測光装置、撮像装置
【課題】周辺光量落ちに対応するゲインをかけることに起因する、顔検出用画像の画像不良の発生を低減する。
【解決手段】読み出し処理３８１は、被写体像を撮像した第２撮像素子３６からカラー画像信号を出力させる。第１周辺光量落ち補正処理３８４は、通信処理３９０がレンズ側制御装置２３から取得する周辺光量落ちに関する情報等に基づいて算出される第１周辺光量落ち補正ゲインを、輝度信号生成処理３８３により生成される輝度信号に乗じて補正する。第２周辺光量落ち補正処理３８６は、周辺光量落ちに関する情報等に基づいて第１周辺光量落ち補正ゲインよりも小さい値に算出される第２周辺光量落ち補正ゲインをカラー画像信号に乗じて補正する。顔検出手段３８９は、第２周辺光量落ち補正処理３８６によって補正されたカラー画像信号に基づく画像の中から顔画像を検出する。
【解決手段】読み出し処理３８１は、被写体像を撮像した第２撮像素子３６からカラー画像信号を出力させる。第１周辺光量落ち補正処理３８４は、通信処理３９０がレンズ側制御装置２３から取得する周辺光量落ちに関する情報等に基づいて算出される第１周辺光量落ち補正ゲインを、輝度信号生成処理３８３により生成される輝度信号に乗じて補正する。第２周辺光量落ち補正処理３８６は、周辺光量落ちに関する情報等に基づいて第１周辺光量落ち補正ゲインよりも小さい値に算出される第２周辺光量落ち補正ゲインをカラー画像信号に乗じて補正する。顔検出手段３８９は、第２周辺光量落ち補正処理３８６によって補正されたカラー画像信号に基づく画像の中から顔画像を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測光装置と、その測光装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファインダスクリーン上に結像した被写体像を、ファインダ光軸に対して傾いている測光光学系の光軸方向に導いて、測光用の撮像素子の受光面上で再結像させる技術が知られている。（たとえば、特許文献１）。従来、測光用の撮像素子から出力される画像信号は、被写体像の輝度検出に用いられる。測光光学系の光軸方向はファインダ光軸に対して傾いているため、測光光学系はファインダスクリーン上に結像した被写体像を斜めに観察することになる。そのため、一般の撮像素子の受光面の中央部が明るくなり周辺部が暗くなる周辺光量落ちを斜めから見たような光軸非対称な周辺光量落ちが発生する。従来、測光用の撮像素子の各画素から出力される画像信号に周辺光量落ちに対応するゲインをかけることにより周辺光量落ちを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測光用の撮像素子から出力される画像信号に基づいて、顔検出を行うことが考えられている。測光用の撮像素子から出力される画像信号に基づいて顔検出を行う際、輝度検出のときと同様に画像信号に周辺光量落ちに対応するゲインをかけると、顔の一部が白とびするなど、顔検出用の画像として不適切となることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による測光装置は、結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、周辺光量落ち情報取得手段により取得された周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、結像光学系の周辺光量落ちによる被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、周辺光量落ち情報取得手段により取得された周辺光量落ちに関する情報に基づいて第１の補正ゲインより小さい値に算出される第２の補正ゲインで、撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
周辺光量落ちに対応するゲインをかけることに起因する、顔検出用画像の画像不良の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施の形態による測光装置を備える撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】周辺光量落ちについて説明するための光量分布図の一例である。
【図３】本発明の一実施の形態による測光装置の機能ブロック図である。
【図４】測光用の撮像素子の正面図の一例である。
【図５】周辺光量落ちと補正ゲインとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本願発明の一実施の形態による測光装置を備える撮像装置について、その一構成例を例示するブロック図である。図１に例示される撮像装置１は、デジタル一眼レフカメラであって、交換レンズ２とカメラボディ３とを備える。交換レンズ２は、不図示のマウント部によりカメラボディ３に交換可能に装着される。
【０００９】
交換レンズ２は、フォーカシング用レンズやズーミング用レンズを含む結像光学系２１と、絞り２２と、レンズ側制御装置２３とを備える。レンズ側制御装置２３は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどを有する。レンズ側制御装置２３は、結像光学系２１や絞り２２の駆動制御や状態検出、結像光学系２１等による光量落ちに関する情報の送信などの処理を行う。レンズ側制御装置２３のＲＯＭには、結像光学系２１等による周辺光量落ちに関する情報が記憶されている。
【００１０】
カメラボディ３は、ハーフミラー３１と撮像素子３２とファインダスクリーン３３とペンタプリズム３４と再結像光学系３５と第２撮像素子３６と接眼レンズ３７とボディ側制御装置３８と表示部３９とを備える。
【００１１】
