(57)【要約】【課題】  自動露出調整機能を備えた撮像装置に関するものであって、被写体の移動により主となる被写体（主要被写体）に対する測光エリアの追尾処理に遅れが生じても、主要被写体に対する適正な露出合わせができる撮像装置及び撮像方法に関する。【解決手段】  被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、撮像手段による撮像の際の露光条件を設定する露光条件設定手段と、画像データに含まれる主要被写体を選択する主要被写体選択手段と、選択された主要被写体を含む主要エリアを設定する主要エリア設定手段と、主要被写体の移動を追尾する追尾手段と、を有してなり、露光条件設定手段が、追尾手段が主要被写体の移動を追尾したとき、主要エリアの一部を測光エリアとして設定し、設定された測光エリアの輝度に基づいて露光条件を設定することを特徴とする撮像装置による。【選択図】図２
2012044299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
上記撮像手段による撮像の際の露光条件を設定する露光条件設定手段と、
上記画像データに含まれる主要被写体を選択する主要被写体選択手段と、
上記選択された主要被写体を含む主要エリアを設定する主要エリア設定手段と、
上記主要被写体の移動を追尾する追尾手段と、
を有してなる撮像装置であって、
上記露光条件設定手段は、上記追尾手段が上記主要被写体の移動を追尾したとき、上記主要エリアの一部を測光エリアとして設定し、上記設定された測光エリアの輝度に基づいて上記露光条件を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記露光条件設定手段は、上記測光エリアの輝度の分布に基づいて露光量を決定し、上記決定された露光量に基づいて上記露光条件を設定する、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
上記追尾手段は、上記主要被写体の移動量を特定し、
上記露光条件設定手段は、上記特定された移動量に基づいて、上記測光エリアの大きさを決定する、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
上記露光条件設定手段は、上記特定された移動量が大きいほど、上記測光エリアの大きさを小さく決定する、
請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
上記追尾手段は、上記主要被写体の移動方向を特定し、
上記露光条件設定手段は、上記特定された移動方向に基づいて、上記測光エリアの上記主要エリア内での位置を決定する、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
上記露光条件設定手段により設定される上記測光エリアの大きさは、上記主要被写体の移動量に応じて異なる、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
上記露光条件設定手段により設定される上記測光エリアの上記主要エリア内での位置は、上記主要被写体の移動方向に応じて異なる、
請求項１記載の撮像装置。              
【請求項８】
被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
上記撮像手段による撮像の際の露光条件を設定する露光条件設定手段と、
上記画像データに含まれる主要被写体を選択する主要被写体選択手段と、
上記選択された主要被写体を含む主要エリアを設定する主要エリア設定手段と、
上記主要被写体の移動を追尾する追尾手段と、
を備えた撮像装置により実行される撮像方法であって、
上記撮像手段により上記画像データが取得されるステップと、
上記主要被写体選択手段により上記主要被写体が選択されるステップと、
上記追尾手段により上記主要被写体の移動が追尾されるステップと、
上記露光条件設定手段が、上記追尾手段が上記主要被写体の移動を追尾したとき、上記主要エリアの一部を測光エリアとして設定し、上記設定された測光エリアの輝度に基づいて上記露光条件を設定するステップと、
を有してなることを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動露出調整機能を備えた撮像装置に関するものであって、詳しくは、被写体の移動により主となる被写体（主要被写体）に対する測光エリアの追尾処理に遅れが生じても、主要被写体に対する適正な露出合わせができる撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動露出調整機能を備えた撮像装置において、移動する主要被写体を追尾し、追尾結果に基づいて適正な露出を自動的に調整するものが知られている（例えば特許文献１、特許文献２を参照）。特許文献１および特許文献２に記載されている主要被写体の露出調整方法は、撮像画面内における所定の領域を「主要被写体」が存在する「主要エリア」として選択し、選択された主要エリアに含まれる被写体像を自動的に追尾し、主要エリアの被写体像を測光して、この測光結果に応じた適正な露出を自動的に調整するものである。主要エリアを測光するとき、この領域を「測光エリア」という。
