撮像装置
【課題】被写界の明るさ等に応じて、被写体光が表示部のパターンによって遮られる遮光画像が異なっても、遮光画像を精度よく特定して、その出力を補正できる撮像装置を提供する。
【解決手段】カメラ１００は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のＡＦ枠２０１を表示する表示部１０９と、複数の画素を有し、表示部１０９を介して結像された被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部１１２と、複数の画素から出力された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を特定する特定部１２３ａと、特定部１２３ａにより特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部１２３ｂと、を備える。
【解決手段】カメラ１００は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のＡＦ枠２０１を表示する表示部１０９と、複数の画素を有し、表示部１０９を介して結像された被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部１１２と、複数の画素から出力された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を特定する特定部１２３ａと、特定部１２３ａにより特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部１２３ｂと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファインダ画面に重ねて表示されるＡＦポイントマーク（ＡＦ枠）等の情報を、測光値演算やシーン解析を行うために、補間処理によって消去するカメラがあった（例えば特許文献１）。
しかし、実際には、撮影シーンに応じて被写界の明るさ等が異なるため、ＡＦポイントマーク等で遮光された画素、つまり、補間すべき画素は、撮影毎に異なり、また、その出力も変化する。
この場合、補間すべき画素よりも広い範囲で補正すると、有効な画像データまで消去してしまうので、補間処理の精度が悪くなるおそれがある。逆に、補間すべき画素よりも狭い範囲で補正すると、ＡＦポイントマーク等によって遮光された画素データを基に補間演算を行ってしまうので、やはり補間処理の精度が悪くなるおそれがある。
このように、従来のカメラは、ＡＦポイントマーク等の情報を、適切に補間できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、被写界の明るさ等に応じて、被写体光が表示部のパターンによって遮られる遮光画像が異なっても、遮光画像を精度よく特定して、その出力を補正できる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００６】
請求項１の発明は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のパターン（２０１）を表示する表示部（１０９）と、複数の画素を有し、前記表示部を介して結像された前記被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部（１１２）と、前記複数の画素から出力された前記画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定する特定部（１２３ａ）と、前記特定部により特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部（１２３ｂ）と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記複数の画素は、行列状に配置されていることを特徴とする撮像装置である。
請求項２に記載の撮像装置において、前記特定部（１２３ａ）は、前記複数の画素のうち、少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、前記パターン（２０１）により遮光された画素を特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項３の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記パターン（２０１）により遮光された画素を含むように予め定められた画素領域（３０１，６０１）を記憶する記憶部（１１５）を備え、前記特定部（１２３ａ）は、前記画素領域の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記特定部（１２３ａ）は、検出された画素信号が所定閾値（Ｙｔｈ）未満のときに、前記パターンにより遮光された画素であると特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項５の発明は、請求項５に記載の撮像装置において、前記補正部（１２３ｂ）は、前記特定部（１２３ａ）により特定された画素に隣接する前記所定閾値（Ｙｔｈ）以上の画素信号を出力する画素に基づいて、補正することを特徴とする撮像装置である。
請求項６の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、前記補正部（１２３ｂ）は、前記特定部（１２３ａ）により特定された画素を線形補間により補正することを特徴とする撮像装置である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記パターン（２０１）は、測距範囲を表示するパターンであることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体光が表示部のパターンによって遮られる遮光画像が異なっても、遮光画像を精度よく特定して、その出力を補正できる撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のカメラ１００のブロック図である。
【図２】第１実施形態の表示部１０９の表示画面を示す図である。
【図３】第１実施形態のカメラ１００の使用時の動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の遮光画素特定処理（縦方向）を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の補間処理（縦方向）を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（縦方向）を説明する図である。
【図７】第１実施形態の検討枠３０１の画素出力Ｙを縦軸、画素の縦方向Ｖの座標を横軸に示すグラフである。
【図８】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（横方向）を説明する図である。
【図９】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（コーナ部）を説明する図である。
【図１０】第２実施形態のカメラの遮光画素特定処理及び補間処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態のカメラ１００の構成を説明する図である。
図２は、第１実施形態の表示部１０９の表示画面を示す図である。
カメラ１００は、一眼レフレックスタイプのカメラである。
カメラ１００は、操作部１０１と、レンズ１０２と、ミラー１０３と、シャッター１０４と、第１撮像部１０５と、メモリカードスロット１０６と、モニタ１０７と、表示部１０９と、プリズム１１０と、第２撮像部１１２と、接眼部１１３と、記憶部１１５と、制御部１２０とを備えている。
操作部１０１は、撮影者によって操作される。操作部１０１は、例えば、電源スイッチ、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタン等を備えている。
【００１０】
レンズ１０２は、撮影光学系を構成する。レンズ１０２は、カメラボディに着脱可能なレンズ鏡筒内に収容される。なお、レンズ１０２は、複数の光学レンズから構成されるが、図１では、１枚のレンズで簡略して表す。レンズ１０２を通った被写体からの光線は、観察時には、ミラー１０３によってプリズム１１０の方向に導かれ、撮影時には、ミラー１０３が退避することにより、第１撮像部１０５の方向に導かれる。
【００１１】
第１撮像部１０５は、例えば、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等のイメージセンサーである。撮像時に、ミラー１０３が退避し、シャッター１０４が走行すると、レンズ１０２によって第１撮像部１０５に結像した被写体像が、制御部１２０により決定された露出で撮像される。第１撮像部１０５は、撮像により得られた撮像情報を制御部１２０へ出力する。
