JP2024088392A - 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体を正確に検知しながら被写体を追尾して撮影することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】被写体を撮像する撮像手段と、第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得手段と、第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得手段と、撮像手段の画角を変更する変更手段と、を備え、変更手段は、第１の情報に基づいて、画角の第１の方向への変更、もしくは画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、第２の情報に基づいて、画角の第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

近年、カメラやスマートフォンなどの撮像装置、さらにそれらを搭載する雲台・ジンバルなどの装置において、撮影した画像情報に基づいて被写体を検出することで、被写体を追尾したりピント調整を行ったりといった、撮影をアシストする技術が一般的となっている。しかしながら、画像情報に基づいて被写体を検出する方法では、画面上での主たる被写体が主たる被写体以外の物体に隠れてしまう状況などでは、主たる被写体を検出することができない。

そこで、被写体に位置情報を発信する装置を取り付けることで、カメラに被写体位置を認識させる技術が提案されている。

特許文献１には、被写体に取り付けた装置からの位置情報に基づいて、画面上での被写体検出範囲を決定し、被写体検出を行う技術が開示されている。

特開２００６－２７０２７４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、検出できる被写体が撮像装置の画角内の被写体に限られる。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被写体を正確に検知しながら被写体を追尾して撮影することが可能な撮像装置を提供することである。

本発明に係わる撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得手段と、前記撮像手段の画角を変更する変更手段と、を備え、前記変更手段は、前記第１の情報に基づいて、前記画角の第１の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、前記第２の情報に基づいて、前記画角の前記第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行うことを特徴とする。

本発明によれば、被写体を正確に検知しながら被写体を追尾して撮影することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。 計測部と第１の情報取得部を抜き出して示した図。 撮像装置で取得した画像と第２の情報取得部で得られる情報を示す図。 第１の実施形態における画角変更部の構成を示す図。 第１の実施形態における水平方向の画角の変更を示す図。 第１の実施形態における被写体が画角外に位置する場合の画角変更を示す図。 第１の実施形態における垂直方向の画角の変更を示す図。 第１の実施形態における画角の大きさの変更を示す図。 第１の実施形態における垂直方向に対して傾いた場合の画角変更を示す図。 第２の実施形態における撮像装置の構成を示す図。 第２の実施形態における画角変更を説明するための図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置１の構成を示すブロック図である。

撮像装置１は、カメラ部１５、第１の情報取得部４、第２の情報取得部７、画角変更部３０、制御部２５、メモリ２６を有する。カメラ部１５は、レンズ２と撮像素子３とを有し、第１の情報取得部４は、情報取得部５と第１の位置演算部６とを有し、第２の情報取得部７は、画像処理部８と第２の位置演算部９とを有している。マイクロコンピュータなどからなる制御部２５は、メモリ２６に記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置１全体を制御する。

撮像素子３には、ＣＭＯＳイメージセンサ等が使用され、レンズ２を通過した光を光電変換する。撮像素子３によって生成された信号は、画像処理部８において、各種画像処理が行われる。各種画像処理には、信号増幅や基準レベル調整などの前処理、画像データに含まれていない色成分の値を補間する色補間処理、ホワイトバランス調整や画像の輝度などを補正する補正処理、検出処理などが含まれる。処理された画像データは、画像処理部８において記録される。なお、上記の検出処理には、特徴領域（たとえば顔領域や人体領域）の検出、追尾処理、人物や動物などの認識処理などが含まれる。

第１の情報取得部４の情報取得部５は、被写体２０に取り付けられた計測部１０が発信する被写体２０の情報を取得する。第１の位置演算部６は、情報取得部５が取得したデータに基づいて、撮像装置１に対する被写体２０の位置や撮像装置１から被写体２０までの距離を算出する。

ここで、計測部１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて地球上の位置を計測することができる。あるいは、計測部１０と撮像装置１にそれぞれ配された複数または単一の発信機および受信機を用いて計測部１０と撮像装置１との相対位置を計測することができる。ただし、計測部１０と撮像装置１の相対位置の検出方法は、これらの方法に限定されるものではない。なお、本実施形態では、ＧＰＳを用いた位置計測の場合を例に挙げて説明する。