【０００３】
上記特許文献１および特許文献２に記載されている自動露出調整方法は、露出調整に必要な測光処理において、測光エリアを主要被写体の追尾結果に基づいて設定するものである。すなわち、主要被写体の動きが速いと主要エリアの追尾処理が間に合わず、主要被写体が測光エリアから外れてしまうことがある。主要被写体が測光エリアから外れると、測光エリア内に主要被写体以外の被写体（例えば背景）が入り込むことになる。そうすると、測光処理は背景を含んで行われることになり、背景の輝度に影響されて撮影画像である主要被写体の輝度を正確に把握することができず、適正な露出に調整することができなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、追尾された主要被写体に対する測光に用いる測光エリアの大きさ等を主要被写体の移動に応じて設定することで、測光エリアに主要被写体以外の被写体が入ることを防ぎ、背景などの輝度の影響を受けることがなく、最適な露出調整を自動的に行うことができる撮像装置及び撮像方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、撮像手段による撮像の際の露光条件を設定する露光条件設定手段と、画像データに含まれる主要被写体を選択する主要被写体選択手段と、選択された主要被写体を含む主要エリアを設定する主要エリア設定手段と、主要被写体の移動を追尾する追尾手段と、を有してなり、露光条件設定手段が、追尾手段が主要被写体の移動を追尾したとき、主要エリアの一部を測光エリアとして設定し、設定された測光エリアの輝度に基づいて露光条件を設定することを特徴とする。
【０００６】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、露光条件設定手段が、測光エリアの輝度の分布に基づいて露光量を決定し、決定された露光量に基づいて露光条件を設定する、ことを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、追尾手段が、主要被写体の移動量を特定し、露光条件設定手段が、特定された移動量に基づいて測光エリアの大きさを決定する、ことを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、露光条件設定手段が、特定された移動量が大きいほど、測光エリアの大きさを小さく決定する、ことを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、追尾手段が、主要被写体の移動方向を特定し、露光条件設定手段は、特定された移動方向に基づいて、測光エリアの主要エリア内での位置を決定する、ことを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、露光条件設定手段により設定される測光エリアの大きさは、主要被写体の移動量に応じて異なる、ことを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、露光条件設定手段により設定される上記測光エリアの主要エリア内での位置が、主要被写体の移動方向に応じて異なる、ことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法であって、撮像手段により画像データが取得されるステップと、主要被写体選択手段により主要被写体が選択されるステップと、追尾手段により主要被写体の移動が追尾されるステップと、露光条件設定手段が、追尾手段が主要被写体の移動を追尾したとき、主要エリアの一部を測光エリアとして設定し、設定された測光エリアの輝度に基づいて露光条件を設定するステップと、を有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定時間内における主要被写体の移動量が大きいときであって、主要被写体の追尾に遅れが生じても、主要被写体の輝度に応じた適正な露出合わせを自動的に行うことができる。また、本発明によれば、主要被写体の移動速度が速いときであっても、背景の輝度に影響されることなく、主要被写体の輝度に対して適正な露出を自動的に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る撮像装置の例を示す外観図であって、（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）背面図である。
【図２】本発明に係る撮像装置の例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る撮像装置が備える撮像素子（ＣＣＤ）の画像フレームを複数のエリア分割した例を示す図である。
【図４】図３に示す画像フレームに被写体の画像データを重ね合わせた例を示す図である。
【図５】本発明に係る撮像方法の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る撮像装置の主要エリアと測光エリアの変化の例を示す図である。
