JP5161712B2 - 撮像装置、及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

近年、いわゆるデジタルカメラとして、撮影レンズを交換する機能を有さないデジタルコンパクトカメラと、撮影レンズを交換する機能を有するデジタル一眼レフカメラとの２つが広く普及している。

デジタルコンパクトカメラは、撮像センサで撮像された被写体の画像が液晶表示器に表示されるようにする電子ファインダーモード（ライブビューモード）を有することが一般的である。デジタルコンパクトカメラでは、撮像センサで撮像された被写体の画像を用いて、被写体の顔を検出し、その顔の位置にピントを合わせたり、その顔に露出をあわせたりすることが行われている。

特許文献１に記載された撮像装置では、撮影画像内を複数の領域に分割し、各分割領域について人物らしさを示す特徴得点を算出することにより、撮影画像内における人物を検出することが提案されている。

特許文献２に記載されたデジタルカメラでは、記録用に取得した画像データに対して人物の顔領域を抽出して、抽出した顔領域の輝度値が適正な値になるように画像データを補正することが提案されている。
特開２００２−２９８１３８号公報 特開２００４−１５３３１５号公報

一方、デジタル一眼レフカメラは、従来の銀塩一眼レフカメラの流れを汲み、特許文献１や特許文献２に示されるカメラと異なる構造をしている。すなわち、デジタル一眼レフカメラでは、撮影レンズを通過した光を測光センサと撮像センサとへ選択的に導くような構造をしている。

デジタル一眼レフカメラでは、撮影前に、光学ファインダーへ光を導きながら、その光の一部を測光センサへ導き、測光センサにより撮像された被写体の画像を用いて被写体（人物）の顔を検出することが多い。デジタル一眼レフカメラでは、撮影時に、光学ファインダーへの光を遮断するとともに撮像センサへ光を導き、撮像センサにより被写体を撮像することにより、被写体の画像を取得する。

デジタル一眼レフカメラにおいて被写体（人物）の顔を検出する方法について、図２２を用いて具体的に説明する。図２２は、デジタル一眼レフカメラ９００の構成を示す図である。

デジタル一眼レフカメラ９００は、カメラボディ９０１、ミラー９０２、ペンタプリズム９０３、ピント板９０４、接眼レンズ９０５、シャッター９０６、撮像センサ（第１の撮像センサ)９０７、及び表示装置９０８を備える。デジタル一眼レフカメラ９００は、測光センサ（第２の撮像センサ）９１０、測光レンズ９０９、撮影レンズ９２０、及び絞り９２１を備える。

撮影レンズ９２０及び絞り９２１は、カメラボディ９０１に着脱可能である。絞り９２１は、撮影レンズ９２０を通過した後にミラー９０２へ導かれる光の量を調整する。

ミラー９０２は、下がった状態において、撮影レンズ９２０を通過した光束を、ペンタプリズム９０３及び接眼レンズ９０５経由で光学ファインダー（図示せず）へ導くとともに、ペンタプリズム９０３及び測光レンズ９０９経由で測光センサ９１０へ導く。この測光センサ９１０により被写体を撮像して得られた画像から、被写体の顔を検出する処理を行う。

ミラー９０２は、上がった状態において、撮影レンズ９２０を通過した光束を、シャッター９０６が開かれた際に、撮像センサ９０７へ導く。撮像センサ９０７により撮像された画像が表示装置９０８に表示される。

この様な構成のデジタル一眼レフカメラ９００では、連続撮影を行う場合、撮影時にミラー９０２が上がり、撮影レンズ９２０を通過した光束が撮像センサ９０７上で結像される。このため、デジタル一眼レフカメラ９００では、撮影が終了しミラー９０２が下がった状態になるまで、測光センサ９１０に被写体の像が形成されないので、被写体の顔を検出する処理が次の撮影処理に間に合わなくなってしまう。

また、デジタル一眼レフカメラ９００では、連続撮影を行う場合、測光センサ９１０により被写体を撮像するための時間が短くなると、それにより得られた画像の画質が低下することがある。この場合、被写体の顔を検出する処理における検出精度が低くなる。

本発明の目的は、複数の撮像センサへ選択的に光を導く撮像装置において、光を導くべき撮像センサを切り替える際に、被写体の属性を検出する処理が次の撮影処理に間に合うようにするとともに、被写体の属性を検出するための精度を向上することにある。

本発明の第１側面に係る撮像装置は、撮影レンズを通過した光を受けて画像信号を生成する第１の撮像センサおよび第２の撮像センサと、前記撮影レンズを通過した光を前記第１の撮像センサへ導く第１の状態と、前記撮影レンズを通過した光を前記第２の撮像センサへ導く第２の状態との間で切り替わる切り替え手段と、前記第１の撮像センサで生成された画像信号と、前記第２の撮像センサで生成された画像信号のいずれかを選択的に用いて被写体の位置を検出する検出手段と、前記第２の撮像センサで生成された画像信号に基づいて、露出値を調節する露出制御手段と、前記検出手段で検出された前記被写体の位置に基づいて、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点制御手段と、を備え、前記第１の撮像センサで連続して画像信号を生成する連写を行う前、および、連写を行う際のいずれにおいても、前記露出制御手段による前記露出値の調節および前記焦点制御手段による前記撮影レンズの焦点の調節が行われるものであり、前記連写を行う前は、前記切り替え手段は前記第２の状態となり、前記検出手段は前記第２の撮像センサで生成される画像信号を用いて前記被写体の位置を検出し、前記連写を行う際は、前記切り替え手段は前記第１の状態と前記第２の状態との間で繰り返し切り替わり、前記検出手段は前記切り替え手段が前記第１の状態にあるときに前記第１の撮像センサで生成される画像信号を用いて被写体の位置を検出することを特徴とする。

本発明によれば、複数の撮像センサへ選択的に光を導く撮像装置において、光を導くべき撮像センサを切り替える際に、被写体の属性を検出する処理が次の撮影処理に間に合うようにできるとともに、被写体の属性を検出するための精度を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置ＩＳについて、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置ＩＳの構成を示す図である。

撮像装置ＩＳは、第１のモードと第２のモードとを有する。第１のモードは、被写体を撮影するためのモードである。第２のモードは、後述の光学ファインダーで被写体を観察するためのモードである。撮像装置ＩＳは、例えば、デジタル一眼レフカメラである。

撮像装置ＩＳは、カメラ本体１００とレンズユニット２００とを備える。レンズユニット２００は、カメラ本体１００に対して着脱可能である。

次に、カメラ本体１００の構成を説明する。カメラ本体１００は、次の構成要素を備える。

主ミラー（切り替え部）１は、レンズユニット２００における撮影レンズ２０１、第１の撮像センサ１４、及び第２の撮像センサ７の間に配されている。主ミラー１は、ファインダー観察状態（第２のモード）において撮影光路内に斜設され、撮影状態（第１のモード）において撮影光路外に退避する。主ミラー１は、ハーフミラーとなっており、撮影光路内に斜設されているとき、後述する焦点検出光学系へ被写体からの光線の一部を透過させる。ここで、撮影光路は、撮影レンズ２０１を通り第１の撮像センサ１４へ至る光の経路である。すなわち、主ミラー（切り替え部）１は、撮影レンズ２０１を通過した光を第１の撮像センサ１４へ導く第１のモードと、撮影レンズ２０１を通過した光を第２の撮像センサ７へ導く第２のモードとを切り替える。

ピント板２には、撮影レンズ２０１により形成された被写体の像が投影される。

サブミラー３は、主ミラー１と同様に、ファインダー観察状態（第２のモード）において撮影光路内に斜設され、撮影状態（第１のモード）において撮影光路外に退避する。このサブミラー３は、斜設された主ミラー１を透過した光線を下方に折り曲げて、焦点検出ユニット８へ導く。

