JP6168994B2 - 撮像装置、およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置、および撮像装置に関する。

撮影レンズを通った被写体像をＡＦセンサに被写体像信号として蓄積し、ＡＦセンサから出力された被写体像信号に基づき、デフォーカス量を検出する焦点検出装置がある。

動体被写体に対してピントを合わせ続ける場合、連続撮影（連写）における１回の撮影である１コマごとに焦点検出をして検出時から観て将来の被写体移動位置を予測して撮影レンズを動かす機能がある。

この被写体位置予測機能による予測演算結果を加味してレンズを駆動させることで、動体被写体に対してもピントを合わせ続け得る。

該動体被写体の動きに連動させて撮影レンズを駆動させる制御については、たとえば特願平１１‐１９７１８５号公報に開示されている。

ミラーがアップしている状態からダウンさせてＡＦセンサに被写体像が届いている間に焦点検出動作を完了させ、ミラーをダウンしている状態からアップさせ撮像素子の露光に至るまでに撮影レンズの駆動と絞りの絞り込みを行うよう制御する。ここでいう焦点検出動作とは、ＡＦセンサにおける被写体信号の蓄積、被写体像信号の読み出し、その読み出した被写体像信号に基づく相関演算、そして予測演算までをいう。また、ミラーダウン中の時間をＡＦ可能時間と呼ぶ。

連続撮影の際の単位時間あたりの撮影回数（以下、コマ速ともいう。）を維持するためには所定の時間内に焦点検出動作を終わらせる必要がある。しかし、撮影環境（被写体輝度，コントラスト）によってはＡＦセンサでの被写体信号の蓄積に時間がかかったり、ＡＦフレーム数によっては信号の読み出しや、予測演算に時間がかかったりする。その結果、コマ速が乱れる場合がある。特に、高速で連写させる場合にはコマ速を維持できるＡＦ可能時間が短くなるので、コマ速が乱れやすくなる。

コマ速を維持させるために、たとえば、特許文献１では選択された焦点検出領域のＡＦセンサへの電荷蓄積の時間に応じて、そのほかのＡＦセンサへの電荷蓄積の時間の上限を制限することで、焦点検出にかける時間を短縮する手段が開示されている。

ここで、ＡＦセンサに光電変換により蓄積される蓄積信号と所定の信号レベルとを個別に比較し、蓄積信号が所定の信号レベルに達したときに蓄積動作を停止させる制御（以下、蓄積監視制御ともいう。）がある。

ＡＦセンサの蓄積監視制御では、各ラインセンサへ電荷の蓄積を開始してから読み出すまでにある一定時間待ってから複数のＡＦセンサの蓄積監視制御を終了させ、その後で電荷の読み出し制御を行う。

図１８のａはラインセンサＢの電荷の蓄積が完了前にラインセンサＡの蓄積信号を読み出す場合の蓄積監視制御を示した図である。このＡＦセンサは、ラインセンサＡの読み出し中にはラインセンサの蓄積監視制御が停止する。そのため、ラインセンサＢの電荷の蓄積が蓄積完了条件を満たしても、ラインセンサＢへの電荷の蓄積を停止させることができない。したがって、ラインセンサＡの読み出し後、蓄積監視制御が再度開始するまでにラインセンサＢ蓄積された信号は飽和する場合がある。そこで、図１８のｂに示すようにラインセンサＢへの電荷の蓄積が図１８のａのタイミングに完了しても蓄積停止処理が適切に行われることを期待して蓄積監視制御待ち時間を長めに設定する。このように蓄積完了条件を設定することで、ラインセンサＢが飽和することを防ぐことができる。該ＡＦセンサの詳細については特開平８−１５２５５１号公報に開示されている。

特開平９‐３１１２６９号公報

一方で、上記従来技術によると、ラインセンサＢが飽和することを防いで、焦点検出精度を保証するが故に焦点検出時間が長くなる。また、コマ速の乱れが発生しやすくなってしまう（図４（ａ））。

