JPH09186939A

JPH09186939A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH09186939A
Application number: JP7341818A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 雅夫鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JP3658063B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低照度下においても撮像素子からファインダ
表示用及びＡＦ調整用の画像信号を得ることができるよ
うにする。【解決手段】撮像素子４から垂直方向に隣接する２画
素の情報を加算して読み出すフィールドモードと上記２
画素を加算することなく全画素を独立して読み出すフレ
ームモードとを選択的に行うことにより、静止画を撮像
するように成された撮像装置において、静止画撮像の前
に行われるファインダ表示及びＡＦ調整時には必らずフ
ィールドモードでの読み出しを行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は垂直方向の全ての画
素を独立に読み出すフレームモードと垂直方向の隣接２
画素を混合して読み出すフィールドモードとの両モード
に対応可能なインターライン型ＣＣＤ等の撮像素子を用
いた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラのような静止画撮像装
置においては、インターライン型ＣＣＤ等を用いて垂直
方向の全ての画素を独立に読み出すフレームモードと垂
直方向の隣接２画素を混合して読み出すフィールドモー
ドとの両モードを行うことができる。この両モードの内
特にフレームモードは垂直の解像度が高く、高画質を望
む使用者のニーズに対応しているため、静止画撮像装置
においては必須のモードとなっている。

【０００３】一方、このような静止画撮像装置におい
て、そのファインダとして光学部材を用いた光学ファイ
ンダが従来より多く用いられていたが、近年液晶表示装
置などを用いたＥＶＦの性能が向上し、静止画撮像装置
のファインダとしても使われるようになってきた。

【０００４】また上記静止画撮像装置において使用する
撮像素子の画素数が増大するに従い、そのオートフォー
カス（ＡＦ）性能もより高度なレベルを要求され、フォ
ーカスレンズの調整変動単位がより微小になっている。
そのため合焦判定用の信号として撮像素子自体の出力信
号を用いることが必須となってきている。

【０００５】以上のことから静止画撮像装置において
も、静止画像を生成する前に撮像素子を読み出して、そ
の読み出し出力をＥＶＦ用及びＡＦ用に利用する必要性
が非常に高くなってきた。このような状況からフレーム
及びフィールドモードによる撮像が可能でかつ撮像出力
を用いたＥＶＦ及びＡＦに対応可能な撮像装置の従来例
を以下に説明する。図１７は従来のデジタル電子カメラ
のブロック図である。図１７において、１は撮像素子に
光学像を結ぶための光学レンズで、不図示の焦点調整用
フォーカスレンズを含む。２は絞り機能とシャッター機
能を兼ねる絞り兼用メカシャッター、３は光学レンズ１
と絞り兼用メカシャッター２のメカ系各部の駆動回路で
ある。４は光学レンズにより結像された被写体像を電気
信号に変換するＣＤＤ等の撮像素子、５は撮像素子４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と言う）、６はＴＧ５か
らの信号を撮像素子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回路や増幅回路を備えた前置処理回路、８はＡ／
Ｄ変換器、９は撮像信号処理回路、１０は記録媒体で例
えばＰＣＭＣＩＡ規格のメモリーカードやハードディス
クなどである。１１は記録媒体１０に信号を記録するた
めのインターフェース回路である。１２はメカ及び操作
部、撮像信号処理部等を制御するＣＰＵを用いたシステ
ムコントローラ（シスコン）、１３はカメラを外部から
制御するための操作部、１４はファインダとして用いる
表示装置である。

【０００６】図１８は動作を説明するためのタイミング
図、図１９は撮像素子４の色フィルター配列を示す図で
ある。この色フィルタはＲ、Ｇ、Ｂの各フィルタが図示
のように配列されている。以下従来例について図１７〜
１９を用いて説明する。

【０００７】撮影者が操作部１３を操作することにより
撮影動作を開始すると、シスコン１２の制御によりメカ
系駆動回路３を駆動して各回路に電源を供給する。次に
絞り兼用メカシャッター２を不図示の測光手段により設
定された絞り径（図１８ではＦ５．６）に開いて撮像素
子４の露光を開始する。そして上記測光手段により設定
された露光時間分だけ光電荷が蓄積されるように、図１
８の電子シャッター用パルス（３）と読み出しパルス
（４）とをＴＧ５から撮像素子駆動回路６を介して撮像
素子４に供給する。これにより、撮像素子４から図１８
（６）のようにＯＤＤフィールド出力とＥＶＥＮフィー
ルド出力とが交互に出力される。この場合、図１９に示
すように、両フィールドから同じ色信号成分が出力され
る。このようにして読み出された図１８のｆｉｅｌｄ２
〜４の信号は、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に加えられることにより、ファイ
ンダ出力用の信号及びＡＦ制御用の信号に変換され、各
々表示装置１４及びシステムコントローラ１２に送られ
る。表示装置１４では撮影中の被写体を表示し、またシ
ステムコントローラ１２では上記ＡＦ用の信号をもとに
光学レンズ１の合焦点位置を検出する。合焦点位置の検
出方法については従来より種々の手段が公知であるため
ここでは説明を省略する。

