JP2007282188A - 被写体追尾装置、被写体追尾方法、被写体追尾プログラムおよび光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体追尾を好適に実現し得る被写体追尾装置を提供する。
【解決手段】被写体追尾装置は、撮影画面４４内において主要被写体が存在する領域を追尾領域４１として設定する追尾領域設定手段３２と、追尾領域４１に対応する像出力に基づいて主要被写体を追尾する追尾手段３２と、追尾領域４１内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する演算手段３３、３４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体追尾装置、被写体追尾方法、被写体追尾プログラムおよび光学機器に関する。

移動被写体を撮影する際に自動的に被写体を追尾し、焦点検出や露出演算を行うカメラが知られている。従来のカメラでは、被写体追尾に際して、撮影者の注視点付近の広い領域を動体検出ゾーンとして選択し、その領域を分割した分割領域内のうち、被写体が存在するか、もしくはコントラストが最大の領域を追尾ゾーンとして検出するものが知られている。（特許文献１参照）
特開平０５−２８８９８２号公報

従来のカメラでは、広い追尾ゾーンを用いることにより追尾の信頼性が向上する。しかしながら、被写体に対する焦点調節や露出演算をこの広い追尾ゾーンに基づいて行う場合、情報量が増えるので、焦点検出や露出演算のための処理量が増すという問題がある。

請求項１の発明は、被写体追尾装置に適用され、撮影画面内において主要被写体が存在する領域を追尾領域として設定する追尾領域設定手段と、追尾領域に対応する像出力に基づいて主要被写体を追尾する追尾手段と、追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する演算手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の被写体追尾装置において、撮影した画像データを縮小変換し、縮小変換した画像データを出力する縮小画像変換手段をさらに備え、追尾手段は、縮小変換した画像データを用いて主要被写体の移動を追尾することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の被写体追尾装置において、追尾領域設定手段は、撮影画面の中央部に存在する被写体に対応する領域を追尾領域として設定することを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の被写体追尾装置において、追尾領域内の部分領域に対応する領域を示す指標を撮像画面内に表示する表示手段をさらに備えることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、光学機器に適用され、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の被写体追尾装置を備えることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、光学機器に適用され、請求項４に記載の被写体追尾装置を備え、被写体追尾装置は、追尾領域内の部分領域に対応する領域を示す指標を撮像画面内に表示する表示手段をさらに備え、撮影画面に設定されて被写体に対する焦点検出を行う位置を示す焦点検出領域を備え、指標は、追尾領域内に存在する焦点検出領域を用いることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６に記載の光学機器において、追尾領域設定手段は、選択された焦点検出領域に対応する領域を追尾領域として設定することを特徴とするものである。
請求項８の発明は、被写体追尾方法に適用され、撮影画面内において主要被写体が存在する領域を追尾領域として設定し、追尾領域に対応する像出力に基づいて主要被写体を追尾し、追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項９の発明は、被写体追尾プログラムに適用され、追尾領域に対応する像出力に基づいて主要被写体を追尾する処理と、追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する処理を光学機器のコンピュータに実行させるための被写体追尾プログラムとするものである。
請求項１０の発明は、被写体追尾装置に適用され、第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において第１の追尾領域の画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで被写体を追尾する追尾手段と、第２の追尾領域の中央部に対応する情報を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項１０に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、第２の追尾領域の中央の画像データを用いて露出演算を行うことを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、請求項１０に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、複数の焦点検出領域のうち、第２の追尾領域の中央に最も近い焦点検出領域を用いて焦点検出演算を行う焦点検出演算手段を備えることを特徴とするものである。
請求項１３の発明は、請求項１に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、追尾領域の中央部近傍に対応する像出力を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項１４の発明は、請求項１３に記載された被写体追尾装置において、追尾領域の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、請求項１０に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項１６の発明は、請求項１５に記載された被写体追尾装置において、第２の追尾領域内の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
請求項１７の発明は、被写体追尾装置に適用され、第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において第１の追尾領域の画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで被写体を追尾する追尾手段と、少なくとも第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報の一方を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とするものである。
請求項１８の発明は、請求項１７に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報のうち、コントラストが高い方の情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項１９の発明は、請求項１７に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、第２の追尾領域の中央部に重み付けをして撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項２０の発明は、被写体追尾装置に適用され、第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において第１の追尾領域の画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで被写体を追尾する追尾手段と、第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、第１の撮影画像の撮像時から第２の撮影画像の撮像時までに被写体が移動する方向に対応する情報を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とするものである。
請求項２１の発明は、請求項２０に記載された被写体追尾装置において、演算手段は、第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項２２の発明は、請求項２０に記載された被写体追尾装置において、第２の追尾領域内の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
請求項２３の発明は、被写体追尾方法に適用され、第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定し、第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において第１の追尾領域の画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで被写体を追尾し、第２の追尾領域の中央部に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項２４の発明は、請求項２３に記載された被写体追尾方法において、第２の追尾領域の中央の画像データを用いて露出演算を行うことを特徴とするものである。
請求項２５の発明は、請求項２３に記載された被写体追尾方法において、複数の焦点検出領域のうち、第２の追尾領域の中央に最も近い焦点検出領域を用いて焦点検出演算を行うことを特徴とするものである。
請求項２６の発明は、請求項２３に記載された被写体追尾方法において、第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とするものである。
請求項２７の発明は、請求項２３に記載された被写体追尾方法において、第１の撮影画像の撮像時から第２の撮影画像の撮像時までに被写体が移動する方向に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とすることを特徴とするものである。
請求項２８の発明は、光学機器に適用され、請求項１に記載された被写体追尾装置を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、被写体追尾を好適に実現し得る被写体追尾装置、被写体追尾方法、被写体追尾プログラムおよび光学機器を提供し得る。

