JP5998843B2 - デジタルカメラおよび焦点検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラおよび焦点検出装置に関する。

レリーズボタンが半押しされた場合に被写体の輝度が所定値より明るいとき、フレームレートを低速から高速に切り替えて、撮影直前の被写体の視認性の向上を図り、コントラスト検出ＡＦの高速化を図ったデジタルカメラが知られている（特許文献１）。フレームレートは、コントラスト検出ＡＦや位相差検出ＡＦなどのＡＦ処理における焦点検出性能や、ライブビュー画像表示における被写体の動きの視認性などに影響する。

特開２００２−３００４５７号公報

被写体の輝度のみに基づいてフレームレートを切り替える判断を行う場合、ＡＦ処理の焦点検出性能やライブビュー画像表示における被写体の動きの視認性に悪影響を及ぼすことがある。たとえば、フレームレートを切り替える判断を行った場合に、合焦位置を検出できないほどＡＦ処理の焦点検出性能が低下してしまうことがある。また、たとえば、フレームレートを切り替えない判断を行った場合に、ライブビュー画像表示において被写体の動きが滑らかでなくなることがある。

本発明の一態様によるデジタルカメラは、撮影光学系を通過した光束を受光し、撮像信号を出力する撮像画素と焦点検出信号を出力する焦点検出画素とを有する撮像素子と、撮像信号に基づきライブビュー画像を作成する画像処理手段と、焦点検出信号に基づき撮影光学系について焦点検出を行ってデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、焦点検出手段の焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であるか否かを判定する信頼性判定手段と、信頼性判定手段によって焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であると判定された場合に、撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えるフレームレート切替手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の別の一態様による焦点検出装置は、撮影光学系を通過した光束を受光し、撮像信号を出力する撮像画素と焦点検出信号を出力する焦点検出画素とを有する撮像素子と、焦点検出信号に基づき撮影光学系について焦点検出を行ってデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、焦点検出手段の焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であるか否かを判定する信頼性判定手段と、信頼性判定手段によって焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であると判定された場合に、撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えるフレームレート切替手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、フレームレートの切り替え判断を適切に行うことができる。

本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの概略構成図である。 焦点検出エリア近傍における撮像素子の画素配列を拡大して示す図である。 本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの機能ブロック図である。 デジタルカメラ１の電源がオン状態となった場合のデジタルカメラ１の動作に関するフローチャートである。 第１フレーム切替部の処理に関するフローチャートである。 ＡＦ処理に関するフローチャートである。 第２フレーム切替部の処理に関するフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの一構成例を示すデジタルカメラの概略構成図である。図１に例示されるデジタルカメラ１は、レンズ交換式であって、交換レンズ２００とカメラボディ１００から構成される。

カメラボディ１００には交換レンズ２００が着脱可能に取り付けられるボディ側マウント部１０１が設けられている。また交換レンズ２００には、ボディ側マウント部１０１に対応し、カメラボディ１００が着脱可能に取り付けられるレンズ側マウント部２０１が設けられている。図１には、レンズ側マウント部２０１がボディ側マウント部１０１に装着された状態が図示されている。

カメラボディ１００に交換レンズ２００が装着されると、複数の接点が設けられた接点保持部１０２が、複数の接点が設けられた接点保持部２０２に電気的に且つ物理的に接続される。両接点保持部１０２，２０２は、カメラボディ１００から交換レンズ２００への電力供給、および、カメラボディ１００と交換レンズ２００との信号の送受信に利用される。

交換レンズ２００は、被写体像を結像させる撮影光学系２１０を備える。撮影光学系２１０は、複数のレンズ２１０ａ〜２１０ｃにより構成されている。これら複数のレンズ２１０ａ〜２１０ｃには、被写体像のピント位置を制御するためのフォーカシングレンズ２１０ｂが含まれている。

交換レンズ２００の内部には、交換レンズ２００の各部の制御を司るレンズ側制御部２０３が設けられている。レンズ側制御部２０３は不図示のマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成される。レンズ側制御部２０３には、レンズ駆動部２１２、レンズ位置検出部２１３、ＲＯＭ２１５、およびＲＡＭ２１６が接続されている。

