JP2007274211A

JP2007274211A - 撮像装置及び制御方法

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Publication number: JP2007274211A
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Inventors: Hiroshi Nakaoka; 宏中岡
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Abstract

【課題】複数フレーム分またはフィールド分の画像信号を累計加算して、動画用の１枚分の画像信号を取得する場合に、各画像信号の露光時間の最初に最もよく合焦した画像を取得できるようにすること。
【解決手段】入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子（１０２）と、予め設定された第１の周期で撮像素子が画像信号を出力するように制御するタイミングジェネレータ（１１１）と、出力される画像信号を順次累算合成する画像合成回路（１０３）と、第１の周期の整数倍である第２の周期で、画像合成回路により累積合成された画像信号を記録用として出力するとともに、第２の周期の途中で累算合成された画像信号を焦点検出用として出力するように制御する制御部（１１０）と、第２の周期の終了までの間に、前記焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節手段（１０６，１１２）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、特に、暗い被写体を撮影する場合の焦点調節制御に関する。

ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等に代表される固体撮像素子を用いた従来のビデオカメラでは、夜景などの暗い被写体を撮影する際に充分な感度を得るための様々な方法が提案されている。例えば、動画撮影では、固体撮像素子において電荷蓄積時間を長くし、フレームまたはフィールドレートを通常よりも遅くする、所謂スローシャッタモードや、静止画撮影では、電荷蓄積時間を長くする方法がある。また、固体撮像素子から得られる複数フレーム分の画像信号を順次累積加算して、実効的に長秒時露光に匹敵する画像信号を得るものも提案されている（特許文献１）。

特開平５−２３６４２２号公報

ここで、従来の撮像装置で行われるスローシャッターモードでの動画撮影処理について、図７のタイミングチャートを参照して説明する。

垂直同期信号は、周期Ｔ１でパルスを出力する信号であり、たとえばＮＴＳＣ標準信号であれば１／６０秒周期で繰り返しパルスを出力する。スローシャッターモードでは、電荷の蓄積は複数の垂直同期期間にまたがって行われ、図７に示す例では、ｔ₃₁からｔ₃₂の４周期の間（Ｔ２の間）、撮像素子において電荷が蓄積される。７１は、撮像素子において電荷が蓄積される様子を示している。蓄積された電荷は、ｔ₃₂に撮像素子から読み出される。このｔ₃₂の読み出しタイミングから、次の動画像のための電荷蓄積が開始される。

また、ｔ₃₂において、撮像素子から読み出された画像信号は記録されると共に、ＡＦ評価値の抽出が行われる。レンズ制御は、ＡＦ評価値の抽出後に行われる。

このように、従来のスローシャッターモードでは、複数周期間、撮像素子を露光して得られた画像信号に基づいてレンズ制御を行うため、次の電荷蓄積が開始されるまで（図７の例ではｔ₃₂まで）にレンズ制御を完了し、ピントを合わせることができなかった。このため、各露光時間Ｔ２において、その最初ではなく、途中に最もよく合焦した画像となっていた。

また、特許文献１ではＡＦ制御に関する記載が無い。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、複数フレーム分またはフィールド分の画像信号を累計加算して、動画用の１枚分の画像信号を取得する場合に、各画像信号の露光時間の最初に最もよく合焦した画像を取得できるようにすることを第１の目的とする。

更に、複数フレーム分またはフィールド分の画像信号を累計加算して、動画用の１枚分の画像信号を取得する場合に、各画像信号の所望の露光時間に最もよく合焦した画像を取得できるようにすることを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を出力するように制御する駆動制御手段と、前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成手段と、前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を記録用として出力するとともに、前記第２の周期の途中で前記合成手段により累算合成された画像信号を焦点検出用として出力するように制御する制御手段と、前記第２の周期の途中から当該第２の周期の終了までの間に、前記焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節手段とを有する。

