(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ズーム倍率を変更することが可能な撮像光学系と、
被写体を検出する被写体検出部と、
被写体距離を検出する検出部と、
設定された前記光学ズーム倍率に基づいて、撮影が許容される距離を示す撮影許容距離を算出する算出部と、
前記検出部により検出された前記被写体距離が前記算出部により算出された前記撮影許容距離から外れた場合に前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更して、前記被写体距離と前記撮影許容距離とを一致させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出された被写体が撮影領域のうちの所定の領域から外れた場合に、前記被写体が前記所定の領域内に位置するように前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更した後、前記被写体が前記所定の領域に位置した状態を保持したまま、前記変更された前記光学ズーム倍率を元の光学ズーム倍率に向けて戻していくとともに、前記元の光学ズーム倍率に向けて戻す過程で前記被写体距離が前記撮影許容距離と一致する場合に、前記元の光学ズーム倍率に戻さずに、前記被写体距離が前記撮影許容距離と一致する光学ズーム倍率に保持する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
検出された前記被写体の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部により算出された特徴量を記憶する記憶部と、
前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更した後に、前記被写体検出部により新たに検出される被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された被写体の特徴量とが一致するか否かを判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、前記新たに検出される被写体の特徴量と前記記憶部に記憶された被写体の特徴量とが一致する場合に、元の光学ズーム倍率に向けて戻していくことを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子カメラにおいて、
前記光学ズーム倍率は上限値及び下限値が設定されており、
前記制御部は、前記撮像光学系における撮影許容距離が前記検出部における前記被写体距離と一致する前に、前記上限値又は前記下限値のいずれか一方に到達した場合に、前記光学ズーム倍率を前記上限値又は前記下限値に固定することを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項３に記載の電子カメラにおいて、
前記光学ズーム倍率が前記上限値又は前記下限値のいずれか一方に到達した場合に警告を行う警告部を、さらに備えていることを特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
前記撮像光学系により取り込まれた被写体光を光電変換し、光電変換により得られた画像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された画像信号に基づく画像を予め設定された電子ズーム倍率に基づいて拡大又は縮小する拡縮部と、をさらに備えていることを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の電子カメラにおいて、
撮影倍率を調整する際に操作される倍率操作部をさらに備え、
前記拡縮部は、前記制御部により設定された光学ズーム倍率と、前記倍率操作部により調整された撮影倍率とに基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ズーム倍率を変更可能な撮像光学系を備えた電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像光学系を構成する複数のレンズの位置を光軸方向に移動させることで撮影倍率を変更する、所謂光学ズーム機能を備えたデジタルカメラなどの電子カメラが提供されている。また、この他に、撮影倍率を一定に保持する、又は焦点距離を自動的に設定するオートズーム装置を備えたカメラも考案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１８７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなカメラの場合、予め撮影者と被写体との距離を適切に設定する、又は現在の撮影距離に対して適切な撮影倍率を予め設定する必要がある。しかしながら、ユーザがカメラに対しての知識が乏しい場合には、このような設定は困難であり、適切な撮影倍率を設定して撮影を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、被写体までの距離に基づいた撮影倍率に自動的に調整した上で撮影を行うことができるようにした電子カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の電子カメラは、光学ズーム倍率を変更することが可能な撮像光学系と、被写体を検出する被写体検出部と、被写体距離を検出する検出部と、設定された前記光学ズーム倍率に基づいて、撮影が許容される距離を示す撮影許容距離を算出する算出部と、前記検出部により検出された前記被写体距離が前記算出部により算出された前記撮影許容距離から外れた場合に前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更して、前記被写体距離と前記撮影許容距離とを一致させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出された被写体が撮影領域のうちの所定の領域から外れた場合に、前記被写体が前記所定の領域内に位置するように前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更した後、前記被写体が前記所定の領域に位置した状態を保持したまま、前記変更された前記光学ズーム倍率を元の光学ズーム倍率に向けて戻していくとともに、前記元の光学ズーム倍率に向けて戻す過程で前記被写体距離が前記撮影許容距離と一致する場合に、前記元の光学ズーム倍率に戻さずに、前記被写体距離が前記撮影許容距離と一致する光学ズーム倍率に保持することを特徴とする。
