撮像装置
【課題】光学ファインダ機能とライブビュー機能とを両立させて利用することが可能な技術を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓１０に導く光学ファインダ手段と、被写体像を斜視する位置に配置され、被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子７と、撮像素子７によって順次に取得される斜視画像に基づいて、表示部１２に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段とを備える。
【解決手段】撮像装置１は、撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓１０に導く光学ファインダ手段と、被写体像を斜視する位置に配置され、被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子７と、撮像素子７によって順次に取得される斜視画像に基づいて、表示部１２に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライブビュー機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックスタイプのデジタルカメラ（以下では、「一眼レフカメラ」とも称する）では、ライブビュー機能（被写体に関する時系列の画像を動画的態様で表示部に表示する機能）を搭載するカメラが存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１の一眼レフカメラでは、ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる可動ミラーの角度を変えて光路を変更させ、ライブビュー用の撮像素子に被写体像を導き、ライブビュー機能を実現する技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９００４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ミラー角度の変更により、ファインダ窓に向かう光路とライブビュー用の撮像素子に向かう光路とが択一的に選択される。このため、光学ファインダ機能とライブビュー機能とは、排他的な関係となり、両者を両立させて利用することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを両立させて利用することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、撮像装置であって、撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓に導く光学ファインダ手段と、前記被写体像を斜視する位置に配置され、前記被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって順次に取得される前記斜視画像に基づいて、表示部に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを両立させて利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
＜１．実施形態＞
＜構成＞
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。なお、図１は、撮像装置１の正面外観図であり、図２は、撮像装置１の背面外観図であり、以下の説明では、便宜的に＋Ｙ方向を上方向、−Ｙ方向を下方向とする。
【００１１】
図１に示されるように、本実施形態に係る撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。具体的には、撮像装置１は、撮像装置本体（カメラ本体部）２を備え、このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（単に、「撮影レンズ」または「交換レンズ」とも称する）３が着脱可能となっている。
【００１２】
撮影レンズ３は、主として、鏡胴１０１、ならびに、鏡胴１０１の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）および絞り（不図示）等によって構成される。レンズ群３７には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ（「合焦用レンズ」または「ＡＦレンズ」とも称する）等が含まれている。
【００１３】
カメラ本体部２は、撮影レンズ３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズ３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。
【００１４】
また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイアル８２を備え、その正面右上部に制御値設定ダイアル８６を備えている。モード設定ダイアル８２を操作することによって、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、および連続撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。また、制御値設定ダイアル８６を操作することによれば、各種撮影モードにおける制御値を設定することが可能である。
【００１５】
また、カメラ本体部２は、正面左端部にユーザが把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン（シャッターボタン）１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えば４本の単３形乾電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するための記録媒体（ここでは、メモリカード９０（図５参照））が着脱可能に収納されるようになっている。
【００１６】
レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作およびＡＥ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子（「主撮像素子」とも称する）５（後述）を用いて被写体像に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の本撮影動作）が行われる。
【００１７】
図２において、カメラ本体部２の背面の略中央には、表示部としてモニタ１２が設けられている。モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。
【００１８】
カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ窓１０が設けられている。ファインダ窓１０には、撮影レンズ３からの被写体像が導かれ、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって、主撮像素子５によって取得される被写体像と等価な像を視認することができる。具体的には、撮影光学系に入射された被写体像は、ミラー機構６(図３参照)で上方に反射され、接眼レンズ６７を介して視認される。このように、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって構図決めを行うことが可能である。なお、レリーズボタン１１のＳ２状態の検出によって本撮影動作が開始されると、ミラー機構６は被写体像を形成する光（被写体光）の光路から待避し、撮影レンズ３からの光（被写体像を形成する光）が主撮像素子５に到達し、被写体に係る撮影画像（画像データ）が得られる。
【００１９】
ファインダ窓１０の下部には、接眼検知センサ１３が設けられている。接眼検知センサ１３は、近接物体の有無を検知するセンサであり、ユーザによる光学ファインダ使用の有無を検知する。
【００２０】
モニタ１２の左上部にはメインスイッチ８１が設けられている。メインスイッチ８１は、２点のスライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、撮像装置１の電源がオフになり、接点を右方の「ＯＮ」位置に設定すると、撮像装置１の電源がオンになる。
【００２１】
モニタ１２の右側には方向選択キー８４が設けられている。方向選択キー８４は、円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下および左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。
【００２２】
モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。
