JP3483283B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子カメラ等を初めとする映像機
器の進歩は著しく、信号処理のデジタル化を初めとして
種々の改良が施されている。

【０００３】図１７はデジタル電子カメラのブロック図
である。同図において１００はデジタル電子カメラ、１
０１はメモリカード等の記録媒体である。デジタル電子
カメラ１００において、１は焦点距離や画角が調整可能
な撮像レンズ、２は絞り機能とシャッター機能を兼ねる
絞り兼用シャッター、３は撮像レンズ１や絞り兼用シャ
ッター２のメカ系駆動回路である。

【０００４】４は被写体からの反射光を電気信号に変換
する撮像素子、５は撮像素子を動作させるために必要な
タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以
降ＴＧとする）、６はタイミング信号発生回路からの信
号を撮像信号駆動可能なレベルに増幅する撮像素子駆動
回路、７は撮像素子４の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ
回路やＡＧＣ回路を備えた前置処理回路、８はＡ／Ｄ変
換器、９はＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を一旦記憶す
るメモリとその信号を処理する撮像信号処理する回路を
有する撮像信号処理回路、１０はシステム制御ＣＰＵ、
１１は操作補助のための表示やカメラの状態を表わす操
作表示部、１２はカメラの撮影開始を撮影者が制御する
ためのレリーズスイッチで，第１ストロークＳＷ１と第
２ストロークＳＷ２の２段階操作が可能である。１３は
デジタル電子カメラ１００と記録媒体１０１とを接続す
るための記録媒体インターフエースＩ／Ｆである。

【０００５】また１４は光学系１の焦点調整のために撮
像装置と被写体との距離を測定する測距回路、１５は被
写体の明るさを測定する測光回路である。

【０００６】また、図１８は上記装置の動作を説明する
フローチャートである。まず撮影者が操作部１２の撮影
開始指令ＳＷ１を制御することにより測距センサ１４が
動作を開始し、その出力がシステム制御ＣＰＵ１０に入
力される。

【０００７】システム制御ＣＰＵ１０は測距センサ１４
の出力により焦点レンズの移動量を導出し、メカ系駆動
回路３を介して撮像レンズ１の焦点調整用レンズを移動
し、合焦状態とする。レンズの移動が完了したら、ＡＦ
ＬＯＣＫ状態とし、以後焦点調整レンズは移動しな
い。

【０００８】その後ＳＷ２が押されたことを検出するま
での間は、測光センサ１４の出力をシステム制御ＣＰＵ
１０に入力していく。ＳＷ２が押されたことを検出した
ら測光センサ出力より被写体の明るさを検出し、その検
出値に対する絞り値とシャッタースピードを導出する。

【０００９】導出された上記露出条件により絞りとタイ
ミング信号発生器の電子シャッタータイミングを設定し
て撮像素子の露光を行い、撮像素子の出力を読みだす。

【００１０】読みだした撮像出力に対して前置処理回路
７でＣＤＳ（２重相関サンプリング）処理やゲインコン
トロール等の信号処理を行う。この際ゲインコントロー
ル回路のゲインは撮像素子の感度によって決まるので撮
像装置製造時に設定される。

【００１１】前置回路7 の出力はＡ／Ｄ変換器８にてデ
ジタル信号に変換されて撮像信号処理回路９に入力され
る。撮像信号処理回路９およびシステム制御ＣＰＵ１０
により撮像出力から露出条件が再確認され、適正露光と
の誤差分を検出してシャッタースピードの設定を変更す
る。そして変更後の露出条件により再度撮像素子を露光
し出力を読みだす。撮像素子出力はデジタル信号に変換
され、撮像信号処理回路９によって特定フォーマットへ
の変換処理がされた後、記録媒体Ｉ／Ｆ１３を介して記
録媒体１０１に撮像画像信号が記録される。

【００１２】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら以上説
明したように従来のデジタル電子カメラでは測距センサ
ーという撮像素子以外のセンサーが用いられているた
め、機器の小型化と低コスト化を実現困難としていた。

【００１３】また上記測距センサーを用いず撮像素子の
みでその機能を実現することがカムコーダー等の製品で
実現されているが、電子カメラのように撮影レリーズ時
のレリーズタイムラグを極力短くする必要のある製品に
ついては十分な性能に達していない。

【００１４】また、モード選択により解像度を変更する
ことが可能な撮像装置が知られているが、このような撮
像装置においては各モード共に同じ焦点調整を行う場
合、撮影レリーズタイムラグあるいは焦点調整精度が不
十分となってしまう。つまり低解像度のモードに焦点調
整の精度があっている場合には高解像度モードにした際
には焦点調整性能不足になり、高解像度モードに合わせ
てレンズ移動量を小さくした場合には低解像度モードに
おいて撮影レリーズタイムラグが長くなってしまう。本
発明の目的は、第１の撮像モードと前記第１の撮像モー
ドよりも高解像の第２の撮像モードとを切り換え可能
で、それぞれの撮像モードに好適な焦点調節動作を行う
ことのできる撮像装置を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、撮像手段の出力を用いてカラー画像信号を
形成する第１の撮像モードと前記第１の撮像モードより
も高解像の白黒画像信号を形成する第２の撮像モードと
を切り換え可能な切換手段と、光学系の焦点調節用レン
ズを単位移動量移動させた前後の前記撮像手段の出力を
用いて焦点状態を検出する焦点検出手段とを備え、前記
切換手段による撮像モードの切り換えに応じて前記第１
の撮像モード時に比較して前記第２の撮像モード時の、
前記焦点検出手段による焦点状態を検出するにあたる前
記焦点調節用レンズの焦点検出のための単位移動量を小
さくして焦点検出を行なうことにある。

