JP2016142777A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロップ撮影機能を持つ撮像装置において、クロップ時にマスクされるクロップ範囲外に存在する測距領域については測光手段からの合焦点補正情報が得られず測距精度が低下する恐れがあった。
【解決手段】クロップ撮影時にマスクされる範囲に測距領域が存在する場合には、直近もしくは直前のクロップ範囲内の測光領域にて測光手段による合焦点補正データ算出を行う。クロップ範囲の内側から外側に移動した被写体に連続性があるときは、直前に使っていたデータをもって補正データとし、そうでないときには直近の測光領域にて測光手段による合焦点補正データ算出を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像領域を変更可能な撮像装置に関し、特に観察光学系に遮光マスクを表示した状態における焦点検出結果の補正に関する。

従来、撮像素子の大きさに対して、一部分の画像を取得して記録を行うクロップ撮影機能を搭載している撮像装置が存在している。そのようなクロップ撮影機能においては、観察光学系であるファインダ上にて、非撮影領域の輝度を低下させるなどして撮影領域を明確に表示する機能が知られている。

特許文献１では、撮像装置がクロップ撮影を行うよう設定されている場合に、該クロップ撮影モードに合わせて観察光学系に遮光マスクを表示し、非撮影領域の遮光マスクの透過率を制御する撮像装置が開示されている。

また一般的に、撮影レンズの色収差の影響により、被写体を照明する光源によって合焦点の位置がずれることが知られている。

特許文献２では、観察光学系であるファインダ光束の一部を分光感度特性が異なる複数の光電変換手段により測光し、その出力結果から被写体を照明する光源を検出し焦点検出結果を補正する撮像装置が開示されている。

特開２０１２−１８１３２３号公報 特開２０００−２７５５１２号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、ファインダ光束の一部を測光する際に遮光マスクの透過光を用いようとすると、遮光マスクの波長透過特性により光電変換手段の出力結果が変化する。そのため被写体を照明する光源の検出が適切になされず、焦点検出結果に対して適切な補正がなされないという課題があった。

そこで、本発明の目的は、観察光学系の遮光マスク領域に存在する測距領域に対しても、焦点検出結果の光源検知補正を適切に行う撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、
撮像手段の有効領域に対して一部の領域のみ撮影領域として選択して撮像するクロップ撮影モードを持つ撮像装置であって、
少なくとも前記クロップ撮影モードにおいては、前記一部の撮影領域を透過とし、それ以外の領域を半透過ないしは遮光する観察光学系（１０１）と、
前記観察光学系を観察することによって合焦点位置に関する補正データを算出する補正データ算出手段（１１２）と、
撮影レンズを被写体に合焦させるための合焦点を検出するための焦点検出手段（１０９）と、
前記補正データ算出手段による補正結果に基づいて前記合焦点位置を補正する補正手段（１１２）と、を持ち、
少なくとも前記クロップ撮影モードにおいて、前記一部の撮影領域外の測距領域で合焦点位置を補正する際に、前記測距領域において算出された補正データ以外の代替データを用いて補正を行うことを特徴とする。

本発明によれば、一部分の画像を取得して記録を行うクロップ撮像において、撮影領域を明確に表示すると共に、観察光学系の遮光マスク領域に存在する測距領域に対しても、焦点検出結果の光源検知補正を適切に行う撮像装置を提供することができる。

撮像装置としてのカメラの概略構成を示す概略図 接眼光学系から観察したファインダの状態を示す図 接眼光学系から観察したファインダの状態を示す図 ファインダ上の被写体と測距領域、測光領域の状態を示す図 ファインダ上の被写体と測距領域、測光領域の状態を示す図 ファインダ上の被写体と測距領域、測光領域の状態を示す図 撮像装置の撮影動作を示すフローチャート 撮像装置の測光手段の検出動作を示すフローチャート 撮像装置の焦点調節処理を示すフローチャート

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の第１の実施例による、撮像装置について説明する。図１に、本発明の実施例１である観察光学系を含む撮像装置の構成を示す。

図１において、１００は撮像装置である。１０１は観察光学系であるところのファインダであり、１０２は接眼光学系である接眼レンズ、１０３はファインダスクリーンである。

１０４は撮像光束をファインダ光学系に偏向するメインハーフミラー（以下、メインミラーという）であり、１０５は撮像光束を後述する焦点検出ユニットに偏向するサブミラーである。メインミラー１０４とサブミラー１０５とによって光路分割光学系であるところのミラー手段が構成される。

１０６は撮像手段を構成するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、１０７は撮像素子１０６の露光を制御するフォーカルプレーンシャッタである。

１０９は焦点検出ユニットである。焦点検出ユニット１０９は、少なくとも一対の画素列（ラインセンサ）を有し、該一対のラインセンサは撮影光学系からの光束によって形成された一対の像を光電変換して信号を出力する。

