(57)【要約】【課題】光源のフリッカーの影響を低減しつつ、オートフォーカスを高速化できる自動合焦装置を提供する。【解決手段】機械的シャッタの開状態で、撮像手段の撮像面の一端から他端へ画像信号のローリング読み出しを行う画像信号読出手段（Ｓ２０３）と、画像信号読出手段にて読み出される画像信号に対しオートフォーカスに用いる領域を設定する領域設定手段（Ｓ２１２，Ｓ２１３）と、領域内の画像信号のコントラスト評価値を求めるコントラスト評価値算出手段と、光源のフリッカー周期を検出するフリッカー検出手段（Ｓ２０６）と、フリッカー周期の整数倍となるように、コントラスト評価値を求めるための領域の読み出し時間を制御する制御手段（Ｓ２１２）とを有する。【選択図】図７
2008224808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的シャッタの開状態で、撮像手段の撮像面の一端から他端へ画像信号のローリング読み出しを行う画像信号読出手段と、
前記画像信号読出手段にて読み出される画像信号に対しオートフォーカスに用いる領域を設定する領域設定手段と、
設定された前記領域内の画像信号のコントラスト評価値を求めるコントラスト評価値算出手段とを有し、前記コントラスト評価値に基づいてレンズを合焦位置に調節する自動合焦装置において、
光源のフリッカー周期を検出するフリッカー検出手段と、
検出された前記フリッカー周期の整数倍となるように、前記コントラスト評価値を求めるための前記領域の読み出し時間を制御する制御手段とを有することを特徴とする自動合焦装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記領域設定手段が設定する前記領域の大きさを変更することで、前記領域の読み出し時間を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記領域の前記読み出し方向と直交する縦方向の大きさを変更することを特徴とする請求項２に記載の自動合焦装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像信号の読み出し周波数を変更することで、前記領域の読み出し時間を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記領域の読み出し時間を前記画像信号の読み出し時の水平ブランキング時間を変更することで、前記領域の読み出し時間を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の自動合焦装置を具備したことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
機械的シャッタの開状態で、撮像手段の撮像面の一端から他端へ画像信号のローリング読み出しを行う画像信号読出手段と、
前記画像信号読出手段にて読み出される画像信号に対し測光に用いる領域を設定する領域設定手段と、
設定された前記領域内の画像信号の測光値を求める測光値算出手段とを有し、前記測光値に基づいて露光量を算出する撮像装置において、
光源のフリッカー周期を検出するフリッカー検出手段と、
検出された前記フリッカー周期の整数倍となるように、前記測光値を求めるための前記領域の読み出し時間を制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローリング読み出しを行う撮像手段を用いてコントラストＡＦを行う自動合焦装置および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）あるいはそれに類する光電変換素子を二次元状に配置した撮像素子を用い、撮影レンズにより結像させた像をデジタル的に読み込むデジタルカメラが知られている。この種のカメラでは、オートフォーカス（ＡＦとも記す）や自動露出制御（ＡＥとも記す）、ホワイトバランス（以下、ＷＢとも記す）のための情報を撮像素子から得ることが一般的に行われている。
【０００３】
ＡＦについては、コントラストＡＦ（コントラスト方式、山登り方式によるＡＦ、またはＴＶ−ＡＦ方式）と呼ばれるコントラストＡＦの技術が適用されている。このコントラストＡＦは、撮像レンズに含まれるフォーカシングレンズまたは撮像素子を光軸方向に移動させつつ、各駆動段階で得られる撮像画像のコントラストを評価値として取得する。そして、最もコントラスト評価値の高いレンズ位置をもって合焦位置とする方式である。コントラストＡＦについては、例えば特許文献１に詳細に述べられている。
【０００４】
画面全体のコントラスト情報を使ってＡＦを行うと、撮影距離の異なる複数の被写体による遠近競合の影響を受けやすくなる。そのため、通常、自動または手動により画面内の一部の領域を選択して、コントラストＡＦを行う。
【０００５】
デジタル一眼レフカメラでは、ミラーやシャッタにより、露光時を除いて撮像素子は遮光されている。したがって、ＡＦやＡＥ用のセンサとして撮像素子を使うのではなく、それぞれの用途に対応した別のセンサを搭載し、撮影レンズから入射した光を光路分割してＡＦ用センサやＡＥ用センサに受光するようにして、ＡＦやＡＥを行っている。
【０００６】
近年、デジタル一眼レフカメラにおいても、撮像素子上の画像を背面液晶パネルなどの表示素子に表示して、構図やピントを確認するライブビュー機能が要求されてきている。ライブビュー時には、ミラーが跳ね上げられ、シャッタが開き、撮像素子が露光状態になるが、この状態ではＡＦ用センサやＡＥ用センサには光が届かない状態になり、これらのセンサによるＡＦやＡＥが行えない。そこで、ライブビュー中にＡＦ，ＡＥを行おうとすると、撮像素子を用いたコントラストＡＦや撮像面ＡＥの機能が必要となる。
【０００７】
デジタル一眼レフカメラの撮像素子としては、上記のようにＣＣＤとＣＭＯＳに大別されるが、デジタル方式の一眼レフカメラにおいては、撮像素子にＣＭＯＳ（以下、ＣＭＯＳ撮像素子）を使う例が増えている。撮像素子にＣＣＤ（以下、ＣＣＤ撮像素子）を用いる場合、画面内の電荷を一斉に転送する電子シャッタが用いられる。しかし、ＣＭＯＳ撮像素子では回路規模が増大するため、電子シャッタを実装することが難しく、画像情報の読み出し時には、通常、画面の一端より他端に向かい、１ラインずつ順次に画像情報の読み出しを行っている。
【０００８】
デジタル一眼レフカメラの画面全体の情報を間引かずに読み出そうとすると、複数チャンネルによる同時読み出しを行っても１００ｍｓｅｃ程度の時間は必要となる。そのため、静止画撮影時は銀塩フィルムを使用するカメラと同様なフォーカルプレーン方式の機械的シャッタを用いることにより、ＣＭＯＳ撮像素子においても、露光開始から終了までの画面内の露光中の同時間性は数ｍｓｅｃ以内に保たれる。
【０００９】
図１２は、ＣＣＤ撮像素子とＣＭＯＳ撮像素子の露光と読み出しの動作を説明する図である。図１２（ａ）は、ＣＣＤ撮像素子の露光、読み出しを模式的に示している。横軸は時間、縦軸は撮像素子上の縦方向の変位を表している。ＣＣＤは、電子シャッタによって画面内のどの画素も同タイミングで露光を開始、終了することができる。そのため、画面内の同時間性は保たれている。また、電子的なシャッタであり、チャージ動作が不要であるので、動画撮影時も使用可能である。
【００１０】
図１２（ｂ）は、ＣＭＯＳ撮像素子を用い、機械的シャッタを併用した場合の静止画撮影時の露光、読み出しを模式的に示している。ＣＭＯＳ撮像素子の場合、撮像面の一端から他端までの全画面を読み出すのに時間を要する。しかしながら、機械的シャッタを併用した場合、露光自体は該機械的シャッタでコントロールされるため、図示のように画面内の露光の同時間性は保たれている。