【００２３】
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図３および図４は、実施形態に係る撮像装置１の縦断面図である。
【００２４】
図３に示すように、撮像装置１の内部には、ファインダ部（「ファインダ光学系」とも称する）１０２、ミラー機構６、位相差ＡＦモジュール（以下、単にＡＦモジュールとも称する）２０、シャッタ４、主撮像素子５、および副撮像素子７などが備えられている。
【００２５】
主撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、撮影レンズ３が備えているレンズ群３７の光軸Ｌ上において、光軸Ｌに対して垂直な平面内に配置される。主撮像素子５は、その撮像面で受光された被写体像を光電変換作用により電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号を生成する。
【００２６】
主撮像素子５の直前には、シャッタ４が配置されている。このシャッタ４は、上下方向に移動する幕体を備え、光軸Ｌに沿って主撮像素子５に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタである。
【００２７】
また、図３に示されるように、撮影レンズ３から主撮像素子５に至る光路（「撮影光路」とも称する）上には、ミラー機構６が設けられている。
【００２８】
ミラー機構６は、撮影光学系からの光を上方に向けて反射する主ミラー６１（主反射面）を有している。この主ミラー６１は、例えばその一部または全部がハーフミラーとして構成され、撮影光学系からの光の一部を透過させる。また、ミラー機構６は、主ミラー６１を透過した光を下方に反射させるサブミラー６２（副反射面）をも有している。
【００２９】
また、ミラー機構６は、所謂クイックリターンミラーとして構成されており、ミラーダウン状態とミラーアップ状態との間で姿勢を切り替えることが可能である。
【００３０】
具体的には、撮影モードにおいてレリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされるまで、換言すれば構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図３参照）。そして、ミラーダウン状態では、撮影レンズ３からの被写体光は、主ミラー６１で上方に反射され焦点板６４で結像した後、観察用光束としてファインダ部（「ファインダ光学系」とも称する）１０２に入射する。
【００３１】
また、被写体光の一部は、主ミラー６１を透過し、サブミラー６２によって下方に反射され、ＡＦモジュール２０へと導かれる。
【００３２】
ＡＦモジュール２０は、セパレータレンズおよびラインセンサ（焦点検出センサ）等を有し、フォーカスレンズによる焦点調節状態に応じた焦点調節に関する情報（「焦点情報」または「測距情報」とも称する）を取得する所謂ＡＦセンサとして機能する。
【００３３】
具体的には、ＡＦモジュール２０は、撮影領域に設定された測距エリア（「フォーカスエリア」または「ＡＦエリア」とも称する）における被写体からの光をセパレータレンズで分離して２つの像を生成する。そして、ＡＦモジュール２０は、当該２つの像をラインセンサで受光し、その像間隔に応じた位相差検出信号を焦点情報として出力する位相差検出機能を有している。すなわち、撮影待機時におけるミラーダウン状態においては、ＡＦモジュール２０に導かれる被写体光に基づいて、ＡＦモジュール２０から焦点情報が出力される。
【００３４】
このようにＡＦモジュール２０は、撮影領域の所定位置に固定的に設定されたＡＦエリアから、焦点情報を取得する焦点情報取得手段として機能する。
【００３５】
一方、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされると、ミラー機構６はミラーアップ状態（図４参照）となるように駆動され、露光動作が開始される。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、露光時には、ミラー機構６は、回転軸６３を支点として上方に向けて跳ね上がり、撮影光路から待避する。詳細には、撮影光学系からの光を遮らないように主ミラー６１とサブミラー６２とが上方に待避し、撮影レンズ３からの光がシャッタ４の開放タイミングに合わせて主撮像素子５に到達する。主撮像素子５は、光電変換によって、受光した光束に基づいて被写体像に関する画像信号を生成する。このように、被写体からの光が撮影レンズ３を介して主撮像素子５に導かれることによって、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。
【００３７】
＜機能ブロック＞
次に、撮像装置１の機能の概要について説明する。図５は、実施形態に係る撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示されるように、撮像装置１は、位相差ＡＦモジュール２０、操作部８０、全体制御部１００、ミラー機構６、シャッタ４、主撮像素子５、Ａ／Ｄ変換回路５２、デジタル信号処理回路５０、および画像メモリ５６等を備える。
【００３９】
操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザの入力操作に応答して、全体制御部１００が各種動作を実現する。
【００４０】
主撮像素子５は、タイミング制御回路（不図示）から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面（撮像面）に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。
【００４１】
主撮像素子５で取得された画像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換回路５２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、デジタル信号処理回路５０に入力される。
【００４２】
デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像信号に対してデジタル信号処理を施す。具体的には、黒レベル補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、γ補正処理等の信号処理を行う。当該信号処理後の画像信号（画像データ）は、画像メモリ５６に格納される。
【００４３】
画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能なメモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有している。
【００４４】
本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１００において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、メモリカード９０に記憶される。
【００４５】
副撮像素子７は、基本的には主撮像素子５と同様の機能を有し、いわゆるライブビュー画像取得用（電子ファインダ用）の撮像素子（補助撮像素子）としての役割を果たす。
【００４６】
具体的には、副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅから接眼レンズ６７へと進行する光束を遮らない位置（ここでは、接眼レンズ６７の上方位置）であって、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に配置される。そして、副撮像素子７は露光を行い、ファインダ光学系に導かれた被写体像に関する斜視画像ＳＧを取得する。なお、副撮像素子７は、ライブビュー用の画像信号を生成するための解像度を有していればよく、通常、主撮像素子５よりも少ない数の画素で構成される。
【００４７】
副撮像素子７によって取得された斜視画像ＳＧの画像データは、Ａ／Ｄ変換回路５２およびデジタル信号処理回路５０において所定の処理が施され、画像メモリ５６に一旦格納される。画像メモリ５６に格納された斜視画像ＳＧの画像データには、全体制御部１００の歪み修正部１２３および輝度補正部１２４それぞれによって画像処理が施され、ライブビュー用の画像（「表示用画像」とも称する）ＨＧが生成される。表示用画像ＨＧは、ＶＲＡＭ５７に転送され、モニタ１２に表示される。詳細は、後述する。
【００４８】
全体制御部１００は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ，ＲＡＭ１２０Ａ、およびＲＯＭ１２０Ｂ等を備える。全体制御部１００は、ＲＯＭ１２０Ｂ内に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。
【００４９】
