(57)【要約】  本発明の撮像装置は、動作期間と合焦動作期間とを有し、複数の画素の画像信号を混合して読み出すことが可能なＣＣＤ１０２と、画像信号を画像データに変換するＡＦＥ１０３と、画像データを表示データに変換する信号処理部１０４ｂと、表示データを表示するＬＣＤ１０７と、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートと画素混合数を変更する画素混合制御部１０４ｃとを備え、画素混合制御部１０４ｃは、合焦動作期間においては、通常動作期間よりも高い読出フレームレートでＣＣＤ１０２から画像信号を読み出すように制御し、画素混合制御部１０４ｃは、合焦動作期間においては、通常動作期間よりも大きい画素混合数でＣＣＤ１０２から画像信号を読み出すように制御することを特徴とする。このような構成によれば、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができる撮像装置を提供することができる。
2008023709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常動作期間と合焦動作期間とを有し、
複数の画素の画像信号を混合して読み出すことが可能な撮像素子と、
前記画像信号を画像データに変換する第１の信号処理部と、
前記画像データを表示データに変換する第２の信号処理部と、
前記表示データに基づく画像を表示する表示部と、
前記撮像素子の読出フレームレートを変更する読出フレームレート制御部と、
前記撮像素子の画素混合数を変更する画素混合制御部とを備え、
前記読出フレームレート制御部は、
前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも高い読出フレームレートで前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御し、
前記画素混合制御部は、
前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも大きい画素混合数で前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、撮像装置。
【請求項２】
前記画素混合制御部は、
前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画素混合制御部は、
前記合焦動作期間に続く所定数のフレームの画素混合数を変更する、請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記読出フレームレート制御部は、
前記合焦動作期間の直前のフレームにおいては、前記通常動作期間の読出フレームレートよりも高く、前記合焦動作期間の読出フレームレートよりも低い読出フレームレートで前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記表示部は、
前記撮像素子の読出フレームレートと同じ表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する、請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記表示部は、
前記合焦動作期間においても、前記通常動作期間の前記撮像素子の読出フレームレートと同じ表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する、請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体の明るさを検出する輝度検出部をさらに有し、
前記画素混合制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を変更する、請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画素混合制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記画素混合制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更する、請求項７または８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記読出フレームレート制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の読出フレームレートを変更する、請求項７から９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記読出フレームレート制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを変更する、請求項７から１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記読出フレームレート制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさが所定の明るさより暗い場合は、前記合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項７から１１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記画素混合制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を変更する、請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記画素混合制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画素混合制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更する、請求項１３または１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記読出フレームレート制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の読出フレームレートを変更する、請求項１３から１５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記読出フレームレート制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを変更する、請求項１３から１６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記読出フレームレート制御部は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさが所定の明るさより暗い場合は、前記合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項１３から１７のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の合焦動作に関する。より詳しくは、被写体が暗いときでも高速な合焦動作を可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの普及が著しい。写真撮影の初級者向け小型デジタルカメラでは、使用者の技量によらず、一定程度の品質の写真を撮影できることが望ましい。そのため、合焦は自動で行われることが通常であり、シャッターチャンスを逃さないために、合焦動作期間を極力短縮する必要がある。【０００３】
小型デジタルカメラは、光学ファインダを持たないものも多く、合焦動作期間もデジタルカメラ本体の背面に配されている液晶表示部で、被写体を視認し続けることになる。そのため、合焦動作期間においても、表示部に被写体の画像を違和感なく表示させる必要がある。【０００４】
自動合焦動作の方式は、アクティブ方式とパッシブ方式とに大きく分けられる。アクティブ方式は、被写体に赤外線または超音波を照射して、被写体で反射した赤外線または超音波を受けて、被写体までの距離を測定する方式である。アクティブ方式は、小型銀塩カメラに多く採用されている。【０００５】
一方、パッシブ方式は、光学系で捕らえた画像に基づいて距離を測定する方式である。パッシブ方式は、さらに、位相差検出方式とコントラスト検出方式とに分けられる。位相差検出方式は、銀塩カメラ、デジタルカメラを問わず、一眼レフカメラに多く採用されている。一方、小型デジタルカメラの多くは、コントラスト検出方式を採用している。【０００６】
コントラスト検出方式では、光学系内のフォーカスレンズを徐々に光軸方向へ移動させながら、撮像素子から得られた画像のコントラストが極大になるフォーカスレンズの位置を合焦位置とする。コントラストは、撮像素子から得られた画像の高周波成分に基づいて評価するのが一般的である。【０００７】
高周波成分の評価は、フレームごとに行われるので、合焦動作期間を短縮するためには、撮像素子の読出フレームレートを上げる必要がある。しかし、撮像素子の読出フレームレートを上げると、露光時間が短くなる。撮像素子における露光時間が短くなると、表示部に表示される画像が暗くなるとともに、コントラスト検出方式による自動合焦動作が不安定になるという問題が生じる。【０００８】
上記問題に関連したデジタルカメラが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に係るデジタルカメラは、被写体の輝度が第１の閾値以上のときは撮像素子の読出フレームレートを高くし、被写体の輝度が第２の閾値以下のときは撮像素子の読出フレームレートを低くする構成である。【０００９】
これによって、被写体が明るいときは、高い読出フレームレートによって高速な合焦動作を行い、被写体が暗いときは、低い読出フレームレートによって露光時間を長くすることができる。
【特許文献１】特開２００３−２６２７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載のデジタルカメラでは、被写体が暗いときには高速に合焦動作を行うことができない。【００１１】
本発明の目的は、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、通常動作期間と合焦動作期間とを有し、複数の画素の画像信号を混合して読み出すことが可能な撮像素子と、前記画像信号を画像データに変換する第１の信号処理部と、前記画像データを表示データに変換する第２の信号処理部と、前記表示データに基づく画像を表示する表示部と、前記撮像素子の読出フレームレートを変更する読出フレームレート制御部と、前記撮像素子の画素混合数を変更する画素混合制御部とを備え、前記読出フレームレート制御部は、前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも高い読出フレームレートで前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御し、前記画素混合制御部は、前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも大きい画素混合数で前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被写体の明るさに応じて合焦動作期間の画素混合数を変更するので、被写体が暗いときには画素混合数を大きくすることで露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。よって、高速な合焦動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１であるデジタルカメラのブロック図である。
【図２】図２は、合焦動作の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、画像信号を混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図である。
【図４】図４は、通常動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、合焦動作期間から通常動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、実施の形態２における動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
１０１  光学系
１０１ａ  フォーカスレンズ
１０１ｂ  光軸
１０２  ＣＣＤ
１０３  ＡＦＥ
１０４  信号処理ＬＳＩ
１０４ａ  ＣＰＵ
１０４ｂ  信号処理部
１０４ｃ  画素混合制御部
１０４ｄ  合焦制御部
１０５  ＳＤＲＡＭ
１０６  メモリカード
１０７  ＬＣＤ
１０８  シャッタ釦
１０９  バス
１１０  ＣＣＤ駆動ＩＣ
１１１  モータ駆動ＩＣ
１１２  露出計
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の撮像装置は、上記構成を基本として、以下のような様々な態様をとることができる。【００１７】
すなわち、本発明の撮像装置において、前記画素混合制御部は、前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する構成とすることができる。このような構成により、被写体が暗いときには画素混合数を大きくすることで露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。【００１８】
また、前記画素混合制御部は、前記合焦動作期間に続く所定数のフレームの画素混合数を変更する構成とすることができる。【００１９】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記合焦動作期間の直前のフレームにおいては、前記通常動作期間の読出フレームレートよりも高く、前記合焦動作期間の読出フレームレートよりも低い読出フレームレートで前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。【００２０】
