JP2019154070A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の変化に応じて、エリアデータを取得する画素領域を変更すること。
【解決手段】カメラ１００は、撮像素子からの出力データに基づいて、画像内における被写体を特定する被写体特定手段と、撮像素子の全画素領域のうち、被写体特定手段によって特定された被写体を含む一部の画素領域から出力されるデータをエリアデータとして取得するエリアデータ取得手段と、エリアデータ取得手段によって取得されたエリアデータの画像を拡大して表示する表示制御手段と、フレーム間での被写体の変化に応じて、エリアデータを取得する一部の画素領域の設定位置を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

次のような撮像装置が知られている。この撮像装置は、撮像素子から間引き読み出ししたデータを拡大表示する（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１７５１７号公報

しかしながら、従来の撮像装置では、被写体位置に応じて読み出し領域を切り替える場合は、ユーザが拡大表示する領域の位置を変更する必要があり、不便であった。

本発明の第１の態様による撮像装置は、被写体を撮像する撮像装置であって、レンズからの光が入射され、複数の画素が配置される画素領域を有する撮像素子と、前記画素領域のうち第１領域に配置される画素からの信号により、前記レンズの光軸方向において被写体の移動が検出されると、前記画素領域のうち、前記第１領域とは異なる第２領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、被写体に応じて自動的にエリアデータの取得位置を変更することができる。

カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。 スルー画表示時の処理の流れを示すフローチャート図である。 窓読み駆動における読み出し領域の具体例を示す第１の図である。 窓読み駆動における読み出し領域の具体例を示す第２の図である。 窓読み駆動における読み出し領域の具体例を示す第３の図である。 窓読み駆動における読み出し領域の具体例を示す第４の図である。 窓読み駆動における読み出し領域の具体例を示す第５の図である。

図１は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、操作部材１０１と、レンズ１０２と、撮像素子１０３と、制御装置１０４と、メモリカードスロット１０５と、モニタ１０６とを備えている。操作部材１０１は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源ボタン、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。

レンズ１０２は、不図示のマウント部を介してカメラ１００に着脱可能な構成となっていてもよいし、カメラ１００と一体となっていてもよい。なお、レンズ１０２は、複数の光学レンズから構成されるが、図１では代表して１枚のレンズで表している。撮像素子１０３は、例えばＣＭＯＳなどのイメージセンサにより構成され、レンズ１０２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画像信号を生成し、生成したアナログ画像信号を制御装置１０４へ出力する。

制御装置１０４は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、カメラ１００を制御する。なお、制御装置１０４を構成するメモリには、ＳＤＲＡＭやフラッシュメモリが含まれる。ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御装置１０４が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。

制御装置１０４は、撮像素子１０３から入力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、種々の画像処理を施した後に所定の画像形式、例えばＪＰＥＧ形式の本画像データを生成する。また、制御装置１０４は、生成した本画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを生成する。制御装置１０４は、本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成してメモリカードスロット１０５へ出力する。

メモリカードスロット１０５は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットであり、制御装置１０４から出力された画像ファイルをメモリカードに書き込んで記録する。また、メモリカードスロット１０５は、制御装置１０４からの指示に基づいて、メモリカード内に記憶されている画像ファイルを読み込む。

モニタ１０６は、カメラ１００の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタ）であり、当該モニタ１０６には、メモリカードに記憶されている画像やカメラ１００を設定するための設定メニューなどが表示される。また、制御装置１０４は、使用者によってカメラ１００のモードがライブビューモードに設定されると、撮像素子１０３から時系列で取得した画像の表示用画像データをモニタ１０６に出力する。これによってモニタ１０６にはスルー画が表示される。

本実施の形態における撮像素子１０３では、撮像素子１０３の全画素領域のうちの一部の画素領域のみを撮像してアナログ画像信号を読み出す窓読み駆動が可能となっている。制御装置１０４は、使用者から被写体の拡大表示が指示された場合には、撮像素子１０３からの出力に基づいて、スルー画表示時に撮影範囲内に存在する被写体を特定し、撮影範囲内における被写体の位置に基づいて、窓読み駆動における撮像素子１０３の読み出し領域を決定する。そして、読み出し領域内の画像信号を読み出して、該読み出し領域内の画像をモニタ１０６に拡大表示する。これによって、モニタ１０６には被写体が拡大表示される。