レンズ駆動部２１２は例えばステッピングモータ等のアクチュエータを有し、レンズ駆動部２１２に入力された信号に応じてフォーカシングレンズ２１０ｂを駆動する。レンズ位置検出部２１３は、例えばレンズ駆動部２１２が有するステッピングモータに入力された信号のパルス数を計数して、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置を検出する。あるいは、交換レンズ２００に設けられた周知の距離エンコーダ等を用いてフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を検出してもよい。

ＲＯＭ２１５は不揮発性の記憶媒体であり、レンズ側制御部２０３が実行する所定の制御プログラム等が予め記憶される。ＲＡＭ２１６は揮発性の記憶媒体であり、レンズ側制御部２０３により各種データの記憶領域として利用される。

カメラボディ１００は、ボディ側制御部１０３と撮像素子１０４と電源スイッチ１０５とレリーズスイッチ１０６とモード切替部材１０７と表示部１１１とＲＯＭ１１５とＲＡＭ１１６とを備える。ボディ側制御部１０３は、不図示のマイクロコンピュータ、およびその周辺回路等により構成され、カメラボディ１００の各部を制御する。

撮像素子１０４は、像面位相差ＡＦ用の撮像素子であって、その撮像面に撮像画素と、焦点検出画素とを有する。撮像素子１０４は、撮影光学系２１０を通過した光束を撮像面にて受光して、撮像画素と焦点検出画素に電荷を蓄積させる。撮像素子１０４の各画素に蓄積された電荷は、所定のフレームレートで読み出される。

電源スイッチ１０５は、カメラボディ１００の電源のオン／オフを切り替えるための操作部材である。カメラボディ１００の電源がオン状態になると、カメラボディ１００の各部に電力が供給されると共に、接点保持部１０２を介して交換レンズ２００にも電源が供給される。

レリーズスイッチ１０６は、半押し操作と全押し操作とが可能な操作部材である。レリーズスイッチ１０６が半押し操作されると、半押し信号がボディ側制御部１０３に出力される。この半押し信号に応じて、例えば被写体輝度に基づく露出制御条件が決定されると共に、自動合焦動作が行われる。また、レリーズスイッチ１０６が全押し操作されると、全押し信号がボディ側制御部１０３に出力されて、この全押し信号に応じて、撮影動作が行われる。

デジタルカメラ１は、フォーカシングレンズ２１０ｂの焦点調節方法を複数備えている。モード切替部材１０７は、ユーザがフォーカシングレンズ２１０ｂの焦点調節方法を設定するための操作部材である。以降、デジタルカメラ１が備える焦点調節方法のことを、フォーカスモードと称する。

第１のフォーカスモードは、マニュアルフォーカスモードである。以降、マニュアルフォーカスモードのことをＭＦと略記する。デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦのとき、ユーザが不図示の操作部材を用いて、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置を手動調節する。

第２のフォーカスモードは、シングルＡＦモードである。以降、シングルＡＦモードのことをＡＦ−Ｓと略記する。デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓの場合、レリーズスイッチ１０６を用いた半押し操作が行われたときに、位相差検出方式またはコントラスト検出方式のＡＦ処理、すなわち自動合焦動作を１回実行してフォーカシングレンズ２１０ｂを合焦位置に移動した後にフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を固定する。デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−ＳのときにＡＦ処理後にフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を固定することは、ＡＦロックまたはフォーカスロックと呼称される。

第３のフォーカスモードは、コンティニュアスＡＦモードである。以降、コンティニュアスＡＦモードのことをＡＦ−Ｃと略記する。デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｃの場合、レリーズスイッチ１０６を用いた半押し操作が行われている間、位相差検出方式またはコントラスト検出方式のＡＦ処理を実行する。すなわち、位相差検出方式またはコントラスト検出方式の焦点検出信号の発生毎に自動合焦動作を繰り返し実行する。デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｃの場合、ＡＦロックは行われない。

表示部１１１は、たとえばカメラボディ１００の背面に設けられたＬＣＤパネルである。表示部１１１には、撮像素子１０４の出力に基づく被写体の画像（いわゆるスルー画）や、撮影条件等を設定するための各種のメニュー画面が表示される。

