(57)【要約】【課題】静止画像の記録に適した撮像装置を提供する。【解決手段】動画撮影および静止画記録が可能な撮像装置であって、動画撮影および静止画記録における条件が異なる。【選択図】  図１
2004222074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画撮影および静止画記録が可能な撮像装置であって、
動画撮影および静止画記録における条件が異なることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画撮影又は表示が可能であるとともに、静止画記録が可能な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ等の撮像装置においては、動画像の撮影に加え、静止画像をテープやメモリカードに記録できるようになっている。
【０００３】
このようなビデオカメラであって、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式を採用したものにおいては、一般的に撮像素子をビデオ信号の垂直走査周期に基づく１／６０秒で駆動して所定のフレームレートで画像を更新している（動画撮影）。なお、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）方式では、撮像素子を１／５０秒で駆動して動画撮影を行っている。
【０００４】
このビデオカメラによって静止画像を記録する場合、ビデオカメラに設けられたレリーズボタンの操作に応じて１／６０（１／５０）秒間隔で撮影された画像の中の１画像を静止画像としてメモリカード等の記録媒体に記録している（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−６７００１号公報
【特許文献２】
特開平５−１９１７１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したビデオカメラを用いて静止画像を記録する場合においては、静止画像を記録するためにレリーズボタンを操作したタイミングと、ビデオカメラのシステム制御部がレリーズボタンの操作を認識してから実際に画像を取り込むタイミングとが必ずしも一致していない。以下、レリーズボタンの操作タイミングおよび画像取り込みタイミングについて具体的に説明する。
【０００７】
図１４は、レリーズボタンの操作により静止画像を取り込むタイミングを示す図である。図中（ａ）で示す垂直同期信号に同期して、図中（ｃ）のタイミングで撮像素子から画像信号が出力される。ここで、静止画像を記録媒体に記録させるために操作される操作部材としては、２段押圧式のレリーズボタンが用いられており、レリーズボタンの１段目のストロークでＳＷ１がオン状態となり、２段目のストロークでＳＷ２がオン状態となる。
【０００８】
ＳＷ１が図中（ｂ）のＴ１で示すタイミングでオン状態になると、ビデオカメラのシステム制御部は、被写体の明るさや位置に応じて露出制御やフォーカス制御を行う。そして、ＳＷ２がＴ２のタイミングでオン状態になると、タイミングＴ２以降に撮像素子から出力される画像信号（１４０２）がビデオカメラのシステム内に取り込まれて記録媒体に記録される。
【０００９】
ここで、ＳＷ２がオン状態となるタイミングＴ２と、画像１４０２が取り込まれるタイミングＴＳとの間には、時間差ΔＴａが生じる。この時間差ΔＴａは、ＳＷ２がオン状態となるタイミングに応じて、ほぼゼロ付近から１／６０秒までの間で変化する。
【００１０】
このように時間差ΔＴａが生じると、ファインダを介して被写体を観察しながら動く被写体を撮影（記録）するときに、本来記録したい画像（ＳＷ２をオン状態としたときの画像）と時間差ΔＴａの分だけ被写体がずれた画像が記録されてしまう場合がある。このようにずれた被写体像が記録されると、シャッタチャンスが重要となる静止画像の記録においては、撮影者が意図した画像とは異なる画像が記録されてしまうといった問題が生じる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動画撮影および静止画記録が可能な撮像装置であって、動画撮影および静止画記録における条件が異なることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態であるカムコーダ（撮像装置）について詳細に説明する。図１は、本実施形態であるカムコーダの主要構成部を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、１０１は被写体光を集光するレンズ、１０２は光通過口の開口面積を変化させて光量を調節する絞り、１０３は絞り１０２を駆動する絞り駆動回路である。絞り駆動回路１０３は、後述する制御部１１３からの制御信号を受けることで絞り１０２を駆動する。また、絞り駆動回路１０３からは現在の絞り１０２の動作状態（開口状態）を示す情報が制御部１１３に出力される。
【００１４】
１０４はＣＣＤ等の撮像素子であり、被写体光束を受光して、この光学的情報を電気映像信号に変換する。撮像素子１０４では、所定時間、電荷の蓄積が行われ、この蓄積された電荷が所定のタイミングで出力されるようになっている。１０５は撮像素子１０４を駆動するタイミング発生回路であり、制御部１１３からの制御信号を受けることにより所定のタイミングで撮像素子１０４を駆動するためのタイミング信号を発生する。
【００１５】
１０６は撮像素子１０４から得られた信号の増幅調整を行うＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）部である。ＡＧＣ部１０６は、被写体が暗く、絞り１０２を開放状態にしても所望の信号レベルが得られない場合に、撮像素子１０４の出力信号を電気的に増幅させて所望の信号レベルにする動作を行う。
