(57)【要約】【課題】たとえ適正露出となるように撮像光学系に含まれる絞りの開口率を調整した後であっても、イメージセンサに適正露出となる画像データを出力させつつ、合焦センサに合焦検知させることが可能なデジタルカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラ１は、絞り１６を通過した被写体からの光を２つに分岐させて、分岐された一方の光をイメージセンサ２４に入射させイメージセンサ２４に被写体像を撮像させるとともに、分岐された他方の光を合焦センサ２２に入射させ合焦センサ２２に他方の光に基づいた合焦検知をさせる。デジタルカメラ１は、合焦センサ２２による合焦検知可能な最小光量に他方の光の光量が達するように絞り１６の開口率を調整する。【選択図】図３Ａ
2007140278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りを通過した被写体からの光を２つに分岐させて、分岐された一方の光をイメージセンサに入射させ該イメージセンサに被写体像を撮像させるとともに、分岐された他方の光を合焦センサに入射させ該合焦センサに該他方の光に基づいた合焦検知をさせるデジタルカメラにおいて、
前記被写体からの光の光量に応じて、前記イメージセンサが適正露出で撮像できる前記絞りの開口率を含む露光条件を決定する露出条件決定部を備え、
前記露出条件決定部は、
前記絞りの開口率が前記決定した開口率では、前記絞りを通過して分岐された前記他方の光に基づいて前記合焦センサが合焦検知できない場合、前記絞りの開口率を前記合焦センサが合焦検知可能な最小開口率に固定して、前記露光条件を決定する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、
前記イメージセンサが前記被写体からの光に基づいて画像データを連続的に出力している間に、前記絞りを前記最小開口率の状態に維持したまま、前記合焦センサに合焦検知させる合焦制御部を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
撮影指示を受けるまで前記イメージセンサが連続的に出力した複数の画像データの内、前記撮影指示を受けた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを保存用画像データとして保存用メモリに記録させる画像記録制御部を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のデジタルカメラにおいて、
前記合焦制御部は、
前記イメージセンサが所定のフレーム数の画像データを出力するごとに前記合焦センサに合焦検知させることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
請求項２または３に記載のデジタルカメラにおいて、
前記合焦制御部は、
前記イメージセンサが１フレームの画像データを出力するごとに前記合焦センサに合焦検知させることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載のデジタルカメラにおいて、
前記イメージセンサが１フレーム分の露光処理を完了してから、次の１フレーム分の露光処理を開始するまでの間、前記合焦センサの合焦検知の結果に応じた合焦処理を行う合焦処理部を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のデジタルカメラにおいて、
撮像停止指示を受けた場合、該撮像停止指示を受けてから所定の待機期間、前記絞りを前記最小開口率の状態に維持する制御部を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項８】
請求項７に記載のデジタルカメラにおいて、
前記制御部は、前記待機期間、前記絞りを前記最小開口率の状態に維持するとともに、前記デジタルカメラが備える撮像レンズ群の現在位置を維持することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のデジタルカメラにおいて、
前記デジタルカメラは、撮影指示を受けてから前記イメージセンサが１フレーム分の画像データを出力するノーマル撮像モード及び撮影指示を受けるまで前記イメージセンサが連続的に画像データを出力する連続撮像モードで少なくとも動作可能であり、
前記露出条件決定部は、前記デジタルカメラが連続撮像モードで動作する場合であって、前記絞りの開口率が前記決定した開口率では、前記絞りを通過して分岐された前記他方の光に基づいて前記合焦センサが合焦検知できない場合、前記絞りの開口率を前記合焦センサが合焦検知可能な最小開口率に固定して、前記露光条件を決定することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項１０】
絞りを通過した被写体からの光を２つに分岐させて、分岐された一方の光をイメージセンサに入射させ該イメージセンサに被写体像を撮像させるとともに、分岐された他方の光を合焦センサに入射させ該合焦センサに該他方の光に基づいた合焦検知をさせるデジタルカメラにおいて、前記被写体からの光の光量に応じて、前記イメージセンサが適正露出で撮像できる前記絞りの開口率を含む露出条件を決定する露出条件決定方法であって、
