(57)【要約】【課題】高速クロックを採用せずとも撮像素子から順次に読出される画像情報に基づく制御動作の応答速度を向上できるデジタルカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラでは、撮影画面の一部に相当する焦点検出エリア内の画像情報に基づくＡＦ制御が可能で、撮像素子に関する１フレームの時間が従来より長い４０ｍｓに設定されている。このような設定により、撮像素子からの画像情報の読出しＲＤ２の開始から、自動追尾ＡＦ処理(主被写体の動き検出および撮影画面内の焦点検出エリアの変更)ＣＴ１が終了するまでを１フレーム内で行える。これにより、読出し処理ＲＤ１により取得したＡＦ用画像１と、読出し処理ＲＤ２により取得したＡＦ用画像２とに基づく自動追尾ＡＦ制御を、従来より短い２フレーム分の時間で行うことが可能となる。その結果、撮像素子から順次に読出される画像情報に基づく自動追尾ＡＦ制御の応答速度を向上できる。【選択図】        図７
2004205647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換セルが配列された受光部を有するデジタルカメラであって、
(a)前記受光部で生成された画像情報を、所定の周期で順次に読出す読出し手段と、
(b)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、所定の情報を生成する処理を行う処理手段と、
(c)前記所定の情報に基づき、前記デジタルカメラに係る制御を行う制御手段と、
を備え、
前記所定の周期は、前記読出し手段による前記画像情報の読出し時間と前記処理手段による処理時間とを合算した時間より長いことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
(d)撮影画面の一部に相当する合焦エリア内の画像情報に基づき、合焦制御を行う合焦手段、
をさらに備え、
前記処理手段は、
(b-1)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、前記撮影画面に対する主被写体の相対的な移動情報を生成する処理を行う手段、
を有するとともに、
前記制御手段は、
(c-1)前記移動情報に基づき、前記撮影画面に対する前記合焦エリアの位置を変更し、前記主被写体を追尾する手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
前記処理手段は、
(b-2)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、露出制御情報を生成する処理を行う手段、
を有するとともに、
前記制御手段は、
(c-2)前記露出制御情報に基づき、露出制御を行う手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換セルが配列された受光部を有するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラにおいて、撮影画面の一部に相当する焦点検出エリア（合焦エリア）を人物などの主被写体に追尾させる自動追尾ＡＦ制御を行う場合には、ＣＣＤ(撮像素子)から順次に読出された画像情報(画像信号)に基づく演算を行い、主被写体の動きを検出することが多い。
【０００３】
また、デジタルカメラにおいて、自動露出制御を行う場合にも、ＣＣＤから順次に読出された画像情報に基づきシャッタースピードおよび絞りの設定値を求める自動露出演算を行い、これらの設定値を制御に反映させることが多い。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３４１３７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の自動追尾ＡＦ制御では、１フレームの時間がＣＣＤから画像情報を読出す時間の制約を受けてこれに対応した時間となるため、図９に示すようにｎ番目のフレームにおける画像情報の読出しＲｄ１と、ｎ＋１番目のフレームにおける画像情報の読出しＲｄ２とが終了した後に、ｎ＋２番目のフレームで主被写体の動きを検出するための演算を行う自動追尾ＡＦ処理Ｃｔ１が必要である。よって、自動追尾ＡＦ制御には、都合３フレームの時間が必要となり、応答速度が遅くなってしまう。
【０００６】
一方、自動露出制御に関しても、図１０に示すようにｎ番目のフレームにおける画像情報の読出しＲｅ１が終了した後、ｎ＋１番目のフレームで自動露出制御Ｃｎ１が行われ、ｎ＋２番目のフレームにおける露光動作Ｅｘ１に反映される。よって、自動露出制御にも、都合３フレームの時間が必要となり、応答速度が遅くなってしまう。
【０００７】