【００１６】
１０７は、ＡＧＣ部１０６から出力されたアナログの映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部であり、１０８は、Ａ／Ｄ変換部１０７でデジタル化された映像信号から輝度信号や色差信号の生成を行う信号処理部である。１０９は画像圧縮伸長部であり、信号処理部１０８からの輝度信号、色差信号をＪＰＥＧ等の公知の画像圧縮方式により圧縮／伸長を行う。信号処理部１０８で処理された信号は、ＬＣＤ等で構成される表示部１１０に出力されるようになっており、これにより撮影した画像を表示部１１０に表示することができる。
【００１７】
画像圧縮伸長部１０９で圧縮された画像データは、インターフェース部１１１を介して記録媒体１１２に記録させるために、制御部１１３からの制御データに従って所定の形式、例えばデジタルカメラ用画像フォーマットであるＥｘｉｆ形式でファイル化される。ファイル化された画像データは、ＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ）カードやＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉ  Ｍｅｄｉａ  Ｃａｒｄ）で代表されるメモリカードや磁気テープ等の記録媒体１１２に記録される。
【００１８】
記録媒体１１２に記録された画像データを再生する場合には、インターフェース部１１１を通じて記録媒体１１２から画像データを読み込み、画像圧縮伸長部１０９で、圧縮されている画像データを輝度、色差信号に複号する伸長処理を行い表示部１１０に記録画像を表示する。
【００１９】
１１３はカムコーダの各構成ブロックを総合的に制御する制御部（制御手段）であり、ＣＰＵ１１４およびプログラムメモリ１１５を有し、プログラムメモリ１１５に格納されたプログラムに基づいてＣＰＵ１１４が動作する。また、制御部１１３には、カムコーダの各種動作の設定を行うために操作される操作部１１６が接続されている。
【００２０】
操作部１１６には、静止画像を記録媒体１１２に記録するために操作されるレリーズボタンが含まれている。このレリーズボタンは、図２で示すように１段目のストロークでＳＷ１（第１のスイッチ）がオン状態となり、それに続く２段目のストロークでＳＷ２（第２のスイッチ）がオン状態となる２段階動作のスイッチで構成されている。
【００２１】
図３は、本実施形態のカムコーダにおける制御部１１３の処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する各ステップに基づく処理は、図１に示したプログラムメモリ１１５に格納されており、本処理はプログラムメモリ１１５に格納された制御手順をＣＰＵ１１４が実行することにより実現される。
【００２２】
まず、図３のステップＳ３００では、カムコーダにおける各構成ブロックを初期設定するための処理を行う。その後、ステップＳ３０１において、ＳＷ１がオン状態となっているか否かを判別する。ここで、ＳＷ１がオン状態でないと判別した場合には、ステップＳ３０２にて、表示部１１０で表示される画像が通常のフレームレート（表示画像の更新速度、本実施形態では６０フレーム／秒）で更新されるように撮像素子１０４を駆動する。
【００２３】
その後、ステップＳ３０３では、ＳＷ１がオン状態となっている時間を計測するタイマの計測時間（Ｔｓｗ１）をクリアにする。その後、再びステップＳ３０１に戻りＳＷ１のオン／オフ状態の判別を行う。
【００２４】
一方、ステップＳ３０１においてＳＷ１がオン状態であると判別した場合には、ステップＳ３０４にてタイマによりＳＷ１がオン状態となっている時間（Ｔｓｗ１）を計測する。次に、ステップＳ３０５にて、ＳＷ１がオン状態となっている時間（Ｔｓｗ１）がタイマ閾値（Ｔｔｈ）よりも短いか否かの判別を行う。ここで、タイマ閾値Ｔｔｈとは、上述した通常フレームレートよりも速いフレームレート（高速フレームレート）で撮像素子１０４を継続して駆動する最長時間の閾値である。なお、このタイマ閾値Ｔｔｈの値は、適宜設定することができる。
【００２５】
ステップＳ３０５にて、時間Ｔｓｗ１がタイマ閾値Ｔｔｈよりも短いと判別した場合には、ステップＳ３０６において、高速フレームレートで画像が更新されるように撮像素子１０４を駆動する。ここで、高速フレームレートで撮像素子１０４を駆動する方法としては、撮像素子１０４の垂直走査周波数ｆｖｓおよび水平走査周波数ｆｈｓを同一の倍率だけ高める方法が公知である。また、この方法とは別に、撮像素子１０４の一部分を読み出すことによりフレームレートを向上させる方法（例えば、特開昭６３−２５０２８７号公報）を用いることもできる。
【００２６】
ステップＳ３０６では、上述した方法を用いて高速フレームレートで撮像素子１０４を駆動するための制御信号をタイミング発生回路１０５に出力し、タイミング発生回路１０５を介して撮像素子１０４の駆動制御を行う。
【００２７】
一方、ステップＳ３０５にて、時間Ｔｓｗ１がタイマ閾値Ｔｔｈ以上と判別した場合には、ステップＳ３１０において、通常フレームレートで撮像素子１０４を駆動する制御を行う。
【００２８】
ＳＷ１がオン状態となっている時間（Ｔｓｗ１）がタイマ閾値Ｔｔｈ以上の場合（ステップＳ３１０）に、撮像素子１０４の駆動を通常フレームレートに応じた駆動に戻す理由は、高速フレームレートで長時間動作させた場合、クロックスピードの増大により消費電流が増加したり、撮像素子１０４を駆動する回路やその他処理ブロックが発熱したりするのを抑えるためである。
【００２９】
ステップＳ３０７では、ＳＷ２がオン状態となっているか否かを判別する。ここで、ＳＷ２がオフ状態であると判別した場合には、再びステップＳ３０１に戻り、ＳＷ１のオン／オフ状態の判別を行う。一方、ステップＳ３０７においてＳＷ２がオン状態であると判別した場合には、ステップＳ３０８にて撮像素子１０４から出力された画像信号に対して上述した信号処理を施した後に、この処理された画像データを静止画像データとして記録媒体１１２に記録する。その後、ステップＳ３０９では、通常フレームレートで撮像素子１０４を駆動する。