以下、図面を参照しながら、被写体追尾装置を備える一眼レフデジタルカメラの一実施の形態を説明する。図１に、本発明のデジタルカメラの要部構成を示す。カメラ本体１０には、撮影レンズ２１を備えるレンズ鏡筒２０が交換可能に装着されている。

カメラ本体１０の内部には、被写体を撮像するための第一の撮像素子１２が設けられている。第一の撮像素子１２としてＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。撮影レンズ２１と第一の撮像素子１２との間には、撮影レンズ２１を通過した被写体光をファインダ光学系へと反射するクイックリターンミラー１１が配設されている。被写体光の一部はクイックリターンミラー１１の半透過領域を透過し、サブミラー１１１にて下方に反射され、位相差式ＡＦセンサモジュール１１２へ入射される。

位相差式ＡＦセンサモジュール１１２は、たとえば、焦点検出光束を対の焦点検出用光像に分割する焦点検出光学系と、分割された対の光像が入射し、それに応じた焦点検出信号を出力する対になったＣＣＤラインセンサを複数備える。複数対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号は制御部３０に入力され、いずれかの対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号を使用して、後述するように、制御部３０は、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させるレンズ駆動信号を出力する。

クイックリターンミラー１１で反射された被写体光は、第一の撮像素子１２と光学的に等価な位置に設けられた焦点板１３上に結像する。焦点板１３上に結像された被写体像は、ペンタプリズム１４と接眼レンズ１５を介して撮影者により観察されるとともに、ペンタプリズム１４からプリズム１７と結像レンズ１８とを通過し、第二の撮像素子１９の受光面上に結像する。第二の撮像素子１９は、第一の撮像素子１２の画素数よりも少ない画素数の撮像素子であり、たとえば画素数６４０×４８０のＲＧＢベイヤー配列のＣＣＤなどが使用される。なお、不図示のレリーズボタン全押しによって撮影動作が実行される場合は、クイックリターンミラー１１が図の破線で示す位置に回動して、被写体光は第一の撮像素子１２上に結像する。

