(57)【要約】【課題】この発明は、暗い環境下では焦点の合ったモニタリング像を出力できないという課題を解決しようとするものである。【解決手段】この発明は、被写体像を撮像する、撮像素子３を含む撮像手段と、撮像素子３とは別に設けられ少なくとも焦点調節に用いられる外部素子１４とを有する撮像装置において、外部素子１４の感度特性に合わせて撮像素子３の駆動周波数を可変するものである。【選択図】  図１
2004228606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像される被写体像を電気的な画像信号に変換して該画像信号を出力する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子を駆動させる一定周期の駆動周波数を発生する駆動周波数発生手段と、前記画像信号を前記駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す画像信号読出手段と、前記被写体までの距離に関する信号を出力する、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子と、を有する撮像装置において、
前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する輝度信号取得手段と、前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる読出周波数可変手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記読出周波数可変手段は、前記駆動周波数を可変する手段であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記読出周波数可変手段は、前記読出周波数を同期させる、前記駆動周波数に基づく周波数の周期の数を可変する手段であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記被写体に対する前記撮像素子の露光量を取得する露光量取得手段を更に備え、
前記読出周波数可変手段は、前記露光量が所定値以下の場合に、前記読出周波数を低下させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記読出周波数可変手段は、前記輝度に基づく信号が適正なレベルでない場合に、前記読出周波数を低下させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記適正なレベルは、前記露光量が所定値を超える場合に対応する前記輝度に基づく信号の出力レベルであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記読出周波数に応じて前記撮像素子に存在する電荷を消去する電荷消去手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記電荷消去手段は、前記撮像素子に設けられた電子シャッタに電子シャッタパルスを印加する手段であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記読出周波数に応じて前記画像信号の利得を自動調整する自動利得制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記読出周波数可変手段による画像信号の読出周波数の可変を禁止する読出周波数可変禁止手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像される被写体像を撮像素子により電気的な画像信号に変換する工程と、前記画像信号を前記撮像素子の駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す工程と、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子から前記被写体までの距離に関する信号を出力する工程と、を有する撮像方法において、
前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する工程と、
前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる工程を備えたことを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
撮像される被写体像を電気的な画像信号に変換して該画像信号を出力する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子を駆動させる一定周期の駆動周波数を発生する駆動周波数発生手段と、前記画像信号を前記駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す画像信号読出手段と、前記被写体までの距離に関する信号を出力する、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子と、を有する撮像装置のコンピュータに、