ペンタプリズム４は、主ミラー１から光を受けて、受けた光をピント板２、アイピース５及び第２の結像レンズ６へ導く。

アイピース５は、ペンタプリズム４から受けた光を外部へ導く。これにより、ユーザは、アイピース５を介してピント板２に投影された被写体の像を観察することができる。

結像レンズ６は、ペンタプリズム４から受けた光を第２の撮像センサ７へ導く。

第２の撮像センサ７は、被写体の輝度を測定するために用いられる。第２の撮像センサ７は、撮影レンズ２０１を通過した光を受けて、第２の画像信号を生成する。第２の撮像センサ７は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。第２の撮像センサ７は、第２の画像信号をＡ／Ｄ変換器１６へ供給する。

焦点検出ユニット８は、サブミラー３から光を受けて、受けた光に基づいて位相差方式により合焦状態を検出する。

フォーカルプレンシャッター９は、撮影レンズ２０１と第１の撮像センサ１４との間に設けられ、第１の撮像センサ１４の露光状態を調節する。

光路分割プリズム１０は、分割面１０ａ及び反射面１０ｂを有する。反射面１０ｂは、アルミニウムなどの金属が薄くコーティングされている。この反射面１０ｂは、フォーカシングスクリーン側からの光、すなわちペンタプリズム４から受けた光の７０％程度を透過する。反射面１０ｂを透過した光の経路は、分割面１０ａにおいて２つに分割される。

表示装置ＤＤは、装置本体１１、バックライト１２、及びドライバ回路１３を含む。装置本体１１は、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤなどの表示パネルである。バックライト１２は、装置本体１１をその背面から照明する。ドライバ回路１３は、装置本体１１を駆動する。ドライバ回路１３は、表示用の画像信号をシステムコントローラ５０から受けて、表示用の画像信号に応じた画像を表示すように装置本体１１を駆動する。バックライト１２の照明光は、装置本体１１により表示された画像を光路分割プリズム１０へ導く。これにより、光路分割プリズム１０は、その画像に応じた光を分割面１０ａで全反射させ、その全反射した光を反射面１０ｂで反射させ、その反射した光をアイピース５へ導く。これにより、ピント板２に光学的に形成された被写体の像に、表示装置ＤＤに電子的に形成された被写体の像をオーバーラップして見ることができる。

第１の撮像センサ１４は、被写体の画像を取得するために用いられるものであり、撮影レンズ２０１を通過した光を受けて、第１の画像信号を生成する。この第１の撮像センサ１４は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサであり、第１の画像信号をＡ／Ｄ変換器１６へ供給する。

Ａ／Ｄ変換器１６は、第２の画像信号（アナログ信号）を第２の撮像センサ７から受け、第２の画像信号をＡ／Ｄ変換することにより、第２の画像データ（デジタル信号）を生成する。Ａ／Ｄ変換器１６は、第２の画像データを画像処理回路２０又はメモリ制御回路２２へ供給する。

また、Ａ／Ｄ変換器１６は、第１の画像信号（アナログ信号）を第１の撮像センサ１４から受け、第１の画像信号をＡ／Ｄ変換することにより、第１の画像データ（デジタル信号）を生成する。Ａ／Ｄ変換器１６は、第１の画像データを画像処理回路２０又はメモリ制御回路２２へ供給する。

タイミング発生回路１８は、第２の撮像センサ７、第１の撮像センサ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、及びＤ／Ａ変換器２６へクロック信号や制御信号を供給する。タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及びシステムコントローラ５０により制御される。

画像処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１６から、或いはメモリ制御回路２２から画像データ（第１の画像データ、第２の画像データ）を受ける。画像処理回路２０は、受けた画像データに対して、所定の処理を行う。所定の処理は、画素補間処理、色変換処理、動きベクトル検出処理、及び属性検出処理を含む。画像処理回路２０は、処理後の画像データを出力する。

例えば、画像処理回路（検出部）２０は、主ミラー１により第１のモードと第２のモードとの間で切り替えが行われる際に、第１の画像信号と第２の画像信号とを選択的に用いて被写体の属性を検出する属性検出処理を行う。すなわち、画像処理回路２０は、第１の画像信号に応じた第１の画像データと第２の画像信号に応じた第２の画像データとを選択的に用いて被写体の属性を検出する属性検出処理を行う。被写体の属性は、被写体の顔の位置、被写体の顔の表情、被写体の画像内での位置、及び被写体の色のいずれか少なくとも１つを含む。

メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、及び圧縮・伸長部３２を制御する。

Ａ／Ｄ変換器１６から出力された画像データは、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６から直接的にメモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

画像表示メモリ２４は、メモリ制御回路２２から画像データを受ける。画像表示メモリ２４は、受けた画像データを記憶する。

Ｄ／Ａ変換器２６は、メモリ制御回路２２から画像データを受ける。Ｄ／Ａ変換器２６は、受けた画像データを表示用の画像信号（アナログ信号）に変換する。Ｄ／Ａ変換器２６は、表示用の画像信号を画像表示部２８へ供給する。

画像表示部２８は、Ｄ／Ａ変換器２６から表示用の画像信号を受ける。画像表示部２８は、受けた表示用の画像信号に応じた画像を表示する。画像表示部２８は、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤを含む表示デバイスである。

メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納する。メモリ３０は、所定枚数の静止画像データや所定時間の動画像データを格納するのに十分な記憶容量を有している。また、メモリ３０は、システムコントローラ５０の作業領域としても使用され得る。

圧縮・伸長部３２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮又は伸長する。例えば、圧縮・伸長部３２は、画像処理回路２０又はメモリ制御回路２２から受けた画像データを圧縮してメモリ３０に書き込んだり、メモリ３０から読み出された画像データを伸長してシステムコントローラ５０へ供給したりする。

シャッター制御部４０は、フォーカルプレンシャッター９を制御することにより、第１の撮像センサ１４の露光を制御する。

ミラー制御部４１は、モータ（図示せず）と駆動回路（図示せず）とを含む。モータは、主ミラー１を回動して、撮影光路に対してアップ（退避）又はダウン（挿入）させる。

システムコントローラ５０は、カメラ本体１００における各部を全体的に制御する。

例えば、システムコントローラ（制御部）５０は、画像処理回路２０により検出された被写体の属性に応じて、撮影条件を決定し、決定した撮影条件になるように、撮影処理のための制御動作を行う。撮影条件は、焦点位置、測光位置、撮影タイミング、及び露出値の少なくとも１つを含む。

具体的には、システムコントローラ５０は、第１の画像データと第２の画像データとのいずれかにおける被写体の顔領域からＡＥ制御用の評価値を取得する。システムコントローラ５０は、取得したＡＥ制御用の評価値に応じて、適正な露出値が得られるように、ＡＥ制御処理を行う。すなわち、システムコントローラ５０は、適正な露出値が得られるように、レンズユニット２００における絞り制御部２０５を介して絞り２０４の開度を調節したり、シャッター制御部４０を介してフォーカルプレンシャッター９を開閉状態を制御する。あるいは、システムコントローラ５０は、適正な露出値が得られるように、第１の撮像センサ１４における信号の蓄積時間を制御する。

あるいは、具体的には、システムコントローラ５０は、第１の画像データと第２の画像データとのいずれかにおける被写体の顔領域からＡＦ制御用の評価値を取得する。システムコントローラ５０は、取得したＡＦ制御用の評価値に応じて、合焦状態になるように、ＡＦ制御処理を行う。すなわち、システムコントローラ５０は、合焦状態になるように、レンズ制御マイコン２０６及びフォーカス制御部２１１を介して撮影レンズ２０１の位置（焦点位置）を調節する。

