JP2012128343A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの合焦精度を高める。
【解決手段】撮影画面内の複数の焦点検出領域から任意の焦点検出領域を選択する選択手段１０１と、複数の焦点検出領域の各々に配置されており、且つ該各焦点検出領域内の互いに異なる複数の位置に配置された複数の受光センサを含むセンサ列を有し、選択手段１０１で選択された焦点検出領域に対応するセンサ列から得られる像の位相差に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段１０８と、撮像センサ２２９の画像情報に基づいて撮影シーンを認識するシーン認識手段１０２と、シーン認識手段１０２による認識結果に基づいて、選択手段１０１に選択された焦点検出領域に対応する複数の位置のセンサ列の中から位相差検出に用いるセンサを選択し、該選択された受光センサからの信号を用いて焦点調節状態を検出するように焦点検出手段１０８を制御する制御手段１０１とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、カメラに関する。

撮像素子の中に配置された焦点検出用画素列からの信号により焦点調節状態を検出する、いわゆる撮像素子位相差ＡＦ（オートフォーカス）技術が知られている（特許文献１参照）。焦点検出用画素列は、予め配設される位置と長さが定められている。

特開２００７-２７９３１２号公報

従来技術では、焦点検出用画素列の長さ方向の全ての画素からの信号を用いて焦点検出演算を行うので、主要被写体からの光束を受けない画素からの信号が含まれる場合は合焦精度を高められないという問題があった。

本発明によるカメラは、撮影画面内の複数の領域に対応付けてそれぞれ設けられた複数の焦点検出領域から、任意の焦点検出領域を選択する選択手段と、複数の焦点検出領域の各々に配置されており、且つ該各焦点検出領域内の互いに異なる複数の位置に配置された複数の受光センサを含むセンサ列を有し、そして瞳分割された一対の光束による像の位相差を、選択手段で選択された焦点検出領域に対応するセンサ列を用いて検出し、該位相差に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、撮像センサで取得された画像情報に基づいて、撮影シーンを認識するシーン認識手段と、シーン認識手段による認識結果に基づいて、選択手段に選択された焦点検出領域に対応する複数の位置のセンサ列の中から位相差検出に用いる位置の受光センサを選択し、該選択された受光センサからの信号を用いて焦点調節状態を検出するように焦点検出手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によるカメラでは、合焦精度を高めることができる。

本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。 本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。 電子カメラの外観を例示する図である。 電子カメラの構成を説明するブロック図である。 撮像素子の詳細な構成を示す正面図である。 撮像用画素のみを拡大した断面図である。 焦点検出用画素のみを拡大した断面図である。 撮像素子ＡＦによる瞳分割型位相差検出方法を説明する図である。 ９箇所の測距エリアの配置を例示する図である。 シーン認識エリアを説明する図である。 測距エリアとシーン認識エリアとを重ね合わせて示した図である。 人物を撮影する例を説明する図である。 測距エリア、該測距エリアを構成するブロック、および対応するシーン認識エリアを示す図である。 デフォーカス量演算に用いるデータを決定する処理の流れについて説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１および図２は、本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフ電子カメラの要部構成を説明する図である。図１および図２において、カメラ本体２０１に対して着脱可能に構成される撮影レンズ鏡筒２０２が装着されている。

被写体からの光は、撮影レンズ鏡筒２０２の撮影光学系２１０および絞り２１１を介してカメラ本体２０１へ入射される。カメラ本体２０１に入射した被写体光は、レリーズ前は図１に例示したミラーダウン状態にある半透過のクイックリターンミラー（以下ミラーと呼ぶ）２０３で上方のファインダー部へ向けて折り曲げられ、拡散スクリーン２０６に結像する。また、ミラー２０３を透過した被写体光は、撮像素子２１２へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子２１２は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。

拡散スクリーン２０６に結像した被写体光はさらに、ペンタプリズム２２１へ入射される。ペンタプリズム２２１は、入射された被写体光を接眼光学系２２３へ導く。撮影者は、ファインダー接眼窓４１（図３）から接眼光学系２２３を通してファインダーによる被写体像を観察する。

ペンタプリズム２２１へ入射された被写体光の一部は、プリズム２５で上方へ折り曲げられ、レンズ２２７を介してシーン認識センサ２２９の撮像面上に被写体像を結像する。シーン認識センサ２２９は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。シーン認識センサ２２９の画素数は撮像素子２１２の画素数に比べて少なく構成される。これにより、シーン認識センサ２２９で取得される画像の解像度は、撮像素子２１２で取得される画像の解像度より低い。

レリーズ後は、図２に例示したミラーアップ位置へミラー２０３が回動し、全ての被写体光はメカニカルシャッター２０５を介して撮像素子２１２へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子２１２は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を出力する。なお、撮像素子２１２の撮像面側に光学ローパスフィルター２１３が設けられている。

