(57)【要約】【課題】被写体に合焦させること。【解決手段】カメラは、画角に相当する範囲から送信された光信号を受信する光信号受信手段と、光信号受信手段によって、被写体が所持する送信機から送信された光信号が受信されたときに、被写体が画角内に存在すると判定する被写体検出手段と、被写体検出手段によって被写体が画角内に存在すると判定されたときに、被写体までの距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段によって測定された被写体までの距離に基づいて、被写体に合焦させる焦点調節手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2012220676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画角に相当する範囲内に存在する被写体が所持する送信機から送信された光信号を受信する光信号受信手段と、
前記光信号受信手段によって、前記送信機から送信された光信号が受信されたときに、前記被写体が画角内に存在すると判定する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段によって前記被写体が画角内に存在すると判定されたときに、前記被写体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記距離測定手段によって測定された前記被写体までの距離に基づいて、前記被写体に合焦させる焦点調節手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記被写体検出手段は、前記光信号受信手段が受信した光信号に基づいて被写体の属性情報を特定し、特定した属性情報があらかじめ登録されている属性情報と一致する場合に、その光信号は、撮影対象の被写体が所持する送信機から送信された光信号であると判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記被写体が所持する送信機から前記光信号に同期して送信された超音波信号を受信する超音波信号受信手段をさらに備え、
前記距離測定手段は、前記光信号受信手段が光信号を受信した時間と前記超音波信号受信手段が超音波信号を受信した時間との差分に基づいて、前記被写体までの距離を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
被写界深度に基づいて焦点調節処理の頻度を変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、
前記変更手段は、被写界深度が深い場合には、前記焦点調節処理の頻度を減少させ、被写界深度が浅い場合には、前記焦点調節処理の頻度を増加させることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
光信号を所定の周期で送信する送信手段を備えた送信機、および、
画角に相当する範囲内に存在する被写体が所持する前記送信機から送信された前記光信号を受信する光信号受信手段と、
前記光信号受信手段によって、前記送信機から送信された前記光信号が受信されたときに、前記送信機を所持した被写体が画角内に存在すると判定する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段によって前記被写体が画角内に存在すると判定されたときに、前記被写体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記距離測定手段によって測定された前記被写体までの距離に基づいて、前記被写体に合焦させる焦点調節手段とを備える撮像装置とで構成される撮像システム。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像システムにおいて、
前記撮像装置は、被写界深度に基づいて焦点調節処理の頻度を変更するように前記送信機に指示する指示手段をさらに備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像システムにおいて、