全体制御部１００は、上述のプログラムの実行によって、位相差ＡＦ制御部１２１、駆動制御部１２２、歪み修正部１２３、輝度補正部１２４、および表示制御部１２５等を機能的に実現する。
【００５０】
なお、歪み修正部１２３および輝度補正部１２４によって実現される各機能は、ライブビュー機能を実現する際に用いられる。
【００５１】
位相差ＡＦ制御部１２１は、位相差検出方式による自動合焦（ＡＦ）動作（位相差ＡＦ）を行う。具体的には、位相差ＡＦ制御部１２１は、ＡＦモジュール２０から出力される焦点情報に基づいて、合焦時のフォーカスレンズの位置（レンズ合焦位置）を特定するレンズ合焦位置特定動作を行う。
【００５２】
駆動制御部１２２は、位相差ＡＦ制御部１２１からの制御信号に応じてフォーカスレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動動作を実行させる。
【００５３】
具体的には、駆動制御部１２２は、位相差ＡＦ制御部１２１からの制御信号に応じて、撮影レンズ３内のレンズ側制御部３１を動作させる。レンズ側制御部３１は、駆動制御部１２２からの指令に応じてレンズ駆動部３８を駆動させ、撮影レンズ３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。また、フォーカスレンズの位置（単に「レンズ位置」とも称する）は、撮影レンズ３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータがレンズ側制御部３１からカメラ本体部２の全体制御部１００に送られる。
【００５４】
歪み修正部１２３は、斜視画像ＳＧに射影変換を施して、斜視画像ＳＧの歪みを修正する機能を有している。
【００５５】
輝度補正部１２４は、斜視画像ＳＧに輝度補正を施して、斜視画像ＳＧ内の画素位置に応じた輝度差を補正する機能を有している。
【００５６】
表示制御部１２５は、モニタ１２などの表示部における表示内容を制御する。例えば、表示制御部１２５は、副撮像素子７によって連続的に取得される斜視画像ＳＧに基づいて、モニタ１２に連続的な画像を表示させる。
【００５７】
＜構図決め動作（フレーミング動作）について＞
次に、撮像装置１における構図決め動作について説明する。撮像装置１では、ユーザは、光学ファインダ視野内の表示、或いはライブビュー表示を視認して、構図決め操作（「フレーミング」とも称する）を行うことが可能になる。
【００５８】
具体的には、構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図３参照）。上述のように、ミラーダウン状態では、撮影レンズ３からの被写体光は、主ミラー６１で上方に反射され観察用光束としてファインダ部１０２に導かれる。
【００５９】
ファインダ部１０２は、ペンタミラー６５、接眼レンズ６７、ファインダ窓１０、結像レンズ６９、および副撮像素子７等を備えている。
【００６０】
ペンタミラー６５は、複数のミラー（反射面）を有しており、反射によって被写体像の天地左右を入れ替えて正立像にする機能および被写体光の光路を変更する機能を有している。
【００６１】
具体的には、ペンタミラー６５は、三角屋根状に形成された２面のミラー（ダハミラー）６５ａ，６５ｂと、当該ダハミラー（ダハ面）６５ａ，６５ｂに対して固定された面６５ｃと、光路変更ミラー（反射面）６５ｅとを有している。
【００６２】
ダハミラー６５ａ，６５ｂは、プラスチック成型により一体部品６５ｄとして形成され、被写体光を２回反射させることによって被写体像の姿勢を反転させる機能を有している。光路変更ミラー６５ｅは、被写体光の光路をファインダ窓１０へ向かう光路ＰＡに変更する機能を有している。
【００６３】
接眼レンズ６７は、ペンタミラー６５等により正立像にされた被写体像をファインダ窓１０の外側に導く機能を有している。
【００６４】
このような構成を有するファインダ部１０２に入射した被写体光は、ペンタミラー６５で正立像にされた後に、接眼レンズ６７を通ってファインダ窓１０へ向かう（図３の光路ＰＡ参照）。このように光路ＰＡに沿って、ファインダ窓１０に導かれた被写体像は、ユーザ（観察者）の眼へ到達して視認される。
【００６５】
このように、撮影モードでは、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって、ファインダ視野内に表示された被写体像を視認し、構図決めを行うことができる。
【００６６】
また、ファインダ窓１０に導かれる被写体光の光路近傍に配置された副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅでの反射光の一部を受光し、微小時間間隔（例えば、１／６０秒）で被写体像に係る撮影画像を順次に取得する。取得された時系列の撮影画像は、画像処理によって表示用画像ＨＧに補正され、モニタ１２に動画的態様にて順次に表示される。
【００６７】
このように、撮影モードでは、ユーザは、モニタ１２に表示される動画像（ライブビュー画像）を視認して構図決めを行うことができる。
【００６８】
＜ライブビュー機能について＞
ここで、撮像装置１のライブビュー機能について詳述する。図６は、ファインダ部１０２の拡大図である。図７は、斜視画像ＳＧを示す図であり、図８は、ライブビュー表示の動作フローチャートである。なお、図６では、光路ＰＡ上での光路変更ミラー６５ｅの存在位置における被写体像ＢＨが、光路変更ミラー６５ｅを経て導かれる被写体像として仮想的に示されている。
【００６９】
上述のように、撮像装置１では、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に配置された副撮像素子７によって取得される斜視画像ＳＧに基づいてライブビュー表示が行われる。
【００７０】
副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅを経て導かれる被写体像を斜視する位置に配置されることから、副撮像素子７の撮像面ＧＰ内では、被写体像に対して遠近差が生じる。
【００７１】
具体的には、図６に示されるように、ファインダ窓１０と、光路変更ミラー６５ｅを経た被写体像ＢＨとは正面から向かい合う正対した位置関係にあることから、ファインダ窓１０からは、歪みのない被写体像を視認することができる。これに対して、副撮像素子７は、被写体像ＢＨを斜視する位置に配置されるため、副撮像素子７の撮像面ＧＰ内において、被写体像ＢＨに対して遠近差が生じる。詳細には、撮像面ＧＰの上部は、撮像面ＧＰの下部と比較して被写体像ＢＤからの距離が遠くなる。このため、副撮像素子７の撮像面ＧＰに到達する像には、遠近差に応じた倍率変化による歪みが生じ、斜視画像ＳＧは、下部は小さく、上部は大きい台形状の歪んだ画像となる（図７参照）。
【００７２】
また、被写体像ＢＨと副撮像素子７の撮像面ＧＰとは、斜めにずれた位置関係にあることから、被写体光の撮像面ＧＰへの入射角が撮像面ＧＰの上下で異なり、副撮像素子７の撮像面ＧＰの上下において受光量に差が生じる。このため、斜視画像ＳＧは、その上部と下部とを対比すると、平均的な輝度に差が生じた画像となる（図７）。
【００７３】
撮像面ＧＰの位置に応じた受光量は、撮像装置１における副撮像素子７の撮像面ＧＰの空間位置、光路変更ミラー６５ｅから撮像面ＧＰまでの距離、または撮影光学系のレンズの射出瞳位置に応じて異なる。例えば、射出瞳位置が副撮像素子７の撮像面ＧＰに近い場合は、撮像面ＧＰ下部の受光量が減少し、下部の輝度が低い画像が取得される。また、射出瞳位置が副撮像素子７の撮像面ＧＰから遠い場合は、撮像面ＧＰ上部の受光量が減少し、上部の輝度が低い画像が取得される。
【００７４】
そこで、図８に示されるように、撮像装置１は、ライブビュー表示を実行するに際し、斜視画像ＳＧ取得（ステップＳＰ１）後、歪み修正部１２３によって斜視画像ＳＧの台形状の歪みを修正する（ステップＳＰ２）。そして、撮像装置１は、輝度補正部１２４によって斜視画像ＳＧにおいて生じていた輝度差を補正する（ステップＳＰ３）。なお、輝度差補正の実行前には、ＲＧＢの色空間が、マトリクス演算により輝度成分（Ｙ）と色差成分（Ｃｒ、Ｃｂ）とをもつ色空間に変換される。
【００７５】
以下では、歪み修正部１２３および輝度補正部１２４それぞれにおいて実行される処理ついて詳述する。
【００７６】
＜歪み補正について＞
まず、歪み修正部１２３で実行される歪み修正処理（ステップＳＰ２）について説明する。図９は、形状修正画像ＫＧを示す図である。図１０は、座標変換の概念図である。
【００７７】
歪み修正部１２３では、斜視画像ＳＧに射影変換が施され、図７の台形状の斜視画像ＳＧが図９の矩形状の画像（「形状修正画像」とも称する）ＫＧへと修正される。
【００７８】
具体的には、図１０に示されるように、副撮像素子７の撮像面ＧＰが、３次元空間の中で傾いた平面ＫＰであって、撮像面ＧＰのＺ座標がｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃで与えられるとする。このとき、撮像面ＧＰにおける座標（ｘ，ｙ）の所定画素は、式（１）を用いると、被写体像ＢＨの像面に平行な平面ＨＰにおける座標（ｘ１，ｙ１）の画素（変換画素）へと変換される。
