JP6300570B2 - 撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、コントラスト方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。

従来から、ライブビュー機能を有し、かつ、コントラスト方式の自動焦点検出（ＡＦ制御）を行う撮像装置が知られている。コントラスト方式のＡＦ制御では、フォーカスレンズのピント位置を変化させながらコントラスト評価値を算出し、コントラスト評価値がピークとなる位置を判定する必要がある。

また、コントラスト方式のＡＦ制御の高速化のため、焦点検出時のフレームレートを高速フレームレートに切り換えてコントラスト評価値のサンプリング周期を短くし、コントラスト評価値の検出のためのフォーカスレンズの駆動速度を高速にする構成が考えられる。この構成では、システムの処理負荷や消費電流による電池の持ち時間などを考慮し、通常状態でのフレームレートに対してＡＦ制御中のフレームレートが高速に設定される。特許文献１には、ライブビュー中のフレームレートが６０ｆｐｓである場合にレリーズボタンの半押しによりフレームレートを１２０ｆｐｓに切り換えてＡＦ制御を行い、ＡＦ制御の完了後にフレームレートを元の６０ｆｐｓに設定する撮像装置が開示されている。

特開２０１３−２５１０７号公報

通常、撮像装置が撮影を開始するには、ＡＦ制御が完了して最適なピント位置にフォーカスレンズが位置しているとともに、撮影時の露出を決定するための測光処理が完了していることが必要である。このような測光処理は、合焦に用いる焦点検出枠（ＡＦフレーム）が固定されない多点ＡＦモードなどにおいて、合焦枠（合焦フレーム）が確定した後に行う必要がある。

しかしながら、特許文献１において、ＡＦ制御中にレリーズボタンを一気に全押しした場合、ＡＦ制御後にフレームレートを１２０ｆｐｓから６０ｆｐｓに切り換えて通常のライブビュー状態に設定される。その後、測光を行って撮影時の露出が決定されてから、撮影が許可される。通常、フレームレートの切り換えには所定の時間を要し、ＡＦ制御を高速化してもレリーズタイムラグという観点で考えると最適化されていない場合がある。

一方、ＡＦ制御中に高速フレームレートに切り換えた状態を所定時間維持する構成では、ＡＦ制御後に直ちに通常フレームレートに戻す構成と比較して、消費電流の増大により電池の寿命が短くなり、また、温度上昇によりライブビュー動作の継続時間が短くなる。

また、特許文献１に開示された撮像装置は、低フレームレートから高フレームレートへの変更後にコントラスト方式の焦点検出を開始するように構成されている。このため、フレームレートの変更完了まで焦点検出が開始できず、焦点検出の際に多くの時間を要する。

上記課題に鑑みて、本発明は、消費電流や温度上昇を抑制しつつ高速撮影が可能な撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、光学像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から出力される信号に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御し、かつ、該撮像素子を駆動するフレームレートを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、第１フレームレートで駆動された前記撮像素子から出力される信号に基づいて、合焦位置を検出した後、前記制御手段は、前記合焦位置への前記フォーカスレンズの駆動中に、前記撮像素子のフレームレートを前記第１フレームレートより低い第２フレームレートに切り換えるための切り替え処理を行った後、前記第２のフレームレートで前記撮像素子から信号が出力されるようにフレームレートを制御する。

本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮像装置の制御方法であって、撮像素子において光学像を光電変換するステップと、第１フレームレートで駆動された前記撮像素子から出力される信号に基づいて、合焦位置を検出するステップと、前記合焦位置へのフォーカスレンズの駆動中に、前記撮像素子のフレームレートを前記第１フレームレートより低い第２フレームレートに切り換えるための切り替え処理を行った後、前記第２のフレームレートで前記撮像素子から信号が出力されるようにフレームレートを制御するステップとを有する。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されている。

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、消費電流や温度上昇を抑制しつつ高速撮影が可能な撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

