センサ101が出力する角速度信号を角度換算して出力する。
μCOM102は、ブレ補正量算出部103、減算器104、制御フィルタ105、シフトレンズ制御部106を含む。ブレ補正量算出部103は、振れ検出センサ101の出力に基づいてブレ補正量を算出する。ブレ補正量とは、撮像画像のブレを打ち消すためにブレ補正機構108を駆動させる値である。ブレ補正量算出部103は積分器を備えており、振れ検出センサ101が出力する角速度信号を角度換算して出力する。
減算器104は、ブレ補正量算出部103の出力から後述するブレ補正機構108の位置データを減算して得られる偏差データを制御フィルタ105に出力する。
制御フィルタ105は、減算器104の出力である偏差データに対し増幅器及び位相補償フィルタによる信号処理を行い、モータ制御量をシフトレンズ制御部106に出力する。
シフトレンズ制御部106は、モータ制御量を、パルス波のデューティー比を変化させる波形(PWM波形)に変調して、モータ107を駆動させる。
制御フィルタ105は、減算器104の出力である偏差データに対し増幅器及び位相補償フィルタによる信号処理を行い、モータ制御量をシフトレンズ制御部106に出力する。
シフトレンズ制御部106は、モータ制御量を、パルス波のデューティー比を変化させる波形(PWM波形)に変調して、モータ107を駆動させる。
モータ107は、例えばボイス・コイル型モータであり、モータ107を駆動されることにより、ブレ補正機構108が光軸と異なる方向に移動される。ブレ補正機構108の一例として光軸と異なる方向に移動可能なレンズユニット(シフトレンズ)である。ただし、図1ではブレ補正機構108と撮像素子110とを別に記載したが、ブレ補正機構108は撮像素子110が可動ユニット上にあって光軸と異なる方向に移動可能な構造であってもよい。
位置検出センサ109は、磁石とそれに対向する位置に備えられたホール・センサとからなり、ブレ補正機構108の光軸と垂直な方向への移動量を検出し、ブレ補正機構108の位置データを上述した減算器104に供給する。これによって、ブレ補正量算出部103の出力に対して、ブレ補正機構108の光軸と異なる方向への移動量を追従させる、フィードバック制御系を構成している。ブレ補正量に基づいてブレ補正機構108の移動が行われた結果、カメラ100の振れによって生じる撮像面上の被写体の縦あるいは横方向のブレが補正された像が、撮像素子110に結像される。
撮像素子110は、複数の光電変換部を有し、ブレ補正機構108を含む撮像光学系によって結像された被写体像を撮像画像信号としての電気信号に変換し、信号処理部111に供給する。
信号処理部111は、撮像素子110により得られた信号から、例えばNTSCフォーマットに準拠したビデオ信号(映像信号)を生成して、ビデオ信号を一時的に記憶する画像メモリ112に供給する。画像メモリ112から出力されるビデオ信号は、記録制御部113に供給される。記録制御部113は、記録開始や終了の指示に用いる操作部(不図示)によって映像信号の記録が指示された場合、画像メモリ112から供給されたビデオ信号を記録媒体114に出力し、記録させる。記録媒体114は例えば、半導体メモリ等の情報記録媒体やハードディスク等の磁気記録媒体であり、外部の記録媒体であってもよい。
信号処理部111は、撮像素子110により得られた信号から、例えばNTSCフォーマットに準拠したビデオ信号(映像信号)を生成して、ビデオ信号を一時的に記憶する画像メモリ112に供給する。画像メモリ112から出力されるビデオ信号は、記録制御部113に供給される。記録制御部113は、記録開始や終了の指示に用いる操作部(不図示)によって映像信号の記録が指示された場合、画像メモリ112から供給されたビデオ信号を記録媒体114に出力し、記録させる。記録媒体114は例えば、半導体メモリ等の情報記録媒体やハードディスク等の磁気記録媒体であり、外部の記録媒体であってもよい。
次に、FAズーム機能に関する構成を説明する。
振れ検出センサ101の出力は動き判定部115にも供給される。動き判定部115は、振れ検出センサ101が検出したカメラ100の動き量に基づいて、撮影者が被写体を探すような動きをしているか(被写体探索中であるか)否かを判定する。撮影者が被写体を見失った場合は、被写体を探すためにカメラ100を大きく動かすことが想定され、動き量が動き判定閾値以上の場合は動き判定部115は、撮影者が被写体を探している(被写体探索中である)と判定をする。一方、安定して被写体を捉えられている場合は、カメラ100の動き量は小さくなるので、動き量が静止判定閾値未満の場合は、撮影者が被写体を捉えられている(被写体探索中ではない)と判定する。なお、動き量とは角速度、加速度、あるいは動き判定部で角速度を積分して算出する角度の少なくとも1つである。また、動き判定および静止判定の閾値は、後述の動き判定閾値演算部120で算出した閾値を用いる。