また、前記表示部は、前記撮像素子の読出フレームレートと同じ表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。【００２１】
また、前記表示部は、前記合焦動作期間においても、前記通常動作期間の前記撮像素子の読出フレームレートと同じ表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する構成とすることができる。このような構成とすることで、合焦動作期間でも表示フレームレートが変化せず、表示フレームレートが変わることによる違和感の発生を回避することができる。【００２２】
また、被写体の明るさを検出する輝度検出部をさらに有し、前記画素混合制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして画像を明るくすることができる。【００２３】
また、前記画素混合制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、通常動作期間の画素混合数と合焦動作期間の画素混合数との中間の画素混合数に設定することによって、画像の明るさが急激に変化することがなく、滑らかに連続表示することができる。【００２４】
また、前記画素混合制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、合焦動作期間において画像の明るさの変動を少なくすることができ、滑らかに画像を連続表示することができる。【００２５】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は読出フレームレートを下げて露光時間を長く確保し、被写体が明るい場合は読出フレームレートを上げて、より合焦動作期間を短縮することができる。【００２６】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成により、被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光時間が短くてもよいので、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。【００２７】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさが所定の明るさより暗い場合は、前記合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する構成とすることができる。このような構成により、読出フレームレートを下げたのと同じ効果が得られる。【００２８】
また、前記画素混合制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして画像を明るくすることができる。【００２９】
また、前記画素混合制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、通常動作期間の画素混合数と合焦動作期間の画素混合数との中間の画素混合数に設定することによって、画像の明るさが急激に変化することがなく、滑らかに連続表示することができる。【００３０】
また、前記画素混合制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、合焦動作期間において画像の明るさの変動を少なくすることができ、滑らかに画像を連続表示することができる。【００３１】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は読出フレームレートを下げて露光時間を長く確保し、被写体が明るい場合は読出フレームレートを上げて、より合焦動作期間を短縮することができる。【００３２】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成により、被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光時間が短くてもよいので、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。【００３３】
また、前記読出フレームレート制御部は、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく画像の明るさが所定の明るさより暗い場合は、前記合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する構成とすることができる。このような構成により、読出フレームレートを下げたのと同じ効果が得られる。【００３４】
（実施の形態１）
〔１．撮像装置の構成〕
図１は、実施の形態におけるデジタルカメラのブロック図である。【００３５】
光学系１０１は、被写体の像をＣＣＤ１０２（CCD:Charge Coupled Device）上に結像する。光学系１０１は、複数のレンズ群（図示せず）で構成されており、フォーカスレンズ１０１ａを含む。フォーカスレンズ１０１ａは、レンズ群を保持する鏡筒内を光軸１０１ｂ方向に移動することによって、被写体の像をＣＣＤ１０２上に合焦させる。【００３６】
ＣＣＤ１０２は、結像した被写体の光学的画像を電気信号（画像信号）に変換して出力する。ＡＦＥ（Analog Front End）１０３は、アナログ信号であるＣＣＤ１０２から出力される画像信号を、デジタル信号である画像データに変換して、バス１０９を経由してＳＤＲＡＭ１０５（Syncronous Dynamic Random Access Memory）に格納する。ＡＦＥ１０３は、画像信号のノイズ成分を除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路、画像信号の大きさを調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（いずれも図示せず）などを含むＬＳＩである。【００３７】
信号処理ＬＳＩ１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４ａ、信号処理部１０４ｂ、画素混合制御部１０４ｃ、合焦制御部１０４ｄで構成されている。ＣＰＵ１０４ａは、信号処理ＬＳＩ１０４内のＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）に記録された命令によって、信号処理ＬＳＩ１０４の全体の制御を行う。信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３によってＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データを、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０７での表示に適した表示データに変換して、ＬＣＤ１０７に出力する。【００３８】
信号処理ＬＳＩ１０４は、ＬＣＤ１０７に表示データを出力している状態で、シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって、合焦動作期間を開始させる。また、信号処理ＬＳＩ１０４は、シャッタ釦１０８が全押し操作されることによって、撮影を行うように各部を制御する。信号処理部１０４ｂは、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データが、シャッタ釦１０８が全押し操作されることによって撮影された画像データである場合は、ＳＤＲＡＭ１０５に格納されている画像データを記録データに変換して、メモリカード１０６に記録するよう制御する。また、信号処理部１０４ｂは、メモリカード１０６に記録された記録データを表示用の画像データ（以下、表示データと称する）に変換して、表示データに基づく画像をＬＣＤ１０７に表示させる。【００３９】
信号処理部１０４ｂは、シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって合焦動作期間が開始されると、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。画像データの高周波成分は、フーリエ変換、ディスクリートコサイン変換、ウェーブレット変換などによって、画像データを空間周波数データに変換することで得られる。【００４０】
合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂから送られる高周波成分の情報に基づいて、モータ駆動ＩＣ１１１に駆動信号を送って、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側または広角側へ微小距離移動させる。フォーカスレンズ１０１ａの微小距離移動後、信号処理部１０４ｂは、再度、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。合焦制御部１０４ｄは、以上の動作を繰り返して、フォーカスレンズ１０１ａを高周波成分の強度が極大になる合焦位置に移動させる。【００４１】
ＣＣＤ１０２は、複数の画素の画像信号を混合して読み出すことができる。また、ＣＣＤ１０２は、所定の画素に対して、その周辺画素の混合数ｎ（ｎは１以上の整数）を選択する機能を有する。ＣＣＤ１０２から複数の画像信号を混合して読み出すと、各画素の画像信号は混合した画素数分大きくなるので、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。【００４２】
画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の画素混合数を変更する機能を有する。画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを変更する機能も有する。画素混合制御部１０４ｃは、露出計１１２からＣＰＵ１０４ａを介して送られる被写体の明るさの情報に基づいて画素混合数を計算し、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に駆動信号を送って、ＣＣＤ１０２において混合する画素数の変更を指示する。【００４３】
露出計１１２は、被写体の明るさを検出して、明るさの情報をＣＰＵ１０４ａに報知する。【００４４】
なお、ＣＣＤ１０２は、本発明の撮像素子の一例である。ＡＦＥ１０３は、本発明の第１の信号処理部の一例である。信号処理部１０４ｂは、本発明の第２の信号処理部の一例である。ＬＣＤ１０７は、本発明の表示部の一例である。画素混合制御部１０４ｃは、本発明の読出フレームレート制御部と画素混合制御部の機能を包含する。露出計１１２は、本発明の輝度検出部の一例である。【００４５】
また、本発明の第１の信号処理部に相当するＡＦＥ１０３と、本発明の第２の信号処理部に相当する信号処理部１０４ｂを含む信号処理ＬＳＩ１０４は、単一のＬＳＩで構成されていてもよい。画素混合制御部１０４ｃは、信号処理部１０４ｂに含まれていてもよい。ＣＰＵ１０４ａは、画素混合制御部１０４ｃの機能を実行可能な構成としてもよい。【００４６】
〔２．撮像装置の動作〕
〔２−１．合焦動作〕
図２は、合焦動作の処理の一例を示すフローチャートである。シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって、合焦動作が開始される（Ｓ２０１でＹＥＳの判定）。ＣＣＤ１０２は、合焦動作期間も定期的に画像信号を出力する。ＡＦＥ１０３は、ＣＣＤ１０２から出力される画像信号を、ＳＤＲＡＭ１０５に更新格納している。【００４７】
次に、信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３から出力される現在の画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０２）。【００４８】
次に、合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂで求めた高周波成分の強度に基づき、モータ駆動ＩＣ１１１を制御して、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させる（Ｓ２０３）。【００４９】
次に、信号処理部１０４ｂは、再度、ＡＦＥ１０３から出力される画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０４）。【００５０】
次に、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０５でＮＯの判定）、Ｓ２０３、Ｓ２０４の処理を繰り返す。【００５１】
一方、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも小さい場合は（Ｓ２０５でＹＥＳの判定）、合焦制御部１０４ｄにレンズ移動命令を出力する。合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂからの命令に基づき、モータ駆動ＩＣ１１１を制御して、フォーカスレンズ１０１ａを広角側に微小距離移動させる（Ｓ２０６）。【００５２】
次に、信号処理部１０４ｂは、再度、ＡＦＥ１０３から出力される画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０７）。【００５３】
次に、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が移動前の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０８でＮＯの判定）、Ｓ２０６、Ｓ２０７の処理を繰り返す。【００５４】
信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも小さくなると（Ｓ２０８でＹＥＳの判定）、一度、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させて（Ｓ２０９）、処理を終了する。【００５５】
以上のように制御することで、画像データの高周波成分の強度が極大になるフォーカスレンズ１０１ａの合焦位置を求める。【００５６】
