JP2012199637A

JP2012199637A - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP2012199637A
Application number: JP2011060867A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ryuzaki; 昭洋粒崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: JP5744581B2

Abstract

【課題】超望遠状態での画角合わせの際に被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影する。
【解決手段】フレーミング支援ズーム機能の開始及び終了を指示する指示操作手段１１７と、前記ズーム機能の開始の指示にともなってズーム位置を記憶する記憶手段１１８と、前記ズーム機能の開始が指示されたときにワイド方向にズームアウトするようにズーム駆動を制御し、前記ズーム機能の終了が指示されたときに記憶手段に記憶されたズーム位置にズームインするようにズーム駆動を制御する制御手段１２４と、被写体像を検出する被写体検出手段１２１と、検出された被写体像の大きさに応じて画角を指示する画角指示手段１２４とを有し、制御手段は、画角指示手段によって指示された画角に対応したズーム位置に記憶手段によって記憶されたズーム位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレーミング支援ズーム機能を有する撮像装置及びその制御方法に関するものである。

デジタルカメラ等の撮像装置には、ズームレンズの駆動による光学的な変倍（光学ズーム）機能と、撮像した領域の一部を拡大する電子的な変倍（電子ズーム）機能を備えたものがある。近年、ズームレンズの性能向上により超広角から超望遠まで同一のレンズで撮影でき、また撮像素子の高画素化によって、拡大倍率を高くしても十分な解像感の得られる撮影が可能になってきている。

一方、撮影したい画角へと高速に移動させる機能として、いわゆるプリセットズーム機能及びシャトルショットズーム機能が知られている。プリセットズーム機能とは、撮影者がスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに予め記憶させておいたズーム位置へ移動させる機能である。また、シャトルショットズーム機能はプリセットズーム機能の拡張機能であり、元のズーム位置への復帰機能をもつ。つまり、撮影者がスイッチを操作することで、任意のズーム位置から、メモリに記憶させたズーム位置へ移動させ、その際には元のズーム位置をメモリに記憶しておき、プリセットズーム動作が終了した場合に元のズーム位置に戻すことができる。

特許文献１には、プリセットズーム機能及びシャトルセットズーム機能に係る制御装置が開示されている。この装置では、光学ズーム領域および電子ズーム領域のうち一方のズーム領域にある第１のズーム状態から、他方のズーム領域にあって記憶手段に記憶された第２のズーム状態へのメモリズーム動作を行わせることができる。また、特許文献２に開示の装置では、プリセットズーム機能によるズーム位置の記憶動作と記憶したズーム位置への再生動作を選択する操作部材と、該操作部材によって選択されている動作を実行させる別の操作部材とを異なる指で操作できる。

特開２００６−５００１９号公報特開２００１−１１７１５３号公報

ところで、超高倍率のズーム機能を備える撮像装置では、超望遠状態での画角合わせの際、被写体の僅かな移動でフレームアウトが起こり得る。また、カメラを構えた撮影者が行う一寸したパンニング操作であっても画角の範囲が大きく変化してしまう。このように超望遠状態では、動体である被写体を所望の画角にフレーミングすることが困難であるという課題があった。

前記特許文献１及び２に開示されたプリセットズーム機能やシャトルセットズーム機能では、撮影者が撮影したいズーム位置に一度移動させる操作を行ってからズーム位置をメモリに記憶させる必要がある。そのため、フレームアウトした移動中の被写体を追いかけて撮影する場合や、被写体の大きさが変わってしまった場合において、ズーム位置の記憶内容を更新するには、時間がかかってしまい、撮影者がシャッタチャンスを逃す可能性がある。さらに、特許文献２に開示された従来技術では、フレームアウトする被写体を追いかけながら、被写体像を所定の大きさで撮影するためには、撮影者が操作手順に習熟する必要があった。これは複数の操作部材でズーム操作を繰り返しながらズーム位置を記憶させる必要があることによる。

（発明の目的）
本発明の目的は、超望遠状態での画角合わせの際に被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影することができる撮像装置及びその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、フレーミングを支援するフレーミング支援ズーム機能を有する撮像装置であって、前記フレーミング支援ズーム機能の開始及び終了を指示する指示操作手段と、ズーム駆動を行うズーム駆動手段と、前記フレーミング支援ズーム機能の開始が指示されたときのズーム位置を記憶する記憶手段と、前記フレーミング支援ズーム機能の開始の指示にともなってワイド方向にズームアウトするように前記ズーム駆動手段を制御し、前記フレーミング支援ズーム機能の終了が指示されたときに前記記憶手段に記憶されたズーム位置にズームインするように前記ズーム駆動手段を制御する制御手段と、被写体像を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段によって検出された被写体像の大きさに応じて画角を指示する画角指示手段とを有し、前記制御手段が、前記画角指示手段によって指示された画角に対応したズーム位置に前記記憶手段によって記憶されたズーム位置を変更することを特徴とするものである。

