(57)【要約】【課題】  被写体認識像の取り込み領域を広げる事が出来ると共に被写体形状認識精度が向上して、動体追尾撮影や顔認識撮影を精度良く行える撮影装置を達成する。【解決手段】  撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像の情報を取得する被写体像取得手段と前記焦点板に隣接配置され表示輝度の制御が可能な情報表示手段とで構成されるファインダー光学系を有する撮影装置において、前記被写体像収得手段と情報表示手段の同期制御を行う同期制御手段、及び前記被写体像取得手段より得られる複数の被写体像情報を合成する合成手段を設ける。【選択図】  図６
2012104899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像の情報を取得する被写体像取得手段と、前記焦点板に隣接配置され表示輝度の制御が可能な情報表示手段とで構成されるファインダー光学系を有する撮影装置において、前記被写体像収得手段と情報表示手段の同期制御を行う同期制御手段、及び前記被写体像取得手段より得られる複数の被写体像情報を合成する合成手段を有していることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記焦点板からの前記被写体像光束を分離する被写体像分離手段と、該被写体像分離手段で分離された像を同一の結像光学系を介して、一方は光量情報を輝度検出手段に他方は被写体形状情報を被写体像収得手段に結像させる光線偏向手段を有する事を特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記輝度検出手段は前記結像光学系の光軸外に、前記被写体像収得手段は前記結像光学系の光軸上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記被写体像分離手段は被写体像を２つの波長域に分離する波長分離膜である事を特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記同期制御手段は、被写体像収得時においては前記情報表示手段の表示輝度を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記ファインダー光学系は、ペンタゴナルダハ形状の反射部材を有しており、該反射部材の第３反射面に可視光は反射を行い赤外光は透過させるような膜特性を持たせた被写体像分離手段と、前記透過赤外光の反射を行い前記可視光とは異なる角度で偏向を行うような光線偏向手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記合成手段は撮影条件に応じて前記被写体像取得手段より得られる複数の被写体像情報の合成を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記合成手段は動体追尾合焦時と顔認識合焦時に応じて前記被写体像取得手段より得られる複数の被写体像情報の合成を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点板に結像された被写体像を観察するファインダー光学機構において、被写体形状を認識する作用を有するような撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影機器においては撮影者の撮影行為の補助を行い、より鮮明な被写体画像を得るために動体予測や動体追尾、顔認識等の被写体認識技術が望まれている。
【０００３】
そのために被写体像を取り込むための光学配置や画像処理に関する提案がなされている（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２３０４５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２２０８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示される発明実施例においては、測光と画像認識を同一のセンサで行うため高輝度な被写体では精度の良い測光と被写体認識の高精度検出を同時に行うのが難しくなってくる。
【０００６】
特許文献２は、被写体認識像（焦点板像）が結像光学系の正面に配置されたような光路ではないため焦点板の拡散特性に適した角度で焦点板の像を明瞭に取り込むに際してはかなり限定された領域になってしまう問題がある。
【０００７】
本発明は、上述したような被写体認識像の取り込み領域を広げる事を目的としており、更に被写体形状認識の精度を高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために本発明は、
撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像の情報を取得する被写体像取得手段と、前記焦点板に隣接配置され表示輝度の制御が可能な情報表示手段とで構成されるファインダー光学系を有する撮影装置において、前記被写体像収得手段と情報表示手段の同期制御を行う同期制御手段、及び前記被写体像取得手段より得られる複数の被写体像情報を合成する合成手段を有していることを特徴とする撮影装置とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被写体認識像の取り込み領域を広げる事が出来ると共に被写体形状認識精度が向上して、動体追尾撮影や顔認識撮影を精度良く行える撮影装置が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本案の光学構成例である。
【図２】被写体検知素子と測光検知素子範囲に結像される焦点板像と表示像との関係を簡略に記したものである。
【図３】表示照明強度制御と被写体検知素子に結像される被写体像の読込みタイミングチャートを簡略に記したものである。
【図４】本案の光学構成と電気的処理手段を簡略なブロック構成としたものである。
【図５】本案の処理手順に対する流れ図の一例を示したものである。
【図６】図５のステップ６（Ｓ６）の処理内容をより細かく表したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本案のファインダー光学構成の概略図である。
【００１３】
図１において焦点板（２）に投影された被写体像はコンデンサレンズ（１ａ）により偏向されペンタゴナルダハプリズム（１）内に入射される。
【００１４】
そして天井部のダハ反射面により左右像が反転された後に接眼レンズ群と対向する波長分離膜（３）を配した第３反射面に射出される。
【００１５】
この波長分離膜は後述する様に焦点板に投影された被写体像を被写体像取得手段と輝度検出手段に分離する役割を担う被写体像分離手段である。
【００１６】
前記波長分離膜（３）は、特定の波長域１（赤外波長）は透過され、その他の波長域２（可視域波長）は反射される作用を有している。
【００１７】
透過した赤外波長域光線は赤外光反射プリズム（４）により記波長分離膜（３）の蒸着面とは異なる反射面角度を有し、波長域１と波長域２の光線はそれぞれ異なる角度で反射偏向作用を有する。
【００１８】
また、反射偏向作用は台形プリズム（１ｂ）を介して結像レンズ（５）に波長域１及び波長域２の光線が共に入射を行うように設定されている。
【００１９】
この台形プリズムは後述する様に焦点板に投影された被写体像を被写体像取得手段と輝度検出手段の２方向に偏向する役割を担う光線偏向手段である。
【００２０】
前記波長域１の図中（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）で示している焦点板（２）の各位置の光線は被写体像収得手段である被写体認識用撮像素子（６）に、他方前記波長域２の図中（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）で示している焦点板（２）の各位置の光線は輝度検出手段である測光用撮像素子（７）に結像を行う。
【００２１】
更に、焦点板（２）の中心光線（Ｂ２）は、ほぼ結像レンズ（５）の軸上光線となるように前記赤外光反射プリズム（４）の反射面角度と結像レンズ（５）の光学配置を設定している。
【００２２】
尚、図中では省略しているが台形プリズム（１ｂ）は測距選択点を接眼レンズ（８）を介して観察を行うスーパーインポーズ表示を行うための偏向作用を持つものである。
また、三角プリズム（１ｃ）は台形プリズム（１ｂ）と組み合わせて平行平面板となして被写体像を劣化させることなく接眼レンズ群に入射させるためのものである。
【００２３】
情報表示部（５）は撮影者が観察する焦点板（２）の下方に撮影情報等を表示するための情報表示手段である。
【００２４】
更に暗所や高輝度な被写体の観察時においても明瞭に表示が認識出来るように表示セグメント自体が発光作用を持ったりバックライトで照明されたりするものである。
【００２５】
情報表示部（９）の表示像は、表示照明光源（１１）による照明がプリズム（１０）により偏向されて照明され、ペンタゴナルダハプリズム（１）内に入射された後に反射偏向作用にて、被写体像と共に撮影者に認識されると同時に前記結像レンズ（５）により被写体認識撮像素子（６）上に結像をなされる。
【００２６】
図２は、図１における結像レンズ（５）により像形成される焦点板（２）の撮影範囲と情報表示部（９）像の結像範囲を概略的に示すものである。
【００２７】
ここで被写体認識用撮像素子の認識範囲（Ｈ１）（は図１の（６）の撮像範囲に相当しており、測光用撮像素子の測光検知範囲（Ｈ２）（同上）は図１の（７）の撮像範囲に相当するものである。図の各範囲の上下方向は図１における焦点板（２）の左右の像方向に対応した結像関係を示している。
【００２８】
今、前記焦点板（２）上に投影される被写体全体像が前記各撮像素子の有効撮像範囲に結像されると想定する。
【００２９】
すると、焦点板（２）に隣接した情報表示部（９）像も同時に結像されて、図中の情報表示部の像範囲（Ｈ４）に示すような領域に結像を生じてしまうことになる。
【００３０】
また同時に情報表示部像が赤外反射プリズム（４）で反射され同様に結像レンズ（３）にて図２中の（Ｈ３）のように結像されるがこの像は撮像素子外に結像されるため影響を及ぼさない。
【００３１】
