JP2008287064A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主被写体に対して非合焦な撮影画像を取得する確率を低下させることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】撮像装置１Ａは、撮影光学系から入射される被写体像に関する撮影画像を取得する２枚の撮像素子５，７と、撮影画像における主被写体を検出する主被写体検出部１２２と、撮影領域に設定された測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて合焦制御を行う位相差ＡＦ制御部１２１と、測距エリアに主被写体が存在するか否かを判定する判定部１２３と、判定部１２３によって測距エリアに主被写体が存在しないと判定された場合は、主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行う警告制御部１２６とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関する。

デジタルカメラにおいては、撮像素子から取得される画像信号に基づいてコントラスト方式による自動合焦（ＡＦ）動作（「コントラストＡＦ」とも称する）を実行する技術が存在する。例えば、特許文献１には、撮影画面内における被写体の顔領域を特定し、当該顔領域を含む測距エリアにおける画像信号に基づいてコントラストＡＦを実行する技術が記載されている。

一方、近年、急速に普及しているデジタル一眼レフカメラ（ＤＳＬＲ）では、ＡＦ手法として、位相差検出方式のＡＦ手法（以下、「位相差ＡＦ」とも称する）が採用されている。

位相差ＡＦは、画角内すなわち撮影領域に設定された測距エリアにおける被写体光に基づいて、フォーカスレンズの合焦位置を算出するものである。

特開２００６−２２７０８０号公報

しかしながら、上記の位相差ＡＦの測距エリアは、撮影領域において予め定められた領域に固定的に設定されているため、撮影者（「ユーザ」とも称する）によって決定された構図において、測距エリアに主被写体が含まれない場合は、上記特許文献１の技術のように主被写体に合焦した適切な撮影画像を取得することができない可能性がある。

また、このような問題は、デジタル一眼レフカメラだけでなく、ＡＦ手法として位相差ＡＦを備えるデジタルカメラにおいて一般的に発生し得る。

そこで、本発明は、主被写体に対して非合焦な撮影画像を取得する確率を低下させることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、撮像装置であって、被写体像に関する撮影画像を取得する撮像素子と、合焦対象として設定されている主被写体を前記撮影画像から検出する被写体検出手段と、撮影領域の所定位置に設定された測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差合焦制御を行う第１の合焦手段と、前記被写体検出手段で前記主被写体が検出された場合において、前記測距エリアに前記主被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、前記主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の側面は、撮像装置であって、被写体像に関する第１の撮影画像を本撮影時に取得する第１の撮像素子と、前記被写体像に関する第２の撮影画像を本撮影前に取得する第２の撮像素子と、合焦対象として設定されている主被写体を前記第２の撮影画像から検出する被写体検出手段と、撮影領域の所定位置に設定された測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差合焦制御を行う第１の合焦手段と、前記被写体検出手段で前記主被写体が検出された場合において、前記測距エリアに前記主被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、前記主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、撮影画像における主被写体を検出し、位相差検出信号が取得される測距エリアに当該主被写体が存在するか否かが判定される。そして、測距エリアに主被写体が存在しないと判定された場合は、主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行うので、主被写体に対して非合焦な撮影画像を取得する確率を低下させることが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．構成＞
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１Ａの外観構成を示す図である。ここで、図１は、撮像装置１Ａの正面外観図であり、図２は、撮像装置１Ａの背面外観図である。この撮像装置１Ａは、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。

図１に示すように、撮像装置１Ａは、カメラ本体部（カメラボディ）２を備えている。このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）３が着脱可能である。

撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴１０１、ならびに、鏡胴１０１の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）及び絞り（不図示）等によって構成される。レンズ群３７には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。

カメラ本体部２は、撮影レンズユニット３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズユニット３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。

また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイアル８２を備え、その正面右上部に制御値設定ダイアル８６を備えている。モード設定ダイアル８２を操作することによって、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、および連続撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。また、制御値設定ダイアル８６を操作することによれば、各種撮影モードにおける制御値を設定することが可能である。

また、カメラ本体部２は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えば４本の単３形乾電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード９０（図５参照）が着脱可能に収納されるようになっている。

レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作およびＡＥ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子（または「主撮像素子」とも称する）５（後述）を用いて被写体像に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作）が行われる。

図２において、カメラ本体部２の背面の略中央には、モニタ１２が設けられている。モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。

カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ窓１０が設けられている。ファインダ窓１０には、撮影レンズユニット３からの被写体像が導かれ、撮影者は、ファインダ窓１０を覗くことによって、主撮像素子５によって取得される被写体像と等価な像を視認することができる。具体的には、撮影光学系に入射された被写体像は、ミラー機構６(図３参照)で上方に反射され、接眼レンズ６７を介して視認される。このように、撮影者は、ファインダ窓１０を覗くことによって構図決めを行うことが可能である。なお、レリーズボタン１１のＳ２状態の検出によって本撮影画像の撮影動作が開始されると、ミラー機構６は被写体像を形成する光の光路から待避し、撮影レンズユニット３からの光（被写体像を形成する光）が主撮像素子５に到達し、被写体に係る撮影画像（画像データ）が得られる。

光学ファインダ１０の下部には、接眼検知センサ１３が設けられている。接眼検知センサ１３は、近接物体の有無を検知するセンサであり、撮影者によるファインダ使用の有無を検知する。

モニタ１２の左上部にはメインスイッチ８１が設けられている。メインスイッチ８１は、２点のスライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、撮像装置１Ａの電源がオフになり、接点を右方の「ＯＮ」位置に設定すると、撮像装置１Ａの電源がオンになる。

モニタ１２の右側には方向選択キー８４と表示切替スイッチ９とが設けられている。方向選択キー８４は、円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。

表示切替スイッチ９は、３点のスライドスイッチからなる。表示切替スイッチ９の接点が上段の「光学」位置に設定されるとＯＶＦモードが選択され、光学ファインダ視野内に被写体像が表示される。これにより、撮影者は、ファインダ窓１０を介して光学ファインダ視野内の表示を視認して、構図決め操作（「フレーミング」とも称する）を行うことが可能になる。

また、表示切替スイッチ９の接点が下段の「液晶」位置に設定されるとＥＶＦモード（後述）が選択され、モニタ１２において被写体像に係るライブビュー画像が動画的態様にて表示される。これにより、撮影者は、モニタ１２に表示されるライブビュー画像を視認することによって、フレーミングを行うことが可能になる。

また、表示切替スイッチ９の接点が中段の「自動」位置に設定されると、ファインダ窓１０への接眼の有無に応じて、光学ファインダ視野内の表示とライブビュー画像とが自動的に切り替えられる。これにより、撮影者は、光学ファインダ視野内の表示、或いはライブビュー画像のいずれかを視認することによって、フレーミングを行うことが可能となる。

モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。

次に、撮像装置１Ａの内部構成について説明する。図３および図４は、第１実施形態に係る撮像装置１Ａの断面図である。

図３に示すように、撮像装置１Ａの内部には、ファインダ部１０２（ファインダ光学系），ミラー機構６，位相差ＡＦモジュール（以下、単にＡＦモジュールとも称する）２０，シャッタ４，主撮像素子５および副撮像素子７などが備えられている。

主撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、撮影レンズユニット３が備えているレンズ群３７の光軸Ｌ上において、光軸Ｌに対して垂直な平面内に配置される。主撮像素子５は、その撮像面で受光された被写体像を光電変換作用により電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号を生成する。

また、主撮像素子５の直前には、シャッタ４が配置されている。このシャッタ４は、上下方向に移動する幕体を備え、光軸Ｌに沿って主撮像素子５に導かれる被写体光の光路開口動作及び光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタである。

上記の光軸Ｌ上において、被写体光をファインダ部１０２へ向けて反射する位置には、ミラー機構６（反射板）が配置されている。撮影レンズユニット３を通過した被写体光は、ミラー機構６（後述の主ミラー６１）によって上方へ反射され、焦点板６３（ピントグラス）に結像される。