【０００７】
また、検出された前記被写体の特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量算出部により算出された特徴量を記憶する記憶部と、前記撮像光学系における光学ズーム倍率を変更した後に、前記被写体検出部により新たに検出される被写体の特徴量と、前記記憶部に記憶された被写体の特徴量とが一致するか否かを判定する判定部と、を備え、前記制御部は、前記新たに検出される被写体の特徴量と前記記憶部に記憶された被写体の特徴量とが一致する場合に、元の光学ズーム倍率に向けて戻していくことが好ましい。
また、前記光学ズーム倍率は上限値及び下限値が設定されており、前記制御部は、前記撮像光学系における撮影許容距離が前記検出部における前記被写体距離と一致する前に、前記上限値又は前記下限値のいずれか一方に到達した場合に、前記光学ズーム倍率を前記上限値又は前記下限値に固定することが好ましい。
【０００８】
また、前記光学ズーム倍率が前記上限値又は前記下限値のいずれか一方に到達した場合に警告を行う警告部を、さらに備えていることが好ましい。
【０００９】
また、前記撮像光学系により取り込まれた被写体光を光電変換し、光電変換により得られた画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力された画像信号に基づく画像を予め設定された電子ズーム倍率に基づいて拡大又は縮小する拡縮部と、をさらに備えていることが好ましい。
【００１０】
また、撮影倍率を調整する際に操作される倍率操作部をさらに備え、前記拡縮部は、前記制御部により設定された光学ズーム倍率と、前記倍率操作部により調整された撮影倍率とに基づいて、前記電子ズーム倍率を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影距離に対して最適な撮影倍率に自動的に設定した上で撮影を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】デジタルカメラの構成の概略を示す図である。
【図２】撮像時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】静止する人物を撮像する場合のＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】移動する人物を撮像する場合のＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】撮影時における撮影範囲の移り変わりを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明を用いたデジタルカメラ１０の構成の概略を示す図である。周知のように、デジタルカメラ１０は、撮像光学系１５によって取り込まれた被写体光を撮像素子１６によって光電変換し、光電変換後に撮像素子から出力される電気信号（画像信号）により画像データを取得する。
【００１７】
このデジタルカメラ１０は、撮像光学系１５を構成するズームレンズ２２におけるズーム倍率を変更する光学ズーム機能と、撮像素子１６の受光面に配置される一部の画素の出力信号に基づく画像を拡大することでズーム倍率を変更する電子ズーム機能とから構成される。以下、光学ズーム機能によるズーム倍率を光学ズーム倍率、電子ズーム機能によるズーム倍率を電子ズーム倍率と称して説明する。なお、このデジタルカメラ１０においては、撮影時のズーム倍率の設定は、光学ズーム倍率を変更することで実行され、光学ズーム倍率が上限値又は下限値に到達した場合に電子ズーム倍率が変更される。
【００１８】
撮像光学系１５は、撮影レンズ２１の他に、ズームレンズ２２やフォーカスレンズ２３など、複数のレンズから構成される。ズームレンズ２２は複数のレンズから構成され、光学ズーム倍率を変更する際に、各レンズが光軸（Ｌ）方向に沿って移動する。このズームレンズ２２は、ズーム調整機構２４によって移動される。ズーム調整機構２４によって移動されるズームレンズの位置を示す情報（以下、位置情報）は、ＣＰＵ４５に入力される。なお、図１においては、ズームレンズ２２を単一のレンズとしているが、実際には、複数のレンズから構成されることから、ズームレンズ２２の位置は、ズームレンズ２２の各レンズの位置となる。フォーカスレンズ２３は、焦点調整を行う際に光軸（Ｌ）方向に微小移動する。このフォーカスレンズ２３は、フォーカス調整機構２５によって移動される。なお、フォーカスレンズ２３は、複数のレンズから構成されていても良いし、単一のレンズから構成されていてもよい。
【００１９】
撮像素子１６は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などから構成される。撮像素子１６は、撮像光学系１５によって取り込まれる被写体光を信号電荷に変換（光電変換）して、変換した信号電荷を蓄積する。
【００２０】
ドライバ２６は、撮像素子１６を駆動制御する。撮像素子１６の駆動制御とは、撮像素子１６の各画素に対する信号電荷の蓄積及び蓄積された信号電荷の出力の他に、撮像素子１６の各画素に蓄積された信号電荷を出力する画素と、信号電荷を出力しない画素とを指定する、所謂間引き制御を行うことが挙げられる。この間引き制御は、例えばＬＣＤ３５にスルー画像を表示させる際に用いられる。また、ドライバ２６は、撮像素子１６の各画素のうち、電子ズーム倍率に合わせた範囲に含まれる画素に蓄積された信号電荷を出力する制御をも行う。例えば電子ズーム倍率が１倍となるときに信号電荷を読み出す画素の範囲を基準範囲とした場合、電子ズーム倍率が１倍を超えるときに信号電荷を読み出す画素の範囲は、基準範囲よりも狭い範囲となる。一方、電子ズーム倍率が１倍未満となるときに信号電荷を読み出す画素の範囲は、基準範囲よりも広い範囲となる。