ここで、自動追尾ＡＦ制御や自動露出制御の応答速度を向上させるためには、フレームレートを上げれば良いが、この場合には高速クロックが必要となり、電源の消耗が激しくなるとともに、発熱の問題も発生する。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高速クロックを採用せずとも撮像素子から順次に読出される画像情報に基づく制御動作の応答速度を向上できるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、光電変換セルが配列された受光部を有するデジタルカメラであって、(a)前記受光部で生成された画像情報を、所定の周期で順次に読出す読出し手段と、(b)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、所定の情報を生成する処理を行う処理手段と、(c)前記所定の情報に基づき、前記デジタルカメラに係る制御を行う制御手段とを備え、前記所定の周期は、前記読出し手段による前記画像情報の読出し時間と前記処理手段による処理時間とを合算した時間より長い。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、(d)撮影画面の一部に相当する合焦エリア内の画像情報に基づき、合焦制御を行う合焦手段をさらに備え、前記処理手段は、(b-1)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、前記撮影画面に対する主被写体の相対的な移動情報を生成する処理を行う手段を有するとともに、前記制御手段は、(c-1)前記移動情報に基づき、前記撮影画面に対する前記合焦エリアの位置を変更し、前記主被写体を追尾する手段を有する。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記処理手段は、(b-2)前記読出し手段により読出された前記画像情報に基づき、露出制御情報を生成する処理を行う手段を有するとともに、前記制御手段は、(c-2)前記露出制御情報に基づき、露出制御を行う手段を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
＜デジタルカメラの要部構成＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａの外観の概略構成を示す図である。図１はデジタルカメラ１Ａの平面図、図２は図１のII−II位置から見た断面図、図３はデジタルカメラ１Ａの背面図に相当する。
【００１３】
これらの図に示すように、デジタルカメラ１Ａは略直方体の形状を有するカメラ本体部２と、カメラ本体部２に着脱可能に装着される撮影レンズ３から構成される。図１に示すように、デジタルカメラ１Ａは撮影画像を記録するメモリカード８が着脱可能に収納されるようになっている。また、デジタルカメラ１Ａは、４本の単三形乾電池Ｅ１〜Ｅ４を直列接続する電源電池Ｅを駆動源としている。
【００１４】
図２に示すように、ズームレンズである撮影レンズ３は複数のレンズ３０を備えている。ここでは、撮影レンズ３として２群ズームレンズを示しており、レンズ３０は、大きく２つのレンズ群３００，３０１に分類される。なお、図２および図３においては、図示の都合上、レンズ群３００，３０１をそれぞれ一枚のレンズとして示している。ただし、実際には各レンズ群３００，３０１は、一枚のレンズに限定されず、複数枚のレンズの集合体として構成されていても良い。
【００１５】
一方、カメラ本体部２の内部には、レンズ群３００を駆動するためのモータＭ１、およびレンズ群３０１を駆動するモータＭ２とが設けられている。これらのモータＭ１，Ｍ２の駆動により、レンズ群３００，３０１を互いに独立して光軸方向に移動することによって、撮影レンズ３のズーム倍率の変更を行うことが可能である。また、これらのモータＭ１，Ｍ２を用いて、レンズ群３００，３０１を駆動することによって、撮影レンズ３の合焦状態を変更すること、すなわち、フォーカス動作を行うことが可能である。
【００１６】
また、撮影レンズ３のレンズ群３０の後方には、光電変換セルが配列された受光部を有するカラー撮像素子３０３が設けられている。カラー撮像素子３０３は、ＣＣＤからなるエリアセンサの各画素の表面に、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた単板式カラーエリアセンサとして構成される。このカラー撮像素子(以下、「ＣＣＤ」)３０３は、例えば、水平方向１６００画素、垂直方向１２００画素の１９２万画素を有している。
【００１７】
カメラ本体部２の前面には、図１のようにグリップ部Ｇが設けられ、カメラ本体部２の上端の適所にポップアップ形式の内蔵フラッシュ５が設けられている。また、図３のように、カメラ本体部２の上面にはシャッタボタン９が設けられている。このシャッタボタン９については、フォーカス調整用などのトリガーとして用いる半押し状態と、記録用撮影のトリガーとして用いる全押し状態とを検出し、判別する機能を有している。