レンズ駆動機構２１４は、撮影光学系２１０を構成するフォーカス調節レンズを光軸方向に進退駆動する。フォーカス調節レンズの駆動方向および駆動量は、カメラ本体２０１側から指示される。なお、図を簡単にするため、撮影光学系２１０を単レンズとして表している。

図１のミラーダウン状態は、撮影者が接眼光学系２２３を介して被写体像を観察できるようにする撮影準備状態である。図２のミラーアップ状態は、被写体光が全て撮像素子２１２へ導かれる撮影時の状態である。本実施形態では、ミラーダウン状態およびミラーアップ状態のいずれの場合にも、撮像素子２１２からの出力信号に基づいて焦点検出（撮像素子位相差ＡＦと呼ぶ）が可能に構成される。

図３は、電子カメラの外観を例示する図である。図３において、電子カメラの上面に、メインスイッチＳＷ１と、レリーズボタンＳＷ２と、白黒液晶モニター３１とを有する。電子カメラの背面に、取消しスイッチＳＷ３と、モードスイッチＳＷ４と、左選択スイッチＳＷ５と、右選択スイッチＳＷ６と、上選択スイッチＳＷ７と、下選択スイッチＳＷ８と、確定スイッチＳＷ９と、削除スイッチＳＷ１０と、コマンドダイアル４５と、カラー液晶モニター６１と、ファインダー接眼窓４１とを有する。

図４は、上述した電子カメラの構成を説明するブロック図である。電子カメラは、マイクロコンピュータ１０１によって制御される。メインスイッチＳＷ１は、電子カメラの電源オン／オフをそれぞれ指示する操作信号を出力する。レリーズスイッチは、レリーズボタンＳＷ２の押下操作に連動して撮影開始を指示する信号を出力する。

取消しスイッチＳＷ３は、操作取消しを示す操作信号を出力する。モードスイッチＳＷ４は、電子カメラの動作モード、すなわち、撮影モードおよび再生モード等を切替えるための操作信号をそれぞれ出力する。

左選択スイッチＳＷ５、右選択スイッチＳＷ６、上選択スイッチＳＷ７、および下選択スイッチＳＷ８は、それぞれ選択方向を示す操作信号を出力する。確定スイッチＳＷ９は、操作確定を示す操作信号を出力する。削除スイッチＳＷ１０は、削除指示を示す操作信号を出力する。スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２は、コマンドダイアル４５の回転操作に応じて操作信号を出力する。

レンズ鏡筒２０２はレンズ鏡筒内ＣＰＵを含み、マイクロコンピュータ１０１との間で通信を行う。レンズ鏡筒内ＣＰＵは、マイクロコンピュータ１０１からの指示に応じてレンズ駆動機構２１４（図１、図２）を駆動制御し、上記フォーカス調節レンズ（２１０）を進退移動させる。

撮像処理回路１０７は、撮像素子２１２から出力される画像データに対して所定の画像処理を行う。画像処理は、γ変換処理やホワイトバランス調整処理などを含む。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、撮像素子２１２の所定画素からの出力信号に基づいて像ズレ検出演算処理（相関処理、位相差検出処理）を施すことにより、いわゆる瞳分割型位相差検出方式（マイクロレンズ方式）で一対の像の像ズレ量を検出する。さらに、像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることにより、予定焦点面に対する現在の結像面の偏差（デフォーカス量）を算出する。そして、該デフォーカス量に応じて上記フォーカス調節レンズの移動方向および移動量を演算する。像ズレ検出演算処理の詳細については後述する。

測光演算回路１０９は、シーン認識センサ２２９からの画素出力信号に基づいて測光演算を行う。シーン認識処理部１０２は、シーン認識センサ２２９の所定のエリア（シーン認識エリアと呼ぶ）ごとの画素出力信号に基づき、各シーン認識エリアについて輝度および色を検出する。たとえば、Ｇ色成分の信号から輝度を求め、Ｒ色成分とＢ色成分との信号比率から色を検出する。

ドライバ回路１０３は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じてメカニカルシャッター２０５を駆動する。ドライバ回路１０４は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じて絞り機構２１４を駆動する。絞り機構２１４が不図示の絞り駆動レバーを動かすと、レンズ鏡筒２０２側の絞り２１１の口径が変化する。ドライバ回路１０５は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じてミラー機構２１５を駆動する。ミラー機構２１５は、ミラー２０３をアップ駆動またはダウン駆動する。

外部インタフェース１１３は、電子カメラ内のデータをパソコンや別の電子カメラなどの外部機器へ出力（送信）したり、外部機器からのデータを入力（受信）したりするインターフェース回路である。外部インタフェース１１３の例として、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、IEEE1394などがある。