【００１６】また、本発明は、撮像手段の出力を用いて
画像信号を形成する第１の撮像モードと該第１の撮像モ
ードよりも高解像の画像信号を形成する第２の撮像モー
ドとを切り換え可能な切換手段と、光学系の焦点調節用
レンズを単位移動量移動させた前後の前記撮像手段の出
力を用いて焦点検出を行なう焦点検出手段とを備え、前
記切換手段による撮像モードの切り換えに応じて前記第
１の撮像モード時に比較して前記第２の撮像モード時
の、前記焦点検出手段による焦点状態を検出するにあた
る前記焦点調節用レンズの焦点検出のための単位移動量
を小さくして焦点検出を行なうことにある。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】以下本発明における撮像装置を各図を参照し
ながらその実施例について詳述する。

【００２５】（第１の実施例）図１は本発明のデジタル
カメラのシステムブロック図、図２〜図９はそれぞれ本
発明のデジタルカメラの動作を制御する各ＣＰＵの処理
動作を示すフローチャートであり、それぞれ制御対象別
に光学系、撮像素子、各ＣＰＵ内における演算処理ごと
に分類して表記したものである。

【００２６】また図１０は図２〜図９のフローチヤート
に示す処理を実行したときのカメラの動作シーケンスを
説明するためのタイミングチャート、図１１は複数の高
速転送方式を示す図、図１２は撮像素子の読み出し領域
を説明する撮像素子光電変換部の概念図、図１３に焦点
調整レンズの制御を説明するためのレンズ位置を表す図
である。尚、図２〜図９のフローチヤートは、各図にお
いて、光学系の処理は左側に，撮像素子の処理は中央
に，システムコントロール及び信号処理に関する処理は
右側に揃えて記載されている。

【００２７】図１において、前述の図１７の構成と同一
の機能をもつ要素は同一の番号を付し、説明を省略す
る。

【００２８】以下に図１から図１３を用いて本第１の実
施例の動作について説明する。

【００２９】図２のフローチヤートに示すように、操作
部１２のレリーズスイツチの１段めの押圧によるＳＷ１
のオンにより撮影動作を開始する（Ｓ１０１）。そして
Ｓ１０２の（Ａ）の処理を行い、露出の粗調整を開始す
る。

【００３０】図３はＳ１０２の処理（Ａ）に示す露出粗
調整の動作を示すフローチャートである。先ずＳ２０１
のシステム制御ＣＰＵ及び信号処理部の演算制御として
レンズのポジションを指定する各初期値（Ｒ０＝０，Ｒ
１＝２，Ｒ２＝１）を設定する。ここでレンズ位置０，
１，２，３，………は、図１３に示す焦点調整レンズの
位置であり、０が無限（∞）側、１２が至近側（Ｎ）で
ある。

【００３１】続いて光学系の制御に移り、Ｓ２０２へと
進んで、焦点調整レンズをＲ０( この場合はＲ０＝０
で、∞端位置）の位置へ移動する。

【００３２】次にＳ２０３で絞りを閉じて遮光状態（図
１０（ホ））とし、Ｓ２０４で測光の基準値と得るため
にその遮光状態での撮像素子出力を読み出す。この読み
出しの際に読み出しスピードを速くするために、垂直お
よび水平各転送部を通常の映像信号取り出し時よりも高
速に駆動する（図１０（リ））。例えば通常読み出し時
に垂直転送を約１５ＫＨｚ、水平転送を約１４ＭＨｚで
駆動する有効画素数約４４万のインターライン型ＣＣＤ
を撮像素子として用いた場合に、垂直転送信号を１ＭＨ
ｚ、水平転送を２８ＭＨｚで駆動することで撮像素子全
画素を１ｍｓ以内で読み出すことが可能となる。このよ
うに読み出した信号をもとに基準となる黒レベルの値を
導出する（Ｓ２０５）。

【００３３】この高速転送時の読み出し制御方法として
は、図１１に示すように垂直転送と水平転送の関係にお
いて（ａ）〜（ｃ）で示すいくつかのバリエーションが
考えられる。各図とも、蓄積電荷を垂直シフトレジスタ
によつて垂直方向に転送する垂直転送パルスと、水平シ
フトレジスタへと転送された電荷を水平方向に転送する
水平転送パルスの関係が示されている。

