(57)【要約】【課題】  撮影者が様々な画像又は被写体に対して焦点ずれ量を正確且つ簡単に把握することができる撮像装置を提供する。【解決手段】被写体を撮像する撮像装置であって、前記被写体の合焦位置からの光軸方向のずれ量に対応してずれた一対の被写体像を生成する生成手段と、当該生成手段が生成した前記一対の被写体像を重ねて合成する画像合成手段と、前記画像合成手段が合成した画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする撮像装置を提供する。【選択図】  図１
2008116848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像装置であって、
前記被写体の合焦位置からの光軸方向のずれ量に対応してずれた一対の被写体像を生成する生成手段と、
当該生成手段が生成した前記一対の被写体像を重ねて合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段が合成した画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像合成手段は、前記一対の被写体像を加算することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像合成手段は、前記一対の被写体像のいずれか一方の信号強度を反転して合成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記一対の被写体像はカラー画像であり、前記画像合成手段は、前記一対の被写体像のいずれか一方の各カラー情報を反転して合成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記一対の被写体像はカラー画像から明度情報を抽出したモノクロ画像であり、前記画像合成手段は、前記一対の被写体像のいずれか一方の明度情報を反転して合成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像合成手段は、前記一対の被写体像を異なる色相のモノカラー画像に変換して合成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記異なる色相は補色関係にあることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記生成手段は、瞳領域を、前記光軸方向及び前記光軸方向に垂直な方向の両方に垂直な方向に関して対称に配置された一対の領域に分割する瞳分割手段を有し、
前記一対の被写体像の一方は前記対称な一対の領域の一方の領域を介して形成され、前記一対の被写体像の他方は前記対称な一対の領域の他方の領域を介して形成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記一対の被写体像の一方は他方から複製されたものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記画像合成手段が前記一対の被写体像を合成する際に前記横ずれ量を強調するモードを選択するモード選択手段を更に有する請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、撮像装置に係り、特に、焦点状態を表示する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画又は動画を記録する電子カメラは、構図を決めるためのプレビュー画像や撮影済み画像の表示、あるいは各種撮影条件を設定するために、電子式表示装置を備える。ここで、電子式表示装置は、電子ビューファインダ及び液晶モニタを含む。電子ビューファインダは、通常の光学式ファインダが配置されていた位置に小型の画像表示素子を埋設し、接眼レンズを介して観察する装置である。液晶モニタとは、カメラの背面あるいは側面等の外装部に配置され、比較的大画面のフラットパネル式画像表示装置で、撮影者が直視で観察する装置である。
【０００３】
電子式表示装置は、撮影時の焦点状態を確認する手段としても利用される。しかし、一般に電子式表示装置は表示解像度が低いため、プレビュー画像をそのまま表示しただけでは撮影者が焦点状態を正確に把握することは困難である。このため、プレビュー画像の焦点状態の視認性を高める様々な技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１乃至３を参照のこと）。
【０００４】
その他の従来技術としては特許文献４乃至８がある。
【特許文献１】特開２００４−２１２８９１号公報
【特許文献２】特開平１１−１２２５１７号公報
【特許文献３】特開２００５−１８１３７３号公報
【特許文献４】特開昭６１−２２３１６号公報
【特許文献５】特開平９−１８４９７２号公報
【特許文献６】特開平６−１７５０１５号公報
【特許文献７】特開２００３−１４０２４６号公報
【特許文献８】特開２０００−２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１は、焦点検出領域の画像を２分割して横ずらし表示するため、複雑な形状の画像に対して横ずれ量を正確に認識するのは困難である。特許文献２は、三角測量法を利用して２つの像をずれ量に応じて横ずらしを行うが、２つの像を撮像する撮像系の特性が異なる。このため、合焦時の表示品位が低く、微小な焦点ずれ量を正確に認識することが困難である。特許文献３は、マニュアルフォーカス操作前後の２画像における合焦評価値の差分と極性を電子ビューファインダに表示する。このため、撮影者は焦点検出領域内の被写体と焦点状態を同時に視認できない。従って、素早く動く被写体を焦点検出領域内に捉えながら、連続して焦点状態を把握することができない。
【０００６】
本発明は、撮影者が様々な画像又は被写体に対して焦点ずれ量を正確且つ簡単に把握することができる撮像装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての被写体を撮像する撮像装置は、前記被写体の合焦位置からの光軸方向のずれ量に対応してずれた一対の被写体像を生成する生成手段と、当該生成手段が生成した前記一対の被写体像を重ねて合成する画像合成手段と、前記画像合成手段が合成した画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮影者が様々な画像又は被写体に対して焦点ずれ量を正確且つ簡単に把握することができる撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１乃至図１０を参照して、本発明の実施例１のカメラ１００を説明する。カメラ１００は、撮像素子を有したカメラ本体と撮影レンズが一体となった電子カメラである。ここで、図１は、カメラ１００の概略ブロック図である。
【００１２】
図１において、１０１は撮影光学系（結像光学系）の先端に配置された第１レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。１０２は絞り兼用シャッタで、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。１０３は第２レンズ群である。１０４はプリズムシート製の光束偏向素子を含んだプリズムユニットで、撮影光路に対して進退可能に保持される。絞り兼用シャッタ１０２、第２レンズ群１０３、及び光束偏向ユニット１０４は一体となって光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）をなす。
【００１３】
１０５は第３レンズ群で、光軸方向の進退により、焦点調節を行う。１０６は光学的ローパスフィルタで、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７はＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。撮像素子１０７は、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素の受光ピクセル上に、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、２次元単板カラーセンサを用いる。
【００１４】
１１１はズームアクチュエータで、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１０１ないしプリズムユニット１０４を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。１１２は絞りシャッタアクチュエータで、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。１１３はプリズムアクチュエータで、焦点検出時はプリズムユニット１０４を撮影光路内に進入させ、焦点検出時以外はユニット１０４を光路外に退避させる。１１４はフォーカスアクチュエータで、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。
【００１５】
１１５は撮影時の被写体照明用電子フラッシュで、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適だが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いてもよい。１１６はオートフォーカス（ＡＦ）補助光手段で、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。
【００１６】
１２１はカメラ本体の種々の制御を司るＣＰＵで、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラ１００の各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理と記録等の一連の動作を実行する。
【００１７】
１２２は電子フラッシュ制御回路で、撮影動作に同期して照明手段１１５を点灯制御する。１２３は補助光駆動回路で、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光手段１１６を点灯制御する。１２４は撮像素子駆動回路で、撮像素子１０７の撮像動作を制御すると共に、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路で、撮像素子１０７が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。