なお、このように撮像素子１０３の窓読み駆動によって読み出された読み出し領域内の画像を拡大するようにすれば、高精細な画像を維持しながらフレームレートを高めることができる。例えば、図３に示すように、撮像素子１０３の縦ラインが４０００ラインあり、全ラインを読み出した場合のフレームレートが１０ｆｐｓである場合について説明する。例えば、撮像素子１０３の全縦ラインを水平方向に４００ラインごとに１０分割して、各分割領域単位に窓読み駆動が可能であるとした場合、図３に示すように、そのうちの１つの分割領域２（４００ライン）を読み出し領域として読み出すと、そのときのフレームレートは１００ｆｐｓとなる。また、図４に示すように、２つの分割領域２と３（８００ライン）とを読み出し領域として読み出すと、そのときのフレームレートは５０ｆｐｓとなる。

このように、読み出し駆動により読み出す分割領域の数が少ないほど、すなわち読み出す縦ラインのライン数が少ないほど、よりフレームレートを高めて、読み出し領域内の画像を拡大表示することが可能となる。

図２は、本実施の形態におけるスルー画表示時の処理の流れを示すフローチャートである。図２に示す処理は、使用者によってカメラ１００のモードがライブビューモードに設定されることにより、モニタ１０６へのスルー画の表示が開始されると起動するプログラムとして、制御装置１０４によって実行される。

ステップＳ１０において、制御装置１０４は、スルー画内に存在する被写体の中から注目する被写体を選択する。本実施の形態では、制御装置１０４は、例えば、公知の顔認識処理によって認識された人物の顔を注目する被写体として選択することとする。その後、ステップＳ２０へ進み、被写体を拡大表示するか否かを判断する。本実施の形態では、スルー画表示時に被写体を拡大表示するか否かを使用者があらかじめ設定することができ、使用者によって拡大表示するように設定されている場合に、制御装置１０４は、ステップＳ２０で肯定判断する。

ステップＳ２０で否定判断した場合には、後述するステップＳ９０へ進む。これに対して、ステップＳ２０で肯定判断した場合には、ステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、制御装置１０４は、ステップＳ１０で選択した被写体の撮影画面内における位置を特定し、被写体が図３や図４に示した分割領域のうちのどの領域に存在するかを特定することにより、被写体が存在する分割領域に関するデータ、すなわちエリアデータを取得する。その後、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０では、制御装置１０４は、ステップＳ３０で取得したエリアデータに基づいて、撮像素子１０３の読み出し領域を決定する。例えば、図３に示すように、被写体が分割領域２に存在している場合には、該分割領域２を読み出し領域として決定する。あるいは、図４に示すように、被写体が分割領域２と分割領域３とにまたがって存在している場合には、該分割領域２および３を読み出し領域として決定する。これにより、ステップＳ１０で選択した被写体を含んだ分割領域を読み出し領域として決定することができる。

その後、ステップＳ５０へ進み、制御装置１０４は、撮像素子１０３の窓読み駆動によって、決定した読み出し領域内の画像信号を取得し、これを拡大表示することによって、被写体を拡大表示する。その後、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０では、制御装置１０４は、スルー画の各フレームにおいて、撮影画面内における被写体位置を追跡することにより、注目する被写体がステップＳ４０で決定した読み出し領域から外れたか否かを判断する。すなわち、撮影画面内で被写体が移動することにより、注目する被写体の位置が読み出し領域の外に移動したか否かを判断する。ステップＳ６０で否定判断した場合には、後述するステップＳ８０へ進む。これに対して、ステップＳ６０で肯定判断した場合には、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、制御装置１０４は、撮影画面内における被写体の移動状況に応じて、撮像素子１０３の読み出し駆動における読み出し領域を変更する。本実施の形態では、制御装置１０４は、前フレームでの被写体の移動状況に基づいて、現フレームにおける被写体の位置を推定し、被写体の推定位置を含んだ分割領域を読み出し領域とするように、読み出し領域の変更を行う。以下、読み出し領域の変更方法について、具体例を挙げながら説明する。

