以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した測距点確定システムを有するデジタル一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
デジタル一眼レフカメラ10は、撮影光学系11、メインミラー12、シャッタ13、撮像素子14、AFE15、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)16(画像検出部、位置検出部、コントラスト算出部)、CPU17(距離算出部、判別部、第1の選択部、設定部、第2の選択部)、およびレンズ駆動機構18などによって構成される。
撮影光学系11はフォーカスレンズ11fや変倍レンズ(図示せず)を含む複数のレンズによって形成される。フォーカスレンズ11fおよび変倍レンズはレンズ駆動機構18に駆動されることによって、撮影光学系11の光軸に沿って変位する。
撮影光学系11の光軸に垂直となるように、かつ光軸上に撮像素子14が配置される。撮影光学系11により、被写体の光学像が撮像素子14の受光面に結像する。撮影光学系11と撮像素子14との間に、メインミラー12およびシャッタ13が配置される。
メインミラー12により撮影光学系11を透過した光学像の伝達先が切替えられる。メインミラー12を閉じた状態では、光学像はペンタプリズム19に向けて反射され、ビューファインダ(図示せず)に伝達される。メインミラー12を上方に開いた状態では、光学像がシャッタ13に到達する。メインミラー12の開閉はミラー駆動機構(図示せず)により実行される。
シャッタ13により、光学像の撮像素子14への遮光と到達とが切替えられる。シャッタ13が閉じられるときには、光学像は撮像素子14に到達しない。一方、シャッタ13が開かれるときには、光学像が撮像素子14に到達する。
シャッタ13が開かれ、撮像素子14に光学像が到達するときに、光学像に応じた画像信号が生成される。生成された画像信号はAFE15においてCDS処理およびAGC処理が施される。また、A/D変換処理が施され、画像データに変換される。画像データはDSP16に送信される。
DSP16において、画像データに所定のデータ処理が施される。所定のデータ処理が施された画像データは画像メモリ20に格納される。または、画像データはLCD21に送信され、画像データに相当する画像がLCD21に表示される。
DSP16は、CPU17に接続される。DSP16はCPU17から受信するデータに基づいて、画像データに対するデータ処理、画像データの格納、画像データに対応する画像の表示などの処理を制御する。
なお、CPU17はレンズ駆動機構18やAFセンサモジュール22のように、デジタル一眼レフカメラ10の各部位の動作の制御をおこなう。CPU17はROM23に接続される。ROM23には、CPU17による各部位の制御のために必要なデータが格納される。
デジタル一眼レフカメラ10は、位相差AF機能またはコントラストAF機能を実行可能である。以下に説明するように、位相差AF機能はメインミラー12を閉じた状態で実行される。また、コントラストAF機能はメインミラー12およびシャッタ13を開いた状態で実行される。
メインミラー12とシャッタ13との間に、サブミラー24が設けられる。メインミラー12はハーフミラーであり、撮影光学系11を透過した光学像の一部はメインミラー12により反射され、上述のようにペンタプリズム19に到達する。また、撮影光学系11を透過した光学像の一部はメインミラー12を透過して、サブミラー24によりAFセンサモジュール22に向かって反射される。
AFセンサモジュール22によりデフォーカス量、すなわちフォーカスレンズ11fの現在位置と被写体を合焦させる合焦位置とのズレが検出される。なお、撮影範囲内における測距点における被写体のデフォーカス量が、検出可能である。
図2に示すように、撮影範囲CA内における定められた位置に対応する第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9が定められる。なお、固定測距点の位置はデータとしてROM23に格納される。第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9は3×3の行列となるように位置が定められる。
上側から1行目の左側から右側に並ぶ固定測距点が、第1〜第3の固定測距点FP1〜FP3に定められる。2行目の左側から右側に並ぶ固定測距点が、第4〜第6の固定測距点FP4〜FP6に定められる。また、3行目の左側から右側に並ぶ固定測距点が、第7〜第9の固定測距点FP7〜FP9に定められる。
位相差AF機能を実行するときには、第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9のいずれか、または第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9に基づいて設定される新たな測距点が
位相差AFを実行するための使用測距点として確定される。なお、第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9のいずれかの選択および新たな測距点の設定に関しては、後に詳細に説明する。