ＲＯＭ１１５は不揮発性の記憶媒体であり、ボディ側制御部１０３が実行する所定の制御プログラム等が予め記憶される。ＲＡＭ１１６は揮発性の記憶媒体であり、ボディ側制御部１０３により各種データの記憶領域として利用される。

デジタルカメラ１は、撮像画面に複数の焦点検出エリアが設定されている。各焦点検出エリアに対応する撮像素子１０４の画素位置には、焦点検出画素が配置されている。

図２は、撮像素子１０４の拡大図であって、焦点検出エリアに対応する画素位置近傍が図示されている。図２に示されるように、撮像素子１０４には、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像画素３１１がベイヤ配列に従って配置されている。そして、焦点検出エリアに対応する画素位置では、撮像画素３１１に代えて瞳分割型の位相差検出用の焦点検出画素３１２および３１３が交互に配置されている。

撮像画素３１１に蓄積された電荷は、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号として信号読出される。撮像信号は、ボディ側制御部１０３に出力される。焦点検出画素３１２および３１３に蓄積された電荷は、焦点検出信号として信号読出される。隣り合う焦点検出画素３１２および３１３は、一対の焦点検出信号をボディ側制御部１０３に出力する。

図３は、ボディ側制御部１０３の機能ブロック図である。図３に示されるようにボディ側制御部１０３は、ＲＯＭ１１５に記憶された制御プログラムを実行することにより、デフォーカス量算出部３０１と、信頼性評価部３０２と、コントラスト検出ＡＦ部３０３と、画像処理部３０４と、第１フレームレート切替部３０５と、第２フレームレート切替部３０６と、輝度検出部３０７として機能する。

デフォーカス量算出部３０１は、位相差検出ＡＦに用いるデフォーカス量を算出する。すなわち、デフォーカス量算出部３０１は、撮像素子１０４の焦点検出画素３１２および焦点検出画素３１３から出力される一対の焦点検出信号を用いて、デフォーカス量を算出する。デフォーカス量算出部３０１は、カメラボディ１００の電源がオン状態になったときにデフォーカス量の算出を開始して、以降カメラボディ１００の電源がオン状態の間は常にデフォーカス量を算出し続ける。

信頼性評価部３０２は、デフォーカス量算出部３０１が算出したデフォーカス量について信頼性を評価する。換言すると、信頼性評価部３０２は、位相差検出ＡＦによる焦点検出結果についてその信頼性を評価する。信頼性評価部３０２は、たとえば特開２００９−２８２０１８号公報に開示されている方法を用いて信頼性を表す評価値を算出して、その評価値に基づいて信頼性を高、中、低、および焦点検出不可の４段階で評価する。

デフォーカス量の信頼性は、たとえば被写体のコントラストが低い場合、被写体の輝度が低い場合、対を成す焦点検出画素３１２および焦点検出画素３１３に入射する一対の光束に大きなケラレが生じた場合などに低くなる。

コントラスト検出ＡＦ部３０３は、コントラスト検出方式のＡＦ処理を実行する。コントラスト検出ＡＦ部３０３は、撮像素子１０４の撮像画素３１１から出力される撮像信号を用いて、焦点評価値を算出する。コントラスト検出ＡＦ部３０３は、レンズ側制御部２０３にフォーカシングレンズ２１０ｂを駆動させて、その焦点評価値が極大となるフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を検出する。

画像処理部３０４は、デジタルカメラ１の電源がオンされると、撮像素子１０４の撮像画素３１１から出力される撮像信号に対して各種画像処理を実行する。画像処理部３０４は、たとえば撮像画素３１１から出力される撮像信号を用いてスルー画像を生成する。画像処理部３０４が生成したスルー画像は、表示部１１１に出力されて、ライブビュー画像として表示される。

第１フレームレート切替部３０５は、レリーズスイッチ１０６が半押し操作されたときに、後述する所定条件を満たしていれば撮像素子１０４のフレームレートを低速から高速に切り替える。たとえば、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦである場合、または信頼性評価部３０２によるデフォーカス量の信頼性の評価が第１閾値以上（たとえば、「中」以上）であり、被写体輝度が第２閾値以上であるとき、撮像素子１０４のフレームレートを３０ｆｐｓから６０ｆｐｓに切り替える。