【００１１】
ライブビューなどの動画撮影時には、連続的に露光と画像情報読み出しを行う必要があり、駆動するために毎回チャージが必要な機械的シャッタを使うことができない。そのため、ＣＭＯＳ撮像素子での動画撮影時には機械的シャッタは開いたまま、電気的に撮像面の一端から他端にかけて電荷のリセット（蓄積開始）とデータ読み出しを順次行う読み出し方法が採用される。以下、この読み出し方法をローリング読み出しという。図１２（ｃ）はＣＭＯＳ撮像素子のローリング読み出し動作を示している。ローリング読み出しの場合、図１２（ｃ）のように撮像素子上の各ラインの露光タイミングは異なることになり、露光の同時間性は無い。ローリング読み出しにより１画面を読むのに要する時間は、間引き無しで読み出すと上記のように約１００ｍｓｅｃとなるが、データを間引くことにより１０〜数十ｍｓｅｃにすることができる。
【００１２】
ところで、交流電源周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）による蛍光灯などの明滅周期（いわゆるフリッカー）は、電源周波数の２倍の逆数となり、８．３３〜１０ｍｓｅｃである。このため、ＣＭＯＳ撮像素子でのライブビュー時は蓄積時間によってはフリッカーの影響を受け、画面内の読み出し方向の明暗が発生してしまう。
【００１３】
図１３（ａ）はローリング読み出しでフリッカーの影響を受ける様子を模式的に示した図である。ローリング読み出し動作中にフリッカーによる明暗が発生すると、蓄積のタイミングに応じて横方向に明暗の縞が発生する。
【００１４】
フリッカーに対する対策として、蓄積時間をフリッカー周期、またはその整数倍に合わせるのが一般的である。特許文献２には、電源周波数５０Ｈｚ（このとき蛍光灯の明暗は倍の１００Ｈｚ周期となる）でフリッカーの影響を受けないようにするために、蓄積時間を１／１００秒に設定する技術が開示されている。
【００１５】
ローリング読み出しであっても、蓄積時間をフリッカー周期に合わせれば、必ずどのラインもフリッカーの一周期を含むため、明暗の縞は発生しない。図１３（ｂ）は蓄積時間をフリッカー周期に合わせた例を示している。
【００１６】
また、フリッカー対策として、特許文献３では、あらかじめフリッカーによる変動幅を測定し、それを加味してコントラストＡＦ評価値の増減判定、合焦判定を行うような技術が開示されている。
【特許文献１】特許第２８２１２１４号公報
【特許文献２】特開平０５−０５６３３０号公報
【特許文献３】特開平０５−３１６４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献２の技術では、コントラストＡＦを高速化しようとした場合、画像情報を高速で読み取ること、すなわちフレームレートを上げることが必要となるが、従来技術では蓄積時間をフリッカー周期より速くできない。そのため、フリッカー周期に制限され、フリッカー周期よりも速いサイクルでデータを取り込むことができなかった。
【００１８】
また、特許文献３の技術では、ローリング読み出しについて考慮されていない。
【００１９】
（発明の目的）
本発明の目的は、光源のフリッカーの影響を低減しつつ、オートフォーカスや測光値の算出を高速化することのできる装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は、機械的シャッタの開状態で、撮像手段の撮像面の一端から他端へ画像信号のローリング読み出しを行う画像信号読出手段と、前記画像信号読出手段にて読み出される画像信号に対しオートフォーカスに用いる領域を設定する領域設定手段と、設定された前記領域内の画像信号のコントラスト評価値を求めるコントラスト評価値算出手段とを有し、前記コントラスト評価値に基づいてレンズを合焦位置に調節する自動合焦装置において、光源のフリッカー周期を検出するフリッカー検出手段と、検出された前記フリッカー周期の整数倍となるように、前記コントラスト評価値を求めるための前記領域の読み出し時間を制御する制御手段とを有する自動合焦装置とするものである。
【００２１】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記自動合焦装置を具備する撮像装置とするものである。
【００２２】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、機械的シャッタの開状態で、撮像手段の撮像面の一端から他端へ画像信号のローリング読み出しを行う画像信号読出手段と、前記画像信号読出手段にて読み出される画像信号に対し測光に用いる領域を設定する領域設定手段と、設定された前記領域内の画像信号の測光値を求める測光値算出手段とを有し、前記測光値に基づいて露光量を算出する撮像装置において、光源のフリッカー周期を検出するフリッカー検出手段と、検出された前記フリッカー周期の整数倍となるように、前記測光値を求めるための前記領域の読み出し時間を制御する制御手段とを有する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光源のフリッカーの影響を低減しつつ、オートフォーカスや測光値の算出を高速化することができる装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１および２に示す通りである。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の実施例１に係わる自動合焦装置を具備した一眼レフタイプのデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施例１に係わるデジタルカメラ２００には、撮影レンズ１００が不図示のマウント部を介して着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気接点ユニット１０７が設けられている。デジタルカメラ２００は、撮影レンズ１００と電気接点ユニット１０７を介して通信を行い、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１および光量を調節する絞り１０２の駆動を制御する。なお、図１には、撮影レンズ１００内のレンズとしてフォーカスレンズ１０１のみを示しているが、この他に変倍レンズや固定レンズが設けられ、これらを含めてレンズユニットが構成される。
【００２７】
不図示の被写体からの光束は、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１を含むレンズユニットおよび絞り１０２を介して、デジタルカメラ２００内のクイックリターンミラー２０３に導かれる。クイックリターンミラー２０３は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されて、被写体からの光束を図中上方のファインダー光学系に導く第１の位置（図示した位置）と、撮影光路外に退避する第２の位置とに移動可能である。
【００２８】
クイックリターンミラー２０３の中央部はハーフミラー部になっており、クイックリターンミラー２０３が第１の位置にダウンしているときには、被写体からの光束の一部が該ハーフミラー部を透過する。このハーフミラー部を透過した光束は、クイックリターンミラー２０３の背面側に設けられたサブミラー２０４で反射され、焦点検出回路２０６とともに位相差方式の自動焦点調整ユニットを構成する位相差ＡＦセンサ２０５に導かれる。焦点検出回路２０６は、位相差ＡＦセンサ２０５を用いて、撮影レンズ１００の焦点状態の検出（焦点検出）を行う。一方、クイックリターンミラー２０３で反射された光束は、ピント面に配置されるファインダースクリーン２０２、ペンタプリズム２０１および接眼レンズ２０７により構成されるファインダー光学系を介して撮影者の目に供される。