また、入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置の本発明の制御方法は、予め設定された第１の周期で前記撮像素子から画像信号を読み出す読み出し工程と、前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成工程と、前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成工程で累算合成された画像信号を記録用として出力する第１の出力工程と、前記第２の周期の途中で前記合成工程で累算合成された画像信号を焦点検出用として出力する第２の出力工程と、前記第２の周期の途中から当該第２の周期の終了までの間に、前記焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節工程とを有する。

また、上記第２の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を出力するように制御する駆動制御手段と、前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成手段と、前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を記録用として出力するとともに、前記第２の周期と位相が異なる第３の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を焦点検出用として出力するように制御する制御手段と、前記出力された焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節手段とを有する。

また、入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置の制御方法は、予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を読み出す読み出し工程と、前記第１の周期の整数倍である第２の周期の間、前記撮像素子から読み出される画像信号を順次累算合成する第１の合成工程と、前記第２の周期と位相が異なる第３の周期の間、前記撮像素子から読み出される画像信号を順次累算合成する第２の合成工程と、前記出力された焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節工程とを有する。

本発明によれば、複数フレーム分またはフィールド分の画像信号を累計加算して、動画用の１枚分の画像信号を取得する場合に、各画像信号の露光時間の最初に最もよく合焦した画像を取得することが可能となる。

また、複数フレーム分またはフィールド分の画像信号を累計加算して、動画用の１枚分の画像信号を取得する場合に、各画像信号の所望の露光時間に最もよく合焦した画像を取得することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態におけるビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。

図１において、１０１は光学系の一部を構成するビデオカメラに着脱可能なレンズユニットであり、単一または複数のレンズからなるレンズ群を含む。レンズユニット１０１を透過した光は撮像素子１０２に入射し、電気信号に変換される。撮像素子１０２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどに代表されるイメージセンサであり、タイミングジェネレータ１１１から入力される駆動制御信号に基づいて所定の時間露光され、受光量に応じた電気信号（以下、「画像信号」と呼ぶ。）を出力する。タイミングジェネレータ１１１はタイミング制御回路１０８及び画像累積カウンタ１０９からなる制御部１１０によって制御され、タイミング制御回路１０８が出力する制御信号に従って、駆動制御信号を出力する。また、画像累積カウンタ１０９もタイミング制御回路１０８から出力される制御信号によって制御され、タイミングジェネレータ１１１によって駆動される撮像素子１０２の画像信号の読み出しタイミングと同期をとることで、撮影回数をカウントする。

画像合成回路１０３は撮像素子１０２で変換された画像信号の累算処理を行って画像を合成する回路であり、合成された画像信号はセレクタ１０５を経由してフレームメモリ１０４へ記録されるか、またはカメラ信号処理回路１０７に出力される。セレクタ１０５は画像累積カウンタ１０９のカウント数に従って、画像合成回路１０３の出力先を、フレームメモリ１０４とカメラ信号処理回路１０７のいずれかに切り替える。カメラ信号処理回路１０７は画像合成回路１０３を介してにより合成された画像信号に対して所定の処理を行って画像データに変換し、不図示の記録回路や表示装置などに出力する。１０６はフレームメモリ１０４に記録されている画像信号を用いてＡＦ評価値を検出するＡＦ評価値検出回路であり、画像累積カウンタ１０９が所定の撮影回数をカウントしたタイミングでＡＦ評価値の検出を行う。ＡＦ評価値検出回路１０６は、得られたＡＦ評価値に基いてレンズユニット１０１の制御量を決定し、レンズ制御回路１１２へ出力する。レンズ制御回路１１２はＡＦ評価値検出回路１０６の決定した制御量に基づいてレンズユニット１０１を駆動することで、被写体に合焦するように制御する。

続いて、上記構成を有するビデオカメラで、暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理について、図２のタイミングチャートを参照して説明する。