各実施例における撮像システムの構成を示すブロック図である。 各実施例におけるＡＦ制御の説明図である。 実施例１におけるＡＦ制御および測光処理の動作タイミングの説明図である。 実施例１におけるＡＦ制御および測光処理のフローチャートである。 実施例２におけるＡＦ制御および測光処理の動作タイミングの説明図である。 実施例２におけるＡＦ制御および測光処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照して、本実施例における撮像システム（カメラシステム）の概略構成について説明する。図１は、撮像システムの構成を示すブロック図である。図１において、１００は撮像装置（カメラ、撮像装置本体）、２００はレンズユニット（レンズ装置、交換レンズ）である。このように、本実施例の撮像システムは、撮像装置１００と撮像装置１００に着脱可能なレンズユニット２００とを備えて構成される。なお、本実施例は、レンズユニットと撮像装置本体とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

撮像装置１００の構成および動作について説明する。カメラマイコン（制御手段、ＣＣＰＵ）１０１は、撮像装置１００の各部を制御するシステム制御回路である。カメラマイコン１０１は、撮像システムの各種制御を行うように構成されており、各種の条件判定も行う。撮像素子１０２は、赤外カットフィルタやローパスフィルタなどを含みＣＣＤやＣＭＯＳなどを備えて構成される。レンズユニット２００のレンズ群２０２（レンズ）を介して被写体像（光学像）が形成され、レンズ群２０２により形成された被写体像が撮像素子１０２上に結像される。撮像素子１０２は、被写体像の光電変換を行う。

シャッター１０３は、撮影画像の読み出し時には閉じて撮像素子１０２を遮光し、ライブビューや撮影時には開いて撮像素子１０２へ光線を導く。ライブビューとは、撮像素子１０２から連続的に読み出された画像信号を、撮像装置１００の背面などに設置された液晶ディスプレイなどの表示部１１３に順次出力することにより、撮像した画像を確認可能な機能である。シャッター１０３の制御回路は、カメラマイコン１０１からのシャッター駆動信号１１８に基づいて、シャッター１０３を制御する。本実施例において、シャッター１０３は公知のフォーカルプレンシャッターである。シャッター１０３の制御回路は、フォーカルプレンシャッターを構成するシャッター駆動マグネットを制御し、シャッター幕を走行させて露出動作を行う。また、シャッター１０３は、公知のシャッターの羽根の位置を検出し、シャッター走行完了などのタイミングを検出するフォトインタラプタを内蔵する。フォトインタラプタは、検出信号を伝送する信号線１１９を介して、カメラマイコン１０１と接続されている。

測光回路１０６（測光手段）は、撮像素子１０２で撮像した画像信号に対して信号処理回路１１１（デジタル信号処理回路）と協調して演算を行い、測光処理を行う。すなわち測光回路１０６は、撮像素子１０２から得られた信号を用いて測光を行う。後述のように、測光は、低速フレームレートで駆動された撮像素子１０２からの信号に基づいて行われる。

焦点検出回路１０７は、撮像素子１０２で撮像した画像信号に対して信号処理回路１１１と協調して演算を行い、焦点検出制御（ＡＦ制御）を行う。すなわち焦点検出回路１０７は、撮像素子１０２から得られた信号に基づいて、コントラスト方式による焦点検出を行う。後述のように、コントラスト方式による焦点検出は、高速フレームレートで駆動された撮像素子１０２からの信号に基づいて行われる。

ゲイン切り換え回路１０８は、撮像素子１０２の信号（増幅信号）のゲインを切り換える。ゲインの切換えは、撮影条件や撮影者の入力に応じて、カメラマイコン１０１により制御される。Ａ／Ｄ変換器１０９は、増幅された撮像素子１０２からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１１０は、撮像素子１０２の増幅信号の入力とＡ／Ｄ変換器１０９の変換タイミングとを同期させるための構成を備える。信号処理回路１１１は、Ａ／Ｄ変換器１０９でデジタル信号に変換された画像データをパラメータに応じて画像処理を行う。なお、処理された画像を記憶するメモリなどの記憶手段についての説明は省略する。

撮像装置１００にレンズユニット２００を装着するためのマウント１３０は、撮像装置１００側のカメラマウント１３０ａ、および、レンズユニット２００側のレンズマウント１３０ｂを含む。マウント１３０は、レンズマイコン２０１とカメラマイコン１０１との間でデータを通信するための通信端子を有し、カメラマイコン１０１とレンズマイコン２０１との間で通信を可能にする。この通信により、カメラマイコン１０１は、撮像装置１００に装着されたレンズユニット２００の種類や状態を判定することができる。

