(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出ステップと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節ステップと、被写体の照度を発光手段により高める発光ステップと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように制御する制御ステップとを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出手段と、前記焦点評価値が最大となるように焦点調節を行う自動焦点調節手段と、被写体の照度を高める発光手段と、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように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。
【請求項３】
前記撮像装置は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出ステップと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節ステップと、被写体の照度を発光手段により高める発光ステップと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように制御する制御ステップとを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出手段と、前記焦点評価値が最大となるように焦点調節を行う自動焦点調節手段と、被写体の照度を高める発光手段と、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように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。
【請求項６】
前記撮像装置は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像装置を制御するための制御プログラムを格納し且つコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出モジュールと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節モジュールと、被写体の照度を発光手段により高める発光モジュールと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように制御する制御モジュールとを有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項８】
前記撮像装置は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項７記載の記憶媒体。
【請求項９】
撮像装置を制御するための制御プログラムを格納し且つコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出モジュールと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節モジュールと、被写体の照度を発光手段により高める発光モジュールと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように制御する制御モジュールとを有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項１０】
前記撮像装置は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項９記載の記憶媒体。
【請求項１１】
前記記憶媒体は、ハードディスクであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１２】
前記記憶媒体は、光ディスクであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１３】
前記記憶媒体は、光磁気ディスクであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１４】
前記記憶媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１５】
前記記憶媒体は、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１６】
前記記憶媒体は、磁気テープであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１７】
前記記憶媒体は、不揮発性メモリカードであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【請求項１８】
