JP2006311126A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像信号からターゲットマークを簡単に精度良く除去することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】 静止画撮影用の第１撮像素子１４と、この第１撮像素子１４の撮影範囲を確認するためのファインダ光学系と、このファインダ光学系の光路中に配置され測光範囲や測距範囲をターゲットマークとして表示するべく半透明な光学素材により形成されたターゲットマーク付きスクリーン２２と、ターゲットマーク付きスクリーン２２よりも後方のファインダ光学系の光路中に配置された第２撮像素子２４と、ターゲットマークの分光透過率に相応する補正データを記憶するＥＥＰＲＯＭ３２と、このＥＥＰＲＯＭ３２に記憶された補正データに基づいて第２撮像素子２４により撮像された画像からターゲットマークの画像部分を消去するように明るさや色を補正するＤＳＰ２９と、を備えた撮像装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファインダ光学系による視野の中にターゲットマークを表示し得る撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置は、撮影した画像をその場ですぐに確認可能であることが大きなメリットの１つであるために、ＬＣＤ等の表示素子を備えているものが多い。このような表示素子は、撮影後の画像の表示に用いられるだけでなく、撮影を行う際の構図の確認、すなわちスルー画の表示にも用いられるようになっている。

そして、単一の撮像素子を備えた撮像装置においては、該撮像素子を、静止画の撮影と、スルー画の撮影と、に兼用することがなされている。このとき、静止画とスルー画とでは必要な画素数が異なるために、高画素の静止画データを得る際には撮像素子から全画素を読み出し、スルー画等を得る際には撮像素子から画素を間引いて読み出すなどが行われている。

ところで、近年のデジタルカメラ等の撮像装置は、高画質の追求とマーケットからの要求とにより、高画素化が図られている。こうした高画素の撮像素子は、読み出し時のクロック周波数が高くなって、消費電力が大きくなる傾向にある。従って、このような撮像素子を、スルー画を撮影するために用いると、短い時間でバッテリ電圧が低下してしまうことになる。

そこで、一眼レフレックスタイプの撮像装置では、静止画撮影用の高画素の第１の撮像素子（例えば、ＣＣＤ撮像素子）と、この撮像素子に比して低画素で低消費電力のスルー画（動画）撮影用の第２の撮像素子（例えば、ＣＭＯＳ撮像素子）と、を別個に設けて、高画素の画像の撮影と、低消費電力のスルー画の撮影と、を両立させることが一般的に行われている。このとき、第２の撮像素子は、例えば、ファインダ光学系の光路を一部兼用して配置される。

このような技術の一例としては、特開２０００−１６５７３０号公報に記載されたものが挙げられる。該公報に記載の電子カメラは、被写体像を結像させる撮影光学系を有してなる撮影レンズユニットと、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する第１の撮像素子と、上記撮影光学系を透過した被写体像を観察するファインダ光学系と、を有する一眼レフレックスタイプの撮像装置において、上記第１の撮像素子よりも少ない画素数からなる第２の撮像素子を上記ファインダ光学系の一部を共用した光路中に配置し、この第２の撮像素子によって光電変換された画像信号を動画像用の画像信号とするようにしたものとなっている。

ところで、光学ファインダにおいては、測距範囲や測光範囲などを表示するターゲットマークを被写体光に重畳して表示することが、一般に広く行われている。
特開２０００−１６５７３０号公報

しかしながら、上記特開２０００−１６５７３０号公報に記載されたような、ファインダ光学系の一部を共用した光路中に撮像素子を配置して動画像を撮像する構成の場合に、ターゲットマークを重畳して表示すると、動画像中にターゲットマークが常に表示されることになり、ターゲットマークを必用としない場合に目ざわりになる。したがって、このターゲットマークを、効果的に除去することが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画像信号からターゲットマークを簡単に精度良く除去することができる撮像装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１の発明による撮像装置は、静止画撮影用の第１の撮像素子と、上記第１の撮像素子による撮影範囲を視覚的に確認するためのファインダ光学系と、上記ファインダ光学系の光路中に配置されていて測光範囲と測距範囲との少なくとも一方をターゲットマークとして表示するためのターゲットマーク部材と、上記ファインダ光学系の少なくとも一部を共用する光路中であって上記ターゲットマーク部材よりも後方の光路中に配置された第２の撮像素子と、上記第２の撮像素子により撮像された画像における上記ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正する画像処理手段と、を具備したものである。

また、第２の発明による撮像装置は、上記第１の発明による撮像装置において、上記画像処理手段が、上記第２の撮像素子により撮像された画像から、上記ターゲットマークの画像部分を消去するように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正するものである。

さらに、第３の発明による撮像装置は、上記第２の発明による撮像装置において、上記ターゲットマーク部材が、上記第２の撮像素子に結像されるターゲットマークの光学像の光量が減ずるように、半透明な光学素材により形成されたものである。

第４の発明による撮像装置は、上記第３の発明による撮像装置において、上記ターゲットマークの分光透過率に相応する補正データを記憶する記憶手段をさらに具備し、上記画像処理手段は、上記分光透過率に相応する補正データに基づいて上記ターゲットマーク部材が存在していないときの画像を実質的に推定することにより、上記第２の撮像素子により撮像された画像から、上記ターゲットマークの画像部分を消去するように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正するものである。

第５の発明による撮像装置は、上記第１の発明による撮像装置において、上記画像処理手段が、上記第２の撮像素子により撮像した画像に対して、上記ターゲットマークの画像部分が明瞭となるように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正するものである。

本発明の撮像装置によれば、画像信号からターゲットマークを簡単に精度良く除去することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１から図１３は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の構成を示すブロック図、図２は撮像装置の外観および光学系の構成を正面斜め方向から示す図、図３は撮像装置の光学系の構成を示す概念図、図４は撮像装置の背面側の構成の概略を示す図である。