被写体からの光束は、結像光学系２１を介してカメラボディ３へ入射される。カメラボディ３へ入射した被写体光束は、ハーフミラー３１により透過光束と反射光束に分割される。透過光束は撮像素子３２へ導かれ、反射光束はファインダスクリーン３３へ導かれる。
【００１２】
ハーフミラー３１を透過した被写体光束は結像光学系２１により撮像素子３２の受光面上に結像する。ハーフミラー３１を反射した被写体光束はファインダスクリーン３３の拡散面３３ａに結像する。ファインダスクリーン３３を透過した光束は、不図示のコンデンサレンズを通過後、ペンタプリズム３４に入射する。ペンタプリズム３４にファインダ光学系光軸４０に沿って入射した被写体光束は、ペンタプリズム３４により接眼レンズ３７へ導かれる。ペンタプリズム３４に測光光学系光軸４１に沿って入射した被写体光束は、ペンタプリズム３４により再結像光学系３５へ導かれる。再結像光学系３５は、再結像レンズを有し、測光光学系光軸４１に沿って入射した被写体光束を第２撮像素子３６の受光面３６ａに再結像させる。第２撮像素子３６は、測光用の撮像素子であり、受光面３６ａに再結像した被写体像を撮像してカラー画像信号を出力する。
【００１３】
接眼レンズ３７は、ファインダスクリーン３３の拡散面３３ａを正面から観察する。一方、再結像光学系３５は、ファインダスクリーン３３の拡散面３３ａを斜めから観察する。そのため、第２撮像素子３６の受光面３６ａには、受光面３６ａの天側の中央部が明るくなり、地側の周辺部が暗くなるような天地方向に非対称な周辺光量落ちが発生する。
【００１４】
図２は、均一輝度面を撮像した際の第２撮像素子３６の受光面３６ａ上の光量分布を例示する図である。図２では、光量の大小を等高線を用いて示しており、等高線１００の内側が最も明るい領域であり、等高線１０１の外側が最も暗い領域である。第２撮像素子３６の受光面３６ａにおける光量分布は、ファインダスクリーン３３の拡散特性や、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに依存する。
【００１５】
撮像素子３２および第２撮像素子３６は、それらの受光面に二次元状に画素が配列されている。各画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）のカラーフィルタを有しており、ベイヤ配列に基づいて受光面に配列されている。各画素は、被写体光束を受光すると、電荷が蓄積され、蓄積された電荷はボディ側制御装置３８によりカラー画像信号として読み出される。
【００１６】
ボディ側制御装置３８はＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、カメラボディ３の各部位を制御して各種処理を実行する。表示部３９は、液晶モニタであって、各種メニュー画面や撮像した画像の再生表示を行う。
【００１７】
図３は、本発明の一実施の形態による測光装置に関する機能ブロック図の一例である。図３には、読み出し処理３８１とブロック化処理３８２と輝度信号生成処理３８３と第１周辺光量落ち補正処理３８４と被写体輝度検出処理３８５と第２周辺光量落ち補正処理３８６とディベイヤ処理３８７とガンマ補正処理３８８と顔検出処理３８９と通信処理３９０とが例示されており、これらの処理はボディ側制御装置３８により実行される。
【００１８】
読み出し処理３８１は、第２撮像素子３６を制御して、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上の各画素からブロック化処理３８２や第２周辺光量落ち補正処理３８６などへカラー画像信号を出力させる。
【００１９】
ブロック化処理３８２は、第２撮像素子３６の各画素配列について、ブロック化処理を行う。ブロック化処理とは、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上に複数の画素からなるブロックを設定し、受光面３６ａを複数のブロックに分割する処理である。
【００２０】
図４は、第２撮像素子３６の受光面３６ａに対するブロック化処理３８２の実行例である。図４は、第２撮像素子３６の受光面３６ａの一部の画素配列を示す図である。図４に示すように、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上には、赤（Ｒ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｒと緑（Ｇ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｇと青（ｃ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｂとがベイヤ配列されている。図４には、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２が例示されている。ブロック３６２は、６画素×４画素の領域を１ブロックとした場合の一例である。ブロック化処理３８２は、たとえば受光面３６ａを複数のブロック３６２で分割する。
【００２１】
輝度信号生成処理３８３は、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２に含まれる各画素から出力されるカラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成する。たとえば、ブロック３６２に含まれる各画素３６１ｒから出力される赤色のカラー画像信号に赤色のための所定の係数Ｑｒを乗算し、各画素３６１ｇから出力される緑色のカラー画像信号に緑色のための所定の係数Ｑｇを乗算し、各画素３６１ｂから出力される青色のカラー画像信号に青色のための所定の係数Ｑｂを乗算し、各乗算結果の総和を算出することにより、輝度信号を生成する。
【００２２】
