JP2006246354A - 撮影装置及び撮影プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体としての移動体の情報（移動量及び移動方向）を自動的に算出し、その算出した移動体の情報に基づいて撮影装置を固定した流し撮りの撮影を行うことである。
【解決手段】移動可能な補正レンズを含み、被写体からの光を取り込み結像する撮像レンズ部７１と、撮像レンズ部７１を介して結像された光を受光して画像信号を取得する撮像素子７５と、撮像素子７５により取得された画像信号の画像から、移動体の移動量及び移動方向を含む移動体の情報を算出する移動体情報算出手段と、前記算出された移動体の情報に基づいて、移動体を追従するように補正レンズを移動して、撮像素子７５の画像信号を取り込む制御手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、被写体を撮影する撮影装置及び撮影プログラムに関する。

従来、アナログ式等のカメラにおいて、移動する被写体の撮影時に、その被写体を追従して撮影する流し撮りを行う場合があった。この流し撮りにより、移動する被写体を鮮明にするとともに背景を流れるようにぼけさせて、被写体のスピード感を強調する画像を撮影できる。この流し撮りには、２つの方式があった。

第１の方式は、移動する被写体を追従するようにカメラ本体の向きを手動で移動させて撮影する方式である。図１５に、従来の流し撮りの原理を示す。図１５に示すように、被写体としての車両９０１をアナログカメラ２で撮影する場合に、車両９０１が右から左へ移動し、状態（２１）→（２２）→（２３）と変化する。撮影者が手動でアナログカメラ２の（撮影の）向きを変化させ、状態（２１）→（２２）の車両９０１を追従する。

そして、撮影者がシャッタキーを押下し、その露出中も、撮影者が手動でアナログカメラ２の向きを変化させ、状態（２２）→（２３）の車両９０１を追従することにより、流し撮りの撮影を行う。これに関して、パン方向に流し撮りを行いながら、パン方向以外の手ぶれ補正を行う構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

第２の方式は、カメラ内部に移動可能な補正光学系を備え、予め、撮影者が手動で被写体の移動速度及び測距データをカメラに入力し、そのカメラを固定したまま待機し、被写体が画面内に現れると、入力した移動速度及び測距データに対応して補正光学系を作動させ、移動する被写体を追従するように撮影する方式である（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−４３８７０号公報 特開平２−１５４２１４号公報

しかし、従来の第１の方式の流し撮りでは、被写体に合わせてカメラの向きを手動で変化させることが困難であり、撮影者に高い撮影技術が要求されるという問題があった。

また、従来の第２の方式の流し撮りでは、予め、撮影者が被写体の移動速度及び測距データを入力せねばならず、それら入力値の測定及び入力作業に手間がかかるという問題があった。また、この入力作業中にシャッタチャンスを逃してしまうおそれがあった。さらに、撮影者の入力値と、実際の被写体の移動速度及び測距データとの相違が大きいと、うまく流し撮りができないという問題があった。

本発明の課題は、被写体としての移動体の情報（移動量及び移動方向）を自動的に算出し、その算出した移動体の情報に基づいて撮影装置を固定した流し撮りの撮影を行うことである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
被写体からの光を取り込み結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系を介して結像された光を受光して画像信号を取得する撮像素子と、を備え、
前記撮像光学系は、移動可能な補正光学系を含み、
前記撮像素子により取得された画像信号の画像から、被写体としての移動体の移動量及び移動方向を含む移動体の情報を算出する移動体情報算出手段と、
前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報に基づいて、前記移動体を追従するように前記補正光学系を移動して、前記撮像素子の画像信号を取り込む制御手段と、
を備えることを特徴とする撮影装置である。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項１に記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項８に記載の発明）。

請求項２に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮影装置において、
前記撮像素子の露光開始のトリガ入力を受け付けるシャッタ入力手段と、
前記制御手段は、前記シャッタ入力手段に露光開始が入力されたことをトリガとして、前記撮像素子の露光を開始するとともに前記補正光学系の移動を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撮影装置において、
前記撮像素子により取得された画像信号の画像から、前記移動体の特定の点が画像内の特定の領域に入ったか否かを判別する判別手段を備え、
前記制御手段は、前記判別手段により移動体の特定の点が画像内の特定の領域に入ったと判別されたことをトリガとして、前記撮像素子の露光を開始するとともに前記補正光学系の移動を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の撮影装置において、
前記移動体までの距離を測定する測距手段と、
前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報と、前記測距手段により測定された前記移動体までの距離と、に基づいて、シャッタスピードを決定する決定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報に基づいて、前記決定手段により決定されたシャッタスピードの間に、前記移動体を追従するように前記補正光学系を移動して、前記撮像素子の画像信号を取り込むことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の撮影装置において、
流し撮りの流れ量の入力を受け付ける流れ量入力手段を備え、
前記決定手段は、前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報と、前記測距手段により測定された前記移動体までの距離と、前記流れ量入力手段を介して入力された流れ量と、に基づいて、シャッタスピードを決定することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の撮影装置において、
前記測距手段は、前記撮像光学系の焦点を移動し、その移動中に前記撮像素子により取得された画像信号の画像に基づいて、前記移動体までの距離を測定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４又は５に記載の撮影装置において、
前記測距手段は、前記移動体に光を照射してその照射光の反射光を受光し、又は前記移動体からの光を受光し、その受光状態に基づいて前記移動体までの距離を測定することを特徴とする。