本発明によれば、超望遠状態での画角合わせの際に被写体がフレームアウトした場合でも、撮影者が即座に被写体を捉え直しつつ、所望の画角で撮影することができる。

本発明の実施例に係るデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。焦点距離と、被写体距離ごとのフォーカス位置との関係を例示した図である。被写体探索状態での画角及び撮影準備状態での画角を例示した図である。ズーム戻り位置補正機能に関する構成例を示すブロック図である。最適な画角の指示手段の構成例を示す図である。本発明の実施例のフレーミング支援ズーム機能の処理例を示すフローチャートである。電子ズーム及び光学ズームによるズームアウト位置の算出方法を説明する図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明によって実現される機能は、撮影者によるフレーミングを支援するフレーミング支援ズーム機能であり、便宜上、フレーミングアシストズーム機能（以下、ＦＡズーム機能と略記する）と呼ぶこととする。

図１は、本発明の実施例に係る撮像装置の一例としての、デジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。レンズ鏡筒１０１は、その内部にレンズ群を保持してレンズ駆動を行う。ズームレンズ１０２は焦点距離を調節することで光学的に画角を変更し、フォーカスレンズ１０３はピントを調節する。防振レンズ１０４は手ぶれに起因する像振れを補正する補正用レンズであり、光量を調節する絞り及びシャッタ１０５は露出制御に使用する。レンズ鏡筒１０１を通過した光は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いた撮像素子１０６にて受光され、光信号から電気信号へと変換される。電気信号は、画像処理回路１０７に入力されて、画素補間処理や色変換処理等が施された後、画像データとして画像メモリ１０８に送られる。画像メモリ１０８はＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等で構成される。

表示部１０９は、ＴＦＴ型ＬＣＤ（薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器）等で構成され、撮影した画像データとともに、特定の情報（例えば、撮影情報や後述するＦＡズーム枠等）を表示する。このようなライブビュー等の情報表示により、撮影者が画角合わせを行うための電子ビューファインダ（ＥＶＦ）機能を実現している。

絞りシャッタ駆動部１１０は、画像処理回路１０７での画像処理によって得られた輝度情報に基づいて露出制御値（絞り値及びシャッタ速度）を演算し、この演算結果に基づき絞り及びシャッタ１０５を駆動する。これによって、ＡＥ（自動露出）制御が行われる。防振レンズ駆動部１１１は、ジャイロセンサ等の角速度センサの情報に基づいてデジタルカメラ１００に加わる振れ量を演算し、振れを打ち消すように防振レンズ１０４を駆動する。

フォーカスレンズ駆動部１１２はフォーカスレンズ１０３を駆動する。例えば、コントラストＡＦ（オートフォーカス）方式の制御では、画像処理回路１０７の画像処理によって得られた撮影光学系の焦点調節情報（コントラスト評価値）に基づき、被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ１０３が駆動される。なお、本発明の適用上、焦点調節制御の如何は問わないので、位相差ＡＦ方式や他の方式と組み合わせた方式が採用可能である。ズームレンズ駆動部１１３はズーム操作指示に従ってズームレンズ１０２を駆動する。操作部１１７には、撮影者がカメラにズーミングを指示するためのズーム操作部材としてのズームレバーまたはズームボタン等が設けられている。ズーム指示操作に用いるズーム操作部材の操作量及び操作方向に基づいてズーム駆動速度や駆動方向が演算され、演算結果に従ってズームレンズ１０２が光軸に沿って移動する。

撮影動作によって生成された画像データは、インターフェース部（以下Ｉ／Ｆ部と呼ぶ）１１５を介して記録部１１６に送られて記録される。画像データは、カメラに装着して使用するメモリカード等の外部記録媒体や、デジタルカメラ１００に内蔵されている不揮発性のメモリ１１８、あるいは両方に記録される。

