JP4076147B2 - 撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時にフォーカスレンズを移動させて被写体像の焦点位置を調整するオートフォーカス機能を有する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を搭載したデジタルカメラが撮影装置として広く使われるようになってきている。デジタルカメラは、フォーカスレンズ・ズームレンズ・絞り・フィルター部・レンズを移動させる駆動系などからなるレンズユニットと、被写体像を受光し、その信号を出力するＣＣＤと、ＣＣＤからの信号を処理する信号処理系と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示部と、電源系と、各構成部の動作を制御する制御系とが具備されたものが一般的な構成である。
【０００３】
デジタルカメラによる撮影において、例えばスチル画像を撮る場合、ピント、絞り、シャッタースピード等の撮影条件が撮影結果に大きく影響する。このうち、ピントに関してはオートフォーカス機能がデジタルカメラに装備され、撮影の失敗は少なくなり、良好な画像を得ることができるようになっている。
【０００４】
このオートフォーカス機能には、被写体像の合焦方式によりつぎの２つの方式に分けられる。
すなわち、１つ目の方式は、物理的にフォーカスレンズを光軸方向に連続的に移動させながら撮影用ＣＣＤにより被写体像のコントラストをモニタしておき、移動範囲の中で最もコントラストの高いフォーカスレンズの位置をＣＣＤ上に被写体像のフォーカスが合っている位置、すなわちフォーカスレンズの合焦位置として求める方式であり、コントラスト検出方式あるいはＣＣＤオートフォーカス（ＣＣＤＡＦ）といわれる。
【０００５】
コントラスト検出方式の動作内容について、図６に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図６は、一般的なコントラスト検出方式のデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。ここでは、測距センサの出力が一連のオートフォーカス処理に作用しない山登りスキャン単独方式の動作内容を以下に説明する。
なお、山登りスキャンとは、フォーカスレンズの合焦位置を求めるために被写体像のコントラストをモニタしながら、フォーカスレンズの移動可能範囲内でそのフォーカスレンズを光軸方向に連続的に移動させることである。
【０００６】
（ｓ８１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ８２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置まで移動する。
（ｓ８３）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後、ＣＣＤが光学系からの被写体像のコントラストをモニタする状態（ＣＣＤＡＦ）となり、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置から移動を開始する。
（ｓ８４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ８５）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ８６）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ８７）フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
（ｓ８８）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後、光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【０００７】
なお、第２レリーズ信号の発生は図内の位置である必然性はなく、第１レリーズ信号発生から取り込み処理開始前の任意の位置で成立すればよい。また、図６においては山登りスキャン単独方式の場合を説明したが、ハイブリッドオートフォーカス方式の場合にも山登りスキャンに関する動作内容は上記と同様である。
【０００８】
オートフォーカス機能の２つ目の方式は、被写体までの距離を測距センサで計測して、その計測結果に基づいてフォーカスレンズの合焦位置を求める方式であり、位相差検出方式などがある。
【０００９】
その方式の動作内容について、図７に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図７は、一般的な位相差検出方式のデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。その動作内容を以下に説明する。
【００１０】
（ｓ９１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ９２）第１レリーズ信号により、測距センサユニットがセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ９３）フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
（ｓ９４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ９５）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後、光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００１１】
なお、第２レリーズ信号の発生は図内の位置である必然性はなく、第１レリーズ信号発生から取り込み処理開始前の任意の位置で成立すればよい。
【００１２】
また、最近では上記２つの方式のオートフォーカス機能を組み合せて、例えば測距センサユニット(測距センサと画像処理部の距離情報演算部)による粗調後に山登りスキャン方式による微調を行うハイブリッドオートフォーカス機能を搭載し、所望の被写体部位に容易にフォーカシングし得るようなカメラも登場している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−３１１３２８号公報（段落［００３１］〜［００３２］、図６）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの方式のオートフォーカス機能においてもフォーカスレンズの移動が完了してからつぎの処理が行われるまでの間にＶＤ待ちと呼ばれる無駄な待ち時間（撮影タイムラグ）が生じてしまい、オートフォーカスの高速化を阻害する問題が生じていた。ＶＤ待ちとは、オートフォーカスなどのように撮像系に関連する処理において、垂直同期信号（ＶＤ）への同期系と非同期系が混在することで発生する何も処理が行われない待ち時間のことである。
【００１５】
例えば、図６のコントラスト検出方式の場合には、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間に、ＶＤ待ち時間ｔ９１が発生していた。さらに、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間にＶＤ待ち時間ｔ９２が発生していた。
【００１６】
また、図７の位相差検出方式の場合には、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間にＶＤ待ち時間ｔ９３が発生していた。
【００１７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、オートフォーカス処理の際のフォーカスレンズの移動が完了してからつぎの処理が行われるまでの撮影タイムラグを短縮し、オートフォーカスの高速化が可能な撮影装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、垂直同期信号（ＶＤ）への同期系と非同期系とが混在すること、すなわち山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズの移動（ＶＤ非同期）と山登りスキャンの開始（ＶＤ同期）との混在、及び合焦位置へのフォーカスレンズの移動（ＶＤ非同期）と画像取り込みの開始（ＶＤ同期）との混在により無駄な待ち時間が発生していることに着目し、垂直同期信号（ＶＤ）を調整する観点から鋭意検討を行い、本発明をなすに至った。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うために、前記フォーカスレンズが移動されて山登りスキャン開始位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする。
【００２２】
請求項１の発明により、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカスレンズが移動されて被写体像の合焦位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明により、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置からフォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うための、山登りスキャン開始位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明により、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。さらに、基準クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることが可能である。なお、基準クロック信号の周波数変更後の同期信号の周期は、パルスモータのパルスレートから算出されるフォーカスレンズの移動開始位置から所定の位置までの移動時間よりもわずかに大きいほうが好ましい。
【００３１】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置から被写体像の合焦位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする。
【００３２】
請求項４の発明により、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。さらに、基準クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることが可能である。なお、基準クロック信号の周波数変更後の同期信号の周期は、パルスモータのパルスレートから算出されるフォーカスレンズの移動開始位置から所定の位置までの移動時間よりもわずかに大きいほうが好ましい。
