JP2018180111A - 撮像装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】追尾対象の被写体の撮影を行う撮像装置において、電池残量に応じた追尾制御シーケンスにより、被写体の追尾性能を維持しつつ、消費電力を抑制すること。【解決手段】撮像装置１は、撮影方向を変更しながら、周囲の被写体を探索して検出し、追尾対象である被写体の撮影を行う。システム制御部１０は電動雲台制御部２０によって、撮影方向を変更するパン・チルト機構部の駆動を制御するとともに、ズーム制御によって画角を制御する。追尾被写体検出部２２は追尾対象となる被写体を検出する。検出された被写体の画像が撮影画面内で所定の位置およびサイズになるように、ズームレンズ位置およびパン・チルト機構部の制御位置が変更される。電池残量検出部２１は撮像装置１の電池残量を検出する。システム制御部１０は、現在の電池残量に応じてズーム制御範囲を変更することにより、被写体の追尾制御シーケンスを変更する。【選択図】 図１

Description

本発明は、パン・チルト動作により撮影方向を変更しながら、周囲の被写体の検出および探索を行い、検出した被写体を追尾しながら撮影する技術に関する。

撮影画面内の被写体を追尾する機能を有する撮像装置として、例えばカメラを雲台に取り付けて、モータ駆動により雲台のパンニング動作およびチルティング動作を制御する装置がある。また、ズーミング機能を有するカメラを使用することで、ユーザは、撮影画面内の被写体像の大きさが所望の大きさとなるようにズーミングを調節しながら、被写体の追尾が可能である。一方、近年の撮像装置は小型化に伴って電池の大きさも小さくなっているため、例えば、撮像光学系の駆動のために多くの電力を消費すると、電源電圧が降下する。撮像装置のシステムダウンの可能性を低減するためには、消費電力の低減が重要な課題である。

特許文献１には、追尾機能を有する撮像装置の消費電力を低減する技術が開示されている。雲台をバッテリで駆動する場合に、雲台側の制御回路にてパンニング動作を優先させる設定が行われる。この設定では、パンニング動作とチルティング動作が同時に指示された場合でも、パンニング操作信号にのみ応答してパンニング用モータ駆動回路が作動し、チルティング用モータ駆動回路が停止する。さらにチルティング動作のみが指令された場合にパンニング用モータ駆動回路が停止し、チルティング用モータ駆動回路のみ作動する。これにより、パンニング動作期間とチルティング動作期間とが重ならないので、消費電力のピーク値が重ならずに消費電力は約半分になる。バッテリの最大電流値は約半分になり、小容量のバッテリの使用が可能となる。また、特許文献２に開示の装置では、消費電力を抑制しつつ、できるだけ追尾性能を低下させないために、消費電力の異なる２つのモードの切り替えが可能である。省電力モードに移行した場合にパン・チルト動作を所定の位置に固定する処理や、被写体の検出を行う周期を長く設定する処理が行われる。

特開平７−６３２９９号公報 特開２００７−４９３６２号公報

特許文献１に開示された技術では、特に被写体の追尾性能と雲台の動作とが関連付けられている訳ではないので、被写体の追尾性能を維持しながら消費電力を抑制するという点については考慮されていない。また、特許文献２に開示された技術では、省電力モードに移行した場合に、パン・チルト動作の位置が所定の位置に固定される。このため、省電力モードにて被写体の追尾性能を十分に確保できているとは言い難い。また、被写体の検出を行う周期を長期化する設定を行ったとしても、被写体の追尾制御中の消費電力を抑制する効果はない。特許文献１および特許文献２には、追尾制御が可能な複数台の撮像装置を使用して、同一の被写体を追尾する際の撮像装置ごとの電池残量の差について特に言及されていない。
本発明は、被写体の追尾性能を維持しつつ、撮像装置の消費電力を抑制することを目的とする。

本発明の一実施形態の撮像装置は、撮像光学系の焦点距離を変更するズーム手段と、追尾対象の被写体を検出する被写体検出手段と、前記ズーム手段および撮影方向を変更する駆動手段を制御することにより、前記被写体検出手段が検出した被写体を追尾する制御を行う制御手段と、前記駆動手段の電源である電池の残量を検出する電池残量検出手段と、を備える。前記制御手段は、前記電池残量検出手段により検出される電池残量の情報を取得し、前記電池残量が閾値より大きい場合に第１の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行い、前記電池残量が閾値以下である場合に前記第１の制御範囲よりも広角側に変更した第２の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行う。