請求項１又は８に記載の発明によれば、撮像素子により取得された画像信号の画像から、移動体の移動量及び移動方向を含む移動体の情報を自動的に算出し、その移動体の情報に基づいて、移動体を追従するよう補正光学系を移動して、撮像素子の画像信号を取り込むので、被写体としての移動体の情報（移動量及び移動方向）を自動的に算出し、その算出した移動体の情報に基づいて、撮影装置を固定し且つ移動体を追従する流し撮りの撮影を行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、露光開始が入力されたことをトリガとして、撮像素子の露光を開始するとともに補正光学系の移動を行うので、操作者自身が、流し撮り撮影の開始タイミング、つまり流し撮りの画像内の移動体の位置を決定することができる。

請求項３に記載の発明によれば、移動体の特定の点が画像内の特定の領域に入ったことをトリガとして、撮像素子の露光を開始するとともに補正光学系の移動を行うので、流し撮り撮影の開始を自動的に実行でき、また、流し撮りの画像内の移動体の位置を適切にすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、算出された移動体の情報と、測定された移動体までの距離と、に基づいて、シャッタスピードを決定し、移動体の情報に基づいて、その決定されたシャッタスピードの間に、移動体を追従するように補正光学系を移動して、撮像素子の画像信号を取り込むので、被写体としての移動体の情報を自動的に算出し、その算出した移動体の情報に基づいて、適切なシャッタスピードで、撮影装置を固定し且つ移動体を追従する流し撮りの撮影を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、算出された移動体情報と、測定された移動体までの距離と、入力された流れ量と、に基づいて、シャッタスピードを決定するので、決定したシャッタスピードで、撮影装置を固定し且つ移動体を追従する所望の流れ量の流し撮りの撮影を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、撮像光学系の焦点を移動し、その移動中に撮像素子により取得された画像信号の画像に基づいて、移動体までの距離を測定し、その移動体までの距離に基づいてシャッタスピードを決定するので、装置構成を簡単にするとともに適切なシャッタスピードを決定できる。

請求項７に記載の発明によれば、移動体に光を照射してその照射光の反射光を受光し、又は前記移動体からの光を受光し、その移動体までの距離に基づいてシャッタスピードを決定するので、より精度の高い移動体までの距離を取得でき、より適切なシャッタスピードを決定できる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な第１及び第２の実施の形態並びに当該実施の形態を変形した第１、第２及び第３の変形例を順に詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図１０を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。先ず、図１〜図３を参照して本実施の形態の装置構成を説明する。図１に、本実施の形態のデジタルカメラ１の構成を示す。図２に、撮像部７０の構成を示す。図３に、撮像レンズ部７１及び光学系駆動部７４の構成を示す。

図１に示すように、本実施の形態の撮影装置としてのデジタル（スチル）カメラ１は、デジタルカメラ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、入力部２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０と、表示部４０と、記憶部５０と、通信部６０と、撮像部７０と、記録媒体駆動部８０等と、を備えて構成されており、各部はバス９０により接続されている。

ＣＰＵ１０は、デジタルカメラ１の各部を中央制御する。ＣＰＵ１０は、記憶部５０に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ３０に展開し、ＲＡＭ３０に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。このＣＰＵ１０とプログラムとの協働により、移動体情報算出手段、判別手段、測距手段、決定手段が構成され、また後述する光学系駆動部７４、取り込み制御部７６とともに制御手段が構成される。

入力部２０は、電源スイッチ、シャッタ入力手段としてのシャッタキー、撮影に関する各種設定キー及びカーソルキー等を備え、その各キー操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０に出力する。

ＲＡＭ３０は、揮発性のメモリであり、実行される各種プログラムやこれら各種プログラムに係るデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

表示部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタにより構成され、ＣＰＵ１０から入力される表示信号の指示に従って、電子ファインダとして機能する場合のリアルタイムに変化する撮像画像としてのスルー画像、撮影された撮影画像、操作設定画面等を表示する。

記憶部５０は、実行される各種プログラムや各種データ等があらかじめ記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録媒体（図示せず）と、撮像した画像データを記憶する画像データ記憶領域５１等を記憶する読み書き可能なフラッシュメモリ等の記録媒体（図示せず）とを備える。

通信部６０は、通信用ケーブル等により外部の電子機器、例えば、ＰＣ（Personal computer）等と接続され、画像データ等の情報の送受信を行う。なお、外部機器との接続は、赤外線や無線等の無線接続であってもよい。

撮像部７０は、図２に示すように、撮像光学系としての撮像レンズ部７１と、絞り機構７２と、センサ部７３と、光学系駆動部７４と、撮像素子７５と、取り込み制御部７６と、アナログ処理回路７７と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路７８と、バッファレジスタ７９と、信号処理回路７Ａと、圧縮伸長回路７Ｂ等と、を備え、センサ部７３、光学系駆動部７４、取り込み制御部７６、バッファレジスタ７９、信号処理回路７Ａ及び圧縮伸長回路７Ｂがバス９０に接続される。

図３に示すように、撮像レンズ部７１は、各種レンズを備え、被写体からの光を撮像素子７５に結像する。撮像レンズ部７１は、上記各種レンズとして、被写体の焦点を合わせるためのレンズや、補正光学系としての補正レンズ７１１を含む。補正レンズ７１１は、流し撮りの際に、被写体の移動に合わせて移動されるレンズである。