入力部１１２は、レリーズボタン（ＳＷ１、ＳＷ２）や単写モードと連続撮影モードの切り替えなどのスイッチやボタン、ダイヤルなどを含み、撮像装置１００の設定などを外部から入力することが可能である。表示部１１３は、各種設定されたモードやその他の撮影情報などを表示する液晶装置や発光素子などを備えている。また表示部１１３は、低速フレームレートで駆動された撮像素子１０２からの画像をライブビュー表示させる。

続いて、レンズユニット２００の構成および動作について説明する。２０１は、レンズユニット２００の各部の動作を制御するレンズマイコン（制御手段、ＬＰＵ）である。レンズマイコン２０１は、レンズユニット２００の制御や各種の条件判定を行う。複数のレンズで構成されたレンズ群２０２は、光軸方向に移動することで焦点調節を行うフォーカスレンズを含む。レンズ駆動部２０３は、レンズ群２０２のフォーカスレンズを光軸ＯＡの方向（光軸方向）に移動させる。レンズ群２０２の駆動量は、撮像装置１００の焦点検出回路１０７の出力に基づいて、カメラマイコン１０１により算出される。

エンコーダ２０４は、レンズ群２０２の位置（位置情報）を検出する。カメラマイコン１０１により算出されたレンズ群２０２の駆動量は、カメラマイコン１０１からレンズマイコン２０１に通信される。そしてレンズマイコン２０１は、レンズ群２０２の位置情報とカメラマイコン１０１により算出された駆動量とを用いて、レンズ駆動部２０３を駆動制御する。このようにして、レンズ駆動部２０３によりフォーカスレンズを合焦位置へ移動する。また焦点検出の際には、カメラマイコン１０１は、レンズマイコン２０１に対してフォーカスレンズの駆動方向および駆動速度を通信し、フォーカスレンズに対して焦点検出動作（合焦制御）に適した駆動制御を行う。すなわちカメラマイコン１０１（レンズマイコン２０１）は、焦点検出回路１０７の検出結果に基づいてフォーカスレンズの合焦駆動を行う。

絞り２０５は、光量を調整するのに用いられる。絞り駆動回路２０６は、絞り２０５を駆動する。レンズマイコン２０１は、絞り駆動回路２０６を制御することにより、絞り２０５の駆動制御を行う。絞り２０５を制御するために必要な絞り駆動量は、カメラマイコン１０１からレンズマイコン２０１に通信により通知される。なお本実施例において、レンズ群２０２の焦点距離は単焦点であるが、これに限定されるものではなく、レンズ群２０２の焦点距離はズームレンズのように可変であってもよい。

次に、図２を参照して、焦点検出回路１０７およびカメラマイコン１０１により行われるＡＦ制御について説明する。図２は、本実施例におけるＡＦ制御（焦点検出および合焦駆動）の説明図である。

まず、焦点検出回路１０７は、信号処理回路１１１から撮像信号（画像信号）に対するコントラスト評価値（ａ）を受け取る。コントラスト評価値（ａ）は、信号処理回路１１１が撮像信号から高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分を積算することにより求められる。それと並行して、カメラマイコン１０１はレンズマイコン２０１に通信することにより、レンズ駆動部２０３を介してフォーカスレンズを駆動する。このようにして、カメラマイコン１０１（焦点検出回路１０７）は、コントラスト評価値がピークとなる位置（ピーク位置）を探索する（ピーク値探索（ｂ）を行う）。コントラスト評価値のピーク位置が求められると、カメラマイコン１０１は、レンズマイコン２０１と通信することにより、フォーカスレンズをピーク位置に向けて駆動する（合焦駆動（ｃ）を行う）。

すなわち焦点検出回路１０７は、フォーカスレンズを移動させながら撮像素子１０２からの信号に基づいてコントラスト評価値（焦点信号）を取得する。そして、焦点検出回路１０７は、コントラスト評価値がピークになるレンズ位置（合焦状態が得られるフォーカスレンズの位置）を検出する。続いてカメラマイコン１０１は、フォーカスレンズを合焦位置に移動させるように合焦駆動を行う。以上の動作により、ＡＦ制御が完了する。