振れ検出センサ101の出力は動き判定部115にも供給される。動き判定部115は、振れ検出センサ101が検出したカメラ100の動き量に基づいて、撮影者が被写体を探すような動きをしているか(被写体探索中であるか)否かを判定する。撮影者が被写体を見失った場合は、被写体を探すためにカメラ100を大きく動かすことが想定され、動き量が動き判定閾値以上の場合は動き判定部115は、撮影者が被写体を探している(被写体探索中である)と判定をする。一方、安定して被写体を捉えられている場合は、カメラ100の動き量は小さくなるので、動き量が静止判定閾値未満の場合は、撮影者が被写体を捉えられている(被写体探索中ではない)と判定する。なお、動き量とは角速度、加速度、あるいは動き判定部で角速度を積分して算出する角度の少なくとも1つである。また、動き判定および静止判定の閾値は、後述の動き判定閾値演算部120で算出した閾値を用いる。
ズーム制御部116は、動き判定部115の判定結果を受けてズームアウトまたはズームインの駆動信号をズームモータ117に与える。ズームモータ117は、例えばステッピングモータであり、ステッピングモータが回転することにより送りねじが回転し、ズームレンズ118が光軸方向に駆動される。ズーム制御部116は、ズームレンズ118を目標位置まで移動させるために必要なパルス数の駆動信号を算出してズームモータ117に入力する。
ズームレンズ118の保持枠にはズームレンズの位置を検出するため、不図示の位置スケールが固定されている。不図示のレンズ鏡筒部の位置スケールと対向する箇所に、位置検出センサ119が固定されている。位置スケールには光軸方向に磁気パターン、光反射パターン等のスケールパターンが生成されており、位置検出センサ119がスケールの位置に応じた磁気信号、光反射信号などを読み取ることで、ズームレンズ118の光軸方向の位置を検出できるようになっている。位置検出センサ119の検出信号は、ズーム制御部116に入力され、ズームレンズの位置制御に用いられる。
動き判定閾値演算部120はズーム制御部116より得られる現在のズーム位置情報に基づいて、動き判定閾値を算出する。これは、カメラ100の動き量が一定であっても、ズーム位置が望遠側にあるときは広角側にあるときと比べ被写体を見失いやすいため、ズーム位置に基づいて判定用閾値を決めるのが好ましいためである。具体的に、望遠側の場合は、より小さい動き量でも被写体を探していると判定されやすくするため、閾値を小さくする。一方、広角側の場合はより大きい動き量でも被写体を捉えられていると判定されやすくするために、閾値を大きくする。
ここでFAズームの具体例を、図2を参照して説明する。図2(a)は、被写体の移動を説明する図である。移動被写体であるボール200を捉えようとして、カメラ100を図中左から右方向に動かしている。
図2(b)は、このときカメラ100により撮影される撮像画像を示し、図2(c)は、振れ検出センサ101が検出するカメラ100の動き量を表している。
時刻t1よりも以前は、カメラ100は動かされておらず動き量は小さい値となっている。時刻1においてボールが放たれたとき、これを捉えようとして撮影者がカメラ100を動かし、振れ検出センサ101の出力が大きくなり始める。
図2(b)は、このときカメラ100により撮影される撮像画像を示し、図2(c)は、振れ検出センサ101が検出するカメラ100の動き量を表している。
時刻t1よりも以前は、カメラ100は動かされておらず動き量は小さい値となっている。時刻1においてボールが放たれたとき、これを捉えようとして撮影者がカメラ100を動かし、振れ検出センサ101の出力が大きくなり始める。
時刻t2において、ボールがフレームから外れることを回避しようとして撮影者は撮像装置を動かし続け動き量はさらに大きくなる。ここで、時刻t2では、振れ検出センサ101が検出する動き量が動き判定閾値演算部120で算出した動き判定閾値以上の値となることで、動き判定閾値演算部120では被写体を探していると判定される。この動き判定閾値演算部120の判定に応じて、ズーム制御部116はズームアウト制御を行う。これにより、時刻t2より後の時刻においては、撮影画角が広角になり、被写体が捉えやすくなる。ボールを捉えた後は、撮影者による撮像装置の動きは安定し動き量は小さくなる。
そして、時刻t3において、動き判定閾値演算部120で算出された動き量が静止判定閾値未満となり、被写体を捉えられていると判定されると、ズーム制御部116はズームイン制御を行う。なお、FAズームが有効となる状態と、動き量が大きくてもズームアウトしない通常撮影状態とは、不図示のFAズームON/OFFボタンにより切り替え可能である。
そして、時刻t3において、動き判定閾値演算部120で算出された動き量が静止判定閾値未満となり、被写体を捉えられていると判定されると、ズーム制御部116はズームイン制御を行う。なお、FAズームが有効となる状態と、動き量が大きくてもズームアウトしない通常撮影状態とは、不図示のFAズームON/OFFボタンにより切り替え可能である。
図1の説明に戻り、露出制御に関する構成を説明する。
撮像素子110から出力された画像信号が信号処理部111の中で輝度信号や色信号に分離されて、それぞれの信号が評価値算出部122に入力される。評価値算出部122では、入力された信号に基づいて露出制御が行われる。また、評価値算出部122には、人物の顔など、特定の被写体を検出する被写体検出機能や、夕景などのシーンを検出するシーン検出機能が含まれている。撮影設定部123では、被写体検出機能やシーン検出機能などを含む様々な設定を撮影者が行う。なお、被写体検出機能やシーン検出機能については、公知の方法であればどのような方法で特定被写体やシーンの検出を行うような構成であってもよい。