１１０は被写体輝度を測定する測光センサであり、１１１は測光センサ１１０に被写体からの光束を結像させる測光レンズである。

１１２は撮像装置１００の各種動作の制御を司るカメラマイクロプロセッサであり、本実施例においては合焦点位置の補正データ算出手段（１１３）、補正手段（１１４）、補正データ算出の可否の判定手段（１１５）を含む。１１６は、光学ファインダを覗いた観察者に対して各種情報を表示するファインダ表示ユニットである。１１７は撮像素子１０６の前面に配置されたローパスフィルタである。

ここで観察光学系の構成を説明すると、撮影レンズ２００により、焦点板であるファインダスクリーン１０３に結像された被写体像は、ファインダスクリーン１０３近傍に配置されているファインダ表示ユニット１１６を通して接眼光学系１０２により観察される。ファインダスクリーン１０３は拡散特性を有しており、測光レンズ１１１を通して測光センサ１１０でファインダスクリーン１０３を観察することにより、被写体の露出値や測距領域における光源を検知し、また被写体の追尾などを行っている。

光源の検知について、より詳細に述べる。ファインダ光束を測光する測光センサ１１０は、センサの一部にＩＲカットフィルタなどを用いることで、分光感度全域での測光結果と赤外光をカットした状態での測光結果を出力している。これらの出力の結果を比較することにより、被写体照明光の赤外光成分の比率を検出することができ、その結果をもとに光源の検知、また合焦点位置の補正を行なっている。

本実施例では、接眼光学系が所定角度ずれた方向から観察する測光光学系を示したが、接眼光学系の間にハーフミラーなどを配置し光束を分割してもよい。

２００は撮像装置１００に対して着脱が可能な交換レンズである。以下に交換レンズ２００の構成について説明する。

２０１は交換レンズ２００の各種動作の制御を司るレンズマイクロプロセッサであり、通信接点を介してカメラマイクロプロセッサ１１２と通信を行う。２０２は撮影光学系を構成する結像光学系であるレンズであり、２０３は光量調節を行う絞りである。なお、図１ではレンズを１枚しか記載していないが、実際には撮影光学系は複数枚のレンズにより構成されている。

本実施例においては、撮像装置１００（カメラマイクロプロセッサ１１２）は、交換レンズ２００（レンズマイクロプロセッサ２０１）と通信を行う。これにより、交換レンズ２００が保有する情報を使用して制御を行う。

図２は接眼光学系から観察したファインダの状態を示している。
図２において示すように、本実施例の撮像装置は、撮像素子の大きさに対して全領域を使用する全領域撮影モードと、一部分の画像を取得して記録を行うクロップ撮影モードを有している。

図２（ａ）は全領域モードにおける接眼光学系から観察したファインダの状態を示している。１０００は撮影装置が撮像できる有効領域であるところの全画面領域を、１０１０は記録を行う際に取得する画像の領域を示している。図２（ａ）においては画面全領域を使用し、撮影領域１０１０は全画面領域と一致している。このため、ファインダ表示ユニット１１６によって表示されるマスク手段は表示されていない。

１０２０は測光領域を示しており、測光センサが測光光学系を通して被写体像の状態を検出する領域を示している。本実施例においては、測光領域として９×１７分割の例を示したが、この分割に限るものではない。１０３０は測距領域を示しており、焦点板と撮像光学系の間で光束を分割してファインダ光学系とは別の焦点検出系にて焦点検出を行う視野範囲を示している。本図に示す全領域モードの場合には、測光領域１０２０、測距領域１０３０は撮影領域１０１０の内部に存在している。

図２（ｂ）はクロップ撮影モードの一例を示している。このとき、撮影領域１０１０は全画面領域１０００よりも内側に存在しているため、撮影領域１０１０の外側には撮像されない領域が存在している。本実施例においては撮影領域を明確にするため、撮影領域１０１０の外部のマスク領域１０４０を、内部の撮影領域１０１０に対して遮光マスクによってグレーアウトさせるなどして被写体像の輝度を低下させている。前記グレーアウトについて、図２（ｂ）においては遮光マスクの透過率を低下させて表示する例を示したが、完全に遮光するといった方法を始め手段は問わない。

本実施例のように撮影領域外に測距領域が存在する場合、当該測距領域での焦点検出について、一例として以下のような利点が考えられる。例えば被写体の動作に追従させながら焦点検出を行う場合に、被写体がクロップ範囲外に出てしまったとしても該クロップ範囲外で焦点検出を行うことで、再度被写体が撮影領域内に入ってきたときの追従性の向上が見込まれる。一般に焦点検出結果については観察光学系における測光情報による補正が有効であり、撮影領域外の焦点検出領域も含めてこの補正を行うことが、焦点調節の追従精度向上のために有効である。