第２フレームレート切替部３０６は、レリーズスイッチ１０６の半押し操作時点で上述の所定の条件を満たしていない場合であって、その後に第１フレームレート切替部３０５とは異なる所定条件を満たしたときに撮像素子１０４のフレームレートを低速から高速に切り替える。たとえば、フォーカシングレンズ２１０ｂの合焦位置検出後に、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓである場合、またはデフォーカス量の信頼性が第１閾値以上であるとき、撮像素子１０４のフレームレートを３０ｆｐｓから６０ｆｐｓに切り替える。

輝度検出部３０７は、撮像素子１０４の各画素の出力信号を用いて、被写体の輝度を検出する。検出された被写体輝度は、第１フレームレート切替部３０５や自動露出制御等に用いられる。

図４は、デジタルカメラ１の電源がオン状態となった場合のデジタルカメラ１の動作に関するフローチャートである。図４に例示されるデジタルカメラ１の動作は、デジタルカメラ１のボディ側制御部１０３の制御のもとに実行される。なお、図４に示すフローチャートの実行中、デジタルカメラ１のフォーカスモードは、ＭＦ、ＡＦ−Ｓ，ＡＦ−Ｃのいずれかに設定されている。

ステップＳ１００では、ボディ側制御部１０３は、フレームレートを低速（たとえば、３０ｆｐｓ）に設定する。そして、ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４の各画素から低速フレームレートで信号読出しを行い、撮像信号と焦点検出信号の取得を開始する。

ステップＳ２００では、ボディ側制御部１０３は、表示部１１１へのスルー画の表示を開始する。ボディ側制御部１０３は、画像処理部３０４においてスルー画の生成を開始して、生成したスルー画を表示部１１１に出力する。

ステップＳ３００では、ボディ側制御部１０３は、デフォーカス量算出部３０１によるデフォーカス量の算出と、輝度検出部３０７による被写体輝度の検出とを行う。デフォーカス量の算出と被写体輝度の検出は、並列に実施してもよいし、任意の順番で実施してもよい。

ステップＳ４００では、ボディ側制御部１０３は、レリーズスイッチ１０６を介して半押し操作が行われたか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、半押し操作が行われたとき処理をステップＳ５００に進め、半押し操作が行われていないとき処理をステップＳ３００に戻す。

ステップＳ５００では、ボディ側制御部１０３は、第１フレームレート切替部３０５の処理を実行する。第１フレームレート切替部３０５の処理については、その詳細を後述する。

ステップＳ６００では、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦでないときは処理をステップＳ７００に進め、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるとき、すなわちＡＦ−ＳまたはＡＦ−Ｃのときは処理をステップＳ９００に進める。

ステップＳ７００では、ボディ側制御部１０３は、詳細を後述するＡＦ処理、すなわちデフォーカス量算出部３０１を用いた位相差検出ＡＦまたはコントラスト検出ＡＦ部３０３を用いたコントラスト検出ＡＦを実行する。

ステップＳ８００では、ボディ側制御部１０３は、第２フレームレート切替部３０６の処理を実行する。第２フレームレート切替部３０６の処理については、その詳細を後述する。

ステップＳ９００では、ボディ側制御部１０３は、レリーズスイッチ１０６を介して全押し操作が行われたか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、全押し操作が行われたとき処理をステップＳ１０００に進め、全押し操作が行われていないとき処理をステップＳ６００に戻す。

ステップＳ１０００では、ボディ側制御部１０３は、撮影動作を行う。撮影動作では、たとえば撮像素子１０４の撮像画素３１１から出力された撮像信号に基づいて、画像処理部３０４が記録用画像を生成して、その記録用画像を不図示の記録媒体に記録する。ボディ側制御部１０３は、ステップＳ１０００の処理が完了した後、処理をステップＳ１００に戻して、フレームレートを低速に設定する。撮影動作が完了してから次の半押し操作が行われるまでの間、フレームレートを低速に設定することにより、消費電力を抑制する。