前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する輝度信号取得手段と、
前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる読出周波数可変手段と、
して機能させるためのプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラ等の撮像装置、撮像方法、プログラム、記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置には、撮像素子としてＣＣＤを用い、焦点調節（以下ＡＦという）用に専用の外部測距素子を備えたデジタルカメラ等がある。また、撮像装置には、外部測距素子を持たず、撮像素子としてのＣＣＤの出力信号からＡＦを行う撮像装置がある。
【０００３】
特許文献１には、被写体の輝度が低い場合にも映像信号を基に高輝度の焦点調節を行うことができ、且つ映像信号の解像度低下を防止することができることを目的とするもので、焦点調節機能を有する電子カメラにおいて、被写体像を撮像面に結像するためのフォーカスレンズと、このフォーカスレンズにより結像され被写体像を映像信号に変換する撮像素子と、この撮像素子からの映像信号に基づいてフォーカスレンズの焦点を調節するＡＦ処理回路とを備え、焦点調節の際に用いる映像信号として、被写体の輝度が十分に高い場合は映像信号をそのまま用い、輝度が比較的低い場合は撮像素子内で垂直方向に隣接する画素の信号電荷を加算した映像信号を用い、輝度が極めて低い場合は映像信号を加算した後にＡＧＣ回路で増幅して用いることを特徴とする電子カメラが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、被写体が暗くてその反射光を受光できず補助光を照射した場合においてＡＦ処理を行うのに十分な明るさを持つ位置を容易に検出できることを目的としたもので、被写体の所定の領域の輝度を検出する被写体輝度検出ユニットと、この被写体輝度検出ユニットにより検出された被写体輝度が所定の基準値より低いとき、補助光を前記被写体に照射する補助光照射ユニットと、前記被写体輝度検出ユニットにより輝度が検出された領域のうち、前記補助光照射ユニットによる被写体への照射により得られる反射光の信号レベルが所定値以上である領域をオートフォーカス用検出領域と決定する決定手段と、この決定手段により決定されたオートフォーカス用検出領域からの出力にもとづいて焦点状態を演算する演算手段と、この演算手段からの出力に基づいて撮影レンズを駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とするカメラが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５７６４５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２８０５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子としてＣＣＤを用い、ＡＦ用に専用の外部測距素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置では、一般的にＣＣＤよりも外部測距素子の方が感度が高いために、モニタリング動作において、ＣＣＤを通常の蓄積時間１／３０秒で駆動した場合のモニタの出力画像では被写体像として何が写っているか分からないような暗さでも、外部測距素子の出力信号がＡＦの演算に十分な精度を持った出力信号である場合が存在する。言い換えれば、ＡＦ動作が正確に行われているにもかかわらず、モニタの画面がほとんど真っ暗である場合がある。
【０００７】
また、外部測距素子を持たず、撮像素子としてのＣＣＤの出力信号からＡＦを行う撮像装置では、ＡＦ範囲とモニタ画面の輝度範囲とがほぼ一致するが、ＣＣＤの感度は人間の感覚よりはるかに劣るために、人間が十分に認識できる被写体でもモニタの画面ではほとんど見えないという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するためには、ＣＣＤの感度が一定であるとすれば、ＣＣＤの蓄積時間を延ばすことが有効であるが、例えばＣＣＤの蓄積時間を１秒にして被写体像をモニタ画面にはっきり写せたとしても、ＣＣＤの出力信号でのＡＦ演算中のぶれ、被写体の移動等で正確にＡＦを行うことは困難である。