【０００８】図１８に示すｆｉｅｌｄ４のタイミングで
は、電子シャッター用パルス（３）と読み出しパルス
（４）によりメカシャッター２による露光時間が決定さ
れ、ｆｉｅｌｄ４の後メカシャッターは閉状態となる。
このように電子シャッターとメカシャッター２を併用し
た後、ｆｉｅｌｄ４で露光された信号をｆｉｅｌｄ５、
６で読み出すことにより、同時刻に全画素を露光した時
間ずれのない２フィールドの信号をフレーム信号として
読み出すことができる。このようにして撮像素子４から
読み出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に加えられることにより、所
定の信号フォーマットに変換され、記録媒体Ｉ／Ｆ１１
を介して記録媒体１０に記録される。

【０００９】上述した上記従来例では、静止画記録に際
して垂直解像度が高くなるフレーム読み出しを行なって
いるが、この場合にファインダ出力及びＡＦのための撮
像出力読み出しにおいてもフレーム読み出しを行なうよ
うにしている。このようにすることにより、静止画記録
時とファインダ出力時及びＡＦ時とでは撮像素子４の感
度を同一とし、必要な露出量を同じレベルにすることが
できるため、両モードの切換時に露出制御をやり直した
り、絞りの経を変える必要がなく、その変更に要する時
間のロスをなくすことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例で示すようにファインダ出力時あるいはＡＦ時にフレ
ームモードで読み出す場合、次のような問題点が生じ
る。（１）フレームモードではフィールドモードに比べて感
度が半減する。感度が低い場合は、その分だけファイン
ダ及びＡＦが必要とする照度は高くなり、ストロボを用
いなくてはならないような低照度下ではファインダやＡ
Ｆが正常に動作しない。（２）従来例に示す動作では、ファインダ出力時及びＡ
Ｆ時に１フィールドごとに得られる信号は図１９に示す
ように１ラインづつ垂直方向にずれてしまうため、垂直
ライン数が１フィールド分しかないファインダに出力す
る際には、補間処理などを行なわないと映像が１フィー
ルドごとに垂直にずれてしまい、観察者に不快感を与え
る見ずらい画像となってしまう。

【００１１】そこで本発明の第１の目的は、低照度下に
おいても被写体を観察したりあるいは焦点調整を正しく
行うことのできる撮像装置を得ることにある。本発明の
第２の目的は、フィールド毎にずれのない画像を表示で
きるようにした撮像装置を得ることにある。本発明の第
３の目的は、レリーズタイムラグを短くすることのでき
る撮像装置を得ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、静止画
撮像モードがフレームモード／フィールドモードのどち
らであるかにかかわらず、ファインダ出力中やＡＦ動作
期間中は必ずフィールドモードで読み出しを行なうよう
にしている。

【００１３】また第２の発明では、ファインダ出力中や
ＡＦ動作期間中のフィールドモードでは、撮像素子から
の読み出しはノンインタレースとする。即ちフィールド
ごとに垂直隣接画像の加算の組み合わせを変えずに、常
時同じ画像どうしを加算して撮像素子から出力する。

【００１４】さらに第３の発明によれば、ＡＦ調整時、
ＡＦロック後、及び静止画撮像時の本露光の３つの状態
においてそれぞれの露光制御を決定するプログラム線図
を上記３つの状態に応じて変えるようにしている。具体
的には、本露光時のプログラム線図はメカシャッターの
最高速シャッタースピードと絞り径により決める。また
ＡＦロック後はフィールド読み出しを行なうと同時に、
本露光時のプログラム線図に対して各絞りでのシャッタ
ー速度がちょうど２倍となるようにプログラム線図を設
定する。さらにＡＦ調整時は、上記ＡＦロック後のプロ
グラム線図に対して同じ露光量で絞り径がより小さくな
ることのないようにプログラム線図を設定する。

【００１５】

【作用】第１の発明により、フレーム静止画の撮像にお
いて、ファインダへ出力する際あるいはＡＦ動作中には
フィールド読み出しを行うことにより、感度を略２倍に
することができ、より暗い照度下で被写体をファインダ
で観察することあるいは焦点調整を行なうことができ
る。

【００１６】また第２の発明により、ファインダ表示部
の垂直ライン数が１フィールド分しかない場合でも、常
に撮像素子から同じ垂直位相のラインの信号がフィール
ド毎に出力されるため、フィールド毎に画像がずれるこ
となく良好な表示が可能となる。そしてＡＦ動作中にも
垂直方向にずれのない画像がフィールド毎に生成される
ため、合焦点位置検出用の信号がフィールド毎に微妙に
変わることがなくなり、高速に精度の高い焦点調整が可
能となる。