まず、図２および図４を参照して、この撮像装置１の外観について説明する。

この撮像装置１は、例えばデジタルカメラとして構成されたものであり、図２に示すように、カメラ本体２の正面側から、撮像光学系１１を保持するレンズ鏡筒３を突出している。また、カメラ本体２の左側（撮影者から見た右側）には、撮像装置１を保持するためのグリップ部４が配置されており、このグリップ部４の上部には、画像の撮像を指示入力するための２段式スイッチでなるレリーズボタン５が配設されている。さらに、レリーズボタン５の近傍となるカメラ上面の左側（撮影者から見た右側）には、カメラの撮影モードを設定するためのモードダイヤル６が配設されている。このモードダイヤル６は、少なくとも、静止画撮影モードと動作撮影モードと、を選択することが可能となっている。そして、このモードダイヤル６の近傍背面側には、各種の操作を制御するためのコントロールダイヤル７が配設されている。

さらに、カメラ本体２の背面２ａには、図４に示すように、撮影時のスルー画像や撮影後の画像（静止画像、動画像）などを表示するためのモニタであるＬＣＤ３５が例えばやや左下側に配設されている。また、ＬＣＤ３５の左上には、ファインダ光学系のカバーガラス５５が露呈している。さらに、ＬＣＤ３５の右下側には、ＬＣＤ３５による被写体の観察と、カバーガラス５５を介したファインダ光学系による観察と、を切り換えるためのモニタ切換ボタン５８が配設されている。そして、このモニタ切換ボタン５８の右上となるＬＣＤ３５の右側には、各種の操作を行うための十字ボタン５９が配設されている。加えて、カメラ本体２の背面２ａには、上記コントロールダイヤル７が、グリップ部４を把持する手（右手）の親指等で回動操作可能となる位置に露呈している。

次に、図１を参照して、撮像装置１の構成をより詳しく説明する。

この撮像装置１は、上記撮像光学系１１と、メインミラー１２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３と、第１撮像素子１４と、第１撮像素子ドライバ１５と、第１ＴＧ（タイミングジェネレータ）１６と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７と、Ａ／Ｄ変換回路１８と、ＤＳＰ１９と、ＡＥ／ＡＦ回路２０と、ターゲットマーク付きスクリーン２２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、第２撮像素子２４と、第２撮像素子ドライバ２５と、第２ＴＧ（タイミングジェネレータ）２６と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７と、Ａ／Ｄ変換回路２８と、ＤＳＰ２９と、ＡＥ／ＡＦ回路３０と、ＣＰＵ３１と、ＥＥＰＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、Ｄ／Ａ変換回路３４と、ＬＣＤ３５と、ＬＣＤドライバ３６と、圧縮／伸張回路３７と、記録媒体３８と、電源４１と、電圧判定回路４２と、ＲＯＭ４３と、操作スイッチ４４と、を含んで構成されている。

撮像光学系１１は、光学的な被写体像を結像するためのものである。この撮像装置１は、一眼レフレックスタイプの撮像装置となっているために、この撮像光学系１１は、ファインダ光学系の一部を兼ねている。

メインミラー１２は、撮像光学系１１からの光学的な被写体像に係る光束を、第１撮像素子１４側へ通過させる第１の姿勢と、第２撮像素子２４側へ反射する第２の姿勢と、を択一的に取り得るものであり、いわゆるクイックリターンミラーとして構成されている。なお、このメインミラー１２の動作は、レリーズボタン５の押圧操作に対応してＣＰＵ３１により制御されるようになっている。

ローパスフィルタ１３は、撮像光学系１１を通過して第１撮像素子１４へ向かう光束から、不要な高周波成分を取り除くための光学フィルタである。

第１撮像素子１４は、ローパスフィルタ１３を介して入射する被写体像を、電気的な信号に変換して出力する撮像素子であり、例えば高画素のＣＣＤ撮像素子を用いて構成された静止画撮影用のカラー撮像素子である。

第１撮像素子ドライバ１５は、第１撮像素子１４を制御して駆動するための回路である。

第１ＴＧ１６は、第１撮像素子ドライバ１５へタイミングを制御するための信号を供給するものである。

ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７は、第１撮像素子１４からの信号に、後述するようなノイズ除去や増幅の処理を行う信号処理手段である。

Ａ／Ｄ変換回路１８は、このＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７から出力されるアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する信号処理手段である。

ＤＳＰ１９は、Ａ／Ｄ変換回路１８から出力される信号に対して、ＣＰＵ３１の制御に基づいて、所定のデジタル信号処理を行う信号処理手段である。

ＡＥ／ＡＦ回路２０は、ＤＳＰ１９から出力されるデジタル画像信号に基づいて、露出制御（ＡＥ）用の演算と、オートフォーカス（ＡＦ）制御用の演算と、を行うものである。

ターゲットマーク付きスクリーン２２は、メインミラー１２を介した撮像光学系１１による光学像が結像される位置に配設された透過型のスクリーンであり、半透明な光学素材により形成されている。そして、このターゲットマーク付きスクリーン２２は、図３に示すように、スクリーン部分２２ａに、測距範囲や測光範囲などを表示するためのターゲットマーク２２ｂが一体的に設けられたものとなっていて、つまりターゲットマーク部材を兼ねている。

ローパスフィルタ２３は、ターゲットマーク付きスクリーン２２から第２撮像素子２４へ向かう光束から、不要な高周波成分を取り除くための光学フィルタである。

第２撮像素子２４は、ローパスフィルタ２３を介して入射する被写体像を、電気的な信号に変換して出力する撮像素子であり、例えば比較的低画素のＣＭＯＳ撮像素子を用いて構成されたスルー画撮影および動画撮影兼用のものである。この第２撮像素子２４は、いわゆる単板式のカラー撮像素子であり、撮像面上に色分解フィルタが配設されている。すなわち、撮像面には、複数のフォトダイオードが配列されていて、各フォトダイオードに対応して、色分解フィルタに含まれる、例えば、赤（Ｒ）フィルタと緑（Ｇ）フィルタと青（Ｂ）フィルタとの内の何れか１つが配置されている（具体的なフィルタ配列の一例としては、ベイヤー配列が挙げられる）。