本発明の撮像装置によれば、被写体の追尾性能を維持しつつ、撮像装置の消費電力を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラのシステム構成を示すブロック図である。 本実施形態におけるシステム制御部と電動雲台機構部の詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラのパン・チルト駆動を示す図である。 第１実施形態に係るデジタルカメラの追尾制御シーケンスのフローチャートである。 第２実施形態に係るデジタルカメラと他の撮像装置との関係を模式的に示す図である。 第２実施形態に係るデジタルカメラの追尾制御シーケンスのフローチャートである。 図６に続く処理を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、本発明に係る撮像装置の例としてデジタルカメラを説明するが、これに限定されるわけではなく、カメラ付き携帯電話等の各種撮像装置に適用可能である。

[第１実施形態]
図１は本実施形態に係る撮像装置として、デジタルカメラのシステム構成例を示すブロック図である。撮像装置１は電動雲台機構部２０を備え、撮影方向の制御が可能である。撮像光学系２は、ズームレンズ２ａ、フォーカスレンズ２ｂ、絞りシャッタユニット２ｃ等を有する。撮像光学系２の光軸３上には撮像素子４が配置され、撮像光学系２により結像される光学像を光電変換して電気信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器５は、撮像素子４の出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。画像処理部６は、Ａ／Ｄ変換器５の出力信号に対し、所定の画素補間処理、色変換処理、およびガンマ処理等を行う。また、画像処理部６は、撮像画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた結果に基づき、システム制御部１０が露出制御部７およびフォーカス制御部８を制御する。つまり、システム制御部１０は、ＡＥ（自動露出）処理、コントラスト方式のＡＦ（オートフォーカス）処理等を行う。さらに、画像処理部６は撮像画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行う。

Ａ／Ｄ変換器５の出力信号は、画像処理部６を介して、または直接に、内部メモリ１１に書き込まれる。内部メモリ１１に書き込まれた画像信号は、Ｄ／Ａ変換器１２が読み出してアナログ信号に変換し、画像表示部１３に出力する。画像表示部１３は液晶表示デバイス等を備え、Ｄ／Ａ変換器１２の出力信号にしたがって画面上に画像を表示する。画像表示部１３は撮像画像データを逐次表示することにより、電子ビユーファインダ機能を実現する。また、画像表示部１３は、撮像装置１の各種設定に関する様々なメニュー項目や、ズーム倍率、露出設定といった撮影条件等を表示する。ユーザは、表示画面を見ながら操作部１４を操作し、指定した項目の設定を変更することができる。

圧縮伸長部１６は、内部メモリ１１に格納された画像データを読み込み、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮または伸長し、処理後の画像データを再び内部メモリ１１に書き込む。内部メモリ１１は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像のデータを格納するために十分な記憶容量を有する。また内部メモリ１１は、システム制御部１０の作業領域としても使用可能である。

露出制御部７は、絞りシャッタユニット２ｃを制御する。フォーカス制御部８はフォーカスレンズ２ｂを制御する。ズーム制御部９はズームレンズ２ａの移動によってズーミング動作を制御し、撮像光学系２の焦点距離を変更する。ズーム制御部９はズームレンズ２ａの位置に対応する焦点距離の情報を取得することができる。各制御部７から９は、システム制御部１０の制御指令にしたがってそれぞれが担当する動作制御を行う。システム制御部１０は撮像装置１の制御中枢部であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を備える。メモリ１７はシステム制御部１０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。

操作部１４は、ユーザがシステム制御部１０に各種の動作を指示する際に使用するスイッチ、ダイアル、タッチパネル、音声認識装置等である。本実施形態では、操作部１４はモードの切り換えるスイッチや、ズーム操作レバー、メニューボタン、セットボタン等を備える。撮影モードの切り替えスイッチにより、静止画撮影と動画撮影の選択が可能である。また、追尾撮影モードの切り換えスイッチにより、追尾撮影を行うか否かの選択が可能である。

レリーズスイッチ１５は、ユーザからの撮影指示を入力するための操作部材である。レリーズスイッチ１５は２段階スイッチの構成であり、ユーザは、手動による静止画撮影を行う際、１段目の半押し操作を行う。このとき第１スイッチ（ＳＷ１と記す）がオンになり、撮影準備指示が行われる。システム制御部１０は、ＡＦ処理やＡＥ処理等の撮影準備動作の制御を行う。次にユーザが２段目の全押し操作を行うと第２スイッチ（ＳＷ２と記す）がオンになり、撮影指示が行われる。システム制御部１０は、露出制御部７を介して絞りシャッタユニット２ｃを駆動し、撮像素子４により画像データを取得する制御を行う。

システム制御部１０は撮影指示を受け付けると撮像素子４を蓄積状態にし、絞りシャッタユニット２ｃに含まれるシャッタ機構部を開閉駆動することで撮像素子４の露光動作を行う。シャッタ機構部が閉状態に戻り、撮像素子４の電荷蓄積の終了後にシステム制御部１０は、蓄積された電荷を信号として読み出す。システム制御部１０は、撮像素子４から読み出した信号に対し、Ａ／Ｄ変換器５、画像処理部６、圧縮伸長部１６および内部メモリ１１を用いて、一連の現像処理や画像処理を行い、画像データを生成する。生成された画像データは、記録媒体１８に画像ファイルのデータとして記録される。記録媒体１８は、ハードディスクやフラッシュメモリ等であり、複数枚の画像データの記録に十分な容量を有する。通信部１９は、撮像装置１が他の撮像装置と通信を行う通信モジュールであり、具体的には、無線ＬＡＮ（Local Area Network）ユニットで構成されている。