AFセンサモジュール22の構成を詳細に説明する。図3に示すように、AFセンサモジュール22は、コンデンサレンズ22c、絞りマスク22m、セパレータレンズ22s、およびラインセンサユニット22uによって構成される。
サブミラー24に反射された光学像はコンデンサレンズ22cにより集光され、絞りマスク22mに出射される。絞りマスク22mには2つの開口22oが形成される。撮影光学系11の射出瞳の左端と右端とを通った光学像がそれぞれの開口22oを通過して、別々のセパレータレンズ22sにより集光される。セパレータレンズ22sにより集光された光学像がラインセンサユニット22uに入射する。
図4に示すように、ラインセンサユニット22uには、互いに平行な第1〜第3のCCDラインセンサ22u1〜22u3が設けられる。第1〜第3のラインセンサ22u1〜22u3により、長手方向のそれぞれの位置における受光量を検出可能である。
第1〜第3のラインセンサ22u1〜22u3には、基準領域saおよび参照領域raが定められる。基準領域saおよび参照領域raは、第1〜第3のラインセンサ22u1〜22u3の長手方向の中央を基準に左右対象となるように定められる。
右側のセパレータレンズ22sにより集光された光学像、すなわち射出瞳の左端を通った光学像が基準領域saに入射し、左側のセパレータレンズ22sにより集光された光学像、すなわち射出瞳の右端を通った光学像が参照領域raに入射する。
第1のラインセンサ22u1は、撮影範囲CAにおける第1〜第3の固定測距点FP1〜FP3を通る直線の光学像が入射する位置に配置される。第2のラインセンサ22u2は撮影範囲CAにおける第4〜第6の固定測距点FP4〜FP6を通る直線の光学像が入射する位置に配置される。第3のラインセンサ22u3は撮影範囲CAにおける第7〜第9の固定測距点FP7〜FP9を通る直線の光学像が入射する位置に配置される。
第1のラインセンサ22u1上の基準領域saおよび参照領域raそれぞれに、第1〜第3の固定対応点CP1〜CP3が定められる。なお、第1の固定対応点CP1は、第1の固定測距点FP1における被写体を撮像素子14に結像させるときに、第1の固定測距点FP1の光学像が到達する第1のラインセンサ22u1上の点に定められる。第2、第3の固定対応点CP2、CP3も同様に定められる。
第2のラインセンサ22u2上の基準領域saおよび参照領域raそれぞれに、第4〜第6の固定対応点CP4〜CP6が定められる。なお、第1の固定対応点CP1と同様に第4〜第6の固定対応点CP4〜CP6が定められる。
第3のラインセンサ22u3上の基準領域saおよび参照領域raそれぞれに、第7〜第9の固定対応点CP7〜CP9が定められる。なお、第1の固定対応点CP1と同様に第7〜第9の固定対応点CP7〜CP9が定められる。
後述するように、第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9のいずれかが使用測距点として確定されると、使用測距点と確定された固定対応点が基準領域saおよび参照領域raにおいて選択される。固定対応点が選択されると、選択された固定対応点近辺において基準領域saと参照領域raの両方において等しいとみなせる光量を受光する位置であって、固定対応点からの距離が反対方向に等しい位置が検出される。検出された距離に応じてデフォーカス量が検出される。
なお、第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9が予め定められているが、第1〜第3のラインセンサ22u1〜22u3上の任意の点に対応する撮影範囲CA内の点を測距点として設定することが可能である。測距点を新たに設定した場合には、上述と同様にして設定された測距点を使用測距点として、使用測距点に位置する被写体のデフォーカス量が検出される。
AFセンサセンサモジュール22はCPU17に接続される。AFセンサモジュール22はCPU17により制御され、使用測距点におけるデフォーカス量を検出する。なお、測距点は入力ボタン(図示せず)への使用者による入力により特定されてもよいし、後述するようにCPU17により自動的に決定されてもよい。
検出されたデフォーカス量はCPU17に伝達される。CPU17はデフォーカス量に基づいてレンズ駆動機構18を制御し、使用測距点における被写体を合焦させる位置にフォーカスレンズ11fを変位させる。このように、位相差AF機能は、検出したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ11fを変位させることにより、合焦動作が実行される。
一方、コントラストAF機能を実行する場合には、上述のようにメインミラー12およびシャッタ13を開き、被写体の光学像が撮像素子14に導光される。撮像素子14では、連続的に画像信号が生成される。
上述のように、生成された画像信号がAFE15を介して、DSP16に伝達される。DSP16では、撮影範囲CAにおける特定の位置のコントラスト値が算出される。なお、特定の位置は、入力ボタンへの使用者による入力により特定されてもよいし、DSP16により自動的に特定されてもよい。
1フレームの画像信号の生成を終えると、CPU17の制御に基づいてフォーカスレンズ11fが変位させられる。変位後に、再度1フレームの画像信号が生成される。フォーカスレンズ11fを徐々に変位させながら、それぞれの変位位置において生成される画像信号におけるコントラスト値が算出される。