メモリ５２は、システムコントローラ５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。

報知部５４は、システムコントローラ５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等をユーザへ報知する。報知部５４は、例えば、動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置、及び／又は、動作状態やメッセージ等を音声出力するスピーカー等である。報知部５４は、カメラ本体１００における入力部ＩＵ近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置される。報知部５４は、例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、及び発音素子等の組み合わせにより構成されている。また、報知部５４は、その一部の機能が光学ファインダー内のピント板２の下部に表示されていてもよい。

報知部５４の報知内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものは、例えば、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタースピード表示、絞り値表示である。ＬＣＤ等に表示するものは、例えば、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、及び記録媒体１２０の着脱状態表示である。ＬＣＤ等に表示するものは、例えば、通信Ｉ/Ｆ動作表示、日付・時刻表示である。

また、報知部５４の報知内容のうち、ピント板２の下部に表示するものは、例えば、合焦表示、手振れ警告報知、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示である。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリである。不揮発性メモリ５６には、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。

入力部ＩＵは、ユーザから各種の指示を受け付ける。入力部ＩＵは、モードダイアル６０、シャッタースイッチ６２、クイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチ６８及び操作部７０を含む。

モードダイアル６０は、電源オフ、撮影モード（絞り優先モード、シャッター優先モードなどの露出設定モード）等の各機能モードを切り替え設定するための指示を受け付ける。モードダイアル６０は、受け付けた指示をシステムコントローラ５０へ供給する。

シャッタースイッチ６２は、撮影処理のための制御動作を行うための第１の指示と、撮影処理を行うための第２の指示とを受け付ける。

具体的には、シャッタースイッチ６２は、シャッターボタン（図示せず）が第１の状態（例えば、半押し状態）において第１の指示を受け付けたと判断して、ＳＷ１をオンしてシステムコントローラ５０へ供給する。これにより、システムコントローラ５０は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理等の制御動作を開始する。

あるいは、具体的には、シャッタースイッチ６２は、シャッターボタンが第２の状態（例えば、全押し状態）において第２の指示を受け付けたと判断し、ＳＷ２をオンしてシステムコントローラ５０へ供給する。これにより、システムコントローラ５０は、撮影処理を開始する。撮影処理は、露光処理、現像処理、及び記録処理を含む。露光処理では、第１の撮像センサ１４において信号の蓄積動作を行い、第１の撮像センサ１４から蓄積された信号すなわち第１の画像信号をＡ／Ｄ変換器１６へ出力する。露光処理では、さらに、Ａ／Ｄ変換器１６において第１の画像信号から第１の画像データを生成し、生成した第１の画像データをメモリ制御回路２２経由でメモリ３０に書き込む。現像処理では、メモリ３０に書き込まれた画像データに対して、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２により所定の演算処理が行われ、処理後の画像データがメモリ３０へ再度書き込まれる。記録処理では、メモリ３０から圧縮・伸長部３２へ画像データを読み出し、圧縮・伸長部３２が画像データの圧縮を行い、圧縮後の画像データを記録媒体１２０に書き込む。

操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等を含む。操作部７０は、メニューボタン、セットボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、及び再生画像−（マイナス）ボタンを含む。操作部７０は、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタン、ＡＦモード設定ボタン（顔検出ＡＦ、表情検出ＡＦ、被写体追従ＡＦ、ノーマル）等を含む。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等を含む。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステムコントローラ５０の指示に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。

コネクタ８２には、コネクタ８４を介して電源部８６が接続される。電源部８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等を含む。

インターフェース９０は、コネクタ９２に接続された記録媒体１２０と通信を行うためのインターフェースである。記録媒体１２０は、コネクタ１２６、インターフェース１２４、及び記録部１２２を備えている。コネクタ９２には、コネクタ１２６及びインターフェース１２４を介して記録部１２２が接続される。記録部１２２は、圧縮・伸長部３２から、インターフェース９０、コネクタ９２、コネクタ１２６及びインターフェース１２４を介して、画像データを受けて記録する。

なお、インターフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード等の規格に準拠したものを用いて構成している。

記録媒体着脱検知部９８は、コネクタ９２に記録媒体１２０が装着されているか否かを検知する。記録媒体１２０は、例えば、メモリカードや外付けハードディスク等である。

通信線３９９は、後述のレンズユニット２００とシステムコントローラ５０との通信を媒介する。

通信線４９９は、外付けストロボ４００とシステムコントローラ５０との通信を媒介する。

次に、レンズユニット２００の構成を説明する。レンズユニット２００は、次の構成を備える。

撮影レンズ２０１は、入射した光を屈折させて、第１の撮像センサ１４又は第２の撮像センサ７の撮像面に被写体の像を形成する。

フォーカス駆動アクチュエータ２０２は、撮影レンズ２０１を光軸方向に駆動して、ピントを合わせる。

フォーカス制御部２１１は、レンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、フォーカス駆動アクチュエータ２０２を制御する。

被写体距離検出部２０３は、撮影レンズ２０１の位置から被写体までの距離を検出する為のエンコーダを含む。

絞り２０４は、撮影光路上において撮影レンズ２０１と第１の撮像センサ１４との間に設けられた虹彩絞りである。撮影時に、その開口径を変化させることで、撮影レンズ２０１を通過後に第１の撮像センサ１４へ導かれる光の量を調節する。

絞り駆動アクチュエータ２５０は、絞り２０４を駆動して、絞り２０４の開度を調節する。

絞り制御部２０５は、レンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、絞り駆動アクチュエータ２５０を制御する。

ズーミングレンズ２０７は、変倍を行うためのレンズである。

ズーム駆動アクチュエータ２０８は、ズーミングレンズ２０７を光軸方向に駆動して、変倍を行う。

ズーム制御部２１２は、ズーム駆動アクチュエータ２０８を制御する。

レンズ制御マイコン２０６は、前述のフォーカス駆動や絞り駆動などを制御するとともに、カメラ本体１００側のシステムコントローラ５０との通信を制御する。

レンズマウント２０９は、レンズユニット２００のハウジングを着脱可能にカメラ本体１００に装着する。

コネクタ２１０は、通信線（例えば、シリアル通信線）３９９を介して、レンズ制御マイコン２０６とカメラ本体１００側のシステムコントローラ５０とを接続するための接続端子である。

このように、本実施形態に係る撮像装置ＩＳでは、主ミラー１により第１のモードと第２のモードとの間で切り替えが行われる際に、画像処理回路２０が第１の画像信号と第２の画像信号とを選択的に用いて被写体の属性を検出する。これにより、連続撮影を行う場合に、主ミラー１が上がった状態において主ミラー１が下がった状態になるまで待たずに被写体の顔を検出することができるので、被写体の顔を検出する処理が次の撮影処理に間に合うようにできる。

また、連続撮影を行う場合に、主ミラー１が下がった状態になる時間が短くなっても、主ミラー１が上がった状態において画像取得用の撮像センサにより十分な時間をかけて信号の蓄積を行うことができるので、それにより得られる画像の画質を向上できる。この結果、被写体の属性を検出するための精度を向上できる。

すなわち、複数の撮像センサへ選択的に光を導く撮像装置において、光を導くべき撮像センサを切り替える際に、被写体の属性を検出する処理が次の撮影処理に間に合うようにできるとともに、被写体の属性を検出するための精度を向上することができる。

次に、焦点検出ユニット８の詳細構成及び詳細動作を、図２〜図７を用いて説明する。

図２は、焦点検出ユニット８の構成を示す図である。

焦点検出ユニット８は、ミラー８００、視野レンズ８０１、視野マスク８０２、２次結像レンズ８０３、赤外カットフィルター８０４、及びＡＦセンサーパッケージ８０５を含む。ＡＦセンサーパッケージ８０５は、ＡＦセンサー８０６を含む。