第２撮像素子ドライバ２５は、第２撮像素子２４を制御して駆動するための回路である。

第２ＴＧ２６は、第２撮像素子ドライバ２５へタイミングを制御するための信号を供給するものである。

ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７は、第２撮像素子２４からの信号に、後述するようなノイズ除去や増幅の処理を行う信号処理手段である。

Ａ／Ｄ変換回路２８は、このＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７から出力されるアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する信号処理手段である。

ＤＳＰ２９は、Ａ／Ｄ変換回路２８から出力される信号に対して、ＣＰＵ３１の制御に基づいて、所定のデジタル信号処理を行う信号処理手段である。このＤＳＰ２９は、後述するように、ターゲットマークの消去処理や強調処理なども行う画像処理手段となっている。

ＡＥ／ＡＦ回路３０は、ＤＳＰ２９から出力されるデジタル画像信号に基づいて、露出制御（ＡＥ）用の演算と、オートフォーカス（ＡＦ）制御用の演算と、を行うものである。

ＣＰＵ３１は、例えばマイクロプロセッサとして構成されていて、この撮像装置１全体を制御するための制御手段である。

ＥＥＰＲＯＭ３２は、不揮発性の記録媒体であって、この撮像装置１において用いられる各種の補正データ、例えば、露出制御やオートフォーカス処理等に必要な各種補正データが、この撮像装置１の製造時に記録されたものである。さらに、このＥＥＰＲＯＭ３２は、後述するように、ターゲットマーク２２ｂの分光透過率に相応する補正データと、第２撮像素子２４上に結像されるターゲットマーク２２ｂの像の座標位置と、を記憶する記憶手段となっている。

ＲＡＭ３３は、ＤＳＰ１９またはＤＳＰ２９からの信号を一時的に記憶するためのフレームバッファ等として構成された記憶手段である。撮像が第１撮像素子１４により行われるか、あるいは第２撮像素子２４により行われるかは、メインミラー１２が第１の姿勢をとるか、または第２の姿勢をとるか、により択一的に選択されるために、このＲＡＭ３３には、ＤＳＰ１９からの信号、またはＤＳＰ２９からの信号の何れかが記憶される。

Ｄ／Ａ変換回路３４は、このＲＡＭ３３に記憶されているデジタル信号を、アナログ信号へ変換するものである。

ＬＣＤ３５は、Ｄ／Ａ変換回路３４により変換されたアナログの画像信号に基づき、画像を表示する表示手段である。

ＬＣＤドライバ３６は、ＬＣＤ３５を制御して駆動し、表示を行わせる表示制御手段である。

圧縮／伸張回路３７は、画像を記録する際には、ＲＡＭ３３に記憶されているデジタル信号を圧縮する処理を行うものであり、一方、画像を再生する際には、記録媒体３８から読み出した圧縮されたデジタル信号を伸張する処理を行うものである。

記録媒体３８は、この圧縮／伸張回路３７により圧縮されたデジタル信号を記録するものであり、例えば、着脱式のカードメモリ等として構成されている。

電源４１は、この撮像装置１の各回路へ電力を供給するためのものであり、例えば二次電池を含んで構成されている。

電圧判定回路４２は、この電源４１の電圧を判定する電源電圧判定手段である。

ＲＯＭ４３は、この撮像装置１の動作を制御するためのプログラムであるファームウエアが記録された不揮発性の記録媒体である。このＲＯＭ４３には、後述するように、第２撮像素子２４に結像されるターゲットマークの像の位置を認識して、該位置情報をＥＥＰＲＯＭ３２に製造時に記録するための書込プログラムが、さらに記憶されている。

操作スイッチ４４は、この撮像装置１のモード切り換え（例えば、撮影モードの切り換えや画質モードの切り換え等）や、撮影動作開始などの操作を行うためのものであり、複数のスイッチ類を含んで構成される入力手段である。なお、この操作スイッチ４４には、上述したようなレリーズボタン５、モードダイヤル６、コントロールダイヤル７、モニタ切換ボタン５８、十字ボタン５９などが含まれている。

また、上述した光学系の構成は、より詳しくは、図２や図３に示すようになっている。

撮像光学系１１からの光束は、メインミラー１２が図１や図３において２点鎖線で示すような第１の姿勢をとるときに、ローパスフィルタ１３を介して第１撮像素子１４に結像される。

また、撮像光学系１１からの光束は、メインミラー１２が図１や図３において実線で示すような第２の姿勢をとるときに、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像される。このターゲットマーク付きスクリーン２２に結像された光学像は、さらに、可動ミラー５１が設けられた位置に到達する。この可動ミラー５１は、ターゲットマーク付きスクリーン２２からの光束を、第２撮像素子２４側へ導く第１の姿勢と、撮影者の眼球側へ導く第２の姿勢と、を取り得るようになされたものである。そして、可動ミラー５１が図３において２点鎖線で示すような第１の姿勢をとるときには、ターゲットマーク付きスクリーン２２からの光束が、ローパスフィルタ２３を介して第２撮像素子２４に結像される。一方、可動ミラー５１が図３において実線で示すような第２の姿勢をとるときには、ターゲットマーク付きスクリーン２２からの光束が、可動ミラー５１により反射されて、さらに、ミラー５２，５３により反射された後に、接眼レンズ５４により、カバーガラス５５を介して、撮影者の眼球に結像される。