前記絞りの開口率が前記決定した開口率では、前記絞りを通過して分岐された前記他方の光に基づいて前記合焦センサが合焦検知可能できない場合、前記絞りの開口率を前記合焦センサが合焦検知可能な最小開口率に固定して、前記露光条件を決定することを特徴とする露出条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの光に基づいて合焦を検知する合焦センサと、被写体からの光に基づいて被写体像を撮像するイメージセンサとを備えるデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野の従来の技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載のデジタルカメラは、撮像光学系を通過した被写体からの光を２つに分岐し、一方の光を撮像素子に入射させ、他方の光を位相差方式のＡＦ（Auto Focus）ユニットに入射させるためのハーフミラーを備える。このように構成することで、デジタルカメラは、電子ビューファインダー表示用の画像データを撮像素子に出力させつつ、合焦センサ（ＡＦユニット）に合焦検知をさせる。その後、適正露出となるように撮像光学系に含まれる絞りの開口率を調整した後、デジタルカメラは、ハーフミラーを光軸上から待避させ、撮像素子に静止画像データ用の画像データを出力させる。
【０００３】
しかし、特許文献１では、デジタルカメラが、適正露出となるように撮像光学系に含まれる絞りの開口率を調整した後に、撮像素子に画像データを出力させつつ、合焦センサに合焦検知させることは考慮されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６２０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、たとえ適正露出となるように撮像光学系に含まれる絞りの開口率を調整した後であっても、イメージセンサに適正露出となる画像データを出力させつつ、合焦センサに合焦検知させることが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るデジタルカメラは、絞りを通過した被写体からの光を２つに分岐させて、分岐された一方の光をイメージセンサに入射させ該イメージセンサに被写体像を撮像させるとともに、分岐された他方の光を合焦センサに入射させ該合焦センサに該他方の光に基づいた合焦検知をさせるデジタルカメラにおいて、前記被写体からの光の光量に応じて、前記イメージセンサが適正露出で撮像できる前記絞りの開口率を含む露光条件を決定する露出条件決定部を備え、前記露出条件決定部は、前記絞りの開口率が前記決定した開口率では、前記絞りを通過して分岐された前記他方の光に基づいて前記合焦センサが合焦検知できない場合、前記絞りの開口率を前記合焦センサが合焦検知可能な最小開口率に固定して、前記露光条件を決定することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るデジタルカメラの１つの態様では、イメージセンサが被写体からの光に基づいて連続的に画像データを出力する場合、イメージセンサが画像データを連続的に出力している間に、絞りを最小開口率の状態に維持したまま、合焦センサに合焦検知させる合焦制御部を備える。
【０００８】
合焦制御部は、例えば、イメージセンサが所定のフレーム数の画像データを出力するごとに合焦センサに合焦検知させる。
【０００９】
また、合焦制御部は、イメージセンサが１フレームの画像データを出力するごとに合焦センサに合焦検知させてもよい。この場合、合焦処理部が、イメージセンサが１フレーム分の露光処理を完了してから、次の１フレーム分の露光処理を開始するまでの間、合焦センサの合焦検知の結果に応じた合焦処理を行う。
【００１０】
さらに、本発明に係るデジタルカメラの１つの態様では、撮像停止指示を受けた場合、撮像停止指示を受けてから所定の待機期間、絞りを最小開口率の状態に維持する絞り制御部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、デジタルカメラは、たとえ適正露出となるように撮像光学系に含まれる絞りの開口率を調整した後であっても、イメージセンサに適正露出となる画像データを出力させつつ、合焦センサに合焦検知させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態について（以下、実施形態とする）、図面を用いて説明する。
【００１３】
通常、ユーザが撮影したい瞬間を認識してシャッターボタンを全押しする場合、視覚で対象を認識してから実際にシャッターボタンを全押しするまでにはタイムラグが発生し、更にデジタルカメラが画像を取り込むまでの処理時間分のタイムラグが発生する。そのため、これらのタイムラグが原因で、ユーザが撮影したいと思った瞬間の画像を記録できない場合がある。
【００１４】
そこで、特開２００２−２７１６７３号公報（以下、特許文献２とする）に示されているように、次のようなデジタルカメラが提案されている。
【００１５】
すなわち、デジタルカメラは、シャッターボタンが半押しされると、ＡＥ（自動露出）／ＡＦ（自動焦点）処理など撮影準備を行う。そのカメラは、撮影準備が完了すると被写体の撮像を開始し、シャッターボタンが全押しされるまで撮像を連続的に繰り返し、撮像によって得られた複数フレームの画像データを一時的に保持する。そして、そのカメラは、一時保持した画像データの内、シャッターボタンが全押しされた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを保存用画像データとして記録する。これにより、そのカメラはユーザが撮影したいと思った瞬間の画像を記録することができる。
【００１６】
しかし、上記のデジタルカメラでは、ＡＥ／ＡＦ処理など撮影準備が完了した後、被写体の位置やカメラ本体の位置がずれることが原因でピンぼけが発生し、連続的に撮像され得られた画像データの画質が低下するおそれがある。
【００１７】
本実施形態では、上記を鑑み、画像データを連続的に撮像する場合であっても、撮像される画像データの画質低下を防ぐことが可能なデジタルカメラを提供する。
【００１８】
