(57)【要約】【課題】光学センサの検出範囲を拡大する。【解決手段】撮像装置であって、被写体を本画像として撮像する撮像素子と、撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサとを備え、光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力とを選択的に出力する。上記撮像装置は、赤外カットフィルタと、光学センサが可視光を受光する場合に光学センサの前面に赤外カットフィルタを進出させると共に、光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に光学センサの前面から赤外カットフィルタを退避させるフィルタ切替部とをさらに備えてもよい。【選択図】図６
2012065112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を本画像として撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサと
を備え、
前記光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力と、を選択的に出力する撮像装置。
【請求項２】
赤外カットフィルタと、
前記光学センサが可視光を受光する場合に前記光学センサの前面に前記赤外カットフィルタを進出させると共に、前記光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に前記光学センサの前面から前記赤外カットフィルタを退避させるフィルタ切替部と
をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
赤外光を透過するとともに、前記赤外カットフィルタを透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光の焦点位置が来る屈折率を有する代替フィルタをさらに備え、
前記フィルタ切替部は、前記光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に、前記代替フィルタを前記光学センサの前面に進出させる請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学センサは、測光センサである請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記測光センサの出力に基づいて被写体を認識するとともに、前記測光センサの可視光の受光に対する出力が閾値よりも小さい場合に、可視光に加えて赤外光を受光した出力を選択する選択制御部をさらに備える請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学センサは、測距センサである請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記測距センサの出力に基づいて被写体を認識するとともに、前記測距センサの可視光の受光に対する出力が閾値よりも小さい場合に、可視光に加えて赤外光を受光した出力を選択する選択制御部をさらに備える請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
被写体に向けて赤外光を照射する赤外照射部をさらに備える請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測光センサと測距センサとを協働させて被写体を追尾する追尾装置を撮像装置に設けることが提案されている（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００８−００９０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、被写界の光量が足りない場合、追尾対象と背景が似た色である場合等に、追尾が途切れることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決すべく、本発明の一態様として、被写体を本画像として撮像する撮像素子と、撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサとを備え、光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力と、を選択的に出力する撮像装置が提供される。
【０００５】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。
【図２】フィルタ切替部６１０の構造を示す模式図である。
【図３】フィルタ切替部６２０の構造を示す模式図である。
【図４】代替フィルタ６２３の仕様を決定する方法を説明する模式図である。
【図５】内部回路５００を模式的に示すブロック図である。
【図６】選択制御部５１２の制御手順を示す流れ図である。
【図７】追尾制御部５１４の制御手順を示す流れ図である。
【図８】追尾制御部５１４の制御手順を示す流れ図である。
【図９】追尾制御部５１４の制御手順を示す流れ図である。