〔２−２．画素混合動作〕
図３は、画像信号を混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図である。この例の場合、画素３０１〜３０６を中心にして上下左右及び斜め方向に２画素離れた周辺８画素の画像信号が混合された後に読み出される。即ち、図３において、画素３０１を中心画素とした場合、画素３０１から２画素離れた画素３０１ａ〜３０１ｈの画像信号が、画素３０１の画像信号に混合された後に、画素３０１の画像信号として読み出される。画素３０２〜３０６についても同様である。【００５７】
複数の画像信号を混合して読み出すと、各画素の画像信号のレベルは、混合した画素数分大きくなるので、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。なお、図３は、周辺８画素の画像信号を混合した後に読み出す例であるが、画像信号の混合数ｎ（ｎは１以上の整数）を変更することができる。【００５８】
〔３．撮像装置の動作の遷移〕
〔３−１．通常動作から合焦動作への遷移〕
図４は、通常動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。図４（ａ）は垂直同期信号を示す。図４（ｂ）におけるｔ１〜ｔ７は、読出フレームレート及び画素混合設定を行う期間を示す。また、図４（ｂ）には、該当するフレームにおいて設定される読出フレームレートと画素混合数とを示している。図４（ｃ）は、ＣＣＤ１０２から出力され、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データに基づく画像を模式的に示す。なお、図４（ｃ）に示す画像は、画素混合の程度をドットの密度で示しており、画素混合数が多いほどドットの密度は低くなることを示している。図４（ｃ）において、画像３１は２画素混合された画像、画像３２は５画素混合された画像、画像３３は８画素混合された画像を示す。図４（ｄ）は、信号処理部１０４ｂが画像データを表示データに変換する信号処理のタイミングを示す。図４（ｅ）は、表示データを模式的に示す。図４（ｅ）において、画像２１は合焦していない状態の画像を示す。【００５９】
図４に示す遷移は、フレーム１の途中であるタイミングＳ１で、シャッタ釦１０８が半押し操作されたものとする。フレーム１からフレーム３は通常動作期間、フレーム４からフレーム７は合焦動作期間である。通常動作期間では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓ（frame per second）であるが、合焦動作期間では、合焦を高速に行うために読出フレームレートを６０ｆｐｓに上げている。フレーム７以降（図示せず）も、合焦動作が完了するまで合焦動作期間が継続する。【００６０】
読出フレームレートの設定は、図４（ｂ）に示す期間ｔ１〜ｔ７（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１とフレーム２では、読出フレームレートを３０ｆｐｓに設定している。フレーム３では、フレーム４以降の読出フレームレートを６０ｆｐｓにするために、読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定している。フレーム４以降の読出フレームレートは、引き続き６０ｆｐｓに設定されている。【００６１】
フレーム１とフレーム２では、周辺２画素の画像信号を混合して読み出している。合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３では、周辺５画素の画像信号を混合して読み出している。合焦動作期間であるフレーム４からフレーム７では、周辺８画素の画像信号を混合して読み出している。【００６２】
合焦動作期間では、読出フレームレートが６０ｆｐｓに設定されることによって、露光時間を十分に確保することができない。特に、被写体が暗い場合には、ＡＦＥ１０３から出力される画像データのＳ／Ｎ比が劣化するので、合焦動作が不安定になる。そこで、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。また、合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３においても、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。【００６３】
画素混合の設定は、図４（ｂ）に示す期間ｔ１〜ｔ７（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１では、混合数を２画素に設定している。フレーム２では、混合数を５画素に設定している。また、フレーム３以降は、混合数を８画素に設定している。【００６４】
また、一般に、ＣＣＤ１０２の画素数は、数百万画素から一千万画素程度であるのに対して、ＬＣＤ１０７の画素数は、数十万画素にとどまる。そのため、被写体の画像をＬＣＤ１０７に表示する場合は、通常動作期間、合焦動作期間に係わらず、ＹＣ分離処理と縮小処理とを行って、表示データを生成する。【００６５】
図４（ｅ）に示すように、表示データの生成処理は、ＳＤＲＡＭ１０５に画像データが格納された次のフレームで行われる。即ち、フレーム２では、フレーム１でＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データを、表示データに変換する。フレーム３も同様に変換処理される。【００６６】
フレーム３では、フレーム２において２画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３１）を、表示データに変換する。フレーム４では、フレーム３において５画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３２）を、表示データに変換する。フレーム５では、フレーム４において８画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３３）を、表示データに変換する。このように、２画素混合処理から８画素混合処理に遷移する途中に、５画素混合処理のフレームを挿入することで、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【００６７】
〔３−２．合焦動作から通常動作への遷移〕
図５は、合焦動作期間から通常動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。図５（ａ）〜（ｅ）の内容は、それぞれ図４（ａ）〜（ｅ）の内容に対応している。図５において、画像２２は合焦している状態の画像を示す。【００６８】
図５において、フレーム１０におけるタイミングＳ２で合焦が確認されたものとする。画像の合焦が行われると、図５（ｅ）に示すように画像２２にマーク２３を表示させるとともに、システム音２４を出力することで、使用者に対して合焦したことを報知する。図５（ｅ）に示すマーク２３は、使用者がシャッタ釦１０８の半押し操作を解除するか、全押し操作に移行して撮影を行うまで、表示する。【００６９】
フレーム８からフレーム１１は合焦動作期間、フレーム１２からフレーム１４は通常動作期間である。合焦動作期間では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは６０ｆｐｓに設定されているが、通常動作期間では３０ｆｐｓに下げる。【００７０】
読出フレームレートの設定は、図５（ｂ）に示す期間ｔ８〜ｔ１４（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定している。フレーム１１では、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１２以降の読出フレームレートを３０ｆｐｓにするために、読出フレームレートを３０ｆｐｓに設定している。フレーム１２以降の読出フレームレートは、引き続き３０ｆｐｓに設定している。【００７１】
また、フレーム８からフレーム１１では、周辺８画素の画像信号を混合して読み出している。通常動作期間であるフレーム１２からフレーム１４では、周辺２画素の画像信号を混合して読み出している。【００７２】
合焦動作期間では、読出フレームレートが６０ｆｐｓになることによって、露光時間を十分に確保することができない。特に、被写体が暗い場合には、得られる画像データのＳ／Ｎ比が劣化するので、合焦動作が不安定になる。そこで、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。【００７３】
画素混合の設定は、図５（ｂ）に示す期間ｔ８〜ｔ１４（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、混合数を８画素に設定しているが、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１１では、フレーム１２以降に２画素混合を行うために、混合数を２画素に設定している。フレーム１２以降の混合数は、引き続き２画素に設定されている。【００７４】
図５（ｅ）に示すように、表示データの生成処理は、画像データが格納された次のフレームで行われる。例えば、フレーム１２では、フレーム１１において８画素混合で読み出された画像データを表示データに変換する。【００７５】
〔４．実施の形態の効果〕
以上のように本実施の形態では、合焦動作期間において、通常動作期間の画素混合数よりも大きい画素混合数でＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すので、読出フレームレートが６０ｆｐｓに上がった合焦動作期間でも、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。【００７６】
これによって、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるという優れた効果を奏する。【００７７】
〔５．その他の構成〕
〔５−１．画素混合〕
本実施の形態では、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数は、通常動作期間の画素混合数と合焦動作期間の画素混合数の中間値とした。これによって、通常動作期間から合焦動作期間に遷移する場合に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【００７８】
本実施の形態では、合焦動作期間から通常動作期間への遷移において、８画素混合から２画素混合に直接遷移するものとしたが、これに限らない。例えば、合焦動作期間の直後のフレームは、５画素混合となるように制御してもよい。また、合焦動作期間の後の所定数のフレームは、８画素混合から２画素混合へ段階的に画素混合数を変更するように制御してもよい。これによって、合焦動作期間から通常動作期間に遷移する場合に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【００７９】
〔５−２．読出フレームレート〕
本実施の形態では、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートは通常動作期間の読出フレームレートと同じとしたが、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを通常動作期間の読出フレームレートよりも高く、合焦動作期間の読出フレームレートよりも低くしてもよい。これによって、通常動作期間から合焦動作期間に遷移する場合に、読出フレームレートが極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【００８０】
〔５−３．輝度検出〕
〔５−３−１．画素混合〕
合焦動作では、画像データのコントラストが極大になるフォーカスレンズ１０１ａの位置を合焦位置とする。そのため、被写体が明るい方が、合焦動作に有利である。そこで、露出計１１２で検出された被写体の明るさの情報を利用して、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして露光時間を長くしたのと同じ効果を得る。一方、被写体が明るい場合は、画素混合数を少なくして、より精細な画像を表示するようにしてもよい。【００８１】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を上げる。これによって、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を下げる。これによって、より精細な画像を表示することができる。【００８２】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の画素混合数を上げる。これによって、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の画素混合数を下げる。これによって、より精細な画像を表示することができる。また、合焦動作期間中に被写体の明るさが変化した場合は、合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更するようにしてもよい。【００８３】
〔５−３−２．読出フレームレート〕
前記のように、被写体が明るい方が、合焦動作に有利であるので、露出計１１２で検出された被写体の明るさの情報を利用して、被写体が暗い場合は読出フレームレートを下げて露光時間を長く取り、被写体が明るい場合は読出フレームレートを上げて、より合焦動作期間を短縮する方法を組み合わせてもよい。【００８４】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の直前の読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。【００８５】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。【００８６】