【００３３】
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係る撮影装置は、請求項１〜４の発明において、前記基準クロック信号の周波数が変更される際に、該基準クロック信号を変更する前の同期信号周期に撮像された画像を画像表示部に出力し続けることを特徴とする。
【００３４】
請求項５の発明により、基準クロック信号の周波数を切替えた期間の表示系への画像出力を切替前の画像を出し続けることで、基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することを避けて、正常な画像を表示することが可能となる。なお、画像表示部とは、撮影装置に内蔵されるモニタ表示部、あるいは撮影装置に接続される外部モニタ表示装置などである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るデジタルカメラの一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。なお、以下に示すものは実施の形態を例示するものであり、これに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るデジタルカメラの基本的構成を示すブロック図である。
図１に示されるデジタルカメラは、
（１）測距センサ１００
（２）光学系；絞りシャッタ１０１、フォーカスレンズ及びズームレンズを有するレンズユニット１０２、絞り、シャッタの動作やフォーカスレンズやズームレンズを光軸方向に移動させる光学系駆動部１１０
（３）撮像部；撮像素子の一態様であるＣＣＤ１０３、ＣＣＤ１０３の出力信号をサンプリングし、デジタル化するＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４、ＣＣＤ１０３を駆動する同期信号発生部の一態様であるタイミングジェネレータ１０５、タイミングジェネレータ１０５へ基準クロック信号を送るクロック信号供給部の一態様であるクロックジェネレータ１０６
（４）ＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４から受けた画像データについて所定の信号処理を行う画像処理部１０７
（５）画像表示部；光学系、撮像部、画像処理部１０７を経由して出力される画像を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０８、外部モニタに接続するための外部モニタ接続ジャック１０９
（６）メモリ部；撮影された画像データを一時的に保持する画像データバッファメモリ１１１、撮影された画像データを記録する画像データ記録部１１３、ＣＰＵ１１２の制御用プログラムなどを格納しておくプログラム用メモリ１１４
（７）制御部；ＣＰＵ１１２、第１レリーズ信号及び第２レリーズ信号を発信するレリーズボタンなどを有する操作スイッチ１１５
（８）デジタルカメラ内の各部に電力を供給する電源部１１６
を備えている。
【００３６】
測距センサ１００は、デジタルカメラと被写体との間の距離情報を得るためのセンサユニットでアクティブ方式、パッシブ方式のどちらの方式でもよい。測距センサ１００の出力結果は画像処理部１０７に含まれる測距情報演算部で演算され、距離情報が求められる。さらに、必要に応じてその情報からフォーカスレンズの合焦位置が求められる。位相差検出方式のオートフォーカスの場合には、求められた合焦位置情報に基づいて、ＣＰＵ１１２を経由して光学系駆動部１１０にフォーカスレンズ移動が指示され、フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
【００３７】
光学系駆動部１１０は、絞りシャッタ１０１、レンズユニット１０２のフォーカスレンズやズームレンズを駆動し、撮影条件の設定等を行う。とくに、光学系駆動部１１０はフォーカスレンズの移動のためのフォーカス駆動部の一態様であるパルスモータとモータを駆動するドライバとを備えており、山登りスキャン方式のオートフォーカスを実施する際にはフォーカスレンズを光軸方向に移動可能な全範囲内を移動させ、モニタリングや記録画取り込み時には所定の位置あるいは合焦位置にフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。
【００３８】
クロックジェネレータ１０６は、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を発生して、その周波数のクロック信号を基準クロック信号としてタイミングジェネレータ１０５へ送信する。なお、クロックジェネレータ１０６と同種の機能をタイミングジェネレータ１０５内部に設けてもよい。
【００３９】
タイミングジェネレータ１０５は、水平同期信号（ＨＤ）及びＣＣＤが駆動するトリガーとなる同期信号である垂直同期信号（ＶＤ）を発生する。また、クロックジェネレータ１０６から受け取った基準クロック信号を基にカウントし、そのカウンタ値を基にして水平同期信号（ＨＤ）の周期を設定する。ついで、その水平同期信号（ＨＤ）のカウンタ値を基にして垂直同期信号（ＶＤ）の周期を設定する。なお、それぞれのカウンタ値は調整可能である。
【００４０】
ＣＣＤ１０３、ＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４、画像処理部１０７は、タイミングジェネレータ１０５で設定された垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号を駆動トリガーとして受ける。例えば、山登りスキャンの際にはフォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置に到達した後の最初のパルス信号を受けて山登りスキャンを開始する。また、フォーカスレンズが合焦位置に到達した後の最初のパルス信号を受けて画像取り込み処理を開始する。なお、撮像素子としてはＣＣＤ１０３のほか、ＣＭＯＳセンサでもよい。
【００４１】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０８、外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、ＯＳＤ画像、モニタリング画像、静止画取り込み時のサムネイル画像、記録画の再生画像などが表示される。なお、画像表示部としてＬＣＤに代えて有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）としてもよい。
【００４２】
基準クロック信号の周波数の変更は、所定のタイミングで画像処理部１０７からの指示に従い行われる。所定のタイミングとは、例えば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置に到達した時点、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置に移動を開始する時点、フォーカスレンズが合焦位置に到達した時点、フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する時点などである。基準クロック信号の周波数が変更されると、タイミングジェネレータ１０５において、それに対応して水平同期信号（ＨＤ）及び垂直同期信号（ＶＤ）の周期が変更される。
【００４３】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第１の実施の形態を図２に示すタイミングチャートで説明する。図２は、山登りスキャン単独方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００４４】
（ｓ１１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。ここでは、測距センサの出力は以降の一連のオートフォーカス処理に作用しない。
【００４５】
（ｓ１２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始する。ここでクロックジェネレータ１０６において、この移動開始から山登りスキャン開始の直前までが基準クロック信号の周波数ＣＬＫ１から他の周波数への変更が可能な期間（クロック切替有効期間）となる。
（ｓ１３）フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ１４）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ２に変更される。
（ｓ１５）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ２への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ２になる。
（ｓ１６）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ１となり、図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９１よりもＶＤ待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００４６】
（ｓ１７）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で山登りスキャンが開始される。すなわち、ＣＣＤが光学系からの被写体像のコントラストをモニタする状態（ＣＣＤＡＦ）となり、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置から移動を開始する。
（ｓ１８）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ１９）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ１ａ）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
【００４７】
（ｓ１ｂ）フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する。ここでクロックジェネレータ１０６において、この移動開始から取り込み処理開始の直前までがクロック切替有効期間となる。
（ｓ１ｃ）フォーカスレンズが合焦位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ１ｄ）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ３に変更される。
