摄像装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有变焦功能的摄像装置以及该摄像装置的控制方法。
【背景技术】
[0002]通常，具有通过驱动变焦透镜来光学实现可变倍率(光学变焦)的功能以及通过放大拍摄图像的部分来电实现可变倍率(电子变焦)的功能的摄像装置已被广泛使用。尤其是，可能在摄远状态下进行图像拍摄时发生被摄体的出框，因此，日本特开第2012-60595号公报公开了一种摄像装置，其具有构图辅助变焦功能(FA变焦功能)作为当被摄体出框时快速捕获被摄体的功能。根据日本特开第2012-60595号公报中公开的结构，进行控制，使得当指示开始FA变焦时沿广角方向进行变焦位置的缩小(zoom-out)以及当指示终止FA变焦功能时进行至开始FA变焦时获得的变焦位置的放大(zoom-1n)。
[0003]另外，具有根据被摄体检测信息自动改变变焦位置的自动变焦功能的摄像装置已被广泛使用。日本特开第2013-9435号公报公开了一种具有当确定检测到的被摄体不在摄像范围内时进行缩小以获得包括该被摄体的摄像范围的自动变焦功能的照相机的结构。
[0004]在日本特开第2012-60595号公报中公开的FA变焦功能中，响应于摄影者的操作进行缩小和放大。这里，为了增强摄影者的可用性，假设即使在FA变焦功能中也能够根据被摄体的状态自动进行变焦操作。
[0005]然而，利用日本特开第2013-9435号公报中公开的结构，出现当检测不到被摄体时不许可操作自动变焦功能的问题。例如，在基于关于被摄体面部的信息进行自动变焦的情况下，当被摄体移动、同时面部侧向或后向时，可能检测不到被摄体，因此，无法操作自动变焦功能。因此，如果被摄体不见了，则需要通过以通常方式操作变焦杆等再次捕获被摄体，因此，可能失去快门释放机会。
【发明内容】
[0006]本发明使得即使在被摄体不见时也能够通过检测被摄体并且自动控制视角的操作来在视角内快速再次捕获被摄体。
[0007]根据本发明的实施例，提供一种摄像装置，该摄像装置包括:移动检测单元，用于检测所述摄像装置的移动；被摄体检测单元，用于检测图像中的被摄体；设置单元，用于设置是否单独使第一模式和第二模式作为用于控制变焦操作的模式有效；以及控制单元，用于根据由所述设置单元设置的有效模式来控制所述变焦操作。在所述第一模式下，所述控制单元根据由所述被摄体检测单元检测到的所述被摄体的位置和大小中的至少一者来控制所述变焦操作，并且在所述第二模式下，所述控制单元在所述摄像装置的移动量对应于大于预定量的第一量的情况下进行用于将变焦倍率改变至广角侧的第一变焦操作，并且在执行所述第一变焦操作后检测到的所述摄像装置的移动量对应于小于所述预定量的第二量的情况下进行用于将所述变焦倍率改变至摄远侧的第二变焦操作。
[0008]根据本发明的另一实施例，提供一种摄像装置，该摄像装置包括:移动检测单元，用于检测所述摄像装置的移动；控制单元，用于控制变焦操作。在所述摄像装置的移动量对应于大于预定量的第一量的情况下所述控制单元设置第一变焦倍率并且进行将变焦倍率相比于所述第一变焦倍率改变至广角侧的第一变焦操作，以及在执行所述第一变焦操作后检测到的所述摄像装置的移动量对应于小于所述预定量的第二量的情况下，所述控制单元进行将所述变焦倍率改变至设置的所述第一变焦倍率的第二变焦操作。所述控制单元根据从进行所述第二变焦操作时起到进行下一所述第一变焦操作时的时间段来改变下一所述第一变焦操作中的所述第一变焦倍率。
[0009]根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0010]图1是例示根据本发明的实施例的数字静态照相机的结构的框图。
[0011]图2是例示焦距与针对距被摄体的各距离的聚焦透镜的位置之间的关系的图。
[0012]图3A至图3D是例示在被摄体搜索状态下的视角以及在摄像准备状态下的视角的图。
[0013]图4A和图4B是例示避免被摄体(物体)出画面的处理的图。
[0014]图5A至图5C是例示避免被摄体(人物)出画面的处理的图。
[0015]图6A至图6F是例示避免画面中的被摄体(人物)的大小变化的处理的图。
[0016]图7A和图7B是例示FA变焦功能的处理的流程图。
[0017]图8是与图7A和图7B —起例示FA变焦功能的处理的流程图。
[0018]图9是与图7A和图7B —起例示FA变焦功能的处理的流程图。