【００１２】
メモリカードスロット１０６は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットである。メモリカードスロット１０６は、制御部１２０からの指示に基づいて、第１撮像部１０５が取得した画像をメモリカードに書き込んで記録したり、メモリカード内に記憶されている画像を読み出したりする。
モニタ１０７は、カメラ１００の背面等に搭載された液晶表示装置等である。モニタ１０７には、メモリカードに記憶されている画像や、カメラ１００を設定するための設定メニュー等が表示される。
ファインダスクリーン１０８は、ミラー１０３によってプリズム１１０の方向に導かれた被写体光が結像される部材である。
【００１３】
表示部１０９は、例えば、透過型の高分子分散型液晶表示装置である。
図２に示すように、表示部１０９は、ＡＦ（オートフォーカス）の測距範囲を示す３つのＡＦ枠２０１（パターン）を表示する。ＡＦ枠２０１は、外形がほぼ長方形である。
図１に示すように、表示部１０９は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置されている。ファインダスクリーン１０８に結像した被写体光は、さらに、プリズム１１０に導かれる途中で、表示部１０９を通過する。このため、ＡＦ枠２０１は、ファインダスクリーン１０８に結像した被写体光に、重ね合わせられて重畳される。ＡＦ枠２０１が重畳された被写体光は、プリズム１１０を通り、接眼部１１３及び測光レンズ１１１の両方に導かれる。
【００１４】
第２撮像部１１２は、例えば、ＣＭＯＳやＣＣＤ等のイメージセンサーである。第２撮像部１１２は、複数の画素が行列状に配置されている（図６参照）。測光レンズ１１１を通った被写体光は、第２撮像部１１２に結像する。第２撮像部１１２は、撮像情報を取得し、その画素出力を制御部１２０に出力する。この画素出力には、表示部１０９を介して結像された被写体光に応じた画素信号が含まれる。
【００１５】
記憶部１１５は、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶装置である。
ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵ（中央処理装置）がプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御部１２０が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータ等が記録されている。
記憶部１１５は、第２撮像部１１２の画素出力を記憶したり、後述するように、補間後の画素出力に更新したりする。
【００１６】
記憶部１１５は、検討枠記憶部１１５ａを備える。
検討枠記憶部１１５ａは、ＡＦ枠２０１に対応した大きさの検討枠３０１（画素領域）を予め記憶する記憶領域である（図６参照）。検討枠３０１は、第２撮像部１１２のうち被写体光がＡＦ枠２０１によって遮光され、ＡＦ枠２０１が撮像に影響に与える範囲に対応して設定されている。つまり、検討枠３０１は、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を含むように予め定められた画素領域に対応している。このため、検討枠３０１は、長方形の枠形状である。検討枠３０１の詳細は、後述する。
【００１７】
制御部１２０は、ＣＰＵ、その他の周辺回路により構成され、カメラ１００を統括的に制御する制御装置である。
制御部１２０は、第１撮像制御部１２１と、第２撮像制御部１２２と、補間処理部１２３（補正部）、画素出力抽出部１２４と、撮影条件設定部１２５とを備える。
第１撮像制御部１２１は、第１撮像部１０５が取得した撮像情報に基づいて所定の画像形式、例えばＪＰＥＧ形式の画像データを生成する。第１撮像制御部１２１は、生成した画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを作成する。制御部１２０は、生成した本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成し、メモリカードスロット１０６へ出力する。
本実施形態では、本画像データとサムネイル画像データは、いずれもＲＧＢ表色系で表された画像データである。
【００１８】
第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２を制御する制御部である。第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２の画素出力を取得する。
補間処理部１２３は、第２撮像部１１２が取得した画素出力を補正する制御部である。補間処理部１２３は、特定部１２３ａと、補正部１２３ｂとを備える。
特定部１２３ａは、第２撮像部１１２の複数の画素から出力された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素を特定する制御部である。
補正部１２３ｂは、特定部１２３ａにより特定された遮光画素から出力された画素信号を補間して補正する制御部である。
【００１９】
画素出力抽出部１２４は、補正部１２３ｂによって補正された画素出力に基づいて、被写体の撮影条件を設定するための情報を抽出する制御部である。
撮影条件設定部１２５は、画素出力抽出部１２４が抽出した画素出力に基づいて、シーン設定や、露出決定等をする制御部である。
各制御部の処理の詳細は、後述する。
【００２０】
次に、カメラ１００の動作を説明する。
図３は、第１実施形態のカメラ１００の使用時の動作を示すフローチャートである。
図４は、第１実施形態の遮光画素特定処理（縦方向）を示すフローチャートである。
図５は、第１実施形態の補間処理（縦方向）を示すフローチャートである。
図６は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（縦方向）を説明する図である。
図７は、第１実施形態の検討枠３０１の画素出力Ｙを縦軸、画素の縦方向Ｖの座標を横軸に示すグラフである。
図８は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（横方向）を説明する図である。
図９は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（コーナ部）を説明する図である。
【００２１】
なお、以下、ＡＦ枠２０１の１つに対応する１つの検討枠３０１の補間について説明するが、他の２つに対応するＡＦ枠２０１についても、同様である。
ステップＳ（以下「Ｓ」という）１では、第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２を制御して、取得した画像出力を記憶部１１５に記憶させる。
第２撮像部１１２に導かれる光は、表示部１０９を通ったものである。このため、第２撮像部１１２が取得した画素出力には、既に、ＡＦ枠２０１によって被写体光が遮られた遮光画素の画素出力（遮光画素出力）が重畳されている。遮光画素の画素出力は、周辺の出力よりも低くなっている（図７（ａ）に示す補間範囲Ａ参照）。
Ｓ２では、図６に示すように、特定部１２３ａは、Ｓ１で取得した画素出力のうち、検討枠３０１内の平均出力値を計算し、これを補間閾値Ｙｔｈに設定する。
【００２２】
［縦方向スキャン］
Ｓ３では、特定部１２３ａは、遮光画素特定処理（縦方向）を行う。
特定部１２３ａは、検討枠３０１のうち、縦方向（列方向）に配列された画素の画素出力を縦方向にスキャンする。
図６に太線で示す範囲３０４のように、この例では、縦方向に配列された画素は、上側及び下側に各９列、合計１８列である。
【００２３】
（Ｓ３：遮光画素特定処理（縦方向））
図４、図６を参照して、遮光画素特定処理（縦方向）について説明する。
遮光画素特定処理（縦方向）は、第２撮像部１１２の画素のうち、ＡＦ枠２０１によって被写体光を遮られた遮光画素を特定する処理である。
Ｓ３０１では、特定部１２３ａは、範囲３０４内の内側の遮光画素を特定する処理を開始する。
Ｓ３０２では、特定部１２３ａは、検討枠３０１よりも内側の画素３０３ａの１つ外側の画素、つまり検討枠３０１の最も内側の画素Ｘ１１を選択する。
【００２４】
Ｓ３０３では、特定部１２３ａは、選択した画素Ｘ１１の画素出力を補間閾値Ｙｔｈと比較して補間閾値Ｙｔｈよりも小さいか否かを判定する。特定部１２３ａは、選択した画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した場合には（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０４に進み、一方、補間閾値Ｙｔｈよりも小さくない判定した場合には（Ｓ３０３：ＮＯ）、つまり、補間閾値Ｙｔｈ以上であると判定した場合には、Ｓ３０３ａに進む。
Ｓ３０３ａでは、特定部１２３ａは、選択した画素よりもさらに１つ下側の画素を選択して、Ｓ３０３の処理を繰り返す。
【００２５】