【００２１】
ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）回路２７は、図示しないＡＧＣ回路やＣＤＳ回路を含んで構成される。ＡＦＥ回路２７は、入力された画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去などのアナログ処理を施す。これら処理の後、アナログの画像信号に対するＡ／Ｄ変換処理が施されることで、デジタルの画像信号となる。このデジタルの画像信号は、ＤＦＥ回路２８に出力される。
【００２２】
ＤＦＥ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）回路２８は、入力された画像信号に対してノイズ補正処理や欠陥補正処理を行う。これら処理が施された画像データは、バッファメモリ３０に記録される。なお、符号２９はタイミングジェネレータ（ＴＧ）であり、ＴＧ２９は、ドライバ２６、ＡＦＥ回路２７及びＤＦＥ回路２８の駆動タイミングを制御するために設けられる。
【００２３】
画像処理回路３１は、バッファメモリ３０に記憶された画像データに対して、ホワイトバランス処理、色補間処理、輪郭補償処理、ガンマ処理などの画像処理を施す。また、画像処理回路３１は、撮像素子１６から読み出される画素の領域に合わせたリサイズ処理を実行する。これら処理の後、画像処理回路３１は、予め設定された圧縮率を用いた圧縮符号化処理を施す。この圧縮符号化処理が実行されることで、例えばＪＰＥＧ方式の画像データが生成される。また、画像処理回路３１は、解像度変更処理を行うことによってサムネイル画像データを生成する。
【００２４】
ＬＣＤ３５は、表示装置の一形態であって、スルー画像や、撮影時に得られた画像を表示する。また、この他に、ＬＣＤ３５は、デジタルカメラ１０の設定を行う際の設定用の画像を表示する。なお、符号３６は、ＬＣＤ３５の駆動制御を行う表示制御回路である。
【００２５】
メディアスロット３７は、メモリカードや光学ディスク、或いは磁気ディスクなどの記憶媒体３８が抜き差しされる。測距センサ３９は、被写体までの距離（被写体距離）を検出する。この測距センサ３９としては、発光部と受光部とからなるセンサや、二次元に配置された複数の画素を有する光電変換素子などが用いられる。
【００２６】
ＣＰＵ４５は、バス４６を介してデジタルカメラ１０の各部と接続される。このＣＰＵ４５は、内蔵メモリ４７に記憶された制御プログラム（図示省略）を実行することで、デジタルカメラ１０の各部を統括的に制御する。このＣＰＵ４５にはレリーズボタン４８、ズーム操作ボタン４９、設定操作部５０などが接続されており、ＣＰＵ４５は、これら操作部材における操作要求や制御プログラムに基づいて、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００２７】
ＣＰＵ４５は、上述した制御プログラムを実行することで、制御部５５、被写体距離算出部５６、撮影距離算出部５７、比較判定部５８、被写体検出部５９、特徴量抽出部６０、被写体判定部６１、移動判定部６２などの機能を有している。
【００２８】
制御部５５は、周知のＡＥ処理やＡＦ処理を実行する他に、光学ズーム機能や電子ズーム機能に係る処理を実行する。なお、ＡＦ処理は、後述する被写体検出部５９により検出された被写体を含む領域を基準にして実行される。
【００２９】
また、制御部５５は、ズーム操作ボタン４９が操作されたときに入力される操作信号に基づいて、ズーム調整機構２４を駆動させる。例えばズーム操作ボタン４９からの操作信号がズーム倍率を上げる旨の信号であれば、ズームレンズ２２のそれぞれが望遠側に移動される。一方、ズーム操作ボタン４９からの操作信号がズーム倍率を下げる旨の信号であれば、ズームレンズ２２のそれぞれが広角側に移動される。なお、ズーム調整機構２４は、ズームレンズ２２の各レンズの位置を示す情報を制御部５５に出力する。また、ズーム倍率の調整時に、ズームレンズ２２が広角端、又は望遠端に到達した場合には、ズーム調整機構２４はズームレンズ２２の移動を停止する。このとき、制御部５５は、表示制御回路３６に警告表示を実行する旨の信号を出力する。
【００３０】
さらに、制御部５５は、光学ズーム倍率が上限値に到達した後もズーム操作ボタン４９におけるズーム倍率を上げる旨の操作が行われた場合や、光学ズーム倍率が下限値に到達した後もズーム操作ボタン４９におけるズーム倍率を下げる旨の操作が行われた場合に、撮像素子１６から読み出す画素の範囲を変更する旨をドライバ２６に出力する。
【００３１】
被写体距離算出部５６は、測距センサ３９からの検出信号に基づいて被写体距離を算出する。撮影距離算出部５７は、撮像光学系１５における最短撮影距離を算出する。上述したように、制御部５５は、ズームレンズ２２の位置情報から撮像光学系１５の焦点距離を算出している。なお、焦点距離と最短撮影距離との関係は、撮像光学系毎に定まっていることから、焦点距離と最短撮影距離とを対応付けたデータを内蔵メモリ４７に記憶させておき、このデータを用いて、撮像光学系１５における最短撮影距離を求めればよい。なお、例えば、焦点距離と最短撮影距離との関係は、予め研究及び調査などの統計により求めることができる。
【００３２】
比較判定部５８は、被写体距離算出部５６により算出された被写体距離と、前記撮影距離算出部５７により算出された最短撮影距離とを比較し、被写体距離と最短撮影距離とが一致しているか否かを判定する。
【００３３】
被写体検出部５９は、撮像素子１６から出力される画像信号に基づく画像から、人物などの被写体を検出する。被写体検出部５９により実行される被写体検出としては、周知のパターンマッチングや、肌色が含まれる領域を被写体が含まれる領域とするなどの各種方法が用いられる。この被写体検出部５９によって、被写体が検出されたときには、該被写体が含まれる領域を被写体領域として特定する。
【００３４】
特徴量抽出部６０は、被写体検出部５９により検出された被写体領域から、例えば目、鼻、眉、口などの特徴量を抽出する。特徴量抽出部６０は、抽出された特徴量を１つのデータ（以下、特徴量データ）としてまとめ、内蔵メモリ４７に記憶する。
【００３５】