算出されたコントラスト値が最大になるときが、被写体の合焦状態と判別される。コントラスト値が最大となる位置にフォーカスレンズ11fを変位させることにより、コントラストAF機能が実行される。
なお、位相差AF機能およびコントラストAF機能ともに、デジタル一眼レフカメラ10の動作モードが撮影モードであるときに実行される。デジタル一眼レフカメラ10は、撮影待機状態において被写体の光学像をビューファインダにより観察可能な第1の撮影モードと撮影待機状態において被写体の光学像をLCD21により観察可能な第2の撮影モードとを有する。なお、第1、第2の撮影モードは入力ボタンへの使用者による入力によりいずれかのモードが選択される。
第1の撮影モードでは、撮影待機状態においてメインミラー12が閉じられる。前述のように、被写体の光学像はビューファインダに導光される。したがって、使用者はビューファインダにより被写体を観察可能である。
撮影待機状態おいてレリーズボタン(図示せず)の半押しにより測距スイッチ(図示せず)のON状態がCPU17により検出されると、前述の位相差AF機能が実行される。また、レリーズボタンの半押しにより測光スイッチ(図示せず)のON状態が検出されると被写体が測光され、絞り、シャッタースピード、および/または感度(ゲイン)などの露出条件が定められる。
さらに、撮影待機状態においてレリーズボタンの全押しにより撮影スイッチ(図示せず)のON状態がCPU17により検出されると、撮像動作が実行される。撮像動作では、メインミラー12が上方に開かれ、シャッタ13が定められたシャッタースピードの間だけ開かれる。メインミラー12およびシャッタ13が開いている間に、撮像素子14により光学像が受光される。
撮像素子14が受光した光学像に相当する画像信号が生成される。生成された画像信号は、前述のようにAFE15を介してDSP16に送信される。DSP16において静止画用の画像処理が施され、画像メモリ20に格納される。
第2の撮影モードでは、撮影待機状態においてメインミラー12が上方に開かれる。また、シャッタ13も開かれ、被写体の光学像は撮像素子14に導光される。撮像素子14では、所定の時間間隔、例えば1/60秒毎に1フレームの画像信号が生成される。
生成された画像信号は、前述のようにAFE15を介してDSP16に送信される。DSP16において動画用の画像処理が施され、LCD21に送信される。LCD21には、受信した画像データに相当する画像が表示される。なお、LCD21に表示される画像は、画像信号の生成間隔と同じ間隔、すなわち1/60秒毎に切替えられる。表示画像を切替えることにより、LCD21にはリアルタイムの動画像が表示される。
撮影待機状態においてレリーズボタン(図示せず)の半押しにより測距スイッチ(図示せず)のON状態がCPU17により検出されると、コントラストAF機能および位相差AF機能のいずれか一方が実行される。なお、第2の撮影モードにおいて実行させるAF機能は、使用者による入力ボタンへの入力によりいずれかに定められる。
コントラストAF機能が選択されている場合には、メインミラー12が開いたまま上述した動作が実行されることにより、コントラストAF機能が完了する。
一方、位相差AF機能が選択されている場合には、測距スイッチのON状態の検出後に一旦メインミラー12が閉じられ、被写体の光学像がAFセンサモジュール22に導光される。前述のように、AFセンサモジュール22によりデフォーカス量が検出され、検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ11fが変位させられる。デフォーカス量がAFセンサモジュール22により検出されると、再びメインミラー12が上方に開かれる。
撮影待機状態においてレリーズボタンの半押しにより測光スイッチのON状態が検出されると、第1の撮影モードと同様に被写体が測光され、絞り、シャッタースピード、および/または感度などの露出条件が定められる。
撮影待機状態においてレリーズボタンの全押しにより撮像スイッチのON状態がCPU17により検出されると、撮像動作が実行される。第1の撮影モードと異なり、シャッタ13が撮影待機状態において開かれているので、一旦シャッタ13を閉じてから、定められたシャッタースピードの間だけ開かれ、シャッタ13が開いている間に、撮像素子14により光学像が受光される。
受光した光学像に相当する画像信号が撮像素子14により生成される。第1の撮影モードと同様に、画像信号はDSP16において静止画用の画像処理が施された後に、画像メモリ20に格納される。
デジタル一眼レフカメラ10には、顔検出機能が設けられる。顔検出機能は、デジタル一眼レフカメラ10の動作モードが第2の撮影モードであるときに、実行可能である。顔検出機能実行のONまたはOFFは使用者による入力ボタンへの操作入力により切替えられる。
顔検出機能がONにすると、撮像した画像の中の顔を検出可能である。顔が検出されると、検出した顔に対して露出調整およびAFが実行される。顔検出機能がONになった状態で、測距スイッチおよび測光スイッチがONに切替えられると、顔の検出が開始される。
前述のように、第2の撮影モードにおいては、撮影待機中には画像信号が生成される。DSP16では、受信する画像データに対して特徴抽出や色判別などの画像解析が実行され、画像データに対応する画像の撮影範囲CA内の顔が検出される。
