JP2018197812A - 撮像装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】種々の要因により生じる画像の劣化を抑制できるようにする。【解決手段】レンズユニット１００を透過して一次結像した被写体光を二次結像する測光レンズ２１３と、二次結像した被写体像の信号を出力する測光センサ２１４と、一次結像面の近傍に位置するＰＮ液晶パネル２０８とを備え、ＰＮ液晶パネル２０８を被写体としたときの測光センサ２１４の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定し、信頼性があると判定された場合、測光センサ２１４によるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値に対する重み付け係数を算出する。これにより、製造誤差、経時変化、温度変化、湿度変化等の種々の要因により生じる画像の劣化を抑制することが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、一眼レフカメラ等の撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。

一眼レフカメラ等の撮像装置には、撮影レンズの焦点状態を位相差検出方式により検出する焦点検出システムや、焦点検出板において拡散された光から被写界中に存在する人物等の被写体を検出する被写体検出システムが搭載されているものがある。これら焦点検出システムや被写体検出システムは、撮影レンズを透過して一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系と、二次結像光学系により二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子とにより構成される。焦点検出システムや被写体検出システムは、撮像素子の出力信号により生成される画像を用いて焦点状態の検出や被写体の検出を行う。

しかしながら、撮像装置のサイズやコストの制約により、二次結像光学系は少数のレンズによって構成され、軸上色収差等の収差を有することが多い。また、撮像装置の製造誤差、経時変化、温度変化、湿度変化等の種々の要因により二次結像光学系の結像性能が低下することがある。そのため、焦点検出システムや被写体検出システムにおいて用いられる画像の解像力が低下し、各システムの検出精度が低下するという問題がある。
このような問題に対して、例えば特許文献１には、光学系の温度変化による画質の劣化を抑えることを目的として、温度変化による光学系の結像状態の変化をＲ，Ｇ，Ｂの各原色信号に対する重みＷｒ，Ｗｇ，Ｗｂに変換して画像処理部に予め記憶しておき、温度測定素子の出力に応答して重みＷｒ，Ｗｇ，Ｗｂを適宜設定し、収差補正を行う構成が開示されている。

特開２０１２−３４１３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術は、温度変化による光学系の結像状態の変化のみを対象としている。
光学系の結像状態の変化の要因には、温度変化以外にも、製造誤差、湿度変化、経時変化等の要因による測光レンズやその保持部材の寸法変化等が存在する。そのため、特許文献１に開示された従来技術では、温度変化以外の要因により生じる画像の劣化を抑制することができないという課題があった。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、種々の要因により生じる画像の劣化を抑制できるようにすることを目的とする。

本発明の撮像装置は、一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系と、２種類以上の分光感度特性を有し、前記二次結像光学系により二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子と、一次結像面の近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定する判定手段と、前記判定手段により信頼性があると判定された場合、前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記撮像素子によって出力される各々の前記分光感度特性に対応する信号の重みを算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、種々の要因により生じる画像の劣化を抑制することが可能である。

実施形態に係る一眼レフカメラ内部の概略構成を示す図である。 ファインダ内表示を示す図である。 測光レンズの結像位置と測光センサの位置との関係を説明するための図である。 二次結像光学系のデフォーカス量ＤＥＦと結像状態ＩＰとの関係を示す特性図である。 結像状態と重み付け係数との関係を説明するための図である。 実施形態に係る一眼レフカメラの動作を示すフローチャートである。 図６のフローチャートにおける重み付け係数取得動作の詳細を示すフローチャートである。 結像状態算出の信頼性判定方法、及び結像状態算出方法を説明するための図である。 被写体と結像状態評価領域の出力値との関係を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る一眼レフカメラ（以下、カメラという）の概略構成を示す図である。
図１に示すように、カメラ本体２００には、レンズユニット（撮影レンズ）１００がマウント部のレンズ装着機構を介して着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気接点ユニット１０４が設けられている。カメラ本体２００は、レンズユニット１００と電気接点ユニット１０４を介して通信を行い、レンズユニット１００内のフォーカスレンズ１０１を制御する。なお、図１には、レンズユニット１００内のレンズとしてフォーカスレンズ１０１のみを示しているが、この他に変倍レンズや固定レンズが設けられる場合がある。