撮像素子110から出力された画像信号が信号処理部111の中で輝度信号や色信号に分離されて、それぞれの信号が評価値算出部122に入力される。評価値算出部122では、入力された信号に基づいて露出制御が行われる。また、評価値算出部122には、人物の顔など、特定の被写体を検出する被写体検出機能や、夕景などのシーンを検出するシーン検出機能が含まれている。撮影設定部123では、被写体検出機能やシーン検出機能などを含む様々な設定を撮影者が行う。なお、被写体検出機能やシーン検出機能については、公知の方法であればどのような方法で特定被写体やシーンの検出を行うような構成であってもよい。
露出制御について、図3を参照して説明する。
図3(a)は、被写体検出機能に基づく露出制御について説明する図である。撮影している画像の中に人物が存在していた場合、縦横の大きさと位置を自由に変えられる顔評価値算出枠301が、人物の顔の部分に設定される。そして、顔評価値算出枠301の評価値を用いて、人物の顔が適正露出になるまで絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。絞り128の開口径を調節することで、撮像素子が受光する光量を調節し、露出を制御する。これを、顔露出制御と呼ぶ。
図3(b)は、シーン検出機能に基づく露出制御について説明する図である。撮影している画像の中に夕景が存在していた場合、画面全体を複数に分割した分割評価枠302のうち、空部分と認識された斜線で示される評価枠のみ抜き出す。そして、その複数の評価枠の平均値があらかじめ決められた輝度値になるように、絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。これを、シーン露出制御と呼ぶ。なお、上述の説明では絞り128の開口径を制御することで顔露出制御やシーン露出制御を実行する場合について説明したが、絞りの開口径以外の露出パラメータ(蓄積時間やゲイン)を用いて各露出制御を実行してもよい。
図3(a)は、被写体検出機能に基づく露出制御について説明する図である。撮影している画像の中に人物が存在していた場合、縦横の大きさと位置を自由に変えられる顔評価値算出枠301が、人物の顔の部分に設定される。そして、顔評価値算出枠301の評価値を用いて、人物の顔が適正露出になるまで絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。絞り128の開口径を調節することで、撮像素子が受光する光量を調節し、露出を制御する。これを、顔露出制御と呼ぶ。
図3(b)は、シーン検出機能に基づく露出制御について説明する図である。撮影している画像の中に夕景が存在していた場合、画面全体を複数に分割した分割評価枠302のうち、空部分と認識された斜線で示される評価枠のみ抜き出す。そして、その複数の評価枠の平均値があらかじめ決められた輝度値になるように、絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。これを、シーン露出制御と呼ぶ。なお、上述の説明では絞り128の開口径を制御することで顔露出制御やシーン露出制御を実行する場合について説明したが、絞りの開口径以外の露出パラメータ(蓄積時間やゲイン)を用いて各露出制御を実行してもよい。
撮影している画像の中に人物が存在しない場合や、撮影している画像の中に夕景が存在していない場合は、被写体検出やシーン検出は動作しない。また、撮影設定部123により被写体検出機能やシーン検出機能が停止させられている場合も、被写体検出やシーン検出は動作しない。その場合には、画像全体を分割した評価枠(エリア)を利用して評価値算出を行う。
図3(c)は、評価値算出に基づく露出制御について説明する図である。斜線で示される画面の中央評価枠303(中央部のエリア)の重点比率(測光結果に対する重み付けの度合い)を高く、それ以外の分割枠の重点比率を低くして、露出レベルの加重平均値を算出する。この加重平均値があらかじめ決められた輝度値になるように、絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。これにより、画面の中央で捉えている被写体に対して、より適正な露出で撮影することができる。これを中央部重点露出制御と呼ぶ。
図3(c)は、評価値算出に基づく露出制御について説明する図である。斜線で示される画面の中央評価枠303(中央部のエリア)の重点比率(測光結果に対する重み付けの度合い)を高く、それ以外の分割枠の重点比率を低くして、露出レベルの加重平均値を算出する。この加重平均値があらかじめ決められた輝度値になるように、絞りモータ127を動作させて絞り128の開口径を制御する。これにより、画面の中央で捉えている被写体に対して、より適正な露出で撮影することができる。これを中央部重点露出制御と呼ぶ。
撮影者が被写体を探している場合(被写体探索中)に自動でズームアウトを実行するFAズーム制御について、図4のフローチャート及び図5の動作図を参照して説明する。
ステップS400では、ズーム制御部116が、現在ズーム位置を基準ズーム位置f0として保持する。基準ズーム位置とは、ズーム位置の変更後に元のズーム位置に戻す際の目標となるズーム位置である。すなわち、S400の処理はズームアウト、ズームインを実行した後に元のズーム位置に戻すために必要な処理である。