【００１８】
１２６はフォーカス駆動回路で、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。１２７はプリズム制御回路で、焦点検出動作に連動してプリズムユニット１０４を撮影光束内外に進退駆動する。１２８はシャッタ駆動回路で、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００１９】
１３１はＬＣＤ等の表示器で、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。１３２は操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。１３４は、図７乃至図１０の方法をプログラムとして格納するメモリである。１３５は、撮像素子１０４で取得した画像に各種処理を施す際に使用する一時格納メモリ、いわゆるワーキングメモリである。
【００２０】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、実施例１の焦点検出原理を説明するための図で、図２（ａ）は要部斜視図、図２（ｂ）及び（ｃ）はプリズムユニット断面図である。
【００２１】
図２（ａ）においては、焦点検出時の撮影光学系の要部、即ち、プリズムユニット１０４と撮像素子１０７のみを示し、結像作用をなすレンズ群や光学的ローパスフィルタは省略している。プリズムユニット１０４は、第１の合わせプリズム１０４ａ、第２の合わせプリズム１０４ｂ、遮光板１０４ｃを有する。遮光板１０４ｃは、中心に対して横方向対称位置に、縦方向に長軸を有する２個の同一の楕円開口を有し、一方の開口には第１の合わせプリズム１０４ａが、他方の開口には第２の合わせプリズム１０４ｂが埋め込まれている。
【００２２】
ＯＢＪは撮影光学系の光軸上に配置された被写体である。被写体ＯＢＪから射出し、第１の合わせプリズム１０４ａに入射した光束は、不図示のレンズ群で収束されると共に、後述するプリズム１０４ａの光束偏向作用を受け、撮像素子１０７の上側領域に第１の被写体像ＩＭＧａを形成する。同様に被写体ＯＢＪから射出し、第２の合わせプリズム１０４ｂに入射した光束は、撮像素子１０７の下側領域に第２の被写体像ＩＭＧｂを形成する。
【００２３】
図２（ｂ）は、第１の合わせプリズム１０４ａを図２（ａ）のＤ方向から見た断面図である。プリズム１０４ａは、入射側に配置された光束制限プリズム１０４ａ１と、射出側に配置された光束偏向プリズム１０４ａ２とを有する。光束制限プリズム１０４ａ１は、入射面側（第１面）は平面、射出面側（第２面）は鋸歯状プリズムが周期的に形成されたブレーズ形状をなすプリズムシートである。光束偏向プリズム１０４ａ２は、入射面側（第１面）は鋸歯状プリズムが周期的に形成されたブレーズ形状をなし、射出面側（第２面）は平面のプリズムシートである。２個のプリズムシートは光学樹脂を射出成形して製作されるが、光束制限プリズム１０４ａ１は低屈折率樹脂が選択され、光束偏向プリズム１０４ａ２は高屈折率樹脂が選択される。その理由を以下に説明する。
【００２４】
第１の合わせプリズム１０４ａの入射面に対して垂直に入射した光束Ｌａ１は、光束制限プリズム１０４ａ１を通過すると下方向に偏向され、次いで光束偏向プリズム１０４ａ２を通過すると反対方向に偏向される。この際、光束偏向プリズム１０４ａ２は相対的に高屈折率のため、２個のプリズムの偏向作用は後者が勝り、最終的な射出光束は上側に偏向される。一方、第１の合わせプリズム１０４ａの入射面に対して上方向から入射した光束Ｌａ２は、光束制限プリズム１０４ａ１の鋸歯状射出面で全反射し、撮像素子側に射出することができない。また、第１の合わせプリズム１０４ａの入射面に対して下方向から入射した光束Ｌａ３は、光束Ｌａ１と同様の屈折作用を受け、最終的な射出光束は上側に偏向される。
【００２５】
以上のごとく、光束制限プリズム１０４ａ１は特定の入射角以外の光束を全反射で排除し、全反射せずに通過した光束を光束偏向プリズム１０４ａ２が所定方向に偏向させる。以上の作用により、第１の合わせプリズム１０４ａを通過した光束が形成する画像の有効範囲、いわゆるイメージサークルは、図２（ａ）に示したＩＣａのごとく、ｙ軸負方向の円周部が直線状にカットされる。
【００２６】
図２（ｃ）は、第２の合わせプリズム１０４ｂを図２（ａ）のＤ方向から見た断面図である。プリズム１０４ｂは、図２（ｂ）で説明した第１の合わせプリズム１０４ａを上下方向（ｙ軸方向）に反転した形状を有している。そして、光束制限プリズム１０４ｂ１の屈折率はプリズム１０４ａ１と、光束偏向プリズム１０４ｂ２の屈折率はプリズム１０４ａ２とそれぞれ同一である。
【００２７】
第２の合わせプリズム１０４ｂの入射面に対して垂直に入射した光束Ｌｂ１は、最終的には下側に偏向される。また第２の合わせプリズム１０４ａの入射面に対して上方向から入射した光束Ｌｂ２も、最終的には入射方向に対して下側に偏向される。一方、第２の合わせプリズム１０４ｂの入射面に対して下方向から入射した光束Ｌｂ３は、光束制限プリズム１０４ｂ１の鋸歯状射出面で全反射し、撮像素子側に射出することができない。
【００２８】
よって、第２の合わせプリズム１０４ｂを通過した光束が形成する画像の有効範囲、いわゆるイメージサークルは、図２（ａ）に示したＩＣｂのごとく、ｙ軸正方向の円周部が直線状にカットされる。
【００２９】
以上の作用により、撮影光学系と２組の合わせプリズム１０４ａ及び１０４ｂによって形成された２個のイメージサークルは、互いに重なる領域がカットされる。撮像素子１０７の上半分と下半分にはそれぞれ独立した被写体像ＩＭＧａとＩＭＧｂが形成され、２画像相互の重なりが防止される。ここで、２像の上下方向の間隔Ｙ０は、撮影光学系の光学状態（ズーム状態及びフォーカス状態）と、合わせプリズムの光束偏向パワーで決まる。各イメージサークルを焦点検出領域とし、領域内に投影された被写体像ＩＭＧａとＩＭＧｂのｘ軸方向の相対位置を検出することで、被写体ＯＢＪに対する撮影光学系の焦点状態を検出することができる。
【００３０】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、一つの被写体ＯＢＪを用いた焦点検出原理を示した。以下、図３乃至図５を参照して、カメラ１００から異なる距離に配置された複数の被写体に対する焦点状態と、焦点検出の際の表示器１３１における画像表示形態を説明する。
【００３１】
図３は、撮影光学系の要部を構成するプリズムユニット１０４と撮像素子１０７、及び異なる距離に配置された３個の被写体ＯＢＪ１、ＯＢＪ２、ＯＢＪ３を示す斜視図である。ここで、ＯＢＪ１は撮影光学系の光軸上、かつ中間距離にある第１の被写体で、これを主被写体と仮定する。また、ＯＢＪ２は撮影光軸からオフセットし、かつ遠距離にある第２の被写体、ＯＢＪ３は撮影光軸から前記第２の被写体と反対方向にオフセットし、かつ近距離にある第３の被写体である。これら３個の被写体は、図２で説明した原理に基づいて、プリズムユニット１０４の２組の合わせプリズム１０４ａ及び１０４ｂを通過し、撮像素子１０７上に６個の被写体像ＩＭＧａ１乃至ＩＭＧｂ３として投影される。
【００３２】
図４（ａ）乃至図４（ｄ）は、焦点調節時に表示器１３１に表示する第１の表示方法を説明する図である。実施例１は、後述するように、複数の表示方法を選択可能であり、図４（ａ）乃至図４（ｄ）は第１の方法を示している。操作者は操作スイッチ群１３２で表示方法を選択することができる。
【００３３】
図４（ａ）乃至（ｄ）は、ワーキングメモリ１３５での処理過程を説明するための図である。ＷＭはワーキングメモリ１３５の画像格納領域で、横方向にｍ画素、縦方向にｎ画素の作業領域を有したものが、ＲＧＢ三原色用に３個用意されている。各ワーキングメモリ１３５の座標を（ｉ，ｊ，ｃ）と定義する。ここで、ｉは横方向座標、ｊは縦方向座標で、左上を原点とする。また、ｃはカラー情報を表わすもので、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３原色情報を格納するメモリ領域である。そして図４（ａ）乃至図４（ｄ）はそのうちの１個の作業領域を示しており、残りの２個の領域は省略している。
【００３４】
図４（ａ）は、焦点検出時に取得した画像を、画像処理用の領域ＷＭ上に展開した状態を示す。図４（ａ）では便宜上画像の状態で示しているが、実際には該メモリＷＭ内の任意位置における画像信号は、ＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わされ、その数値は８ｂｉｔ情報、即ち、０から２５５の範囲の値で表現される。
【００３５】
図４（ａ）において、焦点検出領域ＡＦＡＲａには、第１のプリズムユニット１０４ａを通過した光束による被写体像が展開される。具体的には、３個の被写体像ＩＭＧａ１乃至ＩＭＧａ３と、その背景が投影されている。各被写体像は、上を向いた白の矢印と右を向いた黒の矢印であり、背景は灰色と仮定するが、図においては便宜上背景も白で表示している。
【００３６】
同様に焦点検出領域ＡＦＡＲｂには、第２のプリズムユニット１０４ｂを通過した光束による被写体像ＩＭＧｂ１乃至ＩＭＧｂ３とその背景が展開されている。そして被写体像ＩＭＧａ１乃至ＩＭＧａ３とＩＭＧｂ１乃至ＩＭＧｂ３は、図２（ａ）で説明したように上下方向、即ち、ｙ軸方向にＹ０（単位は画素）だけ隔たって投影されている。そこで、焦点検出領域ＡＦＡＲｂの左上端部の座標を（ｋｘ，ｋｙ，ｃ）とすると、焦点検出領域ＡＦＡＲａの左上端部の座標は（ｋｘ，ｋｙ＋Ｙ０，ｃ）となる。
【００３７】
次に、第１の表示方式における２組の画像の処理方法について説明する。本方式においては、２つの領域に投影された画像には、通常の撮影画像に対する処理と同一の画像処理が施されたのち、加算処理される。即ち、図４（ａ）の焦点検出領域ＡＦＡＲａ及びＡＦＡＲｂ内の画像は、ベイヤー配列の単板カラーセンサが出力した画像信号に対して、所定のアルゴリズムを施してＲＧＢフルカラー画像が生成される。そこで、両領域内の２組の画像は、カラー情報は等価であるが、距離の異なる複数被写体像の横方向の相対位置が異なった、即ち、視差情報を有した画像となっている。
【００３８】
図４（ｂ）乃至図４（ｄ）は、図４（ａ）で示した領域ＷＭ上に展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施した後の画像を示す。図４（ｂ）乃至図４（ｄ）における座標の定義は図４（ａ）と同一であるが、任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。第１の表示方式においては、数式１を用いて、２つの焦点検出領域に投影された画像の対応画素同士の画像信号ＩＭＧＳが加算されて、表示用画像ＩＭＧＤが生成される。