被写体からの光束は、レンズユニット１００を介してカメラ本体２００内のメインミラー２０１に導かれる。メインミラー２０１は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されて、被写体からの光束を上方のファインダ光学系に導く第１の位置（ミラーダウン：図示した位置）と、撮影光路外に退避する第２の位置（ミラーアップ）とに移動が可能である。
メインミラー２０１の中央部はハーフミラーになっており、メインミラー２０１が第１の位置の状態であるときには、被写体からの光束の一部が該ハーフミラー部を透過する。ハーフミラー部を透過した光束は、メインミラー２０１の背面側に設けられたサブミラー２０２で反射し、焦点検出装置２０３に導かれる。一方、メインミラー２０１で反射した光束は、撮像センサ２０５と光学的に共役な位置に配置された焦点検出板２０６上に一次結像する。焦点検出板２０６で拡散されて透過した光（被写体像）は、ファインダ視野枠２０７を通過し、ＰＮ液晶パネル（高分子分散液晶パネル）２０８を透過し、ペンタプリズム２１０によって正立像に変換される。正立像は、接眼レンズ２１１によって拡大され、撮影者により観察される。

ファインダ視野枠２０７は、焦点検出板２０６の近傍に配置されており、焦点検出板２０６で拡散されて透過した光の周辺部を遮光することによって撮像センサ２０５で撮像される領域を撮影者に視認させる。
ＰＮ液晶パネル２０８は、焦点検出板２０６の近傍に配置されており、焦点検出動作の状態表示や焦点検出領域を表示し、これらの情報を光学ファインダを覗いている撮影者に提示する。
ＰＮ液晶パネル用照明装置２０９は、ＰＮ液晶パネル２０８を照明し、ＰＮ液晶パネル２０８の表示を点灯させる。ＰＮ液晶パネル用照明装置２０９の光源色は、一般に赤色のものが用いられる。

焦点検出板２０６で拡散されて透過した光の一部は、測光用プリズム２１２で折り曲げられ、測光レンズ２１３を透過し、測光センサ２１４上に二次結像して、測光センサ２１４が受光する。信号処理部２２０は、ＣＰＵ２１７の制御下で、測光センサ２１４の出力信号に対して信号処理を施す。
ファインダ内表示部２１５は、絞り値やシャッタ速度等、カメラの各種撮影情報を表示する。ファインダ内表示部２１５からの光束は、ファインダ内表示部用プリズム２１６で折り曲げられ、ペンタプリズム２１０、接眼レンズ２１１を透過し、撮影者により観察される。

メインミラー２０１が第２の位置にアップした際には、サブミラー２０２もメインミラー２０１に対して折り畳まれて撮影光路外に退避する。これにより、レンズユニット１００からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２０４を通過し、撮像センサ２０５に至る。フォーカルプレーンシャッタ２０４は、撮像センサ２０５に入射する光量を制限する。撮像センサ２０５は、電気信号を出力するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、レンズユニット１００により形成された被写体像を光電変換して画像を生成する。

カメラ本体２００は、カメラ全体の制御を司るＣＰＵ２１７を有する。ＣＰＵ２１７は、電気接点ユニット１０４を介して、レンズユニット１００内のレンズ制御回路１０３と通信を行う。レンズ制御回路１０３は、ＣＰＵ２１７からの信号に応じてレンズ駆動機構１０２を制御し、フォーカスレンズ１０１を光軸方向に駆動してピント合わせを行う。レンズ駆動機構１０２は、ステッピングモータを駆動源として有する。
また、ＣＰＵ２１７には、記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ２１８が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２１８は、カメラを制御する上で調整が必要なパラメータや、カメラ個体の識別を行うための固有の情報であるカメラＩＤ（識別）情報や、カメラの製造工程において取得された撮影に関するパラメータの調整値等を記憶している。
また、ＣＰＵ２１７には、撮影者が意思をカメラに伝えるための不図示の操作検出部が接続されている。操作検出部は、レリーズボタンや選択ボタン等の操作を検出する。
外部表示部２１９は、撮像センサ２０５で撮像された画像データや撮影者が設定する項目等を表示するための表示装置であり、一般にはカラーの液晶表示素子により構成される。ＣＰＵ２１７に接続される不図示の表示制御部は、外部表示部２１９、ファインダ内表示部２１５、ＰＮ液晶パネル２０８の表示及びＰＮ液晶パネル用照明装置２０９の光源を制御する。