垂直同期信号は、周期Ｔ１でパルスを出力する信号であり、たとえばＮＴＳＣ標準信号であれば１／６０秒周期で繰り返しパルスを出力する。

「電荷蓄積」は、撮像素子１０２において電荷が蓄積される様子を示している。本第１の実施形態では、１垂直周期Ｔ１（１／６０秒）毎に撮像素子１０２における電荷の蓄積及び画像信号の読み出しを行う。従って、蓄積された電荷１１〜１４はタイミングジェネレータ１１１から入力される駆動制御信号によって、垂直同期信号に同期した読み出しタイミングｔ₁₂、ｔ₁₃、ｔ₁₄、ｔ₁₅で撮像素子１０２から読み出される。本第１の実施形態においては、周期Ｔ１で読み出される画像信号（以下、電荷１１〜１４に対応する画像信号にも同じ参照番号を用いる。）を４回累算処理することで、周期Ｔ２に１枚の動画用の画像データを生成するものとする。この場合、セレクタ１０５は、画像累積カウンタ１０９から出力されるカウントが撮影回数１〜３回を示す場合には、フレームメモリ１０４を選択し、４回目の時にカメラ信号処理回路１０７を選択するように動作する。

ｔ₁₁から蓄積され、ｔ₁₂で撮像素子１０２から読み出された画像信号１１は画像合成回路１０３へ入力されるが、この画像信号１１は合成する際の１枚目の画像であるため、累算処理はせずにフレームメモリ１０４に記録される。次に、ｔ₁₂から蓄積され、ｔ₁₃で読み出された画像信号１２は画像合成回路１０３へ入力され、フレームメモリ１０４に記録されている画像信号１１と累算処理により合成され、再びフレームメモリ１０４に記録される。

次に、ｔ₁₃から蓄積され、ｔ₁₄で読み出された画像信号１３が画像合成回路１０３へ入力され、フレームメモリ１０４に記録されている画像信号１１＋１２と累算処理され、再びフレームメモリ１０４に記録される。このようにして周期Ｔ２内で読み出された３回分の画像信号が累算処理によりフレームメモリ１０４に記録されることになる。この状態では、撮像素子１０２からの読み出し回数をカウントする画像累積カウンタ１０９は、撮影回数３回目のカウントを示している。画像信号１３まで累算処理され、フレームメモリ１０４に記録された時点で、ＡＦ評価値検出回路１０６へ３回目の撮影であることを評価値抽出タイミングとしてＡＦ評価値検出回路１０６へ伝える。ＡＦ評価値検出回路１０６は、ｔ₁₄において、評価値抽出タイミングに従ってフレームメモリ１０４に記録されている画像信号１１＋１２＋１３からＡＦ評価値を検出する。更に、レンズ制御タイミングでＡＦ評価値を基にレンズユニット１０１の制御量を求め、レンズ制御回路１１２へ出力する。レンズ制御回路１１２はこの制御量を基に、レンズユニット１０１の制御を行い、被写体に合焦するようにピントを調整する。ここまでの処理をｔ₁₄〜ｔ₁₅の間、すなわち４枚目の画像を露光している時間内に行う。

また、ｔ₁₄から蓄積され、ｔ₁₅で読み出された画像信号１４は画像合成回路１０３において、フレームメモリ１０４に記録されている画像信号１１＋１２＋１３と累算処理される。ここで、撮像素子１０２からの読み出し回数をカウントする画像累積カウンタ１０９は撮影回数４回目を示しており、セレクタ１０５へ４回目の撮影であることを合成出力タイミングとして出力する。セレクタ１０５はこの合成出力タイミングに応じて画像合成回路１０３の出力先をカメラ信号処理回路１０７へ切り替える。これにより、画像信号１１〜１４を累算処理した合成出力１６をフレームメモリ１０４に記録することなく、カメラ信号処理回路１０７へ出力する。

次に、本第１の実施形態のビデオカメラにおける、撮像素子１０２からの画像信号の読み出しからカメラ信号処理回路１０７への出力までの動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートは図２のタイミングチャートと同様に、撮像素子１０２から読み出される画像信号を４回累算処理することで１枚の動画用の画像信号を生成するものとする。