前記指示手段は、被写界深度が深い場合には、前記光信号の送信周期を長くするように指示し、被写界深度が浅い場合には、前記光信号の送信周期を短くするように指示することを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、および撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次のような撮影支援装置が知られている。この撮影支援装置は、目標被写体が撮影画像枠内に収まっていないときに、目標被写体を撮影画像枠内に収めるための撮影方向の変更方向を表示部に表示する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の撮影支援装置は、目標被写体を撮影画像枠内に収めることはできるが、被写体が移動しているときに、被写体に合焦させながら撮影するための方法については検討されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による撮像装置は、画角に相当する範囲から送信された光信号を受信する光信号受信手段と、光信号受信手段によって、被写体が所持する送信機から送信された光信号が受信されたときに、被写体が画角内に存在すると判定する被写体検出手段と、被写体検出手段によって被写体が画角内に存在すると判定されたときに、被写体までの距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段によって測定された被写体までの距離に基づいて、被写体に合焦させる焦点調節手段とを備えることを特徴とする。
本発明による撮像システムは、光信号を所定の周期で送信する送信手段を備えた送信機、および、画角に相当する範囲内の前記送信機から送信された光信号を受信する光信号受信手段と、光信号受信手段によって、送信機から送信された光信号が受信されたときに、送信機を所持した被写体が画角内に存在すると判定する被写体検出手段と、被写体検出手段によって被写体が画角内に存在すると判定されたときに、被写体までの距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段によって測定された被写体までの距離に基づいて、被写体に合焦させる焦点調節手段とを備える撮像装置とで構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、被写体が移動している場合でも被写体に合焦させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】距離センサー送信機３００の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】カメラ２００の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】光信号と超音波信号の受信時間の差分Ｔの具体例を模式的に示す図である。
【図５】被写界深度の具体例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本実施の形態におけるカメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラシステム１００は、カメラ２００と距離センサー送信機３００とで構成される。本実施の形態では、距離センサー送信機３００を撮影対象の被写体が所持し、カメラ２００は、該距離センサー送信機３００から送信される信号に基づいて、被写体までの距離を測定し、測定結果に基づいて焦点調節処理（ＡＦ処理）を行って被写体に合焦させて撮影を行う。
【０００９】
カメラ２００は、超音波センサー受信部２０１と、光センサー受信部２０２と、距離測定開始命令部２０３と、センサー距離算出部２０４と、センサー精度最適化部２０５と、撮影部２０６と、センサー情報記録部２０７と、画像再生部２０８とを備えている。距離センサー送信機３００は、被写体情報入力部３０１と、被写体情報格納部３０２と、光センサー送信部３０３と、超音波センサー送信部３０４とを備えている。
【００１０】
図２は、本実施の形態における距離センサー送信機３００の処理の流れを示すフローチャートである。図２に示す処理は、被写体が距離センサー送信機３００を所持して電源をオンすると起動するプログラムとして実行される。
【００１１】
ステップＳ１０において、被写体情報入力部３０１は、使用者によって被写体の属性データの入力が行われたか否かを判断する。例えば、距離センサー送信機３００は、使用者が被写体の属性データを入力するために、不図示の操作部材を備えており、被写体情報入力部３０１は、使用者によって該操作部材が操作されて被写体の属性データの入力が行われたか否かを判断する。なお、被写体の属性データとしては、例えば、撮影日時や被写体の名前等が入力される。
【００１２】
ステップＳ１０で肯定判断した場合には、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、被写体情報格納部３０２は、ステップＳ１０で使用者によって入力された被写体の属性データを被写体情報として不図示のメモリに記録する。その後、ステップＳ３０へ進む。
【００１３】