【図７】本発明に係る撮像方法の別の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る撮像装置の主要エリアと測光エリアの変化の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る撮像装置および撮像方法の実施の形態について図面を用いながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの外観図である。図１（ａ）は正面図を示している。図１（ｂ）は上面図を示している。図１（ｃ）は、背面図を示している。図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の正面部には、撮影レンズ５と鏡胴ユニット６からなる撮像光学系と、被写体に向けて閃光を発するストロボ発光部（フラッシュ）７と、光学ファインダ８が設けられている。図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の上面部には、レリーズボタン（シャッターボタン）２、電源ボタン３、撮影・再生切替ダイアル４が設けられている。図１（ｃ）に示すように、デジタルカメラの背面には、液晶モニタ（ＬＣＤ）９、光学ファインダ８の接眼レンズ部８ａ、広角側ズーム（Ｗ）スイッチ１０、望遠側ズーム（Ｔ）スイッチ１１、メニュー（ＭＥＮＵ）ボタン１２、確定（ＯＫ）ボタン１３等が設けられている。また、デジタルカメラ１の側面内部には、撮影した画像データを保存するためのメモリカード１４（図２参照）を収納するメモリカード収納部１５が設けられている。
【００１７】
レリーズボタン２は２つのスイッチが内部に備わっており、レリーズボタン２を半押しすると第１レリーズ信号を発し、レリーズボタン２を全押しすると第２レリーズ信号を発する。以下において、第１レリーズ信号が発せられる状態をレリーズ１とし、第２レリーズ信号が発せられる状態をレリーズ２とする。
【００１８】
図２は、本実施例にかかるデジタルカメラ１のシステム構成の例を示すブロック図である。図２においてデジタルカメラ１は、鏡胴ユニット６の撮影レンズ５を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのＣＣＤ２０と、ＣＣＤ２０から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をデジタル信号にするアナログフロントエンド部（以下、「ＡＦＥ部」という。）２１と、ＡＦＥ部２１から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部２２と、データを一時的に格納するＳＤＲＡＭ２３と、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ２４と、鏡胴ユニット６を駆動するモータドライバ２５と、を有してなる。
【００１９】
鏡胴ユニット６は、ズームレンズやフォーカスレンズ等を有する撮影レンズ５と、絞りユニット２６と、メカシャッターユニット２７と、を備えている。撮影レンズ５・絞りユニット２６・メカシャッターユニット２７は、モータドライバ２５によって駆動される。モータドライバ２５は、信号処理部２２の制御部（ＣＰＵ）２８からの駆動信号により駆動制御される。
【００２０】
ＣＣＤ２０には、ＣＣＤ２０を構成する複数の画素上にＲＧＢフィルタが配置されており、ＲＧＢの３原色に対応した電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）が出力される。ＡＦＥ部２１は、ＣＣＤ２０を駆動するＴＧ（タイミング信号発生部）３０と、ＣＣＤ２０から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をサンプリングするＣＤＳ（相関２重サンプリング部）３１と、ＣＤＳ３１にてサンプリングされた画像信号のゲインを調整するＡＧＣ（アナログ利得制御部）３２と、ＡＧＣ３２でゲイン調整された画像信号をデジタル信号（以下、「ＲＡＷ−ＲＧＢデータ」という。）に変換するＡ／Ｄ変換部３３と、を備えている。
【００２１】
信号処理部２２は、ＡＦＥ部２１のＴＧ３０に対する画面水平同期信号（ＨＤ）と画面垂直同期信号（ＶＤ）を出力し、これらの同期信号に合わせて、ＡＦＥ部２１のＡ／Ｄ変換部３３から出力されるＲＡＷ−ＲＧＢデータを取り込むＣＣＤインターフェース（以下、「ＣＣＤＩ／Ｆ」という。）３４と、ＳＤＲＡＭ２３を制御するメモリコントローラ３５と、取り込んだＲＡＷ−ＲＧＢデータを表示や記録が可能なＹＵＶ形式の画像データに変換するＹＵＶ変換部３６と、ＹＵＶ合成部３７と、表示や記録される画像データのサイズに合わせて画像サイズを変更するリサイズ処理部３８と、画像データの表示出力を制御する表示出力制御部３９と、画像データをＪＰＥＧ形式などで記録するためのデータ圧縮部４０と、画像データをメモリカード１４へ書き込み又はメモリカード１４から画像データを読み出すメディアインターフェース（以下、「メディアＩ／Ｆ」という。）４１と、操作部４２からの操作入力に基づき、ＲＯＭ２４に記憶された制御プログラムに基づいてデジタルカメラ１全体のシステム制御等を行うＣＰＵ２８と、を備えている。
【００２２】