【００３４】まず図１１の（ａ）のパターンに基づいて
動作を説明する。垂直転送パルスの周波数を１ＭＨｚに
して全垂直ライン分読み出して水平転送レジスタに全画
素分の電荷を蓄積し、全電荷転送後水平転送パルスによ
り水平レジスタの電荷を転送し出力アンプを介して出力
する。

【００３５】この場合に各画素の信号電荷は水平転送レ
ジスタにて混合されてしまうが、焦点調整可能なレベル
に撮像素子への露光量を設定することがこの粗調整の目
的のため、最終的には全画素信号について積分処理する
必要があるので問題とならない。このようにして水平転
送後出力された信号は前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８
を介して撮像信号処理回路９に入力し、該出力信号を水
平転送期間分積分することで露出粗調整を実現するため
の黒レベル検出値として信号処理制御用ＣＰＵに入力さ
れる。

【００３６】同様に図１１の（ｂ）の場合には垂直転送
を５回に分け、各垂直転送後に水平レジスタに蓄積され
た信号を水平転送して出力する。この場合には水平レジ
スタに蓄積される電荷量が（ａ）の場合の１／５となる
ため水平レジスタにてオーバーフローしてしまう危険性
が減る。

【００３７】さらに図１１の（ｃ）では１ＭＨｚでの垂
直転送を連続的に全垂直画素分行うと同時に、水平転送
を２８ＭＨｚで行うようにした。但し最後の画素を全て
読みだすためには水平転送パルスの方が一水平転送分長
くなっている。ところで、この駆動法の場合には垂直方
向の画素の混合だけでなく水平方向にも画素の混合が起
こってしまうが、前記したように本動作の目的から見れ
ば問題とならない。

【００３８】上記のごとく読みだした撮像信号は前置処
理回路およびＡ／Ｄ変換器を介して撮像信号処理回路９
にて全画素分積分される。この際前置処理回路７のゲイ
ンは前記従来例において記述したように撮像素子の感度
に依存して製造時に設定されている。

【００３９】図１０において、上方より絞り兼用シヤツ
ターの動作タイミング、撮像素子の電子シヤツターの動
作タイミング、撮像素子の光電変換画素に蓄積された電
荷を垂直シフトレジスタへと移送するフイールドシフト
パルス、垂直転送パルス、水平転送パルス、ビデオ信号
の垂直同期信号のタイミングを示している。

【００４０】以下、図１０のタイミングチヤートをとも
に参照しながら本発明の動作について説明する。

【００４１】図３のフローチヤートにおいて、Ｓ２０６
で示すように、積分信号によりＣＰＵ内の演算にて黒レ
ベルを導出した後、光学系を制御して絞り兼用シャッタ
ーの絞り径を設定可能な範囲で最小とする（図１０の
（ホ））。

【００４２】この最小絞りの状態でかつ設定可能な範囲
で、Ｓ２０７に示すように、最高速の電子シャッタース
ピードにて露光し、撮像素子を前記の黒レベル検出時と
同様に駆動する（図１０の（ヘ））。

【００４３】尚、電子シヤツターの動作から、フイール
ドシフトパルスまでの期間が電荷蓄積時間となり、蓄積
された電荷は、垂直転送パルスによつて垂直転送され、
水平転送パルスによつて読み出される。

【００４４】読み出された撮像出力は前置処理回路およ
びＡ／Ｄ変換器を介して撮像信号処理回路９にて全画素
分積分される。またこの際前置処理回路7 のゲインはや
はり撮像素子の感度に依存して製造時に設定されてい
る。

【００４５】さらにシステム制御ＣＰＵ１１０にて、積
分された露光出力データと前記積分黒レベルデータとを
減算することで外光の明るさ検出し、焦点調整を行う際
の露光量を決定する。焦点調整時には絞りを開放として
露光を行うので開放絞りにおけるシャッタースピードを
導出し（Ｓ２０８）、光学系制御で開放絞りに設定し
（Ｓ２０９）、また撮像素子の電子シャッターを導出し
た適正値に設定し（Ｓ２１０）、図２のＳ１０３で示す
（Ｂ）の処理へと処理を移行すべくリターンする。

【００４６】以上の状態は、図１１で見ると（３）で示
す状態であり、絞りが開放（図１０の（ト））となり、
電子シヤツターの蓄積時間が開放絞りに応じた値に設定
され（図１０の（ヌ））、自動焦点調整動作が行われ
る。この焦点調整時には、後述のように、図１２に示し
た測距領域においてのみ通常の読み出しを行い（図１０
の（ハ））、測距領域以外は高速読み出しが行われる
（図１０の（ロ））。

【００４７】図２のフローチヤートに戻って、Ｓ１０３
で示す（Ｂ）の処理においては、焦点調整・露出微調整
・光源フリッカー検出を行う。この（Ｂ）の処理動作を
図４乃至図７のフローチヤートを用いて説明する。

