JP2011085871A

JP2011085871A - 撮像装置

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Publication number: JP2011085871A
Application number: JP2009240869A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawarada; 昌大瓦田
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-28
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Abstract

【課題】絞り駆動速度を変更可能なレンズ装置が装着された場合、カメラの状態に応じて、ＡＥの絞り駆動速度を最適化する。
【解決手段】ＡＦ向けのＡＥが行われる場合、ＡＦにかかる時間を短くするため、絞り駆動速度を最高速あるいは所定の固定速度にする。一方、絞り駆動速度を可変できる交換レンズが装着され、動画記録用のＡＥが行われる場合、動画記録や表示の品位を考慮して、絞り羽根駆動速度をＡＦ向けのＡＥ時より遅くする。
【選択図】図４

Description

本発明は、レンズ交換式の撮像装置に関し、特に、入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置に関する。

従来、被写体像のコントラストに基づいて焦点検出を行うコントラスト評価方式の焦点検出（いわゆるコントラストＡＦ）を行う際に、撮像画面のうち焦点検出領域の露光量が適正になるよう、ＡＦに先立って焦点検出領域に適した露光量調整が行われていた。例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１記載の露光量調整を行うことにより、例えば逆光条件の被写体に対してコントラストＡＦを行うときに、焦点検出する被写体のコントラストをより高くさせられるため、焦点検出しやすくなる。

また、従来、ステッピングモータで構成され撮像光学系の入射光量を制御する絞りについて、その開口制御速度を細かく制御する絞り装置が提案されていた。例えば、特許文献２に記載されている。

特許文献２記載のように、ステッピングモータに印加する電圧の波形について、矩形波とマイクロステップ波形とを選択的に切り替えることで、絞り開口の制御速度を細かく制御できるようになる。

また、従来、静止画しか撮影できなかったレンズ交換式デジタル一眼レフカメラにおいて、近年、動画も撮影できるものが提供されている。

特開２００４−１３８９７０号公報特開平６−８８９８５号公報

ところで、露光量を変化させる品位について、動画記録時は被写体の光量変化に対して露光量変化を徐々に合わせて、撮影画像の連続性を適度に保つことが望ましい。しかし、焦点検出時の露光量調整においては、徐々に適正露光量に合わせると、ＡＦ開始までの時間が長くなってしまい、如いてはＡＦ完了までの時間が長くなってしまう。

また、動画記録前の段階で、構図を決定するといった目的で電子ビューファインダに被写体像を表示する時（以後、動画スタンバイ時と呼ぶ。）は、急峻なパンニングやズーム調整といった構図変更を伴うことが多いため、ある程度の露光量の追従性が求められる。しかし、動画記録ということで動画スタンバイ時に徐々に露光量調整を合わせてしまうと、構図変更したときの露光量の追従性が悪くなってしまう。

また、露光量調整の際、絞り開口を急峻に変更すると、被写界深度が急峻に変化してしまう。このため、動画記録中の露光量調整の際に、絞り開口を急峻に変更すると、撮影画像の連続性が低下して、動画品位が悪化してしまう。

ここで、静止画だけでなく動画も記録できるデジタル一眼レフカメラが製品化されたものの、装着可能な交換レンズは、静止画向けに設計されたものであった。このため、従来の交換レンズにおいて、内蔵する絞りの開口を制御する速度を細かく制御できなかった。

そこで、本発明の目的は、動画記録時、動画スタンバイ時、焦点検出時といったカメラの状態に応じて、露光量調整の追従性が最適化された撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の技術的特徴としては、入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、前記装着されたレンズ装置の種類に応じて、絞りの駆動速度を一定とする第１の制御動作と、前記絞りの駆動速度を可変とする第２の制御動作とを切り替え制御する露出制御手段と、装着されたレンズ装置の合焦状態を検出する焦点検出手段とを有し、前記露出制御手段は、前記第２の制御動作では前記撮像手段からの出力に応じて絞りの駆動速度を制御し、動画用の画像信号を生成する際の絞りの駆動速度の方が、前記焦点検出手段により合焦状態を検出するための絞りの駆動速度よりも遅いという関係を保つように制御することを特徴とする。
また、本発明の別の技術的特徴としては、入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、前記装着されたレンズ装置の種類に応じて、絞りの駆動速度を一定とする第１の制御動作と、前記絞りの駆動速度を可変とする第２の制御動作とを切り替え制御する露出制御手段と、装着されたレンズ装置の合焦状態を検出する焦点検出手段とを備え、前記焦点検出手段は異なる複数の焦点検出モードを有し、前記露出制御手段は、前記第２の制御動作では、前記撮像手段からの出力と、前記焦点検出手段の焦点検出モードに応じて、絞りの駆動速度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置において、動画記録時、動画スタンバイ時、焦点検出時といったカメラの状態に応じて、露光量調整の追従性を最適化できる。