本発明は、暗い環境下でも焦点の合ったモニタリング像を出力することができる撮像装置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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、撮像される被写体像を電気的な画像信号に変換して該画像信号を出力する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子を駆動させる一定周期の駆動周波数を発生する駆動周波数発生手段と、前記画像信号を前記駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す画像信号読出手段と、前記被写体までの距離に関する信号を出力する、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子と、を有する撮像装置において、前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する輝度信号取得手段と、前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる読出周波数可変手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記読出周波数可変手段は、前記駆動周波数を可変する手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記読出周波数可変手段は、前記読出周波数を同期させる、前記駆動周波数に基づく周波数の周期の数を可変する手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記被写体に対する前記撮像素子の露光量を取得する露光量取得手段を更に備え、前記読出周波数可変手段は、取得した前記露光量が所定値以下の場合に、前記読出周波数を低下させることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記外部素子からの出力レベルを取得する輝度情報取得手段を更に備え、前記読出周波数可変手段は、取得した前記出力レベルが適正なレベルでない場合に、前記読出周波数を低下させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記適正なレベルは、前記露光量が所定値を超える場合に対応する前記輝度に基づく信号の出力レベルであることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１ないし６の発明において、前記読出周波数に応じて前記撮像素子に存在する電荷を消去する電荷消去手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記電荷消去手段は、前記撮像素子に設けられた電子シャッタに電子シャッタパルスを印加する手段であることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１ないし８の発明において、前記読出周波数に応じて前記画像信号の利得を自動調整する自動利得制御手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９の発明において、前記読出周波数可変手段による画像信号の読出周波数の可変を禁止する読出周波数可変禁止手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、撮像される被写体像を撮像素子により電気的な画像信号に変換する工程と、前記画像信号を前記撮像素子の駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す工程と、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子から前記被写体までの距離に関する信号を出力する工程と、を有する撮像方法において、前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する工程と、前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる工程を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、撮像される被写体像を電気的な画像信号に変換して該画像信号を出力する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子を駆動させる一定周期の駆動周波数を発生する駆動周波数発生手段と、前記画像信号を前記駆動周波数に基づく周波数に同期させて一定の読出周波数で読み出す画像信号読出手段と、前記被写体までの距離に関する信号を出力する、前記撮像素子よりも光に対する感度が高い外部素子と、を有する撮像装置のコンピュータに、前記外部素子から前記被写体の輝度に基づく信号を取得する輝度信号取得手段と、前記輝度に基づく信号に応じて前記読出周波数を可変させる読出周波数可変手段と、して機能させるためのプログラムである。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態１を示す。この実施形態１は、撮像装置としてのデジタルカメラの一形態である。