（ｓ１ｅ）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ３への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ３になる。
（ｓ１ｆ）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ２となり、図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９２よりも待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻っている。
【００４８】
（ｓ１ｇ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００４９】
第１の実施の形態においては、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ２に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ２＜ＶＤ１、ｔ１＜ｔ９１）。また、合焦位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ３に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ３＜ＶＤ１、ｔ２＜ｔ９２）。このシーケンスにより、オートフォーカスの高速化の効果が得られる。
【００５０】
なお、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、基準クロック信号の周波数が切り替わっている期間、すなわち上記ステップｓ１４〜ｓ１６、ｓ１ｅ〜ｓ１ｆの期間は、周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００５１】
図２においては、基準クロック信号の周波数の１つ目の切替タイミングを山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ１３）としたが、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ１２）のタイミングとしてもよい。また、基準クロック信号の周波数の２つ目の切替タイミングを合焦位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ１ｃ）としたが、合焦位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ１ｂ）のタイミングとしてもよい。
【００５２】
ただし、周波数の切替タイミングは１つ目、２つ目のタイミングともに図２で示したタイミングとする方がデジタルカメラの電源部１１６への負荷軽減の点で好ましい。電源部１１６への負荷の大きい基準クロック信号の周波数が大きくなるシーケンスと、同じく電源部１１６への負荷の大きいフォーカスレンズ移動用のパルスモータ駆動のシーケンスとが重なり、過渡的な電圧降下が発生してデジタルカメラが自動終了しやすくなることが回避できるからである。
【００５３】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第２の実施の形態を図３に示すタイミングチャートで説明する。図３は、図２と同様に山登りスキャン単独方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００５４】
（ｓ２１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。ここでは、測距センサの出力は以降の一連のオートフォーカス処理に作用しない。
【００５５】
（ｓ２２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始する。
（ｓ２３）フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ２４）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ４に変更される。
この周波数ＣＬＫ４は、フォーカスレンズの移動開始位置（現在位置）から山登りスキャン開始位置までの距離に対する移動時間がフォーカスレンズを移動させるパルスモータのパルスレートから算出され、その算出された移動時間に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の周期が近似するように求められている。詳しくは、フォーカスレンズの移動時間からフォーカスレンズの移動開始時点から最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点までの時間を差し引いた残りの時間に対して、基準クロック信号の周波数変更後の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の一周期が同じかわずかに大きくなるように周波数が求められる。
（ｓ２５）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ４への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ４になる。
（ｓ２６）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ２７）山登りスキャン開始位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９１よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００５６】
（ｓ２８）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で山登りスキャンが開始される。
（ｓ２９）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ２ａ）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ２ｂ）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
【００５７】
（ｓ２ｃ）フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する。
（ｓ２ｄ）フォーカスレンズが合焦位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ２ｅ）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ５に変更される。この周波数ＣＬＫ５の求め方はステップｓ２４での周波数ＣＬＫ４の求め方と同様である。
（ｓ２ｆ）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ５への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ５になる。
（ｓ２ｇ）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ２ｈ）合焦位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９２よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００５８】
（ｓ２ｉ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００５９】
第２の実施の形態においては、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ４に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間をフォーカスレンズ移動終了直後に遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ４＞ＶＤ１）。また、合焦位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ５に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ５＞ＶＤ１）。このシーケンスにより、電源部１１６に対して負荷の大きいフォーカスレンズの移動のためのパルスモータ駆動時に基準クロック信号の周波数が小さく（低速）になるので、オートフォーカスの高速化とともに電源持続性の改善の効果が得られる。
【００６０】
なお、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、基準クロック信号の周波数が切り替わっている期間、すなわち上記ステップｓ２４〜ｓ２７、ｓ２ｅ〜ｓ２ｈの期間は、周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００６１】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第３の実施の形態を図４に示すタイミングチャートで説明する。図４は、位相差検出方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００６２】
（ｓ３１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ３２）第１レリーズ信号により、測距センサ１００がセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ３３）フォーカスレンズがステップｓ３２で決定された合焦位置に移動を開始する。
（ｓ３４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ３５）フォーカスレンズが合焦位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ３６）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ６に変更される。
（ｓ３７）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ６への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ６になる。