前記記憶媒体は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）チップであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦点調節のための信号を形成する際に補助光を用いることのできる撮像装置、撮像装置の制御方法、並びに撮像装置の制御プログラムを供給する媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、撮像装置であるビデオカメラの分野では、動画記録に加えて、静止画も記録することが注目されている。そこで、高品位な静止画を記憶媒体に記憶するために、ストロボを装着することができるようにして、撮影の機会をより増加させたビデオカメラが提案されている。
【０００３】
従来、ストロボには、主発光部以外に、撮影前に自動焦点調節（オートフォーカス）機能を動作させるための補助発光部を備えたストロボがある。このようなストロボでは、補助発光部を点灯して自動焦点調節機能を動作させて合焦させた後、主発光部を点灯して静止画を記憶媒体に記憶するようにしている。
【０００４】
また、一般的なビデオカメラの自動焦点調節機能としては、撮像素子等により光学被写体像を光電変換して得られた映像信号を用いて画像の鮮鋭度を検出し、その検出値が最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うようにしたＴＶＡＦ方式が主流になっている。
【０００５】
鮮鋭度の評価としては、一般に、ある帯域のバンドパスフィルターにより抽出された映像信号の高周波成分のレベル（以下、「焦点評価値」と呼ぶ。）等を用いている。これは、通常の被写体像を撮影した場合、図２の特性図に示すように、焦点が合ってくるに従って焦点評価値が大きくなるため、これを利用して焦点評価値が最大となる点を合焦点位置とするものである。
【０００６】
以下、ストロボを備えた静止画撮影可能なビデオカメラの自動焦点調節機能の制御動作について、図１２のフローチャートに基づき説明する。
【０００７】
まず、ステップＳ９０１で補助発光部を点灯して自動焦点調節機能を動作させる準備をする。次に、ステップＳ９０２でフォーカスレンズを微小駆動して、焦点評価値を取り込む。次に、ステップＳ９０３で前記ステップＳ９０２において取り込んだ焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズの微小駆動動作の結果により、現在合焦状態であるか否かを判断する。
【０００８】
そして、合焦状態でないと判断された場合は、ステップＳ９０４へ進んで、フォーカスレンズの微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるか（すなわち、現在のフォーカスレンズ位置に対して、カメラ側と被写体側のどちら側にフォーカスレンズを動かせば焦点評価値の頂点が得られるか）を判断する。そして、合焦点がある方向が判別できない場合は、前記ステップＳ９０２へ戻り、また、合焦点がある方向が判別できた場合は、次のステップＳ９０５へ進んで、判別した方向へフォーカスレンズを動かす動作（図２に示すグラフの形から「山登り動作」と呼ばれる。）を実行する。
【０００９】
次に、ステップＳ９０６で、フォーカスレンズの位置が合焦点を過ぎたかどうか、即ち、焦点評価値の頂点を過ぎたか否かを判断する。そして、焦点評価値の頂点を過ぎていないと判断された場合は、ステップＳ９０５へ戻り、また、焦点評価値の頂点を過ぎたと判断された場合は、ステップＳ９０７へ進んで、焦点評価値の頂点方向にフォーカスレンズを戻す。次に、ステップＳ９０８で、焦点評価値が頂点に達したか否かを判断する。そして、焦点評価値が頂点に達していないと判断された場合は、前記ステップＳ９０７へ戻り、また、焦点評価値が頂点に達したと判断された場合は、前記ステップＳ９０２へ戻る。
【００１０】
ところで、前記ステップＳ９０７及びステップＳ９０８の処理を行うことにより、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを制御することができるが、フォーカスレンズを焦点評価値が頂点となる位置に戻す動作を行っている間に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、その位置が本当の頂点であるのかどうかが分からない場合がある。
【００１１】
そこで、焦点評価値が頂点に辿り着いたならば、現在の焦点評価値が本当の頂点、即ち、合焦状態であることを確認するために、ステップＳ９０２からの処理へ戻り、再びフォーカスレンズの微小駆動動作を行うようにしている。
【００１２】
一方、前記ステップＳ９０３において、合焦状態であると判断された場合は、ステップＳ９０９以降の静止画取り込みルーチンに進む。
【００１３】
ステップＳ９０９では、フォーカスレンズの移動を停止する。次に、ステップＳ９１０で補助発光部を消灯し、次のステップＳ９１１で主発光部を点灯して、被写体の照度を高め、その状態で静止画の取り込みを行った後、本処理動作を終了する。
【００１４】
しかしながら、上述した従来例にあっては、次のような問題点があった。
【００１５】
即ち、上述したように補助発光部の耐久性及び消費電力の問題から、焦点調節を行う期間の全てにおいて補助発光部を点灯したままにしておくことは好ましくないので、実際には前記補助発光部を点灯したり消灯したりしている。
【００１６】
しかし、補助発光部が点灯しているときと消灯しているときとでは、ＡＦ（オートフォーカス）の評価値が異なってしまうため、前記補助発光部を無秩序なタイミングで点滅させたのでは自動焦点制御を正確に行うことができない。
【００１７】