第二の撮像素子１９で取得された画像データは、制御部３０へ入力される。制御部３０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび各種周辺回路から構成されている。機能的には、第二の撮像素子１９で取得された画像データを、たとえば６４×４８画素などの所定の画像サイズ（単位）に縮小するように変換する画像変換部３１と、主要被写体の追尾を行う被写体追尾制御部３２と、主要被写体の適正露出を演算する露出演算部３３と、焦点検出演算を行う焦点検出演算部３４と、撮影レンズ２１の駆動量を演算するレンズ駆動量演算部３５と、後述の焦点検出領域４０を表すＡＦエリアマークの点灯／消灯（点消灯）を行う表示部３６１の点消灯制御部３６とを有する。表示部３６１は、焦点板１３近傍に配置された液晶表示板２２によってＡＦエリアマークを表示可能となっている。

焦点検出演算部３４は、撮影者による焦点エリア選択操作部３４１の操作で選択された焦点検出領域４０に対応する一対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号に基づいて、デフォーカス量などの焦点調節状態の演算を行う。

図２に示すようにこの実施の形態のカメラでは、被写界内に、たとえば７つの焦点検出領域４０ａ〜４０ｇが設けられている。この７箇所の焦点検出領域４０ａ〜４０ｇの中から１つがエリア選択操作部３４１によって選択されると、焦点検出演算部３４は選択された焦点検出領域４０に対する焦点調節状態（焦点調節量）の演算を行う。さらに、エリア選択操作部３４１は、７箇所の焦点検出領域４０ａ〜４０ｇの中のどの焦点検出領域が選択されたかを示す選択焦点検出領域信号を被写体追尾制御部３２へ出力する。焦点検出演算部３４で算出された焦点調節量はレンズ駆動量演算部３５に出力される。レンズ駆動量演算部３５では、入力した焦点調節量に基づきレンズ駆動量を演算して、レンズ駆動モータ３５１に対してレンズ駆動信号を送出する。レンズ駆動モータ３５１は、レンズ駆動信号に応じて撮影レンズ２１を光軸方向へ移動させ、これにより、焦点調節状態が調節される。

被写体追尾制御部３２では、入力された選択焦点検出領域信号に基づいて、画像変換部３１で変換した画像データの中から追尾領域に相当する画像データを抽出し、この追尾領域の画像データに基づいて被写体追尾演算を行う。この実施の形態では、追尾演算に際して、図３に示すように、第二の撮像素子１９より取得した初期画像４４上において、追尾領域４１、および追尾領域４１よりも範囲の広い追尾演算領域４３を設定し、追尾領域４１をテンプレート画像４２とする。追尾領域４１は、選択焦点検出領域信号により認識した焦点検出領域４０を中心として、たとえば、４×４画素などの所定のサイズで設定する。なお、焦点検出領域４０と同色相の範囲を追尾領域４１としてもよい。

そして、第二の撮像素子１９にて時系列的に続けて取得した画像において、追尾演算領域４３の領域内でテンプレート画像４２と同じ大きさの切出し領域を作成し、切出し領域のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色と、テンプレート画像４２のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色との差分を計算することにより被写体追尾制御を行う。なお、追尾領域４１の大きさはデフォルトで設定されるものとし、撮影者による大きさの設定操作は行わないものとする。

実際には、制御部３０は、例えば、第二の撮像素子１９により取得された画像４４（６４０×４８０画素）を縮小変換した縮小画像４４（６４×４８画素）を演算に用いる。図３は縮小画像４４（６４×４８画素）上の追尾演算領域４３（例えば、８×８画素）及び縮小画像４４（６４×４８画素）上の追尾領域４１（例えば、４×４画素）を示している。なお、図３は概念的な図であり、図３と実際の製品とでは、各領域のサイズの比例関係が異なる。

図４を用いて、被写体追尾制御方法について詳細に説明する。ここで、撮影者が焦点エリア選択操作部３４１を操作して焦点検出領域４０ｄを選択したものとする。この場合、被写体追尾制御部３２は、焦点検出領域４０ｄに存在する被写体を主要被写体とみなして、焦点検出領域４０ｄを含む比較的広い範囲を追尾領域４１ａとして設定する。追尾領域４１ａ内の画像データはテンプレート画像４２として被写体追尾制御部３２内の所定の記憶領域内に記憶される。また、点消灯制御部３６は、エリア選択操作部３４１からの選択焦点検出領域信号に基づいて、焦点検出領域４０ｄの点灯を表示部３６１へ指示する。

