JP2019197185A - Imaging device, control method, and program - Google Patents

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真也 鶴田
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Abstract

To make it possible, in a panning shot involving a change in focal distance due to zooming, to easily obtain an image including a suitable panning effect.SOLUTION: An imaging device 1 comprises: imaging means 112 that picks up a subject image incident via an imaging optical system 102; detection means 109 that detects the amount of temporal change in focal distance of the imaging optical system 102; angular velocity calculation means 118 that calculates an angular velocity corresponding to the amount of movement of a subject; and exposure time control means 119 that determines an exposure time. In a panning shot imaging mode, the exposure time control means 119 determines the exposure time on the basis of the amount of temporal change in focal distance detected by the detection means 109 and the angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculation means 118.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像装置、制御方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, a control method, and a program.

カメラといった撮像装置による撮像方法には、流し撮りによるものがある。流し撮りは、たとえば水平方向に移動している被写体の動きに撮像装置の向きを追従させながら撮像する手法である。従来、撮像装置では、流し撮りをアシストする機能が提案されている。たとえば、特許文献1は、現在行われている撮像が流し撮り状態か否かを判定し、判定結果に応じて露出制御を変更する技術を開示する。   An imaging method using an imaging device such as a camera is based on panning. Panning is a technique for capturing an image while the direction of the imaging device follows the movement of a subject moving in the horizontal direction, for example. Conventionally, in an imaging apparatus, a function for assisting panning is proposed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for determining whether or not the currently performed imaging is in the panning state and changing the exposure control according to the determination result.

特開2015−154409号公報JP2015-154409A

ところで、撮像装置による撮像方法には、ズーミングを行いながら流し撮りを行うものもある。この場合、撮像した画像では、流し撮りによる背景の流れに加えてズーミングによる背景の流れが生じ、単なる流し撮りでは生じ得ない過剰な背景の流れが生じ得る。このため、たとえば特許文献1の技術を採用しても、ユーザがズーム流し撮りによって所望の流し効果を得ることは容易でなかった。ズーム流し撮りにおいて、ユーザは、被写体の画角を維持するように、撮像装置の向きとズーミングとを操作する。そして、ユーザは、所望の流し効果を得るためには、その操作内容を事前に予想して、その予想に基づく適切な露光時間を撮像装置に事前に設定しなければならい。この作業が適切にできるようになるためには、ユーザには多くの経験が必要とされる。このように、撮像装置では、ズームなどにより焦点距離の変化を伴う流し撮りにおいて、好適な流し効果を含む画像を容易に得られるようにすることが求められている。   Incidentally, some imaging methods using an imaging apparatus perform panning while zooming. In this case, in the captured image, a background flow due to zooming occurs in addition to a background flow due to panning, and an excessive background flow that cannot occur with simple panning can occur. For this reason, for example, even if the technique of Patent Document 1 is adopted, it is not easy for the user to obtain a desired sink effect by zoom panning. In zoom panning, the user operates the orientation and zooming of the imaging device so as to maintain the angle of view of the subject. In order to obtain a desired flow effect, the user must predict the operation contents in advance and set an appropriate exposure time based on the prediction in the imaging apparatus in advance. In order to be able to do this work properly, the user needs a lot of experience. As described above, an imaging apparatus is required to easily obtain an image including a suitable sink effect in panning with a change in focal length due to zoom or the like.

本発明に係る撮像装置は、撮像光学系を介して入射した被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像光学系の焦点距離の時間変化量を検出する検出手段と、被写体の移動量に相当する角速度を算出する角速度算出手段と、露光時間を決定する露光時間制御手段と、を備え、前記露光時間制御手段は、流し撮り撮像モードにおいて、前記検出手段により検出された焦点距離の時間変化量と、前記角速度算出手段により算出された被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定する。   An imaging apparatus according to the present invention corresponds to an imaging unit that captures an image of a subject incident through an imaging optical system, a detection unit that detects a temporal change amount of a focal length of the imaging optical system, and an amount of movement of the subject. An angular velocity calculation means for calculating an angular velocity; and an exposure time control means for determining an exposure time, wherein the exposure time control means includes a temporal change amount of the focal length detected by the detection means in a panning imaging mode. The exposure time is determined based on the angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculating means.

本発明によれば、ズームなどにより焦点距離の変化を伴う流し撮像において、好適な流し効果を含む画像を容易に得ることが可能になる。   According to the present invention, it is possible to easily obtain an image including a suitable sink effect in sink imaging with a change in focal length due to zoom or the like.

本発明の実施形態に係る撮像装置の模式的な構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 比較例としての通常の流し撮りにおける被写体と背景の位置関係の変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the positional relationship of the to-be-photographed object and background in the normal panning as a comparative example. 比較例の図2の各位置での撮像画像の説明図である。It is explanatory drawing of the captured image in each position of FIG. 2 of a comparative example. ズーム流し撮りにおける被写体と背景の位置関係の変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the positional relationship of the to-be-photographed object and background in zoom panning. 図4の各位置での撮像画像の説明図である。It is explanatory drawing of the captured image in each position of FIG. 本実施形態での流し撮りアシスト用のシャッタ速度の算出処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the calculation process of the shutter speed for a panning assist in this embodiment. ズーム流し撮りにおける被写体と背景との位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the to-be-photographed object and the background in zoom panning. ズーム流し撮りによる撮像画像での背景の流れ方を説明する図である。It is a figure explaining how the background flows in the captured image by zoom panning.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the configurations described in the following embodiments are merely examples, and the scope of the present invention is not limited by the configurations described in the embodiments.

図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置1の模式的な構成図である。撮像装置1には、たとえばレンズ交換式のデジタルカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ(コンパクトデジタルカメラ)、ビデオカメラ、監視カメラがある。図1に示す撮像装置1はレンズ交換式のデジタルカメラであり、交換レンズ100と、カメラ本体127とを備える。交換レンズ100は、カメラ本体127に着脱可能なレンズ装置である。なお、撮像装置1は、レンズを交換できないものでもよい。交換レンズ100は、撮像レンズユニット101を備える。撮像レンズユニット101は、撮像光学系である、焦点距離を変更可能なズームレンズ群(以下、「ズームレンズ」と記述)102と、被写体像を結像させるフォーカスレンズ群(以下、「フォーカスレンズ」と記述)103と、を有する。ズームレンズ駆動手段104は、交換レンズ100のズームリング(不図示)と連動している。ズームレンズ駆動手段104は、ユーザがズームリングを回動させることで、ズームレンズ102の位置を変化させる。これにより、被写体像の光学的な倍率が変化する。交換レンズ100は、ズーミング可能である。フォーカスレンズ駆動手段105は、ズームレンズ駆動手段104と同様のアクチュエータで構成され、フォーカスレンズ103の位置を移動させる。これにより、被写体のピントが変化する。また、交換レンズ100は、ズームレンズ102の位置を検出するエンコーダ106と、レンズシステム制御用マイクロコンピュータ(以下、「レンズマイコン」と記述)107と、を備える。レンズマイコン107は、CPUおよびメモリを有し、メモリに記録されているプログラムをCPUが実行する。これにより、レンズマイコン107には、レンズ制御手段108と、ズーミング検出手段109と、が実現される。レンズ制御手段108は、フォーカスレンズ103の移動量と移動速度に必要な駆動量をフォーカスレンズ駆動手段105に伝達し制御する。ズーミング検出手段109は、エンコーダ106から得られるズームレンズ102の位置情報を検出する。ズーミング検出手段109は、ズームレンズ102の位置情報に基づいて、交換レンズ100の焦点距離の時間変化量を検出することができる。また、交換レンズ100は、カメラ本体127と接続するためのレンズマウント110、を備える。レンズマウント110は、交換レンズ100がカメラ本体127に装着された状態で、カメラ本体127の本体マウント122と接続される。レンズマイコン107は、レンズマウント110および本体マウント122を通じて、カメラ本体127の後述するカメラマイコン116と、所定のタイミングで双方向のシリアル通信を行う。たとえば、レンズマウント110は、ズーミング検出手段109が検出したズームレンズ102の位置情報をカメラ本体127のカメラマイコン116へ送信する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Examples of the imaging apparatus 1 include a lens-exchangeable digital camera, a lens-integrated digital camera (compact digital camera), a video camera, and a surveillance camera. An imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is an interchangeable lens digital camera, and includes an interchangeable lens 100 and a camera body 127. The interchangeable lens 100 is a lens device that can be attached to and detached from the camera body 127. Note that the imaging apparatus 1 may be one in which the lens cannot be replaced. The interchangeable lens 100 includes an imaging lens unit 101. The imaging lens unit 101 includes a zoom lens group (hereinafter, referred to as “zoom lens”) 102 that is an imaging optical system, and a focus lens group (hereinafter, referred to as “focus lens”) that forms a subject image. And description) 103. The zoom lens driving unit 104 is interlocked with a zoom ring (not shown) of the interchangeable lens 100. The zoom lens driving unit 104 changes the position of the zoom lens 102 when the user rotates the zoom ring. As a result, the optical magnification of the subject image changes. The interchangeable lens 100 can be zoomed. The focus lens driving unit 105 includes an actuator similar to that of the zoom lens driving unit 104, and moves the position of the focus lens 103. As a result, the focus of the subject changes. In addition, the interchangeable lens 100 includes an encoder 106 that detects the position of the zoom lens 102, and a lens system control microcomputer (hereinafter referred to as “lens microcomputer”) 107. The lens microcomputer 107 has a CPU and a memory, and the CPU executes a program recorded in the memory. As a result, the lens microcomputer 107 implements the lens control means 108 and the zooming detection means 109. The lens control unit 108 transmits to the focus lens driving unit 105 and controls the driving amount necessary for the moving amount and moving speed of the focus lens 103. A zooming detection unit 109 detects position information of the zoom lens 102 obtained from the encoder 106. The zooming detection means 109 can detect the temporal change amount of the focal length of the interchangeable lens 100 based on the position information of the zoom lens 102. In addition, the interchangeable lens 100 includes a lens mount 110 for connecting to the camera body 127. The lens mount 110 is connected to the main body mount 122 of the camera main body 127 in a state where the interchangeable lens 100 is attached to the camera main body 127. The lens microcomputer 107 performs bidirectional serial communication with a camera microcomputer 116 (described later) of the camera body 127 through the lens mount 110 and the body mount 122 at a predetermined timing. For example, the lens mount 110 transmits the position information of the zoom lens 102 detected by the zooming detection unit 109 to the camera microcomputer 116 of the camera body 127.

