JP5358826B2 - デジタルカメラ - Google Patents

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Description

本発明は、自動焦点調節装置を備え、被写体の動きに追随してレリーズするデジタルカメラに関する。
カメラにおいて、高倍率のズームレンズを搭載したものが種々開発されている。ズームレンズの焦点距離が長くなると、画角が狭くなり、被写体が少し移動しても撮影画面上での移動距離が長くなるので、被写体を撮影画面内に捉えることは困難であり、被写体を撮影画面内に捉えて撮影するのは困難であった。そこで、カメラを三脚等に固定し、被写体が撮影画面内に入ったときにオートレリーズするカメラが開発されている(特許文献1、2、3)。
実用新案登録第3108089号 実用新案登録第3062058号 特開2005-99163号
しかし、三脚を使用できない場合や移動しながら撮影したい場合など、カメラを手持ちで撮影しなければならない場合がある。例えば運動会や犬など活動的なペットの撮影である。撮影者がカメラを手持ちしてモニタ画面を見ながら被写体を追いかけ、合焦させた後、被写体が動いたときに面白い画像が撮れる。しかし、被写体の動きを注視していたとしても、レリーズボタンを押して撮影したときには被写体が撮影画面から外れている場合が多々あった。特に初心者は被写体を撮影画面内に捉えることに意識が集中し、レリーズボタンを押すタイミングが遅れて、実際に撮影されたときには目的の被写体が撮影画面から外れていた。
本発明は、かかる従来のカメラの問題に鑑みてなされたものであって、移動する被写体を容易に撮影できるデジタルカメラを提供することを目的とする。
本発明は、被写体が動き始めたときにシャッターチャンスが多々あること、近年のデジタルカメラはカメラのぶれを検出するセンサが搭載されていることに着目してなされたものである。かかる観点に基づきなされ、上記目的を達成する本発明は、撮影光学系によって形成された被写体像を撮像する撮像手段と、この撮像手段によって撮像した画像に基づいて特定の被写体に対して合焦させる自動焦点調節手段と、撮像手段により撮像した画像データを記録する記録媒体とを備えたデジタルカメラであって、デジタルカメラのぶれの開始を検出するぶれ検出手段と、上記自動焦点調節手段が動作して所定の被写体に合焦した後、上記ぶれ検出手段が所定のぶれの開始を検出したときに、上記撮像手段を撮像動作させて撮像した画像データを記録媒体に記録する追随撮影動作する制御手段を備えたことを特徴とする。
より実際的には、上記所定のぶれはカメラボディの所定加速度または速度範囲によるパーンまたはチルトとし、上記制御手段は、上記ぶれ検出手段が上記パーンまたはチルトの開始を検知したときに上記追随撮影動作する。上記ぶれ検出手段はジャイロセンサを有し、ジャイロセンサを介して上記所定のぶれがパーンまたはチルトであるか否かを検知する構成にできる。ジャイロセンサは、手ぶれ補正装置のものを利用できる。
上記制御手段は、上記所定のぶれの開始を検出した後上記追随撮影動作する前に、上記自動焦点調節手段に上記合焦した所定の被写体に対して追随合焦動作させることが好ましい。
上記自動焦点調節手段は、上記所定の被写体に合焦した後に、その所定の被写体に対して合焦動作を継続する追随合動作し、上記ぶれ検出手段が上記所定のぶれの開始を検出したときに撮影動作してもよい。所定の被写体に対する合焦状態が維持されているので、追随合焦動作において合焦を完了するまでの経過時間が短くなる。
さらに本発明のデジタルカメラは、撮影光学系はズームレンズであって、上記制御手段は、上記ズームレンズがズーム操作されたことを検知したときに上記追随撮影動作する構成としてもよい。ズーミング操作により撮影もできる。上記ズームレンズがズーミングを開始するときに上記追随撮影動作する構成とすれば、面白い画像を撮影できる機会が増える。