Ｓ３０４では、特定部１２３ａは、画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した画素を、内側の遮光画素に設定する。
上記Ｓ３０１〜Ｓ３０４の処理によって、図６に示すように、特定部１２３ａは、検討枠３０１の内側の画素３０３ａから１つずつ外側の画素を順次選択して、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較し、その判定結果に基づいて遮光画素を特定することになる。これにより、検討枠３０１内において、ＡＦ枠２０１が撮像された画素のうち最も内側の遮光画素（図６の例では遮光画素Ｂ１）を設定できる。
【００２６】
遮光画素が配置された遮光画素領域３０２は、ＡＦ枠２０１の周囲の明るさ等に応じて異なる。つまり、遮光画素領域３０２は、撮影毎に異なる。遮光画素領域３０２は、例えば、被写界が明るければ幅が狭くなり、逆に、被写界が暗ければ幅が広くなる。また、図６に示すように、ＡＦ枠２０１が長方形であっても、遮光画素領域３０２は、通常は、長方形の枠形状にならない。さらに、ＡＦ枠２０１の数が多い場合には（例えば数十個）、ＡＦ枠２０１が撮影条件に与える影響が大きくなる。このため、適切に撮影条件を設定したり、顔認証機能等のシーン解析の精度を向上する場合には、遮光画素を精度よく特定してその出力を補間する必要がある。
実施形態では、検討枠３０１の範囲を予め実験等で求め、遮光画素領域３０２よりも十分に広い領域を検討枠３０１として、カメラ製造時等に検討枠記憶部１１５ａに記録しておく。そして、特定部１２３ａは、遮光画素を特定するために、検討枠３０１内の画素が実際に被写界を撮像した画素出力を利用し、かつ、補間閾値Ｙｔｈを検討枠３０１内の画素出力に基づいて算出する。このため、遮光画素領域３０２が撮影毎に異なっても特定部１２３ａは、遮光画素を精度よく特定できる。
【００２７】
Ｓ３０５〜Ｓ３０８では、特定部１２３ａは、Ｓ３０１〜Ｓ３０４と同様に、同列の画素のうち、検討枠３０１内の最も外側の遮光画素を判定する。
すなわち、特定部１２３ａは、検討枠３０１よりも外側の画素３０３ｂの１つ内側の画素、つまり検討枠３０１の最も外側の画素Ｘ１３を選択する（Ｓ３０５）。
そして、特定部１２３ａは、内側の画素を順次選択して、画素出力を補間閾値Ｙｔｈと比較して補間閾値Ｙｔｈよりも小さいか否かを判定し（Ｓ３０７）、画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した遮光画素Ｂ４を、外側の遮光画素に特定する（Ｓ３０８）。
【００２８】
Ｓ３０９では、特定部１２３ａは、縦方向のスキャンが１８列について全て終了したか否かを判定する。特定部１２３ａは、縦方向のスキャンが１８列について全て終了したと判定した場合には（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１０に進んでメイン処理のＳ４に戻り、一方、縦方向のスキャンが全て終了していないと判定した場合には（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３０９ａに進む。
Ｓ３０９ａでは、特定部１２３ａは、他の列を選択して、Ｓ３０９の処理を繰り返す。なお、特定部１２３ａが列を選択する順序は、限定されない。特定部１２３ａは、例えば、時計回りに列を選択してもよいし、検討枠３０１の上下に同列に配列された２列を順に選択し、左側から右側に順に選択してもよい。
【００２９】
図３に戻り、Ｓ４では、特定部１２３ａは、Ｓ３で特定した遮光画素Ｂ１及び遮光画素Ｂ４を利用して、遮光画素領域３０２内の縦方向に配列された遮光画素の補間処理を行う。
（Ｓ４：補間処理（縦方向））
図５〜図７を参照して、補正部１２３ｂの補間処理（縦方向）について説明する。
Ｓ４０１では、補正部１２３ｂは、遮光画素Ｂ１の１つ内側の画素Ｘ１１（座標Ｈ１１，Ｖ１１）を選択して、記憶部１１５からその画素出力Ｙ１１（図７参照）を読み出す。
Ｓ４０２では、補正部１２３ｂは、遮光画素Ｂ４の１つ外側の画素Ｘ１２（座標Ｈ１２，Ｖ１２）を選択して、記憶部１１５からその画素出力Ｙ１２（図７参照）を読み出す。
【００３０】
Ｓ４０３では、補正部１２３ｂは、図７に示すように、Ｖ１１の出力Ｙ１１とＶ１２の出力Ｙ１２の間を結ぶ線分Ｃによって、遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力を線形補間する。
遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力をそれぞれ出力Ｙ１〜Ｙ４とすれば、補間後の遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力Ｙ（Ｙ＝Ｙ１〜Ｙ４）は、以下の式１で表すことができる。
Ｙ＝｛（Ｙ１１−Ｙ１２）×Ｖ＋（Ｙ１２×Ｖ１１−Ｙ１１×Ｖ１２）｝／（Ｖ１１−Ｖ１２）・・・式１
【００３１】
例えば、遮光画素Ｂ１の出力Ｙ１は、以下のようになる。
Ｙ１＝｛（Ｙ１１−Ｙ１２）×Ｖ１＋（Ｙ１２×Ｖ１１−Ｙ１１×Ｖ１２）｝／（Ｖ１１−Ｖ１２）
遮光画素Ｂ１の補間後の画素出力を、図７（ａ）に破線で示す。
図７（ｂ）に示すように、補正部１２３ｂは、式１に基づいて、遮光画素Ｂ２〜Ｂ４についても同様に補間処理を行い、補間後の画素出力Ｙ２〜Ｙ４を求める。補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の出力に置き換えて、Ｓ４０４に進む。
【００３２】
Ｓ４０４では、補正部１２３ｂは、縦方向１８列全ての補間処理が終了したか否かを判定する。補正部１２３ｂは、１８列全てが終了したと判定した場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、Ｓ４０５に進んでメイン処理のＳ５に戻り、一方、全て終了していないと判定した場合には（Ｓ４０４：ＮＯ）、Ｓ４０４ａに進む。
Ｓ４０４ａでは、補正部１２３ｂは、他の列に移動して、Ｓ４０１からの補間処理を繰り返す。
【００３３】
［横方向スキャン］
図３に戻り、Ｓ５では、補正部１２３ｂは、遮光画素特定処理（横方向）を行う。補正部１２３ｂは、検討枠３０１のうち、横方向（行方向）に配列された画素の画素出力を横方向にスキャンする。
図８に太線で示す範囲４０４のように、この例では、横方向に配列された画素は、左側及び右側に各３行、合計６行である。
補正部１２３ｂは、遮光画素特定処理（横方向）を、Ｓ３の遮光画素特定処理（縦方向）と同様に行う。つまり、補正部１２３ｂは、画素４０３ａから順次外側の画素を選択し、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較して、内側の遮光画素Ｂ５を特定する。また、補正部１２３ｂは、画素４０３ｂから順次内側の画素を選択し、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較して、外側の遮光画素Ｂ８を特定する。
補正部１２３ｂは、横方向のスキャンが６行について全て終了すると、Ｓ６に進む。
【００３４】
Ｓ６では、補正部１２３ｂは、補間処理（横方向）を行う。
補正部１２３ｂは、補間処理（横方向）を、Ｓ４の補間処理（縦方向）と同様に行う。
図８の例では、遮光画素Ｂ５の１つ内側の画素Ｘ２１（座標Ｈ２１，Ｖ２１）、遮光画素Ｂ８の１つ外側の画素Ｘ２２（座標Ｈ２２，Ｖ２２）の画素出力を記憶部１１５から読み出す。これらの画素出力がそれぞれ出力Ｙ２１，Ｙ２１である場合、遮光画素Ｂ（Ｂ＝Ｂ５〜Ｂ８）の補間後の出力Ｙ（Ｙ＝Ｙ５〜Ｙ８）は、式１と同様にして、以下の式２で表すことができる。
Ｙ＝｛（Ｙ２１−Ｙ２２）×Ｈ＋（Ｙ２２×Ｈ２１−Ｙ２１×Ｈ２２）｝／（Ｈ２１−Ｈ２２）・・・式２
例えば、遮光画素Ｂ５の補間後の出力Ｙ５は、以下のようになる。
Ｙ５＝｛（Ｙ２１−Ｙ２２）×Ｈ５＋（Ｙ２２×Ｈ２１−Ｙ２１×Ｈ２２）｝／（Ｈ２１−Ｈ２２）
補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の画素出力に置き換える。
補正部１２３ｂは、上記補間処理を左右方向の６行全てについて終了すると、Ｓ７に進む。
【００３５】
［コーナ部スキャン］
Ｓ７では、図９に示すように、補間処理部１２３は、検討枠３０１のコーナ部５０４の画素の補間を行う。
図９には、Ｓ４，Ｓ６で縦方向及び左右方向の補間が終わっている画素を空白で表す。
図９に太線で示すように、コーナ部５０４に配列された画素とは、検討枠３０１内の画素のうち４つのコーナ部５０４に配置され、前述した縦方向及び横方向の画素に含まれないものをいう。
【００３６】
特定部１２３ａは、コーナ部５０４よりも１つ右側に配置された補間済みの画素Ｘ３１を選択する。そして、特定部１２３ａは、画素Ｘ３１よりも１つ外側の画素、つまりコーナ部５０４の最も内側の画素Ｂ９を選択する。
そして、特定部１２３ａは、Ｓ３の遮光画素特定処理（縦方向）と同様に、画素４０１ａから順次外側の画素の画素出力と、補間閾値Ｙｔｈとを比較して遮光画素を特定し、また、画素４０１ｂから順次内側の画素の画素出力と、補間閾値Ｙｔｈとを比較し遮光画素を特定する。