図１は、本実施形態におけるデジタルカメラ１の機能ブロックを示す図である。撮像部１０は、被写体からの光を取り込み、その光を光電変換し、画像データを出力する。制御部３０は、カメラ全体を制御する中央処理装置であり、各回路等に対する演算処理や制御を行う。画像処理部４０は、撮像部１０から出力された画像データに対して、所定の画像処理を行い、画像データから表示用画像データや保存用画像データを生成して出力する。画像処理部４０は、例えば、画像データに基づいて被写体輝度や被写体を照明する光源の種類を検出して、その検出結果として得られる被写体輝度情報や光源情報に基づいて画像データに対してホワイトバランス調整を行う。表示部５０は、表示用画像データを順次画面に表示することで、電子ビューファインダーとして機能する。保存用メモリ６０は、保存用画像データを記録する。操作部７０は、シャッターボタンなどを含み、カメラを用いて静止画や動画を撮影する際にユーザがカメラを操作するためのユーザインタフェースである。
【００１９】
このように構成されたカメラ１は、ノーマル撮像モードと連続撮像モードとの少なくとも２つの撮像モードで動作する。ノーマル撮像モードに設定されたカメラ１は、シャッターボタンが半押しされてからＡＥ／ＡＦ処理を行ってシャッターボタンが全押しされると被写体からの光に基づいて１フレーム分の画像データを生成する。一方、連続撮像モードに設定されたカメラ１は、シャッターボタンが半押しされてからシャッターボタンが全押しされるまで、連続的に一定間隔ごとに被写体からの光に基づいて画像データを順次生成する。
【００２０】
図２は、画像処理部４０のより詳細な機能ブロックを示す図である。図２において、リングバッファ４２は、複数のデータバッファからなるメモリ領域を論理的にリング状に構成した一時保持メモリである。リングバッファ４２は、ノーマル撮像モードでは、撮像部１０から出力される１フレーム分の画像データを記録する。一方、連続撮像モードでは、リングバッファ４２は、撮像部１０から連続的に出力される画像データを１フレーム分ずつ時系列順に記憶する。この場合、リングバッファ４２は、画像データを記憶する容量が不足すると、古く記録された画像データから順に消去して、新しい画像データを記録していく。
【００２１】
表示用画像処理部４４は、撮像部１０から出力される画像データを低解像度に変換した後、低解像度の画像データに対して画面表示するための所定の画像処理を行い、表示用画像データを生成する。また、表示用画像処理部４４は、リングバッファ４２に記憶された画像データに対しても画面表示するための所定の画像処理を行い、表示用画像データを生成する。保存用画像処理部４６は、ノーマル撮像モードでは、リングバッファ４２に記憶された１フレーム分の画像データに対してホワイトバランス調整等の画像処理を行うことで保存用画像データを生成し、生成した保存用画像データを保存用メモリ６０に記録する。一方、連続撮像モードでは、保存用画像処理部４６は、リングバッファ４２に記憶された画像データの内、シャッターボタンが全押しされた際の画像データから予め設定されたタイムラグ期間前の画像データに対して画像処理を行うことで保存用画像データを生成し、生成した保存用画像データを保存用メモリ６０に記録する。
【００２２】
続いて、撮像部１０について、図３に示す機能ブロック図を用いて更に説明する。
【００２３】
図３Ａにおいて、撮像光学系１２は、ズームレンズやフォーカスレンズからなるレンズ群である。レンズ駆動機構１４は、制御部３０からのレンズ制御信号に基づいて、撮像光学系１２を構成するレンズ群を駆動して、ズーミングやフォーカシングを行う。絞り１６は、絞りの開口率を調整することで、撮像光学系１２を通過した被写体からの光の光量を調整する。絞り駆動機構１８は、制御部３０からの絞り制御信号に基づいて、絞り１６を駆動して絞り１６の開口率を調整する。
【００２４】
ハーフミラー２０は、絞り１６を通過した光の一部を反射し、残りを透過させて２つに分岐し、一方の光をイメージセンサ２４へ導き、他方の光を合焦センサ２２に導く。これにより、ハーフミラー２０を通過した光はイメージセンサ２４に入射され、反射した光は合焦センサ２２に入射される。
【００２５】
合焦センサ２２は、被写体からの光に基づいて合焦検知することが可能な公知のセンサを用いることができ、例えば、合焦センサ２２は、いわゆる位相差検出方式の焦点検出機構を用いることができる。
【００２６】
ここで、位相差検出方式の焦点検出機構を用いる場合の合焦センサ２２の合焦手順について簡単に説明する。合焦センサ２２は、図３Ｂに示すように、コンデンサーレンズ２２０と、１対のセパレータレンズ２２２ａ，２２２ｂと、その後方に配置した一対のラインセンサ２２４ａ，２２４ｂとを備える。まず合焦センサ２２には、ハーフミラー２０で反射した光が入射される。合焦センサ２２に入射された光はコンデンサーレンズ２２０を経て、１対のセパレータレンズ２２２によって各ラインセンサ２２４に入射される。これにより、各ラインセンサ２２４に撮像光学系１２による被写体像が結像される。コンデンサーレンズ２２０を通過した光は、各セパレータレンズ２２２によって撮像光学系１２の射出瞳の互いに異なった特定の領域の光に制限され、各ラインセンサ２２４に入射される。このよう構成することで、合焦の状況（前ピン、後ピン、合焦）に応じて各ラインセンサ２２４に結像された被写体像の互いの位置関係（位相差）が変化する。よって、合焦センサ２２は、この位相差を予め定められた値と比較することで、イメージセンサ２４に結像される被写体像が合焦しているか否かを検出することができる。
【００２７】