カメラ本体127は、シャッタユニット111、撮像光学系を介して入射した被写体像を撮像する撮像手段としてのCMOSセンサ等の撮像素子112、アナログ信号処理回路(AFE)113、カメラ信号処理回路114、を備える。また、カメラ本体127は、撮像素子112やアナログ信号処理回路113の動作タイミングを設定するタイミングジェネレータ(TG)115、を備える。また、カメラ本体127は、たとえば電源スイッチ、レリーズスイッチなどの操作スイッチ126、を備える。操作スイッチ126は、この他にもたとえば、カメラ本体127へ電源供給を指示するメインSW、ユーザが撮像モードを設定するモードダイヤル、を含んでよい。また、カメラ本体127は、カメラ全体のシステムを制御するカメラシステム制御用マイクロコンピュータ(以下、「カメラマイコン」と記述)116、シャッタ動作を行わせるためのモータを駆動するドライバ120、シャッタ駆動用モータ121、を備える。また、カメラ本体127は、カメラ本体127の角速度データを出力する角速度センサ123、を備える。また、カメラ本体127は、撮像画像を記録するメモリカード124、カメラで撮像している画像をモニタするとともに撮像した画像を表示する液晶パネル(以下、「LCD」と記述)125、交換レンズ100との接点部である本体マウント122、を備える。   The camera main body 127 includes a shutter unit 111, an imaging element 112 such as a CMOS sensor as an imaging unit that captures an image of a subject incident through an imaging optical system, an analog signal processing circuit (AFE) 113, and a camera signal processing circuit 114. Prepare. The camera body 127 also includes a timing generator (TG) 115 that sets the operation timing of the image sensor 112 and the analog signal processing circuit 113. The camera body 127 includes an operation switch 126 such as a power switch and a release switch. In addition, the operation switch 126 may include, for example, a main SW that instructs the camera main body 127 to supply power, and a mode dial in which the user sets the imaging mode. The camera body 127 includes a camera system control microcomputer (hereinafter referred to as “camera microcomputer”) 116 for controlling the entire camera system, a driver 120 for driving a motor for performing a shutter operation, and a shutter driving motor. 121. The camera body 127 includes an angular velocity sensor 123 that outputs angular velocity data of the camera body 127. The camera body 127 includes a memory card 124 for recording captured images, a liquid crystal panel (hereinafter referred to as “LCD”) 125 for monitoring images captured by the camera and displaying the captured images, the interchangeable lens 100, and the like. A main body mount 122 which is a contact portion.

カメラマイコン116は、CPUおよびメモリを有し、メモリに記録されているプログラムをCPUが実行する。これにより、カメラマイコン116には、背景流し量設定手段117、角速度算出手段118、撮像パラメータ算出手段としての露光時間制御手段119、が実現される。角速度算出手段118は、画像における被写体の移動量に相当する主被写体の角速度を算出する。背景流し量設定手段117は、ユーザの入力に基づいて、ズーム流し撮りでの背景の流し量を設定する。背景流し量設定手段117は、たとえば、主被写体の移動方向の前方にある領域の背景についての流し量を設定する。露光時間制御手段119は、ズーム流し撮り時の露光時間を決定する。詳しくは後述するが、露光時間制御手段119は、焦点距離の時間変化量および被写体の角速度とともに、設定された背景の流し量を用いて、ズーム流し撮りの露光時間を決定する。そして、撮像装置1の電源をオンにするために操作スイッチ126が操作されると、カメラマイコン116は、操作スイッチ126の状態の変化を検出し、起動する。起動したカメラマイコン116は、カメラ本体127の各回路への電源供給を許可し、各回路に初期設定を実行する。また、交換レンズ100へ電源が供給されると、レンズマイコン107が起動し、レンズマイコン107の制御により交換レンズ100内の各部の初期設定が行われる。起動したレンズマイコン107と、起動したカメラマイコン116とは、所定のタイミングで通信を開始する。この通信により、必要なタイミングにおいて、たとえばカメラからレンズへ向けて、カメラの状態、撮像設定等が送信される。また、レンズからカメラへ向けて、レンズの焦点距離情報等が送信される。   The camera microcomputer 116 has a CPU and a memory, and the CPU executes a program recorded in the memory. As a result, the camera microcomputer 116 implements background flow amount setting means 117, angular velocity calculation means 118, and exposure time control means 119 as imaging parameter calculation means. The angular velocity calculation means 118 calculates the angular velocity of the main subject corresponding to the amount of movement of the subject in the image. The background sink amount setting unit 117 sets a background sink amount in zoom panning based on a user input. The background flow amount setting means 117 sets, for example, the flow amount for the background of the area in front of the moving direction of the main subject. The exposure time control means 119 determines the exposure time for zoom panning. As will be described in detail later, the exposure time control unit 119 determines the exposure time for zoom panning using the set amount of background flow together with the temporal change amount of the focal length and the angular velocity of the subject. When the operation switch 126 is operated to turn on the power of the imaging apparatus 1, the camera microcomputer 116 detects a change in the state of the operation switch 126 and starts up. The activated camera microcomputer 116 permits power supply to each circuit of the camera body 127 and executes initial setting for each circuit. Further, when power is supplied to the interchangeable lens 100, the lens microcomputer 107 is activated, and initial setting of each part in the interchangeable lens 100 is performed under the control of the lens microcomputer 107. The activated lens microcomputer 107 and the activated camera microcomputer 116 start communication at a predetermined timing. With this communication, at a necessary timing, for example, the camera state, imaging settings, and the like are transmitted from the camera to the lens. Further, the focal length information of the lens is transmitted from the lens to the camera.