次に、本発明の実施例１におけるＡＦ制御および測光処理について説明する。

まず、図３を参照して、本実施例におけるＡＦ制御および測光処理の動作タイミングについて説明する。図３は、ＡＦ制御および測光処理の動作タイミングの説明図である。図３において、ＳＷ１は、シャッターボタンの半押しであるＳＷ１の状態（オンまたはオフ）を示している。ＶＤは、タイミングジェネレータ１１０（ＴＧ）により生成される垂直同期信号であり、撮像素子１０２からの画素信号の読み出しタイミング、すなわちフレーム周期を示している。ＡＥは、測光回路１０６が測光処理（蓄積、読み出し、演算）を行うタイミングを示している。ＡＦは、焦点検出回路１０７がＡＦ制御（ピーク値探索（ｂ）、合焦駆動（ｃ））を行うタイミングを示している。

図３において、期間Ｆ１は、待機中のライブビュー動作の期間（ＳＷ１がオフの期間）である。期間Ｆ１において、垂直同期信号（ＶＤ信号）により規定されるフレームレート（低速フレームレート）は３０ｆｐｓである。期間Ｆ１においては、撮像装置１００の消費電流や、撮像素子１０２や信号処理回路１１１の温度上昇を考慮して、長時間のライブビュー動作が継続可能なフレームレートとして、低速フレームレートである３０ｆｐｓが設定されている。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、低速フレームレートとして、３０ｆｐｓ以外のフレームレートに設定してもよい。

入力部１１２に含まれるシャッターボタンの半押しによりＳＷ１がオンされると、カメラマイコン１０１はフレームレートを高速フレームレートである１２０ｆｐｓに切り替え、ＡＦ制御を開始する（フレーム（ｍ））。ここで、ＳＷ１がオンにされる操作（所定の操作）は、撮影準備を指示する操作、あるいは焦点調節を指示する操作と換言することができる。図３において、期間Ｆ２は、フレームレートが１２０ｆｐｓとなる期間（高速フレームレートに設定される期間）である。期間Ｆ２において、カメラマイコン１０１（焦点検出回路１０７）は、フォーカスレンズを駆動させながら高速フレームレートのフレーム周期でコントラスト評価値（ａ）を取得する。高速フレームレートでコントラスト評価値を取得することにより、ピーク値探索（ｂ）のためのフォーカスレンズ駆動速度の高速化が可能となる。このため、焦点検出処理（コントラストＡＦ）に要する時間を短縮することができる。なお本実施例において、ＡＦ制御の間に設定される高速フレームレートは１２０ｆｐｓであるが、これに限定されるものではない。待機中（期間Ｆ１）のフレームレートより高速なフレームレートであれば１２０ｆｐｓ以外のフレームレートに設定してもよい。

焦点検出回路１０７によりコントラスト評価値のピーク値探索が終了すると、カメラマイコン１０１は、フレームレートを待機中の３０ｆｐｓ（低速フレームレート）に戻す。図３において、期間Ｆ３は、高速フレームレートから低速フレームレートに変更されたときから開始する期間（ピーク値探索（ｂ）の完了後の期間）である。期間Ｆ３において、カメラマイコン１０１は、フレームレートを低速フレームレート（３０ｆｐｓ）に戻すとともに、コントラスト評価値（ａ）のピークＰを示す位置へ向けてフォーカスレンズを駆動させる。図３において、期間Ａ２は、ピーク値探索（ｂ）および合焦駆動（ｃ）を含む一連のＡＦ制御期間を示している。期間Ａ２の右端のタイミングにおいてＡＦ制御は完了し、ＡＦについての撮影条件が満たされる。