図９の例では、特定部１２３ａは、内側の遮光画素を遮光画素Ｂ９と特定し、外側の遮光画素を遮光画素Ｂ１３と特定する。
【００３７】
Ｓ８では、補正部１２３ｂは、補間処理（コーナ部）を行う。
補正部１２３ｂは、補間処理（コーナ部）を、Ｓ４の補間処理（縦方向）と同様に、線形補間によって行う。
補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の出力に置き換える。
なお、実施形態では、コーナ部５０４の補間処理を横方向のスキャンによって行うが、縦方向スキャンによって行ってもよい。
補正部１２３ｂは、上記補間処理をコーナ部５０４全てについて終了すると、Ｓ９に進む。
【００３８】
Ｓ９では、画素出力抽出部１２４は、補間処理によって置き換えられた画素出力を、記憶部１１５から抽出する。そして、撮影条件設定部１２５は、抽出した画素出力に基づいて、シーン解析を行う。抽出した画素出力は、既にＡＦ枠２０１が補間されている画像なので、撮影条件設定部１２５は、精度よくシーン解析を行うことができる。
【００３９】
Ｓ１０では、撮影条件設定部１２５は、シーン解析結果を用いて、公知の自動露出及びオートフォーカス処理を行う。
Ｓ１１では、制御部１２０は、レリーズボタンの出力に基づいて、レリーズ操作されたか否かを判定する。制御部１２０は、レリーズ操作されたと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進み、一方、レリーズ操作されていないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
Ｓ１２では、制御部１２０は、第１撮像部１０５により撮像を行う。
Ｓ１３では、制御部１２０は、電源スイッチ等が操作されることにより、撮影終了か否かを判断する。制御部１２０は、撮影終了と判断した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１４に進んで一連の処理を終了し、一方、撮影終了ではないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のカメラ１００は、以下の効果を奏する。
（１）第２撮像部１１２の出力に基づいて遮光画素を特定してその出力を補正するので、被写界の明るさ等に応じて遮光画素領域３０２が変化しても、遮光画素を精度よく特定し、露出条件、シーン設定等の撮影条件を精度よく設定できる。
（２）第２撮像部１１２の画素が行列状に配置されているので、ＡＦ枠２０１のような二次元のパターン形状を配置できる。
（３）そして、行列状に配置された配置された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素を特定するので、二次元のパターン形状であっても、遮光画素を特定できる。また、パターンが複雑な形状であっても特定できる。
【００４１】
（４）検討枠３０１の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を特定するので、第２撮像部１１２全体をスキャンする必要がないので、処理が簡単である。
（５）検出された画素信号が補間閾値Ｙｔｈ未満のときに、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素であると特定するので、遮光画素の特定が容易である。また、補間閾値Ｙｔｈを検討枠３０１近傍の画素の画素出力に基づいて決定するので、実際の被写界の輝度等に応じて、適切な補間閾値Ｙｔｈに設定できる。
（６）遮光画素に隣接し補間閾値Ｙｔｈ以上と判定された画素の画素出力に基づいて補間するので、遮光画素の画素出力を、実際の被写体情報に近い出力に補正できる。
（７）遮光画素の画素出力を線形補間するので、処理が簡単である。
【００４２】
（８）コーナ部５０４は、縦方向（又は横方向）の補間処理を行った後、横方向（又は縦方向）にスキャンして補間処理を行うので、コーナ部５０４を有するＡＦ枠２０１に対しても、精度よく補間できる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図１０は、第２実施形態のカメラの遮光画素特定処理及び補間処理を説明する図である。
第２実施形態では、補間処理部（図１に示す補間処理部１２３参照）は、遮光画素領域６０２の幅Ｄが一定であるとして、以下の手順で遮光画素特定処理及び補間処理を行う。
【００４４】
（１）補間処理部は、画素６０３ａ及び画素６０３ｂ間で１度だけ遮光画素特定処理を行い、遮光画素Ｂ６１，Ｂ６４を決定する。
（２）補間処理部は、遮光画素Ｂ６１の内側の画素Ｘ６１を含む周領域６０５、遮光画素Ｂ６４の外側の画素Ｘ６２を含む周領域６０６を求める。
（３）補間処理部は、その他の列及び行について遮光画素特定処理することなく、周領域６０５及び周領域６０６間の領域を、遮光画素領域６０２に設定する。
（４）補間処理部は、周領域６０５内の画素出力及び周領域６０６内の画素出力を記憶部１１５から読み出して、第１実施形態と同様に、補間処理を行う。
（５）その後の処理は、第１実施形態と同様である（図３のＳ７以降参照）。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のカメラは、遮光画素特定処理を簡単に処理できる。ＡＦ枠は、明るさに応じて影響を受ける領域が変化するが、その変化する度合いは、ほぼ一定であると考えられる。このため、本実施形態のように遮光画素特定処理を行っても、精度よい特定処理を期待できる。
【００４６】
なお、補間処理部は、遮光画素特定処理を上下左右の４カ所についてそれぞれ行い、その結果に基づいて、補間処理を左右上下のそれぞれの領域に対して行ってもよい。これにより、補間処理部は、遮光画素特定処理及び補間処理を、より精度よく行うことができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００４８】
（変形形態）
（１）実施形態において、表示部は、ＡＦ枠を表示する例を示したが、これに限定されない。例えば、表示部は、電池残量を示すマーク等、他のパターンを表示してもよい。
【００４９】
（２）実施形態において、ＡＦ枠は、表示部に表示される例を示したが、これに限定されない。例えば、ファインダスクリーンに設けられた刻印等でもよい。
【００５０】
（３）実施形態において、カメラは、一眼レフレックスである例を示したが、これに限定されない。例えば、撮像素子部として、第１撮像素子のみを有するコンパクトカメラであってもよい。この場合には、第１撮像素子の画素出力を利用して、遮光画素特定処理及び補間処理をすればよい。
【００５１】
（４）実施形態において、第２撮像部の撮像情報は、主に、撮影条件を設定するために利用する例を説明したが、これに限定されない。例えば、ライブビューモード時には、第２撮像部が取得した撮像情報を、被写体の観察用にモニタ表示してもよい。
【００５２】
（５）実施形態において、複数の画素を縦方向（列方向）及び横方向（行方向）にスキャンする例を示したが、これに限定されない。複数の画素の出力の少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、遮光画素を特定してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１００…カメラ １０９…表示部 １１２…第２撮像部 １１５…記憶部 １１５ａ…検討枠記憶部 １２０…制御部 １２２…第２撮像制御部 １２３…補間処理部 １２３ａ…特定部 １２３ｂ…補正部 １２４…画素出力抽出部 １２５…撮影条件設定部 ２０１…ＡＦ枠 ３０１…検討枠 ３０２，６０２…遮光画素領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファインダ画面に重ねて表示されるＡＦポイントマーク（ＡＦ枠）等の情報を、測光値演算やシーン解析を行うために、補間処理によって消去するカメラがあった（例えば特許文献１）。
しかし、実際には、撮影シーンに応じて被写界の明るさ等が異なるため、ＡＦポイントマーク等で遮光された画素、つまり、補間すべき画素は、撮影毎に異なり、また、その出力も変化する。
この場合、補間すべき画素よりも広い範囲で補正すると、有効な画像データまで消去してしまうので、補間処理の精度が悪くなるおそれがある。逆に、補間すべき画素よりも狭い範囲で補正すると、ＡＦポイントマーク等によって遮光された画素データを基に補間演算を行ってしまうので、やはり補間処理の精度が悪くなるおそれがある。
このように、従来のカメラは、ＡＦポイントマーク等の情報を、適切に補間できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、被写界の明るさ等に応じて、被写体光が表示部のパターンによって遮られる遮光画像が異なっても、遮光画像を精度よく特定して、その出力を補正できる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００６】
