JP5439923B2

JP5439923B2 - 電子カメラ

Info

Publication number: JP5439923B2
Application number: JP2009100771A
Authority: JP
Inventors: 則一横沼
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: JP2010250155A

Description

本発明は、電子カメラに関する。

写真を撮影方法の一つとして、流し撮りという方法がある。この流し撮りの効果を活かした写真を撮像する場合、電子カメラは、被写体にピントを合わせて、通常より長い露光時間を確保した状態で、高速で移動する被写体を撮像する必要がある。これにより、被写体以外がブレて、被写体が鮮明な写真を撮像することができる。
例えば、電子カメラの移動速度から、シャッター速度を算出して、流し撮りに適した露光時間を確保する技術がある（特許文献１参照）。

特開平５−２３２５６２号公報

しかしながら、被写体の移動に電子カメラが追従できていない場合、被写体および背景が両方ともブレてしまい、不鮮明な写真が撮影される問題がある。これは、電子カメラの撮影タイミングが、電子カメラおよび被写体の動きと対応していない状態でオンされることにより、被写体が移動している状態で露光されることに起因している。

本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、流し撮りに適したシャッター速度および撮影タイミングで光学像を撮影する電子カメラを提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明に係る電子カメラは、光学系による光学像を撮像し画像信号を出力する撮像部と、前記撮像部を備える電子カメラの角速度を検出する第１検出部と、前記画像信号を用いて撮像画面内における像の像面移動量を検出する第２検出部と、前記第１検出部により検出された前記角速度と前記第２検出部により検出された前記像面移動量とを用いて、前記角速度に対応する第１像面移動量とは異なる第２像面移動量を有する第１被写体画像領域を検出する解析部と、前記解析部により前記第１被写体画像領域が検出されたか否かを判断する第１判断部と、前記第１判断部により前記第１被写体画像領域が検出されたと判断されたとき、前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたか否かを判断する第２判断部と、前記第２判断部により前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたと判断されないとき、前記第１検出部により検出された前記角速度を用いて前記電子カメラが第１角度以上パンニングされたか否かを判断する第３判断部と、前記第１判断部により前記第１被写体画像領域が検出されたと判断されないとき、前記第１検出部により検出された前記角速度を用いて前記電子カメラが前記第１角度よりも大きい第２角度以上パンニングされたか否かを判断する第４判断部と、前記第４判断部により前記電子カメラが前記第２角度以上パンニングされたと判断されたとき、前記電子カメラの移動方向に対応する像面移動量を有する第２被写体画像領域が検出されたか否かを判断する第５判断部とを有し、前記撮像部は、前記第２判断部により前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたと判断されたとき、または、前記第３判断部により前記電子カメラが前記第１角度以上パンニングされたと判断されたときには、第１の露光時間で撮影を行い、前記第４判断部により前記電子カメラが前記第２角度以上パンニングされたと判断され、かつ、前記第５判断部により前記第２被写体画像領域が検出されたと判断されたときには、前記第１の露光時間よりも短い第２の露光時間で撮影を行い、前記第５判断部により前記第２被写体画像領域が検出されたと判断されないときには、撮影を行わないことを特徴とする。

本発明によれば、被写体を鮮明に撮影する流し撮りを実現することができる。

本発明の一実施形態による電子カメラの構成の一例を示すブロック図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって流し撮りされる状況を説明するための概略図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像の一例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像と当該画像内の被写体との関係の一例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像と当該画像内の被写体との関係の他の例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像の他の例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像と当該画像内の被写体との関係の他の例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラによる自動撮影処理の動作例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による電子カメラによる自動撮影処理の動作例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による電子カメラによって撮像される連続する画像と当該画像内の被写体との関係の他の例を示す図である。本発明の一実施形態による電子カメラの移動量を説明するための概略図である。

図１は、本実施形態に係る電子カメラ１００の構成を示すブロック図である。電子カメラ１００は、撮像部１０、不揮発メモリー１１、バッファメモリー１２、操作検出回路１３、モニター制御回路１４、モニター１５、メモリー制御回路１６、メモリー１７、および制御部２０を備えている。

撮像部１０は、光学系１、角速度センサー（検出部）２、光学系制御回路３、撮像素子制御回路７、撮像素子８、および映像回路９を備え、光学系による光学像を撮像して画像信号を出力する。
光学系１は、撮像素子８への露光を補正する光学素子、例えば、焦点を調整する機能を有するフォーカスレンズ、手ブレによる像揺れを補正する機能を有する手ブレ防止レンズ、およびシャッターを開閉して露光時間を調整する機能を有するシャッター等を備えている。
角速度センサー２は、電子カメラ１００の移動量（カメラ移動量）を表す角速度（移動速度や移動方向を含む）を検出する。また、図２に示すように、地点Ｐから地点Ｑに向かって進む自動車Ａを撮影する電子カメラ１００が、自動車Ａの動きに追従して移動された場合、角速度センサー２は、電子カメラ１００のパン方向とパン角度θを検出する。ここで、パン方向とは、一定の方向に電子カメラ１００の向き（光学系１が向けられる方向）を振ることによって、例えば、撮影者が固定した位置で、図２に示すように地点Ｐから地点Ｑに向かって移動する被写体（自動車Ａ）にあわせて電子カメラ１００の光学系１の向きを変える方向をいう。また、パン角度θとは、パン方向にパンされた際に、撮影者を中心として電子カメラ１００の向きが変えられる角度をいい、パンされる電子カメラ１００の移動前の電子カメラ１００の向きと移動後の電子カメラ１００の向きとの間の角度である。