【００２９】
クイックリターンミラー２０３が第２の位置にアップした際、撮影レンズ１００からの光束は、機械的シャッタ（メカシャッタ）であるフォーカルプレーンシャッタ２１０および光学フィルタ２１１を介してイメージセンサであるＣＭＯＳ撮像素子２１２に至る。光学フィルタ２１１は、赤外線をカットして可視光線のみをＣＭＯＳ撮像素子２１２へ導く機能と、光学ローパスフィルタとしての機能とを有する。フォーカルプレーンシャッタ２１０は、先幕および後幕を有しており、撮影レンズ１００からの光束の透過および遮断を制御する。
【００３０】
なお、クイックリターンミラー２０３が第２の位置にアップしたときには、サブミラー２０４もクイックリターンミラー２０３に対して折り畳まれて撮影光路外に退避する構造になっている。
【００３１】
静止画撮影時のみならず、ライブビュー時も、クイックリターンミラー２０３は第２の位置にアップする。
【００３２】
本実施例１に係わるデジタルカメラ２００は、当該デジタルカメラ２００全体の制御を司るシステムコントローラ２３０を有する。システムコントローラ２３０は、ＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、後述する各回路等の動作を制御する。
【００３３】
システムコントローラ２３０は、電気接点ユニット１０７を介して、撮影レンズ１００内のレンズ制御回路１０４および絞り制御回路１０６に対して通信を行う。レンズ制御回路１０４は、システムコントローラ２３０からの信号に応じて、フォーカスレンズ１０１を光軸方向に駆動してピント合わせを行うレンズ駆動機構１０３を制御する。レンズ駆動機構１０３は、ステッピングモータやＤＣモータを駆動源として有している。絞り制御回路１０６は、システムコントローラ２３０からの信号に応じて、絞り１０２を駆動する絞り駆動機構１０５を制御する。
【００３４】
システムコントローラ２３０には、シャッタ制御回路２１５と測光回路２０９も接続されている。シャッタ制御回路２１５は、システムコントローラ２３０からの信号に応じて、フォーカルプレーンシャッタ２１０の先幕および後幕の走行駆動を制御する。
【００３５】
また、システムコントローラ２３０には、当該デジタルカメラ２００を制御する上で調整が必要なパラメータや、デジタルカメラ個体の識別を行うための固有の情報であるカメラＩＤ（識別）情報が記憶されたＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）２２３も接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２２３には、さらに、基準レンズ（本デジタルカメラの工場での調整時に用いられる撮影レンズ）を用いて調整された、撮影に関するパラメータの調整値等も記憶されている。
【００３６】
測光回路２０９は、接眼レンズ２０７の近傍に配設された測光センサ２０８に接続されており、該センサを通じて被写体の輝度を測定する。測光回路２０９の測定結果は、システムコントローラ２３０へ送られる。
【００３７】
システムコントローラ２３０は、レンズ駆動機構１０３を制御することにより、被写体像をＣＭＯＳ撮像素子２１２上に結像させる。また、システムコントローラ２３０は、設定されたＡｖ値に基いて、絞り駆動機構１０５を制御し、さらに、設定されたＴｖ値に基いてシャッタ制御回路２１５に制御信号を出力する。
【００３８】
フォーカルプレーンシャッタ２１０の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後、次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ機構２１４は、このバネチャージを制御する。また、ミラー駆動機構２１３によりクイックリターンミラー２０３のアップダウン駆動が行われる。
【００３９】
システムコントローラ２３０には、カメラＤＳＰ２２７も接続されている。カメラＤＳＰ２２７は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）により構成される補正データサンプル回路および補正回路である。このカメラＤＳＰ２２７は、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の制御および該ＣＭＯＳ撮像素子２１２から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ２３０の指令に基づいて実行する。画像データの補正・加工の項目の中には、オートホワイトバランスも含まれている。
【００４０】
オートホワイトバランスとは、撮影画像中の最大輝度部分を所定の色（白色）に補正する機能である。オートホワイトバランスについては、システムコントローラ２３０からの命令により補正量を変更することが可能である。
【００４１】
カメラＤＳＰ２２７の内部には、コントラストＡＦのためのコントラスト評価値算出のための回路部が内蔵されている。このコントラスト評価値算出部についての詳細は後述する。
【００４２】
また、カメラＤＳＰ２２７には、タイミングジェネレータ２１９、セレクタ２２２を介してＡ／Ｄコンバータ２１７、ビデオメモリ２２１、ワークメモリ２２６が接続されている。
【００４３】
ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの電気信号は、既知の相関二重サンプリング等の方法により該ＣＭＯＳ撮像素子２１２の出力に含まれるリセットノイズ等が除去される。同時に、所定の信号レベルまで出力を増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６を介して画素毎に順にＡ／Ｄコンバータ２１７で所定のデジタル信号に変換される。
【００４４】
ＣＭＯＳ撮像素子２１２は、全体の駆動タイミングを決定しているタイミングジェネレータ２１９からの信号に基づき、画素毎の水平駆動並びに垂直駆動のためのドライバー回路２１８からの出力で駆動され、画像信号を発生して出力する。同様に、ＣＭＯＳ撮像素子２１２から出力される画像信号をアナログ的に処理して所定の信号レベルに変換するＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６およびＡ／Ｄコンバータ２１７も、タイミングジェネレータ２１９からのタイミング信号に基づいて動作する。
【００４５】
Ａ／Ｄコンバータ２１７の出力は、システムコントローラ２３０からの信号に基づいて信号を選択するセレクタ２２２を介してメモリコントローラ２２８に入力され、フレームメモリであるＤＲＡＭ２２９に全て転送される。
【００４６】
撮影動作終了後、メモリコントローラ２２８の制御により、撮影データを記憶しているＤＲＡＭ２２９の内容が、セレクタ２２２を介してカメラＤＳＰ２２７に転送される。このカメラＤＳＰ２２７は、ＤＲＡＭ２２９に記憶されている各撮影データの各画素データを基に、ＲＧＢの各色信号を生成する。
【００４７】
ビデオやコンパクトデジタルカメラでは、撮影前状態時に、この結果をビデオメモリ２２１に定期的（フレーム毎）に転送することで、モニタ表示部２２０によりファインダー表示（ライブビュー）等を行っている。
【００４８】