【図１０】フィルタ切替部６３０の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、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。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、レンズユニット２００およびカメラ本体３００を備える。
【０００９】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、複数のレンズ２２０、２３０、２４０、レンズマウント２５０および鏡筒ＣＰＵ２６０を有する。固定筒２１０の一端は、レンズマウント２５０を介してカメラ本体３００のボディマウント３６０に結合される。
【００１０】
レンズマウント２５０およびボディマウント３６０の結合は特定の操作により解除できる。これにより、カメラ本体３００には、同じ規格のレンズマウント２５０を有する他のレンズユニット２００を装着できる。
【００１１】
レンズユニット２００において、カメラ本体３００から遠くに位置するレンズ２２０は、固定筒２１０から直接に支持される。これに対して、他のレンズ２３０、２４０は、固定筒２１０対して光軸ＯＡ方向に移動する。これにより、レンズユニット２００の光学系は変倍または合焦する。
【００１２】
例えば、レンズ２３０は、レンズユニット２００の倍率を変化させる場合に移動するズームレンズのひとつとなる。また、レンズ２４０は、レンズユニット２００の焦点位置を変化させる場合に移動するフォーカシングレンズのひとつとなる。
【００１３】
鏡筒ＣＰＵ２６０は、レンズユニット２００の動作を制御すると共に、カメラ本体３００との通信も担う。これにより、レンズユニット２００がカメラ本体３００に装着された場合に、カメラ本体３００と連携して動作する。
【００１４】
カメラ本体３００は、レンズユニット２００に対してボディマウント３６０の背後に配されたミラーユニット４００を備える。ミラーユニット４００の下方には合焦光学系３８０が配される。また、ミラーユニット４００の上方にはフォーカシングスクリーン３５２が配される。
【００１５】
フォーカシングスクリーン３５２の更に上方にはペンタプリズム３５４が、ペンタプリズム３５４の後方にはファインダ光学系３５６が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、カメラ本体３００の背面に露出してファインダ３５０を形成する。
【００１６】
また、ペンタプリズム３５４の後方には、光学センサの一種である測光センサ３９０が配される。測光センサ３９０の位置は、レンズユニット２００の光学系に対して、撮像素子３３０と光学的に共役な位置になる。
【００１７】
測光センサ３９０は、ペンタプリズム３５４において分岐されさた被写体光束の一部を、ターレット６１２に保持されたフィルタのひとつを通して受光する。ターレット６１２は、複数のフィルタを保持して、切替モータ６１４により回転することにより、測光センサ３９０の前に翳すフィルタを切り替えることができる。この点については他の図を参照して後述する。
【００１８】
測光センサ３９０は、受光した被写体光束の一部から被写体の明るさを検出して、本体ＣＰＵ３２２に露光条件を算出させる。また、受光した被写体光束の一部を三原色毎に測光して、被写体の色分布を算出することができる。
【００１９】
ミラーユニット４００の後方には、フォーカルプレンシャッタ３７０、ローパスフィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。撮像素子３３０の更に背後には、主基板３２０および表示部３４０が順次配される。主基板３２０には、本体ＣＰＵ３２２、画像処理部３２４等が実装される。表示部３４０は、例えば、液晶表示板により形成され、カメラ本体３００の背面に露出する。
【００２０】
ミラーユニット４００は、メインミラー４２０およびサブミラー４６０を有する。メインミラー４２０は、メインミラー保持枠４１０に支持される。メインミラー保持枠４１０の一端は、メインミラー回動軸４３０により軸支される。
【００２１】
メインミラー保持枠４１０の前端が回動により降下した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近で位置決めピン４４０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、レンズユニット２００から入射した被写体光束に対して正確に４５度をなす位置に停止する。こうして、メインミラー４２０は、レンズユニット２００から入射した被写体光束上に斜めに配される斜設位置に止まる。
【００２２】
また、メインミラー保持枠４１０の前端が上昇した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近でストッパ４８０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、被写体光束の光路から退避した退避位置に止まる。
【００２３】