図２は、計測部１０と第１の情報取得部４を抜き出して示した図である。図２に示すように、計測部１０は受信部１１と発信部１２を備える。受信部１１は不図示の複数の人工衛星からの信号を受信し、受信した信号に基づき計測部１０の位置を検出する。検出された位置情報は地球等の巨視的に不動なものに固定された座標系に基づいた３次元データとして認識される。例えば地球の中心を原点とし、地球の回転軸と、原点と赤道上の所定の点を通る軸と、原点を通り該軸に直交する軸の３軸により、任意の位置を特定することができる。特定された位置の情報を、発信部１２が、撮像装置１の情報取得部５に送信（通信）する。

同様に、撮像装置１の情報取得部５にも受信部１４が設けられており、複数の人工衛星からの信号を受信し、受信した信号に基づき撮像装置１の位置を検出する。第１の位置演算部６は、情報取得部５が得た計測部１０と撮像装置１の位置情報に基づいて、撮像装置１に対する計測部１０の位置や撮像装置１から計測部１０までの距離を算出する。これにより、被写体２０の位置情報および撮像装置１から被写体２０までの距離情報を取得することができる。すなわち、第１の情報取得部４は、被写体２０に取り付けられた計測部１０から、被写体２０の位置情報や距離情報を取得することができる。なお、第１の情報取得部４によって取得される位置情報や距離情報は、本実施形態では、第１の情報と呼ぶ。

図３は、撮像素子３によって取得された画像２１内に被写体２０が存在する例を示す図である。第２の位置演算部９は画像処理部８で処理された画像データに基づいて、被写体２０の画像２１における位置・大きさを算出する。例えば、図３に示すように、画像２１の中心Ｏから被写体２０の中心までの位置（Ｘ，Ｙ）、被写体２０の高さ（Ｈ）、被写体２０の幅（Ｗ）を算出する。すなわち、第２の情報取得部７は、画像２１から被写体２０の位置や大きさなどの情報を取得することができる。なお、第２の情報取得部７によって取得される被写体２０の位置情報や大きさ情報は、本実施形態では、第２の情報と呼ぶ。

以上説明したように、撮像装置１は、第１の情報取得部４を用いて撮像装置１に対する被写体２０の３次元位置を、第２の情報取得部７を用いて被写体２０の画像２１上の位置・大きさを取得することが出来る。

なお、撮像装置１は、撮像装置１の傾きや角度変化を姿勢情報として検出することのできる慣性センサ２２を有する。撮像装置１は、第１の情報取得部４と第２の情報取得部７により、被写体２０の位置や距離、大きさに関する情報を取得し、慣性センサ２２によって姿勢情報を取得する。これらの情報に基づいて、駆動指令生成部１６は、画角変更部３０およびレンズ２に対する駆動指令を生成する。生成された駆動指令が、画角変更部３０とレンズ２に伝達され、パン・チルト・ロール方向の駆動制御やレンズ２によるズーム動作が行われることにより、カメラ部１５の画角を変更して被写体２０を自動追尾することができる。これにより、ユーザーの操作がなくとも、被写体２０を画角内に収めた画像をカメラ部１５で撮影することが可能となる。

なお、本実施形態においては、各座標軸を次のように定義する。レンズ２と撮像素子３によって構成される光学系の光軸で示される方向を光軸方向（Ｚ方向）、光軸方向に直交し、重力方向と平行な方向を垂直方向（Ｙ方向）、光軸方向と直交し、重力方向とも直交する方向を水平方向（Ｘ方向）とする。

次に、図４を用いて、本実施形態における画角変更部３０について説明する。撮像装置１は、レンズ２および撮像素子３を有するカメラ部１５と、カメラ部１５を回転駆動することでカメラ部１５の画角を変更する画角変更部３０とを備えている。なお、カメラ部１５は、画像取得手段である。

画角変更部３０は、チルト駆動部３１、ロール駆動部３２、パン駆動部３３、第１のアーム部３４、第２のアーム部３５、グリップ部３６を備えて構成される。カメラ部１５と第１のアーム部３４の間にチルト駆動部３１が、第１のアーム部３４と第２のアーム部３５の間にロール駆動部３２が、第２のアーム部３５とグリップ部３６の間にパン駆動部３３がそれぞれ設けられている。