よって、被写体認識用撮像素子と測光用撮像素子が近接して配置されている状態においては、図中に示すように測光に用いられる光路によって結像される情報表示部像（Ｈ４）が被写体認識用撮像素子の範囲（Ｈ１）内に結像されてしまい、そのため被写体像検知を行うに目的においては２つの像の被っている範囲に対しては正確な被写体像の検知が行えない問題が発生してしまう。
【００３２】
尚、図１中で示した赤外光反射プリズム（４）の垂直方向の反射面角度を大きくして偏向角度が大きくなるようにすれば、図中の２つの結像画像位置を離すことが可能である。
【００３３】
しかしながら、結像レンズ（５）への光線入射角度が大きくなってくるために結像性能を確保することが困難になってくる。
【００３４】
また同時に焦点板（２）に投影されている被写体像を斜め方向から撮影を行うような状態になってしまい、焦点板の拡散光角度特性によっては素子上の結像位置によっては急激な減光を生じてしまうおそれがあると同時に被写体像が歪んでしまう問題が生じる。
【００３５】
図３は、情報表示部の表示照明強度制御と被写体認識用撮像素子の被写体像の取り込み及びその取り込み像の被写体像合成処理の工程例を時系列で示したものである。
【００３６】
時刻ｔ１でカメラの電源が入りシャッター操作を行う前の待機状態においては表示照明の強度は強く保持されている（図中Ｌ１状態）。
【００３７】
次に時刻ｔ２でシャッター操作が行われると表示照明強度が弱くなる（図中Ｌ２状態）と同時に被写体像信号が被写体認識用撮像素子に蓄積される（図中Ｇ１状態）。
【００３８】
時刻ｔ３では蓄積された電気信号は読み出し信号を受けて画像記憶領域に転送され（図中Ｇ２状態）同時に再び表示照明強度を強くする（図中Ｌ１状態）。
【００３９】
以降このように表示照明強度の強弱と被写体認識用撮像素子の蓄積、読み出し作動を繰り返す。その為被写体像取得時には情報表示部の照明がその検出範囲に被らないので広い範囲で被写体像の取得を行う事が出来る。
【００４０】
一般的には画像信号の読み出し信号を与えるタイミングは、充分な蓄積量の電気信号が蓄えられた時点で行う、しかしながら、例えば蛍光灯化での撮影においては蛍光灯のフリッカー周期に応じて発光時には画像の蓄積を行い減光時には画像読み出しを行うようにするのが望ましい。
【００４１】
また表示照明強度切替え周期（周波数）は目視で目立つ限界周期（周波数）よりも早くなるように例えば３０Ｈｚ以上の周期（高周波）に設定することが望ましい。
【００４２】
ここで画像電気信号の蓄積状態が充分でないものは露出がアンダーな状態で電気的ノイズに対し画像信号が相対的に弱い状態である。
【００４３】
そのため被写体像は、明瞭度が劣ったものになってしまう。特に人物の顔検出処理を行うにあたっては被写体像の細部の検出が必要であり検出目的が果たせなくなってしまう。
【００４４】
そのため読み出し画像の保存を行って、図中の各フレームの画像状態（Ｆ１）のような、その画像と次の読み出し画像とを公知の技術で図中の（Ｆ２）のように合成を行うことで画像明瞭度の向上を行う、そして得られた画像の明瞭度の再評価を行うことで目的の画像状態になるまで図中の（Ｆ３）のように画像合成処理を繰り返す。
【００４５】
そして充分な明瞭画像となった際には必要な被写体像情報の検知を行う。
【００４６】
そして再び画像蓄積と必要に応じた画像合成を行う。
【００４７】
例えば動体認識が目的の場合は被写体輪郭検出ができれば良いので画像合成頻度は下げ、顔検出時には細部情報が必要なため画像合成頻度を上げるように処理を繰り返す。
【００４８】
図４は、本案のブロック構成例の概略図である。
【００４９】
図中において、撮影光学系（１２）から入射される被写体光線はミラー（１３）にて反射された後に焦点板（２）に被写体像を結像させる。
【００５０】
他方ミラー（１３）は半透過領域を有しており、一部の透過光線はサブミラー（１４）にて反射偏向され測距用レンズ（１６）を介して測距用撮像素子（１７）に像形成を行う。
【００５１】
焦点板（２）に隣接して情報表示部（９）が配置されおり、表示照明光源（１１）が点灯してその光源光がプリズム（１０）にて偏向されて情報表示部（９）を照明する。
【００５２】
ここで情報表示部は別途照明光源を配置する方式に限らず電光表示素子のように表示セグメントが自発光するようなものでも良い。
【００５３】
焦点板（２）に投影された被写体像及び前記情報表示部（９）の表示像は、図１で説明をおこなったようにペンタゴナルダハプリズム（１）の内部反射及び赤外光反射プリズム（４）にて分光作用を図中の（Ａ）〜（Ｅ）のように行う。
【００５４】
分光された光線のうちで、可視域の光線は接眼レンズ（８）を介して観察像を形成する、また同時に結像レンズ（５）を介して輝度検出手段である測光用撮像素子（６）に結像を行う。
【００５５】
また同時に赤外光反射プリズム（４）で反射偏向された赤外域光も、結像レンズ（５）を介して被写体像認識画像素子（６）に結像を行う。
【００５６】
ここでシャッターボタン（１５）が操作されると同期制御手段である表示照明用光源及び被写体像認識撮像素子制御手段（１８）に操作信号が伝達され表示照明用光源（１１）の発光制御を行う。又、同時に被写体像認識撮像素子駆動手段（１９）に像情報を取り込むような駆動制御を前記図３に関する説明したような処理方法にて行う。