（ｓ３８）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ３となり、図７に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９３よりも待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻っている。
（ｓ３９）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００６３】
第３の実施の形態においては、合焦位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ６に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ６＜ＶＤ１、ｔ３＜ｔ９３）。このシーケンスにより、オートフォーカスの高速化の効果が得られる。
【００６４】
なお、フォーカスレンズが合焦位置に移動し、取り込み処理が開始されるまでの期間内に基準クロック信号の周波数が切り替わるため、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。詳しくは、上記ステップｓ３３の動作後からステップｓ３８までの期間内に実施するとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００６５】
図４においては、基準クロック信号の周波数の切替タイミングを合焦位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ３５）としたが、合焦位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ３３）のタイミングとしてもよい。
【００６６】
ただし、周波数の切替タイミングは図４で示したタイミングとする方がデジタルカメラの電源部１１６への負荷軽減の点で好ましい。電源部１１６への負荷の大きい基準クロック信号の周波数が大きくなるシーケンスと、同じく電源部１１６への負荷の大きいフォーカスレンズ移動用のパルスモータ駆動のシーケンスとが重なり、過渡的な電圧降下が発生してデジタルカメラが自動終了しやすくなることが回避できるからである。
【００６７】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第４の実施の形態を図５に示すタイミングチャートで説明する。図５は、図４と同様に位相差検出方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００６８】
（ｓ４１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ４２）第１レリーズ信号により、測距センサ１００がセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ４３）フォーカスレンズがステップｓ４２で決定された合焦位置に移動を開始する。
（ｓ４４）フォーカスレンズが合焦位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ４５）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ７に変更される。
この周波数ＣＬＫ７は、フォーカスレンズの移動開始位置（現在位置）から合焦位置までの距離に対する移動時間がフォーカスレンズを移動させるパルスモータのパルスレートから算出され、その算出された移動時間に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の周期が近似するように求められている。詳しくは、フォーカスレンズの移動時間からフォーカスレンズの移動開始時点から最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点までの時間を差し引いた残りの時間に対して、基準クロック信号の周波数変更後の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の一周期が同じかわずかに大きくなるように周波数が求められる。
（ｓ４６）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ５への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ５になる。
（ｓ４７）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ４８）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ４９）合焦位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図７に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９３よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
（ｓ４ａ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００６９】
第４の実施の形態においては、合焦位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ７に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ７＞ＶＤ１）。これにより、オートフォーカスの高速化とともに電源持続性の改善の効果が得られる。
【００７０】
なお、フォーカスレンズが合焦位置に移動し、取り込み処理が開始されるまでの期間内に基準クロック信号の周波数が切り替わるため、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。詳しくは、上記ステップｓ４３の動作前、ステップｓ４２の動作中からステップｓ４９までの期間内に実施するとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００７１】
【発明の効果】
上述したように、請求項１の発明によれば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮されることにより、山登りスキャンの開始を早くすることができる。
請求項２の発明によれば、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮されることにより、露光の開始を早くすることができる。
請求項３の発明によれば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができる。さらに、クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることもできる。
請求項４の発明によれば、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができる。さらに、クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることもできる。
請求項５の発明によれば、クロック信号の周波数を切替えた期間の表示系への画像出力を切替前の画像を出し続けることにより、クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することを避けて、正常な画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの第１の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係るデジタルカメラの第２の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明に係るデジタルカメラの第３の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係るデジタルカメラの第４の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図６】従来のコントラスト検出方式のデジタルカメラにおけるオートフォーカスに関するタイミングチャートである。
【図７】従来の位相差検出方式のデジタルカメラにおけるオートフォーカスに関するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ 測距センサ
１０１ 絞り・シャッタ
１０２ レンズユニット
１０３ ＣＣＤ
１０４ ＣＤＳ・Ａ／Ｄ
１０５ タイミングジェネレータ
１０６ クロックジェネレータ
１０７ 画像処理部
１０８ ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）
１０９ 外部モニタ接続ジャック
１１０ 光学系駆動部
１１１ 画像データバッファメモリ
１１２ ＣＰＵ
１１３ 画像データ記録部
１１４ プログラム用メモリ
１１５ 操作系スイッチ
１１６ 電源部
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時にフォーカスレンズを移動させて被写体像の焦点位置を調整するオートフォーカス機能を有する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を搭載したデジタルカメラが撮影装置として広く使われるようになってきている。デジタルカメラは、フォーカスレンズ・ズームレンズ・絞り・フィルター部・レンズを移動させる駆動系などからなるレンズユニットと、被写体像を受光し、その信号を出力するＣＣＤと、ＣＣＤからの信号を処理する信号処理系と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示部と、電源系と、各構成部の動作を制御する制御系とが具備されたものが一般的な構成である。
【０００３】
デジタルカメラによる撮影において、例えばスチル画像を撮る場合、ピント、絞り、シャッタースピード等の撮影条件が撮影結果に大きく影響する。このうち、ピントに関してはオートフォーカス機能がデジタルカメラに装備され、撮影の失敗は少なくなり、良好な画像を得ることができるようになっている。
【０００４】
このオートフォーカス機能には、被写体像の合焦方式によりつぎの２つの方式に分けられる。
すなわち、１つ目の方式は、物理的にフォーカスレンズを光軸方向に連続的に移動させながら撮影用ＣＣＤにより被写体像のコントラストをモニタしておき、移動範囲の中で最もコントラストの高いフォーカスレンズの位置をＣＣＤ上に被写体像のフォーカスが合っている位置、すなわちフォーカスレンズの合焦位置として求める方式であり、コントラスト検出方式あるいはＣＣＤオートフォーカス（ＣＣＤＡＦ）といわれる。