主ミラー１を透過しサブミラー３で折り曲げられた光は、ミラー８００に入射する。その光は、ミラー８００で反射して視野レンズ８０１へ入射する。

視野レンズ８０１は、入射した光を屈折させた後に視野マスク８０２を介して複数の光束として２次結像レンズ８０３へ導く。視野マスク８０２は、図３に示すように、視野レンズ８０１から入射される光束を制限して複数の光束にするための複数の視野マスク開口部８０２ａ〜８０２ｄを有する。なお、図３は、視野マスク８０２を光軸方向から見た図である。

２次結像レンズ８０３は、入射した複数の光束から複数の２次光源を生成し、その複数の２次光源から射出した複数の光束を赤外カットフィルター８０４へ導く。２次結像レンズ８０３では、図４に示すように、４個の微小な結像レンズ８０３ａ〜８０３ｄが配置されている。各結像レンズ８０３ａ〜８０３ｄが２次光源を生成する。なお、図４は、２次結像レンズ８０３を光軸方向から見た図である。

赤外カットフィルター８０４は、入射した複数の光束から赤外波長域の成分をカットした後に、カット後の複数の光束をＡＦセンサーパッケージ８０５へ導く。

ＡＦセンサーパッケージ８０５に入射した複数の光束は、ＡＦセンサー８０６の撮像面上に複数の被写体像を形成する。ＡＦセンサー８０６は、この複数の被写体像の間隔を検知することにより、合焦状態を検知する。ＡＦセンサー８０６では、図５に示すように、４つのグループのＡＦセンサー８０６ａ〜８０６ｄが配置されている。図５は、ＡＦセンサー８０６を光軸方向から見た図である。

各ＡＦセンサー８０６ａ〜８０６ｄは、図５に示すように、複数のラインで構成されている。おのおののライン内は、図６に示すように、さらにラインの構成方向と垂直方向に分割されている。例えば、ＡＦセンサー８０６ａの最上部ライン８０６ａ１は、図６に示す様に構成されている。なお、図６は、図５におけるＡＦセンサー８０６ａの最上部ライン８０６ａ１の拡大図である。

次に、撮影レンズ２０１の射出瞳について、図７を用いて説明する。図７は、撮影レンズ２０１の射出瞳を示す図である。

２０００は、射出瞳の外径である。２００Ｗは、Ｆナンバー２．８の光束に相当する射出瞳径である。２００Ｎは、Ｆナンバー５．６の光束に相当する射出瞳径である。

２００ａは、視野マスク８０２ａ（図３参照）の開口が射出瞳上に投影されたものである。同様に２００ｂ、２００ｃ、２００ｄは、それぞれ、視野マスク８０２ｂ、８０２ｃ、８０２ｄ（図３参照）の開口が射出瞳上に投影されたものである。従って、射出瞳上のＦナンバー５．６の内側の光束２００ｃ、２００ｄにて、図７に示す基線長ｄ１だけ離れた位置より被写体像を観察することになる。同様に、射出瞳上のＦナンバー２．８の内側の光束２００ａ、２００ｂにて、基線長ｄ２だけ離れた位置より被写体像を観察することになる。これにより、三角測量の原理で、ＡＦセンサー８０６ａおよび８０６ｂに投影された被写体像の間隔、ＡＦセンサー８０６ｃおよび８０６ｄに投影された被写体像の間隔で、撮影レンズ２０１から被写体までの距離を検出できる。

このＡＦセンサー８０６は、図６に示したように、１ラインを複数の領域にに分割することで、被写界における広い領域の焦点調節を行うことができる。

次に、位相差焦点調節の原理を、図８を用いて説明する。図８は、位相差焦点調節の原理を説明するための図である。図８（Ｂ）は、合焦状態を示し、図８（Ａ）は、合焦状態よりも撮影レンズ２０１が繰り出し方向にある状態を示し、図８（Ｃ）は、合焦状態よりも撮影レンズ２０１が繰り込み方向にある状態を示している。

図８（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれの状態における、ＡＦセンサー８０６内の焦点調節ライン８０６ａ及び８０６ｂ（図５参照）に形成される被写体像の間隔は、次のようになる。合焦状態（図８（Ｂ））における被写体像の間隔がｄ２であるとすると、図８（Ａ）の状態における被写体像の間隔はｄ１（＞ｄ２）であり、図８（Ｃ）の状態における被写体像の間隔はｄ２（＞ｄ３）である。従って、合焦状態における像の間隔ｄ２と比較する事により、合焦状態からずれ量、すなわちデフォーカス量を算出できる。

次に、光学ファインダーから観察される視野について、図９を用いて説明する。図９は、図１に示したアイピース５を介して観察される光学ファインダー視野上のＡＦ焦点調節領域を示した図である。

ファインダー領域８１０の周囲は、図１のピント板２の外周に相当する。

８１１は、ＡＦ焦点調節領域を示している。ＡＦ焦点調節領域８１１の中の四角いマークは、焦点調節点に相当する。例えば左上の８１１ａは、図５に示したＡＦセンサー８０６上の焦点調節領域８０６ａ１、８０６ｂ１および、８０６ｃ１、８０６ｄ１で示した微小領域に対応した焦点調節位置である。すなわち、焦点調節領域８０６ａ１と焦点調節領域８０６ｂ１とのペアに対応した焦点調節位置で垂直方向における撮影レンズ２０１から被写体までの距離を検出できる。焦点調節領域８０６ｃ１と焦点調節領域８０６ｄ１とのペアに対応した焦点調節位置で水平方向における撮影レンズ２０１から被写体までの距離を検出することができる。

この焦点調節点のマークは、前述した様に、図１の表示装置ＤＤ上に表示されたマークがプリズム１０の反射面１０ａおよび１０ｂで反射されて見える。このため、アイピース５側からみると、丁度ピント板２上に撮影レンズ２０１により形成された被写体像と重なって見ることができる。

次に、図１０〜図１２を参照して、第１実施形態に係る撮像装置の動作を説明する。

図１０〜図１２は、第１実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャートを示す。

システムコントローラ５０は、電池交換等に応じた電源投入指示を検知すると、フラグや制御変数等を初期化する（Ｓ１０１）。

次に、システムコントローラ５０は、モードダイアル６０の設定位置を判断し（Ｓ１０２）、モードダイアル６０が電源ＯＦＦに設定されていたならば（電源ＯＦＦ）、各表示部の表示を終了状態に変更する。システムコントローラ５０は、フラグや制御変数等を含む必要なパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録する。システムコントローラ５０は、電源制御部８０により画像表示部２８を含むカメラ本体１００各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行った後（Ｓ１０３）、処理をステップＳ１０２に戻す。

システムコントローラ５０は、モードダイアル６０が撮影モードに設定されていたならば（撮影モード）、処理をステップＳ１０４に進める。

次に、システムコントローラ５０は、電源制御部８０により電池等により構成される電源部８６の残容量や動作状態に問題があるか否かを判断する（Ｓ１０４）。システムコントローラ５０は、問題があるならば（Ｎ）、報知部５４を用いて画像や音声により所定の警告報知を行った後に（Ｓ１０６）、処理をステップＳ１０２に戻す。

システムコントローラ５０は、電源部８６に問題が無いならば（Ｙ）、記録媒体１２０の空き容量などを判断する（Ｓ１０５）。システムコントローラ５０は、電源部８６に問題があるならば（Ｎ）、報知部５４を用いて画像や音声により所定の警告報知を行った後に（Ｓ１０６）、処理をステップＳ１０２に戻す。