ファインダ部１０２は、ペンタミラー６５とハーフミラー６８と接眼レンズ６７と副撮像素子７とファインダ窓１０とを備えている。ペンタミラー６５は、反射によって被写体像の天地左右を入れ替えて正立像にする。ハーフミラー６８は、ペンタミラー６５と接眼レンズ６７との間に配置され、被写体光を分離（分岐）させる。分離された一方の被写体光は、接眼レンズ６７と副撮像素子７とにそれぞれ導かれる。接眼レンズ６７は、分離された被写体光をファインダ窓１０の外側に導く。これにより、撮影者は、ファインダ窓１０を介して被写体像を視認することが可能になる。このように、ファインダ部１０２は、撮影待機時において被写界を確認するための光学ファインダ（ＯＶＦ）として機能する。

また、副撮像素子７は、分離された他方の被写体光を受光し、被写体像に係る撮影画像を順次に取得する。取得された撮影画像は、モニタ１２に動画的態様にて順次に表示（ライブビュー表示）される。このように、ファインダ窓１０から視認可能な被写体像は、副撮像素子７によって取得され、撮影者は、モニタ１２において被写体像に関するライブビュー画像を視認することが可能となる。

ミラー機構６は、主ミラー６１とサブミラー６２とから構成されており、主ミラー６１の背面側において、サブミラー６２が主ミラー６１の背面に向けて倒れるように回動可能に設けられている。主ミラー６１は、例えばハーフミラーとして構成され、被写体光の一部を透過させる。主ミラー６１を透過した被写体光の一部はサブミラー６２によって反射され、ＡＦモジュール２０に入射される。

上記のミラー機構６は、所謂クイックリターンミラーとして構成されており、レリーズボタン１１のＳ２状態が検出された露光時には上方に向けて跳ね上がり、焦点板６３の下方位置で停止する（図４参照）。これにより、撮影レンズユニット３からの被写体光がミラー機構６によって遮られることなく主撮像素子５上に届き、当該主撮像素子５が露光される。露光が終了すると、ミラー機構６は元の位置（図３に示す位置）に復帰する。

ＡＦモジュール２０は、被写体のピント情報を検出する測距素子等からなる所謂ＡＦセンサとして構成されている。具体的には、ＡＦモジュール２０は、撮影領域に設定された測距エリア（「フォーカスエリア」または「ＡＦエリア」とも称する）における被写体からの光（詳細にはミラー機構６を介して進入してきた光）を受光して、被写体像の合焦度合いに応じた位相差検出信号を出力する位相差検出機能を有している。

＜１−２．機能ブロック＞
次に、撮像装置１Ａの機能の概要について説明する。図５は、第１実施形態に係る撮像装置１Ａの機能構成を示すブロック図である。図６は、副撮像素子７によって取得された撮影画像（「補助画像」とも称する）における測距エリアと顔エリアとの関係を示す図である。

図５に示すように、撮像装置１Ａは、位相差ＡＦモジュール２０、操作部８０、全体制御部１０１，ミラー機構６，シャッタ４，主撮像素子５，Ａ／Ｄ変換回路５２，デジタル信号処理回路５０および画像メモリ５６等を備える。

操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザの入力操作に応答して、全体制御部１０１が各種動作を実現する。

主撮像素子５は、タイミング制御回路（不図示）から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面（撮像面）に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。

また、副撮像素子７は、基本的には主撮像素子５と同様の機能を有し、ファインダ光学系に導かれた被写体像の露光を行い、ライブビュー表示用の画像に関する画像信号を取得する。

主撮像素子５で取得された画像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換回路５２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、デジタル信号処理回路５０に入力される。

デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像信号に対してデジタル信号処理を施す。具体的には、黒レベル補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、γ補正処理等の信号処理を行う。当該信号処理後の画像信号（画像データ）は、画像メモリ５６に格納される。

画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。

本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、メモリカード９０に記憶される。

また、副撮像素子７によって取得された画像データは、Ａ／Ｄ変換回路５２およびデジタル信号処理回路５０において所定の処理が実行され画像メモリ５６に一旦記憶された後、モニタ１２に表示される。

全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ，メモリおよびＲＯＭ等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。

全体制御部１０１は、上述のプログラムの実行によって、位相差ＡＦ制御部１２１，主被写体検出部１２２，判定部１２３，駆動制御部１２４，表示制御部１２５，警告制御部１２６およびミラー制御部１２７等を機能的に実現する。