操作部４２は、図１において示したように、デジタルカメラ１の外観表面に設けられているレリーズボタン２、電源ボタン３、撮影・再生切替ダイアル４、広角側ズームスイッチ１０、望遠側ズームスイッチ１１、メニューボタン１２、決定ボタン１３などで構成されている。操作部４２の各スイッチを撮影者が操作することで、各スイッチに応じた所定の動作指示信号が制御部２８に入力される。
【００２３】
ＳＤＲＡＭ２３には、ＣＣＤＩ／Ｆ３４に取り込まれたＲＡＷ−ＲＧＢデータが保存されると共に、ＹＵＶ変換部３６で変換処理されたＹＵＶデータ（ＹＵＶ形式の画像データ）およびＹＵＶ合成部３７で合成処理されたＹＵＶデータが保存され、更に、データ圧縮部４０で圧縮処理されたＪＰＥＧ形式などの画像データ等が保存される。なお、ＹＵＶデータとは、輝度データ（Ｙ）と、色差（輝度データと青色（Ｂ）データの差分（Ｕ）と、輝度データと赤色（Ｒ）の差分（Ｖ））の情報で色を表現するデータ形式である。
【００２４】
デジタルカメラ１が備える撮像手段は、撮影レンズ５と鏡胴ユニット６からなる撮像光学系と、鏡胴ユニット６の撮影レンズ５を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのＣＣＤ２０と、ＣＣＤ２０から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をデジタル信号にするアナログフロントエンド部（以下、「ＡＦＥ部」という。）２１と、ＡＦＥ部２１から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部２２と、データを一時的に格納するＳＤＲＡＭ２３と、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ２４と、鏡胴ユニット６を駆動するモータドライバ２５と、によって構成される。
【００２５】
次に、本実施例に係るデジタルカメラ１のモニタリング動作と静止画撮影動作について説明する。本実施例に係るデジタルカメラ１は、静止画撮影モード時には、以下に説明するようなモニタリング動作を実行しながら静止画撮影動作が行われる。
【００２６】
先ず、撮影者が電源ボタン３を操作して動作電源をＯＮにする。次に撮影者が、撮影・再生切替ダイアル４を撮影モードに設定すると、制御部２８がそれを検知し、制御部２８からモータドライバ２５に制御信号を出力される。モータドライバ２５は、鏡胴ユニット６を撮影可能位置に移動させ、かつ、ＣＣＤ２０、ＡＦＥ部２１、信号処理部２２、ＳＤＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、ＬＣＤ９等を起動させる。
【００２７】
起動した状態のデジタルカメラ１を被写体に向けると、撮影レンズ５を通して入射される被写体画像がＣＣＤ２０の各画素の受光面上に結像する。そして、ＣＣＤ２０から出力される被写体画像に応じたアナログＲＧＢ信号は、ＣＤＳ３１およびＡＧＣ３２を介してＡ／Ｄ変換部３３に入力され、Ａ／Ｄ変換部３３において１２ビットのＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される。
【００２８】
このＲＡＷ−ＲＧＢデータは、ＣＣＤＩ／Ｆ３４に取り込まれ、メモリコントローラ３５を介してＳＤＲＡＭ２３に保存される。ＳＤＲＡＭ２３から読み出されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは、ＹＵＶ変換部３６で表示可能な形式であるＹＵＶデータ（ＹＵＶ信号）に変換された後に、メモリコントローラ３５を介してＳＤＲＡＭ２３に保存される。
【００２９】
ＳＤＲＡＭ２３に保存されたＹＵＶデータは、メモリコントローラ３５を介して読み出されて、表示出力制御部３９を介してＬＣＤ９へと送られて表示される。ＬＣＤ９に表示されている画像は、ＣＣＤＩ／Ｆ３４による画素数の間引き処理により１／３０秒ごとに時間で１フレームがＳＤＲＡＭ２３から読み出されて表示されている。
【００３０】
なお、このモニタリング動作の間は、電子ファインダとして機能するＬＣＤ９に撮影画像が表示されているだけで、レリーズボタン２が操作されていない状態である。この撮影画像のＬＣＤ９への表示によって、撮影画像を撮影者が確認することができる。なお、表示出力制御部３９からＴＶビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のＴＶ（テレビ）に撮影画像（動画）を表示することもできる。
【００３１】
次に、信号処理部２２の動作について説明をする。信号処理部２２のＣＣＤＩ／Ｆ３４は、取り込んだＲＡＷ−ＲＧＢデータから、ＡＦ（自動合焦）評価値、ＡＥ（自動露出）評価値、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）評価値を算出する。ＡＦ評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、ＡＦ動作時（合焦検出動作時）には、撮影レンズ系５内の各フォーカスレンズ位置におけるＡＦ評価値を取得して、その極大になる点を合焦検出位置としてＡＦ動作が実行される。
【００３２】