図２に戻り、絞り機構７２は、撮像レンズ部７１を介した光を絞り、露出を調整する。

センサ部７３は、光量センサを備え、その光量センサにより検知した光量の信号をＣＰＵ１０に出力する。光量は、例えば、絞り機構７２の絞り量の調整に用いられる。

光学系駆動部７４は、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、撮像レンズ部７１における各種レンズの移動と、絞り機構７２の絞り量調整とを制御する。具体的には、センサ部７３によって検出された光量値がバス９０を介してＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０で光量値に基づいて演算された絞り機構７２の絞り量を示す信号が光学系駆動部７４に出力され、その信号に基づいて光学系駆動部７４により絞り機構７２が駆動される。また、ＣＰＵ１０から合焦用のレンズの移動量を示す信号が光学系駆動部７４に出力されて、その信号に基づいて光学系駆動部７４が、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズを駆動して移動させる。

また、図３に示すように、光学系駆動部７４は、補正レンズ駆動用アクチュエータ７４１を含む。補正レンズ駆動用アクチュエータ７４１は、その駆動により、撮像レンズ部７１の光軸Ｌに垂直に２次元（Ｘ軸及びＹ軸）に補正レンズ７１１を駆動して移動させる。

撮像素子７５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Diode）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子であり、撮像レンズ部７１及び絞り機構７２を介して結像された光をアナログの電気信号である画像信号に変換する。

図２に戻り、取り込み制御部７６は、ＣＰＵ１０からの制御信号により、画像取り込みのタイミング信号を発生して撮像素子７５に出力する。そのタイミング信号に基づいて、撮像素子７５では、被写体の光が結像されて、各画素に対応する各単位撮像部に電荷が蓄積され、画素信号としての各電荷が順次読み出されて、各画素信号からなる画像信号としてアナログ処理回路７７に出力される。

アナログ処理回路７７は、信号のノイズを軽減させるＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）回路、信号の増幅を行うＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）回路等を備え、撮像素子７５から入力された画像信号に、ノイズ除去、色分離、ゲイン調整、ホワイトバランス等の各種処理を施してＡ／Ｄ変換回路７８に出力する。Ａ／Ｄ変換回路７８は、アナログ処理回路７７から入力されたアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換してバッファレジスタ７９に出力する。

バッファレジスタ７９は、Ａ／Ｄ変換回路７８から入力された画像データを記憶する。

信号処理回路７Ａは、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、バッファレジスタ７９に記憶された画像データを輝度信号及び色差信号に変換して表示部４０に出力する。表示部４０では、その輝度信号及び色差信号に基づいて画像が表示される。圧縮伸長回路７Ｂは、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、バッファレジスタ７９に記憶された画像データを圧縮して記録媒体駆動部８０に出力する。また、圧縮伸長回路７Ｂは、記録媒体駆動部８０（記録媒体８１）から入力された圧縮後の画像データを伸長する。

図１に戻り、記録媒体駆動部８０は、装着された記録媒体８１に対して画像データ等の情報を記録したり、既に記録されている画像データ等の情報を読み出すための駆動回路である。装着される記録媒体８１としては、スマートメディア（登録商標）、メモリースティック（登録商標）、コンパクトフラッシュ（登録商標）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ｘＤピクチャカード、ＰＣカード、ＩＣ（Integrated Circuit）カード等の各種カードが用いることができる。記録媒体駆動部８０は、これらの記録媒体８１の各種類の何れか又は複数が装着可能である。

次に、図４〜図１０を参照して、デジタルカメラ１の動作を説明する。図４に、本実施の形態における水平方向の流し撮りの原理を示す。図５に、第１の撮影処理の流れを示す。図６に、車両２０２の移動量の検出例を示す。図７に、車両２０２の移動時の補正レンズ７１１の移動例を示す。図８に、水平方向の流し撮りにおける各画像を示す。図９に、垂直方向の流し撮りの原理を示す。図１０に、垂直方向の流し撮りにおける各画像を示す。

図４を参照して、本実施の形態の水平方向の流し撮りの原理を説明する。被写体としての車両２０１を流し撮りする場合に、車両２０１が水平方向に左から右へ位置移動する。ここで、車両２０１がデジタルカメラ１の画角内で、左、中央、右に位置する状態を、それぞれ状態（１）、（２）、（３）とする。そして、デジタルカメラ１の撮影方向を状態（２）に合わせて固定する。

流し撮り撮影の際は、デジタルカメラ１を固定したままで、車両２０１が状態（１）→（２）の間に、車両２０１の移動量及び移動方向が自動的に随時算出される。車両２０１が状態（２）にきたときに、撮影者により入力部２０のシャッタキーが押下され、撮像素子７５の露光を開始するとともに、その押下直前に算出された移動量及び移動方向に基づいて、車両２０１を追従するように補正レンズ７１１が移動される。そして、車両２０１が状態（３）になるまでに追従しつつ適切なシャッタスピードで撮像素子７５から画像信号が取り込まれることにより、流し撮りの撮影が行われる。

次いで、図５〜図８を参照して、デジタルカメラ１で実行される第１の撮影処理を説明する。第１の撮影処理は、デジタルカメラ１を固定しつつ、被写体の移動方向及び移動方向を自動的に取得し、その移動方向及び移動方向に基づいて補正レンズ７１１を移動し被写体を自動的に追従して流し撮りの撮影を行う処理である。

例えば、操作者からの入力部２０を介する流し撮りモードの設定入力をトリガとして、記憶部５０から第１の撮影処理プログラムが適宜読み出されてＲＡＭ３０に展開され、ＣＰＵ１０と、展開された第１の撮影処理プログラムとの協働により、第１の撮影処理が実行される。