不図示の撮影ボタンなどの操作により撮影が指示されると、撮影処理が開始される。まず、ステップＳ１１において、制御部１１０は、画像累積カウンタの値、つまり、画像信号の読み出し回数Ｎを０にリセットする。次に、ステップＳ１２において画像信号の読み出し回数Ｎを１増やし、ステップＳ１３に進んで、撮像素子１０２から画像信号の読み出しを行う。ステップＳ１４ではフレームメモリ１０４に記録されている画像信号と撮像素子１０２から読み出した画像信号の累積処理をする。ステップＳ１５において、読み出し回数Ｎが４であるかどうか判断する。ここで、読み出し回数Ｎが４である場合は累算処理された合成出力の出力タイミングであると判断し、ステップＳ１６へ進む。一方、読み出し回数Ｎが４でない場合は、合成出力の出力タイミングでないと判断しステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８では、累算処理された画像信号をフレームメモリ１０４へ記録し、ステップＳ１９において、読み出し回数Ｎが３であるかどうか判断する。読み出し回数Ｎが３である場合はＡＦ評価値の取得タイミングであると判断してステップＳ２０へ進む。一方、読み出し回数Ｎが３でない場合は、ＡＦ評価値取得のタイミングではないと判断し、ステップＳ１２へ戻る。

ステップＳ２０では、フレームメモリ１０４に記録されている画像信号からＡＦ評価値を取得し、ステップＳ２１において、得られたＡＦ評価値からレンズ制御量を決定し、レンズ制御回路１１２がレンズユニット１０１の制御を開始する。

一方、ステップＳ１５において読み出し回数Ｎが４であると判断した場合、ステップＳ１６では、累算処理された画像信号をカメラ信号処理回路１０７へ出力する。ステップＳ１７では、撮影が終了したかどうかを判断する。ここで撮影が終了であると判断された場合には、処理を終了する。一方、撮影が終了していないと判断されたときはステップＳ１１へ戻る。

上記の通り本第１の実施形態によれば、ＡＦ制御用の画像は３枚分の画像信号を基に行うため、４枚目の画像信号を蓄積している間に合焦制御を行うことが可能となる。これにより、累算して得られた動画用の各画像において、露光時間の最初に最もよく合焦した画像を取得することができる。

なお、上記第１の実施形態では、各垂直期間で得られた４枚分の画像信号を累算処理して１枚の画像を取得する場合について説明したが、本発明において累算する画像の枚数は４枚に限るものではなく、被写体の明るさに応じて適宜変更することができる。また、ＡＦ評価値を検出するタイミングとして、３枚分の画像を累算処理した時としたが、これも３枚に限るものでは無く、累算処理により合成される次の画像の撮影開始前にレンズ制御が終了するタイミングであればよい。

上記説明では、図１に示すビデオカメラの構成において、画像信号の累積処理を行う場合（つまり、被写体が暗い場合）について説明した。これに対し、被写体が十分に明るい場合には累積処理を行う必要がないため、画像累積カウンタ１０９は各垂直期間に同期してＡＦ用画像合成タイミング信号と、記録画像合成タイミング信号を出力する。これにより、セレクタ１０５は常にカメラ信号処理回路１０７を選択し、ＡＦ評価値検出回路１０６は、各垂直期間毎にＡＦ評価値を算出し、レンズユニット１０１が制御されることになる。なお、この場合、不図示ではあるが、ＡＦ評価値検出回路１０６はフレームメモリ１０４を介さずに、撮像素子１０２または画像合成回路１０３を介して、画像信号を取得する。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態におけるビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。図４において、図１と同様の構成には同じ参照番号を付している。