また、フレームレートが低速フレームレートである３０ｆｐｓに切り換わると、測光回路１０６は、ＡＦ制御の完了前に（期間Ａ２において）測光処理を開始する。なお、フレームレートを切り換える際には、測光用の蓄積時間や読み出しのためのゲイン設定などが必要になる。このため、フレームレートを切り換えるために必要な処理が期間Ｂにおいて実行される。その後、測光回路１０６は、期間Ａ１において測光処理を行う。測光回路１０６は、フレーム（ｎ）にて蓄積された画素データを、続くフレーム（ｎ＋１）において読み出して演算を行う。この結果により、カメラマイコン１０１は撮影用の露出パラメータを決定する。期間Ａ１の右端のタイミングにおいて測光処理は完了し、フレーム（ｎ＋２）以降のフレームでは撮影のための露出パラメータが準備される。これにより、ＡＥ制御についての撮影条件が満たされる。

以上のように、カメラマイコン１０１は、ＡＦ制御およびＡＥ制御両方の撮影条件が満たされると、撮影が可能となる。図３において、期間Ｒは、撮影可能な期間を示している。入力部１１２に含まれる図示しないシャッターボタンの全押しであるＳＷ２が期間Ｒの始点（左端）より前のタイミングでオンされた場合、期間Ｒの始点のタイミングで撮影動作が開始する。一方、期間Ｒの間でＳＷ２がオンされた場合、即座に撮影動作が開始する。

続いて、図４を参照して、本実施例におけるＡＦ制御および測光処理のフローについて説明する。図４は、ＡＦ制御および測光処理を示すフローチャートである。図４の各ステップは、主に、カメラマイコン１０１の指令に基づいて測光回路１０６または焦点検出回路１０７により実行される。

まずステップＳ１０１において、カメラマイコン１０１は、ライブビューのフレームレートとして、待機状態における低速フレームレート（本実施例では３０ｆｐｓ）を設定する。またカメラマイコン１０１は、タイミングジェネレータ１１０に対して必要な設定を行う。

続いてステップＳ１０２において、測光回路１０６は測光を行う。測光回路１０６は、垂直同期信号（ＶＤ信号）に同期して毎フレームで測光を行うことができる。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、システムの処理負荷を考慮して、測光回路１０６は数フレームに１回だけ測光を行うなど周期的に測光処理を行うように構成してもよい。

続いてステップＳ１０３において、カメラマイコン１０１は、ＳＷ１がオンであるか否かを判定する。ＳＷ１がオフの場合、シャッターボタンの入力を待ち、ステップＳ１０２を繰り返す。一方、ＳＷ１がオンの場合、ステップＳ１０４へ進む。

続いてステップＳ１０４において、カメラマイコン１０１は、フレームレートの切り換え、すなわち低速フレームレートから高速フレームレートへの切り換えを行う。本実施例において、カメラマイコン１０１は、３０ｆｐｓのフレームレートから１２０ｆｐｓのフレームレートへ切り換えを行う。このように、低速フレームレートから高速フレームレートへの切り換えを行うことにより、コントラスト評価値のサンプリング周期が短くなり、ピーク値探索のためのフォーカスレンズ駆動速度を高速化することができる。このため、コントラストＡＦの処理時間を短縮することが可能となる。

高速フレームレートへの切り換え後、ステップＳ１０５において、カメラマイコン１０１は、ユーザにより選択されたＡＦ枠（ＡＦフレーム周辺）が適正露出となるようにＡＦ用露出制御を行う。ＡＦ用露出制御は、図３に示されるＶＤ信号のフレーム（ｍ）にて行われる。具体的には、カメラマイコン１０１は、期間Ｆ１で行われた測光結果に基づいて、ＡＦフレーム周辺のブロックが適正露出となっているか否かを判定する。その結果、適正露出から例えば１ＥＶ以上外れている場合、カメラマイコン１０１は、露出制御（ＡＥ制御）を行う。露出制御は、蓄積時間、読み出しゲイン、レンズの絞りのいずれを用いて行ってもよい。これにより、ピントを合わせようとする被写体が画面内の他の領域に比べて暗い場合でも、焦点検出のためのコントラスト評価値が適正レベルとして出力される。一方、待機状態においては、画面全体の明るさを考慮したＡＥ制御が行われる。このため、待機状態におけるライブビューの露出とＡＦ処理中の露出は異なる場合がある。