なお、角速度センサー２は、図１１に示す通り、電子カメラ１００の上下方向の回転運動Ｘ（ピッチングという）と左右方向の回転運動Ｙ（ヨーイングという）を検出する。また、図２に示す通り、パン角度θは、一般に最大で９０°であることが多く、０°の時に電子カメラ１００に向かってくる自動車Ａをその前方から撮像し、４５°の時に通過する自動車Ａの側面を撮像し、９０°の時には過ぎ去っていく自動車Ａの後方を撮像する。よって、過ぎ去っていく自動車Ａの後方を撮影することを回避するためには、パン角度θが、例えば４５°以下であることが好ましい。
また、角速度センサー２は、検出された角速度に基づき、電子カメラが停止状態にあることを表す電子カメラ１００の移動量を検出する。

光学系制御回路３は、撮像制御回路３１と手ブレ補正駆動回路３２とを備える。
撮像制御回路３１は、フォーカスレンズを制御して自動的に焦点を調整するオートフォーカス（以下、ＡＦ）制御機能、シャッターの開閉を制御するシャッター制御機能、絞りを制御して自動的に露出を調整するＡＥ制御機能等を備え、光学系１を駆動させ、撮像素子８への露光を補正する。また、撮像制御回路３１は、シャッター制御機能を利用して、制御部２０によって制御される撮影処理のタイミングでシャッターを開放し、シャッター速度が経過した後シャッターを閉じる制御を行う。ここで、シャッター速度とは、シャッターが開放され、一枚の画像を撮影するための露光時間の経過後、シャッターが閉じられるまでの時間に対応しており、露光時間が短ければその速度は速く、露光時間が長ければその速度は遅くなる。
手ブレ補正駆動回路３２は、角速度センサー２によって検出された角速度に基づき制御部２０が算出した手ブレ補正値に従って、手ブレ防止レンズを制御する。手ブレ補正駆動回路３２は、例えば、角速度センサー２によって検出される角速度に基づき算出されるカメラの移動量（ブレ量）に応じて手ブレ防止レンズを動かし、被写体からの光を撮像素子８の受光面の適切な位置に結像させる。

撮像素子８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等であり、光学系１から露光された光学像が結像される受光面を有し、結像された光学像を電気信号に変換してアナログの画像信号を出力する。また、撮像素子８は、撮像制御回路３１によってシャッターが切られた際に入射する光学像に基づき撮影画像信号を出力し、シャッターが切られる前に入射する光学像に基づきスルー画信号を出力する。
映像回路９は、撮像素子８から出力される画像信号を増幅し、デジタル信号に変換する。
撮像素子制御回路７は、撮像素子８を駆動させ、撮像素子８において結像された光学像の画像信号への変換や、変換された画像信号の出力などの動作を制御する。例えば、撮像素子制御回路７は、制御部２０によって制御される露光時間で、撮像素子８に光学像を結像させる露光時間制御や、撮像素子８に一定時間ｔの間隔で複数のスルー画信号を生成させるスルー画生成制御等を行う。なお、一定時間ｔの間隔とは、例えば１／６０秒である。

不揮発メモリー１１は、制御部２０を動作させるプログラムや、ユーザから入力された各種設定や撮影条件などの情報を記憶する。不揮発メモリー１１は、例えば、操作検出回路１３から入力される情報に基づき、自動レリーズ設定の有無や、自動レリーズ設定の設定条件等の情報を記憶する。
バッファメモリー１２は、制御部２０の制御処理に用いられる一時的な情報の記憶領域であって、例えば、撮像素子８から出力されるスルー画信号や、制御部２０によって画像処理された撮影画像信号などが制御部２０によって一時的に記憶される。

操作検出回路１３は、電源スイッチ１３ａ、レリーズスイッチ１３ｂ、・・・１３ｎ等の入力部を備え、その入力部にユーザによって入力される操作情報を、制御信号として制御部２０に出力する。また、操作検出回路１３は、自動レリーズ設定（例えば、ユーザによってレリーズスイッチ１３ｂが押下された後、制御部２０によって決定された撮影処理するタイミングでシャッターを切るよう撮像制御回路３１を制御して撮影する設定）の入力を受け付け、入力された自動レリーズ設定は、制御部２０によって不揮発メモリー１１に記憶される。
モニター制御回路１４は、例えば、モニター１５の点灯、消灯や明るさ調整などの表示制御や、制御部２０によって画像処理された画像信号をモニター１５に表示させる処理を行う。モニター１５は、画像信号に応じた画像を表示するディスプレイであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの液晶ディスプレイである。