電動雲台機構部２０は撮像装置１の撮影方向を、パンニング方向（左右・水平方向）、および、チルティング方向（上下・垂直方向）へ変更するための機構部である。電動機の駆動制御によって雲台上の撮像装置１の撮影方向を変更することができる。電池残量検出部２１は、撮像装置１を動作させる電池（不図示）の残量を検出する。電池による供給電力は電動雲台機構部２０の駆動及び撮像処理全般等によって消費される。

追尾被写体検出部２２は、内部メモリ１１から画像データを取得し、追尾対象である被写体を検出する。以下では、予め登録されている特定個人の顔情報（目、鼻、口等の器官の形状と位置関係）に基づいて、追尾対象としての被写体人物を検出する処理、いわゆる顔検出処理の例を説明する。顔検出処理は撮像画像内に存在する顔領域を所定のアルゴリズムにより検出する処理である。例えば、追尾被写体検出部２２は、撮像画像における矩形状の部分領域から顔情報を抽出し、顔情報を予め登録されている追尾対象の人物の顔情報と比較する。両者の相関量が閾値より大きい場合に、部分領域は追尾対象の人物の顔領域と判定される。部分領域のサイズ、配置位置、配置角度の組み合わせを様々に変更しながら判定処理が繰り返し行われ、追尾対象の人物の顔領域が検出される。追尾被写体検出部２２は顔領域に基づいて追尾対象の被写体領域の大きさと位置を検出することができる。さらに、検出された被写体領域に係る動きベクトルを算出することにより、被写体の移動の有無および移動速度等の被写体情報を取得することができる。

さらに、追尾被写体検出部２２は、検出された被写体領域について被写体距離を検出する。被写体距離は撮像装置１と被写体との距離情報または距離に対応する情報（評価値やデフォーカス量等）である。本実施形態では一例として、画像のコントラスト分布から得られた評価値に応じて被写体距離を検出する方法について説明する。被写体距離の検出処理では、任意のタイミングにおいて、フォーカスレンズ２ｂの位置を駆動可能な範囲の全域で変更しながら、随時に画像データを取得する処理が実行され、画像内の被写体領域におけるコントラスト評価値が算出される。追尾被写体検出部２２は被写体領域のコントラスト評価値の推移に基づいて、検出された被写体の被写体距離を決定する。なお、本発明の適用上、被写体情報検出方法や被写体距離検出方法の如何は問わない。例えば、通信部１９は追尾対象の被写体（以下、追尾被写体ともいう）が所持する通信機器との通信を行い、被写体情報や被写体距離を検出する。あるいは、位相差方式を用いた測距センサ（焦点検出部）または瞳分割型撮像素子により取得される複数の像信号の位相差やデフォーカス量等に基づいて被写体距離を検出可能である。

図２は本実施形態におけるシステム制御部１０と電動雲台機構部２０の詳細な構成を示すブロック図である。電動雲台機構部２０は、被写体の追尾制御を行う追尾制御部３０と、追尾制御部３０によって駆動制御されるパンおよびチルト機構部を備える。パンニング制御部３３とパンニング用モータ３５はパンニング動作の駆動を行い、チルティング制御部３４とチルティング用モータ３６はチルティング動作の駆動を行う。

追尾制御部３０は電動雲台機構部２０の追尾制御全体を制御する。追尾制御部３０はシステム制御部１０からの制御指令にしたがってパンニング制御およびチルティング制御を統括するとともに、パンニング用モータ３５とチルティング用モータ３６への電源供給制御等を行う。追尾制御部３０は、ユーザが操作部１４により、追尾撮影を行うことを選択しており、かつ、追尾被写体検出部２２により、追尾被写体が検出されている場合に、追尾被写体の追尾制御を行う。追尾被写体の動きに合わせて、パンニング制御部３３およびチルティング制御部３４は、例えば撮影画面内において、検出された追尾対象の被写体画像を画面中央に位置させる制御を行う。パンニング制御部３３は撮像装置１のパンニング方向の動きを与えるために、パンニング用モータ３５の回転制御を行う。チルティング制御部３４は、撮像装置１のチルティング方向の動きを与えるために、チルティング用モータ３６の回転制御を行う。

次に、図３を参照して、電動雲台機構部２０による撮像装置１の駆動について詳説する。図３（Ａ）は撮像装置１の外観を示す模式図である。図３（Ｂ）はパンニング駆動を説明する平面図であり、図３（Ｃ）はチルティング駆動を説明する側面図である。