この実施形態１は、撮像レンズ１、絞り２及び撮像素子としてのＣＣＤ３を有する撮像手段と、ＣＣＤ３の出力信号からリセット雑音などを取り除くための相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４、自動利得制御回路（ＡＧＣ）５及びアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）６を有するフロントエンド（Ｆ／Ｅ）７と、信号処理を行う信号処理手段としてのＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８と、ＡＤＣ６からの生データやＤＳＰ８により信号処理がなされたデータの記録／再生が行われる記憶手段としてのＳＤＲＡＭ９と、モニタリングや再生の画像及び各種情報を表示する表示装置としての液晶表示素子（ＬＣＤ）１０と、調整値等のデータを保存しておくＥＥＰＲＯＭ１１と、記録媒体としてのメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ）１２と、ＣＰＵ１３と、ＡＦ用の外部測距素子１４と、操作スイッチ１５と、クロック発生手段としてのクロック発生器（ＣＬＫ  Ｇｅｎ）１６と、タイミング発生器（ＴＧ）１７とを有する。外部測距素子１４はＡＦ用以外の用途に用いてもよい。ＤＳＰ８はデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１８を有する。また、ＲＯＭ１９には、ＣＰＵ１３にて解読可能なコードで記述された制御プログラムが格納されている。このデジタルカメラの電源がオン状態になると、前記プログラムは不図示のメインメモリにロードされ、前記ＣＰＵ１３はそのプログラムに従って装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ２０に保存する。なお、後述のように本実施形態における発明の動作は、前記ＲＯＭ１９に格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ１３により行なわれるものである。
【００２３】
タイミング発生器１７は、クロック発生器１６からのクロックに基づいて、ＣＣＤ３を駆動するためのパルスを発生して該パルスをＣＣＤ３に供給することで、ＤＳＰ８と当該撮像システムとの同期をとる。クロック発生器１６は、ＤＳＰ８に対して、システムクロックの他、ＵＳＢ等のクロックも供給する。このクロック発生器１６は、内部にマルプレクサチを持ち、ＣＰＵ１３からの制御信号により出力周波数が変更されるように構成されている。
【００２４】
ＤＳＰ８は、ＡＤＣ６からの生データよりＡＦ、自動露出制御（以下ＡＥという）、ホワイトバランス等の評価値（ＡＦの場合は例えば画像の周波数成分毎の積算値等）を生成する。ＣＰＵ１３は、ＤＳＰ８のＡＦ、ＡＥ等の評価値を演算する機能と、ＤＳＰ８及びＦ／Ｅ７等に対してパラメータを設定する機能と、撮影者により操作される操作スイッチ１５からの入力信号を処理する機能とを有する。
【００２５】
ＣＣＤ３は、タイミング発生器１７からのパルスにより駆動され、被写体から撮像レンズ１、絞り２を通して入射する光を受光して撮像を行う。ＣＣＤ３は、光を電気信号（電荷）に変換する。このＣＣＤ３の出力電気信号は、ＣＤＳ４によりリセット雑音などが取り除かれ、ＡＧＣ５により利得が制御されてＡＤＣ６によりデジタル信号に変換される。ＤＳＰ８は、ＡＤＣ６からの生データをそのままＳＤＲＡＭ９に格納する。
【００２６】
ＤＳＰ８は、通常の静止画処理で、ＳＤＲＡＭ９から生データを読み出して該生データに基づいて輝度信号と色信号を生成し、この輝度信号と色信号をＪＰＥＧ処理してメモリカード１２に記録する。また、ＤＳＰ８は、ＣＣＤ３からの生データを表示用ＲＧＢ（赤色、緑色、青色の信号）またはＹＵＶ（輝度信号及び色差信号）に変換してＤＡＣ１８によりアナログの映像信号に変換し、この映像信号をＬＣＤ１０に出力して被写体像を表示させる。被写体までの距離をＬＣＤ１０に表示させる場合には、ＣＰＵ１３がＤＳＰ８を経由してＳＤＲＡＭ９に被写体までの距離等を描画しておき、ＤＳＰ８でその描画信号を映像信号に重畳してＬＣＤ１０に表示させる。
【００２７】
外部測距素子１４は被写体からの光を受光して被写体までの距離Ｌの逆数１／Ｌのアナログ信号をＣＰＵ１３へ出力する。ＣＰＵ１３は、外部測距素子１４からのアナログ信号をＡＤポートで受けてデジタル信号に変換し、このデジタル信号により被写体までの距離に応じて撮像レンズ１を移動させてＡＦを行う。
【００２８】
ＡＦ用の外部測距素子１４は、一般に撮像用のＣＣＤ等の撮像素子に比べると、感度特性が高くなっている。露光量の低輝度側限界を仮にＡＦ用の外部測距素子１４がＥＶ１（露光指数：Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｖａｌｕｅ）、ＣＣＤ３がＥＶ４であるとすると、ＥＶ１〜ＥＶ４の範囲では、ＡＦは合焦するのに適正な画像出力が得られないことになる。
そこで、上記例で言うと被写体がＥＶ１〜ＥＶ４の範囲のようなＣＣＤ３では測定できない低輝度の場合に、ＣＰＵ１３は、外部測距素子１４の出力レベルを測定することにより被写体の輝度に応じた外部測距素子１４の露光量を求め、その露光量に応じて適正な画像出力を得る。ここで、被写体の輝度に応じた外部測距素子１４の露光量を求める方法としては、例えば、ＣＰＵ１３が、外部測距素子１４の受光素子が受光して電気信号に変換した光量に応じた信号のレベル（振幅値）により外部測距素子１４の露光量を測定する方法がある。なお、本実施の形態では、外部測距素子１４は光に対する感度としてＥＶ１、ＣＣＤ１３はＥＶ４まで検知できるものを使用しているが、これに限られない。