さらに別の観点からなる本発明は、上記制御手段はさらに、上記撮像手段を定期的に撮像駆動するモニタモードで動作させて、このモニタモードで撮影した撮影画面内において上記合焦した所定の被写体画像が変化したことを検知したときにも上記追随撮影動作する。所定の被写体が動き始めたときの画像を容易に撮影することが可能になる。上記所定の被写体画像の変化は、撮影画面内において上記所定の被写体画像が所定値以上移動したとき、上記所定の被写体画像の大きさが所定値以上変化したとき、または輝度が変化したときとするのが実際的である。
本発明によれば、特定の被写体に一旦合焦した後に、レリーズボタンが操作されなくてもカメラが所定の動きをしたときに撮影されるので、撮影者は被写体の動き、構図に集中することが可能になり、シャッターチャンスを逃すことが少なくなる。
本発明を適用したデジタルカメラの実施形態を主要構成要素をブロックで示す図である。 同デジタルカメラの背面のディスプレイを示す図である。 同デジタルカメラのディスプレイに表示された被写体像の変化を示す図であって、(A)は人物に最初に合焦した状態、(B)、(C)、(D)は同人物の移動に併せてデジタルカメラをパーンした状態、(E)は被写体が接近した状態をそれぞれ示す図である。 同デジタルカメラの追随撮影に関する処理をフローチャートで説明する図である。
本発明について、添付図に示した実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明を適用するコンパクトデジタルカメラの一実施形態の主要構成をブロックで示した図である。このデジタルカメラ10は、撮影光学系としてのズームレンズLによって形成された被写体像をイメージセンサ11で撮影するコンパクトデジタルカメラである。ズームレンズLは、詳細は図示しないが、焦点調節レンズ群及び変倍レンズ群を含む。焦点調節レンズ群はAFレンズ駆動部17によって駆動され、変倍レンズ群はズームレンズ駆動部19によって駆動される。
このイメージセンサ11は、制御部15の制御下で動作する露出制御回路13によって、モニタモード撮影及びスチル撮影動作する。制御部15には、各種データを格納するフラッシュROM15a、AE用データなどを一時的に格納するRAM15bが搭載されている。
イメージセンサ11が撮像し、出力した画像信号は、AFE(Analog Front End)21によって増幅、A/D変換等の処理が施され、デジタル画像信号(R信号、G信号、B信号のRAWデータ)として画像信号処理回路23に出力される。画像信号処理回路23では、入力したRAWデータに所定の画像信号処理(ホワイトバランス調整、ガンマ補正等)が施され、モニタ表示用の映像データに変換されてモニタ27に表示され、また、設定された記録フォーマットに応じて、RAWデータのまま、あるいはJPEGデータ等に変換され、画像ファイルとして内蔵メモリ25またはメモリカード31、あるいは双方に書き込まれる。
制御部15には、ジャイロセンサ33が接続されている。制御部15はこのジャイロセンサ33の出力に基づき、デジタルカメラ10のパーン及びチルトを検出する。
加速度が所定値以下かつ所定速度で一定方向に移動していると検知した場合をパーンまたはチルトとして検知する。なお、加速度が所定値以上、かつ所定時間未満に方向が反転していた場合は手ぶれとして検知する。
さらに制御部15には、スイッチ類として、メインスイッチ35と、レリーズボタン37に連動して、レリーズボタン37の半押しでオンする測光スイッチSWS、全押しでオンするレリーズスイッチSWRと、ズームボタン37に連動するズームスイッチSWZが接続されている。メインスイッチ35がオン操作されると、制御部15は図示しないバッテリーに接続された電源回路をオンして、制御部15以外の回路、部材に電源を供給し、メインスイッチ35がオフ操作されると電源回路オフして制御部15以外の部材以外の電源を遮断する。制御部15は通常、電源オフ状態ではメインスイッチ35を定期的にチェックするスリープ状態になり、電源オン状態ではモニタモード撮影を実行して撮影した画像をモニタ27に表示するモニタモードで動作する。