しかしながら図２（ｂ）に示すように、本例においては、測光領域１０２０及び測距領域１０３０が撮影領域１０１０外の領域に存在しているため、ファインダ光学系の光束を利用して検出している測光領域においては、測光センサへの光量が低下するため光源の検知ができない恐れがある。

そこでファインダ光学系が遮光マスクによってグレーアウトしているときには、他の測距領域の光源検知結果を用いて合焦位置の光源検知補正を行う。

図３に、クロップ領域内外に被写体がいる状況について、観察光学系での見え方の違いを示す。図３（ａ）、（ｃ）ではクロップ領域外に、図３（ｂ）ではクロップ領域内に被写体がいる。ここで、１０３１は着目する被写体に最も近しい測距領域である。

本例において、撮影開始時に図３（ａ）の状況であった場合、測距領域１０３１においては光源検知補正データの算出が出来ない。そこで、測距領域１０３１の焦点検出結果に対しては、測距領域１０３１に最も近しいクロップ範囲内の測光領域１０２１での光源検知結果を代替データとして合焦点位置の補正を行う。

また図３（ｂ）の状況となったときには、測距領域１０３１近傍の測光領域１０２１における測光結果から、光源検知補正データの算出を行う。

また図３（ｃ）の状況のとき、所定の時間内には図３（ｂ）の状況であったとすると、図３（ａ）に準じて最も近しいクロップ範囲内の測光領域から光源検知結果を代替データとするよりも、被写体を照明する光源として直近の図３（ｂ）のほうが好適である。よって、同一被写体について、所定の時間内に光源検知補正データを取得した結果があるのであれば、その光源検知結果を代替データとして採用する。

なお同一被写体であることの判定については、カメラの自動設定によるもしくは撮影者が設定として指定するなど、その方法は問わない。

以上の例では、観察光学系の観察により被写体の光源を検知し合焦点位置の補正を行う例を提示したが、合焦点位置の補正は光源検知補正によるものに限定されるものではない。これは以下の文言においても同様である。

図４は撮像装置の撮影動作を示すフローチャートを示している。

図４において、処理が開始されると、ステップ１００（以下Ｓ１００と示す）において、撮像装置のレリーズＳＷ１がＯＮしているか否かの判定を行っている。Ｓ１００において、ＳＷ１がＯＮしていると判定された場合には、次のＳ１２０に移行する。

Ｓ１２０においては測光処理のサブルーチンを実行しており、測光センサの出力を用いて、適正露出の算出及び合焦点位置補正のための被写体の光源検知を行っている。Ｓ１２０での処理を実行したあと、次のＳ１３０に移行する。

Ｓ１３０においては、撮像装置の焦点調節モードがマニュアルであるかオートであるかの判定を行い、オートである場合には次のＳ１４０に移行する。

Ｓ１４０においては、焦点調節処理のサブルーチンを実行しており、測距領域における被写体の合焦位置の算出を行っている。後述するが、ここではＳ１２０で得られた光源検知補正データを用いた合焦点位置補正も行うこととなる。Ｓ１４０の処理を行ったあと、次のＳ１５０へと移行する。

Ｓ１５０においては、撮像装置のレリーズＳＷ１がＯＮしているか否かの判定を行っている。ＯＦＦである場合には、撮影動作はキャンセルされたと判断し、処理はＳ１００へと戻る。ＯＮである場合には、次のＳ１６０へと移行する。

Ｓ１６０においては、撮像装置のレリーズＳＷ２がＯＮしているか否かの判定を行っている。ＯＮしている場合には、次のＳ１７０へと移行する。

Ｓ１７０においては、撮像処理を実行している。撮像処理が実行されたあと、次のＳ１８０へと移行する。

Ｓ１８０においては、撮像装置の撮影モードが連写モードであるかを判定している。連写モードである場合には、Ｓ１９０にてレリーズＳＷ２がＯＮであるかの判定がなされ、ＯＮである場合には再度Ｓ１２０からの処理が実行される。Ｓ１８０にて連写モードでない場合、また連写モードであってもＳ１９０でレリーズＳＷ２がＯＦＦである場合、撮影動作は終了する。

図５は先述のＳ１２０に相当する、撮像装置の測光処理動作を示すフローチャートを示している。

Ｓ３００においては、撮影動作がクロップ撮影モードか否かを判定している。クロップ撮影モードである場合には次のＳ３１０に移行し、そうでない場合にはＳ３２３に移行する。

Ｓ３１０においては、現在の撮影で着目している測距領域がクロップ範囲外であるかの判定を行う。測距領域がクロップ範囲外であるとき、次のＳ３２０に移行し、そうでない場合にはＳ３２３に移行する。