表示制御部１１０は、マイクロコンピュータ１０１からの指令によりカラー液晶モニター６１に対する駆動信号を生成する。カラー液晶モニター６１は、画像や操作メニューなどを表示する。表示制御部１１１は、マイクロコンピュータ１０１からの指令により白黒液晶モニター３１に対する駆動信号を生成する。白黒液晶モニター３１は、コマ数や撮影条件などの撮影情報を表示する。

メモリカード１１９は、カードコネクター１１７を介して電子カメラに着脱される記録媒体である。メモリカード１１９には画像データや音声データが記録される。ドライバ回路１０６は、マイクロコンピュータ１０１からの指令に応じて測距エリア照射装置１１５を駆動制御する。測距エリア照射装置１１５は、撮像素子位相差ＡＦ時における必要な場合に、測距補助光を発して被写体を照明する。

画像記憶メモリ１２１は、上述した画像処理、後述する圧縮処理および伸長処理の際に一時的に画像データを格納する。圧縮／伸長回路１２３は、たとえば、ＪＰＥＧなど所定の方式で画像データを圧縮処理したり、圧縮された画像データを伸長処理したりする。メモリ１２５は、マイクロコンピュータ１０１の作業領域として利用される。タイマー１２７は、マイクロコンピュータ１０１によって指定された時間を計時し、タイムアップ信号を出力する。電池１２９は、電子カメラ内の各部に電力を供給する。

＜撮像素子位相差ＡＦ処理＞
撮像素子ＡＦ回路１０８で行うＡＦ（自動焦点調節）処理について詳細に説明する。本実施形態の撮像素子２１２は、フォーカス検出用の画素（焦点検出用画素と呼ぶ）を有する。この撮像素子２１２は、特開２００７−２７９３１２号公報に記載されている撮像素子と同様のものである。撮像素子ＡＦ回路１０８は、焦点検出用画素からの画素出力データを用いて位相差検出演算を行うことにより、焦点検出処理を行う。

図５は、撮像素子２１２の詳細な構成を示す正面図である。撮像素子２１２には、撮像用画素３１０が二次元状に配列されている。そして、後述する測距エリアに対応する部分に焦点検出用画素３１１が配列されている。図５の例では、撮像面の略中央に焦点検出用画素列が水平方向に並ぶ。図６は、撮像用画素のみを拡大した断面図であり、図７は、焦点検出用画素のみを拡大した断面図である。

図６において、撮像用画素３１０は、マイクロレンズ１０と撮像用の光電変換部１１を備える。マイクロレンズ１０は光電変換部１１の前方（図６において左側）に配置され、光電変換部１１は撮像素子２１２内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。

図７において、焦点検出用画素３１１は、マイクロレンズ１０と焦点検出用の一対の光電変換部１２および光電変換部１３を備える。両光電変換部１２、１３は、それぞれがマイクロレンズ１０の中央に対して対称に配置される。マイクロレンズ１０は光電変換部１２、１３ の前方（図７において左側）に配置され、光電変換部１２、１３は撮像用画素３１０の光電変換部１１と同一の半導体回路基板上に形成される。なお、上記マイクロレンズ１０は、撮影光学系２１０の焦点面近傍に配置される。

図８は、撮像素子ＡＦによる瞳分割型位相差検出方法を説明する図であり、焦点検出用画素３１１の一部（マイクロレンズ５０、６０ と二対の光電変換部５２・５３、６２・６３）を図示したものである。射出瞳９０は、撮影光学系２１０の焦点面位置に配置されたマイクロレンズ５０、６０から前方（図８において左側）の距離ｄ４に投影される射出瞳である。距離ｄ４は、マイクロレンズ１０（５０、６０）の曲率、屈折率、およびマイクロレンズ１０（５０、６０）と光電変換部１２、１３との間の距離などに応じて決まる距離であり、測距瞳距離と呼ぶ。

光軸９１は、撮影光学系２１０の光軸である。測距瞳９２は、マイクロレンズ５０、６０および光電変換部５２、６２ に対応する測距瞳であり、測距瞳９３は、マイクロレンズ５０、６０および光電変換部５３、６３に対応する測距瞳である。一対の測距瞳領域９２、９３を通過した二対の焦点検出用被写体光束７２・７３、８２・８３は、それぞれマイクロレンズ５０、６０を介して二対の光電変換部５２・５３、６２・６３に到達する。図８では、光軸９１上にある焦点検出用画素３１１(マイクロレンズ５０と一対の光電変換部５２・５３）と、光軸９１外にある焦点検出用画素３１１（マイクロレンズ６０と一対の光電変換部６２・６３）を模式的に例示しているが、その他の焦点検出用画素３１１においても一対の測距瞳から各マイクロレンズに到来する焦点検出用光束を一対の光電変換部でそれぞれ受光する。なお、焦点検出用画素３１１の配列方向（図５において水平方向）は、一対の測距瞳の分割方向（図８において上下方向）と一致させる。