システムコントローラ５０は、記録媒体１２０の動作状態に問題が無いならば（Ｙ）、報知部５４にカメラ本体１００の各種設定状態の表示を行わせる（Ｓ１０７）。

次に、システムコントローラ５０は、第２の撮像センサ７を用いて測光撮像処理を行う（Ｓ１０８）。この測光撮像処理（Ｓ１０８）の詳細を、図１５を用いて説明する。図１５は、測光撮像処理（Ｓ１０８）を示すフローチャートである。

システムコントローラ５０は、ステップＳ１０００〜Ｓ１００５のルーチンの初回において、デフォルトに設定された蓄積時間で、第２の撮像センサ７に信号の蓄積動作を行わせ第２の画像信号を生成させる（Ｓ１０００）。システムコントローラ５０は、ステップＳ１０００〜Ｓ１００５のルーチンの２回目以降において、ステップＳ１００５で設定された蓄積時間で、第２の撮像センサ７に信号の蓄積動作を行わせ第２の画像信号を生成させる（Ｓ１０００）。

システムコントローラ５０は、第２の撮像センサ７が蓄積動作を終了した後に第２の画像信号をＡ／Ｄ変換器１６へ出力し、Ａ／Ｄ変換器１６が第２の画像信号を第２の画像データに変換するように制御する（Ｓ１００１）。

システムコントローラ５０は、第２の画像データをメモリ３０に保存する（Ｓ１００２）。それと並行して、システムコントローラ５０は、画像処理回路２０が、第２の画像データ全体を所定の分割数に分割し、それぞれのブロックの蓄積レベルを算出するように制御する（Ｓ１００３）。

システムコントローラ５０は、その蓄積レベルが適正でない場合（Ｎ）、その蓄積レベルに応じて蓄積時間を変更して設定し（Ｓ１００５）、処理をステップＳ１０００に戻す。

一方、システムコントローラ５０は、その蓄積レベルが適正レベルである場合（Ｙ）、第２の撮像センサ７の蓄積時間とレンズユニット２００の絞り値とより、被写体の輝度ＢＶを算出する（Ｓ１００６）。

システムコントローラ５０は、第１の撮像センサ１４の設定ＩＳＯ感度（ＳＶ）を加味し、所望の露出設定プログラムに従い、絞り値（ＡＶ）、シャッター速度（ＴＶ）を以下の式より決定する。

ＥＶ＝ＢＶ＋ＳＶ＝ＴＶ＋ＡＶ・・・数式１
すなわち、システムコントローラ５０は、露出値ＥＶが得られるように、絞り優先ＡＥであればＡＶが設定されるので、それに応じたＴＶを数式１により決定する。あるいは、システムコントローラ５０は、露出値ＥＶが得られるように、シャッター速度優先ＡＥであれば、ＴＶが設定されるので、それに応じたＡＶを数式１により決定する。あるいは、システムコントローラ５０は、露出値ＥＶが得られるように、プログラムＡＥであれば、所望のＴＶとＡＶとの組み合わせを数式１により決定する（Ｓ１００７）。

次に、図１０に示すステップＳ１１０では、システムコントローラ５０が、その動作モードが顔検出モードであるか否かを判断する。システムコントローラ５０は、動作モードが顔検出モードでない場合（Ｎ）、設定されている焦点調節点位置８２０（図１３参照、例えばデフォルトで画面中央の位置）を表示装置ＤＤで表示する（Ｓ１１１）。

一方、システムコントローラ５０は、動作モードが顔検出モードの場合（Ｙ）、測光撮像処理処理（Ｓ１０８）でメモリ３０に取り込まれた被写体像をもとに、画像全体における被写体の顔の位置の検出（顔検出処理）を行う（Ｓ１１２）。

例えば、特開平１０−１６２１１８号公報に示すように、画像全体における被写体の顔の位置を検出する。すなわち、画像データから、水平方向の高周波成分と垂直方向の低周波成分を含むｆHLと、垂直方向の高周波成分と水平方向の低周波成分を含むｆLH、低周波成分からなるｆLLとを抽出する。そして、ｆLH及びｆHLを用いて、画像におけるエッジがＴ字型に存在する部分を検出する。更に、そのように検出された部分について対象性の度合を算出し、所定の度合以上の対象性を有する部分が抽出される。そして、以上のようにして限定された部分について顔の標準パターンとのマッチングを取り、画像全体における被写体の顔の位置を検出する。

システムコントローラ５０は、被写体の顔の位置の検出に成功したか否かを判断する（Ｓ１１３）。システムコントローラ５０は、顔検出処理が成功した場合（Ｙ）、表示装置ＤＤ上に図１４に示す顔表示枠８２１を表示する（Ｓ１１４）。この顔表示枠８２１は、画像全体における被写体の顔の位置を示す。また、図９に示すＡＦ焦点調節領域８１１のうち、顔の位置と重畳する位置にある焦点調節点を選択する。

一方、システムコントローラ５０は、顔検出処理が成功しなかった場合（Ｎ）、設定されている焦点調節点位置８２０（図１３参照、例えばデフォルトで画面中央の位置）を表示装置ＤＤで表示する（Ｓ１１１）。

次に、システムコントローラ５０は、シャッタースイッチの状態を調べ（Ｓ１１５）ＳＷ１がオンされていないならば（ＯＦＦ）、処理をステップＳ１０２に戻す。システムコントローラ５０は、ＳＷ１がオンされているならば（ＯＮ）、処理をステップＳ１２０に進める（Ｂ）。

図１１に示すステップＳ１２０では、システムコントローラ５０が、ＡＦセンサー８０６（図２参照）の蓄積制御を行う。システムコントローラ５０は、ＡＦセンサー８０６による信号の蓄積が終了すると、Ａ／Ｄ入力端子を介してＡＦセンサー８０６から出力された像信号を読み込む（Ｓ１２１）。システムコントローラ５０は、読み込まれた評価値を用いてデフォーカス量の算出を行う（Ｓ１２２）。すなわち、図８で説明した様に、撮影レンズの異なる部分を通る光束によって出来る像の間隔を、合焦状態での像の間隔と比較する事により、デフォーカス量を算出する訳である。もし、顔検出モードに設定され、かつ、先のステップＳ１１２にて顔の位置が検出できているのであれば、顔の位置と重畳する位置にある焦点調節点におけるデフォーカス量を算出する。

ステップＳ１２３では、システムコントローラ５０が、ステップＳ１２２で算出したデフォーカス量に応じて、合焦状態であるか否かを判断する。システムコントローラ５０は、合焦状態である場合（Ｙ）、処理をステップ１２７に進める。システムコントローラ５０は、合焦状態ではない場合（Ｎ）、デフォーカス量から、レンズの駆動量を算出し、通信線３９９を介してレンズ制御マイコン２０８に指令する。これにより、レンズ制御マイコン２０８は、撮影レンズ２０１に対して指定された量の駆動を行う（Ｓ１２４）。

次に、システムコントローラ５０は、撮影レンズの合焦駆動の終了後、前述のステップＳ１２０からＳ１２２で説明した焦点調節処理をもう一度行う（Ｓ１２５）。システムコントローラ５０は、ステップＳ１２２で算出したデフォーカス量に応じて、合焦状態であるか否かを判断する（Ｓ１２６）。システムコントローラ５０は、合焦状態である場合（Ｙ）、合焦表示および合焦音を発生するように報知部５４を制御する（Ｓ１２７）。システムコントローラ５０は、合焦状態でない場合（Ｎ）、処理をステップＳ１４０へ進める。