被写体の明るさが所定の明るさより暗い場合は、合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に、ＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すようにしてもよい。これによって、読出フレームレートを下げたのと同じ効果が得られる。【００８７】
〔５−４．表示フレームレート〕
ＬＣＤ１０７の表示フレームレートは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートと同じフレームレートに設定する構成でもよい。この場合は、合焦動作期間において、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【００８８】
また、ＬＣＤ１０７の表示フレームレートは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートが変わっても、通常動作期間と合焦動作期間を通して同じ表示フレームレートに設定する構成でもよい。この場合は、合焦動作期間でも表示フレームレートが変化せず、表示フレームレートが変わることによる違和感の発生を回避することができる。【００８９】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図６に示す動作は、シャッタ釦１０８が半押し操作されてから合焦動作期間に入るまでの時間が、図４に示す動作に比べて１フレーム分短いことが特徴である。したがって、図４に示す動作に比べて、シャッタ釦１０８が半押し操作されてから早いタイミングで合焦動作に移行させることができる。また、図６に示す動作は、図１に示す撮像装置において動作する。また、本実施の形態では、画素混合制御部１０４ｃにおいて設定される画素混合数は、通常動作期間で２画素、合焦動作期間で８画素としたが、これらの画素混合数は一例である。【００９０】
図６（ａ）は、ＣＣＤ１０２の垂直同期信号である。また、図６（ａ）において、パルス６１は垂直同期パルスで、パルス６２はサブパルスである。サブパルス６２は、ＣＣＤ１０２における電荷を掃き出すパルスであり、各フレームにおける最後のサブパルスと次のフレームの最初のサブパルスとの間における所定の露光時間に基づいてＣＣＤ１０２が露光される。露光に用いられるサブパルス間の時間が、各フレームにおける露光時間となるため、サブパルスの数や発生期間によって露光時間を調整することができる。また、フレーム１〜４の露光時間をｅ１とし、フレーム５の露光時間をｅ２とし、フレーム６以降の露光時間をｅ３とした。図６（ｂ）は、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０によって駆動されたＣＣＤ１０２から読み出された画像信号を示し、Ａ１，Ｂ１，…は１フレーム分の画像信号を示す（図中のＴＧはTiming Generatorの略）。また、図６（ｂ）には、各フレームにおける読出フレームレートと画素混合数を併せて記載した。図６（ｃ）は、信号処理部１０４ｂにおいてＹＣ処理される画像データを示し、Ａ２，Ｂ２，…は１フレーム分の画像データを示す。図６（ｄ）は、ＬＣＤ１０７に画像を表示している期間を示し、各画像表示期間に表記している符号Ａ３，Ｂ３，…は各画像表示期間において表示される１フレーム分の表示データを示す。また、Ｓ３は、シャッタ釦１０８を半押し操作したタイミングを示す。以下、動作について説明する。【００９１】
まず、フレーム１〜３に示す通常動作期間では、ＣＣＤ１０２は、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０による駆動制御により、２画素混合処理を行うとともに、図６（ｂ）に示すように３０ｆｐｓの読出フレームレートに基づいて画像信号を読み出す。この時、ＣＣＤ１０２は、露光時間ｅ１に基づいて露光する。【００９２】
なお、読出フレームレートの設定は、図６（ａ）に示す垂直同期期間に行われ、設定内容は設定したフレームの次フレームから有効になる。例えば、フレーム１の垂直同期期間において設定された読出フレームレートは、フレーム２においてＣＣＤ１０２から読み出される画像信号Ｂ１に対して有効である。ＣＣＤ１０２から読み出された画像信号は、ＡＦＥ１０３で信号処理及びデジタル変換され、信号処理部１０４ｂに入力される、信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３から出力される画像データに対してＹＣ処理を行う。【００９３】
図６（ｃ）に示すように、画像データのＹＣ処理のタイミングは、図６（ｂ）のタイミングからさらに１フレーム遅れるので、例えばフレーム２においてＣＣＤ１０２から読み出された画像信号Ｂ１のＹＣ処理は、画像データＢ２に示すようにフレーム３で実行される。【００９４】
次に、信号処理部１０４ｂは、ＹＣ処理した画像データをＬＣＤ１０７に表示可能な表示データに変換する。画像データを表示データに変換処理するタイミングは、図６（ｃ）に示すタイミングからさらに１フレーム遅れるので、例えばフレーム３においてＹＣ処理された画像データＢ２の変換処理は、フレーム４において実行され、表示データＢ３が生成される。ＬＣＤ１０７は、図６（ｄ）に示す期間において表示データに基づく画像を表示する。【００９５】
次に、タイミングＳ３（フレーム４）においてシャッタ釦１０８が半押し操作された場合、ＣＰＵ１０４ａは、現在の露光時間と画素混合数とに基づき、確保可能な明るさを計算により求め、読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更しても所望の明るさを確保可能であれば、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対してＣＣＤ１０２を６０ｆｐｓで駆動するよう制御する命令を送る（高速合焦モード）。もし、読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更した場合に所望の明るさを確保できないようであれば、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓのままとする（通常合焦モード）。【００９６】
ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更する場合、まず、タイミングＳ３のフレームの次のフレームであるフレーム５の垂直同期期間において、画素混合制御部１０４ｃはＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、５画素混合処理を行う命令を出力する。ただし、フレーム５においてＣＣＤ１０２から読み出される画像信号Ｅ１は、フレーム４の垂直同期期間において設定された駆動モードに基づいてＣＣＤ１０２から読み出されるため、２画素混合処理が行われている。【００９７】
ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０は、フレーム５の垂直同期期間に画素混合制御部１０４ｃから送られる５画素混合処理の命令に基づき、フレーム６においてＣＣＤ１０２が５画素混合処理を行うよう制御する。したがって、図６（ｂ）に示すようにフレーム６では、５画素混合処理された画像信号Ｆ１が得られる。この時、フレーム５において、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓのままであるが、サブパルス６２の数をフレーム１〜４におけるサブパルス６２よりも増やして、フレーム５における露光時間ｅ２をフレーム１〜４における露光時間ｅ１よりも短くしている。これは、画素混合数を２画素から５画素に増やすことによって画像が明るくなり過ぎるのを抑えるためである。こうすることにより、ＬＣＤ１０７に表示される画像が、表示データＥ３に基づく画像から表示データＦ３に基づく画像に切り替わる際に、画像の明るさに大きな変動が生じず、滑らかに画像を連続表示することができる。なお、サブパルス６２の数を増減させることで、露光時間ｅ２の長さを調整することができるので、フレーム５において露光されて得られた画像の明るさを、任意の明るさに調整することができる。【００９８】
また、フレーム６において、画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを３０ｆｐｓから６０ｆｐｓに変更する。また、フレーム６の垂直同期期間において、画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、画素混合数を５画素から８画素に変更する命令を出力する。【００９９】
次に、フレーム７では、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０は、フレーム６の垂直同期期間に画素混合制御部１０４ｃから送られる８画素混合処理の命令に基づき、ＣＣＤ１０２を８画素混合処理するよう制御するとともに、露光時間ｅ３で露光して得られた画像信号を出力する。ここで、フレーム７では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更して高速合焦動作を行っているため、フレーム７における露光時間ｅ３は、６０ｆｐｓの読出フレームレートに基づくため露光時間ｅ２よりも短くなる。露光時間が短くなることにより不足する被写体の光量は、画素混合数を５画素から８画素へ上げることで補っている。こうすることにより、ＬＣＤ１０７に表示される画像が、表示データＦ３に基づく画像から表示データＧ３に基づく画像に切り替わる際に、画像の明るさに大きな変動が生じず、滑らかに連続画像を表示することができる。【０１００】
フレーム８以降、合焦動作期間が完了するまで、画素混合制御部１０４ｃは、フレーム７と同様に８画素混合処理するとともに、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定する。【０１０１】
以上のように本実施の形態によれば、合焦動作期間において、通常動作期間の画素混合数よりも大きい画素混合数でＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すので、読出フレームレートが６０ｆｐｓに上がった合焦動作期間でも、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。これによって、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるという優れた効果を奏する。【０１０２】
また、画素混合数を２画素、５画素、８画素と段階的に切り換え、通常動作期間から合焦動作期間に切り替わる際に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。【０１０３】
また、５画素混合時の露光時間ｅ２を、２画素混合時の露光時間ｅ１よりも短くし、８画素混合時の露光時間ｅ３よりも長くすることで、通常動作期間から合焦動作期間に切り替わる際に、ＬＣＤ１０７に表示される画像の明るさが大きく変動せず、滑らかに連続画像を表示することができる。【０１０４】
なお、画素混合制御部１０４ｃで設定される画素混合数は一例である。【０１０５】
また、実施の形態１及び２において、シャッタ釦１０８が半押し操作されると、読出フレームレートを上げ、画素混合数を多くする、いわゆる高速合焦モードに移行し、その後はシャッタ釦１０８の半押し操作が解除されるか、シャッタ釦１０８が全押し操作されるまで、継続して高速合焦モードで動作する構成としたが、高速合焦モード中に通常合焦モード（読出フレームレート：３０ｆｐｓ、画素混合数：２画素に設定されたモード）に移行させる構成とすることができる。高速合焦モードから通常合焦モードへの移行は、例えば高速合焦モード中にＣＣＤ１０２の露光時間を監視し、被写体が暗くなり露光時間が所定値よりも長くなれば、通常合焦モードへ移行させるようにしてもよい。【０１０６】
また、実施の形態１及び２において、露出計１１２は輝度検出部の一例であるが、露出計１１２は必ずしも設ける必要はなく、例えばＣＣＤ１０２から出力される画像信号に基づく画像の輝度に基づき、被写体の明るさを計測することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明によれば、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるので、表示手段を視認しながら合焦動作を行うデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話端末などの撮像機器に適用して有用である。
【図１】
2008023709.tif 000003
【図２】
2008023709.tif 000004
【図３】
2008023709.tif 000005
【図４】
2008023709.tif 000006
【図５】
2008023709.tif 000007
【図６】
2008023709.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月22日(2008.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読出フレームレート及び画素混合数を設定する制御部と、
前記設定された読出フレームレートで画像信号を生成し、前記設定された画素混合数にしたがって複数の画素の画像信号を混合し、前記混合後の画像信号を出力する撮像素子と、を備え、
前記制御部は、前記読出フレームレート及び前記画素混合数を変更する際、前記画素混合数を変更し、前記変更後の画素混合数にしたがって前記撮像素子からの画像信号の読出を完了させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変化させる、撮像装置。
【請求項２】
当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、
前記制御部は、
前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートと異なるように前記読出フレームレートを変更する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