【００１７】さらに第３の発明により、本露光を行なう
際とそれ以前のＡＦロック後の露光状態で絞り径が変わ
る頻度が非常に少なくなるため、絞りの設定に時間がか
かるような場合でも、その経過を待つ必要がなくなり、
本露光指令を出してからのレリーズタイムラグを短くす
ることができる。またＡＦ調整時からＡＦロック後にか
けて絞りが開く方向に変わるこのないようにプログラム
線図を設定することにより、本露光時にＡＦ調整時より
被写界深度が浅くなることのないようにして、ＡＦ調整
時の合焦調整完了の状態のまま静止画像を達成できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は本実施の形態の動作シーケ
ンスを説明するためのタイミングチャート、図２はフレ
ーム読み出しする際に、図３はフィールド読み出しする
際に撮像素子４を駆動するための各垂直転送パルスの波
形図である。また、図４はファインダ出力時及びＡＦの
露出制御における絞り径とシャッタースピードとを決定
するためのプログラム線図、図５はＡＦロック後の露出
制御における絞り径とシャッタースピードとを決定する
ためのプログラム線図、図６は本露光の露出制御におけ
る絞り径とシャッタースピードとを決定するためのプロ
グラム線図である。さらに図７〜１０は本実施の形態に
おける一部の動作シーケンスを説明するためのフローチ
ャートである。また図１１は撮像素子４の色フィルタ配
列の１例を示すイメージ図で、読み出し時の加算画素の
説明図でもある。尚、この例では補色フィルタを用いた
場合を示している。電子カメラの構成は図１７と同一の
ものが用いられる。

【００１９】以下、本実施の形態を図１〜１１を用いて
説明する。図１のＴ₁に示すように、まず絞り兼用メカ
シャッター２を閉じた状態のまま撮像素子４（本実施の
形態ではインタライン型ＣＣＤ）の出力を読み出し、そ
の出力レベルを基準の黒レベルとする。この黒レベルは
撮像素子４の暗電流むらの除去のための基準信号とした
り、露光制御用検出信号を演算する際に撮像出力から差
し引いて黒レベルの変動を吸収して、より精度良く露光
量の検出を行なうために用いる。この場合黒レベルを利
用する目的としての補正項目が撮像素子４の光電変換部
に依存するのであれば、読み出しパルスを出力して光電
変換部の暗電流分の電荷も読み出し、垂直転送部に依存
するのみであれば読み出パルスを出力しないようにす
る。

【００２０】次に図１のＴ₂に示すように、図４のＡＦ
プログラム線図に依存して露出制御を行なう。基本的に
は絞りを開放寄りにしてＡＦを行なうのが理想のため、
先ず開放絞りのＦ２．５（ＡＶ２．６）で高速シャッタ
ーにより露光を行ない、そのときの撮像素子４の出力レ
ベルと理想的な輝度レベルとを比較し、そのレベル比に
応じて露光量を変えていくようにする。

【００２１】この動作を図７、図８のフローチャートを
参照して以下に説明する。先ず、図７のステップＳ１、
Ｓ２により、ＥＶ値１３．１（絞り開放Ｆ２．５、シャ
ッタースピード１／１４００）で露光を行ない、撮像素
子４を読み出す。この読み出しは図３に示す垂直転送パ
ルスＶ₁〜Ｖ₄により行なわれる。つまり図１１に示す
ように、垂直方向の隣接２画素が混合されて読み出され
るフィールド読み出しが行われ、かつＯＤＤフィールド
とＥＶＥＮフィールドとで同じ画素同士が混合されるよ
うにまったく同一の垂直転送パルスＶ₁〜Ｖ₄がＴＧ５
より供給される。

【００２２】このようなノンインタレースのフィールド
モードによる読み出しを行なうことにより次の効果があ
る。フレームモードに比べ感度を良くすることができ
る。図１１のような補色フィルタ配列でも図１９のよう
な原色フィルタ配列でも、一回の読み出し信号によりカ
ラー映像信号が生成できる。このため特に高価なメモリ
を用いなくともリアルタイムで動画像を得ることができ
る。

【００２３】垂直ライン数の少ない液晶ディスプレ
イに表示した時の画質妨害が少ない。ＡＦ用の信号として用いる場合、各フィールド画像
に位相ずれがないため精度の良い高速ＡＦが可能とな
る。またシャッタースピードは図１のａに示すように、
電子シャッタ用のパルスＶｓｕｂを用いて光電変換部の
電荷をサブストレートから捨ててクリアすることにより
露光を開始し、光電変換部から垂直蓄積部への読み出し
をもって露光終了と決めている。

【００２４】上記露光量に対応した信号が撮像素子４か
ら出力され前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８等を介して
デジタル化された後、撮像信号処理回路９に加えられ
る。ここでは、画面上の所定領域における輝度信号積分
値が求められ、これをシステムコントローラ１２で演算
し、その結果によりメカ系駆動回路３を介して絞り兼用
メカシャッター２の絞り径及びタイミング発生回路から
の電子シャッター用バルスのタイミングを制御する。そ
してステップＳ３で輝度レベルと基準信号ｘとを比較
し、輝度レベルが基準信号ｘよりも小さければ絞り開放
のままとし、大きければ、ステップＳ４で絞りをＦ５．
６、シャッタースピード１／１４００として再度露光を
行なう。なお、絞り兼用のメカシャッター部材はその切
換えを行なった後絞りが安定するまでに数１０ｍｓに待
たなくてはならない。このため各絞り換え後は安定まで
の待機時間を設ける。