【００２９】
本実施形態１をＣＣＤ３の垂直駆動のタイミングチャートに基づいて説明する。ＣＰＵ１３は、図４に示すようにＤＳＰ８からＡＥ評価値を取得してＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断し、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になっていなければ図２（ａ）に示すようにクロック発生器１６からのクロック周波数に基づいてタイミング発生器１７からＣＣＤ３へ入力される垂直同期信号ＶＤ及び垂直駆動パルスを通常状態としてＣＣＤ３の駆動周波数を通常モードとする。これらの垂直同期信号ＶＤ及び垂直駆動パルスは、ＣＣＤ３の駆動周波数、すなわちクロック発生器１６からタイミング発生器１７に出力されたクロックに基づきタイミング発生器１７が出力する駆動信号の周波数、となっている。本実施の形態では、この場合、垂直同期信号ＶＤの周波数に電気信号の読出しパルスの周波数が同期しており、垂直同期信号ＶＤの１周期が読出しパルスの１周期に該当する。また、垂直駆動パルスのｎ（ｎ＝所定の自然数）倍の周期と電気信号読出しパルスの１周期が一致する。
【００３０】
一方、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になった場合にはクロック発生器１６を制御してクロック発生器１６からタイミング発生器１７へのクロックの周波数を上記の方法により外部測距素子１４から得られる、被写体の輝度に応じた露光量に応じて通常より低い所定の周波数に切り替えることで図２（ｂ）に示すようにタイミング発生器１７からＣＣＤ３へ入力される垂直同期信号ＶＤ及び、垂直駆動パルスに重畳されているＣＣＤ３から電気信号（電荷）を読み出すための読出しパルスの周波数を通常より低い所定の周波数に切り替える。すなわち、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の駆動周波数を外部測距素子１４の感度特性（出力）に合わせて低速モードに可変する。本実施形態では、ＣＰＵ１３は被写体の輝度に応じた露光量に応じて垂直同期信号ＶＤの周波数を１／２に低下させた。この場合にも、垂直同期信号ＶＤの周波数に電気信号の読出しパルスの周波数が同期しているため、垂直同期信号ＶＤの１周期と電気信号の読出しパルスの１周期が一致することとなる。ただし、垂直駆動パルスの２ｎ（ｎ＝所定の自然数）倍の周期と電気信号読出しパルスの１周期が一致するようになる。
なお、図２には、垂直駆動パルスはＶ１からＶ４までの４相駆動における３値のパルスＶ３の例を示している。なお、他のパルスであるパルスＶ１についても位相のずれを除き同様の動作を行なう。パルスＶ２、Ｖ３は読出しパルスを持たない２値のパルスであり、これらも位相が他のパルスとずれた形で駆動される。また、図２及び図４ではＣＣＤ３の駆動周波数は低速モードで１つの周波数であるが、ＣＣＤ３の駆動周波数をＤＳＰ８からのＡＥ評価値に応じて外部測距素子１４の感度特性（出力レベル）に合わせて複数の周波数に切り替えるようにしてもよい。例えば、上記の例では、ＣＰＵ１３は、外部測距素子１４の露光量がＥＶ３、ＥＶ２、ＥＶ１となるに従い、ＣＣＤ１３の駆動周波数を段階的に低下させていくものである。さらに、本実施形態では、ＣＰＵ１３によりクロック発生器１６のクロック周波数を可変としているが、これに限られず、ＣＰＵ１３はタイミング発生器１７においてＣＣＤ３の駆動周波数を直接可変するものであってもよい。
【００３１】
この実施形態１によれば、ＣＰＵ１３は外部測距素子１４の感度特性（出力レベル）に合わせて撮像素子としてのＣＣＤ３の駆動周波数を可変するので、ＣＣＤ１３では露光量を検出できない暗い環境下（上記例ではＥＶ１〜ＥＶ４の範囲）でも適切なモニタリング像を出力することができる。
また、この実施形態１によれば、ＣＰＵ１３により被写体が低輝度の時に外部測距素子１４の出力信号で焦点調節を行える場合（すなわち、ＣＰＵ１３が外部測距素子１４により測距をするとともに、露光量を検出する場合）にはＣＰＵ１３はＣＣＤ３の駆動周波数を低速モードとするので、暗い環境下でも適正でさらに焦点の合ったモニタリング像を出力することができる。
さらに、この実施形態１によれば、ＣＣＤ３の駆動周波数を低下させることにより、省電力化を図ることができる。
【００３２】
次に、本発明の実施形態２について説明する。上記実施形態１において、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になっていなければ図３（ａ）に示すようにタイミング発生器１７からＣＣＤ３への垂直同期信号ＶＤ及び垂直駆動パルスを通常状態としてＣＣＤ３の駆動周波数を通常モードとする。これらの垂直同期信号ＶＤ及び垂直駆動パルスは、ＣＣＤ３の駆動周波数、すなわちクロック発生器１６からタイミング発生器１７に出力されたクロックに基づきタイミング発生器が出力する駆動信号の周波数、となっている。本実施の形態１では、この場合、垂直同期信号ＶＤの周波数に電気信号の読出しパルスの周波数が同期しており、垂直同期信号ＶＤの１周期が読出しパルスの１周期に該当する。また、垂直駆動パルスのｎ（ｎ＝所定の自然数）倍の周期と電気信号読出しパルスの１周期が一致する。