パンニング動作では、電動雲台機構部２０により撮像装置１が図３（Ｂ）に示すように回転軸３００を回転中心として、時計回り方向および反時計回り方向に回転される。これにより、撮像装置１の撮影範囲は、左右（水平）方向に沿って変化する。またチルティング動作では、電動雲台機構部２０により撮像装置１が図３（Ｃ）に示すように回転軸３０１を回転中心として、仰角方向および俯角方向に傾動する。これにより、撮像装置１の撮影範囲は、上下（垂直）方向に沿って変化する。撮像装置１の被写体追尾動作において、パンニング駆動とチルティング駆動との組み合わせにより、撮影方向を追尾対象の動きに追従させることが可能である。

図４のフローチャートを参照して、本実施形態における撮像装置１の被写体追尾シーケンスについて説明する。以下の処理を行うためのプログラムはメモリ１７に格納されており、システム制御部１０が読み出して実行する。

撮像装置１は電源が投入されると、各種の初期化処理等を行った後、操作部１４の操作による動作指示を待ち受ける待機状態となる。Ｓ４０１でシステム制御部１０は、ユーザが操作部１４を操作し、被写体追尾の実行指示が行われたか否かを判定する。被写体追尾の実行指示が行われたことが判定された場合、Ｓ４０２に進み、被写体追尾の実行指示がない場合には、Ｓ４０１の判定処理を継続する。

Ｓ４０２では、被写体探索処理が行われる。システム制御部１０は電動雲台機構部２０に対し、パンニング方向およびチルティング方向への移動を指示し、撮像装置１の撮影方向を変更する制御を行う。同時に、追尾被写体検出部２２は、撮像画像データを取得して追尾対象の被写体検出処理を実行する。システム制御部１０は所定の閾値時間が経過するまでの間、電動雲台機構部２０の駆動制御の指示を継続する。追尾被写体が検出されるか、または所定の閾値時間が経過した場合にシステム制御部１０は、電動雲台機構部２０の駆動制御を停止する。

Ｓ４０３でシステム制御部１０は、Ｓ４０２の被写体探索処理により、追尾被写体が検出できたか否かを判定する。追尾被写体が検出できたと判定された場合、Ｓ４０４に進む。一方、追尾被写体が検出できなかった場合には、Ｓ４０２に戻って処理を継続する。

Ｓ４０４にて、追尾被写体検出部２２は検出した追尾被写体画像の撮影画面上での大きさを算出し、システム制御部１０は追尾被写体画像の大きさに基づいて、追尾被写体画像が所定の大きさとなるズームレンズ位置（初期位置）を決定する。本実施形態では、追尾被写体画像に係る所定の大きさとして、追尾被写体の顔領域が撮影画面内に収まり、かつ、顔領域が最大となる大きさが設定されるものとする。ただし本発明の適用上、これに限定されることなく、任意の大きさに設定しても構わない。

Ｓ４０５でシステム制御部１０は、ズーム制御部９を介して、Ｓ４０４で決定されたズームレンズ位置にズームレンズ２ａを移動させる制御を行う。次のＳ４０６では、検出された追尾被写体に対し、被写体追尾制御が開始する。ここでの追尾制御は、パンニング制御およびチルティング制御と、追尾対象の画像領域が所定の大きさになるようにズームレンズ位置を決定してズームレンズ２ａを駆動するズーム制御を含む。つまり追尾被写体の動きに合わせて、パンニング制御部３３およびチルティング制御部３４は駆動制御を行う。これと同時に、撮影画面内の追尾被写体画像の大きさを算出する処理が行われて、追尾被写体画像が所定の大きさになるズームレンズ位置が決定されてズーム制御が行われる。なお、被写体追尾制御は一時停止または停止の時点まで継続して行われる。

Ｓ４０７でシステム制御部１０は、追尾被写体の位置情報として、その時点でのパンニング制御位置、チルティング制御位置、およびズームレンズ位置を記憶する処理を行う。これらの位置情報については所定時間分の情報が取得されて、メモリ１７に記憶される。

Ｓ４０８でシステム制御部１０は電池残量検出部２１から現在の電池残量を取得し、予め定められた第１の閾値である「閾値１」と比較する。現在の電池残量が閾値１以下であるか否かの判定処理が行われ、現在の電池残量が閾値１以下である場合、Ｓ４０９に進む。一方、現在の電池残量が閾値１より大きい場合には、Ｓ４１３に移行する。