【０００５】
コントラスト検出方式の動作内容について、図６に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図６は、一般的なコントラスト検出方式のデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。ここでは、測距センサの出力が一連のオートフォーカス処理に作用しない山登りスキャン単独方式の動作内容を以下に説明する。
なお、山登りスキャンとは、フォーカスレンズの合焦位置を求めるために被写体像のコントラストをモニタしながら、フォーカスレンズの移動可能範囲内でそのフォーカスレンズを光軸方向に連続的に移動させることである。
【０００６】
（ｓ８１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ８２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置まで移動する。
（ｓ８３）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後、ＣＣＤが光学系からの被写体像のコントラストをモニタする状態（ＣＣＤＡＦ）となり、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置から移動を開始する。
（ｓ８４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ８５）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ８６）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ８７）フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
（ｓ８８）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後、光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【０００７】
なお、第２レリーズ信号の発生は図内の位置である必然性はなく、第１レリーズ信号発生から取り込み処理開始前の任意の位置で成立すればよい。また、図６においては山登りスキャン単独方式の場合を説明したが、ハイブリッドオートフォーカス方式の場合にも山登りスキャンに関する動作内容は上記と同様である。
【０００８】
オートフォーカス機能の２つ目の方式は、被写体までの距離を測距センサで計測して、その計測結果に基づいてフォーカスレンズの合焦位置を求める方式であり、位相差検出方式などがある。
【０００９】
その方式の動作内容について、図７に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図７は、一般的な位相差検出方式のデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。その動作内容を以下に説明する。
【００１０】
（ｓ９１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ９２）第１レリーズ信号により、測距センサユニットがセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ９３）フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
（ｓ９４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ９５）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後、光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００１１】
なお、第２レリーズ信号の発生は図内の位置である必然性はなく、第１レリーズ信号発生から取り込み処理開始前の任意の位置で成立すればよい。
【００１２】
また、最近では上記２つの方式のオートフォーカス機能を組み合せて、例えば測距センサユニット(測距センサと画像処理部の距離情報演算部)による粗調後に山登りスキャン方式による微調を行うハイブリッドオートフォーカス機能を搭載し、所望の被写体部位に容易にフォーカシングし得るようなカメラも登場している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−３１１３２８号公報（段落［００３１］〜［００３２］、図６）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの方式のオートフォーカス機能においてもフォーカスレンズの移動が完了してからつぎの処理が行われるまでの間にＶＤ待ちと呼ばれる無駄な待ち時間（撮影タイムラグ）が生じてしまい、オートフォーカスの高速化を阻害する問題が生じていた。ＶＤ待ちとは、オートフォーカスなどのように撮像系に関連する処理において、垂直同期信号（ＶＤ）への同期系と非同期系が混在することで発生する何も処理が行われない待ち時間のことである。
【００１５】
例えば、図６のコントラスト検出方式の場合には、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間に、ＶＤ待ち時間ｔ９１が発生していた。さらに、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間にＶＤ待ち時間ｔ９２が発生していた。
【００１６】
また、図７の位相差検出方式の場合には、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間にＶＤ待ち時間ｔ９３が発生していた。
【００１７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、オートフォーカス処理の際のフォーカスレンズの移動が完了してからつぎの処理が行われるまでの撮影タイムラグを短縮し、オートフォーカスの高速化が可能な撮影装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、垂直同期信号（ＶＤ）への同期系と非同期系とが混在すること、すなわち山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズの移動（ＶＤ非同期）と山登りスキャンの開始（ＶＤ同期）との混在、及び合焦位置へのフォーカスレンズの移動（ＶＤ非同期）と画像取り込みの開始（ＶＤ同期）との混在により無駄な待ち時間が発生していることに着目し、垂直同期信号（ＶＤ）を調整する観点から鋭意検討を行い、本発明をなすに至った。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うために、前記フォーカスレンズが移動されて山登りスキャン開始位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする。
【００２２】
請求項１の発明により、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカスレンズが移動されて被写体像の合焦位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明により、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置からフォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うための、山登りスキャン開始位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明により、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。さらに、基準クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることが可能である。なお、基準クロック信号の周波数変更後の同期信号の周期は、パルスモータのパルスレートから算出されるフォーカスレンズの移動開始位置から所定の位置までの移動時間よりもわずかに大きいほうが好ましい。
【００３１】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係る撮影装置は、撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置から被写体像の合焦位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする。
【００３２】
請求項４の発明により、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができ、オートフォーカスの高速化が可能となる。さらに、基準クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることが可能である。なお、基準クロック信号の周波数変更後の同期信号の周期は、パルスモータのパルスレートから算出されるフォーカスレンズの移動開始位置から所定の位置までの移動時間よりもわずかに大きいほうが好ましい。
【００３３】
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係る撮影装置は、請求項１〜４の発明において、前記基準クロック信号の周波数が変更される際に、該基準クロック信号を変更する前の同期信号周期に撮像された画像を画像表示部に出力し続けることを特徴とする。
【００３４】
請求項５の発明により、基準クロック信号の周波数を切替えた期間の表示系への画像出力を切替前の画像を出し続けることで、基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することを避けて、正常な画像を表示することが可能となる。なお、画像表示部とは、撮影装置に内蔵されるモニタ表示部、あるいは撮影装置に接続される外部モニタ表示装置などである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るデジタルカメラの一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。なお、以下に示すものは実施の形態を例示するものであり、これに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るデジタルカメラの基本的構成を示すブロック図である。
図１に示されるデジタルカメラは、
（１）測距センサ１００