これらの各光学部材の具体的な配置例は図２に示すようになっており、メインミラー１２は、第２の姿勢をとるときに、光束を例えば側方（図２の右側）へ反射させるように配置される。また、可動ミラー５１は、第２の姿勢をとるときに、光束を例えば上方へ反射させるように配置される。なお、この可動ミラー５１の動作は、モニタ切換ボタン５８の押圧操作に対応してＣＰＵ３１により制御されるようになっている。さらに、ミラー５２は、光束を例えば側方（図２の左側）へ反射させるように、ミラー５３は、光束を例えば後方（撮影者側）へ反射させるように、それぞれ配置される。

このような構成において、ファインダ光学系は、撮像光学系１１と、メインミラー１２と、ターゲットマーク付きスクリーン２２と、可動ミラー５１と、ミラー５２，５３と、接眼レンズ５４と、カバーガラス５５と、を含んで構成されている。

次に、このような撮像装置１の動作はほぼ次のようになっている。

まず、モードダイヤル６の操作により静止画撮影モードが選択され、モニタ切換ボタン５８の操作によりファインダ光学系による光学的な観察が選択されていて、レリーズボタン５が操作されていないときの動作について説明する。

上記撮像光学系１１を通過した光束は、第２の姿勢をとるメインミラー１２により反射され、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像する。このターゲットマーク付きスクリーン２２に結像した被写体像は、さらに、第２の姿勢をとる可動ミラー５１により反射され、ミラー５２，５３により反射された後に、接眼レンズ５４により、カバーガラス５５を介して、撮影者の眼球に結像される。こうして、撮影者は、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像した被写体像を光学的に観察することになり、すなわち、ターゲットマークも観察される。

続いて、モードダイヤル６の操作により静止画撮影モードが選択され、モニタ切換ボタン５８の操作によりスルー画の表示が選択されていて、レリーズボタン５が操作されていないときの動作について説明する。

上述したようにターゲットマーク付きスクリーン２２に結像した被写体像は、第１の姿勢をとる可動ミラー５１の位置を通過し、ローパスフィルタ２３を介して、第２撮像素子２４の撮像面に結像される。

そして、第２ＴＧ２６から供給されるクロックにより、第２撮像素子ドライバ２５が第２撮像素子２４を駆動し、光電変換が行われる。こうして第２撮像素子２４から、アナログの画像信号が、所定のフレームレートで出力される。なお、このスルー画表示の際には、第１ＴＧ１６からは第１撮像素子ドライバ１５への信号出力は行われず、第１撮像素子１４は駆動されない。

１フレーム毎の画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７に入力され、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７内のＣＤＳ回路部により公知の相関二重サンプリングなどが行われてリセットノイズが除去されるとともに、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７内のＡＧＣ回路部により所定の信号レベルへの増幅が行われて出力される。

このＣＤＳ／ＡＧＣ回路２７からのアナログの画像信号は、続くＡ／Ｄ変換回路２８によって、デジタルの画像信号（画像データ）に変換される。

ＤＳＰ２９は、Ａ／Ｄ変換回路２８からの画像データに対して、所定の画像処理演算を行うとともに、得られた演算結果に基づいて該画像データにオートホワイトバランス処理も行う。さらに、ＤＳＰ２９は、スルー画表示状態においては、ターゲットマークの強調処理を後述するように行う。

このＤＳＰ２９により処理された画像データは、ＡＥ／ＡＦ回路３０の処理に用いられる。すなわち、ＡＥ／ＡＦ回路３０は、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度値を算出して重み付け加算する等の処理を行うことにより、被写体の明るさに対応したＡＥ評価値を算出し、算出結果をＣＰＵ３１へ出力するとともに、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度成分にハイパスフィルタなどを用いて高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の累積加算値を算出する等により高周波域側の輪郭成分等に対応したＡＦ評価値を算出し、算出結果をＣＰＵ３１へ出力する。なお、この実施形態においては、ＡＥ／ＡＦ回路３０により算出された上記ＡＥ評価値およびＡＦ評価値に基づいて、ＣＰＵ３１が上記ＥＥＰＲＯＭ３２から補正データを読み出して、露出演算および焦点検出演算を行うようになっている。

また、上記ＤＳＰ２９により処理された画像データは、ＲＡＭ３３に一時的に記憶される。

このＲＡＭ３３内の画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３４によりアナログの画像信号に変換された後に、ＬＣＤドライバ３６に駆動されたＬＣＤ３５により表示される。従って、ＬＣＤ３５に表示されるスルー画像には、ターゲットマークが明瞭に見易く表示されている。

そして、モードダイヤル６の操作により静止画撮影モードが選択され、モニタ切換ボタン５８の操作によりファインダ光学系による光学的な観察またはスルー画の表示が選択されていて、レリーズボタン５の操作により静止画の撮影指示が入力されたときの動作について説明する。

このときには、上記撮像光学系１１を通過した光束は、第１の姿勢をとるメインミラー１２の位置を通過し、ローパスフィルタ１３を介して、第１撮像素子１４の撮像面に結像される。

そして、第１ＴＧ１６から供給されるクロックにより、第１撮像素子ドライバ１５が第１撮像素子１４を駆動し、光電変換が行われる。こうして第１撮像素子１４から、アナログの画像信号が、フレーム単位で出力される。なお、この静止画撮影時には、第２ＴＧ２６からは第２撮像素子ドライバ２５への信号出力は行われず、第２撮像素子２４は駆動されない。

こうして第１撮像素子１４から出力された画像信号は、上述と同様に、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７、Ａ／Ｄ変換回路１８、ＤＳＰ１９によりそれぞれ処理される。

ここで、今、レリーズボタン５の１段目がオンされたときである場合には、ＡＥ／ＡＦ回路２０が、ＤＳＰ１９からの出力に基づき、上述したようにＡＥ演算とＡＦ演算とを行う。