位相差ＡＦ制御部１２１は、位相差方式による自動合焦（ＡＦ）動作（位相差ＡＦ）を行う。具体的には、位相差ＡＦ制御部１２１は、ＡＦモジュール２０から出力される位相差検出信号に基づいて、合焦時の撮影レンズ（より詳細にはフォーカスレンズ）の位置（レンズ合焦位置）を特定するレンズ合焦位置特定動作を行う。また、位相差ＡＦ制御部１２１は、駆動制御部１２４と協働して、当該レンズ合焦位置に撮影レンズ（フォーカスレンズ）を移動するレンズ駆動動作をも実行する。

主被写体検出部１２２は、副撮像素子７によって取得された撮影画像（補助画像）において、合焦対象として設定されている主被写体を特定する。ここでは、人物の顔（「顔領域」とも称する）を合焦対象として設定し、当該顔領域を補助画像から検出するものとする。顔領域の検出手法としては、例えば、撮影画像における各画素の画素値に基づいて、画像の肌色部分を抽出し、この肌色部分の面積が予め設定された閾値以上であった場合に、その肌色部分を人物の顔として検出する手法を採用してもよい。或いは、周知のパターン認識技術を用いて、目や口などの顔の特定部分を抽出することで、人物の顔を検出する手法を採用してもよい。

また、判定部１２３は、主被写体検出部１２２により撮影画像において検出された主被写体（ここでは、顔領域）が測距エリアに存在するか否かを判断する。詳細は、後述する。

駆動制御部１２４は、レンズ駆動を制御する制御部である。駆動制御部１２４は、位相差ＡＦ制御部１２１と協働して、実際に撮影レンズを駆動する。

具体的には、位相差ＡＦ制御部１２１は、駆動制御部１２４を介して撮影レンズユニット３のレンズ側制御部３１に制御信号を伝達し、レンズ駆動部３８を駆動させ、撮影レンズユニット３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズをその光軸方向において移動させる。また、フォーカスレンズの位置は、撮影レンズユニット３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータがレンズ側制御部３１から本体側の全体制御部１０１に送られる。

表示制御部１２５は、モニタ１２などの表示部における表示内容を制御する。

警告制御部１２６は、主被写体である顔領域が測距エリアに存在しない旨の警告を発する制御部である。警告制御部１２６は、例えば表示制御部１２５と協働してモニタ１２に警告表示を出力する。具体的には、図６に示されるように、顔領域を含む顔エリアＦＧが測距エリアＲＳ１〜ＲＳ３に存在しない場合は、測距エリアに顔領域が存在しない旨の警告表示ＫＨを副撮像素子７によって取得された撮影画像（ライブビュー画像）に重畳して表示させる。操作者は、この警告によって、測距対象が合焦対象の主被写体に設定されていないため、合焦動作が適切に実行されないことを認識することができる。

ミラー制御部１２７は、ミラー機構６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１２７は、ミラー切り替え用モータ（不図示）を駆動制御することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。

＜１−３．合焦動作＞
次に、本実施形態に係る撮像装置１ＡのＡＦ動作について説明する。図７は、第１実施形態に係る撮像装置１ＡのＡＦ動作に関するフローチャートである。図８は、副撮像素子７によって取得された撮影画像における測距エリアと顔エリアとの関係を示す図である。図９は、警告表示部２０１を有する撮像装置１Ａの外観構成を示す図である。

図７に示されるように、レリーズボタン１１のＳ１状態が検出される（ステップＳＰ１０）と、ステップＳＰ１１では、主被写体検出部１２２において、副撮像素子７によって取得された撮影画像（補助画像）の中から人物の顔（顔領域）が検出される。そして、顔領域が検出された場合は、当該顔領域を含む矩形領域が顔エリアＦＧとして特定される。なお、顔領域の検出には、例えば、レリーズボタン１１のＳ１状態が検出される直前に副撮像素子７によって取得され、画像メモリ５６に格納された撮影画像が用いられる。