DSP16が顔を検出すると、検出した顔の周囲を囲う枠線を画像に重畳するように画像データに対してスーパーインポーズが施される。スーパーインポーズが施された画像データに基づいて、LCD21では、図5に示すように、検出されたすべての顔の周囲に枠線25が表示される。
画像から顔が検出されると、検出された顔を主要な被写体として露出調整およびAFが実行される。なお、複数の顔が検出された場合には、所定の基準により単一の顔が露出調整やAFの対象となる主要な被写体に定められ、露出調整やAFが実行される。例えば、撮影範囲CAにおける位置や顔の大きさなどを基準にして定められる。
また、登録された顔を基準にして単一の顔が主要な被写体に定められる。すなわち、検出された複数の顔の中において登録された顔が含まれる場合には、登録された顔と同じ顔が主要な被写体に定められる。
なお、顔の登録は、画像メモリ20に格納された画像データまたはコネクタ(図示せず)を介して接続された外部のコンピュータなどから受信した画像データに相当する画像に含まれる顔の中から選択することにより実行される。
単一の顔が主要な被写体に定められると、DSP16により主要な被写体と定めた顔の輝度が検出される。検出された輝度に基づいて、前述のように露出条件が定められる。
また、単一の顔が主要な被写体に定められると、前述のようにコントラストAF機能または位相差AF機能のいずれかが実行される。
コントラストAF機能が選択されている場合には、主要な被写体と定めた顔の光学像を受光する位置におけるコントラスト値が算出される。前述のように、顔の光学像を受光する位置におけるコントラスト値が最大となるように、フォーカスレンズ11fが変位される。
位相差AF機能が選択されている場合には、主要な被写体と定めた顔の光学像を受光する位置がデータとしてCPU17に送信される。なお、枠線の中心や、両眼の間の位置が顔の光学像の受光位置に定められる。
前述のように、位相差AF機能においては、撮影範囲CA内の単一の使用測距点に光学像が集光される被写体に対して合焦動作が実行される。使用測距点を確定するために、CPU17では、受信した受光位置と第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9との距離(第1の距離)が算出される。
算出された距離の中の最小値Lminが検出される。検出された最小値Lminに実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にあるか否かが判別される。
なお、検出された最小値Lminに実質的に等しいとみなせる距離は、以下のように定められる距離である。まず、検出された最小値Lminに第1の係数a1が乗じられる。最小値Lminとの差が、第1の係数を乗じた最小値(a1×Lmin)未満となる距離が最小値Lminに実質的に等しいとみなせる距離に定められる。すなわち、以下の(1)式を満たす距離Lが、最小値Lminに実質的に等しいとみなされる。
(L−Lmin)<a1×Lmin (1)
なお、第1の係数a1は、本実施形態では0.05に定められる。また、少なくとも0より大きな値であって、上述の目的を達成するため適当な値に定めてもよい。
最小値Lminと実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にない場合には、受光位置からの距離が最小値Lminとなる固定測距点が選択される。単一の固定測距点が選択された場合には、選択された固定測距点が使用測距点として確定される。使用測距点が確定されると、上述のように、AFセンサモジュール22による使用測距点におけるデフォーカス量の検出、およびデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ11fの変位が実行される。
一方、最小値Lminと実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にある場合には、受光位置からの距離が最小値Lminとなる固定測距点および受光位置からの距離が(1)式を満たす距離Lである固定測距点すべてが一次測距点として選択される。
複数の一次測距点が選択されると、一次測距点に基づき、第1の規則に応じた二次測距点が新たに設定される。第1の規則では、以下の2つの方法により二次測距点が設定される。
対応する固定対応点が同じラインセンサ上にある一次測距点が複数ある場合には、複数の一次測距点の中心が二次測距点として新たに設定される。例えば、図6に示すように、第2のラインセンサ22u2に対応する固定測距点のなかで、第4、第5の固定測距点FP4、FP5が一次測距点に選択された場合には、第4、第5の固定測距点FP4、FP5の中点MPが二次測距点に定められる。
一方、対応する固定対応点が同じラインセンサ上にある一次測距点が単一である場合には、単一の一次測距点が二次測距点として設定される。例えば、第1のラインセンサ22u2に対応する固定測距点の中で、第2の固定測距点FP2が一次測距点に選択された場合には、第2の固定測距点FP2が二次測距点に定められる(図2参照)。