上記課題を鑑みて、一つの技術思想によれば、複数のＡＦフレームを有する撮像装置であって、被写体像に応じて光電変換して電荷蓄積し被写体信号を出力するセンサと、前記被写体信号からデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記デフォーカス量から撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、ユーザの設定に応じて、前記複数のＡＦフレームから前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象を変更する変更手段と、前記センサの電荷蓄積を開始してから、前記変更手段による変更に応じて変化する所定時間を経過した後に、前記被写体信号を出力するよう前記センサを制御する制御手段とを有し、前記所定時間は、前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象が第１の数のときには、該第１の数よりも少ない第２の数のときよりも短い。

本願によれば、コマ速の乱れを従来に比べて画期的に軽減する焦点検出技術を提供することができる。

焦点検出装置の概念を示すブロック図である。 一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。 位相差方式の焦点検出動作を示す図である。 コマ速が上がった場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ＡＦセンサへの蓄積／読み出し数が増加した場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ＡＦフレームの選択モードについて示した図である。 ピント優先設定をした場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ユーザが設定したコマ速設定に応じて蓄積監視制御待ち時間の調節処理を示したフローチャートである。 ユーザが設定したＡＦフレーム選択に応じて蓄積監視制御待ち時間の調節処理を示したフローチャートである。 ユーザが設定した設定が撮影速度優先であるか否かに応じて蓄積監視制御待ち時間の調節処理を示したフローチャートである。 コマ速が上がった場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ＡＦセンサへの蓄積／読み出し数が増加した場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ピント優先設定をした場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。 ユーザが設定したコマ速設定に応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。 ユーザが設定したＡＦフレーム選択に応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。 ユーザが設定した設定が撮影速度優先であるか否かに応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。 ＡＦセンサの従来の制御方法を示す図である。 蓄積監視制御を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態の一つを、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、焦点検出装置の概念を示すブロック図である。信号蓄積手段１０１は、被写体像を一対の光電変換素子列などからなる図３のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂが対応する。被写体信号からデフォーカス量を検出する焦点検出手段１０２と、デフォーカス量から撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段１０４とを有する。また、撮影レンズが動体被写体に対して焦点を合わせ続ける被写体捕捉手段１０３を有する。そして、設定されたコマ速に影響を与えるコマ速設定、ＡＦフレーム選択設定、撮影速度優先／ピント優先を個別に設定できるユーザ設定手段１０５を備える。さらに、このユーザ設定に応じて、信号蓄積手段から焦点調節手段までの時間（以下、焦点検出時間）を調節する焦点検出時間調節手段１０６に基づいて焦点検出が行われる。

以下、本発明の実施例１について説明する。

＜ブロック図＞
図２は、第１の実施形態である一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。ＡＦ（オートフォーカス）駆動部２０２を備える。ＡＦ駆動回路２０２は、例えばＤＣモータや超音波モータによって構成され、マイクロコンピュータ２２１の制御によって撮影レンズ２０１のフォーカスレンズ位置を変化させることによりピントを合わせる。絞り駆動回路２０４は、絞り２０３を駆動する。駆動されるべき量はマイクロコンピュータ２２１によって算出され、光学的な絞り値を変化させる。主ミラー２０５は、撮影レンズ２０１から入射した光束をファインダ側と撮像素子側とに切替え可能である。たとえば、撮影が行われる場合には、撮像素子２１３へと光束を導くように上方に跳ね上がり光束中から待避する。また主ミラー２０５はその中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、焦点検出を行うための一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂに光束の一部を入射するように透過させる。

サブミラー２０６は主ミラー２０５から透過してきた光束を反射させ焦点検出を行うための一対のＡＦセンサ（焦点検出回路２１０内に配置されている）２２９ａ及び２２９ｂに導くための部材である。ファインダは。ペンタプリズム２０７、ピント板２０８、アイピース２０９などによって構成される。ミラー２０５の中央部を透過し、サブミラー２０６で反射された光束は、焦点検出回路２１０の内部に配置された光電変換を行うための一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂに至る。被写体に対する撮影レンズの焦点調節状態を示すデフォーカス量は、一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの出力を演算することによって求められる。マイクロコンピュータ２２１は演算結果を評価してＡＦ駆動回路２０２に指示し、フォーカスレンズを駆動させる。シャッタ駆動回路２１２は、フォーカルプレーンシャッタ２１１を駆動する。シャッタの開口時間はマイクロコンピュータ２２１によって、制御される。撮像素子２１３には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが用いられ、撮影レンズ２０１によって結像された被写体像を電気信号に変換する。オートゲインコントロール回路２１５（ＡＧＣ２１５）である。クランプ回路２１４や蓄積監視回路２１５は、Ａ／Ｄ変換をする前の基本的なアナログ信号処理を行い、マイクロコンピュータ２２１により、クランプレベルや蓄積監視基準レベルの変更が行われる。Ａ／Ｄ変換器２１６は撮像素子２１３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。映像信号処理回路２１７は、ゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現される。映像信号処理回路２１７は、デジタル化された画像データに、フィルター処理、色変換処理、ガンマ処理を行うと共に、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行い、メモリコントローラ２１８に出力する。