例えば、前フレームにおける読み出し領域が、図４に示したように、分割領域２と３の８００ラインだった場合に、被写体の移動状況に基づいて、被写体が撮影画面の縦方向に移動していることが検出されたとする。この場合、制御装置１０４は、撮影画面内における被写体の縦方向の位置、例えば、被写体を構成する任意の画素のｙ座標値に注目して、所定数の過去フレームの間に該ｙ座標値がある閾値以上変化しているか否かを判断する。ここでは、閾値として、上記１つの分割領域の縦ライン数である４００が設定されているものとする。

制御装置１０４は、被写体のｙ座標値の変化量が該閾値未満であれば、被写体の移動速度はあまり速くなく、近くの分割領域までしか移動していない可能性が高いため、読み出し領域を被写体の移動方向に分割領域１つ分拡大する。例えば、図４に示したように、前フレームでの読み出し領域が分割領域２と３との８００ラインである場合に、被写体が下に移動し、そのときの上記ｙ座標値の変化量が上記閾値未満である場合には、制御装置１０４は、図５（ａ）に示すように、読み出し領域を分割領域２と３と４との１２００ラインに変更する。この場合、スルー画のフレームレートは３３ｆｐｓとなる。あるいは、制御装置１０４は、被写体は下に移動して分割領域２にはいない可能性が高いことを加味して、図５（ｂ）に示すように、読み出し領域を分割領域を３と４との８００ラインのみに変更してもよい。この場合、スルー画のフレームレートは５０ｆｐｓとなる。

これに対して、制御装置１０４は、被写体のｙ座標値の変化量が該閾値以上であれば、被写体は高速で移動しており、より遠くの分割領域まで移動している可能性が高いため、読み出し領域を被写体の移動方向に分割領域２つ分拡大する。例えば、図４に示したように、前フレームでの読み出し領域が分割領域２と３との８００ラインである場合に、被写体が下に移動し、そのときの上記ｙ座標値の変化量が上記閾値以上である場合には、制御装置１０４は、図６（ａ）に示すように、読み出し領域を分割領域２と３と４と５との１６００ラインに変更する。この場合、スルー画のフレームレートは２５ｆｐｓとなる。あるいは、制御装置１０４は、被写体は下に移動して分割領域２にはいない可能性が高いことを加味して、図６（ｂ）に示すように、読み出し領域を分割領域を３と４と５との１２００ラインのみに変更してもよい。この場合、スルー画のフレームレートは３３ｆｐｓとなる。

また、制御装置１０４は、図４に示したように、前フレームでの読み出し領域が分割領域２と３との８００ラインである場合に、フレーム間での被写体の大きさが変化していることを検出した場合には、被写体がカメラ１００に近づく方向、またはカメラ１００から遠ざかる方向に移動していること判定する。そして、制御装置１０４は、被写体がカメラ１００に近づく方向に移動していると判定した場合には、図７に示すように、読み出し領域を上下に拡大して、分割領域１と２と３と４との１６００ラインに変更する。この場合、スルー画のフレームレートは２５ｆｐｓとなる。

その後、ステップＳ８０へ進み、制御装置１０４は、使用者によって被写体の拡大表示の終了が指示されたか否かを判断する。ステップＳ８０で否定判断した場合には、ステップＳ６０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップＳ８０で肯定判断した場合には、ステップＳ９０へ進む。ステップＳ９０では、制御装置１０４は、使用者によってライブビューの終了が指示されたか否かを判断する。ステップＳ９０で否定判断した場合には、ステップＳ１０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップＳ９０で肯定判断した場合には、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０４は、画像内における注目被写体を特定し、撮影画面内の被写体を含む分割領域に関するエリアデータを取得し、取得したエリアデータの画像を拡大して表示し、フレーム間での被写体の変化に応じて、エリアデータを取得する分割領域の設定位置を変更するようにした。これによって、被写体に応じて自動的にエリアデータの取得位置を変更することができる。