従来の補助光の発光制御は、特開平第１１−６９２２４号で提案されているように、映像信号の垂直同期信号に同期させ、垂直同期信号のパルス単位で点灯させるようにするものがあった。図１３は、従来の補助光点灯タイミングと撮像素子（ＣＣＤ）の蓄積タイミングとを示すタイミングチャートである。図１３で示すように、点灯と消灯のタイミングを垂直同期信号に同期させると共に、点灯時間を垂直走査期間の整数倍（図１３に示す例では２倍）として、その間発光を行うようにしていた。図１３の例では、その後１垂直走査期間、補助光を消灯し、３垂直走査期間の焦点評価値をそれぞれ求めて平均し、得られた平均値を焦点評価値として用いるようにしていた。このようにすれば、焦点評価値平均期間ａ，ｂ，ｃのいずれのタイミングで得られる焦点評価値の平均値も同じになるので、安定した自動焦点制御を行うことができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例では、連続した複数（例えば３）垂直走査期間の焦点評価値を加算平均することで擬似的に各垂直走査期間の焦点評価値を得るが、このようにして得られた焦点評価値は過去の垂直走査期間の焦点評価値、すなわち時間的に古い情報を含む焦点評価値であり、この焦点評価値を用いてリアルタイムの自動焦点制御を行うことは困難であった。
【００１９】
また、連続した複数（例えば３）垂直走査期間のうち、少なくとも１垂直走査期間は補助光が消灯している。このため、各垂直走査期間毎に各垂直走査期間で得られる信号値のみに基づいて得た焦点評価値を用いて自動焦点制御を行うとしても、被写体の照度が不十分な場合には消灯中に得られた焦点評価値を自動焦点制御に用いるのは不適切となり、制御に制約が生じて動作が煩雑になるという問題点があった。
【００２０】
また、従来は、撮像素子の蓄積時間が、例えば、１／２５０秒や１／１０００秒のような高速シャッタースピードで駆動されている場合も、１／６０秒の通常のシャッタースピードで駆動されている場合も、同じタイミングで前記補助発光部を点灯していた。
【００２１】
図１４は、１／２５０秒の高速シャッタースピードで駆動されている一般的な撮像素子（ＣＣＤ）の蓄積タイミングを示す図であり、（ａ）はＣＣＤ信号量を、（ｂ）は垂直同期信号をそれぞれ示す。
【００２２】
図１４に示すように、１画面の駆動周期１／６０秒のうち前半に蓄積された信号は、Ｔａのタイミングで外部に排出される。その後、ＴａからＴｂの１／２５０秒の期間に蓄積された信号が映像信号として読み出されるようになっている。このように、高速シャッタースピードで駆動されている場合に、１／６０秒の通常時と同様に前記補助発光部を点灯していたのでは、Ｔａまでの前記補助発光部の発光は全く反映されないので無駄な発光となり、いたずらに電力を消費してしまっていた。
【００２３】
本発明の目的は、焦点調節のための信号を形成する際の補助光を効果的に使用できる撮像装置、撮像装置の制御方法、並びに撮像装置の制御プログラムを供給する媒体を提供しようとするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出ステップと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節ステップと、被写体の照度を発光手段により高める発光ステップと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように制御する制御ステップとを有する。
【００２５】
また、本発明の撮像装置は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出手段と、前記焦点評価値が最大となるように焦点調節を行う自動焦点調節手段と、被写体の照度を高める発光手段と、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように制御する制御手段とを有する。
【００２６】
更に、本発明の別の構成によれば、撮像方法は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出ステップと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節ステップと、被写体の照度を発光手段により高める発光ステップと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように制御する制御ステップとを有する。
【００２７】
また、本発明の別の構成によれば、撮像装置は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出手段と、前記焦点評価値が最大となるように焦点調節を行う自動焦点調節手段と、被写体の照度を高める発光手段と、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように制御する制御手段とを有する。
【００２８】