映像信号処理回路２１７は、必要に応じて撮像素子２１３の信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をマイクロコンピュータ２２１に出力することが可能である。それらの情報を基にマイクロコンピュータ２２１はホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。連続撮影動作の場合においては、一旦、未処理画像のままバッファメモリ２２０に撮影データを格納し、メモリコントローラ２１８を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路２１７にて画像処理や圧縮処理を行い連続撮影を行う。連像撮影枚数は、バッファメモリ２２０の大きさに左右される。

メモリコントローラ２１８では、映像信号処理回路２１７から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ２２０に格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ２１９に格納する。また、逆にバッファメモリ２２０やメモリ２１９から画像データを映像信号処理回路部２１７に出力する。メモリ２１９は取り外し可能である場合もある。２２１はマイクロコンピュータである。操作部材２２２は、マイクロコンピュータ２２１にその状態を伝え、マイクロコンピュータ２２１はその操作部材の変化に応じて各部をコントロールする。また、操作部材２２２は止まっている被写体の撮影に適しているＯＮＥＳＨＯＴモード、撮影距離が絶えず変化する被写体の撮影に適しているＡＩ−ＳＥＲＶＯモード、被写体の状態に応じてＯＮＥＳＨＯＴからＡＩ−ＳＥＲＶＯへとカメラが自動的に切り換えるＡＩ−ＦＯＣＵＳモードへの切り替え操作を行うことができる。スイッチＳＷ１（２２３、以下ＳＷ１ともいう。）とスイッチＳＷ２（２２４、以下ＳＷ２ともいう。）は、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであり、それぞれ操作部材２２２の入力スイッチのうちの１つである。スイッチＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でオートフォーカスの動作を行ったり、測光動作を行ったりする。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、画像を記録するためのレリーズボタンオン状態である。この状態で撮影が行われる。またスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮし続けている間は、連続撮影動作が行われる。操作部材２２２には、他に、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、情報表示ボタンなど不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出されている。２２５は電源部である。電源部２２５は、各ＩＣや駆動系に必要な電源を供給する。

＜焦点検出回路２１０の概略＞
図３に於いて、焦点検出回路２１０の概略構成を示している。なお、図２中の構成要素と同じ構成要素には図２と同じ同符号を付している。また、図３では、各構成要素を撮影レンズ２０１の光軸上に展開して示している。ただし、図３では、主ミラー２０５およびサブミラー２０６を省略している。

焦点検出回路２１０は、フィールドレンズ２２６と一対の開口部を有する絞り２２７と、一対の２次結像レンズ２２８と、一対の光電変換素子列などからなるＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂとを有している。

光軸２０１ａ上の一点から発した光束は、撮影レンズ２０１を通過した後、撮像素子２１３上に結像するとともに、フィールドレンズ２２６、絞り２２７、および２次結像レンズ２２８を介して一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂ上に一定の間隔を隔てて結像する。

フィールドレンズ２２６は、撮影レンズ２０１の瞳２０１ｂと一対の２次結像レンズ２２８の入射瞳、すなわち絞り２２７付近が結像するように配置されており、絞り２２７の一対の開口部に対応して撮影レンズ２０１の瞳２０１ｂを、図に向かって、上下方向に分割している。このような構成において、例えば撮影レンズ２０１を、図に向かって、左方に繰り出して、撮像素子２１３より左方に光束が結像する。このとき、一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂ上の一対の像は矢印方向に変位する。この一対の像の相対的なずれ量をＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂで検出することで、撮影レンズ２０１の焦点検出を行い、さらに撮影レンズ２０１の焦点調節駆動を行うことが可能である。なお、撮影レンズ２０１を図中右方に繰り出した場合は、一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂ上の一対の像は図中矢印方向とは反対方向に変位する。