図４において、１０１は光学系の一部を構成するビデオカメラに着脱可能なレンズユニットであり、単一または複数のレンズからなるレンズ群を含む。レンズユニット１０１を透過した光は撮像素子１０２に入射し、電気信号に変換される。撮像素子１０２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどに代表されるイメージセンサであり、タイミングジェネレータ１１１から入力される駆動制御信号に基づいて所定の時間露光され、受光量に応じた電気信号（画像信号）を出力する。タイミングジェネレータ１１１はタイミング制御回路１０８及び画像合成タイミング切替器４０４からなるタイミング制御部４０５によって制御され、タイミング制御回路１０８が出力する制御信号に従って、駆動制御信号を出力する。また、画像合成タイミング切替器４０４もタイミング制御回路１０８から出力される制御信号によって制御され、タイミングジェネレータ１１１によって駆動される撮像素子１０２の画像信号の読み出し回数と同期をとることで画像合成のタイミングを出力する。

撮像素子１０２から読み出された画像信号はフレームメモリ１０４に逐次記録される。４０３は記録画像合成回路４０１及びＡＦ画像合成回路４０２から成る画像合成部で、フレームメモリ１０４から記録されている画像データの読み出しを行い、記録画像合成回路４０１とＡＦ画像合成回路４０２それぞれにおいて画像データの累算処理を行う。記録画像合成回路４０１とＡＦ画像合成回路４０２は、それぞれ画像合成タイミング切替器４０４から出力される後述するタイミングに従って、累算処理した画像データを出力する。

ＡＦ評価値検出回路１０６はＡＦ画像合成回路４０２において累算処理された画像データからＡＦ評価値を検出し、更に、得られたＡＦ評価値に基づいてレンズユニット１０１の制御量を決定し、レンズ制御回路１１２へ出力する。レンズ制御回路１１２はＡＦ評価値検出回路１０６が決定した制御量に基づいてレンズユニット１０１を駆動することで、被写体に合焦するように制御する。

カメラ信号処理回路１０７は、画像合成タイミング切替器４０４が出力する制御信号に基づくタイミングで記録画像合成回路４０１から出力された画像データに対して、所定の画像処理を行って画像データに変換し、不図示の記録回路や表示装置などに出力する。

続いて、上記構成を有するビデオカメラで、暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。

垂直同期信号は周期Ｔ１でパルスを出力する信号であり、たとえばＮＴＳＣ標準信号であれば１／６０秒周期で繰り返しパルスを出力する。

「電荷蓄積」は、撮像素子１０２において電荷が蓄積される様子を示している。第１の実施形態と同様に、本第２の実施形態においても、１垂直周期Ｔ１（１／６０秒）毎に撮像素子１０２における電荷の蓄積及び画像信号の読み出しを行う。従って、蓄積された電荷２１〜２６はタイミングジェネレータ１１１から入力される駆動制御信号によって、垂直同期信号に同期した読み出しタイミングｔ₂₁、ｔ₂₂、ｔ₂₃、ｔ₂₄、ｔ₂₅、ｔ₂₆で撮像素子１０２から読み出される。本第２の実施形態においては、垂直同期信号の周期Ｔ２で読み出される画像信号（以下、電荷２１〜２６に対応する画像信号にも同じ参照番号を用いる。）を４回累算処理することで、周期Ｔ２に１枚の動画用の画像データを生成するものとする。

Ｔ１の間蓄積され、ｔ₂₁で撮像素子１０２から読み出された画像信号２１は、逐次フレームメモリ１０１に記録されていく。ＡＦ画像合成回路４０１はｔ₂₁で画像合成タイミング切替器４０４から出力されるＡＦ用画像合成タイミングに従って、画像信号の累算処理を開始する。そして、ｔ₂₂、ｔ₂₃、ｔ₂₄、ｔ₂₅それぞれのタイミングで読み出された画像信号２２〜２５を累算処理する。ｔ₂₅では、それまで累算処理した画像信号２２＋２３＋２４＋２５からＡＦ評価値を検出し、検出したＡＦ評価値を基にレンズユニット１０１の制御量を決定し、レンズ制御回路１１２へ出力する。レンズ制御回路１１２はこの制御量を基にレンズユニット１０１の制御を行い、被写体に合焦するようにピントを調整する。ここまでの処理をｔ₂₄〜ｔ₂₅の間、からすなわち撮影時間Ｔ２内で４枚目の画像を露光している時間内に行う。

