(57)【要約】【課題】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。【解決手段】撮像装置１は、撮像光学系１０２を介して入射した被写体像を撮像する撮像手段１１２と、撮像光学系１０２の焦点距離の時間変化量を検出する検出手段１０９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１１８と、露光時間を決定する露光時間制御手段１１９と、を備える。露光時間制御手段１１９は、流し撮り撮像モードにおいて、検出手段１０９により検出された焦点距離の時間変化量と、角速度算出手段１１８により算出された被写体の角速度と、に基づいて露光時間を決定する。【選択図】図１
2019197185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【発明の効果】
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】比較例の図２の各位置での撮像画像の説明図である。
【図４】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。
【図５】図４の各位置での撮像画像の説明図である。
【図６】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。
【図７】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８】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
ＴＶ＝α／ｆ／ω  ・・・（式１）
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【符号の説明】
【００３６】
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
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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