サブミラー４６０は、サブミラー保持枠４５０により保持される。サブミラー保持枠４５０の一端は、サブミラー回動軸４７０により、メインミラー保持枠４１０から軸支される。よって、サブミラー４６０は、メインミラー保持枠４１０に対して回動する。メインミラー保持枠４１０が回動する場合、サブミラー４６０およびサブミラー保持枠４５０もメインミラー保持枠４１０と共に移動する。
【００２４】
斜設位置において、メインミラー４２０は、レンズユニット２００を通じて入射した被写体光束を反射してフォーカシングスクリーン３５２に導く。フォーカシングスクリーン３５２は、レンズユニット２００の光学系が合焦した場合に被写体像を結ぶ位置に配されて当該被写体像を可視化する。
【００２５】
フォーカシングスクリーン３５２に結像された被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から観察される。ここで、被写体像の光束がペンタプリズム３５４を通ることにより、フォーカシングスクリーン３５２上の被写体像は、ファインダ３５０から正立正像として観察できる。
【００２６】
また、メインミラー４２０は、入射した被写体光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー４６０は、ハーフミラー領域から入射した被写体光束の一部を、合焦光学系３８０に向かって反射する。合焦光学系３８０は、入射した被写体光束の一部を、光学センサの一種である測距センサ３８２に導く。
【００２７】
測距センサ３８２は、レンズユニット２００の光学系に対して、撮像素子３３０と光学的に共役な位置に配される。これにより、カメラ本体３００は、レンズユニット２００を合焦させる場合のレンズ２３０の位置を決定できる。また、測距センサ３８２は、ターレット６２２に保持されたフィルタのひとつを通して受光する。ターレット６２２は、複数のフィルタを保持して、切替モータ６２４により回転することにより、測距センサ３８２の前に進出させるフィルタを切り替えることができる。この点については他の図を参照して後述する。
【００２８】
上記のような一眼レフカメラ１００が待機状態の場合、メインミラー４２０は斜設位置にある。よって、レリーズボタンが半押しされると、測距センサ３８２および測光センサ３９０が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。
【００２９】
次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー４２０およびサブミラー４６０が退避位置に移動して、フォーカルプレンシャッタ３７０が開く。よって、レンズユニット２００の光学系から入射した被写体光束は、ローパスフィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に入射する。これにより、撮像素子３３０の受光面に被写体像が形成される。
【００３０】
撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの光電変換素子により形成され、被写体像を電気信号に変換する。このように、撮像素子３３０は、被写体像を本画像として撮像する場合に使用される。
【００３１】
図２は、フィルタ切替部６１０の構造を模式的に示す図である。同図において、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００３２】
円形のターレット６１２は、中心に対して対称な位置に赤外カットフィルタ６１１および代替フィルタ６１３を保持する。また、ターレット６１２の中心には、ターレット６１２自体と同軸に、ターレット６１２と一体的に回転する被駆動ギア６１６が配される。
【００３３】
被駆動ギア６１６は、切替モータ６１４の回転軸に装着された駆動ギア６１８と噛み合い、切替モータ６１４が回転動作した場合に、ターレット６１２が回転する。これにより、ターレット６１２に保持された赤外カットフィルタ６１１および代替フィルタ６１３が、測光センサ３９０の前面に選択的に進出する。
【００３４】
赤外カットフィルタ６１１は、赤外線を遮断して、より波長の短い可視光を透過させる。一方、代替フィルタ６１３は、可視光も赤外線も遮断することなく透過させる。これにより、測光センサ３９０は、前面に進出しているフィルタの種類に応じて、可視光を受光した場合の出力と、可視光に加えて赤外光を受光した場合の出力とを選択的に出力する。
【００３５】
なお、代替フィルタ６１３は、赤外カットフィルタを透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光が焦点を結ぶ屈折率を有する。これにより、赤外カットフィルタ６１１を通した場合も、代替フィルタ６１３を通した場合も、測光センサ３９０は同等な出力を生じる。
【００３６】
図３は、フィルタ切替部６２０の構造を模式的に示す図である。同図において、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００３７】
円形のターレット６２２は、中心に対して対称な位置に赤外カットフィルタ６２１および代替フィルタ６２３を保持する。また、ターレット６２２の側周面には、ターレット６２２自体と同軸に、ターレット６２２と一体的に回転する被駆動ギア６２６が配される。
【００３８】