Ｓ４０９でシステム制御部１０は、検出された追尾被写体に対する追尾制御を一時的に停止する。Ｓ４１０でシステム制御部１０は、電池残量が閾値１以下である場合のズーム制御範囲を決定する。ズーム制御範囲は、追尾被写体の位置の遷移を示す情報、つまり追尾被写体の位置の時間的変化量に基づいて決定される。追尾被写体の位置の変化量が大きい場合、ズームレンズ位置をより広角側に変更する制御が行われる。また、追尾被写体の位置の変化量が小さい場合には、ズームレンズ位置を広角側に変更する際の変位量を小さくすることができる。具体的には、まず、Ｓ４０７でメモリ１７に記憶されている所定時間分の追尾被写体の位置情報に基づいて、ズーム制御の望遠側の限界位置を決定する処理が行われる。例えば、所定時間分の追尾被写体のパンニング制御位置の平均位置、および所定時間分の追尾被写体のチルティング制御位置の平均位置を算出することにより、各位置の中心座標が算出される。そして、所定時間分の追尾被写体のパンニング制御位置の中心座標を基準とする絶対値差分が最大となる第１の位置、および所定時間分の追尾被写体のチルティング制御位置の中心座標を基準とする絶対値差分が最大となる第２の位置が算出される。システム制御部１０は第１および第２の位置から被写体の移動範囲を算出し、この移動範囲を同一画面内に収めることが可能なズームレンズ位置を算出して、この位置を望遠側の限界位置として決定する。

次にシステム制御部１０は、追尾被写体検出部２２が追尾被写体として検出できる画像内の被写体領域の大きさの限界値により、広角側のズームレンズ位置を算出し、この位置を広角側の限界位置として決定する。Ｓ４１１でシステム制御部１０はズーム制御部９を介して、Ｓ４１０で決定された望遠側の限界位置にズームレンズ２ａを移動させる。Ｓ４１２では、Ｓ４０９で一時的に停止されていた、追尾被写体に対する追尾制御を再開する。なお、以降の追尾制御におけるズーム制御は、Ｓ４１０で決定されたズーム制御範囲内で行われる。

Ｓ４１３でシステム制御部１０は、被写体追尾制御が継続可能であるか否かを判定する。被写体追尾制御が継続可能でないと判定された場合、Ｓ４１４に進み、被写体追尾制御が継続可能であると判定された場合には、Ｓ４０７に戻って処理を継続する。Ｓ４１４でシステム制御部１０は、検出された追尾被写体に対する追尾制御を停止させる。その後、Ｓ４０２に戻って処理を継続する。

本実施形態では、被写体追尾制御中に電池残量が閾値以下となった場合、電池残量が閾値より大きい場合のズーム制御範囲よりも広角側に変更したズーム制御範囲が設定されて、ズーム制御が行われる。つまり被写体追尾制御中に電池残量が閾値以下になった場合には、所定時間分のパンニングおよびチルティング制御量に基づき、追尾被写体を画角内に収められるズームレンズ位置を算出して望遠側の限界位置を決定する処理が行われる。ズーム制御範囲を限定し、より広角側に設定することにより、画面内に追尾被写体の画像を捉えつつ、パンニング制御およびチルティング制御の回数および駆動量を低減できるので、消費電力の節減が可能である。

さらに本実施形態では、被写体追尾制御中に電池残量が閾値以下になった場合に、追尾被写体検出部２２によって追尾被写体の検出が可能な限界ズームレンズ位置を算出して広角側の限界位置とし、ズームの制御範囲を限定する。この制限により、追尾被写体が検出できなくなる可能性を低減しつつ、パンニング制御およびチルティング制御の回数および駆動量を低減できるので、消費電力の節減が可能である。

本実施形態によれば、撮像装置の消費電力の低減と被写体追尾制御の追従性とを両立させることが可能である。パンニング・チルティング動作により撮影方向を変更しながら、周囲の被写体を検出し、検出された追尾被写体に追従して撮影を行う撮像装置において、撮像装置の電池残量に応じて追尾制御に好適なシーケンスを提供することができる。

[第２実施形態]
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態において第１実施形態と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。

図５は、本実施形態の撮像装置１と、その周囲に存在する複数の撮像装置５００〜５０４との関係を模式的に表す図である。撮像装置１は通信部１９を備え、無線ＬＡＮ機能を有する。撮像装置５００〜５０４は、撮像装置１と同様に無線ＬＡＮ機能を備えた周囲の撮像装置である。以下では、周囲の撮像装置数を５台として説明するが、撮像装置の数の如何は問わない。

撮像装置１とその周囲の撮像装置５００〜５０４は、同じ無線ＬＡＮネットワーク５０５に属しており、お互いにデータ通信を行うことができる。例えば、撮像装置１，５００〜５０４は、それぞれの電池残量検出部により電池残量情報を取得し、それぞれの電池残量情報を無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストする。撮像装置１は、ブロードキャストされた電池残量情報を受信することにより、周囲の撮像装置５００〜５０４の電池残量情報をリアルタイムに、または、一定時間間隔で把握できる。