その後、レリーズボタン５の２段目がオンされたときには、上述したように処理された画像データが、ＤＳＰ１９からＲＡＭ３３に記憶される。

このＲＡＭ３３内の画像データは、圧縮／伸張回路３７内の圧縮回路部で圧縮された後に、記録媒体３８に記憶される。また、撮影後の画像を表示する選択が操作スイッチ４４によりなされている場合には、ＲＡＭ３３内の画像データが、上述と同様にして、ＬＣＤ３５に表示される。

次に、モードダイヤル６の操作により動画撮影モードが選択され、レリーズボタン５の操作により動画の撮影指示が入力されたときの動作について説明する。なお、ここでは、レリーズボタン５の２段目がオンされ続けている間、動画が撮影されるものとする。

このときの動作は、モードダイヤル６の操作により静止画撮影モードが選択され、モニタ切換ボタン５８の操作によりスルー画の表示が選択されていて、レリーズボタン５が操作されていないときの動作とほぼ同様であるが、ＣＰＵ３１の制御により、ＤＳＰ２９が後述するようにターゲットマークの消去処理を行う点が異なっている。従って、ＲＡＭ３３に記憶される動画像データは、ターゲットマークが消去されたものとなっている。

このＲＡＭ３３内の画像データは、圧縮／伸張回路３７内の圧縮回路部で圧縮された後に、記録媒体３８に記憶される。また、操作スイッチ４４により撮影時の動画表示が選択されている場合には、ＲＡＭ３３内の画像データが、上述と同様にして、ＬＣＤ３５に表示される。こうして、記録媒体３８に記憶される動画像も、ＬＣＤ３５に表示される撮影中の動画像も、何れもターゲットマークが消去されたものとなっている。

次に、図５から図８を参照して、ターゲットマークの消去、および強調について説明する。図５は第２撮像素子から得られるターゲットマークを含む画像の様子を示す図、図６は第２撮像素子から得られる画像におけるターゲットマークの一部を拡大して示す図、図７はターゲットマーク付きスクリーン２２におけるスクリーン部分２２ａの分光透過率とターゲットマーク２２ｂの分光透過率とを示す線図、図８はスクリーン部分２２ａを通って第２撮像素子に至る光学経路の分光特性とターゲットマーク２２ｂを通って第２撮像素子に至る光学経路の分光特性とを示す線図である。なお、図７および図８は、分光特性の様子を定性的に説明するためのものであって、必ずしも定量的に正確なものとはなっていないことを付記しておく。

ターゲットマーク付きスクリーン２２のスクリーン部分２２ａは、図７の実線に示すように、可視光域の全般に渡って、比較的平坦で高い透過率が得られるように形成されている。一方、ターゲットマーク付きスクリーン２２のターゲットマーク２２ｂは、可視光域の例えばグリーン（Ｇ）に対応する一部の帯域のみが高い透過率で、それ以外の帯域は、全般に渡って比較的平坦でやや低い透過率となるように形成されている。

このようなターゲットマーク付きスクリーン２２を含む第２撮像素子２４に至る光学経路のトータルの分光特性は、例えば図８に示すようになっている。

このトータルの分光特性に寄与する各光学要素の分光特性は、以下の（１）〜（５）に示すようになっている。
（１） 撮像光学系１１の分光透過特性（ここに、図２等に示したような光学系における、メインミラー１２の分光反射特性も含むものとする）
（２） スクリーン部分２２ａの透過特性
（３） ターゲットマーク２２ｂの分光透過特性
（４） 第２撮像素子２４の色分解フィルタの分光透過特性
（５） 第２撮像素子２４のフォトダイオードの分光感度特性

そして、トータルの分光特性は、これらの内の必要な組み合わせの積により表される。つまり、図８の実線に示す分光特性は、（１）×（２）×（４）×（５）で表され、図８の点線に示す分光特性は、（１）×（３）×（４）×（５）で表される。

このような特性の光学系を介して第２撮像素子２４から得られる画像は、例えば図５に示すようになる。すなわち、画像６１内には、ターゲットマーク２２ｂに対応するターゲットマーク像６２が形成されている。

この図５のターゲットマーク像６２の一部の近傍を拡大すると、図６に示すようになる。画像６１を構成する各画素データは、色分解フィルタに対応してＲＧＢの何れか一色のデータとして得られる。そして、ターゲットマーク像６２は、上述したような分光特性の相違により、周辺よりも低い輝度の画素データの集合となる。ただし、図７や図８に示したように、緑（Ｇ）の帯域の分光特性は、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の帯域の分光特性よりも相対的に高いために、ターゲットマーク像６２は、輝度が低いながら緑の色調を帯びた像（薄い緑の像）となる。従って、スクリーン部分２２ａを通過した画像部分に比べて、容易に識別することができるようになっている。

続いて、第２撮像素子２４上にこのように得られるターゲットマークを消去する原理を説明する。

今、スクリーン部分２２ａ、ローパスフィルタ２３、第２撮像素子２４のフォトダイオード、および第２撮像素子２４の色分解フィルタＲ，Ｇ，Ｂの総合的な分光感度を、それぞれλR0，λG0，λB0とする。同様に、ターゲットマーク２２ｂ、ローパスフィルタ２３、第２撮像素子２４のフォトダイオード、および第２撮像素子２４の色分解フィルタＲ，Ｇ，Ｂの総合的な分光感度特性を、それぞれλR ，λG ，λB とする。

そして、ターゲットマーク像６２から、色分解フィルタＲ，Ｇ，Ｂに対応して、画像データＶR ，ＶG ，ＶB がそれぞれ得られたものとする。

このとき、ターゲットマーク２２ｂが存在する位置に、該ターゲットマーク２２ｂに代えてスクリーン部分２２ａが存在する場合に得られると推定される画像データＶR0，ＶG0，ＶB0を、以下のような補正演算を行うことにより得ることができる。
ＶR0＝ＶR ×λR0／λR
ＶG0＝ＶG ×λG0／λG
ＶB0＝ＶB ×λB0／λB