【００１８】
一方、カメラ本体部２の背面には、電子ビューファインダ(以下、「ＥＶＦ」)２０と液晶ディスプレイ(以下、「ＬＣＤ」)１０とが設けられている。なお、光学ファインダーと異なり、撮影待機状態においてＣＣＤ３０３からの画像信号(画像情報)のライブビュー表示を行うＥＶＦ２０とＬＣＤ１０とがファインダーとしての機能を担っている。
【００１９】
また、ＬＣＤ１０は記録モードにおいて撮影モードや撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード８に記録された撮影画像を再生表示することが可能である。
【００２０】
カメラ本体部２の背面左方には、撮影／再生モード切替えスイッチ１４が設けられている。この撮影／再生モード切替えスイッチ１４は記録モード（写真撮影の機能を果たすモード）と再生モード（記録画像をＬＣＤ１０に再生するモード）とを切換設定するモード設定スイッチで、電源スイッチも兼ねている。すなわち、撮影／再生モード切替えスイッチ１４は３点スライドスイッチからなり、接点を中央の「ＯＦＦ」位置に設定すると電源がオフになり、接点を上方の「ＲＥＣ」位置に設定すると電源がオンになるとともに記録モードとして設定され、接点を下方の「ＰＬＡＹ」位置に設定すると電源がオンになるとともに再生モードとして設定される。
【００２１】
カメラ本体部２の背面右方には、４連スイッチ１５が設けられている。４連スイッチ１５は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向のボタンＳＵ、ＳＤ、ＳＬ、ＳＲを押下することによって各種操作を行うことが可能となっている。例えば、ＬＣＤ１０に表示されるメニュー画面で選択された項目を変更したり、インデックス画面で選択された再生対象のコマを変更するためのスイッチとして機能する。また、記録モードにおいて左右方向のボタンＳＬ，ＳＲは、ズーム倍率を変更するためのスイッチとして機能する。具体的には、モータＭ１，Ｍ２の駆動により２つのレンズ群３００，３０１の相対的な位置関係を変更することによって、ズーム倍率が変更される。より詳細には、右方向スイッチＳＲを押下するとワイド側に連続的に移動し、左方向スイッチＳＬを押下するとテレ側に連続的に移動する。
【００２２】
また、４連スイッチ１５の下方には、実行スイッチ３１、取消スイッチ３２、メニュー表示スイッチ３３等のスイッチ群１６が設けられている。実行スイッチ３１は、メニュー画面で選択された内容を確定するまたは実行するためのスイッチである。取消スイッチ３２は、メニュー画面で選択された内容を取り消すためのスイッチである。メニュー表示スイッチ３３は、ＬＣＤ１０にメニュー画面を表示させたり、メニュー画面の内容を切り換えたりするためのスイッチである。
【００２３】
カメラ本体部２の背面下方には、単写と連写とを切替設定する単写／連写切替えスイッチ３４と、ＬＣＤ／ＥＶＦ切替えスイッチ３５とが設けられている。このＬＣＤ／ＥＶＦ切替えスイッチ３５は、３点スライドスイッチとなっており、ＬＣＤ１０とＥＶＦ２０とを切替え可能となっているとともに、撮影者の接眼を検知して自動的にＥＶＦ２０の表示をオンにする機能を有する「ＥＶＦ２」の設定が可能となっている。
【００２４】
次に、デジタルカメラ１Ａの内部構成について説明する。図４は、デジタルカメラ１Ａの内部構成を示す概略ブロック図である。
【００２５】
ＣＣＤ３０３は、レンズ３０により結像された被写体の光像を、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の色成分の画像情報(各画素で受光された画素の信号列からなる情報)に光電変換して出力する。タイミングジェネレータ２１４は、ＣＣＤ３０３の駆動を制御するための各種のタイミングパルスを生成するものである。このタイミングジェネレータ２１４により、ＣＣＤ３０３で生成された画像情報を、所定の周期、例えば４０ｍｓで順次に読出すことができる。
【００２６】
撮像部３における霞出制御は、絞り３０２と、ＣＣＤ３０３の露光時間つまりシャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間とを調節して行なわれる。この絞り３０２の調整は、全体制御部１５０から絞りモータ駆動回路２０２を介して絞りモータＭ３を駆動することで行われる。被写体輝度が低輝度時に適切なシャッタスピードが設定できない場合は、ＣＣＤ３０３から出力される画像情報のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行なわれる。画像情報のレベル調整は、信号処理回路１２１内のＡＧＣ回路１２１ｂのゲイン調整において行なわれる。
【００２７】