被写体判定部６１は、撮像素子１６から出力される画像データから抽出される被写体の特徴量と、特徴量データとを比較することによって、画像中の被写体が同一の被写体であるか否かを判定する。
【００３６】
移動判定部６２は、被写体判定部６１により画像中から検出された被写体が同一の被写体であると判定された場合に、検出された被写体が移動しているか否かを判定する。
【００３７】
次に、撮影時の処理について図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
ステップＳ１０１は、ズーム倍率を設定する処理である。ユーザによるズーム操作ボタン４９の操作によりズーム倍率を変更する。このズーム操作ボタン４９の操作に基づいて、ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４を介してズームレンズを光軸（Ｌ）方向に移動させる。例えばユーザがＬＣＤ３５に表示されるスルー画像を参照して、スルー画像が意図する撮影範囲となる場合に、ユーザによるズーム操作ボタン４９の操作が停止され、ズーム倍率が設定される。ＣＰＵ４５は、ズーム操作ボタン４９の操作に基づいて変更された光学ズーム倍率を算出する。
【００３９】
ステップＳ１０２は、測距処理である。ＣＰＵ４５は、測距センサからの検出信号を用いて、被写体までの距離（被写体距離）を算出する。なお、この被写体距離は、内蔵メモリ４７に一次記憶される。
【００４０】
ステップＳ１０３は、レリーズボタンの半押し操作があるか否かを判定する処理である。レリーズボタン４８が半押し操作されると、レリーズボタン４８から半押し操作を示す操作信号がＣＰＵ４５に入力される。例えばレリーズボタン４８から半押し操作を示す操作信号がＣＰＵ４５に入力された場合には、ＣＰＵ４５はステップＳ１０３の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０４に進む。一方、レリーズボタン４８の操作が行われていない場合には、半押し操作を示す信号が入力されないことから、ＣＰＵ４５はステップＳ１０３の判定処理をＮｏとする。この場合、ＣＰＵ４５に半押し操作を示す操作信号が入力されるまで、このステップＳ１０３の判定処理が実行される。
【００４１】
ステップＳ１０４は、ＡＥ処理である。ＣＰＵ４５は、撮像素子１６により得られるスルー画像から被写体輝度値を求めた後、求めた被写体輝度値や、予め設定されたシャッタ速度及び絞り値などを用いて、撮影条件を決定する。
【００４２】
ステップＳ１０５は、ＡＦ処理である。なお、このステップＳ１０５の処理については、後述する。
【００４３】
ステップＳ１０６は、レリーズボタン４８が全押し操作されたか否かを判定する処理である。レリーズボタン４８が全押し操作されると、レリーズボタン４８から全押し操作を示す操作信号がＣＰＵ４５に入力される。例えばレリーズボタン４８から全押し操作を示す操作信号がＣＰＵ４５に入力された場合には、ＣＰＵ４５はステップＳ１０６の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０７に進む。一方、レリーズボタン４８の全押し操作が行われていない場合には、全押し操作を示す信号が入力されないことから、ＣＰＵ４５はステップＳ１０６の判定処理をＮｏとする。この場合、ＣＰＵ４５に全押し操作を示す操作信号が入力されるまで、このステップＳ１０６の判定処理が実行される。
【００４４】
ステップＳ１０７は、撮像処理である。ＣＰＵ４５は、再度、フォーカス調整機構２５によるＡＦ調整を実行させた後、ステップＳ１０４にて求めた撮影条件に基づいて、撮像処理が実行される。この撮像処理の際に、ＣＰＵ４５は、撮像素子１６の各画素のうち、電子ズーム倍率に基づいた範囲に含まれる画素の信号電荷を画像データとして読み出す。
【００４５】
例えば、電子ズーム倍率が１倍を超過するときに読み出される画素の範囲は、電子ズーム倍率が１倍となるときに読み出される画素の範囲より狭い範囲となる。また、電子ズーム倍率が１倍未満となるときに読み出される画素の範囲は、電子ズーム倍率が１倍となるときに読み出される画素の範囲より広い範囲となる。しかしながら、画像サイズは同一のサイズとする必要があるので、上述した画像処理回路３１における画像処理においては、読み出された画像データに対するリサイズ処理が施される。つまり、電子ズーム倍率が１倍を超過するときには、得られる画像データに対するリサイズ処理により画像データに基づく画像のサイズが拡大される。一方、電子ズーム倍率が１倍未満となるときには、得られる画像データに対しするリサイズ処理により画像データに基づく画像のサイズは縮小される。このリサイズ処理の後、画像処理回路３１は、上述した画像処理や圧縮符号化処理を施し、例えばＪｐｅｇ形式の画像データやサムネイル画像データを生成する。
【００４６】
ステップＳ１０８は、画像ファイルを記録する処理である。ステップＳ１０７の撮像処理を実行することにより、Ｊｐｅｇ形式の画像データやサムネイル画像データが取得されている。ＣＰＵ４５は、これら画像データと、露出条件や撮影日時などの情報とを１つの画像ファイルとしてまとめた上で、該画像ファイルを記憶媒体に記録する。
【００４７】
図３は、図２のステップＳ１０５のＡＦ処理に係る処理の流れを示すフローチャートである。なお、この図３においては、静止する被写体を撮像する場合について説明している。
【００４８】
ステップＳ２０１は、合焦位置を検出する処理である。なお、合焦位置とは、焦点が合うときのレンズの位置を示す。ＣＰＵ４５は、フォーカス調整機構２５を介して、フォーカスレンズ２３を微小移動させながら、焦点評価値を算出していくことで、焦点が合うフォーカスレンズ２３の位置を検出する。
【００４９】
ステップＳ２０２は、合焦位置の検出があるか否かを判定する処理である。例えば被写体距離が撮像光学系１５における最短撮影距離に一致していれば、フォーカスレンズ２３を微小移動させながら算出される焦点評価値は合焦位置で最大となり、合焦位置から離れれば離れるほど、焦点評価値は小さくなる。つまり、フォーカスレンズ２３の微小移動の際に焦点評価値の最大値が含まれていれば、その最大値となる焦点評価値が得られるときのフォーカスレンズ２３の位置が合焦位置となる。この場合、ＣＰＵ４５は、合焦位置が検出されたと判定される。この場合、ステップＳ２０２の判定がＹｅｓとなり、ＡＦ処理が終了する。一方、フォーカスレンズ２３の微小移動の際に焦点評価値の最大値が含まれていない場合には、合焦位置が検出されていないと判定される。この場合ステップＳ２０２の判定がＮｏとなり、ステップＳ２０３に進む。