操作部１１７は前記ズーム操作部材の他、撮影開始を指示するレリーズスイッチ、ＦＡズーム機能の開始や終了を指示する、指示操作手段としてのＦＡズーム操作スイッチ等を含む。操作信号は後述のシステム制御部１１４に送られる。メモリ１１８は、プログラムデータや画像データの他に、デジタルカメラ１００の設定情報や、後述するＦＡズーム機能におけるズーム戻り位置等の情報を記憶する。なお、ズーム戻り位置とは、ＦＡズームの終了時に、開始時のズーム位置へと復帰させる際の戻り位置であり、その詳細については後述する。

モード選択部１１９は不図示のモードダイヤルや、表示部１０９に表示されるモード選択メニューと操作部１１７の操作スイッチ等によって構成され、撮影モードを選択する。撮影モードとしては、人物の胸像を撮影するのに適したポートレートモードや動きの速い被写体を撮影するのに適したスポーツモード、風景を撮影するのに適した風景モードといったモード等がある。

システム制御部１１４はＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算装置を用いて構成され、撮影者の操作に応じて各部に制御命令を送ることでカメラ全体を制御する。システム制御部１１４は、メモリ１１８に記憶されている各種の制御プログラム、例えば撮像素子１０６の制御やＡＥ／ＡＦ制御、ズーム制御（ＦＡズーム処理を含む）等を行うためのプログラムを実行する。

次に、システム制御部１１４のうち、ＦＡズーム機能に関連する制御について説明する。なお、図１にはシステム制御部１１４の内部処理をＣＺ制御部１２０、被写体検出部１２１、電子ズーム制御部１２２、ＦＡズーム枠制御部１２３により機能ブロックで表している。

光学ズームによる画角変更時でも合焦状態を維持するためには、レンズ鏡筒１０１に示すリアフォーカスタイプの鏡筒の場合、ズームレンズ１０２の位置に応じてフォーカスレンズ１０３を適正なフォーカス位置へ移動させる必要がある。このような制御をコンピュータズーム（ＣＺ）制御という。図２は、ズームレンズの焦点距離と、ピントが合うフォーカス位置との関係を、被写体までの距離ごとに示すデータデーブルをグラフ化した図である。このテーブルはフォーカスカムテーブルと称する。横軸はズーム位置に対応する焦点距離を示し、縦軸はフォーカス位置を示し、各グラフ線の横にはカメラから被写体までの距離（被写体距離）を示している。システム制御部１１４は、ＡＦ動作時にフォーカスレンズ駆動部１１２を制御してフォーカスレンズ１０３を所定の範囲で移動させることでスキャン動作を行う。この動作中に得られるコントラスト評価値等を用いて既知の方法により、合焦点であるフォーカス位置が検出される。その時のズーム位置とフォーカス位置から、フォーカスカムテーブルを参照することで被写体距離が計測可能である。

デジタルカメラ１００は光学ズーム機能と電子ズーム機能を有する。ＣＺ制御部１２０とズームレンズ駆動部１１３は光学ズーム駆動を担当する。ＣＺ制御部１２０は、ズーム動作時にて所定の制御周期ごとにズームレンズ１０２のズーム位置を検出し、そのズーム位置に応じたＡＦ動作により計測した被写体距離でのフォーカスカムテーブルに追従するようにフォーカスレンズ１０３を駆動させる。これによって、合焦状態を維持したまま光学ズーム動作を行うことが可能となる。

一方、電子ズーム制御部１２２及び画像メモリ１０８は電子ズーム駆動を担当する。電子ズーム制御部１２２は、画像メモリ１０８に転送された画像データから対象領域を切り出すことによって電子ズーム機能を実現する。また、撮像素子１０６に取り込む映像のフレームレート周期で切り出す範囲を徐々に大きくし、表示部１０９に表示させることで滑らかな電子ズーム表示が実現される。

被写体検出部１２１は画像メモリ１０８の画像データから所望の被写体領域を検出する。本実施例では顔情報を元に被写体として人物を検出する被写体検出方法について説明する。顔検出処理は、画像データ中に存在する顔領域を公知のアルゴリズムにより検出する処理である。例えば、被写体検出部１２１は、画像データ上の正方形状の部分領域から特徴量を抽出し、その特徴量を予め用意された顔の特徴量と比較し、両者の相関が一定の閾値を超えるときに、その部分領域を顔領域と判定する。この判定を、部分領域のサイズ、配置位置、配置角度の組み合わせを様々に変更しながら繰り返せば、画像データ中に存在する様々な顔領域が検出される。被写体検出部１２１は、顔情報と共に、ＣＺ制御１２０で計測した被写体距離情報及びズームレンズ１０２の焦点距離情報を用いることで画像データ上での被写体領域の大きさを推定することができる。