各駆動部が回転することで各駆動部を介して接続されている２部材を相対的に回転させることができる。パン駆動部３３が回転することで、第２のアーム部３５からカメラ部１５までが回転し、カメラ部１５の画角が水平方向（Ｘ方向）に変更される。ロール駆動部３２が回転することで、チルト駆動部３１からカメラ部１５までが回転し、カメラ部１５の画角が光軸（Ｚ軸）回りに回転される。チルト駆動部３１が回転することで、カメラ部１５が回転し、カメラ部１５の画角が垂直方向（Ｙ方向）に変更される。

なお、ここまで、グリップ部３６が垂直かつカメラ部１５の傾きがない状態を例に画角変更部３０による画角変更を説明したが、撮像装置１の姿勢に応じて適宜駆動部の変更や複数駆動部の駆動が行われることで、画角が所定の方向に変更される。３つの駆動部の回転駆動によりカメラ部１５はグリップ部３６に対して３つの軸回りに回転することができる。これにより、撮影者が把持するグリップ部３６に手振れ等が生じた際には、これをキャンセルするように各可動部を駆動することによってカメラ部１５ではブレのない安定した画像を取得することができる。また、撮影者の操作もしくは予め決められたシーケンスに沿って各駆動部が駆動されることにより、カメラ部１５の画角を任意に変更しながら撮影することもできる。グリップ部３６には、撮像素子３によって取得された画像２１や、各種情報や、設定画面等を表示するための画面３７、撮影者の操作を入力するための操作部３８が設けられている。

次に、本実施形態における撮影シーケンスについて説明する。本実施形態では、前述の第１の情報取得部４および第２の情報取得部７によって、被写体２０の情報（位置や距離、大きさ等）を取得し、この情報に基づいて画角変更部３０がカメラ部１５を駆動することにより、撮像素子３で取得される画像の画角を変更する。具体的には、被写体２０が移動することで、撮像素子３の画像２１上の被写体２０の位置や大きさが変わったことを第１の情報取得部４および第２の情報取得部７のいずれかもしくは両方によって検知する。そして、被写体２０が所定の大きさで画像２１の略中央に位置するように画角変更部３０によってカメラ部１５の画角を変更する。これにより、被写体２０が移動した際にも、自動追尾して常に画像２１の略中央に被写体２０を所定の大きさで捕捉し続けることができる。本実施形態においてこのような撮影方法を被写体追尾撮影と呼ぶこととする。

なお、本実施形態では、例として被写体２０を画像２１の略中央に捕捉し続ける例について説明したが、例えばカメラ部１５の画角内において撮影者が指定した任意の位置に被写体２０を捕捉し続けるように被写体追尾撮影が行われてもよい。また、被写体２０の大きさについても撮影者の操作によって適宜変更されてもよい。

まず、図５を用いて、被写体２０が水平方向に移動した場合の被写体追尾撮影について説明する。図５（ａ）～５（ｃ）において、それぞれの上側に示される図は撮像素子３によって取得される画像２１を示す図であり、下側に示される図は撮像装置１と被写体２０を垂直方向（Ｙ方向）から見た図である。

図５（ａ）の時点では、被写体２０は画像２１の略中央に位置している。これに対して図５（ｂ）では、被写体２０が水平方向（Ｘ方向）にｘだけ移動して、画像２１の中央からズレ量ｘｄだけずれた位置に被写体２０が位置している。このときの撮像装置１と被写体２０の相対的な位置関係は、第１の情報取得部４によって取得することができる。被写体２０の光軸方向の位置ｚと、水平方向の位置ｘとから、カメラ部１５の光軸Ｏの方向に対する被写体２０の角度θｐを下記の式で算出することができる。

θｐ＝ｔａｎ^-1（ｘ／ｚ） …（１）
撮像装置１は、上記で算出された角度θｐが０になるように、駆動指令生成部１６で生成した駆動指令に基づいて、画角変更部３０のパン駆動部３３を駆動し、カメラ部１５を水平方向に回転させる。これにより、図５（ｃ）に示すように、被写体２０が画像２１の略中央に位置するように画角を変更することができる。上記の処理を繰り返し行うことによって、撮像装置１は、被写体２０が水平方向に移動した際にも、常に被写体２０を画像２１の略中央に捕捉し続けることができる。