図２は、ファイダ内表示を示す図であり、接眼レンズ２１１を通して撮影者が視認できる表示を表わす。
２３０はＰＮ液晶パネル２０８により表示される焦点検出領域である。焦点検出動作は一般的に複数の領域で検出動作が可能であり、本実施形態では、図２に示すように、１９点の焦点検出領域２３０が配置されている。２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃは焦点検出領域２３０のうちそれぞれ中央１点、左端１点、右端１点の焦点検出領域である。
２３１は測光センサ２１４の感度領域に対応した測光領域であり、撮影者は不可視である。
ＰＮ液晶パネル２０８は、各焦点検出領域２３０とその他の領域に電極パターンを有しており、各電極パターンに印加する電圧を制御することにより、各電極パターンの透明、不透明を独立に切り替えることが可能である。電圧が印加されていない電極パターンの領域は、ＰＮ液晶パネル２０８の液晶部材の屈折率が一様でないことから、光の散乱を生じ、外観上不透明の状態となる。一方、電圧が印加されている電極パターンの領域は、ＰＮ液晶パネル２０８の液晶部材の屈折率が一様となるので、透明の状態となる。ＰＮ液晶パネル２０８の不透明領域は、焦点検出板２０６で拡散されて透過した被写体光を遮光する。一方、ＰＮ液晶パネル２０８の透明領域では、被写体光がそのまま透過する。これにより、ＰＮ液晶パネル２０８の透明領域と不透明領域との間にコントラストが生じ、光学ファインダを覗いている撮影者は、ＰＮ液晶パネル２０８の表示を視認することができる。
また、ＰＮ液晶パネル用照明装置２０９がＰＮ液晶パネル２０８を照明するとき、ＰＮ液晶パネル２０８の不透明領域では、ＰＮ液晶パネル用照明装置２０９の照明光が拡散される。一方、ＰＮ液晶パネル２０８の透明領域では、ＰＮ液晶パネル用照明装置２０９の照明光は拡散されない。これにより、光学ファインダを覗いている撮影者は、ＰＮ液晶パネル２０８の表示を視認することができる。
ＰＮ液晶パネル２０８の不透明領域で遮光され、透明領域を透過した被写体光やＰＮ液晶パネル２０８の不透明領域で拡散されたＰＮ液晶パネル用照明装置２０９の照明光の一部は、測光レンズ２１３を透過し、測光センサ２１４に導かれる。

次に、本実施形態に係るカメラの焦点調整動作について説明する。
焦点調整動作は、焦点検出装置２０３により行われる位相差検出方式の焦点検出動作と、被写体に対して、自動的にフォーカスレンズ１０１を合焦位置に駆動するレンズ駆動動作とを含む。
焦点検出領域を選択する方法は、任意選択モード及び自動選択モードの２種類に分けられ、撮影者により選択される。
任意選択モードとは、撮影者が撮影範囲内の焦点を合わせたい位置に対応する１つの焦点検出領域を任意に選択するモードである。図２において、例えば１９点のうち１点の焦点検出領域２３０を任意選択した状態では、対応する焦点検出領域２３０のみが表示され、他の１８点の焦点検出領域２３０は非表示となり、撮影者は選択した焦点検出領域２３０のみを視認できる。
自動選択モードとは、各焦点検出領域の焦点状態の検出結果から所定のアルゴリズムに則り、焦点検出領域が自動的に選択されるモードである。自動選択モードでは、後述する被写体検出動作の結果に基づいて、被写体優先自動選択又は通常の自動選択がなされる。被写体検出動作の結果、被写界中に人物の顔等の所定の被写体が存在する場合には、該被写体の位置に対応する焦点検出領域を選択する被写体優先自動選択がなされる。その他の場合は、各焦点検出領域において算出したデフォーカス量から、各領域の中で最もカメラ側に近い被写体や明暗差（コントラスト）が高い被写体の位置に対応した焦点検出領域を選択する通常の自動選択がなされる。

次に、本実施形態に係るカメラの露出制御動作について説明する。
露出制御動作は、後述する測光動作により算出された露出制御値に基づいて、レンズユニット１００内の不図示の開口絞りの制御値又はフォーカルプレーンシャッタ２０４のシャッタ速度制御値を設定する。該制御値によって、被写体に対して適正な光量が撮像センサ２０５に到達し、所望の明るさの写真を撮影することが可能である。
測光動作は、測光レンズ２１３、測光センサ２１４及び信号処理部２２０を用いて行われる。
測光センサ２１４は、２種類以上の分光感度特性を有しており、例えば画素ピッチが約６ｕｍの横６４０×縦４８０画素の高画素のＣＣＤであって、ベイヤー配列又はストライプ配列にＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタが画素上に配置されている。
信号処理部２２０は、測光センサ２１４の出力に対して、ＹＵＶ変換処理を行うことで、被写界の輝度信号及び色差信号が取得可能となっており、露出制御値演算に用いられることとなる。また、信号処理部２２０は、測光センサ２１４の出力に対して、適宜Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号に対する重みを変更して合成することで被写体検出用の信号が取得可能となっており、被写体検出に用いられることになる。
測光レンズ２１３は、例えば結像倍率０．１５倍のレンズであり、焦点検出板２０６で拡散されて透過した光を測光センサ２１４上に二次結像する。
測光領域２３１は、測光センサ２１４が観察可能な被写体像の領域であって、かつ、測光動作において被写体像の輝度値を取得する領域である。図２に示すように、測光領域２３１は、ファインダ視野枠２０７の開口の内側の領域である。測光動作では、測光領域２３１を横２０×縦２０の粗い分割（１領域は３２×２４画素となる）で区切って生成される低画素の画像（４００画素）を用いる。４００画素のＲＧＢセンサ出力値から輝度値を算出した後、各々の領域の和や平均値から被写界輝度の検出を可能としている。測光センサ２１４から得られた横２０×縦２０分割分の被写界輝度値に対して、主要被写体に適正な露光を行うため、選択された焦点検出領域２３０を中心とした所定の重み付け演算によって露出制御値が算出される。