ステップＳＰ１２では、補助画像の中から人物の顔が検出されたか否かが判定される。人物の顔が検出された場合は、ステップＳＰ１３へと移行し、人物の顔が検出されなかった場合は、ステップＳＰ１６へと移行する。

ステップＳＰ１３では、判定部１２３において、撮影領域に設定された測距エリアで捕らえた被写体の中に、検出された顔領域を含む顔エリアＦＧが存在するか否かが判定される。

具体的には、ＡＦモジュール２０において予め設定された測距エリアを補助画像上で表した場合の測距エリア（「対応測距エリア」または「換算測距エリア」とも称する）が特定され、補助画像上の対応測距エリアに含まれる各画素の座標値と補助画像上の顔エリアＦＧに含まれる各画素の座標値とをそれぞれ比較して、顔エリアＦＧに含まれる画素が、対応測距エリアに含まれる画素であるか否かが判断される。なお、対応測距エリアは、撮像装置１Ａの製造時点において予め特定され、撮像装置１ＡのＲＯＭ（不図示）等に記憶されているものとする。

このようにステップＳＰ１３では、補助画像において顔エリアＦＧを構成する画素の一部が対応測距エリア内に存在する場合は、撮影領域に設定された測距エリアには顔エリアＦＧが存在し、測距エリアと顔エリアＦＧとは合致（一致）するものと判定される。

ステップＳＰ１３で、測距エリアに顔エリアＦＧが存在する（測距エリアと顔エリアＦＧとが一致する）と判定されると、ステップＳＰ１４へ移行する。

ステップＳＰ１４では、測距エリアが固定される。具体的には、レンズ合焦位置を特定する際に用いられる位相差検出信号は、予め設定された複数の測距エリアのうち、顔エリアＦＧが存在すると判定された特定の測距エリアから取得されるように、位相差検出信号取得用の測距エリアが固定（設定）される。例えば、図８に示されるように、測距エリアＲＳ１に顔エリアＦＧが存在する場合は、３つの測距エリアＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３のうち、測距エリアＲＳ１から取得される位相差検出信号を用いてレンズ合焦位置が演算（特定）される。

一方、ステップＳＰ１３で、測距エリアに顔エリアＦＧが存在しない（測距エリアと顔エリアＦＧとが一致しない（不一致である））と判定されると、ステップＳＰ１５へ移行する。

ステップＳＰ１５では、測距エリアに顔エリアＦＧが存在しない旨の警告が行われる。警告の態様としては、例えば、図６に示されるように、モニタ１２に警告表示ＫＨを表示させる態様がある。また、図９に示すように、モニタ１２の下部に警告表示部２０１を新たに設けて、警告の際には、当該警告表示部２０１を点灯させるようにしてもよい。また、音発生部を設けて、音声もしくはブザー音等によって警告してもよい。

ステップＳＰ１６では、ＡＦモジュール２０から取得される位相差検出信号に基づいて、位相差ＡＦが実行される。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置１Ａは、副撮像素子７によって取得される補助画像から合焦対象として設定されている主被写体を検出し、位相差検出信号が取得される測距エリアに当該主被写体が存在するか否かを判定する。そして、測距エリアに主被写体が存在しないと判定された場合は、主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御（ここでは、撮影者への警告）を行う。これによれば、主被写体に対して非合焦な撮影画像を取得する確率を低下させることが可能になる。すなわち、撮影者は、主被写体が測距エリアに存在しない旨の警告を受けて、主被写体への非合焦状態を容易に回避して、撮影動作を実行することが可能になる。

また、撮影者は、主被写体への合焦の成否を警告の有無によって容易に把握することが可能になる。これによれば、人物の顔に測距エリアを配置して予めレンズ合焦位置を決定し、その後、構図を振るなどの置きピンの手法を使って、撮影者は、所望の構図で主被写体に合焦した撮影画像を取得することが可能になる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態に係る撮像装置１Ａは、２枚の撮像素子（詳細には主撮像素子５と副撮像素子７）を備え、副撮像素子７から取得される撮影画像に基づいて人物の顔を検出し、顔エリアを特定していたが、第２実施形態に係る撮像装置１Ｂは、１枚の撮像素子を備え、当該１枚の撮像素子から取得される撮影画像に基づいて人物の顔を検出し、顔エリアを特定する。図１０および図１２は、第２実施形態に係る撮像装置１Ｂの断面図である。図１１は、レリーズボタン１１の押下状態と撮像装置１Ｂの動作状態との関係を示す図である。