ＡＥ評価値とＡＷＢ評価値は、ＲＡＷ−ＲＧＢデータにおけるＲＧＢ値のそれぞれの積分値から算出される。例えば、ＣＣＤ２０の全画素の受光面に対応した画面を２５６のエリアに等分割（水平１６分割、垂直１６分割）し、それぞれのエリアのＲＧＢ積算値を算出する。算出されたＲＧＢ積算値を用いて、ＡＥ処理では、画面のそれぞれのエリアの輝度を算出し、算出された輝度の分布から適正な露光量を決定する。決定した露光量に基づいて、露光条件（ＣＣＤ２０の電子シャッター回数、絞りユニット２６の絞り値等）を設定する。また、ＡＷＢ処理では、ＲＧＢの分布から被写体の光源の色に合わせたＡＷＢの制御値を決定する。このＡＷＢ処理により、ＹＵＶ変換部３６でＹＵＶデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、ＡＥ処理とＡＷＢ処理は、モニタリング時においては、所定の時間間隔をもって連続的に行われている。
【００３３】
モニタリング動作時に、レリーズボタン２が操作されると静止画撮影動作が開始し、合焦位置検出動作であるＡＦ動作と静止画記録処理が行われる。即ち、レリーズ１が制御部２８によって検知されると、制御部２８から、モータドライバ２５への駆動指令が発せられて、撮影レンズ５のフォーカスレンズが移動し、いわゆる山登りＡＦと称されるコントラスト評価方式のＡＦ動作が実行される。
【００３４】
ＡＦ（合焦）対象範囲が無限から至近までの全範囲であった場合、撮影レンズ５のフォーカスレンズは、至近から無限、又は無限から至近までの間の各フォーカス位置へと移動し、各フォーカス位置においてＣＣＤＩ／Ｆ３４が算出するＡＦ評価値を制御部２８が読み出す。そして、ＡＦ評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを移動させて合焦状態となる。
【００３５】
次に、ＡＥ処理が行われて露光が完了した時点で、制御部２８からモータドライバ２５への駆動指令によりメカシャッターユニット２７が閉じられ、ＣＣＤ２０から静止画用のアナログＲＧＢ画像信号が出力される。そして、アナログＲＧＢ画像信号は、モニタリング時と同様に、ＡＦＥ部２１のＡ／Ｄ変換部３３によりＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される、ＹＵＶ変換部３６においてＹＵＶデータに変換される。変換されたＹＵＶデータは、一旦、ＳＤＲＡＭ２３に保存されてからリサイズ処理部３８において、記録画素数に対応するサイズに変換される。
【００３６】
リサイズ処理の後、ＹＵＶデータは、データ圧縮部４０によってＪＰＥＧ形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたＪＰＥＧ形式等の画像データは、ＳＤＲＡＭ２３に書き戻された後にメモリコントローラ３５を介してＳＤＲＡＭ２３から読み出され、メディアＩ／Ｆ４１を介してメモリカード１４に保存される。
【００３７】
レリーズボタン２が半押し（レリーズ１が検出）されると、ＣＰＵ２８はＡＥ処理を開始する。ここでＡＥ処理は、被写体追尾動作モードが設定されている場合には、まず、被写体の追尾結果に基づき主要被写体の位置情報を取得する。追尾処理は、ＡＦＥ部２１および信号処理部２２によって信号処理されてＳＤＲＡＭ２３に書き込まれた画像データを用いて、主要被写体の移動先を検出する処理である。この追尾処理によって、主要被写体を測光エリア（ＡＥエリア）としてＡＥ評価値（測光結果）を算出し、このＡＥ評価値に基づき露光量を算出することで、この露光量に応じた露出条件（ＣＣＤ２０の電子シャッター速度、鏡胴ユニット６の絞りの絞り値、ＡＦＥ部２１のＡＧＣ回路のゲイン等）を設定する露出調整制御を行う。
【００３８】
ここで、上記ＡＥ評価値の算出方法を具体的に説明する。図３は、ＣＣＤ２０の画面（画像フレーム）を複数のエリアＹ１〜Ｙ２５６に分割した例を示している。図４は、図３に被写体の画像データを重ね合わせた状態と例示している。図４において、被写体である人物４１における顔の周辺を主要被写体とする主要エリア４２を表している。ＤＳＰ２２はＣＣＤ２０から入力された画像データ（各画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ））に基づいて、測光の対象となる各エリア（Ｙ１〜Ｙ２５６）の輝度データを算出する。輝度データＹｎの算出は、０．２９９Ｒｎ＋０．５８７Ｇｎ＋０．１１４Ｂｎによって行われる。ただしｎは１から２５６であって、Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎ、は各エリア内の各画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の平均値を示している。 
【００３９】
被写体追尾モードの場合には、主要エリア４２の輝度データを算出し、この算出した各輝度データの平均値を輝度データＹｆａｃｅとする。図４の例は、エリアＹ７１からＹ７４、エリアＹ８７からＹ９０、エリアＹ１０３からＹ１０６、エリアＹ１１９からＹ１２２、エリアＹ１３５からＹ１３８の輝度データの平均値がＹｆａｃｅとなる。すなわち、Ｙｆａｃｅは主要被写体に係る輝度データである。また、画像フレームに含まれる全てのエリアの輝度データをエリアごと（エリアＹ１からＹ２５６）に算出し、算出した全てのエリアの輝度データの平均値を輝度データＹａｌｌとする。そして、主要エリア４２に係る重み付け係数をｎ１、画像フレームの全体エリアに係る重み付け係数をｎ２（但し：ｎ１＋ｎ２＝１）として、輝度データＹｙ（ＡＥ評価値）を、Ｙｆａｃｅ×ｎ１＋Ｙａｌｌ×ｎ２によって算出する。