本発明の実施例に係わるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。コントラスト評価値算出用回路を説明するブロック図である。絞り制御の駆動電圧を示すグラフである。本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。絞り駆動速度を低下させる制御例を示すグラフである。各カメラ状態における露光量制御を比較したグラフである。絞り制御モードの操作入力を行うメニュー画面の例を示す図である。本発明の実施例２の動作を示すフローチャートである。本発明の実施例２における変形例の動作を示すフローチャートである。本発明の実施例３の動作を示すフローチャートである。本発明の実施例４の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について図１から図５を用いて説明する。

図１はデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、デジタルカメラ２００には、撮影レンズ１００が不図示のマウント部のレンズ装着機構を介して着脱可能に取り付けられている。マウント部には、電気接点ユニット１０７が設けられている。この電気接点ユニット１０７には、通信クロックライン、データ転送ライン、データ受信ラインなどからなる通信バスライン用の端子がある。これらによりデジタルカメラ２００と撮影レンズ１００が通信可能となっている。デジタルカメラ２００は、撮影レンズ１００とこの電気接点ユニット１０７を介して通信を行い、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１および入射光量を調整する絞り１０２の駆動を制御する。なお、図１には、撮影レンズ１００内のレンズとしてフォーカスレンズ１０１のみを示しているが、この他に変倍レンズや固定レンズが設けられ、これらを含めてレンズユニットを構成する。また、デジタルカメラ２００には、複数の種類の撮影レンズ１００が装着可能であり、例えば、絞りの駆動速度（一段あたりの絞りの速度）を可変にできる撮影レンズや絞りの駆動速度を一定とする撮影レンズが装着可能となっている。また、絞りの駆動速度が可変の撮影レンズの場合には、絞りの駆動速度を一定とする制御動作と、絞りの駆動速度を適宜変更できる制御動作が可能である。

また、電気接点ユニット１０７には、通信バスラインと、カメラ側から画像信号の電荷蓄積タイミングをレンズ側に伝送するための同期信号ラインも設けられている。

不図示の被写体からの光束は、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１を含むレンズユニットおよび絞り１０２を介して、デジタルカメラ２００内のクイックリターンミラー２０３に導かれる。クイックリターンミラー２０３は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されている。そして、ミラー駆動機構２１３によりアップダウン駆動が行われることにより被写体からの光束を上方のファインダ光学系に導く第１の位置（図示した位置）と、撮影光路外に退避する第２の位置とに移動が可能である。クイックリターンミラー２０３で反射された光束は、ピント面に存在するファインダスクリーン２０２、ペンタプリズム２０１、接眼レンズ２０７により構成されるファインダ光学系を介してユーザーの目に至る。

クイックリターンミラー２０３が第２の位置にアップした際には、撮影レンズ１００からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２１０および光学フィルタ２１１を介して、撮像素子２１２に至る。光学フィルタ２１１は、赤外線をカットして可視光線のみを撮像素子２１２へ導く機能と、光学ローパスフィルタとしての機能を有する。

また、クイックリターンミラー２０３は、先幕および後幕を有して構成されており、撮影レンズ１００からの光束の透過および遮断を制御する。

また、デジタルカメラ２００は、全体の制御を司るシステムコントローラ２３０を有する。システムコントローラ２３０は、ＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、後述する各回路の動作を制御する。

システムコントローラ２３０は、電気接点ユニット１０７を介して、通信バスラインにより、撮影レンズ１００内のレンズコントローラ１０８に対して通信を行う。

レンズコントローラ１０８もシステムコントローラ２３０と同様にＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、撮影レンズ１００内の各回路の動作を制御する。

システムコントローラ２３０とレンズコントローラ１０８間の通信では、撮影レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１の駆動命令、停止命令、駆動量、要求駆動速度がシステムコントローラ２３０から送信される。また、さらに絞り１０２の駆動量、駆動速度、およびレンズ側の各種データの送信要求がシステムコントローラ２３０から送信される。