【００３３】
一方、この実施形態２では、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になった場合にはクロック発生器１６を制御せずにクロック発生器１６からタイミング発生器１７へのクロックの周波数を通常のままとし、上記の方法により外部測距素子１４から得られる、被写体の輝度による出力レベルに基づく露光量に応じてタイミング発生器１７を制御して図３（ｂ）に示すように垂直駆動パルスに重畳されている読出しパルスの間隔を通常より広げる。これは例えば、ＣＰＵ１３の命令により、タイミング発生器１７内で発生させる所定間隔の読出しパルスにマスク処理を行なうことで実現される。これにより、ＣＣＤ３の蓄積時間を通常より長い所定の時間に可変して実施形態１と同様の効果を得る。本実施形態では、ＣＰＵ１３は、通常モードであれば、ＣＣＤ３の駆動周波数に基づく垂直同期信号ＶＤの周期と電気信号（電荷）読出しパルスの周期を一致させている。しかし、低速モードの場合には、ＣＰＵ１３は、垂直同期信号ＶＤの２周期に対して読出しパルス周波数の１周期を同期させている。また、垂直駆動パルスの２ｎ（ｎ＝所定の自然数）倍の周期と電気信号読出しパルスの１周期が一致する。
【００３４】
この実施形態２では、クロック発生器１６は周波数可変のものを必要とせず、回路構成をシンプルにできる。
【００３５】
このように、実施形態２によれば、ＣＰＵ１３は、外部測距素子１４の感度特性（出力レベル）に合わせて、読出しパルスの周波数を低下させ（すなわち、読出しパスルの周期・間隔を広げ）ることにより、撮像素子としてのＣＣＤ３の電荷蓄積時間を可変するので、暗い環境下でも適正なモニタリング像を出力することができる。
また、この実施形態２によれば、ＣＰＵ１３により被写体が低輝度の時に外部測距素子１４の出力信号で焦点調節を行える場合（すなわち、ＣＰＵ１３が外部測距素子１４により測距をするとともに、露光量を検出する場合）にはＣＣＤ３の蓄積時間を延ばすので、暗い環境下でも適正でさらに焦点の合ったモニタリング像を出力することができる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態３について説明する。この実施形態３では、上記実施形態１及び実施形態２において、それぞれ、ＣＰＵ１３は、ＤＳＰ８からＡＥ評価値を取得して該ＡＥ評価値により、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断する代りに、図５に示すように外部測距素子１４の出力信号が適正なレベルであるか否かを判断することで、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断する。すなわち、ＲＯＭ１９には、予め測定された外部測距素子１４の出力信号レベルに対応するＣＣＤ３の露光量のテーブルが格納されている。ＣＰＵ１３は、外部測距素子１４の出力信号レベルを得た場合に、該テーブルを参照することにより、ＣＣＤ３の露光量を推定するものである。これにより、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断する。なお、上記テーブルのかわりに外部測距素子１４の出力信号レベル（露光量）とＣＣＤ３の露光量の関係式をＲＯＭ１９に格納するものであってもよく、この場合にはＣＰＵ１３は外部測距素子１４から得られる出力レベルを関係式に代入することによりＣＣＤ３の露光量を算出できる。
【００３７】
このようにすれば、ＣＰＵ１３は外部測距素子１４の感度バラツキ等に関係なく、合焦できる暗さの限界まで適正な映像出力を得ることができる。ただし、外部測距素子１４は通常、水平方向の周波数が変化する（縦縞のコントラストが強い）被写体には強いが、それ以外の垂直方向にしかコントラストがない被写体や、全体にコントラストが少ない被写体では誤動作する場合もある。
【００３８】
これを防ぐには、上記実施形態１及び実施形態２における、ＣＰＵ１３にてＤＳＰ８からＡＥ評価値を取得して該ＡＥ評価値により、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断する手段と、本実施形態３における、ＣＰＵ１３にて外部測距素子１４の出力信号レベルにより、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったかどうかを判断する手段とを併用して少なくとも一方の手段でＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったと判断した場合にはＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になったものとみなすようにすればよい。
【００３９】
上述した実施形態において、ＣＣＤ３の駆動周波数や読出しパルス間隔（電荷蓄積時間）を変更するだけでは、画像出力レベルを正確に一定にすることはできない。これはＣＣＤ３の可変する駆動周波数の種類を多くすれば改善することができるが、クロック発生器１６の回路規模が増大してしまう。