【００２５】次に再度露光した結果の撮像出力輝度信号
と基準レベルｘとをステップＳ５で比較して、輝度信号
のレベルが小さければそのままの絞り径で図８のステッ
プＳ７に移行し、ｘ＜輝度レベルであればステップＳ６
で絞りをＦ１６とした後、図８のステップ７に移行す
る。ステップＳ７では前回の露光時の輝度信号レベルを
もとに露光時間を決定して再露光を行なう。次にステッ
プＳ８により、ステップＳ７での露光時の出力信号をも
とに｜Ｘ−輝度レベル｜＜Ｙの演算を行ない、ＹＥＳであれば適正露光になっている
と判断して図のステップＳ１３に移行し、ＡＦ動作をス
タートさせる。また、ＮＯであれば、ステップＳ９によ
り、新露光時間＝（旧露光時間×（Ｘ÷輝度レベル））の演算を行なって、輝度レベルと基準レベルとを一致さ
せるようにシャッタースピードをコントロールして露出
制御を行なう。

【００２６】次にステップＳ１０によりステップＳ９で
導出された露光時間が図４に示すプログラム線図内にあ
るか否かを確認し、範囲内にあればステップＳ１１によ
り新露光時間で再露光を行い、再度レベルの比較を行な
う。またプログラム線図範囲外であればステップＳ１２
により絞りを変更して露光時間を再演算してから再露光
を行なう。

【００２７】なお、図４に示すようにプログラム線図は
ヒステリシスを有し、例えば絞りＦ５．６では露出量と
してＥＶ１２．６までシャッタースピードで制御した
後、それでもまだ暗ければ絞りをＦ２．５に変えるが、
Ｆ２．５ではＥＶ１２．６以上となっても絞り値を大き
くすることなく、ＥＶ１３．６以上となって初めて絞り
径を変えることとする。このようにすることにより頻繁
に絞りの設定が変わることなく露光量の調整が完了す
る。特に本実施の形態のように絞り兼用のシャッター部
材の制御においてはその絞り値が安定するまでに時間が
かかるため、上記のように絞りの変化が頻繁に起こらな
いような設定を行なうことは重要である。

【００２８】また上記実施の形態では、一画面分の撮像
出力から生成した輝度信号をもとに演算を行なっている
が、これを数回分の撮像出力の輝度信号の平均レベルと
しても良い。このようにすることにより、画面内に突然
目的の被写体以外のものが飛び込んできた時にもその影
響を最小限にして、露出調整及びＡＦ調整を適正に行う
ことが可能となる。なお、図１のＴ₁の次のＴ₂の期間
は図４のＡＦプログラム線図に依存して露光量を決定す
る。

【００２９】さて上記動作によりＡＦ動作可能な露光レ
ベルが得られので次に合焦点検出のためのＡＦ動作を開
始する。まず図９のステップＳ１３でＡＦ制御を開始す
る。その制御方法については従来より種々の方法が公知
であるためここでは説明を省略する。ステップＳ１４で
ＡＦ制御中に所定の周期で合焦（つまりＡＦ制御終了）
かを確認し、非合焦であればステップＳ１５で輝度レベ
ルと基準レベルとの比較を行なう。この際両レベルの差
が所定値よりも小さければＡＦ可能ということでステッ
プＳ１３に戻って引き続きＡＦ動作を継続し、大きけれ
ばＡＦ不可能と判断してステップＳ１６〜ステップＳ２
０により適正露光に設定し直した後、ＡＦ制御を再スタ
ートさせる。ただし、ステップＳ１５で用いられる所定
値Ｚは前記所定値Ｙに比べて十分大きな値とする。

【００３０】これは、ＡＦ動作可能となってからは、途
中で露光量が変わることが合焦点ポイント検出のために
は弊害となることから、焦点レンズのスキャンが始まっ
たらスキャンが一通り終了するまで露光レベルを固定と
したほうが良い結果が得られるためである。固定してし
まうことで、撮像範囲の変化等により輝度レベルが変動
してもＡＦ用合焦点検出値に影響がない場合には素早く
正確なＡＦ制御が可能となる。

【００３１】またステップＳ２０で用いられる所定値Ｙ
はステップＳ８の所定値Ｙと同じ値として、調整の開始
／終了の対応レベルにヒステリシスを与えるようにす
る。このようにすることで、露光量調整再始動は大きく
光源光量が変わってまったくＡＦ不能なレベルになった
場合にのみ実施され、一度露光量再調整が始まったら精
度良く適正露光量とすることが可能となる。