図５は、図４のステップＳ５００において実行される第１フレームレート切替部３０５のフローチャートである。ステップＳ５０１では、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦでないとき、すなわちＡＦ−ＳまたはＡＦ−Ｃであるとき処理をステップＳ５０２に進める。
一方で、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるとき、処理をステップＳ５０４に進める。ステップＳ５０４では、ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４のフレームレートを低速から高速に切り替える。たとえば、ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４のフレームレートを、３０ｆｐｓから６０ｆｐｓに切り替える。ボディ側制御部１０３は、ステップＳ５０４の処理を終了した後、図５の処理を終了して図４のステップＳ６００の処理を開始する。

ステップＳ５０２では、ボディ側制御部１０３は、図４のステップＳ３００で検出された被写体輝度が第２閾値以上か否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、その被写体輝度が第２閾値以上である場合はステップＳ５０３に処理を進め、その被写体輝度が第２閾値未満である場合はフレームレートの切り替えを行わずに図５の処理を終了して図４のステップＳ６００の処理を開始する。

ステップＳ５０３では、ボディ側制御部１０３は、図４のステップＳ３００で算出されたデフォーカス量について、その信頼性が第１閾値以上か否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、その信頼性が第１閾値以上である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」の場合はステップＳ５０４に処理を進める。ステップＳ５０４では、ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４のフレームレートを、低速から高速に切り替える。ボディ側制御部１０３は、ステップＳ５０４の処理を終了した後、図５の処理を終了して図４のステップＳ６００の処理を開始する。
一方で、ボディ側制御部１０３は、デフォーカス量の信頼性が第１閾値未満である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「低」または「焦点検出不可」の場合はフレームレートの切り替えを行わずに図５の処理を終了して図４のステップＳ６００の処理を開始する。

以上のように、半押し操作時にフォーカスモードがＭＦである場合、または被写体輝度が第２閾値以上であってかつ信頼性が第１閾値以上である場合は、それぞれフレームレートを低速から高速に切り替える。

デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるとき、すなわちステップＳ６０１が肯定判定されたときは、ＡＦ処理を実施しないため、高速フレームレートに切り替えてもＡＦ処理における焦点検出性能に影響を与えない。また、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＭＦであるときに、高速フレームレートに切り替えることで、ライブビュー画像表示における被写体の動きの視認性が向上する。

被写体輝度が第２閾値以上であって、デフォーカス量の信頼性が第１閾値以上であるとき、すなわちステップＳ５０２およびＳ５０３が共に肯定判定されたときに、高速フレームレートに切り替えることにより、ライブビュー画像表示における被写体の動きの視認性が向上する。このとき、高速フレームレートに切り替えたことによりデフォーカス量の信頼性と被写体輝度が低下するが、低下前のデフォーカス量の信頼性と被写体輝度とが十分に高いため、低下後にも焦点検出を行うために十分なデフォーカス量の信頼性と被写体輝度が維持される。

図６は、図４のステップＳ７００のＡＦ処理に関するフローチャートである。
ステップＳ７０１では、ボディ側制御部１０３は、デフォーカス量算出部３０１を用いて、デフォーカス量を算出する。

ステップＳ７０２では、ボディ側制御部１０３は、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置が固定されているか否か、すなわちデジタルカメラ１が合焦ロック状態か否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１が合焦ロック状態にないとき、すなわちデジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｃのとき、またはデジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓのときであってフォーカシングレンズ２１０ｂを合焦させていないときには、ステップＳ７０３に処理を進める。一方で、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１が合焦ロック状態にあるとき、すなわちデジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓであって、既にフォーカシングレンズ２１０ｂが合焦位置に固定されているときには、図６の処理を終了して図４のステップＳ８００の処理を開始する。

ステップＳ７０３では、ボディ側制御部１０３は、ステップＳ７０１で算出されたデフォーカス量について、その信頼性が第１閾値以上か否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、その信頼性が第１閾値以上である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」の場合はステップＳ７０４に処理を進める。一方で、ボディ側制御部１０３は、その信頼性が第１閾値未満である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「低」または「焦点検出不可」の場合はステップＳ７０５に処理を進める。