続いてステップＳ１０６において、カメラマイコン１０１は、サーチ駆動、すなわちコントラス評価値のピーク探索を開始する。そしてステップＳ１０７において、焦点検出回路１０７は、コントラスト評価値（ＡＦ評価値）を取得する。サーチ駆動ではコントラスト評価値を取得しながらフォーカスレンズを移動し、コントラスト評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を検出する。そしてステップＳ１０８において、カメラマイコン１０１は、コントラスト評価値（ＡＦ評価値）のピークとなるフォーカスレンズ位置を検出したか否かを判定する。カメラマイコン１０１は、コントラスト評価値のピーク位置を検出していない場合、コントラスト評価値のピーク位置を検出するまでステップＳ１０７を繰り返す。一方、カメラマイコン１０１は、コントラスト評価値のピーク位置を検出した場合、ステップＳ１０９に進む。そしてステップＳ１０９において、カメラマイコン１０１は、ステップＳ１０６で開始したピーク探索のためのフォーカスレンズ駆動を停止する。

続いて、カメラマイコン１０１は、ステップＳ１１０におけるフレームレートの切り換え、および、ステップＳ１１２における合焦駆動（合焦位置へのフォーカスレンズ駆動）を並行して実行する。すなわちカメラマイコン１０１は、合焦駆動中にフレームレートを切り換える。ステップＳ１１０では、カメラマイコン１０１は、高速フレームレート（１２０ｆｐｓ）をライブビューの通常フレームレート（低速フレームレート：３０ｆｐｓ）に変更する。またカメラマイコン１０１は、フレームレートの変更とともに、ステップＳ１０５で実行したＡＦ用露出制御を元の状態に戻す。例えば、カメラマイコン１０１は、ＡＦ用露出制御への変更前の露出制御値（露出制御パラメータ）をステップＳ１０５の時点でカメラマイコン１０１内のメモリ（記憶手段）に記憶する。そしてステップＳ１１０において、カメラマイコン１０１は、ＡＦ用露出制御で利用される露出制御パラメータを、メモリに記憶された露出制御パラメータに変更する。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、他の方法を用いて露出制御の状態を変更してもよい。

フレームレートを低速フレームレート（３０ｆｐｓ）に変更した後、ステップＳ１１１において、測光回路１０６は測光処理を行う。本実施例において、測光回路１０６は、合焦枠（合焦フレーム）すなわち合焦点位置の検出に用いた焦点検出領域に重み付けをして評価測光を行う（焦点検出領域に対応する信号に基づいて測光処理を行う）。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、測光回路１０６は、画面全体を平均した平均測光を行ってもよい。また、ユーザにより測光方式の選択が可能な場合、ユーザにより設定された測光方式に従ってもよい。カメラマイコン１０１は、検出された測光結果に基づいて、静止画撮影用の露出制御を行うため、静止画撮影用の露出パラメータ（例えばＴＶ、ＡＶ、ＩＳＯ）を演算し、これらの値をカメラマイコン１０１内のメモリ（記憶手段）に記憶する。ステップＳ１１１における測光処理が完了することにより、ＡＥ制御についての撮影条件が満たされる。

一方、ステップＳ１１２において、カメラマイコン１０１は、コントラスト評価値がピークとなる位置（合焦位置）へフォーカスレンズの駆動を行う。ステップＳ１１２におけるＡＦ制御が完了することにより、ＡＦ制御についての撮影条件が満たされる。

カメラマイコン１０１は、ステップＳ１１１の測光処理およびステップＳ１１２のＡＦ制御が完了した後、ステップＳ１１３において、入力部１１２に含まれるシャッターボタンの全押しであるＳＷ２の受け付けを許可する（レリーズ許可）。これ以降のタイミングで、撮影を行うことが可能となる。すなわちカメラマイコン１０１は、測光回路１０６による測光処理の完了後、撮影動作可能に制御する（撮影処理を許可する）。撮影時において、カメラマイコン１０１（測光回路１０６）は、ステップＳ１１１にてメモリに記憶された露出制御パラメータを利用することにより、適正な露出制御を行うことができる。