第１周辺光量落ち補正処理３８４は、輝度信号生成処理３８３により生成された輝度信号に対して第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］を乗じて、周辺光量落ちによる光量の低下を補う。ｘおよびｙは受光面３６ａ上の座標を表し、たとえばｙは図２の天地方向の座標であり、ｘは天地方向に直交する方向の座標を表す。第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］は、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに基づいて算出される。結像光学系２１など交換レンズ２に備わる光学系の光学特性は、通信処理３９０がレンズ側制御装置２３から周辺光量落ちに関する情報として取得する。再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などは、たとえばボディ側制御装置３８のＲＯＭ等に記憶されている。
【００２３】
被写体輝度検出処理３８５は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により周辺光量落ちを補正された輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を算出する。また、ボディ側制御装置３８は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により周辺光量落ちを補正された輝度信号に基づいて、絞り２２の絞り値、露出時間、撮像素子３２の感度などを算出してもよい。
【００２４】
第２周辺光量落ち補正処理３８６は、第２撮像素子３６から読み出されたカラー画像信号に基づく画像に対して第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を乗ずる。第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と同様にｘおよびｙは受光面３６ａ上の座標を表す。第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、同一座標の第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］よりも小さい値であって、各補正ゲインをＡＰＥＸ単位に換算した場合に第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の略半分の値に設定される。
【００２５】
第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに基づいて算出される。たとえば、第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の平方根の値になるように算出される。第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］が第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の平方根のとき、第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］はＡＰＥＸ単位に換算した場合に第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の略半分となる。
【００２６】
第２周辺光量落ち補正処理３８６により第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を乗じられたカラー画像信号には、ディベイヤ処理３８７やガンマ補正処理３８８などの公知の画像処理が適用され、被写体像に関する画像が顔検出処理３８９に出力される。そして、顔検出処理３８９により、被写体像に関する画像の中から人間の顔に関する顔画像が検出される。そして、顔検出処理３８９により顔画像が検出された受光面３６ａ上の位置に関する情報などが被写体輝度検出処理３８５などに出力される。
【００２７】
図５は、周辺光量落ちと第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］との関係について説明するための図である。図５（ａ）は、第２撮像素子３６の光量分布の断面図の一例である。図５（ａ）は、結像光学系２１により均一輝度面を観察した場合の光量分布を表している。図５（ａ）の横軸は受光面３６ａ上の位置を表し、図５（ａ）の縦軸は各位置での受光光量を表す。図５（ａ）には、点線の光量特性５００と、実線の光量特性５０１とが示されている。光量特性５００は、周辺光量落ち等の光量落ちがないときに受光する理想的な光量を表す。光量特性５０１は、受光面３６ａで受光した光束の光量を表す。光量特性５００と光量特性５０１との間の差分が周辺光量落ちである。
【００２８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す光量特性に対する第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］の一例を示す図である。図５（ｂ）の横軸は図５（ａ）の横軸に対応しており、受光面３６ａ上の位置を表す。図５（ｂ）の縦軸は、ゲインの大きさを表す。図５（ｂ）には、ゲイン特性５０２とゲイン特性５０３とが示されている。ゲイン特性５０２は第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の特性を表し、ゲイン特性５０３は第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］の特性を表す。各位置におけるゲイン特性５０３の値は、ゲイン特性５０２よりも小さい。