通常動作から自動合焦動作へ移行する場合、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画像混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
自動合焦動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子にまたは前記信号処理部に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、
自動合焦動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高く、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように、前記読出フレームレートを変更する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、
自動合焦動作から通常動作へ移行する場合、
前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記通常動作期間における前記読出フレームレートが前記合焦通常動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
通常動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、
通常動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低く、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように、前記読出フレームレートを変更する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、
前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、
前記合焦動作期間においても、前記通常動作期間の前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体の明るさを検出する輝度検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームのフレームレートを変更する、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、
前記制御部は、
前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも大きい画素混合数で前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記通常動作期間における前記画素混合数が所定値以上であれば、前記合焦動作期間において、前記通常動作期間における前記読出フレームレートに基づいて前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項２に記載の撮像装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読出フレームレート及び画素混合数を設定する制御部と、
前記設定された読出フレームレートで画像信号を生成し、前記設定された画素混合数にしたがって複数の画素の画像信号を混合し、前記混合後の画像信号を出力する撮像素子と、を備え、
前記制御部は、前記読出フレームレート及び前記画素混合数を変更する際、前記画素混合数を変更し、前記変更後の画素混合数にしたがって前記撮像素子からの画像信号の読出を完了させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変化させる、撮像装置。
【請求項２】
当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、
前記制御部は、
前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートと異なるように前記読出フレームレートを変更する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
通常動作から自動合焦動作へ移行する場合、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画像混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
自動合焦動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子にまたは前記信号処理部に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、
自動合焦動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高く、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように、前記読出フレームレートを変更する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、
自動合焦動作から通常動作へ移行する場合、
前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記通常動作期間における前記読出フレームレートが前記合焦通常動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
通常動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、
通常動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低く、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように、前記読出フレームレートを変更する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、
前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、
前記合焦動作期間においても、前記通常動作期間の前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体の明るさを検出する輝度検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートを変更する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームのフレームレートを変更する、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、
前記制御部は、
前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも大きい画素混合数で前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記通常動作期間における前記画素混合数が所定値以上であれば、前記合焦動作期間において、前記通常動作期間における前記読出フレームレートに基づいて前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する、請求項２に記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の合焦動作に関する。より詳しくは、被写体が暗いときでも高速な合焦動作を可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの普及が著しい。写真撮影の初級者向け小型デジタルカメラでは、使用者の技量によらず、一定程度の品質の写真を撮影できることが望ましい。そのため、合焦は自動で行われることが通常であり、シャッターチャンスを逃さないために、合焦動作期間を極力短縮する必要がある。
【０００３】
小型デジタルカメラは、光学ファインダを持たないものも多く、合焦動作期間もデジタルカメラ本体の背面に配されている液晶表示部で、被写体を視認し続けることになる。そのため、合焦動作期間においても、表示部に被写体の画像を違和感なく表示させる必要がある。
【０００４】
自動合焦動作の方式は、アクティブ方式とパッシブ方式とに大きく分けられる。アクティブ方式は、被写体に赤外線または超音波を照射して、被写体で反射した赤外線または超音波を受けて、被写体までの距離を測定する方式である。アクティブ方式は、小型銀塩カメラに多く採用されている。
【０００５】
一方、パッシブ方式は、光学系で捕らえた画像に基づいて距離を測定する方式である。パッシブ方式は、さらに、位相差検出方式とコントラスト検出方式とに分けられる。位相差検出方式は、銀塩カメラ、デジタルカメラを問わず、一眼レフカメラに多く採用されている。一方、小型デジタルカメラの多くは、コントラスト検出方式を採用している。
【０００６】
コントラスト検出方式では、光学系内のフォーカスレンズを徐々に光軸方向へ移動させながら、撮像素子から得られた画像のコントラストが極大になるフォーカスレンズの位置を合焦位置とする。コントラストは、撮像素子から得られた画像の高周波成分に基づいて評価するのが一般的である。
【０００７】
高周波成分の評価は、フレームごとに行われるので、合焦動作期間を短縮するためには、撮像素子の読出フレームレートを上げる必要がある。しかし、撮像素子の読出フレームレートを上げると、露光時間が短くなる。撮像素子における露光時間が短くなると、表示部に表示される画像が暗くなるとともに、コントラスト検出方式による自動合焦動作が不安定になるという問題が生じる。
【０００８】
上記問題に関連したデジタルカメラが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に係るデジタルカメラは、被写体の輝度が第１の閾値以上のときは撮像素子の読出フレームレートを高くし、被写体の輝度が第２の閾値以下のときは撮像素子の読出フレームレートを低くする構成である。
【０００９】
これによって、被写体が明るいときは、高い読出フレームレートによって高速な合焦動作を行い、被写体が暗いときは、低い読出フレームレートによって露光時間を長くすることができる。
【特許文献１】特開２００３−２６２７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載のデジタルカメラでは、被写体が暗いときには高速に合焦動作を行うことができない。
【００１１】
本発明の目的は、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、読出フレームレート及び画素混合数を設定する制御部と、前記設定された読出フレームレートで画像信号を生成し、前記設定された画素混合数にしたがって複数の画素の画像信号を混合し、前記混合後の画像信号を出力する撮像素子と、を備え、前記制御部は、前記読出フレームレート及び前記画素混合数を変更する際、前記画素混合数を変更し、前記変更後の画素混合数にしたがって前記撮像素子からの画像信号の読出を完了させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被写体の明るさに応じて合焦動作期間の画素混合数を変更するので、被写体が暗いときには画素混合数を大きくすることで露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。よって、高速な合焦動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の撮像装置は、読出フレームレート及び画素混合数を設定する制御部と、前記設定された読出フレームレートで画像信号を生成し、前記設定された画素混合数にしたがって複数の画素の画像信号を混合し、前記混合後の画像信号を出力する撮像素子と、を備え、前記制御部は、前記読出フレームレート及び前記画素混合数を変更する際、前記画素混合数を変更し、前記変更後の画素混合数にしたがって前記撮像素子からの画像信号の読出を完了させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変化させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の撮像装置は、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００１６】
すなわち、本発明の撮像装置において、当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、前記制御部は、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートと異なるように前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、通常動作から自動合焦動作へ移行する場合、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画像混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートが前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００１８】