以上のような焦点検出回路２１０を用いて、撮影レンズ２０１の焦点検出を行う。

以上のように構成されたカメラにより、ＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂの制御をして最適な焦点検出を行う。

＜ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの制御＞
次に、ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの制御について図１を用いて説明する。

該ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの焦点検出では蓄積を開始した後、蓄積監視制御を行うためにある一定時間待つ。その後ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂに蓄積された電荷を読み出す制御方法である。

ここでは焦点検出時間が伸びてコマ速の乱れが発生し易いユーザ設定のときには、信号の読み出しを早める。ことで蓄積監視制御と焦点検出時間とのバランスを考慮して焦点検出時間の短縮を行うことでコマ速の乱れを軽減させる。

ユーザが設定したコマ速に応じて蓄積監視制御時間を短縮して焦点検出時間の短縮を行う。

＜コマ速の違いの影響について＞
図４（ａ）は、仮にコマ速が１０コマの場合の１コマあたりに焦点検出動作が行える時間を示した図とコマ速が１１コマに設定された場合の１コマあたりに焦点検出動作が行える時間について示した図である。仮にコマ速が１０コマで１コマにかけられるＡＦ可能時間が２５ｍｓで焦点検出時間に２３ｍｓかかったとするとＡＦ可能時間内に焦点検出時間は収まる。一方、コマ速が１１コマで焦点検出時間が１０コマ時と同じであるとすると、ＡＦ可能時間の１６ｍｓ内に収まらなくなる。

そうすると、ＡＦ可能時間をカメラは伸ばそうとしてコマ速が１１コマ未満になる。この場合に、蓄積監視制御待ち時間を短縮し、信号の読み出し開始を早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。

図４（ｂ）は蓄積監視制御待ち時間を３ｍｓに短縮し、信号読み出し開始を早めることで焦点検出時間（１４ｍｓ）がＡＦ可能時間（１６ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。

蓄積監視制御待ち時間を短縮することで、蓄積監視制御待ち時間以前に蓄積を完了したラインセンサの信号の読み出し開始を早めることができる。しかしながら、読み出し中は他のラインセンサの蓄積監視制御は停止してしまう。そうすると、他のラインセンサの蓄積信号は、蓄積監視制御が停止から再開したとしても、飽和している場合がある。

ここで、蓄積監視制御待ち時間を短縮する。そうすると、たとえば、２番目以降に読みだしたラインセンサが飽和していたとしても、先に読みだしたラインセンサの蓄積信号は飽和していない。よって、少なくとも１つ以上の飽和していないラインセンサを使ってデフォーカス量を求めることができる。

以上のように、蓄積監視制御待ち時間を短縮することで焦点検出時間を短縮することで、ＡＦ可能時間内に焦点検出時間を収めてコマ速の乱れを軽減させる。

＜蓄積監視制御待ち時間の短縮処理＞
図８はユーザが設定したコマ速設定に応じて蓄積監視制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃１０１ではユーザが設定したコマ速に応じて、コマ速がある閾値よりも大きければステップ＃１０２へ進む。ステップ＃１０２では蓄積監視制御待ち時間を現在の時間よりも短く設定する。ステップ＃１０１でコマ速がある閾値よりも小さければ現在の蓄積監視制御待ち時間の設定のまま終了する。

＜コマ速の乱れが発生する様子＞
ユーザ設定がゾーン選択または自動選択または領域拡大設定の場合にコマ速の乱れが発生する様子について図５（ａ）で説明する。

ゾーンＡＦとは、ＡＦフレームを複数のグループに分け、選択されたグループの中のＡＦフレームが焦点調節するためのＡＦフレームとしての選択対象とする機能である。そして、ゾーンとは、このグループのことをいい、ユーザがゾーンを選択することができるようになっており、これによりＡＦフレーム選択をユーザが行える。

また、自動選択とは、すべてのＡＦフレームが焦点調節するためのＡＦフレームとしての選択対象とする機能である。

さらに、拡大領域設定とは、ユーザが選択した任意のＡＦフレーム、およびその周辺のＡＦフレームが選択対象となって、その中から焦点検出してレンズの焦点調整に用いるＡＦフレームを選択する機能である。