ここで、図３及び図４を参照して、測光レンズ２１３の結像性能について説明する。
図３は、測光レンズ２１３の結像位置と測光センサ２１４の位置との関係を説明するための図である。
測光レンズ２１３はカメラのサイズやコストの制約により、１枚又は２枚のレンズで構成されることが多く、その場合には軸上色収差等の収差が発生する。
図３におけるＦｒ，Ｆｇ，Ｆｂは、それぞれ測光センサ２１４が有するＲ，Ｇ，Ｂの各色の主波長と対応した波長の光線の光軸上の結像位置を示す。波長の長さは、Ｂ＜Ｇ＜Ｒであり、また、測光レンズ２１３は波長が短い光線ほど屈折率が高い特徴を有する。そのため、Ｇの結像位置Ｆｇよりも測光レンズ２１３に近い側にＢの結像位置Ｆｂが、測光レンズ２１３に対して遠い側にＲの結像位置Ｆｒが存在する。このような現象を一般に軸上色収差という。
測光レンズ２１３のデフォーカス量ＤＥＦは、測光センサ２１４の表面に対するＧの結像位置Ｆｇのずれ量と定義する。デフォーカス量ＤＥＦは、結像位置Ｆｇが測光センサ２１４の表面よりも測光レンズ２１３に近いときを正とし、遠いときを負とする。
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ状態ａ、状態ｂにおける光軸上の結像状態を示す。状態ａは、設計上の測光レンズ２１３の結像位置と測光センサ２１４の位置との関係であり、ＤＥＦ＝０の状態である。製造工程において、ＤＥＦ＝０となるように測光センサ２１４と測光レンズ２１３の位置関係が不図示の保持部材等によって位置調整されて固定される。一方、状態ｂは、製造誤差、経時変化、温度変化、湿度変化等の種々の要因によりＤＥＦ＝ｄｒとなった状態である。ｄｒは結像位置Ｆｒと測光センサ２１４の表面の位置とが一致するときのＤＥＦの値であり、ｄｒ＞０である。

図４は、デフォーカス量ＤＥＦと結像状態ＩＰ（Imaging Performance）との関係を示す特性図である。図４において、横軸はデフォーカス量ＤＥＦであり、縦軸は結像状態ＩＰである。
結像状態ＩＰとは、測光レンズ２１３と測光センサ２１４によって再現されるＲ，Ｇ，Ｂ各色の解像力を表わしており、便宜上Ｇの解像力の最大値で割っている。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の結像状態ＩＰをそれぞれＩＰｒ，ＩＰｇ，ＩＰｂという。状態ａでは、ＤＥＦ＝０であるため、ＩＰｇが最大値（１００％）となっている。一方、状態ｂでは、ＤＥＦ＝ｄｒであるため、ＩＰｒが最大値となっている。

次に、本実施形態に係るカメラの被写体検出動作について説明する。
被写体検出動作は、測光センサ２１４の出力を用いて行われる。そのため、測光領域２３１が被写体検出範囲となる。被写体検出動作では、より小さな被写体像を検出するため、測光センサ２１４の出力から生成される横６４０×縦４８０画素（約３０万画素）の高画素の被写体検出用画像を用いる。
また、本実施形態では、被写体検出動作の検出の対象として、人物の顔を検出することを例として説明を行う。人物の顔を検出する方法は様々な方法が存在するが、測光センサ２１４の出力から得られる被写体検出用画像に基づいて、目、鼻又は口等の顔の特徴部を抽出して顔か否かを判定する方法を用いる。
被写体検出用画像は、測光センサ２１４によるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値に後述する重み付け係数を掛け合わせて算出した被写体検出用の信号により生成される。解像力の高い色に大きな重み付けをすることにより、被写体検出用画像の解像力は高くなり、被写体検出の精度が高くなる。そこで、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の重み付け係数Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂを、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の結像状態ＩＰであるＩＰｇ，ＩＰｒ，ＩＰｂの数値から、以下の重み付け係数算出式に従って決定する。
Ｗｒ＝ＩＰｒ／（ＩＰｒ+ＩＰｇ+ＩＰｂ）
Ｗｇ＝ＩＰｇ／（ＩＰｒ+ＩＰｇ+ＩＰｂ）
Ｗｂ＝ＩＰｂ／（ＩＰｒ+ＩＰｇ+ＩＰｂ）