上述した構成を有することにより、焦点検出用画素は、特開２００７−２７９３１２号公報に記載されるように、それぞれ瞳分割された光束が入射されることになる。具体的には、光電変換部１２、１３には、それぞれマイクロレンズ１０の片半面を通過した光束のみが受光される。たとえば、光電変換部５２、６２には、測距瞳９２からの光束（Ａ成分と呼ぶ）のみが入射される。一方、光電変換部５３、６３には、測距瞳９３からの光束（Ｂ成分と呼ぶ）のみが入射される。

この結果、Ａ成分の光束が入射される光電変換部５２、６２、…から得られる画素出力（Ａ成分のデータ列）は、撮影光学系２１０の測距瞳９２から入射された光束による像を表し、Ｂ成分の光束が入射される光電変換部５３、６３、…から得られる画素出力（Ｂ成分のデータ列）は、測距瞳９３から入射された光束による像を表す。

Ａ成分による被写体像、およびＢ成分による被写体像からなる一対の被写体像は、撮影光学系２１０が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦状態には、上記一対の像が相対的に一致する。したがって、一対の像の相対位置ズレ量を求めることにより、撮影光学系２１０のフォーカス調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、Ａ成分のデータ列およびＢ成分のデータ列の相対的な位置関係をずらしながら、２つのデータ列間の像ズレ量（シフト量と呼ぶ）と、Ａ成分のデータ列とＢ成分のデータ列との相関度を演算する。相関値が最小となる（相関値が小さいほど２つのデータ列の相関度が高い）シフト量を求める演算は、公知の位相差検出演算による。

撮像素子ＡＦ回路１０８は、相関値を最小にするシフト量に所定係数を掛けることにより、デフォーカス量を求める。なお、デフォーカス量は測距エリアごとに異なる。また、デフォーカス量の検出精度は、像ズレ量の検出ピッチおよびマイクロレンズ１０の配列ピッチに依存する。撮像素子ＡＦ回路１０８は、デフォーカス量に基づいてフォーカス調節レンズ（２１０）の移動方向および移動量を演算する。

＜測距エリアの配置＞
撮影光学系２１０の焦点面に設定する測距エリア（焦点検出位置）について、図９−図１１を参照して説明する。図９は、撮影光学系２１０の焦点面に相当する領域４００の中に９箇所の測距エリア４０１〜４０９が設定されている場合の測距エリア４０１〜４０９の配置を例示する図である。各測距エリア４０１〜４０９は、それぞれが３つのブロック（測距エリアが縦長の場合は上からa,b,c、測距エリアが横長の場合は左からa,b,cと表す）で構成される。測距エリア４０１を例に説明すると、上から順にブロック４０１ａ、ブロック４０１ｂ、およびブロック４０１ｃによって構成される。

本実施形態では、マイクロコンピュータ１０１がユーザーによる測距エリアの指定操作を受け付ける測距モードの場合には、左選択スイッチＳＷ５、右選択スイッチＳＷ６、上選択スイッチＳＷ７、および下選択スイッチＳＷ８からの操作信号に応じて、マイクロコンピュータ１０１が測距エリア４０１〜４０９のいずれか１つを選択する。そして、選択した１つの測距エリア内に含まれる複数のブロックから、測距演算に用いるブロックをマイクロコンピュータ１０１が決定する。たとえば、測距エリア４０１を選択している状態では、ブロック４０１ａ〜ブロック４０１ｃの中から測距演算に使用するブロックを決める。

また、マイクロコンピュータ１０１が撮影画面における主要被写体を追尾する測距モードの場合には、追尾対象の位置に応じて測距エリア４０１〜４０９のいずれか１つをマイクロコンピュータ１０１が選択する。そして、選択した１つの測距エリア内に含まれる複数のブロックから、測距演算に用いるブロックをマイクロコンピュータ１０１が決定する。ユーザーによる測距エリアの指定操作を受け付ける測距モードと、主要被写体を追尾して測距エリアを選択する測距モードとの切替えは、モードスイッチＳＷ４からの操作信号に応じて行うように構成される。

図１０は、シーン認識処理部１０２が輝度や色を検出する（シーン認識を行う）単位領域であるシーン認識エリアを説明する図である。図１０において、撮影光学系２１０の焦点面に相当する領域５００の中に、たとえば、横１３列、縦９行で合計１１７のシーン認識エリア５０１〜６１７が設けられている。シーン認識処理部１０２は、各シーン認識エリアに含まれる画素からの信号に基づいて、各シーン認識エリアを代表する輝度や色を認識する。