ユーザが設定したＡＦフレームの選択方法がゾーン選択または自動選択または領域拡大設定の場合には、任意１点のＡＦフレームを選択した場合に比べて、蓄積／読み出しをするラインセンサの数が増え焦点検出時間が延びる。仮に任意選択の場合にＡＦ可能時間が２５ｍｓで焦点検出時間に２３ｍｓかかったとするとＡＦ可能時間内に焦点検出時間は収まる。一方、領域拡大のようにＡＦフレーム数が多くなると、蓄積／読み出しをするラインセンサが多くなり焦点検出時間が延びる（２７ｍｓ）。そうすると、ＡＦ可能時間の２５ｍｓ内に収まらなくなる。

この場合に、蓄積監視制御待ち時間を短縮し、信号の読み出しを早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。

図５（ｂ）は、蓄積監視制御待ち時間を５ｍｓ短縮し、信号読み出し時間を早めて焦点検出時間を２３ｍｓにすることでＡＦ可能時間（２５ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。

以上のように蓄積監視制御待ち時間を短縮することで焦点検出時間を短縮することで、ＡＦ可能時間内に焦点検出時間を収めてコマ速の乱れを軽減させる。

同様に、ゾーン選択設定と自動選択設定の時にも任意選択設定よりもラインセンサの本数が増えるので、蓄積／読み出しにかかる時間が増加して焦点検出時間が長くなる。この場合にも信号の読み出しを早めることで蓄積監視制御を多少犠牲にして焦点検出時間を短縮し、コマ速の乱れを軽減させる。

＜蓄積監視制御待ち時間の短縮処理＞
図９はユーザが設定したＡＦフレーム選択に応じて蓄積監視制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃２０１ではユーザが設定したＡＦフレーム選択がゾーンＡＦまたは自動選択または領域拡張設定であればステップ＃２０２へ進む。ステップ＃２０２では蓄積監視制御待ち時間を任意選択設定で設定された待ち時間よりも短く設定する。

ステップ＃２０１でユーザが設定したＡＦフレームが１つのＡＦフレームの場合には現在の蓄積監視制御待ち時間設定のまま終了する。

＜コマ速の乱れが発生する様子＞
ユーザ設定が撮影速度優先またはピント優先の場合にコマ速の乱れが発生する様子について図７（ａ）で説明する。

仮にＡＦ可能時間が２５ｍｓであればコマ速の乱れが発生せずに撮影を行える時に、ユーザがピント優先を選択した場合には、焦点検出精度を優先したことで仮に焦点検出時間に２７ｍｓかかりＡＦ可能時間内に収まらずにコマ速の乱れが発生する。しかし、ピント優先設定はユーザの意思で撮影速度よりも焦点検出精度を重視して撮影を行うモードであるので、コマ速の乱れが発生したとしても許容できる。

一方、撮影速度優先の場合には設定されたコマ速を重視して撮影を行うので焦点検出時間が間延びして、ＡＦ可能時間内に収まらずにコマ速が乱れることをユーザは極力望んでいない。

よって撮影速度優先が設定された場合には、蓄積監視制御待ち時間を短縮し信号の読み出しを早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。

図７（ｂ）は蓄積監視制御待ち時間を４ｍｓ短縮し、信号読み出し時間を早めて焦点検出時間を２３ｍｓにすることでＡＦ可能時間（２５ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。これによりコマ速の乱れを軽減させる。

＜蓄積監視制御待ち時間の短縮処理＞
図１０はユーザ設定した設定が撮影速度優先設定か、またはピント優先設定かに応じた蓄積監視制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃３０１ではユーザが設定した設定が撮影速度優先設定であればステップ＃３０２へ進む。ステップ＃３０２では蓄積監視制御待ち時間をピント優先で設定された待ち時間のときよりも短く設定する。ステップ＃３０１でユーザが設定した設定がピント優先設定の場合には現在の蓄積監視制御待ち時間設定のまま終了する。

以上のようにコマ速設定、ＡＦフレーム選択設定、優先設定においてユーザの設定に応じてＡＧＣ制御の待ち時間を調節する。

これらユーザ設定は同時に設定してもよいし、このうちどれか１つでも設定された場合には蓄積監視制御待ち時間の調節を行ってもよい。

以下、実施例２について説明する。
実施例２は実施例１と同様のカメラ構成で、焦点検出回路２１０を用いて撮影レンズ２０１の焦点検出を行いＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂの制御をして最適な焦点検出を行う。