図６は、被写体２０がカメラ部１５の画角の外側に位置する場合の水平方向の被写体追尾撮影について説明するための図である。

撮像装置１は、レンズ２および撮像素子３の情報等を用いて、撮像素子３で得られる画像２１に写る範囲を示す撮影画角θｆを算出することができる。図６（ａ）に示すように被写体２０の方向を示す角度θｐが撮影画角θｆの半分を超えると、被写体２０の位置がカメラ部１５の画角の外側となるため、被写体２０は画像２１に写らず、第２の情報取得部７からは被写体情報を得ることはできない。これに対して、第１の情報取得部４においては、図５の場合と同様に、撮像装置１と被写体２０との相対的な位置関係を取得することができる。

このため、前述の通り、第１の情報取得部４で得られる情報に基づいて、式（１）の計算式から角度θｐを求め、画角変更部３０で水平方向の画角を変更する。これにより、被写体２０がカメラ部１５の画角内に、さらには画像２１の略中央に位置するように、画角を変更することができる。すなわち、第１の情報取得部４が被写体２０の位置情報を取得し、第１の情報取得部４で取得した被写体２０の位置がカメラ部１５の画角外である場合には、画角変更部３０が水平方向の画角を変更する。これにより、被写体２０がカメラ部１５の画角外に位置する場合にも、正確に被写体追尾撮影を行うことができる。

ここまで、被写体２０の水平方向の移動に応じて、第１の情報取得部４で被写体の位置情報を取得し、被写体追尾撮影を行う例について説明した。しかし、撮影条件や撮影環境により、第２の情報取得部７によって取得される被写体の位置情報の精度が、第１の情報取得部４によって取得される被写体の位置情報の精度よりも高い場合が考えられる。その場合には、第１の情報取得部４によって取得される被写体２０の位置情報を基に水平方向の画角変更を行った後に、第２の情報取得部７によって被写体２０の位置情報を取得する。そして、第２の情報取得部７によって得られる被写体２０の位置情報に基づいて水平方向の画角変更をさらに行うことで被写体追尾撮影を行ってもよい。すなわち、第１の情報に基づいて画角変更部３０がカメラ部１５の画角を変更した後に、第２の情報に基づいてカメラ部１５の画角を変更する。取得される画像２１の略中央に被写体２０を捕捉するために、第１の情報取得部４の情報に基づいた画角変更で被写体２０がおおよその目標位置まで移動された後に、画像２１から第２の情報取得部７で位置情報を取得して画角変更を行う。これにより、精度の高い被写体追尾撮影を行うことができる。

次に、図７を用いて、被写体２０が垂直方向に移動した場合の被写体追尾撮影について説明する。図７（ａ）～７（ｃ）において、それぞれの上側に示される図は撮像素子３によって取得される画像２１を示す図であり、下側に示される図は撮像装置１と被写体２０を水平方向（Ｘ方向）から見た図である。

図７（ａ）の時点では、被写体２０は画像２１の略中央に位置している。これに対して図７（ｂ）では、被写体２０が垂直方向（Ｙ方向）にｙだけ移動して、画像２１の中央からズレ量ｙｄだけずれた位置に被写体２０が位置している。このときのずれ量ｙｄは、第２の情報取得部７の第２の位置演算部９によって算出することができる。

撮像装置１は、ズレ量ｙｄが０になるように、駆動指令生成部１６で生成した駆動指令に基づいて、画角変更部３０のチルト駆動部３１を駆動し、カメラ部１５を垂直方向に回転させる。これにより、図７（ｃ）に示すように、被写体２０が画像２１の略中央に位置するように画角を変更することができる。上記の処理を繰り返し行うことによって、撮像装置１は、被写体２０が垂直方向に移動した際にも、常に被写体２０を画像２１の略中央に捕捉し続けることができる。

ここまで、被写体２０が垂直方向に移動した場合に、第２の情報取得部７によって得られる情報を用いて、被写体追尾撮影を行う例について説明した。第１の情報取得部４によって被写体２０の垂直方向の移動を検出することもできるが、ＧＰＳでは水平方向と比較して垂直方向の検出精度が低いことがわかっている。また、第１の情報取得部４の検出方式によっては、計測部１０の一方向の移動しか検出することができず、被写体２０の垂直方向の移動を検出できないこともある。このため、被写体２０の垂直方向の移動に関しては、第２の情報取得部７によって得られる位置情報に基づいて、画角変更部３０でカメラ部１５の画角を変更することで、精度の高い被写体追尾撮影を行うことができる。