本実施例において、カメラマイコン１０１がフォーカスレンズを合焦位置へ駆動するのと並行して、タイミングジェネレータ１１０が撮像素子の１０２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換える。フレームレートの切り換えに続いて、測光回路１０６は、撮像素子１０２からの信号に基づいて測光処理を行う。好ましくは、測光回路１０６は、カメラマイコン１０１がフォーカスレンズを合焦位置へ駆動させている間に（図３のフレーム（ｎ））、焦点検出後の露出制御のために撮像素子１０２からの信号を蓄積する。

更に好ましくは、低速フレームレートで撮像素子１０２が駆動されている間に入力部１１２のＳＷ１がＯＮに操作されると、タイミングジェネレータ１１０は、低速フレームレートから高速フレームレートに切り換えて撮像素子１０２を駆動する。そして合焦位置が検出されると、タイミングジェネレータ１１０は、高速フレームレートから低速フレームレートに切り換えて撮像素子１０２を駆動する。

本実施例によれば、ＡＦ制御におけるフォーカスレンズの合焦駆動と並行して、フレームレートの切り換えおよび、ＡＥ制御のための測光処理を行うことにより、消費電流や温度上昇を抑制しつつ高速な撮影動作（タイムラグの短縮化）が可能になる。

次に、本発明の実施例２におけるＡＦ制御および測光処理について説明する。

交換レンズシステムを考えた場合、種々の交換レンズ（レンズユニット２００）が存在する。また、焦点調節動作により被写体の像倍率が変更するレンズユニットが知られている。像倍率が変化することにより、画面中心付近では撮像面上の被写体像の大きさが変化し、また、画面周辺では被写体像の大きさが変化するとともに被写体像の位置も移動する。

実施例１では、撮影レンズの合焦駆動中にフレームレートの切り換えおよび測光処理を行う構成について説明した。実施例１の構成において像倍率の変化が大きいレンズユニットを用いた場合、フォーカスレンズの合焦駆動中に測光を行うと、合焦状態での測光結果と異なってしまう可能性がある。そこで本実施例では、撮影レンズの合焦駆動中にフレームレートの切り換えを行い、合焦駆動後に測光を行う構成について説明する。

まず、図５を参照して、本実施例におけるＡＦ制御および測光処理の動作タイミングについて説明する。図５は、ＡＦ制御および測光処理の動作タイミングの説明図である。なお、図５において、実施例１（図３）と同様の箇所についての説明は省略する。

図５において、フレームレートの切り換えが完了した時点、すなわち期間Ｂの右端のタイミングで、測光を開始することが可能な状態となる。しかし本実施例では、フォーカスレンズの合焦駆動による像倍率の変化の影響を回避するため、測光処理の開始を遅延させる。ただし本実施例はこれに限定されるものではない。例えば、フレーム（ｎ−１）以降のフレームにおいて測光処理をフレーム毎に実行しつつ、その結果を露出制御パラメータの決定に用いないようにしてもよい。

ＡＦ制御における合焦駆動の完了後、すなわち期間Ａ２が終了した次のフレーム（ｎ）において、測光回路１０６は測光処理を開始する。測光回路１０６は、フレーム（ｎ）で蓄積された画素データをフレーム（ｎ＋１）で読み出して演算を行うことにより、撮影用の露出制御パラメータを決定する。期間Ａ１の終点（右端）のタイミングにおいて測光処理は完了し、フレーム（ｎ＋２）以降のフレームにおいて撮影のための露出制御パラメータが準備される。これにより、ＡＥ制御についての撮影条件が満たされる。以上の処理が完了することにより、撮影可能な状態（期間Ｒ）となる。

続いて、図６を参照して、本実施例におけるＡＦ制御および測光処理のフローについて説明する。図６は、ＡＦ制御および測光処理を示すフローチャートである。図６の各ステップは、主に、カメラマイコン１０１の指令に基づいて測光回路１０６または焦点検出回路１０７により実行される。なお、図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０９は実施例１で説明した図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０９とそれぞれ同様であるため、これらの説明は省略する。

図４のステップＳ２０９において、カメラマイコン１０１は、ステップＳ２０６で開始したピーク値探索のためのフォーカスレンズ駆動を停止する。続いて、カメラマイコン１０１は、ステップＳ２１０におけるフレームレートの切り換え、および、ステップＳ２１１における合焦駆動（合焦位置へのフォーカスレンズ駆動）を並行して実行する。すなわちカメラマイコン１０１は、合焦駆動中にフレームレートを切り換える。ステップＳ２１０、Ｓ２１１は、図４のステップＳ１１０、Ｓ１１２とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。