また、記録画像合成回路４０１は、ｔ₂₂で画像合成タイミング切替器４０４から出力される記録画像合成タイミング信号に従ってフレームメモリ１０４から画像データの読み出しを行い、画像データの累算処理を開始する。そして、ｔ₂₃、ｔ₂₄、ｔ₂₅、ｔ₂₆それぞれのタイミングで読み出された画像信号２３〜２６を累算処理する。ｔ₂₆では、それまで累算処理した画像信号２３＋２４＋２５＋２６をカメラ信号処理回路１０７に出力する。

図５のタイミングチャートから分かるように、ＡＦ評価値検出用の画像はタイミングｔ₂₁からｔ₂₅の時間Ｔ３で累算処理するのに対し、記録用の画像はｔ₂₂からｔ₂₆の時間Ｔ４で累算処理して得られる。

次に、本第２の実施形態のビデオカメラにおける、撮像素子１０２からの画像信号の読み出しからカメラ信号処理回路１０７への出力までの動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートは図５のタイミングチャートと同様に、撮像素子１０２から読み出される画像信号を４回累算処理することで１枚の動画用の画像信号を生成するものとする。

不図示の撮影ボタンなどの操作により撮影が指示されると、撮影処理が開始される。まず、ステップＳ３１において、撮像素子１０２から画像信号の読み出しを行い、ステップＳ３２で読み出した画像信号をフレームメモリ１０４に記憶する。次に、ステップＳ３３においてＡＦ画像合成回路４０２はフレームメモリ１０４から画像データを読み出し累算処理を行うと共に、ステップＳ３４において記録画像合成回路４０１もフレームメモリ１０４から画像信号を読み出して累算処理を行う。

ステップＳ３５において、ＡＦ評価値検出タイミングがＯＮになったかどうかを判断する。ここで、ＡＦ評価値検出タイミングがＯＮである場合、ステップＳ３６に進んでＡＦ画像合成回路４０２で累算された画像信号からＡＦ評価値の検出を行い、ステップＳ３７で検出されたＡＦ評価値からレンズ制御量を決定し、レンズ制御回路１１２がレンズユニット１０１の制御を開始する。レンズユニット１０１の制御が終わると、ステップＳ３８に進む。

また、ステップＳ３５においてＡＦ評価値検出タイミングがＯＮでない場合は、直接ステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３８において、記録画像出力タイミングがＯＮになったかどうかを判断する。ここで、記録画像出力タイミングがＯＮである場合、ステップＳ３９へ進む。一方、記録画像出力タイミングがＯＮでない場合は、合成画像の出力のタイミングでないと判断し、ステップＳ３１に戻って、上記制御を繰り返す。

ステップＳ３９では、累算処理された画像信号をカメラ信号処理回路１０７へ出力する。次のステップＳ４０において撮影が終了したかどうかを判断し、撮影が終了していないと判断されたときはステップＳ３１に戻って上記処理を繰り返し、撮影が終了であると判断されると、撮影処理を終了する。

上記の通り本第２の実施形態によれば、ＡＦ制御用の画像と記録用の画像とで累算処理する画像をシフトすることにより、記録用画像の４枚目の画像信号を蓄積している間に合焦制御を行うことが可能となる。これにより、累算して得られた動画用の各画像において、露光時間の最初に最もよく合焦した画像を取得することができる。

なお、上記第２の実施形態では、１垂直期間分、ＡＦ制御用の画像の累算処理を先にシフトするようにしたが、本発明はこれに限るものではない。累算して得られる動画用の各画像について、露光時間の内、所望の時間に最もよく合焦した画像を取得できるようにシフト量を変更することも可能である。