メモリー制御回路１６は、制御部２０とメモリー１７との情報の入出力を制御し、例えば、制御部２０によって画像処理された画像信号をメモリー１７に記憶させる処理や、メモリー１７に記憶されている画像信号等の情報を読み出して制御部２０に出力する処理などを行う。
メモリー１７は、例えば、メモリーカードなど電子カメラ１００に対して抜き差し可能な記憶媒体であり、制御部２０によって画像処理された画像信号などが記憶される。

制御部２０は、不揮発メモリー１１に記憶されたプログラムに基づいて電子カメラ１００の各部の動作を制御するマイコンやＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。例えば、制御部２０は、操作検出回路１３に入力されるユーザからの操作情報に応じて、電子カメラ１００への電源の投入、光学系制御回路３を介した光学系１の駆動制御、撮像素子制御回路７を介した撮像素子８の駆動制御、モニター制御回路１４を介したモニター１５の表示制御等を行う。また、制御部２０は、画像処理部２１と、ライブビュー出力部２２と、解析部２３と、判定部２４と、撮影制御部２５とを備えている。

画像処理部２１は、撮像素子８から映像回路９に出力された画像信号（撮影画像信号およびスルー画信号）に対して画像処理を行う。画像処理部２１は、例えば、スルー画信号に対して、動画的にモニター１５に表示されるように画像処理を行い、バッファメモリー１２に記憶させる。
ライブビュー出力部２２は、バッファメモリー１２に記憶されている、画像処理部２１によって画像処理されたスルー画信号を読み出し、リアルタイムにモニター１５に出力する。

解析部２３は、角速度センサー２によって検出された電子カメラ１００の移動量に基づき、制御部２０に入力される複数のスルー画信号を解析して、各スルー画信号の撮像画面内における像の移動量（像面移動量）を検出する。例えば、解析部２３は、制御部２０に入力される複数のスルー画信号のうち、撮像されるタイミングが連続している２つのスルー画信号の差分に基づき、撮像画面内における像の移動方向と移動速度に応じた動きベクトルを算出する。

判定部２４は、解析部２３によって算出された撮像画面内における像の移動量に基づき、角速度センサー２によって検出された電子カメラ１００の移動量によって生じた撮像画面内の移動量と異なる移動量を有する画像領域をターゲット被写体像（被写体画像領域）として検出する。例えば、判定部２４は、スルー画信号から算出された動きベクトル、および角速度センサー２によって検出された電子カメラ１００のパン方向に基づき、電子カメラ１００の移動によって生じる撮像画面内の動きベクトルと異なる動きベクトルを有する画像領域を、ターゲット被写体像して検出する。

ここで、図３、４を用いて、判定部２４が、自動車Ａをターゲット被写体像として検出する一例について詳細に説明する。図３は、図２に示す通り、地点Ｐから地点Ｑに向かって進む自動車Ａの動きに追従させて電子カメラ１００をパンさせた際に、撮像素子８によって生成される複数のスルー画信号に基づく複数のスルー画Ｄ１〜Ｄ５と、電子カメラ１００によって撮影される撮影画像信号に基づく撮影画像Ｄ６等を示す概略図である。なお、差分イメージＤＤ４５は、判定部２４によって算出されるスルー画Ｄ４、Ｄ５のスルー画信号の差分を説明するための概略図である。また、これらスルー画Ｄ１〜Ｄ５、撮影画像Ｄ６、差分イメージＤＤ４５は、モニター１５に表示されるライブビュー画像であって、画面Ｌ側が自動車Ａの後端の地点Ｐ方向を、画面Ｒ側が自動車Ａの先端の地点Ｑ方向を表している。ここで撮像画面とは、撮像素子８によって生成された画像信号に基づく像面を意味し、ライブビュー画像と対応している。

図３に示す通り、複数のスルー画Ｄ１〜Ｄ５は、時系列に撮像されたものであって、スルー画Ｄ１が最初に撮像され、スルー画Ｄ５が最後に撮像されたものである。スルー画Ｄ１〜Ｄ３を比較すると、地点Ｑ方向に進む自動車Ａの先端は、撮像画面内においてＬ側からＲ側に向かって移動し、撮像画面内における自動車Ａの座標位置は、Ｎ１〜Ｎ３と変化している。また、スルー画Ｄ３〜Ｄ４を比較すると、自動車Ａの先端は撮像画面内において変化せず、撮像画面内における座標位置Ｎ３に留まっている。これは、自動車Ａが、電子カメラ１００のパンによって生じた撮像画面内の動きベクトルと異なる動きベクトルを有するターゲット被写体像であることを示しており、スルー画Ｄ３において、自動車Ａの移動に電子カメラ１００のパンが追従したこと意味している。
一方、自動車Ａの背景にある家Ｂは、スルー画Ｄ１〜Ｄ５を比較すると、屋根の頂点が、撮像画面内において自動車Ａと反対方向であるＲ側からＬ側に向かって移動し、撮像画面内の座標位置がＭ１〜Ｍ５に変化している。よって、家Ｂは、電子カメラ１００のパンによって生じた撮像画面内の動きベクトルを有する画像領域であるため、ターゲット被写体像でないことを意味している。なお、差分イメージＤＤ４５は、一定の位置にある自動車Ａと、撮像画面内で移動している家Ｂとを示しており、家Ｂが、移動量α（座標位置Ｍ５−Ｍ４で示す）分だけ撮像画面内において移動している。