また、本発明の撮像装置は、自動合焦動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を大きくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子にまたは前記信号処理部に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００１９】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、自動合焦動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高く、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように、前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００２０】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、自動合焦動作から通常動作へ移行する場合、前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記通常動作期間における前記読出フレームレートが前記合焦通常動作期間における前記読出フレームレートよりも低くなるように前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００２１】
また、本発明の撮像装置は、通常動作に移行する直前のフレームにおいて、前記画素混合数を小さくし、前記変更後の画素混合数で前記撮像素子に画像信号を出力させた後、前記読出フレームレート及び前記画素混合数のうち少なくとも前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００２２】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、通常動作に移行する前のフレームのうち少なくとも直前のフレームにおいては、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートよりも低く、前記通常動作期間における前記読出フレームレートよりも高くなるように、前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００２３】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える、構成とすることができる。このような構成とすることにより、被写体の画像を滑らかに連続表示することができる。
【００２４】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像素子からの出力に基づいて、表示用の画像を示す表示データを生成する表示用データ処理部と、前記合焦動作期間においても、前記通常動作期間の前記撮像素子の読出フレームレートと同じフレームレートである表示フレームレートで前記表示データに基づく画像を表示する表示部とを、さらに備える構成とすることができる。このような構成とすることで、合焦動作期間でも表示フレームレートが変化せず、表示フレームレートが変わることによる違和感の発生を回避することができる。
【００２５】
また、本発明の撮像装置は、被写体の明るさを検出する輝度検出部をさらに備え、前記制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間における前記読出フレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして画像を明るくすることができる。
【００２６】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、前記輝度検出部で検出された被写体の明るさに応じて、前記合焦動作期間の直前のフレームのフレームレートを変更する構成とすることができる。このような構成とすることで、通常動作期間の画素混合数と合焦動作期間の画素混合数との中間の画素混合数に設定することによって、画像の明るさが急激に変化することがなく、滑らかに連続表示することができる。
【００２７】
また、本発明の撮像装置において、当該撮像装置は、通常動作期間において通常動作を行う一方、合焦動作期間において自動合焦動作を行い、前記制御部は、前記合焦動作期間においては、前記通常動作期間よりも大きい画素混合数で前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する構成とすることができる。このような構成とすることで、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして画像を明るくすることができる。
【００２８】
また、本発明の撮像装置において、前記制御部は、前記通常動作期間における前記画素混合数が所定値以上であれば、前記合焦動作期間において、前記通常動作期間における前記読出フレームレートに基づいて前記撮像素子から前記画像信号を読み出すように制御する構成とすることができる。
【００２９】
（実施の形態１）
〔１．撮像装置の構成〕
図１は、実施の形態におけるデジタルカメラのブロック図である。
【００３０】
光学系１０１は、被写体の像をＣＣＤ１０２（CCD:Charge Coupled Device）上に結像する。光学系１０１は、複数のレンズ群（図示せず）で構成されており、フォーカスレンズ１０１ａを含む。フォーカスレンズ１０１ａは、レンズ群を保持する鏡筒内を光軸１０１ｂ方向に移動することによって、被写体の像をＣＣＤ１０２上に合焦させる。
【００３１】
ＣＣＤ１０２は、結像した被写体の光学的画像を電気信号（画像信号）に変換して出力する。ＡＦＥ（Analog Front End）１０３は、アナログ信号であるＣＣＤ１０２から出力される画像信号を、デジタル信号である画像データに変換して、バス１０９を経由してＳＤＲＡＭ１０５（Syncronous Dynamic Random Access Memory）に格納する。ＡＦＥ１０３は、画像信号のノイズ成分を除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路、画像信号の大きさを調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（いずれも図示せず）などを含むＬＳＩである。
【００３２】
信号処理ＬＳＩ１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４ａ、信号処理部１０４ｂ、画素混合制御部１０４ｃ、合焦制御部１０４ｄで構成されている。ＣＰＵ１０４ａは、信号処理ＬＳＩ１０４内のＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）に記録された命令によって、信号処理ＬＳＩ１０４の全体の制御を行う。信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３によってＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データを、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０７での表示に適した表示データに変換して、ＬＣＤ１０７に出力する。
【００３３】
信号処理ＬＳＩ１０４は、ＬＣＤ１０７に表示データを出力している状態で、シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって、合焦動作期間を開始させる。また、信号処理ＬＳＩ１０４は、シャッタ釦１０８が全押し操作されることによって、撮影を行うように各部を制御する。信号処理部１０４ｂは、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データが、シャッタ釦１０８が全押し操作されることによって撮影された画像データである場合は、ＳＤＲＡＭ１０５に格納されている画像データを記録データに変換して、メモリカード１０６に記録するよう制御する。また、信号処理部１０４ｂは、メモリカード１０６に記録された記録データを表示用の画像データ（以下、表示データと称する）に変換して、表示データに基づく画像をＬＣＤ１０７に表示させる。
【００３４】
信号処理部１０４ｂは、シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって合焦動作期間が開始されると、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。画像データの高周波成分は、フーリエ変換、ディスクリートコサイン変換、ウェーブレット変換などによって、画像データを空間周波数データに変換することで得られる。
【００３５】
合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂから送られる高周波成分の情報に基づいて、モータ駆動ＩＣ１１１に駆動信号を送って、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側または広角側へ微小距離移動させる。フォーカスレンズ１０１ａの微小距離移動後、信号処理部１０４ｂは、再度、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。合焦制御部１０４ｄは、以上の動作を繰り返して、フォーカスレンズ１０１ａを高周波成分の強度が極大になる合焦位置に移動させる。
【００３６】
ＣＣＤ１０２は、複数の画素の画像信号を混合して読み出すことができる。また、ＣＣＤ１０２は、所定の画素に対して、その周辺画素の混合数ｎ（ｎは１以上の整数）を選択する機能を有する。ＣＣＤ１０２から複数の画像信号を混合して読み出すと、各画素の画像信号は混合した画素数分大きくなるので、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。
【００３７】
画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の画素混合数を変更する機能を有する。画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを変更する機能も有する。画素混合制御部１０４ｃは、露出計１１２からＣＰＵ１０４ａを介して送られる被写体の明るさの情報に基づいて画素混合数を計算し、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に駆動信号を送って、ＣＣＤ１０２において混合する画素数の変更を指示する。
【００３８】
露出計１１２は、被写体の明るさを検出して、明るさの情報をＣＰＵ１０４ａに報知する。
【００３９】
なお、ＣＣＤ１０２は、本発明の撮像素子の一例である。ＡＦＥ１０３は、本発明の第１の信号処理部の一例である。信号処理部１０４ｂは、本発明の第２の信号処理部の一例である。ＬＣＤ１０７は、本発明の表示部の一例である。画素混合制御部１０４ｃは、本発明の読出フレームレート制御部と画素混合制御部の機能を包含する。露出計１１２は、本発明の輝度検出部の一例である。
【００４０】
また、本発明の第１の信号処理部に相当するＡＦＥ１０３と、本発明の第２の信号処理部に相当する信号処理部１０４ｂを含む信号処理ＬＳＩ１０４は、単一のＬＳＩで構成されていてもよい。画素混合制御部１０４ｃは、信号処理部１０４ｂに含まれていてもよい。ＣＰＵ１０４ａは、画素混合制御部１０４ｃの機能を実行可能な構成としてもよい。
【００４１】
〔２．撮像装置の動作〕
〔２−１．合焦動作〕
図２は、合焦動作の処理の一例を示すフローチャートである。シャッタ釦１０８が半押し操作されることによって、合焦動作が開始される（Ｓ２０１でＹＥＳの判定）。ＣＣＤ１０２は、合焦動作期間も定期的に画像信号を出力する。ＡＦＥ１０３は、ＣＣＤ１０２から出力される画像信号を、ＳＤＲＡＭ１０５に更新格納している。
【００４２】
次に、信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３から出力される現在の画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０２）。
【００４３】
次に、合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂで求めた高周波成分の強度に基づき、モータ駆動ＩＣ１１１を制御して、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させる（Ｓ２０３）。
【００４４】
次に、信号処理部１０４ｂは、再度、ＡＦＥ１０３から出力される画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０４）。
【００４５】
次に、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０５でＮＯの判定）、Ｓ２０３、Ｓ２０４の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも小さい場合は（Ｓ２０５でＹＥＳの判定）、合焦制御部１０４ｄにレンズ移動命令を出力する。合焦制御部１０４ｄは、信号処理部１０４ｂからの命令に基づき、モータ駆動ＩＣ１１１を制御して、フォーカスレンズ１０１ａを広角側に微小距離移動させる（Ｓ２０６）。
【００４７】
次に、信号処理部１０４ｂは、再度、ＡＦＥ１０３から出力される画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０７）。
【００４８】
次に、信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が移動前の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０８でＮＯの判定）、Ｓ２０６、Ｓ２０７の処理を繰り返す。
【００４９】
信号処理部１０４ｂは、フォーカスレンズ１０１ａの移動後の高周波成分の強度が、フォーカスレンズ１０１ａの移動前の高周波成分の強度よりも小さくなると（Ｓ２０８でＹＥＳの判定）、一度、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させて（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【００５０】
以上のように制御することで、画像データの高周波成分の強度が極大になるフォーカスレンズ１０１ａの合焦位置を求める。
【００５１】
〔２−２．画素混合動作〕