[0019]图1OA至图1OC是例示被摄体指定处理的流程图。
[0020]图1lA和图1lB是分别例示FA缩小操作和FA放大操作的流程图。
[0021]图12是例示变焦停止确定的流程图。
[0022]图13是例示照相机移动确定处理的流程图。
[0023]图14是例示在自动搜索模式下的变焦返回倍率存储处理的流程图。
[0024]图15A至图15D是例示菜单设置的图。
【具体实施方式】
[0025]在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。注意，通过本实施例来实现用于辅助用户执行的构图的构图辅助变焦功能，并且为了简单起见，将该功能称为“构图辅助变焦功能”(下文中简称为“FA变焦功能”)。
[0026]图1是作为本实施例的摄像装置的示例的数字静态照相机100的结构的框图。数字静态照相机100能够执行FA变焦功能。
[0027]镜筒101包括透镜组。变焦透镜102通过沿光轴方向移动来控制焦距从而光学改变视角(改变变焦倍率)。聚焦透镜103通过沿光轴方向移动来控制焦点。图像稳定透镜104用于校正由照相机抖动引起的图像模糊。光圈快门105能够控制光量并用于曝光控制。虽然数字静态照相机100包括在本实施例中被一体化构造的镜筒101和照相机主体，但是本发明并不限于此。本实施例还适用于包括照相机主体以及从照相机主体可拆装的可交换镜头的摄像系统。
[0028]通过镜筒101传输的光被包括CXD (电荷耦合器件)或CMOS (补金属氧化物半导体)的摄像元件106接收。摄像元件106通过将被摄体图像光电转换为电信号来生成摄像信号。该摄像信号被提供给图像处理电路107。图像处理电路107对输入的摄像信号进行包括像素插值处理和色彩转换处理的各种处理，并将最终图像数据(各种处理后获得的图像数据)输出到图像存储器108。图像存储器108是包括DRAM(动态随机存取存储器)或SRAM(静态随机存取存储器)的存储单元。
[0029]显示单元109包括TFT IXD(薄膜晶体管驱动液晶显示器)等并显示拍摄的图像(图像数据)。另外，显示单元109显示特定信息(包括例如以下描述的摄影信息以及FA变焦框)以及拍摄的图像。实现电子取景器(EVF)功能以用于通过诸如实时取景等的信息显示来调节摄影者的视角。
[0030]光圈快门驱动单元110根据通过由图像处理电路107进行的图像处理获得的亮度信息来计算曝光控制值(光圈值以及快门速度)，并根据计算结果来驱动光圈快门105。由此，进行AE(自动曝光)控制。图像稳定透镜驱动单元111根据关于诸如陀螺仪传感器等的角速度传感器的信息来计算对数字静态照相机100施加的抖动量，并且驱动图像稳定透镜104以使得该抖动量被消除(减少)。
[0031]聚焦透镜驱动单元112驱动聚焦透镜103。在该实施例中，数字静态照相机100通过对比度检测方法来进行AF(自动聚焦)控制。因此，聚焦透镜驱动单元112根据通过由图像处理电路107进行的图像处理获得的摄像光学系统的聚焦控制信息(对比度评价值)，来驱动聚焦透镜103以使得被摄体被聚焦。然而，本实施例并不限于此，可以进行采用除对比度检测方法以外的其他方法(诸如相差AF方法)的AF控制，或者采用诸如对比度检测方法与其他方法的组合等的多种方法的AF控制。
[0032]变焦透镜驱动单元113根据变焦操作指令来驱动变焦透镜102。操作单元117包括用作被摄影者用来指示数字静态照相机100进行变焦的变焦操作部件的变焦杆、变焦按钮等。系统控制器114根据用于变焦指示操作的变焦操作部件的操作量以及操作方向来计算变焦驱动速度和驱动方向。根据计算结果，沿光轴移动变焦透镜102。
[0033]通过摄影操作生成的图像数据通过接口单元(下文中简称为“I/F单元”)115被提供给记录单元116并存储在其中。图像数据被存储在附装到数字静态照相机100的外部记录介质(诸如存储卡)以及数字静态照相机100中包括的非易失性存储器118中的至少一者中。
[0034]操作单元117除了包括变焦操作部件之外，还包括用于指示摄影开始的释放开关、用于指示FA变焦功能的开始和结束的FA变焦操作开关。从操作单元117输出的信号被提供给下文中将描述的系统控制器114。存储器118除了存储程序数据和图像数据之外，还存储关于数字静态照相机100的设定的信息、关于下文中将描述的FA变焦功能的放大倍率的信息等。这里，放大倍率(zoom-1n magnificat1n)用作当FA变焦终止时进行的放大的目标的变焦返回倍率，在下文中将详细进行描述。