イメージセンサ２４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子からなる。イメージセンサ２４は、撮像光学系１２、絞り１６及びハーフミラー２０を通過した被写体からの光を光電変換して画像信号を出力する。信号処理回路２６は、イメージセンサ２４から出力された画像信号に対して所定のアナログ信号処理を施す。信号処理回路２６は、例えば相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）とオートゲインコントロール回路（ＡＧＣ）とを有しており、相関二重サンプリング回路により画像信号のノイズ低減処理を行い、オートゲインコントロール回路で感度調整用のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。なお、オートゲインコントロール回路は、後述する露出条件決定部３２から出力されるゲイン情報に基づいてゲイン調整を行う。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２７は、信号処理回路２６から出力されたアナログ信号の画像信号をデジタル信号に変換する。
【００２８】
次に、制御部３０について、図４に示す機能ブロック図を用いて更に説明する。
【００２９】
図４において、露出条件決定部３２は、画像処理部４０から被写体輝度情報を取得し、その被写体輝度情報に基づいて適正露出となる絞り１６の開口率、シャッター速度及びゲイン（撮影感度）を決定する。露出条件決定部３２は、プログラム線図記憶部３４が保持するプログラム線図を参照することで、被写体輝度に応じた開口率、シャッター速度及びゲインを決定する。プログラム線図記憶部３４は、絞りやシャッター速度に制限条件を設けない標準的なプログラム線図（以下、主プログラム線図と称す）と、決定される開口率が主プログラム線図よりも制限される副プログラム線図とを保持する。
【００３０】
露出条件決定部３２は、ノーマル撮像モードでは、主プログラム線図を参照して被写体輝度に応じた露出条件（開口率、シャッター速度、ゲイン（撮影感度））を決定する。一方、連続撮像モードでは、露出条件決定部３２は、副プログラム線図を参照して被写体輝度に応じた露出条件を決定する。なお、主プログラム線図と副プログラム線図とについては後ほど詳しく説明する。
【００３１】
レンズ制御部３６は、合焦センサ２２から取得した合焦検出結果に応じて、イメージセンサ２４に結像される被写体像が合焦するように、レンズ駆動機構１４にレンズ制御信号を出力する。絞り制御部３８は、露出条件決定部３２が確定した開口率となるように、絞り駆動機構１８に絞り制御信号を出力する。
【００３２】
このように構成されたカメラ１は、ノーマル撮像モードでは、シャッターボタンが半押しされるとＡＥ／ＡＦ処理を行って、シャッターボタンが全押しされると１フレーム分の画像データをリングバッファ４２に書き込む。さらに、カメラ１は、リングバッファ４２から画像データを読み出し、その画像データに対して所定の画像処理を施し、その画像データから保存用画像データを生成して保存用メモリ６０に記録する。
【００３３】
一方、連続撮像モードでは、カメラ１は、シャッターボタンが半押しされてから全押しされるまで画像データを出力し、順次リングバッファ４２にそれら画像データを書き込む。さらに、カメラ１は、リングバッファ４２に書き込まれた画像データ群の内、シャッターボタンが全押しされた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを１つ選択して保存用画像データの候補として読み出し、読み出した画像データに対して所定の画像処理を施し、その画像データから保存用画像データを生成して保存用メモリ６０に記録する。
【００３４】
続いて、連続撮像モード設定時におけるカメラ１の撮影処理の手順について図面を用いて説明する。なお、ノーマル撮像モードや連続撮像モードなどの撮像モードの設定は、ユーザが撮影を開始する前にカメラ１を操作して所望の撮像モードを選択することで行うことができる。
【００３５】
まず、カメラ１の撮影処理の手順について説明する前に、この種の従来のデジタルカメラの撮影処理の手順について、図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００３６】
図５において、デジタルカメラは、シャッターボタンの半押しを検知すると（Ｓ１０）、合焦センサ２２での合焦結果に応じてＡＦ処理を行う（Ｓ１２）。さらに、デジタルカメラは、露出条件決定部３２によって確定された開口率となるように絞りを調整する（Ｓ１４）。絞り調整が完了すると、デジタルカメラは、イメージセンサ２４に静止画用の画像データを連続的に出力させ（Ｓ１６）、出力された画像データを順次リングバッファ４２に書き込む（Ｓ１８）。その後、デジタルカメラは、シャッターボタンの全押しを検知すると（Ｓ２０）、シャッターボタンが全押しされた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを１つ選択して保存用画像データの候補として読み出す（Ｓ２２）。次いで、デジタルカメラは、読み出した画像データに対して所定の画像処理を施し、その画像データから保存用画像データを生成して保存用メモリ６０に記録する。
【００３７】
以上のように、従来のデジタルカメラでは、シャッターボタンが半押しされてから一度ＡＦ処理が行われた後、シャッターボタンが全押しされるまでの間、レンズ群のフォーカシングの調整は行われない。よって、シャッターボタンが半押しされてから全押しされるまでの間に被写体の位置がずれるなどが原因で、イメージセンサ２４から連続的に出力される画像データにピンぼけが発生し、画質の劣化を招くおそれがある。
【００３８】
上記を鑑み、デジタルカメラが、シャッターボタンが半押しされてから全押しされるまでの間にも、合焦センサ２２での合焦検知を行い、レンズ群を微調整することが考えられる。しかし、従来のデジタルカメラでは、イメージセンサが静止画用の画像データの出力と同時に合焦センサ２２により合焦検知するような考慮はされていなかった。