【００３９】
【数１】
2008116848.tif 000003
【００４０】
即ち、表示用画像は、視差情報を有した２組の画像の横方向座標を揃えて加算平均したものとなる。
【００４１】
図４（ｂ）は、中距離にある第１の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている状態で、図４（ａ）の画像に対して数式１の演算を施して得た表示用画像を示す。図４（ｂ）において、領域ＷＭにおける左上領域ＡＦＡＲＤ内の画像が表示器１３１に表示される。
【００４２】
図４（ａ）において、焦点の合っている被写体ＯＢＪ１に対する２個の画像ＩＭＧａ１及びＩＭＧｂ１は、その横方向座標が一致している。従って、数式１の演算で得られた画像ＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）は、元の画像ＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）及びＩＭＧＳ（ｉ，ｊ＋Ｙ０，ｃ）と同一である。図４（ｂ）の中央に表示された表示用被写体像ＤＳＰ１は、だぶりの無い通常の単一像として表示される。
【００４３】
一方、焦点の合っていない第２の被写体ＯＢＪ２に対する２個の画像ＩＭＧａ２及びＩＭＧｂ２は、その横方向座標がずれている。従って、２像に数式１の演算を施して得られた画像は、図４（ｂ）の被写体像ＤＳＰ２のごとく、横方向に微小間隔だけずれた二重像として表示される。同様に、焦点の合っていない第３の被写体ＯＢＪ３に対する２個の画像ＩＭＧａ３及びＩＭＧｂ３も、その横方向座標がずれている。従って、２像に数式１の演算を施して得られた画像は、図４（ｂ）の被写体像ＤＳＰ３のごとく、横方向に微小間隔だけずれた二重像として表示される。
【００４４】
図４（ｃ）は、遠距離にある第２の被写体ＯＢＪ２に焦点が合っている状態、即ち、中央の主被写体ＯＢＪ１に対しては後ピン状態での表示画像を示す。この状態では、焦点の合っている被写体ＯＢＪ２の表示画像ＤＳＰ２は、だぶりの無い通常の単一像として表示される。一方、第１の被写体ＯＢＪ１は焦点が僅かにずれているため、その表示用画像ＤＳＰ２は横方向に微小間隔だけずれた二重像として表示される。同様に、第３の被写体ＯＢＪ３は焦点が大きく外れているため、その表示用画像ＤＳＰ３は横方向に比較的大きな間隔だけずれた二重像として表示される。
【００４５】
図４（ｄ）は、近距離にある第３の被写体ＯＢＪ３に焦点が合っている状態、即ち、中央の主被写体ＯＢＪ１に対しては前ピン状態での表示画像を示す。この状態では、焦点の合っている被写体ＯＢＪ３の表示画像ＤＳＰ３は、だぶりの無い通常の単一像として表示される。一方、第１の被写体ＯＢＪ１は焦点が僅かにずれているため、その表示用画像ＤＳＰ２は、横方向に微小間隔だけずれた二重像として表示される。同様に、第２の被写体ＯＢＪ３は焦点が大きく外れているため、その表示用画像ＤＳＰ２は、横方向に比較的大きな間隔だけずれた二重像として表示される。
【００４６】
以上のごとく、図４（ａ）乃至図４（ｄ）で説明した第１の表示方法においては、焦点の合った被写体は通常の画像が表示され、焦点のずれている被写体は横方向にずれた二重像として表示される。そして、その時の表示画像のずれ量は、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者は被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【００４７】
図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、焦点調節時に表示器１３１に表示する第２の表示方法を説明する図である。領域ＷＭの座標や、各種画像信号の定義は図４（ａ）乃至図４（ｄ）と同一である。最初の方法は、視差情報を有した２組の画像を加算平均することで焦点ずれ領域の画像を二重像にする。これに対して、本方法は、片方の画像を反転処理してもう一方と加算することで、焦点の合った領域は画像の明暗あるいはカラー情報が消去され、焦点ずれ領域の画像に特徴的な効果を生じせしめる。
【００４８】
図５（ａ）は図４（ａ）に対応するが、図５（ａ）は、上側焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内の画像のＲＧＢ各色情報を反転する点で図４（ａ）と異なる。反転処理は数式２で行われる。
【００４９】
【数２】
2008116848.tif 000004
【００５０】
数式２の左向き矢印は、右辺での演算結果を左辺に置き換えることを表わす。ｃは第１の表示方法と同様にＲＧＢの各カラーに対応する。この処理を施すことで、領域ＡＦＡＲｂ内の画像はカラー情報が反転し、元画像に対して補色変換されたカラー画像となる。
【００５１】
画像のＲＧＢ成分をすべて反転すると、画像の輝度成分も反転する。図５（ａ）の被写体は白と黒の矢印状図形を例としているが、白の矢印は黒に、黒の矢印は白に変換され、灰色の背景は変換後も灰色のままとなる。また、緑の被写体はその補色のマゼンタに、青の被写体はその補色の黄色に変換される。即ち、上記処理を施すと、領域ＷＭにおける領域ＡＦＡＲａ内の画像は元のフルカラー画像、領域ＡＦＡＲｂ内の画像は元画像のカラー情報を反転した画像、即ち、補色反転フルカラー画像となる。
【００５２】
図５（ｂ）乃至図５（ｄ）は、図４（ｂ）乃至図４（ｄ）に対応し、図５（ａ）で示した領域ＷＭ上に展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施したあとの画像を示す。図４（ｂ）乃至（ｄ）と同様に、任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。第２の表示方式においては、元の一方の画像に数式２のカラー処理を施したのち、第１の表示方式と同様に数式１を用いて、２つの焦点検出領域に投影された画像の対応画素同士の画像信号ＩＭＧＳが加算され、表示用画像ＩＭＧＤが生成される。なお、一方の画像をカラー反転して他方と加算することは、２画像の各カラー情報の差の絶対値を得ることと等価である。
【００５３】
図５（ｂ）は、中距離にある第１の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている状態で、図５（ａ）の画像に対して数式２の演算を施して得た表示用画像を示す。
【００５４】
第２の表示方法においては、一方の画像をカラー反転して他方の画像と加算する。元の両画像に視差が無く、同一画像であれば、加算後の画像は灰色一色となる。即ち、焦点の合っている中央の被写体の表示用ＤＳＰ１は、背景の灰色に溶け込んで消失する。一方、焦点の合っていない第２の被写体は、加算前の２画像は視差を有して横方向にずれているため、加算後には灰色一色にはならない。一般に、被写体のエッジ部は輝度とカラー情報が急激に変化するため、視差のある２画像を加算すると、エッジ部には２画像の差分情報が残り、エッジ部以外は灰色となる。よって、焦点の合っていない被写体ＯＢＪ２とＯＢＪ３の表示用画像ＤＳＰ２及びＤＳＰ３は、そのエッジ部に急激な輝度とカラーの変化を呈する。このような画像は、輪郭部に擬似的な明暗が生じた、いわゆるエンボス効果が生じた画像となる。
【００５５】
図５（ｃ）は、遠距離にある第２の被写体ＯＢＪ２に焦点が合っている場合の表示画像である。この時、中央の主被写体ＯＢＪ１に対しては若干の後ピン、右側の近距離被写体ＯＢＪ３に対しては大きな後ピンとなっている。焦点の合っている被写体ＯＢＪ２の表示画像ＤＳＰ２は画像情報が消失し、他の２個の被写体は焦点ずれ量、即ち、デフォーカス量に応じたエンボス効果が現れる。
【００５６】
図５（ｄ）は、近距離にある第３の被写体ＯＢＪ３に焦点が合っている場合の表示画像である。この時、中央の主被写体ＯＢＪ１に対しては若干の前ピン、左側の遠距離被写体ＯＢＪ２に対しては大きな前ピンとなっている。焦点の合っている被写体ＯＢＪ３の表示画像ＤＳＰ３は画像情報が消失し、他の２個の被写体は焦点ずれ量、即ち、デフォーカス量に応じたエンボス効果が現れる。
【００５７】
以上のごとく、図５で説明した第２の表示方法においては、焦点の合った被写体はカラー情報が失われると共に輝度変化も消失して一様な灰色画像となる。一方で、焦点のずれている被写体はエッジ部に輝度とカラーの急激な変化が現れ、エンボス効果が出現する。エンボス効果は、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者はエンボス効果の強度を判断することで、被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【００５８】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施例１における第３の表示方法を説明する図である。領域ＷＭの座標や、各種画像信号の定義は図４（ａ）乃至図５（ｄ）と同一である。第２の表示方法では、視差情報を有した画像の一方をカラー反転し、他方と加算平均することで、焦点ずれ領域のエッジ部をエンボス風に表示するものであった。これに対して、第３の方法は、片方の画像を第１の色相のモノカラーに、他方を第２の色相のモノカラーにして加算する。この操作により、焦点の合った領域は第３の色相のモノカラー画像、焦点ずれ領域は第１及び第２の色相が部分的に残った二重像を表示する。
【００５９】
図６（ａ）は図４（ａ）に対応するが、図６（ａ）は下側の焦点検出領域ＡＦＡＲａ内の画像のＧ（グリーン）のモノカラー画像に変換する点で図４（ａ）と異なる。変換処理は以下の手順で行われる。
まず、数式３を用いて各画素のＲＧＢ信号から輝度Ｙと色差Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換する。
【００６０】
【数３】
2008116848.tif 000005
【００６１】
ここでＣ１１ないしＣ３３は変換係数である。次いで、画像信号ＩＭＧＳの各カラー成分を以下のように置き換える。
【００６２】
【数４】
2008116848.tif 000006
【００６３】
即ち、Ｇ成分に輝度値を代入し、Ｒ成分とＢ成分をゼロとすることで、元画像をグリーンのモノカラー画像に変換する。また、図６（ａ）の上側の焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内の画像は、Ｍ（マゼンタ）のモノカラー画像に変換する。この変換処理は以下の手順で行われる。まず、数式４を用いて各画素のＲＧＢ信号から輝度Ｙと色差Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換する。次いで、画像信号ＩＭＧＳの各カラー成分を以下のように置き換える。