また、上記第２の実施形態では、各垂直期間で得られた４枚分の画像信号を累算処理して１枚の画像を取得する場合について説明したが、本発明において累算する画像の枚数は４枚に限るものではなく、被写体の明るさに応じて適宜変更することができる。

上記説明では、図４に示すビデオカメラの構成において、画像信号の累積処理を行う場合（つまり、被写体が暗い場合）について説明した。これに対し、被写体が十分に明るい場合には累積処理を行う必要がないため、画像合成タイミング切換替器４０４は、垂直期間毎に垂直同期信号に同期して記録画像合成回路４０１及びＡＦ画像合成回路４０２に制御信号を出力する。なお、制御信号とは、ＡＦ用画像合成タイミング信号、記録画像合成タイミング信号、評価値検出タイミング信号、記録画像出力タイミング信号である。これにより、記録画像合成回路４０１及びＡＦ画像合成回路は、フレームメモリ１０４から読み出した画像信号を、垂直期間毎にカメラ信号処理回路１０７及びＡＦ評価値検出回路１０６にそれぞれ出力する。

本発明の第１の実施形態におけるビデオカメラの概要構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態におけるビデオカメラで暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理タイミングを示すタイミングチャートである。本発明の第１の実施形態におけるビデオカメラの暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態におけるビデオカメラの概要構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態におけるビデオカメラで暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理タイミングを示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態におけるビデオカメラの暗い被写体を撮影する際に行われる撮影処理を示すフローチャートである。従来のビデオカメラにおけるスローシャッターモード時の撮影処理タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０１レンズ
１０２撮像素子
１０３画像合成回路
１０４フレームメモリ
１０５セレクタ
１０６ＡＦ評価値検出回路
１０７カメラ信号処理回路
１０８タイミング制御回路
１０９画像累積カウンタ
１１０制御部
１１１タイミングジェネレータ
１１２レンズ制御回路
４０１記録画像合成回路
４０２ＡＦ画像合成回路
４０３画像合成部
４０４画像合成タイミング切替器
４０５タイミング制御部

Claims

入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を出力するように制御する駆動制御手段と、
前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成手段と、
前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を記録用として出力するとともに、前記第２の周期の途中で前記合成手段により累算合成された画像信号を焦点検出用として出力するように制御する制御手段と、
前記第２の周期の途中から当該第２の周期の終了までの間に、前記焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を出力するように制御する駆動制御手段と、
前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成手段と、
前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を記録用として出力するとともに、前記第２の周期と位相が異なる第３の周期で、前記合成手段により累算合成された画像信号を焦点検出用として出力するように制御する制御手段と、
前記出力された焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
前記合成手段は、第１の画像合成手段と、第２の画像合成手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２の画像合成手段を前記第２の周期で制御し、前記第２の画像合成手段を前記第３の周期で制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
予め設定された第１の周期で前記撮像素子から画像信号を読み出す読み出し工程と、
前記第１の周期で前記撮像素子から出力される画像信号を順次累算合成する合成工程と、
前記第１の周期の整数倍である第２の周期で、前記合成工程で累算合成された画像信号を記録用として出力する第１の出力工程と、
前記第２の周期の途中で前記合成工程で累算合成された画像信号を焦点検出用として出力する第２の出力工程と、
前記第２の周期の途中から当該第２の周期の終了までの間に、前記焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節工程と
を有することを特徴とする制御方法。
入射する被写体光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
予め設定された第１の周期で前記撮像素子が画像信号を読み出す読み出し工程と、
前記第１の周期の整数倍である第２の周期の間、前記撮像素子から読み出される画像信号を順次累算合成する第１の合成工程と、
前記第２の周期と位相が異なる第３の周期の間、前記撮像素子から読み出される画像信号を順次累算合成する第２の合成工程と、
前記出力された焦点検出用の画像信号に基づいて、焦点調節処理を行う焦点調節工程と
を有することを特徴とする制御方法。