ステップS401では、ズーム制御部116が、ズームアウトする目標ズーム位置f1を算出する。図5に示されるように、目標ズーム位置f1は、基準ズーム位置f0より広角側に設定される。例えば、FAズームにおいて広角側にズームアウトする量は焦点距離換算で1/α倍というような値であるとき、目標ズーム位置f1はf0/αとなる。なお、目標ズーム位置を算出するための値αは、予め定められた固定値、または、撮影者がメニュー操作で設定できる値である。
ステップS400では、ズーム制御部116が、現在ズーム位置を基準ズーム位置f0として保持する。基準ズーム位置とは、ズーム位置の変更後に元のズーム位置に戻す際の目標となるズーム位置である。すなわち、S400の処理はズームアウト、ズームインを実行した後に元のズーム位置に戻すために必要な処理である。
ステップS401では、ズーム制御部116が、ズームアウトする目標ズーム位置f1を算出する。図5に示されるように、目標ズーム位置f1は、基準ズーム位置f0より広角側に設定される。例えば、FAズームにおいて広角側にズームアウトする量は焦点距離換算で1/α倍というような値であるとき、目標ズーム位置f1はf0/αとなる。なお、目標ズーム位置を算出するための値αは、予め定められた固定値、または、撮影者がメニュー操作で設定できる値である。
ステップS402では、動き判定部115が、撮影者が被写体を探しているか否か(被写体探索中であるか否か)判定する。撮影者が被写体を探している(被写体探索中である)と判定したときは、処理をステップS403に移行し、被写体を捉えられている(被写体探索中ではない)と判定したときは、FAズームを発動させず処理を終了する。
ステップS403では、ズーム制御部116がズームアウト制御を行い、ズームモータ117によってズームレンズ118を駆動させ、ズームアウトを実行する。
ステップS404で、ズーム制御部116は、位置検出センサ119からの出力に基づいて、現在のズーム位置が目標ズーム位置f1に到達したか判定する。目標ズーム位置に到達した場合は、処理をステップS405に移行し、目標ズーム位置に到達していない場合は、目標ズーム位置に到達するまでステップS403の処理を繰り返す。
ステップS403では、ズーム制御部116がズームアウト制御を行い、ズームモータ117によってズームレンズ118を駆動させ、ズームアウトを実行する。
ステップS404で、ズーム制御部116は、位置検出センサ119からの出力に基づいて、現在のズーム位置が目標ズーム位置f1に到達したか判定する。目標ズーム位置に到達した場合は、処理をステップS405に移行し、目標ズーム位置に到達していない場合は、目標ズーム位置に到達するまでステップS403の処理を繰り返す。
ステップS405では、動き判定部115が、撮影者が被写体を捉えられているか否か判定する。撮影者が被写体を捉えられていると判定したときは、処理をS406に移行する。一方、被写体を探していると判定したときは、ズーム位置をf1に保持した状態で、撮影者が被写体を捉えられていると判定されるまで待ち状態となる。
ステップS406では、ズーム制御部116がズームイン制御行い、ズームモータ117によってズームレンズ118を基準ズーム位置f0まで駆動させ、FA処理を終了させる。
ステップS406では、ズーム制御部116がズームイン制御行い、ズームモータ117によってズームレンズ118を基準ズーム位置f0まで駆動させ、FA処理を終了させる。
次に、FAズーム制御中の露出制御について、図6及び図7のフローチャートを参照して説明する。まず、図6を参照して、FAズーム制御実行時には被写体検出機能とシーン検出機能を無効にすることを前提としたフローを説明する。
ステップS600では、評価値算出部122が、被写体検出によって顔が検出されているか、または、シーン検出によってシーンが検出されているかどうかを判定する。いずれも検出されていないと判定された場合はS605に進み、中央部重点露出制御を実施し、そのまま処理は終了する。ステップS600にて、顔が検出されている、または、シーンが検出されていると判定された場合は、ステップS601に進む。
ステップS600では、評価値算出部122が、被写体検出によって顔が検出されているか、または、シーン検出によってシーンが検出されているかどうかを判定する。いずれも検出されていないと判定された場合はS605に進み、中央部重点露出制御を実施し、そのまま処理は終了する。ステップS600にて、顔が検出されている、または、シーンが検出されていると判定された場合は、ステップS601に進む。
ステップS601では、評価値算出部122が、FAズーム制御が開始されたか否かを判定する。FAズーム制御が開始されていなければS604へ進み、顔露出制御もしくはシーン露出制御を実施し終了する。FAズーム制御が開始されていれば、ステップS602に進む。
FAズーム制御が開始されている場合、ズームアウトが行われており、図2(b)の時刻t3における撮像画像に示されるように、撮影者が意図する主被写体以外の被写体も画角に入ってくる。このとき、被写体検出機能を実行すると、撮影者が意図しない被写体を検出し、該被写体を基準に露出制御が行われる恐れがある。そして、意図しない被写体を基準に露出制御が行われると、探している被写体の露出が低くなりすぎるなどして、被写体探索が行いにくくなる。そのため、ステップS602では、評価値算出部122が、顔を検出するための被写体検出機能とシーンを検出するためのシーン検出機能を一時停止させる。