システムコントローラ５０は、測光撮像処理（Ｓ１０８、図１５参照）をもう一度行い、撮影処理の為の露出値を決定する（Ｓ１２８）。

システムコントローラ５０は、シャッタースイッチ６２の状態を調べ（Ｓ１２９）、ＳＷ２がオンされていれば（Ｙ）、処理をステップＳ１５５に進め（Ｃ）、ＳＷ２がオンされていない場合（Ｎ）、処理をステップＳ１３０へ進める。

システムコントローラ５０は、ＡＦモードが被写体追従モードであるか否かを判断する。システムコントローラ５０は、ＡＦモードが被写体追従モードである場合（Ｙ）、処理をステップ１４０に進め、ＡＦモードが被写体追従モードでない場合（Ｎ）、処理をステップＳ１３１へ進める。

システムコントローラ５０は、シャッタースイッチ６２の状態を調べ（Ｓ１３１）、合焦状態でフォーカスロックをするために、ＳＷ１がオンの場合（Ｎ）、処理をステップＳ１２９に戻す。システムコントローラ５０は、ＳＷ１がオフされれば（Ｙ）、処理をステップＳ１０２に戻す（Ｓ１３１）。

ステップ１４０では、測光撮像処理（Ｓ１０８、図１５参照）をもう一度行い、撮影処理の為の焦点位置を決定する（Ｓ１４０）。

システムコントローラ５０は、ＡＦモードがどのモードであるか判断する。システムコントローラ５０は、ＡＦモードが被写体追従モードの場合、処理をステップＳ１４２へ進め、ＡＦモードが顔検出モードの場合、処理をステップＳ１５０へ進める。システムコントローラ５０は、ＡＦモードがノーマルモードである場合（被写体追従モードでも、顔検出モードでもない場合）、処理をステップＳ１２０に戻す。

システムコントローラ５０は、ＡＦモードが被写体追従モードの場合、測光撮像処理の中のステップＳ１００２でメモリ３０に保存された被写体画像と同様にして、メモリ３０に前回記憶された被写体画像を基に、被写体の動き方向の検出を行う（Ｓ１４２）。これは、メモリ３０に新たに保存された被写体画像と、メモリ３０に前回記憶された被写体画像の相関をとることで、被写体の動いた方向を検出するものである。システムコントローラ５０は、動き方向の検出に成功したか否かを判断する（Ｓ１４３）。システムコントローラ５０は、動き方向の検出が出来た場合（Ｙ）、今回の測光撮像処理で動いた位置に焦点調節点を更新する（Ｓ１４４）。システムコントローラ５０は、動き方向の検出が出来なかった場合（Ｎ）、焦点調節点の更新を行わず、処理をステップＳ１２０に戻しＡＦ焦点調節処理を繰り返す。

一方、システムコントローラ５０は、ＡＦモードが顔検出モードの場合、測光撮像処理（図１５参照）の中のステップＳ１００２でメモリ３０に保存された被写体画像から、ステップＳ１１２で説明したのと同様に顔検出処理を行う（Ｓ１５０）。システムコントローラ５０は、被写体の顔の位置の検出に成功したか否かを判断する（Ｓ１５１）。システムコントローラ５０は、顔検出処理に成功した場合（Ｙ）、今回の測光撮像処理で動いた位置に焦点調節点を更新する（Ｓ１５２）。システムコントローラ５０は、顔検出処理に失敗した場合（Ｎ）、顔位置の更新を行わず、処理をステップＳ１２０に戻しＡＦ焦点調節処理を繰り返す。

このステップＳ１４２または、ステップＳ１５０の処理によって、被写体追従または、顔位置の追従が繰り返し行われる。

図１２に示すステップＳ１５５では、システムコントローラ５０が、ＡＦモードが表情検出モードであるか否かを判断する。システムコントローラ５０は、ＡＦモードが表情検出モードである場合（Ｙ）、被写体の表情を検出し、検出した表情が設定された表情（例えば笑顔、怒り顔、泣き顔など）と合致したか否かを判断する（Ｓ１５６）。システムコントローラ５０は、検出した表情が設定された表情と合致すれば（Ｙ）、処理をステップＳ１６０へ進め、合致しなければ（Ｎ）、処理をステップＳ１５５へ進める。

例えば、特開２００７−０６７５５９号公報に示すように、画像における被写体の顔の表情を検出する。すなわち、画角内に存在する人物を検出し、検出した人物の中から、主被写体人物を選択して、その主被写体人物が無表情状態であるときの特徴点位置情報を予め取得する。その後、その主被写体人物の特徴点位置情報を取得し、取得した特徴点位置情報を無表情状態の特徴点位置情報と比較することにより、主被写体人物の表情（例えば、笑顔）を検出する。

次に、システムコントローラ５０は、撮影条件が整ったと判断すると、撮影処理を行う（Ｓ１６０）。

この撮影処理を図１６を用いて説明する。図１６は、撮影処理（Ｓ１６０）を示すフローチャートである。

システムコントローラ５０は、撮影シーケンスの開始に伴い、撮影準備のために主ミラー１をアップし撮影光軸上から退避させる（Ｓ２００）。

次に、システムコントローラ５０は、通信線３９９を介して、レンズ制御マイコン２０８に対してステップＳ１００６で演算された絞り値ＡＶに対応した、絞り駆動命令を送る。これにより、レンズ制御マイコン２０８は、絞り制御部２０５を介して駆動アクチュエータ２５０を駆動し、絞り２０４を指示された絞り値に駆動する（Ｓ２０１）。

次に、システムコントローラ５０は、シャッター９を開き第１の撮像センサ１４の露光を開始するとともに、第１の撮像センサ１４が信号の蓄積動作を開始するように制御する（Ｓ２０２）。

システムコントローラ５０は、所定のシャッター秒時（信号の蓄積期間）が終了すると、シャッター９を閉じるとともに、第１の撮像センサ１４が信号の蓄積動作を終了するように制御する（Ｓ２０３）。

システムコントローラ５０は、退避（アップ）していた主ミラー１を復帰（ダウン）し（Ｓ２０４）、ステップＳ２００と同様まで、撮影レンズの絞り２０４を開放し（Ｓ２０５）。システムコントローラ５０は、第１の撮像センサ１４からＡ／Ｄ変換器１６を介して画像データを読み出し、メモリ３０に保存する（Ｓ２０６）。システムコントローラ５０は、メモリ３０に格納された画像に対して圧縮・伸長部３２によりＪＥＧ圧縮処理などの現像処理を行う（Ｓ２０７）。システムコントローラ５０は、処理を終えた画像データを、インターフェース９０を介して記録媒体１２０に書き込む記録処理を行い（Ｓ２０８）、撮影処理を終了する。

図１２に示すステップＳ１６１では、システムコントローラ５０が、シャッタースイッチ６２の状態を調べる。システムコントローラ５０は、ＳＷ２がオフであれば（ＯＦＦ）、処理をステップＳ１８０へ進める。システムコントローラ５０は、撮影処理（Ｓ１６０）により取得された画像を画像表示部２８に表示しながら（Ｓ１８０）、所望の時間（ミニマムレビュー時間）経過したか否か判断する（Ｓ１８１）。システムコントローラ５０は、ミニマムレビュー時間が経過していなければ（Ｎ）、画像を画像表示部２８に表示し続け（Ｓ１８０）、ミニマムレビュー時間が経過すれば（Ｙ）、処理をステップＳ１０２に戻す。

一方、システムコントローラ５０は、ＳＷ２がオンの場合（ＯＮ）、動作モードが連写モードであるかを判断し（Ｓ１６２）、連写モードでない場合（Ｎ）、処理をステップ１６１に戻し、ＳＷ２がオフされるのを待つ。

システムコントローラ５０は、動作モードが連写モードの場合（Ｙ）、撮影処理（Ｓ１６０）により得られた画像を、顔検出・表情または被写体追従処理を高速に行う為に、リサイズする（Ｓ１６３）。