新たに設定された二次測距点が複数である場合には、以下に説明するように、いずれかの二次測距点が選択され、使用測距点として確定される。複数の二次測距点が設定されると、CPU17はDSP16を制御して、二次測距点におけるコントラスト値と主要被写体の光学像の受光位置におけるコントラスト値が画像信号に基づいて算出される。コントラスト値の算出後、主要被写体の光学像における受光位置におけるコントラスト値に最も近いコントラスト値である単一の二次測距点が選択され、使用測距点として確定される。
一方、新たに設定された二次測距点が単一である場合には、単一の二次測距点が使用測距点として確定される。
二次測距点が使用測距点として確定されると、上述のように、AFセンサモジュール22による確定された二次測距点におけるデフォーカス量の検出、およびデフォーカス量に基づくフォーカスレンズ11fの変位が実行される。
第2の撮影モードにおいて顔検出機能および位相差AF機能をONにしている場合において、検出された顔を合焦させるために使用測距点として確定される測距点について図7〜図11を用いて説明する。
検出された顔の位置から極めて近い位置に固定測距点がある場合、単一の固定測距点が使用測距点として確定される。例えば、図7に示すように、検出された顔の位置DPから第5の固定測距点FP5が極めて近く且つその距離が顔の位置DPと他の固定測距点との距離と実質的に等しいと言えない場合、第5の固定測距点FP5が使用測距点として確定される。
検出された顔の位置から実質的に等距離である固定測距点が同じ行の2点のみである場合、2つの固定測距点が一次測距点として選択された後、2つの一次測距点の中点が二次測距点として設定される。設定された二次測距点が単一なので、単一の二次測距点が使用測距点として確定される。
例えば、図8に示すように、検出された顔の位置DPに対して第5、第6の固定測距点FP5、FP6のみが一次測距点として選択された場合、第5、第6の固定測距点FP5、FP6の中点MPが二次測距点として設定される。設定された二次測距点は単一なので、中点MPが使用測距点として確定される。
検出された顔の位置から実質的に等距離である固定測距点が異なる行の2点のみである場合、2つの固定測距点が一次測距点として選択された後、2つの一次測距点がそのまま二次測距点として設定される。設定された二次測距点が複数あるので、検出された顔の位置におけるコントラスト値と二次測距点におけるコントラスト値が算出される。顔の位置におけるコントラスト値により近いコントラスト値である二次測距点が使用測距点として確定される。
例えば、図9に示すように、検出された顔の位置DPに対して第2、第5の固定測距点FP2、FP5が一次測距点として選択された場合、第2、第5の固定測距点FP2、FP5が二次測距点として設定される。二次測距点に設定された第2、第5の固定測距点FP2、FP5におけるコントラスト値の内、顔の位置DPにおけるコントラスト値に近い二次測距点が使用測距点として確定される。
検出された顔の位置から実質的に等距離である固定測距点がある行の2点と別の行の1点のみである場合、3点が一次測距点として選択された後、同じ行上の2つの一次測距点の中点が二次測距点として設定され、別の行の1つの一次測距点が二次測距点として設定される。設定された二次測距点が複数あるので、検出された顔の位置におけるコントラスト値と二次測距点におけるコントラスト値が算出される。顔の位置におけるコントラスト値により近いコントラスト値である二次測距点が使用測距点として確定される。
例えば、図10に示すように、検出された顔の位置DPに対して第2、第5、第6の固定測距点FP2、FP5、FP6が一次測距点として選択された場合、第2の固定測距点FP2が二次測距点として設定される。また、第5、第6の固定測距点FP5、FP6の中点MPが二次測距点として設定される。二次測距点に設定された第2の固定測距点と中点MPにおけるコントラスト値の内、顔の位置DPにおけるコントラスト値に近い二次測距点が使用測距点として確定される。
検出された顔の位置から実質的に等距離である固定測距点がある行の2点と別の行の2点である場合、4点が一次測距点として選択された後、一方の行上の2つの一次測距点の中点が二次測距点として設定され、別の行上の2つの一次測距点の中点が二次測距点として設定される。設定された二次測距点が複数あるので、検出された顔の位置におけるコントラスト値と二次測距点におけるコントラスト値が算出される。顔の位置におけるコントラスト値により近いコントラスト値である二次測距点が使用測距点として確定される。
例えば、図11に示すように、検出された顔の位置DPに対して第2、第3、第5、第6の固定測距点FP2、FP3、FP5、FP6が一次測距点として選択された場合、第2、第3の固定測距点FP2、FP3の中点MP1が二次測距点として設定される。また、第5、第6の固定測距点FP5、FP6の中点MP2が二次測距点として設定される。二次測距点に設定された中点MP1、MP2におけるコントラスト値の内、顔の位置DPにおけるコントラスト値に近い二次測距点が使用測距点として確定される。
次に、撮影モードにおいてCPU17により実行される各部位の動作の制御を図12および図13のフローチャートを用いて説明する。撮影モードにおける制御はデジタル一眼レフカメラ10の動作モードを撮影モードに切替えられたときに開始される。また、撮影モードにおける制御は、主電源がOFFになるかデジタル一眼レフカメラ10の動作モードが他の動作モードに切替えられるときに終了する。