次に、図８を用いて、被写体２０が光軸方向に移動した場合の被写体追尾撮影について説明する。図８（ａ）～８（ｃ）において、それぞれの上側に示される図は撮像素子３によって取得される画像２１を示す図であり、下側に示される図は撮像装置１と被写体２０を垂直方向（Ｙ方向）から見た図である。

図８（ａ）の時点では、被写体２０が撮影画角θｆで撮影されており、被写体２０は画像２１の略中央に所定の大きさで写っている。図８（ｂ）では、被写体２０が光軸方向に移動して撮像装置１からの距離が大きくなることにより、画像２１における被写体２０の大きさが小さくなっている。

撮像装置１は、第１の情報取得部４によって撮像装置１と被写体２０との相対的な位置関係を取得し、これに基づいて撮像装置１から被写体２０までの距離ｚを取得することができる。撮像装置１は、レンズ２を構成する複数の光学素子を駆動制御することによって、図８（ｃ）に示すように、距離ｚに対応する撮影画角θｆになるよう画角の大きさを変更することができる。画像２１上の被写体２０の大きさは、距離ｚと撮影画角θｆによって決まる。撮影者の操作によって被写体２０の大きさが設定されると、撮像装置１はそれに応じて、距離ｚに基づいた適切な撮影画角θｆを決定し、被写体２０の大きさを一定に保つように画角の大きさを変更する。

また、図１において、レンズ２は画角変更部３０とは別に図示されているが、「画角の大きさを変更する」手段として画角変更部３０はレンズ２を含む。上記の処理を繰り返し行うことによって、撮像装置１は、被写体２０が光軸方向に移動した際にも、常に被写体２０が画像２１上において一定の大きさになるように撮影し続けることができる。

ここまで、被写体２０の光軸方向の移動に応じて、第１の情報取得部４で被写体の位置情報を取得し、被写体追尾撮影を行う例について説明した。しかし、撮影条件や撮影環境により、第１の情報取得部４によって取得される被写体２０の距離情報よりも、第２の情報取得部７によって取得される被写体２０の大きさ情報の方が、より精度良く被写体の大きさを把握できる場合が考えられる。その場合には、第１の情報取得部４の情報を基に画角の大きさの変更を行った後に、第２の情報取得部７によって被写体２０の大きさの情報を取得する。そして、第２の情報取得部７によって得られる被写体の大きさの情報に基づいて画角の大きさの変更をさらに行うことで被写体追尾撮影を行ってもよい。すなわち、第１の情報に基づいて画角変更部３０がカメラ部１５の画角を変更した後に、第２の情報に基づいてカメラ部１５の画角を変更する。取得される画像２１上の被写体２０の大きさを一定にするために、第１の情報取得部４の情報に基づいた画角変更で被写体２０がおおよその大きさになった後に、画像２１から第２の情報取得部７で取得した大きさ情報に基づいて画角を変更する。これにより、より精度の高い被写体追尾撮影を行うことができる。

撮像装置１から被写体２０までの距離が大きくなると、画像２１上の被写体２０の大きさが小さくなる。第２の情報取得部７の第２の位置演算部９が被写体２０の位置や大きさの情報を取得するためには、被写体２０が画像２１に所定の大きさ以上で写っている必要がある。画像２１上の被写体２０の大きさが小さくなると、検出の精度が低下する、もしくは検出できないといった問題が生じる。このため、第１の情報取得部４が撮像装置１から被写体２０までの距離を取得し、この距離が撮像装置１で設定された値を超える場合には、画角変更部３０は画像２１上の被写体２０の大きさが大きくなるように画角の大きさを変更する。

図９は、撮像装置１のカメラ部１５が垂直方向に対して傾いた場合（特に光軸方向回りに回転した場合）の画角変更を示す図である。図９（ａ）では画像２１の水平方向に対して被写体２０が傾いた状態となっている。図１に示した通り、撮像装置１には慣性センサ２２が設けられており、慣性センサ２２をカメラ部１５に配置することによって、カメラ部１５の傾きを姿勢情報として検出することができる。なお、慣性センサ２２は、本実施形態における姿勢検出手段である。