また、予め、デジタルカメラ１の（撮影の）向きは、被写体が通過する所望の方向に向けて固定されているものとする。

図５に示すように、撮像部７０により１フレームの画像が撮像されて、その画像データがバッファレジスタ７９に記憶され、その画像データがＲＡＭ３０に取り込まれる（記憶される）とともに、その画像データが信号処理回路７Ａにより信号処理されて表示部４０に出力され、表示部４０においてその画像が表示される（ステップＳ１１）。

具体的には、撮像部７０において取り込み制御部７６により撮像素子７５に結像された画像信号が読み出され、その画像信号がアナログ処理回路７７及びＡ／Ｄ変換回路７８で処理され、画像データとしてバッファレジスタ７９に記憶される。その画像データが、ＲＡＭ３０に記憶されるとともに、信号処理回路７Ａにより変換されて表示部４０に表示される。

そして、撮像部７０により次の１フレームの画像が撮像されて、その画像データがバッファレジスタ７９に記憶され、その画像データがＲＡＭ３０に取り込まれるとともに、その画像データが信号処理回路７Ａにより信号処理されて表示部４０に出力され、表示部４０においてその画像が表示される（ステップＳ１２）。

ステップＳ１１、Ｓ１２における画像データの取得は、所定周期（フレーム間隔）で繰り返し行われるものとする。また、ステップＳ１１、Ｓ１２により、表示部４０にスルー画像が表示される。

そして、ＲＡＭ３０に記憶された直前の２フレームの画像データの各画素の輝度及び色が比較され、その比較による変化値が取得される（ステップＳ１３）。そして、輝度及び色の変化値が所定値以上の画素が変化点として抽出される（ステップＳ１４）。そして、その変化点のうちの特定の画素を特定変化点として、その特定変化点の移動量及び移動方向が算出される（ステップＳ１５）。

例えば、図６に示すように、Ｎ（Ｎ：整数）番目及び（Ｎ＋１）番目に取得されたフレームの画像データ３０１，３０２を比較する場合を説明する。画像データ３０１，３０２には、被写体且つ移動体としての車両２０２と、背景の一部としての樹木２０３とが含まれている。

ステップＳ１３，Ｓ１４において、画像データ３０１，３０２の各画素の比較により、樹木２０３については変化点がないものの、車両２０２については、進行方向である左側に複数の変化点からなる変化領域２１１が抽出される。実際には、車両２０２の右側にも変化点が抽出される。

ステップＳ１３，Ｓ１４において、画像データ３０１，３０２の各画素の比較により、樹木２０３については変化点がないものの、車両２０２については、進行方向である左側に複数の変化点からなる変化領域２１１が抽出される。実際には、車両２０２の右側にも変化点が抽出される。そして、ステップＳ１５において、最も左側の変化点が特定変化点とされ、特定変化点の移動量が２画素分（ピクセル）で、移動方向が左であると算出される。

図８に戻り、ステップＳ１５において移動量及び移動方向が算出されたか否かにより、画像内に移動体があるか否かが判別される（ステップＳ１６）。画像内に移動体がない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、ステップＳ１２に移行される。画像内に移動体がある場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、撮影者により入力部２０のシャッタキーが押下されたか否かが判別される（ステップＳ１７）。

シャッタキーが押下されていない場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ１２に移行される。シャッタキーが押下された場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、直前に実行したステップＳ１５で算出された、移動体の特定変化点の移動量及び移動方向、フレーム間隔等に基づいて、その移動体を追従するための補正レンズ７１１の２次元（Ｘ軸、Ｙ軸）の移動量が算出される（ステップＳ１８）。そして、取り込み制御部７６により撮像素子７５の露光が開始される（ステップＳ１９）。

そして、ステップＳ１８において算出された、補正レンズ７１１の２次元の移動量に基づいて、補正レンズ駆動用アクチュエータ７４１により補正レンズ７１１が移動される（ステップＳ２０）。例えば、図６の例に対応して、図７に示すように、デジタルカメラ１を固定しつつ、車両２０２を被写体として追従するように、特定変化点の移動量（２画素分）及び移動方向（左）に基づいて算出された移動量で、補正レンズ７１１が左方向に移動される。

図５に戻り、露光開始から、予め設定された規定シャッタスピードに対応する露光時間に到達したか否かが判別される（ステップＳ２１）。規定シャッタスピードに対応する露光時間に到達していない場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、ステップＳ２０に移行される。

規定シャッタスピードに対応する露光時間に到達した場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、取り込み制御部７６により撮像素子７５に露光され変換された流し撮りの画像信号が取り込まれ、その撮影画像データが表示部４０に表示されるとともに保存され（ステップＳ２２）、第１の撮影処理が終了する。

具体的には、撮像部７０において取り込み制御部７６により撮像素子７５に結像された画像信号が読み出され、その画像信号がアナログ処理回路７７及びＡ／Ｄ変換回路７８で処理され、撮影画像データとしてバッファレジスタ７９に記憶される。その撮影画像データは、信号処理回路７Ａにより信号処理されて表示部４０に撮影画像として表示され、さらに、圧縮伸長回路７Ｂにより圧縮され又は圧縮されることなく、記憶部５０の画像データ記憶領域に記憶されたり、記録媒体駆動部８０により記録媒体８１に記録されることにより保存される。

ここで、図８を参照して、水平方向の流れ撮りの撮影の具体例を示す。図８は、図４に対応するものとする。画像４０１，４０２，４０３は、それぞれ、車両２０１の状態（１）、（２）、（３）に対応して、デジタルカメラ１を固定しつつ、補正レンズ７１１を移動させない場合のスルー画像を示す。また、簡単のため、車両２０１が移動中であるが画像中で流れていないものとして表現している。また、ステップＳ１５で自動的に特定される特定変化点をＡとする。

