(57)【要約】【課題】  可動式か交換可能か、さらにその両方であるため射出瞳位置が変化するようなシステムで、撮影者が特にカメラの射出瞳位置検出中を意識することなく、通常の撮影操作と隔たり無く簡便に操作できるカメラを提供する。【解決手段】  撮影前に撮像光学系を通して撮像素子上に露光する時間を設け、その間に本撮影に必要な射出瞳位置を測定する。【選択図】  図１
2009147707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動あるいは交換式あるいはそれら両方可能でそのため射出瞳位置が一定ではない結像光学系により構成された結像光学系を備え、その結像面に位置する撮像素子を備え、その撮像素子の前面に結像光学系より入射する光線が撮像素子上に影を落とすように遮る遮蔽部材を備え、撮像素子上の入射光照射部と上記影の境界位置判別装置を備えると共に、
撮影前から上記遮蔽部材の一部もしくは撮像素子を動かして撮像素子上に入射光が当たりかつ遮蔽部材の影が生じるようにし、このとき撮像素子からの出力を連続して取得して動画として得られるようにした画像取得装置を備え、また境界位置判別装置により撮像素子が受光している位置としない位置とから境界位置を判別し、これによりその時点での結像光学系の射出瞳位置を求める装置を備え、撮影操作に応じて前期画像取得装置を一時停止して撮像素子の出力を所定のタイミングで取得する本撮影動作処理装置を備え、
本撮影動作処理装置が撮影画像の取得を行なう際に上記で求めた射出瞳位置を用いて、本撮影動作の露光制御における射出瞳位置による撮影時の補正および本撮影動作により得られた撮影画像情報に対する射出瞳位置による撮影後の補正のいずれかまたは両方を行なうことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
請求項1に記載の画像撮影装置であって、
本撮影動作に先立ち、撮像素子で連続して取得した画像を表示するライブビュー表示装置を備え、ライブビュー用に得た画像情報から境界位置判別装置により境界位置を判別して射出瞳位置を求めて、次のライブビュー表示画像の射出瞳位置による補正、またはライブビュー表示を中断して静止画を取得すべく行なう本撮影動作の露光制御における射出瞳位置による撮影時の補正および本撮影動作により得られた撮影画像情報に対する射出瞳位置による撮影後の補正を行なうことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項３】
請求項1又は請求項２に記載の画像撮影装置であって、
手ぶれ検知センサと撮像素子が結像面に対して平行移動できる撮像面手ぶれ補正装置を備え、遮蔽部材の影が撮像素子上に位置しない場合は境界位置を判別するために、手ぶれ補正装置を手ぶれ検知センサの出力に関わらず制御して撮像素子上に影が位置するよう撮像素子を移動させることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項４】
請求項1、又は請求項2に記載の画像撮影装置であって、
射出瞳位置を求めるため撮像素子とは別に受光素子を備えることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項５】
請求項1〜請求項３のいずれかに記載の画像撮影装置であって、
撮像面と平行に移動可能な遮蔽部材を備え、遮蔽部材の影が撮像素子上に位置しない場合は境界位置を判別するために、遮蔽部材の影が撮像素子上に位置するよう移動させることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像撮影装置であって、焦点検出装置を備え、焦点検出装置による合焦・非合焦の結果を射出瞳位置を求める装置の出力した射出瞳位置とともに撮影時の補正および撮影後の補正に利用することを特徴とする画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ交換式デジタル一眼レフカメラなど画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズからの入射光を利用してそのレンズの射出瞳位置を測定するセンサが従来から知られている。
【０００３】
下記の発明では、結像光学系のＦ値や射出瞳位置という情報を検出する装置について提案されている。