【００４８】まず露出粗調整で指令した焦点調整レンズ
の移動（例えば∞位置への移動）が完了したかについて
確認し（Ｓ２１１）、完了していなければ完了するまで
待機する。完了した場合には電子シャッターで設定した
露出時間で露光し、撮像素子出力を読み出す（Ｓ２１
２）。撮像素子出力読み出し時には図１２の（ａ）に示
すように、撮像面の中央部( １２２) で示す部分の画素
について通常読み出しを行い、その他の上部と下部( １
２１) で示す部分の画素については高速読み出しを行
う。尚、この高速読みだし方式は図１１の（ａ）〜
（ｃ）のいづれの方式を用いてもよい。

【００４９】つまり図１０に示すように垂直転送パルス
および水平転送パルスは高速転送状態（ロ），（ロ）と
通常転送状態（ハ）によって読み出されるわけである。
読み出された信号は前置処理回路およびＡ／Ｄ変換器８
を介して撮像信号処理回路９に入力され、撮像信号処理
回路９において光学系の合焦度を判定する評価信号であ
る測距信号Ｆ０と露出補正のための輝度レベル検出信号
である測光信号Ｌ０を導出する。

【００５０】この際、例えばファインダー内に表示した
測距範囲指定枠が図１２の（ａ）の斜線部に示すような
範囲で指定されている場合には、撮像素子の撮像面上の
１２２の部分から通常読み出しされた信号に対して撮像
信号処理回路９内の不図示のラインメモリ等によってそ
の中央部( 図１２の斜線部) を抽出し、抽出した信号の
みで焦点調整を実施することで、測距範囲指定枠と実際
の抽出信号の範囲を合わせることが可能となる。

【００５１】次にシステム制御ＣＰＵ１０により測光信
号Ｌ０をより次の露光時の露光量および電子シャッタス
ピードを導出する（Ｓ２１３）。

【００５２】そして測距信号Ｆ０が一定値ａより大か否
かをチェックし（Ｓ２１４）、小の場合は撮像素子の測
距領域内に測距信号導出に必要な被写体のエッジ部分に
相当する信号が存在しないと判断し、撮像素子から読み
出す測距領域を変更する（Ｓ２１５）。

【００５３】これは図１２の（ｂ）に示すごとく通常読
み出しを行う領域１２２を撮像素子の上部に設定し、そ
の他の１２１の部分について高速読み出しを行うよう
に、撮像素子の駆動を変更することで実施できる。この
駆動方法においても測距領域からエッジ信号が検出され
ないときには、通常読み出し領域を撮像素子下部に設定
して再度測距信号を検出する。

【００５４】もちろん順序を入れ替えて最初に撮像素子
下部から通常読み出しを行い、撮像素子下部からの信号
にエッジ信号が検出されなければ撮像素子上部から信号
を読み出すようにしても良い。

【００５５】さて図４のＳ２１４で測距信号Ｆ０がａよ
り大きかった場合には焦点調整可能と判断して、焦点調
整レンズをＲ１へ移動する（Ｓ２１６）。Ｒ１は初期設
定した際にＲ１＝２としているので図１３の２の位置へ
とレンズを移動することになる。

【００５６】焦点調整レンズが移動完了したところで電
子シャッターを前記測光信号Ｌ０から導出したシャッタ
ースピードに設定し、Ｓ２１２と同様に撮像測距領域の
信号を読み出す（Ｓ２１７）。

【００５７】読み出した信号により測距信号信号Ｆ１お
よび測光信号Ｌ１を導出し、次の露光量を決定し、さら
に測光信号Ｌ０から測光信号Ｌ１を減算することにより
光源フリッカー検出信号を演算する（Ｓ２１８）。この
光源フリッカー信号は蛍光灯などのフリッカーを有する
光源を検出してその色再現を撮像信号処理の過程で補正
したり、焦点調整の過程において被写体を照明している
光源が変更したことの検出に用いることが可能となる。

【００５８】続いて測距信号Ｆ１と測距信号Ｆ０の大小
を比較し（Ｓ２１９）、Ｆ１の方が大ならば至近側に最
適合焦ポイントが存在するとして図５に示すフローチヤ
ートの(i)の動作へ移行する。またＦ１が大でないなら
ば最適合焦点ポイントはレンズ位置０か１にあるという
ことになるのでＳ２２０の処理へ移行して焦点調整レン
ズをＲ２＝１の位置へと移動する。レンズ移動が完了し
たところで電子シャッターを設定し直し撮像測距領域を
読み出す（Ｓ２２１）。

【００５９】続いてＳ２１８と同様に測距信号Ｆ２、測
光信号Ｌ２、および光源フリッカー検出信号（Ｌ１−Ｌ
２）を導出し（Ｓ２２２）、測距信号Ｆ２と測距信号Ｆ
０の大小を比較する（Ｓ２２３）。Ｆ２＞Ｆ０ならば焦
点調節完了とみなして（Ｃ）へ移行し、Ｆ２≦Ｆ０なら
ば焦点調整レンズをＲ０＝０に移動してから（Ｓ２２
４）、図２のフローチヤートのＳ１０４の処理（Ｃ）へ
と移行する。