【００７９】
【数１】
【００８０】
なお、式（１）中の係数（ａ，ｂ，ｃ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ）は、撮像装置１における副撮像素子７の撮像面ＧＰの空間位置と、光路変更ミラー６５ｅから撮像面ＧＰまでの距離とによって一意に決定される。各係数は、撮像装置１の設計時に算出され、ＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶されている。
【００８１】
このように、歪み修正部１２３では、射影変換によって斜視画像ＳＧにおける各画素が座標変換され、形状修正画像ＫＧが生成される。
【００８２】
なお、形状修正画像ＫＧにおける各画素の画素値には、原則として、座標変換前の斜視画像ＳＧにおける対応画素の画素値がそのまま用いられる。形状修正画像ＫＧの画素と斜視画像ＳＧの画素とが一対一に対応しない場合、例えば形状修正画像ＫＧの画素が、斜視画像ＳＧの複数画素と対応する場合は、複数画素の画素値の平均値を算出し、当該平均値を形状修正画像ＫＧにおける画素の画素値とすればよい。
【００８３】
＜輝度補正について＞
次に、輝度補正部１２４で実行される輝度差補正処理（ステップＳＰ３）について説明する。図１１は、表示用画像ＨＧを示す図である。
【００８４】
輝度補正部１２４では、被写体光の入射角に依存した輝度差が補正され、画像内の位置に応じて平均的な輝度に差のある画像（図９）から、画像内の位置に応じて平均的な輝度に差のない表示用画像ＨＧ（図１１）が生成される。
【００８５】
輝度差補正は、ＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶された補正情報を用いて実行される。補正情報は、画像内の位置の違いに応じて生じる輝度差を補正する補正係数を含み、当該補正係数は、画像内の画素ごとに定められている。輝度差補正は、補正対象の画像（ここでは、形状修正画像ＫＧ）に含まれる各画素の輝度値に、対応する補正係数をそれぞれ乗じて行われる。
【００８６】
このような補正情報は、副撮像素子７で均一輝度の被写体を撮影して得られた画像（試験画像）に基づいて取得される。
【００８７】
具体的には、試験画像内における所定画素の輝度値を基準としたときの他の各画素の輝度値を、当該所定画素の輝度値へと合わせる値が補正係数として取得される。例えば、基準画素の輝度値が「１０」であり、他の画素の輝度値が「５」であった場合は、他の画素の輝度値を「１０」にする値「２」が、当該他の画素に関する補正係数となる。このようにして、補正係数は、他の全画素に関して取得される。なお、試験画像内において基準とされる所定画素としては、画像内において比較的輝度の高い輝度値を有する画素を採用することが好ましい。
【００８８】
また、画像内の輝度差は、撮影光学系のレンズの射出瞳位置に応じて変化することから、輝度差補正に用いられる補正情報は、撮像装置１に装着可能な撮影レンズ３ごとに異なる。このため、撮像装置１では、各撮影レンズ３に対応した補正情報がＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶され、輝度差補正を実行する際には、現在装着されている撮影レンズ３のレンズ情報に基づいて撮影レンズ３に適した補正情報が選択される。なお、撮影レンズ３のレンズ情報は、コネクタＥＣを介して取得される。
【００８９】
以上のように、撮像装置１では、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に副撮像素子７を配置し、当該副撮像素子７によって取得される斜視画像ＳＧに基づいてプレビュー画像を表示させる。これによれば、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを同時に実現できるので、両者を両立させて利用することが可能になる。
【００９０】
また、ライブビュー表示の際には、歪み修正部１２３によって斜視画像ＳＧの歪みが修正されるので、ユーザは、歪みのない正常なライブビュー画像を視認することが可能になる。
【００９１】
また、ライブビュー表示の際には、輝度補正部１２４によって画像内の位置に応じた平均的な輝度の差を補正することによって斜視画像ＳＧの明るさが調整されるので、ユーザは、画像内の位置に応じて輝度差のないライブビュー画像を視認することが可能になる。
【００９２】
＜２．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【００９３】
例えば、上記実施形態の歪み修正部１２３では、式（１）を用いた射影変換によって斜視画像ＳＧの画素位置を修正していたが、射影変換後にさらに画素位置を補正してもよい。図１２は、斜視画像ＳＧと形状修正画像ＫＧとの対応関係を示す図である。
【００９４】
射影変換後の画素位置補正は、設計上の理想の射影変換後の画素位置（「理想画素位置」とも称する）と、撮像装置１における実際の射影変換後の画素位置（「実画素位置」とも称する）とのズレ度合いに基づいて実行される。
【００９５】
具体的には、図１２に示されるように、斜視画像ＳＧ上の複数の画素を参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５とし、当該参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５それぞれについての射影変換後の理想画素位置ＭＰ１〜ＭＰ５を予めＲＯＭ１２０Ｂに記憶しておく。
【００９６】
ライブビュー表示を行う際には、取得された斜視画像ＳＧにおける参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５が最初に射影変換され、参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５それぞれについての射影変換後の実画素位置ＪＰ１〜ＪＰ５（図１２では、実画素位置ＪＰ１のみ図示）が求められる。そして、実画素位置ＪＰ１〜ＪＰ５とそれぞれに対応した理想画素位置ＭＰ１〜ＭＰ５とのズレが各参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５に関する基準補正量として取得される。
【００９７】
このようにして取得された各基準補正量に基づいて、補間により、斜視画像ＳＧの各画素についての補正量がそれぞれ算出され、当該補正量を用いて斜視画像ＳＧの各画素についての射影変換後の各画素位置が補正される。
【００９８】
このように、射影変換後にさらに画素位置を補正することによれば、撮像装置１の組み立て誤差等をも考慮した歪み修正が可能となる。
【００９９】
また、接眼検知センサ１３によってファインダ窓１０への接眼が検知された場合は、ライブビュー表示をオフしてもよい。これによれば、ライブビュー表示による電力消費を抑制することが可能になる。また、撮像装置１では、ライブビュー機能の有効化、無効化に際して、ミラーを動作させて光路を切り替える等の機構動作が存在しないので、ライブビュー表示のオン／オフの切替がスムーズになる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。
【図４】実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。
【図５】実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】ファインダ部の拡大図である。
【図７】斜視画像を示す図である。
【図８】ライブビュー表示の動作フローチャートである。
【図９】形状修正画像を示す図である。
【図１０】座標変換の概念図である。
【図１１】表示用画像を示す図である。
【図１２】斜視画像と形状修正画像との対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 撮像装置
７ 副撮像素子
１０ ファインダ窓
１００ 全体制御部
１０２ ファインダ部
１２３ 歪み修正部
１２４ 輝度補正部
１２５ 表示制御部
ＳＧ 斜視画像