図４（ｂ）は、画像４４ａに続いて第二の撮像素子１９から時系列的に取得された画像４４ｂを示す図である。被写体追尾制御部３２は、初期設定された追尾領域４１ａよりもさらに広い範囲を追尾演算領域４３ｂとして設定する。この追尾演算領域４３ｂ内において、追尾領域４１ａと同じ大きさの領域を切出し領域として抽出するとともに順次その切出し位置を移動させ、各切出し領域におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色とテンプレート画像４２におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色との差分を計算し、差分の合計が最小の切出し領域をテンプレート画像４２と最も類似している領域と判定して、画像４４ｂにおける新たな追尾領域４１ｂとして設定する。

被写体追尾制御部３２は、追尾領域４１ｂの範囲および追尾領域４１ｂの中央位置の座標を焦点検出演算部３４および露出演算部３３へ出力する。焦点検出演算部３４は、入力した追尾領域４１ｂの座標に基づき、追尾領域４１ｂの中心に最も近い焦点検出領域４０ｄに主要被写体が存在するものとみなし、焦点検出領域４０ｄに対応する一対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号を用いて焦点調節量を演算する。焦点検出演算部３４は、焦点検出領域４０ｄを示す選択焦点検出領域信号を被写体追尾制御部３２を介して点消灯制御部３６へ出力する。これにより、表示部３６１は、焦点検出領域４０ｄのＡＦエリアマークを点灯する。

露出演算部３３は、画像変換部３１からの画像データのうち、追尾領域４１ｂの座標に基づいて、追尾領域４１ｂの中央部に対応する画像データを抽出し、これに基づいて適正露出を演算して、演算結果を絞り駆動部３３１とシャッタ駆動部３３２とへ出力する。すなわち、追尾領域の中央部に対応する領域を露出演算領域としている。

図４（ｃ）は、画像４４ｂに続いて第二の撮像素子１９から時系列的に取得された画像４４ｃを示す図である。画像４４ｂの場合と同様にして、被写体追尾制御部３２は、追尾領域４１ｂよりも広い範囲を追尾演算領域４３ｃとして設定する。そして、図４（ｂ）で説明したのと同じ手順にて、各切出し領域におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色とテンプレート画像４２におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色との差分を演算し、差分の合計が最小の切出し領域を新たな追尾領域４１ｃとして設定する。

被写体追尾制御部３２は、追尾領域４１ｃの範囲および追尾領域４１ｃの中央位置の座標を焦点検出演算部３４および露出演算部３３へ出力する。
焦点検出演算部３４は、入力した追尾領域４１ｃの座標に基づき、追尾領域４１ｃの中心に最も近い焦点検出領域４０ｃに主要被写体が存在するものとみなし、焦点検出領域４０ｃに対応する一対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号を用いて焦点調節量を演算する。焦点検出演算部３４は、新たな焦点検出領域４０ｃを示す選択焦点検出領域信号を被写体追尾制御部３２を介して点消灯制御部３６へ出力する。これにより、表示部３６１は、焦点検出領域４０ｃのＡＦエリアマークを点灯する。

露出演算部３３は、画像変換部３１からの画像データのうち、追尾領域４１ｃの座標に基づいて、追尾領域４１ｃの中央部に対応する画像データを抽出し、これに基づいて適正露出を演算して、演算結果を絞り駆動部３３１とシャッタ駆動部３３２とへ出力する。

なお、追尾領域４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）内において、複数の焦点検出領域４０が追尾領域４１の中心から等距離に位置している場合には、それ以前に取得した時系列的な画像における被写体の移動方向、すなわち、移動履歴に基づいて、追尾領域４１の中心から被写体の移動が予測される方向に位置する焦点検出領域４０を選択する。

以下で、図５に示すフローチャートを用いて、被写体追尾制御動作の各処理について説明する。なお、このフローチャートに示す各処理は、制御部３０によりプログラムを実行して行われる。また、このフローチャートは不図示のレリーズスイッチの半押し操作により開始される。