ステップS603では、評価値算出部122が、中央部重点露出制御を実施する。
FAズーム制御が開始されている場合、ズームアウトが行われており、図2(b)の時刻t3における撮像画像に示されるように、撮影者が意図する主被写体以外の被写体も画角に入ってくる。このとき、被写体検出機能を実行すると、撮影者が意図しない被写体を検出し、該被写体を基準に露出制御が行われる恐れがある。そして、意図しない被写体を基準に露出制御が行われると、探している被写体の露出が低くなりすぎるなどして、被写体探索が行いにくくなる。そのため、ステップS602では、評価値算出部122が、顔を検出するための被写体検出機能とシーンを検出するためのシーン検出機能を一時停止させる。
ステップS603では、評価値算出部122が、中央部重点露出制御を実施する。
ステップS606では、評価値算出部122が、ステップ603で中央部重点露出制御を実施した後に、FAズーム制御中なのかどうかを監視する。FAズーム制御中であればステップS606に留まり、監視を続ける。一方、FAズーム制御中でなければステップS607に進む。
ステップS607では、ステップS602で一時停止させた顔を検出するための被写体検出機能とシーンを検出するためのシーン検出機能を再開させて、処理を終了する。
ステップS607では、ステップS602で一時停止させた顔を検出するための被写体検出機能とシーンを検出するためのシーン検出機能を再開させて、処理を終了する。
次に、図7を参照して、被写体検出機能とシーン検出機能は有効にしたまま露出制御を切り替えることを前提としたフローを説明する。
ステップS710では、評価値算出部122が、FAズーム制御中なのかどうかを判定する。FAズーム制御中であればステップS711に進み、中央部重点露出制御を実施し処理を終了する。一方、FAズーム制御中でなければ、ステップS712に進む。
ステップS710では、評価値算出部122が、FAズーム制御中なのかどうかを判定する。FAズーム制御中であればステップS711に進み、中央部重点露出制御を実施し処理を終了する。一方、FAズーム制御中でなければ、ステップS712に進む。
ステップS712では、評価値算出部122が、被写体検出によって顔が検出されているか、または、シーン検出によってシーンが検出されているかどうかを判定する。いずれも検出されていないと判定された場合、評価値算出部122が、中央部重点露出制御を実施し、処理を終了する。ステップS712にて顔が検出されている、または、シーンが検出されていたと判定された場合、ステップS714に進む。
ステップS714では、評価値算出部122が、中央部重点露出制御を実施し、処理を終了する。
ステップS714では、評価値算出部122が、中央部重点露出制御を実施し、処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態において、FAズーム制御中に撮影画面の中央を重点的に評価する露出の制御を実施することにより、ある特定の被写体に対して特化して露出制御されなくなるため、被写体を探しやすくなる。
(第2実施形態)
第2実施形態においては、非常に暗い被写体を撮影した際のFAズーム制御と露出制御について説明する。例えば、非常に暗い場所で動物が寝ている姿をスローシャッタで撮影している場合を想定する。非常に暗い被写体を撮影するため、ユーザーは撮影モードを、NTSCの標準的なシャッタースピードである1/60秒よりも、蓄積時間が長時間であるスローシャッタに自動的に遷移するスローシャッタモードを設定している。この利点は、動きの少ない被写体であれば、ノイズを少なくしながらも暗いところを明るく撮影できる点にある。しかしながら、撮影中に動物が動き出し、ユーザーが被写体を探す動作により自動でズームアウトした場合、スローシャッタのままだと被写体が尾を引いた画像となり、動物を探しにくくなる。
第2実施形態においては、非常に暗い被写体を撮影した際のFAズーム制御と露出制御について説明する。例えば、非常に暗い場所で動物が寝ている姿をスローシャッタで撮影している場合を想定する。非常に暗い被写体を撮影するため、ユーザーは撮影モードを、NTSCの標準的なシャッタースピードである1/60秒よりも、蓄積時間が長時間であるスローシャッタに自動的に遷移するスローシャッタモードを設定している。この利点は、動きの少ない被写体であれば、ノイズを少なくしながらも暗いところを明るく撮影できる点にある。しかしながら、撮影中に動物が動き出し、ユーザーが被写体を探す動作により自動でズームアウトした場合、スローシャッタのままだと被写体が尾を引いた画像となり、動物を探しにくくなる。
図8は、第2実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図8のブロック図中に示されているブロックの中で、第1実施形態と同一の働きをするブロックについては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