ステップS100において、第1、第2の撮影モードのいずれのモードが選択されているかを判別する。第1の撮影モードが選択されている場合には、ステップS101に進む。第2の撮影モードが選択されている場合には、ステップS105に進む。
ステップS101では、メインミラー12およびシャッタ13を閉じるように制御する。メインミラー12およびシャッタ13を閉じた後に、ステップS102に進む。ステップS102では、測光スイッチおよび測距スイッチがON状態であるか否かを判別する。
測光スイッチおよび測距スイッチがOFFである場合には、ONになるまでステップS101の処理を繰り返す。測光スイッチおよび測距スイッチがONである場合に、ステップS103に進む。
ステップS103では、被写体像を測光させる。測光値に基づいて、絞り、シャッタースピード、および/または感度の調整などの露出調整を行う。露出調整後、ステップS104に進む。
ステップS104では、設定された測距点の被写体像に対するデフォーカス量を、AFセンサモジュール22に検出させる。検出させたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ11fを変位させるようにレンズ駆動機構18を制御する。このような位相差AF機能の実行後、ステップS300に進む。
前述のように、ステップS100において第2の撮影モードが選択されている場合には、ステップS105に進む。ステップS105では、メインミラー12およびシャッタ13を開くように制御する。メインミラー12およびシャッタ13を開いた後に、ステップS106に進む。
ステップS106では、撮像素子14に到達する被写体の光学像を受光させ1/60秒毎に1フレームの画像信号の生成を開始させる。また、画像信号の生成後、DSP16に動画用の画像処理を施させ、画像データをLCD21に送信させる。画像データに相当する画像のLCD21への表示を開始させる。1フレームの画像信号の生成およびLCD21への表示を開始すると、ステップS107に進む。
ステップS107では、測光スイッチおよび測距スイッチがON状態であるか否かを判別する。測光スイッチおよび測距スイッチがOFFである場合には、測光スイッチおよび測距スイッチがONになるまでステップS107の処理を繰り返す。測光スイッチおよび測距スイッチがONである場合に、ステップS108に進む。
ステップS108では、ステップS103と同じ制御を実行する。すなわち、被写体像の測光、絞り、シャッタースピード、および/または感度の調整などの露出調整を行う。露出調整後、ステップS109に進む。
ステップS109では、顔検出機能がONになっているか否かを判別する。顔検出機能がONになっている場合には、ステップS110に進む。顔検出機能がOFFになっている場合には、ステップS110をスキップしてステップS111に進む。
ステップS110では、画像データに基づいてDSP16に顔を検出させ、検出した顔に基づいて主要な被写体を決定させる。主要な被写体を決定させると、ステップS111に進む。
ステップS111では、実行させるAFとしてコントラストAF機能と位相差AF機能とのいずれが選択されているかを判別する。コントラストAF機能が選択されている場合には、ステップS112に進む。位相差AF機能が選択されている場合には、ステップS113に進む。
ステップS112では、コントラストAF機能を実行させる。すなわち、前述のようにフォーカスレンズ11fを変位しながら各位置において生成した画像データに基づいてコントラスト値を算出させ、コントラクト値が最大となる位置にフォーカスレンズ11fを変位させる。コントラストAF機能の完了後にステップS300に進む。
前述のように、ステップS111において位相差AF機能が選択されている場合にはステップS113に進む。ステップS113では、測距点が固定されていないか、すなわち測距点の自動選択機能がONであるか否かを判別する。
測距点の自動選択機能がONである場合にはステップS114に進む。測距点の自動選択機能がOFFである場合にはステップS114、S200をスキップして、ステップS115に進む。
ステップS114では、ステップS111において顔が検出されたか否かを判別する。顔が検出された場合には、ステップS200に進む。顔が検出されなかった場合には、ステップS115に進む。
ステップS200では、デフォーカス量を検出する使用測距点を確定する。使用測距点の確定後、ステップS115に進む。
ステップS115では、メインミラー12を閉じるように制御する。また、撮像素子14による画像信号の生成を一時的に停止させる。メインミラー12を閉じた後、ステップS116に進む。
ステップS116では、位相差AF機能を実行させる。すなわち、前述のように、ステップS200において確定させた使用測距点におけるデフォーカス量を検出し、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ11fを変位させる。位相差AF機能の完了後にステップS117に進む。
ステップS117では、メインミラー12を開くように制御する。また、撮像素子14による画像信号の生成を再開させる。メインミラー12を開いた後、ステップS300に進む。