[0035]包括诸如CPU(中央处理单元)的计算设备的系统控制器114通过根据摄影者的操作向各种单元发送控制指令来控制整个数字静态照相机100。系统控制器114执行存储器118中存储的各种控制程序，诸如用于摄像元件106的控制、AE/AF控制以及变焦控制(包括FA变焦处理)的程序。
[0036]接下来，将描述与系统控制器114中的FA变焦功能相关联的控制。如图1中所示，系统控制器114包括CZ控制器119、电子变焦控制器120、FA变焦框控制器121、FA变焦控制器122以及被摄体检测单元123。
[0037]为了在通过光学变焦改变视角时维持聚焦状态，在后焦点型镜筒(诸如镜筒101)的情况下，需要根据变焦透镜102的位置，将聚焦透镜103移动到适当的焦点位置。该控制称为“计算机变焦(CZ)控制”。图2是例示变焦透镜102的焦距与依赖于被摄体距离的焦点位置之间的关系的图。在图2中，变焦透镜102的焦距与确保聚焦的焦点位置之间的关系在图形上被表现为针对距被摄体的不同距离的数据表。在本实施例中，该表被称为“聚焦凸轮表”。在图2中，横轴表示对应于变焦位置的焦距，纵轴表示焦点位置。数字静态照相机100与被摄体之间的距离(被摄体距离)被表示在各条图线的旁边。
[0038]当进行AF控制时，系统控制器114指示聚焦透镜驱动单元112在预定范围内移动聚焦透镜103，从而进行扫描操作。利用在该操作期间获得的对比度评价值等，通过通常方法检测作为焦点的焦点位置。可以参照聚焦凸轮表，利用检测时的变焦位置以及焦点位置来测量被摄体距离。
[0039]数字静态照相机100具有光学变焦功能和电子变焦功能。CZ控制器119和变焦透镜驱动单元113进行光学变焦。当进行变焦操作时CZ控制器119按照预定控制周期来检测变焦透镜102的变焦位置。然后CZ控制器119驱动聚焦透镜103，以使得遵照在对应于变焦位置的、通过AF控制测量的被摄体距离中的聚焦凸轮表。由此，可以在维持聚焦状态的同时进行光学变焦操作。
[0040]电子变焦控制器120和图像存储器108进行电子变焦。电子变焦控制器120通过从传送到图像存储器108的图像数据中提取目标区域来实现电子变焦功能。另外，电子变焦控制器120在逐渐增加提供给摄像元件106的图像的按照帧速率周期提取的范围的同时，在显示单元109中显示该范围以使得实现平滑电子变焦显示。根据光学变焦和/或电子变焦，显示的图像的视角被改变。
[0041]被摄体检测单元123从图像存储器108中存储的图像数据中检测期望的被摄体区域。在本实施例中，将描述用于根据图像数据中包括的面部信息或色彩信息来检测被摄体(面部或物体)的被摄体检测方法(面部检测处理或色彩检测处理)。
[0042]在面部检测处理中，根据通常的算法来检测图像数据中包括的面部区域。例如，被摄体检测单元123从图像数据中的正方形的部分区域中提取特征值，并将该特征值与预先提供的面部的特征值相比较。当特征值之间的相关度超出预定阈值时，被摄体检测单元123确定该部分区域是面部区域。在该部分区域的大小、布置位置以及布置角度的组合被改变时反复进行该确定，以使得图像数据中包括的不同面部区域被检测到。
[0043]在色彩检测处理中，关于由以下描述的被摄体指定方法指定的被摄体区域的色彩的信息被存储作为特征色彩。当要检测的被摄体是物体(人物以外的“物体”)时执行色彩检测处理。色彩信息的示例包括从图像处理电路107输出的RGB信号、亮度Y以及色差R-Y、B-Y等。在被摄体检测时，被摄体检测单元123将图像数据划分为多个部分区域并且计算各个部分区域中的亮度的平均值和色差的平均值。另外，被摄体检测单元123将预先存储的特征色彩信息与被摄体检测时的区域的色彩信息比较，并且确定亮度的差分和色差的差分小于等于预定量的部分区域作为被摄体区域的候选。作为被摄体区域候选的相互相邻的部分区域的集合被确定为相同颜色区域，并且具有预定范围内大小的相同颜色区域的区域被确定为最终被摄体区域。
[0044]被摄体检测单元123可以通过利用除了面部信息和色彩信息以外的、关于由CZ控制器119测量的被摄体距离的信息以及关于变焦透镜102的焦距的信息来估计图像数据上的被摄体区域的大小。
[0045]姿势检测单元124根据关于加速度传感器的信