【００３０】
図４は、図３に示すフローチャートに従ってカムコーダを制御した場合の撮像素子１０４から得られる画像信号と、ＳＷ１およびＳＷ２がオン状態となるタイミングを示す図である。
【００３１】
図４中（ｂ）のＴ１で示すタイミングでＳＷ１がオン状態になると、垂直同期信号の周期が図４中（ａ）で示すように、ＳＷ１がオン状態となる前の１／６０秒から１／２４０秒に短くなる。これにより、撮像素子１０４からは１／２４０秒間隔で画像信号が出力されるようになり、フレームレートが２４０フレーム／秒となる。
【００３２】
そして、図４（ｂ）のＴ２で示すタイミングでＳＷ２がオン状態になると、その後に撮像素子１０４から出力される画像信号４０１をＴＳのタイミングで取り込んで記録媒体１１２に記録する。撮影画像の取り込みを終えると、垂直同期信号の周期は図４（ａ）で示すように１／２４０秒から１／６０秒に戻り、撮像素子１０４からは再び１／６０秒周期で画像信号が出力されるようになる。
【００３３】
図５は、本実施形態のカムコーダによって制御されるフレームレートと、撮像素子での電荷蓄積時間との関係をグラフ化したものである。図５において縦軸左側の第１軸は撮像素子の電荷蓄積時間を示し、縦軸右側の第２軸はフレームレートを示し、横軸は時間の経過を示す。また、図中の実線で示したグラフは電荷蓄積時間の推移を示し、破線で示したグラフはフレームレートの推移を示す。
【００３４】
図５中Ｔ１のタイミングでＳＷ１がオン状態になると、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／６０秒から１／２４０秒に推移すると同時にフレームレートが６０フレーム／秒から２４０フレーム／秒に推移する。その後、Ｔ２のタイミングでＳＷ２がオン状態になると、タイミングＴ２後に撮像素子１０４から出力された画像信号を取り込んで、静止画像として記録媒体１１２に記録する。
【００３５】
記録媒体１１２への記録が終了した後は、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／６０秒に推移すると同時にフレームレートが２４０フレーム／秒から６０フレーム／秒に推移する。
【００３６】
本実施形態によれば、静止画像を記録媒体１１２に記録する際に、フレームレートを通常時（動画撮影時）よりも速くすることで、撮像素子１０４から画像信号を出力するタイミングの期間を短くすることができ、ＳＷ２がオン状態になるタイミングと、ＳＷ２がオン状態となった後に撮像素子１０４から静止画像データとして用いられる画像信号が出力されるタイミングとを近づけることができる。
【００３７】
フレームレートを一定（６０フレーム／秒）としている従来技術では、上述したようにＳＷ２がオン状態となるタイミングと、静止画像データとして用いられる画像信号が撮像素子から出力されるタイミングとの時間差ΔＴａが略０〜１／６０秒の範囲内となっている。一方、本実施形態では、ＳＷ２がオン状態となるタイミングと、撮像素子１０４から静止画像データに用いられる画像信号が出力されるタイミングとの時間差ΔＴｂが略０〜１／２４０秒の範囲内となり、従来技術に比べて記録媒体に記録される被写体像のずれを小さくすることができる。
【００３８】
次に、ＳＷ１がオン状態となってからＳＷ２がオン状態となるまでの時間が長い場合の動作について図６および図７を用いて説明する。
【００３９】
図６（ｂ）のＴ１で示すタイミングでＳＷ１がオン状態になると、垂直同期信号の周期が図６（ａ）で示すようにＳＷ１がオン状態となる前の周期１／６０秒から１／２４０秒に短くなる。これにより、図６（ｃ）で示すように２４０フレーム／秒のフレームレートに対応した撮像素子１０４の駆動が行われ、１／２４０秒間隔で画像信号が出力されるようになる。
【００４０】
ここで、ＳＷ１がオン状態となっている時間がタイマ閾値Ｔｔｈを超えると、図６（ａ）で示すように垂直同期信号の周期は１／２４０秒から１／６０秒に戻り、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／６０秒に戻る。これにより、撮像素子１０４からは１／６０秒周期で画像信号が出力されるようになる。
【００４１】
そして、図６（ｂ）のＴ２で示すタイミングでＳＷ２がオン状態になると、ＳＷ２がオン状態となった後のＴＳのタイミングで撮像素子１０４から出力される画像信号６０１を取り込んで、静止画像として記録媒体１１２への記録を行う。なお、時間Ｔｓｗ１がタイマ閾値Ｔｔｈを超えることにより、フレームレートが２４０フレーム／秒から６０フレーム／秒に変更された場合には、この旨を表示部１１０での表示や音などにより撮影者に知らせることができる。
【００４２】
図７は、ＳＷ１がオン状態となってからＳＷ２がオン状態となるまでの時間が長い場合の動作をグラフ化したものである。同図において、縦軸左側の第１軸は撮像素子での電荷蓄積時間を示し、縦軸右側の第２軸はフレームレートを示し、横軸は時間の経過を示す。また、図中の実線は電荷蓄積時間の推移を示し、破線はフレームレートの推移を示す。
【００４３】
図７のＴ１のタイミングでＳＷ１がオン状態になると、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／６０秒から１／２４０秒に推移すると同時にフレームレートが６０フレーム／秒から２４０フレーム／秒に推移する。その後、ＳＷ１がオン状態となっている時間がタイマ閾値Ｔｔｈを超えると、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／６０秒に推移すると同時にフレームレートが２４０フレーム／秒から６０フレーム／秒に戻る。