車両２０１が状態（１）→（２）になった場合に、シャッタキーが押下され、画像中の特定変化点Ａの位置を同じ位置に保つように、補正レンズ７１１が移動される。この補正レンズ７１１の移動により、状態（３）の撮像は、画像４０２と特定変化点Ａが同じ位置の画像４０４を得る撮像となる。そして、画像４０２のタイミングで撮像素子７５の露光を開始して、画像４０４のタイミングで露光終了した実際の撮影画像は、右から左への流れ撮りの画像４０５となる。画像４０５は、車両２０１の位置が同じで且つ背景が左から右に流れてぼやけている。

次に、図９を参照して、本実施の形態の垂直方向の流し撮りの原理を説明する。被写体としての鳥５０１を流し撮りする場合に、鳥５０１が垂直方向に上から下へ位置移動する。ここで、鳥５０１がデジタルカメラ１の画角内で、上、中央、下に位置する状態を、それぞれ状態（１１）、（１２）、（１３）とする。そして、デジタルカメラ１の撮影方向を状態（１２）に合わせて固定する。

流し撮り撮影の際は、デジタルカメラ１を固定したままで、鳥５０１が状態（１１）→（１２）の間に、鳥５０１の移動量及び方向が自動的に随時算出される。鳥５０１が状態（１２）にきた瞬間に、撮影者により入力部２０のシャッタキーが押下され、その押下直前に算出された移動量及び方向に基づいて、鳥５０１を追従するように補正レンズ７１１が移動される。そして、鳥５０１が状態（１３）になるまでに追従しつつ適切なタイミングで撮影され、その撮影画像データが保存される。

図１０は、図９に対応するものとする。画像６０１，６０２，６０３は、それぞれ、鳥５０１の状態（１１）、（１２）、（１３）に対応して、デジタルカメラ１を固定しつつ、補正レンズ７１１を移動させない場合のスルー画像を示す。また、簡単のため、鳥５０１が移動中であるが画像中で流れていないものとして表現している。また、ステップＳ１５で自動的に特定される特定変化点をＢとする。

鳥５０１が状態（１１）→（１２）になった場合に、シャッタキーが押下され、画像中の特定変化点Ｂの位置を同じ位置に保つように、補正レンズ７１１が移動される。この補正レンズ７１１の移動により、状態（１３）の撮像は、画像６０２と特定変化点Ｂが同じ位置の画像６０４を得る撮像となる。そして、画像６０２のタイミングで撮像素子７５の露光を開始して、画像６０４のタイミングで露光終了した実際の撮影画像は、上から下への流し撮りの画像６０５となる。画像６０５は、鳥５０１の位置が同じで且つ背景が上から下に流れてぼやけている。

以上、本実施の形態によれば、撮像素子７５により取得された画像信号の画像データから、移動体の移動量及び移動方向を自動的に算出し、その移動量及び移動方向に基づいて、移動体を追従するよう補正レンズ７１１を移動して、撮像素子７５の画像信号を取り込むので、被写体としての移動体の移動量及び移動方向を自動的に算出し、その算出した移動量及び移動方向に基づいて、デジタルカメラ１を固定し且つ移動体を追従する流し撮りの撮影を行うことができる。

また、入力部２０のシャッタキーを介して露光開始が入力されたことをトリガとして、撮像素子７５の露光を開始するとともに補正レンズ７１１の移動を行うので、操作者自身が、流し撮り撮影の開始タイミング、つまり流し撮りの画像内の移動体の位置を決定することができる。

（第２の実施の形態）
図１１及び図１２を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。図１１に、シャッタスピードテーブル７００の構成を示す。図１２に、第２の撮影処理の流れを示す。

第１の実施の形態では、規定のシャッタスピードで流れ撮りの撮影を行う構成であったが、本第２の実施の形態では、適切なシャッタスピードを決定し、そのシャッタスピードで流れ撮りの撮影を行う構成である。

本実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分を主として説明する。先ず、本実施の形態のデジタルカメラは、第１の実施の形態のデジタルカメラ１と同様であり、さらにコントラストＡＦ（Auto Focus）機能を有するものとする。

コントラストＡＦは、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズを、撮像レンズ部７１の光軸に沿って移動していくとともに、撮像素子７５で画像信号を取り込んでいき、コントラスト比が最も高い画像が得られる光軸上の合焦用のレンズの位置を、被写体に対する合焦位置とみなして、合焦用のレンズをその位置に合わせる処理である。

また、本実施の形態のデジタルカメラは、記憶部５０に、図１１に示すような、予め設定されたシャッタスピードテーブル７００を記憶する。シャッタスピードテーブル７００は、移動体（被写体）の移動速度（ｖ［km/h］）７０１と、移動速度７０１に対応した流れ撮りの撮影に適切なシャッタスピード（［s］）７０２と、を有する。

移動速度とは、移動体の実際の移動速度であり、デジタルカメラの画角と、移動体までの距離と、画像上の移動量及び移動方向と、フレーム間隔と、から算出される。移動速度が大きくなると、デジタルカメラの画像内を通過する時間も短くなるので、シャッタスピードも短くすることが好ましい。なお、図１１に示したシャッタスピードテーブル７００は、シャッタスピードテーブルの一例であり、この例に限定されるものではない。