【００３９】
例えば合焦センサ２２の１対のセパレータレンズ２２２によってラインセンサ２２４に形成される被写体像が、図６Ａに示す撮影レンズ１２の射出瞳１００の中で、符号１０２ａ及び符号１０２ｂで示される領域（以下、「検知対象領域」と称す）を通過する光で結像されるものとする。一般にこれら検知対象領域１０２ａと検知対象領域１０２ｂとの距離は大きいほど合焦センサ２２の合焦検知精度が向上するため、撮影レンズ１２の射出瞳のできるだけ周辺の領域に検知対象領域１０２ａ及び検知対象領域１０２ｂを定めるのが望ましい。そこで、例えば絞り１６の開口率がＦ５．６の場合の射出瞳の内周側に隣接するように検知対象領域１０２ａ及び検知対象領域１０２ｂの位置を定める。このように予め検知対象領域１０２ａ，１０２ｂの位置が定められているため、被写体輝度が高い場合に露出条件決定部３２の出力に応じて絞り１６を絞っていくと、図６Ｂに示す通り、撮影レンズの射出瞳の外に検知対象領域１０２ａ，１０２ｂが位置することになって、合焦センサ２２のラインセンサに到達すべき被写体光が遮蔽されてしまう場合がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、露出条件決定部３２は、合焦センサ２２が入射される光に基づいて合焦検知を行うことが可能な範囲に限定して連続撮像モード時における絞りの開口率を決定する。このように合焦センサ２２が合焦検知を行うことが可能な範囲に絞りの開口率を制限するために、本実施形態では、プログラム線図記憶部３４にノーマル撮像モード時に参照する主プログラム線図の他に、連続撮像モード時に参照する副プログラム線図を記憶しておく。主プログラム線図は、露出条件決定部３２が参照して絞りの開口率を含む露出条件を決定する場合に、合焦センサ２２が合焦検知することが可能な範囲に絞りの開口率が制限されないプログラム線図であり、従来と同様のプログラム線図を用いることができる。一方、副プログラム線図は、露出条件決定部３２が参照して絞りの開口率を含む露出条件を決定する場合に、合焦センサ２２が合焦検知することが可能な範囲に絞りの開口率が制限されるプログラム線図である。図７は、主プログラム線図及び副プログラム線図の一例を示す。なお、図７において、実線が主プログラム線図、破線が副プログラム線図を示す。
【００４１】
露出条件決定部３２は、ノーマル撮像モードでは、主プログラム線図を参照して絞りの開口率を含む露出条件を決定する。一方、連続撮像モードでは、露出条件決定部３２は、副プログラム線図を参照して露出条件を決定する。この時、露出条件決定部３２は絞りの開口率が合焦センサ２２による合焦検知可能な最小開口率に達すると、絞り１６の開口率を最小開口率に固定して、他の露出条件を決定する。なお、絞り１６の開口率を最小開口率に固定する場合は、他の露出条件の１つであるシャッター速度は、主プログラム線図に基づいて決定されるシャッター速度より速くなるように設定することで、露出オーバーを防ぐことができる。また、最小開口率は、上記の通り、合焦センサ２２を構成する各セパレータレンズに適切に光を入射するための限界の開口率であり、合焦センサ２２の仕様によって定められる検知対象領域１０２によって定まる値である。
【００４２】
以上のように、連続撮像モードでは、露出条件決定部３２が、予め定められた最小開口率を下回らないように絞り１６の開口率を決定することで、絞りの調整後でも合焦センサ２２によって確実に合焦検知をすることができる。よって、イメージセンサ２４が静止画用の画像データを出力している最中に合焦センサ２２が合焦検知を行うことができる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、連続撮像モード設定時において、シャッターボタンが半押しされてから全押しされるまで、イメージセンサ２４が所定フレーム数の画像データを出力するごとに、合焦センサ２２が合焦検知を行う。カメラ１は、その検知結果に基づいて、イメージセンサ２４に結像される被写体像が合焦するようにレンズ群を再調整する。
【００４４】
以上を踏まえて、連続撮像モード設定時におけるカメラ１の撮影手順について図面を用いて説明する。
【００４５】
図８は、カメラ１の撮影手順を示すフローチャートである。カメラ１は、シャッターボタンの半押しを検知すると（Ｓ１００）、ＡＦ処理を行う（Ｓ１０２）。つまり、合焦センサ２２が合焦検知を行い、その検知結果に基づいてレンズ制御部３６がレンズ駆動機構１４にレンズ制御信号を出力し、イメージセンサ２４に結像される被写体像が合焦するようにレンズ群を調整する。
【００４６】
さらに、カメラ１は、適正露出となるように露出条件を決定する（Ｓ１０４）。つまり、露出条件決定部３２が副プログラム線図を参照し、被写体輝度情報に基づいて適正露出となる絞りの開口率、シャッター速度、ゲインを決定する。その後、カメラ１は、決定した露出条件に基づいて絞りの開口率を調整する（Ｓ１０６）。
【００４７】
次いで、シャッターボタンの半押し状態が続いていれば（Ｓ１１０での判定結果が、肯定「Ｙ」）、イメージセンサ２４が、決定した露出条件下において、画像データを所定間隔に連続的に出力し、リングバッファ４２に時系列順に１フレーム分ずつ画像データを記録する（Ｓ１０８）。
【００４８】