慣性センサ２２は、具体的にはジャイロセンサや加速度センサが用いられ、カメラ部１５の回転角度やカメラ部１５に対する重力方向を検知することによってカメラ部１５の傾きを姿勢情報として検出する。ここで、慣性センサ２２の例としてジャイロセンサ、加速度センサを挙げたが、これに限らず種々の方法を用いてカメラ部１５の姿勢情報を検出できる。また、慣性センサ２２がカメラ部１５に設けられる例について説明したが、慣性センサ２２がグリップ部３６に設けられる構成においても、慣性センサ２２の姿勢情報とチルト駆動部３１からパン駆動部３３までの各駆動部の駆動状態に基づいてカメラ部１５の姿勢情報を取得することができる。

図９（ａ）において、慣性センサ２２は、姿勢情報として、カメラ部１５が光軸方向の回転軸回りに傾いていることを検出できる。この慣性センサ２２で得られる姿勢情報を基に駆動指令生成部１６が駆動指令を生成し、この駆動指令に基づいてロール駆動部３２が駆動されることによって、図９（ｂ）に示すように傾きのない状態で被写体２０を撮影することができる。すなわち、画角変更部３０は、慣性センサ２２で取得したカメラ部１５の姿勢情報に基づいて、カメラ部１５の画角を光軸回りに回転させる。

以上説明したように、第１の実施形態においては、画角変更部３０は、第１の情報取得部４によって取得される位置情報や距離情報（第１の情報）に基づいて、画角の所定の方向への変更もしくは画角の大きさの変更のうち少なくとも一つの画角変更を行う。さらに、第２の情報取得部７によって取得される位置情報や大きさ情報（第２の情報）に基づいて、第１の情報に基づいた画角変更とは異なる方向もしくは大きさを変更する画角変更を行う。これらの処理により、被写体追尾撮影を実現する。より具体的には、第１の情報に基づいて水平方向の画角もしくは画角の大きさの少なくとも一つを変更し、第２の情報に基づいて第１の情報に基づいた画角変更とは異なる方向である垂直方向の画角を変更する。

前述したように、被写体２０の水平方向の移動に伴い、被写体２０が画角の外側に位置する場合や、被写体２０の光軸方向の移動に伴い、被写体２０の距離が離れた場合等により、第２の情報取得部７により情報が取得できなくなる、といった問題が生じる。本実施形態では、被写体２０が画角外に位置する、撮像装置１から被写体２０までの距離が所定以上離れているような状況においても、第１の情報取得部４によって取得される情報を基に被写体追尾撮影を行うことができる。

被写体２０の垂直方向の移動に対しては、第１の情報取得部４によって取得される位置情報の精度が水平方向と比較すると低いため、第２の情報取得部７によって取得される情報を基に被写体追尾撮影を行うことで精度の良い追尾を実現することができる。

また、上記のように被写体２０が画角外に位置する、距離が所定以上離れている等の場合には、第２の情報取得部７により、被写体２０が検出されない。しかし、第１の情報取得部４の情報により水平方向の画角変更や画角の大きさの変更を行うことで、第２の情報取得部７により、被写体２０が検出できるようになる場合がある。第２の情報取得部７により、被写体２０が検出された場合、第２の情報取得部７の情報を用いて、垂直方向の画角変更を行うことができる。一方、第１の情報取得部４の情報に基づいて、水平方向の画角および画角の大きさの変更を行った後に、第２の情報取得部７により、被写体２０が検出できるようにならない場合には、画角変更部３０で垂直方向の画角を変更することで被写体２０を探索、検知してもよい。

以下に、第１の実施形態によって得られる効果について説明する。

第１の実施形態では、被写体２０が水平方向および光軸方向に移動した場合に第１の情報取得部４によって取得される情報を基に被写体追尾撮影を行う。これにより、被写体２０がカメラ部１５の画角外に位置する、被写体２０との距離が所定以上離れている等の状況においても第１の情報取得部４によって取得される情報を基に被写体追尾撮影を行うことができる。また、被写体２０の垂直方向の移動に対しては、第１の情報取得部４によって取得される位置情報の精度が水平方向と比較すると低いため、第２の情報取得部７によって取得される情報を基に被写体追尾撮影を行う。これにより、精度の良い追尾撮影を実現することができる。