被駆動ギア６２６は、切替モータ６２４の回転軸に装着された駆動ギア６２８と噛み合い、切替モータ６２４が回転動作した場合に、ターレット６２２が回転する。これにより、ターレット６２２に保持された赤外カットフィルタ６２１および代替フィルタ６２３が、測距センサ３８２の前面に選択的に進出する。
【００３９】
赤外カットフィルタ６２１は、赤外線を遮断して、より波長の短い可視光を透過させる。一方、代替フィルタ６２３は、可視光も赤外線も遮断することなく透過させる。これにより、測距センサ３８２は、前面に進出しているフィルタの種類に応じて、可視光を受光した場合の出力と、可視光に加えて赤外光を受光した場合の出力とを選択的に出力する。
【００４０】
なお、代替フィルタ６２３は、赤外カットフィルタ６２１を透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光が焦点を結ぶ屈折率を有する。これにより、赤外カットフィルタ６２１を通した場合も、代替フィルタ６２３を通した場合も、測距センサ３８２は同等な出力を生じる。
【００４１】
赤外カットフィルタ６２１として使用できる材料の屈折率が１．５程度であるのに対して、光学ガラスとして用いられる材料の屈折率は１．２から１．６程度に分布している。よって、同じ屈折率と厚さを有する材料により代替フィルタ６２３を製造することができる。また、代替フィルタ６２３の厚さを調節することにより代替フィルタ６２３の特性を赤外カットフィルタ６２１に合わせることもできる。
【００４２】
図４は、代替フィルタ６２３の仕様を決定する方法を説明する図である。図示のように、空気中におかれた代替フィルタ６２３への入射角θ、代替フィルタ６２３から空気への入射角γ、代替フィルタ６２３の屈折率ｎおよび代替フィルタ６２３の厚さｔの関係をスネルの法則により記述した後変形すると、下記の式１のように表すことができる。
【数１】
2012065112.tif 000003
【００４３】
一方、代替フィルタ６２３に入射した光の光路長ずれδ（＝Ｌ２−Ｌ１）は、下記の式２のように表すことができる。
【数２】
2012065112.tif 000004
【００４４】
ここで、式２に式１を代入して、光路長ずれδを、入射角θおよび屈折率ｎにより表すと、下記の式３のように表せる。
【数３】
2012065112.tif 000005
【００４５】
よって、赤外カットフィルタ６２１により生じる光路長ずれδ１と、代替フィルタ６２３により生じる光路長ずれδ２とを等しくするには、赤外カットフィルタ６２１が厚さｔ１、屈折率ｎ１であり、代替フィルタ６２３が厚さｔ２、屈折率ｎ２であるとした場合に、下記の式４を満たせばよいことが判る。
【数４】
2012065112.tif 000006
【００４６】
式４からは、代替フィルタ６２３の厚さｔ２または屈折率ｎ２を適宜選択することにより、代替フィルタ６２３の光路長ずれδ２を、赤外カットフィルタ６２１の光路長ずれδ１と等しくできることが判る。例えば、赤外カットフィルタ６２１の屈折率ｎ１と厚さｔ１が決まっている場合に、代替フィルタ６２３として使用できる材料の赤外帯域に対する屈折率ｎ２に応じてその厚さｔ２を調節することにより、赤外カットフィルタ６２１と同じ特性を有する代替フィルタ６２３が得られる。
【００４７】
図５は、一眼レフカメラ１００の内部回路５００を模式的に示すブロック図である。内部回路５００は、本体ＣＰＵ３２２に対して直接または間接に接続された要素により形成される。これにより、本体ＣＰＵ３２２は、一眼レフカメラ１００全体を包括的に制御する。
【００４８】
本体ＣＰＵ３２２には、プログラムメモリ５２０およびメインメモリ５３０が接続される。プログラムメモリ５２０は、不揮発性記録媒体および読出専用記録媒体の少なくとも一方を含み、本体ＣＰＵ３２２が実行するファームウエア等を格納する。メインメモリ５３０はＲＡＭを含み、本体ＣＰＵ３２２の作業領域として使用される。
【００４９】
本体ＣＰＵ３２２は、プログラムメモリ５２０から読み出したファームウエアにより、一眼レフカメラ１００全体の動作を制御する。また、本体ＣＰＵ３２２は、プログラムメモリ５２０から読み出した付加的なファームウエアにより選択制御部５１２を形成する。更に、選択制御部５１２は追尾制御部５１４を含む。
【００５０】
本体ＣＰＵ３２２には撮像部５４０が接続される。撮像部５４０は、撮像素子３３０、撮像素子駆動部５４２、アナログ／デジタル変換部５４４および画像処理部３２４を含む。撮像素子３３０は、撮像素子駆動部５４２に特定のタイミングで駆動され、被写体像を光電変換して画像信号を出力する。
【００５１】
撮像素子３３０から出力された画像信号は、アナログ／デジタル変換部５４４により離散化され、画像処理部３２４において画像データに変換される。画像処理部３２４は、画像データを生成する過程で、画像のホワイトバランス、シャープネス、ガンマ、階調補正、圧縮等を調整する。
【００５２】
画像処理部３２４において生成された画像データは、二次記録媒体５５０に格納して保存される。二次記録媒体５５０としては、フラッシュメモリカード等の不揮発性記憶素子を備えた媒体が使用される。なお、二次記録媒体５５０の少なくとも一部は、カメラ本体３００から着脱して交換できる。
【００５３】