また、撮像装置を制御するための制御プログラムを格納し且つコンピュータにより読み取り可能な本発明の記憶媒体は、前記制御プログラムは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出モジュールと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節モジュールと、被写体の照度を発光手段により高める発光モジュールと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に、前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段を駆動している蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させるように制御する制御モジュールとを有する。
【００２９】
また、撮像装置を制御するための制御プログラムを格納し且つコンピュータにより読み取り可能な本発明の記憶媒体において、前記制御プログラムは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出す焦点評価値抽出モジュールと、前記焦点評価値が最大となるように自動焦点調節手段により焦点調節を行う焦点調節モジュールと、被写体の照度を発光手段により高める発光モジュールと、前記自動焦点調節手段の動作中に前記発光手段を前記映像信号の垂直走査期間に同期させて点灯動作させると共に前記発光手段の点灯時間を前記撮像手段の蓄積時間に対応して前記映像信号の垂直走査期間内で変化させ且つ前記撮像手段の蓄積時間が前記映像信号の垂直走査期間に対して所定の比率以上に達した場合前記撮像手段の蓄積時間に拘らず前記発光手段の点灯時間を前記映像信号の垂直走査期間より短い所定の値に保持するように制御する制御モジュールとを有する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の一例として、ビデオカメラの構成を示すブロック図である。同図において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は光量を調節する絞り、１０４は固定の第２群レンズである。１０５はフォーカスコンペレンズ（以下、「フォーカスレンズ」と呼ぶ。）で、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせする機能とを兼ね備えている。
【００３８】
１０６は被写体光学像を撮像し、撮影に使用される画像信号に変換する撮像素子としてのＣＣＤ、１０７はＣＤＳ／ＡＧＣで、ＣＣＤ１０６の出力をサンプルホールドして増幅するものであり、後述するカメラ制御部（マイクロコンピュータ）１１４からの信号によって増幅率が調節される。１０８はＡ／Ｄ変換部で、ＣＤＳ／ＡＧＣ１０７からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。１０９はカメラ信号処理回路で、該カメラ信号処理回路１０９からの出力は撮影画像信号として図示しない磁気テープやメモリ等の記録媒体に記録するものである（すなわち、これにより撮影が行われる）。１１０はタイミング信号発生部で、ＣＣＤ１０６やＣＤＳ／ＡＧＣ１０７、その他、ビデオカメラ各部分に各種駆動パルスやタイミングパルスを供給する。タイミング信号発生部１１０は、後述するカメラ制御部１１４からの制御データによりＣＣＤ１０６の駆動制御を行い、ＮＴＳＣ方式の通常蓄積時間である１／６０秒の通常シャッタースピード駆動から蓄積時間の短い１／１０００秒等の高速シャッタースピード駆動まで、ＣＣＤ１０６の蓄積時間を任意に制御できる構成になっている。
【００３９】
１１１は変倍レンズドライバで、変倍レンズ１０２を駆動する。１１２はアイリスドライバで、絞り１０３を駆動する。１１３はフォーカスレンズドライバで、フォーカスレンズ１０５を駆動する。そして、これら各ドライバ１１１、１１２、１１３にそれぞれ含まれるモータを後述するカメラ制御部１１４からの信号により駆動するものである。１１４はカメラ制御部で、本ビデオカメラ全体の動作を総合的に制御すると共に、後述する焦点評価値処理部１１５の出力信号に基づいてフォーカスレンズ１０５を制御し、後述する露出評価値処理部１１６の出力信号に基づいて絞り１０３及びＣＤＳ／ＡＧＣ１０７を制御する。１１５は焦点評価値処理部で、Ａ／Ｄ変換部１０８から出力される輝度信号中より焦点検出に用いられる高域成分を抽出する。焦点評価値処理部１１５から出力される焦点評価値は、カメラ制御部１１４に入力され、その焦点評価値が最大となるようにフォーカスドライバ１１３を経由してフォーカスレンズ１０５を駆動する。
【００４０】
１１６は露出評価値処理部で、この露出評価値処理部１１６にＡ／Ｄ変換部１０８の出力輝度信号が入力され、画面の信号から露出を制御する露出評価値が生成され、この露出評価値はカメラ制御部１１４に入力される。そして、カメラ制御部１１４は、露出評価値を基に最適な露出量になるように絞り１０３を駆動制御する。１１７はキーユニットで、このキーユニット１１７はカメラ制御部１１４に接続されており、キーユニット１１７の各種キー操作情報がカメラ制御部１１４に出力されるようになっている。１２０は被写体の照度を高めるためのストロボで、主発光部１２１と補助発光部１２２とを有している。
【００４１】
図１のように構成された本実施の形態に係るビデオカメラにおいて、カメラ制御部１１４は、焦点評価値処理部１１５の出力信号レベルが最大となるようにフォーカスレンズ１０５を移動させて、自動焦点調節を行っている。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るビデオカメラにおけるカメラ制御部１１４の制御動作について、図３のフローチャートに基づき説明する。この図３の処理は、カメラ制御部１１４の内部（例えば、マイクロコンピュータ等）で実行される。