ＨＧ 表示用画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライブビュー機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックスタイプのデジタルカメラ（以下では、「一眼レフカメラ」とも称する）では、ライブビュー機能（被写体に関する時系列の画像を動画的態様で表示部に表示する機能）を搭載するカメラが存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１の一眼レフカメラでは、ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる可動ミラーの角度を変えて光路を変更させ、ライブビュー用の撮像素子に被写体像を導き、ライブビュー機能を実現する技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９００４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ミラー角度の変更により、ファインダ窓に向かう光路とライブビュー用の撮像素子に向かう光路とが択一的に選択される。このため、光学ファインダ機能とライブビュー機能とは、排他的な関係となり、両者を両立させて利用することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを両立させて利用することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、撮像装置であって、撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓に導く光学ファインダ手段と、前記被写体像を斜視する位置に配置され、前記被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって順次に取得される前記斜視画像に基づいて、表示部に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを両立させて利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
＜１．実施形態＞
＜構成＞
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。なお、図１は、撮像装置１の正面外観図であり、図２は、撮像装置１の背面外観図であり、以下の説明では、便宜的に＋Ｙ方向を上方向、−Ｙ方向を下方向とする。
【００１１】
図１に示されるように、本実施形態に係る撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。具体的には、撮像装置１は、撮像装置本体（カメラ本体部）２を備え、このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（単に、「撮影レンズ」または「交換レンズ」とも称する）３が着脱可能となっている。
【００１２】
撮影レンズ３は、主として、鏡胴１０１、ならびに、鏡胴１０１の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）および絞り（不図示）等によって構成される。レンズ群３７には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ（「合焦用レンズ」または「ＡＦレンズ」とも称する）等が含まれている。
【００１３】
カメラ本体部２は、撮影レンズ３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズ３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。
【００１４】
また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイアル８２を備え、その正面右上部に制御値設定ダイアル８６を備えている。モード設定ダイアル８２を操作することによって、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、および連続撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。また、制御値設定ダイアル８６を操作することによれば、各種撮影モードにおける制御値を設定することが可能である。
【００１５】
また、カメラ本体部２は、正面左端部にユーザが把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン（シャッターボタン）１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えば４本の単３形乾電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するための記録媒体（ここでは、メモリカード９０（図５参照））が着脱可能に収納されるようになっている。
【００１６】
レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作およびＡＥ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子（「主撮像素子」とも称する）５（後述）を用いて被写体像に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の本撮影動作）が行われる。
【００１７】
図２において、カメラ本体部２の背面の略中央には、表示部としてモニタ１２が設けられている。モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。
【００１８】
カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ窓１０が設けられている。ファインダ窓１０には、撮影レンズ３からの被写体像が導かれ、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって、主撮像素子５によって取得される被写体像と等価な像を視認することができる。具体的には、撮影光学系に入射された被写体像は、ミラー機構６(図３参照)で上方に反射され、接眼レンズ６７を介して視認される。このように、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって構図決めを行うことが可能である。なお、レリーズボタン１１のＳ２状態の検出によって本撮影動作が開始されると、ミラー機構６は被写体像を形成する光（被写体光）の光路から待避し、撮影レンズ３からの光（被写体像を形成する光）が主撮像素子５に到達し、被写体に係る撮影画像（画像データ）が得られる。
【００１９】
ファインダ窓１０の下部には、接眼検知センサ１３が設けられている。接眼検知センサ１３は、近接物体の有無を検知するセンサであり、ユーザによる光学ファインダ使用の有無を検知する。
【００２０】
モニタ１２の左上部にはメインスイッチ８１が設けられている。メインスイッチ８１は、２点のスライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、撮像装置１の電源がオフになり、接点を右方の「ＯＮ」位置に設定すると、撮像装置１の電源がオンになる。
【００２１】
モニタ１２の右側には方向選択キー８４が設けられている。方向選択キー８４は、円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下および左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。
【００２２】
モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。
【００２３】
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図３および図４は、実施形態に係る撮像装置１の縦断面図である。
【００２４】
図３に示すように、撮像装置１の内部には、ファインダ部（「ファインダ光学系」とも称する）１０２、ミラー機構６、位相差ＡＦモジュール（以下、単にＡＦモジュールとも称する）２０、シャッタ４、主撮像素子５、および副撮像素子７などが備えられている。
【００２５】
主撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、撮影レンズ３が備えているレンズ群３７の光軸Ｌ上において、光軸Ｌに対して垂直な平面内に配置される。主撮像素子５は、その撮像面で受光された被写体像を光電変換作用により電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号を生成する。
【００２６】
主撮像素子５の直前には、シャッタ４が配置されている。このシャッタ４は、上下方向に移動する幕体を備え、光軸Ｌに沿って主撮像素子５に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタである。
【００２７】
また、図３に示されるように、撮影レンズ３から主撮像素子５に至る光路（「撮影光路」とも称する）上には、ミラー機構６が設けられている。
【００２８】
ミラー機構６は、撮影光学系からの光を上方に向けて反射する主ミラー６１（主反射面）を有している。この主ミラー６１は、例えばその一部または全部がハーフミラーとして構成され、撮影光学系からの光の一部を透過させる。また、ミラー機構６は、主ミラー６１を透過した光を下方に反射させるサブミラー６２（副反射面）をも有している。
【００２９】