本体ＣＰＵ３２２には、測距センサ３８２および測光センサ３９０が接続される。測距センサ３８２は、被写体像を撮像素子３３０に合焦させるべく、レンズユニット２００におけるフォーカスレンズの位置を検出する。本体ＣＰＵ３２２は、検出された合焦位置を参照してレンズユニット２００の動作を制御する。
【００５４】
測光センサ３９０は、レンズユニット２００を通じてカメラ本体３００に入射した被写体光束の一部を受光して、被写体輝度を検出する。これにより、本体ＣＰＵ３２２は、撮像素子３３０の感度、シャッタ速度、絞り開度、補助照明の有無等の撮影条件を算出し、一眼レフカメラ１００の各部に指示を発信する。
【００５５】
また更に、本体ＣＰＵ３２２には、入力部５６０および表示駆動部５７０が接続される。入力部５６０は、カメラ本体３００の主に表面に配されたレリーズボタン、ダイアル、十字キー、押しボタン等の操作部５６２からの入力を受け付け、入力された指示、設定値等を保持する。本体ＣＰＵ３２２は、入力部５６０を参照して、撮影条件を算出する場合に前提条件となる設定値を獲得する。
【００５６】
表示駆動部５７０は、表示部３４０に表示する画像を生成して表示部３４０に表示する。表示部３４０は、一眼レフカメラ１００が再生モードで動作している場合に、二次記録媒体５５０から読み出した撮影画像を表示する。また、表示部３４０は、一眼レフカメラ１００が撮影モードで動作している場合に、シャッタ速度、絞り値、撮像素子感度、露出補正等、設定されている設定値を表示する。
【００５７】
更に、表示部３４０は、一眼レフカメラ１００がライブビューモードで動作する場合に、撮像素子３３０から得られたスルー画を表示する。この場合、表示部３４０はファインダとして使用される。また、ライブビューモードにおいても、スルー画に重ねて、あるいは、画面上の一部領域を分割して、撮影条件を併せて表示する場合もある。
【００５８】
また更に、表示部３４０は、操作部５６２および入力部５６０と連携して、一眼レフカメラ１００に種々の設定をするモード選択部を形成する。即ち、モード選択部においては、表示部３４０に表示された複数の選択肢のいずれかを、操作部５６２を操作することにより特定して、特定した選択肢に対応する設定値を入力部５６０が保持することにより、一眼レフカメラ１００に選択されたモードが設定される。
【００５９】
切替駆動部５８０は、フィルタ切替部６１０、６２０において測光センサ３９０または測距センサ３８２の前に進出させるフィルタの種類を、切替駆動部５８０に指示する。切替駆動部５８０は、指示に従って切替モータ６１４、６２４を動作させ、ターレット６１２、６２２を回転させる。これにより、ターレット６１２に保持された赤外カットフィルタ６１１、６２１または代替フィルタ６１３、６２３のいずれかが、測光センサ３９０および測距センサ３８２の前に選択的に進出する。
【００６０】
赤外線照射部５９０は、カメラ本体３００の前面に配され、代替フィルタ６１３、６２３を透過する帯域の赤外光を、一眼レフカメラ１００の被写界に向かって照射する。これにより、被写体が赤外線により照明される。赤外光源としては、発光ダイオード等を用いることができる。
【００６１】
追尾制御部５１４は、ユーザに指定された、あるいは、ソフトウェアにより自動的に抽出された追尾対象を被写界内で捕捉して追尾し、カメラ本体３００のレリーズボタンが押し下げられた場合に、当該追尾対象に対してレンズユニットを合焦させる動作を制御する。追尾制御部５１４は、測光センサ３９０、測距センサ３８２等を使用して追尾対象を捕捉および追尾する。
【００６２】
選択制御部５１２は、上記追尾制御部５１４の制御において、測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力を監視する。測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力が予め定められた閾値よりも小さい場合に、選択制御部５１２は、切替駆動部５８０および赤外線照射部５９０を制御して追尾制御部５１４の実効感度を向上させる。
【００６３】
図６は、選択制御部５１２の制御手順を示す流れ図である。選択制御部５１２は、まず、カメラ本体３００に対して追尾モードが設定されているか否かを調べる（ステップＳ１０１）。カメラ本体３００に追尾モードが設定されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、選択制御部５１２は制御を終了する。
【００６４】
なお、選択制御部５１２は、制御終了に先立って、測距センサ３８２および測光センサ３９０の前に赤外カットフィルタ６１１が進出していることを確認してもよい。これにより、測距センサ３８２および測光センサ３９０は、赤外光を濾波された可視光を受光して、被写体を撮影する場合に、露出条件および合焦条件を高精度に検出する。
【００６５】
カメラ本体３００に追尾モードが設定されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、選択制御部５１２は、測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力が予め定められた閾値を越えており、追尾制御部５１４が追尾対象を認識できているかどうかを調べる（ステップＳ１０２）。追尾対象が検出されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、カメラ本体３００の制御は、選択制御部５１２から、追尾制御部５１４に移される（ステップＳ１１２）。追尾制御部５１４の制御手順については、他の図を参照して後述する。