このような補正演算を行うために必要なデータλR0，λG0，λB0，λR ，λG ，λB は、この撮像装置１の製造時に、記憶手段たるＥＥＰＲＯＭ３２に予め記憶されるようになっている。

なお、第２撮像素子２４上に形成されるターゲットマーク像６２は、厳密には、幾らかのボケが生じていると考えられる。従って、ターゲットマーク像６２の輪郭においては、上述した補正演算をさらに補正する必要があるが、これについては後述する。

また、図９は、撮像装置のモードに応じてターゲットマークの消去や強調を行う処理を示すフローチャートである。

撮像装置１の電源がオンされると、ＣＰＵ３１は、モニタ切換ボタン５８の状態を検出し、スルー画を表示するか、光学ファインダによる観察を行うかを判定する（ステップＳ１）。

ここで、光学ファインダによる観察を行う場合には、ＣＰＵ３１は、可動ミラー５１に第２の姿勢をとらせて、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像された被写体像を観察者の眼球側へ導くように制御する（ステップＳ２）。

また、ステップＳ１において、スルー画を表示する場合には、ＣＰＵ３１は、可動ミラー５１に第１の姿勢をとらせて、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像された被写体像を第２撮像素子２４へ導き、ＤＳＰ２９により、第２撮像素子２４から出力される画像データにおけるターゲットマーク像６２の強調処理を行わせる（ステップＳ３）。この強調処理は、例えば、ターゲットマーク像６２以外の部分と異なる色や明るさとなるように画像信号を補正することによって、行うことができる。このような処理を行えば、例えば輝度が低い被写体であっても、ターゲットマーク像６２を例えば明るいマークとして明瞭に視認することが可能となる。

続いて、ＣＰＵ３１は、静止画撮影（スチル撮影）の指示入力があったか否か（つまり、モードダイヤル６により静止画撮影モードが選択されていて、かつ、レリーズボタン５の操作が行われたか否か）を判定する（ステップＳ４）。

ここで、静止画撮影の指示入力があった場合には、ＣＰＵ３１は、メインミラー１２に第１の姿勢をとらせて、第１撮像素子１４による静止画像の撮影を行わせる等の静止画撮影の処理を行う（ステップＳ６）。

また、ステップＳ４において、静止画撮影の指示入力がない場合には、次に、動画撮影（ビデオ撮影）の指示入力があったか否か（つまり、モードダイヤル６により動画撮影モードが選択されていて、かつ、レリーズボタン５の操作が行われたか否か）を判定する（ステップＳ５）。

ここで、動画撮影の指示入力があった場合には、ＣＰＵ３１は、メインミラー１２に第２の姿勢をとらせるとともに、可動ミラー５１に第１の姿勢をとらせて、ターゲットマーク付きスクリーン２２に結像された被写体像を第２撮像素子２４により所定のフレームレートで撮像させる（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ３１は、撮像された各フレームの画像からターゲットマークを消去する処理を、ＤＳＰ２９により行わせる（ステップＳ８）。

ステップＳ５において動画撮影の指示入力がない場合、ステップＳ６の処理が終了した場合、またはステップＳ８の処理が終了した場合には、上記ステップＳ１へ戻って、上述したような処理を繰り返して行う。

次に、図１０から図１３を参照して、第２撮像素子２４上に結像されるターゲットマークの位置を撮像装置１に記憶させる製造工程について説明する。

図１０は、ターゲットマークの位置座表を撮像装置１のＥＥＰＲＯＭ３２に書き込むための製造システムの要部を示す図である。

この製造システムは、例えば、撮像装置１を製造する工場において用いられるものであり、撮像装置１に接続される書込装置７１と、光源７２と、この光源７２の光を均一な面光源の光に変換するための拡散板７３と、を有して構成されている。

書込装置７１は、撮像装置１内のＣＰＵ３１に対して、ターゲットマークの位置をＥＥＰＲＯＭ３２に記録するための演算を実行する指示を与えるものである。すなわち、撮像装置１のＣＰＵ３１は、書込装置７１から所定の指示信号を受け取ると、ＥＥＰＲＯＭ３２にデータを書き込むモードに設定して、ターゲットマークの位置を認識する演算を実行するとともに、この認識結果に基づいてターゲットマークの位置をＥＥＰＲＯＭ３２に記録する処理を実行するようになっている。

そして、書込装置７１に接続された撮像装置１は、均一な光を放射する面光源となっている拡散板７３を被写体とするように、撮像光学系１１を該拡散板７３へ向けて配置されている。

図１１は、ターゲットマークの位置座表を撮像装置１のＥＥＰＲＯＭ３２に記録する処理を示すフローチャートである。このフローチャートにおいては、書込装置７１側の処理と、撮像装置１側の処理と、を対比して記載している。

書込装置７１に撮像装置１が接続されて、該書込装置７１の処理が開始されると、該書込装置７１は、撮像装置１内のＣＰＵ３１に対して、所定の書込指示信号を送信する（ステップＳ１１）。なお、このときには光源７２は予め点灯されているものとする。

ＣＰＵ３１は、この書込指示信号を受けて、撮像装置１を書込モードに設定する（ステップＳ１２）。すると、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ４３に予め記録されている書込プログラムを実行する。この書込プログラムにより、ＣＰＵ３１は、以下に説明するような処理を実行するようになっている。

まず、ＣＰＵ３１は、第２撮像素子２４上におけるターゲットマークの位置を認識する処理を行う。撮像光学系１１に入射する光線は、拡散板７３によって全体が均一の明るさとなっているために、第２撮像素子２４に入射する光線は、ターゲットマークの位置のみがその他の部分と異なった明るさになっている。従って、ＣＰＵ３１は、この明るさの違いに基づき、ターゲットマークの形状を認識する処理を行う。