また、ミラー機構６は、所謂クイックリターンミラーとして構成されており、ミラーダウン状態とミラーアップ状態との間で姿勢を切り替えることが可能である。
【００３０】
具体的には、撮影モードにおいてレリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされるまで、換言すれば構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図３参照）。そして、ミラーダウン状態では、撮影レンズ３からの被写体光は、主ミラー６１で上方に反射され焦点板６４で結像した後、観察用光束としてファインダ部（「ファインダ光学系」とも称する）１０２に入射する。
【００３１】
また、被写体光の一部は、主ミラー６１を透過し、サブミラー６２によって下方に反射され、ＡＦモジュール２０へと導かれる。
【００３２】
ＡＦモジュール２０は、セパレータレンズおよびラインセンサ（焦点検出センサ）等を有し、フォーカスレンズによる焦点調節状態に応じた焦点調節に関する情報（「焦点情報」または「測距情報」とも称する）を取得する所謂ＡＦセンサとして機能する。
【００３３】
具体的には、ＡＦモジュール２０は、撮影領域に設定された測距エリア（「フォーカスエリア」または「ＡＦエリア」とも称する）における被写体からの光をセパレータレンズで分離して２つの像を生成する。そして、ＡＦモジュール２０は、当該２つの像をラインセンサで受光し、その像間隔に応じた位相差検出信号を焦点情報として出力する位相差検出機能を有している。すなわち、撮影待機時におけるミラーダウン状態においては、ＡＦモジュール２０に導かれる被写体光に基づいて、ＡＦモジュール２０から焦点情報が出力される。
【００３４】
このようにＡＦモジュール２０は、撮影領域の所定位置に固定的に設定されたＡＦエリアから、焦点情報を取得する焦点情報取得手段として機能する。
【００３５】
一方、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされると、ミラー機構６はミラーアップ状態（図４参照）となるように駆動され、露光動作が開始される。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、露光時には、ミラー機構６は、回転軸６３を支点として上方に向けて跳ね上がり、撮影光路から待避する。詳細には、撮影光学系からの光を遮らないように主ミラー６１とサブミラー６２とが上方に待避し、撮影レンズ３からの光がシャッタ４の開放タイミングに合わせて主撮像素子５に到達する。主撮像素子５は、光電変換によって、受光した光束に基づいて被写体像に関する画像信号を生成する。このように、被写体からの光が撮影レンズ３を介して主撮像素子５に導かれることによって、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。
【００３７】
＜機能ブロック＞
次に、撮像装置１の機能の概要について説明する。図５は、実施形態に係る撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示されるように、撮像装置１は、位相差ＡＦモジュール２０、操作部８０、全体制御部１００、ミラー機構６、シャッタ４、主撮像素子５、Ａ／Ｄ変換回路５２、デジタル信号処理回路５０、および画像メモリ５６等を備える。
【００３９】
操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザの入力操作に応答して、全体制御部１００が各種動作を実現する。
【００４０】
主撮像素子５は、タイミング制御回路（不図示）から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面（撮像面）に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。
【００４１】
主撮像素子５で取得された画像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換回路５２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、デジタル信号処理回路５０に入力される。
【００４２】
デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像信号に対してデジタル信号処理を施す。具体的には、黒レベル補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、γ補正処理等の信号処理を行う。当該信号処理後の画像信号（画像データ）は、画像メモリ５６に格納される。
【００４３】
画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能なメモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有している。
【００４４】
本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１００において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、メモリカード９０に記憶される。
【００４５】
副撮像素子７は、基本的には主撮像素子５と同様の機能を有し、いわゆるライブビュー画像取得用（電子ファインダ用）の撮像素子（補助撮像素子）としての役割を果たす。
【００４６】
具体的には、副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅから接眼レンズ６７へと進行する光束を遮らない位置（ここでは、接眼レンズ６７の上方位置）であって、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に配置される。そして、副撮像素子７は露光を行い、ファインダ光学系に導かれた被写体像に関する斜視画像ＳＧを取得する。なお、副撮像素子７は、ライブビュー用の画像信号を生成するための解像度を有していればよく、通常、主撮像素子５よりも少ない数の画素で構成される。
【００４７】
副撮像素子７によって取得された斜視画像ＳＧの画像データは、Ａ／Ｄ変換回路５２およびデジタル信号処理回路５０において所定の処理が施され、画像メモリ５６に一旦格納される。画像メモリ５６に格納された斜視画像ＳＧの画像データには、全体制御部１００の歪み修正部１２３および輝度補正部１２４それぞれによって画像処理が施され、ライブビュー用の画像（「表示用画像」とも称する）ＨＧが生成される。表示用画像ＨＧは、ＶＲＡＭ５７に転送され、モニタ１２に表示される。詳細は、後述する。
【００４８】
全体制御部１００は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ，ＲＡＭ１２０Ａ、およびＲＯＭ１２０Ｂ等を備える。全体制御部１００は、ＲＯＭ１２０Ｂ内に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。
【００４９】
全体制御部１００は、上述のプログラムの実行によって、位相差ＡＦ制御部１２１、駆動制御部１２２、歪み修正部１２３、輝度補正部１２４、および表示制御部１２５等を機能的に実現する。
【００５０】
なお、歪み修正部１２３および輝度補正部１２４によって実現される各機能は、ライブビュー機能を実現する際に用いられる。
【００５１】
位相差ＡＦ制御部１２１は、位相差検出方式による自動合焦（ＡＦ）動作（位相差ＡＦ）を行う。具体的には、位相差ＡＦ制御部１２１は、ＡＦモジュール２０から出力される焦点情報に基づいて、合焦時のフォーカスレンズの位置（レンズ合焦位置）を特定するレンズ合焦位置特定動作を行う。
【００５２】
駆動制御部１２２は、位相差ＡＦ制御部１２１からの制御信号に応じてフォーカスレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動動作を実行させる。
【００５３】
具体的には、駆動制御部１２２は、位相差ＡＦ制御部１２１からの制御信号に応じて、撮影レンズ３内のレンズ側制御部３１を動作させる。レンズ側制御部３１は、駆動制御部１２２からの指令に応じてレンズ駆動部３８を駆動させ、撮影レンズ３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。また、フォーカスレンズの位置（単に「レンズ位置」とも称する）は、撮影レンズ３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータがレンズ側制御部３１からカメラ本体部２の全体制御部１００に送られる。
【００５４】
歪み修正部１２３は、斜視画像ＳＧに射影変換を施して、斜視画像ＳＧの歪みを修正する機能を有している。
【００５５】
輝度補正部１２４は、斜視画像ＳＧに輝度補正を施して、斜視画像ＳＧ内の画素位置に応じた輝度差を補正する機能を有している。