タイミングジェネレータ２１４は、タイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ２１４は、例えば積分開始／終了（露出開始／終了）のダイミング信号、各画素の信号電荷の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２８】
信号処理回路１２１は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路１２１は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路１２１ａとＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路１２１ｂとを有し、ＣＤＳ回路１２１ａにより画像情報のノイズの低減を行ない、ＡＧＣ回路１２１ｂのゲインを調整することにより画像情報のレベル調整を行なう。
【００２９】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量を全体制御部１５０により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光がセンサ３０５により受光され、この受光量が所定の光量に達すると、調光回路３０４から発光停止信号が出力され、この発光停止信号に応答してフラッシュ制御回路３０６を介して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１２２は、画像情報における各画素信号を１２ビットのデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器１２２は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１２ビットのデジタル信号に変換する。
【００３１】
タイミングジェネレータ２１４およびＡ／Ｄ変換器１２２に対するクロックを生成するタイミング制御回路２０２は、全体制御部１５０内の基準クロックにより制御される。
【００３２】
黒レベル補正回路１２３は、Ａ／Ｄ変換された画像信号の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。
【００３３】
また、ＷＢ(ホワイトバランス)回路１２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素データのレベル変換を行なうものである。このＷＢ回路１２４は、全体制御部１５０から入力される、レベル変換テーブルを用いてＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部１５０により撮影画像毎に設定される。
【００３４】
γ補正回路１２５は、画素データのγ特性を補正するものである。
【００３５】
画像メモリ１２６は、γ補正回路１２５から出力される画像データを記憶するメモリである。画像メモリ１２６は、画像を処理するために必要な記憶容量を有している。画像メモリ１２６内には、自動追尾ＡＦ制御(後述)で利用するＡＦ演算用画像を記憶するＡＦ用画像エリア１２６ａ、自動露出演算用画像を記憶するＡＥ用画像エリア１２６ｂ、ＬＣＤ１０やＥＶＦ２０に表示する表示用画像を記憶する表示用画像エリア１２６ｃ、本画像のＲＡＷデータを記憶するためのＲＡＷ画像エリア１２６ｄ、およびメモリカードに記録するための画像を記憶する本画像エリア１２６ｅが、カメラの動作状態によって随時設定される。
【００３６】
表示用画像は、全画素からデータを間引くことにより作られた６４０×２４０画素の画像である。ＡＦ用画像エリア１２６ａは、図５に示すように表示用画像と同じ画像ＧＳの６４０×２４０画素のうち、全体制御部１５０内のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部１５４で任意に設定できる８０×３０画素の焦点検出エリア(合焦エリア)Ｅｒに対応した画像データの記憶容量を有している。そして、この画像ＧＳの一部に相当する焦点検出エリアＥｒ内の画像情報に基づき、全体制御部１５０によって合焦制御が行われることとなる。
【００３７】
ＡＥ用画像エリア１２６ｂは、全体制御部１５０内のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部１５４で表示用画像と同じ６４０×２４０画素の画像をＲ、Ｇ、Ｂごとに１６画素加算することによって得られたＡＥ用画像４０×２４０に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００３８】