請求項１の発明は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のパターン（２０１）を表示する表示部（１０９）と、複数の画素を有し、前記表示部を介して結像された前記被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部（１１２）と、前記複数の画素から出力された前記画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定する特定部（１２３ａ）と、前記特定部により特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部（１２３ｂ）と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記複数の画素は、行列状に配置されていることを特徴とする撮像装置である。
請求項２に記載の撮像装置において、前記特定部（１２３ａ）は、前記複数の画素のうち、少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、前記パターン（２０１）により遮光された画素を特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項３の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記パターン（２０１）により遮光された画素を含むように予め定められた画素領域（３０１，６０１）を記憶する記憶部（１１５）を備え、前記特定部（１２３ａ）は、前記画素領域の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記特定部（１２３ａ）は、検出された画素信号が所定閾値（Ｙｔｈ）未満のときに、前記パターンにより遮光された画素であると特定することを特徴とする撮像装置である。
請求項５の発明は、請求項５に記載の撮像装置において、前記補正部（１２３ｂ）は、前記特定部（１２３ａ）により特定された画素に隣接する前記所定閾値（Ｙｔｈ）以上の画素信号を出力する画素に基づいて、補正することを特徴とする撮像装置である。
請求項６の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、前記補正部（１２３ｂ）は、前記特定部（１２３ａ）により特定された画素を線形補間により補正することを特徴とする撮像装置である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記パターン（２０１）は、測距範囲を表示するパターンであることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体光が表示部のパターンによって遮られる遮光画像が異なっても、遮光画像を精度よく特定して、その出力を補正できる撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のカメラ１００のブロック図である。
【図２】第１実施形態の表示部１０９の表示画面を示す図である。
【図３】第１実施形態のカメラ１００の使用時の動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の遮光画素特定処理（縦方向）を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の補間処理（縦方向）を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（縦方向）を説明する図である。
【図７】第１実施形態の検討枠３０１の画素出力Ｙを縦軸、画素の縦方向Ｖの座標を横軸に示すグラフである。
【図８】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（横方向）を説明する図である。
【図９】第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（コーナ部）を説明する図である。
【図１０】第２実施形態のカメラの遮光画素特定処理及び補間処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態のカメラ１００の構成を説明する図である。
図２は、第１実施形態の表示部１０９の表示画面を示す図である。
カメラ１００は、一眼レフレックスタイプのカメラである。
カメラ１００は、操作部１０１と、レンズ１０２と、ミラー１０３と、シャッター１０４と、第１撮像部１０５と、メモリカードスロット１０６と、モニタ１０７と、表示部１０９と、プリズム１１０と、第２撮像部１１２と、接眼部１１３と、記憶部１１５と、制御部１２０とを備えている。
操作部１０１は、撮影者によって操作される。操作部１０１は、例えば、電源スイッチ、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタン等を備えている。
【００１０】
レンズ１０２は、撮影光学系を構成する。レンズ１０２は、カメラボディに着脱可能なレンズ鏡筒内に収容される。なお、レンズ１０２は、複数の光学レンズから構成されるが、図１では、１枚のレンズで簡略して表す。レンズ１０２を通った被写体からの光線は、観察時には、ミラー１０３によってプリズム１１０の方向に導かれ、撮影時には、ミラー１０３が退避することにより、第１撮像部１０５の方向に導かれる。
【００１１】
第１撮像部１０５は、例えば、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等のイメージセンサーである。撮像時に、ミラー１０３が退避し、シャッター１０４が走行すると、レンズ１０２によって第１撮像部１０５に結像した被写体像が、制御部１２０により決定された露出で撮像される。第１撮像部１０５は、撮像により得られた撮像情報を制御部１２０へ出力する。
【００１２】
メモリカードスロット１０６は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットである。メモリカードスロット１０６は、制御部１２０からの指示に基づいて、第１撮像部１０５が取得した画像をメモリカードに書き込んで記録したり、メモリカード内に記憶されている画像を読み出したりする。
モニタ１０７は、カメラ１００の背面等に搭載された液晶表示装置等である。モニタ１０７には、メモリカードに記憶されている画像や、カメラ１００を設定するための設定メニュー等が表示される。
ファインダスクリーン１０８は、ミラー１０３によってプリズム１１０の方向に導かれた被写体光が結像される部材である。
【００１３】
表示部１０９は、例えば、透過型の高分子分散型液晶表示装置である。
図２に示すように、表示部１０９は、ＡＦ（オートフォーカス）の測距範囲を示す３つのＡＦ枠２０１（パターン）を表示する。ＡＦ枠２０１は、外形がほぼ長方形である。
図１に示すように、表示部１０９は、被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置されている。ファインダスクリーン１０８に結像した被写体光は、さらに、プリズム１１０に導かれる途中で、表示部１０９を通過する。このため、ＡＦ枠２０１は、ファインダスクリーン１０８に結像した被写体光に、重ね合わせられて重畳される。ＡＦ枠２０１が重畳された被写体光は、プリズム１１０を通り、接眼部１１３及び測光レンズ１１１の両方に導かれる。
【００１４】
第２撮像部１１２は、例えば、ＣＭＯＳやＣＣＤ等のイメージセンサーである。第２撮像部１１２は、複数の画素が行列状に配置されている（図６参照）。測光レンズ１１１を通った被写体光は、第２撮像部１１２に結像する。第２撮像部１１２は、撮像情報を取得し、その画素出力を制御部１２０に出力する。この画素出力には、表示部１０９を介して結像された被写体光に応じた画素信号が含まれる。
【００１５】
記憶部１１５は、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶装置である。
ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵ（中央処理装置）がプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御部１２０が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータ等が記録されている。
記憶部１１５は、第２撮像部１１２の画素出力を記憶したり、後述するように、補間後の画素出力に更新したりする。
【００１６】
記憶部１１５は、検討枠記憶部１１５ａを備える。