第２実施形態に係る撮像装置１Ｂは、撮像装置１Ａとほぼ同様の構造（図１および図２参照）および機能を有しているが、図１０に示されるように、副撮像素子７とハーフミラー６８とを有しない点で、撮像装置１Ａと相違する。以下では、第１実施形態と相違する点を中心に詳述する。

撮像装置１Ｂは、撮像装置１Ａと同様にライブビュー表示機能を備え、モニタ１２に表示されるライブビュー画像を視認することによって、フレーミングを行うモード（ＥＶＦモード）を有している。以下では、ＥＶＦモードにおける撮像装置１Ｂの動作概要について図１１を参照して説明する。

図１１に示されるように、ＥＶＦモードにおいてレリーズボタン１１が無操作状態であった場合は、ミラー機構６は被写体光の光路から退避した状態になる（図１０参照）。このようなレリーズボタン１１の無操作におけるミラーアップ状態では、撮像装置１Ｂは、撮像素子５において被写体光を受光し、被写体像に係る撮影画像を順次に取得する。そして、撮像装置１Ｂは、取得した撮影画像をモニタ１２に動画的態様にて順次に表示する。

次に、レリーズボタン１１が押下されてＳ１状態になると、ミラー機構６が光路を遮断した状態になる（図１２参照）。レリーズボタン１１のＳ１状態におけるミラーダウン状態では、被写体光の一部は、サブミラー６２によって反射され、ＡＦモジュール２０に導かれる。そして、撮像装置１Ｂは、ＡＦモジュール２０から出力される位相差検出信号に基づいて、位相差方式のＡＦ動作を実行する。

レリーズボタン１１がさらに押下されてＳ２状態になると、再びミラーアップ状態となり（図１０参照）、本撮影画像の撮影動作（本撮影動作）が実行される。

レリーズボタン１１の押下状態に応じて上述のような動作を行う撮像装置１Ｂでは、撮像装置１Ａと同様に、位相差方式のＡＦ動作を実行する際に、測距エリアに顔領域（詳細には顔エリアＦＧ）が存在するか否かが判定される。

具体的には、撮像装置１Ｂは、主被写体検出部１２２（図５）を有し、レリーズボタン１１のＳ１状態の検出に応答して、撮像素子５によって取得された撮影画像の中から人物の顔（顔領域）を検出する（図７のステップＳＰ１１）。撮像素子５によって取得された撮影画像としては、例えば、レリーズボタン１１のＳ１状態が検出される直前に撮像素子５によって取得された撮影画像が用いられる。

そして、判定部１２３において、測距エリアに属する（含まれる）被写体の中に、検出された顔領域を含む顔エリアＦＧが存在するか否かが判定される（ステップＳＰ１３）。

測距エリアに顔エリアＦＧが存在する場合は、測距エリアが固定され、固定された特定の測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差ＡＦが実行される（ステップＳＰ１４，ＳＰ１６）。一方、測距エリアに顔エリアＦＧが存在しない場合は、存在しない旨の警告が行われる（ステップＳＰ１５）。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置１Ｂは、１枚の撮像素子によって取得される撮影画像から合焦対象として設定されている主被写体を検出して、測距エリアに主被写体が存在するか否かを判定するとともに、当該１枚の撮像素子を用いて本撮影画像を取得する。これによれば、２枚の撮像素子を備える構成と比較して省スペース化を図ることが可能となる。

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上記第１実施形態に係る撮像装置１Ａは、位相差方式によるＡＦ動作を実行していたが、第３実施形態に係る撮像装置１Ｃは、コントラストＡＦ制御部１２８をさらに有し、顔領域が検出された場合において測距エリアに顔エリアＦＧが存在しないときには、位相差方式によるＡＦ動作に代えてコントラスト方式によるＡＦ動作（コントラストＡＦ）を実行させる。図１３は、第３実施形態に係る撮像装置１Ｃの機能構成を示すブロック図である。