【００５０】
ステップＳ２０３は、現在の光学ズーム倍率が下限値、又は上限値であるか否かを判定する処理である。ズームレンズ２２の位置を示す情報は、ＣＰＵ４５に入力されている。また、光学ズーム倍率が下限値となるときのズームレンズ２２の位置及び上限値となるときのズームレンズ２２の位置を示す情報はそれぞれ内蔵メモリ４７に予め記憶されている。ＣＰＵ４５は、これら情報と現在のズームレンズ２２の位置を示す情報とから、光学ズーム倍率が下限値、又は上限値であるか否かを判定する。現在の光学ズーム倍率が下限値又は上限値である場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ２０３の判定処理をＹｅｓと判定し、ステップＳ２１１に進む。一方、現在の光学ズーム倍率が下限値又は上限値でない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ２０３の判定処理をＮｏと判定し、ステップＳ２０４に進む。
【００５１】
ステップＳ２０４は、ズームレンズ２２を移動する処理である。ＣＰＵ４５は、現在のズームレンズ２２の位置に基づく最短撮影距離を算出する。そして、算出した最短撮影距離とステップＳ１０２の処理を行うことで算出された被写体距離とを比較する。例えば最短撮影距離が被写体距離を超過する場合には、ＣＰＵ４５は光学ズーム倍率を下げるように、ズーム調整機構２４を介してズームレンズ２２を移動させる。一方、最短撮影距離が被写体距離未満となる場合には、ＣＰＵ４５は、光学ズーム倍率を上げるように、ズーム調整機構２４を介してズームレンズ２２を移動させる。なお、ズームレンズ２２の移動時には、ズームレンズ２２の位置情報が、ズーム調整機構２４からＣＰＵ４５に出力される。
【００５２】
ステップＳ２０５は、最短撮影距離を算出する処理である。ステップＳ２０４により、ズームレンズ２２の位置情報が入力されているので、ＣＰＵ４５は、ズームレンズ２２の位置情報に基づいた、最短撮影距離を求める。
【００５３】
ステップＳ２０６は、被写体距離が最短撮影距離と一致するか否かを判定する処理である。ステップＳ１０２の処理により被写体距離が求められているので、ＣＰＵ４５は、内蔵メモリ４７から被写体距離を読み出し、ステップＳ２０５にて算出された最短撮影距離と一致するか否かを判定する。被写体距離と最短撮影距離とが一致する場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ２０６の判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ２０７に進む。一方、被写体距離と最短撮影距離とが一致しない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ２０６の判定処理をＮｏとし、ステップＳ２０３に戻る。
【００５４】
ステップＳ２０７は、ズームレンズ２２の移動を停止する処理である。ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４に対して、ズームレンズ２２の移動を停止する旨の信号を出力する。これを受けて、ズーム調整機構２４は、ズームレンズ２２の移動を停止させる。このとき、ＣＰＵ４５には、ズームレンズ２２の位置情報が入力される。ＣＰＵ４５は、入力されたズームレンズ２２の位置情報を用いて光学ズーム倍率を算出する。この算出された光学ズーム倍率と、ステップＳ１０１の処理で算出される光学ズーム倍率との比を求めることで、電子ズーム倍率を算出する。なお、算出された電子ズーム倍率は、内蔵メモリ４７に一次記憶される。
【００５５】
ステップＳ２０８は、合焦位置を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、フォーカス調整機構２５を介してフォーカスレンズ２３を微小移動させる。ＣＰＵ４５は、フォーカスレンズ２３の微小移動に併せて焦点評価値を求め、焦点評価値が最大となるときのフォーカスレンズ２３の位置を合焦位置として検出する。このステップＳ２０８の処理を実行することで、ＡＦ処理が終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ２０３の判定処理において、光学ズーム倍率が下限値、又は上限値となると判定された場合には、ステップＳ２０３の判定処理がＹｅｓとなり、ステップＳ２１１に進む。
【００５７】
ステップＳ２１１は、ズームレンズ２２の移動を停止する処理である。上述したように、ズームレンズ２２を移動させている際に、光学ズーム倍率が下限値、又は上限値となる場合には、ＣＰＵ４５は、移動停止信号をズーム調整機構２４に出力する。これを受けて、ズーム調整機構２４はズームレンズ２２の移動を停止させる。このとき、ＣＰＵ４５には、ズームレンズ２２の位置情報が入力される。ＣＰＵ４５は、入力されたズームレンズ２２の位置情報を用いて光学ズーム倍率を算出する。この算出された光学ズーム倍率と、ステップＳ１０１の処理で算出される光学ズーム倍率との比を求めることで、電子ズーム倍率を算出する。なお、算出された電子ズーム倍率は、内蔵メモリ４７に一次記憶される。
なお、ＡＦ処理が開始された直後は、ズーム調整機構２４によるズームレンズ２２の移動は行われていないが、ＣＰＵ４５は、移動停止信号をズーム調整機構２４に出力する。
【００５８】
ステップＳ２１２は、警告表示を行う処理である。上述したように、光学ズーム倍率が下限値、又は上限値に到達すると、ズームレンズ２２の移動が停止される。つまり、ユーザの意図する光学ズーム倍率に設定することができない。ＣＰＵ４５は、ステップＳ２１１の処理が実行された後、表示制御回路３６にズーム倍率の変更が可能ではない旨をユーザへ伝えるための警告表示信号を出力する。表示制御回路３６は、警告表示信号に基づいて、ＬＣＤ３５に、例えば「ズーム倍率の変更ができません」などの警告表示を行う。ＬＣＤ３５に表示させるコメントや画像は、予め内蔵メモリ４７に記憶させておけばよい。なお、警告表示を行わずに、警告音を再生してもよい。