【００３２】続いて図１のＴ₃のタイミングにおける動
作について説明する。Ｔ₂の終了時点でＡＦロックとな
った後Ｔ₃では図５の絞り込み後プログラム線図に依存
して露出制御を行なう。なお、この場合にも読み出しは
ノンインターレースフィールドモードで行なうことで、
前記効果の内、〜の効果を得ることができる。以下
１０図を用いてＴ₃の期間の動作を説明する。先ずステ
ップＳ２１により直前の露光量及びその際の輝度レベル
をもとに、図５の絞り込みプログラム線図を踏まえて絞
り及び露光時間の設定を行なう。

【００３３】次にステップＳ２２でその設定により露光
された撮像素子４の出力の輝度レベルと基準値Ｘとの差
を導出し、そのレベルを所定値Ｙと比較する。差がＹ以
上であれば適正露光となっていないと判断され、再度そ
の値をもとに露出制御を変えるためにステップＳ２１に
戻る。差がＹ未満であれば適正露光として判断してステ
ップＳ２３に進み、操作部にある不図示のレリーズボタ
ンの第２レリーズのスイッチＳＷ２の押圧を確認する。
第２レリーズが押されていなければ再度露出確認を行な
うためにステップＳ２１に戻り、押されていたならばス
テップＳ２４の本露光へと移行する。このように本発明
例では、第２レリーズボタンの押圧時期に依らず、本露
光の前には上記の絞りこみの後適正レベル確認を最低一
回は行なうようにする。

【００３４】上記のようにして図１のＴ₄〜Ｔ₅の本露
光タイミングに移行していく。本露光では図１に示すよ
うに、電子シャッターとメカシャッターとできまる時間
ｃの間に露光され、Ｔ₅の期間にメカシャッターが完全
に閉じ切った後、読み出し信号１と読み出し信号２とで
順に画素信号をフレーム読み出していく。この際の撮像
素子４を駆動する垂直転送パルスＶ₁〜Ｖ₄は例えば図
２に示すような波形となる。もちろん図３に示すように
ＯＤＤフィールドとＥＶＥＮフィールドとで同一の波形
により駆動するようにしてもかまわない。上記のように
第２レリーズの押圧後直ちに本露光撮影を行なう（すな
わち押圧後に露光調整を行わない）ことで押圧後本露光
に至るまでの時間を極力短くすることができ、第２レリ
ーズからのタイムレリーズラグを非常に少なくすること
ができる。

【００３５】本露光の際の露出制御は図６のプログラム
線図によって決定するが、図６は本露光対応なのでフレ
ーム読み出しとなるため、、感度がフィールドモードの
１／２という設定になっている。そのため露出量はフィ
ールドモードの場合の２倍で適正露光となる。

【００３６】さて上記露出制御にあたって使用した図４
〜６の各プログラム線図及びその適用ルールには次のよ
うな特徴がある。（１）図４のプログラム線図は、図６の本露光プログラ
ム線図や図５の絞り込みプログラム線図に比べ、開放絞
りで撮影可能となる明るさの範囲が広い。（２）図４のプログラム線図は、絞りの切り換え設定数
を図６、図５のプログラム線図に比べ少なくしている。
つまり図４では絞り設定は３系統だが、図６、図５では
５系統になっている。

【００３７】（３）図４では各絞り間で明るさをオーバ
ーラップしてカバーしている範囲が図５に比べ多い。（４）図４の各絞り毎の最低ＴＶ値は図５の同一絞りの
最低ＴＶ値よりも所定量大きいことを特徴としている。

【００３８】（５）図４のプログラム線図による露光か
ら図５のプログラム線図による露光に移る際、図４で得
られた露出量を実現できる絞りが２種類あった場合に
は、絞り径の小さい絞りからスタートする。（６）図６の本露光用のプログラム線図は、図５の絞り
こみ後プログラム線図に対してちょうどフィールド読み
出しとフレーム読み出しの感度分だけシャッタースピー
ドをシフトしたものとする。つまり、同じ絞りではＥＶ
１段分だけ図６の方が最大露出量ともに小さくなる。
（図５でＦ２．５の場合シャッタースピードは１／３０
〜１／５００だが、図６ではＦ２．５だと１／１５〜１
／２５０である。）本実施の形態では、フレームとフィ
ールドとの感度比を１：２としているためこのような設
定となる。感度比が異なる場合には、その比に応じて本
露光プログラム線図を変える。

【００３９】上記のようにプログラム線図を構成するこ
とにより次の効果が得られる。先ず基本的なこととして
プログラム線図をもとにして露出制御を行なうことによ
り、絶対露光量が容易に検出できるため、適正露出制御
の絞りとシャッタースピードが計算値により即時に求ま
り、高速に最適露光とすることが可能となる。これはカ
ムコーダのアイリス方式に比べ静止画撮影の場合または
ストロボ等別光源を用いた撮影の場合に特に有効であ
る。