図１１は、図９の測距エリアと図１０のシーン認識エリアとを重ね合わせて示した図である。本実施形態では、測距エリアを構成する各ブロックが別々のシーン認識エリアと重なるように構成されている。図１１に示すように、ユーザー操作または追尾処理によって選択する「測距エリア」の単位領域は、測距演算に使用する「ブロック」の単位領域の大きさよりも大である。

図１２は、人物を撮影する例を説明する図である。たとえば、ユーザーによる測距エリアの指定操作を受け付ける測距モードにおいて、測距エリア４０２が選択されている。図１２によれば、測距エリア４０２には人物の「顔」が含まれるが、「顔」の他に「首」や「胸」も含まれている。仮に測距エリア４０２を構成するブロック４０２ａ〜４０２ｃに相当する焦点検出用画素からの出力信号の全てを用いてデフォーカス量を演算する場合、「顔」のみに正確に合焦させるのは困難である。この理由を図１３を参照して説明する。図１３は、測距エリア４０２、該測距エリア４０２を構成するブロック４０２ａ〜４０２ｃ、および対応するシーン認識エリア５４３，５５６，５６９を示す図である。

ブロック４０２ａは「顔」に対応するので、ブロック４０２ａに相当する焦点検出用画素からの出力信号を用いてデフォーカス量を演算すると、「顔」を対象にデフォーカス量が算出される。また、ブロック４０２ｂは「首」に対応するので、ブロック４０２ｂに相当する焦点検出用画素からの出力信号を用いてデフォーカス量を演算すると、「首」を対象にデフォーカス量が算出される。さらに、ブロック４０２ｃは「胸」に対応するので、ブロック４０２ｃに相当する焦点検出用画素からの出力信号を用いてデフォーカス量を演算すると、「胸」を対象にデフォーカス量が算出される。したがって、ブロック４０２ａ〜４０２ｃに相当する焦点検出用画素からの全ての出力信号を用いた場合、３つのデフォーカス量の平均的な値に基づいてピント合わせを行うことになるため、「顔」のみに正確に合焦させるのが困難となる。

シーン認識処理部１０２は、シーン認識エリア５４３で「顔」に対応する輝度・肌色を認識し、シーン認識エリア５５６および５６９ではそれぞれ「首」、「胸」の輝度・色を認識する。図１２および図１３の例では、シーン認識エリア５４３で肌色が認識されるものの、シーン認識エリア５５６および５６９では肌色は認識されない。そこで、マイクロコンピュータ１０１は、肌色領域に基づくデフォーカス量を優先的に採用するため、肌色が認識されているシーン認識エリア５４３に重なっているブロック４０２ａに相当する焦点検出用画素からの出力信号のみを用いてデフォーカス量を演算する。人物撮影の場合は肌色領域が被写体の主要部分である可能性が高いからである。これにより、「顔」に正確に合焦させることができる。なお、「顔」を認識する手法としては、周知のパターンマッチングによる手法を用いるようにしてもよい。

上述したマイクロコンピュータ１０１が実行する処理（デフォーカス量演算に用いるデータを決定する処理）の流れについて、図１４に例示するフローチャートを参照して説明する。マイクロコンピュータ１０１は、たとえば、レリーズボタンＳＷ２が半押し操作された場合に図１４による処理を起動する。

図１４のステップＳ１０１において、マイクロコンピュータ１０１は、シーン認識センサ２２９に画像を取得させてステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３において、マイクロコンピュータ１０１は、選択している１つの測距エリアを認識してステップＳ１０４へ進む。上述したように、１つの測距エリアは、各選択スイッチＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、およびＳＷ８からの操作信号に応じて選択する場合と、撮影画面における追尾対象の位置に応じて選択する場合とがある。

ステップＳ１０４において、マイクロコンピュータ１０１は、選択している１つの測距エリアについて、撮像素子２１２が有する焦点検出用画素のうち、ブロックａ〜ブロックｃに相当する画素から撮像信号を読出してステップＳ１０５へ進む（測距データの取込み）。

ステップＳ１０５において、マイクロコンピュータ１０１は、選択されている測距エリアと、シーン認識処理部１０２による解析情報（輝度、色）を用いて主要被写体を判定し、ステップＳ１０７へ進む。たとえば、選択されている測距エリアを構成するブロックと重なるシーン認識エリアで肌色が検出される場合は、当該肌色が検出された領域を主要被写体と判定する。なお、撮影画面における追尾対象の位置に応じて測距エリアを選択している場合は、ステップＳ１０５に相当するプロセスは公知の追尾処理において行われているのでＳ１０５をスキップする。