【００４０】
このように算出されたＡＥ評価値を、ＲＯＭ２４に予め記憶されている目標輝度データＹｘと比較し、適正な露出となっているか否かを判定する処理が行われる。この比較処理の結果、ＡＥ評価値が目標輝度データＹｘの値と一致した場合には適正な露出（明るさ）であると判断し、被写体輝度データＹｙが目標輝度データＹｘになるような露光量を算出して、露光条件（ＣＣＤ２０のシャッタースピード、鏡胴ユニット６の絞りの絞り値（開口値）、ＣＣＤ２０の感度であるＡＦＥ部２１のアンプ回路のゲイン値）を設定する。
【００４１】
露光条件の設定は、ＡＥ評価値（輝度データＹｙ）の値を大きくするときは、ＣＰＵ２８が「ＣＣＤ２０のシャッタースピードを遅くする。」、「絞り２６を大きくする。」、「ＣＣＤ２０の感度を高くする。」のいずれかまたは、これら複数を組み合わせて実行することであり、ＡＥ評価値を小さくするときは、「ＣＣＤ２０のシャッタースピードを速くする。」、「絞り２６を小さくする。」、「ＣＣＤ２０の感度を低くする。」のいずれかまたは、これら複数を組み合わせて実行することである。
【００４２】
デジタルカメラ１が備える露光条件設定手段は、信号処理部２２におけるＡＥ評価値を算出するプログラムと、算出されたＡＥ評価値とＲＯＭ２４に記憶されている目標輝度データＹｘを比較するプログラムと、比較の結果に応じてシャッタースピードの制御や絞りを制御するプログラムと、によって構成される。露光条件設定手段によって、撮像手段による撮像の際の露光条件を設定することができる。
【００４３】
次に、主要被写体４２の追尾処理について説明をする。主要被写体４２は、被写体追尾モードに入ったときに、ユーザの操作によって決定される。具体的には、デジタルカメラ１が被写体追尾モードの場合、ＬＣＤ９に主要被写体を選択するための矩形枠が表示される。ユーザは、撮影したい主要被写体４２が矩形枠の中に重なるように画角をあわせ、決定ボタン１３を押す。この一連の操作によって主要被写体を含むエリアである主要エリア４２を決定することができる。
【００４４】
デジタルカメラ１が備える主要被写体選択手段は、矩形枠が表示されるＬＣＤ９と、ユーザが撮影したい主要被写体に枠を重ねて選択を決定する決定ボタン１３と、決定ボタン１３からの信号に応じて、主要被写体を選択決定するプログラムと、によって構成される。この主要被写体選択手段が実行する主要被写体選択処理によって、撮像手段が取得する画像データに含まれる主要被写体を選択することができる。
【００４５】
デジタルカメラ１が備える主要エリア設定手段は、主要被写体選択手段によって選択決定された矩形枠内に含まれる被写体データを主要被写体として認識するプログラム、によって構成される。この主要エリア設定手段が実行する主要エリア設定処理によって、選択された主要被写体を含む主要エリアを設定することができる。
【００４６】
主要エリア４２が決定されると、ＬＣＤ９には主要被写体を囲む矩形枠が表示され、ＣＰＵ２８は矩形枠内の特徴量を抽出する。その後、追尾サイクル毎に主要エリア４２の特徴量を算出し、前サイクルで算出された特徴量との比較を繰り返す。特徴量の比較処理において、前サイクルとの差分が少ない部分があれば、主要被写体がその位置に移動したと判定することができる。この判定された移動方向に対して、主要エリア４２を移動させて、これに応じて矩形枠の表示を更新する。これを繰り返すことで主要被写体の追尾処理が実行される。
【００４７】
デジタルカメラ１が備える追尾手段は、矩形枠の特徴量を算出するプログラムと、算出された特徴量と前サイクルで算出された特徴量とを比較するプログラムと、比較結果によって主要被写体の移動方向を判定するプログラムと、によって構成される。この追尾手段が実行する追尾処理によって主要被写体に移動を追尾することができる。
【００４８】
次に、本発明に係る撮像装置において実行される撮像方法の実施例について説明をする。図５は本発明に係る撮像方法の処理の流れの例を示すフローチャートである。図５において各処理ステップはＳ１０１、Ｓ１０２・・・のように表記する。まず、ＣＰＵ２８は、主要被写体の追尾を実行する被写体追尾モードであるか否かの判断をする（Ｓ１０１）。被写体追尾モードである場合（Ｓ１０１のＹｅｓ）、ＣＰＵ２８は被写体の追尾処理を実行する（Ｓ１０２）。被写体の追尾処理の詳細は前述のとおりである。
【００４９】
次に、ＣＰＵ２８は、被写体の追尾処理が成功したか否かを判断する（Ｓ１０３）。この判断の結果、被写体の追尾が成功していれば（Ｓ１０３のＹｅｓ）、レリーズボタン２が押されたか否かの判断を行う（Ｓ１０４）、レリーズボタン２が押されてレリーズ１が検出されたら（Ｓ１０４のＹｅｓ）、主要被写体の移動量を取得する（ステップＳ１０５）。Ｓ１０４における判断処理は、上記のようにＣＰＵ２８が第１レリーズ信号を検知したか否かで行う。
【００５０】
次に、主要被写体移動量取得処理（Ｓ１０５）において取得した主要被写体の移動量が、所定の値以上であるか否かの判断を行う（Ｓ１０６）。移動量が所定の値以上である場合（Ｓ１０６のＹｅｓ）、主要被写体の移動速度が速く、追尾が困難な状態であるから、主要エリア４２の領域の中央部分の５０％の領域を測光エリアとして設定して、ＡＥ評価値を取得する（Ｓ１０７）。