以上説明したように、第１の実施形態では、第１の情報取得部４によって取得される情報に基づいて水平方向の画角および画角の大きさの変更を行い、第２の情報取得部７によって取得される情報に基づいて垂直方向の画角変更を行う。この結果、撮像装置の画角内外の被写体を、正確に検知しながら追尾して撮影することが可能な撮像装置を提供することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態では、画角変更部３０がカメラ部１５の向きを変更することで、カメラ部１５の画角を変更する例について説明した。

第２の実施形態では、カメラ部２１５によって取得される画像２２１の一部を切り出すような構成において、切り出し位置および切り出しサイズを変更することによって画角を変更するところが第１の実施形態と異なる点である。第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分について説明する。また、以下の第２の実施形態の説明においては、第１の実施形態の説明に用いた符号に対して２００を加えた符号で各構成要素を示すこととする。

図１０は、第２の実施形態における撮像装置２０１の構成を示す図である。図１０（ａ）は撮像装置２０１の背面を示す図、図１０（ｂ）は撮像装置２０１の前面を示す図である。撮像装置２０１は、背面にカメラ部２１５を備える。カメラ部２１５は、レンズおよび撮像素子を備えて構成され、レンズを通過した光を撮像素子によって画像として取得することができる。撮像装置２０１の前面には、撮像素子によって取得した画像２２１を表示可能な画面２３７が設けられている。

図１１を用いて、第２の実施形態における画角の変更方法について説明する。図１１（ａ）は、撮像素子によって取得される画像２２１を示す。図１１（ｂ）は、切り出し領域Ａで示される、画像２２１の一部の領域を切り出した切り出し画像２２１ａを示す。切り出し領域Ａで切り出すことによって、切り出し画像２２１ａは、画像２２１の一部を拡大した画像となる。

図１１（ｃ）のように、被写体２２０が水平方向にｘｄだけ移動した場合には、切り出し領域Ａの位置をｘｄだけ移動することによって、図１１（ｂ）のように、被写体２２０が切り出し画像２２１ａの略中央に位置するような画像を取得することができる。被写体２２０が垂直方向に移動した場合に関しても、水平方向に移動した場合と同様にして、切り出し領域Ａを垂直方向に移動させることで画角変更を行う。そして、被写体２２０が画像２２１ａの略中央に位置するような画像を取得することができる。

また、図１１（ｄ）のように、被写体２２０が光軸方向に移動することによって、画像２２１上の被写体２２０の大きさが変化した場合には、切り出し領域Ａの大きさを変更する。これによって、切り出し画像２２１ａ上の被写体２２０の大きさを一定に保って撮影することができる。すなわち、画角変更部３０（２３０）は、画像２２１の一部の領域を切り出して切り出し画像２２１ａを取得する際の、切り出し領域Ａの位置もしくは大きさを変更することによって画角を変更する。被写体２２０の移動に伴って、第１の情報取得部４（２０４）によって取得された情報に基づいて、切り出し領域Ａの水平方向の位置と大きさのいずれかもしくは両方を変更する。そして、第２の情報取得部７（２０７）によって取得された情報に基づいて、切り出し領域Ａの垂直方向の位置を変更する。これにより、撮像装置２０１の画角内外の被写体２２０を正確に検知しながら被写体を追尾して撮影することが可能な撮像装置２０１を提供することができる。

第１の実施形態では、画角変更部３０がカメラ部１５を機械的に駆動することでカメラ部１５の画角を変更していたのに対して、第２の実施形態では、画像２２１の切り出し領域Ａの位置および大きさを変更することで画角を変更する。これにより、カメラ部１５を機械的に駆動する構成が不要となるため、第２の実施形態では第１の実施形態と比較して撮像装置２０１の大きさを小型化できるとともにローコスト化できるというメリットがある。

本明細書の開示は、以下の撮像装置、方法、プログラムおよび記憶媒体を含む。

（項目１）
被写体を撮像する撮像手段と、
第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得手段と、
前記第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得手段と、
前記撮像手段の画角を変更する変更手段と、を備え、
前記変更手段は、前記第１の情報に基づいて、前記画角の第１の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、前記第２の情報に基づいて、前記画角の前記第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行うことを特徴とする撮像装置。