次に、図１２を参照して、本実施の形態のデジタルカメラで実行される第２の撮影処理を説明する。第２の撮影処理は、デジタルカメラを固定しつつ、被写体の移動量、移動方向及び被写体までの距離を自動的に取得し、その移動量、移動方向及び被写体等に基づいて、シャッタスピードを決定し且つ補正レンズ７１１を移動し、被写体を自動的に追従して、決定したシャッタスピードで流し撮りの撮影を行う処理である。

例えば、操作者からの入力部２０を介する流し撮りモードの設定入力をトリガとして、記憶部５０から第２の撮影処理プログラムが適宜読み出されてＲＡＭ３０に展開され、ＣＰＵ１０と、展開された第２の撮影処理プログラムとの協働により、第２の撮影処理が実行される。

先ず、撮像部７０において、コントラストＡＦが実行され、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズが移動されて合焦される（ステップＳ３１）。ステップＳ３２は、第１の実施の形態のステップＳ１１と同様である。

そして、撮像部７０において、コントラストＡＦが実行され、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズが合焦される位置に基づいて、デジタルカメラ１から移動体までの距離が算出される（ステップＳ３３）。ステップＳ３４〜Ｓ３８は、それぞれ第１の撮影処理のステップＳ１２〜Ｓ１６と同様である。

画像内に移動体がない場合（ステップＳ３８；ＮＯ）、ステップＳ３３に移行される。画像内に移動体がある場合（ステップＳ３８；ＹＥＳ）、ステップＳ３７において算出された特定変化点の移動量及び移動方向と、ステップＳ３３において算出されたデジタルカメラ１から移動体までの距離と、フレーム間隔（レート）と、撮像レンズ部７１のズーム倍率（画角）とから、移動体の移動速度が算出され、記憶部５０に記憶されたシャッタスピードテーブル７００が参照され、算出された移動速度に対応するシャッタスピード７０２が選択されて決定される（ステップＳ３９）。

ステップＳ４０〜Ｓ４３は、それぞれ第１の実施の形態のステップＳ１８〜Ｓ２０と同様である。そして、露光開始から、ステップＳ３９において決定したシャッタスピードに対応する露光時間に到達したか否かが判別される（ステップＳ４４）。決定したシャッタスピードに対応する露光時間に到達していない場合（ステップＳ４４；ＮＯ）、ステップＳ４３に移行される。決定したシャッタスピードに対応する露光時間に到達した場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）、第１の撮影処理のステップＳ２２と同様のステップＳ４５が実行され、第２の撮影処理が終了する。

ここで、ステップＳ３９でのシャッタスピードの決定例を示す。例えば、Ｄ：移動体までの距離［m］、Ｘ：画角（焦点距離で変化）、Ｍ：移動画素［pixels］、Ｈ：画角に対応する有効画素（Horizontal）［pixels］、ｆ：フレーム間隔［ms］とすると、横方向に移動する移動体の移動速度Ｓ［km/h］が次式（１）で計算される。
Ｓ＝２Ｄ×tan（Ｘ／２）×Ｍ／Ｈ×３６００／ｆ …（１）

例えば、焦点距離＝１００［mm］（35mmfilm換算→画角Ｘ＝２４°）、移動体までの距離Ｄ＝１０［ms］、移動画素Ｍ＝１００［pixels］、画角に対応する有効画素（Horizontal）Ｈ＝２６１６［pixels］、フレーム間隔ｆ＝３０［ms］とすると、移動速度Ｓ＝１９．５［km/h］と算出される。この場合、シャッタスピードテーブル７００を参照すると、移動速度Ｓが移動速度７０１のｖ≦２０［km/h］に対応し、シャッタスピード１／３０［s］が取得される。

以上、本実施の形態によれば、算出した移動体の移動量及び移動方向と、コントラストＡＦを利用して測定した移動体までの距離等と、に基づいて、シャッタスピードを決定し、その移動量及び移動方向に基づいて、その決定されたシャッタスピードの間に、移動体を追従するように補正レンズ７１１を移動して、撮像素子７５の画像信号を取り込むので、被写体としての移動体の移動量及び移動方向を自動的に算出し、その算出した移動量及び移動方向に基づいて、適切なシャッタスピードで、デジタルカメラを固定し且つ移動体を追従する流し撮りの撮影を行うことができる。

また、コントラストＡＦを利用して移動体までの距離を測定するので、測距部を設けることなくデジタルカメラ１の装置構成を簡単にすることができる。

（第１の変形例）
上記第２の実施の形態を変形した第１の変形例を説明する。本変形例では、デジタルカメラ１の撮像部７０のセンサ部７３に代えて、アクティブ方式のＡＦを行うための発光部及び受光部を備える測距手段としてのセンサ部とする構成である。アクティブ方式のＡＦは、センサ部の発光部を発光して被写体に光を照射し、その被写体からの反射光を受光部で受光し、その受光状態に基づいてデジタルカメラから被写体までの距離を測定し、その距離に応じて撮像レンズ部７１の合焦を行う。

本変形例では、第２の撮影処理において、ステップＳ３１，Ｓ３３においてコントラストＡＦに代えてアクティブ方式のＡＦが実行され、ステップＳ３３において、アクティブ方式のＡＦによる、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズの合焦位置に対応して移動体までの距離が算出される。

以上、本変形例によれば、アクティブ方式のＡＦを利用して、移動体に光を照射してその照射光の反射光を受光し、その受光状態から、移動体までの距離を算出し、その移動体までの距離に基づいてシャッタスピードを決定するので、より精度の高い移動体までの距離を取得でき、より適切なシャッタスピードを決定できる。