図５は、結像状態と重み付け係数との関係を説明するための図である。
重み付け係数の初期値として、状態ａでのＩＰｇ，ＩＰｒ，ＩＰｂの数値から算出された重み付け係数Ｗｒ，Ｗｇ，ＷｂがＥＥＰＲＯＭ２１８に記憶されている。したがって、撮影時におけるカメラが状態ａである場合、解像力の高い被写体検出用画像が生成される。
しかしながら、製造誤差、経時変化、温度変化、湿度変化等の種々の要因により撮影時のカメラが状態ｂである場合、状態ａでの重み付け係数Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂを用いると、解像力の低い色に重み付けがされた被写体検出用画像が生成される。そのため、被写体検出用画像の解像力が低下し、被写体検出の精度も低下してしまうこととなる。
そこで、本実施形態では、撮影前にＲ，Ｇ，Ｂ各色の結像状態ＩＰ（ＩＰｒ，ＩＰｇ，ＩＰｂ）を算出し、これらの値から重み付け係数を算出する重み付け係数取得動作を行うことにより、被写体検出用画像の改質処理を施し、劣化を抑制する。

図６乃至図９を参照して、本実施形態に係るカメラの撮影動作を説明する。
図６は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
ステップＳ６０１でカメラの電源がＯＮになると、ステップＳ６０２に移る。カメラの電源がＯＮになるまで、ステップＳ６０１が繰り返される。
ステップＳ６０２で、ＣＰＵ２１７は、撮影者によってレリーズボタンが半押しされたか（ＳＷ１がＯＮか）否かを確認する。レリーズボタンが半押しされたことを確認すると、ステップＳ６０３に移る。レリーズボタンが半押しされたことが確認されるまで、ステップＳ６０２が繰り返される。

ステップＳ６０３で、ＣＰＵ２１７は、撮影者が設定した焦点検出領域を選択する方法が自動選択モードであるか否かを判定する。自動選択モードが設定されている場合、ステップＳ６０４に移る。一方、自動選択モードが設定されていない、すなわち任意選択モードが設定されている場合、ステップＳ６０９に移る。
ステップＳ６０４で、ＣＰＵ２１７の制御下、重み付け係数を算出する重み付け係数取得動作が行われる。重み付け係数取得動作の詳細は後述する。重み付け係数取得動作が完了すると、ステップＳ６０５に移る。
ステップＳ６０５で、ＣＰＵ２１７の制御下、被写体検出動作が行われる。このとき、ステップＳ６０４において取得された重み付け係数により被写体検出用画像が生成される。被写体検出動作が完了すると、ステップＳ６０６に移る。

ステップＳ６０６で、ＣＰＵ２１７は、ステップＳ６０５における被写体検出動作の結果、被写界中に所定の被写体が存在するか否かを判定する。所定の被写体が存在する場合、ステップＳ６０７に移る。一方、所定の被写体が存在しない場合、ステップＳ６０８に移る。
ステップＳ６０７で、ＣＰＵ２１７の制御下、既述した被写体優先自動選択による焦点調整動作が行われる。焦点調整動作が完了すると、ステップＳ６１０に移る。
ステップＳ６０８で、ＣＰＵ２１７の制御下、既述した通常の自動選択による焦点調整動作が行われる。焦点調整動作が完了すると、ステップＳ６１０に移る。
ステップＳ６０９で、ＣＰＵ２１７の制御下、既述した任意選択による焦点調整動作が行われる。焦点調整動作が完了すると、ステップＳ６１０に移る。

ステップＳ６１０で、ＣＰＵ２１７の制御下、露出制御動作が行われる。露出制御動作が完了すると、ステップＳ６１１に移る。
ステップＳ６１１で、ＣＰＵ２１７は、撮影者によってレリーズボタンが全押しされたか（ＳＷ２がＯＮか）否かを確認する。レリーズボタンが全押しされたことを確認すると、ステップＳ６１２に移る。レリーズボタンが全押しされたことが確認されるまで、ステップＳ６１１が繰り返される。
ステップＳ６１２では、ＣＰＵ２１７の制御下、ミラーアップ動作が行われる。メインミラー２０１及びサブミラー２０２が第２の位置に退避すると、ステップＳ６１３に移る。ステップＳ６０１乃至Ｓ６１２において、レンズユニット１００の絞りは開放状態である。
ステップＳ６１３で、ＣＰＵ２１７の制御下、撮影動作が行われる。ＣＰＵ２１７は、不図示のシャッタ制御部、絞り駆動部、撮像センサ制御部に各々信号を送信する。撮像センサ２０５はレンズユニット１００によって投影された被写体像を光電変換し、アナログ信号を出力する。撮像センサ２０５に出力されたアナログ信号は、不図示の撮像センサ制御部及び画像処理部により処理され、撮影画像が生成される。撮影動作が完了すると、カメラの全体フローは完了する。