前述のように、ステップS104、ステップS112、またはステップS117の処理の終了後に、ステップS300に進む。ステップS300では、撮像処理を実行する。撮像のための処理の終了後、ステップS100に戻る。
次に、ステップS200において実行される測距点確定処理のサブルーチンを図14
のフローチャートを用いて説明する。
ステップS201では、ステップS110で主要な被写体として決定した顔の位置をデータとしてDSP16から受信する。位置データの受信後、ステップS202に進む。
ステップS202では、顔の位置から第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9までの距離を算出する。すべての固定測距点までの距離を算出すると、ステップS203に進む。
ステップS203では、ステップS202で算出した距離の中の最小値を検出する。完全に一致する最小値が複数ある場合は、いずれかの距離を単一の最小値として検出する。さらに、最小値に第1の係数を乗じることにより比較値を算出する。比較値を算出すると、ステップS204に進む。
ステップS204では、最小値として検出された距離以外のすべての距離と最小値との差を算出する。さらに、算出された差とステップS203で算出した比較値とを比較する。算出された差が比較値未満となる距離が無い場合には、ステップS205に進む。算出された差が比較値未満となる距離が一つでもある場合には、ステップS206に進む。
ステップS205では、最小値として検出された距離が、顔の位置からの距離である固定測距点を選択する。固定測距点の選択後、ステップS212に進む。
ステップS206では、最小値として検出された距離が顔の位置からの距離である固定測距点、およびステップS204において算出された差が比較値未満である距離が顔の位置からの距離である固定測距点を一次測距点に選択する。一次測距点の選択後、ステップS207に進む。
ステップS207では、ステップS206で選択された複数の一次測距点に基づいて二次測距点を設定する。二次測距点の設定後、ステップS208に進む。
ステップS208では、ステップS207で設定された二次測距点が複数あるか否か判別する。設定された二次測距点が単一である場合には、ステップS209に進む。設定された二次測距点が複数である場合には、ステップS210に進む。
ステップS209では、単一の二次測距点を選択する。二次測距点の選択後、ステップS212に進む。
ステップS210では、ステップS201で読込んだ顔の位置におけるコントラスト値と、ステップS207で設定されたすべての二次測距点におけるコントラスト値をDSP16に算出させ、データとして送信させる。コントラスト値の受信後、ステップS211に進む。
ステップS211では、顔の位置におけるコントラスト値により近いコントラスト値である二次測距点を選択する。二次測距点の選択後、ステップS212に進む。
ステップS212では、ステップS205で選択した固定測距点、ステップS209で選択した二次測距点、またはステップS211で選択した二次測距点を使用測距点として確定する。使用測距点の確定後、測距点確定処理のサブルーチンを終了し、ステップS115に進む。
次に、ステップS300において実行される撮像処理のサブルーチンを図15のフローチャートを用いて説明する。
ステップS301では、撮影スイッチがON状態であるか否かを判別する。撮影スイッチがOFF状態である場合には、ステップS302に進む。撮影スイッチがON状態である場合には、ステップS304に進む。
ステップS302では、測光スイッチおよび測距スイッチがON状態であるか否かを判別する。測光スイッチおよび測距スイッチがOFF状態である場合にはステップS301に戻る。測光スイッチおよび測距スイッチがON状態である場合には、ステップS303に進む。
ステップS303では、第1、第2の撮影モードのいずれのモードが選択されているかを判別する。第1の撮影モードが選択されている場合には、ステップS103に戻る。第2の撮影モードが選択されている場合には、ステップS105に進む。
前述のように、ステップS301で撮影スイッチがON状態である場合には、ステップS304に進む。ステップS304では、第1、第2の撮影モードのいずれのモードが選択されているかを判別する。
第2の撮影モードが選択されている場合には、ステップS305に進み、メインミラー12およびシャッタ13を閉じるように制御する。メインミラー12とシャッタ13とを閉じた後にステップS306に進む。第1の撮影モードが選択されている場合には、ステップS305をスキップして、ステップS306に進む。
ステップS306では、メインミラー12を開けるように制御する。また、露出制御において調整されたシャッタースピードでシャッタ13を開閉するように制御する。シャッタ13の開閉制御を終えると、ステップS307に進む。
ステップS307では、ステップS306においてシャッタ13を開いている間に受光した被写体の光学像に相当する画像信号を撮像素子14に生成させる。画像信号を生成すると、ステップS308に進む。
ステップS308では、DSP16に静止画用の画像処理を施させて、画像データを画像メモリ20に格納させる。画像データを格納すると、撮像処理のサブルーチンを終了してステップS100に戻る。