次に、ズーム流し撮りについて説明する。ここでは、まず、比較のために露光中にズームをしない通常の流し撮りについて説明する。図2は、比較例としての通常の流し撮りにおける、露光開始から露光終了までの被写体と背景の位置関係の変化を説明する図である。図2(a)は露光開始時であり、図2(b)は露光開始から露光終了までの間のある一時点であり、図2(c)が露光終了時である。図2(a)から図2(c)は、ユーザに向かって右前方向へ進行する被写体である移動体501a,501c,501eを画角の中心で捉えるように流し撮りする例である。図2(a)の露光開始時では、移動体501aの反射光は、カメラ装置503の集光レンズ504により集光され、仮想の撮像面505の中心に結像する。また、仮想の撮像面505には、撮像画角507の範囲内に位置する背景の静止体502aの静止体像502bが結像する。そして、図2(b)では、ユーザに対して右前方へ向かって進行する移動体は、移動体501cの位置まで移動する。ユーザは、この移動体501cを画角の中心位置501dで捉えるようにカメラ装置503をパンニングする。これにより、通常流し撮り露光途中の背景の静止体502aは、静止体像502bとは異なる静止体像502cの位置に結像する。さらに、図2(c)では、ユーザに対してさらに右前方へ向かって進行する移動体は、移動体501eの位置まで移動する。ユーザは、この移動体501eを画角の中心位置501fで捉えるようにカメラ装置503をさらにパンニングする。これにより、通常流し撮り露光途中の背景の静止体502aは、静止体像502bとは異なる静止体像502dの位置に結像する。このように、露光期間中において、移動体は、画角の中心位置に結像し続ける。また、静止体像は、静止体502aの位置から静止体像502cの位置を経由して、静止体像502dの位置へ向かって移動する。仮想の撮像面505において、静止体像は、静止体502bの位置から静止体像502eの位置へ向かって移動する。   Next, zoom panning will be described. Here, for comparison, first, normal panning without zooming during exposure will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a change in the positional relationship between the subject and the background from the start of exposure to the end of exposure in normal panning as a comparative example. FIG. 2A shows the start of exposure, FIG. 2B shows a temporary point from the start of exposure to the end of exposure, and FIG. 2C shows the end of exposure. FIG. 2A to FIG. 2C are examples in which the panning is performed so that the moving bodies 501a, 501c, and 501e that are subjects that progress in the right front direction toward the user are captured at the center of the angle of view. At the start of exposure in FIG. 2A, the reflected light of the moving body 501a is collected by the condenser lens 504 of the camera device 503 and forms an image at the center of the virtual imaging surface 505. On the virtual imaging surface 505, a stationary body image 502b of the background stationary body 502a located within the range of the imaging field angle 507 is formed. Then, in FIG. 2B, the moving body that advances toward the right front with respect to the user moves to the position of the moving body 501c. The user pans the camera device 503 so that the moving body 501c is captured at the center position 501d of the angle of view. As a result, the background stationary body 502a during normal panning exposure is formed at a position of a stationary body image 502c different from the stationary body image 502b. Furthermore, in FIG.2 (c), the mobile body which progresses further toward the front right with respect to a user moves to the position of the mobile body 501e. The user further pans the camera device 503 so as to capture the moving body 501e at the center position 501f of the angle of view. As a result, the background stationary body 502a during normal panning exposure is formed at a position of a stationary body image 502d different from the stationary body image 502b. Thus, the moving body continues to form an image at the center position of the angle of view during the exposure period. Further, the stationary body image moves from the position of the stationary body 502a to the position of the stationary body image 502d via the position of the stationary body image 502c. On the virtual imaging surface 505, the stationary body image moves from the position of the stationary body 502b toward the position of the stationary body image 502e.

図3(a)〜(c)は、図2(a)〜(c)の位置関係における各瞬間の画像を示している。図3(a)〜(c)において、移動体像501b,501c,501fは、撮像画角507の中心で捉えられている。これに対し、背景の静止体は、静止体像502bの位置から静止体像502dの位置へ移動している。これにより、図3(d)に示すように、被写体である移動体を撮像画角507の中心で捉え続けた流し撮り画像を撮像できる。しかしながら、通常の流し撮りで撮像した場合、被写体である移動体の移動体像501b,501c,501fは、図3(a)から(c)にかけて大きくなる。その結果、図3(d)に示すように、被写体である移動体において撮像画角507の中心から離れている後方部は、流れた画像になる。なお、流し撮りにおける背景の流し量は、露光開始時の静止体像502bから通常流し撮り露光終了時の静止体像502dまでの撮像面上の背景の移動量に相当する。ユーザがカメラ本体127をパンニングする速度が一定だとすると、撮像面上の背景の移動量は、露光時間で決定される。露光時間が長ければ、ユーザがパンニングする時間も長くなり、撮像中にカメラ本体127を振る角度も大きくなる。その結果、撮像面上の背景の移動量は、露光時間に合わせて大きくなる。すなわち、所望の流し量に適切なシャッタ速度を算出するためには、所望の流し量を撮像面上の背景の移動量に変換し、ユーザのパンニング速度を取得して必要なシャッタ速度を算出すればよい。シャッタ速度の算出方法は公知の技術であるため、ここでは詳述しない。   3A to 3C show images at each moment in the positional relationship shown in FIGS. 3A to 3C, the moving body images 501b, 501c, and 501f are captured at the center of the imaging angle of view 507. In contrast, the background stationary body has moved from the position of the stationary body image 502b to the position of the stationary body image 502d. As a result, as shown in FIG. 3D, it is possible to capture a panning image in which the moving body that is the subject is continuously captured at the center of the imaging angle of view 507. However, when images are taken by normal panning, the moving body images 501b, 501c, and 501f of the moving body that is the subject increase from FIG. 3A to FIG. 3C. As a result, as shown in FIG. 3D, the rear part away from the center of the imaging angle of view 507 in the moving body that is the subject becomes a flowing image. Note that the amount of background flow in the panning shot corresponds to the amount of background movement on the imaging surface from the stationary body image 502b at the start of exposure to the stationary body image 502d at the end of the normal panning exposure. If the speed at which the user pans the camera body 127 is constant, the amount of movement of the background on the imaging surface is determined by the exposure time. The longer the exposure time, the longer the time for the user to pan, and the greater the angle at which the camera body 127 is shaken during imaging. As a result, the amount of movement of the background on the imaging surface increases with the exposure time. In other words, in order to calculate the shutter speed appropriate for the desired flow rate, the desired flow rate is converted into the amount of movement of the background on the imaging surface, the user's panning speed is obtained, and the necessary shutter speed is calculated. That's fine. The method for calculating the shutter speed is a known technique and will not be described in detail here.

次に、露光中にズームする流し撮りについて説明する。本実施形態は、以下に説明するズーム流し撮りを実現するものである。図4は、ズーム流し撮りにおける、露光開始から露光終了までの被写体と背景の位置関係の変化を説明する図である。図4(a)は露光開始時であり、図4(b)は露光開始から露光終了までの間のある一時点であり、図4(c)は露光終了時である。図5(a)〜(c)は、図4(a)〜(c)の位置関係における各瞬間の画像を示している。図4(a)〜(c)では、図2(a)〜(c)と同様に、ユーザに向かって右前方向へ進行する被写体である移動体501a,501c,501eを画角の中心で捉えるように流し撮りする例である。図中の符号は、基本的に図2(a)〜(c)のものに対応する。また、図4において、ユーザは、ズーム流し露光中の移動体像501g,501hは、仮想の撮像面505上において露光開始時の移動体像501bと同じ大きさになるようにズーミング動作を行う。このため、図4(a)から図4(c)にかけて、画角は、ズーム流し露光開始時の画角507aからズーム流し露光途中の画角507bへと画角が広がるように変化する。その結果、図4(a)〜(c)の位置関係における各瞬間の画像において、移動体像501b,501g,501hは、図5(a)〜(c)に示すよう同じ大きさで撮像され得る。   Next, panning that zooms during exposure will be described. This embodiment implements zoom panning as described below. FIG. 4 is a diagram for explaining a change in the positional relationship between the subject and the background from the start of exposure to the end of exposure in zoom panning. FIG. 4A shows the start of exposure, FIG. 4B shows a certain temporary point from the start of exposure to the end of exposure, and FIG. 4C shows the end of exposure. FIGS. 5A to 5C show images at the respective moments in the positional relationship of FIGS. 4A to 4C. 4A to 4C, similarly to FIGS. 2A to 2C, the moving bodies 501a, 501c, and 501e, which are subjects that advance toward the right front toward the user, are captured at the center of the angle of view. This is an example of panning. The reference numerals in the figure basically correspond to those in FIGS. Also, in FIG. 4, the user performs a zooming operation so that the moving body images 501g and 501h during the zoom flow exposure have the same size as the moving body image 501b at the start of exposure on the virtual imaging surface 505. Therefore, from FIG. 4A to FIG. 4C, the angle of view changes so that the angle of view widens from the angle of view 507a at the start of zoom-out exposure to the angle of view 507b during the exposure of zoom-in. As a result, in the instantaneous images in the positional relationship of FIGS. 4A to 4C, the moving body images 501b, 501g, and 501h are picked up with the same size as shown in FIGS. 5A to 5C. obtain.