図７は、ステップＳ６０４における重み付け係数取得動作の詳細を示すフローチャートである。以下、焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ付近に対応した被写体光を用いた重み付け係数取得動作を例にとって説明する。
ステップＳ７０１で、ＣＰＵ２１７の制御下、ＰＮ液晶パネル２０８が焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃを表示する。
ステップＳ７０２で、ＣＰＵ２１７の制御下、測光センサ２１４により取得された信号が出力される。測光センサ２１４により取得された測光領域２３１の信号が出力されると、ステップＳ７０３に移る。

ステップＳ７０３で、ＣＰＵ２１７は、結像に関する信頼性として、結像状態算出の信頼性を判定する。図８は、本実施形態における結像状態算出の信頼性判定方法、及び結像状態算出方法を説明するための図である。図８（ａ）は、接眼レンズ２１１を通して撮影者が視認できる表示の全体であり、図８（ｂ）は、結像状態算出用画像の一部の領域８０１（８０１ａ〜８０１ｃ）の拡大図である。図８（ｃ）は、結像状態評価領域８０２におけるある列のＧの出力値の一例であり、図８（ｄ）は、図８（ｃ）における出力値を規格化したものである。
ＣＰＵ２１７の制御下で、ステップＳ７０２において出力された測光領域２３１の信号から結像状態算出用画像を生成する。図８（ａ）に示すように、ステップＳ７０１においてＰＮ液晶パネル２０８の焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが表示されているので、不透明領域（焦点検出領域を表わす枠）と透明領域との境界において明暗差が発生している。結像状態ＩＰの算出にはこの明暗差を利用するために、結像状態評価領域８０２の出力値が用いられる。結像状態評価領域８０２は、透明領域８０２ａ、境界領域８０２ｂ、不透明領域８０２ｃに分けられる。

結像状態算出の信頼性判定には、透明領域８０２ａを判定領域としてその出力値が用いられる。結像状態算出の信頼性判定は、焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃごとに行われる。例えば焦点検出領域２３０ａにおいて、透明領域８０２ａのＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の平均値及び標準偏差（ばらつき）が算出される。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の平均値が色ごとに設定された閾値より大きく、かつ、各色の出力値の標準偏差が色ごとに設定された閾値より小さい場合、焦点検出領域２３０ａは信頼性ありと判定され、その他の場合は信頼性なしと判定される。焦点検出領域２３０ｂ、２３０ｃにおいても同様に信頼性判定が行われる。
焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃのうち少なくともいずれか一つが信頼性ありと判定された場合、ステップＳ７０４に移る。一方、焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃの全てが信頼性なしと判定された場合、重み付け係数取得動作を完了する。この場合、重み付け係数は更新されない。

ステップＳ７０４で、ＣＰＵ２１７は、結像状態ＩＰを算出する。結像状態ＩＰは、ステップＳ７０３において信頼性ありと判定された各焦点検出領域において算出される。例えば焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂが信頼性ありと判定されたと仮定して説明する。図８（ｃ）は、焦点検出領域２３０ａにおける不透明領域と透明領域との境界線に垂直な方向（図８（ｂ）中の矢印の方向）に読み出した、ある列のＧの出力値ｙｇ_rawの一例である。ｙｇ_traは透明領域８０２ａにおけるｙｇ_rawの平均値であり、ｙｇ_perは不透明領域８０２ｃにおけるｙｇ_rawの平均値である。図８（ｄ）で示されるｙｇは、以下の式により規格化されたＧの出力値である。
ｙｇ＝（ｙｇ_raw−ｙｇ_per）／（ｙｇ_tra−ｙｇ_per）
このように規格化する理由は、被写体光の明るさの影響をなくして正しく結像状態ＩＰを算出するためである。