測光スイッチSWSがオンすると、制御部15は、AFレンズ駆動部17によって焦点調節レンズ群を可動範囲内においてステップ駆動しながらイメージセンサ11で撮像し、フォーカスエリア27F内の画像のコントラストを検出して合焦位置をサーチし、合焦させる画像コントラスト法によるAFサーチ処理を実行し、さらに画像データに基づいてAE演算を実行する。測光スイッチSWSのオンに続いてレリーズスイッチSWRがオンすると、制御部15はスチルモードでイメージセンサ11を駆動してスチル撮影し、画像データを所定フォーマットに変換して内蔵メモリ25またはメモリカード31に書き込む、スチル撮影処理を実行する。
ズームスイッチSWZはテレスイッチ及びワイドスイッチを構成する2端子スイッチである。制御部15はズームレンズ駆動部19を介してズームレンズLを、ズームスイッチSWZのテレスイッチがオンするとテレズーム駆動し、ワイドスイッチがオンするとワイドズーム駆動する。
イメージセンサ11は、制御部15による制御下で、露出制御回路13によって、モニタモード、またはスチルモードで撮影動作制御される。モニタモード撮影の場合は、所定フレームレート及び電子シャッタ速度を設定してそのフレームレート及び電子シャッタ速度で露出制御回路13を介してイメージセンサ11を駆動して撮像し、撮像した映像をモニタ27に表示する。スチルモード撮影の場合は、電子シャッタ速度を設定して、露出制御回路13を介してイメージセンサ11を駆動して撮像し、撮像した画像データを所定フォーマットの画像ファイルに変換してメモリ23またはメモリカード31に書き込む。なお、図には機械シャッタ、絞りを表示していないが、通常は機械シャッタ及び絞りを備える。
本デジタルカメラの10の画像コントラスト法によるAF合焦処理は、以下の通りである。イメージセンサ11により撮像され、AFE17から出力されたデジタル画像信号は、一部(G信号)がコントラストAF演算回路29に入力される。コントラストAF演算回路29は、フォーカスエリア27F内のデジタル画像信号(G信号)からコントラストを求めて、制御部15に出力する。制御部15は、Aフレンズ駆動部17を介してズームレンズLのフォーカスレンズ群LFを一方向にステップ駆動しながら上記コントラストを入力し、入力した複数位置のコントラストによりコントラストがピークとなるフォーカスレンズ群LFの位置をサーチ(スキャン)する。そうしてコントラストがピークになるフォーカスレンズ群LFの位置、つまりフォーカスエリア27F内の被写体に合焦するレンズ位置を求めて、求めた合焦レンズ位置にフォーカスレンズ群LFを移動させる。
追随AF処理(追随合焦動作)は、ビデオカメラの画像コントラストAF処理同様の処理であり、この実施形態では一旦合焦した後に実行するAF合焦処理(合焦動作)である。フォーカスレンズ群LFをいずれかの方向にステップ駆動してイメージセンサ11により撮像し、フォーカスエリア27F内のデジタル画像信号のコントラストを検出して、コントラストの増減を求める。コントラストが増加していれば同方向にステップ駆動し、コントラストが減少していれば反対方向にステップ駆動してコントラスを検出し、増減に応じた方向にステップ駆動する動作を繰り返す。
追随撮影動作は、AF合焦処理(合焦動作)によりフォーカスレンズ群LFを所定の被写体に合焦する位置まで移動して合焦させた後、ジャイロセンサ33を介して所定のぶれの開始を検出したとき、撮像手段としてのイメージセンサ11を撮影動作させて撮像し、撮像した画像データを記録媒体としての内蔵メモリ25またはメモリカード31の一方または双方に書き込む撮影動作である。
次に、本発明の特徴である追随撮影動作について、図3を参照して説明する。図3は、モニタ27の画面を模式的に現している。図3(A)は、被写体としての人物51、樹木52、53の中で主たる被写体として人物51をフォーカスエリア27F内に捉え、合焦した状態を示している。なお、デジタルカメラ10の撮影モードは、追随撮影モードに設定されているものとする。
図3(B)は、(A)の状態から人物51が撮影者(デジタルカメラ10)から見て左に動いたので、撮影者がデジタルカメラ10を左にパーンして人物51をフォーカスエリア27F内(モニタ27の中央)に捉えた様子を示している。デジタルカメラ10の制御部15は、このデジタルカメラ10がパーンを開始したことをジャイロセンサ33を介して検出し、フォーカスエリア27F内の人物51に対して追随AF処理を実行して再合焦状態として撮影し、画像データを内蔵メモリ25にする。