次にＦＡズーム機能の概要と、ＦＡズーム枠制御部１２３及びＦＡズーム制御部１２４を説明する。従来、撮影者が望遠状態でフレーミングしてシャッタチャンスを待っている間に被写体が動いてフレームアウトした場合等では、撮影者は以下の操作が必要であった。
・ズーム操作部材の操作によりズームアウトを行って被写体を探索すること。
・再び所望の画角になるまでズーム操作を行って画角調整すること。

これに対して、ＦＡズーム機能を搭載したデジタルカメラ１００では、撮影前に画角合わせ等を行う状態（以下、撮影準備状態という）で被写体を見失ってしまった場合、撮影者はＦＡズーム操作スイッチを操作すればよい。このＦＡズーム操作スイッチは、ＦＡズーム機能のために割り当てられたスイッチであり、ズーム操作部材とは別の部材の押下によって、ＦＡズーム機能の開始をカメラに指示する。ＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム操作スイッチからの開始指示にともなって電子ズーム及び光学ズームの各ズーム位置をメモリ１１８に記憶する。さらにＦＡズーム制御部１２４は、後述する図６の処理手順に従って、ＣＺ制御部１２０または電子ズーム制御部１２２に対してワイド方向にズームアウトの指示を行い、撮影準備状態よりも画角がズームアウトされた状態（以下、被写体探索状態という）にする。

図３（Ａ）はズームイン状態での画角を示し、図３（Ｂ）はズームアウト状態での画角を示す。ＦＡズーム枠制御部１２３は、図３（Ｂ）で示すように、記憶した撮影準備状態での画角を示す大きさを算出し、表示部１０９のＥＶＦの中心部に枠３００、つまりＦＡズーム枠３００を表示させる。ＦＡズーム枠３００の大きさは、ズームアウトした時点でのズーム倍率を元に計算される。例えば、撮影準備状態から電子ズーム倍率を２倍、光学ズーム倍率を３倍としてズームアウトして被写体探索状態となった場合には、被写体探索状態でＥＶＦに表示される画角に対して、（１／２）×（１／３）＝１／６倍の大きさのＦＡズーム枠３００が表示される。また、被写体検出部１２１によって所望の被写体像を検出するとその周りにＦＡズーム枠３００と同じ大きさのＦＡズーム補助枠３０１を表示させる。

ＦＡズーム操作スイッチの押下中はズームアウト状態が保持される。撮影者は被写体探索状態で所望の被写体を発見した場合、ＦＡズーム枠３００及びＦＡズーム補助枠３０１を目安としてＦＡズーム枠３００内に被写体像が収まるようにフレーミングを行う。その後、撮影者がＦＡズーム操作スイッチを開放してＦＡズーム終了をカメラ指示すると、ＦＡズーム制御部１２４は、記憶しておいた撮影準備状態のズーム位置まで電子ズームまたは光学ズームによるズームイン動作を行う。こうして図３（Ａ）で示すような最適なフレーミング状態が得られる。本処理によって、撮影者は簡単な操作で、フレームアウトした被写体を再度フレームインさせながら所望の撮影画角で撮影することができる。

次に図４を用いて、ＦＡズーム機能の中でズーム戻り位置補正機能について説明する。なお、図４にはＦＡズーム制御部１２４の内部処理を画角算出部４００、ズーム戻り位置制御部４０１により機能ブロックで表している。画角算出部４００およびズーム戻り位置制御部４０１が画角指示手段に相当する。ズーム戻り位置補正機能とは、被写体探索状態で被写体を探している際に、ＦＡズーム機能の開始前の状態から被写体が大きく動いたことによって、ズーム戻り位置が撮影に最適な画角からずれた場合に自動的にズーム戻り位置を補正する機能である。