【００６０】さて図４のＳ２１９でＦ１＞Ｆ０の場合に
は、図５の(i)へ移行してＲ０が１０であるかを確認し
（Ｓ２２５）、Ｓ２２５からの移行の場合はＲ０＝０な
のでここではＳ２２６へ進む。Ｓ２２６では各変数を Ｒ０＝Ｒ０＋２＝２，Ｒ１＝Ｒ１＋２＝４，Ｒ２＝Ｒ２
＋２＝３，Ｒ３＝Ｒ２＝１，Ｆ０＝Ｆ１，Ｌ０＝Ｌ２ に変更し、その定数設定で焦点調整レンズをＲ１へ移動
する（Ｓ２２７）。

【００６１】移動が完了したら設定されたシャッタース
ピードで露光した撮像測距領域の信号を読み出す（Ｓ２
２８）。移動が完了したら設定されたシヤツタースピー
ドで露光した撮像測距領域の信号を読み出す（Ｓ２２
９）。

【００６２】以下Ｓ２２９〜Ｓ２３４の処理は図４のＳ
２１８〜Ｓ２２４の処理と同様の動作をする。

【００６３】Ｓ２３４でＦ２≦Ｆ０ならば最適合焦点ポ
イントは結局Ｒ０より∞側にあったということになり焦
点調整レンズをＲ３＝１に移動する（Ｓ２３５）。そし
て動作完了を待ってＳ２３６へと移行し、Ｓ２３６，Ｓ
２３７で上記Ｓ２３２，Ｓ２３３の処理と同様に撮像出
力を読み出して各信号を導出し、Ｓ２３８でＦ３＞Ｆ０
ならば焦点調整レンズはそのままとして、図２のフロー
チヤートのＳ１０４で示す（Ｃ）の処理へとＤＤ（Ｆ３
≦Ｆ０ならばＳ２３９へと移行し、焦点調整レンズをＲ
０へ移動して、焦点調整完了として（Ｃ）へと移行す
る。

【００６４】またＳ２３０でＦ１＞Ｆ０であれば最適合
焦点ポイントはさらに単焦点側にあるとみなされ、再度
(i)へ戻って同様の動作を行う。

【００６５】この動作を５回繰り返した後、Ｒ０＝１０
となった段階でＳ２２５から(ii）へと移行する。

【００６６】(ii) 以降の動作を図６に示す。図６で
は、先ずＳ２４０において、各定数を Ｒ０＝Ｒ０＋２，Ｒ１＝Ｒ０＋１，Ｒ２＝Ｒ２＋２，Ｒ
３＝Ｒ０−１ Ｆ０＝Ｆ１，Ｌ０＝Ｌ２ に設定し、Ｓ２４１で焦点調整レンズをＲ１、すなわち
図１３に示すのレンズ位置１１へ移動する。移動完了後
適正露光量となるように電子シャッター秒時を設定し撮
像測距領域の信号を読み出す（Ｓ２４２）。

【００６７】そして測距信号Ｆ１、測光信号Ｌ１を導出
して、光源フリッカー検出および露光量を導出する（Ｓ
２４３）。Ｓ２４４で測距信号Ｆ０とＦ１を比較し、Ｆ
０の方がより合焦率が高く、Ｆ０＞Ｆ１であれば(iii)
へ移行する。またＦ０＞Ｆ１でなければＳ２４５にて焦
点調整レンズをＲ２、すなわちレンズ位置１３へ移動す
る。

【００６８】移動完了後Ｓ２４６にて電子シャッターを
再設定し、測距領域の信号を読み出す。続いてＳ２４７
でＦ２、Ｌ２、フリッカー量、露光量を導出し、Ｓ２４
８で測距信号Ｆ２と測距信号Ｆ１を比較し、Ｆ２＞Ｆ１
でなければ焦点調整レンズをＲ１へ移動し（Ｓ２４
９）、Ｆ２＞Ｆ１ならばそのまま（Ｃ）へ移行する。

【００６９】またＳ２４４でＦ０＞Ｆ１で、(iii）へ移
行した場合には、先ず焦点調整レンズをＲ３へ移動、す
なわち焦点調節レンズ位置９へ移動し（Ｓ２５０）、信
号読み出しおよび各検出信号を導出する（Ｓ２５１，Ｓ
２５２）。

【００７０】そして測距信号Ｆ３と測距信号Ｆ０を比較
し、Ｆ３＞Ｆ０でなければ焦点調整レンズをＲ０へ移動
し、Ｆ３＞Ｆ０ならば、そのまま図２のＳ１０４の
（Ｃ）の処理ステップへ移行する。

【００７１】図２のフローチヤートに戻り、Ｓ１０４の
（Ｃ）の処理では、まず前回露光分の撮像出力から導出
した測光信号をもとにシャッタースピードおよび絞りを
決定する。決定した露出設定により絞りとシャッタース
ピードを設定して露光し、測距領域あるいは全画素の撮
像信号を読み出す（図１０の（オ），（チ））。さらに
読み出した撮像信号をもとに焦点調整用検出信号（Ｆ
ｘ）および露出補正信号を導出する。