【００４３】
図３において、まず、ステップＳ３０１で補助発光部１２２を垂直走査区間に同期させ、その発光時間を撮像素子１０６の蓄積時間に応じて制御する（補助発光部１２２の同期点滅）。このステップＳ３０１における処理の詳細については、図４を用いて後述する。次に、ステップＳ３０２でフォーカスレンズ１０５を微小駆動して、焦点評価値を取り込む。次に、ステップＳ３０３で前記ステップＳ３０２において取り込んだ焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズ１０５の微小駆動動作の結果により、現在合焦状態であるか否かを判断する。
【００４４】
そして、合焦状態でないと判断された場合は、ステップＳ３０４へ進んで、フォーカスレンズ１０５の微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるか（すなわち、現在のフォーカスレンズ１０５位置に対して、カメラ側と被写体側のどちら側にフォーカスレンズ１０５を動かせば焦点評価値の頂点が得られるか）を判断する。そして、合焦点がある方向が判別できない場合は、前記ステップＳ３０２へ戻り、また、合焦点がある方向が判別できた場合は、次のステップＳ３０５へ進んで、判別した方向へフォーカスレンズ１０５を動かす動作（図２に示すグラフの形から「山登り動作」と呼ばれる。）を実行する。
【００４５】
次に、ステップＳ３０６で、フォーカスレンズ１０５の位置が合焦点を過ぎたかどうか、即ち、焦点評価値の頂点を過ぎたか否かを判断する。そして、焦点評価値の頂点を過ぎていないと判断された場合は、ステップＳ３０５へ戻り、また、焦点評価値の頂点を過ぎたと判断された場合は、ステップＳ３０７へ進んで、焦点評価値の頂点方向にフォーカスレンズ１０５を戻す。次に、ステップＳ３０８で、焦点評価値が頂点に達したか否かを判断する。そして、焦点評価値が頂点に達していないと判断された場合は、前記ステップＳ３０７へ戻り、また、焦点評価値が頂点に達したと判断された場合は、前記ステップＳ３０２へ戻る。
【００４６】
ところで、前記ステップＳ３０７及びステップＳ３０８の処理を行うことにより、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５を制御することができるが、フォーカスレンズ１０５を焦点評価値が頂点となる位置に戻す動作を行っている間に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、その位置が本当の頂点であるのかどうかが分からない場合がある。
【００４７】
そこで、焦点評価値が頂点に辿り着いたならば、現在の焦点評価値が本当の頂点、即ち、合焦状態であることを確認するために、ステップＳ３０２からの処理へ戻り、再びフォーカスレンズ１０５の微小駆動動作を行うようにしている。
【００４８】
一方、前記ステップＳ３０３において、合焦状態であると判断された場合は、ステップＳ３０９以降の静止画取り込みルーチンに進む。
【００４９】
ステップＳ３０９では、フォーカスレンズ１０５の移動を停止する。次に、ステップＳ３１０で補助発光部１２２を消灯し、次のステップＳ３１１で主発光部１２１を点灯して、被写体の照度を高め、その状態で静止画の取り込みを行った後、本処理動作を終了する。
【００５０】
ここで、本実施の形態に係る撮像装置であるビデオカメラの場合は、上述したステップＳ３０１において補助発光部１２２を点滅させるときの補助発光部１２２の点灯方法については、以下に示すような特徴を有している。
【００５１】
図４は、図３のステップＳ３０１における処理動作の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
図４において、まず、ステップＳ４０１でカメラ制御部１１４がタイミング信号発生部１１０を経由して撮像素子１０６を駆動している蓄積時間（シャッタースピード）Ｔｓを読み込む。次に、ステップＳ４０２で前記ステップＳ４０１において読み込まれた蓄積時間Ｔｓから補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎを算出する。
【００５３】
図５は、蓄積時間Ｔｓと補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎとの関係の一例を示す図である。同図において、縦軸は点灯時間（Ｔｏｎ）ｓｅｃ、横軸は蓄積時間（Ｔｓ）ｓｅｃをそれぞれ示す。
【００５４】
図５において、蓄積時間Ｔｓが１／１００秒以下の場合は、蓄積時間Ｔｓと補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎとは比例する関係となっている。また、蓄積時間Ｔｓが１／１００秒以上になっても点灯時間は１／１００秒でクリップされる特性になっている。これは、補助光が連続して点灯することを避けるためである。このようにすることで、例えば蓄積時間Ｔｓが１／１００を越える場合であっても必ず（Ｔｓ−１／１００）秒間の消灯時間が設けられるので、補助光発光装置の耐久性を向上させることができる。このような関係に基づいて蓄積時間Ｔｓより補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎが求められる。