図3(C)は、(B)の状態から人物51がさらに左方向に移動し、人物51の移動に追随させてデジタルカメラ10を左方向にパーンした状態を示している。この場合も、デジタルカメラ10の制御部15は、このパーンをジャイロセンサ33で検出して、フォーカスエリア27F内の人物51に対して再合焦させてスチル撮影し、画像データを内蔵メモリ25に記録する。
図3(D)は、(C)の状態から人物51がさらに左方向に移動し、人物51の移動に追随させてデジタルカメラ10を左方向にパーンした状態を示している。この場合も、デジタルカメラ10の制御部15は、このパーンをジャイロセンサ33で検出して、フォーカスエリア27F内の人物51に対して再合焦させてスチル撮影し、画像データを内蔵メモリ25に記録する。
図3(E)は、(B)の状態から人物51がデジタルカメラ10に近づいてきた状態を示している。この場合制御部15は、人物51の像が大きくなったこと(画面を占有する面積が大きくなったこと)を検知して、フォーカスエリア27F内の人物51に対して再合焦させて撮影し、画像データを内蔵メモリ25に記録する。
また、このデジタルカメラ10は、人物51に合焦させた後にズームスイッチSWZが操作されたときに、フォーカスエリア27F内の人物51に対して再合焦させて撮影し、画像データを内蔵メモリ25に記録することができる。
以上の通り本発明のデジタルカメラ10によれば、追随撮影モードにおいて、一度人物51に対して合焦させると、その人物51の像を特定被写体像に設定し、その人物51の像が撮影画面内で移動または大きさが変化したときに、その人物51に対して再合焦処理を実行してから撮影し、画像データを記録する。画像データの記録は、書き込み速度が速い方、通常はメモリカード31よりも内蔵メモリ25の方が速いので、先ず内蔵メモリ25に記録するのが好ましい。
このデジタルカメラ10の追随撮影モードによる動作について、図4に示したフローチャートを参照して説明する。このメインフローにはメインスイッチ35(SWMa)がオンし、電源がオンしたときに入るものとする。
メインフローに入ると、制御部15のポート、RAM15bなどをソフト、ハード的に初期化し、モニタモード撮影を開始する(S101)。次に、追随撮影モードか否かをチェックし(S103)、追随撮影モードでなければ(S103:NO)、その他の処理に進む(S129)。その他の処理は、設定された撮影モードに応じた撮影処理などである。その他の処理は、例えば通常の撮影処理である。そうして、ステップS127に進み、電源オフで無く(S127:NO)、追従撮影モードでも無い(S103:NO)間は、ステップS103、S131、S127の通常撮影処理を繰り返す。以下、追随撮影モードが設定されている場合(S103:YES)について説明する。
制御部15は、モニタモードで撮影動作して撮影したスルー画像をモニタ27に表示する(S105)。そうして、測光スイッチSWSがオンしたか否かチェックし(S107)、オンしていなければ(S107:NO)ステップS105に戻る。
測光スイッチSWSがオンすると(S107:YES)、AF処理及びAE処理を実行する(S109)。ここでのAF処理は、フォーカスレンズ群LFを近位置から遠位置方向にステップ駆動しながら撮影し、撮影ごとにフォーカスエリア27F内の被写体画像のコントラストを検出して、コントラストのピークから合焦位置を求めるサーチ処理と、サーチ処理で求めた合焦位置にフォーカスレンズ群LFを移動する合焦処理を含む。AE処理は、撮影した被写体画像の輝度を求めて最適な露出値(電子シャッター速度)を求める処理である。
なお、ステップS109のAF処理を実行して合焦した後に再びステップS109の処理に入ったときは、サーチ処理を実行しないか、サーチ処理範囲を合焦位置の前後範囲に限定する。合焦しているのでサーチ処理は不要であり、またサーチ処理範囲を限定すると、短時間でサーチ処理及び合焦処理の実行が可能になり、かつ合焦状態を維持できる。