イメージセンサ２４が画像データを出力している最中にシャッターボタンの全押しを検知しなければ（Ｓ１１２での判定結果が、否定「Ｎ」）、カメラ１は、リングバッファ４２に記録した画像データのフレーム数が所定のフレーム数に達したか否かを判定する（Ｓ１１４）。判定の結果、所定のフレーム数に達している場合（Ｓ１１４の判定結果が、肯定「Ｙ」）、レンズ制御部３６が合焦センサ２２から合焦検知の結果を取得して、その結果に基づいて、レンズ駆動機構１４にレンズ制御信号を出力することで、改めてＡＦ調整を行う（Ｓ１１６）。一方、判定の結果、所定のフレーム数に達していない場合（Ｓ１１４の判定結果が、否定「Ｎ」）、ＡＦ調整は行わずに、イメージセンサ２４が画像データの出力を継続し、さらに所定のフレーム数に達した段階で再びＡＦ調整を行う。このように、イメージセンサ２４が画像データを連続的に出力している最中に、所定の間隔でＡＦ調整を行うことで、たとえ長時間シャッターボタンの半押し状態が続いたとしても、ピンぼけが少ない画像データを順次リングバッファ４２に記録することができる。なお、シャッターボタンの半押し状態が解除された場合は（Ｓ１１０での判定結果が、否定「Ｎ」）、カメラ１は、イメージセンサ２４による画像データの出力を停止して、改めてシャッターボタンが半押しされるまで待機する。
【００４９】
また、イメージセンサ２４が画像データを出力している最中にシャッターボタンが全押しされると（Ｓ１１２での判定結果が、肯定「Ｙ」）、カメラ１は、イメージセンサ２４に画像データの出力を停止させる（Ｓ１１８）。次いで、カメラ１は、リングバッファ４２に記録された画像データ群の中から、保存候補となる画像データを選択する（Ｓ１２０）。つまり、カメラ１は、リングバッファ４２に書き込まれた画像データ群の内、シャッターボタンが全押しされた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを１つ選択して保存用画像データの候補として読み出す。そして、カメラ１は、選択された画像データに対して所定の画像処理を施して保存用メモリ６０に記録する（Ｓ１２２）。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、シャッターボタンが全押しされるまで、イメージセンサ２４が、連続的に画像データを出力する最中に、適宜ＡＦ調整を行う。この時、露出条件決定部３２が、合焦センサ２２が合焦検知を行える最小開口率を超えるように撮影時の絞りの開口率を決定する。よって、絞りの開口率が小さすぎで、合焦センサ２２が合焦検知を行えないという事態を避けることができる。図９は、本実施形態に係るカメラ１の連続撮像モードでの撮影手順のタイミングチャートを示す。図９に示すように、本実施形態によれば、絞りの調整後も合焦センサ２２が合焦検知を行えるため、イメージセンサ２４が静止画用の画像データを出力している最中に適宜ＡＦ調整を行うことができる。その結果、たとえシャッターボタンの半押し状態が長時間継続する場合にも、カメラ１は、ピンぼけが少ない画像データをリングバッファ４２に順次記録することができる。したがって、リングバッファ４２に記録された画像データの中から保存用候補として選択される画像データがピンぼけしている確立を低減させることができる。
【００５１】
続いて、本実施形態の第１の変形例について説明する。
【００５２】
図１０は、第１の変形例におけるカメラ１の連続撮像モード時の撮影手順を示すタイミングチャートである。図１０に示す通り、第１の変形例におけるカメラ１は、１フレームごとに順次ＡＦ調整を行う点で、所定のフレーム数の間隔でＡＦ調整を行う上記の実施形態におけるカメラ１とは異なる。第１の変形例におけるカメラ１は、１フレーム分の露光が終了してから、次のフレームの露光が開始されるまでの間にＡＦ調整を行うことで、１フレームごとに順次ＡＦ調整を行う。また、第１の変形例におけるカメラ１は、１フレームごとのＡＦ調整を実現するために、シャッター速度を調整することで、次のフレームの露光開始タイミングを調整し、ＡＦ調整の時間を確保する。
【００５３】
ここで、第１の変形例におけるカメラ１の撮影手順について図１１〜図１３を参照して説明する。
【００５４】
図１１は、第１の変形例におけるカメラ１の連続撮像モード時の撮影手順を示すフローチャートである。カメラ１は、上記の実施形態と同様に、シャッターボタンの半押しを検知した後、ＡＦ処理、露光条件の決定、絞りの調整を行う（Ｓ２００〜Ｓ２０６）。次いで、カメラ１は、絞り１６の調整が完了すると、撮像処理の際に参照する変数「ｎ」に初期値の「１」を入力する（Ｓ２０８）。その後、シャッターボタンの半押し状態が続いていれば（Ｓ２１０の判定結果が、肯定「Ｙ」）、撮像処理を行い（Ｓ２１２）、シャッターボタンの全押しを検知すると、上記の実施形態と同様に、カメラ１は、リングバッファ４２に書き込まれた画像データ群の内、シャッターボタンが全押しされた時の画像データより予め定められたタイムラグ期間前の画像データを１つ選択して、その選択された画像データに対して所定の画像処理を施して保存用メモリ６０に記録する（Ｓ２１４〜Ｓ２１６）。
【００５５】
ここで、さらに、ステップ（Ｓ２１２）における撮像処理について、図１２に示すフローチャートと図１３に示すタイミングチャートとを参照して説明する。
【００５６】
まず、イメージセンサ２４が、ｎフレーム目の画像読み出しを開始し（Ｓ２１８）、さらに（ｎ＋１）フレーム目の露光を開始する（Ｓ２１９）。次いで、イメージセンサ２４のｎフレーム目の画像読み出しが終了すると（Ｓ２２０）、露出条件決定部３２が、ｎフレーム目の画像データに基づいて、（ｎ＋２）フレーム目に対する露光条件（絞りの開口率Ｆ(n+2)、シャッター速度Ｖｆ(n+2)、ゲインＧ(n+2)）を（ｎ＋１）フレーム目の露光期間ＴE(n+1)の終了までに決定する。加えて、レンズ制御部３６が、合焦センサ２２から合焦結果を取得し、その合焦結果に基づいて合焦になるのに必要なフォーカスレンズの（ｎ＋１）フレーム目のレンズ移動量Ｍ(n+1)を露光期間ＴE(n+1)の終了までに決定する（Ｓ２２４）。
【００５７】