なお、デジタルカメラ１の撮像部７０のセンサ部７３に代えて、パッシブ方式のＡＦを行うための受光部を備えるセンサ部とする構成としてもよい。パッシブ方式のＡＦは、被写体からの光（環境光の反射光等）を受光部で受光し、その受光状態に基づいてデジタルカメラから被写体までの距離を測定し、その距離に応じて撮像レンズ部７１の合焦を行う。この構成では、第２の撮影処理において、ステップＳ３１，Ｓ３３においてパッシブ方式のＡＦが実行され、ステップＳ３３において、パッシブ方式のＡＦによる、撮像レンズ部７１の合焦用のレンズの合焦位置に対応して移動体までの距離が算出される。

この構成によれば、パッシブ方式のＡＦを利用して、移動体からの光を受光し、その受光状態から、移動体までの距離を算出し、その移動体までの距離に基づいてシャッタスピードを決定するので、より精度の高い移動体までの距離を取得でき、より適切なシャッタスピードを決定できる。

（第２の変形例）
図１３を参照して、上記第２の実施の形態を変形した第２の変形例を説明する。図１３に、シャッタスピードテーブル８００の構成を示す。

本変形例では、シャッタスピードテーブル７００に代えて、シャッタスピードテーブル８００が記憶部５０に記憶される。シャッタスピードテーブル８００は、移動速度（［km/h］）８０１と、シャッタスピード（［s］）８０２と、プリント（Ｌ版）上の流れ量（［mm］）８０３と、を有する。

プリント上の流れ量８０３は、例えば、Ｌ版上プリントで背景が流れる量を示し、大、中、小の三段階で表現されるものとする。また、シャッタスピードテーブル８００の各値は、焦点距離＝１００［mm］（35mmfilm換算）、移動体までの距離＝１０［ms］に対応する例であるものとする。

例えば、第２の撮影処理の実行前に、撮影者により流れ量入力手段としての入力部２０を介して、所望のプリント上の流れ量が三段階で選択入力される。そして、ステップＳ３９において、移動体の移動速度が算出され、シャッタスピードテーブル８００が参照され、その移動速度と、選択入力されたプリント上の流れ量とに基づいて、適切なシャッタスピード８０２が取得される。

以上、本変形例によれば、算出された移動体の移動量及び移動方向と、測定された移動体までの距離と、選択入力されたプリント（画像）上の流れ量と、に基づいて、シャッタスピードを決定するので、決定したシャッタスピードで、デジタルカメラを固定し且つ被写体としての移動体を追従する所望の流れ量の流し撮りの撮影を行うことができる。

（第３の変形例）
図１４を参照して、上記第１の実施の形態を変形した第３の変形例を説明する。図１４に、第３の撮影処理の流れを示す。

本変形例では、デジタルカメラ１を使用する。第３の撮影処理は、デジタルカメラを固定しつつ、被写体の移動量及び移動方向を自動的に取得し、その移動量及び移動方向に基づいて、補正レンズ７１１を移動し、被写体を自動的に追従し且つ自動的にシャッタを切ることにより流し撮りの撮影を行う処理である。

例えば、操作者からの入力部２０を介する流し撮りモードの設定入力をトリガとして、記憶部５０から第３の撮影処理プログラムが適宜読み出されてＲＡＭ３０に展開され、ＣＰＵ１０と、展開された第３の撮影処理プログラムとの協働により、第３の撮影処理が実行される。

ステップＳ５１〜Ｓ５４は、それぞれ、第１の撮影処理のステップＳ１１〜Ｓ１４と同様である。そして、その変化点のうちの特定の画素を特定変化点として、その特定変化点の移動量及び移動方向と、その特定変化点の画像内の位置が算出される（ステップＳ５５）。画像内の位置は、例えば、画像内の２次元座標とする。

ステップＳ５６は、それぞれ、第１の撮影処理のステップＳ１６と同様である。そして、ステップＳ１５で算出した特定変化点の画像内の位置が、予め設定した所定の特定領域内であるか否かが判別される（ステップＳ５７）。特定領域は、流し撮り時に、移動体が画像中央にくるようなものが好ましく、例えば、画像の横軸又は縦軸の中央付近の領域とするが、これに限定されるものではない。また、特定領域は、予め設定されているものに限定されるものではなく、例えば、ステップＳ５５で算出される移動体の移動量及び移動方向等により適宜変更されるもの等としてもよい。

特定変化点が特定領域内でない場合（ステップＳ５７；ＮＯ）、ステップＳ５２に移行される。特定変化点が特定領域内である場合（ステップＳ５７；ＹＥＳ）、第１の撮影処理のステップＳ１８と同様のステップＳ５８が実行される。ステップＳ５９〜Ｓ６２は、それぞれ、第１の撮影処理のステップＳ１９〜Ｓ２２と同様である。

以上、本変形例によれば、移動体の特定変化点が画像内の特定の領域に入ったことをトリガとして、撮像素子７５の露光を開始するとともに補正レンズ７１１の移動を行うので、流し撮り撮影の開始を自動的に実行して操作者の負担を軽減でき、また、流し撮りの画像内の被写体としての移動体の位置を適切にすることができる。

また、本変形例の自動的にシャッタを切る構成を上記第２の実施の形態に適用する構成としてもよい。例えば、第２の撮影処理のステップＳ４０をステップＳ５７に代えた構成にする。