【００４０】さらに上記（１）〜（６）の各項目毎に対
応する効果を次に示す。（１）ＡＦ動作中に開放絞りで露光する頻度が多くな
り、深度の浅い状態で露光されるためより精度良くＡＦ
動作を行なうことができる。（２）、（３）ＡＦ動作中に絞りが切り換わる頻度が少
なくなり、切換えの待ち時間が少なくなるためトータル
での時間節約となる。（４）、（５）ＡＦ調整中の絞り設定に対し、ＡＦロッ
ク後の絞り設定がより開放側に行かないようにすること
ができる。その結果、フォーカス調整時の位置から絞り
をより開くことがないため、合焦点状態を劣化させずに
絞りこみ撮影及び静止画撮影を行うことができる。（６）絞り込み後の露光における絞り設定と本露光時の
絞り設定とを同一とすることができるため、第２レリー
ズ押圧後に絞り設定を変える必要がなく、時間節約がで
きるとともに絞り切り換えによる誤差が生じることが無
いため、精度のより正確な露出制御を行うことができ
る。

【００４１】（第２の実施の形態）上記第１の実施の形
態においては絞り設定切換中には出力画像の画質が劣化
してしまう。この問題点を解決するために本実施の形態
においては、図１２に示すように、メモリ１５を備えて
絞り設定切換前の画像データをこのメモリ１５に蓄積す
るようにしている。そして絞り切換中はメモリ１５に蓄
積された画像データを表示装置１４に出力する。上記メ
モリ１５の出力期間は、絞り設定の終了予定時間を見込
んで設定しても良いし、または撮像素子４の出力信号の
輝度レベルが適正レベルになったことを確認した後、メ
モリ１５の出力を終了しても良い。また本実施の形態の
制御負荷が相対的に大きく、シスコン１２内の制御用の
ＣＰＵにとって過負荷であれば、図１のＴ₂の終わり、
すなわちＡＦロック後からメモリ１５から出力しても良
い。これはＡＦ調整中は絞り切換の影響の他に、焦点未
調整のための画質劣化も重なっているため、いずれにし
ても画質の品位が十分で無いためである。

【００４２】（第３の実施の形態）上記第１、第２の実
施の形態ではシャッター兼用絞りを用いていたがこれは
もろん別体の専用絞り、専用シャッターを用いても良
い。本実施の形態によれば、より幕速の速い高速シャッ
ターと精度の高い絞りを用いることが可能となる。

【００４３】（第４の実施の形態）また第１の実施の形
態においては、図４のプログラム線図の各絞り毎の最低
ＴＶ値を図５の同一絞りの最低ＴＶ値よりも所定量大き
くする構成としたが、絞り径の小さい例えば図４のＦ１
６の絞りでの最長シャッタースピードをより大きくした
プログラム線図を用いても良い。これは、絞り径の十分
小さいＦ１６〜Ｆ８では、被写界深度が十分深いため、
Ｆ１６でフォーカス調整してＦ８で撮影しても画質の劣
化は目立たないためである。本実施の形態によれば、図
１３に示すように絞りＦ１６での最低露出量をＥＶ１
４．８とすることができ、ヒステリシスのマージンを十
分にとることができるため、絞りの設定が変わる頻度を
より少なくすることができる。

【００４４】（第５の実施の形態）上記各実施の形態に
おいて、露出レベル調整中及びＡＦ調整中に輝度信号の
大きな変化があった場合、その輝度信号の変化が短期間
でもとのレベルに戻るような場合は、この急激変化が起
きた期間の出力信号は無視して露出調整及びＡＦ調整を
行うようにしても良い。図１４〜１６は本実施の形態を
実現するためのフローチャートの一例である。図１４の
ステップＳ７〜Ｓ１０、Ｓ１２は図８のステップＳ７〜
Ｓ１１と実質的に同じである。図１４ではステップＳ８
で基準値Ｘと出力信号輝度レベルとの差の絶対値が所定
値Ｙよりも大きい場合には、まずステップＳ２５で変数
Ｎに１を加算する。なおＮにはあらかじめ初期値０が設
定されている。

【００４５】続いてステップＳ２６でＮと定数Ａとの大
小を比較し、Ｎが小さければ、短期間の異常値というこ
とで前回と露出量を変えずにステップＳ７で再露光を行
なう。一方Ｎが大きければ実際の被写体条件が変わった
と認識してステップＳ９で露光時間を計算し直し、Ｎ＝
０とした後、第１の実施の形態と同様にステップＳ９、
Ｓ１０を経てステップＳ７に戻る。またステップＳ８で
輝度レベルが所定範囲内に入っていればステップＳ２７
でＮ＝０とした後、次ぎのシーケンス（図１０のステッ
プＳ２１）に移行する。以上の動作により、画面内に短
期間非被写体が入り込んできた場合でも、その影響を無
くした露光設定が可能となる。