図４は、図３に示す複数のスルー画Ｄ１〜Ｄ５における自動車Ａの撮像画面内の位置変化を示す図である。図４の横軸は時間、縦軸はスルー画の画面位置（Ｌ−Ｒ）を表し、フレームごとの黒線は、撮像画面内の自動車Ａを表している。
上述の通り、図４に示す自動車Ａは、スルー画Ｄ１〜Ｄ３において撮像画面内での位置が、電子カメラ１００のパン方向と同じ方向のＬ側からＲ側に移動し、スルー画Ｄ３から、電子カメラ１００のパンが自動車Ａの移動に追従するため、自動車Ａの移動量の変化が少なくなる。
判定部２４は、例えば、電子カメラ１００の動きにより撮像画面内において生じる動きベクトルと異なる方向に撮像画面内において移動する被写体を検出し、かつ、当該被写体の移動量が撮像画面内において一定の範囲内Ｓ１となっている場合、当該被写体をターゲット被写体像であると認識する（図４参照）。また、判定部２４は、例えば、電子カメラ１００のパン角度θが一定の閾値より小さい場合、撮像画面内において動きベクトルが同じ方向である画像領域を一定の被写体であると検出し、当該被写体の動きベクトルの方向と電子カメラ１００のパン方向とが対応している場合、当該被写体をターゲット被写体像であると認識するものであってもよい（図７参照）。

また、判定部２４は、ターゲット被写体像を検出した場合、一定の時間Ｔ１以上連続して当該ターゲット被写体像を検出し続けているか否かを判断する（第１の判断）。判定部２４は、ターゲット被写体像を一定の時間Ｔ１以上連続して検出した場合、撮影処理するタイミングであることを判定する。
一方、判定部２４は、ターゲット被写体像を一定の時間Ｔ１（例えば１０フレーム間）以上連続して検出しない場合は、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上であったか否かを判断する（第２の判断）。例えば、判定部２４は、角速度センサー２によって検出されるパン角度θが一定の閾値（例えば３０°）以上であるか否かを判断する。ここで図５は、判定部２４の第２の判断を説明する図であって、検出されたターゲット被写体像（自動車Ａ）の撮像画面内での位置と、パン角度θとの関係を示す。
判定部２４は、図５に示す通り、角速度センサー２によって検出されるパン角度θが閾値（３０°）以上であれば、ターゲット被写体像を一定の時間Ｔ１以上連続に検出していない状態であっても、撮影処理するタイミングであることを判定する。

また、判定部２４は、解析部２３によって算出された撮像画面内における被写体の移動量に基づきターゲット被写体像を検出した場合、このターゲット被写体像が撮像画面内からはみ出すまでの時間を算出し、ターゲット被写体像が撮像画面内からはみ出すまでに、高速シャッターでターゲット被写体像を含む光学像を撮影できるか否かを判断する（第３の判断）。ここで図６、７を用いて、判定部２４の第３の判断について説明する。図６は、電子カメラ１００と遠い方向（撮像画面の奥側）から近づき電子カメラ１００の前を通る自動車Ａを、自動車Ａの動きに追従させて電子カメラ１００をパンさせた際に、撮像素子８によって生成される複数のスルー画信号に基づく複数のスルー画Ｄ１１〜Ｄ１５と、これらスルー画として撮像される被写体の状況を示す撮像状況を示す画面Ｄ１０を示す概略図である。また、図７は、図６に示す複数のスルー画における自動車Ａの撮像画面内の位置変化を示す図である。

判定部２４は、例えば、図６に示す通り、電子カメラ１００のパン角度θが一定の閾値より小さい場合、撮像画面内において動きベクトルが同じ方向である画像領域を一定の被写体であると認識し自動車Ａを検出する。判定部２４は、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量および解析部２３によって算出される撮像画面内における動きベクトルに基づき、電子カメラ１００のパンによって生じる動きベクトル以外の動きベクトルを有する自動車Ａをターゲット被写体像として検出する。
また、判定部２４は、自動車Ａをターゲット被写体像として検出すると、検出された自動車Ａが撮像画面内において徐々に大きくなっているか否かを判断し、この徐々に大きくなるターゲット被写体像を検出した場合、当該ターゲット被写体像が撮像画面内から外れるか否かの第３の判断（以下、けられ予想という）をする。例えば、判定部２４は、図７に示す通り、撮像画面内の横軸方向（Ｌ−Ｒ方向）に対するターゲット被写体像の大きさ（以下、横サイズと言う）を検出し、この横サイズが一定の比率で大きくなっている場合（例えば、図７の点線ＢＬで示す場合）、この比率に基づきターゲット被写体像が撮像画面の端部と接触する時間（図７のｎ＋６フレームのスルー画が撮像される時）を算出する。なおこの時に算出される時間をフレームアウト時間という。判定部２４は、このフレームアウト時間を算出した場合、ターゲット被写体像が撮像画面に端部に接触すると判断する。これにより、けられ予想が成立する。