ステップＳ２１０におけるフレームレートの変更が完了し、かつ、ステップＳ２１１におけるＡＦ制御が完了した後、ステップＳ２１２において、測光回路１０６は測光処理を行う。そしてカメラマイコン１０１は、ステップＳ２１２の測光処理（およびステップＳ２１１のＡＦ制御）が完了した後、ステップＳ２１３において、入力部１１２に含まれるシャッターボタンの全押しであるＳＷ２の受け付けを許可する（レリーズ許可）。これ以降のタイミングで、撮影を行うことが可能となる（カメラマイコン１０１は撮影処理を許可する）。撮影時において、カメラマイコン１０１（測光回路１０６）は、ステップＳ２１２にてメモリに記憶された露出制御パラメータを利用することにより、適正な露出制御を行うことができる。

このように本実施例において、測光回路１０６は、カメラマイコン１０１がフォーカスレンズの合焦駆動を完了した後に、撮像素子１０２からの信号に基づいて測光処理を行う。

本実施例では、ＡＦ制御におけるフォーカスレンズの合焦駆動と並行して、フレームレートの切り換えを行い、かつ、合焦駆動完了に伴って測光処理を行う。これにより、像倍率変化の影響を低減しつつ、消費電流や温度上昇の抑制および高速な撮影動作（タイムラグの短縮化）が可能になる。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

各実施例によれば、消費電流や温度上昇を抑制しつつ高速撮影が可能な撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ カメラ
１０１ カメラマイコン
１０２ 撮像素子

Claims (14)

1. 光学像を光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子から出力される信号に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御し、かつ、該撮像素子を駆動するフレームレートを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   第１フレームレートで駆動された前記撮像素子から出力される信号に基づいて合焦位置を検出した後、
   前記合焦位置への前記フォーカスレンズの駆動中に、前記撮像素子のフレームレートを前記第１フレームレートより低い第２フレームレートに切り換えるための切り替え処理を行った後、前記第２のフレームレートで前記撮像素子から信号が出力されるようにフレームレートを制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記切り替え処理は、測光用の蓄積時間の設定処理、または、読み出しのためのゲイン設定処理の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子から出力される信号に基づいて測光処理を行う測光手段を更に有し、
   前記測光手段は、前記第１の動作が行われている間に前記測光処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記測光手段は、前記制御手段が前記撮像素子のフレームレートを前記第２のフレームレートに切り替えた後で前記測光処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記測光手段による測光処理の結果に基づいて、静止画撮影のための露出制御を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記第１の動作および前記測光手段による前記測光処理の完了後に撮影処理を許可することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、焦点調節を指示する所定の操作が行われるまで前記第２のフレームレートで前記撮像素子を駆動し、前記所定の操作に応じて前記撮像素子のフレームレートを前記第１のフレームレートに切り替えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズを移動させながら前記撮像素子から出力される信号に基づく焦点信号を取得し、前記焦点信号のピークを検出することにより前記合焦位置を検出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記測光手段は、前記合焦位置の検出に用いた焦点検出領域に対応する信号に基づいて前記測光処理を行うことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記撮像素子から出力される信号に基づいて測光処理を行う測光手段を更に有し、
    前記測光手段は、前記第１の動作の後で前記測光処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
11. 前記測光手段は、前記制御手段が前記撮像素子のフレームレートを前記第２のフレームレートに切り替えた後で、前記測光処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 撮像素子において光学像を光電変換するステップと、
    第１フレームレートで駆動された前記撮像素子から出力される信号に基づいて、合焦位置を検出するステップと、
    前記合焦位置へのフォーカスレンズの駆動中に、前記撮像素子のフレームレートを前記第１フレームレートより低い第２フレームレートに切り換えるための切り替え処理を行った後、前記第２のフレームレートで前記撮像素子から信号が出力されるようにフレームレートを制御するステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
13. 請求項１２に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
14. 請求項１３に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。