ステップＳ１０７において、マイクロコンピュータ１０１は、ブロックａが主要被写体上にある（重なっている）か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にある（たとえば、ブロックａと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出される）場合にステップＳ１０７を肯定判定してステップＳ１２１へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にない（たとえば、ブロックａと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出されない）場合には、ステップＳ１０７を肯定判定してステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において、マイクロコンピュータ１０１は、ブロックｂが主要被写体上にある（重なっている）か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にある（たとえば、ブロックｂと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出される）場合にステップＳ１０９を肯定判定してステップＳ１２３へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にない（たとえば、ブロックｂと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出されない）場合には、ステップＳ１０９を肯定判定してステップＳ１１１へ進む。

ステップＳ１１１において、マイクロコンピュータ１０１は、ブロックｃが主要被写体上にある（重なっている）か否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にある（たとえば、ブロックｃと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出される）場合にステップＳ１１１を肯定判定してステップＳ１２５へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、主要被写体上にない（たとえば、ブロックｃと重なるシーン認識エリアにおいて肌色が検出されない）場合には、ステップＳ１１１を肯定判定してステップＳ１１３へ進む。

上記ステップＳ１０７を肯定判定した場合に進むステップＳ１２１において、マイクロコンピュータ１０１は、測距エリアのブロックａに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定してステップＳ１０９へ進む。

上記ステップＳ１０９を肯定判定した場合に進むステップＳ１２３において、マイクロコンピュータ１０１は、測距エリアのブロックｂに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定してステップＳ１１１へ進む。

上記ステップＳ１１１を肯定判定した場合に進むステップＳ１２５において、マイクロコンピュータ１０１は、測距エリアのブロックｃに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定してステップＳ１１３へ進む。

ステップＳ１１３において、マイクロコンピュータ１０１は、ブロックａ、ブロックｂ、ブロックｃのいずれかのブロックに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定したか否かを判定する。マイクロコンピュータ１０１は、該当する測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定している場合はステップＳ１１３を肯定判定してステップＳ１１７へ進む。マイクロコンピュータ１０１は、該当する測距データをデフォーカス量の演算用のデータに決定していない場合には、ステップＳ１１３を否定判定してステップＳ１１５へ進む。

ステップＳ１１７において、マイクロコンピュータ１０１は撮像素子ＡＦ回路１０８へ指示を送り、決定した測距データを用いてデフォーカス量を演算（測距演算）させて図１４による処理を終了する。マイクロコンピュータ１０１が撮像素子ＡＦ回路１０８で演算されたフォーカス調節レンズ（２１０）の移動方向および移動量を示す情報をレンズ鏡筒２０２内ＣＰＵへ送信すると、該レンズ鏡筒２０２内ＣＰＵがフォーカス調節レンズ（２１０）を移動させて、一連のＡＦ処理が終了する。

上記ステップＳ１１３を否定判定した場合に進むステップＳ１１５において、マイクロコンピュータ１０１は、測距エリアのブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃの全てのブロックに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用データとして決定してステップＳ１１７へ進む。

ミラーダウン状態で撮像素子位相差ＡＦを行う場合、ミラー２０３を透過した光束を撮像素子２１２で捉える。これに対し、ミラーアップ状態で撮像素子位相差ＡＦを行う場合は、撮像素子２１２にはミラー２０３を透過しない光束が入射する。このため、ミラーダウン時とミラーアップ時とでは撮像素子２１２までの光路長に差が生じる。

本実施形態では、上記光路差に起因する誤差を抑えるため、ミラー２０３の厚さと屈折率とを用いてあらかじめ算出した光路差に基づいてオフセット情報を用意しておき、撮像素子ＡＦ回路１０８がデフォーカス量を演算する際に上記オフセット情報を用いて補正を行う。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）カメラは、撮影画面内の複数の領域に対応付けてそれぞれ設けられた複数の測距エリア４０１〜４０９から、任意の測距エリアを選択するマイクロコンピュータ１０１と、複数の測距エリア４０１〜４０９の各々に配置されており、且つ該各測距エリア４０１〜４０９内の互いに異なる複数のブロックａ、ｂ、ｃに配置された複数の焦点検出用画素３１１を含む焦点検出用画素列を有し、そして瞳分割された一対の光束による像の位相差を、マイクロコンピュータ１０１で選択された測距エリア４０１〜４０９に対応する焦点検出用画素列を用いて検出し、該位相差に基づいて撮影光学系２１０の焦点調節状態を検出する撮像素子ＡＦ回路１０８および撮像素子２１２と、シーン認識センサ２２９で取得された画像情報に基づいて、撮影シーンを認識するシーン認識処理部１０２と、シーン認識処理部１０２による認識結果に基づいて、マイクロコンピュータ１０１に選択された測距エリア４０１〜４０９に対応する焦点検出用画素列の複数のブロックａ、ｂ、ｃの焦点検出用画素列の中から位相差検出に用いるブロックの焦点検出用画素３１１を選択し、該選択された焦点検出用画素３１１からの信号を用いて焦点調節状態を検出するように撮像素子ＡＦ回路１０８および撮像素子２１２を制御するマイクロコンピュータ１０１とを備える。