システムコントローラ５０は、ＡＦモードがどのモードであるかを判断する（Ｓ１６４）。システムコントローラ５０は、ＡＦモードが被写体追従モードの場合、ステップＳ１６３でリサイズされた被写体画像と、同様にして、メモリ３０に前回記憶された第２の撮像センサ７による被写体画像とを基に、被写体の動き方向の検出を行う（Ｓ１６５）。システムコントローラ５０は、動き方向の検出に成功したか否かを判断する（Ｓ１６６）。システムコントローラ５０は、動き方向の検出が出来た場合（Ｙ）、今回の測光撮像処理で動いた位置に焦点調節点を更新する（Ｓ１６７）。システムコントローラ５０は、動き方向の検出が出来なかった場合（Ｎ）、焦点調節点の更新を行わず、処理をステップＳ１２０に戻しＡＦ焦点調節処理を繰り返す（Ｂ）。

一方、システムコントローラ５０は、ＡＦモードが顔検出モードの場合、ステップＳ１６３でリサイズされた被写体画像から、ステップＳ１１２で説明したのと同様に顔検出処理を行う（Ｓ１７０）。システムコントローラ５０は、被写体の顔の位置の検出に成功したか否かを判断する（Ｓ１７１）。システムコントローラ５０は、顔検出処理に成功した場合（Ｙ）、今回の測光撮像処理で動いた位置に焦点調節点を更新する（Ｓ１７２）。システムコントローラ５０は、顔検出処理に成功した場合（Ｎ）、顔位置の更新を行わず、処理をステップＳ１２０に戻しＡＦ焦点調節処理を繰り返す（Ｂ）。

一方、システムコントローラ５０は、ＡＦモードがノーマルモードである場合（被写体追従モードでも、顔検出モードでもない場合）、処理をステップＳ１２０に戻す（Ｂ）。

次に、図１７のタイミングチャートを用いて、ステップＳ１６３〜Ｓ１７２（図１２参照）で述べた本画像（撮影処理により得られた画像）を用いて被写体追従または、顔検出を行う事のメリットを説明する。図１７は、撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。

図１７において、Ａ）はＳＷ１の動作を示しており、ローでオン、ハイでオフを示しており、同様にＢ）はＳＷ２の動作を示しており、ローでオン、ハイでオフを示している。

Ｃ）は、ＡＦセンサー８０６（図２参照）による信号の蓄積動作を示しており、斜め線で示したタイミングでＡＦ蓄積（ＡＦ制御用の評価値とすべき信号の蓄積動作）を行っている。

Ｄ）は、測光用の第２の撮像センサ７による信号の蓄積動作を示しており、斜め線で示したタイミングで測光蓄積（ＡＥ制御用の評価値とすべき信号の蓄積動作）を行っている。

Ｅ）は、主ミラー１の動作を示しており、ローでダウン（斜設位置）、ハイでアップ位置（退避位置）を示す。

Ｆ）は、レンズユニット２００における絞り２０４の状態を示しており、ハイで開放、ローで絞り込み状態である事を示す。

Ｇ）は、画像取得用の第１の撮像センサ１４による信号の蓄積動作を示しており、斜め線で示したタイミングで撮影蓄積（撮影処理の対象となる信号の蓄積動作）を行っている。

続いて、図１７を用いて撮像装置ＩＳの動作を説明する。

時刻ｔ０において、システムコントローラ５０は、ＳＷ１がオンしたことを検知すると、第１回目のＡＦ蓄積（ＡＦ１）と測光蓄積（ＡＥ１）とを行う。システムコントローラ５０は、時刻ｔ０以降、５０ｍｓｅｃ周期のタイミングで、ＡＦ蓄積（ＡＦ２〜ＡＦ５）と測光蓄積（ＡＥ２〜ＡＥ５）とを行う。

そして、システムコントローラ５０は、図１７に実線の矢印で示すように、今回の測光蓄積の結果検出された、被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報を、次回のＡＦ蓄積と測光蓄積との制御にフィードバックする。

例えば、システムコントローラ５０は、１回目の測光蓄積（ＡＥ１）の結果を２回目のＡＦ蓄積（ＡＦ２）又は２回目の測光蓄積（ＡＥ２）にフィードバックする。これにより、システムコントローラ５０は、検出された顔位置に対するＡＦ焦点調節点の設定、検出された顔位置を中心にしたＡＥ制御、検出された被写体の動きに対するＡＦ焦点調節点の設定などを行う。

時刻ｔ１において、システムコントローラ５０は、ＳＷ２がオンしたことを検知すると、撮影処理のために、Ｅ）に示すように主ミラー１をアップするとともに、Ｆ）に示すように絞り２０４を絞り込まれた状態にする。また、システムコントローラ５０は、第１回目のＡＦ蓄積（ＡＦ１）と測光蓄積（ＡＥ１）とを行う。すなわち、システムコントローラ５０は、ＡＦセンサー８０６及び第２の撮像センサ７がそれぞれ信号の蓄積動作を行うように制御する。第２の撮像センサ７は、信号の蓄積動作を行うことにより、第２の画像信号を生成する。

時刻ｔ２において、システムコントローラ５０は、撮影処理のための制御動作を完了させ、Ｇ）で示す本画像の撮影蓄積ＣＡＰ１（撮影処理における露光処理）を行う。すなわち、システムコントローラ５０は、第１の撮像センサ１４が信号の蓄積動作を行うように制御する。第１の撮像センサ１４は、信号の蓄積動作を行うことにより、第１の画像信号を生成する。

そして、システムコントローラ５０は、撮影蓄積が終了すると、主ミラー１がダウンすると共に、絞り２０４が開放されるように制御を行う。

時刻ｔ３において、システムコントローラ５０は、主ミラー１が完全に復帰してバウンドが収まったと判断して、再びＡＦ蓄積（ＡＦ６）と測光蓄積（ＡＥ６）とを行う。

このとき、仮に、常に、第２の撮像センサ７により生成された第２の画像信号のみを用いて、被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報（動きベクトル）を得るとする。この場合、図１７に点線で示すように、第６回目のＡＦ蓄積（ＡＦ６）と測光蓄積（ＡＥ６）とに対して、約１００ｍｓｅｃ前の測光蓄積（ＡＥ５）の情報しかフィードバックすることができない。

それに対して、本実施形態では、図１７に実線で示すように、第６回目のＡＦ蓄積（ＡＦ６）と測光蓄積（ＡＥ６）とに対して、本画像の結果、すなわち、第１の撮像センサ１４により生成された第１の画像信号の情報をフィードバックすることもできる。すなわち、約５０ｍｓｅｃ程度前に取得された第１の画像信号を用いて検出された被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報を、次回のＡＦ蓄積（ＡＦ６）または測光蓄積（ＡＥ６）にフィードバックさせることができる。これにより、動きの速い被写体でも、その被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報がより正確に検出できる。 本実施形態によれば、排他的に被写体像が入射される複数の撮像センサを使い分けることにより、高速な連写中でも、被写体の顔の位置や表情の検出および、被写体の移動に関する情報などの被写体の属性を高速に検出できる。これにより、正確な自動焦点動作や測光動作を行え、適正な記録画像を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る撮像装置について説明する。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本発明の第２実施形態に係る撮像装置は、そのハードウェアの構成は第１実施形態と同様であるが、その動作が図１８〜図２０に示されるように第１実施形態と異なる。図１８〜図２０は、第２実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャートを示す。図１８〜図２０では、第２の撮像センサ７により得られる画像の解像度が、被写体の顔や表情や、被写体の移動を追尾できるほどの分解能がない場合における撮像装置の動作を想定している。