＜ＡＦセンサの制御方法＞
実施例２に関わるＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの制御方法について説明する。

焦点検出時間が伸びてコマ速の乱れが発生し易いユーザ設定のときに動体被写体の動きに連動させて撮影レンズを駆動させる制御（以下、サーボ制御ともいう。）の予測演算時間を短縮し焦点検出動作時間を短縮することでコマ速の乱れを軽減させる。

サーボ制御では、過去複数回の像面位置とその検出時刻の変化から将来の像面位置を予測するのに最も適した関数を選択し、該選択した関数によって将来の像面位置の変化を予測しレンズ駆動を行う。

該サーボ制御の予測演算について、過去複数回の像面位置とその検出時刻のサンプル数が多いほど、将来の像面位置の変化を予測する精度はよくなるが、その反作用として予測演算にかかる時間が長くなる。

予測演算にかかる時間が長くなればなるほど焦点検出時間も相対的に長くなり、コマ速の乱れが発生しやすくなる。

ユーザが設定したコマ速に応じてサーボ制御の予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を決定し、焦点検出時間を調節する。

コマ速が上がった場合にはＡＦ可能時間に対して焦点検出動作が収まらなくなりコマ速の乱れを起こす場合がある。

図４（ａ）に示すように仮に、コマ速が１０コマのときにサーボ制御の予測演算時間が９ｍｓの場合コマ速が１１コマに設定された時にはＡＦ可能時間（２５ｍｓ）に対して焦点検出時間（２７ｍｓ）が収まらずにコマ速の乱れが発生する。この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮に１０コマのときには１０点だったものを１１コマに設定されたときにはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１１は予測演算時間を３ｍｓに短縮し焦点検出時間を１７ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（１６ｍｓ）には収まらないことを犠牲にして、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

＜ＡＦ結果のサンプル数を調節する処理＞
図１４はユーザが設定したコマ速設定に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。

ステップ＃４０１ではユーザが設定したコマ速に応じて、コマ速がある閾値よりも大きければステップ＃４０２へ進む。ステップ＃４０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を少なくして予測演算する。ステップ＃４０１でコマ速がある閾値よりも小さければ現在の予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数で予測演算する。

ユーザがゾーンＡＦまたは自動選択または領域拡張設定の場合にサーボ制御の予測演算にかける過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を調節する。

実施例１の請求項３でも説明したように、ユーザが設定したＡＦフレーム選択がゾーンＡＦまたは自動選択または領域拡張設定の場合には任意選択に設定した場合に比べて、蓄積／読み出しするラインセンサ数が増えて焦点検出時間が伸びる。

この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮に任意選択のときには１０点だったものをゾーンＡＦまたは自動選択または領域拡張設定にされた時にはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１２は予測演算時間を３ｍｓに短縮し焦点検出時間を２３ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（２５ｍｓ）に収めて、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

図１５はユーザが設定したＡＦフレーム選択に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を調節する理を示したフローチャートである。

ステップ＃５０１ではユーザが設定したＡＦフレーム選択がゾーンＡＦまたは自動選択または領域拡張設定であればステップ＃５０２へ進む。ステップ＃５０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を任意選択設定時よりも少なくして予測演算する。ステップ＃５０１でユーザが任意選択を選択した場合にはデフォルト設定のままのサンプル数で予測演算を行う。

ユーザ設定が撮影速度優先かまたはピント優先の場合にサーボ制御の予測演算にかける過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を調節する。

ユーザ設定が撮影速度優先場合にはＡＦ可能時間に対して焦点検出動作が収まらなくなりコマ速の乱れを起こし、撮影速度を優先しているにもかかわらず設定したコマ速で撮影できない場合がある。

この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮にピント優先のときには１０点だったものを撮影速度優先が設定されたときにはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１３は予測演算時間を４ｍｓに短縮し焦点検出時間を２３ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（２５ｍｓ）に収めて、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

＜焦点検出結果のサンプル数を減らす処理＞
図１６はユーザが設定した設定が撮影速度優先設定か、またはピント優先設定かに応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を減らす処理を示したフローチャートである。