【００５１】
このように、主要エリア４２に対して測光エリアを小さくすることで、主要エリア４２が主要被写体の中心からずれたとしても、測光エリアに背景部分が入り込む余地を狭くすることができる。これによって、背景部分による測光結果への影響を排除することができ、被写体の移動速度が速いときであっても、適正な露光設定を自動的に行うことができるようになる。なお、測光エリアの大きさは、主要被写体の移動量に応じて異なるように設定するようにしてもよく、例えば、移動量が大きいほど測光エリアの大きさを小さく設定するようにしてもよい。
【００５２】
ＡＥ評価値の取得（Ｓ１０７）とともに、ＣＰＵ２８はＦＯＣＵＳモータドライバ２５を駆動させてＦＯＣＵＳレンズ５を走査させ、合焦位置の検出処理を実行し、合焦位置に撮影レンズ５のフォーカスレンズを移動させる。その後、レリーズボタン２が押されてレリーズ２が検出されたら（Ｓ１０９のＹｅｓ）、ＡＥ評価値に基づいてＡＥ制御を行う（Ｓ１１０）。ＡＥ制御によって、適正な露出設定が終わった後に被写体画像が取り込まれて（Ｓ１１１）、取り込まれた被写体画像に対しＡＷＢ制御が行われ、画像ファイルとして記録される（Ｓ１１２）。
【００５３】
なお、被写体追尾モードでない場合（Ｓ１０１のＮｏ）、または被写体の追尾が失敗した場合（Ｓ１０３のＮｏ）において、レリーズ１が検出されたときは（Ｓ１１３のＹｅｓ）、通常ＡＥ制御時の測光モードに基づき画面全体のＡＥ評価値を取得し（Ｓ１１４）、ＡＦ制御を行い合焦位置に撮影レンズ５のフォーカスレンズを移動させる。その後、レリーズ２が検出されたら（Ｓ１１５のＹｅｓ）、通常のＡＥ制御を行い、露出を合わせて（Ｓ１１６）、画像が取り込まれ（Ｓ１１１）、通常のＡＷＢ制御が行われて、画像が記録される（Ｓ１１２）
【００５４】
次に、ＬＣＤ９に表示される被写体と主要エリア及び測光エリアの関係を説明する。図６は、被写体の移動に伴う主要エリアと測光エリアの変化の状態を示している。図６（Ａ）は、初期状態の被写体４１と主要エリア４２の状態を示している。図６（Ａ）において、被写体４１の顔付近が主要エリア４２として選択されている。したがって、主要エリア４２を示す矩形枠が顔付近に実線で表示されている。
【００５５】
図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す状態の次の追尾サイクルにおける主要エリア４２と測光エリア４３の状態を表している。図中、点線で示す測光エリア４３は、ＬＣＤ９には表示されない枠であるが、説明のために図示している。図６（Ａ）と図６（Ｂ）を比較すると、被写体４１の移動量が小さく、主要エリア４２に含まれる主要被写体にもほとんど変化がない。このように移動量が所定の値よりも小さいときは、測光エリア４３は主要エリア４２とほぼ同じ大きさの枠であればよい。
【００５６】
図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の次の追尾サイクルにおける主要エリア４２と測光エリア４３の別の状態を表している。図６（Ａ）と図６（Ｃ）を比較すると、被写体４１の移動量が大きく、主要エリア４２に含まれる主要被写体の略半分近くが主要エリア４２から外れている。このような状態では、移動量が所定の値を超える（図５のＳ１０５）。このように、移動量が大きいときは、例えば測光エリア４３を主要エリア４２の中央付近で、かつ、主要エリア４２の大きさの半分の大きさに設定する。
【００５７】
このように、測光エリア４３の大きさや主要エリア４２に対する位置を被写体の移動量に応じて変化させることで、測光エリア４３に主要被写体以外の被写体（例えば背景）が入りこむことを防ぐことができる。この結果、ＡＥ制御に使用される測光エリアは、主要被写体の移動速度に応じて追尾枠に対して最適なサイズとなり、より正確なＡＥ評価値の算出を実行することができ、主要被写体に最適な露光となる画像を得ることが可能となる。
【００５８】
次に本発明に係る撮像装置において実行される撮像方法の別の実施例について説明する。すでに説明をした実施例は、測光エリアの大きさによらず、測光エリア４３の位置は主要エリア４２の中心であったが、本実施例は、測光エリア４３のサイズが主要エリア４２よりも小さい場合、測光エリア４３の位置を主要エリア４２内で、かつ、被写体の移動方向に応じて変動させるものである。
【００５９】
図７は、本実施例に係る撮像方法のフローチャートである。図７において各処理ステップはＳ２０１、Ｓ２０２、・・・のように表記する。まず、ＣＰＵ２８は、主要被写体の追尾を実行する被写体追尾モードであるか否かを判断する（Ｓ２０１）。被写体追尾モードである場合（Ｓ２０１のＹｅｓ）、ＣＰＵ２８は被写体の追尾処理を実行する（Ｓ２０２）。被写体の追尾処理の詳細は前述のとおりである。
【００６０】
次に、ＣＰＵ２８は、被写体の追尾処理が成功したか否かを判断する（Ｓ２０３）。この判断の結果、被写体の追尾が成功していれば（Ｓ２０３のＹｅｓ）、レリーズボタン２が押されたか否かの判断を行う（Ｓ２０４）。レリーズボタン２が押されてレリーズ１が検出されたら（Ｓ２０４のＹｅｓ）、主要被写体の移動方向および移動量を取得する（Ｓ２０５）。取得した主要被写体の移動量が所定の値以上であった場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）、主要被写体の移動速度が速く、追尾が困難であると判断し、主要エリア４２の中央５０％の領域を測光エリア４３とし（Ｓ２０７）、さらに、主要エリア４２の中央から被写体の移動方向に移動した位置を測光エリア４３として設定する（Ｓ２０８）。