【００４４】
このように、高速フレームレート（２４０フレーム／秒）で撮像素子１０４を駆動する時間が、所定時間（タイマ閾値Ｔｔｈ）よりも長くなったときに、通常フレームレート（６０フレーム／秒）に戻すことで、高クロックスピードで駆動し続けることにより消費電流が増加するのを防止したり、撮像素子１０４を駆動するための回路等における発熱を抑えたりすることができる。
【００４５】
タイマ閾値Ｔｔｈの経過後、図７中Ｔ２のタイミングでＳＷ２がオン状態になると、通常フレームレートに応じて撮像素子１０４から出力される画像信号が静止画像データとして記録媒体１１２に記録される。
【００４６】
ここで、カムコーダのシステムを立ち上げてからしばらくの間、制御部１１３はカムコーダ内の各ブロックの初期設定動作を行う（図３のステップＳ３００）が、この初期設定動作が完了する前にＳＷ１がオン状態となってもフレームレートを速くしないように制御することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、図４で示すようにＳＷ２がオン状態となるタイミングＴ２から静止画像として画像信号が取り込まれるタイミングＴＳまでの時間差ΔＴｂを、従来の時間差ΔＴａに比べて大幅に小さくすることができるため、記録される被写体像のずれを従来に比べて小さくすることができる。
【００４８】
また、図６および図７で示すように、高速フレームレートで動作を継続させる時間をタイマ閾値Ｔｔｈ以下とするにより、撮像素子を高クロックスピードで長時間継続して駆動することによる消費電流増加や、カムコーダ内の回路等の発熱を抑えることができる。
【００４９】
本実施形態では、ＳＷ１がオン状態となった時点からフレームレートを速くしているが、ＳＷ２がオン状態となった時点でフレームレートを速くすることもできる。ここで、本実施形態のようにＳＷ２がオン状態となる前、すなわちＳＷ１がオン状態となった時点で予めフレームレートを速くすることで、撮影者に対してフレームレートが速くなったとき（電荷蓄積時間が短くなったとき）の画像を表示部１１０で確認させることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、ＳＷ１およびＳＷ２で構成される２段押下式のレリーズボタンを用いてフレームレートの高速化と画像データの記録を行っているが、フレームレートを高速化させるために操作されるスイッチと、撮像素子から出力された画像信号を静止画像として記録媒体に記録させるために操作されるスイッチとをレリーズボタンとは別にカムコーダに設けてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、通常動作時（動画撮影時）におけるフレームレートを６０フレーム／秒、電荷蓄積時間を１／６０秒とし、静止画像を記録する際におけるフレームレートの上限を２４０フレーム／秒、電荷蓄積時間を１／２４０秒としているが、これらの値は撮像素子の種類やシステムの動作限界速度に応じて適宜変更することができる。例えば、ＰＡＬ方式で動画撮影を行う場合には、通常のフレームレートが５０フレーム／秒となる。
【００５２】
（第２実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第２実施形態であるカムコーダについて詳細に説明する。なお、本実施形態のカムコーダにおけるシステム構成を示すブロック図や制御部１１３の動作フローは、第１実施形態（図１から図３）と同様であるため説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５３】
本実施形態の特徴は、図３のステップＳ３０６、ステップＳ３１０、ステップＳ３０９において、所定のフレームレートで動作させる際に撮像素子１０４から出力される画像信号の変化が小さくなるように撮像素子１０４での電荷蓄積時間やフレームレートを変化させることにある。
【００５４】
第１実施形態では、ＳＷ１がオン状態となった時点で撮像素子１０４での電荷蓄積時間やフレームレートを急激に変化させている。しかし、ＳＷ１がオン状態となってからフレームレートを急激に速くした場合、被写体の明るさや絞り１０２の応答速度によっては、撮像素子１０４から得られる画像信号のレベルが一時的に低下してしまう場合がある。
【００５５】
そこで、本実施形態では、高速フレームレートで動作させる場合に、以下に説明する制御によって撮像素子１０４から得られる信号レベルの変化を小さくすることができるようにしている。
【００５６】
図８は、本実施形態のカムコーダによって制御されるフレームレートと撮像素子での電荷蓄積時間との関係をグラフ化したものである。同図において、縦軸左側の第１軸は撮像素子での電荷蓄積時間を示し、縦軸右側の第２軸はフレームレートを示し、横軸は時間の経過を示す。また、図中の実線は撮像素子での電荷蓄積時間の推移を示し、破線はフレームレートの推移を示す。
【００５７】
図８中Ｔ１のタイミングでＳＷ１がオン状態になると、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／６０秒から１／２４０秒に時間の経過とともに徐々に短くなる。また、電荷蓄積時間の変化に応じて、フレームレートが６０フレーム／秒から２４０フレーム／秒に徐々に変化する。
【００５８】
本実施形態において、制御部１１３はフレームレートを電荷蓄積時間の逆数と略等しくなるように制御している。ＳＷ１がオン状態となってから図８中Ｔ２のタイミングでＳＷ２がオン状態になると、タイミングＴ２後に撮像素子１０４から出力された画像データが静止画像データとして記録媒体１１２に記録される。そして、画像記録終了後は、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／６０秒に時間の経過とともに徐々に変化する。また、電荷蓄積時間の変化に応じて、フレームレートが２４０フレーム／秒から６０フレーム／秒に徐々に変化する。