【００５６】
表示制御部１２５は、モニタ１２などの表示部における表示内容を制御する。例えば、表示制御部１２５は、副撮像素子７によって連続的に取得される斜視画像ＳＧに基づいて、モニタ１２に連続的な画像を表示させる。
【００５７】
＜構図決め動作（フレーミング動作）について＞
次に、撮像装置１における構図決め動作について説明する。撮像装置１では、ユーザは、光学ファインダ視野内の表示、或いはライブビュー表示を視認して、構図決め操作（「フレーミング」とも称する）を行うことが可能になる。
【００５８】
具体的には、構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図３参照）。上述のように、ミラーダウン状態では、撮影レンズ３からの被写体光は、主ミラー６１で上方に反射され観察用光束としてファインダ部１０２に導かれる。
【００５９】
ファインダ部１０２は、ペンタミラー６５、接眼レンズ６７、ファインダ窓１０、結像レンズ６９、および副撮像素子７等を備えている。
【００６０】
ペンタミラー６５は、複数のミラー（反射面）を有しており、反射によって被写体像の天地左右を入れ替えて正立像にする機能および被写体光の光路を変更する機能を有している。
【００６１】
具体的には、ペンタミラー６５は、三角屋根状に形成された２面のミラー（ダハミラー）６５ａ，６５ｂと、当該ダハミラー（ダハ面）６５ａ，６５ｂに対して固定された面６５ｃと、光路変更ミラー（反射面）６５ｅとを有している。
【００６２】
ダハミラー６５ａ，６５ｂは、プラスチック成型により一体部品６５ｄとして形成され、被写体光を２回反射させることによって被写体像の姿勢を反転させる機能を有している。光路変更ミラー６５ｅは、被写体光の光路をファインダ窓１０へ向かう光路ＰＡに変更する機能を有している。
【００６３】
接眼レンズ６７は、ペンタミラー６５等により正立像にされた被写体像をファインダ窓１０の外側に導く機能を有している。
【００６４】
このような構成を有するファインダ部１０２に入射した被写体光は、ペンタミラー６５で正立像にされた後に、接眼レンズ６７を通ってファインダ窓１０へ向かう（図３の光路ＰＡ参照）。このように光路ＰＡに沿って、ファインダ窓１０に導かれた被写体像は、ユーザ（観察者）の眼へ到達して視認される。
【００６５】
このように、撮影モードでは、ユーザは、ファインダ窓１０を覗くことによって、ファインダ視野内に表示された被写体像を視認し、構図決めを行うことができる。
【００６６】
また、ファインダ窓１０に導かれる被写体光の光路近傍に配置された副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅでの反射光の一部を受光し、微小時間間隔（例えば、１／６０秒）で被写体像に係る撮影画像を順次に取得する。取得された時系列の撮影画像は、画像処理によって表示用画像ＨＧに補正され、モニタ１２に動画的態様にて順次に表示される。
【００６７】
このように、撮影モードでは、ユーザは、モニタ１２に表示される動画像（ライブビュー画像）を視認して構図決めを行うことができる。
【００６８】
＜ライブビュー機能について＞
ここで、撮像装置１のライブビュー機能について詳述する。図６は、ファインダ部１０２の拡大図である。図７は、斜視画像ＳＧを示す図であり、図８は、ライブビュー表示の動作フローチャートである。なお、図６では、光路ＰＡ上での光路変更ミラー６５ｅの存在位置における被写体像ＢＨが、光路変更ミラー６５ｅを経て導かれる被写体像として仮想的に示されている。
【００６９】
上述のように、撮像装置１では、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に配置された副撮像素子７によって取得される斜視画像ＳＧに基づいてライブビュー表示が行われる。
【００７０】
副撮像素子７は、光路変更ミラー６５ｅを経て導かれる被写体像を斜視する位置に配置されることから、副撮像素子７の撮像面ＧＰ内では、被写体像に対して遠近差が生じる。
【００７１】
具体的には、図６に示されるように、ファインダ窓１０と、光路変更ミラー６５ｅを経た被写体像ＢＨとは正面から向かい合う正対した位置関係にあることから、ファインダ窓１０からは、歪みのない被写体像を視認することができる。これに対して、副撮像素子７は、被写体像ＢＨを斜視する位置に配置されるため、副撮像素子７の撮像面ＧＰ内において、被写体像ＢＨに対して遠近差が生じる。詳細には、撮像面ＧＰの上部は、撮像面ＧＰの下部と比較して被写体像ＢＤからの距離が遠くなる。このため、副撮像素子７の撮像面ＧＰに到達する像には、遠近差に応じた倍率変化による歪みが生じ、斜視画像ＳＧは、下部は小さく、上部は大きい台形状の歪んだ画像となる（図７参照）。
【００７２】
また、被写体像ＢＨと副撮像素子７の撮像面ＧＰとは、斜めにずれた位置関係にあることから、被写体光の撮像面ＧＰへの入射角が撮像面ＧＰの上下で異なり、副撮像素子７の撮像面ＧＰの上下において受光量に差が生じる。このため、斜視画像ＳＧは、その上部と下部とを対比すると、平均的な輝度に差が生じた画像となる（図７）。
【００７３】
撮像面ＧＰの位置に応じた受光量は、撮像装置１における副撮像素子７の撮像面ＧＰの空間位置、光路変更ミラー６５ｅから撮像面ＧＰまでの距離、または撮影光学系のレンズの射出瞳位置に応じて異なる。例えば、射出瞳位置が副撮像素子７の撮像面ＧＰに近い場合は、撮像面ＧＰ下部の受光量が減少し、下部の輝度が低い画像が取得される。また、射出瞳位置が副撮像素子７の撮像面ＧＰから遠い場合は、撮像面ＧＰ上部の受光量が減少し、上部の輝度が低い画像が取得される。
【００７４】
そこで、図８に示されるように、撮像装置１は、ライブビュー表示を実行するに際し、斜視画像ＳＧ取得（ステップＳＰ１）後、歪み修正部１２３によって斜視画像ＳＧの台形状の歪みを修正する（ステップＳＰ２）。そして、撮像装置１は、輝度補正部１２４によって斜視画像ＳＧにおいて生じていた輝度差を補正する（ステップＳＰ３）。なお、輝度差補正の実行前には、ＲＧＢの色空間が、マトリクス演算により輝度成分（Ｙ）と色差成分（Ｃｒ、Ｃｂ）とをもつ色空間に変換される。
【００７５】
以下では、歪み修正部１２３および輝度補正部１２４それぞれにおいて実行される処理ついて詳述する。
【００７６】
＜歪み補正について＞
まず、歪み修正部１２３で実行される歪み修正処理（ステップＳＰ２）について説明する。図９は、形状修正画像ＫＧを示す図である。図１０は、座標変換の概念図である。
【００７７】
歪み修正部１２３では、斜視画像ＳＧに射影変換が施され、図７の台形状の斜視画像ＳＧが図９の矩形状の画像（「形状修正画像」とも称する）ＫＧへと修正される。
【００７８】
具体的には、図１０に示されるように、副撮像素子７の撮像面ＧＰが、３次元空間の中で傾いた平面ＫＰであって、撮像面ＧＰのＺ座標がｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃで与えられるとする。このとき、撮像面ＧＰにおける座標（ｘ，ｙ）の所定画素は、式（１）を用いると、被写体像ＢＨの像面に平行な平面ＨＰにおける座標（ｘ１，ｙ１）の画素（変換画素）へと変換される。
【００７９】
【数１】
【００８０】
なお、式（１）中の係数（ａ，ｂ，ｃ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ）は、撮像装置１における副撮像素子７の撮像面ＧＰの空間位置と、光路変更ミラー６５ｅから撮像面ＧＰまでの距離とによって一意に決定される。各係数は、撮像装置１の設計時に算出され、ＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶されている。
【００８１】
このように、歪み修正部１２３では、射影変換によって斜視画像ＳＧにおける各画素が座標変換され、形状修正画像ＫＧが生成される。
【００８２】
なお、形状修正画像ＫＧにおける各画素の画素値には、原則として、座標変換前の斜視画像ＳＧにおける対応画素の画素値がそのまま用いられる。形状修正画像ＫＧの画素と斜視画像ＳＧの画素とが一対一に対応しない場合、例えば形状修正画像ＫＧの画素が、斜視画像ＳＧの複数画素と対応する場合は、複数画素の画素値の平均値を算出し、当該平均値を形状修正画像ＫＧにおける画素の画素値とすればよい。
【００８３】
＜輝度補正について＞
次に、輝度補正部１２４で実行される輝度差補正処理（ステップＳＰ３）について説明する。図１１は、表示用画像ＨＧを示す図である。
【００８４】
輝度補正部１２４では、被写体光の入射角に依存した輝度差が補正され、画像内の位置に応じて平均的な輝度に差のある画像（図９）から、画像内の位置に応じて平均的な輝度に差のない表示用画像ＨＧ（図１１）が生成される。
【００８５】
輝度差補正は、ＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶された補正情報を用いて実行される。補正情報は、画像内の位置の違いに応じて生じる輝度差を補正する補正係数を含み、当該補正係数は、画像内の画素ごとに定められている。輝度差補正は、補正対象の画像（ここでは、形状修正画像ＫＧ）に含まれる各画素の輝度値に、対応する補正係数をそれぞれ乗じて行われる。