【特許文献１】特開昭61-35412号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1で開示された発明によると、カメラの撮像素子への光束を遮っているシャッタを開放にすることで射出瞳位置検出装置が働いて射出瞳位置が検出可能となる。従来のカメラでは射出瞳位置検出のためだけにシャッタを開放する動作はカメラの調整や製造工程で行なうのが主であり、カメラを購入した顧客が撮影のためカメラを操作する段階で、シャッタを開放して射出瞳位置検出を行なうという動作をすることは、ほとんどの購入者が光学的な専門知識を持たない前提において、許容されないものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、上記のような課題を解決するために、カメラでの撮影前にシャッタ開放を行なって撮像素子が露光されるようにする機能を備え、このとき撮像素子からの出力を連続して取得してライブビューなどの撮影前画像表示に利用する機能を備え、このときの画像を利用して射出瞳位置検出を行うことで、カメラが射出瞳位置検出のみ目的とする所定の動作をすることなく、また、ライブビューの後に行われる本撮影の直前にて、レンズのズームやピント位置などが本撮影時の条件とほぼ一致すると期待できる状態で、射出瞳位置検出をする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより撮影者が特にカメラの射出瞳位置検出中を意識することなく、通常の撮影操作と隔たり無く簡便に操作できるカメラを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下に本発明の実施例を説明する。
【０００９】
図1に本実施例のデジタルカメラの外観を示す。
【００１０】
101は撮影したデジタル画像を格納する外部メモリであるCFカードを装着部を保護するためのCFカード蓋である。
【００１１】
102は上記CFカード蓋を開けると現れるCFカード装着部でカードスロットと呼ばれる。
【００１２】
103は交換式レンズをカメラに取り付けるためのレンズマウントである。
【００１３】
104は上記レンズマウントに取り付ける交換レンズである。
【００１４】
105はカメラの電源を入り切りするための電源レバーである。
【００１５】
106はカメラの電池を出し入れする際に開け閉めする電池蓋である。
【００１６】
107は有機ELを用いたカメラの設定情報及び画像を表示するディスプレイである。
【００１７】
108はシャッタ速度や絞りを設定するための設定ダイヤルである。
【００１８】
111はカメラの動作モードを設定するためのモードダイヤルである。
【００１９】
112は107“ディスプレイ”にカメラが撮影した画像を表示させる画像再生ボタンである。
【００２０】
113は107“ディスプレイ”にカメラの設定画面を表示させるメニュー表示ボタンである。
【００２１】
114は撮影の際に利用するレリーズボタンである。
【００２２】
このカメラを利用して、ライブビューを行なってから撮影する操作について説明する。
【００２３】
まず充電済みの電池を106“電池蓋”を開きカメラに装着し、蓋を閉じる。
【００２４】
CFカードを101“CFカード蓋”を開き102“カードスロット”に装着し、蓋を閉じる。
【００２５】
103“レンズマウント”に104“交換式レンズ”を装着し105“電源レバー”を操作しカメラの電源を入れる。
【００２６】
111“モードダイヤル”を操作して撮影モードを「ライブビュー撮影」にし、被写体にカメラを向けた後114“レリーズボタン”を半押しする。この操作をきっかけとしてミラーアップとシャッタ開制御が行なわれ、撮像素子にレンズからの光束があたるようになる。
【００２７】
107“ディスプレイ”に連続して表示される撮像素子上に結像している画像（ライブビュー画像）を確認し、構図決めやピント合わせなどを行なって114“レリーズボタン”を全押しすることで本撮影を行なう。
【００２８】
撮影後の画像の表示は自動で107“ディスプレイ”に表示される場合と、撮影者が任意で112“画像再生ボタン”を押すことにより再生される場合とがある。自動で表示されるか否かは113“メニュー表示ボタン”を押すことで107“ディスプレイ”にGUI表示が現れ、その一項目として設定可能であるが、ここでは不図示とする。
【００２９】
図2に本実施例のデジタルカメラのシステムのブロック図を示す。
【００３０】
201は交換可能なレンズである。
【００３１】
202はファインダ光学系へと撮像素子光学系への光束の切替えを行なうレフレックスミラーである。