ステップＳ３０では、光センサー送信部３０３は、ステップＳ２０で記録した被写体情報を光信号に変換して、カメラ２００へ送信する。例えば、光センサー送信部３０３は、被写体情報に応じたパルス光を生成して、生成したパルス光をカメラ２００へ送信する。なお、光センサー送信部３０３は、後述するステップＳ５０で距離センサー送信機３００の電源がオフするまでの間、一定周期で光信号を送信する。その後、ステップＳ４０へ進む。
【００１４】
ステップＳ４０では、超音波センサー送信部３０４は、光センサー送信部３０３が送信する光信号に同期して、超音波信号をカメラ２００へ送信する。なお、超音波センサー送信部３０４は、後述するステップＳ５０で距離センサー送信機３００の電源がオフするまでの間、光信号に同期して一定周期で超音波信号を送信する。その後、ステップＳ５０へ進む。
【００１５】
ステップＳ５０では、光センサー送信部３０３、超音波センサー送信部３０４は、距離センサー送信機３００の電源がオフされたか否かを判断する。ステップＳ５０で否定判断した場合には、ステップＳ３０へ戻る。これに対して、ステップＳ５０で肯定判断した場合には、光センサー送信部３０３、および超音波センサー送信部３０４は、信号の送信を停止した後、図２の処理を終了する。
【００１６】
次に、カメラ２００の処理について説明する。図３は、本実施の形態におけるカメラ２００の処理の流れを示すフローチャートである。図３に示す処理は、使用者によってカメラ２００のモードが距離センサー送信機３００からの信号を受信して撮影を行うための受信モードに設定されると起動するプログラムとして実行される。
【００１７】
ステップＳ１１０において、超音波センサー受信部２０１と光センサー受信部２０２は、それぞれが超音波信号と光信号を受信したか否かを判断する。本実施の形態では、光センサー受信部２０２は、画角に相当する範囲から送信された光信号を受信できるような指向性を有している。よって、光センサー受信部２０２が光信号を受信した場合には、距離センサー送信機３００を所持した被写体が画角内に入っていることを意味している。ステップＳ１１０で肯定判断した場合には、ステップＳ１１１へ進む。
【００１８】
ステップＳ１１１では、光センサー受信部２０２は、受信した光信号を解析して上述した被写体の属性データを特定し、特定した属性データがあらかじめ設定されている属性データと一致するか否かを判断する。ステップＳ１１１で否定判断した場合には、受信した光信号は、撮影対象の被写体が所持している距離センサー送信機３００から送信されたものではないと判定して、ステップＳ１１０へ戻る。これに対して、ステップＳ１１１で肯定判断した場合には、受信した光信号は、撮影対象の被写体が所持している距離センサー送信機３００から送信されたものであると判定して、ステップＳ１２０へ進む。
【００１９】
ステップＳ１２０では、距離測定開始命令部２０３は、センサー距離算出部２０４に対して、被写体までの距離を算出するように指示するための命令信号を出力し、センサー距離算出部２０４は、該命令信号に応じてカメラ２００から被写体までの距離の算出を開始する。まず、ここでは、センサー距離算出部２０４は、光センサー受信部２０２が光信号を受信した時間と、超音波センサー受信部２０１が超音波信号を受信した時間との差分Ｔを算出する。
【００２０】
上述したように、距離センサー送信機３００においては、光センサー送信部３０３と超音波センサー送信部３０４とは、それぞれ同期して信号を送信しているため、この差分Ｔは、同時に送信された光信号と超音波信号との速度の違いに基づいて生じる到達時間差に相当する。具体例を図４に示す。光センサー送信部３０３の光信号の送信タイミング４ａと、超音波センサー送信部３０４の超音波信号の送信タイミング４ｂとが同一である場合、距離センサー送信機３００を所持した被写体が画角内に入ったときについて考える。このとき、光信号の速度は高速であるため、光センサー送信部３０３の光信号の送信タイミング４ａと、光センサー受信部２０２の光信号の受信タイミング４ｃとの時間差はほぼないと考えられる。これに対して、光信号よりも速度が遅い超音波信号は、光信号よりも遅いタイミング４ｄにおいて超音波センサー受信部２０１に到達する。このタイミング４ｃとタイミング４ｄとの時間の差分が上記差分Ｔに相当する。
【００２１】
よって、ステップＳ１３０において、センサー距離算出部２０４は、光信号と超音波信号との速度の違いと、ステップＳ１２０で算出した差分Ｔとに基づいて、カメラ２００から距離センサー送信機３００を所持した被写体までの距離を算出する。その後、ステップＳ１４０へ進む。
【００２２】