さらに、判定部２４は、フレームアウト時間を算出した場合、撮像制御回路３１に対して制御部２０によるレリーズ指示がなされてから（レリーズ時点：図７のｔ１）、シャッターが切られて（開閉されて）、撮像素子８に光学像が露光される時点（露光開始時点：図７のｔ２）までのレリーズ時間Ｔ２、および、撮像素子制御回路７によって制御される撮像素子８に光学像が露光される露光時間Ｔ３を含むレリーズタイムラグＴ４を算出する。また、判定部２４は、フレームアウト時間を算出した場合、けられ予想が成立したとして、フレームアウト時間からレリーズタイムラグ時間を減算した時間をシャッター予想時間として算出し、この予想時間に到達した場合、撮影処理するタイミングであることを判定する。なお、この場合、撮影制御部２５は、高速シャッターでシャッターを切るよう撮像制御回路３１を制御する。ここで高速シャッターとは、流し撮りモードのシャッター速度（第１の露光時間）に比べて極めて速い（短い）シャッター速度（第２の露光時間）で撮影処理させる設定であって、撮像素子制御回路７によって制御される露光時間Ｔ３はこのシャッター速度と対応している。

撮影制御部２５は、判定部２４によって撮影処理するタイミングが判定された場合、撮像制御回路３１によって制御される露光時間を算出し、撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７に対して当該露光時間でシャッターを切り光学像を露光させるよう撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７制御する。
また、撮影制御部２５は、判定部２４によって、一定の範囲内Ｓ１で検出されるターゲット被写体像が一定の時間Ｔ１以上連続して検出された場合（第１の判断）、あるいは連続検出時間が一定の時間Ｔ１に達しない場合であっても、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上であった場合（第２の判断）、角速度センサー２によって検出される移動量に応じた流し撮りに適した第１のシャッター速度（第１の露光時間）を算出する。
一方、撮影制御部２５は、判定部２４によって、ターゲット被写体像が一定の時間Ｔ１以上連続して検出されず、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上でなく、かつ、ターゲット被写体像が撮像画面から外れる“けられ予想”が成立した場合（第３の判断）、高速シャッターモードの第２のシャッター速度（第２の露光時間）で撮影する。なお、第２のシャッター速度は、第１のシャター速度や、通常の撮影モードにおけるシャッター速度に比べ極めて速い。

また、撮像制御部２５は、撮像部１０に対して光学像を撮影させる撮像制御において、角速度センサー２によって電子カメラ１００が停止状態にあることを表すカメラ移動量が検出された場合、あるいは、判定部２４によってターゲット被写体像が検出されない場合、撮像部１０に対しての撮像制御を解除し、撮像制御を終了する。ここで、撮像制御とは、例えば、ユーザによってレリーズスイッチ１３ｂが押下されて自動レリーズモードが実行されている状態において、制御部２０が行う制御である。
例えば、判定部２４によってターゲット被写体像が検出されず、かつ、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上である場合、撮像制御部２５は、撮像制御を解除する。

さらに、撮像制御部２５は、判定部２４によってターゲット被写体像が検出されず、かつ、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上である場合、角速度センサー２によって検出された電子カメラの移動方向と、解析部２３によって算出された動きベクトルに基づき、電子カメラ１００の移動方向と同じ方向の動きを表す動きベクトルが算出された撮像画面内の画像領域（以下、移動被写体という）が検出されるか否かを判断する。移動被写体が検出された場合、高速シャッターモードの第２のシャッター速度（第２の露光時間）で撮影する。一方、移動被写体が検出されなかった場合、撮像制御部２５は、撮像制御を解除する。ここで、移動被写体とは、電子カメラ１００によって追従しきれない被写体であって、動きベクトルが表す撮像画面内での移動方向が、電子カメラ１００の移動方向と概ね同じ方向を示す範囲内であって、動きベクトルの算出方法に応じて同じ方向とみなせる設計事項の範囲内における微差を含む。

次に、図８、９のフローチャートを参照して、電子カメラ１００による自動撮影が行われる動作例を説明する。
図８に示す通り、ステップＳＴ１００において、ユーザによって電源スイッチ１３ａが押下されると、電子カメラ１００に電源が投入される。さらに、レリーズスイッチ１３ｂが半押しされると、ステップＳＴ２００において、制御部２０が、ＡＦ制御を行う。次いで、ステップＳＴ３００において、制御部２０がオートホワイトバランスの調整（ＡＷＢ制御）を行い、ステップＳＴ４００において、制御部２０がＡＦ制御を行う。ここで、ＡＷＢとは、被写体色を測定し、モニター１５に出力される画像が最適な色になるように色毎の増幅率を調整するとともに、撮影時の色毎の増幅率を設定する処理である。