撮影待機状態においては、撮像部３により所定のフレームレートで撮像された画像の各画素データがＡ／Ｄ変換器１２２〜γ補正回路１２５により所定の信号処理が施された後、全体制御部１５０内のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部１５４に転送される。自動追尾ＡＦ制御(後述)用および自動露出演算用に処理された画像は、それぞれ画像メモリ１２６内のＡＦ用画像エリア１２６ａおよびＡＥ用画像エリア１２６ｂに記憶され、ライブビュー(ＬＶ)表示画像は表示画像エリア１２６ｃに随時転送される。
【００３９】
表示用画像エリア１２６ｃに格納されるデータは、ＬＣＤ１０の選択時は全体制御部１５０内のＬＣＤＩ／Ｆブロック１５５に、ＥＶＦ２０の選択時はＥＶＦＩ／Ｆブロック１５６に転送されて表示デバイスに表示される（ライブビュー表示）。
【００４０】
これにより、撮影者は被写体画像を視認することができる。また、再生モードにおいては、メモリカード８から読み出された画像が全体制御部１５０内のカードＩ／Ｆブロック１５９および再生画像生成部１５８を通して一旦、画像メモリ１２６内の表示用画像エリア１２６ｃに記憶された後、全体制御部１５０内のＬＣＤＩ／Ｆブロック１５５またはＥＶＦＩ／Ｆブロック１５６に転送され必要な画像処理が行われた後、ＬＣＤ１０またはＥＶＦ２０に表示される。
【００４１】
全体制御部１５０内のカードＩ／Ｆブロック１５９は、メモリカード８への画像データの書込み及び画像データの読出しを行なうためのインターフェースブロックである。
【００４２】
ＲＴＣ２１９は、撮影日時を管理するするための時計回路である。図示しない別の電源で駆動される。
【００４３】
操作部２５０には、上述した、各種スイッチ、ボタンが設けられている。
【００４４】
シャッタボタン９は、半押し状態（これを「Ｓ１状態」という）と押し込んだ状態（これを「Ｓ２状態」という）とが検出可能な２段階スイッチを備えている。待機状態においてシャッターボタン９をＳ１状態にすると、ＡＦのためのレンズ駆動を開始し、画像メモリ１２６内のＡＦ用画像に基づき主被写体の動きを検出し焦点検出エリアＥｒを被写体に追尾(後で詳述)させながら、その焦点検出エリアＥｒのコントラストを評価してコントラストがもっとも高くなるようにＡＦモータＭ２によりレンズを駆動し停止させる。また、Ｓ１状態においては、画像メモリ１２６内のＡＥ用画像データのレベルを判定することで、シャッタースピードと絞り値とを決定する。さらに、ホワイトバランスの補正値が決定される。
【００４５】
全体制御部１５０は、マイクロコンピュータからなり、上述したカメラの各部材の駆動を有機的に制御してデジタルカメラ１Ａの撮影動作を統括制御するものである。
【００４６】
また、全体制御部１５０は、ＣＣＤ３０３で取得された露出制御値（シャッタスピードと絞り値）を設定するための輝度判定部と露光量設定部(図示せず)とを備えている。
【００４７】
さらに、全体制御部１５０は、上記撮影画像の記録処理を行なうために、サムネイル画像及び圧縮画像を生成する記録画像生成部１５７を備えている。また、メモリカード８に記録された画像をＬＣＤ表示部１０やＥＶＦ２０に再生するための再生画像を生成する再生画像生成部１５８をも備えている。
【００４８】
記録画像生成部１５７は、画像メモリ１２６内のＲＡＷ画像エリア１２６ｄから画像データを読み出してメモリカード８に記録すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。読出された画像データに２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符号化等のＪＰＥＧ方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像の画像データを生成し、この圧縮画像データを画像メモリ１２６内の本画像エリア１２６ｅに記録する。画像メモリ１２６内の本画像エリア１２６ｅに記録された画像データは全体制御部１５０内のカードＩ／Ｆ１５９に転送されメモリカード８の本画像エリア１２６ｅに記録される。
【００４９】
全体制御部１５０は、撮影モードにおいて、シャッタボタン９がＳ２状態となることにより撮影が指示されると、撮影指示後に、画像メモリ１２６内のＲＡＷ画像エリア１２６ｄに取り込まれた画像データを設定された圧縮率によりＪＰＥＧ圧縮を行い、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時におけるフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等）等の情報とともに画像データをメモリカード８に記憶する。
【００５０】
撮影／再生モード切替えスイッチ１４を再生モードに設定したときには、メモリカード８内のコマ番号の最も大きな画像データが読み出され、再生画像生成部１５８で、データ伸張が行われ、画像メモリ１２６内のＬＣＤ(ＥＶＦ)用画像エリア１２６ｃに記憶された後、全体制御部１５０内のＬＣＤＩ／Ｆブロック１５５またはＥＶＦＩ／Ｆブロック１５６に転送される。これにより、ＬＣＤ１０やＥＶＦ２０には、コマ番号の最も大きな画像すなわち直近に撮影された画像が表示される。そして、ボタンＳＵを操作することにより、コマ番号の大きな画像が表示され、ボタンＳＤを押下することによりコマ番号の小さな画像が表示される。