そして、図4のズーム流し撮りでは、画角が、ズーム流し露光開始時の画角507aからズーム流し露光途中の画角507bへと画角が広がる。このように集光レンズ504の位置がワイド側に変更されることによって、ズーム流し露光途中の静止体像502eは、図2(b)の通常流し撮り露光途中の静止体像502cよりも仮想の撮像面505上の移動体の結像に近づく。同様に、ズーム流し露光終了時の静止体像502fは、図2(c)の通常流し撮り露光終了時の静止体像502dよりも仮想の撮像面505上の移動体の結像に近づく。図5(d)は、図3(d)と同様に、図5(a)〜(c)までの各瞬間の画像を重ねあわせて作成された、流し撮り画像のイメージ図である。仮想の撮像面505上の静止体像は、カメラ装置503のパンニングに加えたズーミング動作により、図3(d)の場合よりも流し量が大きくなる。   In the zoom panning shot of FIG. 4, the field angle widens from the angle of view 507a at the start of the zoom panning exposure to the angle of view 507b during the zoom panning exposure. In this way, by changing the position of the condenser lens 504 to the wide side, the still body image 502e during the zoom panning exposure is more virtual than the stationary body image 502c during the normal panning exposure in FIG. 2B. It approaches the imaging of the moving body on the imaging surface 505. Similarly, the stationary body image 502f at the end of zoom flow exposure is closer to the imaging of the moving body on the virtual imaging surface 505 than the stationary body image 502d at the end of normal panning exposure in FIG. FIG. 5D is an image diagram of the panning image created by superimposing the images at the respective moments of FIGS. 5A to 5C in the same manner as FIG. 3D. The stationary body image on the virtual imaging surface 505 has a larger flow amount than the case of FIG. 3D due to the zooming operation in addition to the panning of the camera device 503.

このように、通常の流し撮りとズーム流し撮りにおいて、同じ被写体かつ同じ露光時間で撮像を行った場合、被写体である移動体と背景の静止体とでそれぞれ撮像画像が異なる。通常の流し撮りでは、移動体がユーザに近づいた距離だけ、仮想の撮像面505上の移動体像の大きさが大きくなる。一方でズーム流し撮りでは、カメラ装置503のパンニングと同時にズーミング動作を行うため、仮想の撮像面505上の移動体像の大きさは変わらない。ただし、仮想の撮像面505上の静止体像に関して図5(b)と図3(b)で比較すると、通常流し撮り露光途中の静止体像502cよりもズーム流し露光途中の静止体像502eの方が、露光開始時の移動体像501bからの移動量が大きくなる。ズーム流し撮りではズーミング動作を行うため、背景の流れ量には、カメラ装置503のパンニング量だけではなく、集光レンズ504の移動量が加味されることになる。このため、通常の流し撮りでは、所望の流し量を撮像面上の背景の移動量に変換し、ユーザのパンニング速度を取得して必要なシャッタ速度を算出すれば、適切な流し量の効果を有する画像を撮像し得た。しかし、ズーム流し撮りでは、撮像面上の背景の移動量は、ユーザのパンニングとズーミング動作の双方によって変化してしまうため、パンニング速度を取得するだけでは、適切な流し量の効果を有する画像を撮像し得るシャッタ速度を算出し得ない。このように、単に流し撮りに対応するシャッタ速度制御では、ズーミング動作の影響が加味されていないため、ズーム流し撮りを行うと、流し量が所望のものよりも大きくなってしまう画像部分が生じ得る。そこで、本実施形態では、ズーム流し撮りにおいて所望の背景の流し量が得られるように、適切なシャッタ速度を算出する。以下、詳しく説明する。   As described above, in normal panning shooting and zoom panning shooting, when imaging is performed with the same subject and the same exposure time, the captured images are different between the moving body as the subject and the stationary body as the background. In normal panning, the size of the moving object image on the virtual imaging surface 505 increases by the distance that the moving object approaches the user. On the other hand, in zoom panning, since the zooming operation is performed simultaneously with the panning of the camera device 503, the size of the moving object image on the virtual imaging surface 505 does not change. However, comparing the stationary object image on the virtual imaging surface 505 in FIG. 5B and FIG. 3B, the stationary object image 502e in the middle of the exposure while zooming out than the stationary object image 502c in the middle of the normal panning exposure is compared. However, the amount of movement from the moving object image 501b at the start of exposure becomes larger. Since zooming is performed in zoom panning, not only the panning amount of the camera device 503 but also the movement amount of the condenser lens 504 is added to the background flow amount. For this reason, in normal panning, if the desired amount of panning is converted into the amount of movement of the background on the imaging surface, the user's panning speed is obtained and the necessary shutter speed is calculated, the effect of an appropriate amount of panning can be obtained. It was possible to take an image with. However, in zoom panning, the amount of movement of the background on the imaging surface changes depending on both the panning and zooming operations of the user, so an image with an appropriate amount of sinking can be obtained simply by acquiring the panning speed. It is not possible to calculate the shutter speed at which imaging can be performed. In this way, in the shutter speed control corresponding to simply panning, the influence of the zooming operation is not taken into account, and therefore, when zoom panning is performed, an image portion in which the panning amount becomes larger than desired can be generated. . Therefore, in this embodiment, an appropriate shutter speed is calculated so that a desired background flow amount can be obtained in zoom panning. This will be described in detail below.

図6は、流し撮りアシスト用のシャッタ速度の算出処理の例を示すフローチャートである。図6のフローチャートは、ズームをしない通常の流し撮りと、ズームをする流し撮りとについてのシャッタ速度を算出するものである。図6のステップS201において、カメラマイコン116は、ユーザが操作スイッチ126を操作して流し撮りモードを設定したか否かを判定する。流し撮りモード以外の動作モードが設定されている場合、カメラマイコン116は、ステップS201の処理を繰り返す。流し撮りモードが設定されている場合、カメラマイコン116は、処理をステップS202に進める。ステップS202において、カメラマイコン116の背景流し量設定手段117は、ユーザが設定した背景の流し量を取得する。ユーザが設定する背景の流し量は、たとえば小、中、大のように流し量の程度を示す設定でよい。ステップS203において、カメラマイコン116の角速度算出手段118は、カメラ本体127の角速度センサ123から、被写体の角速度を取得する。被写体の角速度の算出方法はすでに公知の技術であるため、ここでの説明を省略する。ステップS204において、レンズマイコン107のズーミング検出手段109は、ズームレンズ102の位置情報を所定の時間間隔でエンコーダ106から取得する。ズーミング検出手段109は、エンコーダ106から取得した複数の位置情報から、交換レンズ100の焦点距離を算出する。ズーミング検出手段109は、算出した焦点距離情報を、レンズマウント110、本体マウント122を通じて、カメラマイコン116の露光時間制御手段119へ送信する。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a shutter speed calculation process for panning assist. The flowchart in FIG. 6 calculates shutter speeds for normal panning without zooming and panning with zooming. In step S <b> 201 of FIG. 6, the camera microcomputer 116 determines whether or not the user has set the panning mode by operating the operation switch 126. If an operation mode other than the panning mode is set, the camera microcomputer 116 repeats the process of step S201. If the panning mode is set, the camera microcomputer 116 advances the process to step S202. In step S202, the background flow amount setting means 117 of the camera microcomputer 116 acquires the background flow amount set by the user. The background sink amount set by the user may be a setting indicating the level of the sink amount, such as small, medium, and large. In step S <b> 203, the angular velocity calculation unit 118 of the camera microcomputer 116 acquires the angular velocity of the subject from the angular velocity sensor 123 of the camera body 127. Since the method for calculating the angular velocity of the subject is a known technique, description thereof is omitted here. In step S204, the zooming detection means 109 of the lens microcomputer 107 acquires the position information of the zoom lens 102 from the encoder 106 at a predetermined time interval. The zooming detection unit 109 calculates the focal length of the interchangeable lens 100 from the plurality of position information acquired from the encoder 106. The zooming detection means 109 transmits the calculated focal length information to the exposure time control means 119 of the camera microcomputer 116 through the lens mount 110 and the main body mount 122.