【００６４】
【数５】
2008116848.tif 000007
【００６５】
即ち、ＲとＢ成分に輝度値を代入し、Ｇ成分をゼロとすることで、元画像をグリーンの補色であるマゼンタのモノカラー画像に変換する。即ち、上記処理を施すことで、領域ＷＭにおける領域ＡＦＡＲａ内の画像は第１の色相であるグリーンのモノカラー画像、領域ＡＦＡＲｂ内の画像は第２の色相であるマゼンタのモノカラー画像に変換される。
【００６６】
図６（ｂ）は図４（ｂ）及び図５（ｂ）に対応し、図６（ａ）で示した領域ＷＭ上に展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施したあとの画像を示す。図４（ｂ）と同様に、任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。第３の表示方式は、元画像の一方を第１の色相のモノカラーに、他方を第２の色相のモノカラーに変換する。次いで、第１の表示方式と同様に数式１を用いて、２つの焦点検出領域に投影された画像の対応画素同士の画像信号ＩＭＧＳが加算され、表示用画像ＩＭＧＤが生成される。
【００６７】
図６（ｂ）は、中距離にある第１の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている状態の表示用画像を示す。第３の表示方法においては、互いに補色関係の２画像を加算している。よって、元の両画像に視差が無い場合には、加算後の画像は無彩色のモノクロ画像となる。
【００６８】
一方、焦点の合っていない第２の被写体及び第３の被写体については、加算前の２画像に視差を有して横方向にずれているため、加算後には単純なモノクロ画像にはならない。第２の表示方法で説明したように、被写体のエッジ部は輝度とカラー情報が急激に変化する。そこで、モノカラー化した視差のある２画像を加算すると、エッジ部には２画像の輝度の差分情報が元のモノカラーの色相として残る。よって、焦点の合っていない被写体ＯＢＪ２とＯＢＪ３の表示用画像ＤＳＰ２及びＤＳＰ３は、そのエッジ部にグリーンあるいはマゼンタの輪郭が表示される。なお、ここでは加算前のモノカラーの色相として、互いに補色関係にあるグリーンとマゼンタを選定したが、実質的に補色関係にある他の色相の組合せでもよい。そして元画像が補色関係にあるときは、加算後の色相は無彩色、即ち、モノカラーとなる。
【００６９】
一方、元画像の色相として補色関係に無い２種類の色を選定すると、加算後の画像は第３の色相のモノカラー画像になる。例えば、下側の焦点検出領域ＡＦＡＲａ内の画像をＧ（グリーン）、上側の焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内の画像をＲ（レッド）のモノカラー画像に変換すると、その加算画像はＹｅ（イエロー）のモノカラー画像になる。よって、このような色の組み合わせを用いても構わない。但し、このような場合でも２画像の色相は離れた組み合わせのほうが、焦点状態の視認性が高まってよい。
【００７０】
図４の（ｃ）及び（ｄ）に対応する図は省略するが、以上のごとく、図６で説明した第３の表示方法においては、一方の画像を第１の色相のモノカラー、他方を第２の色相のモノカラーに変換し、その加算画像を表示器に表示する。すると、焦点の合った被写体は第３の色相によるモノカラー画像が表示される。一方で、焦点のずれている被写体は、第３の色相で表示されたモノカラー被写体のエッジ部に、第１及び第２の色相の輪郭が現れる。輪郭部の太さは、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者はその輪郭部の太さを視認することで、被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【００７１】
なお、図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示す第２の表示方法の変形例として、モノクロ画像とその反転像の加算平均を表示することも可能である。第２の表示方法では、一方の画像をカラー反転したが、変形例は以下の手順で達成できる。
【００７２】
まず、数式４を用いて、図５（ａ）の元画像の輝度Ｙを求める。次いで、元画像のＲＧＢ各カラー情報に輝度Ｙを代入する。これで、元画像が見かけ上モノクロ化される。次いで、上側の焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内の画像について、ＲＧＢ各色を数式２を用いて変換することで、モノクロ画像が反転される。そして、焦点検出領域ＡＦＡＲａ内のモノクロ画像と、焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内のモノクロ反転画像を加算平均し、図４（ｂ）以降の表示を行う。
【００７３】
この変形例によると、焦点の合った被写体は輝度変化も消失して一様な灰色画像となる。一方で、焦点のずれた被写体はエッジ部にモノクロのエンボス効果が出現する。そしてそのエンボス効果は、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者はエンボス効果の強度を判断することで、被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【００７４】
図７乃至図１０は、実施例１のカメラの焦点状態表示工程を説明するためのフローチャートである。以下、図１乃至図６を参照して、図７乃至図１０の制御フローを説明する。
【００７５】
図７は実施例１のカメラのメインフローである。撮影者は、まず、カメラ１００の操作スイッチ群１３２の電源スイッチをオン操作する（ステップＳ１０１）。これに応答して、ステップＳ１０３は、ＣＰＵ１２１はカメラ内の各アクチュエータや撮像素子１０７の動作確認を行い、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行うと共に撮影準備動作を実行する。ステップＳ１０５は撮像素子１０７の撮像動作を開始し、プレビュー用の低画素動画像を出力する。ステップＳ１０７は、読み出した動画をカメラ背面に設けられた表示器１３１に表示し、撮影者はこのプレビュー画像を目視して撮影時の構図決定を行う。ステップＳ１０９は、撮影者が操作スイッチ群１３２を介して撮影モードを選択したか否かを判別し、選択した場合はステップＳ１１１のモード設定サブルーチンにジャンプする。
【００７６】
図８はモード設定サブルーチンのフロー図である。メインフローのステップＳ１０９から当サブルーチンのステップＳ１１１にジャンプすると、ステップＳ１１３は、表示器１３１の表示内容を、プレビュー用動画表示からカメラの各種撮影モード設定画面に切り換える。ステップＳ１１５は、焦点調節モードをＡＦ（オートフォーカス）モードとするか、ＭＦ（マニュアルフォーカス）モードとするかの選択を受け付ける。ステップＳ１１７は、焦点検出時の焦点状態表示方法を、図４ないし図６で説明したいずれの表示方法にするかの選択を受け付ける。以上の選択操作が終了すると、ステップＳ１１９を経由して図７のメインフローのステップＳ１２１にリターンする。
【００７７】
メインフローのステップＳ１２１は、撮影準備スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップＳ１０９に戻り、モード設定操作の受け付け待機状態を維持する。ステップＳ１２１で撮影準備スイッチがオン操作されるとステップＳ１２３に移行する。ステップＳ１２３は、図１に示したプリズムユニット１０４を撮影光路内に進入駆動する。ステップＳ１３１は焦点状態表示サブルーチンを実行する。
【００７８】
図９は焦点状態表示サブルーチンのフロー図である。メインフローのステップＳ１２３から当サブルーチンのステップＳ１３１にジャンプすると、ステップＳ１３３は、図８のモード設定サブルーチン内のステップＳ１１７で選択された、焦点状態表示方法の種類を判別する。
【００７９】
焦点状態表示方法が第１の表示方法の場合は、ステップＳ１３４に移行する。ステップＳ１３４は、図４（ａ）乃至図４（ｄ）を参照して説明したように、２つの焦点検出領域内の画像を加算平均し、ステップＳ１４１に移行する。ステップＳ１３３において、焦点状態表示方法が第１の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ１３５に移行し、再度表示方法の種類を判別する。
【００８０】
焦点状態表示方法が第２の表示方法である場合は、ステップＳ１３６に移行する。ステップＳ１３６は、図５（ａ）乃至図５（ｄ）を参照して説明したように、第２の焦点検出領域ＡＦＡＲｂ内の画像をＲＧＢ各色についてカラー反転し、第１の焦点検出領域ＡＦＡＲａ内の画像と加算平均する。その後ステップＳ１４１に移行する。ステップＳ１３５において、焦点状態表示方法が第２の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ１３７に移行し、再度表示方法の種類を判別する。
【００８１】
焦点状態表示方法が第３の表示方法である場合は、ステップＳ１３８に移行する。ステップＳ１３８は、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明したように、第１及び第２の焦点検出領域内の画像を、互いに異なる色相のモノカラー画像に変換したのち、両画像を加算する。その後ステップＳ１４１に移行する。ステップＳ１３７において、焦点状態表示方法が第３の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ１３９に移行する。
【００８２】
ステップＳ１３９は、図４（ａ）にて示した、第１の領域ＡＦＡＲａ内の画像と第２の領域ＡＦＡＲｂ内の画像を上下方向に隣接して並置する。即ち、前記第１乃至第３のいずれの方法も選択されなかった場合は、視差情報を有した２個の画像を加算せずに並置する。その後ステップＳ１４１に移行する。
【００８３】
ステップＳ１４１では、ステップＳ１３４乃至ステップＳ１３９で生成された画像を、表示に適した画像にするための処理を行う。具体的には、視認性を高めるためのエッジ強調やコントラスト強調、表示器の表示画素数に合わせるためのリサイズ（拡大あるいは縮小）等である。ステップＳ１４３は、ステップＳ１４１で生成した画像を表示器１３１に表示する。そして、ステップＳ１４５で図７のメインフロー内のステップＳ１５１にリターンする。
【００８４】