【００２９】
図５（ｂ）において両端の位置に顔画像があるとき、ゲイン特性５０２で周辺光量落ちを補正すると、ゲイン特性５０２の両端の値（第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の値）が大きいため、顔画像の一部が白とびするおそれがある。本発明のように顔検出用の画像にはゲイン特性５０３のような第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を適用することにより、顔画像の白とびを抑制した画像で顔検出をすることができる。
【００３０】
以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
撮像装置１に備わる測光装置では、通信処理３９０が結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報をレンズ側制御装置２３から取得する。そして、読み出し処理３８１が被写体像を撮像した第２撮像素子３６からカラー画像信号をブロック化処理３８２と第２周辺光量落ち補正処理３８６とへ出力させる。ブロック化処理３８２および輝度信号生成処理３８３は、カラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成する。第１周辺光量落ち補正処理３８４は、結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報等に基づいて算出される第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］を輝度信号に乗じて補正する。第２周辺光量落ち補正処理３８６は、結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報等に基づいて第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］よりも小さい値に算出される第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］をカラー画像信号に乗じて補正する。顔検出処理３８９は、第２周辺光量落ち補正処理３８６によって補正されたカラー画像信号に対してディベイヤ処理３８７やガンマ補正処理３８８などの画像処理を適用して生成された画像の中から顔画像を検出する。被写体輝度検出処理３８５は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により補正された輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を検出する。このようにすることで、周辺光量落ちに対応するゲインをかけることに起因する、顔検出用画像の画像不良の発生を低減できる。
【００３１】
以上で説明した実施形態は、以下のように変形して実施できる。
上記の実施の形態では、輝度信号生成処理３８３は、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２に含まれる各画素から出力されるカラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成したが、ブロック化処理３８２は省略してもよい。
【００３２】
以上で説明した実施の形態はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
１ 撮像装置
２ 交換レンズ
３ カメラボディ
２１ 結像光学系
２２ 絞り
２３ レンズ側制御装置
３１ ハーフミラー
３２ 撮像素子
３３ ファインダスクリーン
３３ａ 拡散面
３４ ペンタプリズム
３５ 再結像光学系
３６ 第２撮像素子
３６ａ 受光面
３７ 接眼レンズ
３８ ボディ側制御装置
３９ 表示部
４０ ファインダ光学系光軸
４１ 測光光学系光軸
３８１ 読み出し処理
３８２ ブロック化処理
３８３ 輝度信号生成処理
３８４ 第１周辺光量落ち補正処理
３８５ 被写体輝度検出処理
３８６ 第２周辺光量落ち補正処理
３８７ ディベイヤ処理
３８８ ガンマ補正処理
３８９ 顔検出処理
３９０ 通信処理
【技術分野】
【０００１】
本発明は測光装置と、その測光装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファインダスクリーン上に結像した被写体像を、ファインダ光軸に対して傾いている測光光学系の光軸方向に導いて、測光用の撮像素子の受光面上で再結像させる技術が知られている。（たとえば、特許文献１）。従来、測光用の撮像素子から出力される画像信号は、被写体像の輝度検出に用いられる。測光光学系の光軸方向はファインダ光軸に対して傾いているため、測光光学系はファインダスクリーン上に結像した被写体像を斜めに観察することになる。そのため、一般の撮像素子の受光面の中央部が明るくなり周辺部が暗くなる周辺光量落ちを斜めから見たような光軸非対称な周辺光量落ちが発生する。従来、測光用の撮像素子の各画素から出力される画像信号に周辺光量落ちに対応するゲインをかけることにより周辺光量落ちを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測光用の撮像素子から出力される画像信号に基づいて、顔検出を行うことが考えられている。測光用の撮像素子から出力される画像信号に基づいて顔検出を行う際、輝度検出のときと同様に画像信号に周辺光量落ちに対応するゲインをかけると、顔の一部が白とびするなど、顔検出用の画像として不適切となることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による測光装置は、結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、周辺光量落ち情報取得手段により取得された周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、結像光学系の周辺光量落ちによる被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、周辺光量落ち情報取得手段により取得された周辺光量落ちに関する情報に基づいて第１の補正ゲインより小さい値に算出される第２の補正ゲインで、撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