（２）光学系；絞りシャッタ１０１、フォーカスレンズ及びズームレンズを有するレンズユニット１０２、絞り、シャッタの動作やフォーカスレンズやズームレンズを光軸方向に移動させる光学系駆動部１１０
（３）撮像部；撮像素子の一態様であるＣＣＤ１０３、ＣＣＤ１０３の出力信号をサンプリングし、デジタル化するＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４、ＣＣＤ１０３を駆動する同期信号発生部の一態様であるタイミングジェネレータ１０５、タイミングジェネレータ１０５へ基準クロック信号を送るクロック信号供給部の一態様であるクロックジェネレータ１０６
（４）ＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４から受けた画像データについて所定の信号処理を行う画像処理部１０７
（５）画像表示部；光学系、撮像部、画像処理部１０７を経由して出力される画像を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０８、外部モニタに接続するための外部モニタ接続ジャック１０９
（６）メモリ部；撮影された画像データを一時的に保持する画像データバッファメモリ１１１、撮影された画像データを記録する画像データ記録部１１３、ＣＰＵ１１２の制御用プログラムなどを格納しておくプログラム用メモリ１１４
（７）制御部；ＣＰＵ１１２、第１レリーズ信号及び第２レリーズ信号を発信するレリーズボタンなどを有する操作スイッチ１１５
（８）デジタルカメラ内の各部に電力を供給する電源部１１６
を備えている。
【００３６】
測距センサ１００は、デジタルカメラと被写体との間の距離情報を得るためのセンサユニットでアクティブ方式、パッシブ方式のどちらの方式でもよい。測距センサ１００の出力結果は画像処理部１０７に含まれる測距情報演算部で演算され、距離情報が求められる。さらに、必要に応じてその情報からフォーカスレンズの合焦位置が求められる。位相差検出方式のオートフォーカスの場合には、求められた合焦位置情報に基づいて、ＣＰＵ１１２を経由して光学系駆動部１１０にフォーカスレンズ移動が指示され、フォーカスレンズが合焦位置に移動する。
【００３７】
光学系駆動部１１０は、絞りシャッタ１０１、レンズユニット１０２のフォーカスレンズやズームレンズを駆動し、撮影条件の設定等を行う。とくに、光学系駆動部１１０はフォーカスレンズの移動のためのフォーカス駆動部の一態様であるパルスモータとモータを駆動するドライバとを備えており、山登りスキャン方式のオートフォーカスを実施する際にはフォーカスレンズを光軸方向に移動可能な全範囲内を移動させ、モニタリングや記録画取り込み時には所定の位置あるいは合焦位置にフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。
【００３８】
クロックジェネレータ１０６は、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を発生して、その周波数のクロック信号を基準クロック信号としてタイミングジェネレータ１０５へ送信する。なお、クロックジェネレータ１０６と同種の機能をタイミングジェネレータ１０５内部に設けてもよい。
【００３９】
タイミングジェネレータ１０５は、水平同期信号（ＨＤ）及びＣＣＤが駆動するトリガーとなる同期信号である垂直同期信号（ＶＤ）を発生する。また、クロックジェネレータ１０６から受け取った基準クロック信号を基にカウントし、そのカウンタ値を基にして水平同期信号（ＨＤ）の周期を設定する。ついで、その水平同期信号（ＨＤ）のカウンタ値を基にして垂直同期信号（ＶＤ）の周期を設定する。なお、それぞれのカウンタ値は調整可能である。
【００４０】
ＣＣＤ１０３、ＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０４、画像処理部１０７は、タイミングジェネレータ１０５で設定された垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号を駆動トリガーとして受ける。例えば、山登りスキャンの際にはフォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置に到達した後の最初のパルス信号を受けて山登りスキャンを開始する。また、フォーカスレンズが合焦位置に到達した後の最初のパルス信号を受けて画像取り込み処理を開始する。なお、撮像素子としてはＣＣＤ１０３のほか、ＣＭＯＳセンサでもよい。
【００４１】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０８、外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、ＯＳＤ画像、モニタリング画像、静止画取り込み時のサムネイル画像、記録画の再生画像などが表示される。なお、画像表示部としてＬＣＤに代えて有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）としてもよい。
【００４２】
基準クロック信号の周波数の変更は、所定のタイミングで画像処理部１０７からの指示に従い行われる。所定のタイミングとは、例えば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置に到達した時点、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置に移動を開始する時点、フォーカスレンズが合焦位置に到達した時点、フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する時点などである。基準クロック信号の周波数が変更されると、タイミングジェネレータ１０５において、それに対応して水平同期信号（ＨＤ）及び垂直同期信号（ＶＤ）の周期が変更される。
【００４３】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第１の実施の形態を図２に示すタイミングチャートで説明する。図２は、山登りスキャン単独方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００４４】
（ｓ１１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。ここでは、測距センサの出力は以降の一連のオートフォーカス処理に作用しない。
【００４５】
（ｓ１２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始する。ここでクロックジェネレータ１０６において、この移動開始から山登りスキャン開始の直前までが基準クロック信号の周波数ＣＬＫ１から他の周波数への変更が可能な期間（クロック切替有効期間）となる。
（ｓ１３）フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ１４）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ２に変更される。
（ｓ１５）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ２への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ２になる。
（ｓ１６）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ１となり、図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９１よりもＶＤ待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００４６】
（ｓ１７）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で山登りスキャンが開始される。すなわち、ＣＣＤが光学系からの被写体像のコントラストをモニタする状態（ＣＣＤＡＦ）となり、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置から移動を開始する。
（ｓ１８）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ１９）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ１ａ）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
【００４７】
（ｓ１ｂ）フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する。ここでクロックジェネレータ１０６において、この移動開始から取り込み処理開始の直前までがクロック切替有効期間となる。
（ｓ１ｃ）フォーカスレンズが合焦位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ１ｄ）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ３に変更される。
（ｓ１ｅ）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ３への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ３になる。
（ｓ１ｆ）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ２となり、図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９２よりも待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻っている。
【００４８】
（ｓ１ｇ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００４９】
第１の実施の形態においては、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ２に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ２＜ＶＤ１、ｔ１＜ｔ９１）。また、合焦位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ３に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ３＜ＶＤ１、ｔ２＜ｔ９２）。このシーケンスにより、オートフォーカスの高速化の効果が得られる。
【００５０】