図７のステップＳ１５１では、図８のモード設定サブルーチン内のステップＳ１１５で選択された、焦点調節モードの種類を判別する。そして、ＭＦモードが選択されている場合は、ステップＳ１７１にジャンプする。一方、ＡＦモードが選択されている場合は、ステップＳ１５３に移行する。ステップＳ１５３では、被写体のデフォーカス量を演算する。これは図４（ａ）示した第１の領域ＡＦＡＲａ内の画像と第２の領域ＡＦＡＲｂ内の画像について、横方向の相対的なずれ量を検出する演算である。具体的には、特許文献４等の技術を利用すればよい。
【００８５】
ステップＳ１５９は、被写体が合焦しているか否か、即ち、ステップＳ１５３で演算したデフォーカス量が所定値以下か否かを判別する。合焦していなければ、ステップＳ１５７に移行し、デフォーカス量とデフォーカス方向の応じたフォーカスレンズ駆動を行い、ステップＳ１５３で再度デフォーカス量演算を行う。そしてステップＳ１５３乃至ステップＳ１５７を繰り返し実行し、合焦状態に達したらステップＳ１５５からステップＳ１５９に移行する。ステップ１５９は、表示器１３１において、所定の合焦表示を行う。
【００８６】
ステップＳ１７１は、撮影開始スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップＳ１７１にて撮影待機状態を維持する。ステップＳ１７１で撮影開始スイッチがオン操作されるとステップＳ１８１に移行し、撮影サブルーチンを実行する。
【００８７】
図１０は撮影サブルーチンのフロー図である。撮影開始スイッチが操作されると、ステップＳ１８１を経由して、ステップＳ１８３はプリズムユニット１０４を撮影光路外に退避駆動する。次いでステップＳ１８５にて光量調節絞りを駆動し、露光時間を規定するメカニカルシャッタの開口制御を行う。ステップＳ１８７は、高画素静止画撮影のための画像読み出し、即ち、全画素の読み出しを行う。ステップＳ１８９は、読み出した画像信号に各種処理を施し、ステップＳ１９１は、フラッシュメモリ１３３に撮影画像を記録する。ステップＳ１９３は、表示器１３１に撮影済み画像を表示し、ステップＳ１９５は図７のメインフローにリターンする。図７のメインフローに戻ると、ステップＳ１９９は一連の撮影動作を終了する。
【００８８】
実施例１は、以下の幾つかの効果を与える。
【００８９】
即ち、位相差情報を有した２個の画像を加算平均して表示する第１の表示方法は、被写体の焦点ずれ状態をフルカラーの二重像のずれ量として表示可能である。よって、電子式ファインダにおいても、従来のレンジファインダー式カメラにおける二重像合致式ファインダと同様のピント確認機能が実現できる。
【００９０】
位相差情報を有した２個の画像の一方をカラー反転処理し、もう一方と加算平均して表示する第２の表示方法は、ピントずれのある被写体の輪郭部分にエンボス効果を付与することができる。そして、エンボス効果の強度は焦点ずれ量に比例するため、解像度の低い電子式表示器においても、被写体の焦点状態を容易に視認できるカメラが提供できる。
【００９１】
位相差情報を有した２個の画像を、第１及び第２の色相のモノカラー画像に変換し、両画像を加算して表示する第３の表示方法は、ピントの合った被写体は第３の色相のモノカラー画像になる。また、ピントずれのある被写体のエッジ部分には第１及び第２の色相のモノカラー状輪郭が出現する。そしてその輪郭の幅は焦点ずれ量に比例するため、解像度の低い電子式表示器においても、被写体の焦点状態を容易に視認できるカメラが提供できる。
【００９２】
上記複数の表示方法を選択可能なため、撮影状況あるいは被写体状況に応じて最適な表示方法を用いることが可能であり、焦点状態の確認精度が向上する。
【００９３】
マニュアルフォーカス時にも上記表示方法を用いることができるため、特定の点に対して極めて正確に焦点調節が必要な場合にも、焦点状態の把握が容易である。よって、マクロ撮影、商品撮影、ポートレイト等の撮影時にも、極めて正確なピント合わせが可能となる。
【実施例２】
【００９４】
実施例１は、焦点検出時には撮影光学系の瞳近傍に光束偏向素子を挿入し、撮像素子１０７上には焦点検出用の視差画像を２個同時に形成する。実施例２は、焦点検出用の視差画像を、撮像素子１０７上に時系列で形成し、時間軸上の異なるタイミングで取得した２個の画像を用いて焦点検出及び焦点状態表示を行う実施形態を示す。以下、図１１乃至図１４を用いて実施例２のカメラ１００Ａの動作を説明する。
【００９５】
図１１は、カメラ１００Ａの概略ブロック図で、実施例１の図１に対応する。カメラ１００は、撮影光学系の瞳近傍にプリズムユニット１０４を配し、アクチュエータ１１３がプリズムユニット１０４を撮影光路内外に進退させる構成であった。カメラ１００Ａは、撮影光学系の瞳近傍に、時系列で開口位置が切り換わるオフセット絞り２０４と、そのアクチュエータ２１３とを配置する。アクチュエータ２１３は、オフセット絞り２０４を撮影光路内外に進退させる第１の駆動動作と、オフセット絞り２０４の開口部を撮影光路内で偏心駆動する第２の動作を行う。それ以外のカメラ１００Ａの構成はカメラ１００と同様なため、説明は省略する。
【００９６】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明実施例２の焦点検出原理を説明するための図で、図２（ａ）に対応する。実施例２においては、視差情報を有する２個の画像を形成するための手段は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）には図示しない撮影光学系と、瞳分割手段としてのオフセット絞り２０４である。オフセット絞り２０４は、円形遮光板の光軸中心から偏倚した位置に開口部を有しており、開口部の偏倚状態は不図示のアクチュエータにより切り換え可能となっている。
【００９７】
図１２（ａ）においては、開口部２０４ａは撮像素子１０７側から見てｘ方向右側（正方向）に偏倚している。そしてＯＢＪから射出し、開口部２０４ａに入射した光束は、不図示のレンズ群で収束され、撮像素子１０７の受光面上に第１の被写体像ＩＭＧａを形成する。第１の被写体像ＩＭＧａの取得が完了すると、不図示のアクチュエータにより、オフセット絞りは光軸を回転軸として１８０度回転し、図１２（ｂ）の位置に停止する。この状態では、開口部２０４ｂは撮像素子１０７側から見てｘ方向左側（負方向）に偏倚している。そしてＯＢＪから射出し、開口部２０４ｂに入射した光束は、不図示のレンズ群で収束され、撮像素子１０７の受光面上に第２の被写体像ＩＭＧｂを形成する。
【００９８】
よって、第１の被写体像ＩＭＧａと第２の被写体像ＩＭＧｂは、その焦点状態に応じてｘ方向の相対位置が変化し、相対位置を算出することで被写体ＯＢＪに対するデフォーカス量を検出することができる。この際、カメラ１００では、図４（ａ）乃至図６（ｂ）を参照して説明したように、位相差情報を有する２個の像は、撮像素子１０７上に同時に並列的に形成されていた。カメラ１００Ａでは、位相差情報を有する２個の被写体像は、オフセット絞り２０４の切り換え動作に連動して２回に分けて取得される。
【００９９】
なお、上記オフセット絞り２０４の具体的な構造は、特許文献５に開示された技術が好適である。これは、所定の開口形状を有した絞り板で瞳部分の開口を規定し、遮蔽版で光軸に対して偏倚した開口の切り換えを行う。また、特許文献６に開示された技術を用いても構わない。これは瞳切り換えを液晶板の透過率制御で行う。また、これら以外の方法を用いても構わない。
【０１００】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、焦点検出時に表示器に表示する画像の処理方法を説明する図であり、実施例１の図４（ａ）乃至図４（ｄ）に対応する。実施例２においても、複数の表示方法を選択可能となっている。
【０１０１】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、ワーキングメモリ１３５の領域ＷＭでの処理過程を説明する図である。実施例２のワーキングメモリは実施例１のものと同様だが、焦点検出用画像が２回に分けて取得されるため、領域ＷＭも２倍必要となる。図１３（ａ）のＷＭ１は、図１２（ａ）で取得した被写体像ＩＭＧａを格納するもの、図１３（ａ）のＷＭ２は、図１２（ｂ）で取得した被写体像ＩＭＧｂを格納する。そして各ワーキングメモリの座標を（ｉ，ｊ，ｃ，ｔ）と定義する。ここで、ｉは横方向座標、ｊは縦方向座標で、左上を原点とする。また、ｃはカラー情報を表わすもので、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３原色情報を格納するメモリ領域である。ｔは画像の取得順を示すもので、ｔ１は最初に取得した画像のメモリ領域、即ち、被写体像ＩＭＧａの格納領域、ｔ２は次に取得した画像のメモリ領域、即ち、被写体像ＩＭＧｂの格納領域である。
【０１０２】
図１３（ａ）に示すように、焦点検出領域ＡＦＡＲａには、オフセット絞り２０４の開口２０４ａを通過した光束による被写体像ＩＭＧａ１ないしＩＭＧａ３とその背景が展開される。同様に焦点検出領域ＡＦＡＲｂには、オフセット絞り２０４の開口２０４ｂを通過した光束による被写体像ＩＭＧｂ１ないしＩＭＧｂ３とその背景が展開されている。任意の点の画像信号をＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ，ｔ）で表わす。
【０１０３】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）で示した領域ＷＭ１及びＷＭ２に展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施したあとの画像を示す。任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ，ｔ）で表わす。第１の表示方式は、数式６を用いて、異なるタイミングで取得された２つの画像における対応画素同士の画像信号ＩＭＧＳを加算して、表示用画像ＩＭＧＤを生成する。
【０１０４】
【数６】
2008116848.tif 000008
【０１０５】
即ち、表示用画像は、視差情報を有した２組の画像を加算平均したものとなる。そして、加算平均後の表示用画像は、実施例１の図４（ａ）乃至図４（ｄ）で説明したものと同様の画像が得られる。図４（ｃ）及び（ｄ）に対応する図は省略する。
【０１０６】