【００３２】
203はレンズのイメージングサークルのうち撮影画像サイズから不要になる周辺部の光束を遮蔽する遮光マスクである。
【００３３】
205はシャッタの先幕である。
【００３４】
204はシャッタの後幕である。
【００３５】
206は撮像素子である。
【００３６】
207は手ブレによる振動を補正する機構である。
【００３７】
208はライブビュー表示を行なうディスプレイ部である。
【００３８】
209は第一の境界位置判別装置である。
【００３９】
210は第二の境界位置判別装置である。
【００４０】
211はカメラの制御を行なうマイコンである。以下に説明を行なう制御フローにおいて各種演算や補正、値の記憶や履歴の保存などといった処理を行なうための装置は、本マイコンとその内蔵プログラム、メモリによって実現されるものであり、上記ブロック図では詳細を略す。また上記の各種デバイスを本マイコンから制御するにあたり電気的に必要とされるドライバ回路などの詳細な回路についても詳細を略してある。
【００４１】
図7に第一の実施例の制御フロー図を示す。
【００４２】
ライブビュー開始の操作が行われると701“ライブビュー開始”からの処理が始まる。702“ミラーアップ”で202“主ミラー”が上に跳ね上がる。
【００４３】
703“シャッター開”の処理で205“先幕”が走行して206“撮像素子”に201“レンズ部”を通した光が入射するようにする。
【００４４】
ここまでの処理はメカ駆動を伴うので、ミラーおよびシャッタの動作完了を待ってフローの次のステップに進むようにする。
【００４５】
704“ライブビュー用撮像開始”で206“撮像素子”の蓄積開始を制御する。ライブビュー開始前にあらかじめ取得済みの測光結果（不図示）を利用して蓄積時間を決定している。
【００４６】
705“ライブビュー用撮像完了”は上記制御で蓄積時間経過後に行われる。206“撮像素子”の蓄積を停止して、撮影した像データを読み出す処理が行われる。
【００４７】
706“画像処理”は読み出した像データをデジタル写真として表示・保存する際に必要な信号処理を行い、目的に応じたデジタル画像を生成する処理である。ライブビューでは画像を短時間に208“液晶ディスプレイ部”で表示するのが主目的で、動画として保存しないので、そのような目的に適した画像を生成する。生成した画像は別に動作する表示制御フローにおいて利用され、206“撮像素子”で見ることができるようになる。
【００４８】
707“画像分析”は取得した像データを画像分析して露出やフォーカス、そして本件の目的である撮像素子上に落ちる入射光を遮蔽する部材の影の境界情報を求める処理である。この処理の概要を図3を用いて説明する。
【００４９】
301“レンズ光学系”は201により構成される。
【００５０】
302“遮光マスク”は203である。
【００５１】
303“撮像素子”は206である。
【００５２】
304“遮光境界1”は301“レンズ光学系”の光束が一切ケラレずに303“撮像素子”に達する境界位置である。
【００５３】
305“遮光境界2”は301“レンズ光学系”の光束が全てケラレてしまう303“撮像素子”に達する境界位置である。
【００５４】
304“遮光境界1”から305“遮光境界2”にかけて303“撮像素子”に届く光量は減少する。
【００５５】
305“遮光境界2”より端に向かう領域では、撮像素子上に到達する直接光がない状態になる（反射光の影響はある）。
【００５６】
撮像素子上の1画素は図示したスケールよりも実際には非常に細かいので、302“遮光マスク”端から撮像素子の端に向かう複数画素の受光量を平均したレベルを利用して閾値とし、近傍の受光量が減少しはじめる位置を検知できる。そのようにして決めた受光量が低くなり始める位置を遮光境界1としている。
【００５７】
同様に、遮光境界1から撮像素子の端に向けて受光量の減少しきった位置を決定することができる。撮像素子の端から数画素を暗黒と仮定し、受光量を平均したレベルを利用して閾値とし、端から遮光境界1に向けて受光量が増加しはじめる位置を検知できる。そのようにして決めた受光量が増え始める位置を遮光境界2としている。
【００５８】
以上の遮光境界の位置に関する検知結果を、境界情報として記憶しておく。
【００５９】
本発明ではライブビューで撮像素子が露光するのを利用しているため、ある撮影シーンにおいてあらかじめ上記の境界情報をくり返し取得することができる。
【００６０】