検討枠記憶部１１５ａは、ＡＦ枠２０１に対応した大きさの検討枠３０１（画素領域）を予め記憶する記憶領域である（図６参照）。検討枠３０１は、第２撮像部１１２のうち被写体光がＡＦ枠２０１によって遮光され、ＡＦ枠２０１が撮像に影響に与える範囲に対応して設定されている。つまり、検討枠３０１は、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を含むように予め定められた画素領域に対応している。このため、検討枠３０１は、長方形の枠形状である。検討枠３０１の詳細は、後述する。
【００１７】
制御部１２０は、ＣＰＵ、その他の周辺回路により構成され、カメラ１００を統括的に制御する制御装置である。
制御部１２０は、第１撮像制御部１２１と、第２撮像制御部１２２と、補間処理部１２３（補正部）、画素出力抽出部１２４と、撮影条件設定部１２５とを備える。
第１撮像制御部１２１は、第１撮像部１０５が取得した撮像情報に基づいて所定の画像形式、例えばＪＰＥＧ形式の画像データを生成する。第１撮像制御部１２１は、生成した画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを作成する。制御部１２０は、生成した本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成し、メモリカードスロット１０６へ出力する。
本実施形態では、本画像データとサムネイル画像データは、いずれもＲＧＢ表色系で表された画像データである。
【００１８】
第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２を制御する制御部である。第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２の画素出力を取得する。
補間処理部１２３は、第２撮像部１１２が取得した画素出力を補正する制御部である。補間処理部１２３は、特定部１２３ａと、補正部１２３ｂとを備える。
特定部１２３ａは、第２撮像部１１２の複数の画素から出力された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素を特定する制御部である。
補正部１２３ｂは、特定部１２３ａにより特定された遮光画素から出力された画素信号を補間して補正する制御部である。
【００１９】
画素出力抽出部１２４は、補正部１２３ｂによって補正された画素出力に基づいて、被写体の撮影条件を設定するための情報を抽出する制御部である。
撮影条件設定部１２５は、画素出力抽出部１２４が抽出した画素出力に基づいて、シーン設定や、露出決定等をする制御部である。
各制御部の処理の詳細は、後述する。
【００２０】
次に、カメラ１００の動作を説明する。
図３は、第１実施形態のカメラ１００の使用時の動作を示すフローチャートである。
図４は、第１実施形態の遮光画素特定処理（縦方向）を示すフローチャートである。
図５は、第１実施形態の補間処理（縦方向）を示すフローチャートである。
図６は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（縦方向）を説明する図である。
図７は、第１実施形態の検討枠３０１の画素出力Ｙを縦軸、画素の縦方向Ｖの座標を横軸に示すグラフである。
図８は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（横方向）を説明する図である。
図９は、第１実施形態の検討枠３０１を拡大して遮光画素特定処理（コーナ部）を説明する図である。
【００２１】
なお、以下、ＡＦ枠２０１の１つに対応する１つの検討枠３０１の補間について説明するが、他の２つに対応するＡＦ枠２０１についても、同様である。
ステップＳ（以下「Ｓ」という）１では、第２撮像制御部１２２は、第２撮像部１１２を制御して、取得した画像出力を記憶部１１５に記憶させる。
第２撮像部１１２に導かれる光は、表示部１０９を通ったものである。このため、第２撮像部１１２が取得した画素出力には、既に、ＡＦ枠２０１によって被写体光が遮られた遮光画素の画素出力（遮光画素出力）が重畳されている。遮光画素の画素出力は、周辺の出力よりも低くなっている（図７（ａ）に示す補間範囲Ａ参照）。
Ｓ２では、図６に示すように、特定部１２３ａは、Ｓ１で取得した画素出力のうち、検討枠３０１内の平均出力値を計算し、これを補間閾値Ｙｔｈに設定する。
【００２２】
［縦方向スキャン］
Ｓ３では、特定部１２３ａは、遮光画素特定処理（縦方向）を行う。
特定部１２３ａは、検討枠３０１のうち、縦方向（列方向）に配列された画素の画素出力を縦方向にスキャンする。
図６に太線で示す範囲３０４のように、この例では、縦方向に配列された画素は、上側及び下側に各９列、合計１８列である。
【００２３】
（Ｓ３：遮光画素特定処理（縦方向））
図４、図６を参照して、遮光画素特定処理（縦方向）について説明する。
遮光画素特定処理（縦方向）は、第２撮像部１１２の画素のうち、ＡＦ枠２０１によって被写体光を遮られた遮光画素を特定する処理である。
Ｓ３０１では、特定部１２３ａは、範囲３０４内の内側の遮光画素を特定する処理を開始する。
Ｓ３０２では、特定部１２３ａは、検討枠３０１よりも内側の画素３０３ａの１つ外側の画素、つまり検討枠３０１の最も内側の画素Ｘ１１を選択する。
【００２４】
Ｓ３０３では、特定部１２３ａは、選択した画素Ｘ１１の画素出力を補間閾値Ｙｔｈと比較して補間閾値Ｙｔｈよりも小さいか否かを判定する。特定部１２３ａは、選択した画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した場合には（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０４に進み、一方、補間閾値Ｙｔｈよりも小さくない判定した場合には（Ｓ３０３：ＮＯ）、つまり、補間閾値Ｙｔｈ以上であると判定した場合には、Ｓ３０３ａに進む。
Ｓ３０３ａでは、特定部１２３ａは、選択した画素よりもさらに１つ下側の画素を選択して、Ｓ３０３の処理を繰り返す。
【００２５】
Ｓ３０４では、特定部１２３ａは、画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した画素を、内側の遮光画素に設定する。
上記Ｓ３０１〜Ｓ３０４の処理によって、図６に示すように、特定部１２３ａは、検討枠３０１の内側の画素３０３ａから１つずつ外側の画素を順次選択して、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較し、その判定結果に基づいて遮光画素を特定することになる。これにより、検討枠３０１内において、ＡＦ枠２０１が撮像された画素のうち最も内側の遮光画素（図６の例では遮光画素Ｂ１）を設定できる。
【００２６】
遮光画素が配置された遮光画素領域３０２は、ＡＦ枠２０１の周囲の明るさ等に応じて異なる。つまり、遮光画素領域３０２は、撮影毎に異なる。遮光画素領域３０２は、例えば、被写界が明るければ幅が狭くなり、逆に、被写界が暗ければ幅が広くなる。また、図６に示すように、ＡＦ枠２０１が長方形であっても、遮光画素領域３０２は、通常は、長方形の枠形状にならない。さらに、ＡＦ枠２０１の数が多い場合には（例えば数十個）、ＡＦ枠２０１が撮影条件に与える影響が大きくなる。このため、適切に撮影条件を設定したり、顔認証機能等のシーン解析の精度を向上する場合には、遮光画素を精度よく特定してその出力を補間する必要がある。
実施形態では、検討枠３０１の範囲を予め実験等で求め、遮光画素領域３０２よりも十分に広い領域を検討枠３０１として、カメラ製造時等に検討枠記憶部１１５ａに記録しておく。そして、特定部１２３ａは、遮光画素を特定するために、検討枠３０１内の画素が実際に被写界を撮像した画素出力を利用し、かつ、補間閾値Ｙｔｈを検討枠３０１内の画素出力に基づいて算出する。このため、遮光画素領域３０２が撮影毎に異なっても特定部１２３ａは、遮光画素を精度よく特定できる。
【００２７】
Ｓ３０５〜Ｓ３０８では、特定部１２３ａは、Ｓ３０１〜Ｓ３０４と同様に、同列の画素のうち、検討枠３０１内の最も外側の遮光画素を判定する。
すなわち、特定部１２３ａは、検討枠３０１よりも外側の画素３０３ｂの１つ内側の画素、つまり検討枠３０１の最も外側の画素Ｘ１３を選択する（Ｓ３０５）。
そして、特定部１２３ａは、内側の画素を順次選択して、画素出力を補間閾値Ｙｔｈと比較して補間閾値Ｙｔｈよりも小さいか否かを判定し（Ｓ３０７）、画素出力が補間閾値Ｙｔｈよりも小さいと判定した遮光画素Ｂ４を、外側の遮光画素に特定する（Ｓ３０８）。
【００２８】
Ｓ３０９では、特定部１２３ａは、縦方向のスキャンが１８列について全て終了したか否かを判定する。特定部１２３ａは、縦方向のスキャンが１８列について全て終了したと判定した場合には（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１０に進んでメイン処理のＳ４に戻り、一方、縦方向のスキャンが全て終了していないと判定した場合には（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３０９ａに進む。