周辺光量落ちに対応するゲインをかけることに起因する、顔検出用画像の画像不良の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施の形態による測光装置を備える撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】周辺光量落ちについて説明するための光量分布図の一例である。
【図３】本発明の一実施の形態による測光装置の機能ブロック図である。
【図４】測光用の撮像素子の正面図の一例である。
【図５】周辺光量落ちと補正ゲインとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本願発明の一実施の形態による測光装置を備える撮像装置について、その一構成例を例示するブロック図である。図１に例示される撮像装置１は、デジタル一眼レフカメラであって、交換レンズ２とカメラボディ３とを備える。交換レンズ２は、不図示のマウント部によりカメラボディ３に交換可能に装着される。
【０００９】
交換レンズ２は、フォーカシング用レンズやズーミング用レンズを含む結像光学系２１と、絞り２２と、レンズ側制御装置２３とを備える。レンズ側制御装置２３は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどを有する。レンズ側制御装置２３は、結像光学系２１や絞り２２の駆動制御や状態検出、結像光学系２１等による光量落ちに関する情報の送信などの処理を行う。レンズ側制御装置２３のＲＯＭには、結像光学系２１等による周辺光量落ちに関する情報が記憶されている。
【００１０】
カメラボディ３は、ハーフミラー３１と撮像素子３２とファインダスクリーン３３とペンタプリズム３４と再結像光学系３５と第２撮像素子３６と接眼レンズ３７とボディ側制御装置３８と表示部３９とを備える。
【００１１】
被写体からの光束は、結像光学系２１を介してカメラボディ３へ入射される。カメラボディ３へ入射した被写体光束は、ハーフミラー３１により透過光束と反射光束に分割される。透過光束は撮像素子３２へ導かれ、反射光束はファインダスクリーン３３へ導かれる。
【００１２】
ハーフミラー３１を透過した被写体光束は結像光学系２１により撮像素子３２の受光面上に結像する。ハーフミラー３１を反射した被写体光束はファインダスクリーン３３の拡散面３３ａに結像する。ファインダスクリーン３３を透過した光束は、不図示のコンデンサレンズを通過後、ペンタプリズム３４に入射する。ペンタプリズム３４にファインダ光学系光軸４０に沿って入射した被写体光束は、ペンタプリズム３４により接眼レンズ３７へ導かれる。ペンタプリズム３４に測光光学系光軸４１に沿って入射した被写体光束は、ペンタプリズム３４により再結像光学系３５へ導かれる。再結像光学系３５は、再結像レンズを有し、測光光学系光軸４１に沿って入射した被写体光束を第２撮像素子３６の受光面３６ａに再結像させる。第２撮像素子３６は、測光用の撮像素子であり、受光面３６ａに再結像した被写体像を撮像してカラー画像信号を出力する。
【００１３】
接眼レンズ３７は、ファインダスクリーン３３の拡散面３３ａを正面から観察する。一方、再結像光学系３５は、ファインダスクリーン３３の拡散面３３ａを斜めから観察する。そのため、第２撮像素子３６の受光面３６ａには、受光面３６ａの天側の中央部が明るくなり、地側の周辺部が暗くなるような天地方向に非対称な周辺光量落ちが発生する。
【００１４】
図２は、均一輝度面を撮像した際の第２撮像素子３６の受光面３６ａ上の光量分布を例示する図である。図２では、光量の大小を等高線を用いて示しており、等高線１００の内側が最も明るい領域であり、等高線１０１の外側が最も暗い領域である。第２撮像素子３６の受光面３６ａにおける光量分布は、ファインダスクリーン３３の拡散特性や、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに依存する。
【００１５】
撮像素子３２および第２撮像素子３６は、それらの受光面に二次元状に画素が配列されている。各画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）のカラーフィルタを有しており、ベイヤ配列に基づいて受光面に配列されている。各画素は、被写体光束を受光すると、電荷が蓄積され、蓄積された電荷はボディ側制御装置３８によりカラー画像信号として読み出される。
【００１６】
ボディ側制御装置３８はＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、カメラボディ３の各部位を制御して各種処理を実行する。表示部３９は、液晶モニタであって、各種メニュー画面や撮像した画像の再生表示を行う。
【００１７】
図３は、本発明の一実施の形態による測光装置に関する機能ブロック図の一例である。図３には、読み出し処理３８１とブロック化処理３８２と輝度信号生成処理３８３と第１周辺光量落ち補正処理３８４と被写体輝度検出処理３８５と第２周辺光量落ち補正処理３８６とディベイヤ処理３８７とガンマ補正処理３８８と顔検出処理３８９と通信処理３９０とが例示されており、これらの処理はボディ側制御装置３８により実行される。