【００５９】
一方、図９で示すようにＳＷ１がオン状態となっている時間Ｔｓｗ１がタイマ閾値Ｔｔｈを超えた場合においても、時間Ｔｓｗ１がタイマ閾値Ｔｔｈを超えた時点で撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／６０秒に徐々に変化する。また、フレームレートも２４０フレーム／秒から６０フレーム／秒に徐々に変化する。
【００６０】
制御部１１３は、上述したような撮像素子１０４の駆動制御を行うために、この制御信号をタイミング発生回路１０５に出力する。タイミング発生回路１０５は、制御部１１３からの信号を受けて撮像素子１０４を駆動する。
【００６１】
本実施形態では、ＳＷ１およびＳＷ２がオン状態になった後に、電荷蓄積時間（フレームレート）を急激に変化させずに時間の経過とともに徐々に変化させている。これにより、電荷蓄積時間を徐々に変化させることに対応させて、撮像素子１０４から得られる信号レベルの変化が小さくなるように絞り１０２を駆動することができる。したがって、フレームレートを速くさせた場合にも、撮像素子１０４から得られる信号レベルの変化が大きくなるのを防止できる。
【００６２】
図１０は、ＳＷ１がオン状態になるまでの撮像素子での電荷蓄積時間が通常の電荷蓄積時間（１／６０秒）よりも短い（１／１２０秒）場合において、電荷蓄積時間とフレームレートとの関係をグラフ化したものである。同図における縦軸（第１軸および第２軸）および横軸や実線および破線は、図８で説明したものと同様である。
【００６３】
図１０のＴ１のタイミングでＳＷ１がオン状態となった時点では、撮像素子１０４での電荷蓄積時間は変化せずにフレームレートのみが６０フレーム／秒から電荷蓄積時間の逆数と略等しくなる１２０フレーム／秒に瞬時に移行する。このＴ１のタイミングでは、フレームレートが速くなっても撮像素子１０４での電荷蓄積時間は変化していないため、撮像素子１０４から得られる信号レベルは低下しない。
【００６４】
Ｔ１経過後は、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／１２０秒から１／２４０秒に時間の経過とともに徐々に変化するとともに、フレームレートが１２０フレーム／秒から２４０フレーム／秒に徐々に変化する。
【００６５】
そして、図１０のＴ２のタイミングでＳＷ２がオン状態になると、タイミングＴ２後に撮像素子１０４から出力された画像データが静止画像データとして記録媒体１１２に記録される。そして、画像記録終了後、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／２４０秒から１／１２０秒に時間の経過とともに徐々に変化する。これと同時にフレームレートが２４０フレーム／秒から１２０フレーム／秒に徐々に変化する。
【００６６】
そして、電荷蓄積時間が、ＳＷ１がオン状態になる前と同じ１／１２０秒になると、フレームレートが直ちに１２０フレーム／秒から６０フレーム／秒に瞬時に移行する。
【００６７】
図１０に示すようにＳＷ１がオン状態になるまでの電荷蓄積時間が通常の電荷蓄積時間よりも短い場合には、フレームレートを電荷蓄積時間の逆数と略等しくなるフレームレートに瞬時に移行させることができる。
【００６８】
本実施形態によれば、静止画像を記録する際におけるフレームレートを通常時（動画撮影時）におけるフレームレートよりも速くしているため、第１実施形態と同様にＳＷ２がオン状態になるタイミングと、撮像素子１０４から静止画像データに用いられる画像信号が出力されるタイミングとの間の時間を従来に比べて大幅に短くすることができる。これにより、静止画像として記録される被写体像のずれを従来に比べて小さくすることができる。
【００６９】
また、撮像素子１０４での電荷蓄積時間やフレームレートを時間の経過とともに徐々に変化させることで、フレームレートを急激に変化させた際に撮像素子１０４から得られる画像信号レベルが一時的に低下するのを防止することができる。
【００７０】
さらに、ＳＷ１がオン状態となるまでの電荷蓄積時間を通常の電荷蓄積時間よりも短くしておくことにより、この電荷蓄積時間に応じたフレームレートの範囲内においてフレームレートを急激に変化させることができる。この場合、撮像素子１０４での電荷蓄積時間は変化していないため、撮像素子１０４から得られる画像信号レベルが低下することはない。
【００７１】
なお、本実施形態では、通常動作時（動画撮影時）においてフレームレートを６０フレーム／秒、電荷蓄積時間を１／６０秒とし、静止画像を記録する際においてフレームレートの上限を２４０フレーム／秒、電荷蓄積時間を１／２４０秒としているが、これらの値は撮像素子の種類やシステムの動作限界速度に応じて適宜設定できる。
【００７２】
（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態であるカムコーダについて詳細に説明する。本実施形態のカムコーダにおけるシステム構成を示すブロック図や制御部１１３の動作フローは、第１実施形態（図１から図３）と同様なので説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００７３】
本実施形態の特徴は、フレームレートを変更する場合において、撮像素子１０４での電荷蓄積時間に影響を与えないでフレームレートの変更を行う点にある。
【００７４】
近年のカムコーダは多機能化が進み様々な露出制御を行うことができるようになっている。例えば、カムコーダの露出制御が、公知の露出制御方式である「シャッタスピード優先」方式で動作している場合のように撮像素子１０４の電荷蓄積時間を一定に保っておきたい場合がある。