【００５９】
ステップＳ２１３は、合焦位置を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、フォーカス調整機構２５を介してフォーカスレンズ２３を微小移動させる。ＣＰＵ４５はフォーカスレンズ２３の微小移動に併せて取得される画像データを用いて焦点評価値を求め、最も高い焦点評価値となるフォーカスレンズ２３の位置を合焦位置として検出する。このステップＳ２０８の処理を実行することで、ＡＦ処理が終了する。
【００６０】
これによれば、ユーザが設定したズーム倍率では適切な撮影を行うことができない場合であっても、カメラ側で自動的にズーム倍率を調整することから、被写体距離に合わせたズーム倍率での撮影を容易に実行することができる。また、撮像光学系１５における光学ズーム倍率を自動的に変更した場合、ユーザが設定したズーム倍率とは異なってしまうことになるが、電子ズーム倍率を変更することで、ユーザが設定したズーム倍率での画像を取得することが可能となる。
【００６１】
一方、ズームレンズ２２の移動により変更される光学ズーム倍率が下限値又は上限値となる場合には、ユーザに対して、警告表示がなされる。この場合には、被写体距離に合わせたズーム倍率での撮影を行うことができないことをユーザが認識することが可能となるので、被写体とデジタルカメラ１０までの距離を変更するなど、撮影環境を変更する目安となる。
【００６２】
なお、図３のフローチャートにおいては、静止する被写体を撮影する際のＡＦ処理について説明しているが、撮像によっては、静止する被写体を撮像する場合の他に、移動する被写体を撮像する場合もある。このような場合には、ＡＦ処理時に被写体が移動しているか否かを判定することが考えられる。以下、被写体が静止しているか否かを判定した上で、ＡＦ処理を実行する場合の、ＡＦ処理の流れを図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
ステップＳ３０１は、被写体を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、入力されるスルー画像を用いて画像内の被写体を検出し、被写体が検出される場合には、その被写体が含まれる領域を特定する。
【００６４】
ステップＳ３０２は、被写体検出があるか否かを判定する処理である。ステップＳ３０１における被写体の検出処理によって、スルー画像から被写体が検出されている場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０２の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ３０３に進む。一方、スルー画像から被写体が検出されていない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０２の判定処理をＮｏとする。この場合、ステップＳ３１３に進む。
【００６５】
ステップＳ３０３は、検出された被写体の特徴量を抽出する処理である。ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０１にて検出された被写体の領域から、例えば目、眉、口、鼻などの特徴点を示す特徴量データを取得し、内蔵メモリ４７に書き込む。
【００６６】
ステップＳ３０４は、被写体が移動しているか否かを判定する処理である。ステップＳ３０１における被写体検出において被写体が検出されていれば、被写体領域が特定されている。この被写体領域が、予め設定された領域から外れる場合に、ＣＰＵ４５は、被写体が移動していると判定する。この場合、ステップＳ３０４の判定処理はＹｅｓとなり、ステップＳ３０５に進む。なお、予め設定された領域としては、撮像範囲であってもよいし、撮像範囲のうちの中央の領域としてもよい。一方、被写体領域の位置が予め設定された領域内にある場合には、被写体が移動していないと判定する。この場合、ステップＳ３０４の判定処理がＮｏとなり、ステップＳ３１３に進む。なお、被写体が移動しないと判定された場合には、静止する被写体を撮影することになる。
【００６７】
ステップＳ３０５は、光学ズーム倍率を低倍率に変更する処理である。ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４を介してズームレンズ２２を移動させて、光学ズーム倍率を低倍率に変更する。これにより、撮像光学系の画角（撮像範囲）が広くなる。なお、このときのズームレンズ２２の移動量は、適宜設定されるものとする。
【００６８】
ステップＳ３０６は、被写体を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、入力されるスルー画像を用いて、画像中に被写体が含まれているか否かを検出する。
【００６９】
ステップＳ３０７は、被写体検出があるか否かを判定する処理である。ステップＳ３０６における被写体の検出処理によって、スルー画像から被写体が検出されている場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０７の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ３０８に進む。一方、スルー画像から被写体が検出されていない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０７の判定処理をＮｏとする。この場合、ステップＳ３０６に進む。
【００７０】
ステップＳ３０８は、被写体が撮像範囲の中心に位置しているか否かを判定する処理である。ステップＳ３０１における被写体検出において、検出される被写体の位置を示す情報が取得されている。ＣＰＵ４５は、被写体の位置情報が撮像範囲の中心に位置しているか否かを判定する。被写体が撮像範囲の中心に位置しているのであれば、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０８の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ３０９に進む。一方、被写体の一部が撮像範囲の中心に位置していない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０８の判定をＹｅｓとし、ステップＳ３０６に戻る。