【００５５】
次に、ステップＳ４０３で補助発光部１２２の消灯時間Ｔｏｆｆを算出する。ＮＴＳＣ方式の場合は、１画面の蓄積周期は１／６０秒であるので、補助発光部１２２の消灯時間Ｔｏｆｆ＝（１／６０−Ｔｏｎ）秒となる。図６は、補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎと消灯時間Ｔｏｆｆとの関係の一例を示す図である。同図において、縦軸は消灯時間（Ｔｏｆｆ）ｓｅｃ、横軸は点灯時間（Ｔｏｎ）ｓｅｃをそれぞれ示す。
【００５６】
次に、ステップＳ４０４で前記ステップＳ４０２及びステップＳ４０３においてそれぞれ求められた補助発光部１２２の点灯時間Ｔｏｎと消灯時間Ｔｏｆｆのデータをカメラ制御部１１４内のマイクロコンピュータのタイマーにセットした後、本処理動作を終了する。カメラ制御部１１４内のマイクロコンピュータは、セットされたタイマーの値によって映像信号の垂直走査期間（ＮＴＳＣ方式においては１／６０秒）に同期させ、この垂直走査期間内でタイマーによる割り込み処理を行い、補助発光部１２２の点灯時間と消灯時間の管理を行う。
【００５７】
図７は、蓄積時間が１／６０秒のときの補助発光部１２２の点灯タイミングを示す図である。（ａ）はＣＣＤ１０６の信号量、（ｂ）は補助発光部１２２の制御信号、（ｃ）は垂直同期信号をそれぞれ示す。
【００５８】
また、図９は、蓄積時間が１／２５０秒のときの本実施の形態の補助発光部１２２の点灯タイミングを示す図である。（ａ）は撮像素子（ＣＣＤ）１０６の信号量、（ｂ）は補助発光部１２２の制御信号、（ｃ）は垂直同期信号をそれぞれ示す。
【００５９】
なお、比較のために、撮像素子の蓄積時間が１／６０秒の場合と、１／２５０秒の場合における、従来例の補助光点灯タイミングと撮像素子の蓄積タイミングを図８及び１０にそれぞれ示す。同図において（ａ１）は撮像素子（ＣＣＤ）の信号量、（ａ２）は３垂直走査期間の各期間で得られる信号量の平均値、（ｂ）は補助発光部の制御信号、（ｃ）は垂直同期信号をそれぞれ示す。
【００６０】
以下、図７〜図１１を参照して、本発明と従来例との差を説明する。なお、図７〜図１０共に同じ被写体で、補助光以外に被写体を照明する光源が存在していないと仮定した場合を示している。
【００６１】
従来の補助光点滅方法では、図８（ａ１）で示すように３垂直走査期間のうち２回は信号量Ｓｂに応じた焦点評価値が得られるが、１回は信号量が低くなってしまう。このため、各垂直走査期間毎に各垂直走査期間で得られる信号値のみに基づいて得た焦点評価値を用いて自動焦点制御を行うとしても、被写体の照度が不十分な場合には消灯中に得られた焦点評価値を自動焦点制御に用いるのは不適切となり、制御に制約が生じて動作が煩雑になるという問題点があった。
【００６２】
これに対して、図７で示すように本発明の補助光点滅方法では、各垂直走査期間毎に信号量Ｓａに対応する焦点評価値を取得することができるので被写体の照度に関係なく、確実に自動焦点制御を行うことができる。
【００６３】
次に、従来例の３垂直走査期間の焦点評価値の平均値を用いた場合と、本発明とを比較して説明する。
【００６４】
従来例の連続した、例えば３垂直走査期間の焦点評価値を加算平均することで擬似的に各垂直走査期間の焦点評価値を得る場合、図１３のａ，ｂ，ｃに示すどの期間の組み合わせで焦点評価値を平均しても、同じ焦点評価値を得ることができる。しかし、このようにして得られた焦点評価値は過去の垂直走査期間の焦点評価値、すなわち時間的に古い情報を含む焦点評価値であり、この焦点評価値を用いてリアルタイムの自動焦点制御を行うことは困難であった。また一般的にシャッタースピードが速くなり蓄積時間が短くなるに従って焦点評価値も低下するが、従来例の点灯方式では蓄積時間の低下分よりもさらに焦点評価値が低くなるという問題点があった。
【００６５】
図８（ａ２）は従来例の３つの垂直走査期間の信号の平均値算出状態を示すものである。ここで本発明の点灯時間Ｔｏｎを最長点灯時間とし、この点灯時間Ｔｏｎと消灯時間Ｔｏｆｆとのデューティー比を従来例と同じ（３：１）とすると、図７（ａ）に示す信号量Ｓａは、図８で示す従来例の補助光が点灯している垂直走査期間の２／３の補助光照射時間であるため、信号量Ｓｂに対する信号量Ｓａの大きさの関係は以下のようになる。
Ｓａ＝Ｓｂ×２／３      （式１）
【００６６】
式１で示すように従来例の補助光が点灯している垂直走査期間の信号量Ｓｂは図７の信号量Ｓａに比べて１．５倍大きな値が出力される。しかし補助光が消灯している垂直走査期間の出力値は低い値となるので（ここでは説明を簡潔にするために「０」とする）、図８（ａ２）で示す３垂直走査期間の信号量の平均値Ｓｂ＿ａｖｒを計算すると以下のようになる。
Ｓｂ＿ａｖｒ＝（Ｓｂ×２）／３      （式２）
ここで式１よりＳｂ＝Ｓａ×３／２なので
Ｓｂ＿ａｖｒ＝（Ｓａ×３／２×２）／３＝Ｓａ      （式３）
となりＳａとＳｂ＿ａｖｒは同じ大きさであることがわかる。
つまり従来例では撮像素子から、本発明の信号量Ｓａよりも大きい信号量Ｓｂが出力されるものの、補助光点灯周期の垂直走査期間数で平均すると、自動焦点制御に用いる焦点評価値の値Ｓｂ＿ａｖｒは信号量Ｓｂより小さな値になってしまう。
【００６７】
１／６０秒では本発明で得られる信号値と従来例の信号量の平均値とでは大きさが同じであるが、シャッタースピードが速くなり、蓄積時間が短くなると、従来例では本発明に比べより小さな信号値となってしまう。