以上のごとく、実施例２の第１の表示方法では、焦点の合った被写体は通常の画像が表示され、焦点のずれている被写体は横方向にずれた二重像として表示される。そして、その時の表示画像のずれ量は、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者は被写体の焦点状態を容易に把握することができる。実施例１の図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示した第２の表示方法、及び図６（ａ）及び図６（ｂ）に示した第３の表示方法が、実施例２にも同様に実現可能である。よって、実施例２における第２及び第３の表示方法の説明は省略する。
【０１０７】
図１４は、カメラ１００Ａの焦点状態表示工程を説明するためのフローチャートである。実施例２のフローは、図７ないし図１０に示した実施例１のフローとほぼ同一であるため、異なる箇所のみ説明し、同一部分は説明を省略する。
【０１０８】
実施例１の図７におけるメインフローでは、ステップＳ１２１にて撮影準備スイッチがオン操作されると、ステップＳ１２３にてプリズムユニットを光路内に進入させていた。これに対して実施例２の図１４においては、ステップＳ１２３がステップＳ２２３及びステップＳ２２５に置き換わった点が異なり、他のステップは同一である。よって、この部分のみ説明する。
【０１０９】
図１４において、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１１１を実行し、ステップＳ１２１で撮影準備スイッチがオン操作されると、ステップＳ２２３に移行する。ステップＳ２２３では、図１１に示したオフセット絞り２０４を撮影光路内に進入させる。次いで、ステップＳ２２５において、撮像素子の画像取得タイミングと同期して、オフセット絞り２０４の開口部２０４ａが図１２（ａ）の位置と図１２（ｂ）の位置に周期的に置き換わるよう、切り換え駆動制御を継続させる。そして、ステップＳ１３１の焦点状態表示サブルーチンに移行する。
【０１１０】
サブルーチンのフロー構成は、図９に示したものと原則として同一である。しかし、ステップＳ１３４、ステップＳ１３６、ステップＳ１３８、ステップＳ１３９で行われる演算は、図１３及び数式６で説明したように、異なる時刻に取得された２画像の演算を行う点が実施例１との相違点である。
【０１１１】
また、メインフローにおけるステップＳ１５１の処理内容は実施例１と基本的に同一である。また、ステップＳ１１１のモード設定サブルーチンとステップＳ１８１の撮影サブルーチンも、実施例１の図８及び図１０で説明したフローと基本的に同一である。
【０１１２】
カメラ１００Ａも、カメラ１００と同様の効果を与える。また、カメラ１００Ａの瞳分割手段であるオフセット絞り２０４は単なる開口部２０４ａのため、焦点検出時の被写体像はカメラ１００で得られる像よりも収差やフレアが少ない。よって、図４（ａ）乃至図６（ｂ）で説明したいずれの表示方法においても、焦点状態を一層明瞭に表わすことができ、特に、静止被写体をマニュアルフォーカスでピント調整する場合に、特に効果を発揮する。
【実施例３】
【０１１３】
カメラ１００及び１００Ａは、撮像素子上に形成された、視差情報を有する２個の画像で焦点検出し、かつ該２個の画像に所定処理を施して表示用画像を生成していた。実施例３は、撮像素子とは別個に設けられた専用のＡＦセンサで焦点検出を行い、該焦点検出結果に基づいて撮像素子に形成された画像に所定の処理を施し、表示用画像を生成する実施形態を示す。以下、図１５乃至図１８を参照して、実施例３のカメラ１００Ｂについて説明する。
【０１１４】
図１５は、カメラ１００Ｂの概略ブロック図で、実施例１の図１に対応する。カメラ１００及び１００Ａは、撮影光学系の瞳近傍に瞳分割手段であるプリズムユニット１０４あるいはオフセット絞り２０４を配し、撮像素子１０７が取得した画像で焦点検出を行っていた。これに対してカメラ１００Ｂは、撮影光学系の光路中に半透過面を有するビームスプリッタ３０４を配し、半透過面で反射して撮影光路外に導いた光束を焦点検出ユニット３０５で受光し、焦点検出を行う。焦点検出ユニット３０５は、その内部に瞳分割用光学系と、位相差検出用ラインセンサを内蔵し、該センサは撮像素子１０７の受光面と光学的に等価な位置に配置される。そして、ラインセンサ上に投影された２像の相対位置を検出することで、被写体のデフォーカス量を検出する構成となっている。具体的には、特許文献７及び８に開示された技術を用いればよいが、他の方式の焦点検出手段を用いても構わない。
【０１１５】
３２４はＡＦセンサ駆動回路で、焦点検出ユニット３０５が内蔵するセンサの駆動制御を行う。３１３はビームスプリッタ駆動用アクチュエータで、ビームスプリッタ３０４の半透過部を撮影光束内に進入した位置と、撮影光束外の上方に退避させた位置の２状態に進退駆動する。そして、ビームスプリッタ３０４の駆動によっても、撮影光路の光路長は変化しない構成となっている。３２７はＢＳアクチュエータ３１３の駆動制御回路である。
【０１１６】
実施例３においては、焦点検出時にビームスプリッタ３０４を撮影光路内に進入させ、撮影光束の一部を反射して焦点検出ユニット３０５で焦点検出領域内の被写体の焦点状態、即ち、デフォーカス量を検出する。一方で、ビームスプリッタ３０４の半透過部を通過した光束は、撮像素子１０７上で被写体像を形成する。また、撮影時はビームスプリッタ３０４の半透過部が上方に退避し、ビームスプリッタにおけ撮影光束有効部内に存在するビームスプリッタは全域に亘って透明な平行平板となっている。
【０１１７】
以上がカメラ１００Ｂにおける固有の構成で、それ以外の構成はカメラ１００と同様なため、説明は省略する。
【０１１８】
図１６（ａ）乃至図１８（ｄ）は、焦点検出時に表示器に表示する画像の処理方法を説明する図であり、実施例１の図４（ａ）乃至図６（ｂ）に対応する。カメラ１００Ｂも、複数の表示方法を選択可能である。
【０１１９】
図１６（ａ）において、領域ＷＭは焦点検出時に撮像素子１０７が取得した被写体像を格納する。かかる被写体像は撮影光学系の瞳領域全域を通過した光束による１個の画像で視差情報を有しておらず、領域ＷＭには、被写体像ＩＭＧ１乃至ＩＭＧ３とその背景像が、単独画像として展開される。任意の点の画像信号をＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。この定義は実施例１の定義と同様である。
【０１２０】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）で示す領域ＷＭに展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施した後の画像を示す。任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。実施例３における第１の表示方式は、数式７を用いて表示用画像ＩＭＧＤを生成する。
【０１２１】
【数７】
2008116848.tif 000009
【０１２２】
ここで、右辺第１項のＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）は図１６（ａ）に展開された画像、右辺第２項のＩＭＧＳ（ｉ＋ｉｄｅｆ，ｊ，ｃ）は第１項の画像を横方向にｉｄｅｆ（単位は画素）だけずらしたものである。ｉｄｅｆは、焦点検出ユニット３０５で検出した、焦点検出領域内の被写体のデフォーカス量に比例した値である。
【０１２３】
即ち、実施例３の第１の表示方法では、まず焦点検出ユニット３０５で被写体の焦点ずれ量を検出する。次いで、撮像素子１０７が取得した単独画像とその複製画像を準備する。そして単独画像と複製画像の加算平均を実行する際に、両画像の横方向ずらし量ｉｄｅｆを焦点ずれ量に比例させる。以上の演算により、表示用画像は二重像となり、該二重像のずれ量は被写体の焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者は被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【０１２４】
図１６（ｂ）は、中央の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている場合を示す。図４（ｂ）に示した実施例１では、焦点が合っている中央の主被写体像ＤＳＰ１は非二重像、その両側に位置する焦点のずれた像は二重像となっていた。これに対して実施例３では、複数の被写体に距離差があっても、焦点検出ユニット３０５が合焦と判断した場合は、ピントのずれている被写体についても非二重像となる点が異なる。
【０１２５】
図１６（ｃ）は、中央の主被写体が後ピン状態、即ち、相対的に遠方にある左の被写体には焦点が合っている。しかし、焦点検出ユニットが後ピンと判断し、その結果に基づいて数式７の演算を実行したため、被写体像ＤＳＰ１ないしＤＳＰ３のすべてが、等量だけ横にずれた二重像となっている。図１６（ｄ）の後ピン時も同様である。
【０１２６】
図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）は、実施例３における第２の表示方法を説明する図で、実施例１の図５に対応する。実施例３の第１の表示方法では、焦点検出ユニットを用いて検出した焦点状態に基づき、撮像素子で取得した単独画像とその複製を所定量横ずらしして重ね合わせ表示するものであった。これに対して、実施例３の第２の方法は、元画像とその複製画像のうちの片方を反転処理してもう一方と加算することで、ピントずれ状態に応じて表示画像全域のエッジ部を強調表示する。
【０１２７】
図１７（ａ）は図１５（ａ）と同様、焦点検出時に撮像素子１０７が取得した被写体像が格納され、任意の点の画像信号を同様にＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。図１７（ｂ）以降には、図１７（ａ）で示した領域ＷＭに展開された画像を、表示器１３１に表示するための演算処理を施したあとの画像を示す。任意の点の画像信号をＩＭＧＤ（ｉ，ｊ，ｃ）で表わす。そして実施例３における第２の表示方式においては、数式８を用いて表示用画像ＩＭＧＤが生成される。
【０１２８】
【数８】
2008116848.tif 000010
【０１２９】
ここで右辺第１項のＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）は同図（ａ）に展開された画像、右辺第２項の｛２５５−ＩＭＧＳ（ｉ＋ｉｄｅｆ，ｊ，ｃ）｝は第１項の画像を横方向にｉｄｅｆ（単位は画素）だけずらした後、カラー反転したものである。ｉｄｅｆは、数式８で説明したように、図１５の焦点検出ユニット３０５で検出した焦点検出領域内の被写体のデフォーカス量に比例した値である。
【０１３０】