【００７２】続いてＳ１０５の（Ｄ）の処理で、撮像命
令のレリーズスイツチの２段目の押圧によつてＯＮにな
るＳＷ２が押されているか否かを検出し、押されていな
ければＳ１０４の（Ｃ）の処理へと移行する前に最も焦
点のあっていたレンズ位置での測距信号Ｆ１とＦｘを比
較して合焦確認を行い（Ｓ１０６）、両信号の差が一定
値以内であれば合焦状態にあると判断してレンズ位置は
そのままにして露出補正信号と光源フリッカー検出を行
い（Ｓ１０７）、Ｓ１０５の（Ｄ）の処理に再度戻る。
すなわち図１０の（チ）の状態を続行する。

【００７３】Ｓ１０６でＦ１とＦｘの差が一定値以上で
あれば非合焦状態になってしまったと判断し、Ｓ１０８
へと移行し、ここでは再調整スタートのレンズ位置を前
回の焦点調整時のレンズ位置の近傍から始めるためにＲ
０＝Ｒ０−２とした後、Ｓ１０３の（Ｂ）の処理へと移
行し、再度焦点調整を行う。

【００７４】（Ｂ）の処理以降のＳ１０３，Ｓ１０４の
処理において、再度焦点調整・露出微調整等同様の動作
を行い、Ｓ１０５においてＳＷ２が押されたことを検出
するまで同様の動作を繰り返す。この場合、合焦レンズ
位置が∞側に大きくずれてしまった場合にはＲ０＝Ｒ０
−２の演算が繰り返されていくことになる。

【００７５】さてＳ１０５において、ＳＷ２が押されて
いることが検出された場合には、Ｓ１０９に移行し、Ａ
Ｆ ＬＯＣＫがかかつているか否かを確認する。

【００７６】ＡＦ ＬＯＣＫがかかっている場合には、
そのままＳ１１１に移行し、ＡＦＬＯＣＫがかかってい
なければＳ１１０に示す（Ｇ）の処理を行って合焦確認
を行う。このＳ１１０の（Ｇ）の処理は、図８に示すよ
うにＳ１０４の（Ｃ）の処理と同様の処理を行い（但し
絞りはすでに設定済) 、先ず電子シャッターを再設定し
て所定時間露光（図１０の（ル））し、撮像素子出力を
読み出す（Ｓ２５３）。そして読み出した信号により測
距信号Ｆｙおよび測光信号Ｌｙを検出する（Ｓ２５
４）。

【００７７】そしてＦｘとＦｙの差が一定値以内（ｂ未
満）であれば合焦状態は変わっていないと判断して図２
のＳ１１１の（Ｈ）の処理へと移行する。差が一定値ｂ
以上ならば図２のフローチヤートのＳ１０３の（Ｂ）の
処理に戻って再調整を行う。

【００７８】Ｓ１１１の（Ｈ）の処理では最終露光調整
を行う。つまり図９に示すように、Ｓ２５６で前回の測
光信号により決められた露出条件で露光された撮像信号
を読み出し、その信号により最終測光信号Ｌｓｏ、フリ
ッカー信号Ｌｓｏ−Ｌ１を導出する（Ｓ２５７）。

【００７９】この場合には撮像素子の特定領域ではなく
全画素を読み出し、測光のための検出画素範囲をより広
くして、撮像素子の中心部と周辺部の各領域のレベルを
それぞれ検出してその値を比較することで評価測光を行
い、ＡＥ調整の精度を上げても良い。

【００８０】また最終露光調整以前の動作においても同
様に、時間短縮が問題ない範囲で撮像素子の読み出し範
囲をより広げたり、評価測光を行ってもかまわない。以
上のようにして最終露出調整を行った後、図２のＳ１１
２で本露光撮影を行う。

【００８１】本露光撮影では、図１０の（ニ）に示すよ
うに、最終露出調整で導出した設定値により露光した後
撮像素子出力を読み出し、読み出した信号については従
来例と同等の処理を行い、媒体への記録などを行う。

【００８２】但しこの各調整段階で検出したフリッカー
信号がある一定値を越えていた場合には、撮影場所の光
源が蛍光灯であると判定できるので、その場合にはフリ
ッカー信号の大きさに応じて撮像信号処理部の緑信号系
のゲインを落とすことでより良好な色再現が実現でき
る。

【００８３】さらにＳ１１３で焦点調整レンズの位置を
無限遠（∞端）にまで移動する。こうすることで次に撮
像動作を開始する時に撮像レンズが無限遠（∞端）に移
動しているので移動時間を節約することができる。

【００８４】また上記実施例では、一度の撮像信号読み
出しで露出粗調整を行っていたが、撮像素子の測光連動
範囲が広く一度の読み出しでは焦点調整可能な信号レベ
ルにまで撮像素子出力が達しない場合、露出粗調整用の
撮像出力読み出しを数回行って適正露出量を設定しても
良い。

【００８５】以上のように本第１の実施例によれば撮像
素子以外に光電変換素子を用いずにＡＥ，ＡＦ，ＡＷＢ
動作を行うと同時に、その撮像準備期間には撮像素子の
駆動を通常読み出しレートとは異なる様々な読み出し方
法を組み合わせることで短時間に調整を完了させること
ができる。