図１８に示すステップＳ２１１０では、システムコントローラ５０が、測光撮像処理（Ｓ１０８）が完了したことに応じて、設定されている焦点調節点位置８２０（図１３参照、例えばデフォルトで画面中央の位置）を表示装置ＤＤで表示する（Ｓ２１１０）。

図１９に示すステップＳ２１２６では、システムコントローラ５０が、合焦状態ではない場合（Ｎ）、処理をステップＳ１２０へ進める。

ステップＳ２１２９では、システムコントローラ５０が、シャッタースイッチ６２の状態を調べる（Ｓ２１２９）。システムコントローラ５０は、ＳＷ２がオンされていれば（Ｙ）、処理をステップＳ２１６０に進め（Ｃ’）、ＳＷ２がオンされていない場合（Ｎ）、処理をステップＳ１３１へ進める。

図２０に示すＳ２１６０では、システムコントローラ５０は、ＳＷ２がオンされたことに応じて、撮影処理を行う（Ｓ２１６０）。

また、図２１のタイミングチャートに示されるように、第２実施形態に係る撮像装置の動作は、次の点で第１実施形態と異なる。図２１は、撮像装置の動作を示すフローチャートである。

第２実施形態では、測光用の第２の撮像センサ７により生成される第２の画像信号の解像度が不足しているので、第２の画像信号からは、被写体の顔の位置・表情や被写体の移動に関する情報の検出を十分な精度で行う事ができない。このため、システムコントローラ５０は、図２１に示すように、今回の測光蓄積の結果から次回のＡＦ蓄積と測光蓄積との制御にフィードバックしない。

このとき、仮に、第６回目のＡＦ蓄積（ＡＦ６）と測光蓄積（ＡＥ６）とに対して、測光蓄積（ＡＥ５）による画像から被写体の属性を検出し、それにより得られた情報をフィードバックするとする。この場合、測光蓄積（ＡＥ５）による画像の解像度が低いので、その画像から検出された被写体の属性の精度が低いので、フィードバックされた情報により例えば被写体を追従しきれなくなり、被写体の属性を検出できなくなる可能性がある。

それに対して、本実施形態では、図２１に実線で示すように、第６回目のＡＦ蓄積（ＡＦ６）と測光蓄積（ＡＥ６）とに対して、本画像の結果、すなわち、第１の撮像センサ１４により生成された第１の画像信号の情報をフィードバックすることができる。すなわち、約５０ｍｓｅｃ程度前に取得された第１の画像信号を用いて検出された被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報を、次回のＡＦ蓄積（ＡＦ６）または測光蓄積（ＡＥ６）にフィードバックさせることができる。これにより、動きの速い被写体でも、その被写体の顔の位置、顔の表情、被写体の移動に関する情報がより正確に検出できる。 このように、撮影開始前に、前述の被写体の属性を検出することができない場合でも、連写中に撮像した本画像から、被写体の顔の位置や表情の検出および、被写体の移動に関する情報などの被写体の属性を検出することができる。これにより、撮影開始前に、前述の被写体の属性を検出することができない場合でも、正確な自動焦点動作や測光動作を行えい、適正な記録画像を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置ＩＳの構成を示す図。 焦点検出ユニット８の構成を示す図。 視野マスク８０２を光軸方向から見た図。 ２次結像レンズ８０３を光軸方向から見た図。 ＡＦセンサー８０６を光軸方向から見た図。 図５におけるＡＦセンサー８０６ａの最上部ライン８０６ａ１の拡大図。 撮影レンズ２０１の射出瞳を示す図。 位相差焦点調節の原理を説明するための図。 図１に示したアイピース５を介して観察される光学ファインダー視野上のＡＦ焦点調節領域を示した図。 第１実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 第１実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 第１実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 図１に示したアイピース５を介して観察される光学ファインダー視野上のＡＦ焦点調節領域を示した図。 図１に示したアイピース５を介して観察される光学ファインダー視野上のＡＦ焦点調節領域を示した図。 測光撮像処理（Ｓ１０８）を示すフローチャート。 撮影処理（Ｓ１６０）を示すフローチャート。 撮像装置の動作を示すタイミングチャート。 第２実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 第２実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 第２実施形態に係る撮像装置の動作における主ルーチンのフローチャート。 撮像装置の動作を示すフローチャート。 発明が解決しようとする課題を説明するための図。

符号の説明

ＩＳ 撮像装置

Claims (3)

1. 撮影レンズを通過した光を受けて画像信号を生成する第１の撮像センサおよび第２の撮像センサと、
   前記撮影レンズを通過した光を前記第１の撮像センサへ導く第１の状態と、前記撮影レンズを通過した光を前記第２の撮像センサへ導く第２の状態との間で切り替わる切り替え手段と、
   前記第１の撮像センサで生成された画像信号と、前記第２の撮像センサで生成された画像信号のいずれかを選択的に用いて被写体の位置を検出する検出手段と、
   前記第２の撮像センサで生成された画像信号に基づいて、露出値を調節する露出制御手段と、
   前記検出手段で検出された前記被写体の位置に基づいて、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点制御手段と、
   を備え、
   前記第１の撮像センサで連続して画像信号を生成する連写を行う前、および、連写を行う際のいずれにおいても、前記露出制御手段による前記露出値の調節および前記焦点制御手段による前記撮影レンズの焦点の調節が行われるものであり、
   前記連写を行う前は、前記切り替え手段は前記第２の状態となり、前記検出手段は前記第２の撮像センサで生成される画像信号を用いて前記被写体の位置を検出し、
   前記連写を行う際は、前記切り替え手段は前記第１の状態と前記第２の状態との間で繰り返し切り替わり、前記検出手段は前記切り替え手段が前記第１の状態にあるときに前記第１の撮像センサで生成される画像信号を用いて被写体の位置を検出することを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御手段は、前記第１の撮像センサで生成された画像信号を用いて検出された前記被写体の位置に基づいて、前記第１の撮像センサで生成された画像信号よりも後に前記第２の撮像センサで生成される画像信号に基づく前記露出値の調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 撮像装置における撮像方法であって、前記撮像装置は、
   撮影レンズを通過した光を受けて画像信号を生成する第１の撮像センサおよび第２の撮像センサと、
   前記撮影レンズを通過した光を前記第１の撮像センサへ導く第１の状態と、前記撮影レンズを通過した光を前記第２の撮像センサへ導く第２の状態との間で切り替わる切り替え手段と、
   を備え、
   前記撮像方法は、
   前記撮像装置の検出手段が、前記第１の撮像センサで生成された画像信号と、前記第２の撮像センサで生成された画像信号のいずれかを選択的に用いて被写体の位置を検出する検出工程と、
   前記撮像装置の露出制御手段が、前記第２の撮像センサで生成された画像信号に基づいて、露出値を調節する露出制御工程と、
   前記撮像装置の焦点制御手段が、前記検出工程で検出された前記被写体の位置に基づいて、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点制御工程と、
   を備え、
   前記第１の撮像センサで連続して画像信号を生成する連写を行う前、および、連写を行う際のいずれにおいても、前記露出制御工程による前記露出値の調節および前記焦点制御工程による前記撮影レンズの焦点の調節が行われるものであり、
   前記連写を行う前は、前記切り替え手段は前記第２の状態となり、前記検出工程では前記第２の撮像センサで生成される画像信号を用いて前記被写体の位置を検出し、 前記連写を行う際は、前記切り替え手段は前記第１の状態と前記第２の状態との間で繰り返し切り替わり、前記検出工程では前記切り替え手段が前記第１の状態にあるときに前記第１の撮像センサで生成される画像信号を用いて被写体の位置を検出することを特徴とする撮像方法。

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