図３は、画像信号を混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図である。この例の場合、画素３０１〜３０６を中心にして上下左右及び斜め方向に２画素離れた周辺８画素の画像信号が混合された後に読み出される。即ち、図３において、画素３０１を中心画素とした場合、画素３０１から２画素離れた画素３０１ａ〜３０１ｈの画像信号が、画素３０１の画像信号に混合された後に、画素３０１の画像信号として読み出される。画素３０２〜３０６についても同様である。
【００５２】
複数の画像信号を混合して読み出すと、各画素の画像信号のレベルは、混合した画素数分大きくなるので、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。なお、図３は、周辺８画素の画像信号を混合した後に読み出す例であるが、画像信号の混合数ｎ（ｎは１以上の整数）を変更することができる。
【００５３】
〔３．撮像装置の動作の遷移〕
〔３−１．通常動作から合焦動作への遷移〕
図４は、通常動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。図４（ａ）は垂直同期信号を示す。図４（ｂ）におけるｔ１〜ｔ７は、読出フレームレート及び画素混合設定を行う期間を示す。また、図４（ｂ）には、該当するフレームにおいて設定される読出フレームレートと画素混合数とを示している。図４（ｃ）は、ＣＣＤ１０２から出力され、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データに基づく画像を模式的に示す。なお、図４（ｃ）に示す画像は、画素混合の程度をドットの密度で示しており、画素混合数が多いほどドットの密度は低くなることを示している。図４（ｃ）において、画像３１は２画素混合された画像、画像３２は５画素混合された画像、画像３３は８画素混合された画像を示す。図４（ｄ）は、信号処理部１０４ｂが画像データを表示データに変換する信号処理のタイミングを示す。図４（ｅ）は、表示データを模式的に示す。図４（ｅ）において、画像２１は合焦していない状態の画像を示す。
【００５４】
図４に示す遷移は、フレーム１の途中であるタイミングＳ１で、シャッタ釦１０８が半押し操作されたものとする。フレーム１からフレーム３は通常動作期間、フレーム４からフレーム７は合焦動作期間である。通常動作期間では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓ（frame per second）であるが、合焦動作期間では、合焦を高速に行うために読出フレームレートを６０ｆｐｓに上げている。フレーム７以降（図示せず）も、合焦動作が完了するまで合焦動作期間が継続する。
【００５５】
読出フレームレートの設定は、図４（ｂ）に示す期間ｔ１〜ｔ７（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１とフレーム２では、読出フレームレートを３０ｆｐｓに設定している。フレーム３では、フレーム４以降の読出フレームレートを６０ｆｐｓにするために、読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定している。フレーム４以降の読出フレームレートは、引き続き６０ｆｐｓに設定されている。
【００５６】
フレーム１とフレーム２では、周辺２画素の画像信号を混合して読み出している。合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３では、周辺５画素の画像信号を混合して読み出している。合焦動作期間であるフレーム４からフレーム７では、周辺８画素の画像信号を混合して読み出している。
【００５７】
合焦動作期間では、読出フレームレートが６０ｆｐｓに設定されることによって、露光時間を十分に確保することができない。特に、被写体が暗い場合には、ＡＦＥ１０３から出力される画像データのＳ／Ｎ比が劣化するので、合焦動作が不安定になる。そこで、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。また、合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３においても、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。
【００５８】
画素混合の設定は、図４（ｂ）に示す期間ｔ１〜ｔ７（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１では、混合数を２画素に設定している。フレーム２では、混合数を５画素に設定している。また、フレーム３以降は、混合数を８画素に設定している。
【００５９】
また、一般に、ＣＣＤ１０２の画素数は、数百万画素から一千万画素程度であるのに対して、ＬＣＤ１０７の画素数は、数十万画素にとどまる。そのため、被写体の画像をＬＣＤ１０７に表示する場合は、通常動作期間、合焦動作期間に係わらず、ＹＣ分離処理と縮小処理とを行って、表示データを生成する。
【００６０】
図４（ｅ）に示すように、表示データの生成処理は、ＳＤＲＡＭ１０５に画像データが格納された次のフレームで行われる。即ち、フレーム２では、フレーム１でＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データを、表示データに変換する。フレーム３も同様に変換処理される。
【００６１】
フレーム３では、フレーム２において２画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３１）を、表示データに変換する。フレーム４では、フレーム３において５画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３２）を、表示データに変換する。フレーム５では、フレーム４において８画素混合処理されて読み出された画像データ（画像３３）を、表示データに変換する。このように、２画素混合処理から８画素混合処理に遷移する途中に、５画素混合処理のフレームを挿入することで、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００６２】
〔３−２．合焦動作から通常動作への遷移〕
図５は、合焦動作期間から通常動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。図５（ａ）〜（ｅ）の内容は、それぞれ図４（ａ）〜（ｅ）の内容に対応している。図５において、画像２２は合焦している状態の画像を示す。
【００６３】
図５において、フレーム１０におけるタイミングＳ２で合焦が確認されたものとする。画像の合焦が行われると、図５（ｅ）に示すように画像２２にマーク２３を表示させるとともに、システム音２４を出力することで、使用者に対して合焦したことを報知する。図５（ｅ）に示すマーク２３は、使用者がシャッタ釦１０８の半押し操作を解除するか、全押し操作に移行して撮影を行うまで、表示する。
【００６４】
フレーム８からフレーム１１は合焦動作期間、フレーム１２からフレーム１４は通常動作期間である。合焦動作期間では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは６０ｆｐｓに設定されているが、通常動作期間では３０ｆｐｓに下げる。
【００６５】
読出フレームレートの設定は、図５（ｂ）に示す期間ｔ８〜ｔ１４（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定している。フレーム１１では、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１２以降の読出フレームレートを３０ｆｐｓにするために、読出フレームレートを３０ｆｐｓに設定している。フレーム１２以降の読出フレームレートは、引き続き３０ｆｐｓに設定している。
【００６６】
また、フレーム８からフレーム１１では、周辺８画素の画像信号を混合して読み出している。通常動作期間であるフレーム１２からフレーム１４では、周辺２画素の画像信号を混合して読み出している。
【００６７】
合焦動作期間では、読出フレームレートが６０ｆｐｓになることによって、露光時間を十分に確保することができない。特に、被写体が暗い場合には、得られる画像データのＳ／Ｎ比が劣化するので、合焦動作が不安定になる。そこで、複数の画素の画像信号を混合した後に読み出している。
【００６８】
画素混合の設定は、図５（ｂ）に示す期間ｔ８〜ｔ１４（垂直同期期間）に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、混合数を８画素に設定しているが、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１１では、フレーム１２以降に２画素混合を行うために、混合数を２画素に設定している。フレーム１２以降の混合数は、引き続き２画素に設定されている。
【００６９】
図５（ｅ）に示すように、表示データの生成処理は、画像データが格納された次のフレームで行われる。例えば、フレーム１２では、フレーム１１において８画素混合で読み出された画像データを表示データに変換する。
【００７０】
〔４．実施の形態の効果〕
以上のように本実施の形態では、合焦動作期間において、通常動作期間の画素混合数よりも大きい画素混合数でＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すので、読出フレームレートが６０ｆｐｓに上がった合焦動作期間でも、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。
【００７１】
これによって、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるという優れた効果を奏する。
【００７２】
〔５．その他の構成〕
〔５−１．画素混合〕
本実施の形態では、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数は、通常動作期間の画素混合数と合焦動作期間の画素混合数の中間値とした。これによって、通常動作期間から合焦動作期間に遷移する場合に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００７３】
本実施の形態では、合焦動作期間から通常動作期間への遷移において、８画素混合から２画素混合に直接遷移するものとしたが、これに限らない。例えば、合焦動作期間の直後のフレームは、５画素混合となるように制御してもよい。また、合焦動作期間の後の所定数のフレームは、８画素混合から２画素混合へ段階的に画素混合数を変更するように制御してもよい。これによって、合焦動作期間から通常動作期間に遷移する場合に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００７４】
〔５−２．読出フレームレート〕
本実施の形態では、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートは通常動作期間の読出フレームレートと同じとしたが、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを通常動作期間の読出フレームレートよりも高く、合焦動作期間の読出フレームレートよりも低くしてもよい。これによって、通常動作期間から合焦動作期間に遷移する場合に、読出フレームレートが極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００７５】
〔５−３．輝度検出〕
〔５−３−１．画素混合〕
合焦動作では、画像データのコントラストが極大になるフォーカスレンズ１０１ａの位置を合焦位置とする。そのため、被写体が明るい方が、合焦動作に有利である。そこで、露出計１１２で検出された被写体の明るさの情報を利用して、被写体が暗い場合は画素混合数を多くして露光時間を長くしたのと同じ効果を得る。一方、被写体が明るい場合は、画素混合数を少なくして、より精細な画像を表示するようにしてもよい。
【００７６】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を上げる。これによって、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の直前のフレームの画素混合数を下げる。これによって、より精細な画像を表示することができる。
【００７７】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の画素混合数を上げる。これによって、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の画素混合数を下げる。これによって、より精細な画像を表示することができる。また、合焦動作期間中に被写体の明るさが変化した場合は、合焦動作期間の画素混合数を連続的に変更するようにしてもよい。
【００７８】
〔５−３−２．読出フレームレート〕
前記のように、被写体が明るい方が、合焦動作に有利であるので、露出計１１２で検出された被写体の明るさの情報を利用して、被写体が暗い場合は読出フレームレートを下げて露光時間を長く取り、被写体が明るい場合は読出フレームレートを上げて、より合焦動作期間を短縮する方法を組み合わせてもよい。
【００７９】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の直前のフレームの読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の直前の読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。
【００８０】
被写体が暗い場合は、合焦動作期間の読出フレームレートを下げる。これによって、露光時間を長く取ることができる。一方、被写体が明るい場合は、露光量が十分あるので、合焦動作期間の読出フレームレートを上げる。これによって、より合焦動作期間を短縮することができる。
【００８１】
被写体の明るさが所定の明るさより暗い場合は、合焦動作期間の複数フレーム期間経過後に、ＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すようにしてもよい。これによって、読出フレームレートを下げたのと同じ効果が得られる。