被写体検出部１２１は画像データ上で被写体像が存在するか否かを検出し、被写体像が存在する場合には被写体像の大きさを計測する。画角算出部４００では、被写体検出部１２１によって画像データから被写体領域を検出した情報を元に、最適な画角となるズーム戻り位置を算出する。最適な画角の決定方法としては、撮影モードに基づいて自動的に画角を決定する方法や撮影者が指定した画角を記憶しておく方法などがある。図４は、モード選択部１１９によって選択されたモードに応じて最適画角を決定する構成を示す。被写体検出部１２１で検出された被写体像が人物であり、選択された撮影モードがポートレートモードであると、被写体の胸像が収まる大きさを最適画角とする。撮影モードがスポーツモードであると被写体の全体像が収まる大きさを最適画角とする。さらには、撮影モードが風景モードであると検出した被写体像の大きさによらず元の画角を最適画角とする。図５は、メモリ１１８に最適な画角を記憶しておく構成を示す。図５に示す操作部１１７の十字キー５００及びズームスイッチ５０１によって、表示部１０９のＥＶＦ５０２に表示された被写体像の大きさの目安となる被写体枠５０３の変更を行う。十字キー５００によって被写体枠５０３を上下左右に移動させ、ズームスイッチ５０１の＋ボタンによって拡大、−ボタンによって縮小させることができる。被写体枠５０３が撮影者の意図する被写体像の大きさとなったら、ｓｅｔボタンを押下してその画角を最適画角としてメモリ１１８に記憶する。また、撮影者が画角を指定する他の形態としては、最適画角を決定するモードを設けておき、最適画角決定モード時に被写体検出部１２１にて検出された被写体像の大きさをメモリ１１８に記憶する形態等もある。以上のような方法によって算出された最適画角と現在のズーム戻り位置の画角との差分が所定量（補正閾値）以上ある場合には、ズーム戻り位置補正を行う。

ズーム戻り位置を変更する際、最適画角の位置に一気に変更すると、補正閾値が大きい場合フレーミング中に突然ＦＡズーム枠３００の大きさが変化してしまい、補正閾値が小さい場合は頻繁にＦＡズーム枠３００の大きさが変化してしまうという問題がある。そこで、ズーム戻り位置制御部４０１によってズーム戻り位置の変更量を制御することでフレーミング中のＦＡズーム枠３００の変化を滑らかに行う。差分算出手段に相当するズーム戻り位置制御部４０１では、最適画角のズーム位置（目標ズーム戻り位置）と現在のズーム戻り位置との差分を算出し、差分に応じて所定のサンプリング時間（例えば、画像データの生成周期＝フレームレート）ごとにズーム戻り位置を更新する。すなわち、目標ズーム戻り位置と現在のズーム戻り位置との差分が大きい場合には目標ズーム戻り位置へ早く近づき、差分が小さい場合には段階的にゆっくりと近づく。また、差分に対してローパスフィルタをかけることによって最適画角の検出ノイズによる急激な変化へ応答するハンチング動作を防ぐことができる。ズーム戻り位置制御部４０１によってズーム戻り位置を更新すると、メモリ１１８に記憶しているズーム戻り位置を変更するとともにＦＡズーム枠制御部１２３によって表示するＦＡズーム枠３００及びＦＡズーム補助枠３０１の変更も行う。

次に図６を用いて、ＦＡズーム機能の処理例について説明する。

ステップＳ１００でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態で操作部１１７のＦＡズーム操作スイッチが押下されたか否かを判定する。ＦＡズーム操作スイッチの押下が検出されるとＦＡズーム処理が開始する。ステップＳ１０１でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態での光学ズーム位置をＣＺ制御部１２０から取得し、電子ズーム位置を電子ズーム制御部１２２から取得する。さらに、ＦＡズーム制御部１２４は光学ズーム位置及び電子ズーム位置のデータをメモリ１１８に記憶する。なお、光学ズーム位置は、光学ズーム機能によって変更可能なズーム倍率に相当するズームレンズの位置を表し、電子ズーム位置は電子ズーム機能によって変更可能な画像拡大及び縮小の倍率に相当する制御位置を表す。