【００４６】また、図１５のステップＳ１３〜Ｓ２０は
図９のステップＳ１３〜Ｓ２０と同じである。図１５で
は、ステップＳ１５で基準値Ｘと出力信号輝度レベルと
の差の絶対値が所定値Ｚよりも大きい場合には、まずス
テップＳ２８で変数Ｎに１を加算する。なおＮにはあら
かじめ初期値０が設定されている。続いてステップＳ２
９でＮと定数Ａとの大小を比較し、Ｎが小さければ短期
間の異常値ということで前回と露出量を変えずにステッ
プＳ３０で再露光を行ない、再度ステップＳ１５で輝度
レベルの大小を判定する。一方Ｎが大きければ実際の被
写体条件が変わったと認識してステップＳ１６で露光時
間を計算し直し、Ｎ＝０とした後、ステップＳ１３〜Ｓ
２０を経てステップＳ１３へ戻る。

【００４７】この図１５の動作によれば、輝度レベルの
異常を検出しＡＦ制御を抜けた場合にも、その以上値が
短期間で終了してもとの値に戻るようであれば、特にそ
の間のデータを無視するのみで露出制御も変えることな
く、引き続きＡＦ動作を行うように構成されているた
め、目的としている被写体以外のものが突然画面内に飛
び込んできてもその影響を受けることなくＡＦ調整を行
うことが可能となる。

【００４８】図１６のステップＳ２１〜Ｓ２４は図１０
のステップＳ２１〜Ｓ２４と同じである。ただしステッ
プＳ２１において変数Ｙに初期値Ｙ０が設定されている
ことをその前のステップＳ３１で明記した。図１６では
ステップＳ２２で基準値Ｘと出力信号輝度レベルとの差
の絶対値が所定値Ｙよりも小さい場合には露出レベルは
適正になっていると考えられ、ステップＳ３６で変数Ｙ
に対し正の定数ａを加算する。このように判定レベルに
ヒステリシスを持たせることで以後のステップＳ２２の
判定でＮｏとなる頻度が減り、頻繁に露出レベルの変更
を行なって見苦しい画像になることが防止される。

【００４９】一方、ステップＳ２２で基準値Ｘと出力信
号輝度レベルとの差の絶対値が所定値Ｙよりも大きい場
合には、まずステップＳ３２で変数Ｎに１を加算する。
なおＮにはあらかじめ初期値０が設定されている。続い
てステップＳ３３でＮと定数Ａとの大小を比較し、Ｎが
小さければ短期間の異常値ということでステップＳ３４
で前回と露出量を変えずに再露光を行ない、再度ステッ
プＳ２２で輝度レベルの大小を判定する。一方Ｎが大き
ければ、実際の被写体条件が変わったと認識し、露出制
御を変えるための動作に移行するが、その際、本実施の
形態では、変数Ｙがそれまでの動作でＹ＝Ｙ０＋ａとな
っていることがありうるのでステップＳ３５によりＹ＝
Ｙ０に戻しておく。Ｙ０に戻した後、再度ステップＳ２
１に戻り、露出レベルの再設定を行なう。この図１６の
動作によれば、画面内に突然目的の被写体以外のものが
飛び込んできた時にもその影響を受けることなく露出調
整を適正に行うことが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、フレーム静止画の撮像記録においてもファインダへ
出力する際及び／又はＡＦ動作中にはフィールド読み出
しすることで感度を略２倍にすることができ、より暗い
照度下で被写体をファインダで観察することあるいは焦
点調整を行なうことができる。特にゲインアップをせず
に感度アップができるため良好な画質での撮影が可能と
なり、またゲインアップ機能と組み合わせることにより
さらに低照度被写体にも対応することが可能となる。さ
らには、色フィルタの配列についても様々な種類の撮像
素子に対応可能となり、特に安価なカムコーダ用の補色
フィルタにも対応可能となる。

【００５１】また第２の発明によれば、ファインダ表示
部の垂直ライン数が１フィールド分しかない場合でも、
常に撮像素子から同じ垂直位相のラインの信号がフィー
ルド毎に出力されるため、フィールド毎に画像がずれる
ことなく良好な表示ができる。またＡＦ動作中にも垂直
方向にずれのない画像がフィールド毎に生成されるた
め、合焦点位置検出用の信号がフィールド毎に微妙に変
わることがなくなり、高速に精度の高い焦点調整ができ
る。また各フィールド毎の信号がより安定しているの
で、各フィールド間の信号の演算を行う必要が無くな
り、ＡＦ制御方法自体をより単純化することもできる。

【００５２】さらに上記第３の発明によれば、本露光を
行なう際とそれ以前のＡＦロック後の露光状態で絞り径
が変わる頻度が非常に少なくなるため、絞りの設定に時
間がかかるような場合でもその経過を待つ必要がなくな
り、本露光指令を出してからのレリーズタイムラグを短
くすることが可能となる。また、ＡＦ調整時からＡＦロ
ック後にかけて絞りが開く方向が変わることのないよう
にプログラム線図を設定することにより、本露光時にＡ
Ｆ調整時より被写界深度が浅くなることのないようにし
て、ＡＦ調整時の合焦調整完了状態のまま静止画撮像を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による動作を示すタ
イミングチャートである。