ステップＳ７０４では、ボディ側制御部１０３は、ステップＳ７０１で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカシングレンズ２１０ｂを焦点調節駆動させる。たとえば、ボディ側制御部１０３は、ステップＳ７０１で算出されたデフォーカス量をレンズ側制御部２０３に送信して、レンズ側制御部２０３にフォーカシングレンズ２１０ｂを駆動させる。そして、ボディ側制御部１０３は、ステップＳ７０６に処理を進める。

ステップＳ７０５では、ボディ側制御部１０３は、コントラスト検出ＡＦ部３０３を用いてコントラスト検出ＡＦを実行して、フォーカシングレンズ２１０ｂを焦点調節駆動する。そして、ボディ側制御部１０３は、ステップＳ７０６に処理を進める。

ステップＳ７０６では、ボディ側制御部１０３は、合焦位置検出済みか否かを判定する。すなわち、ステップＳ７０４またはステップＳ７０５によるフォーカシングレンズ２１０ｂの焦点調節駆動によりフォーカシングレンズ２１０ｂが合焦位置近傍内にもたらされたか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、合焦位置を検出できている場合はステップＳ７０７に処理を進め、合焦位置を検出できていない場合は図６の処理を終了して図４のステップＳ８００の処理を開始する。

ステップＳ７０７では、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓであるか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、フォーカスモードがＡＦ−Ｓである場合はステップＳ７０８に処理を進め、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓ以外である場合、すなわちＡＦ−Ｃである場合は図６の処理を終了して図４のステップＳ８００の処理を開始する。

ステップＳ７０８では、ボディ側制御部１０３は、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置を固定して、合焦ロック状態にして、図６の処理を終了して図４のステップＳ８００の処理を開始する。

図７は、図４のステップＳ８００において実行される第２フレームレート切替部３０６のフローチャートである。ステップＳ８０１では、ボディ側制御部１０３は、合焦位置検出済みか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、合焦位置を検出できている場合はステップＳ８０２に処理を進め、合焦位置を検出できていない場合は図７の処理を終了して図４のステップＳ９００の処理を開始する。

ステップＳ８０２では、ボディ側制御部１０３は、フレームレートが低速フレームレートであるか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４のフレームレートが低速フレームレート（たとえば、３０ｆｐｓ）である場合は、すなわち図５のステップＳ５０４において高速フレームレートへの切り替えが行われなかった場合にはステップＳ８０３に処理を進める。一方で、ボディ側制御部１０３は、撮像素子１０４のフレームレートが既に高速フレームレートである場合は高速フレームレートを維持したまま図７の処理を終了して図４のステップＳ９００の処理を開始する。

ステップＳ８０３では、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓであるか否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、フォーカスモードがＡＦ−Ｓである場合はステップＳ８０５に処理を進める。ステップＳ８０５では、ボディ側制御部１０３は、第２フレームレート切替部３０６がフレームレートを低速から高速に切り替える。一方で、ボディ側制御部１０３は、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ｓ以外である場合、すなわちＡＦ−Ｃである場合はステップＳ８０４に処理を進める。

ステップＳ８０４では、ボディ側制御部１０３は、図６のステップＳ７０１で算出されたデフォーカス量について、その信頼性が第１閾値以上か否かを判定する。ボディ側制御部１０３は、その信頼性が第１閾値以上である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「高」または「中」の場合はステップＳ８０５に処理を進め、フレームレートを低速から高速に切り替える。一方で、ボディ側制御部１０３は、その信頼性が第１閾値未満である場合、たとえばデフォーカス量の信頼性が「低」または「焦点検出不可」の場合は図７の処理を終了して図４のステップＳ９００の処理を開始する。

以上のように、半押し操作時に所定の条件を満たしていないためステップＳ５０４において第１フレームレート切替部３０５がフレームレートを高速に切り替えなかった場合には、フォーカスモードがＡＦ−Ｓでありかつ合焦ロック済みであるときにフレームレートを低速から高速に切り替えると共に、フォーカスモードがＡＦ−Ｃでありかつデフォーカス量の信頼性が第１閾値以上であるときにフレームレートを低速から高速に切り替える。