ステップＳ１４０では、センサー精度最適化部２０５は、ステップＳ１３０でセンサー距離算出部２０４によって算出された被写体までの距離と、撮影条件とに基づいて、ＡＦ精度の最適化を行う。具体的には、センサー精度最適化部２０５は、現在の焦点距離とＦ値とに基づいて被写界深度を求め、該被写界深度の情報と被写体までの距離の情報とに基づいて、被写界深度に応じた最適なＡＦ精度を決定する。例えば、センサー精度最適化部２０５は、図５に示すように、被写界深度がＢ〜Ａ´´のように深い場合にはＡＦ精度を下げるための処理を行う。一方、被写界深度がＡ〜Ａ´のように浅い場合には、ＡＦ精度を上げるための処理を行う。
【００２３】
なお、本実施の形態におけるＡＦ精度を下げるための処理とは、被写体までの距離の算出回数を減らして、ＡＦ処理の頻度、例えば焦点調節のための演算回数や焦点調節状態の検出回数を減少させる処理をいう。例えば、センサー精度最適化部２０５は、距離センサー送信機３００から受信した光信号と超音波信号の一部をサンプリングして被写体までの距離を算出するように制御して、ＡＦ処理の頻度を減少させる。被写界深度が深い場合には、合焦しているように見える被写体までの距離の範囲が広いため、ＡＦ処理の頻度を減少させたとしても、被写体にピントを合わせた状態を維持できる可能性が高い。
【００２４】
一方、本実施の形態におけるＡＦ精度を上げるための処理とは、被写体までの距離の算出回数を減らさずに、ＡＦ処理の頻度を増加させる処理をいう。例えば、センサー精度最適化部２０５は、距離センサー送信機３００から受信した光信号と超音波信号の全てを用いて被写体までの距離を算出するように制御して、ＡＦ処理の頻度を増加させる。被写界深度が浅い場合には、合焦しているように見える被写体までの距離の範囲が狭いため、ＡＦ処理の頻度を低下させずに、被写体にピントを合わせた状態を維持する必要がある。
【００２５】
その後、ステップＳ１５０へ進み、撮影部２０６は、ステップＳ１４０で最適化されたＡＦ精度でＡＦ処理を行って被写体に合焦させた後、撮影処理を行う。これによって、距離センサー送信機３００を所持した被写体に合焦させて撮影した画像データを取得することができる。
【００２６】
その後、ステップＳ１６０へ進み、センサー情報記録部２０７は、ステップＳ１５０で取得した画像データと、ステップＳ１１１で光センサー受信部２０２によって特定された被写体の属性データとを関連付けて、不図示のメモリに記録する。画像再生部２０８は、撮影終了後に、使用者からの指示に基づいて、メモリに記録されている画像データと被写体の属性データとをモニタに表示することができる。
【００２７】
その後、ステップＳ１７０へ進み、超音波センサー受信部２０１と光センサー受信部２０２は、受信モードが終了したか否かを判断する。ステップＳ１７０で否定判断した場合には、ステップＳ１１０へ戻る。これに対して、ステップＳ１７０で肯定判断した場合には、処理を終了する。
【００２８】
図２、図３に示した処理の適用例としては、例えば、運動会で子供に名前等の属性データを入力した距離センサー送信機３００を持たせておき、カメラ２００を用いて子供を追尾しながら動画を撮影する場合などが考えられる。この場合、カメラ２００は、子供が画角内に入ったときに子供に合焦させながら動画の撮影を行い、子供が画角から外れたら動画の撮影を停止するように制御することもできる。
【００２９】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）光センサー受信部２０２が光信号を受信した場合には、距離センサー送信機３００を所持した被写体が画角内に存在したと判定し、センサー距離算出部２０４は、被写体までの距離を測定する。そして、撮影部２０６は、被写体までの距離に基づいて、ＡＦ処理
を行って被写体に合焦させるようにした。これによって、距離センサー送信機３００を所持した被写体が画角内に入ったときに、該被写体に合焦させて撮影を行うことができる。
【００３０】
（２）光センサー受信部２０２は、受信した光信号を解析して被写体の属性データを特定し、特定した属性データがあらかじめ設定されている属性データと一致する場合に、その光信号は、撮影対象の被写体が所持する距離センサー送信機３００から送信されたものであると判定するようにした。これによって、画角内に距離センサー送信機３００を所持した被写体が複数いる場合であっても、撮影対象の被写体を特定して合焦させることができる。
【００３１】
（３）センサー距離算出部２０４は、光センサー受信部２０２が光信号を受信した時間と、超音波センサー受信部２０１が超音波信号を受信した時間との差分Ｔに基づいて、被写体までの距離を算出するようにした。これによって、被写体までの距離を精度高く算出することができる。
【００３２】
（４）センサー精度最適化部２０５は、現在の焦点距離とＦ値とに基づいて被写界深度を求め、該被写界深度の情報と被写体までの距離の情報とに基づいてＡＦ精度を変更するようにした。これによって、被写界深度に応じて最適なＡＦ精度を設定することができる。
【００３３】