【００６８】
次に上記１／６０よりも早いシャッタースピードの例として、図９及び図１０を参照して、蓄積時間が１／２５０秒の場合における従来例と本発明の更なる違いを説明する。
【００６９】
まず、図１０に示す制御では、１／２５０秒のシャッタースピードで蓄積されるため、垂直同期信号からＴａまでに蓄積された信号はＴａのタイミングで排出されるので、Ｔａまでの補助光の発光は無駄になっている。
【００７０】
これに対して、図９で示す本発明の点灯方式では、撮像素子の蓄積時間に同期して発光制御を行っているため、排出（Ｔａ）のタイミングまでは図９（ｂ）のように補助光は消灯している。従って、従来のように無駄な発光を防ぐことができる。
【００７１】
また、補助光が点灯している垂直走査期間に得られる信号量Ｓｄは図１０（ａ１）のＴａからＴｂまでに蓄積された信号になるため、図９（ａ）の信号量Ｓｃと同じ値になる。従って、
Ｓｃ＝Ｓｄ      （式４）
【００７２】
ここで、図１０（ａ２）で示す３垂直走査期間の平均値Ｓｄ＿ａｖｒを演算すると補助光が消灯している垂直走査期間の出力値は低くなる（ここでは説明を簡略にするために「０」とする。）ので以下のようになる。
Ｓｄ＿ａｖｒ＝（Ｓｄ×２）／３      （式５）
ここで式４よりＳｄ＝Ｓｃなので
Ｓｄ＿ａｖｒ＝Ｓｃ×２／３      （式６）
式６で示すように自動焦点制御に用いる焦点評価値の為の信号量の平均値Ｓｄ＿ａｖｒは、本発明で得られる信号量Ｓｃの２／３となってしまう。
図１１は、本発明と従来例の点灯方式による蓄積時間と映像信号レベルの差を示した図である。図１１中の太実線が本発明による信号量を示した値であり、細実線が従来例における信号量の平均値である。図１１で示すように、従来の点灯時間のデューティーサイクルが２／３である場合、蓄積時間と１垂直同期期間の比が２：３より大きくなると、従来例で得られる信号量の平均値は、本発明で各垂直同期期間毎に得られる信号量の２／３となり、焦点評価値も２／３となってしまう。
【００７３】
すなわち、従来例の補助光点灯周期の垂直走査期間の焦点評価値を加算平均する方式では撮像素子のシャッタースピードが速くなると、蓄積時間の低下分よりもさらに焦点評価値が低くなっていた。しかし、本発明によると前述したように蓄積時間に比例した、従来例よりも大きな焦点評価値を得る事が可能になるため、従来よりも自動焦点制御の性能を向上させることができる。
【００７４】
上記の通り本実施の形態によれば、自動焦点調節動作中に、補助発光部１２２の発光動作を映像信号の垂直走査期間（ＮＴＳＣ方式においては１／６０秒）に同期させ、更に蓄積時間に応じて補助発光部１２２の点灯時間を制御することにより、発光の効率を大幅に向上させることができる。また、全ての垂直走査区間毎に有効な焦点評価値を得ることができるようになるので、従来の点灯制御に比べ、各垂直走査期間毎の全ての焦点評価値を用いて自動焦点制御を行うことが可能となる。また撮像素子のシャッタースピードに応じて映像信号を蓄積する期間に同期して補助光を発光しているため、シャッタースピードが速くなり蓄積時間が短くなっても、従来方式よりも大きな映像信号を得ることができ、高速シャッター時の自動焦点制御性能を向上させることができる。
【００７５】
また、どのような蓄積時間であっても、ある所定時間以上の消灯期間が設けられる構成になっているため、補助発光部１２２の耐久性を向上させることができると共に、消費電力を削減することができる。
【００７６】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、カメラヘッド等）から構成されるシステムにも適用しても１つの機器（例えば、ビデオカメラ）からなる装置に適用してもよい。
【００７７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）等の媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が前記媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７８】
さらに、記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７９】
本発明を上記記憶媒体等の媒体に適用する場合、その記憶媒体等の媒体には、先に説明した（図３および/または図４に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００８０】
以上の実施の形態によれば、補助発光部を用いて自動焦点制御を行う撮像装置において、補助発光部の保護及び消費電力の低減を良好に行うことができると共に、各垂直走査期間毎の全ての焦点評価値を用いて自動焦点制御を行うことができる。
【００８１】
また、シャッタースピードが速くなり、撮像素子における映像信号の蓄積時間が短くなった場合に、従来方式よりも大きな映像信号を得ることができ、高速シャッター時の自動焦点制御性能を向上させることができる。
【００８２】
以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、以上の実施の形態に開示の内容に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成の持つ機能、又は、実施の形態の構成が持つ機能が達成できるものであればどのようなものであっても適用できるものである。