ステップＳＴ５００において、半押しされている状態のレリーズスイッチ１３ｂがさらに押下されると、ステップＳＴ６００において、制御部２０は、不揮発メモリー１１に記憶された自動レリーズ設定に関する情報を読み出す。ステップＳＴ６００において、制御部２０は、読み出した自動レリーズ設定の情報が、自動撮影を行わないことを示す場合、ステップＳＴ８００において、撮影制御部２５が、直ちに撮影処理を開始して撮影を行う。次いで、ステップＳＴ９００において、画像処理部２１によって処理された画像信号がメモリー１７に記憶され、処理が終了する。
一方、ステップＳＴ６００において制御部２０が読み出した自動レリーズ設定情報が、自動撮影を行うことを示す場合、ステップＳＴ７００において、制御部２０が、自動レリーズモードによる撮影を行った後、処理を終了する。

図９は、自動レリーズモードによる撮影動作を示すフローチャートである。図９に示す通り、ステップＳＴ７０１において、自動レリーズモードの待機中に、電子カメラ１００がパンされた場合、制御部２０は、角速度センサー２によって検出される移動量に基づき、電子カメラ１００が一定のパン方向（例えば、電子カメラ１００に対して水平方向）にパンされているか否かを判断する。ステップＳＴ７０１において、電子カメラ１００が一定のパン方向にパンされていると判断された場合、ステップＳＴ７０２において、解析部２３が、角速度センサー２によって検出された電子カメラ１００の移動量（移動速度や移動方向を含む）に基づき、制御部２０に入力された複数のスルー画信号を解析して、スルー画信号の撮像画面における像の動きベクトルを算出する。

ステップＳＴ７０３において、判定部２４は、ステップＳＴ７０１において角速度センサー２によって検出された電子カメラ１００の移動方向と、ステップＳＴ７０２おいて解析部２３によって算出された動きベクトルに基づき、電子カメラ１００の移動方向と同一あるいは対応する方向の動きベクトルを有する画像領域（すなわち、ターゲット被写体像）が検出されるか否かを判断する。ステップＳＴ７０３において、ターゲット被写体像が検出された場合、ステップＳＴ７０４において、判定部２４は、一定の時間Ｔ１以上連続して、当該ターゲット被写体像を検出し続けているか否かを判断する。
ステップＳＴ７０５において、例えば、図４に示した通り、撮像画面内におけるターゲット被写体像の移動量が一定の範囲Ｓ１であって、一定時間Ｔ１以上連続して当該ターゲット被写体像である自動車Ａが検出され続けた場合、判定部２４は、電子カメラ１００が自動車Ａに追従して撮像していると判断し、流し撮りモードでの撮影処理するタイミングであることを判定する。これにより、撮影制御部２５は、角速度センサー２によって検出される移動量に応じた第１のシャッター速度を算出し、撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７に対して算出した第１のシャッター速度でシャッターを切り、第１の露光時間で光学像を撮影するよう、撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７を制御する。

ステップＳＴ７０６において、撮像制御回路３１は、撮影制御部２５によって制御され、第１のシャッター速度でシャッターを開閉させ、撮像素子８には、撮像素子制御回路７によって制御された露光時間だけ、光学像が結像される。これにより、１コマの撮像画像信号が生成される。そして、ステップＳＴ７０７において、メモリー制御回路１６は、ステップＳＴ７０６において撮影された撮影画像信号を、メモリー１７に記憶させる。
一方、ステップＳＴ７０４において、判定部２４が検出したターゲット被写体像が、一定の時間Ｔ１以上連続して検出され続けられていない場合、ステップＳＴ７０８において、判定部２４が、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００の移動量が一定以上であるか否かを判断する。
例えば、図５に示した通り、撮像画面内におけるターゲット被写体像の移動量が一定の範囲Ｓ１であって、一定時間Ｔ１以上連続して当該ターゲット被写体像である自動車Ａが検出されていない場合、判定部２４は、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００のパン角度θが所定の閾値（例えば、３０°）以上であるか否かを判断する。
ステップＳＴ７０８において、パン角度θが閾値（３０°）以上であった場合（図５のｎ＋６フレーム目）、判定部２４は、上述の通り撮影処理するタイミングを判定し、ステップＳＴ７０５に移行する。

また、ステップＳＴ７０８において、パン角度θが閾値未満であった場合、ステップＳＴ７０９において、判定部２４は、検出されたターゲット被写体像が撮像画面内において徐々に大きくなっているか否かを判断し、この徐々に大きくなるターゲット被写体像を検出した場合、当該ターゲット被写体像が撮像画面内から外れるか否かを判断する。
例えば、図７に示したとおり、ターゲット被写体像の大きさが一定の比率で大きくなっている場合、判定部２４は、この比率に基づきターゲット被写体像が撮像画面内の端部と接触するフレームアウト時間が算出されたか否かを判断する。そして、フレームアウト時間が算出された場合、判定部２４は、けられ予想が成立したと判断する。さらに、ステップＳＴ７１０において、判定部２４は、レリーズタイムラグＴ４を算出し、フレームアウト時間からレリーズタイムラグ時間を減算した時間を予想時間として算出する。
次いで、ステップＳＴ７１１において、判定部２４は、予想時間に到達したか否かを判断し、予想時間に到達した場合、ステップＳＴ７１２において、判定部２４は、撮影処理するタイミングであることを判定する。そして、撮影制御部２５は、高速シャッターで撮影させるよう撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７を制御する。なお、ステップＳＴ７１１において、予想時間に到達しない場合、ステップＳＴ７１３において、判定部２４は、撮像素子８によって次のスルー画信号が生成されたか否かを判断し、次のスルー画信号が入力された場合、ステップＳＴ７０１に戻る。