【００５１】
＜主被写体の動き検出について＞
デジタルカメラ１Ａでは、上述したようにＣＣＤ３０３で取得される画像情報に基づき、人物などの主被写体の動きを検出して焦点検出エリアＥｒを主被写体に追尾できるようになっているが、この主被写体の動き検出について、以下で詳しく説明する。
【００５２】
図６は、主被写体の動き検出を説明するための図である。ここで、図６(ａ)は、ｎ番目のフレームにおける焦点検出エリアＥｒ１を示しており、図６(ｂ)は、ｎ＋１番目のフレームにおける焦点検出エリアＥｒ２を示している。
【００５３】
主被写体の動きを検出するためには、まず図６(ａ)に示すように焦点検出エリアＥｒ１内の画像を、横方向に１６画素ずつ分割した５つの分割エリアａ１〜ａ５を生成し、各分割エリアａ１〜ａ５においてエリアトータルの輝度、例えば平均の輝度を算出する。ここで、算出された各分割エリアａ１〜ａ５の各平均輝度は、例えば画像メモリ１２６に格納される。
【００５４】
そして、図６(ｂ)に示すようにｎ＋１番目のフレームにおける焦点検出エリアＥｒ２内の画像を上記と同様に５分割して分割エリアＡ１〜Ａ５を生成し、各分割エリアＡ１〜Ａ５において各平均輝度を算出する。
【００５５】
次に、図６(ａ)に示す各分割エリアａ１〜ａ５と図６(ｂ)に示す各分割エリアＡ１〜Ａ５とについて、着目する２つの分割エリアの輝度差を求めて比較することにより、主被写体が移動したか否かを判断する。例えば、分割エリアａ２−Ａ２、分割エリアａ３−Ａ３、および分割エリアａ４−Ａ４のそれぞれで算出された各輝度差と、分割エリアａ２−Ａ３、分割エリアａ３−Ａ４、および分割エリアａ４−Ａ５のそれぞれで算出された各輝度差とを比較し、後者の輝度差が前者の輝度差よりも小さい場合には、主被写体が右方向に１６画素分移動したと判断できる。同様に、分割エリアａ２−Ａ２、分割エリアａ３−Ａ３、および分割エリアａ３−Ａ３のそれぞれで算出された各輝度差と、分割エリアａ２−Ａ１、分割エリアａ３−Ａ２、および分割エリアａ４−Ａ３のそれぞれで算出された各輝度差とを比較し、後者の輝度差が前者の輝度差よりも小さい場合には、主被写体が左方向に１６画素分移動したと判断する。
【００５６】
そして、主被写体の動きが検出された場合には、その動きを追尾するように焦点検出エリアＥｒを、例えば右方向(左方向)に１６画素分移動させる。すなわち、ＣＣＤ３０３から読出された画像情報に基づき画像ＧＳ(図５)に対する主被写体の相対的な移動情報を生成した後、この移動情報に基づき画像ＧＳに対する焦点検出エリアＥｒ(図５)の位置を変更し、主被写体を追尾する制御(以下では「自動追尾ＡＦ制御」という)を行う。これにより、主被写体を的確に捕捉して適切な合焦制御が行える。
【００５７】
＜デジタルカメラ１Ａの動作＞
デジタルカメラ１Ａでは、上述したように主被写体の動きを検出し、その計測結果をＡＦ制御に反映する自動追尾ＡＦ制御を行うが、この動作について以下で説明する。
【００５８】
図７は、デジタルカメラ１Ａにおける自動追尾ＡＦ制御の動作を説明するためのタイミングチャートである。図７では、上から垂直同期信号(ＶＤ)、ＣＣＤ３０３に関する露光、主被写体の動き検出に関する処理、ＣＣＤ３０３からの画像情報(ＡＦ用画像やＬＶ用画像)の読出し、およびＬＣＤ１０(ＥＶＦ２０)のライブビュー表示の各タイミングを表している。なお、図７ではＡＦ用画像読出しとＬＶ用画像読出しとを便宜上別個に記載している。
【００５９】
１フレームの時間については、従来(図９参照)においてはＣＣＤ３０３で画像情報を読出すのに必要な時間と同等の３３ｍｓに設定しているのに対して、本実施形態では、これより長い４０ｍｓに設定する。この周期４０ｍｓは、ＣＣＤ３０３からの画像情報の読出し時間と自動追尾ＡＦ制御の処理時間とを合算した時間より長い時間である。これにより、ＣＣＤ３０３の受光部で生成された画像情報の読出しの開始から、自動追尾ＡＦ制御が終了するまでの処理が１フレーム内で行える。具体的には、画像情報(ＡＦ用画像２)の読出しＲＤ２と自動追尾ＡＦ処理ＣＴ１とが、１フレームの時間内に行える。これにより、読出しＲＤ１により取得したＡＦ用画像１と、読出しＲＤ２により取得したＡＦ用画像２とに基づく検波、すなわち自動追尾ＡＦ処理ＣＴ１を、２フレームの時間つまり８０ｍｓで行うことが可能となる。その結果、従来技術(図９参照)において自動追尾ＡＦ制御に必要であった周期１００ｍｓ(３フレーム分の時間)を短縮できる。
【００６０】