（項目２）
前記第１の取得手段は、被写体に備えた計測手段と通信することにより、前記第１の情報を取得することを特徴とする項目１に記載の撮像装置。

（項目３）
前記第１の取得手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、前記第１の情報を取得することを特徴とする項目１または２に記載の撮像装置。

（項目４）
前記第２の取得手段は、前記撮像手段が撮像した画像から前記第２の情報を取得することを特徴とする項目１乃至３のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目５）
前記第１の方向とは、水平方向であることを特徴とする項目１乃至４のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目６）
前記第２の方向とは、垂直方向であることを特徴とする項目１乃至５のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目７）
前記変更手段は、機械的に前記撮像手段の画角を変更する手段であることを特徴とする項目１乃至６のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目８）
前記変更手段は、画像の一部を切り出すことにより、前記撮像手段の画角を変更する手段であることを特徴とする項目１乃至６のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目９）
前記変更手段は、前記第１の情報に基づいて前記画角を変更した後、前記第２の情報に基づいて前記画角をさらに変更することを特徴とする項目１乃至８のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目１０）
前記第１の情報に基づく被写体の位置が、前記撮像手段の画角外の位置である場合は、前記変更手段は、被写体が前記撮像手段の画角内の位置となるように、前記撮像手段の画角を変更することを特徴とする項目１乃至９のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目１１）
前記第１の情報に基づく、前記撮像手段から被写体までの距離が、所定の距離を超える場合は、前記変更手段は、前記画角の大きさを変更することを特徴とする項目１乃至１０のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目１２）
前記撮像手段の姿勢を検出する姿勢検出手段をさらに備え、前記変更手段は、前記姿勢検出手段が検出した姿勢に基づいて、前記画角を変更することを特徴とする項目１乃至１１のいずれか１項目に記載の撮像装置。

（項目１３）
被写体を撮像する撮像手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得工程と、
前記第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得工程と、
前記撮像手段の画角を変更する変更工程と、を有し、
前記変更工程では、前記第１の情報に基づいて、前記画角の第１の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、前記第２の情報に基づいて、前記画角の前記第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。

（項目１４）
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

（項目１５）
項目１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

（他の実施形態）
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における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できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：撮像装置、２：レンズ、３：撮像素子、４：第１の情報取得部、７：第２の情報取得部、１０：計測手段、１５：カメラ部、２０：被写体、３０：画角変更部

Claims (15)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、
   第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得手段と、
   前記第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得手段と、
   前記撮像手段の画角を変更する変更手段と、を備え、
   前記変更手段は、前記第１の情報に基づいて、前記画角の第１の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、前記第２の情報に基づいて、前記画角の前記第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の取得手段は、被写体に備えた計測手段と通信することにより、前記第１の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の取得手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、前記第１の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記第２の取得手段は、前記撮像手段が撮像した画像から前記第２の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第１の方向とは、水平方向であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記第２の方向とは、垂直方向であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記変更手段は、機械的に前記撮像手段の画角を変更する手段であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記変更手段は、画像の一部を切り出すことにより、前記撮像手段の画角を変更する手段であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
9. 前記変更手段は、前記第１の情報に基づいて前記画角を変更した後、前記第２の情報に基づいて前記画角をさらに変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
10. 前記第１の情報に基づく被写体の位置が、前記撮像手段の画角外の位置である場合は、前記変更手段は、被写体が前記撮像手段の画角内の位置となるように、前記撮像手段の画角を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
11. 前記第１の情報に基づく、前記撮像手段から被写体までの距離が、所定の距離を超える場合は、前記変更手段は、前記画角の大きさを変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
12. 前記撮像手段の姿勢を検出する姿勢検出手段をさらに備え、前記変更手段は、前記姿勢検出手段が検出した姿勢に基づいて、前記画角を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
13. 被写体を撮像する撮像手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
    第１の方式により、被写体の位置に関する情報である第１の情報を取得する第１の取得工程と、
    前記第１の方式とは異なる第２の方式により、被写体の位置に関する情報である第２の情報を取得する第２の取得工程と、
    前記撮像手段の画角を変更する変更工程と、を有し、
    前記変更工程では、前記第１の情報に基づいて、前記画角の第１の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行い、前記第２の情報に基づいて、前記画角の前記第１の方向とは異なる第２の方向への変更、もしくは前記画角の大きさの変更の少なくともいずれかを行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
15. 請求項１３に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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