【００１８】
読み出し処理３８１は、第２撮像素子３６を制御して、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上の各画素からブロック化処理３８２や第２周辺光量落ち補正処理３８６などへカラー画像信号を出力させる。
【００１９】
ブロック化処理３８２は、第２撮像素子３６の各画素配列について、ブロック化処理を行う。ブロック化処理とは、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上に複数の画素からなるブロックを設定し、受光面３６ａを複数のブロックに分割する処理である。
【００２０】
図４は、第２撮像素子３６の受光面３６ａに対するブロック化処理３８２の実行例である。図４は、第２撮像素子３６の受光面３６ａの一部の画素配列を示す図である。図４に示すように、第２撮像素子３６の受光面３６ａ上には、赤（Ｒ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｒと緑（Ｇ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｇと青（ｃ）のカラーフィルタを有する画素３６１ｂとがベイヤ配列されている。図４には、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２が例示されている。ブロック３６２は、６画素×４画素の領域を１ブロックとした場合の一例である。ブロック化処理３８２は、たとえば受光面３６ａを複数のブロック３６２で分割する。
【００２１】
輝度信号生成処理３８３は、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２に含まれる各画素から出力されるカラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成する。たとえば、ブロック３６２に含まれる各画素３６１ｒから出力される赤色のカラー画像信号に赤色のための所定の係数Ｑｒを乗算し、各画素３６１ｇから出力される緑色のカラー画像信号に緑色のための所定の係数Ｑｇを乗算し、各画素３６１ｂから出力される青色のカラー画像信号に青色のための所定の係数Ｑｂを乗算し、各乗算結果の総和を算出することにより、輝度信号を生成する。
【００２２】
第１周辺光量落ち補正処理３８４は、輝度信号生成処理３８３により生成された輝度信号に対して第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］を乗じて、周辺光量落ちによる光量の低下を補う。ｘおよびｙは受光面３６ａ上の座標を表し、たとえばｙは図２の天地方向の座標であり、ｘは天地方向に直交する方向の座標を表す。第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］は、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに基づいて算出される。結像光学系２１など交換レンズ２に備わる光学系の光学特性は、通信処理３９０がレンズ側制御装置２３から周辺光量落ちに関する情報として取得する。再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などは、たとえばボディ側制御装置３８のＲＯＭ等に記憶されている。
【００２３】
被写体輝度検出処理３８５は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により周辺光量落ちを補正された輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を算出する。また、ボディ側制御装置３８は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により周辺光量落ちを補正された輝度信号に基づいて、絞り２２の絞り値、露出時間、撮像素子３２の感度などを算出してもよい。
【００２４】
第２周辺光量落ち補正処理３８６は、第２撮像素子３６から読み出されたカラー画像信号に基づく画像に対して第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を乗ずる。第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と同様にｘおよびｙは受光面３６ａ上の座標を表す。第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、同一座標の第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］よりも小さい値であって、各補正ゲインをＡＰＥＸ単位に換算した場合に第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の略半分の値に設定される。
【００２５】
第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、結像光学系２１や再結像光学系３５などの光学特性や、ファインダスクリーン３３の拡散特性、ファインダ光学系光軸４０と測光光学系光軸４１とが成す角度などに基づいて算出される。たとえば、第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］は、第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の平方根の値になるように算出される。第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］が第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の平方根のとき、第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］はＡＰＥＸ単位に換算した場合に第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の略半分となる。