なお、上記各実施の形態及び各変形例における記述は、本発明に係る撮影装置の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態においては、撮影装置として静止画像を撮影するデジタルスチルカメラを説明したがこれに限定されるものではない。例えば、本発明の撮影装置としては、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等に搭載される撮影ユニットとしてもよい。また、撮影装置として、動画像を撮影するデジタルムービーカメラ等や、その他の電子画像の撮影機能を有する撮影装置としてもよい。

また、上記各実施の形態及び各変形例のうちの少なくとも２つを組み合わせる構成としてもよい。

また、上記各実施の形態及び各変形例では、移動体を追従するように、補正レンズ７１１を光軸に垂直に２次元に移動する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、補正レンズ７１１を上記２次元方向及びその他の方向に移動する構成や、光軸に対する面を傾けて移動する構成や、これらを組み合わせて移動させる構成等としてもよい。また、移動体を追従するように、撮像レンズ部７１全体を移動する構成としてもよい。

また、上記各実施の形態及び各変形例では、シャッタを切る直前の移動体の移動量及び移動方向に基づいて補正レンズ７１１の移動量を算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、算出した複数フレームでの移動体の移動量及び移動方向の平均値等に基づいて、補正レンズ７１１の移動量を算出する構成としてもよい。

また、上記各実施の形態における各装置等の各構成要素の細部構成、及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

本発明に係る第１の実施の形態のデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。 撮像部７０の構成を示す図である。 撮像レンズ部７１及び光学系駆動部７４の構成を示す図である。 水平方向の流し撮りの原理を示す図である。 第１の撮影処理を示すフローチャートである。 車両２０２の移動量の検出例を示す図である。 車両２０２の移動時の補正レンズ７１１の移動例を示す図である。 水平方向の流し撮りにおける各画像を示す図である。 垂直方向の流し撮りの原理を示す図である。 垂直方向の流し撮りにおける各画像を示す図である。 シャッタスピードテーブル７００の構成を示す図である。 第２の撮影処理を示すフローチャートである。 シャッタスピードテーブル８００の構成を示す図である。 第３の撮影処理を示すフローチャートである。 従来の流し撮りの原理を示す図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
１０ ＣＰＵ
２０ 入力部
３０ ＲＡＭ
４０ 表示部
５０ 記憶部
５１ 画像データ記憶領域
６０ 通信部
７０ 撮像部
７１ 撮像レンズ部
７１１ 補正レンズ
７２ 絞り機構
７３ センサ部
７４ 光学系駆動部
７４１ 補正レンズ駆動用アクチュエータ
７５ 撮像素子
７６ 取り込み制御部
７７ アナログ処理回路
７８ Ａ／Ｄ変換回路
７９ バッファレジスタ
７Ａ 信号処理回路
７Ｂ 圧縮伸長回路
８０ 記録媒体駆動部
８１ 記録媒体
９０ バス
２ アナログカメラ

Claims (8)

1. 被写体からの光を取り込み結像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系を介して結像された光を受光して画像信号を取得する撮像素子と、を備え、
   前記撮像光学系は、移動可能な補正光学系を含み、
   前記撮像素子により取得された画像信号の画像から、被写体としての移動体の移動量及び移動方向を含む移動体の情報を算出する移動体情報算出手段と、
   前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報に基づいて、前記移動体を追従するように前記補正光学系を移動して、前記撮像素子の画像信号を取り込む制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮影装置。
2. 前記撮像素子の露光開始のトリガ入力を受け付けるシャッタ入力手段と、
   前記制御手段は、前記シャッタ入力手段に露光開始が入力されたことをトリガとして、前記撮像素子の露光を開始するとともに前記補正光学系の移動を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記撮像素子により取得された画像信号の画像から、前記移動体の特定の点が画像内の特定の領域に入ったか否かを判別する判別手段を備え、
   前記制御手段は、前記判別手段により移動体の特定の点が画像内の特定の領域に入ったと判別されたことをトリガとして、前記撮像素子の露光を開始するとともに前記補正光学系の移動を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
4. 前記移動体までの距離を測定する測距手段と、
   前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報と、前記測距手段により測定された前記移動体までの距離と、に基づいて、シャッタスピードを決定する決定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報に基づいて、前記決定手段により決定されたシャッタスピードの間に、前記移動体を追従するように前記補正光学系を移動して、前記撮像素子の画像信号を取り込むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮影装置。
5. 流し撮りの流れ量の入力を受け付ける流れ量入力手段を備え、
   前記決定手段は、前記移動体情報算出手段により算出された移動体の情報と、前記測距手段により測定された前記移動体までの距離と、前記流れ量入力手段を介して入力された流れ量と、に基づいて、シャッタスピードを決定することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
6. 前記測距手段は、前記撮像光学系の焦点を移動し、その移動中に前記撮像素子により取得された画像信号の画像に基づいて、前記移動体までの距離を測定することを特徴とする請求項４又は５に記載の撮影装置。
7. 前記測距手段は、前記移動体に光を照射してその照射光の反射光を受光し、又は前記移動体からの光を受光し、その受光状態に基づいて前記移動体までの距離を測定することを特徴とする請求項４又は５に記載の撮影装置。
8. 移動可能な補正光学系を有し被写体からの光を取り込み結像する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して結像された光を受光して画像信号を取得する撮像素子と、を備える機器に搭載されたコンピュータに、
   前記撮像素子により取得された画像信号の画像から、被写体としての移動体の移動量及び移動方向を含む移動体の情報を算出する機能と、
   前記算出された移動体の情報に基づいて、前記移動体を追従するように前記補正光学系を移動して、前記撮像素子の画像信号を取り込む機能と、
   を実現させるための撮影プログラム。

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