一眼レフ方式のデジタルカメラでは、通常、撮影前時点では、クイックリターンミラー２０３やフォーカルプレーンシャッタ２１０によりＣＭＯＳ撮像素子２１２は遮光されているため、ライブビューは行えない。しかし、クイックリターンミラー２０３をアップし、撮影光路より退避させてからフォーカルプレーンシャッタ２１０を開いた状態にすることで、ライブビューが可能となる。また、ライブビュー時にＣＭＯＳ撮像素子２１２からの画像信号をカメラＤＳＰ２２７もしくはシステムコントローラ２３０が処理することでコントラスト評価値を得ることができる。このコントラスト評価値を用いてコントラストＡＦが行われる。また、ライブビュー時においては、測光に関しても測光センサ２０８に光束が届かないので、ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの画像データの輝度情報を基に測光演算を行う撮像面ＡＥが行われる。撮像面ＡＥに必要な画面内の測光領域ごとの輝度平均値（測光値）も、カメラＤＳＰ２２７もしくはシステムコントローラ２３０が処理することで求められる。
【００４９】
撮影時には、システムコントローラ２３０からの制御信号によって、１フレーム分の各画素データをＤＲＡＭ２２９から読み出し、カメラＤＳＰ２２７で画像処理を行ってから、一旦、ワークメモリ２２６に記憶する。そして、ワークメモリ２２６のデータを圧縮・伸張回路２２５で所定の圧縮フォーマットに基づいて圧縮し、その結果を外部不揮発性メモリ（外部メモリ）２２４に記憶する。外部不揮発性メモリ２２４として、通常、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを使用する。また、ハードディスク、磁気ディスク等などであってもよい。
【００５０】
また、撮影済みの画像データを観察する場合、外部不揮発性メモリ２２４に圧縮・記憶されたデータを、圧縮・伸張回路２２５を通じて通常の撮影画素毎のデータに伸張し、その結果をカメラＤＳＰ２２７に接続されているビデオメモリ２２１に転送する。このことで、モニタ表示部２２０にて画像表示を行うことができる。
【００５１】
システムコントローラ２３０には、動作表示回路２３１と、スイッチＳＷ１（２３３）と、スイッチＳＷ２（２３４）と、操作することによりライブビューの開始、終了を行うスイッチであるライブビューモード用のスイッチＳＷ３（２３５）が接続されている。さらには、その他の撮影モードなどの設定や各種の選択を行うための操作スイッチ類（操作ＳＷ）２３２も接続されている。
【００５２】
動作表示回路２３１は、上記各スイッチにより設定又は選択されたカメラの動作状態を、液晶素子やＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ等の表示素子により表示する。
【００５３】
スイッチＳＷ１は、測光・焦点検出エリアなどの撮影準備動作を開始させるためのスイッチである。レリーズスイッチＳＷ２は、撮影動作（静止画像を取得するための電荷蓄積および電荷読み出し動作）を開始させるためのスイッチである。
【００５４】
一方、撮影レンズ１００において、レンズ制御回路１０４には、該撮影レンズ１００の焦点距離や開放絞り値等の性能情報、該撮影レンズ１００を識別するための固有の情報であるレンズＩＤ（識別）情報を記憶するメモリ（図示せず）が設けられている。このメモリには、システムコントローラ２３０から通信により受け取った情報も記憶される。なお、性能情報およびレンズＩＤ情報は、デジタルカメラ２００への装着時における初期通信により、システムコントローラ２３０に送信され、システムコントローラ２３０はこれらをＥＥＰＲＯＭ２２３に記憶させる。
【００５５】
さらに、システムコントローラ２３０には、フリッカー光源か否かを判定するための光源検出センサ２３６が、ＨＰＦやコンパレータなどを含む光源検出回路２３７を介して接続されている。
【００５６】
次に、カメラＤＳＰ２２７内のコントラスト評価値算出部について、図２を用いて説明する。
【００５７】
ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの画像信号は、図１のＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２１７によりデジタル信号に変換される。デジタル化された画像データはセレクタ２２２を介してカメラＤＳＰ２２７に画像データとして入力される。
【００５８】
カメラＤＳＰ２２７に入力された画像データは、コントラスト評価値算出のために、まずＡＦ領域設定部２４１に入力される。既に述べたように、全画面の画像データを用いてコントラスト値を算出すると、距離の異なる位置に存在する物体や背景など被写体距離の違いによりコントラスト値のピークがいくつも出る。このため、どれが真の被写体かの判定がコントラスト値だけでは難しく、いわゆる遠近競合の問題が発生するので、主被写体の領域だけでコントラスト評価を行うことが望ましい。ＡＦ領域設定部２４１はそのために具備されており、全画面の画像データから主被写体近傍の領域だけの画像をトリミングして、次のコントラスト評価値算出部２４２に送るためのものである。
【００５９】
なお、ＡＦに使用する領域（ＡＦ領域）の設定は、撮影者が操作スイッチ２３２などを使って手動で行っても良いし、被写体認識などの手段により自動で行っても良い。また、ＡＦ領域としては、大きすぎると遠近競合の問題が起こる可能性がある。一方、小さすぎてもＡＦ領域内に被写体のコントラスト部を捕らえきれなかったり、手ぶれ等によりＡＦ領域から主被写体が出たり入ったりすることでコントラスト値が大きく変わる可能性などがあり、ＡＦ動作に影響する。したがって、ＡＦ領域の大きさとしては、画面の長さ方向で１／５〜１／１０程度が望ましい。
【００６０】
ＡＦ領域の画面内の位置、縦方向、横方向の大きさは、システムコントローラ２３０よりＡＦ領域設定部２４１に対して設定が行えるように構成されている。本実施例１では、フリッカー周期によってＡＦ領域の縦方向（ＣＭＯＳ撮像素子２１２の一端から他端へのローリング読み出し方向と直交する方向）の大きさを変更するように構成される。
【００６１】
図３はそのＡＦ領域変更の様子を説明するための図である。図示されるように、図３では、撮影画面に対して、中央部にＡＦ領域が存在する。フリッカー周期によってＡＦ領域の縦方向の大きさは変更される。変更されて拡大された場合のＡＦ領域を点線の領域で示している。
【００６２】
ＡＦ領域設定部２４１で切り出された画像データは、次段のコントラスト評価値算出部２４２に送られ、ここでＡＦ領域内のコントラスト評価値（焦点信号）が算出される。そして、コントラスト評価値はシステムコントローラ２３０に送られる。
【００６３】
本実施例１では、ＡＦ領域内水平１ライン毎のコントラストのピーク値を求め、各ラインのピーク値を縦方向に加算してこれをコントラスト評価値としている。縦方向に加算することで値が大きくなる積分効果があり、ピーク付近の分解能が上がる。また、ノイズに対しての平均効果、被写体の手ぶれなどによる位置ずれの影響を低減する効果などもある。
【００６４】
各水平ラインのコントラスト値を算出するが、このコントラストの算出は種々の方法が提案され、公知の技術である。一例をあげると、水平方向の隣接画素輝度値の差分の絶対値を取り、そのピーク値をコントラスト値のピーク値とする方法がある。また、水平方向の輝度情報に対してフーリエ変換を行い、所望の周波数成分の振幅をもってコントラスト値としても良い。
【００６５】
図４は、コントラスト評価方法を模式的に説明するための図である。図４（ａ）に、ＡＦ領域内に三角錐を捕らえたところを示している。この場合の水平方向Ａ，Ｂ，Ｃのライン毎のコントラスト値を図４（ｂ）に示す。このようにライン毎のコントラスト値のピーク値が求められ、そのピーク値を縦方向に積算して、ＡＦ領域内のコントラスト評価値が求められる。
【００６６】
次に、光源検出センサ２３６および光源検出回路２３７によるフリッカー検出について説明する。