フォーカス駆動の際、システムコントローラ２３０はレンズコントローラ１０８に対して、レンズ駆動方向や駆動量および駆動速度についての指令を通信によって行う。

レンズコントローラ１０８は、システムコントローラ２３０からのレンズ駆動命令を受信すると、レンズ駆動制御部１０４を介して、フォーカスレンズ１０１を光軸方向に駆動してフォーカス制御を行うレンズ駆動機構１０３を制御する。レンズ駆動機構１０３は、ステッピングモータを駆動源として有する。

レンズコントローラ１０８は、システムコントローラ２３０からの絞り制御命令を受信すると、絞り制御駆動部１０６を介して、絞り１０２を駆動する絞り駆動機構１０５を制御し、指令された値まで絞り１０２を制御する。絞り駆動機構１０５は絞り制御駆動部１０６に対して、矩形波状の従来波形あるいは正弦波状のマイクロステップ波形を、駆動電圧として印加することにより制御される。図３は絞り制御の駆動電圧を示すグラフであり、図３（ａ）は１−２相駆動に基づく従来波形、図３（ｂ）はマイクロステップ波形の場合のグラフである。

また、システムコントローラ２３０は、シャッタ制御部２１５と測光部２０９とも接続されている。シャッタ制御部２１５は、システムコントローラ２３０からの信号に応じて、フォーカルプレーンシャッタ２１０の先幕および後幕の走行駆動を制御する。また、フォーカルプレーンシャッタ２１０の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後、次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ機構２１４は、このバネチャージを行う。また、測光部２０９あるいは撮像素子２１２における所定の測光領域の出力から得られる露光量に基づいて設定される、撮像素子２１２の電荷蓄積時間、露光感度および絞り値の露出制御プログラムが定められたプログラム線図を記憶する。

また、システムコントローラ２３０は、レンズコントローラ１０８にレンズ駆動命令を送信して、レンズ駆動制御部１０４を介して、レンズ駆動機構１０３を制御する。これにより、被写体像を撮像素子２１２上に結像させる。

また、カメラＤＳＰ２２７の内部にはコントラストＡＦに用いるコントラスト評価値の算出を行う回路ブロック、コントラスト評価値算出を行う領域の位置や大きさを決定する回路ブロックが内蔵されている。これら回路ブロックについては詳しくは後述するが、ここでいうコントラスト評価値とはフォーカスレンズ１０１を含む光学系の合焦状態を示す値である。

カメラＤＳＰ２２７には、タイミングジェネレータ２１９、セレクタ２２２を介してＡ／Ｄコンバータ２１７が接続されており、またワークメモリ２２６にも接続されている。

ここで、撮像素子２１２は、全体の駆動タイミングを決定しているタイミングジェネレータ２１９からの信号に基づき、画素毎の水平駆動および垂直駆動を制御するドライバー２１８からの出力で制御される。これにより、被写体像を光電変換して画像信号を生成して出力する。そして、撮像素子２１２で生成された画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２１７でデジタル信号に変換される。デジタルカメラ２００は、操作スイッチ２３２からの操作入力により、撮像素子２１２の撮像フレームレートが設定されることで、タイミングジェネレータ２１９から出力される信号が変換される。これにより、撮像素子２１２の撮像フレームレートが上記の設定通りに制御される。この撮像フレームレートは、動画用の画像信号を生成する動画撮影モード及び静止画用の画像信号を生成する静止画撮影モードを含む複数の撮影モードに応じて変更してもよい。

Ａ／Ｄコンバータ２１７からの出力は、システムコントローラ２３０からの信号に基づいて信号を選択するセレクタ２２２を介してメモリコントローラ２２８に入力され、フレームメモリであるＤＲＡＭ２２９に全て転送される。

ビデオやコンパクトデジタルカメラでは、撮影前状態に、この転送結果をビデオメモリ２２１に定期的（毎フレーム）に転送することで、モニタ表示部２２０によりファインダ表示（ライブビュー）等を行っている。一眼レフデジタルカメラでは、通常、撮影前時点ではクイックリターンミラー２０３やフォーカルプレーンシャッタ２１０により撮像素子２１２が遮光されているため、ライブビュー表示が行えない。