―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラシステムは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、カメラ２００は、距離センサー送信機３００から送信される光信号を受信するための光センサー受信部２０２と、超音波信号を受信するための超音波センサー受信部２０１とを備える例について説明した。しかしながら、これらの受信部は、カメラ２００に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。
【００３４】
（２）上述した実施の形態では、図３のステップＳ１１０で否定判断した場合、すなわち超音波センサー受信部２０１と光センサー受信部２０２のそれぞれが超音波信号と光信号を受信しない場合には、そのまま待機する例について説明した。しかしながら、これらの信号を受信できない場合には、図３の処理を終了して、一般的な公知のＡＦ処理を実行するようにしてもよい。
【００３５】
（３）上述した実施の形態では、光センサー送信部３０３と超音波センサー送信部３０４は、一定の周期で信号（光信号と超音波信号）を送信する例について説明した。しかしながら、光センサー送信部３０３と超音波センサー送信部３０４は、カメラ２００が静止画を撮影する場合と動画を撮影する場合とで、信号の送信間隔を変えるようにしてもよい。例えば、カメラ２００からあらかじめ動画を撮影するのか静止画を撮影するのかを判定するための情報を距離センサー送信機３００へ送信するようにし、光センサー送信部３０３と超音波センサー送信部３０４は、カメラ２００から受信した情報に基づいて動画を撮影するのか静止画を撮影するのかを判定する。そして、光センサー送信部３０３と超音波センサー送信部３０４は、カメラ２００が動画を撮影する場合には、信号の送信間隔を長めに設定し、静止画を撮影する場合には、信号の送信間隔を短めに設定する。これによって、一定のフレームレートで画像データを取得する動画撮影時には、被写体が一度画角内に入ればその後も継続して画角内に入っている可能性が高いため、カメラ２００側での信号の受信間隔を長くして、処理負荷を低減させることができる。一方、静止画撮影においては、その都度被写体が画角内に入ったかを判定する必要があるため、カメラ２００側での信号の受信間隔を短くして、被写体の検出精度を高めることができる。
【００３６】
（４）上述した実施の形態では、図３に示す処理をカメラ２００で実行する例について説明した。しかしながら、撮影機能を備える他の機器、例えば携帯電話や携帯端末等に本発明を適用することも可能である。
【００３７】
（５）上述した実施の形態では、センサー精度最適化部２０５は、被写界深度を求めて被写界深度に応じた最適なＡＦ精度を決定する例について説明した。しかしながら、センサー精度最適化部２０５は、被写界深度に応じて、距離センサー送信機３００に対して、光信号と超音波信号の送信周期を変更するように指示するようにしてもよい。例えば、センサー精度最適化部２０５は、被写界深度が深い場合には、距離センサー送信機３００に対して、光信号と超音波信号の送信周期を長くするように指示する。これにより、距離センサー送信機３００からの光信号と超音波信号の受信間隔が長くなるため、被写体までの距離の算出回数を減らして、ＡＦ処理の頻度を減少させることができる。一方、被写界深度が浅い場合には、距離センサー送信機３００に対して、光信号と超音波信号の送信周期を短くするように指示する。これにより、距離センサー送信機３００からの光信号と超音波信号の受信間隔が短くなるため、被写体までの距離の算出回数を増やして、ＡＦ処理の頻度を増加させることができる。あるいは、センサー精度最適化部２０５は、距離センサー送信機３００に対して、被写界深度の情報を送信し、距離センサー送信機３００が、被写界深度に応じて光信号と超音波信号の送信周期を上記のように変更してもよい。
【００３８】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１００  カメラシステム、２００  カメラ、２０１  超音波センサー受信部、２０２  光センサー受信部、２０３  距離測定開始命令部、２０４  センサー距離算出部、２０５  センサー精度最適化部、２０６  撮影部、２０７  センサー情報記録部、２０８  画像再生部、３００  距離センサー送信機、３０１  被写体情報入力部、３０２  被写体情報格納部、３０３  光センサー送信部、３０４  超音波センサー送信部
【図１】
2012220676.tif 000003
【図２】
2012220676.tif 000004
【図３】
2012220676.tif 000005
【図４】
2012220676.tif 000006
【図５】
2012220676.tif 000007