レンズの焦点距離や結像面が変化したり、被写体の明るさが変化することで上記の遮光境界は誤差を含むものであるが、ライブビューは撮影時のピントや構図などを確認して本撮影を行うものであるので、誤差の要因となる光学的な変化が落ち着いてから数回から数百回の検知が可能である。これを利用して検知に含まれる誤差を取り除く。
【００６１】
707“画像分析”では他にも本撮影で利用するための露出を求めて711“露出制御”に記憶する。
【００６２】
また、前回の画像と比較していわゆるTV-AFをしたり、コントラストや画像認識を組み合わせた評価によりピントの合い具合を求めて709“フォーカス情報”に記憶する。
【００６３】
以上記憶した結果は708“露出情報”と712“フォーカス制御”で利用して、本撮影に向けてのライブビューによる露出制御、フォーカス制御に供される。713“撮影？”ではカメラの操作部114が押されたか否かを判定して、押されていればYへ進み、押されていなければNで戻る。
【００６４】
Yで撮影を開始するフローに分岐した後の処理を説明する。
【００６５】
714“ライブビュー終了”は以上で行っていたライブビュー動作を終了させ、本撮影の準備を行う。
【００６６】
715“撮影”は撮影処理を行う。撮像素子に改めて露光させ、蓄積させ、受光量を読み出すというデジタル撮影の部分にあたる。
【００６７】
716“PO値算出”は709“フォーカス情報”、710“境界情報”、711“露出制御”の記憶を利用して撮影時のレンズ光学系のPO値の算出を行う。この算出処理は712“フォーカス制御”の後に行って704“ライブビュー用撮像開始”から713“撮影？”までのループの2巡目以降に露出制御に活用することも可能である。
【００６８】
717“画像補正”は上で求めたPO値を利用して撮影した画像に必要であれば補正を行う。
【００６９】
718“画像保存”で以上の処理済みの画像を保存し、1回の撮影シーケンスを終える。
【００７０】
以上が本発明の請求項1に相当する。
【実施例２】
【００７１】
図8に第二の実施例の制御フロー図を示す。
【００７２】
ここでは第一の実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
801“ライブビュー開始”から812“フォーカス制御”までは同様である。
【００７４】
813“境界がセンサ上にあるか？”では810“境界情報”を利用して境界が撮像素子（センサ）上に検知できたかどうかを判定する。
【００７５】
境界がある場合はYに進み、814“PO値算出”でPO値を求めこれを815“PO値算出履歴”に記憶する。
【００７６】
そして817“手ぶれセンサ”からの入力に基づいて816“手ぶれ補正制御”で手ブレを軽減させる制御を行う。
【００７７】
手ブレを軽減させるのは、図4に示す406“ブレ補正機構”によって、403“撮像素子”をレンズ光軸に垂直な面内で平行移動させることで行う。
【００７８】
818“撮影？”から822“画像保存”にかけてのフローは第一の実施例での713“撮影？”からの処理と類似であるので説明を略す。
【００７９】
813“境界がセンサ上にあるか？”で境界がないと判定された場合はNに進む。
【００８０】
823“手ぶれ補正制御一時停止”では手ブレ補正を一時停止させる。
【００８１】
前述の406“ブレ補正機構”を利用して824“撮像素子片寄せ制御”で遮光境界を撮像素子で検知できるように405“遮光境界2”の位置まで撮像素子を片寄せする。その後804“ライブビュー用撮像開始”からのフローをくり返すことにより、遮光境界を検知して810“境界情報”に情報を残すことができる。片寄をした後のフローでは813“境界がセンサ上にあるか？”にてYに分岐することになり、手ブレ補正制御が再開される。この手ブレ補正と境界検知のどちらを優先するかについては必ずしも交互に行う必要は無く、手ブレ補正を数回した場合に1回だけ境界検知をするなどして、ライブビューで見ることのできる手ブレ補正の効果を優先した制御を行ってもよい。
【００８２】
以上が本発明の請求項3に相当する。
【実施例３】
【００８３】
図9に第三の実施例の制御フロー図を示す。
【００８４】
ここでも前述の実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００８５】
図5に示すように、本実施例では502“遮光マスク”が507“遮光マスク移動機構”によって移動可能となっている。これにより505“遮光境界2”が503“撮像素子”上に無い場合は507“遮光マスク移動機構”で506“遮光マスク移動端”の位置まで遮光マスクを繰り出すことで撮像素子上で504“遮光境界1”と505“遮光境界2”を検知できるようにする。