第1実施形態と異なるのは、評価値算出部800である。評価値算出部800で実施する評価値算出制御は第1実施形態の制御と略同一であるが、各露出パラメータを用いた露出制御の方法が異なる。第1実施形態では主に絞り128の開口径に関する絞り値を用いて露出を制御していたが、第2実施例では絞り128の絞り値を含めた撮像素子110とゲイン801を複合的に制御している。撮像素子110を制御することにより電子シャッタで蓄積時間を制御し、ゲイン801を制御することにより、電気的に映像レベルを増幅させている。
第1実施形態と異なるのは、評価値算出部800である。評価値算出部800で実施する評価値算出制御は第1実施形態の制御と略同一であるが、各露出パラメータを用いた露出制御の方法が異なる。第1実施形態では主に絞り128の開口径に関する絞り値を用いて露出を制御していたが、第2実施例では絞り128の絞り値を含めた撮像素子110とゲイン801を複合的に制御している。撮像素子110を制御することにより電子シャッタで蓄積時間を制御し、ゲイン801を制御することにより、電気的に映像レベルを増幅させている。
ここで、露出制御について図9を参照して説明する。図9は、被写体の明るさに応じて評価値算出部122で算出された評価値に基づく、絞り128と電子シャッタとゲイン801の制御を説明する図である。
まず、図9(a)を参照して、通常の露出制御を説明する。被写体が暗い場合、絞り128は開放F1.6に固定され、ゲイン801は最大ゲインである18dBに固定される。そして、電子シャッタは1/15秒から1/60秒の間で、自動で設定される。被写体が非常に暗ければ1/15秒となりそれ以上は露出制御できない。被写体が明るくなれば1/60秒まで動作する。
更に明るくなった場合、絞り128は開放F1.6に固定され、電子シャッタは1/60秒で固定される。そして、ゲインは18dBから0dBの間で、自動で設定される。
更に明るくなれば、絞り128がF1.6からF8.0の間において自動で設定され、最も明るい場合には電子シャッタが1/60秒から1/500秒まで自動で設定される。
まず、図9(a)を参照して、通常の露出制御を説明する。被写体が暗い場合、絞り128は開放F1.6に固定され、ゲイン801は最大ゲインである18dBに固定される。そして、電子シャッタは1/15秒から1/60秒の間で、自動で設定される。被写体が非常に暗ければ1/15秒となりそれ以上は露出制御できない。被写体が明るくなれば1/60秒まで動作する。
更に明るくなった場合、絞り128は開放F1.6に固定され、電子シャッタは1/60秒で固定される。そして、ゲインは18dBから0dBの間で、自動で設定される。
更に明るくなれば、絞り128がF1.6からF8.0の間において自動で設定され、最も明るい場合には電子シャッタが1/60秒から1/500秒まで自動で設定される。
非常に暗い被写体撮影する場合、露出制御としては、絞り128がF1.6、電子シャッタが1/15秒、ゲイン801が18dBとなる。ここで、撮影している動物が動き、ユーザーが被写体を探し始めてFAズーム動作が始まる。FAズーム動作が始まるということは、ユーザーがカメラを動かしているということでもあるため、撮影被写体は蓄積時間が長いために尾を引いたような画像になっている可能性が高い。この状態のままでは、いくらFAズームにてズームが広角側に動作して撮影画角が広くなっても、被写体を見つけることは困難である。
そこでカメラ100は露出制御を図9(b)に示すゲイン拡張モードに変更する。ゲイン拡張モードでは、まず、一時的にスローシャッタモードを停止する。電子シャッタは1/15秒から1/60秒に変更され、尾を引いた状態は解消される。更に、ゲイン801の最大値である最大ゲインが18dBから30dBに拡張されるため、被写体の明るさは保つことが出来る。ここでは、電子シャッタにより2段分光量が減少してしまったので、ゲインが12dB(2段分)上昇して補う制御となる。この露出制御の変更により、ノイズは多くなるが、明るさを保ったまま尾を引かない画像が得られるため、動物を探しやすくなる。その後、動物を見つけ被写体を捉えたらFAズーム動作によりズームインし、FAズーム動作が終了したら、再びスローシャッタモードに変更して、ノイズの少ない明るい撮影を継続することが出来る。
次に、図10のフローチャートを参照してゲイン拡張モードへの切り替えを説明する。
ステップS1000では、評価値算出部800が、スローシャッタモードで撮影をしているか動かを判定する。スローシャッタモードで撮影していないと判定された場合は、処理を終了させる。スローシャッタモードで撮影していると判定された場合はS1001へ進む。
ステップS1001では、評価値算出部800が、FAズーム動作が開始したかどうかを判定する。FAズーム動作が開始していないと判定された場合は、処理を終了させる。FAズーム動作が開始されたと判定された場合は、ステップS1002へ進む。
ステップS1000では、評価値算出部800が、スローシャッタモードで撮影をしているか動かを判定する。スローシャッタモードで撮影していないと判定された場合は、処理を終了させる。スローシャッタモードで撮影していると判定された場合はS1001へ進む。
ステップS1001では、評価値算出部800が、FAズーム動作が開始したかどうかを判定する。FAズーム動作が開始していないと判定された場合は、処理を終了させる。FAズーム動作が開始されたと判定された場合は、ステップS1002へ進む。
ステップS1002では、評価値算出部800が、露出制御をゲイン拡張モードへ切り替える。ゲイン拡張モードへ切り替えることで1/60秒よりも長い蓄積時間の撮影により尾を引いた画像となることを防ぎ、被写体を探しやすくなる。切り替えた後、ステップS1003に進む。