【図２】本発明の第１の実施の形態による動作を示すタ
イミングチャートである。

【図３】本発明の第１の実施の形態による動作を示すタ
イミングチャートである。

【図４】第１の実施の形態に用いられるプログラム線図
である。

【図５】第１の実施の形態に用いられるプログラム線図
である。

【図６】第１の実施の形態に用いられるプログラム線図
である。

【図７】第１の実施の形態の動作を示すフローチャート
である。

【図８】第１の実施の形態の動作を示すフローチャート
である。

【図９】第１の実施の形態の動作を示すフローチャート
である。

【図１０】第１の実施の形態の動作を示すフローチャー
トである。

【図１１】本発明で用いられる撮像素子の色フィルタ配
列を示す構成図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図
である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態で用いられるプロ
グラム線図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１５】本発明の第５の実施の形態の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１６】本発明の第５の実施の形態の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１７】従来及び本発明の第１の実施の形態による撮
像装置のブロック図である。

【図１８】従来の撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図１９】従来の撮像装置で用いられる色フィルタ配列
を示す構成図である。

【符号の説明】１光学レンズ２絞り兼用シャッター４撮像素子９撮像信号処理回路１２システムコントローラ１３操作部１４表示装置１５メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子から垂直方向に隣接する２画素
の情報を加算して読み出す第１のモードと上記２画素を
加算せずに全画素の情報をそれぞれ読み出す第２のモー
ドとを選択的に行うと共に、上記撮像素子からファイン
ダ用画像を得る第３のモードとレンズの焦点調整を行う
第４のモードとの少くとも１つのモードを行うように成
された撮像装置において、上記第３、第４のモードの少くとも１つのモードを行う
ときは上記第１のモードで撮像を行うように制御する制
御手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】上記第３、第４のモードの少くとも１つ
のモードにおいて行われる上記第１のモードよる上記撮
像素子からの読み出しが、一画面のフィールド読み出し
毎にノンインターレースによる読み出しであることを特
徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】撮像素子による静止画撮像モードとレン
ズの焦点調整モードとを行うように成された撮像装置に
おいて、上記焦点調整モードを行うときは、第１のプログラム線
図に基づいて露光量制御を行い、上記焦点調整モードの
終了後は、第２のプログラム線図に基づいて露光量制御
を少くとも１回行い、次に上記静止画撮像モードを行う
ときは第３のプログラム線図に基づいて露光量制御を行
うように制御する露光制御手段を設けたことを特徴とす
る撮像装置。
【請求項４】上記第１、第２のプログラム線図に基づ
く撮像時には、上記撮像素子から垂直方向に隣接する２
画素を加算して読み出すことを特徴とする請求項３記載
の撮像装置。
【請求項５】上記第２のプログラム線図における各絞
り値での最大、最小のシャッター速度と上記第３のプロ
グラム線図における各絞り値での最大、最小のシャッタ
ー速度との比が、上記撮像素子から上記２画素を加算し
て読み出すときの上記撮像素子の感度と上記２画素を加
算せずに読み出すときの上記撮像素子の感度との比に対
応することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】上記第１のプログラム線図の開放絞りで
とり得るシャッター速度の範囲が、上記第２、第３のプ
ログラム線図の開放絞りでとり得るシャッター速度の範
囲より広いことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項７】上記第１のプログラム線図において設定
され得る絞り値の種類が上記第２、第３のプログラム線
図において設定され得る絞り値の種類より少ないことを
特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項８】上記第１のプログラム線図の各絞り値で
とり得る最長シャッター時間が、上記第２、第３のプロ
グラム線図の各絞り値でとり得る最長シャッター時間よ
り短いことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項９】上記第１のプログラム線図の各絞り値間
でオーバーラップしてカバーしている明るさが、上記第
２、第３のプログラム線図の各絞り値間でオーバーラッ
プしてカバーしている明るさにより大きいことを特徴と
する請求項３記載の撮像装置。
【請求項１０】上記露光制御手段は、上記第１のプロ
グラム線図による露光から上記第２のプログラム線図に
よる露光に移る際に、第１のプログラム線図による露光
中に得られた情報から決められた露光量を実現する絞り
値が第２のプログラム線図上で２種類以上ある場合に、
最も小さい絞り値によって露光量を設定することを特徴
とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項１１】上記撮像素子としてインターライン型
ＣＣＤを用いたことを特徴とする請求項１又は３記載の
撮像装置。
【請求項１２】上記撮像素子から得られる画像信号を
処理する処理手段と、上記処理された画像信号を表示す
る表示手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の
撮像装置。
【請求項１３】上記表示手段は、表示可能な垂直ライ
ン数が１フィールド分であることを特徴とする請求項１
２記載の撮像装置。
【請求項１４】上記表示手段が液晶表示装置であるこ
とを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１５】上記撮像素子から画像信号を記録媒体
に記録する処理を行う記録処理手段を設けたことを特徴
とする請求項１又は３記載の撮像装置。