【００６６】
ステップＳ１０２において、測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力が予め定められた閾値に達しておらず、追尾制御部５１４が追尾対象を検出できていないことが判った場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、選択制御部５１２は、赤外カットフィルタ６１１をはずすことが入力部５６０において許可されているか否かを調べる（ステップＳ１０３）。赤外カットフィルタ６１１をはずすことが許可されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、追尾対象を認識できないことに対してとれる対応がないので、選択制御部５１２は、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して（ステップＳ１０４）、選択制御を終了する。
【００６７】
ステップＳ１０３において赤外カットフィルタ６１１をはずすことが許可されていることが判った場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、選択制御部５１２は、切替駆動部５８０に指示して、フィルタ切替部６１０、６２０における赤外カットフィルタ６１１、６２１を退避させ、代替フィルタ６１３、６２３を測光センサ３９０および測距センサ３８２の前に進出させる。
【００６８】
これにより、測距センサ３８２および測光センサ３９０は、可視項帯域と赤外帯域とを併せて受光する状態になる。よって、測距センサ３８２および測光センサ３９０は、それぞれ、可視光に加えて赤外光を受光して出力を発生する。これにより、被写界が暗い場合、あるいは、被写体の色が背景色に近い場合であっても、赤外光の分布により、追尾すべき被写体を認識できる。
【００６９】
次に、選択制御部５１２は、追尾制御部５１４が追尾対象を任指摘しているか否かを改めて調べる（ステップＳ１０６）。追尾制御部５１４が追尾対象を認識していた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、カメラ本体３００の制御は、選択制御部５１２から、追尾制御部５１４に移される（ステップＳ１１２）。
【００７０】
ステップＳ１０６において、追尾制御部５１４が追尾対象を認識できていないことが判った場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、選択制御部５１２は、入力部５６０において、赤外補助光が許可されているか否かを調べる（ステップＳ１０７）。
【００７１】
赤外補助光を照射することが許可されていない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、選択制御部５１２は、追尾対象を認識できないことに対してとれる対応がない。よって、選択制御部５１２は、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して（ステップＳ１０８）選択制御を終了する。
【００７２】
ステップＳ１０７において赤外補助光が照射することが許可されていることが判った場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、選択制御部５１２は、赤外線照射部５９０を点灯させる（ステップＳ１０９）。これにより、赤外線照射部５９０は、赤外線により被写界を照明する。
【００７３】
更に、選択制御部５１２は、追尾制御部５１４が追尾対象を認識しているか否かを再び調べる（ステップＳ１１０）。追尾制御部５１４が、追尾対象を依然として認識していない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、選択制御部５１２は、追尾対象を検出できないことに対してとれる対応がない。よって、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して（ステップＳ１１１）、選択制御を終了する。ステップＳ１１０において、追尾制御部５１４が追尾対象を認識していた場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、カメラ本体３００の制御は、選択制御部５１２から追尾制御部５１４に移される。
【００７４】
このように、選択制御部５１２は、赤外カットフィルタ６１１をはずして検出範囲を拡大する段階と、赤外補助光により被写体を照明する段階とを経て、追尾制御部５１４による検出感度を上げることを試みる。これにより追尾制御部５１４が追尾対象を認識すると、カメラ本体３００の制御は選択制御部５１２から追尾制御部５１４に移り、追尾対象を追尾しつつ、撮影に備える。
【００７５】