【００８６】
図9の913“境界がセンサ上にあるか？”で境界がセンサ上にないと判定された  合はNに進み915“遮蔽マスク駆動”が実行される。これにより上記の遮光マスクを繰り出すことできる。
【００８７】
ここで916“遮光マスク位置情報”に繰り出したことを記憶することで次にくり返し913“境界がセンサ上にあるか？”の判定を行う場合と、914“PO値算出”でPO値を算出する時と、遮光マスクの端の位置を参考にすることができる。
【００８８】
その後、レリーズボタンが押されて撮影を行う際には、920“撮影”を行うことで遮光マスクが本撮影の画像をケラないようにしている。
【００８９】
以上が本発明の請求項5に相当する。
【実施例４】
【００９０】
図10に第四の実施例の制御フロー図を示す。
【００９１】
ここでも前述の実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００９２】
図6に示す606“境界位置判別装置”を備えたのが本実施例の特徴である。
【００９３】
603“撮像素子”とは別の副撮像素子であり、602“遮光マスク”によって604“遮光境界1”と605“遮光境界2”を検知するためにある。
【００９４】
そのため、図10では、1004“撮像開始”から1007“撮像完了”の間に1005“測定センサ測定開始”と1006“測定センサ測定完了”を行うようにし、撮像期間とほぼ同一のタイミングで境界検知のための測定をしている。1012“測定センサ出力分析”では測定センサの測定データの読み出しを行い、1013“境界情報”に境界検知結果を記憶する。
【００９５】
以降、本撮影開始となったところでPO値算出をして撮影および画像補正に供する点は前述の実施例と同様である。
【００９６】
以上が本発明の請求項4に相当する。
【００９７】
上記により、射出瞳位置が可変な光学系を持つシステムで、本撮影の条件に近い撮影直前の状態で射出瞳位置を実測することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本実施例のデジタルカメラの外観
【図２】本実施例の画像表示制御システムの概略
【図３】本第一実施例の概念図
【図４】本第二実施例の概念図
【図５】本第三実施例の概念図
【図６】本第四実施例の概念図
【図７】本第一実施例のフロー図
【図８】本第二実施例のフロー図
【図９】本第三実施例のフロー図
【図１０】本第四実施例のフロー図
【符号の説明】
【００９９】
101  CFカード蓋
102  カードスロット
103  レンズマウント
104  交換式レンズ
105  電源レバー
108  設定ダイヤル
109  画像表示部
110  ライブビュー開始ボタン
111  モードダイヤル
112  画像再生ボタン
113  メニュー表示ボタン
114  レリーズボタン
201  レンズ部
202  主ミラー
203  遮光マスク
204  後幕
205  先幕
206  撮像素子
207  ブレ補正機構
208  液晶ディスプレイ部
209  境界位置判別装置1
210  境界位置判別装置2
211  カメラ制御マイコン
301  レンズ光学系
302  遮光マスク
303  撮像素子
304  遮光境界1
305  遮光境界2
401  レンズ光学系
402  遮光マスク
403  撮像素子
404  遮光境界1
405  遮光境界2
406  ブレ補正機構
501  レンズ光学系
502  遮光マスク
503  撮像素子
504  遮光境界1
506  遮光マスク移動端
507  遮光マスク移動機構
601  レンズ光学系
602  遮光マスク
603  撮像素子
604  遮光境界1
605  遮光境界2
606  境界位置判別装置
【図１】
2009147707.tif 000003
【図２】
2009147707.tif 000004
【図３】
2009147707.tif 000005
【図４】
2009147707.tif 000006
【図５】
2009147707.tif 000007
【図６】
2009147707.tif 000008
【図７】
2009147707.tif 000009
【図８】
2009147707.tif 000010
【図９】
2009147707.tif 000011
【図１０】
2009147707.tif 000012