Ｓ３０９ａでは、特定部１２３ａは、他の列を選択して、Ｓ３０９の処理を繰り返す。なお、特定部１２３ａが列を選択する順序は、限定されない。特定部１２３ａは、例えば、時計回りに列を選択してもよいし、検討枠３０１の上下に同列に配列された２列を順に選択し、左側から右側に順に選択してもよい。
【００２９】
図３に戻り、Ｓ４では、特定部１２３ａは、Ｓ３で特定した遮光画素Ｂ１及び遮光画素Ｂ４を利用して、遮光画素領域３０２内の縦方向に配列された遮光画素の補間処理を行う。
（Ｓ４：補間処理（縦方向））
図５〜図７を参照して、補正部１２３ｂの補間処理（縦方向）について説明する。
Ｓ４０１では、補正部１２３ｂは、遮光画素Ｂ１の１つ内側の画素Ｘ１１（座標Ｈ１１，Ｖ１１）を選択して、記憶部１１５からその画素出力Ｙ１１（図７参照）を読み出す。
Ｓ４０２では、補正部１２３ｂは、遮光画素Ｂ４の１つ外側の画素Ｘ１２（座標Ｈ１２，Ｖ１２）を選択して、記憶部１１５からその画素出力Ｙ１２（図７参照）を読み出す。
【００３０】
Ｓ４０３では、補正部１２３ｂは、図７に示すように、Ｖ１１の出力Ｙ１１とＶ１２の出力Ｙ１２の間を結ぶ線分Ｃによって、遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力を線形補間する。
遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力をそれぞれ出力Ｙ１〜Ｙ４とすれば、補間後の遮光画素Ｂ１〜Ｂ４の出力Ｙ（Ｙ＝Ｙ１〜Ｙ４）は、以下の式１で表すことができる。
Ｙ＝｛（Ｙ１１−Ｙ１２）×Ｖ＋（Ｙ１２×Ｖ１１−Ｙ１１×Ｖ１２）｝／（Ｖ１１−Ｖ１２）・・・式１
【００３１】
例えば、遮光画素Ｂ１の出力Ｙ１は、以下のようになる。
Ｙ１＝｛（Ｙ１１−Ｙ１２）×Ｖ１＋（Ｙ１２×Ｖ１１−Ｙ１１×Ｖ１２）｝／（Ｖ１１−Ｖ１２）
遮光画素Ｂ１の補間後の画素出力を、図７（ａ）に破線で示す。
図７（ｂ）に示すように、補正部１２３ｂは、式１に基づいて、遮光画素Ｂ２〜Ｂ４についても同様に補間処理を行い、補間後の画素出力Ｙ２〜Ｙ４を求める。補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の出力に置き換えて、Ｓ４０４に進む。
【００３２】
Ｓ４０４では、補正部１２３ｂは、縦方向１８列全ての補間処理が終了したか否かを判定する。補正部１２３ｂは、１８列全てが終了したと判定した場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、Ｓ４０５に進んでメイン処理のＳ５に戻り、一方、全て終了していないと判定した場合には（Ｓ４０４：ＮＯ）、Ｓ４０４ａに進む。
Ｓ４０４ａでは、補正部１２３ｂは、他の列に移動して、Ｓ４０１からの補間処理を繰り返す。
【００３３】
［横方向スキャン］
図３に戻り、Ｓ５では、補正部１２３ｂは、遮光画素特定処理（横方向）を行う。補正部１２３ｂは、検討枠３０１のうち、横方向（行方向）に配列された画素の画素出力を横方向にスキャンする。
図８に太線で示す範囲４０４のように、この例では、横方向に配列された画素は、左側及び右側に各３行、合計６行である。
補正部１２３ｂは、遮光画素特定処理（横方向）を、Ｓ３の遮光画素特定処理（縦方向）と同様に行う。つまり、補正部１２３ｂは、画素４０３ａから順次外側の画素を選択し、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較して、内側の遮光画素Ｂ５を特定する。また、補正部１２３ｂは、画素４０３ｂから順次内側の画素を選択し、その画素出力と補間閾値Ｙｔｈとを比較して、外側の遮光画素Ｂ８を特定する。
補正部１２３ｂは、横方向のスキャンが６行について全て終了すると、Ｓ６に進む。
【００３４】
Ｓ６では、補正部１２３ｂは、補間処理（横方向）を行う。
補正部１２３ｂは、補間処理（横方向）を、Ｓ４の補間処理（縦方向）と同様に行う。
図８の例では、遮光画素Ｂ５の１つ内側の画素Ｘ２１（座標Ｈ２１，Ｖ２１）、遮光画素Ｂ８の１つ外側の画素Ｘ２２（座標Ｈ２２，Ｖ２２）の画素出力を記憶部１１５から読み出す。これらの画素出力がそれぞれ出力Ｙ２１，Ｙ２１である場合、遮光画素Ｂ（Ｂ＝Ｂ５〜Ｂ８）の補間後の出力Ｙ（Ｙ＝Ｙ５〜Ｙ８）は、式１と同様にして、以下の式２で表すことができる。
Ｙ＝｛（Ｙ２１−Ｙ２２）×Ｈ＋（Ｙ２２×Ｈ２１−Ｙ２１×Ｈ２２）｝／（Ｈ２１−Ｈ２２）・・・式２
例えば、遮光画素Ｂ５の補間後の出力Ｙ５は、以下のようになる。
Ｙ５＝｛（Ｙ２１−Ｙ２２）×Ｈ５＋（Ｙ２２×Ｈ２１−Ｙ２１×Ｈ２２）｝／（Ｈ２１−Ｈ２２）
補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の画素出力に置き換える。
補正部１２３ｂは、上記補間処理を左右方向の６行全てについて終了すると、Ｓ７に進む。
【００３５】
［コーナ部スキャン］
Ｓ７では、図９に示すように、補間処理部１２３は、検討枠３０１のコーナ部５０４の画素の補間を行う。
図９には、Ｓ４，Ｓ６で縦方向及び左右方向の補間が終わっている画素を空白で表す。
図９に太線で示すように、コーナ部５０４に配列された画素とは、検討枠３０１内の画素のうち４つのコーナ部５０４に配置され、前述した縦方向及び横方向の画素に含まれないものをいう。
【００３６】
特定部１２３ａは、コーナ部５０４よりも１つ右側に配置された補間済みの画素Ｘ３１を選択する。そして、特定部１２３ａは、画素Ｘ３１よりも１つ外側の画素、つまりコーナ部５０４の最も内側の画素Ｂ９を選択する。
そして、特定部１２３ａは、Ｓ３の遮光画素特定処理（縦方向）と同様に、画素４０１ａから順次外側の画素の画素出力と、補間閾値Ｙｔｈとを比較して遮光画素を特定し、また、画素４０１ｂから順次内側の画素の画素出力と、補間閾値Ｙｔｈとを比較し遮光画素を特定する。
図９の例では、特定部１２３ａは、内側の遮光画素を遮光画素Ｂ９と特定し、外側の遮光画素を遮光画素Ｂ１３と特定する。
【００３７】
Ｓ８では、補正部１２３ｂは、補間処理（コーナ部）を行う。
補正部１２３ｂは、補間処理（コーナ部）を、Ｓ４の補間処理（縦方向）と同様に、線形補間によって行う。
補正部１２３ｂは、記憶部１１５の画素出力を、補間後の出力に置き換える。
なお、実施形態では、コーナ部５０４の補間処理を横方向のスキャンによって行うが、縦方向スキャンによって行ってもよい。
補正部１２３ｂは、上記補間処理をコーナ部５０４全てについて終了すると、Ｓ９に進む。
【００３８】
Ｓ９では、画素出力抽出部１２４は、補間処理によって置き換えられた画素出力を、記憶部１１５から抽出する。そして、撮影条件設定部１２５は、抽出した画素出力に基づいて、シーン解析を行う。抽出した画素出力は、既にＡＦ枠２０１が補間されている画像なので、撮影条件設定部１２５は、精度よくシーン解析を行うことができる。
【００３９】
Ｓ１０では、撮影条件設定部１２５は、シーン解析結果を用いて、公知の自動露出及びオートフォーカス処理を行う。
Ｓ１１では、制御部１２０は、レリーズボタンの出力に基づいて、レリーズ操作されたか否かを判定する。制御部１２０は、レリーズ操作されたと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進み、一方、レリーズ操作されていないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
Ｓ１２では、制御部１２０は、第１撮像部１０５により撮像を行う。
Ｓ１３では、制御部１２０は、電源スイッチ等が操作されることにより、撮影終了か否かを判断する。制御部１２０は、撮影終了と判断した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１４に進んで一連の処理を終了し、一方、撮影終了ではないと判定した場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のカメラ１００は、以下の効果を奏する。
（１）第２撮像部１１２の出力に基づいて遮光画素を特定してその出力を補正するので、被写界の明るさ等に応じて遮光画素領域３０２が変化しても、遮光画素を精度よく特定し、露出条件、シーン設定等の撮影条件を精度よく設定できる。
（２）第２撮像部１１２の画素が行列状に配置されているので、ＡＦ枠２０１のような二次元のパターン形状を配置できる。
（３）そして、行列状に配置された配置された画素信号を検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素を特定するので、二次元のパターン形状であっても、遮光画素を特定できる。また、パターンが複雑な形状であっても特定できる。
【００４１】
（４）検討枠３０１の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、ＡＦ枠２０１により遮光された画素を特定するので、第２撮像部１１２全体をスキャンする必要がないので、処理が簡単である。