【００４０】
そこで、本発明の実施形態４では、上記実施形態において、それぞれ、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になって、あるいは低輝度側限界ＥＶ４以下になったと推定して低速モードに可変した場合には、映像信号レベルをＣＣＤ３の露光量が適正露光値に達するまでの範囲で電子シャッタにより調整する。ここに、電子シャッタは、ＣＣＤ３に内蔵されており、タイミング発生器１７から読出しパルス周波数に応じた電子シャッタパルスが印加されることにより、ＣＣＤ３における受光部の全ての感光画素に溜められていた電荷をＣＣＤ３を構成する半導体の内部の基盤（サブストレート）を経てグランドへ捨て去る。ＣＰＵ１３は、タイミング発生器１７を制御してＣＣＤ３への電子シャッタパルスを映像信号レベルが一定になるように読出しパルス周波数の可変に応じて制御する。
【００４１】
この実施形態４によれば、映像信号レベルを露光量が適正露光値に達するまでの範囲で電子シャッタにより調整するので、画像信号レベルを正確に一定にすることができる。
【００４２】
また、本発明の実施形態５では、上記実施形態において、それぞれ、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になってあるいは低輝度側限界ＥＶ４以下になったと推定して低速モードに可変した場合には、ＡＧＣ５を映像信号レベルが一定になるように読出しパルス周波数に応じて制御することで、映像信号レベルをＣＣＤ３の露光量が適正露光値に達するまでの範囲で調整する。
【００４３】
この実施形態５によれば、ＣＣＤ３の駆動周波数の設定値を離散的にしておき、映像信号レベルを露光量が適正露光値に達するまでの範囲で自動利得制御により調整するので、画像信号レベルを正確に一定にすることができる。
【００４４】
上述した実施形態では、撮像者が意図せずに被写体の状況で低速モードやＣＣＤの電荷蓄積時間が長い長時間モードに移行してしまい、手振れが起こり易くなってしまう。そこで、本発明の他の各実施形態では、上記実施形態において、それぞれ、操作スイッチ１５には通常撮像モードとは別の低輝度被写体モードを設定する操作手段を設け、ＣＰＵ１３は、その操作手段からの入力信号により低輝度被写体モードの設定時にのみ、上述のようにＣＣＤ３の露光量が低輝度側限界ＥＶ４以下になった、あるいは低輝度側限界ＥＶ４以下になったと推定された場合にＣＣＤ３の電荷蓄積時間を可変して長くする。
【００４５】
この他の各実施形態によれば、ＣＣＤ３の電荷蓄積時間を可変するモードを有し、このモードの撮像者による設定を可能としたので、そのモードでの手振れを少なくすることができる。
【００４６】
以上の実施の形態による本発明のモニタリング処理の一例について説明する。図６は以上の実施の形態による本発明のモニタリング処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す動作は上述のようにＲＯＭ１９に格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ１３により行なわれる動作である。
【００４７】
モニタリングがスタートすると、ＣＰＵ１３は、ユーザによる操作スイッチ１５の操作により撮像装置が低輝度被写体モードにされているか判断する（Ｓ１）。ここで、撮像装置が低輝度被写体モードにされていない場合には、ＣＰＵ１３は、クロック発生器１６からは通常のＣＣＤ３の駆動周波数を発生させる（Ｓ１１）。さらに、ＣＰＵ１３は、通常の駆動周波数に基づき通常周波数の電気信号読出しパルスを発生させ、電気信号の読出しを行う（Ｓ１２）。すなわち、ＣＰＵ１３は、読出周波数可変禁止手段としての機能を果たす。
【００４８】
Ｓ１でＣＰＵ１３が、撮像装置が低輝度被写体モードにされていると判断した場合には、ＣＰＵ１３は、ＣＣＤ１３のＡＥ評価値（露光量又は露光指数ＥＶ）を取得する（Ｓ２）。すなわち、ＣＰＵ１３は露光量取得手段としての機能を果たす。そして、ＣＰＵ１３は、取得したＡＥ評価値が所定値、例えばＥＶ４より大きいか判断する（Ｓ３）。ここで、ＣＰＵ１３は、所定値より大きいと判断した場合には、被写体の輝度は十分高いと判断して、上記Ｓ１１およびＳ１２の処理を行う。
【００４９】
一方、ＣＰＵ１３は、所定値以下と判断した場合には、外部測距素子１４の出力レベルを取得する（Ｓ４）。ＣＵＰ１３はこの出力レベルにより被写体の輝度に対応する外部測距素子１４の露光量を求める。すなわち、ＣＰＵ１３は輝度信号取得手段として機能する。そして、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１９内の上記テーブルを参照して取得した出力レベルが適正なレベル、例えばＣＣＤ３の露光指数ＥＶ４を超える露光指数に対応するレベルにあるか判断する（Ｓ５）。ここで、ＣＰＵ１３は、適正レベルにあると判断した場合には、被写体の輝度は十分高いと判断して、上記Ｓ１１およびＳ１２の処理を行う。
【００５０】