【００６７】
フリッカー検出については種々の技術が既に知られている。本願出願人は、例えばフリッカー検出に関し、特許第２５６４８９３号、特許第３２７８２６８号、特許第３３５９１２９号などを提案している。特許第３３５９１２９号によれば、光源検出センサの出力をヘッドアンプで増幅した後、ＡＣ成分の有無を第一の参照値と比較し、またＨＰＦ(ハイパスフィルタ)を通した後の出力を第二の参照値と比較する。それにより、昼光、白熱灯、蛍光灯などの光源を識別する。
【００６８】
次に、本実施例１に係わるコントラストＡＦの概要について説明する。
【００６９】
コントラストＡＦは、ビデオカメラやコンパクトデジタルカメラなどの映像機器に使用されている自動焦点検出方式である。まず、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子からの映像信号中の高周波成分を焦点信号（コントラスト評価値）として抽出する。そして、この焦点信号が最大となるように、撮像光学系のフォーカシングレンズを駆動制御して合焦位置に移動させるものである。この方式は焦点調節用の特殊な光学部材が不要であり、遠方でも近くでも被写体距離に依存せずに正確にピント合わせを行うことができるという長所がある。
【００７０】
図５は、コントラストＡＦによる焦点検出の説明図である。大ボケ状態では、フォーカシングレンズを高速で移動させ、評価値が大きくなる場合はそのまま同一方向に移動させ続ける。評価値が小さくなる場合は反対方向に移動させて、常に焦点信号が大きくなるようにフォーカシングレンズを移動させる。そして、焦点信号が所定値を越えた場合には、フォーカシングレンズの移動速度を遅くし、ゆっくりといわゆる山登りを行って焦点信号が最大となるＡ点でフォーカシングレンズの移動を停止させる。
【００７１】
コントラストＡＦは、常時ピントが合うようにレンズ駆動することができ、動画やライブビューに向いた制御方式である。静止画の場合は、合焦位置を含むと予想される所定範囲において、コントラスト評価値を取り込みながらレンズ駆動を行う。そして、所定範囲内の駆動を終了した時点でコントラスト評価値のピークを記録したレンズ位置へフォーカシングレンズを戻すような制御をして合焦させる。
【００７２】
次に、図６のフローチャートを用いて、ライブビューの起動および終了の動作（シーケンス）について説明する。このシーケンスは、システムコントローラ２３０がプログラムに従って実行されるものである。なお、後述する各シーケンスについても同様である。
【００７３】
本実施例１では、図１に示すライブビューモード用のスイッチＳＷ３が操作される毎にライブビューが開始または終了となるが、図６はスイッチＳＷ３が操作されると呼び出されるシーケンスである。
【００７４】
スイッチＳＷ３が操作されると、システムコントローラ２３０は、ステップＳ１０１にて、内蔵するＲＡＭ内のライブビューフラグを参照し、現在ライブビューモードであるかどうかを判定する。ライブビューモードでなかった場合はライブビューモードを起動するためにステップＳ１０２以降へ進む。ステップＳ１０２では、ミラー駆動機構２１３により、クイックリターンミラー２０３を撮影光路外へ跳ね上げ、撮影可能状態にする。これに伴い、サブミラー２０４はクイックリターンミラー２０３に連動して撮影光路外の待機位置にたたまれる。
【００７５】
次のステップＳ１０３では、システムコントローラ２３０は、シャッタ制御回路２１５を介してシャッタチャージ機構２１４によりチャージされたフォーカルプレーンシャッタ２１０を開放状態にする。次のステップＳ１０４では、カメラＤＳＰ２２７、セレクタ２２２、タイミングジェネレータ２１９、ドライバー回路２１８、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６およびＡ／Ｄコンバータ２１７を制御する。そして、所定の蓄積時間に従ってＣＭＯＳ撮像素子２１２の蓄積動作、画像情報のローリング読み出しによる撮像動作を開始する。ここでは、ライブビュー用画像の読み出しなので、所定の表示レートに間に合うように適宜間引いて画像情報の読み込み処理を行う。読み出された画像情報はメモリコントローラ２２８を介してＤＲＡＭ２２９上に格納する。
【００７６】
次のステップＳ１０５では、システムコントローラ２３０は、カメラＤＳＰ２２７と共にＤＲＡＭ２２９上の画像情報に対して、ホワイトバランス、ガンマ処理、色変換等を行う。そして、ビデオメモリ２２１を通じてモニタ表示部２２０での画像表示を行う。以降、ライブビューモード中は、連続的に撮像と表示の動作が繰り返される。次のステップＳ１０６では、ライブビューモード中であることを示すＲＡＭ内にあるライブビューフラグをセットする。そして、ライブビュー起動の処理を終了する。
【００７７】
また、上記ステップＳ１０１にてライブビューモードであった場合はライブビューモードの終了処理を行うためにステップＳ１０７以降へ進む。ステップＳ１０７では、システムコントローラ２３０は、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の蓄積、読み出し動作を終了し、撮像動作を終了させる。そして、次のステップＳ１０８では、モニタ表示部２２０への表示更新を停止し、モニタ表示部２２０の照明を消灯するなど、ライブビューの表示動作を終了させる。
【００７８】
次のステップＳ１０９では、システムコントローラ２３０は、シャッタ制御回路２１５を介してフォーカルプレーンシャッタ２１０の閉じ動作を行う。続くステップＳ１１０では、ミラー駆動機構２１３によりクイックリターンミラー２０３をダウンさせ、通常位置（撮影光路内）に復帰させる。そして、次のステップＳ１１１では、ＲＡＭ内のライブビューフラグをライブビューモードが終了したことを記憶するためにクリアし、ライブビューモードの終了処理を完了する。
【００７９】
次に、図７を用いて、ライブビュー中にスイッチＳＷ１が押されてから撮影に至るまでのシーケンスについて説明する。
【００８０】
まず、ライブビュー中の動作について説明する。ライブビュー中は、システムコントローラ２３０は、まずステップＳ２０１にて、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の蓄積動作を行う。そして、次のステップＳ２０２にて、所定の蓄積動作が終了したかどうかを判定する。蓄積が終了しない場合はこのステップで待機し、蓄積が終了するとステップＳ２０３へ進む。
【００８１】
ステップＳ２０３では、システムコントローラ２３０は、カメラＤＳＰ２２７に対する指令によりタイミングジェネレータ２１９を駆動する。そして、ドライバー回路２１８、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６、Ａ／Ｄコンバータ２１７、セレクタ２２２、メモリコントローラ２２８などを動作させる。そして、ＤＲＡＭ２２９上にライブビュー表示に使用する範囲のＣＭＯＳ撮像素子２１２に蓄積された画像情報を読み込む。このとき、静止画読み込みのときと同様、全画素の情報を逐一読み出すと時間が掛かってライブビュー表示のフレームレートが小さくなってしまう。また、ライブビューで表示される画像の画素数はモニタ表示部２２０の画素数などで規制され、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の画素数に対しておおよそ１０分の１以下である。そこで、ＣＭＯＳ撮像素子２１２上で隣接する２〜３画素の同色画素の画像情報をハード的に加算平均したり、または読み出し時に、適宜縦方向や横方向の画像情報を間引いたりする。このようにして、読み出し速度を上げ、ライブビュー表示のフレームレートを上げるようにしている。