【００６１】
なお、主要被写体の移動量が所定の値以下であった場合には（Ｓ２０６のＮｏ）、測光エリア４３は追尾している主要エリア４２全体として設定される（Ｓ２０９）。測光エリア４３が設定されたら、ＣＰＵ２８は設定された測光エリア４３を用いて、ＡＥ評価値を取得する（Ｓ２１０）。
【００６２】
このように、測光エリア４３を主要エリア４２に対して小さくし、さらに小さく設定した測光エリア４３を主要エリア４２の中心から移動方向にずらすことで、主要エリア４２が主要被写体の中心からずれて、測光エリア４３の端に背景部分が入り込み測光結果に影響を及ぼすことを防ぎ、主要被写体上で測光エリアを設定できる。
【００６３】
ＡＥ評価値の取得（Ｓ２１０）とともに、ＣＰＵ２８はＦＯＣＵＳモータドライバ２５を駆動させて撮影レンズ５のフォーカスレンズを走査させ、合焦位置の検出処理を実行し、合焦位置に撮影レンズ５のフォーカスレンズを移動させる。その後、レリーズボタン２が押されてレリーズ２が検出されたら（Ｓ２１１のＹｅｓ）、ＡＥ評価値に基づいてＡＥ制御を行う（Ｓ２１２）。ＡＥ制御によって、適正な露出設定が終わった後に被写体画像が取り込まれて（Ｓ２１３）、取り込まれた被写体画像に対してＡＷＢ制御が行われ、画像ファイルとして記録される（Ｓ２１４）。
【００６４】
なお、ステップＳ２０１において被写体追尾モードでない場合、またはステップＳ２０３で被写体の追尾が失敗した場合に、レリーズ１が検出されたとき（Ｓ２１５のＹｅｓ）、通常ＡＥ制御時の測光モードに基づき画面全体のＡＥ評価値を取得し（Ｓ２１６）、ＡＦ制御を行って合焦位置に撮影レンズ５のフォーカスレンズを移動させる。その後レリーズボタン２が全押しされたら（Ｓ２１７のＹｅｓ）、通常のＡＥ制御を行って露出を合わせて（Ｓ２１８）、適正な露出設定が終わった後に被写体画像が取り込まれて（Ｓ２１３）、取り込まれた被写体画像に対してＡＷＢ制御が行われ、画像ファイルとして記録される（Ｓ２１４）。
【００６５】
次に、本実施例におけるＬＣＤ９に表示される被写体と主要エリア及び測光エリアの関係を説明する。図８は、被写体の移動に伴う主要エリアと測光エリアの変化の状態を示している。図８（Ａ）は、初期状態の被写体４１と主要エリア４２の状態を示している。図８（Ａ）において、被写体４１の顔付近が主要エリア４２として選択されている。したがって、主要エリア４２を示す矩形枠が顔付近に実線で表示されている。
【００６６】
図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示す状態の次の追尾サイクルにおける主要エリア４２と測光エリア４３の状態を表している。図中、点線で示す測光エリア４３は、ＬＣＤ９には表示されない枠であるが、説明のために図示している。図８（Ａ）と図８（Ｂ）を比較すると、被写体４１は移動をしているが、その移動量は所定の値よりは小さい。すなわち、移動速度が遅い。よって、測光エリア４３の大きさは主要エリア４２の大きさの略半分に変化しているが、測光エリア４３の位置は主要エリア４２の中心位置から被写体４１の移動方向に少しだけ動いた位置に変動している。
【００６７】
図８（Ｃ）は、図８（Ａ）の次の追尾サイクルにおける主要エリア４２と測光エリア４３の別の状態を表している。図８（Ａ）と図８（Ｃ）を比較すると、被写体４１の移動量が大きい、すなわち、被写体の移動速度が速い。よって、測光エリア４３の大きさは主要エリア４２の大きさの略半分に変化し、さらに測光エリア４３の位置は主要エリア４２の中心位置から被写体４１の移動方向に大きく動いた位置に変動している。なお、測光エリアは必ず顔エリア枠の中に含まれるものとする。
【００６８】
このように本実施例に係る撮像装置によれば、被写体の露出調整に使用されるＡＥ評価値を算出するための測光エリアが、主要被写体の移動速度に応じて最適な位置と大きさになり、測光エリアに背景部分が入り込むことを防ぐことができる。これによって、主要被写体に最適な露光となる画像を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１    撮像装置
２    シャッターボタン
５    撮影レンズ
９    液晶モニタ（ＬＣＤ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００８−１９３２７８号公報
【特許文献２】特開２００９−２９０５１９号公報
【図１】
2012044299.tif 000003
【図２】
2012044299.tif 000004
【図３】
2012044299.tif 000005
【図４】
2012044299.tif 000006
【図５】
2012044299.tif 000007
【図６】
2012044299.tif 000008
【図７】
2012044299.tif 000009
【図８】
2012044299.tif 000010