第３実施形態に係る撮像装置１Ｃは、撮像装置１Ａとほぼ同様の構造（図１，図２および図３参照）および機能を有しているが、図１３に示されるように、コントラストＡＦ制御部１２８とＡＦ切替制御部１２９とを有する点で、撮像装置１Ａと相違する。以下では、第１実施形態と相違する点を中心に詳述する。

図１３に示されるコントラストＡＦ制御部１２８は、副撮像素子７によって取得される画像信号に基づいてコントラスト方式による自動合焦（ＡＦ）動作を行う。具体的には、コントラストＡＦ制御部１２８は、異なるレンズ位置にそれぞれ対応する複数の撮影画像について被写体像のコントラストに応じた評価値をそれぞれ求める評価値算出動作と、当該評価値を最適化（例えば最小化）するレンズ位置をレンズ合焦位置として特定するレンズ合焦位置特定動作とを実行する。また、コントラストＡＦ制御部１２８は、駆動制御部１２４と協働して、当該レンズ合焦位置に撮影レンズ（フォーカスレンズ）を移動するレンズ駆動動作をも実行する。

また、ＡＦ切替制御部１２９は、ＡＦ方式を位相差ＡＦとコントラストＡＦとの間で切り替える切替制御を行う。

次に、本実施形態に係る撮像装置１ＣのＡＦ動作について説明する。図１４は、第３実施形態に係る撮像装置１ＣのＡＦ動作に関するフローチャートである。

図１４に示されるように、撮像装置１Ｃでは、ステップＳＰ２０〜ＳＰ２２においては、撮像装置１ＡのステップＳＰ１０〜ＳＰ１２（図７）と同様の動作が実行され、副撮像素子７によって取得された撮影画像の中から人物の顔が検出され、顔エリアＦＧが特定される。

そして、ステップＳＰ２３において、測距エリアに顔エリアＦＧが存在すると判定されると、ステップＳＰ２４へ移行する。ステップＳＰ２４では、測距エリアが固定され、固定された特定の測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差ＡＦが実行される（ステップＳＰ２６）。

一方、ステップＳＰ２３において、測距エリアに顔エリアＦＧが存在しないと判定されると、ステップＳＰ２５へと移行する。ステップＳＰ２５では、ＡＦ切替制御部１２９においてＡＦ方式が切り替えられ、副撮像素子７により取得される撮影画像において、検出された顔エリアＦＧにおける被写体像のコントラストに応じた評価値が取得され、当該評価値に基づいてコントラストＡＦが実行される。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置１Ｃは、顔領域が検出された場合に測距エリアに顔エリアＦＧが存在しなときには、位相差方式のＡＦ動作に代えて当該顔エリアＦＧを測距エリアとするコントラスト方式のＡＦ動作を実行する。このように、主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御として、ＡＦ方式の変更を行うことによれば、主被写体に対して非合焦な撮影画像を取得する確率を低下させるとともに、主被写体に合焦した所望の撮影画像を取得することが可能になる。

＜４．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。

例えば、上記第２実施形態では、レリーズボタン１１の押下状態に応じてミラー機構６を動作させ、１枚の撮像素子５から取得される撮影画像に基づいて人物の顔を検出し、顔エリアを特定していたが、これに限定されない。図１５は、変形例に係る撮像装置１Ｄの断面図である。

具体的には、図１５に示されるように、撮像装置１Ｄでは、ミラー機構６によって上方へ反射された被写体像が結像される位置に撮像素子５が配置される。これによれば、レリーズボタン１１の押下状態に応じてミラー機構６を動作させることなく、撮像素子５から取得される撮影画像に基づいて人物の顔を検出し、測距エリアに顔エリアＦＧが存在するか否かを特定することが可能になる。また、ミラー機構６の動作によって発生するタイムラグを取り除くことが可能になる。