図７は、追尾制御部５１４による追尾制御の制御手順を示す流れ図である。上記ステップＳ１０２、Ｓ１０６およびＳ１１０から制御を渡された追尾制御部５１４は、入力部５６０に追尾モードが設定されており、ユーザが撮影に備えて一眼レフカメラ１００を操作し始めた場合、例えば、レリーズボタンを半押しした場合に追尾制御を開始する。
【００７６】
制御を開始した追尾制御部５１４は、まず、測光センサ３９０を有効にして、測光センサ３９０の出力から、被写界の輝度分布、色分布を含む測光情報を算出する（Ｓ２０１）。次に、追尾制御部５１４は、測距センサ３８２を有効にして、被写界におけるデフォーカス量の分布を含むデフォーカス情報を算出する（Ｓ２０２）。
【００７７】
次に、追尾制御部５１４は、追尾対象を含む領域における輝度分布、色分布およびデフォーカス量の分布を抽出して、追尾対象に対応したテンプレートを生成し、これを記録する（ステップＳ２０３）。また、追尾制御部５１４は、追尾対象を含む領域を包囲する追尾枠を生成する（ステップＳ２０４）。
【００７８】
追尾制御部５１４は、こうして生成されたテンプレートおよび追尾枠を更新処理（ステップＳ２０５）により更新する。ステップＳ２０５における更新処理は、カメラ本体３００に対して撮影の指示があるまで（ステップＳ２０６：ＮＯ）繰り返され、後述するように、追尾枠は追尾対象を追尾し続ける。即ち、ステップＳ２０５において更新処理が実行されると、追尾制御部５１４は、入力部５６０から取得した操作部５６２の状態、例えばレリーズボタンが全押しされているか否かを調べることにより、カメラ本体３００に対して撮影が指示されているか否かを調べる（ステップＳ２０６）。
【００７９】
カメラ本体３００に対して撮影が指示されている場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、追尾制御部５１４は、撮影処理を実行し（ステップＳ２０７）、追尾制御を終了する。また、カメラ本体３００に対して撮影が指示されていない場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、追尾制御部５１４は、更新処理（ステップＳ２０５）を繰り返して追尾対象の追尾を継続する。このような追尾制御の継続は、ユーザが撮影を中断する意図を示した場合、例えば、当初半押しされていたレリーズボタンが開放された場合には終了される。
【００８０】
図８は、追尾制御（ステップＳ１１２）の更新処理（ステップＳ２０５）における追尾制御部５１４の制御手順を示す流れ図である。更新処理（ステップＳ２０５）を開始すると、追尾制御部５１４は、再び測光センサ３９０を有効にして、測光センサ３９０の出力から測光情報を算出する（ステップＳ３０１）。また、追尾制御部５１４は、再び測距センサ３８２を有効にして、測距センサ３８２の出力からデフォーカス情報を算出する（ステップＳ３０２）。
【００８１】
続いて、追尾制御部５１４は、ステップＳ３０１、Ｓ３０２において算出した測光情報およびデフォーカス情報を、図７に示したステップＳ２０３において生成したテンプレートと比較して、差分の大きさによりテンプレートに対するマッチングを評価する（ステップＳ３０３）。これにより、テンプレートに含まれる測光情報およびデフォーカス情報との差が最も小さい領域に追尾枠を移動させる（Ｓ３０４）。
【００８２】
追尾枠を移動させた追尾制御部５１４は、移動先で追尾枠により包囲された領域で、レンズユニット２００を合焦させる（ステップＳ３０５）。これにより、一眼レフカメラ１００の光学系は追尾対象に合焦する。
【００８３】
次に、追尾制御部５１４は、移動した追尾枠に含まれる領域の測光情報およびデフォーカス情報に基づいて、テンプレートを更新する（ステップＳ３０６）。こうして、追尾制御部５１４による更新処理は終了する。
【００８４】
なお、上記の例では、輝度分布および色分布を含む測光情報と、デフォーカス情報とを併せてテンプレートとのマッチングを評価した。しかしながら、輝度分布および色分布の一方を含む測光情報を参照してテンプレートとのマッチングを評価してもよい。また、デフォーカス情報単独でテンプレートとのマッチングを評価してもよい。
【００８５】
図９は、追尾制御（ステップＳ１１２）の撮影処理（ステップＳ２０７）における追尾制御部５１４の制御手順を示す流れ図である。ステップＳ２０７において撮影処理を開始すると、追尾制御部５１４は、まず、測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力を演算して、露光条件と合焦条件とを算出する（ステップＳ４０１）。
【００８６】
次いで、切替駆動部５８０に指示を出して、赤外カットフィルタ６１１、６２１を、再び測光センサ３９０および測距センサ３８２の前に進出させる（ステップＳ４０２）。更に、追尾制御部５１４は、続いて、追尾制御部５１４は、算出された露光条件および合焦条件の下に撮像素子３３０を露光して追尾対象を撮影する（ステップＳ４０３）。
【００８７】
なお、代替フィルタ６１３、６２３を用いる代わりに、ステップＳ４０２とステップＳ４０３の間で、測光センサ３９０および測距センサ３８２の出力を演算により補正してもよい。即ち、測光センサ３９０および測距センサ３８２における可視光帯域と赤外帯域とに対する検出結果の差を予め計測して記録しておき、赤外帯域を受光して検出した検出結果を補正するようにしてもよい。
【００８８】