ステップS1003では、評価値算出部800が、FAズーム動作が終了したかどうかを判定する。FAズーム動作が終了していな意図判定した場合は、終了するまで監視を続ける。一方、FAズーム動作が終了したと判定した場合は、ステップS1004へ進む。
ステップS1003では、評価値算出部800が、FAズーム動作が終了したかどうかを判定する。FAズーム動作が終了していな意図判定した場合は、終了するまで監視を続ける。一方、FAズーム動作が終了したと判定した場合は、ステップS1004へ進む。
ステップS1004では、露出制御をゲイン拡張モードからスローシャッタモードへ切り替えて、処理を少量させる。ここでは、再び被写体をノイズの少ない明るい映像を得ることが出来るようになる。
以上説明したように、本実施形態においては、スローシャッタモードにおいてFAズーム制御を行う場合に、電子シャッタをスローシャッタにならないようにするゲイン拡張モードに切り替る。ゲイン拡張モードでは、明るさが暗くなった分だけその他の露出制御で補う制御を行うので、尾を引いた画像ではなくなり、かつ、画像の明るさを保つことが出来るため、被写体を探しやすくなる。
以上説明したように、本実施形態においては、スローシャッタモードにおいてFAズーム制御を行う場合に、電子シャッタをスローシャッタにならないようにするゲイン拡張モードに切り替る。ゲイン拡張モードでは、明るさが暗くなった分だけその他の露出制御で補う制御を行うので、尾を引いた画像ではなくなり、かつ、画像の明るさを保つことが出来るため、被写体を探しやすくなる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。すなわち、カメラ100は必ずしも1台のメカで構成されていなくともよい。例えば、カメラ100はレンズ交換式のカメラであって、μCOM102、振れ検出センサ101、ブレ補正機構108、ズームレンズ118を交換式のレンズ内に含む構成も本発明に含まれる。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、本発明を実施する撮像装置の一例としてデジタルカメラについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルビデオカメラやスマートフォンなどの可搬デバイスやウェアラブル端末、セキュリティーカメラなど、デジタルカメラ以外の撮像装置を採用する構成であってもよい。
100 撮像装置
101 振れ検出センサ
102 μCOM
115 動き判定部
116 ズーム制御部
122 評価値算出部
101 振れ検出センサ
102 μCOM
115 動き判定部
116 ズーム制御部
122 評価値算出部
Claims (15)
- 検出手段により検出された撮像装置の動きに基づいて撮像装置が被写体探索中であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記被写体探索中であると判定した場合に、画角を変更する制御を行うズーム制御手段と、
前記画角の変更が開始されると、露出制御を第1のモードから第2のモードに切り替えて行う露出制御手段と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記判定手段は、前記撮像装置の動き量が閾値以上である場合に、前記被写体探索中である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。
- 前記ズーム制御手段は、前記判定手段が前記被写体探索中であると判定した場合に、画角を広角側に変更するズームアウトを実行することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記第1のモードは、被写体またはシーンに基づいた露出制御を行うモードであり、前記第2のモードは、画像の中央部に重点をおいた露出制御を行うモードであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1のモードは、撮像している被写体を検出し、前記被写体が適正露出となるように露出制御を行うモードを含むことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1のモードは、撮像しているシーンを検出し、前記シーンに応じた露出制御を行うモードを含むことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第2のモードは、画像を複数のエリアに分割し、画像の中央部の前記エリアに重点を置いて露出レベルの加重平均値を算出し、前記加重平均値が予め決められた輝度値になるように露出制御を行うことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置は、さらに、複数の光電変換部を有する撮像素子と、
前記撮像素子が受光する光量を調節する絞りと、を備え、
前記露出制御手段は、前記絞りを制御することで前記露出制御を行うことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、さらに、複数の光電変換部を有する撮像素子と、