【００２６】
第２周辺光量落ち補正処理３８６により第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を乗じられたカラー画像信号には、ディベイヤ処理３８７やガンマ補正処理３８８などの公知の画像処理が適用され、被写体像に関する画像が顔検出処理３８９に出力される。そして、顔検出処理３８９により、被写体像に関する画像の中から人間の顔に関する顔画像が検出される。そして、顔検出処理３８９により顔画像が検出された受光面３６ａ上の位置に関する情報などが被写体輝度検出処理３８５などに出力される。
【００２７】
図５は、周辺光量落ちと第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］との関係について説明するための図である。図５（ａ）は、第２撮像素子３６の光量分布の断面図の一例である。図５（ａ）は、結像光学系２１により均一輝度面を観察した場合の光量分布を表している。図５（ａ）の横軸は受光面３６ａ上の位置を表し、図５（ａ）の縦軸は各位置での受光光量を表す。図５（ａ）には、点線の光量特性５００と、実線の光量特性５０１とが示されている。光量特性５００は、周辺光量落ち等の光量落ちがないときに受光する理想的な光量を表す。光量特性５０１は、受光面３６ａで受光した光束の光量を表す。光量特性５００と光量特性５０１との間の差分が周辺光量落ちである。
【００２８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す光量特性に対する第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］と第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］の一例を示す図である。図５（ｂ）の横軸は図５（ａ）の横軸に対応しており、受光面３６ａ上の位置を表す。図５（ｂ）の縦軸は、ゲインの大きさを表す。図５（ｂ）には、ゲイン特性５０２とゲイン特性５０３とが示されている。ゲイン特性５０２は第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の特性を表し、ゲイン特性５０３は第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］の特性を表す。各位置におけるゲイン特性５０３の値は、ゲイン特性５０２よりも小さい。
【００２９】
図５（ｂ）において両端の位置に顔画像があるとき、ゲイン特性５０２で周辺光量落ちを補正すると、ゲイン特性５０２の両端の値（第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］の値）が大きいため、顔画像の一部が白とびするおそれがある。本発明のように顔検出用の画像にはゲイン特性５０３のような第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］を適用することにより、顔画像の白とびを抑制した画像で顔検出をすることができる。
【００３０】
以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
撮像装置１に備わる測光装置では、通信処理３９０が結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報をレンズ側制御装置２３から取得する。そして、読み出し処理３８１が被写体像を撮像した第２撮像素子３６からカラー画像信号をブロック化処理３８２と第２周辺光量落ち補正処理３８６とへ出力させる。ブロック化処理３８２および輝度信号生成処理３８３は、カラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成する。第１周辺光量落ち補正処理３８４は、結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報等に基づいて算出される第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］を輝度信号に乗じて補正する。第２周辺光量落ち補正処理３８６は、結像光学系２１の周辺光量落ちに関する情報等に基づいて第１周辺光量落ち補正ゲインＫ［ｘ，ｙ］よりも小さい値に算出される第２周辺光量落ち補正ゲインＬ［ｘ，ｙ］をカラー画像信号に乗じて補正する。顔検出処理３８９は、第２周辺光量落ち補正処理３８６によって補正されたカラー画像信号に対してディベイヤ処理３８７やガンマ補正処理３８８などの画像処理を適用して生成された画像の中から顔画像を検出する。被写体輝度検出処理３８５は、第１周辺光量落ち補正処理３８４により補正された輝度信号に基づいて、被写体像の輝度を検出する。このようにすることで、周辺光量落ちに対応するゲインをかけることに起因する、顔検出用画像の画像不良の発生を低減できる。
【００３１】
以上で説明した実施形態は、以下のように変形して実施できる。
上記の実施の形態では、輝度信号生成処理３８３は、ブロック化処理３８２により設定されたブロック３６２に含まれる各画素から出力されるカラー画像信号に基づいて、輝度信号を生成したが、ブロック化処理３８２は省略してもよい。
【００３２】
以上で説明した実施の形態はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