なお、ステップＳＴ７０１において、自動レリーズモードの待機中に、電子カメラ１００が一定のパン方向にパンされていないと判断された場合、例えば、角速度センサー２によって電子カメラ１００が停止状態であることを表す電子カメラ１００の移動量が検出された場合、撮像制御部２５は自動リレーズモードの設定をキャンセルする。そして、ステップＳＴ７１４において、操作検出回路１３はレリーズスイッチ１３ｂが再度押下されたか否かを判断し、再度押下された場合、ステップＳＴ７０６に移行して、撮像制御部２５が、レリーズスイッチ１３ｂが押下された撮影処理するタイミングで撮影処理を開始する。例えば、撮影制御部２５が予め設定されている任意のシャッター速度で撮影させるよう撮像制御回路３１および撮像素子制御回路７を制御する。
一方、ステップＳＴ７１４において、再度レリーズスイッチ１３ｂが押下されなかった場合、ステップＳＴ７１５において、制御部２０は、自動レリーズモードの設定がキャンセルされているか否かを判断し、自動レリーズモードの設定がキャンセルされていると判断した場合自動レリーズモードによる撮影制御を終了する。一方、例えば、一定時間以内に角速度センサー２が電子カメラ１００の変位を検出した場合、ステップＳＴ７０１に戻る。

また、ステップＳＴ７０３において、判定部２４によってターゲット被写体像が検出されなかった場合、ステップＳＴ７１６において、判定部２４は、角速度センサー２によって検出される電子カメラ１００のパン角度θが所定の閾値（例えば、４５°）以上であるか否かを判断する。なお、この所定の閾値は、上述したとおり、ターゲット被写体像の後部の撮影を回避するために好ましい角度であって、パン方向に応じて任意に決定可能である。
ステップＳＴ７１６において、パン角度θが閾値以上であった場合、ステップＳＴ７１７において、判定部２４は、ステップＳＴ７０１で角速度センサー２によって検出された電子カメラの移動方向と、ステップＳＴ７０２で解析部２３によって算出された動きベクトルに基づき、電子カメラ１００の移動方向と同じ動きベクトルが算出された撮像画面内の画像領域（以下、移動被写体という）が検出されるか否かを判断する。ステップＳＴ７１７において、移動被写体が検出された場合、ステップＳＴ７１２に移行して、撮像制御部２５が、高速シャッターモードで撮影処理をする。一方、ステップＳＴ７１７において、移動被写体が検出されなかった場合、電子カメラ１００は、自動レリーズモードによる撮像制御を終了する。

なお、図９のステップＳＴ７０１では、電子カメラ１００が一定のパン方向にパンされていると判断された場合、ステップＳＴ７０２に移行すると説明したが、本発明はこれに限られず、次の構成であってもよい。
例えば、ステップＳＴ７０１において、電子カメラ１００がパンされていることを表す電子カメラ移動量が、所定量以上の検出された後、パンが停止され、角速度センサー２によって電子カメラ１００が停止している状態であることを示す電子カメラ移動量が検出されたか否かが制御部２０によって判断される。ここで、電子カメラ移動量が所定量以上であって、その後電子カメラ１００が停止されたことが検出された場合、撮像制御部２５が、自動レリーズモードの設定をキャンセルし、自動レリーズモードによる撮影制御を終了する。

なお、図１０は、図３に示すように、電子カメラ１００をパンさせながら、自動車Ａ（被写体１）と家Ｂ（被写体２）を含む光学像を撮像した場合の、撮像画面内における被写体の移動関係を表している。図１０に示す通り、レリーズ動作開始ｔ１において、被写体１は、撮像画面内において一定の範囲内にあり動きベクトルは０に近似しているが、被写体２は、カメラのパン速度に応じて撮像画面内において動いている。この状態で、シャッターが切られて、撮像素子８に撮影画像信号に基づく光学像が露光されると（露光開始時点：ｔ２）、露光時間Ｔ３において、撮像画面内において被写体２は移動し（図３の移動量αに相当）、被写体１は概ね一定の範囲Ｓ１内の位置にある。これにより、被写体１に合焦されるため鮮明な被写体１を撮影し、被写体２は流れているようにブレて撮影される。