【００７５】
このような場合における電荷蓄積時間およびフレームレートの関係を図１１に示す。同図において、縦軸左側の第１軸は撮像素子の電荷蓄積時間を示し、縦軸右側の第２軸は撮像素子のフレームレートを示し、横軸は時間の経過を示す。また、図中の実線は電荷蓄積時間の推移を示し、破線はフレームレートの推移を示す。
【００７６】
撮像素子１０４の電荷蓄積時間はＳＷ１、ＳＷ２のオン状態に関わらず一定であり、Ｔ１のタイミングでＳＷ１がオン状態となった時点でフレームレートが通常フレームレート（６０フレーム／秒）から高速フレームレート（電荷蓄積時間の逆数と略等しくなる１２０フレーム／秒）に瞬時に移行する。すなわち、Ｔ１のタイミングでは、フレームレートは速くなっているが、撮像素子１０４での電荷蓄積時間は一定に保たれている。
【００７７】
Ｔ１経過後、図１１のＴ２のタイミングでＳＷ２がオン状態になると、Ｔ２後に撮像素子１０４から出力される画像データが静止画像データとして記録媒体１１２に記録される。そして、画像記録終了後、撮像素子１０４での電荷蓄積時間は一定のままで、フレームレートだけが１２０フレーム／秒からＳＷ１がオン状態になる前の６０フレーム／秒に移行する。
【００７８】
上述したようにＳＷ１がオン状態になっても撮像素子１０４での電荷蓄積時間を変化させたくない場合には、図１１で示すようにＳＷ１がオン状態となった時点の電荷蓄積時間の逆数と概略等しくなるフレームレートを上限としてフレームレートを速くすることができる。
【００７９】
本実施形態によれば、静止画像を記録する際におけるフレームレートを通常時（動画撮影時）におけるフレームレートよりも速くしているため、第１実施形態と同様にＳＷ２がオン状態になるタイミングと、撮像素子１０４から静止画像データに用いられる画像信号が出力されるタイミングとの間の時間（ΔＴｂ）を従来（ΔＴａ）に比べて大幅に短くすることができる。
【００８０】
また、ＳＷ１およびＳＷ２のオン状態に関わらず撮像素子１０４での電荷蓄積時間を一定に保つようにすることで、所定の静止画撮影条件（例えば、シャッタスピード優先）に対応させることができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、撮像素子１０４での電荷蓄積時間を１／１２０秒としているが、この値は被写体の明るさに応じて適宜変更することができる。また、通常時（動画撮影時）におけるフレームレートを６０フレーム／秒とし、静止画像の記録を行う際におけるフレームレートの上限を１２０フレーム／秒としているが、この値は適宜変更することができる。
【００８２】
（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態であるカムコーダについて詳細に説明する。本実施形態のカムコーダにおけるシステム構成を示すブロック図や制御部の動作フローは、第１実施形態（図１から図３）と概ね同じなので説明を省略する。以下、本実施形態の特徴について説明する。
【００８３】
本実施形態の特徴は、図３のステップＳ３０６、ステップＳ３１０、ステップＳ３０９において、撮像素子１０４の電荷蓄積時間やフレームレートを制御する際に、絞り１０２の状態や撮像素子１０４から得られる画像信号のノイズレベルを考慮した制御を行う点にある。
【００８４】
図１２は本実施形態のカムコーダによって制御されるフレームレートと撮像素子での電荷蓄積時間との関係をグラフ化したものである。同図において、縦軸左側の第１軸は撮像素子の電荷蓄積時間を示し、縦軸右側の第２軸は撮像素子のフレームレートを示し、横軸は時間の経過を示す。また、図中の実線は電荷蓄積時間の推移を示し、破線はフレームレートの推移を示す。
【００８５】
図１２のＴ１のタイミングでＳＷ１がオン状態になると、撮像素子１０４の電荷蓄積時間を１／６０秒から時間の経過とともに徐々に短くしていく。これと同時にフレームレートを６０フレーム／秒から徐々に高フレームレートに移行させる。そして、電荷蓄積時間およびフレームレートを変化させていく途中で、図１２のＴｏｐｅｎで示すタイミングで絞り１０２が開放状態になると、この時点で制御部１１３はフレームレートおよび電荷蓄積時間を変化させる制御を停止させる。
【００８６】
絞り１０２が開放状態となった後においても、フレームレートを速くする（電荷蓄積時間を短縮する）場合には、撮像素子１０４から出力される画像信号に対して電気的な増幅を行う必要がある。ここで、撮像素子１０４から得られる画像信号に電気的な増幅を行いたくない場合、すなわち、電気的増幅により画像信号のノイズが増えるような場合には、図１２で示すように絞り１０２が開放状態になったことを検出した時点でフレームレートを高速にしない制御を行うことで対応することができる。
【００８７】
また、画像信号に含まれるノイズレベルが所定のレベル以下に収まる範囲内で電気的に画像信号を増幅させてもよい場合には、図１３に示すように電荷蓄積時間およびフレームレートを変化させる制御を行うことができる。図１３において、縦軸（第１軸および第２軸）、横軸、実線および破線は、図１２と同様である。
【００８８】
図１３のＴ１のタイミングでＳＷ１がオン状態になると、撮像素子１０４での電荷蓄積時間が１／６０秒から時間の経過とともに徐々に短くなる。これと同時にフレームレートが６０フレーム／秒から徐々に高フレームレートに移行する。電荷蓄積時間およびフレームレートを変化させていく途中で、図１３のＴｏｐｅｎで示すタイミングで絞り１０２が開放状態になると、この後はＡＧＣ部１０６で電気的な信号増幅を行いながら更に電荷蓄積時間を徐々に短くするとともに、フレームレートを徐々に速くさせる。
【００８９】
そして、図１３のＴｓｎで示すタイミングで画像信号のノイズレベルが所定レベルに達すると、電荷蓄積時間およびフレームレートを変化させる制御を停止させ、電荷蓄積時間およびフレームレートを所定の値（Ｔｓｎでの値）に維持する。  このように画像信号のノイズレベルを考慮してフレームレートの制御を行うことで、高速フレームレートで動作させる際に画像信号のノイズ成分が増えるのを防止することができる。