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。
デジタルカメラ１は、撮像素子１０４と、ボディ側制御部１０３とを備える。
撮像素子１０４は、撮影光学系２１０を通過した光束を受光し、撮像信号を出力する撮像画素３１１と焦点検出信号を出力する焦点検出画素３１２および３１３とを有する。
ボディ側制御部１０３は、撮像信号に基づきライブビュー画像を作成する画像処理部３０４として機能する。
ボディ側制御部１０３は、焦点検出信号に基づき撮影光学系２１０について焦点検出を行ってデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部３０１として機能する。
また、ボディ側制御部１０３は、信頼性評価部３０２として機能して、デフォーカス量の信頼性を評価して、その評価値が第１閾値以上であるか否かを判定する（図５のステップＳ５０３）。
ボディ側制御部１０３は、第１フレームレート切替部３０５として機能して、デフォーカス量の信頼性の評価が第１閾値以上であるときに撮像素子１０４のフレームレートを低速フレームレートから高速フレームレートに切り替える（図５のステップＳ５０４）。
デジタルカメラ１は、以上のような構成を備えることにより、フレームレートの切り替え判断を適切に行うことができ、ＡＦ処理の焦点検出性能やライブビュー画像表示における被写体の動きの視認性に悪影響を及ぼすことがない。

以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施することができる。
本発明は、撮像素子１０４のような、焦点検出画素と撮像画素とを有する撮像素子を備えるカメラシステムであれば、レンズ交換式のデジタルカメラ以外にも適用することができる。たとえば、撮像素子１０４を備えるコンパクトデジタルカメラにも適用することができる。

デジタルカメラ１のフォーカスモードは、ＭＦ、ＡＦ−Ｓ、ＡＦ−Ｃの三つだけに限定しない。たとえば、ＡＦ−ＳとＡＦ−Ｃとを自動的に切り替えるフォーカスモード（以降、ＡＦ−Ａと略記する）をさらに有することにしてもよい。また、フォーカスモードとして、ＭＦを有さないことにしてもよいし、ＡＦ−ＳとＡＦ−Ｃのうちいずれか片方を有さないことにしてもよい。

デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ａのとき、ボディ側制御部１０３は、図４のステップＳ６００および図５のステップＳ５０１を否定判定する。また、ボディ側制御部１０３は、図６のステップＳ７０７において、ＡＦ−Ｃに切り替えられている場合はステップＳ７０７を否定判定して、ＡＦ−Ｓに切り替えられている場合はステップＳ７０７を肯定判定する。また、デジタルカメラ１のフォーカスモードがＡＦ−Ａの場合に、ＡＦ−ＳからＡＦ−Ｃに切り替えられたとき、ボディ側制御部１０３は、ＡＦロックを解除する。

上記の実施の形態では、図５のステップＳ５０３、図６のステップＳ７０３、図７のステップＳ８０４において、デフォーカス量の信頼性を同一の第１閾値と比較して判定を行った。しかし、図５のステップＳ５０３、図６のステップＳ７０３、および図７のステップＳ８０４において互いに異なる閾値を用いて判定を行うことにしてもよい。

第１フレームレート切替部３０５および第２フレームレート切替部３０６は、撮像素子１０４のフレームレートを、高速フレームレートから低速フレームレートに切り替えることができてもよい。たとえば、被写体輝度の変化の周期が速いときや、被写体が静止しているときは、高速フレームレートから低速フレームレートに切り替えることにしてもよい。

以上で説明した実施の形態や変形例はあくまで例示に過ぎず、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。また、以上で説明した実施の形態や変形例は発明の特徴が損なわれない限り組み合わせて実行してもよい。

１ デジタルカメラ
１００ カメラボディ
１０３ ボディ側制御部
１０４ 撮像素子
１０５ 電源スイッチ
１０６ レリーズスイッチ
１０７ モード切替部材
１１１ 表示部
２００ 交換レンズ
２０３ レンズ側制御部
２１０ 撮影光学系
２１０ｂ フォーカシングレンズ
２１２ レンズ駆動部
３０１ デフォーカス量算出部
３０２ 信頼性評価部
３０３ コントラスト検出ＡＦ部
３０４ 画像処理部
３０５ 第１フレームレート切替部
３０６ 第２フレームレート切替部
３０７ 輝度検出部
３１１ 撮像画素
３１２ 焦点検出画素
３１３ 焦点検出画素