ステップS205において、露光時間制御手段119は、ステップS204で所定の時間間隔で得られた焦点距離に基づいて、ユーザがズーミング操作をしているか否かを判断する。選択手段としての露光時間制御手段119は、焦点距離が変化していない場合、または焦点距離の時間変化量が閾値より小さい場合、ユーザがズーミング操作をしていないと判断する。この場合、ユーザは通常の流し撮りを行っていると考えられるので、露光時間制御手段119は、処理をステップS206に進める。ステップS206において、露光時間制御手段119は、再度、レンズマイコン107から送信されるズームレンズ102の焦点距離を取得し、記憶する。ステップS207において、露光時間制御手段119は、ステップS206で取得した焦点距離と、流し量、主被写体の角速度に基づいて、通常の流し撮りでのシャッタ速度を算出する(第2のモードによるシャッタ速度算出)。流し撮り用シャッタ速度は、流し撮り時の露光時間である。露光時間制御手段119は、下記式1に基づいて、通常の流し撮りでのシャッタ速度tvを算出する。ここで、αは、ユーザが操作スイッチ126で設定した背景の流し量に対応する値である。fは、交換レンズ100の焦点距離である。露光時間制御手段119は、交換レンズ100内の焦点距離データを、本体マウント122を通じて取得する。ωは、カメラ本体127の角速度センサ123のカメラ角速度から得られる主被写体の角速度である。そして、たとえば背景部の像面上での移動量がたとえば800μmとなるように、背景の流し効果αを予め定めた所定の値に設定することにより、撮像される背景の流し量は、ユーザのパンニング速度によらず、一定になり得る。その後、通常の流し撮りのために、スイッチが操作されると、カメラマイコン116は、自動設定されたシャッタ速度TVにより撮像する。これにより、ユーザは、流し撮りに不慣れであったとしても簡単に、適切な流し撮り効果を有する画像を撮像できる。   In step S205, the exposure time control means 119 determines whether or not the user is performing a zooming operation based on the focal lengths obtained at predetermined time intervals in step S204. The exposure time control unit 119 serving as a selection unit determines that the user is not performing a zooming operation when the focal length is not changed or when the temporal change amount of the focal length is smaller than the threshold value. In this case, since it is considered that the user is performing normal panning, the exposure time control unit 119 advances the process to step S206. In step S206, the exposure time control unit 119 acquires and stores the focal length of the zoom lens 102 transmitted from the lens microcomputer 107 again. In step S207, the exposure time control means 119 calculates the shutter speed for normal panning based on the focal length, the amount of sink, and the main subject angular velocity acquired in step S206 (shutter speed in the second mode). Calculation). The shutter speed for panning is the exposure time during panning. The exposure time control means 119 calculates a shutter speed tv in normal panning based on the following formula 1. Here, α is a value corresponding to the amount of background flow set by the user with the operation switch 126. f is the focal length of the interchangeable lens 100. The exposure time control means 119 acquires focal length data in the interchangeable lens 100 through the main body mount 122. ω is the angular velocity of the main subject obtained from the camera angular velocity of the angular velocity sensor 123 of the camera body 127. Then, for example, by setting the background sink effect α to a predetermined value so that the amount of movement of the background portion on the image plane is, for example, 800 μm, It can be constant regardless of the panning speed. Thereafter, when the switch is operated for normal panning, the camera microcomputer 116 captures an image with an automatically set shutter speed TV. Thereby, even if the user is unfamiliar with the panning, the user can easily capture an image having an appropriate panning effect.

TV=α/f/ω ・・・(式1)     TV = α / f / ω (Formula 1)

これに対し、ステップS205において、交換レンズ100の焦点距離の時間変化量が所定量以上で変化する場合、露光時間制御手段119は、ユーザがズーミング操作をしていると判断する。この場合、ユーザはズーム流し撮りを行っていると考えられるので、露光時間制御手段119は、処理をステップS208に進める。ステップS208において、露光時間制御手段119は、ズーミング速度を算出する。露光時間制御手段119は、ズーミング検出手段109から送信されたズームレンズ102の焦点距離をもとに、焦点距離の時間変化量を計算し、ズーミング速度を算出する。ズーム流し撮りを行う場合、ユーザは交換レンズ100のズームリングを回転させ、交換レンズ100の焦点距離を変化させながら、被写体を追いかける。ここで、ユーザは、一定の速度で交換レンズ100のズームリングを回転させて、一定のズーミング速度で流し撮りを行っているものとする。ステップS208で焦点距離の時間変化量を計算すると、ステップS209へ進み、ステップS208で計算した焦点距離の時間変化量、流し量、主被写体の角速度に基づいて、ズーム流し用のシャッタ速度を算出する(第1のモードによるシャッタ速度算出)。ステップS209におけるズーム流し用のシャッタ速度の算出方法について、図7を用いて説明する。   On the other hand, in step S205, when the temporal change amount of the focal length of the interchangeable lens 100 changes by a predetermined amount or more, the exposure time control unit 119 determines that the user is performing a zooming operation. In this case, since it is considered that the user is performing zoom panning, the exposure time control unit 119 advances the processing to step S208. In step S208, the exposure time control unit 119 calculates a zooming speed. The exposure time control unit 119 calculates a temporal change amount of the focal length based on the focal length of the zoom lens 102 transmitted from the zooming detection unit 109, and calculates a zooming speed. When performing zoom panning, the user follows the subject while rotating the zoom ring of the interchangeable lens 100 and changing the focal length of the interchangeable lens 100. Here, it is assumed that the user rotates the zoom ring of the interchangeable lens 100 at a constant speed and performs panning at a constant zooming speed. When the temporal change amount of the focal length is calculated in step S208, the process proceeds to step S209, and the shutter speed for zooming is calculated based on the temporal change amount of the focal length, the flow amount, and the angular velocity of the main subject calculated in step S208. (Shutter speed calculation in the first mode). A method for calculating the shutter speed for zooming in step S209 will be described with reference to FIG.

図7は、ズーム流し撮りにおける被写体と背景との位置関係を説明する図である。図7(a)は露光を開始したときの被写体と背景部の位置関係を示す。図7(b)は露光を終了したときの被写体の位置関係を示す。図7において被写体は、ユーザを基準として、左奥から右手前へ向かって斜め前方へ進行している。図7(a)には、撮像対象である露光開始時の主被写体301と、露光開始時の主被写体301の背後にある背景部の一点302と、露光開始時の主被写体301で反射した露光開始時の主被写体の光線303と、が図示されている。また、背景部の一点302で反射した背景部の一点の光線304、が図示されている。さらに、図7(a)には、交換レンズ100内のズームレンズ102を簡易的に示した仮想的なズームレンズ305と、カメラ本体127内に配置された撮像素子112上の撮像面306と、が図示されている。また、撮像面306に投影される撮像範囲となる露出開始時の画角307と、が図示されている。露光開始時の主被写体301や背景部の一点302で反射された光束は、仮想的なズームレンズ305の中心で集光し、撮像面306で結像する。本実施形態では説明を簡便にするため、図7(a)と図7(b)では、撮像面306の中心で露光開始時の主被写体301をとらえる構図とする。つまり、露光開始時の主被写体の光線303は交換レンズ100の光軸と一致する。そして、図7(a)において、露光開始時の主被写体の光線303と、背景部の一点の光線304とがなす角をθ1とする。仮想的なズームレンズ305の中心から撮像面306までの距離を、仮想的なズームレンズ305の焦点距離f1とする。撮像面上の背景部の一点302の像と光軸との距離をx1とする。   FIG. 7 is a diagram for explaining the positional relationship between the subject and the background in zoom panning. FIG. 7A shows the positional relationship between the subject and the background when exposure is started. FIG. 7B shows the positional relationship of the subject when the exposure is completed. In FIG. 7, the subject progresses diagonally forward from the left back toward the right front with reference to the user. FIG. 7A shows the main subject 301 at the start of exposure as an imaging target, one point 302 in the background behind the main subject 301 at the start of exposure, and the exposure reflected by the main subject 301 at the start of exposure. A ray 303 of the main subject at the start is shown. In addition, a point of light ray 304 of the background part reflected by the point 302 of the background part is shown. Further, FIG. 7A shows a virtual zoom lens 305 that simply shows the zoom lens 102 in the interchangeable lens 100, an imaging surface 306 on the imaging device 112 disposed in the camera body 127, and Is shown. In addition, an angle of view 307 at the start of exposure, which is an imaging range projected on the imaging surface 306, is illustrated. The light beam reflected by the main subject 301 and the background point 302 at the start of exposure is condensed at the center of the virtual zoom lens 305 and formed on the imaging surface 306. In this embodiment, in order to simplify the description, in FIGS. 7A and 7B, the main subject 301 at the start of exposure is captured at the center of the imaging surface 306. That is, the light beam 303 of the main subject at the start of exposure coincides with the optical axis of the interchangeable lens 100. In FIG. 7A, the angle formed by the light ray 303 of the main subject at the start of exposure and the light ray 304 at one point in the background is defined as θ1. A distance from the center of the virtual zoom lens 305 to the imaging surface 306 is defined as a focal length f1 of the virtual zoom lens 305. The distance between the image of the point 302 on the imaging surface and the optical axis is x1.