またさらに、撮像装置１Ｄは、撮像素子５によって取得される撮影画像を用いて、コントラストＡＦを行うコントラストＡＦ制御部１２８（図１３）を有するようにしてもよい。これによれば、１枚の撮像素子５を備える撮像装置１Ｄにおいても、顔領域が検出された場合に測距エリアに顔エリアが存在しなときには、位相差ＡＦに代えてコントラストＡＦを実行させることが可能になる。

また、上記各実施形態では、合焦対象の主被写体を「人物の顔」に設定していたがこれに限定されず、人体中の他の特定部位（例えば胴体部分）をも合焦対象に設定してもよい。図１６は、補助画像における測距エリアと測距可能エリアとを示す図である。

具体的には、主被写体検出部１２２において、顔領域を補助画像から検出して顔領域を含む顔エリアＦＧを特定し、判定部１２３において、顔エリアＦＧが測距エリアＲＳ１〜ＲＳ３または当該測距エリアの上部に設定されたエリア（「測距可能エリア」とも称する）ＱＣ１〜ＱＣ３（図１６参照）に存在するか否かを判定する。ここで、測距可能エリアＱＣ１〜ＱＣ３は、当該測距可能エリアに人物の顔が存在する場合は、測距エリアＲＳ１〜ＲＳ３において当該人物の特定部位が存在する可能性が高いと想定される領域に設定される。なお、測距可能エリアの大きさ（範囲）は、検出された顔領域の大きさに応じて変更してもよい。

そして、判定部１２３において、顔エリアＦＧが測距エリアＲＳ１〜ＲＳ３または測距可能エリアＱＣ１〜ＱＣ３に存在しないと判定された場合は、主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御（例えば、撮影者への警告）を行う。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。 第１実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。 第１実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。 第１実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 撮影画像における測距エリアと顔エリアとの関係を示す図である。 第１実施形態に係る撮像装置の自動合焦動作に関するフローチャートである。 撮影画像における測距エリアと顔エリアとの関係を示す図である。 警告表示部を有する撮像装置の外観構成を示す図である。 第２実施形態に係る撮像装置の断面図である。 レリーズボタンの押下状態と撮像装置の動作状態との関係を示す図である。 第２実施形態に係る撮像装置の断面図である。 第３実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る撮像装置の自動合焦動作に関するフローチャートである。 変形例に係る撮像装置の断面図である。 補助画像における測距エリアと測距可能エリアとを示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 撮像装置
５ 撮像素子（主撮像素子）
６ ミラー機構
７ 副撮像素子
１１ レリーズボタン
１２ モニタ
２０ 位相差ＡＦモジュール
１２１ 位相差ＡＦ制御部
１２２ 主被写体検出部
１２３ 判定部
１２６ 警告制御部
ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３ 測距エリア
ＦＧ 顔エリア

Claims (6)

1. 撮像装置であって、
   被写体像に関する撮影画像を取得する撮像素子と、
   合焦対象として設定されている主被写体を前記撮影画像から検出する被写体検出手段と、
   撮影領域の所定位置に設定された測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差合焦制御を行う第１の合焦手段と、
   前記被写体検出手段で前記主被写体が検出された場合において、前記測距エリアに前記主被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、前記主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記主被写体は、人物の顔であることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記制御手段は、前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、警告を発することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記撮影画像の画像信号に基づいて合焦制御を行う第２の合焦手段、
   をさらに備え、
   前記制御手段は、前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、前記第２の合焦手段を用いて合焦制御を行うことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記撮影画像は、前記主被写体の検出に用いられるとともに、ライブビュー表示にも用いられることを特徴とする撮像装置。
6. 撮像装置であって、
   被写体像に関する第１の撮影画像を本撮影時に取得する第１の撮像素子と、
   前記被写体像に関する第２の撮影画像を本撮影前に取得する第２の撮像素子と、
   合焦対象として設定されている主被写体を前記第２の撮影画像から検出する被写体検出手段と、
   撮影領域の所定位置に設定された測距エリアから取得される位相差検出信号に基づいて位相差合焦制御を行う第１の合焦手段と、
   前記被写体検出手段で前記主被写体が検出された場合において、前記測距エリアに前記主被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記測距エリアに前記主被写体が存在しないと判定された場合は、前記主被写体への非合焦状態を回避する所定の制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。

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