ステップＳ１０１では、撮影者により設定された焦点検出領域４０に対して焦点検出演算部３４で演算された焦点検出演算結果に基づいて、撮影レンズ２１を駆動して焦点調節を行い、ステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では、第二の撮像素子１９からの画像を取得してステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で取得した画像データを画像変換部３１において所定の画素サイズの画像の画像データに変換し、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で変換した画像データの中から、焦点検出演算を行った焦点検出領域に対応するものを選択して露出演算を行い、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で設定された焦点検出領域４０に基づいて前述のように追尾領域４１を設定し、追尾領域４１に対応する画像をテンプレート画像４２として記憶した後ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、撮影者により不図示のレリーズスイッチが全押しされたか否かを判定する。ステップＳ１０６が肯定された場合、すなわち、ステップＳ１０６において、レリーズスイッチが全押しされたと判定された場合は、ステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１０６が否定された場合、すなわち、ステップＳ１０６において、レリーズスイッチが全押しされていないと判定された場合は、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、第二の撮像素子１９から次画像（新たな画像）を取得し、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、前述のステップＳ１０３と同様に取得画像を所定の画素サイズの画像に変換し、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で変換した画像を基にして、前述のように、切出し領域とステップＳ１０５で記憶したテンプレート画像４２とのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色における差分を計算する。計算の結果、最も類似度の高い切出し領域を次画像における被写体の追尾領域４１として新たに設定し、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で設定した追尾領域４１の中央に最も近い焦点検出領域４０を示す選択焦点検出領域信号を焦点検出演算部３４へ出力し、この焦点検出領域に対する焦点調節量の演算を行いステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０８で得られた画像データのうち、ステップＳ１１０で新たに設定された焦点検出領域４０に対応する画像データに基づいて露出演算を行い、ステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１０６においてレリーズスイッチが全押しされたと判定すると、前述のようにステップＳ１１２へ進んで撮影動作を行う。撮影が行われることにより本フローチャートに示す処理が終了する。

以上で説明した実施の形態によるデジタルカメラによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）広い領域の画像を使用した信頼性の高い追尾を行うとともに、演算処理の負担を押さえつつ主要被写体に最適な撮影条件を演算することができる。

（２）選択された焦点検出領域４０に位置する被写体を追尾対象被写体として、追尾領域４１を設定し、この追尾領域４１に対応する像出力により被写体を追尾するようにした。また、順次更新される追尾領域４１の中央部付近の焦点検出領域４０に対応する焦点検出信号で焦点検出演算を行うとともに、順次更新される追尾領域４１の中央部付近の領域に対応する像出力により露出演算を行うようにした。したがって、追尾領域４１を小さくする必要がないため高精度の被写体追尾を行うことができ、また、撮影条件を求める領域を追尾領域４１の中央部にしたため主要被写体に最適な焦点調節が行えるとともに、露出制御などの撮影条件の演算処理の負担を押さえることができる。

すなわち、広い追尾領域４１を設定するため、追尾処理に用いる情報量が増えるので、高精度の被写体追尾を行うことができる。そして、追尾領域４１よりも狭い中央部の領域の焦点検出信号や画像データにより焦点検出や露出演算を行うので、画面内における被写体位置をより正確に捉えることが可能となり、その被写体に合わせた焦点調節や露出制御などの撮影条件の演算が可能となる。

（３）主要被写体の移動にともない再設定された追尾領域４１内に、複数の焦点検出領域４０が追尾領域４１の中心から等距離に存在する場合は、それ以前に取得した時系列的な画像における被写体の移動方向に基づいて、追尾領域４１の中心から被写体の移動が予測される方向に位置する焦点検出領域４０を新たな焦点検出領域４０として再設定することにした。したがって、焦点検出領域４０が複数存在する場合に、焦点検出領域４０が再設定できず、焦点検出や露出演算を行えなくなるといった事態を防ぐことができる。