即ち、実施例３の第２の表示方法では、まず焦点検出ユニットで被写体の焦点ずれ量を検出する。次いで、撮像素子１０７が取得した単独画像とその複製画像を準備し、複製画像をカラー反転する。カラー反転後の画像は、実施例１の第２の表示方法で説明したごとく、元のフルカラー画像に対する補色のフルカラー画像となる。単独画像と複製画像のカラー反転画像を加算する際に、両画像の横方向ずらし量ｉｄｅｆを、前記焦点ずれ量に比例させる。
【０１３１】
図１７（ｂ）は、中距離にある第１の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている状態で、図１７（ａ）の画像に対して数式８の演算を施して得た表示用画像を示す。図１７（ｂ）においては、図１５の焦点検出ユニット３０５はデフォーカス量がゼロと判断するので画像の横ずらし量ｉｄｅｆもゼロとなる。そこで、図１７（ｂ）においては元画像とそのカラー反転画像が加算されるため、加算後の画像は灰色一色となって明暗情報やカラー情報が消失する。
【０１３２】
図１７（ｃ）は、遠距離にある第２の被写体ＯＢＪ２に焦点が合っている場合の表示画像である。この時、図１５の焦点検出ユニット３０５は焦点状態が前ピンと判断するので画像の横ずらし量ｉｄｅｆはデフォーカス量に比例した値となる。そこで、図１７（ｃ）においては元画像とそのカラー反転画像が所定量だけ横ずらしして加算されるため、加算後の画像にはそのエッジ部にエンボス効果が現れる。
【０１３３】
図１７（ｄ）は、近距離にある第３の被写体ＯＢＪ３に焦点が合っている場合の表示画像である。この時、図１５の焦点検出ユニット３０５は焦点状態が後ピンと判断するので画像の横ずらし量ｉｄｅｆはデフォーカス量に比例した値となる。そこで、図１７（ｄ）においても元画像とそのカラー反転画像が所定量だけ横ずらしして加算されるため、加算後の画像にはそのエッジ部にエンボス効果が現れる。
【０１３４】
以上のごとく、実施例３の第２の表示方法においては、焦点検出ユニットが合焦であると判定した場合は、表示用被写体像はカラー情報が失われると共に輝度変化も消失して一様な灰色画像となる。一方で、焦点検出ユニットが非合焦と判定した場合は、表示用被写体像にはエッジ部に輝度とカラーの急激な変化が現れ、エンボス効果が出現する。エンボス効果は、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。また、デフォーカス方向が反転するとエンボス効果部の明暗も反転する。従って、撮影者はエンボス効果の強度を判断することで、被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【０１３５】
図１８は、実施例３における第３の表示方法を説明する図で、その効果は実施例１の第３の表示方法と類似する。領域ＷＭの座標や、各種画像信号の定義は図１６（ａ）乃至図１７（ｄ）と同一である。第２の表示方法は、単独画像の複製をカラー反転し、元画像と加算平均する際に、両画像の横方向相対位置をデフォーカス量に比例させることで、表示用画像のエッジ部をエンボス風に表示する。これに対して、第３の方法は、元画像を第１の色相のモノカラーに、複製画像を第２の色相のモノカラーにして加算する。この操作により、合焦時には表示領域全体が第３の色相のモノカラー画像となり、焦点ずれがある場合は第１及び第２の色相のモノカラー二重像となる。
【０１３６】
図１８（ａ）は図６（ａ）に対応する。実施例３は表示用の元画像は単独画像であり、焦点検出領域内の各画素の信号ＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ）を数式３を用いてＲＧＢ信号から輝度Ｙと色差Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換する。
【０１３７】
【数９】
2008116848.tif 000011
【０１３８】
ここでＣ１１乃至Ｃ３３は変換係数である。次いで、元の画像信号ＩＭＧＳの各カラー成分を数式１０を用いて置き換える。
【０１３９】
【数１０】
2008116848.tif 000012
【０１４０】
ここで、ＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ，１）の１は元画像であることを表わす。即ち、画像信号のＧ成分に輝度値を代入し、Ｒ成分とＢ成分をゼロとすることで、元画像をグリーンのモノカラー画像に変換する。次いで、複製画像の各カラー成分を数式１１を用いて置き換える。
【０１４１】
【数１１】
2008116848.tif 000013
【０１４２】
ここで、ＩＭＧＳ（ｉ，ｊ，ｃ，２）の２は複製画像であることを表わす。即ち、ＲとＢ成分に輝度値を代入し、Ｇ成分をゼロとすることで、複製画像をグリーンの補色であるマゼンタのモノカラー画像に変換する。上記処理を施すことで、元画像を第１の色相であるグリーンのモノカラー画像、元画像の複製を第２の色相であるマゼンタのモノカラー画像に変換する。
【０１４３】
図１８（ｂ）乃至（ｄ）は図６（ｂ）乃至（ｄ）に対応し、表示器１３１に表示するための画像ＩＭＧＤを示す。表示画像ＩＭＧＤは、数式９乃至１１で作成された２個のモノカラー画像を、数式１２を用いて加算して生成される。
【０１４４】
【数１２】
2008116848.tif 000014
【０１４５】
ここでｉｄｅｆは、第１及び第２の表示方法で説明したように、図１５の焦点検出ユニット３０５で検出したデフォーカス量に比例した値である。
【０１４６】
図１８（ｂ）は、中距離にある第１の被写体ＯＢＪ１に焦点が合っている状態の表示用画像を示す。第３の表示方法は、互いに補色関係の２画像を加算する。焦点検出ユニットが合焦と判断した場合、デフォーカス量はゼロとなるのでｉｄｅｆもゼロになり、加算後の表示画像は表示領域全域に亘って無彩色のモノクロ画像となる。
【０１４７】
図１８（ｃ）は、主被写体が後ピンの場合で、元画像と複製画像はデフォーカス量に比例したｉｄｅｆだけ横方向にずらして加算されるため、被写体像のエッジ部には２画像の輝度の差分情報が元のモノカラーの色相として残る。即ち、エッジ部にグリーンあるいはマゼンタの輪郭が表示される。
【０１４８】
図１８（ｄ）は、主被写体が前ピンの場合で、元画像と複製画像はデフォーカス量に比例したｉｄｅｆだけ横方向にずらして加算される。但し、図１８（ｃ）に対して画像加算時の横ずらし方向が反対のため、エッジ部に生ずるモノカラーの色相も、図１８（ｃ）とは反転している。
【０１４９】
以上のごとく、図１８（ａ）乃至図１８（ｄ）で説明した第３の表示方法においては、一方の画像を第１の色相のモノカラー、他方を第２の色相のモノカラーに変換し、その加算画像を表示器に表示する。焦点検出ユニットが合焦と判断した場合は、第３の色相によるモノカラー画像が表示される。一方で、焦点検出ユニットが非合焦と判断した場合は、第３の色相で表示されたモノカラー被写体のエッジ部に、第１及び第２の色相の輪郭が現れる。輪郭部の太さは、焦点ずれ量、いわゆるデフォーカス量に比例する。従って、撮影者はその輪郭部の太さを視認することで、被写体の焦点状態を容易に把握することができる。
【０１５０】
図１９乃至図２１は、カメラ１００Ｂの焦点状態表示工程を説明するためのフローチャートである。図１５乃至図１８（ｄ）を参照しながら、図１９以降の制御フローを説明する。なお、実施例１のフローと同一工程は同一ステップ番号で示し、重複説明は省略する。
【０１５１】
図１９はカメラＢのメインフローである。ステップＳ３０１において撮影者が操作スイッチ群１３２を介してカメラ１００Ｂの電源スイッチをオン操作する。ステップＳ１０３は、ＣＰＵ１２１はカメラ内の各アクチュエータや撮像素子１０７の動作確認を行い、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行うと共に、撮影準備動作を実行する。ステップＳ１０５は撮像素子１０７の撮像動作を開始し、プレビュー用の低画素動画像を出力する。ステップＳ１０７は読み出した動画を表示器１３１に表示し、撮影者はこのプレビュー画像を目視して撮影時の構図決定を行う。
【０１５２】
ステップＳ１０９は、撮影者による撮影モード選択操作が実行されたか否かを判別し、操作が実行された場合はステップＳ３１１のモード設定サブルーチンにジャンプする。サブルーチンＳ３１１は、実施例１の図８に示したフローと同一のため、説明は省略する。
【０１５３】
ステップＳ１２１は、撮影準備スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップＳ１０９に戻り、モード設定操作の受け付け待機状態を維持する。ステップＳ１２１は撮影準備スイッチがオン操作されるとステップＳ３２１に移行する。ステップＳ３２１は、図１５に示した焦点検出ユニットに焦点検出用光束を導くため、ビームスプリッタ３０４の半透過部を撮影光路内に進入させる。ステップＳ３２３は、焦点検出ユニット３０５にて焦点検出を行い、デフォーカス量を算出する。次いで、ステップＳ３３１は焦点状態表示サブルーチンを実行する。
【０１５４】
図２０は焦点状態表示サブルーチンのフロー図である。ステップＳ３３３は、図８のモード設定サブルーチン内のステップＳ１１７で選択された、焦点状態表示方法の種類を判別する。
【０１５５】
焦点状態表示方法が第１の表示方法の場合は、ステップＳ３３４に移行する。ステップＳ３３４では、図１６（ａ）乃至図１６（ｄ）を参照して説明したように、元画像と複製画像を加算平均し、ステップＳ３４１に移行する。ステップＳ３３３において、焦点状態表示方法が第１の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ３３５に移行し、再度表示方法の種類を判別する。
【０１５６】
焦点状態表示方法が第２の表示方法である場合は、ステップＳ３３６に移行する。ステップＳ３３６では、図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）を参照して説明したように、複製画像をＲＧＢ各色についてカラー反転し、元画像と加算平均する。その後ステップＳ３４１に移行する。ステップＳ３３５において、焦点状態表示方法が第２の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ３３７に移行し、再度表示方法の種類を判別する。
【０１５７】
焦点状態表示方法が第３の表示方法である場合は、ステップＳ３３８に移行する。ステップＳ３３８では、図１８（ａ）乃至図１８（ｄ）を参照して説明したように、元画像と複製画像を互いに異なる色相のモノカラー画像に変換したのち、両画像を加算する。その後ステップＳ３４１に移行する。ステップＳ３３７において、焦点状態表示方法が第３の表示方法でないと判別された場合は、ステップＳ３３９に移行する。