また、図7(b)には、さらに、露光終了後の主被写体308と露光終了後の主被写体308で反射した露光終了時の主被写体の光線309と、露光終了時の画角310と、が図示されている。図7(b)において、露光終了時の主被写体の光線309と背景部の一点の光線304とのなす角をθ2とする。仮想的なズームレンズ305の中心から撮像面306までの距離を、仮想的なズームレンズ305の焦点距離f2とする。撮像面上の背景部の一点302の像と光軸との距離をx2とする。そして、焦点距離がf1からf2に変化することにより、露出開始時の画角307から、露光終了時の画角310へとワイド側に画角が広がる。また、角速度センサ123から得られる主被写体の角速度をωとし、ズーム流し用のシャッタ速度をTZとすると、露光開始時の主被写体の光線303と露光終了時の主被写体の光線309とのなす角はω・TZとなる。背景の流し効果αは、下記式2に示すように、撮像面306上の背景部の一点302の移動量で示される。図7(a)より露光開始時の撮像面上の背景部の一点302の像と光軸との距離をx1は、下記式3となる。図7(b)より露光終了時の撮像面上の背景部の一点302の像と光軸との距離をx2は、下記式4となる。この時、θ1と(θ2−ω・TZ)が十分に小さいと考えると、「tanθ1≒θ1」、「tan(θ2−ω・TZ)≒θ2−ω・TZ」となる。よって、背景の流し量αは、下記式5のように変形できる。さらに、ズーム流し撮りでのシャッタ速度は十分に短い時間と考えると、θ1とθ2はほぼ等しいので、背景の流し量αは、下記式6のように変形できる。さらに、ズーミング速度をVZとするとf2=f1+VZ・TZであるから、背景の流し量αは、下記式7のように変形できる。背景の流し量αは、TZの多項式として表現できる。なお、これらの式において「・」は乗算を意味する。また、「^2」は二乗を意味する。   FIG. 7B further shows a main subject 308 after the exposure, a light beam 309 of the main subject at the end of exposure reflected by the main subject 308 after the exposure, an angle of view 310 at the end of the exposure, Is shown. In FIG. 7B, the angle formed between the light beam 309 of the main subject at the end of exposure and the light beam 304 at one point in the background is θ2. A distance from the center of the virtual zoom lens 305 to the imaging surface 306 is defined as a focal length f2 of the virtual zoom lens 305. The distance between the image of the point 302 on the imaging surface and the optical axis is x2. Then, by changing the focal length from f1 to f2, the angle of view is widened from the angle of view 307 at the start of exposure to the angle of view 310 at the end of exposure. If the angular velocity of the main subject obtained from the angular velocity sensor 123 is ω and the shutter speed for zooming is TZ, the angle formed between the main subject light ray 303 at the start of exposure and the main subject light ray 309 at the end of exposure. Becomes ω · TZ. The background sink effect α is represented by the amount of movement of one point 302 on the background portion on the imaging surface 306 as shown in the following formula 2. 7A, the distance between the image of the point 302 on the imaging surface at the start of exposure and the optical axis is expressed by the following equation (3). From FIG. 7B, the distance x2 between the image of the point 302 on the imaging surface at the end of the exposure and the optical axis is expressed by the following equation (4). At this time, assuming that θ1 and (θ2−ω · TZ) are sufficiently small, “tan θ1≈θ1” and “tan (θ2−ω · TZ) ≈θ2−ω · TZ” are obtained. Therefore, the background flow amount α can be transformed as shown in Equation 5 below. Further, assuming that the shutter speed in zoom panning is sufficiently short, θ1 and θ2 are substantially equal, so the background sinking amount α can be transformed as shown in the following equation (6). Furthermore, when the zooming speed is VZ, f2 = f1 + VZ · TZ, and therefore the background flow amount α can be transformed as shown in the following equation (7). The background flow amount α can be expressed as a TZ polynomial. In these equations, “·” means multiplication. “^ 2” means square.

α=x1−x2 ・・・(式2)
x1=f1・tanθ1 ・・・(式3)
x2=f2・tan(θ2−ω・TZ) ・・・(式4)
α=x1−x2=f1・θ1−f2・(θ2−ω・TZ) ・・・(式5)
α=(f1−f2)θ2+f2・ω・TZ ・・・(式6)
α=(f1・ω−VZ・θ1)TZ+ω・f2・TZ^2 ・・・(式7)
α = x1−x2 (Formula 2)
x1 = f1 · tan θ1 (Formula 3)
x2 = f2 · tan (θ2−ω · TZ) (Formula 4)
α = x1−x2 = f1 · θ1−f2 · (θ2−ω · TZ) (Formula 5)
α = (f1−f2) θ2 + f2 · ω · TZ (Expression 6)
α = (f1 · ω−VZ · θ1) TZ + ω · f2 · TZ ^ 2 (Expression 7)

カメラ本体127が備える露光時間制御手段119は、通常の流し撮りのシャッタ速度と同様に、上記式7の関係に基づいて、ズーム流し撮りのシャッタ速度TZを算出する。露光時間制御手段119は、ズームレンズ102のズーミング速度VZを、本体マウント122を通じてズームレンズ102から取得し得る。これにより露光時間制御手段119は、ユーザが設定した背景の流し量が得られるように、ズーム流し撮りにおける適切なシャッタ速度を算出することができる。   The exposure time control means 119 provided in the camera main body 127 calculates the shutter speed TZ for zoom panning based on the relationship of the above formula 7, similarly to the shutter speed for normal panning. The exposure time control unit 119 can acquire the zooming speed VZ of the zoom lens 102 from the zoom lens 102 through the main body mount 122. As a result, the exposure time control unit 119 can calculate an appropriate shutter speed in zoom panning so that the background sink amount set by the user can be obtained.

図8は、ズーム流し撮りによる撮像画像での背景の流れ方を説明する図である。図8は、図7と同じように、ズーム流し撮りにより、左奥から右手前へ向かって進行してくる被写体を、画角の中心でピントを合わせて撮像する画像を示している。また、説明のために、画像を縦と横の各々で3分割する分割線を表記している。図8の周辺の分割領域に示す細実線の矢印は、ユーザがカメラ本体127を左向きにパンニングすることにより各々の分割領域に生じる背景の流し量と流し方向のベクトルを示している。この細実線のベクトルを、パンニングベクトル401とする。図8の点線の矢印は、ユーザが交換レンズ100をズーミングすることにより各々の分割領域に生じる背景の流し量と流し方向のベクトルを示している。この細点線のベクトルを、ズーミングベクトル402とする。図8の太実線の矢印は、ズーム流し撮りにおいて各々の分割領域に生じる背景の流し量と流し方向のベクトルを示している。この太実線のベクトルを、ズーム流しベクトル403とする。ズーム流しベクトル403は、細実線のパンニングベクトル401と、点線のズーミングベクトル402とを合成したベクトルである。   FIG. 8 is a diagram for explaining how the background flows in a captured image by zoom panning. FIG. 8 shows an image obtained by focusing on a subject moving from the left back to the right front by focusing on the center of the angle of view by zoom panning as in FIG. Further, for the sake of explanation, a dividing line that divides the image into three parts in the vertical and horizontal directions is shown. The thin solid-line arrows shown in the peripheral divided areas in FIG. 8 indicate the background flow amount and the flow direction vector generated in each divided area when the user pans the camera body 127 leftward. This fine solid line vector is defined as a panning vector 401. The dotted arrows in FIG. 8 indicate vectors of the background flow amount and the flow direction generated in each divided region when the user zooms the interchangeable lens 100. This fine dotted line vector is referred to as a zooming vector 402. The thick solid-line arrows in FIG. 8 indicate the background flow amount and the flow direction vector generated in each divided area in zoom panning. This thick solid line vector is set as a zoom flow vector 403. The zoom sink vector 403 is a vector obtained by synthesizing a thin solid line panning vector 401 and a dotted line zooming vector 402.