以上で説明した実施の形態を以下のように変形することができる。
（１）初期設定画面で設定した追尾領域４１に対応する画像データをテンプレート画像４２として、常に次画像以降の比較対象としたが、新たに検出した追尾領域４１、すなわち再設定した追尾領域に対応する画像データを次画像に対するテンプレート画像４２として設定し直してもよい。もしくは、初期設定画面で設定したテンプレート画像４２におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の色情報と、再設定した追尾領域４１におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の色情報とを合成して、新たなテンプレート画像４２を作成してもよい。ただし、この場合は、初期設定画面で設定したテンプレート画像４２の色情報の割合を多く配分する。たとえば、初期設定画面で設定したテンプレート画像４２の色情報を８０パーセントとし、再設定した追尾領域４１の色情報を２０パーセントとした割合で合成する。

（２）焦点検出を位相差方式で行うものとしたが、第一の撮像素子１２から出力される撮像データのうちの任意の領域の画像データについてコントラスト検出方式により焦点検出するようにしても良い。コントラスト検出方式を採用すれば、追尾領域４１の中心の追尾領域４１よりも狭い所定領域を焦点検出領域とすることができる。この場合、図６に示すように、追尾領域４１の中央を中心とした狭い領域４５を囲む矩形や円形などの枠を表示してもよい。このような枠を表示する場合も、上記実施の形態のＡＦエリアマークの表示装置と同様に構成することができる。

（３）第二の撮像素子１９から出力される画像データを基にして被写体追尾処理を行うものとして説明したが、第一の撮像素子１２から出力される画像データを基に被写体追尾処理を行うようにしてもよい。この場合、ミラーアップした状態で電子ビューファインダにて確認するようにしてもよいし、ハーフミラー（ペリクルミラー）で光学像の観察と撮像を同時に行なうようにしてもよい。

（４）撮影レンズが交換可能な一眼レフデジタルカメラとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レンズ一体型カメラや携帯電話に搭載されたカメラやビデオカメラに適用してもよい。すなわち、被写体追尾機能を有する光学機器全般に適用することができる。

（５）上記実施の形態では焦点検出領域４０が７つあった場合として説明したが、図７のように焦点検出領域４０の数が多く、さらに密であった場合、追尾領域４１内に含まれる焦点検出領域が多くなる可能性がある。図７の例では、４０ａ〜４０ｇの１９個の焦点検出領域４０の例が示されている。このとき、複数の焦点検出領域４０が追尾被写体の位置に対応していることになる。

したがって、このような場合、たとえば追尾領域４１の中心に最も近い焦点検出領域４０ｇだけでなく、焦点検出領域４０ｆ、４０ｈ、４０ｍ、４０ｎ、４０ｒ、４０ｓなどその近傍の焦点検出領域情報も用いて、そのいずれかに合焦させてもよい。例えば、中心に最も近い焦点検出領域４０ｇや、近傍の焦点検出領域４０ｆ、４０ｈ、４０ｍ、４０ｎ、４０ｒ、４０ｓのうち、最もコントラストの高い焦点検出領域の焦点検出領域情報を用いるようにしてもよい。これにより、たとえば焦点検出領域４０ｇ部のコントラストが低く、焦点を検出しにくい被写体であっても、その近傍の領域４０のうち最も焦点を検出しやすく、かつ追尾被写体が存在すると思われる領域（例えば、４０ｆ、４０ｈ、４０ｒ、４０ｓ）に合焦させることができる。

また、このように近傍の焦点検出領域を用いる場合、追尾領域４１の中心に最も近い焦点検出領域４０ｇに重み付けをした上で、近傍領域を含めていずれの焦点検出領域４０で合焦制御を行うかを演算してもよい。

（６）（５）のように、追尾領域４１の中心位置に最も近い焦点検出領域４０ｇとその近傍の複数の焦点検出領域４０のうちいずれかの焦点検出領域４０に合焦させた場合でも、ファインダ像などに示す表示は、追尾領域４１の中心に最も近い焦点検出領域４０ｇに表示させてもよい。これにより、たとえば合焦させる領域は追尾被写体のエッジを検出し、その領域で合焦制御を行った場合でも、追尾被写体の中心位置の指標を示すことで、ユーザには追尾している被写体をわかりやすく示すことができる。