（５）検出された画素信号が補間閾値Ｙｔｈ未満のときに、ＡＦ枠２０１により遮光された遮光画素であると特定するので、遮光画素の特定が容易である。また、補間閾値Ｙｔｈを検討枠３０１近傍の画素の画素出力に基づいて決定するので、実際の被写界の輝度等に応じて、適切な補間閾値Ｙｔｈに設定できる。
（６）遮光画素に隣接し補間閾値Ｙｔｈ以上と判定された画素の画素出力に基づいて補間するので、遮光画素の画素出力を、実際の被写体情報に近い出力に補正できる。
（７）遮光画素の画素出力を線形補間するので、処理が簡単である。
【００４２】
（８）コーナ部５０４は、縦方向（又は横方向）の補間処理を行った後、横方向（又は縦方向）にスキャンして補間処理を行うので、コーナ部５０４を有するＡＦ枠２０１に対しても、精度よく補間できる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図１０は、第２実施形態のカメラの遮光画素特定処理及び補間処理を説明する図である。
第２実施形態では、補間処理部（図１に示す補間処理部１２３参照）は、遮光画素領域６０２の幅Ｄが一定であるとして、以下の手順で遮光画素特定処理及び補間処理を行う。
【００４４】
（１）補間処理部は、画素６０３ａ及び画素６０３ｂ間で１度だけ遮光画素特定処理を行い、遮光画素Ｂ６１，Ｂ６４を決定する。
（２）補間処理部は、遮光画素Ｂ６１の内側の画素Ｘ６１を含む周領域６０５、遮光画素Ｂ６４の外側の画素Ｘ６２を含む周領域６０６を求める。
（３）補間処理部は、その他の列及び行について遮光画素特定処理することなく、周領域６０５及び周領域６０６間の領域を、遮光画素領域６０２に設定する。
（４）補間処理部は、周領域６０５内の画素出力及び周領域６０６内の画素出力を記憶部１１５から読み出して、第１実施形態と同様に、補間処理を行う。
（５）その後の処理は、第１実施形態と同様である（図３のＳ７以降参照）。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のカメラは、遮光画素特定処理を簡単に処理できる。ＡＦ枠は、明るさに応じて影響を受ける領域が変化するが、その変化する度合いは、ほぼ一定であると考えられる。このため、本実施形態のように遮光画素特定処理を行っても、精度よい特定処理を期待できる。
【００４６】
なお、補間処理部は、遮光画素特定処理を上下左右の４カ所についてそれぞれ行い、その結果に基づいて、補間処理を左右上下のそれぞれの領域に対して行ってもよい。これにより、補間処理部は、遮光画素特定処理及び補間処理を、より精度よく行うことができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００４８】
（変形形態）
（１）実施形態において、表示部は、ＡＦ枠を表示する例を示したが、これに限定されない。例えば、表示部は、電池残量を示すマーク等、他のパターンを表示してもよい。
【００４９】
（２）実施形態において、ＡＦ枠は、表示部に表示される例を示したが、これに限定されない。例えば、ファインダスクリーンに設けられた刻印等でもよい。
【００５０】
（３）実施形態において、カメラは、一眼レフレックスである例を示したが、これに限定されない。例えば、撮像素子部として、第１撮像素子のみを有するコンパクトカメラであってもよい。この場合には、第１撮像素子の画素出力を利用して、遮光画素特定処理及び補間処理をすればよい。
【００５１】
（４）実施形態において、第２撮像部の撮像情報は、主に、撮影条件を設定するために利用する例を説明したが、これに限定されない。例えば、ライブビューモード時には、第２撮像部が取得した撮像情報を、被写体の観察用にモニタ表示してもよい。
【００５２】
（５）実施形態において、複数の画素を縦方向（列方向）及び横方向（行方向）にスキャンする例を示したが、これに限定されない。複数の画素の出力の少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、遮光画素を特定してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１００…カメラ １０９…表示部 １１２…第２撮像部 １１５…記憶部 １１５ａ…検討枠記憶部 １２０…制御部 １２２…第２撮像制御部 １２３…補間処理部 １２３ａ…特定部 １２３ｂ…補正部 １２４…画素出力抽出部 １２５…撮影条件設定部 ２０１…ＡＦ枠 ３０１…検討枠 ３０２，６０２…遮光画素領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のパターンを表示する表示部と、
複数の画素を有し、前記表示部を介して結像された前記被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部と、
前記複数の画素から出力された前記画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定する特定部と、
前記特定部により特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記複数の画素は、行列状に配置されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記特定部は、前記複数の画素のうち、少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記パターンにより遮光された画素を含むように予め定められた画素領域を記憶する記憶部を備え、
前記特定部は、前記画素領域の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記特定部は、検出された画素信号が所定閾値未満のときに、前記パターンにより遮光された画素であると特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記特定部により特定された画素に隣接する前記所定閾値以上の画素信号を出力する画素に基づいて、補正すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記特定部により特定された画素を線形補間により補正すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記パターンは、測距範囲を表示するパターンであること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１】
被写体光を結像させる撮影光学系の光路中に配置され、所定のパターンを表示する表示部と、
複数の画素を有し、前記表示部を介して結像された前記被写体光に応じた画素信号を出力する撮像部と、
前記複数の画素から出力された前記画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定する特定部と、
前記特定部により特定された画素から出力された画素信号を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記複数の画素は、行列状に配置されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記特定部は、前記複数の画素のうち、少なくとも１列または１行から出力された画素信号を検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記パターンにより遮光された画素を含むように予め定められた画素領域を記憶する記憶部を備え、
前記特定部は、前記画素領域の端部の画素から隣接する画素を順次検出して、前記パターンにより遮光された画素を特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記特定部は、検出された画素信号が所定閾値未満のときに、前記パターンにより遮光された画素であると特定すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記特定部により特定された画素に隣接する前記所定閾値以上の画素信号を出力する画素に基づいて、補正すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記特定部により特定された画素を線形補間により補正すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記パターンは、測距範囲を表示するパターンであること
を特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５６９６４（Ｐ２０１２−２５６９６４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７３２４（Ｐ２０１１−１２７３２４）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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