【００９０】
本実施形態によれば、静止画記録を行う際におけるフレームレートを通常時（動画撮影時）におけるフレームレートよりも速くすることで、第１実施形態と同様にＳＷ２がオン状態となるタイミングと、撮像素子１０４から静止画像データに用いられる画像信号が出力されるタイミングとの間の時間を従来に比べて大幅に短縮することができる。これにより、被写体像のずれを従来に比べて小さくすることができる。
【００９１】
また、上述したように、絞り１０２の動作状態や、撮像素子１０４から出力される画像信号のノイズレベルに応じてフレームレートの高速化を制御することで、画像信号のノイズが増加するのを防止することができる。
【００９２】
本実施形態では、絞り１０２の開放状態や画像信号のノイズレベルを考慮してフレームレートの制御を行っているが、以下に説明するようなフレームレートの制御を行うこともできる。
【００９３】
すなわち、ＳＷ１がオン状態となった時点で、フレームレートを通常フレームレートよりも徐々に速くしていき、フレームレートを速く（電荷蓄積時間を短縮）していく途中で画像信号の輝度成分が所定レベルよりも低くなったときには、この時点でのフレームレートに維持し、フレームレートがこれ以上速くなるのを禁止することができる。
【００９４】
また、撮像素子から出力される画像信号の輝度成分が所定レベルよりも低くなったときに、撮像素子から出力される画像信号を電気的に増幅させるようにしてもよい。
【００９５】
一方、被写体の輝度情報に基づいてフレームレートの制御を行うこともできる。具体的には、ＳＷ１がオン状態となったとき、制御部１１３が、カムコーダに設けられた被写体輝度を検出する検出部からの出力に応じて、被写体輝度レベルが所定レベルよりも低いか否かを判断する。そして、被写体輝度レベルが所定レベルよりも低いと判断したときには、フレームレートを通常フレームレートよりも速くさせる制御を禁止する。
【００９６】
ここで、所定レベルとは、画像信号が所定レベル以下となるような被写体輝度のレベルである。撮像素子から出力される画像信号が所定レベル以下である場合には、フレームレートを速くしても十分な画質を得ることができないからである。
【００９７】
（他の実施形態）
カムコーダの各種デバイスに接続された装置又はシステム内のコンピュータに、上述した各実施形態の機能を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給してコンピュータを動作させることにより、各種デバイスを動作させてもよい。
【００９８】
この場合、ソフトウエアのプログラムコード自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体や、プログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、プログラムコードを格納した記憶媒体は、本発明を構成する。プログラムコードを格納する記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードおよびＲＯＭを用いることができる。
【００９９】
また、コンピュータに供給されたプログラムコードが、コンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）又は他のアプリケーションソフトウエア等と共同して上述の各実施形態の機能を実現するようにしてもよい。
【０１００】
さらに、プログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボード又はコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備え付けられたメモリに格納された後、このプログラムコードの指示に基づいて、機能拡張ボード又は機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が処理の一部又は全部を行い、この処理によって上述の各実施形態の機能を実現するようにしてもよい。
【０１０１】
ここで、以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例に過ぎず、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【０１０２】
〔発明１〕  撮像素子からの出力を用いて所定のフレームレートで画像を更新し、動画撮影又は表示が可能であるとともに、静止画記録が可能な撮像装置において、静止画記録に関する第１のスイッチおよび第２のスイッチと、前記第１のスイッチの操作に応じて前記第１のスイッチが操作される前のフレームレートよりも速いフレームレートに変更するとともに、前記第２のスイッチの操作に応じて静止画記録を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【０１０３】
上記発明によれば、第１のスイッチの操作によりフレームレートを速くした状態で第２のスイッチの操作により静止画記録を行うことができ、第２のスイッチが操作されるタイミングと、第２のスイッチの操作後に撮像素子から静止画記録に用いられる画像信号が出力されるタイミングとを近づけることができる。これにより、従来技術のようにフレームレートを一定として静止画記録を行う場合に比べて、記録される被写体像のずれを小さくすることができる。
【０１０４】
〔発明２〕  前記制御手段は、前記第１のスイッチの操作によって前記第１のスイッチが操作される前のフレームレートよりも速くさせるフレームレートの高速化処理が行われてから所定時間経過後に、前記第１のスイッチが操作される前のフレームレートに戻すことを特徴とする前記発明１に記載の撮像装置。