（２）制御装置１０４は、撮像素子の全縦ラインを水平方向の複数ラインに分割し、被写体が存在する少なくとも１つのライン領域から出力されるデータをエリアデータとして取得するようにした。これによって、被写体が存在している領域を精度高くエリアデータとして取得することができる。

（３）制御装置１０４は、過去に入力された複数フレーム間での被写体の位置の変化量に基づいて、エリアデータの設定位置を変更するようにした。これによって、被写体の移動速度に応じてエリアデータの設定位置を精度高く決定することができる。

（４）制御装置１０４は、過去に入力された複数フレーム間での被写体の大きさの変化量に基づいて、エリアデータの設定位置を変更するようにした。これによって、被写体の大きさの変化に応じてエリアデータの設定位置を精度高く決定することができる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、制御装置１０４は、公知の顔認認識処理によって認識された人物の顔を注目する被写体として選択することとした。しかしながら、使用者に注目する被写体の選択を促し、その結果指定された被写体を注目する被写体として選択するようにしてもよい。

（２）上述した実施の形態では、制御装置１０４は、撮影画面内における被写体の移動状況に応じて、撮像素子１０３の読み出し駆動における読み出し領域を変更するようにし、これに伴ってスルー画のフレームレートが変化する例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、できるだけスルー画のフレームレートが変化しないように、読み出し領域を変更するようにしてもよい。

（３）上述した実施の形態では、撮像素子１０３の縦ラインが４０００ラインあり、撮像素子１０３の全縦ラインを４００ラインごとに１０分割して、各分割領域単位に窓読み駆動が可能である場合について説明した。しかしながら、撮像素子１０３の縦ラインの数や各分割領域のライン数はこれに限定されず、他のライン数の場合にも本発明は適用可能である。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００ カメラ、１０１ 操作部材、１０２ レンズ、１０３ 撮像素子、１０４ 制御装置、１０５ メモリカードスロット、１０６ モニタ

Claims (10)

1. 被写体を撮像する撮像装置であって、
   レンズからの光が入射され、複数の画素が配置される画素領域を有する撮像素子と、
   前記画素領域のうち第１領域に配置される画素からの信号により、前記レンズの光軸方向において被写体の移動が検出されると、前記画素領域のうち、前記第１領域とは異なる第２領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御する制御部と、
   を備える撮像装置。
2. 前記制御部は、検出された被写体の移動量に基づいて前記第２領域の大きさを決定する請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、検出された被写体の移動量が大きいほど前記第２領域を大きくする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記第２領域のうち、少なくとも一部の領域に配置された画素からの信号を用いて生成された画像を表示部に表示させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、前記第２領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御すると、前記第１領域のうち、少なくとも一部の領域に配置された画素からの信号を用いて生成された画像と、前記第２領域のうち、少なくとも一部の領域に配置された画素からの信号を用いて生成された画像と、を前記表示部に表示させる請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記制御部は、前記第１領域に配置された画素から信号を読み出すときのフレームレートを、前記第１領域と前記第２領域とに配置された画素から信号を読み出すときのフレームレートよりも高く設定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記制御部は、前記撮像素子の、前記第１領域及び前記第２領域以外の領域に配置された画素から信号を読み出さないように前記撮像素子を制御する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記制御部は、前記画素領域のうち、被写体認識処理により選択された領域を前記第１領域とし、前記第１領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記制御部は、前記画素領域のうち、操作部材が受け付けた指示により選択された領域を前記第１領域とし、前記第１領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記制御部は、前記画素領域のうち、前記第１領域の隣に配置された領域を前記第２領域とし、前記第２領域に配置された画素から信号を読み出すように前記撮像素子を制御する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像装置。

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