ステップＳ１０２でＦＡズーム制御部１２４は、メモリ１１８に記憶しているズームアウト駆動量を取得する。ズームアウト駆動量は、撮影者が設定メニューでの操作によって変更可能である。この場合、操作部１１７と表示部１０９がズームアウト駆動量の設定手段を構成する。本実施例では、予め設定されたズームアウト駆動量に従って後述のズームアウト動作が行われるが、ＦＡズーム制御部１２４が該動作を段階的に制御する形態や、撮影者が停止操作を行うまでの間、ズームアウト動作を継続させる形態等がある。ステップＳ１０３でＦＡズーム制御部１２４は、撮影準備状態でのズーム状態が電子ズーム状態であるか否かを判定する。一般的なズーム操作では、操作部１１７のズーム操作部材が操作されると、光学ズーム位置がワイド端からテレ端の間である場合には、ＣＺ制御部１２０の制御下で光学ズームを駆動させる。光学ズーム位置がテレ端であって、さらにテレ方向への操作指示がなされた場合には電子ズーム制御部１２２が電子ズームを駆動させることで超望遠撮影が可能となる。ズーム操作部材の操作によるズーム動作とＦＡズーム動作との整合性を取るために、ＦＡズーム動作においても、撮影準備状態でのズーム状態が電子ズーム状態の場合には電子ズームを先に駆動させる。つまり、メモリ１１８に記憶した時点のズーム位置が優先すべきズーム状態でのズーム領域内にあるか否かが判定され、本実施例では電子ズームが優先されるので、ステップＳ１０３ではズーム位置が電子ズーム領域にあるか否かが判定される。ＦＡズーム開始時のズーム状態が電子ズーム状態であった場合には、ステップＳ１０４に処理を進める。ステップＳ１０４でＦＡズーム制御部１２４は後述するズームアウト位置の算出方法に従って、ステップＳ１０１で取得した電子ズーム位置とステップＳ１０２で取得したズームアウト駆動量から電子ズームのズームアウト位置を算出し、電子ズーム制御部１２２に設定する。ステップＳ１０５でＦＡズーム制御部１２４は、電子ズーム制御部１２２に対して、ステップＳ１０４で設定した電子ズームのズームアウト位置までワイド方向に変倍処理を行うように指示する。電子ズーム制御部１２２は電子ズームによるズームアウト動作を行う。

ステップＳ１０３にて撮影準備状態でのズーム位置が光学ズーム領域にあると判定された場合や、ステップＳ１０５にて電子ズームのズームアウト動作が行われた場合には、ステップＳ１０６に進む。Ｓ１０６でＦＡズーム制御部１２４は、さらに光学ズームによるズームアウトが必要であるか否かを判断する。つまり、電子ズームだけでは、設定したズームアウト駆動量のズーム駆動に充分でない場合、残りのズームアウト駆動量を光学ズームで補う必要がある（駆動残量の算出については後述する）。光学ズームによるズームアウトが必要と判断された場合にはステップＳ１０７に進み、光学ズームによるズームアウトが不要な場合にはステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７でＦＡズーム制御部１２４は、後述の算出方法に従って、光学ズーム位置とズームアウト駆動量から光学ズームのズームアウト位置を算出し、ＣＺ制御部１２０に設定する。ステップＳ１０８でＦＡズーム制御部１２４は、ＣＺ制御部１２０に対して、ステップＳ１０７で設定した光学ズームのズームアウト位置までワイド方向にズーム駆動するように指示する。ＣＺ制御部１２０はズームレンズ駆動部１１３を制御し、光学ズームのズームアウト動作を行う。そしてステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９でＦＡズーム制御部１２４は、ズームアウト倍率に応じたＦＡズーム枠３００の表示をＦＡズーム枠制御部１２３に指示し、被写体探索状態とする。ステップＳ１１０で被写体検出部１２１は、被写体探索状態中に被写体像が検出されたか否かを判定する。被写体像が検出された場合には、ステップＳ１１１に処理を進める。ステップＳ１１１でＦＡズーム制御部１２４は、検出された被写体像の周りにＦＡズーム枠３００と同じ大きさのＦＡズーム補助枠３０１の表示をＦＡズーム枠制御部１２３に指示する。ステップＳ１１２で被写体検出部１２１は、前述したアルゴリズムに従って画像データ上での被写体像の大きさ（サイズ）を算出する。ステップＳ１１３ではＦＡズーム制御部１２４の画角算出部４００にて、ステップＳ１１２で算出した被写体像の大きさとモード選択部１１９で選択されている撮影モードから最適画角を算出する。ステップＳ１１４ではＦＡズーム制御部１２４のズーム戻り位置制御部４０１にて、ステップＳ１０１で記憶したズーム位置と最適画角のズーム位置との差分を算出し、ズーム戻り位置を変更するか否かを判定する。ズーム戻り位置を変更する場合には、ステップＳ１１５に処理を進める。ステップＳ１１５では、ＦＡズーム制御部１２４はステップＳ１０１でメモリ１１８に記憶した光学ズーム位置及び電子ズーム位置を、ズーム戻り位置制御部４０１の制御値に対応して変更する。さらに、ステップＳ１１６では同様にＦＡズーム枠３００及びＦＡズーム補助枠３０１の大きさを変更することをＦＡズーム枠制御部１２３に指示する。