図8に示すように、パンニングベクトル401は、画角内のどの箇所でも一定である。これに対して、ズーミングベクトル402は画角内の位置に応じて、ベクトルの方向が異なる。図8のズーミングベクトル402は、画角の中心から放射状に広がる方向のベクトルである。ここで、被写体の進行方向の前側の分割領域を、右分割領域404とし、被写体の進行方向の後側(逆側)の分割領域を、左分割領域405とする。そして、右分割領域404では、ズーミングベクトル402のベクトル方向は右方向だが、左分割領域405では、ズーミングベクトル402のベクトル方向は左方向となる。このように、ズーミングベクトル402のベクトル方向は、画角内の領域に応じて異なる。その結果、各分割領域での、パンニングベクトル401とズーミングベクトル402の合成ベクトルであるズーム流しベクトル403は、異なるベクトル方向になる。たとえば図8では、右分割領域404におけるパンニングベクトル401とズーミングベクトル402は同じ右方向である。このため、右分割領域404のズーム流しベクトル403は、右方向となり、その大きさは、パンニングベクトル401とズーミングベクトル402の合計となる。右分割領域404における背景の流し量は増大する。その一方で、左分割領域405におけるパンニングベクトル401は右方向であるのに対して、ズーミングベクトル402は逆の左方向である。パンニングベクトル401とズーミングベクトル402とは、互いに打ち消し合う。このため、左分割領域405のズーム流しベクトル403は、小さくなる。ズーム流しベクトル403の大きさがゼロである場合、左分割領域405における背景の流し量はなくなる。このように、ズーム流し撮りにおいて、ズーム流し撮りにおける背景の流し量は、画角内の位置に応じて異なるものになる。   As shown in FIG. 8, the panning vector 401 is constant everywhere in the angle of view. On the other hand, the direction of the zooming vector 402 differs depending on the position within the angle of view. A zooming vector 402 in FIG. 8 is a vector extending in a radial direction from the center of the angle of view. Here, a divided region on the front side in the traveling direction of the subject is a right divided region 404, and a divided region on the rear side (reverse side) in the traveling direction of the subject is a left divided region 405. In the right divided area 404, the vector direction of the zooming vector 402 is the right direction, but in the left divided area 405, the vector direction of the zooming vector 402 is the left direction. Thus, the vector direction of the zooming vector 402 differs depending on the area within the angle of view. As a result, the zoom flow vector 403, which is a combined vector of the panning vector 401 and the zooming vector 402, in each divided region has different vector directions. For example, in FIG. 8, the panning vector 401 and the zooming vector 402 in the right division area 404 are in the same right direction. For this reason, the zoom flow vector 403 of the right divided area 404 is in the right direction, and the size thereof is the sum of the panning vector 401 and the zooming vector 402. The amount of background flow in the right divided area 404 increases. On the other hand, the panning vector 401 in the left divided region 405 is in the right direction, whereas the zooming vector 402 is in the opposite left direction. The panning vector 401 and the zooming vector 402 cancel each other. For this reason, the zoom flow vector 403 of the left divided area 405 becomes small. When the size of the zoom sink vector 403 is zero, the background sink amount in the left divided area 405 is eliminated. Thus, in zoom panning, the amount of background sinking in zoom panning varies depending on the position within the angle of view.

本実施形態では、背景の流し量αが設定される領域は、主被写体の進行方向先の領域に、背景流し量設定手段117によって自動設定される。以下に、背景の流し量αの領域設定に関して詳述する。ステップS209において、カメラ信号処理回路114は、撮像素子112が得た画像を図8のように縦と横とに3分割ずつし、画像データについての9つの分割領域を生成する。そして、角速度算出手段118は、角速度センサ123が取得した角速度データから、主被写体の進行方向を判別する。背景流し量設定手段117は、カメラ信号処理回路114から主被写体の画角内の位置情報を取得し、角速度算出手段118から主被写体の進行方向情報を取得する。そして、背景流し量設定手段117は、主被写体の位置情報と進行方向情報から、主被写体の進行方向先に該当する領域を抽出する。図8の例では、主被写体は画角の中央に位置し、左から右に進行している。この場合、背景流し量設定手段117は、右分割領域404を、背景の流し量αの設定領域として選択する。この場合、背景流し量設定手段117は、右分割領域404における背景の流し量が、設定された流し量αとなるように、上記式7の関係に基づいてズーム流し撮りのシャッタ速度tzを算出する。   In the present embodiment, the area in which the background flow amount α is set is automatically set by the background flow amount setting means 117 in the area ahead of the main subject in the traveling direction. Hereinafter, the setting of the background flow amount α will be described in detail. In step S209, the camera signal processing circuit 114 divides the image obtained by the image sensor 112 into three parts vertically and horizontally as shown in FIG. 8, and generates nine divided regions for the image data. Then, the angular velocity calculation unit 118 determines the traveling direction of the main subject from the angular velocity data acquired by the angular velocity sensor 123. The background flow amount setting unit 117 acquires the position information of the main subject within the angle of view from the camera signal processing circuit 114 and acquires the traveling direction information of the main subject from the angular velocity calculation unit 118. Then, the background flow amount setting unit 117 extracts an area corresponding to the main subject in the traveling direction from the main subject position information and the traveling direction information. In the example of FIG. 8, the main subject is located at the center of the angle of view and progresses from left to right. In this case, the background flow amount setting means 117 selects the right divided region 404 as a setting region for the background flow amount α. In this case, the background sink amount setting unit 117 calculates the shutter speed tz for zoom panning based on the relationship of the above expression 7 so that the background sink amount in the right divided area 404 becomes the set sink amount α. To do.

以上のように、本実施形態では、流し撮り撮像モードにおいて、検出された焦点距離の時間変化量に基づいて、第1のモードと第2のモードとを選択する。具体的には、本実施形態では、たとえばズームなどによる焦点距離の時間変化量が閾値以上の場合は第1のモードを選択し、焦点距離の時間変化量と、被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定する。これに対して、本実施形態では、たとえば焦点距離の時間変化量が閾値未満の場合は第2のモードを選択し、撮像光学系の焦点距離と、被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定する。よって、本実施形態では、流し撮り撮像モードにおいて、ズームなどにより焦点距離の変化を伴う場合でも、焦点距離が変化しない通常の流し撮りの場合と同様に、好適な流し効果を含む画像を容易に得ることができる。   As described above, in the present embodiment, the first mode and the second mode are selected based on the detected temporal change amount of the focal length in the panning imaging mode. Specifically, in the present embodiment, for example, when the temporal change amount of the focal length due to zoom or the like is equal to or greater than the threshold, the first mode is selected, and based on the temporal change amount of the focal length and the angular velocity of the subject. The exposure time is determined. On the other hand, in the present embodiment, for example, when the amount of temporal change in focal length is less than the threshold, the second mode is selected, and the exposure time is based on the focal length of the imaging optical system and the angular velocity of the subject. To decide. Therefore, in the present embodiment, in the panning shooting mode, even when the focal length changes due to zoom or the like, an image including a suitable panning effect can be easily obtained as in the case of normal panning without the focal length changing. Obtainable.

また、本実施形態では、ズーム流し撮りでの背景の流し量を設定し、ズーム流し撮りの露光時間を、焦点距離の時間変化量および被写体の角速度のみからだけでなく、設定される背景の流し量をも用いて決定する。特に、背景の流し量として、主被写体の移動方向の前方にある領域の背景についての流し量を設定する。この場合、主被写体の移動方向の前方にある領域の背景は、設定された流し量で流れるように撮像され得る。よって、本実施形態では、流し撮り中にズームをする撮像において、流し撮りでは生じないズーミングによる過剰な背景の流しが生じにくくなり、背景が所望の量で流れるように露光時間を決定することができる。ユーザは、ズーム流し撮りによる所望の流し効果を含む画像を容易に得ることができる。尚、設定される背景の流し量は変更可能でなくてもよく、その場合、流し量を設定する背景流し量設定手段117は不要である。   Further, in the present embodiment, the background sink amount in zoom panning is set, and the exposure time of zoom panning is set not only from the temporal change amount of the focal length and the angular velocity of the subject but also from the set background sink. The amount is also determined. In particular, as the amount of background flow, the amount of flow for the background in the region ahead of the moving direction of the main subject is set. In this case, the background of the area in front of the moving direction of the main subject can be imaged so as to flow with the set sink amount. Therefore, in this embodiment, in zooming during panning, excessive exposure of the background due to zooming that does not occur in panning is less likely to occur, and the exposure time is determined so that the background flows in a desired amount. it can. The user can easily obtain an image including a desired sink effect by zoom panning. It should be noted that the background flow amount to be set may not be changeable. In this case, the background flow amount setting means 117 for setting the flow amount is unnecessary.

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。   Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included.