【００８２】
次のステップＳ２０４では、システムコントローラ２３０は、カメラＤＳＰ２２７と共にＤＲＡＭ２２９上の画像情報に対して、ホワイトバランス、ガンマ処理、色変換などの現像処理を行う。続くステップ２０５では、現像処理を行った画像をビデオメモリ２２１を通じてモニタ表示部２２０でのライブビュー画像表示を行う。そして、次のステップＳ２０６にて、光源検出センサ２３６および光源検出回路２３７によりフリッカー検出を行う。
【００８３】
上記フリッカー検出については、特許第３３５９１２９号に開示されている技術を含め、種々の公知技術のいずれを使っても良い。また、フリッカー周波数については、電源周波数の倍で１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚとなる。そのため、光源検出センサ２３６の出力を１００Ｈｚと１２０Ｈｚのそれぞれにピークを持ち、バンドパスフィルタを通し、出力結果の大きさを比較することなどで、判定することができる。
【００８４】
次のステップＳ２０７では、システムコントローラ２３０は、上記ステップＳ２０６での結果よりフリッカー有りと判定したらステップＳ２０８へ進み、内蔵したＲＡＭ内のフラグであるフリッカーフラグをセットする。そして、ステップＳ２０９へ進む。また、ステップＳ２０７にて、上記ステップＳ２０６での結果がフリッカー無しと判定した場合はステップＳ２０９へ進む。
【００８５】
ステップＳ２０９では、システムコントローラ２３０は、ライブビューモード用のスイッチＳＷ３がＯＮされたかどうかを判定する。ＯＮされていた場合は、図６のライブビュー起動／終了処理へ進む。一方、スイッチＳＷ３がＯＮされていない場合はステップＳ２１０へ進む。
【００８６】
ステップＳ２１０へ進むと、システムコントローラ２３０は、スイッチＳＷ１の状態を判定する。この結果、スイッチＳＷ１がＯＮされていなければステップＳ２０１に戻り、ライブビュー表示動作を繰り返す。スイッチＳＷ１がＯＮされていればステップＳ２１１へ進み、内蔵したＲＡＭ内のフラグであるフリッカーフラグがセットされているかどうかを判定する。セットされている場合、すなわちフリッカー光源下である場合はステップＳ２１２へ進む。セットされていない場合、すなわちフリッカー光源下でない場合はステップＳ２１３へ進む。
【００８７】
上記ステップＳ２１１でフリッカー光源下と判定した場合は上記のようにステップＳ２１２へ進み、システムコントローラ２３０は、フリッカーの影響を受けないＡＦ領域サイズ（大きさ）に変更する。
【００８８】
ここで、撮像素子の画素数などについて、本来制限があるわけではない。しかし、具体的に説明するために、本実施例１では、例えばＣＭＯＳ撮像素子２１２の画素数として、図３に示されるように、横３，０００画素×縦２，０００画素の計６，０００，０００画素を想定する。画像サイズ６，０００，０００画素時の連写撮影速度が秒５枚可能として、ライブビューを考えると、この速度では不足であるし、ライブビュー表示に用いるモニタ表示部２２０に使われる表示用液晶の画素数も２２万画素程度で全画素を表示することはできない。そこで、ライブビュー時は間引き読み出しを行う。横方向を１／２、縦方向を１／３に間引くと、間引き後の画素数は１，０００，０００画素となり、フレームレートも単純に考えて全画素読み出し時秒５枚×２×３となり、秒３０枚とのフレームレートが確保できる。
【００８９】
ＡＦ領域としては、初期設定では、縦、横とも画面サイズの１／５相当とし、図３に示されるように、画面の横６００画素、縦４００画素相当部分を領域の大きさとする。ライブビュー時は上記のように間引き読み出しを行うので、実際のＡＦ領域の画素数としては、横３００画素、縦１３３画素となる。
【００９０】
ライブビュー時のフレームレートを秒３０枚とすると、画像１画面の読み出しに１／３０ｓｅｃ＝３３．３ｍｓｅｃ（後述の図８参照）掛かることになる。このとき、ＡＦ領域の読み出しは３３．３ｍｓｅｃ／５＝６．６６ｍｓｅｃ（後述の図８参照）掛かることになる。
【００９１】
電源周波数５０Ｈｚ時のフリッカー周波数は倍の１００Ｈｚとなり、１周期は１０ｍｓｅｃ、同じく電源周波数６０Ｈｚ時のフリッカー周波数は倍の１２０Ｈｚとなり、１周期は８．３３ｍｓｅｃとなる。
【００９２】
ここで、フリッカーを検出した場合、そのフリッカー周期に合わせて少なくともＡＦ領域の縦方向の大きさを変えて、コントラスト評価値を求めるためのＡＦ領域の読み出し時間をフリッカーの１周期分またはその整数倍となるようにする。
【００９３】
本実施例１でのコントラストＡＦは、図４で説明したように、水平方向に各ラインのコントラストのピーク値を求め、そのピーク値を縦方向に積算してＡＦ領域内のコントラスト評価値としている。そのため、ＡＦ領域の縦方向の読み出し時間をフリッカー１周期分の整数倍（１倍含む）とするように制御する。このことで、フリッカーがＡＦ領域内のどこに現れても、ＡＦ用コントラスト評価値としてはフリッカーの影響を受けずにほぼ一定の値を得ることが出来る。
【００９４】
そこで、本実施例１では、フリッカー周波数が１００Ｈｚ（電源周波数５０Ｈｚ）と判定した場合には、ＡＦ領域の縦の長さを初期状態の１０／６．６６＝１．５倍とする。すなわち、画面対しては４００×１．５＝６００画素分をＡＦ領域とし、間引き読み出しのために実際の画素数は２００画素となる。
【００９５】
また、フリッカー周波数が１２０Ｈｚ（電源周波数６０Ｈｚ）と判定した場合には、ＡＦ領域の縦の長さを初期状態の８．３３／６．６６＝１．２５倍とする。すなわち、画面対しては４００×１．２５＝５００画素分をＡＦ領域とし、間引き読み出しのために実際の画素数は１６６画素となる。
【００９６】
以上のように、縦方向のＡＦ領域の大きさを制御することで、蓄積時間によらずコントラストＡＦでのコントラスト評価値をフリッカーに関係なく、ほぼ一定に保つことが出来る。
【００９７】
図８は、電源周波数５０Ｈｚ（フリッカー周波数１００Ｈｚ）時に、ＡＦ領域を縦方向に拡大する様子を説明する図である。図８（ｂ）で明らかなように、拡大後はフリッカー１周期分がＡＦ領域内に含まれるため、蓄積時間を変化させたとしても、フリッカーの影響を受けずにほぼ一定のコントラスト評価値を出力することが出来る。
【００９８】
図７に戻り、以上のようにしてステップＳ２１２にてフリッカー検出時におけるＡＦ領域の縦方向の設定が終わると、システムコントローラ２３０は、処理をステップＳ２１４へ進める。
【００９９】
また、上記ステップＳ２１１にてフリッカー光源下でないと判定した場合は、システムコントローラ２３０は、処理をステップＳ２１３へ進め、ＡＦ領域のサイズ（大きさ）を変更する必要は無いので、初期設定のままの通常ＡＦ領域のサイズを設定する。その後はステップＳ２１４へ進む。
【０１００】
次のステップＳ２１４では、システムコントローラ２３０は、公知のコントラストＡＦに基づいて、フォーカスレンズ１０１を微少駆動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最大となる箇所にレンズを停止させることによりＡＦを行う。そして、次のステップＳ２１５にて、撮影用の露出を決定する撮影用ＡＥ動作を行う。非ライブビュー時の通常撮影においては、ファインダー部の測光センサ２０８が使用される。一方、ライブビュー時には、クイックリターンミラー２０３が跳ね上げられてファインダー側に光束が行かないため、ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの画像情報を基に撮影用露出を決定する。
【０１０１】