【００８６】また、撮像粗調整時に絞りを最小としてか
つシャッター時間を最短とすることで露光量が極小とな
るため、撮像素子のダイナミックレンジに対して各画素
の蓄積電荷量が小さくなり、撮像素子が飽和することな
く広い測光連動範囲に対応することが可能となる。

【００８７】一方、露光量を減らすことで撮像出力にお
けるノイズ量の比率が高くなるが、撮像素子内転送中で
の画素混合および撮像素子出力に対する処理において積
分処理をしていることで平均化されその影響度は少なく
なり、粗調整の段階では実害のないレベルにすることが
できる。なお上記実施例では絞りとシャッタースピード
と両方ともにコントロールしたが、測光連動範囲の広さ
によってはどちらか一方をコントロールしたり、あるい
はそれぞれ最高シャッタースピードや最小絞りを使うの
ではなくそれよりも低いあるいは大きい設定で行っても
良い。

【００８８】またその通常読み出しレートとは異なるレ
ートで撮像信号を読み出すことにより、蛍光灯等の光源
のフリッカー成分が１００Ｈｚでも１２０Ｈｚでも検出
できることになる。その結果そのフリッカー成分のレベ
ルの大きさにより撮影場所の光源がフリッカー光源なの
かそうでないのかが判別できることになるので、その光
源に見合った色補正やまたは撮影場所の情報をアトリビ
ュート情報として画像や音声と同時に記録することも可
能となる。

【００８９】また測光連動範囲に対して絞りとシャッタ
ースピードの設定による露光量制限が十分に行えなえ
ず、かつ撮像素子垂直転送部で信号が飽和状態に達する
場合には、撮像素子の読み出し方法を垂直方向の画素に
対し1 画素飛ばしで読み出す、いわゆるフレーム読み出
しによって行うことにより撮像素子の感度を下げること
ができまた垂直転送部における飽和も防ぐことができる
ため、露出粗調整に効果的に対応できる。

【００９０】（第２の実施例)図１４，図１５は本発明
の第２の実施例を説明するための図で、図１４は図１３
と同様に焦点調整レンズの位置の移動方法を記述したも
のであり、図１５は本発明の焦点調整の動作を説明する
フローチャートである。

【００９１】以下本実施例を図１４および図１５を用い
て説明する。図１４に示すように本実施例では先ずレン
ズ位置Ｒ０において測距信号検出のための撮像信号読み
出しを行う（Ｓ３０１) 。同様にＳ３０２でＲ６で撮像
信号読み出しを行い測距信号の検出を行う。

【００９２】その後判定ルーチンに移行し、Ｓ５２でＲ
０における測距信号とＲ６における測距信号を比較しＲ
０の方が検出レベルが大きく合焦度が高いとすればＳ５
６に進み、次の測距信号検出をＲ１からスタートし、以
降Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と行っていく。続いてＳ５２でＲ０
の方がレベルが低ければＲ１２での撮像動作を行い（Ｓ
５３）、Ｓ５４でＲ１２とＲ６の比較をしてＲ１２＞Ｒ
６であればＳ５９へ移行する。

【００９３】Ｓ５９ではＲ１１から測距信号の検出を行
い、以降Ｒ１０，Ｒ９，Ｒ８と処理を進めていく。また
Ｒ１２≦Ｒ６であればＳ５５へ進み、Ｒ６とＲ１２のレ
ベルを比較する。

【００９４】Ｒ０＞Ｒ１２であればＳ５７、Ｒ０≦Ｒ１
２であればＳ５８へ進み＜それぞれＲ５あるいはＲ７か
ら測距信号の検出をスタートする。Ｓ５７の場合はＲ５
からＲ４，Ｒ３へと進み、Ｓ５８の場合はＲ７からＲ
８，Ｒ９へと進んでいく。以降焦点調整完了後の動作は
これまでの実施例と同様になる。

【００９５】本実施例においては、焦点調整レンズを粗
いピッチで移動した後その各ポイントの測距信号レベル
により以降の本調整のスタート位置を決定しているが、
その際スタート位置を粗ピッチでの検出ポイントにする
のではなく、そのとなりのポイントにしている。

【００９６】これにより、より少ない検出ポイントで合
焦点まで達することが可能となる。

【００９７】（第３の実施例）次に、図１６を用いて、
本発明の第３の実施例について説明する。本実施例の構
成及び動作自体は、図１に示す撮像装置と同様である
が、カラー用撮像素子を用いて、カラー自然画を撮像す
るモードと白黒高解像度画像を出力するモードとを有し
ており、その動作モードに応じて焦点調整手段の動作を
異ならせている。

【００９８】この撮像装置において、カラー自然画モー
ド時の焦点調整レンズの移動量の最小単位を図１３の０
〜１２の各ステップとし、白黒高解像度画像を出力する
モード時の焦点調整レンズの最小単位を図１４の０〜２
４の各ステップとする。