以上のデジタルカメラ１Ａの動作により、画像情報の読出しと自動追尾ＡＦ処理とが１フレームで行えるため、高速クロックを採用せずともＣＣＤから順次に読出される画像情報に基づく自動追尾ＡＦ制御の応答速度を向上できる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラ１Ｂについては、図１〜図４に示す第１実施形態のデジタルカメラ１Ａと類似の構成を有しているが、全体制御部１５０の構成が異なっている。
【００６２】
すなわち、デジタルカメラ１Ｂの全体制御部１５０については、以下で説明するデジタルカメラ１Ｂの動作を実行するためのプログラムが格納されている。
【００６３】
＜デジタルカメラ１Ｂの動作＞
デジタルカメラ１Ｂでは、自動露出制御の応答速度を向上させるための動作を行うが、このこの動作について以下で説明する。
【００６４】
図８は、デジタルカメラ１Ｂにおける自動露出制御の動作を説明するためのタイミングチャートである。図８では、上から垂直同期信号(ＶＤ)、ＣＣＤ３０３に関する露光、自動露出制御に関する処理、ＣＣＤ３０３からの画像情報(ＡＥ用画像やＬＶ用画像)の読出し、およびＬＣＤ１０(ＥＶＦ２０)の表示の各タイミングを表している。なお、図８ではＡＥ用画像読出しとＬＶ用画像読出しとを便宜上別個に記載している。
【００６５】
デジタルカメラ１Ｂでは、第１実施形態で説明したように、全体制御部１５０内のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部１５４においてＲ、Ｇ、Ｂごとに１６画素加算されたＡＥ演算用画像４０×２４０を生成し、この露出演算で算出された被写体輝度情報に基づき絞り３０２の設定値、およびＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間(シャッタースピード)が算出される。すなわち、ＣＣＤ３０３から読出された画像情報に基づき、露出制御情報が生成される。そして、この露出制御情報(絞り値およびシャッタースピード)が、絞りモータＭ３とタイミングジェネレータ２１４に伝達されて、絞り３０２の開度とＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間が調整される。
【００６６】
１フレームの時間については、従来(図１０参照)においては画像情報を読出すのに必要な時間と同等の３３ｍｓに設定しているのに対して、本実施形態では、これより長い４０ｍｓに設定する。この周期４０ｍｓは、ＣＣＤ３０３からの画像情報の読出し時間と露出制御情報を生成する処理時間とを合算した時間より長い時間である。これにより、画像情報の読出し開始から自動露出値演算が終了するまでの処理が１フレーム内で行える。具体的には、画像情報(ＡＥ用画像１)の読出しＲＥｒと自動露出処理ＣＮ１とが１フレームの時間内に行え、次のフレームにおける露光動作ＥＸ１に反映できる。これにより、読出しＲＥ１によって取得したＡＥ用画像１に基づく検波、すなわちＡＥ用画像１から生成された露出制御情報に基づく自動露出制御が、２フレームの時間つまり８０ｍｓで行うことが可能となる。その結果、従来技術(図１０参照)において自動露出制御に必要であった周期１００ｍｓ(３フレーム分の時間)を短縮できる。
【００６７】
以上のデジタルカメラ１Ｂの動作により、画像情報の読出しと自動露出制御とが１フレームで行えるため、高速クロックを採用せずともＣＣＤから順次に読出される画像情報に基づく自動露出制御の応答速度を向上できる。
【００６８】
なお、デジタルカメラ１Ｂについては、上述した自動露出制御の動作に加えて、第１実施形態で説明した自動追尾ＡＦ制御の動作が行える構成でも良い。
【００６９】
＜変形例＞
◎上記の各実施形態における１フレームの時間については、４０ｍｓに設定するのは必須でなく、４５ｍｓなど４０ｍｓより長く設定しても良い。すなわち、ＣＣＤからの画像読み出し時間と自動追尾ＡＦ処理(自動露出処理)とを合計した時間より長い周期に設定すれば良い。
【００７０】
また、１フレームの時間については、４０ｍｓで固定するのは必須でなく、自動追尾ＡＦ制御モードに移行した場合のみ４０ｍｓに設定し、自動追尾ＡＦ制御モードがオフとなる通常の場合には、例えば３３ｍｓに切替えるようにしても良い。
【００７１】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【００７２】
(１)連続した画像の撮影に用いる撮像素子の駆動方法であって、ＶＤで規定されるフレームレートに対し、画像読出し時間が短くなるように駆動することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００７３】
これにより、従来より１フレーム早いフィードバックが行え、違和感のない画像を得ることができる。
【００７４】
(２)上記(１)に記載の撮像素子の駆動方法において、前記フレームレートと前記画像読出し時間との差分時間では、読出した画像の検波を行うことを特徴とする。