なお、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、基準クロック信号の周波数が切り替わっている期間、すなわち上記ステップｓ１４〜ｓ１６、ｓ１ｅ〜ｓ１ｆの期間は、周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００５１】
図２においては、基準クロック信号の周波数の１つ目の切替タイミングを山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ１３）としたが、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ１２）のタイミングとしてもよい。また、基準クロック信号の周波数の２つ目の切替タイミングを合焦位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ１ｃ）としたが、合焦位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ１ｂ）のタイミングとしてもよい。
【００５２】
ただし、周波数の切替タイミングは１つ目、２つ目のタイミングともに図２で示したタイミングとする方がデジタルカメラの電源部１１６への負荷軽減の点で好ましい。電源部１１６への負荷の大きい基準クロック信号の周波数が大きくなるシーケンスと、同じく電源部１１６への負荷の大きいフォーカスレンズ移動用のパルスモータ駆動のシーケンスとが重なり、過渡的な電圧降下が発生してデジタルカメラが自動終了しやすくなることが回避できるからである。
【００５３】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第２の実施の形態を図３に示すタイミングチャートで説明する。図３は、図２と同様に山登りスキャン単独方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００５４】
（ｓ２１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。ここでは、測距センサの出力は以降の一連のオートフォーカス処理に作用しない。
【００５５】
（ｓ２２）第１レリーズ信号により、フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始する。
（ｓ２３）フォーカスレンズが山登りスキャンの開始位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ２４）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ４に変更される。
この周波数ＣＬＫ４は、フォーカスレンズの移動開始位置（現在位置）から山登りスキャン開始位置までの距離に対する移動時間がフォーカスレンズを移動させるパルスモータのパルスレートから算出され、その算出された移動時間に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の周期が近似するように求められている。詳しくは、フォーカスレンズの移動時間からフォーカスレンズの移動開始時点から最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点までの時間を差し引いた残りの時間に対して、基準クロック信号の周波数変更後の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の一周期が同じかわずかに大きくなるように周波数が求められる。
（ｓ２５）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ４への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ４になる。
（ｓ２６）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ２７）山登りスキャン開始位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９１よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００５６】
（ｓ２８）フォーカスレンズの山登りスキャン開始位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で山登りスキャンが開始される。
（ｓ２９）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ２ａ）フォーカスレンズが移動可能範囲の最終位置まで移動する。
（ｓ２ｂ）山登りスキャンの範囲内で被写体像のコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
【００５７】
（ｓ２ｃ）フォーカスレンズが合焦位置に移動を開始する。
（ｓ２ｄ）フォーカスレンズが合焦位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ２ｅ）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ５に変更される。この周波数ＣＬＫ５の求め方はステップｓ２４での周波数ＣＬＫ４の求め方と同様である。
（ｓ２ｆ）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ５への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ５になる。
（ｓ２ｇ）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ２ｈ）合焦位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図６に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９２よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
【００５８】
（ｓ２ｉ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００５９】
第２の実施の形態においては、山登りスキャン開始位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ４に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間をフォーカスレンズ移動終了直後に遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ４＞ＶＤ１）。また、合焦位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ５に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ５＞ＶＤ１）。このシーケンスにより、電源部１１６に対して負荷の大きいフォーカスレンズの移動のためのパルスモータ駆動時に基準クロック信号の周波数が小さく（低速）になるので、オートフォーカスの高速化とともに電源持続性の改善の効果が得られる。
【００６０】
なお、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには、基準クロック信号の周波数が切り替わっている期間、すなわち上記ステップｓ２４〜ｓ２７、ｓ２ｅ〜ｓ２ｈの期間は、周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００６１】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第３の実施の形態を図４に示すタイミングチャートで説明する。図４は、位相差検出方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００６２】
（ｓ３１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ３２）第１レリーズ信号により、測距センサ１００がセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ３３）フォーカスレンズがステップｓ３２で決定された合焦位置に移動を開始する。
（ｓ３４）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ３５）フォーカスレンズが合焦位置への移動を完了する。フォーカスレンズの移動完了を検知して画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ３６）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の大きなＣＬＫ６に変更される。
（ｓ３７）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ６への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の短いＶＤ６になる。
（ｓ３８）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも短くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも早く発生する。したがって、ＶＤ待ち時間がｔ３となり、図７に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９３よりも待ち時間が短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻っている。
（ｓ３９）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００６３】
第３の実施の形態においては、合焦位置へのフォーカスレンズ移動直後に、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ６に切替えることでＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ６＜ＶＤ１、ｔ３＜ｔ９３）。このシーケンスにより、オートフォーカスの高速化の効果が得られる。
【００６４】
なお、フォーカスレンズが合焦位置に移動し、取り込み処理が開始されるまでの期間内に基準クロック信号の周波数が切り替わるため、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。詳しくは、上記ステップｓ３３の動作後からステップｓ３８までの期間内に実施するとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００６５】