【００７１】
ステップＳ３０９は、被写体の特徴量を抽出する処理である。ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０１にて検出された被写体の領域から、例えば目、眉、口、鼻などの特徴点を示す特徴量データを取得し、内蔵メモリ４７に書き込む。
【００７２】
ステップ３１０は、特徴量を比較する処理である。ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０３及びステップＳ３０９にて抽出された特徴量データをそれぞれ読み出し、これら特徴量データを比較する。
【００７３】
ステップＳ３１１は、比較した特徴量が一致しているか否かを判定する処理である。ステップＳ３１０の処理において、それぞれの特徴量データが略一致していれば、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３１１の判定処理をＹｅｓとする。この場合ステップＳ３１２に進む。一方、ステップＳ３１０の処理において、それぞれの特徴量データが一致していない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３１１の判定処理をＮｏとする。この場合は、ステップＳ３０６に戻る。
【００７４】
ステップＳ３１２は、光学ズーム倍率を高倍率に変更する処理である。ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４を介してズームレンズ２２を移動させて、光学ズーム倍率を高倍率に変更する。つまり、撮像光学系１５における画角が狭くなる。
【００７５】
ステップＳ３１３は、最短撮影距離を算出する処理である。ＣＰＵ４５には、ズームレンズ２２の位置情報が入力されるので、ＣＰＵ４５はズームレンズ２２の位置情報に基づいて最短撮影距離を求める。
【００７６】
ステップＳ３１４は、被写体距離が最短撮影距離と一致するか否かを判定する処理である。被写体距離は予め求められているので、ＣＰＵ４５は、内蔵メモリ４７から被写体距離を読み出し、ステップＳ３１３にて算出された最短撮影距離と一致するか否かを判定する。被写体距離と最短撮影距離とが一致する場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３１４の判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ３１５に進む。一方、被写体距離と最短撮影距離とが一致しない場合には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３１４の判定処理をＮｏとし、ステップＳ３２１進む。
【００７７】
ステップＳ３１５は、ズームレンズ２２の移動を停止する処理である。ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４に対して、ズームレンズ２２の移動を停止する旨の信号を出力する。これを受けて、ズーム調整機構２４は、ズームレンズ２２の移動を停止させる。ＣＰＵ４５は、入力されたズームレンズ２２の位置情報を用いて光学ズーム倍率を算出する。この算出された光学ズーム倍率と、ステップＳ１０１の処理で算出される光学ズーム倍率との比を求めることで、電子ズーム倍率を算出する。なお、算出された電子ズーム倍率は、内蔵メモリ４７に一次記憶される。
【００７８】
ステップＳ３１６は、合焦位置を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、フォーカス調整機構２５を介してフォーカスレンズ２３を微小移動させる。ＣＰＵ４５は、フォーカスレンズ２３の微小移動に併せて取得される画像データを用いて、焦点評価値を求め、最も高い焦点評価値となるフォーカスレンズ２３の位置を合焦位置として検出する。このステップＳ３１６の処理を実行することで、ＡＦ処理が終了する。
【００７９】
一方、ステップＳ３１４において、被写体距離が最短撮影距離と一致していない場合には、ステップＳ３１４の判定処理はＮｏとなり、ステップＳ３２１に進む。
【００８０】
ステップＳ３２１は、光学ズーム倍率が最大となるか否かを判定する処理である。ＣＰＵ４５は、入力されるズームレンズ２２の位置から、現在の光学ズーム倍率を算出する。算出された光学ズーム倍率が予め設定された上限値であるか否かを判定する。例えば、算出された光学ズーム倍率が上限値であれば、ＣＰＵ４５は、このステップＳ３２１の判定処理がＹｅｓとなり、ステップＳ３２２に進む。一方、の処理が繰り返し実行される。例えば、算出された光学ズーム倍率が上限値でない場合には、ＣＰＵ４５は、このステップＳ３２１の判定処理がＮｏとなり、ステップＳ３１２に戻る。
【００８１】
ステップＳ３２２は、ズームレンズ２２の移動を停止する処理である。ＣＰＵ４５は、ズーム調整機構２４に対して、ズームレンズ２２の移動を停止する旨の信号を出力する。これを受けて、ズーム調整機構２４は、ズームレンズ２２の移動を停止させる。ＣＰＵ４５は、入力されたズームレンズ２２の位置情報を用いて光学ズーム倍率を算出する。この算出された光学ズーム倍率と、ステップＳ１０１の処理で算出される光学ズーム倍率との比を求めることで、電子ズーム倍率を算出する。なお、算出された電子ズーム倍率は、内蔵メモリ４７に一次記憶される。
【００８２】
ステップＳ３２３は、警告表示を行う処理である。上述したように、光学ズーム倍率が下限値、又は上限値に到達すると、ズームレンズ２２の移動が停止される。つまり、ユーザの意図する光学ズーム倍率に設定することができない。ＣＰＵ４５は、ステップＳ３２２の処理が実行された後、表示制御回路３６に警告表示信号を出力する。表示制御回路３６は、警告表示信号に基づいて、ＬＣＤ３５に、例えば「ズーム倍率の変更ができません」などの警告表示を行う。ＬＣＤ３５に表示させるコメントや画像は、予め内蔵メモリ４７に記憶させておけばよい。なお、警告表示を行わずに、警告音を再生してもよい。