以上の実施の形態では、図５のプログラムを制御部３０に格納したデジタルカメラについて説明した。しかし、プログラムのバージョンアップ時などにおいて、インターネット経由や可搬記録媒体を介して既存ユーザに対するサポートを実施する場合もあり得る。したがって、本発明は、そのようなバージョンアップ用のソフトウエアに対しても適用できる。すなわち、追尾領域に対応する像出力に基づいて主要被写体を追尾する処理と、追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する処理をカメラのコンピュータに実行させるためのプログラムである。このプログラムを図５と対応させて説明すると、Ｓ１０９が追尾処理、Ｓ１１０およびＳ１１１が演算処理である。

図８は、パーソナルコンピュータが上記プログラム（更新用プログラム）をインターネット経由や可搬記録媒体を介して取得し、デジタルカメラに提供する様子を示す図である。パーソナルコンピュータ１００は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体１０４を介してプログラムの提供を受ける。また、パーソナルコンピュータ１００は、通信回線１０１との接続機能を有する。コンピュータ１０２は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク１０３などの記録媒体にプログラムを格納する。通信回線１０１は、インターネットなどの通信回線である。コンピュータ１０２はハードディスク１０３を使用してプログラムを読み出し、通信回線１０１を介してプログラムをパーソナルコンピュータ１００に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波にのせて、通信回線１０１を介して送信する。

パーソナルコンピュータ１００は、取得したプログラムを、ケーブル接続されたあるいは無線接続されたデジタルカメラ１０５にダウンロードする。このように、デジタルカメラ１０５に搭載されるプログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給することができ、更新することができる。なお、デジタルカメラ１０５自体がインターネットとの通信機能を有し、直接プログラムをダウンロードするようにしてもよい。また、デジタルカメラ１０５に搭載可能なメモリカードなどの記録媒体を介して直接取得するようにしてもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの要部構成を説明する図である。 実施の形態におけるデジタルカメラのファインダ上での焦点検出領域の表示位置を説明する図である。 実施の形態における被写体追尾制御に用いる各種領域を概念的に説明する図である。 実施の形態における被写体追尾方法を説明する図である。 実施の形態における被写体追尾処理の動作を説明するフローチャートである。 追尾領域の中央を焦点検出領域とする場合を説明する図である。 焦点検出領域の数が多い場合を説明する図である。 デジタルカメラにプログラムを提供する様子を説明する図である。

符号の説明

１２ 第一の撮像素子 １９ 第二の撮像素子
３０ 制御部 ３１ 画像変換部
３２ 被写体追尾制御部 ３３ 露出演算部
３４ 焦点検出演算部 ４０ 焦点検出領域
４１ 追尾領域 ４２ テンプレート画像
４３ 追尾演算領域

Claims (28)