また本実施形態において、撮像装置１と５００〜５０４は、無線ＬＡＮネットワーク５０５上で、以下の情報を互いに共有可能である。
・各撮像装置の設置位置情報
・各撮像装置にてパンニング制御およびチルティング制御が行われていないときの撮影方向（以下、基準撮影方向という）の情報。

なお、前記設置位置情報、および、前記基準撮影方向の情報を無線ＬＡＮネットワーク５０５上で互いに共有する方法の如何は問わない。例えば、予め、それぞれの撮像装置の設置位置と基準撮影方向のデータを装置内のメモリに記憶させておいてもよい。または、それぞれの撮像装置の起動時に、特定の基準となる被写体を検出したときの検出結果により、互いの設置位置と基準撮影方向に関するキャリブレーションが行われてもよい。また通信部１９は、予め設定された所定周期で電池残量情報および被写体位置情報を、別の撮像装置から取得することができる。所定周期は、各撮像装置において追尾被写体の位置情報が更新される周期（例えば、撮像周期等）により決定される。

図６および図７を参照して、本実施形態における撮像装置１の被写体追尾動作を説明する。図６は、および図７は撮像装置１の追尾制御シーケンスを示すフローチャートである。以下の処理を実行するためのプログラムはメモリ１７に格納されており、システム制御部１０によって実行される。撮像装置１は電源が投入されると、各種の初期化処理等を行った後、操作部１４の操作による動作指示の待機状態となる。Ｓ６０１からＳ６０３の処理は図４のＳ４０１からＳ４０３の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を省略する。

Ｓ６０４で撮像装置１は、その設置位置と、Ｓ６０３によって追尾被写体を検出した際のパンニング制御位置およびチルティング制御位置の基準撮影位置と、追尾被写体検出部２２により算出される被写体距離を取得する。これらの情報を用いて撮像装置１は、追尾被写体の３次元座標上の位置情報（以下、被写体位置情報という）を算出し、無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストする。

Ｓ６０５で撮像装置１は、撮像装置５００〜５０４がＳ６０４と同様に算出して無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストした位置情報を受信する。当該位置情報は、撮像装置５００〜５０４が追尾対象としている被写体の３次元座標上の位置情報（以下、他被写体位置情報という）であり、無線ＬＡＮネットワーク５０５を通じて受信される。Ｓ６０６からＳ６０８の処理は図４のＳ４０４からＳ４０６の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を省略する。

Ｓ６０９で撮像装置１のシステム制御部１０は、電池残量検出部２１から、現在の電池残量情報を取得する。Ｓ６１０で撮像装置１は、Ｓ６０９で取得した現在の電池残量を撮像装置１の電池残量情報をデータとして無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストする。Ｓ６１１で撮像装置１は、無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストされた、周囲の撮像装置５００〜５０４の電池残量情報（以下、他電池残量情報という）を受信する。

Ｓ６１２で撮像装置１は、Ｓ６１１で無線ＬＡＮネットワーク５０５を通じて受信した他電池残量情報に基づき、最も多い電池残量を判別し、これを他電池最大残量として決定する。図７のＳ６１３へ進み、撮像装置１は、Ｓ６１２で決定した他電池最大残量を、Ｓ６０９で取得した撮像装置１の電池残量（以下、自電池残量ともいう）と比較する。他電池最大残量が撮像装置１の電池残量以上であるか否かについて判定処理が行われ、他電池最大残量が自電池残量以上である場合、Ｓ６１４に進む。一方、他電池最大残量が自電池残量より少ない場合には、Ｓ６２０に進む。

Ｓ６１４で撮像装置１は、Ｓ６１２で決定した他電池最大残量と、Ｓ６０９で取得した撮像装置１の電池残量との差分を予め定められた閾値（以下、閾値２という）と比較して大小関係を判定する。他電池最大残量と自電池残量との差分が閾値２以上であると判定された場合、Ｓ６１５に進む。一方、他電池最大残量と自電池残量との差分が閾値２より小さいと判定された場合には、Ｓ６２１に進む。
Ｓ６１５で撮像装置１は、後述するＳ６１８でズームレンズ位置を所定の位置に固定した状態であるか否かを判定する。ズームレンズ位置を所定の位置に固定した状態であることが判定された場合、Ｓ６２１に進む。一方、ズームレンズ位置を所定の位置に固定した状態でないと判定された場合には、Ｓ６１６に進む。Ｓ６１６で撮像装置１は、検出した追尾被写体に対する追尾制御を一時停止する。