たとえば、上記実施形態では、背景の流し量αとなる領域は、主被写体の進行方向の前側の分割領域としている。この他にもたとえば、背景流し量設定手段117は、ユーザによる分割領域の指定に基づいて、指定された分割領域を、背景の流し量αとなる領域としてもよい。このように、ユーザが背景の流し量を設定する領域を指定する場合でも、上述した実施形態と同様に、ユーザは、ズーム流し撮りによる所望の効果を含む画像を容易に得ることができる。ズーム流し撮りに慣れたユーザにおいては、背景が流し量αとなる分割領域を自ら指定して、所望のズーム流し効果を有する画像を得ることができる。   For example, in the above-described embodiment, the region that has the background flow amount α is a divided region on the front side in the traveling direction of the main subject. In addition to this, for example, the background flow amount setting unit 117 may set the designated divided region as a region having the background flow amount α based on the designation of the divided region by the user. As described above, even when the user designates a region for setting the background sink amount, the user can easily obtain an image including a desired effect by zoom panning, as in the above-described embodiment. A user who is accustomed to zoom panning can specify a divided region where the background is the amount of flow α and obtain an image having a desired zoom panning effect.

上記実施形態では、ズーム流し撮りにおいて、ユーザが交換レンズ100のズーミング操作を行っている。この他にもたとえば、カメラマイコン116は、ズーム流し撮りにおいてズーミング制御を実施してよい。   In the above embodiment, the user performs a zooming operation of the interchangeable lens 100 during zoom panning. In addition to this, for example, the camera microcomputer 116 may perform zooming control in zoom panning.

上記実施形態では、ズーム流し撮りにおいて、ユーザが撮像装置1の向きを、主被写体の移動に合わせて操作している。この他にもたとえば、交換レンズ100は、ズーム流し撮りの露光中に、主被写体の画角を維持するように撮像レンズユニット101を駆動してよい。このように、ズーム流し撮りの露光中に交換レンズ100が撮像レンズユニット101を駆動して主被写体の画角を維持することにより、主被写体のずれを軽減し、はっきりと撮像することができる。   In the above embodiment, in zoom panning, the user operates the orientation of the imaging device 1 in accordance with the movement of the main subject. In addition to this, for example, the interchangeable lens 100 may drive the imaging lens unit 101 so as to maintain the angle of view of the main subject during exposure of zoom panning. As described above, the interchangeable lens 100 drives the imaging lens unit 101 to maintain the angle of view of the main subject during the exposure of zoom panning, thereby reducing the main subject's displacement and enabling clear imaging.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はデジタルカメラのような撮像を主目的とした機器に限定されない。携帯電話、パーソナルコンピュータ(ラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型など)、ゲーム機など、撮像装置を内蔵もしくは外部接続する任意の機器に適用可能である。従って、本明細書における「撮像装置」は、撮像機能を備えた任意の電子機器を包含することが意図されている。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the apparatus which mainly aimed at imaging like a digital camera. The present invention can be applied to any device with a built-in or externally connected imaging device, such as a mobile phone, personal computer (laptop type, desktop type, tablet type, etc.), game machine, and the like. Therefore, the “imaging device” in this specification is intended to include any electronic device having an imaging function.

また、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の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。   In addition, the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors of a computer of the system or apparatus execute the program. It can also be realized by a process of reading and executing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

1 撮像装置
100 交換レンズ
101 撮像レンズユニット
102 ズームレンズ
103 フォーカスレンズ
104 ズームレンズ駆動手段
109 ズーミング検出手段
112 撮像素子
117 背景流し量設定手段
118 角速度算出手段
119 露光時間制御手段
127 カメラ本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 100 Interchangeable lens 101 Imaging lens unit 102 Zoom lens 103 Focus lens 104 Zoom lens drive means 109 Zooming detection means 112 Imaging element 117 Background flow amount setting means 118 Angular velocity calculation means 119 Exposure time control means 127 Camera body

Claims (8)

撮像光学系を介して入射した被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像光学系の焦点距離の時間変化量を検出する検出手段と、
被写体の移動量に相当する角速度を算出する角速度算出手段と、
露光時間を決定する露光時間制御手段と、を備え、
前記露光時間制御手段は、流し撮り撮像モードにおいて、
前記検出手段により検出された焦点距離の時間変化量と、前記角速度算出手段により算出された被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定する、
ことを特徴とする撮像装置。
An image pickup means for picking up a subject image incident via the image pickup optical system;
Detecting means for detecting a temporal change amount of a focal length of the imaging optical system;
Angular velocity calculating means for calculating an angular velocity corresponding to the amount of movement of the subject;
Exposure time control means for determining the exposure time,
The exposure time control means is in a panning imaging mode.
Determining the exposure time based on the amount of change in the focal length detected by the detecting means and the angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculating means;
An imaging apparatus characterized by that.
前記検出手段により検出された前記焦点距離の時間変化量に基づいて、第1のモードと第2のモードとを選択する選択手段を備え、
前記露光時間制御手段は、
前記選択手段により前記第1のモードが選択された場合は、前記焦点距離の時間変化量と、前記被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定し、
前記選択手段により前記第2のモードが選択された場合には、前記撮像光学系の焦点距離と、前記被写体の角速度と、に基づいて前記露光時間を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Selecting means for selecting a first mode and a second mode based on a temporal change amount of the focal length detected by the detecting means;
The exposure time control means includes
When the first mode is selected by the selection unit, the exposure time is determined based on a temporal change amount of the focal length and an angular velocity of the subject,
When the second mode is selected by the selection unit, the exposure time is determined based on a focal length of the imaging optical system and an angular velocity of the subject;
The imaging apparatus according to claim 1.
前記選択手段は、前記焦点距離の時間変化量が閾値以上の場合は前記第1のモードを選択し、前記焦点距離の時間変化量が前記閾値未満の場合は前記第2のモードを選択する、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The selection unit selects the first mode when the temporal change amount of the focal distance is equal to or greater than a threshold, and selects the second mode when the temporal change amount of the focal distance is less than the threshold.
The imaging apparatus according to claim 2.
ズーム流し撮りでの背景の流し量を設定する背景流し量設定手段を備え、
前記露光時間制御手段は、前記ズーミング検出手段が検出する焦点距離の時間変化と、前記角速度算出手段が算出する被写体の角速度と、前記背景流し量設定手段によって設定される背景の流し量と、に基づいて、ズーム流し撮りの露光時間を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
A background sink amount setting means for setting the background sink amount in zoom panning is provided.
The exposure time control means includes a temporal change in focal length detected by the zooming detection means, an angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculation means, and a background flow amount set by the background flow amount setting means. To determine the exposure time for zoom panning,
The imaging apparatus according to claim 1.
前記背景流し量設定手段は、主被写体の移動方向の前方にある領域の背景についての流し量を設定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
The background sink amount setting means sets the sink amount for the background of the area in front of the moving direction of the main subject;
The imaging apparatus according to claim 4.
前記背景流し量設定手段は、ユーザによって指定された領域の背景についての流し量を設定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
The background flow amount setting means sets a flow amount for the background of the area designated by the user.
The imaging apparatus according to claim 4.
撮像光学系を介して入射した被写体像を撮像する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像光学系の焦点距離の時間変化量を検出する検出工程と、
被写体の移動量に相当する角速度を算出する角速度算出工程と、
露光時間を決定する露光時間制御工程と、
を備え、
流し撮り撮像モードにおける前記露光時間制御工程では、
前記検出工程が検出する焦点距離の時間変化量と、前記角速度算出工程が算出する被写体の角速度と、に基づいて、前記露光時間を決定する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus that captures a subject image incident through an imaging optical system,
A detection step of detecting a temporal change amount of a focal length of the imaging optical system;
An angular velocity calculating step for calculating an angular velocity corresponding to the amount of movement of the subject;
An exposure time control step for determining an exposure time;
With
In the exposure time control step in the panning shooting mode,
The exposure time is determined based on the amount of change in focal length detected by the detection step and the angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculation step.
And a method of controlling the imaging apparatus.
撮像光学系を介して入射した被写体像を撮像する撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮像装置の制御方法は、
前記撮像光学系の焦点距離の時間変化量を検出する検出工程と、
被写体の移動量に相当する角速度を算出する角速度算出工程と、
露光時間を決定する露光時間制御工程と、
を備え、
流し撮り撮像モードにおける前記露光時間制御工程では、
前記検出工程が検出する焦点距離の時間変化量と、前記角速度算出工程が算出する被写体の角速度と、に基づいて、前記露光時間を決定する、
ことを特徴とするプログラム。
A program that causes a computer to execute a control method of an imaging device that captures an image of a subject incident through an imaging optical system,
The control method of the imaging device is:
A detection step of detecting a temporal change amount of a focal length of the imaging optical system;
An angular velocity calculating step for calculating an angular velocity corresponding to the amount of movement of the subject;
An exposure time control step for determining an exposure time;
With
In the exposure time control step in the panning shooting mode,
The exposure time is determined based on the amount of change in focal length detected by the detection step and the angular velocity of the subject calculated by the angular velocity calculation step.
A program characterized by that.
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