1. 撮影画面内において主要被写体が存在する領域を追尾領域として設定する追尾領域設定手段と、
   前記追尾領域に対応する像出力に基づいて前記主要被写体を追尾する追尾手段と、
   前記追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する演算手段とを備えることを特徴とする被写体追尾装置。
2. 請求項１に記載の被写体追尾装置において、
   撮影した画像データを縮小変換し、縮小変換した画像データを出力する縮小画像変換手段をさらに備え、
   前記追尾手段は、前記縮小変換した画像データを用いて前記主要被写体の移動を追尾することを特徴とする被写体追尾装置。
3. 請求項１または２に記載の被写体追尾装置において、
   前記追尾領域設定手段は、前記撮影画面の中央部に存在する被写体に対応する領域を前記追尾領域として設定することを特徴とする被写体追尾装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の被写体追尾装置において、
   前記追尾領域内の部分領域に対応する領域を示す指標を前記撮像画面内に表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする被写体追尾装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の被写体追尾装置を備えることを特徴とする光学機器。
6. 光学機器であって、
   請求項４に記載の被写体追尾装置を備え、
   前記被写体追尾装置は、前記追尾領域内の部分領域に対応する領域を示す指標を前記撮像画面内に表示する表示手段をさらに備え、
   前記撮影画面に設定されて前記被写体に対する焦点検出を行う位置を示す焦点検出領域を備え、
   前記指標は、前記追尾領域内に存在する焦点検出領域を用いることを特徴とする光学機器。
7. 請求項６に記載の光学機器において、
   前記追尾領域設定手段は、選択された前記焦点検出領域に対応する領域を前記追尾領域として設定することを特徴とする光学機器。
8. 撮影画面内において主要被写体が存在する領域を追尾領域として設定し、
   前記追尾領域に対応する像出力に基づいて前記主要被写体を追尾し、
   前記追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾方法。
9. 追尾領域に対応する像出力に基づいて前記主要被写体を追尾する処理と、
   前記追尾領域内の中央部に対応する像出力に基づいて撮影条件を演算する処理を光学機器のコンピュータに実行させるための被写体追尾プログラム。
10. 第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、前記第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において前記第１の追尾領域の前記画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで前記被写体を追尾する追尾手段と、
    前記第２の追尾領域の中央部に対応する情報を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とする被写体追尾装置。
11. 請求項１０に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記第２の追尾領域の中央の画像データを用いて露出演算を行うことを特徴とする被写体追尾装置。
12. 請求項１０に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、複数の焦点検出領域のうち、前記第２の追尾領域の中央に最も近い前記焦点検出領域を用いて焦点検出演算を行う焦点検出演算手段を備えることを特徴とする被写体追尾装置。
13. 請求項１に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記追尾領域の中央部近傍に対応する像出力を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾装置。
14. 請求項１３に記載された被写体追尾装置において、
    前記追尾領域の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とする被写体追尾装置。
15. 請求項１０に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾装置。
16. 請求項１５に記載された被写体追尾装置において、
    前記第２の追尾領域内の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とする被写体追尾装置。
17. 第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、前記第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において前記第１の追尾領域の前記画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで前記被写体を追尾する追尾手段と、
    少なくとも前記第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、前記第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報の一方を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とする被写体追尾装置。
18. 請求項１７に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、前記第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報のうち、コントラストが高い方の情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾装置。
19. 請求項１７に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記第２の追尾領域の中央部に重み付けをして撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾装置。
20. 第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定するとともに、前記第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において前記第１の追尾領域の前記画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで前記被写体を追尾する追尾手段と、
    前記第２の追尾領域の中央部に対応する情報、及び、前記第１の撮影画像の撮像時から前記第２の撮影画像の撮像時までに前記被写体が移動する方向に対応する情報を用いて撮影条件を演算する演算手段とを含むことを特徴とする被写体追尾装置。
21. 請求項２０に記載された被写体追尾装置において、
    前記演算手段は、前記第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾装置。
22. 請求項２０に記載された被写体追尾装置において、
    前記第２の追尾領域内の中央部を示す指標を表示する表示手段を備えることを特徴とする被写体追尾装置。
23. 第１の撮影画像内において被写体が存在する領域の画像データを第１の追尾領域として設定し、
    前記第１の撮影画像よりも後に取得された第２の撮影画像において前記第１の追尾領域の前記画像データに対応する画像データが存在する領域を第２の追尾領域として設定することで前記被写体を追尾し、
    前記第２の追尾領域の中央部に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾方法。
24. 請求項２３に記載された被写体追尾方法において、
    前記第２の追尾領域の中央の画像データを用いて露出演算を行うことを特徴とする被写体追尾方法。
25. 請求項２３に記載された被写体追尾方法において、
    複数の焦点検出領域のうち、前記第２の追尾領域の中央に最も近い前記焦点検出領域を用いて焦点検出演算を行うことを特徴とする被写体追尾方法。
26. 請求項２３に記載された被写体追尾方法において、
    前記第２の追尾領域の中央部近傍に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とする被写体追尾方法。
27. 請求項２３に記載された被写体追尾方法において、
    前記第１の撮影画像の撮像時から前記第２の撮影画像の撮像時までに前記被写体が移動する方向に対応する情報を用いて撮影条件を演算することを特徴とすることを特徴とする被写体追尾方法。
28. 請求項１に記載された被写体追尾装置を備えることを特徴とする光学機器。

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