次のステップＳ２１６では、システムコントローラ２３０は、スイッチＳＷ１の状態を判定し、スイッチＳＷ１がＯＦＦされた場合はステップＳ２０１のライブビュー動作状態に戻る。一方、スイッチＳＷ１がＯＮされたままならばステップＳ２１７へ進む。そして、ステップＳ２１７では、スイッチＳＷ２の状態を判定し、スイッチＳＷ２がＯＮされていない場合は、ＯＮされるまでステップＳ２１６，Ｓ２１７を繰り返す。その後、スイッチＳＷ２がＯＮされているとステップＳ２１８へ進む。
【０１０２】
ステップＳ２１８以降は、ライブビューからの撮影シーケンスである。ステップＳ２１８では、システムコントローラ２３０は、シャッタ制御回路２１５を介して、ライブビューのために開放状態になっているフォーカルプレーンシャッタ２１０を閉じる。そして、次のステップＳ２１９にて、電気接点ユニット１０７を介した通信によって、レンズ側の絞り制御回路１０６を介して、絞り駆動機構１０５を駆動する。そして、絞り１０２を、先にステップ２１５の撮影用ＡＥで決定した絞り値に絞り込む。
【０１０３】
次のステップＳ２２０では、システムコントローラ２３０は、シャッタ制御回路２１５を介してシャッタチャージ機構２１４によりチャージされたフォーカルプレーンシャッタ２１０の開放動作を行う。そして、次のステップＳ２２１にて、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の蓄積動作を行い、続くステップＳ２２２にて、ステップＳ２１５の撮影用ＡＥであらかじめ決定したシャッタ速度に相当する時間経過を待機する。その後はシャッタ制御回路２１５を通じてフォーカルプレーンシャッタ２１０の閉じ動作を行い、ステップＳ２２３へ進む。
【０１０４】
ステップＳ２２３へ進むと、システムコントローラ２３０は、カメラＤＳＰ２２７に対する指令により、タイミングジェネレータ２１９を駆動する。そして、ドライバー回路２１８、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６、Ａ／Ｄコンバータ２１７、セレクタ２２２、メモリコントローラ２２８などを動作させる。そして、ＤＲＡＭ２２９上にＣＭＯＳ撮像素子２１２に蓄積された画像情報を読み込む。
【０１０５】
次のステップＳ２２４では、システムコントローラ２３０は、カメラＤＳＰ２２７と共にＤＲＡＭ２２９上の画像情報に対して一連の撮影後処理を行う。詳しくは、ホワイトバランス、ガンマ処理、色変換、ＪＰＥＧなど所定フォーマットへの変換、サムネイル作成、ビデオメモリ２２１を通じてモニタ表示部２２０での撮影画像表示などである。この一連の撮影後処理の後は、形成された画像をワークメモリ２２６に記録する。続くステップＳ２２５では、上記ステップＳ２２４の撮影後処理によって形成されたワークメモリ２２６上の画像データを、圧縮・伸張回路２２５での圧縮処理を行い、外部不揮発性メモリ２２４へと記録する。
【０１０６】
その後はステップＳ２２６へ進み、システムコントローラ２３０は、ライブビューを再開するためにシャッタ制御回路２１５を介してシャッタチャージ機構２１４によりチャージされたフォーカルプレーンシャッタ２１０の開放動作を行う。そして、ステップＳ２０１へ戻り、ライブビュー動作を再開する。
【０１０７】
本実施例１では、図８に示すように、フリッカー周期に応じてＡＦ領域の縦方向の大きさを制御している。これは蓄積時間をフリッカーの影響を受けないよう延ばすわけではないので、ＡＦ領域内に横縞状のフリッカーの明暗は出るが、縦方向の大きさを変更して、読み出し時間をフリッカー周期の少なくとも１周期としている。これにより、縦方向に積分加算されるコントラスト評価値はフリッカーにほぼ影響されないものとなる。
【０１０８】
本実施例１の場合、ＡＦ領域の縦方向の大きさをフリッカー周期に合わせるようにしているので、蓄積時間に関係なく、フリッカーの影響を受けないようにすることが可能である。
【０１０９】
ライブビュー画像の読み出しに関しては、ダブルバッファやトリプルバッファなどを用いて、ライブビュー用の１画像の読み込みが終了する前に、次のライブビュー画像を読み出すようにしてコントラストＡＦを高速化することができる。さらに、蓄積時間自体がフリッカー周期より短いときは、フリッカー周期以上にコントラストＡＦのフレームレートを上げることもできるため、コントラストＡＦを高速化するようにすることも可能である。
【０１１０】
図９は、上記の場合のタイミングチャートである。蓄積時間をフリッカー周期より短くできるため、ライブビュー１画面読み込み終了より前に次の画面の読み出しを開始することで、コントラストＡＦを高速化することが可能となる。
【０１１１】
上記の実施例１によれば、機械的シャッタを開状態で、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の一端から他端へと電荷の蓄積開始とデータ読み出しを順次行うローリング読み出しを行う自動合焦装置もしくは撮像装置に関する。この種の装置において、検出された光源のフリッカー周期に応じて、コントラスト評価値を求めるためのＡＦ領域の読み出し時間を制御する構成にしている。
【０１１２】
詳しくは、フリッカー周期に応じて、ＡＦ領域の大きさを制御することで、ＡＦ領域の読み出し時間を制御するようにしている。更に詳しくは、ＡＦ領域の前記読み出し方向と直交する縦方向の大きさを、ＡＦ領域の読み出し時間がフリッカー周期の整数倍となるように変更することで、ＡＦ領域の読み出し時間を制御するようにしている。
【０１１３】
また、コントラスト評価値は、ＡＦ領域内の横方向の１ライン毎のコントラスト値を求め、それを縦方向に積算することで求めている。
【０１１４】
上記の構成とすることにより、フリッカーの影響を低減しつつ、蓄積時間自体はフリッカー周期より短縮でき、より速い周期でオートフォーカス動作を行え、オートフォーカス動作を高速化できるという効果がある。
【実施例２】
【０１１５】
上記の実施例１では、フリッカー周期に応じて、ＡＦ領域の縦方向の大きさを制御することによって、コントラストＡＦでのフリッカーの影響を低減するようにしている。
【０１１６】
これに対し、本発明の実施例２では、ＡＦ領域の縦方向の大きさを変える代わりに、フリッカー周期に応じて、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の画像データの読み出し速度を変更し、ＡＦ領域の縦方向の読み出しに掛かる時間をフリッカー周期の整数倍にする。このことで、コントラストＡＦでのフリッカーの影響を低減しようとするものである。
【０１１７】
以下、本発明の実施例２について、図１０および図１１を用いて説明する。
【０１１８】
図１０は、本実施例２に係るライブビュー時の動作を示すフローチャートである。実施例1に係る図７のフローチャートに対応するものであり、同一の動作を行う部分は同一のステップ番号を付してある。実施例１とは、図７のステップＳ２１２，Ｓ２１３の部分の動作を、ステップＳ２５０，Ｓ２５１の動作に変更したのみである。
【０１１９】
図１０のステップＳ２１１にてフリッカーフラグがセットされている、すなわちフリッカー光源下であると判定した場合は、システムコントローラ２３０は、ステップＳ２５０へ処理を進める。そして、ステップＳ２５０にて、フリッカー周期に合わせてＣＭＯＳ撮像素子２１２からの読み出し速度を調整し、ＡＦ領域の読み出しに掛かる時間をフリッカー周期の整数倍になるよう設定する。読み出し速度は、タイミングジェネレータ２１９で発生させるＣＭＯＳ撮像素子２１２の駆動周波数を変更することにより調整することができる。
【０１２０】