Ｓ６１７で撮像装置１のシステム制御部１０は、ズームレンズ位置を所定の位置に変更する駆動制御を行う。本実施形態では、パンニング制御およびチルティング制御の制御量が少なくなるズームレンズ位置の例として、所定の位置を広角端（Ｗｉｄｅ端）の位置として説明するが、他の位置でも構わない。Ｓ６１８では、追尾制御におけるズームレンズ位置を、Ｓ６１７の駆動制御によるズームレンズ位置に固定する設定処理が行われる。本実施形態ではズーム制御範囲を制限する例として、ズームレンズ位置を一時的に固定する処理を説明するが、ズーム制御範囲を限定された所定範囲（例えば、所定位置を中心として予め設定した範囲）に制限してもよい。なお、後述するＳ６２０で、ズームレンズ位置の固定設定が解除されるまで、以降の追尾制御におけるズーム制御は、Ｓ６１７での駆動制御によるズームレンズ位置で行われる（つまり、追尾制御によるズーム駆動は行われない）。

Ｓ６１９で撮像装置１は、検出された追尾被写体に対する追尾制御を再開する。Ｓ６２０で撮像装置１は、Ｓ６１８で行ったズームレンズ位置の固定設定を解除する。

Ｓ６２１で撮像装置１は、被写体位置情報を無線ＬＡＮネットワーク５０５上にブロードキャストする。Ｓ６２２で撮像装置１は、他被写体位置情報を無線ＬＡＮネットワーク５０５から受信する。Ｓ６２３で撮像装置１のシステム制御部１０は、被写体追尾制御が継続可能であるか否かを判定する。被写体追尾制御の継続が可能でないと判定された場合、Ｓ６２４に進む。一方、被写体追尾制御の継続が可能であると判定された場合には、図６のＳ６０９に戻って処理を続行する。

ここで、Ｓ６１５においてズームレンズ位置が広角端位置に固定されている場合、追尾被写体検出部２２において追尾被写体として検出が可能な、撮影画面内での被写体領域の大きさの限界よりも、追尾被写体の領域の大きさが小さくなる場合がある。追尾被写体の領域が過度に小さくなると、被写体追尾制御が継続不可能になる可能性がある。そこで撮像装置１は、Ｓ６２２で無線ＬＡＮネットワーク５０５を通じて受信した他被写体位置情報から、撮像装置１における追尾被写体の位置を算出する。この追尾被写体の位置は、他被写体位置情報から相対的に算出される、撮像装置１における追尾被写体の位置であり、相対被写体位置という。本実施形態では、撮像装置１およびその周囲の撮像装置５００〜５０４において、それぞれの設置位置（例えば、経緯度や高度）と、基準撮影方向（例えば、方位角）をそれぞれ取得する。これらの情報は無線ＬＡＮネットワーク５０５上で複数の撮像装置が互いに共有することができる。各撮像装置は、自機器を基準とした、追尾被写体の３次元座標上の位置を算出することができる。したがって、撮像装置はそれぞれに、他の撮像装置の設置位置と、追尾被写体の３次元座標上の位置情報を取得することで、自機器を基準とした相対被写体位置を、一般的な座標計算により決定できる。Ｓ６２３で撮像装置１は、算出した相対被写体位置に対して追尾制御の継続が可能であると判定した場合、Ｓ６０９に戻って処理を継続する。他方、被写体追尾制御の継続が可能でないと判定された場合、Ｓ６２４に進んで撮像装置１は、検出した追尾被写体に対する追尾制御を停止し、その後、Ｓ６０２に戻って処理を継続する。

本実施形態では、撮像装置１が追尾制御を実行している間に、その周囲の撮像装置５００〜５０４の最大電池残量が、撮像装置１の電池残量よりも大きく、かつ、その差分が閾値２以上になったかどうかの条件について判定が行われる。この条件が満たされた場合、撮像装置１のズームレンズ位置が所定位置（例えば広角端位置）に固定されるので、撮像装置１のパンニング制御およびチルティング制御の回数および駆動量を低減することができる。撮像装置１の消費電力を抑えることにより、周囲の撮像装置５００〜５０４に比べて、撮像装置１の電池残量が早くゼロなることを防止できる。

さらに、周囲の撮像装置５００〜５０４においても、撮像装置１と同様に、それぞれの電池残量と、他の撮像装置の最大電池残量を比較する処理が行われる。全ての撮像装置における電池残量を均一に保ったまま追尾制御を継続できるため、いずれかの撮像装置の電池残量だけが早くゼロになることを防止できる。また本実施形態では、無線ＬＡＮネットワーク５０５を介して、撮像装置１およびその周囲の撮像装置５００〜５０４が追尾している追尾被写体の位置情報を共有することができる。これにより、ある撮像装置においてズームレンズ位置が所定の位置に固定された状態であっても、被写体追尾制御を継続させることができる。

本実施形態では、周囲の撮像装置５００〜５０４の電池残量情報に基づいて、電池残量が最も多い他電池最大残量を判別して、他電池最大残量と撮像装置１の電池残量とを比較する処理を行う。ただし、これに限定されるわけではなく、周囲の撮像装置５００〜５０４の電池残量情報から電池残量の平均値を算出し、平均値と撮像装置１の電池残量とを比較する処理を行ってもよい。