Claims (7)

1. 撮影光学系を通過した光束を受光し、撮像信号を出力する撮像画素と焦点検出信号を出力する焦点検出画素とを有する撮像素子と、
   前記撮像信号に基づきライブビュー画像を作成する画像処理手段と、
   前記焦点検出信号に基づき前記撮影光学系について焦点検出を行ってデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、
   前記焦点検出手段の焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であるか否かを判定する信頼性判定手段と、
   前記信頼性判定手段によって前記焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であると判定された場合に、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えるフレームレート切替手段と、
   を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   被写体輝度を検出する輝度検出手段を更に備え、
   前記フレームレート切替手段は、前記輝度検出手段によって検出された前記被写体輝度が第２の所定値以上であり、かつ前記焦点検出の信頼性が前記第１の所定値以上である場合に、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えることを特徴とするデジタルカメラ。
3. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記撮像素子を起動する電源スイッチと、
   第１の操作に応じて焦点調節動作を行い、前記第１の操作に引き続く第２の操作によって撮影動作を開始させる操作部材と、を更に備え、
   前記フレームレート切替手段は、前記輝度検出手段によって検出された前記被写体輝度が前記第２の所定値以上であり、かつ前記焦点検出の信頼性が前記第１の所定値以上である場合に、前記操作部材の前記第１の操作に応じて前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えることを特徴とするデジタルカメラ。
4. 請求項３に記載のデジタルカメラにおいて、
   手動により前記撮影光学系の焦点調節動作を行う手動焦点調節モードと、前記焦点検出手段のデフォーカス量に基づき自動的に焦点調節して前記撮影光学系を一旦合焦位置にもたらした後は焦点調節動作を停止する第１の自動焦点調節モードと、前記焦点検出手段のデフォーカス量に基づき自動的かつ連続的に自動焦点調節を行う第２の自動焦点調節モードと、を択一的に選択するモード選択手段を更に備え、
   前記フレームレート切替手段は、前記手動焦点調節モードが選択されているときに前記操作部材の前記第１の操作に応じて前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替え、
   前記フレームレート切替手段は、前記操作部材が前記第１の操作を行ったにもかかわらず前記撮像素子のフレームレートが低速から高速に切り替えられなかった場合であって、前記モード選択手段によって前記第１の自動焦点調節モードが選択されている場合に、前記第１の自動焦点調節モードによる自動焦点調節の完了後に、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えることを特徴とするデジタルカメラ。
5. 請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記フレームレート切替手段は、前記操作部材が前記第１の操作を行ったにもかかわらず前記撮像素子のフレームレートが低速から高速に切り替えられなかった場合には、前記モード選択手段によって前記第２の自動焦点調節モードが選択されており、かつ前記焦点検出の信頼性が前記第１の所定値以上であるときに、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えることを特徴とするデジタルカメラ。
6. 撮影光学系を通過した光束を受光し、撮像信号を出力する撮像画素と焦点検出信号を出力する焦点検出画素とを有する撮像素子と、
   前記焦点検出信号に基づき前記撮影光学系について焦点検出を行ってデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、
   前記焦点検出手段の焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であるか否かを判定する信頼性判定手段と、
   前記信頼性判定手段によって前記焦点検出の信頼性が第１の所定値以上であると判定された場合に、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えるフレームレート切替手段と、
   を備えることを特徴とする焦点検出装置。
7. 請求項６に記載の焦点検出装置において、
   被写体輝度を検出する輝度検出手段を更に備え、
   前記フレームレート切替手段は、前記輝度検出手段によって検出された前記被写体輝度が第２の所定値以上であり、かつ前記焦点検出の信頼性が前記第１の所定値以上である場合に、前記撮像素子のフレームレートを低速から高速に切り替えることを特徴とする焦点検出装置。
   

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