上記構成によれば、測距エリア４０１〜４０９にそれぞれ複数のブロックａ、ｂ、ｃを含め、任意の選択は測距エリア単位で行い、その先の位相差演算に用いる焦点検出画素３１１をシーン認識処理部１０２による認識結果に基づいてブロック単位でさらに選ぶ。これにより、測距エリア選択は大雑把に行えばよいので簡単になり、位相差演算に用いる焦点検出画素３１１の選択はシーン認識に基づいて精度よく行えるから、カメラの合焦精度を高めることができる。

（２）シーン認識処理部１０２は、マイクロコンピュータ１０１で選択された測距エリア内において主要被写体の特定位置を特定し、マイクロコンピュータ１０１は、複数のブロックａ、ｂ、ｃの焦点検出用画素列の中から特定位置に対応するブロックの焦点検出用画素を位相差検出用として選択するので、位相差演算に用いる焦点検出画素３１１を精度よく選択することができる。

（３）シーン認識処理部１０２は、マイクロコンピュータ１０１で選択された測距エリアにおいて、所定色を有する特定位置を特定し、マイクロコンピュータ１０１は、複数のブロックａ、ｂ、ｃの焦点検出用画素列の中から特定位置に対応するブロックの焦点検出用画素を位相差検出用として選択するので、位相差演算に用いる焦点検出画素３１１を精度よく選択することができる。

（４）マイクロコンピュータ１０１は、シーン認識処理部１０２によって特定位置が特定されなかった場合には、マイクロコンピュータ１０１で選択された測距エリアに対応する複数のブロックａ、ｂ、ｃの焦点検出用画素列を構成する焦点検出用画素を位相差検出用として選択するので、測距エリアを広く利用することができる。

（５）焦点検出用画素列は、撮影用の撮像素子２１２内に、焦点検出用の画素列として部分的に含めているので、焦点検出用画素列を有する焦点検出用センサを撮影用撮像素子とは別に設ける場合に比べて、カメラをシンプルな構成にできる。

（６）測距エリア４０１〜４０９のサイズは、シーン認識に用いる画像情報を取得するシーン認識センサ２２９の最小受光領域のサイズより大きく構成するので、位相差演算に用いる焦点検出画素３１１の選択をシーン認識に基づいて精度よく行える。

（変形例１）
上述した説明では、撮像素子位相差ＡＦを行う場合を例に説明したが、撮影用の撮像素子２１２とは別に位相差検出用の光束を受光する受光素子を設ける場合にも本発明を適用できる。

（変形例２）
上記実施形態では、測距エリア４０１〜４０９を構成する複数のブロックａ，ｂ，ｃの１つが１つのシーン認識エリアとちょうど重なる例を説明した。この代わりに、シーン認識エリアの大きさをさらに細かく構成し、上記ブロックａ，ｂ，ｃの１つが複数のシーン認識エリアと重なるように構成しても良い。この場合のマイクロコンピュータ１０１は、あるブロックと重なる複数のシーン認識エリアの大部分が被写体の主要部分と重なっている場合（たとえば、複数のシーン認識エリアのうち７割以上で肌色が検出される）に、当該ブロックに相当する焦点検出用画素３１１から取込まれた測距データをデフォーカス量演算用のデータに決定する。

（変形例３）
また、上記実施形態で例示した測距エリア４０１〜４０９よりも小さな測距エリアを設けてもよい。ただし、シーン認識エリアの大きさも測距エリアの大きさに応じて小さくすることにより、測距エリアを構成する複数のブロックａ，ｂ，ｃの１つが少なくとも１つのシーン認識エリアと重なるようにする点に留意する。

（変形例４）
ファインダー部に設けたシーン認識センサ２２９で被写体像を撮像し、該シーン認識センサ２２９からの画素出力信号に基づいて各シーン認識エリアについて輝度および色を検出するようにした。この他に、撮像素子２１２で被写体像を撮像し、該撮像素子２１２からの画素出力信号に基づいて各シーン認識エリアにおける輝度および色を検出するように構成してもよい。

（変形例５）
静止した被写体や、撮影画面内を移動する被写体の動きが遅い場合にのみ本発明を適用する構成にしてもよい。被写体が静止しているか否かは、所定時間ごとに各シーン認識エリアで検出される輝度および色に変化があるか否かによって判定する。また、被写体の動きが所定の速度より遅いか否かは、所定時間ごとに各シーン認識エリアで輝度および色を検出する場合に、同じ色および輝度が検出された撮影画面上の距離（同じ色および輝度が検出されたシーン認識エリアの間隔）に基づいて判定する。