一方、ＣＰＵ１３は、出力レベルが適正でないと判断した場合には、クロック発生器１６の周波数を切換えることにより、ＣＣＤ３の駆動周波数を低下させるか判断する（Ｓ６）。この判断は、ユーザあるいは製造者により予め設定された情報あるいはクロック発生器１６がクロック周波数切換え回路を有しているかによりＣＰＵ１３が判断を行なうことになる。
【００５１】
ここで、ＣＰＵ１３がＣＣＤ３の駆動周波数を低下させると判断する場合には、ＣＰＵ１３は、Ｓ４により取得した外部測距素子１４の出力レベルに応じてクロック発生器１６の周波数を切換えることにより、ＣＣＤ３の駆動周波数を低下させる（Ｓ７）。これにより、ＣＣＤ３の駆動周波数に比例した読出しパルスの周波数も低下することとなる。すなわち、ＣＰＵ１３は、駆動周波数を可変する手段として機能する。なお、ＣＰＵ１３は、Ｓ４により取得した外部測距素子１４の出力レベルに応じてタイミング発生器１７においてＣＣＤ３の駆動周波数を直接可変するものであってもよい。また、ＣＰＵ１３が、外部測距素子１４からの出力レベルが過小であり、そのレベルを判定することができない場合には、ＣＰＵ１３はＣＣＤ３の駆動周波数を設定できる範囲で最低の周波数に設定する。
【００５２】
一方、ＣＰＵ１３がＣＣＤ３の駆動周波数を低下させない判断する場合には、ＣＰＵ１３は、Ｓ４により取得した外部測距素子１４の出力レベルに応じて電気信号を読み出すパルスの周波数を同期させる、ＣＣＤ３の駆動周波数に基づく周波数の周期数を増加させる（Ｓ８）。これは、上述した通り、例えばＣＰＵ１３がタイミング発生器１７から出力される所定周期の読出しパルスにマスク処理を施すことにより行なわれる。これにより、読出しパルスの周期が長くなり、その周波数が低下する。すなわち、ＣＰＵ１３は、読出周波数を同期させる、装置の駆動周波数に基づいたＣＣＤ３の駆動周波数の周期の数を可変する手段として機能する。また、ＣＰＵ１３が、外部測距素子１４からの出力レベルが過小であり、そのレベルを判定することができない場合には、ＣＰＵ１３は、読出しパルスの周波数を設定できる範囲で最低の周波数になるようにマスク処理を実施する。
【００５３】
このようにＣＰＵ１３は、読出周波数可変手段として機能する。
ＣＰＵ１３は、読出しパルスの周波数が低下した場合、電子シャッタパルスを読出しパルスの間隔（周波数）に応じて出力する（Ｓ９）。これにより、ＣＣＤ３の感光画素に存在する電荷を消去できる。すなわち、ＣＰＵ１３は電荷消去手段として機能する。
【００５４】
また、ＣＰＵ１３は、読出しパルスの周波数が低下した場合、読出しパルスの間隔（周波数）に応じてＣＣＤ３からの電気信号の利得を調整する（Ｓ１０）。すなわち、ＣＰＵ１３は、自動利得制御手段として機能する。
【００５５】
次にＳ１３で、ＣＰＵ１３はモニタリングを終了するか判断し、ユーザの操作や電池切れなどにより、モニタリングを終了すると判断された場合には、モニタリングが終了される。一方、モニタリングを終了しない場合には、ＣＰＵ１３はモニタリングを続行する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、制御プログラムは記録媒体としてＲＯＭ１９中に格納されている例を説明したが、これに限られず、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクやＨＤＤ等の磁気ディスク等可搬な情報記録媒体に記録されたものであってもよい。この場合、インターネットやパーソナルコンピュータを介して撮像装置内のＲＯＭ１９部にインストールすることにより、本発明の動作を行なうこととなる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、暗い環境下でも適正なモニタリング像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同実施形態１の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態２の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】上記実施形態１の動作フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態３の動作フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明のモニタリング処理動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      撮像レンズ
２      絞り
３      ＣＣＤ
４      ＣＤＳ
５      ＡＧＣ
６      ＡＤＣ
７      Ｆ／Ｅ
８      ＤＳＰ
９      ＳＤＲＡＭ
１０      ＬＣＤ
１１      ＥＥＰＲＯＭ
１２      メモリカード
１３      ＣＰＵ
１４      外部測距素子
１５      操作スイッチ
１６      クロック発生器
１７      タイミング発生器
１８      ＤＡＣ
【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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