【０１０５】
上記発明のようにフレームレートの高速化処理を所定時間に制限することにより、撮像素子を高クロックスピードで継続して駆動することによる消費電流の増加や、装置内の回路の発熱を抑えることができる。
【０１０６】
〔発明３〕  前記制御手段は、前記撮像素子での電荷蓄積時間を一定に維持するとともに、前記第１のスイッチの操作に応じて、前記電荷蓄積時間に対応したフレームレートの範囲内で前記フレームレートの高速化処理を行うことを特徴とする前記発明１又は２に記載の撮像装置。
【０１０７】
〔発明４〕  前記制御手段は、前記第１のスイッチの操作に応じて、前記撮像素子での電荷蓄積時間を短縮させるとともに、この電荷蓄積時間の短縮に応じて前記フレームレートの高速化処理を行うことを特徴とする前記発明１又は２に記載の撮像装置。
【０１０８】
〔発明５〕  前記制御手段は、前記撮像素子での電荷蓄積時間を徐々に短縮させることを特徴とする上記発明４に記載の撮像装置。
【０１０９】
〔発明６〕  被写体輝度を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて被写体輝度レベルが所定レベル以下であるか否かを判断し、所定レベル以下となったときに前記フレームレートの高速化処理を禁止することを特徴とする前記発明１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１０】
〔発明７〕  光通過口の開口面積を変化させる絞りを有し、前記制御手段は、前記絞りの作動状態を判断し、前記絞りが開放状態となったときに前記フレームレートの高速化処理を禁止することを特徴とする前記発明１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１１】
〔発明８〕  前記制御手段は、前記撮像素子から出力される画像信号のノイズ成分が所定レベルよりも高いか否かを判断し、所定レベルよりも高くなったときに前記フレームレートの高速化処理を禁止することを特徴とする前記発明１から７のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１２】
〔発明９〕  前記制御手段は、前記撮像素子から出力される画像信号の輝度成分が所定レベルよりも低いか否かを判断し、所定レベルよりも低くなったときに前記フレームレートの高速化処理を禁止することを特徴とする前記発明１から８のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１３】
〔発明１０〕  前記制御手段は、装置本体の起動から所定時間が経過するまでの間、前記フレームレートの高速化処理を禁止することを特徴とする前記発明１から９のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１４】
〔発明１１〕  前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、装置本体に設けられ、２段階の操作が可能な１つの操作部材で構成されていることを特徴とする前記発明１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１５】
〔発明１２〕  撮像素子からの出力を用いて所定のフレームレートで画像を更新し、動画撮影又は表示が可能であるとともに、静止画記録が可能な撮像装置において、静止画記録を行う際におけるフレームレートを動画撮影におけるフレームレートよりも速くする制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、静止画像を記録する際におけるタイムラグを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における撮像装置の主要構成要素を示すブロック図である。
【図２】本発明における画像の記録を行うレリーズボタンの構造を示す図である。
【図３】本発明における制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における垂直同期信号と出力される画像信号を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態における垂直同期信号と出力される画像信号を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第４実施形態におけるフレームレートと撮像素子の電荷蓄積時間の関係を示すグラフである。
【図１４】従来例における垂直同期信号と出力される画像信号を示す図である。
【符号の説明】
１０１：レンズ
１０２：絞り
１０３：絞り駆動回路
１０４：撮像素子
１０５：タイミング発生回路
１０６：ＡＧＣ部
１０７：Ａ／Ｄ変換部
１０８：信号処理部
１０９：画像圧縮伸長部
１１０：表示部
１１１：インターフェース部
１１２：記録媒体
１１３：制御部
１１４：ＣＰＵ
１１５：プログラムメモリ
１１６：操作部
【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】
2004222074.tif 000008
【図７】
2004222074.tif 000009
【図８】
2004222074.tif 000010
【図９】
2004222074.tif 000011
【図１０】
2004222074.tif 000012
【図１１】
2004222074.tif 000013
【図１２】
2004222074.tif 000014
【図１３】
2004222074.tif 000015
【図１４】
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