【００８２】
〔５−４．表示フレームレート〕
ＬＣＤ１０７の表示フレームレートは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートと同じフレームレートに設定する構成でもよい。この場合は、合焦動作期間において、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００８３】
また、ＬＣＤ１０７の表示フレームレートは、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートが変わっても、通常動作期間と合焦動作期間を通して同じ表示フレームレートに設定する構成でもよい。この場合は、合焦動作期間でも表示フレームレートが変化せず、表示フレームレートが変わることによる違和感の発生を回避することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図６に示す動作は、シャッタ釦１０８が半押し操作されてから合焦動作期間に入るまでの時間が、図４に示す動作に比べて１フレーム分短いことが特徴である。したがって、図４に示す動作に比べて、シャッタ釦１０８が半押し操作されてから早いタイミングで合焦動作に移行させることができる。また、図６に示す動作は、図１に示す撮像装置において動作する。また、本実施の形態では、画素混合制御部１０４ｃにおいて設定される画素混合数は、通常動作期間で２画素、合焦動作期間で８画素としたが、これらの画素混合数は一例である。
【００８５】
図６（ａ）は、ＣＣＤ１０２の垂直同期信号である。また、図６（ａ）において、パルス６１は垂直同期パルスで、パルス６２はサブパルスである。サブパルス６２は、ＣＣＤ１０２における電荷を掃き出すパルスであり、各フレームにおける最後のサブパルスと次のフレームの最初のサブパルスとの間における所定の露光時間に基づいてＣＣＤ１０２が露光される。露光に用いられるサブパルス間の時間が、各フレームにおける露光時間となるため、サブパルスの数や発生期間によって露光時間を調整することができる。また、フレーム１〜４の露光時間をｅ１とし、フレーム５の露光時間をｅ２とし、フレーム６以降の露光時間をｅ３とした。図６（ｂ）は、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０によって駆動されたＣＣＤ１０２から読み出された画像信号を示し、Ａ１，Ｂ１，…は１フレーム分の画像信号を示す（図中のＴＧはTiming Generatorの略）。また、図６（ｂ）には、各フレームにおける読出フレームレートと画素混合数を併せて記載した。図６（ｃ）は、信号処理部１０４ｂにおいてＹＣ処理される画像データを示し、Ａ２，Ｂ２，…は１フレーム分の画像データを示す。図６（ｄ）は、ＬＣＤ１０７に画像を表示している期間を示し、各画像表示期間に表記している符号Ａ３，Ｂ３，…は各画像表示期間において表示される１フレーム分の表示データを示す。また、Ｓ３は、シャッタ釦１０８を半押し操作したタイミングを示す。以下、動作について説明する。
【００８６】
まず、フレーム１〜３に示す通常動作期間では、ＣＣＤ１０２は、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０による駆動制御により、２画素混合処理を行うとともに、図６（ｂ）に示すように３０ｆｐｓの読出フレームレートに基づいて画像信号を読み出す。この時、ＣＣＤ１０２は、露光時間ｅ１に基づいて露光する。
【００８７】
なお、読出フレームレートの設定は、図６（ａ）に示す垂直同期期間に行われ、設定内容は設定したフレームの次フレームから有効になる。例えば、フレーム１の垂直同期期間において設定された読出フレームレートは、フレーム２においてＣＣＤ１０２から読み出される画像信号Ｂ１に対して有効である。ＣＣＤ１０２から読み出された画像信号は、ＡＦＥ１０３で信号処理及びデジタル変換され、信号処理部１０４ｂに入力される、信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３から出力される画像データに対してＹＣ処理を行う。
【００８８】
図６（ｃ）に示すように、画像データのＹＣ処理のタイミングは、図６（ｂ）のタイミングからさらに１フレーム遅れるので、例えばフレーム２においてＣＣＤ１０２から読み出された画像信号Ｂ１のＹＣ処理は、画像データＢ２に示すようにフレーム３で実行される。
【００８９】
次に、信号処理部１０４ｂは、ＹＣ処理した画像データをＬＣＤ１０７に表示可能な表示データに変換する。画像データを表示データに変換処理するタイミングは、図６（ｃ）に示すタイミングからさらに１フレーム遅れるので、例えばフレーム３においてＹＣ処理された画像データＢ２の変換処理は、フレーム４において実行され、表示データＢ３が生成される。ＬＣＤ１０７は、図６（ｄ）に示す期間において表示データに基づく画像を表示する。
【００９０】
次に、タイミングＳ３（フレーム４）においてシャッタ釦１０８が半押し操作された場合、ＣＰＵ１０４ａは、現在の露光時間と画素混合数とに基づき、確保可能な明るさを計算により求め、読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更しても所望の明るさを確保可能であれば、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対してＣＣＤ１０２を６０ｆｐｓで駆動するよう制御する命令を送る（高速合焦モード）。もし、読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更した場合に所望の明るさを確保できないようであれば、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓのままとする（通常合焦モード）。
【００９１】
ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更する場合、まず、タイミングＳ３のフレームの次のフレームであるフレーム５の垂直同期期間において、画素混合制御部１０４ｃはＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、５画素混合処理を行う命令を出力する。ただし、フレーム５においてＣＣＤ１０２から読み出される画像信号Ｅ１は、フレーム４の垂直同期期間において設定された駆動モードに基づいてＣＣＤ１０２から読み出されるため、２画素混合処理が行われている。
【００９２】
ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０は、フレーム５の垂直同期期間に画素混合制御部１０４ｃから送られる５画素混合処理の命令に基づき、フレーム６においてＣＣＤ１０２が５画素混合処理を行うよう制御する。したがって、図６（ｂ）に示すようにフレーム６では、５画素混合処理された画像信号Ｆ１が得られる。この時、フレーム５において、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートは３０ｆｐｓのままであるが、サブパルス６２の数をフレーム１〜４におけるサブパルス６２よりも増やして、フレーム５における露光時間ｅ２をフレーム１〜４における露光時間ｅ１よりも短くしている。これは、画素混合数を２画素から５画素に増やすことによって画像が明るくなり過ぎるのを抑えるためである。こうすることにより、ＬＣＤ１０７に表示される画像が、表示データＥ３に基づく画像から表示データＦ３に基づく画像に切り替わる際に、画像の明るさに大きな変動が生じず、滑らかに画像を連続表示することができる。なお、サブパルス６２の数を増減させることで、露光時間ｅ２の長さを調整することができるので、フレーム５において露光されて得られた画像の明るさを、任意の明るさに調整することができる。
【００９３】
また、フレーム６において、画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを３０ｆｐｓから６０ｆｐｓに変更する。また、フレーム６の垂直同期期間において、画素混合制御部１０４ｃは、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に対して、画素混合数を５画素から８画素に変更する命令を出力する。
【００９４】
次に、フレーム７では、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０は、フレーム６の垂直同期期間に画素混合制御部１０４ｃから送られる８画素混合処理の命令に基づき、ＣＣＤ１０２を８画素混合処理するよう制御するとともに、露光時間ｅ３で露光して得られた画像信号を出力する。ここで、フレーム７では、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに変更して高速合焦動作を行っているため、フレーム７における露光時間ｅ３は、６０ｆｐｓの読出フレームレートに基づくため露光時間ｅ２よりも短くなる。露光時間が短くなることにより不足する被写体の光量は、画素混合数を５画素から８画素へ上げることで補っている。こうすることにより、ＬＣＤ１０７に表示される画像が、表示データＦ３に基づく画像から表示データＧ３に基づく画像に切り替わる際に、画像の明るさに大きな変動が生じず、滑らかに連続画像を表示することができる。
【００９５】
フレーム８以降、合焦動作期間が完了するまで、画素混合制御部１０４ｃは、フレーム７と同様に８画素混合処理するとともに、ＣＣＤ１０２の読出フレームレートを６０ｆｐｓに設定する。
【００９６】
以上のように本実施の形態によれば、合焦動作期間において、通常動作期間の画素混合数よりも大きい画素混合数でＣＣＤ１０２の画像信号を読み出すので、読出フレームレートが６０ｆｐｓに上がった合焦動作期間でも、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。これによって、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるという優れた効果を奏する。
【００９７】
また、画素混合数を２画素、５画素、８画素と段階的に切り換え、通常動作期間から合焦動作期間に切り替わる際に、画素混合数が極端に変化せず、被写体の画像をより滑らかに連続表示することができる。
【００９８】
また、５画素混合時の露光時間ｅ２を、２画素混合時の露光時間ｅ１よりも短くし、８画素混合時の露光時間ｅ３よりも長くすることで、通常動作期間から合焦動作期間に切り替わる際に、ＬＣＤ１０７に表示される画像の明るさが大きく変動せず、滑らかに連続画像を表示することができる。
【００９９】
なお、画素混合制御部１０４ｃで設定される画素混合数は一例である。
【０１００】
また、実施の形態１及び２において、シャッタ釦１０８が半押し操作されると、読出フレームレートを上げ、画素混合数を多くする、いわゆる高速合焦モードに移行し、その後はシャッタ釦１０８の半押し操作が解除されるか、シャッタ釦１０８が全押し操作されるまで、継続して高速合焦モードで動作する構成としたが、高速合焦モード中に通常合焦モード（読出フレームレート：３０ｆｐｓ、画素混合数：２画素に設定されたモード）に移行させる構成とすることができる。高速合焦モードから通常合焦モードへの移行は、例えば高速合焦モード中にＣＣＤ１０２の露光時間を監視し、被写体が暗くなり露光時間が所定値よりも長くなれば、通常合焦モードへ移行させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、実施の形態１及び２において、露出計１１２は輝度検出部の一例であるが、露出計１１２は必ずしも設ける必要はなく、例えばＣＣＤ１０２から出力される画像信号に基づく画像の輝度に基づき、被写体の明るさを計測することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明によれば、被写体が暗い場合でも高速な合焦動作を行うことができるので、表示手段を視認しながら合焦動作を行うデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話端末などの撮像機器に適用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、実施の形態１であるデジタルカメラのブロック図である。
【図２】図２は、合焦動作の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、画像信号を混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図である。
【図４】図４は、通常動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、合焦動作期間から通常動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、実施の形態２における動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１  光学系
１０１ａ  フォーカスレンズ
１０１ｂ  光軸
１０２  ＣＣＤ
１０３  ＡＦＥ
１０４  信号処理ＬＳＩ
１０４ａ  ＣＰＵ
１０４ｂ  信号処理部
１０４ｃ  画素混合制御部
１０４ｄ  合焦制御部
１０５  ＳＤＲＡＭ
１０６  メモリカード
１０７  ＬＣＤ
１０８  シャッタ釦
１０９  バス
１１０  ＣＣＤ駆動ＩＣ
１１１  モータ駆動ＩＣ
１１２  露出計
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008023709.tif 000009
【図２】
2008023709.tif 000010
【図３】
2008023709.tif 000011
【図４】
2008023709.tif 000012
【図５】
2008023709.tif 000013
【図６】
2008023709.tif 000014
【国際調査報告】
2008023709.tif 000015
2008023709.tif 000016