【００８３】
例えば、以上の実施の形態では、撮像素子の蓄積時間に応じて補助光の発光時間を変化させているが、これは、補助光の発光強さ等、他の補助光発光動作を変化させるようにしても本発明は適用できるものである。
【００８４】
また、以上の実施の形態では、画像の鮮鋭度を検出することによって焦点調節のための信号を形成すようにしているが、本発明は、他の方式によって焦点調節のための信号を形成する場合であっても適用できるものである。
【００８５】
また、以上の実施の形態のソフト構成とハード構成は、適宜置き換えることができるものである。
また、本発明は、以上の各実施の形態、または、それら技術要素を必要に応じて組み合わせるようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明は、特許請求の範囲の構成、または、実施形態の構成の全体若しくは一部が、１つの装置を形成するものであっても、他の装置と結合するようなものであっても、装置を構成する要素となるようなものであってもよい。
また、本発明は、動画、又は、静止画を撮影可能なビデオカメラ等の電子カメラ、銀塩フィルムを使用するカメラ、撮影レンズ交換可能なカメラ、一眼レフカメラ、レンズシャッタカメラ、監視カメラ等、種々の形態のカメラ、更には、カメラ以外の撮像装置や、光学装置、その他の装置、更には、それらカメラ、撮像装置、光学装置、その他の装置に適用される装置、方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体等の媒体、そして、これらを構成する要素に対しても適用できるものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、焦点調節のための信号を形成する際の補助光を効果的に使用できる撮像装置、撮像装置の制御方法、並びに撮像装置の制御プログラムを供給する媒体を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る撮像装置における焦点評価値を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る撮像装置における自動焦点制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る撮像装置における補助発光部の制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る撮像装置における蓄積時間と補助発光部の点灯時間との関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る撮像装置における蓄積時間と補助発光部の消灯時間との関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る撮像装置における通常シャッタースピード（１／６０秒）時の補助発光部の発光タイミングを示す図である。
【図８】従来例の撮像装置における通常シャッタースピード（１／６０秒）時の補助発光部の発光タイミングを示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る撮像装置における高速シャッタースピード（１／２５０秒）時の補助発光部の発光タイミングを示す図である。
【図１０】従来例の撮像装置における高速シャッタースピード（１／２５０秒）時の補助発光部の発光タイミングを示す図である。
【図１１】本発明と従来例における蓄積時間と映像信号レベルの関係の差を示す図である。
【図１２】従来の撮像装置における自動焦点制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】従来の補助光点灯方式を示す図である。
【図１４】従来の撮像装置における高速シャッタースピード時のＣＣＤの読み出しタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１０１  固定の第１群レンズ
１０２  変倍レンズ
１０３  絞り
１０４  固定の第２群レンズ
１０５  フォーカスコンペレンズ
１０６  ＣＣＤ
１０７  ＣＤＳ／ＡＧＣ
１０８  Ａ／Ｄ変換部
１０９  カメラ信号処理回路
１１０  タイミング信号発生部
１１１  変倍レンズドライバ
１１２  アイリスドライバ
１１３  フォーカスドライバ
１１４  カメラ制御部
１１５  焦点評価値処理部
１１６  露出評価値処理部
１１７  キーユニット
１２０  ストロボ（発光手段）
１２１  主発光部
１２２  補助発光部
【図１】
0003733282.tif 000002
【図２】
0003733282.tif 000003
【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】
0003733282.tif 000010
【図１０】
0003733282.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003733282.tif 000013
【図１３】
0003733282.tif 000014
【図１４】
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