また、図１０のステップＳ２１１にてフリッカーフラグがセットされていない、すなわちフリッカー光源下でないと判定した場合は、システムコントローラ２３０は、ステップＳ２５１へ処理を進める。そして、ステップＳ２５１にて、ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの読み出し速度を通常読み出し速度に設定する。
【０１２１】
図１１は、本実施例２に係る動作を説明するための図であり、実施例１に係る図８に対応するものである。
【０１２２】
通常読み出し速度では、ＡＦ領域の読み出しに６．６６ｍｓｅｃ掛かる。しかし、電源周波数５０Ｈｚ（フリッカー周波数１００Ｈｚ）のフリッカーを検出した時には、ＣＭＯＳ撮像素子２１２からの読み出し速度（読み出し周波数）を変更し、ＡＦ領域の縦方向の読み出し時間を通常の１．５倍掛かるようにする。すなわち、１０ｍｓｅｃを要するようにして、フリッカー周期の１周期分が含まれるようにする。こうすることで、実施例１と同様に、コントラストＡＦに関して、フリッカーの影響を低減することができる。
【０１２３】
読み出し速度の変更は、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の駆動周波数を変更する以外にも、１ラインのデータを読み出した後、次のラインの読み出しに移行するまでに要する時間（水平ブランキング時間）の長さを調整するようにしても良い。これにより、ＡＦ領域の読み出しに掛かる時間を調整することができる。
【０１２４】
上記の実施例２によれば、実施例１と同様、機械的シャッタを開状態で、ＣＭＯＳ撮像素子２１２の一端から他端へと電荷の蓄積開始とデータ読み出しを順次行うローリング読み出しを行う自動合焦装置もしくは撮像装置に関する。この種の装置において、検出された光源のフリッカー周期に応じて、コントラスト評価値を求めるためのＡＦ領域の読み出し時間を制御する構成にしている。
【０１２５】
詳しくは、フリッカー周期に応じて、ＡＦ領域の読み出し時間をフリッカー周期の整数倍となるように画像信号の読み出し速度（読み出し周波数）を変更することで、ＡＦ領域の読み出し時間を制御するようにしている。
【０１２６】
または、フリッカー周期に応じて、ＡＦ領域の読み出し時間をフリッカー周期の整数倍となるように画像信号の読み出し時の水平ブランキング時間を変更することで、ＡＦ領域の読み出し時間を制御するようにしている。
【０１２７】
上記の構成とすることにより、フリッカーの影響を低減しつつ、蓄積時間自体はフリッカー周期より短縮でき、より速い周期でオートフォーカス動作を行え、オートフォーカス動作を高速化できるという効果がある。
【０１２８】
（本発明と実施例の対応）
ＣＭＯＳ撮像素子２１２が本発明の撮像手段に、システムコントローラ２３０およびカメラＤＳＰ２２７が画像信号読出手段に、システムコントローラ２３０およびカメラＤＳＰ２２７内のＡＦ領域設定部２４１が領域設定手段に、それぞれ相当する。カメラＤＳＰ２２７内のコントラスト評価値算出部２４２が本発明のコントラスト評価値算出手段に、光源検出センサ２３６および光源検出回路２３７およびシステムコントローラ２３０がフリッカー検出手段に、それぞれ相当する。システムコントローラ２３０が制御手段に相当する。また、システムコントローラ２３０またはカメラＤＳＰ２２７が露光量を求めるのに用いられる測光値を算出する測光値算出手段に相当する。
【０１２９】
（変形例）
本発明においては、上記実施例１，２で説明した以外にも、種々の変形が可能である。例えば、撮像素子はＣＭＯＳタイプの撮像素子の場合を説明したが、ＣＭＯＳ撮像素子に限定されるものではない。ローリング読み出しを可能にする撮像素子であれば、センサタイプに限らず、本発明は適用可能である。
【０１３０】
また、コントラストＡＦについて説明を行ったが、撮像面ＡＥやライブビュー時のホワイトバランス（ＷＢ）に本発明を応用することは容易である。ＡＥやＷＢでは、設定されている領域内の輝度の積分値により判定が行われるが、蓄積時間を短くすることでフリッカーの影響を受けることになり、領域内に明暗による縞は現れる。しかし、“蓄積時間＋読み出し時間”をフリッカー周期に合わせることで、領域内の縞の発生位置によって積分値が変化することは無くなる。また、積分による平均効果があるので、蓄積時間を変えても縞の明暗のピーク差は変化するが、枠内の積分値には変化が無い。よって、ＡＦと同様、撮像面ＡＥやＷＢに対しても本発明は高速化に関して効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施例１に係わる自動合焦装置を具備したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係わるカメラＤＳＰを説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係わるＡＦ領域の大きさ変更について説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係わるコントラスト評価値について説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係わるコントラストＡＦによる焦点調節の説明図である。
【図６】本発明の実施例１に係わるライブビューの起動および終了の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１に係わるライブビュー中の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例１に係わるフリッカー検出時のＡＦ領域の大きさ変更の様子を説明する図である。
【図９】本発明の実施例１に係わるＡＦ高速化の説明のためのタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施例２に係わるライブビュー中の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２に係わるフリッカー検出時のＡＦ領域読み出し動作を説明する図である。
【図１２】ＣＣＤとＣＭＯＳ撮像素子の露光と読み出しの動作を説明する図である。
【図１３】ＣＭＯＳ撮像素子でのフリッカーの影響を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１００    撮影レンズ
１０１    フォーカスレンズ
２１２    ＣＭＯＳ撮像素子
２１６    ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
２１８    ドライバー回路
２１９    タイミングジェネレータ
２２２    セレクタ
２２７    カメラＤＳＰ
２３０    システムコントローラ
２３６    光源検出センサ
２３７    光源検出回路
２４１    ＡＦ領域設定部
２４２    コントラスト評価値算出部
【図１】
2008224808.tif 000003
【図２】
2008224808.tif 000004
【図３】
2008224808.tif 000005
【図４】
2008224808.tif 000006
【図５】
2008224808.tif 000007
【図６】
2008224808.tif 000008
【図７】
2008224808.tif 000009
【図８】
2008224808.tif 000010
【図９】
2008224808.tif 000011
【図１０】
2008224808.tif 000012
【図１１】
2008224808.tif 000013
【図１２】
2008224808.tif 000014
【図１３】
2008224808.tif 000015