次に、ジャイロセンサ33の出力に基づき、パーン(またはチルト)有りか無しかをチェックする(S111)。パーン(またはチルト)有りと判定しなかったとき(S111:NO)はステップS109に戻る。
パーン有りと判定したとき(S111:YES)は、追随AF処理及びAE処理を実行して(S113)、フォーカスエリア27F内の被写体に対して合焦状態を維持する。
次に、ズーム操作処理を実行する(S115)。ズーム操作処理は、ズームスイッチをチェックして、ズームスイッチが操作されているときはズーミングする。なお、ズーミングは別スレッドで制御され、ここではズーム操作の検知のみを行う。なお、ズーミング処理は短時間で終了しない場合があるので別スレッドで制御し、このフローでは、パーン有りか否か、否ならズーミング有りか否かをチェックして、ズーミング有りの場合にAF追従処理及びAE処理を実行する構成にしてもよい。
所定時間経過したか否かをチェックする(S117)。所定時間経過していないとき(S117:NO)は、ステップS113に戻る。なお、ここでの所定時間は、パーンしている最中に撮影及び記録を続ける間隔であって、100〜300ms程度が好ましい。この間隔は、使用者が選択できる構成にしてもよく、所定時間を設定せずに最速連写となるように設定してもよい。
所定時間経過したら(S117:YES)、パーンのスピードは適正か否かをチェックする(S119)。パーンのスピードが適正でない場合、例えば適正(範囲)よりも遅い場合はパーンでは無く、適正(範囲)よりも速すぎる場合は撮影意図では無い可能性が大なので適正では無いと判定する。パーンススピードが適正で無いと判定した場合(S119:NO)は、ステップS125に進む。
パーンスピードが適正であると判定した場合(S119:YES)は、撮像処理を実行し(S121)、撮像した画像を記録する(S123)。パーンスピードチェック処理により、レリーズスイッチSWRをONしなくても、デジタルカメラ10が所定速度でパーンを開始したことをトリガーとして撮影される。
画像の記録(S123)が終了すると、パーン終了か否かチェックし(S125)、パーン終了でなければ(S125:NO)、ステップS113に戻る。つまり、パーンしている間は、追随AF処理によって合焦状態が維持され、連続的に撮像される。パーン終了か否かは、例えば、ステップS119でパーンスピードが適正でないと複数回連続して判定された場合、あるいは他のスイッチが操作された場合などである。また、別スレッドで測光スイッチSWSなどのスイッチチェックを行って、測光スイッチSWSがオフしたとき、追従撮影モードが解除、変更されたときなどもパーン終了とする。
パーン終了の場合(S125:YES)は、電源オフか否か(S127)、つまりメインスイッチ35がオフか否かをチェックする。電源オフでなければ(S127:NO)ステップS103に戻り、電源オフの場合(S127:YES)は終了する。なお、終了すると、制御部15以外への電源をオフし、定期的にメインスイッチ35の状態をチェックする省電力状態になり、メインスイッチ35がONすると電源をオンして再びこの電源ON処理に入る。
以上の通りこのデジタルカメラによれば、測光スイッチSWSがONして特定の被写体に対して一旦合焦処理がなされたときは、その後レリーズスイッチSWRがONしなくても、デジタルカメラが所定速度範囲でパーンまたはチルトすると、追随AF処理等がなされて特定の被写体に対する合焦状態が維持され、撮影処理がなされるので、使用者は撮影したい被写体に集中することが可能になり、シャッターチャンスを逃すおそれも小さくなる。
本発明の他の実施形態では、一旦合焦したフォーカスエリア27F内の被写体画像が変化、例えば、移動し、大きさが変化したこと、コントラストまたは輝度が変化したことを追随撮影条件として撮影処理を実行する。
図3(E)は、同図(B)の状態から人物51がデジタルカメラ10に接近した状態を示している。この場合、デジタルカメラ10の制御部15は、モニタモードした画像データ中、人物51が大きくなったことを検出して、フォーカスエリア27F内の人物51に対して再合焦させてスチル撮影し、画像データを内蔵メモリ25に記録する。