この際、レンズ制御部３６は、（ｎ＋２）フレーム目の露光開始までにフォーカスレンズの移動が可能か否かを判定する（Ｓ２２４）。より具体的には、イメージセンサ２４のフレーム周期ＴF、（ｎ＋２）フレーム目の露光期間ＴE(n+2)、（ｎ＋１）フレーム目のレンズ移動量Ｍ(n+1)だけフォーカスレンズを移動するのに要するレンズ移動期間ＴM(n+1)とした場合、レンズ制御部３６は、次式（１）を満たす時にフォーカスレンズの移動が可能と判定する。
ＴM(n+1)≦ＴF−ＴE(n+2)    ・・・（１）
【００５８】
ステップ（Ｓ２２４）での判定の結果、（ｎ＋２）フレーム目の露光開始までにフォーカスレンズのレンズの移動ができない場合（Ｓ２２４での判定結果が、否定「Ｎ」）、露出条件決定部３２は、レンズ移動期間ＴM(n+1)を考慮して、改めて（ｎ＋２）フレーム目の露光条件を決定する（Ｓ２２６）。より具体的には、露出条件決定部３２は、レンズ移動期間ＴM(n+1)が式（１）を満たすように露光期間ＴE(n+2)を調整する。つまり、ステップ（Ｓ２２６）で決定した露光条件に含まれるシャッター速度Ｖｆ(n+2)を、レンズ移動期間ＴM(n+1)が式（１）を満たすように、シャッター速度Ｖｆ(n+2)より速いシャッター速度Ｖｓ(n+2)に変更する。さらに、露出条件決定部３２は、露光期間が短縮されたことを補うために、感度調整用のゲインを増加させる。
【００５９】
しかし、レンズ移動期間ＴM(n+1)が式（１）を満たすように変更したシャッター速度Ｖｓ(n+2)があまりにも速い速度の場合、感度調整用のゲインを増大しても露光期間の短縮を補うことができず、イメージセンサ２４が適正露出の画像データを出力できない場合がある。
【００６０】
そこで、露出条件決定部３２はシャッター速度Ｖｓ(n+2)を求めると、そのシャッター速度Ｖｓ(n+2)がＶｆ(n+2)／２よりも速いか否かを判定する（Ｓ２２８）。判定の結果、シャッター速度Ｖｓ(n+2)がＶｆ(n+2)／２より速い場合は（Ｓ２２８での判定結果が、肯定「Ｙ」）、露出条件決定部３２は、シャッター速度Ｖｓ(n+2)とすると適正露出の画像データを得られないと判断して、シャッター速度をＶｆ(n+2)／２に確定する（Ｓ２３０）。一方、シャッター速度Ｖｓ(n+2)がＶｆ(n+2)／２以下の場合は（Ｓ２２８での判定結果が、否定「Ｎ」）、露出条件決定部３２は、シャッター速度Ｖｓ(n+2)としても適正露出の画像データを得られると判断して、シャッター速度をＶｓ(n+2)に確定する（Ｓ２３２）。
【００６１】
なお、本実施形態では、シャッター速度Ｖｓ(n+2)がＶｆ(n+2)／２よりも速いか否かにより、露光条件としてシャッター速度Ｖｓ(n+2)を用いるかどうかを判定している。しかし、判定基準となる速度は、「Ｖｆ(n+2)／２」には限らない。例えば、ゲインを変更しながら、適正露出になる限界のシャッター速度及びゲインを算出し、限界シャッター速度を決定してもよい。
【００６２】
次いで、レンズ制御部３６は、レンズ移動量を確定する（Ｓ２３４）。ここで、シャッター速度がＶｓ(n+2)に確定された場合は、レンズ制御部３６は、ステップ（Ｓ２２２）で決定したレンズ移動量に確定する。一方、シャッター速度がＶｆ(n+2)／２に確定された場合は、レンズ制御部３６は、（ｎ＋２）フレーム目の露光開始までの期間（ＴF−ＴE(n+2)）内に実行することが可能なレンズ移動量を改めて求めて、求めたレンズ移動量に確定する。
【００６３】
その後、露光期間ＴE(n+1)とする（ｎ＋１）フレーム目の露光が終了した段階で（Ｓ２３６）、シャッターボタンの全押しを検知していれば（Ｓ２３８の判定結果が、肯定「Ｙ」）撮像処理を終了する。一方、シャッターボタンの全押しを検知していなければ（Ｓ２３８の判定結果が、否定「Ｎ」）、レンズ制御部３６が、確定したレンズ移動量に基づくレンズ制御信号をレンズ駆動機構１４に出力し、ＡＦ調整を行い（Ｓ２４０）、シャッターボタンが半押し状態であれば、さらに撮像処理を続ける（Ｓ２４２）。
【００６４】
以上、第１の変形例によれば、カメラ１は、１フレームごとに順次ＡＦ調整を行う。よって、所定のフレーム間隔ごとにＡＦ調整を行うよりも、さらにリングバッファ４２に記録される画像データの画質を向上させることができる。
【００６５】
また、フォーカス情報を取得する間隔が短いので、前フレームからのフォーカスのズレ量が少ない確率が高く、レンズ移動量が少なければ所定時間内に処理が完了するので、正確なフォーカス状態を維持することができる。
【００６６】
続いて、本実施形態の第２の変形例について説明する。第２の変形例では、連続撮像モード設定時のカメラ１は、シャッターボタンの半押しが解除された後、所定の待機期間、現在の絞り１６の開口率および撮像光学系１２を構成するレンズ群の位置を維持したままの状態にする。
【００６７】
上記の実施形態及び第１の変形例では、カメラ１は、シャッターボタンの半押しが解除されると、すぐに絞り１６を開放し、その後、シャッターボタンの半押しを再度検知すると、改めて絞り１６の開口率やレンズ群位置の調整を行う。しかし、ユーザは、シャッターボタンから一旦指を離して、またすぐにシャッターボタンを半押しするような場合がある。このような場合、絞り１６の開口率やレンズ群位置の調整にはある程度の時間が掛かるため、カメラ１が被写体の撮像を開始するまでにはある程度の時間が掛かってしまう。その結果、ユーザが意図したタイミングの撮像をカメラ１ができない場合がある。
【００６８】
そこで、第２の変形例では、連続撮像モード設定時のカメラ１は、シャッターボタンの半押しが解除された後、所定の待機期間、現在の絞りの開口率及びレンズ群の位置を維持したままの状態にする。
【００６９】
図１４は、カメラ１が、シャッターボタンの半押しの解除を検知した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００７０】