上述の通り、本実施の形態に係る電子カメラ１００は、流し撮りに最適なタイミングを判定すると共に、電子カメラ１００のパン速度に応じた流し撮りに適したシャッター速度で、光学像を撮影することができる。よって、本実施の形態に係るカメラ１００は、ターゲット被写体像と判断された被写体で合焦し、それ以外の背景がブレている画像を撮影することができ、ターゲット被写体像だけが鮮明となる流し撮りを自動レリーズモードにおいて実現することができる。
また、本実施の形態に係る電子カメラ１００は、ターゲット被写体像を検出した場合、一定時間Ｔ１以上の追従がなされているか否かの第１の判断、さらに電子カメラ１００のパン角度θが一定の閾値以上であるか否かの第２の判断を行うことにより、撮影処理するタイミングを判定する。これにより、ターゲット被写体像の動きに対して電子カメラ１００が追従できているか否かを判断し、追従時における最適な撮影処理するタイミングを判断することができる。なお、ターゲット被写体像がサーキットカー等のように高速で移動するものである場合、追従時間は極めて短く、撮影処理するタイミングをユーザが判断し、追従している間にレリーズボタン１３ｂを押下することは困難である。しかし、本実施の形態に係る電子カメラ１００を用いることにより、自動レリーズモードによって撮影処理するタイミングが判断されるため、ユーザに簡単な流し撮り機能を有する電子カメラ１００を提供することができる。

さらに、流し撮りには通常よりも長い露光時間を要するが、図９のステップＳＴ７０８において、電子カメラ１００が十分追従できていないと判断された場合、あるいは、図９のステップＳＴ７６６において、ターゲット被写体像のフレームアウトや被写体の背面からの撮影を防止する判断によって判定された撮影処理するタイミングにおいて、高速なシャッター速度で撮影される。これにより、流し撮りによって撮影したような背景が流れる画像は撮影できないが、画像全体が鮮明な撮影画像信号を生成することができる。
また、本実施の形態に係る電子カメラ１００は、図９のステップＳＴ７０１において、カメラがパン方向にパンされていないと判断された場合や、図９のステップＳＴ７０２において、パンされていてもターゲット被写体像を検出していない場合、流し撮りによる撮影は行わない。よって、ユーザの意図しないタイミングで流し撮り撮影が実行されることを回避することができる。なお、電子カメラ１００は、パン方向やターゲット被写体像を検出するための設定が任意に選択されることによって、流し撮りと判断する際の条件を変更することができるため、ユーザの所望に応じた流し撮り機能を有することができる。

２…角速度センサー（検出部）、８…撮像素子、１０…撮像部、２０…制御部、２３…解析部、２４…判定部、２５…撮影制御部、１００…電子カメラ

Claims

光学系による光学像を撮像し画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部を備える電子カメラの角速度を検出する第１検出部と、
前記画像信号を用いて撮像画面内における像の像面移動量を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により検出された前記角速度と前記第２検出部により検出された前記像面移動量とを用いて、前記角速度に対応する第１像面移動量とは異なる第２像面移動量を有する第１被写体画像領域を検出する解析部と、
前記解析部により前記第１被写体画像領域が検出されたか否かを判断する第１判断部と、
前記第１判断部により前記第１被写体画像領域が検出されたと判断されたとき、前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたか否かを判断する第２判断部と、
前記第２判断部により前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたと判断されないとき、前記第１検出部により検出された前記角速度を用いて前記電子カメラが第１角度以上パンニングされたか否かを判断する第３判断部と、
前記第１判断部により前記第１被写体画像領域が検出されたと判断されないとき、前記第１検出部により検出された前記角速度を用いて前記電子カメラが前記第１角度よりも大きい第２角度以上パンニングされたか否かを判断する第４判断部と、
前記第４判断部により前記電子カメラが前記第２角度以上パンニングされたと判断されたとき、前記電子カメラの移動方向に対応する像面移動量を有する第２被写体画像領域が検出されたか否かを判断する第５判断部とを有し、
前記撮像部は、
前記第２判断部により前記第１被写体画像領域が所定時間以上連続して検出されたと判断されたとき、または、前記第３判断部により前記電子カメラが前記第１角度以上パンニングされたと判断されたときには、第１の露光時間で撮影を行い、
前記第４判断部により前記電子カメラが前記第２角度以上パンニングされたと判断され、かつ、前記第５判断部により前記第２被写体画像領域が検出されたと判断されたときには、前記第１の露光時間よりも短い第２の露光時間で撮影を行うことを特徴とする電子カメラ。
前記撮像部は、前記第５判断部により前記第２被写体画像領域が検出されたと判断されないときには、撮影を行わないことを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
前記撮像部は、前記第１検出部により検出された前記電子カメラの角速度に応じて前記第１の露光時間を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子カメラ。
前記第２検出部により検出された前記像面移動量に基づき、前記第１被写体画像領域が前記撮像画面内の端部に接触するか否かを判断する第６判断部をさらに有し、
前記撮像部は、
前記第６判断部により前記第１被写体画像領域が前記撮像画面の端部に接触すると判断されたとき、前記第１被写体画像領域が前記撮像画面の端部に接触する以前に前記第２の露光時間が終了する予測時間を算出し、前記予測時間に到達した場合、前記第２の露光時間で撮影を行うことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の電子カメラ。
前記撮像部は、
前記第１検出部によって前記電子カメラが停止状態にあることを表す前記角速度が検出されたとき、撮影を行わないことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の電子カメラ。