前記撮像素子が受光する光量を調節する絞りと、
前記撮像素子より出力された信号のゲインを増幅するゲイン手段と、を備え、
前記露出制御手段は、前記撮像素子における蓄積時間と、前記絞りと、前記ゲイン手段とを制御することで前記露出制御を行うことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1のモードは、前記蓄積時間が長時間であるスローシャッタモードであり、前記第2のモードは、前記ゲイン手段の最大ゲインを拡張し、前記蓄積時間をスローシャッタモードより短くした露出制御を行うモードであることを特徴とする請求項9に記載の制御装置。
- 前記ズーム制御手段は、前記露出制御が前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えられた後に、前記判定手段が前記被写体探索中ではないと判定した場合に、画角を望遠側に変更するズームインを実行することを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記露出制御手段は、前記ズームインが終了すると、前記第2のモードから前記第1のモードに露出制御を切り替えることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置は、さらに、前記撮像装置の動きを検出する検出手段を備え、
前記検出手段は、前記撮像装置の動きを角速度として検出する角速度センサであることを特徴とする請求項1乃至12のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮像装置の制御方法であって、
検出手段により検出された撮像装置の動きに基づいて撮像装置が被写体探索中であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記被写体探索中であると判定された場合に、画角を変更する制御を行うズーム制御工程と、
前記画角の変更が開始されると、露出制御を第1のモードから第2のモードに切り替えて行う露出制御工程と、を有することを特徴とする制御方法。 - コンピュータを、請求項1から13のいずれか1項に記載の撮像装置が備える各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016144473A JP2018014680A (ja) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 撮像装置、制御方法及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016144473A JP2018014680A (ja) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 撮像装置、制御方法及びプログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018014680A true JP2018014680A (ja) | 2018-01-25 |
Family
ID=61021315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016144473A Pending JP2018014680A (ja) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 撮像装置、制御方法及びプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018014680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111771373A (zh) * | 2018-03-19 | 2020-10-13 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、曝光期间变焦摄影方法、程序及记录介质 |
-
2016
- 2016-07-22 JP JP2016144473A patent/JP2018014680A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111771373A (zh) * | 2018-03-19 | 2020-10-13 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、曝光期间变焦摄影方法、程序及记录介质 |
| CN111771373B (zh) * | 2018-03-19 | 2021-10-15 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、曝光期间变焦摄影方法及记录介质 |
| US11483488B2 (en) | 2018-03-19 | 2022-10-25 | Fujifilm Corporation | Imaging apparatus, inter-exposure zoom imaging method, program, and recording medium |
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