次に、追尾制御部５１４は、カメラ本体３００に連写モードが設定されているか否かを調べる（ステップＳ４０４）。カメラ本体３００に連写モードが設定されていない場合、即ち、カメラ本体３００に単写モードが設定されている場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、追尾制御部５１４は、撮影処理を終了する。
【００８９】
ステップ４０４において、カメラ本体３００に連写モードが設定されていた場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）追尾制御部５１４は、まず、更新処理（ステップＳ２０５）を実行する。ついで、ユーザから撮影を終了する指示があるか否かを調べる（ステップＳ４０５）。
【００９０】
撮影を終了する指示を受けていない場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、追尾制御部５１４は、ステップＳ４０１に戻って被写体を撮影する。入力部５６０から検知したレリーズボタンの開放等、ユーザから撮影を終了する指示を受けた場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、追尾制御部５１４は、撮影処理を終了する。
【００９１】
上記のような一連の制御手順を実行するプログラムは、カメラ本体３００に予め実装してもよいし、二次記憶媒体、通信回線等を通じて提供し、カメラ本体３００に読み込ませて利用してもよい。更に、カメラ本体３００の動作を外部から制御するリモートコントローラ、パーソナルコンピュータ等に実装してもよい。
【００９２】
図１０は、カメラ本体３００の測光センサに使用できる他のフィルタ切替部６３０の構造を示す模式図である。図示のように、フィルタ切替部６３０は、二次元的に配列された複数の画素６３２を有する。画素６３２の各々は、受光した光を電気信号に変換する、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光電変換素子により形成される。
【００９３】
図中にアルファベットによる符号で示す通り、画素６３２の各々は、透過帯域の異なるフィルタを備える。即ち、画素６３２の各々は、緑帯域を透過するＧフィルタ、青帯域を透過するＢフィルタ、赤帯域を透過するＲフィルタおよび赤外帯域を透過するＩＲフィルタのいずれかを組み込まれている。
【００９４】
また、図中に点線で示すように、フィルタ切替部６３０においては、４個の画素６３２を組み合わせてひとつの単位カラー画素６３４を形成する。単位カラー画素６３４の各々には、図中下部に拡大して示すように、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ、ＲフィルタおよびＩＲフィルタを各々ひとつずつ含む。
【００９５】
上記のようなフィルタ切替部６３０は、Ｇフィルタ、ＢフィルタおよびＲフィルタを有する３個の画素６３２の信号を読み出すことにより、色情報を含むイメージセンサとして使用できる。また、ＩＲフィルタを有する画素６３２の出力も併せて読み出すことにより、可視光帯域と赤外帯域とを併せて検出できる。よって、カメラ本体３００において、測光センサ３９０として使用することにより、可動部なしにフィルタを切り替えることができる。
【００９６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１００  一眼レフカメラ、２００  レンズユニット、２１０  固定筒、２２０、２３０、２４０  レンズ、２５０  レンズマウント、２６０  鏡筒ＣＰＵ、３００  カメラ本体、３２０  主基板、３２２  本体ＣＰＵ、３２４  画像処理部、３３０  撮像素子、３３２  ローパスフィルタ、３４０  表示部、３５０  ファインダ、３５２  フォーカシングスクリーン、３５４  ペンタプリズム、３５６  ファインダ光学系、３６０  ボディマウント、３７０  フォーカルプレンシャッタ、３８０  合焦光学系、３８２  測距センサ、３９０  測光センサ、４００  ミラーユニット、４１０  メインミラー保持枠、４２０  メインミラー、４３０  メインミラー回動軸、４４０  位置決めピン、４５０  サブミラー保持枠、４６０  サブミラー、４７０  サブミラー回動軸、４８０  ストッパ、５００  内部回路、５１２  選択制御部、５１４  追尾制御部、５２０  プログラムメモリ、５３０  メインメモリ、５４０  撮像部、５４２  撮像素子駆動部、５４４  アナログ／デジタル変換部、５５０  二次記録媒体、５６０  入力部、５６２  操作部、５７０  表示駆動部、５８０  切替駆動部、５９０  赤外線照射部、６１０、６２０、６３０  フィルタ切替部、６１１、６２１  赤外カットフィルタ、６１２、６２２  ターレット、６１３、６２３  代替フィルタ、６１４、６２４  切替モータ、６１６、６２６  被駆動ギア、６１８、６２８  駆動ギア、６３２  画素、６３４  単位カラー画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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