カメラ１は、シャッターボタンの半押しの解除を検知すると（Ｓ３００）、撮像処理を停止する（Ｓ３０２）。つまり、カメラ１は、リングバッファ４２への画像データの書き込みを停止する。次いでカメラ１は、タイマーをセットし（Ｓ３０４）、改めてシャッターボタンが半押しされるまで待機する。待機の間、カメラ１は、シャッターボタンの半押しが解除される直前の絞り１６の開口率及びレンズ群の位置を維持しつつ、タイマーを監視する。カメラ１は、タイマーの値が所定の待機期間（例えば、３．０秒）を超えるまでは（Ｓ３０６の判定結果が、否定「Ｎ」）、その絞り１６の開口率及びレンズ群の位置を維持する（Ｓ３０８）。一方、カメラ１は、タイマーの値が所定の待機期間（例えば、３．０秒）を超えると（Ｓ３０６の判定結果が、肯定「Ｙ」）、絞り１６を開放する（Ｓ３１０）。
【００７１】
以上、第２の変形例によれば、カメラ１は、シャッターボタンの半押しが解除された後、所定の待機期間、現在の絞りの開口率及びレンズ群の位置を維持したままの状態にする。これにより、ＡＥ／ＡＦ処理の時間を短縮することができるため、カメラ１は、ユーザが意図したタイミングの撮像をより確実に行うことができる。なお、カメラ１が待機中に維持される絞りの開口率は、実施形態や第２の変形例におけるカメラ１と同様に、合焦センサ２２が合焦検知可能な範囲に制限される。よって、シャッターボタンの半押しが解除される直前の絞り１６の開口率が維持されていたとしても、カメラ１は、シャッターボタンが再度半押しされた後に、改めて合焦センサ２２による合焦検知に基づいて合焦を行うことができる。
【００７２】
また、第２の変形例では、カメラ１が連続撮像モードの場合に、現在の絞りの開口率を維持する例について説明した。しかし、現在の絞りの開口率が最小開口率以上であれば、連続撮像モードの場合でなくても、現在の絞りの開口率を維持したままカメラ１は合焦センサ２２による合焦検知に基づいて合焦を行うことができる。よって、例えば、ノーマル撮像モードに設定されたカメラ１が、シャッターボタンの半押し解除を検知した場合に、現在の絞りの開口率が最小開口率以上か否かを判定する。判定の結果、絞りの開口率が最小開口率以上の場合に、カメラ１が所定の待機期間、現在の絞りの開口率及びレンズ群の位置を維持したままの状態にする。このようにすれば、ノーマル撮像モード設定時でもカメラ１はＡＥ／ＡＦ処理の時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態及び各変形例におけるデジタルカメラの機能ブロックを示す図である。
【図２】実施形態及び各変形例における画像処理部の機能ブロックを示す図である。
【図３Ａ】実施形態及び各変形例における撮像部の機能ブロックを示す図である。
【図３Ｂ】合焦センサの構成を説明するための模式図である。
【図４】実施形態及び各変形例における制御部の機能ブロックを示す図である。
【図５】従来のデジタルカメラの撮影処理を示すタイミングチャートである。
【図６Ａ】合焦センサが合焦検知を行う場合に利用する光の検知対象領域について説明するための図である。
【図６Ｂ】合焦センサが合焦検知を行う場合に利用する光の検知対象領域について説明するための図である。
【図７】ノーマル撮像モードの場合に参照される主プログラム線図及び連続撮像モードの場合に参照される副プログラム線図の一例を示す図である。
【図８】実施形態におけるデジタルカメラの撮影手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態におけるデジタルカメラの撮影手順を示すタイミングチャートである。
【図１０】第１の変形例におけるデジタルカメラの撮影手順を示すタイミングチャートである。
【図１１】第１の変形例におけるデジタルカメラの撮影手順を示すフローチャートである。
【図１２】第１の変形例におけるデジタルカメラの撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】第１の変形例において、レンズ移動期間について説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】第２の変形例におけるデジタルカメラがシャッターボタンの半押し解除を検知した際の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１  デジタルカメラ、１０  撮像部、１２  撮像光学系、１４  レンズ駆動機構、１８  絞り駆動機構、２０  ハーフミラー、２２  合焦センサ、２４  イメージセンサ、２６  信号処理回路、２７  Ａ／Ｄ変換回路、３０  制御部、３２  露出条件決定部、３４  プログラム線図記憶部、３６  レンズ制御部、３８  絞り制御部、４０  画像処理部、４２  リングバッファ、４４  表示用画像処理部、４６  保存用画像処理部、５０  表示部、６０  保存用メモリ、７０  操作部。
【図１】
2007140278.tif 000003
【図２】
2007140278.tif 000004
【図３Ａ】
2007140278.tif 000005
【図３Ｂ】
2007140278.tif 000006
【図４】
2007140278.tif 000007
【図５】
2007140278.tif 000008
【図６Ａ】
2007140278.tif 000009
【図６Ｂ】
2007140278.tif 000010
【図７】
2007140278.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007140278.tif 000015
【図１２】
2007140278.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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