［その他の実施形態］
上述の実施形態では、通信手段として無線ＬＡＮユニットを用いる例を説明したが、これに限定されるわけではなく、有線ＬＡＮや携帯電話網等の他の通信方式を用いてもよい。また、撮像装置１の撮影方向を変更する手段として機器内に電動雲台機構部２０を内包する構成に限定されず、撮像装置１の撮影方向を変更することが可能な任意の機構部を用いてもよい。機器内に電動雲台機構部を持たない構成として、例えば、撮像装置を電動雲台機構部に装着する構成がある。

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。

１ 撮像装置
２ 撮像光学系
２ａ ズームレンズ
４ 撮像素子
９ ズーム制御部
１０ システム制御部
１９ 通信部
２０ 電動雲台機構部
２１ 電池残量検出部
２２ 追尾被写体検出部

Claims (15)

1. 撮像光学系の焦点距離を変更するズーム手段と、
   追尾対象の被写体を検出する被写体検出手段と、
   前記ズーム手段および撮影方向を変更する駆動手段を制御することにより、前記被写体検出手段が検出した被写体を追尾する制御を行う制御手段と、
   前記駆動手段の電源である電池の残量を検出する電池残量検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記電池残量検出手段により検出される電池残量の情報を取得し、前記電池残量が閾値より大きい場合に第１の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行い、前記電池残量が閾値以下である場合に前記第１の制御範囲よりも広角側に変更した第２の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記電池残量が閾値以下である場合、前記ズーム手段の制御範囲を限定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記電池残量が閾値以下である場合、前記ズーム手段の望遠側の限界位置を決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記被写体検出手段により検出される追尾対象となる被写体の移動範囲を算出して前記限界位置を決定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記駆動手段を備え、
   前記駆動手段は、撮影方向を第１の方向へ変更する第１の駆動手段と、撮影方向を第２の方向へ変更する第２の駆動手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動手段の制御を行う際に前記被写体検出手段により取得される前記被写体の第１の位置情報、および前記第２の駆動手段の制御を行う際に前記被写体検出手段により取得される前記被写体の第２の位置情報から前記被写体の移動範囲を算出することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第１および第２の位置情報は、前記追尾対象の被写体の位置の遷移を示す情報であり、前記制御手段は、前記第１および第２の駆動手段に係るそれぞれの制御位置の平均位置を基準とする前記第１および第２の位置情報を取得することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記電池残量が閾値以下である場合、前記被写体検出手段にて検出し得る画像内の被写体領域の大きさの限界値により前記ズーム手段の広角側の限界位置を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記撮像装置とは別の撮像装置の電池残量を示す電池残量情報と、前記別の撮像装置が追尾している被写体の位置情報を取得する通信手段を有し、
   前記制御手段は、前記通信手段により取得された前記電池残量情報の示す電池残量と、前記電池残量検出手段により検出された電池残量とを比較して、前記ズーム手段の制御範囲を変更する処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記通信手段は、予め設定された周期で前記電池残量情報および前記被写体の位置情報を取得することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記通信手段および制御手段は、前記別の撮像装置から取得した複数の前記電池残量情報の示す電池残量のうちで、電池残量が最も多い電池残量を最大電池残量として選択するか、または、前記複数の電池残量情報の示す電池残量の平均値を算出し、
    前記制御手段は、前記電池残量検出手段により検出された電池残量が前記最大電池残量もしくは平均値よりも少なく、かつ、前記電池残量検出手段により検出された電池残量と前記最大電池残量もしくは平均値との差が閾値より大きい場合に、前記ズーム手段の位置を制限することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記制御手段は、前記ズーム手段の位置を制限する場合、当該位置を広角端の位置に固定する制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記制御手段は、前記最大電池残量または前記平均値が前記電池残量検出手段により検出された電池残量より少ない場合に、前記ズーム手段の位置の制限を解除することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
13. 前記制御手段は、前記ズーム手段の位置を制限している間、前記通信手段により取得した前記被写体の位置情報から追尾対象とする被写体の位置を算出して当該被写体の追尾制御を行うことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 被写体の追尾制御を行う撮像装置にて実行される制御方法であって、
    追尾対象の被写体を検出する工程と、
    電池の残量を検出する工程と、
    撮像光学系の焦点距離を変更するズーム手段、および撮影方向を変更する駆動手段を制御することにより、検出された被写体を追尾する制御を制御手段が行う追尾制御工程と、を有し、
    前記追尾制御工程にて前記制御手段は、検出された前記電池の残量が閾値より大きい場合に第１の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行い、前記電池の残量が閾値以下である場合に前記第１の制御範囲よりも広角側に変更した第２の制御範囲で前記ズーム手段の制御を行う
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
15. 請求項１４に記載の各工程を撮像装置のコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
    
    

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