各列において隣り合う画素のｙｇの差の最大値Δｙｇ_maxを算出する。Δｙｇ_maxが大きいほど、解像力が高いと評価できるためである。ここで、Δｙｇ_maxを算出する際の対象領域は、境界領域８０２ｂのみならず、透明領域８０２ａ及び不透明領域８０２ｃも含むようにしている。測光センサ２１４に形成される境界線の像が製造誤差によってずれた場合でも、境界領域８０２ｂが境界線の像を包含するために、十分広く設ける必要があるためである。
次に、複数の列におけるΔｙｇ_maxの平均値ａｖｅ（Δｙｇ_max）を算出する。その後、製造工程においてＥＥＰＲＯＭ２１８に記録された、ＤＥＦ＝０におけるａｖｅ（Δｙｇ_max）で割り、規格化することにより、Ｇの結像状態ＩＰであるＩＰｇが算出される。ＩＰｒ，ＩＰｂについても同様に各列の隣り合う画素の変化量の最大値の平均値ａｖｅ（Δｙｒ_max），ａｖｅ（Δｙｂ_max）が算出され、以下のＩＰ算出式により結像状態ＩＰが算出される。
ＩＰｒ＝｛ａｖｅ（Δｙｒ_max）｝／｛ＤＥＦ＝０におけるａｖｅ（Δｙｇ_max）｝
ＩＰｇ＝｛ａｖｅ（Δｙｇ_max）｝／｛ＤＥＦ＝０におけるａｖｅ（Δｙｇ_max）｝
ＩＰｂ＝｛ａｖｅ（Δｙｂ_max）｝／｛ＤＥＦ＝０におけるａｖｅ（Δｙｇ_max）｝
焦点検出領域２３０ｂにおいても同様に各色の結像状態ＩＰが算出される。そして、各焦点検出領域２３０ａ、２３０ｂの各色の結像状態ＩＰを平均することにより、各色の結像状態ＩＰが算出される。各色の結像状態ＩＰが算出されると、ステップＳ７０５に移る。

ステップＳ７０５で、ＣＰＵ２１７は、重み付け係数を算出する。重み付け係数Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂは、ステップＳ７０４において算出された各色の結像状態ＩＰから重み付け係数算出式を用いて算出される。重み付け係数が算出されると、ステップＳ７０６に移る。
ステップＳ７０６で、ＣＰＵ２１７は、ステップＳ７０５において算出した重み付け係数をＥＥＰＲＯＭ２１８に格納する。重み付け係数を格納すると、重み付け係数取得動作は完了する。

ここで、ステップＳ７０３における結像状態算出の信頼性判定について説明する。
信頼性ありと判定する要件として、焦点検出領域２３０ａ〜２３０ｃの透明領域８０２ａにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の平均値がそれぞれ閾値より大きいことを設けている。これは、各色の解像力を正しく評価するのに必要な出力値となっていることを要件とするためである。

また、信頼性ありと判定する要件として、焦点検出領域２３０ａ〜２３０ｃの透明領域８０２ａにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の標準偏差がそれぞれ閾値より小さいことを設けている。これは、次に述べる観点から、各色の解像力を正しく評価できるようにするためである。
以下、図９を参照して、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の標準偏差に基づいて信頼性を判定する理由を具体的に説明する。図９は、被写体と結像状態評価領域８０２の出力値との関係を説明するための図である。
ステップＳ７０３の信頼性判定では、レンズユニット１００の絞りが開放状態であり、また、被写体からの光束がファインダ光学系に導かれるミラーダウンの状態にある。すなわち、ステップＳ７０３の信頼性判定は、測光センサ２１４に外光（カメラの外からの光）を取り込んだ状態で行われる。したがって、撮影環境によって、透明領域８０２ａに、出力値のばらつきが大きい被写体が写り込んでいる場合や、逆に一様な色面である被写体が写り込んでいる場合がある。

まず、透明領域８０２ａに、出力値のばらつきが大きい被写体が写り込んでいる場合を考える。図９（ａ）は、被写体が市松模様である場合に取得された結像状態算出用画像の一部の領域８０１の拡大図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）の結像状態評価領域８０２におけるある列のＧの出力値ｙｇ_rawを規格化したｙｇの値である。市松模様のような出力値のばらつきの大きい被写体像を含む結像状態算出用画像を用いると、結像状態ＩＰが適切に算出されない場合がある。図９（ｃ）中のΔｙｇ_a、Δｙｇ_bは、それぞれ透明領域８０２ａ、境界領域８０２ｂにおいて隣り合う画素のｙｇの差の最大値である。被写体光の明暗差が大きくΔｙｇ_a＞Δｙｇ_bとなるとき、Δｙｇ_max＝Δｙｇ_aとなる。この場合、レンズユニット１００の結像性能や焦点状態に影響された結像状態ＩＰが算出されるため、測光レンズ２１３と測光センサ２１４によって再現される各色の解像力を正しく評価することができない。そこで、透明領域８０２ａにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の標準偏差がそれぞれ閾値以上のときは、信頼性なしと判定する。