ステップＳ１１０にて被写体像が検出されなかった場合や、ステップＳ１１４にて最適画角の変更が必要とされなかった場合、ステップＳ１１６にてＦＡズーム枠３００の更新処理が行われた場合には、ステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７でＦＡズーム制御部１２４は、被写体探索状態で操作部１１７のＦＡズーム操作スイッチが開放され、オフ状態になったか否かを判定する。ＦＡズーム制御部１２４は、ＦＡズーム操作スイッチがオフ状態になったことを検出すると、ステップＳ１１８以降のＦＡズーム終了動作を開始する。ステップＳ１１８でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１０１で記憶したズーム戻り位置のデータをメモリ１１８から読み込む。ステップＳ１１９でＦＡズーム制御部１２４は、被写体探索状態でのズーム状態が光学ズーム状態であるか否かを判定する。光学ズーム状態の場合（Ｓ１１９のｙｅｓ）、光学ズームを優先してズームインを行うためにステップＳ１２０に処理を進め、電子ズーム状態の場合（Ｓ１１９のｎｏ）では電子ズームのみでズームインを行うためにステップＳ１２２に処理を進める。ステップＳ１２０でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１１８で読み込んだズーム戻り位置のうち、光学ズームによるズームイン位置をＣＺ制御部１２０に設定する。ステップＳ１２１でＦＡズーム制御部１２４は、ＣＺ制御部１２０に対して、ステップＳ１２０で設定した光学ズームによるズームイン位置までズームレンズ１０２を駆動するように指示する。ＣＺ制御部１２０はズームレンズ駆動部１１３を制御して、光学ズームでのズームイン動作を行う。

ステップＳ１１９にて被写体探索状態でのズーム位置が電子ズーム領域内であると判定された場合や、ステップＳ１２１での光学ズームでズームイン動作が行われた場合には、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２２でＦＡズーム制御部１２４は、さらに電子ズームによるズームインが必要か否かを判断する。電子ズームによるズームインが必要な場合にはステップＳ１２３に進み、電子ズームによるズームインが不要な場合には撮影準備状態にして処理を終了する。ステップＳ１２３でＦＡズーム制御部１２４は、ステップＳ１１８で読み込んだズーム戻り位置のうち、電子ズームによるズームイン位置を電子ズーム制御部１２２に設定する。ステップＳ１２４でＦＡズーム制御部１２４は、電子ズーム制御部１２２に対して、ステップＳ１２３で設定した電子ズームによるズームイン位置まで変倍処理を行うように指示する。電子ズーム制御部１２２は電子ズームイン動作を行い、これによってズーム戻り位置へと復帰する。該動作が終了すると、撮影準備状態にして処理を終了する。

次に、図７を用いて、図６のステップＳ１０４及びＳ１０７で設定する電子ズーム及び光学ズームのズームアウト位置の算出方法について説明する。図７は、ズームアウト駆動量をズーム倍率に基づく連続量で設定するときのズームアウト動作例を示す図である。本実施例では、光学ズームの焦点距離が２４乃至８４０ｍｍの範囲で光学ズーム倍率を最大３５倍とし、電子ズーム倍率を最大４倍としており、ズームアウト駆動量はズーム倍率に換算して１／８倍とされている。なお、図中の「光学ワイド端」、「光学テレ端」は光学ズーム動作におけるワイド端（焦点距離２４ｍｍ）、テレ端（焦点距離８４０ｍｍ）をそれぞれ示し、光学ズーム領域の境界を表す。「電子ワイド端」、「電子テレ端」は電子ズーム動作におけるワイド端（焦点距離８４０ｍｍ相当）、テレ端（焦点距離３３６０ｍｍ相当）をそれぞれ示し、電子ズーム領域の境界を表す。光学テレ端位置と電子ワイド端位置が一致している。

パターン１は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学テレ端位置で焦点距離８４０ｍｍのときのズームアウト位置を示している。撮影準備状態でのズーム状態は光学ズーム状態であるため、電子ズーム位置は電子ワイド端位置のままである。ズーム倍率１／８倍に対応するズームアウト駆動量で光学ズーム位置を変更した場合、８４０ｍｍ×（１／８倍）＝１０５ｍｍの焦点距離に対応する位置がズームアウト位置となる。

パターン２は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置で焦点距離１９２ｍｍのときのズームアウト位置を示している。このときの光学ズームのズームアウト位置は、１９２ｍｍ×（１／８倍）＝２４ｍｍの焦点距離に対応する光学ワイド端位置がズームアウト位置となる。

パターン３は、撮影準備状態でのズーム位置が、光学ミドル位置で焦点距離７２ｍｍのときのズームアウト位置を示している。光学ズームのズームアウト位置の算出結果は、７２ｍｍ×（１／８倍）＝９ｍｍとなり、光学ワイド端位置よりも広角側の位置となる。この場合、光学ワイド端位置をズームアウト位置とする。