図１２は、第２撮像素子２４の撮像面２４ａにおけるターゲットマークの位置座標を示す図である。

第２撮像素子２４の撮像面２４ａに、図１２に示すように、４つで１組のターゲットマークＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄが結像されるものとする。このような、Ｌ字形状をなす各ターゲットマークＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄは、例えば、それぞれの角の座標、つまり、ターゲットマークＴａについては６つの角ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５を、ターゲットマークＴｂについては６つの角ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５を、ターゲットマークＴｃについては６つの角ｃ０，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５を、ターゲットマークＴｄについては６つの角ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５を、それぞれ認識する（ステップＳ１３）。ここに、各角ａ０，…，ｄ５の座標は、第２撮像素子２４上における画素位置で与えられるものとする。

次に、ＣＰＵ３１は、認識した座標位置を、ＥＥＰＲＯＭ３２に書き込む（ステップＳ１４）。

なお、ターゲットマークの像は、上述したように、厳密には輪郭（エッジ）がぼけると考えられる。ここに、図１３は、ターゲットマークの輪郭近傍における画素値の変化の様子を示す図である。この図１３においては、ターゲットマークの垂直方向の輪郭に対する、水平方向の画素列Ｐ１，Ｐ２，…（横軸）と、画素値（縦軸）と、の関係を示している。なお、この図１３において、点線の部分は、撮像面における光線の明るさを示している。

この図１３に示す例においては、ターゲットマーク以外の像部分から画素値Ｖ０が得られ、ターゲットマークの像部分から画素値Ｖ１（Ｖ０＞Ｖ１）が得られるものとする。従って、図１３の例では、画素Ｐ１はターゲットマーク以外の像部分、画素Ｐ４〜Ｐ６はターゲットマークの像部分であることになる。なお、画素値Ｖ０と画素値Ｖ１は、次のようにして求めることが可能である。全画素の輝度ヒストグラムを算出すれば、ターゲットマークの像部分と、ターゲットマーク以外の像部分と、の２つに出現頻度が集中する（大きなピークが生じる）はずである。そこで、高い方の輝度に分布する画素の平均画素値をＶ１とし、低い方の輝度に分布する画素の平均画素値をＶ０とすれば良い。あるいは、画素値Ｖ０として全画素中の最も高い画素値を採用し、画素値Ｖ１として全画素中の最も低い画素値を採用するようにしても構わない。

このとき、ターゲットマークの輪郭部分は、ボケの影響により、点線に示すような明るさとなり、この明るさの光線を光電変換するとＶ０とＶ１の中間の画素値が得られると考えられる。そこで、閾値＝Ｖ１＋ｋ×（Ｖ０−Ｖ１）を用意しておく。ここに、ｋは、０＜ｋ＜１を満たす定数である。この定数ｋの値は、ターゲットマークを除去するときの補正に誤差を生じない範囲であることが望ましく、具体的な数値の例としては、０．２が挙げられる。そして、画素列の順に、画素値を閾値と比較して、最初に閾値以下となる画素の位置を輪郭とする。

例えば、図１３に示す画素Ｐ２の画素値がＶ１＋０．７５×（Ｖ０−Ｖ１）、画素Ｐ３の画素値がＶ１＋０．２５×（Ｖ０−Ｖ１）となるとすると、これらの画素Ｐ２，Ｐ３は、何れもターゲットマーク以外の像部分であると判断され、ターゲットマークの輪郭画素はＰ４となる。

そして、このように決定された輪郭の画素集合において、縦方向の輪郭と横方向の輪郭とが交差する点の輪郭位置が、上述したような角となる。従って、ＣＰＵ３１は、このような角の座標をＥＥＰＲＯＭ３２に書き込むようになっている。

なお、上述では、Ｌ字状をなす各ターゲットマークの角の座標を全て記録するようにしているが、これに限るものではない。例えば、ターゲットマークの大きさが予め分かっていて、その製造ばらつきがターゲットマークの消去演算に殆ど影響を及ぼさない場合には、全ての角の座標をＥＥＰＲＯＭ３２に書き込む必要はない。例えば、最も外側の角ａ５，ｂ５，ｃ５，ｄ５の座標のみを書き込むようにすることも可能であるし、ターゲットマークの傾きを考慮する場合には角ａ０，ａ５，ｂ０，ｂ５，ｃ０，ｃ５，ｄ０，ｄ５の座標を書き込むようにすることも考えられる。

また、ターゲットマークの消去を行う際にも、上述したようなターゲットマークのボケの影響を考慮することが望ましい。すなわち、人間がノイズの中に定常的な明るさ分布を認識する視覚能力は非常に高いために、ターゲットマークの消去を行う際には、ターゲットマーク像を精度良く除去することが必要となるためである。

ターゲットマークの像の内、ボケの影響を無視できる領域については、上述したように、予め記録しておいたターゲットマークとその他の位置の像の明るさ比に基づいて補正すれば良い。

これに対して、ターゲットマークの輪郭近傍においては、上述したように生じる像のボケを考慮した、精度の高い補正を行うことになる。ボケの態様は光学的に決まるために、このボケの推移に応じた補正を行う。例えば、図１３に示すようなボケが発生している場合には、画素Ｐ２，Ｐ３に各対応する補正係数を、予めＲＯＭに記憶しておき、これらの補正係数に基づいてターゲットマークの影響を除去すれば、ボケの影響のない精度の高い補正を行うことが可能となる。

なお、上述では、第２撮像素子２４を、スルー画撮影と動画撮影とに兼用しているが、さらに、静止画撮影に兼用することも可能である。

また、スルー画を表示する際にターゲットマークを強調しているが、例えばターゲットマークが測距範囲を表すものである場合に、単にターゲットマークを表示するときと、合焦時にターゲットマークを表示するときと、で色や明るさを異ならせ、つまり態様に応じて異なる強調を行うようにしても構わない。