【００８６】
このような補正情報は、副撮像素子７で均一輝度の被写体を撮影して得られた画像（試験画像）に基づいて取得される。
【００８７】
具体的には、試験画像内における所定画素の輝度値を基準としたときの他の各画素の輝度値を、当該所定画素の輝度値へと合わせる値が補正係数として取得される。例えば、基準画素の輝度値が「１０」であり、他の画素の輝度値が「５」であった場合は、他の画素の輝度値を「１０」にする値「２」が、当該他の画素に関する補正係数となる。このようにして、補正係数は、他の全画素に関して取得される。なお、試験画像内において基準とされる所定画素としては、画像内において比較的輝度の高い輝度値を有する画素を採用することが好ましい。
【００８８】
また、画像内の輝度差は、撮影光学系のレンズの射出瞳位置に応じて変化することから、輝度差補正に用いられる補正情報は、撮像装置１に装着可能な撮影レンズ３ごとに異なる。このため、撮像装置１では、各撮影レンズ３に対応した補正情報がＲＯＭ１２０Ｂに予め記憶され、輝度差補正を実行する際には、現在装着されている撮影レンズ３のレンズ情報に基づいて撮影レンズ３に適した補正情報が選択される。なお、撮影レンズ３のレンズ情報は、コネクタＥＣを介して取得される。
【００８９】
以上のように、撮像装置１では、ファインダ窓１０に導かれる被写体像を斜視する位置に副撮像素子７を配置し、当該副撮像素子７によって取得される斜視画像ＳＧに基づいてプレビュー画像を表示させる。これによれば、光学ファインダ機能とライブビュー機能とを同時に実現できるので、両者を両立させて利用することが可能になる。
【００９０】
また、ライブビュー表示の際には、歪み修正部１２３によって斜視画像ＳＧの歪みが修正されるので、ユーザは、歪みのない正常なライブビュー画像を視認することが可能になる。
【００９１】
また、ライブビュー表示の際には、輝度補正部１２４によって画像内の位置に応じた平均的な輝度の差を補正することによって斜視画像ＳＧの明るさが調整されるので、ユーザは、画像内の位置に応じて輝度差のないライブビュー画像を視認することが可能になる。
【００９２】
＜２．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【００９３】
例えば、上記実施形態の歪み修正部１２３では、式（１）を用いた射影変換によって斜視画像ＳＧの画素位置を修正していたが、射影変換後にさらに画素位置を補正してもよい。図１２は、斜視画像ＳＧと形状修正画像ＫＧとの対応関係を示す図である。
【００９４】
射影変換後の画素位置補正は、設計上の理想の射影変換後の画素位置（「理想画素位置」とも称する）と、撮像装置１における実際の射影変換後の画素位置（「実画素位置」とも称する）とのズレ度合いに基づいて実行される。
【００９５】
具体的には、図１２に示されるように、斜視画像ＳＧ上の複数の画素を参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５とし、当該参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５それぞれについての射影変換後の理想画素位置ＭＰ１〜ＭＰ５を予めＲＯＭ１２０Ｂに記憶しておく。
【００９６】
ライブビュー表示を行う際には、取得された斜視画像ＳＧにおける参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５が最初に射影変換され、参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５それぞれについての射影変換後の実画素位置ＪＰ１〜ＪＰ５（図１２では、実画素位置ＪＰ１のみ図示）が求められる。そして、実画素位置ＪＰ１〜ＪＰ５とそれぞれに対応した理想画素位置ＭＰ１〜ＭＰ５とのズレが各参考画素ＮＰ１〜ＮＰ５に関する基準補正量として取得される。
【００９７】
このようにして取得された各基準補正量に基づいて、補間により、斜視画像ＳＧの各画素についての補正量がそれぞれ算出され、当該補正量を用いて斜視画像ＳＧの各画素についての射影変換後の各画素位置が補正される。
【００９８】
このように、射影変換後にさらに画素位置を補正することによれば、撮像装置１の組み立て誤差等をも考慮した歪み修正が可能となる。
【００９９】
また、接眼検知センサ１３によってファインダ窓１０への接眼が検知された場合は、ライブビュー表示をオフしてもよい。これによれば、ライブビュー表示による電力消費を抑制することが可能になる。また、撮像装置１では、ライブビュー機能の有効化、無効化に際して、ミラーを動作させて光路を切り替える等の機構動作が存在しないので、ライブビュー表示のオン／オフの切替がスムーズになる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。
【図４】実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。
【図５】実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】ファインダ部の拡大図である。
【図７】斜視画像を示す図である。
【図８】ライブビュー表示の動作フローチャートである。
【図９】形状修正画像を示す図である。
【図１０】座標変換の概念図である。
【図１１】表示用画像を示す図である。
【図１２】斜視画像と形状修正画像との対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 撮像装置
７ 副撮像素子
１０ ファインダ窓
１００ 全体制御部
１０２ ファインダ部
１２３ 歪み修正部
１２４ 輝度補正部
１２５ 表示制御部
ＳＧ 斜視画像
ＨＧ 表示用画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓に導く光学ファインダ手段と、
前記被写体像を斜視する位置に配置され、前記被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子によって順次に取得される前記斜視画像に基づいて、表示部に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記斜視画像に画像処理を施して表示用画像を生成する画像処理手段、
をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記表示用画像を前記プレビュー画像として前記表示部に表示させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記画像処理によって前記斜視画像の明るさを調整する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記画像処理によって前記斜視画像の歪みを修正する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１】
撮影光学系を経た被写体像をファインダ窓に導く光学ファインダ手段と、
前記被写体像を斜視する位置に配置され、前記被写体像に関する斜視画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子によって順次に取得される前記斜視画像に基づいて、表示部に本撮影前のプレビュー画像を表示させる表示制御手段と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記斜視画像に画像処理を施して表示用画像を生成する画像処理手段、
をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記表示用画像を前記プレビュー画像として前記表示部に表示させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記画像処理によって前記斜視画像の明るさを調整する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記画像処理によって前記斜視画像の歪みを修正する請求項２に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図７】
【図９】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１６１０（Ｐ２０１０−２１６１０Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７６６０（Ｐ２００８−１７７６６０）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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