パターン４は、撮影準備状態でのズーム位置が、電子テレ端位置のときのズームアウト位置を示している。電子ズーム倍率は最大４倍であるため、電子ズームのズームアウト位置は電子ワイド端位置とし、残りの２倍分については光学ズームでのズームアウト動作が行われる。したがって、光学ズームによるズームアウト位置は８４０ｍｍ×（１／２倍）＝４２０ｍｍの焦点距離に対応する位置となる。

ズーム倍率に基づいてズームアウト駆動量を設定する場合、パターン３のようにズームアウト位置が光学ワイド端位置を越える場合を除いて、被写体探索状態でのＦＡズーム枠３００の大きさが一定になる（ズームアウトした画角が同じ倍率になる）という利点が得られる。

なお、図６のステップＳ１２０やＳ１２３で行われるズームイン位置の算出についても、光学ズームが優先されることを除いて上記と同様に行われるため、説明は省略する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記実施例では、顔情報を元に被写体（人物）を検出したが、動物やその他の移動体を検出するようにしてもよい。

１０９表示部
１１４システム制御部
１１７操作部
１１８メモリ
１１９モード選択部
１２１被写体検出部
１２３ＦＡズーム枠制御部
１２４ＦＡズーム制御部
４００画角算出部
４０１ズーム戻り位置制御部

Claims

フレーミングを支援するフレーミング支援ズーム機能を有する撮像装置であって、
前記フレーミング支援ズーム機能の開始及び終了を指示する指示操作手段と、
ズーム駆動を行うズーム駆動手段と、
前記フレーミング支援ズーム機能の開始の指示にともなってズーム位置を記憶する記憶手段と、
前記フレーミング支援ズーム機能の開始が指示されたときにワイド方向にズームアウトするように前記ズーム駆動手段を制御し、前記フレーミング支援ズーム機能の終了が指示されたときに前記記憶手段に記憶されたズーム位置にズームインするように前記ズーム駆動手段を制御する制御手段と、
被写体像を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段によって検出された被写体像の大きさに応じて画角を指示する画角指示手段とを有し、
前記制御手段は、前記画角指示手段によって指示された画角に対応したズーム位置に前記記憶手段によって記憶されたズーム位置を変更することを特徴とする撮像装置。
前記画角指示手段によって指示された画角に対応してズーム枠を表示する表示手段を有し、
前記表示手段は、前記記憶手段によって記憶されたズーム位置が変更されると、表示するズーム枠の大きさを変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記表示手段は、前記被写体検出手段によって検出された被写体像が前記ズーム枠の外にある場合には、前記ズーム枠の大きさと同じ大きさで前記被写体の位置を示す別のズーム補助枠を表示することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
撮影モードを選択するモード選択手段を有し、
前記画角指示手段は、選択された撮影モードに応じて指示する画角を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画角指示手段が指示する画角を決定する際に、前記制御手段は、撮影画角に対して被写体像が占める領域の目安を表示する被写体枠を前記表示手段に表示させ、前記被写体枠の大きさ及び位置を被写体像に合わせて変更し、
前記画角指示手段は、被写体像に合わせて変更された前記被写体枠の大きさ及び位置によって指示する画角を決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記記憶手段で記憶されているズーム位置と前記画角指示手段によって指示された画角となるズーム位置との差分を算出する差分算出手段を有し、
前記制御手段は、前記差分が所定量より大きい場合に前記記憶手段で記憶されているズーム位置を変更することを特徴とする算出する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記差分算出手段によって算出された前記差分が所定量より大きい場合に、前記差分の大きさに応じて前記記憶手段に記憶されているズーム位置を段階的に変更することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
フレーミングを支援するフレーミング支援ズーム機能を有する撮像装置の制御方法であって、
前記フレーミング支援ズーム機能の開始の指示を受け付ける開始ステップと、
前記フレーミング支援ズーム機能の開始の指示の受け付けにともなって、ズーム位置を記憶するとともにワイド方向にズームアウトするズームアウトステップと、
被写体像を検出し、前記被写体像の大きさを算出する被写体検出ステップと、
前記被写体像の大きさに応じたズーム位置に前記ズームアウトステップで記憶したズーム位置を変更する変更ステップと、
前記フレーミング支援ズーム機能の終了の指示を受け付ける終了ステップと、
前記フレーミング支援ズーム機能の終了の指示の受け付けにともなって前記変更ステップで変更したズーム位置へズームインするズームインステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。