図４においては、基準クロック信号の周波数の切替タイミングを合焦位置へのフォーカスレンズ移動完了後（ステップｓ３５）としたが、合焦位置へのフォーカスレンズ移動開始時（ステップｓ３３）のタイミングとしてもよい。
【００６６】
ただし、周波数の切替タイミングは図４で示したタイミングとする方がデジタルカメラの電源部１１６への負荷軽減の点で好ましい。電源部１１６への負荷の大きい基準クロック信号の周波数が大きくなるシーケンスと、同じく電源部１１６への負荷の大きいフォーカスレンズ移動用のパルスモータ駆動のシーケンスとが重なり、過渡的な電圧降下が発生してデジタルカメラが自動終了しやすくなることが回避できるからである。
【００６７】
つぎに、本発明に係るデジタルカメラの第４の実施の形態を図５に示すタイミングチャートで説明する。図５は、図４と同様に位相差検出方式オートフォーカスのデジタルカメラにおける第１レリーズ押下によるフォーカス処理の開始から被写体の画像取り込み前の露光までの動作内容を時系列で表したものである。
【００６８】
（ｓ４１）オートフォーカス機能を働かせるための第１レリーズボタンが押下され、第１レリーズ信号が発生する。
（ｓ４２）第１レリーズ信号により、測距センサ１００がセンサ計測結果に基づいて被写体までの距離を演算し、その演算結果がフォーカスレンズの合焦位置として決定される。
（ｓ４３）フォーカスレンズがステップｓ４２で決定された合焦位置に移動を開始する。
（ｓ４４）フォーカスレンズが合焦位置への移動を開始してから最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点で、画像処理部１０７がクロックジェネレータ１０６に基準クロック信号の周波数の変更を指示する。
（ｓ４５）クロックジェネレータ１０６により、基準クロック信号の周波数がＣＬＫ１からＣＬＫ１よりも周波数の小さなＣＬＫ７に変更される。
この周波数ＣＬＫ７は、フォーカスレンズの移動開始位置（現在位置）から合焦位置までの距離に対する移動時間がフォーカスレンズを移動させるパルスモータのパルスレートから算出され、その算出された移動時間に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の周期が近似するように求められている。詳しくは、フォーカスレンズの移動時間からフォーカスレンズの移動開始時点から最初の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号発生の時点までの時間を差し引いた残りの時間に対して、基準クロック信号の周波数変更後の垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号の一周期が同じかわずかに大きくなるように周波数が求められる。
（ｓ４６）タイミングジェネレータ１０５において、基準クロック信号の周波数ＣＬＫ５への変更に対応して垂直同期信号（ＶＤ）の周期がＶＤ１からＶＤ１よりも周期の長いＶＤ５になる。
（ｓ４７）垂直同期信号（ＶＤ）の周期が通常よりも長くなることにより、パルス信号の発生が周期ＶＤ１の場合よりも遅くなる。
（ｓ４８）撮影のための第２レリーズボタンが押下され、第２レリーズ信号が発生する。
（ｓ４９）合焦位置にフォーカスレンズの移動が完了し、その直後に垂直同期信号（ＶＤ）のパルス信号が発生する。これにより図７に示す常時周期ＶＤ１の場合のＶＤ待ち時間ｔ９３よりもＶＤ待ち時間が大幅に短縮される。なお、このパルス信号の発生直後にクロック切替有効期間が終了し、基準クロック信号の周波数はＣＬＫ１に戻り、それに伴って推力同期信号（ＶＤ）の周期もＶＤ１に戻る。
（ｓ４ａ）フォーカスレンズの合焦位置への移動完了後の垂直同期信号（ＶＤ）の最初のパルス信号で光学系を通した被写体像の取り込み処理が開始され、ＣＣＤ上へ被写体像が露光される。
【００６９】
第４の実施の形態においては、合焦位置へのフォーカスレンズ移動期間に垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を有するときに、基準クロック信号の周波数をＣＬＫ１からＣＬＫ７に切替えることで垂直同期信号（ＶＤ）のＬｏｗ期間を遅延させてＶＤ待ちの短縮化を実現している（ＶＤ７＞ＶＤ１）。これにより、オートフォーカスの高速化とともに電源持続性の改善の効果が得られる。
【００７０】
なお、フォーカスレンズが合焦位置に移動し、取り込み処理が開始されるまでの期間内に基準クロック信号の周波数が切り替わるため、ＬＣＤ１０８や外部モニタ接続ジャック１０９に接続した外部モニタには周波数切り替わり前の画像が出力され続けるようにするとよい。詳しくは、上記ステップｓ４３の動作前、ステップｓ４２の動作中からステップｓ４９までの期間内に実施するとよい。これにより基準クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することが回避できる。
【００７１】
【発明の効果】
上述したように、請求項１の発明によれば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮されることにより、山登りスキャンの開始を早くすることができる。
請求項２の発明によれば、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮されることにより、露光の開始を早くすることができる。
請求項３の発明によれば、フォーカスレンズが山登りスキャン開始位置へ移動完了してから山登りスキャンが開始されるまでの間の撮影タイムラグが短縮され、山登りスキャンの開始を早くすることができる。さらに、クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることもできる。
請求項４の発明によれば、フォーカスレンズが合焦位置に移動完了してから取り込み処理が開始されるまでの間撮影タイムラグが短縮され、露光の開始を早くすることができる。さらに、クロック信号の周波数を小さくすることにより、従来よりも消費電力を低減させることもできる。
請求項５の発明によれば、クロック信号の周波数を切替えた期間の表示系への画像出力を切替前の画像を出し続けることにより、クロック信号の周波数の変化により発生する画像更新レートとの不整合によって乱れた画像を表示することを避けて、正常な画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの第１の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係るデジタルカメラの第２の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明に係るデジタルカメラの第３の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係るデジタルカメラの第４の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図６】従来のコントラスト検出方式のデジタルカメラにおけるオートフォーカスに関するタイミングチャートである。
【図７】従来の位相差検出方式のデジタルカメラにおけるオートフォーカスに関するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ 測距センサ
１０１ 絞り・シャッタ
１０２ レンズユニット
１０３ ＣＣＤ
１０４ ＣＤＳ・Ａ／Ｄ
１０５ タイミングジェネレータ
１０６ クロックジェネレータ
１０７ 画像処理部
１０８ ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）
１０９ 外部モニタ接続ジャック
１１０ 光学系駆動部
１１１ 画像データバッファメモリ
１１２ ＣＰＵ
１１３ 画像データ記録部
１１４ プログラム用メモリ
１１５ 操作系スイッチ
１１６ 電源部
Claims (5)
- 撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、
前記フォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うために、前記フォーカスレンズが移動されて山登りスキャン開始位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする撮影装置。 - 撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、
前記フォーカスレンズが移動されて被写体像の合焦位置に到達すると、前記基準クロック信号の周波数が大きくなることを特徴とする撮影装置。 - 撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、
前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、
撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置からフォーカスレンズを連続的に移動させて、撮像素子が被写体像のコントラストの高いフォーカスレンズの位置を探索する山登りスキャンを行うための、山登りスキャン開始位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする撮影装置。 - 撮像素子と、該撮像素子上に被写体像を結像させるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを光軸方向に移動させて被写体像の焦点位置を調整するフォーカス駆動部と、複数の周波数の中から選ばれる一の周波数のクロック信号を基準クロック信号として発生するクロック信号供給部と、前記撮像素子が駆動するトリガーとなる同期信号を前記基準クロック信号に比例する周期で発生する同期信号発生部とを備え、
前記フォーカス駆動手段がパルスモータであり、
撮影時に前記フォーカスレンズが移動を開始すると、フォーカスレンズの移動開始位置から被写体像の合焦位置までの移動時間がパルスモータのパルスレートから算出され、算出された移動時間に前記同期信号の周期が近似するように基準クロック信号の周波数が小さくなることを特徴とする撮影装置。 - 前記基準クロック信号の周波数が変更される際に、該基準クロック信号を変更する前の同期信号周期に撮像された画像を画像表示部に出力し続けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の撮影装置。
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