【００９９】その結果、カラー自然画撮像モード時には
レンズ移動量が大きいため撮影レリーズタイムラグが短
くでき、高解像度白黒撮像モード時にはレンズ移動量が
小さいためより高精度な焦点調整が可能となる。

【０１００】また、上記両モードでのレンズ移動量の最
小単位は同じとして、焦点調整におけるレンズ停止制御
を白黒高解像度モード時にはより高精度となるようにし
てもよい。

【０１０１】つまり、既知の山登り式焦点調整において
は合焦検出出力がピークレベルを示す位置にレンズを移
動制御するが、この際ある程度焦点調整ができたところ
でレンズ位置を固定してレンズが微小変動しないように
する。

【０１０２】このレンズ位置固定を確定する合焦判定の
スレッショルドレベル設定を白黒モードとカラーモード
とで違うレベルとして、白黒モードではカラーモードに
比べ合焦判定レベルをより厳しくする。例えばカラーモ
ードでの焦点調整においては図１４の２〜６の間（レン
ズ移動量５ステップ）を微小変動するようになった時点
でレンズ位置を４に固定にして撮影を行ってしまうのに
対し、白黒モードでは５ステップ幅では固定せずに３〜
５の３ステップ幅になった時点で４に固定する。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の撮像モードと前記第１の撮像モードよりも高解像
の第２の撮像モードとを切り換え可能で、それぞれの撮
像モードに好適な焦点調節動作を行うことのできる撮像
装置を提供できるものである。

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成のブロック図であ
る。

【図２】第１の実施例における撮像動作の全体的な動作
を説明するためのフローチヤートである。

【図３】図２のフローチヤートにおいて、（Ａ）の露出
粗調整処理を説明するためのフローチヤートである。

【図４】図２のフローチヤートにおいて、（Ｂ）の焦点
調整，露出微調整処理，フリツカー検出動作を説明する
ためのフローチヤートである。

【図５】図４のフローチヤートに続く処理を示すフロー
チヤートである。

【図６】図５のフローチヤートに続く処理を示すフロー
チヤートである。

【図７】図６のフローチヤートに続く処理を示すフロー
チヤートである。

【図８】図２のフローチヤートにおいて、（Ｇ）の合焦
確認処理を説明するためのフローチヤートである。

【図９】図２のフローチヤートにおいて、（Ｈ）の最終
露出調整動作を説明するためのフローチヤートである。

【図１０】第１の実施例の撮像動作を示すタイミングチ
ヤートである。

【図１１】第１の実施例の撮像素子の読み出し動作を示
すタイミングチヤートである。

【図１２】第１の実施例における撮像素子の撮像面にお
ける読み出し位置の制御動作を説明するためのタイミン
グ図である。

【図１３】第１の実施例におけるレンズの移動方法を説
明するための図である。

【図１４】第２の実施例におけるレンズの制御方法を説
明するための図である。

【図１５】第２の実施例を説明するためのフローチャー
トである。

【図１６】第３の実施例におけるレンズの制御方法を説
明するための図である。

【図１７】従来の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１８】図１７の撮像装置の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 撮像レンズ ２ 絞り兼用シャッター ３ メカ系駆動回路 ４ 撮像素子 ５ タイミング信号発生回路 ６ 撮像素子駆動回路 ７ 前置処理回路 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ 撮像信号処理回路 １０ バッファメモリ １１ 撮像信号処理回路 １２ システム制御用ＣＰＵ １３ 操作表示部 １４ 操作部 １５ 記録媒体Ｉ／Ｆ １０１ 記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−345292（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−329079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−69218（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−137147（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−56334（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−236310（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−41843（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257 G02B 7/11

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段の出力を用いてカラー画像信号
   を形成する第１の撮像モードと前記第１の撮像モードよ
   りも高解像の白黒画像信号を形成する第２の撮像モード
   とを切り換え可能な切換手段と、光学系の焦点調節用レ
   ンズを単位移動量移動させた前後の前記撮像手段の出力
   を用いて焦点状態を検出する焦点検出手段とを備え、前
   記切換手段による撮像モードの切り換えに応じて前記第
   １の撮像モード時に比較して前記第２の撮像モード時
   の、前記焦点検出手段による焦点状態を検出するにあた
   る前記焦点調節用レンズの焦点検出のための単位移動量
   を小さくして焦点検出を行なうことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 撮像手段の出力を用いて画像信号を形成
   する第１の撮像モードと該第１の撮像モードよりも高解
   像の画像信号を形成する第２の撮像モードとを切り換え
   可能な切換手段と、光学系の焦点調節用レンズを単位移
   動量移動させた前後の前記撮像手段の出力を用いて焦点
   検出を行なう焦点検出手段とを備え、前記切換手段によ
   る撮像モードの切り換えに応じて前記第１の撮像モード
   時に比較して前記第２の撮像モード時の、前記焦点検出
   手段による焦点状態を検出するにあたる前記焦点調節用
   レンズの焦点検出のための単位移動量を小さくして焦点
   検出を行なうことを特徴する撮像装置。