被写体の移動速度が所定の速度より速い動体を検出対象にする場合のマイクロコンピュータ１０１は、測距エリアのブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃの全てに相当する焦点検出用画素３１１から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用データとして決定する。シーン認識処理速度に比べて速く被写体が移動する場合は、選択された測距エリア内のブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃから１つを選んだとしても、次の瞬間に他のブロックへ移動してしまう可能性が高い。このような場合は、複数ブロックａ〜ｃを全て用いることによって測距エリアを広く利用するのが好適である。

（変形例６）
変形例５で説明した理由により、撮影モードがスポーツモード以外の他のモードの場合にのみ本発明を適用する構成にしてもよい。マイクロコンピュータ１０１は、撮影モードがスポーツモードの場合、測距エリアのブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃの全てのブロックに相当する焦点検出用画素３１１から取込まれた測距データをデフォーカス量の演算用データとして決定する。シーン認識処理速度に比べて撮影対象が速く移動する可能性が高いスポーツモードの場合は、選択された測距エリア内のブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃから１つを選んだとしても、次の瞬間に他のブロックへ移動してしまう可能性が高い。このような場合は、選択された測距エリア内の複数ブロックａ〜ｃを全て用いることによって測距エリアを広く利用するのが好適である。

（変形例７）
変形例６に加えて、シーン認識処理速度に比べて撮影対象が速く移動する可能性が高いスポーツモードの場合は、選択された測距エリア内のブロックａ、ブロックｂ、およびブロックｃだけでなく、さらに隣接する測距エリア内のブロックに相当する焦点検出用画素から取込まれた測距データもデフォーカス量の演算用データとして決定してもよい。隣接する測距エリア内のブロックも入れて測距演算を行うことで、適確な測距演算を行うことができる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１０１…マイクロコンピュータ
１０８…撮像素子ＡＦ回路
１０９…測光演算回路
２０１…カメラ本体
２０２…レンズ鏡筒
２０３…メインミラー
２０５…メカニカルシャッター
２１０…撮影光学系
２１２…撮像素子
２２９…シーン認識センサ
４０１〜４０９…測距エリア

Claims (8)

1. 撮影画面内の複数の領域に対応付けてそれぞれ設けられた複数の焦点検出領域から、任意の焦点検出領域を選択する選択手段と、
   前記複数の焦点検出領域の各々に配置されており、且つ該各焦点検出領域内の互いに異なる複数の位置に配置された複数の受光センサを含むセンサ列を有し、そして瞳分割された一対の光束による像の位相差を、前記選択手段で選択された焦点検出領域に対応する前記センサ列を用いて検出し、該位相差に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
   撮像センサで取得された画像情報に基づいて、撮影シーンを認識するシーン認識手段と、
   前記シーン認識手段による認識結果に基づいて、前記選択手段に選択された焦点検出領域に対応する前記複数の位置のセンサ列の中から前記位相差検出に用いる位置の受光センサを選択し、該選択された受光センサからの信号を用いて前記焦点調節状態を検出するように前記焦点検出手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記撮像センサは撮影用撮像素子であることを特徴とするカメラ。
3. 請求項１または２に記載のカメラにおいて、
   前記シーン認識手段は、前記選択手段で選択された焦点検出領域内において主要被写体の特定位置を特定し、
   前記制御手段は、前記複数の位置のセンサ列の中から、前記特定位置に対応する位置の受光センサを前記位相差検出用として選択することを特徴とするカメラ。
4. 請求項１または２に記載のカメラにおいて、
   前記シーン認識手段は、前記選択手段によって選択された焦点検出領域において、所定色を有する特定位置を特定し、
   前記制御手段は、前記複数の位置のセンサ列の中から、前記特定位置に対応する位置の受光センサを前記位相差検出用として選択することを特徴とするカメラ。
5. 請求項３または４に記載のカメラにおいて、
   前記制御手段は、前記シーン認識手段によって前記特定位置が特定されなかった場合には、前記選択手段で選択された焦点検出領域に対応する前記複数の位置のセンサ列を構成する全受光センサを前記位相差検出用として選択することを特徴とするカメラ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記センサ列は、撮影用撮像素子内に、焦点検出用の画素列として部分的に含まれていることを特徴とするカメラ。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   複数の前記センサ列は、撮影用撮像素子とは別に構成されることを特徴とするカメラ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記焦点検出領域のサイズは、前記シーン認識に用いる画像情報を取得する撮像センサの最小受光領域のサイズより大きいことを特徴とするカメラ。

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