【００８３】
ステップＳ３２４は、合焦位置を検出する処理である。ＣＰＵ４５は、フォーカス調整機構２５を介してフォーカスレンズ２３を微小移動させる。ＣＰＵ４５は、フォーカスレンズ２３の微小移動に併せて取得される画像データを用いて、焦点評価値を求め、最も高い焦点評価値となるフォーカスレンズ２３の位置を合焦位置として検出する。このステップＳ３２４の処理を実行することで、ＡＦ処理が終了する。
【００８４】
図５（ａ）に示すように、走っている人物を被写体とする場合には、ユーザは、ズーム倍率を低くして、人物が撮影範囲の中心に配置する。この状態で、ユーザはズーム操作ボタン４９を操作し、ズーム倍率を上げる。これにより、図５（ｂ）に示すように、ＬＣＤ３５には被写体とする人物が拡大されて表示される。このとき、被写体となる人物はＡ方向に走っていれば、被写体とユーザとの相対位置が変化するので、撮像範囲内の人物は、Ａ方向に移動し、撮像範囲から外れていく。被写体となる人物が撮影範囲から外れると、光学ズーム倍率が自動的に低倍率に変更される。なお、この場合の光学ズーム倍率は、下限値であっても良いし、設定されるズーム倍率に対して設定される値であってもよい。
【００８５】
図５（ｄ）に示すように、光学ズーム倍率が低倍率に変更されると、撮像光学系１５における画角は広角となる。図５（ｅ）に示すように、ユーザは、被写体となる人物の位置を撮影範囲の中心に位置するように、デジタルカメラの向きを調整する。被写体となる人物の位置を撮影範囲の中心に位置すると、光学ズーム倍率が自動的に高倍率に変更される。
【００８６】
光学ズーム倍率が高倍率に変更される過程で、最短撮影距離が算出され、算出された最短撮影挙値と被写体距離とが比較される。被写体がデジタルカメラ１０と等間隔を空けた状態を保ったまま移動している場合には被写体距離は変化しない。この場合、図５（ｆ）に示すように、ズーム操作ボタン４９の操作により設定したズーム倍率における最短撮影距離は変化しないので、光学ズーム倍率は、ズーム操作ボタン４９の操作により設定したズーム倍率まで変更された後、その倍率で保持される。この場合には、電子ズーム倍率は変更されない。
【００８７】
一方、例えば被写体がデジタルカメラ１０に近づく場合には被写体距離が短くなる。このため、ズーム操作ボタン４９の操作により設定したズーム倍率に到達する前に、算出された最短撮影距離が被写体距離と一致してしまう。算出された最短撮影距離が被写体距離と一致するときの光学ズーム倍率は、ズーム操作ボタン４９の操作により設定されたズーム倍率未満となる。このため、ズーム操作ボタン４９の操作により設定されたズーム倍率となるように、電子ズーム倍率が変更される。つまり、電子ズーム倍率が１倍を超過した値となる。この場合、図５（ｇ）及び図５（ｆ）に示すように、光学ズーム倍率が設定されたときには、被写体の大きさはズーム操作ボタン４９の操作による設定時に比べて小さくなるが、電子ズーム倍率を上げることで、被写体の大きさがズーム操作ボタン４９の操作による設定時の大きさとなる。
【００８８】
さらに、例えば被写体がデジタルカメラ１０に遠ざかる場合には被写体距離が長くなる。このような場合には、光学ズーム倍率がズーム操作ボタン４９の操作により設定したズーム倍率を超えたときに、算出された最短撮影距離が被写体距離と一致する。算出された最短撮影距離が被写体距離と一致するときの光学ズーム倍率は、ズーム操作ボタン４９の操作により設定したズーム倍率を超過する。このため、ズーム操作ボタン４９の操作により設定されたズーム倍率となるように、電子ズーム倍率が変更される。つまり、電子ズーム倍率が１倍未満の値となる。この場合、図５（ｈ）及び図５（ｆ）に示すように、光学ズーム倍率が設定されたときには、被写体の大きさはズーム操作ボタン４９の操作による設定時に比べて大きくなるが、電子ズーム倍率を下げることで、被写体の大きさがズーム操作ボタン４９の操作による設定時時の大きさとなる。
【００８９】
このように、設定されたズーム倍率が、被写体距離に対して最適な撮影距離とならない場合には、自動的にズーム倍率が調整され、最適なズーム倍率での焦点調整が行われることから、焦点調整時の煩雑な操作を行わなくとも、焦点調整を最適に実行することが可能となる。また、光学ズーム倍率を自動的に調整することでユーザの意図した撮影範囲とは異なってしまうが、電子ズーム倍率を調整することでユーザの意図した撮影範囲での撮影を可能にすることができる。
【００９０】
なお、ステップＳ３０４の処理では、被写体が移動しているか否かを判定しているが、これに加えて、被写体領域が撮像範囲に含まれる割合を算出し、この割合が予め設定される値以下となる場合に、光学ズーム倍率を低倍率にすることも可能である。また、被写体が移動しているか否かの判定を行わずに、レリーズボタンが半押し操作時に特定される被写体領域が撮像範囲に含まれる割合を算出し、この算出値が所定値以下となる場合に、光学ズーム倍率を低倍率に変更することも可能である。
【００９１】
本実施形態では、被写体が撮像範囲から外れる場合に光学ズーム倍率を低倍率にして、画角を広くすることで、被写体の位置を認識できるようにし、認識される被写体が撮像範囲の中心に位置した場合に光学ズーム倍率を高倍率にしているが、これに限定される必要はなく、例えば、接写撮影を行う場合には、被写体に対する光学ズーム倍率を高倍率に変更した後、再度、光学ズーム倍率を低倍率に変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…デジタルカメラ、１５…撮像光学系、１６…撮像素子、２２…ズームレンズ、２３…フォーカスレンズ、３９…測距センサ、４５…ＣＰＵ、４９…ズーム操作ボタン、５５…制御部、５６…被写体距離算出部、５７…撮影距離算出部、５８…比較判定部、５９…被写体検出部、６０…特徴量抽出部、６１…被写体判定部、６２…移動判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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