以上のような第1の実施形態を適用した測距点確定システムによれば、検出された主要な被写体を合焦させるのに適した固定測距点または二次測距点を使用測距点として確定することが可能である。したがって、主要な被写体を自動手検出する機能などを実行しながら位相差AFの合焦精度を向上させることが可能である。
特に、主要な被写体からの距離が最短である固定測距点が複数ある場合に、二次測距点が設定され、さらに二次測距点が複数である場合にコントラスト値に基づいていずれかの二次測距点が選択されるので、より適した使用測距点を確定することが可能である。
また、同じラインセンサに対応する対応固定点を有する複数の一次測距点の間の点が二次測距点として設定されるので、固定測距点より主要な被写体に近い点が使用測距点として確定される。したがって、位相差AFの合焦精度を更に向上させることが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態を適用した測距点確定システムについて説明する。第2の実施形態の測距点確定システムは、二次測距点の設定方法が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。
第2の実施形態のデジタル一眼レフカメラ10における、CPU17以外の部位の構成および機能は第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、顔検出機能および位相差AF機能がONされている状態において、以下に説明するように、使用測距点が確定される。
第1の実施形態と同様に、CPU17では、検出した顔の光学像の受光位置と第1〜第9の固定測距点FP1〜FP9との距離が算出される。また、第1の実施形態と同様に、算出された距離の中の最小値が検出される。また、検出された最小値に実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にあるか否かを判別する。
最小値と実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にない場合には、第1の実施形態と同じく、受光位置からの距離が最小値となる固定測距点が選択され、使用測距点として確定される。
最小値と実質的に等しいとみなせる距離である固定測距点が他にある場合には、第1の実施形態と同様に、一次測距点が選択される。複数の一次測距点が選択されると、第1の実施形態と異なり、選択されたすべての一次測距点がそのまま二次測距点として設定される。
複数の二次測距点が設定されると、第1の実施形態と同じく、CPU17はDSP16を制御して、二次測距点におけるコントラスト値と主要被写体の光学像の受光位置におけるコントラスト値が画像信号に基づいて算出される。コントラスト値の算出後、主要被写体の光学像における受光位置におけるコントラスト値に最も近いコントラスト値である単一の二次測距点が選択され、使用測距点として確定される。
以上のような第2の実施形態を適用した測距点確定システムによれば、検出された主要な被写体を合焦させるのに適した二次測距点を使用測距点として確定することが可能である。したがって、第1の実施形態と同様に主要な被写体を自動手検出する機能などを実行しながら位相差AFの合焦精度を向上させることが可能である。
なお、第1、第2の実施形態において、顔の位置からの第1〜第9の固定測距点までの距離の中の最小値と他の距離とが実質的に等しいか否かは、(1)式に基づいて判別する構成であるが、他の方法に基づいて判別してもよい。例えば、最小値との差が閾値未満である距離を最小値と実質的に等しいとみなす構成であってもよい。
また、第1、第2の実施形態では、第1の係数を0.05に定める構成であるが、0より大きなどのような値に定めてもよい。ただし、顔の位置から実質的に等距離と判別出来る固定測距点が同じ行に対して最大で2点、異なる行に対して最大で2点となるように第1の係数を定めることが好ましい。
また、第1、第2の実施形態では、9つの固定測距点が予め定められる構成であるが、9つに限られない。予め複数の固定測距点が定められていれば、本願と同様の効果を得ることは可能である。
また、第1、第2の実施形態では、9つの固定測距点は3行3列の行列状に配置される構成であるが、行列状に配置されなくてもよい。
また、第1、第2の実施形態では、射出瞳の左端を通った光学像と射出瞳の右端を通った光学像との位置の固定対応点からのズレに基づいてデフォーカス量を算出する構成であるが、射出瞳の左端および右端を通った光学像に限られない。例えば、射出瞳の上端を通った光学像と下端を通った光学像との位置の固定対応点からのズレに基づいてデフォーカス量を算出する構成であってもよい。更には、左端と右端とを通った光学像の固定対応点からのズレおよび上端と下端とを通った光学像の固定対応点からのズレに基づいてデフォーカス量を検出する、クロスセンサを用いてもよい。
また、本実施形態では、画像データに基づいて顔が検出される構成であるが、顔以外の種類に属する撮影対象が検出される構成であってもよい。例えば、猫や犬などのような動物や、花などの植物などの撮影対象が検出される構成であってもよい。
また、本実施形態では、デジタル一眼レフカメラ10に適用しているが、画像データに基づいて主要な被写体を検出する機能、位相差AF機能を有するどのような種類のデジタルカメラにも適用可能である。