【００７５】
これにより、従来より１フレーム早いフィードバックが行え、違和感のない画像を得ることができる。
【００７６】
(３)上記(２)に記載の撮像素子の駆動方法において、前記検波はＡＥに関してのものであることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００７７】
これにより、ＡＥを迅速に行える。
【００７８】
(４)上記(２)に記載の撮像素子の駆動方法において、前記検波はＡＦに関してのものであることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００７９】
これにより、ＡＦを迅速に行える。
【００８０】
(５)上記(１)に記載の撮像素子の駆動方法を用いることを特徴とする連続画像撮像装置。
【００８１】
これにより、ＡＥ、ＡＦを迅速に行える撮像装置が得られる。
【００８２】
(６)上記(１)に記載の撮像素子の駆動方法において、前記撮像素子はＣＣＤであることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００８３】
これにより、従来より１フレーム早いフィードバックが行え、違和感のない画像を得ることができる。
【００８４】
(７)上記(３)に記載の撮像素子の駆動方法において、ＡＥの検波データは次のフレームにフィードバックされることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００８５】
これにより、ＡＥをより迅速に行える。
【００８６】
(８)上記(４)に記載の撮像素子の駆動方法において、ＡＦの検波データは次のフレームにフィードバックされることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【００８７】
これにより、ＡＦをより迅速に行える。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項３の発明によれば、受光部で生成された画像情報を読出す所定の周期は、読出し手段による画像情報の読出し時間と、画像情報に基づき所定の情報を生成する処理手段による処理時間とを合算した時間より長い。その結果、高速クロックを採用せずとも撮像素子から順次に読出される画像情報に基づく制御動作の応答速度を向上できる。
【００８９】
特に、請求項２の発明においては、処理手段が、画像情報に基づき撮影画面に対する主被写体の相対的な移動情報を生成する処理を行う手段を有するとともに、制御手段が、移動情報に基づき撮影画面に対する合焦エリアの位置を変更し被写体を追尾する手段を有する。その結果、自動追尾ＡＦ制御の応答速度を適切に向上できる。
【００９０】
また、請求項３の発明においては、処理手段が、画像情報に基づき露出制御情報を生成する処理を行う手段を有するとともに、制御手段が、露出制御情報に基づき露出制御を行う手段を有するため、自動露出制御の応答速度を適切に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１Ａの外観の概略構成を示す図である。
【図２】デジタルカメラ１Ａの外観の概略構成を示す図である。
【図３】デジタルカメラ１Ａの外観の概略構成を示す図である。
【図４】デジタルカメラ１Ａの内部構成を示す概略ブロック図である。
【図５】焦点検出エリアＥｒを説明するための図である。
【図６】被写体の動き検出を説明するための図である。
【図７】デジタルカメラ１Ａにおける自動追尾ＡＦ制御の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】デジタルカメラ１Ｂにおける自動露出制御の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】従来技術に係る自動追尾ＡＦ制御の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】従来技術に係る自動露出制御の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】
１Ａ、１Ｂ  デジタルカメラ
１２６  画像メモリ
１２６ａ  ＡＦ用画像エリア
１２６ｂ  ＡＥ用画像エリア
１２６ｃ  表示用画像エリア
１５０  全体制御部
１５４  ＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部
２１４  タイミングジェネレータ(ＴＧ)
３０２  絞り
３０３  ＣＣＤ
Ｅｒ  ＡＦ測距エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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