このような実施形態１によれば、ターゲットマークを有する光学ファインダの一部を共用する光路中に配置した撮像素子により動画や静止画を撮像する際に、ターゲットマークのない動画や静止画を得ることが可能となる。

そして、ターゲットマークを半透明な光学素材により形成するとともに、ターゲットマークの分光透過率に相応した補正データを予め用意して、この補正データに基づいてターゲットマークの画像部分を補正するようにしたために、簡単に精度良く補正することが可能となる。

さらに、ターゲットマークのボケも考慮して補正を行うことにより、より高い精度でターゲットマークを消去することが可能となる。

また、スルー画を表示する際には、ターゲットマークを強調するようにしたために、より明瞭にターゲットマークを視認することが可能となる。

加えて、製造時に、撮像装置毎にターゲットマークの位置を示す座標を測定してＥＥＰＲＯＭに記憶するようにしたために、撮像装置の個体差によることなく、高い精度でターゲットマークの消去や強調を行うことが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明は、ファインダ光学系による視野の中にターゲットマークを表示し得る撮像装置に好適に利用することができる。

本発明の実施形態１における撮像装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態１における撮像装置の外観および光学系の構成を正面斜め方向から示す図。 上記実施形態１における撮像装置の光学系の構成を示す概念図。 上記実施形態１における撮像装置の背面側の構成の概略を示す図。 上記実施形態１において、第２撮像素子から得られるターゲットマークを含む画像の様子を示す図。 上記実施形態１において、第２撮像素子から得られる画像におけるターゲットマークの一部を拡大して示す図。 上記実施形態１のターゲットマーク付きスクリーンにおけるスクリーン部分の分光透過率とターゲットマークの分光透過率とを示す線図。 上記実施形態１において、スクリーン部分を通って第２撮像素子に至る光学経路の分光特性とターゲットマークを通って第２撮像素子に至る光学経路の分光特性とを示す線図。 上記実施形態１において、撮像装置のモードに応じてターゲットマークの消去や強調を行う処理を示すフローチャート。 上記実施形態１において、ターゲットマークの位置座表を撮像装置のＥＥＰＲＯＭに書き込むための製造システムの要部を示す図。 上記実施形態１において、ターゲットマークの位置座表を撮像装置のＥＥＰＲＯＭに記録する処理を示すフローチャート。 上記実施形態１の第２撮像素子の撮像面におけるターゲットマークの位置座標を示す図。 上記実施形態１において、ターゲットマークの輪郭近傍における画素値の変化の様子を示す図。

符号の説明

１…撮像装置
２…カメラ本体
２ａ…背面
３…レンズ鏡筒
４…グリップ部
５…レリーズボタン
６…モードダイヤル
７…コントロールダイヤル
１１…撮像光学系（ファインダ光学系の一部）
１２…メインミラー（ファインダ光学系の一部）
１３…ローパスフィルタ
１４…第１撮像素子
１５…第１撮像素子ドライバ
１６…第１ＴＧ
１７…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１８…Ａ／Ｄ変換回路
１９…ＤＳＰ
２０…ＡＥ／ＡＦ回路
２２…ターゲットマーク付きスクリーン（ターゲットマーク部材）（ファインダ光学系の一部）
２２ａ…スクリーン部分
２２ｂ…ターゲットマーク
２３…ローパスフィルタ
２４…第２撮像素子
２４ａ…撮像面
２５…第２撮像素子ドライバ
２６…第２ＴＧ
２７…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
２８…Ａ／Ｄ変換回路
２９…ＤＳＰ（画像処理手段）
３０…ＡＥ／ＡＦ回路
３１…ＣＰＵ
３２…ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
３３…ＲＡＭ
３４…Ｄ／Ａ変換回路
３５…ＬＣＤ
３６…ＬＣＤドライバ
３７…圧縮／伸張回路
３８…記録媒体
４１…電源
４２…電圧判定回路
４３…ＲＯＭ
４４…操作スイッチ
５１…可動ミラー（ファインダ光学系の一部）
５２，５３…ミラー（ファインダ光学系の一部）
５４…接眼レンズ（ファインダ光学系の一部）
５５…カバーガラス（ファインダ光学系の一部）
５８…モニタ切換ボタン
５９…十字ボタン
７１…書込装置
７２…光源
７３…拡散板

Claims (5)

1. 静止画撮影用の第１の撮像素子と、
   上記第１の撮像素子による撮影範囲を視覚的に確認するためのファインダ光学系と、
   上記ファインダ光学系の光路中に配置されていて、測光範囲と測距範囲との少なくとも一方をターゲットマークとして表示するためのターゲットマーク部材と、
   上記ファインダ光学系の少なくとも一部を共用する光路中であって、上記ターゲットマーク部材よりも後方の光路中、に配置された第２の撮像素子と、
   上記第２の撮像素子により撮像された画像における上記ターゲットマークの画像部分の、明るさと色との少なくとも一方を補正する画像処理手段と、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 上記画像処理手段は、上記第２の撮像素子により撮像された画像から、上記ターゲットマークの画像部分を消去するように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正する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。
3. 上記ターゲットマーク部材は、上記第２の撮像素子に結像されるターゲットマークの光学像の光量が減ずるように、半透明な光学素材により形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 上記ターゲットマークの分光透過率に相応する補正データを記憶する記憶手段をさらに具備し、
   上記画像処理手段は、上記分光透過率に相応する補正データに基づいて上記ターゲットマーク部材が存在していないときの画像を実質的に推定することにより、上記第２の撮像素子により撮像された画像から、上記ターゲットマークの画像部分を消去するように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正するものであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 上記画像処理手段は、上記第２の撮像素子により撮像した画像に対して、上記ターゲットマークの画像部分が明瞭となるように、該ターゲットマークの画像部分の明るさと色との少なくとも一方を補正する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。

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