この実施形態によれば、追随撮影モードにおいて、一度人物51に対して合焦させると、その人物51の像を特定被写体像に設定し、その人物51の像が撮影画面内で移動または大きさが変化したときに、その人物51に対して追随AF処理を実行してから追随撮影し、画像データを記録することができる。
この実施形態では、デジタルカメラ10のパーン及びチルトをジャイロセンサ33により検知する構成としたが、手ぶれ補正装置を備えたカメラの場合は、手ぶれ検出用の加速度センサの出力を利用してパーン及びチルトを検出することができる。
10 デジタルカメラ
11 イメージセンサ
15 制御部
17 AFレンズ駆動部
19 ズームレンズ駆動部
23 画像信号処理回路
25 内蔵メモリ
27 モニタ
27F フォーカスエリア
33 ジャイロセンサ
51 人物(所定の被写体)

Claims (10)

  1. 撮影光学系によって形成された被写体像を撮像する撮像手段と、この撮像手段によって撮像した画像に基づいて特定の被写体に対して合焦させる自動焦点調節手段と、撮像手段により撮像した画像データを記録する記録媒体とを備えたデジタルカメラであって、
    デジタルカメラのぶれの開始を検出するぶれ検出手段と、
    上記自動焦点調節手段が動作して所定の被写体に合焦した後、上記ぶれ検出手段が所定のぶれの開始を検出したとき、上記撮像手段を撮像動作させて撮像した画像データを記録媒体に記録する追随撮影動作する制御手段を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
  2. 請求項1記載のデジタルカメラにおいて、上記所定のぶれはカメラボディの所定加速度または速度範囲によるパーンまたはチルトであって、上記制御手段は、上記ぶれ検出手段が上記パーンまたはチルトの開始を検知したときに上記追随撮影動作するデジタルカメラ。
  3. 請求項2記載のデジタルカメラにおいて、上記ぶれ検出手段はジャイロセンサを有し、ジャイロセンサを介して上記所定のぶれがパーンまたはチルトであるか否かを検知するデジタルカメラ。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項記載のデジタルカメラにおいて、上記制御手段は、上記所定のぶれの開始を検出した後上記追随撮影動作する前に、上記自動焦点調節手段に上記合焦した所定の被写体に対して合焦動作を継続する追随合焦動作させるデジタルカメラ。
  5. 請求項1乃至3のいずれか一項記載のデジタルカメラにおいて、上記自動焦点調節手段は、上記所定の被写体に合焦した後に、その所定の被写体に対して合焦動作を継続する追随合焦動作し、上記ぶれ検出手段が上記所定のぶれの開始を検出したときに上記追随撮影動作するデジタルカメラ。
  6. 請求項1乃至3のいずれか一項記載のデジタルカメラにおいて、上記撮影光学系はズームレンズであって、上記制御手段は、上記ズームレンズがズーム操作されたことを検知したときに上記追随撮影動作するデジタルカメラ。
  7. 請求項1乃至3のいずれか一項記載のデジタルカメラにおいて、上記撮影光学系はズームレンズであって、上記制御手段は、上記ズームレンズがズーミングを開始するとき、またはズーミングが終了したときのいずれ一方または双方のときに上記追随撮影動作するデジタルカメラ。
  8. 請求項1記載のデジタルカメラにおいて、上記制御手段はさらに、上記撮像手段を定期的に撮像駆動するモニタモードで動作させて、このモニタモードで撮影した撮影画面内において上記所定の被写体画像が変化したことを検知したときに上記追随撮影動作するデジタルカメラ。
  9. 請求項8記載のデジタルカメラにおいて、上記所定の被写体画像の変化は、撮影画面内において上記所定の被写体画像が所定値以上移動したことであるデジタルカメラ。
  10. 請求項8記載のデジタルカメラにおいて、上記所定の被写体画像の変化は、撮影画面内において上記所定の被写体画像の大きさが所定値以上変化したときであるデジタルカメラ。
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