ステップ＃６０１ではユーザが設定した設定が撮影速度優先であればステップ＃６０２へ進む。ステップ＃６０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を少なくして予測演算する。ステップ＃６０１でユーザが設定した設定がピント優先設定の場合にはデフォルト設定のままのサンプル数で予測演算を行う。

以上のようにコマ速設定、ＡＦフレーム選択設定、優先設定においてユーザの設定に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数の調節を行うことで焦点検出時間を調節する。

これらユーザ設定は同時に設定してもよいし、このうちどれか１つでも設定された場合には予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を減らして予測演算の時間を調節しても良い。

さらに、実施例１の蓄積監視制御待ち時間の短縮と、実施例２の予測演算時間の短縮を並行して行うことでさらなる焦点検出時間の短縮を行うことができ、該ユーザ設定に応じて最適な焦点検出を行うことができる。

本願は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

本願は、２０１１年１０月１７日提出の日本国特許出願特願２０１１−２２７９７１を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

１０１ 信号蓄積手段
１０２ 焦点検出手段
１０３ 被写体捕捉手段
１０４ 焦点調節手段
１０５ ユーザ設定手段
１０６ 焦点検出時間調節手段
２０１ 撮影レンズ
２０２ ＡＦ駆動部
２０３ 絞り
２０４ 絞り駆動部
２０５ 主ミラー
２０６ サブミラー
２０７ ペンタプリズム
２０８ ピント板
２０９ アイピース
２１０ 焦点検出回路
２１１ シャッタ
２１２ シャッタ駆動回路
２１３ 撮像素子
２１４ クランプ回路
２１５ ＡＧＣ回路
２１６ Ａ／Ｄ変換器
２１７ 映像信号処理回路
２１８ メモリコントローラ
２１９ メモリ
２２０ バッファメモリ
２２１ マイクロコンピュータ
２２２ 操作部材
２２３ スイッチ１
２２４ スイッチ２
２２５ 電源部
２２６ フィールドレンズ
２２７ 開口絞り
２２８ ２次結像レンズ
２２９ ＡＦセンサ

Claims (6)

1. 複数のＡＦフレームを有する撮像装置であって、
   被写体像に応じて光電変換して電荷蓄積し被写体信号を出力するセンサと、
   前記被写体信号からデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
   前記デフォーカス量から撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、
   ユーザの設定に応じて、前記複数のＡＦフレームから前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象を変更する変更手段と、
   前記センサの電荷蓄積を開始してから、前記変更手段による変更に応じて変化する所定時間を経過した後に、前記被写体信号を出力するよう前記センサを制御する制御手段とを有し、
   前記所定時間は、前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象が第１の数のときには、該第１の数よりも少ない第２の数のときよりも短いことを特徴とする撮像装置。
2. ユーザにより、前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択方法がゾーン選択、自動選択又は領域拡大設定に設定されている場合、ユーザが選択した１つのＡＦフレームを前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームとする場合よりも、前記所定時間が短いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 連続撮影の際に、ユーザが設定した単位時間あたりの撮影回数に応じて前記所定時間が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 撮影速度を優先して撮影するモードと焦点検出精度を優先して撮影するモードとをユーザが設定可能な設定手段を備え、
   前記所定時間は前記撮影速度を優先して撮影するモードが設定されているときよりも前記焦点検出精度を優先して撮影するモードが設定されているときのほうが長いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 複数のＡＦフレームを有する撮像装置の制御方法であって、
   被写体像に応じてセンサで光電変換して電荷蓄積し被写体信号を出力するステップと、
   前記被写体信号から焦点検出手段でデフォーカス量を検出するステップと、
   前記デフォーカス量から撮影レンズの焦点調節を焦点調節手段が行うステップと、
   ユーザの設定に応じて、前記複数のＡＦフレームから前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象を変更するステップと、
   前記センサの電荷蓄積を開始してから、前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象の変更結果に応じて変化する所定時間を経過した後に、前記被写体信号を出力するよう前記センサを制御するステップとを有し、
   前記所定時間は、前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象が第１の数のときには、該第１の数よりも少ない第２の数のときよりも短いことを特徴とする制御方法。
6. 前記撮影レンズの焦点調節に用いるＡＦフレームの選択対象が前記第１の数のとき、
   前記所定時間を短縮するステップを有することを特徴とする請求項５に記載の制御方法。

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