１ 撮像装置
２ 交換レンズ
３ カメラボディ
２１ 結像光学系
２２ 絞り
２３ レンズ側制御装置
３１ ハーフミラー
３２ 撮像素子
３３ ファインダスクリーン
３３ａ 拡散面
３４ ペンタプリズム
３５ 再結像光学系
３６ 第２撮像素子
３６ａ 受光面
３７ 接眼レンズ
３８ ボディ側制御装置
３９ 表示部
４０ ファインダ光学系光軸
４１ 測光光学系光軸
３８１ 読み出し処理
３８２ ブロック化処理
３８３ 輝度信号生成処理
３８４ 第１周辺光量落ち補正処理
３８５ 被写体輝度検出処理
３８６ 第２周辺光量落ち補正処理
３８７ ディベイヤ処理
３８８ ガンマ補正処理
３８９ 顔検出処理
３９０ 通信処理
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインより小さい値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
前記第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、
前記第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、前記被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測光装置において、
前記結像光学系による被写体像が拡散面に結像されるファインダスクリーンと、
前記ファインダスクリーンに結像される被写体像を前記撮像手段に再結像する再結像光学系と、
をさらに備え、
前記撮像手段は、前記再結像光学系により再結像する被写体像を撮像することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインと異なる値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
前記第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、
前記第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、前記被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項４】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインと異なる値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の測光装置を備える撮像装置。
【請求項１】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインより小さい値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
前記第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、
前記第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、前記被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測光装置において、
前記結像光学系による被写体像が拡散面に結像されるファインダスクリーンと、
前記ファインダスクリーンに結像される被写体像を前記撮像手段に再結像する再結像光学系と、
をさらに備え、
前記撮像手段は、前記再結像光学系により再結像する被写体像を撮像することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインと異なる値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
前記第２補正手段により補正した画像信号に基づく画像から顔画像を検出する顔検出手段と、
前記第１補正手段により補正した輝度信号に基づいて、前記被写体像の輝度を検出する輝度検出手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項４】
結像光学系の周辺光量落ちに関する情報を取得する周辺光量落ち情報取得手段と、
前記結像光学系による被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段により出力された画像信号に基づいて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて算出される第１の補正ゲインで、前記輝度信号生成手段により生成された輝度信号を補正して、前記結像光学系の周辺光量落ちによる前記被写体像の光量の低下を補う第１補正手段と、
前記周辺光量落ち情報取得手段により取得された前記周辺光量落ちに関する情報に基づいて前記第１の補正ゲインと異なる値に算出される第２の補正ゲインで、前記撮像手段により出力された画像信号を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする測光装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の測光装置を備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４６３３９（Ｐ２０１３−４６３３９Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４５７４（Ｐ２０１１−１８４５７４）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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