【００５７】
そして被写体像収得手段である被写体認識用撮像素子（６）で取り込まれた像情報は合成手段である被写体像合成・評価手段（２０）にて画像評価を行い必要に応じて画像記憶手段（２１）へのデータ転送または読み出しと同時に画像合成を行って新たに画像評価を行う処理を開始する、そこで目的が達成されたと判断を行った際には、（例えば被写体人物像の顔位置や人物位置のような）目的とする測距範囲を測距範囲選択手段（２２）にて決定を行い、測距用撮像素子（１７）で前記測距範囲に対応する画素位置の合焦評価手段を行う。
【００５８】
尚、このブロック構成の概略図は本案に関わる部分のみを記しており、合焦評価手段やフォーカス制御手段等の詳細な構成は省いている。
【００５９】
図５は、本案の処理の流れ図である。
【００６０】
先ずシャッターのＳＷ１（半押し）操作（Ｓ１）が行なわれると情報表示部の情報表示照明が消灯され（Ｓ２）、被写体像収得手段に焦点板上に投影された被写体像を収得する処理（Ｓ３）を行う。
【００６１】
収得された画像情報データは次回の処理に使用されるものとは個別に一旦記憶手段に保存される（Ｓ４）。
【００６２】
ここで保存される画像は時間軸に沿った順次複数フレームの画像であり、後の（Ｓ７）で画像合成を行う１フレーム前の画像と現在の画像データの少なくとも２フレームのデータを有することが可能なものである。
【００６３】
また更には必要に応じて過去のデータを破棄して最初からの処理を行えるものである。
【００６４】
次に情報表示照明を点灯状態にして撮影者に表示情報を確認できる状態に復帰させる（Ｓ５）。
【００６５】
そして（Ｓ３）にて収得された被写体像の評価を行い、その明瞭度が目的に適するものかの判断を行う（Ｓ６）。
【００６６】
ここで収得された画像の明瞭度が充分で無いと判断された場合においては、一旦記憶された画像情報データより現在の画像より１フレーム前の画像と合成を行う。
【００６７】
また合成を行った画像は画像情報保持手段に受け取った画像情報を更新する様に書き換えをおこなう（Ｓ７）。
【００６８】
合成された画像は、もう一度被写体像の評価を行いその明瞭度が目的に適するものかの判断を行う（Ｓ８）。
【００６９】
ここでまだ明瞭度が充分でないと判断された場合には（Ｓ２）に戻り、もう一度被写体像の収得と画像合成及び評価を行う処理を繰り返す。
【００７０】
また明瞭度が満足すると判断された場合は、目的とする被写体の合焦位置を形状で判断することにより測距エリアの選択を自動的に行う（Ｓ９）。
【００７１】
次に（Ｓ９）で設定された測距エリア範囲でのデフォーカス量を検知して（Ｓ１０）、その情報から撮影光学系のフォーカス駆動を行う（Ｓ１１）。
【００７２】
ここでシャッターＳＷ２操作（シャッター駆動開始操作）が行なわれれば、合焦の最終判断が行なわれ（Ｓ１３）、合焦をしていると判断された場合は、撮影処理を行う（Ｓ１４）。
【００７３】
一方、（Ｓ１２）にて撮影操作行為が行なわれない場合や（Ｓ１３）で合焦ができていないと判断された場合には（Ｓ２）に戻り被写体の移動を検知する処理を繰り返し行うステップに戻る。
【００７４】
撮影を行うに際して自動合焦手段で要望される機能には、移動している被写体を追尾して被写体に自動的に合焦を行い続けるような被写体追尾モードと、人物撮影を行う際に人物の顔位置を検出して、顔への合焦を自動的に行うような顔認識モードがある。
【００７５】
図６は、被写体検知の目的を被写体追尾モードと顔認識モードに具体的に分けて、図５のステップ６（Ｓ６）の処理内容をより細かく表したものである。
【００７６】
図中において図５の（Ｓ５）から次なる合焦モードの判別ステップ（Ｓ６ａ）に移行し、現在のモードが被写体追尾モードであるかどうかにより処理手順を分岐する。
【００７７】
ここで現在の合焦モードが被写体追尾モードであった場合には、細部の画像検出精度を要求しない被写体輪郭抽出手段（Ｓ６ｂ）を行った後に被写体像の合成を行わずに測距エリア自動選択ステップ（Ｓ９）に移行する、そのため高速で移動をしている被写体に対しても高速な被写体認識処理が行えるため追尾精度の向上が行える。
【００７８】
一方、顔認識モードであった場合においては、細部の画像検出精度が必要になってくるため、目的とする顔の像は明瞭であるかどうかを判断するステップ（Ｓ６ｃ）に移行する、そして像が明瞭であった場合には前記（Ｓ９）ステップに移行し、そうでなかった場合には被写体像を合成するステップ（Ｓ７）に移行する手順を行うことにより、被写体の顔の細部検出精度を向上させることができる。
【００７９】
以上説明したように、焦点板上の被写体像を観察することで動体や顔認識等の被写体認識を行う撮影装置において、弊害となる表示装置照明光の影響を避けて精度が向上した検出手段を得ることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ペンタゴナルダハプリズム
【図１】
2012104899.tif 000003
【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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