Ｓ３２０においては、現在の撮影処理以前の所定時間内に、現在着目している測距領域の被写体と同一被写体の光源検知結果を取得しているかを判定する。ここで、同一被写体であるかの判定について、方法は問わない。取得済みであるときにはＳ３２１に移行し、取得がなされていないときにはＳ３２２に移行する。

Ｓ３２１〜Ｓ３２３は、光源検知補正データの扱いに関するフラグである。Ｓ３２１においては、現在の撮影処理以前の所定時間内に、現在着目している測距領域の被写体と同一被写体の光源検知結果を取得していると判定がなされているので、当該データを採用し補正を行うとして、Ｓ３４０に移行する。Ｓ３２２においては、同一被写体の所定時間内の光源検知データはないため、直近のクロップ範囲内の視野で光源検知を行うこととし、Ｓ３３０にて補正データを算出する。Ｓ３２３においては、着目している測距領域は光源検知を行うことが可能となっているので、Ｓ３３０にて補正データを算出する。

Ｓ３３０においては、前述の処理によって光源検知による合焦点位置の補正データを算出する。補正データの算出がなされたあと、次のＳ３４０へと移行する。

Ｓ３４０では、撮像装置の露出調節モードがマニュアルであるかオートであるかの判定を行い、オートである場合には次のＳ３５０に移行する。

Ｓ３５０では、撮影時の適正露出の算出を行い、測光処理動作を終了する。

図６は撮像装置の焦点調節処理を示すフローチャートを示している。ここでの処理は合焦点位置の補正に着目して記載し、測距領域の選択モードの判定や合焦判定をはじめとした焦点検出処理については記載を省略する場合がある。

Ｓ４００において、焦点検出の処理を行う。その後、Ｓ４１０に移行する。

Ｓ４１０においては、光源検知補正データの有無を判定する。光源検知補正データがある場合、Ｓ４２０にてＳ４００における焦点検出結果を補正し、Ｓ４３０へと移行する。

Ｓ４３０においては、焦点検出結果及びその補正結果に基づいてレンズ駆動を実施し、焦点調節処理を終了する。

１００ 撮像装置、１０１ 観察光学系、１０２ 接眼光学系、
１０３ ファインダスクリーン、１０４ メインハーフミラー、１０５ サブミラー、
１０６ 撮像素子、１０７ フォーカルプレーンシャッタ、１０９ 焦点検出ユニット、
１１０ 測光センサ、１１１ 測光レンズ、１１２ カメラマイクロプロセッサ、
１１６ ファインダ表示ユニット、１１７ ローパスフィルタ、２００ 撮影レンズ、
２０１ レンズマイクロプロセッサ、２０２ 撮影光学系、２０３ 絞り、
１０００ 全画面領域、１０１０ 撮影領域、１０２０ 測光領域、
１０２１ 着目する被写体近傍の測光領域、１０３０ 測距領域、
１０３１ 着目する被写体近傍の測距領域、１０４０ マスク領域

Claims (5)

1. 撮像手段の有効領域に対して、第一の領域である一部の領域のみを撮影領域として選択して撮像するクロップ撮影モードを持つ撮像装置であって、
   少なくとも前記クロップ撮影モードにおいては、前記第一の領域を透過とし、撮像手段の有効領域でありながら第一の領域外である第二の領域を半透過ないしは遮光する観察光学系（１０１）と、
   前記観察光学系の光束を検出する光電変換手段（１１０）と、
   前記光電変換手段の出力に基づいて着目する測距領域の合焦点位置に関する補正データを算出する補正データ算出手段（１１３）と、
   撮影レンズを被写体に合焦させるため該測距領域の合焦点を検出するための焦点検出手段（１０９）と、
   前記補正データ算出手段による補正結果に基づいて前記合焦点位置を補正する補正手段（１１４）と、を持ち、
   少なくとも前記クロップ撮影モードにおいて、前記第二の撮影領域の測距領域で合焦点位置を補正する際には、該測距領域における合焦点位置の補正には、前記第一の撮影領域において算出された補正データを用いることを特徴とする撮像装置。
2. 前記測距領域の被写体について、一定の時間、同一被写体を認識する被写体認識手段と、所定の時間内に補正データ算出手段によって算出された補正データについて、その有無を判定する判定手段を持ち、前記測距領域の被写体について、前記被写体認識手段によって同一被写体と認識された被写体に関して、前記判定手段によって所定の時間内に算出された補正データがあると判定された際には、当該補正データを前記代替データとして用いることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記代替データとして、前記一部の撮影領域外の測距領域から所定の範囲内にある、前記一部の撮影領域内における前記補正データの算出結果を用いて合焦点位置補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記補正データの算出は、被写体を照明する光源の検知結果によって行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記光源の検知は、観察光学系の測光結果によって行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。