【０１５８】
ステップＳ３３９は、図１６（ａ）にて示した元画像をそのまま表示用画像として準備する。その後ステップＳ３４１に移行する。ステップＳ３４１は、ステップＳ３３４乃至ステップＳ３３９で生成された画像を、表示に適した画像にするための処理を行う。具体的には、視認性を高めるためのエッジ強調やコントラスト強調、表示器の表示画素数に合わせるためのリサイズ（拡大あるいは縮小）等である。ステップＳ３４３は、ステップＳ３４１で生成した画像を表示器１３１に表示する。ステップＳ３４５は、図１９のメインルーチン内のステップＳ３５１にリターンする。
【０１５９】
図１９のステップＳ１５１は、図８のモード設定サブルーチン内のステップＳ１１５で選択された、焦点調節モードの種類を判別する。ＭＦモードが選択されている場合は、ステップＳ１７１にジャンプする。一方、ＡＦモードが選択されている場合は、ステップＳ１５５に移行する。ステップＳ１５５は、焦点検出領域内の被写体が合焦しているか否か、即ち、ステップＳ３２３で演算したデフォーカス量が所定値以下か否かを判別する。
【０１６０】
合焦していなければ、ステップＳ１５７に移行し、デフォーカス量とデフォーカス方向に応じたフォーカスレンズ駆動を行い、ステップＳ３２３に戻って再度デフォーカス演算を行う。そしてステップＳ３２３乃至ステップＳ１５５を繰り返し実行し、合焦状態に達したらステップＳ１５５からステップＳ１５９に移行する。ステップ１５９では、表示器１３１において、所定の合焦表示を行う。
【０１６１】
ステップＳ１７１では、撮影開始スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップＳ１７１にて撮影準備状態を維持する。ステップＳ１７１で撮影開始スイッチがオン操作されるとステップＳ３８１に移行し、撮影サブルーチンを実行する。
【０１６２】
図２１は撮影サブルーチンのフロー図である。撮影開始スイッチが操作されると、ステップＳ３８１を経由して、ステップＳ３８３はビームスプリッタ３０４の半透過部を撮影光路外に退避駆動する。次いでステップＳ１８５は、光量調節絞りを駆動し、露光時間を規定するメカニカルシャッタの開口制御を行う。ステップＳ１８７は、高画素静止画撮影のための画像読み出し、即ち、全画素の読み出しを行う。ステップＳ１８９は、読み出した画像信号に各種処理を施し、ステップＳ１９１において、フラッシュメモリ１３３に撮影画像を記録する。ステップＳ１９３は、表示器１３１に撮影済み画像を表示し、ステップＳ１９５で図１９のメインフローにリターンする。図１９のメインフローに戻ると、ステップＳ１９９にて一連の撮影動作を終了する。
【０１６３】
実施例３は幾つかの効果を与える。
【０１６４】
まず、撮像素子で取得した元画像とその複製画像を、焦点検出手段の検出結果に基づいて加算平均して表示する第１の表示方法では、被写体の焦点ずれ状態をフルカラーの二重像のずれ量として表示可能である。よって、電子式ファインダにおいても、従来のレンジファインダー式カメラにおける二重像合致式ファインダと同様のピント確認機能が実現できる。
【０１６５】
撮像素子で取得した元画像とその複製画像の一方をカラー反転処理し、焦点検出手段の検出結果に基づいてもう一方と加算平均して表示する第２の表示方法では、表示用画像の輪郭部分にエンボス効果を付与することができる。そして、エンボス効果の強度は焦点ずれ量に比例するため、解像度の低い電子式表示器においても、被写体の焦点状態を容易に視認できるカメラが提供できる。
【０１６６】
撮像素子で取得した元画像とその複製画像を第１及び第２の色相のモノカラー画像に変換し、焦点検出手段の検出結果に基づいて両画像を加算して表示する第３の表示方法では、合焦時には表示用画像は第３の色相のモノカラー画像になる。また、ピントずれがある場合は被写体のエッジ部分には第１及び第２の色相のモノカラー状輪郭が出現する。そしてその輪郭の幅は焦点ずれ量に比例するため、解像度の低い電子式表示器においても、被写体の焦点状態を容易に視認できるカメラが提供できる。
【０１６７】
実施例１あるいは実施例２では、撮影光学系の瞳近傍に瞳分割手段を必要としていた。これに対して実施例３では、撮影光学系の主要部と撮像素子の間の空間に焦点検出手段を配している。よって、レンズ交換式のデジタルカメラにおいても、被写体の焦点状態を容易に視認できるカメラが提供できる。
【０１６８】
また、以下の実施例１の効果も得られる。
【０１６９】
まず、上記複数の表示方法を選択可能なため、撮影状況あるいは被写体状況に応じて最適な表示方法を用いることが可能であり、焦点状態の確認精度が向上する。次に、マニュアルフォーカス時にも上記表示方法を用いることができるため、特定の点に対して極めて正確に焦点調節が必要な場合にも、焦点状態の把握が容易である。よって、マクロ撮影、商品撮影、ポートレイト等の撮影時にも、正確なピント合わせが可能となる。
【０１７０】
このように、カメラ１００乃至１００Ｂは、被写体の焦点ずれ量を横ずれ量に変換して表示する。その際、焦点ずれ量に基づいて被写体像を二重像として表示する。また、焦点の合った領域の画像情報を消失させ、焦点ずれ領域の被写体情報を残して表示してもよい。あるいは、焦点ずれ領域の被写体の輪郭部にカラー情報を含んだ輪郭強調を施して表示してもよい。更には、焦点ずれ領域の被写体の輪郭部に明度差の強調処理を施して表示してもよい。焦点の合った領域とずれた領域とで被写体像の色相を補色関係で異ならせれば、焦点の合った領域は彩度の消失したグレー画像（モノクロ画像）となり、焦点のずれた領域では第１もしくは第２の色相が残った画像が表示される。一対の被写体像を用いて焦点検出と焦点状態表示を行ってもよい。視差情報を有さない単一画像に視差情報を付与して二重像として表示することもできる。
【０１７１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本発明の実施例１のカメラの概略ブロック図である。
【図２】図２（ａ）は一つの被写体と図１に示す撮影光学系の要部を利用して焦点検出を行う原理を説明するための概略斜視図である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示す第１の合わせプリズムのＤ方向から見た断面図である。図２（ｃ）は図２（ａ）に示す第２の合わせプリズムのＤ方向から見た断面図である
【図３】複数の被写体と図１に示す撮影光学系の要部を利用して焦点検出を行う原理を説明するための概略斜視図である。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｄ）は、図１に示す表示器に表示する第１の表示方法を説明する平面図である。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、図１に示す表示器に表示する第２の表示方法を説明する平面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）、図１に示す表示器に表示する第３の表示方法を説明する平面図である。
【図７】実施例１のメイン制御フロー図である。
【図８】図７に示すモード設定サブルーチンフロー図である。
【図９】図７に示す焦点状態表示サブルーチンフロー図である。
【図１０】図７に示す撮影サブルーチンフロー図である。
【図１１】本発明の実施例２のカメラの概略ブロック図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は図１１に示す撮影光学系の要部を利用して焦点検出を行う原理を説明するための概略斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、図１１に示す表示器に表示する第１の表示方法を説明する平面図である。
【図１４】実施例２のメイン制御フロー図である。
【図１５】本発明の実施例３のカメラの概略ブロック図である。
【図１６】図１６（ａ）乃至図１６（ｄ）は、図１５に示す表示器に表示する第１の表示方法を説明する平面図である。
【図１７】図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）は、図１５に示す表示器に表示する第２の表示方法を説明する平面図である。
【図１８】図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）は、図１５に示す表示器に表示する第３の表示方法を説明する平面図である。
【図１９】実施例３のメイン制御フロー図である。
【図２０】図１９に示す焦点状態表示サブルーチンフロー図である。
【図２１】図１９に示す撮影サブルーチンフロー図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１００−１００Ｂ      カメラ
１０１−１０６        撮影光学系（結像光学系）
１０７                撮像素子（撮像手段）
１０４                プリズムユニット
２０４                オフセット絞り
３０５                焦点検出ユニット
１２１                ＣＰＵ（画像合成手段）
１３１                表示器（表示手段）
【図１】
2008116848.tif 000015
【図２】
2008116848.tif 000016
【図３】
2008116848.tif 000017
【図４】
2008116848.tif 000018
【図５】
2008116848.tif 000019
【図６】
2008116848.tif 000020
【図７】
2008116848.tif 000021
【図８】
2008116848.tif 000022
【図９】
2008116848.tif 000023
【図１０】
2008116848.tif 000024
【図１１】
2008116848.tif 000025
【図１２】
2008116848.tif 000026
【図１３】
2008116848.tif 000027
【図１４】
2008116848.tif 000028
【図１５】
2008116848.tif 000029
【図１６】
2008116848.tif 000030
【図１７】
2008116848.tif 000031
【図１８】
2008116848.tif 000032
【図１９】
2008116848.tif 000033
【図２０】
2008116848.tif 000034
【図２１】
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