次に、透明領域８０２ａに、一様な色面である被写体が写り込んでいる場合を考える。図９（ｂ）は、被写体が一様な白色面である場合に取得された結像状態算出用画像の一部の領域８０１の拡大図である。図９（ｄ）は、図９（ｂ）の結像状態評価領域８０２におけるある列のＧの出力値ｙｇ_rawを規格化したｙｇの値である。Δｙｇ_maxは、境界領域８０２ｂにおいて隣り合う画素のｙｇの差の最大値となるため、算出されたＩＰから、測光レンズ２１３と測光センサ２１４によって再現される各色の解像力を正しく評価することができる。そこで、透明領域８０２ａにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の標準偏差がそれぞれ閾値より小さいときは、信頼性ありと判定する。

以上のように、カメラは、レンズユニット１００を透過して一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系である測光レンズ２１３と、二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子である測光センサ２１４と、一次結像面の近傍に位置する近傍部材であるＰＮ液晶パネル２０８とを備える。そして、ＰＮ液晶パネル２０８を被写体としたときの測光センサ２１４の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定し、信頼性があると判定された場合、測光センサ２１４によるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値に対する重み付け係数を算出する。これにより、製造誤差、経時変化、温度変化、湿度変化等の種々の要因により生じる画像の劣化を抑制することが可能である。特に算出した重み付け係数を用いて被写体検出用画像の改質を行うことにより、被写体検出の精度の低下を防止することが可能である。

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
例えば上記実施形態では、結像状態算出の信頼性判定を、透明領域８０２ａにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の出力値の平均値及び標準偏差の両方に基づくものとしたが、いずれか一方だけに基づくようにしてもよい。
また、上記実施形態では、測光レンズ２１３により得られる被写体検出用画像を対象とする画像の改質処理について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、改質する対象をその他の画像とすることも可能である。
また、上記実施形態では、一次結像面近傍部材としてＰＮ液晶パネル２０８を用いるものとして説明したが、ファインダ視野枠２０７や焦点検出板２０６を用いるようにしてもよい。
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：レンズユニット
２００：カメラ本体
２０６：焦点検出板
２０７：ファインダ視野枠
２０８：ＰＮ液晶パネル
２１３：測光レンズ
２１４：測光センサ
２１７：ＣＰＵ

Claims (11)

1. 一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系と、
   ２種類以上の分光感度特性を有し、前記二次結像光学系により二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子と、
   一次結像面の近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定する判定手段と、
   前記判定手段により信頼性があると判定された場合、前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記撮像素子によって出力される各々の前記分光感度特性に対応する信号の重みを算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記判定手段は、前記撮像素子により得られる画像の一部の領域である判定領域での出力信号に基づいて、前記信頼性を判定し、
   前記算出手段は、前記判定手段により信頼性があると判定された前記判定領域を含む領域の出力信号に基づいて、前記重みを算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記判定領域が複数あることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記判定手段による判定は、前記撮像素子に該撮像装置の外からの光を取り込んだ状態で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記判定手段は、前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号により算出される出力値の大きさ、及び前記出力値のばらつきのうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記信頼性を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記近傍部材は、一次結像した被写体光を拡散する焦点検出板、前記焦点検出板で拡散されて透過した光の周辺部を遮光する枠、及び撮影に関する情報を表示する表示装置のうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記近傍部材は、透明及び不透明を切り替えることができ、撮影に関する情報を表示する表示装置であり、
   前記判定手段は、前記表示装置の透明領域での前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記信頼性を判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記算出手段により算出される前記重みを用いて、前記撮像素子の出力信号により被写体検出用の画像が生成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記算出手段は、
   前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて各々の前記分光感度特性に対応した解像力を算出し、
   前記解像力が高い前記分光感度特性ほど、前記重みを大きくすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系と、２種類以上の分光感度特性を有し、前記二次結像光学系により二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子とを備えた撮像装置の制御方法であって、
    一次結像面の近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにより信頼性があると判定された場合、前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記撮像素子によって出力される各々の前記分光感度特性に対応する信号の重みを算出する算出ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. 一次結像した被写体光を二次結像する二次結像光学系と、２種類以上の分光感度特性を有し、前記二次結像光学系により二次結像した被写体像の信号を出力する撮像素子とを備えた撮像装置を制御するためのプログラムであって、
    一次結像面の近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、結像に関する信頼性を判定する処理と、
    前記判定により信頼性があると判定された場合、前記近傍部材を被写体としたときの前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記撮像素子によって出力される各々の前記分光感度特性に対応する信号の重みを算出する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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