この点、クイックリターンミラー２０３をアップし撮影光路より退避させてからフォーカルプレーンシャッタ２１０を開いた状態にすることで、ライブビュー動作が可能となる。また、ライブビュー時に撮像素子２１２からの画像信号をカメラＤＳＰ２２７もしくはシステムコントローラ２３０が処理することで、フォーカスレンズ１０１を含む光学系の合焦状態を示すコントラスト評価値を得ることができる。そして、該評価値を用いてコントラスト評価方式の焦点検出を行うことが可能となる。

撮影時には、システムコントローラ２３０からの制御信号によって、１フレーム分の各画素データをＤＲＡＭ２２９から読み出し、カメラＤＳＰ２２７で画像処理を行ってから、一旦、ワークメモリ２２６に記憶する。そして、ワークメモリ２２６のデータを圧縮・伸張回路２２５で所定の圧縮フォーマットに基づいて圧縮し、その結果を外部の不揮発性メモリ２２４に記憶する。不揮発性メモリ２２４として、通常、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを使用する。また、ハードディスクや磁気ディスクであっても良い。

さらに、システムコントローラ２３０と接続されている表示部２３１は、後述する各スイッチ類により設定または選択されたカメラの動作状態を、液晶素子、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ等の表示素子により表示される。

操作スイッチ２３２は、デジタルカメラ２００の各種設定項目に対する操作入力を行う操作部材である。レリーズスイッチＳＷ１（２３３）は、測光や焦点検出などの撮影準備動作を開始させるためのスイッチである。レリーズスイッチＳＷ２（２３４）は、撮影動作（静止画を取得するための電荷蓄積および電荷読み出し動作）を開始させるためのスイッチである。ライブビューモードスイッチ２３５は、ライブビュー表示の入切を制御するためのスイッチである。動画スイッチ２３６は、連続撮影動作（動画を取得するための繰り返しの電荷蓄積および電荷読み出し動作）を開始させるためのスイッチである。

一方、レンズユニットとしての撮影レンズ１００において、レンズコントローラ１０８には、メモリ１０９が設けられている。メモリ１０９には、撮影レンズ１００の焦点距離、開放絞り値、設定可能な絞り駆動速度情報といった性能情報、撮影レンズ１００を識別するための固有の情報であるレンズＩＤ（識別）情報が記憶されている。

なお、性能情報およびレンズＩＤ情報は、デジタルカメラ２００へ撮影レンズ１００が装着される時における初期通信により、システムコントローラ２３０へ送信されシステムコントローラ２３０はこれらをＥＥＰＲＯＭ２２３に記憶させる。

また、撮影レンズ１００には、フォーカスレンズ１０１の位置情報を検出するためのレンズ位置情報検出部１１０が設けられている。レンズ位置情報検出部１１０で検出されたレンズ位置情報は、レンズコントローラ１０８に読み取られる。レンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０１の駆動制御に用いられ、電気接点ユニット１０７を介してシステムコントローラ２３０に送信される。

レンズ位置情報検出部１１０は、例えばレンズ駆動機構を構成するモータの回転パルス数を検出するパルスエンコーダ等により構成される。その出力はレンズコントローラ１０８内の不図示のハードウェアカウンタに接続され、レンズが駆動されるとその位置情報がハード的にカウントされる。レンズコントローラ１０８がレンズ位置情報を読み取る際は、内部のハードウェアカウンタのレジスタにアクセスして、記憶されているカウンタ値を読み込む。

次に、カメラＤＳＰ２２７のコントラスト評価値算出回路ブロックについて、図２を用いて説明する。

図２はカメラＤＳＰ２２７内の回路ブロックを説明するためのブロック図である。

撮像素子２１２で生成された画像信号は、上述のようにＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２１７でデジタル信号に変換される。デジタル化された画像データはセレクタ２２２を介してカメラＤＳＰ２２７に入力される。

コントラストＡＦに用いられるコントラスト評価値を算出するため、カメラＤＳＰ２２７に入力された画像データは、まずカメラＤＳＰ２２７内のＤＳＰ内部メモリ２４１を経て、焦点検出領域抽出ブロック２４２に入力される。焦点検出領域抽出ブロック２４２は、全画面の画像デ−タから焦点検出領域とその近傍の画像をトリミングして、次のコントラスト評価値算出ブロック２４３に送るためのブロックである。焦点検出領域の大きさとしては、画面の外枠に対して１／５〜１／１０程度が望ましい。なお、焦点検出領域の画面内の位置や大きさは、システムコントローラ２３０より焦点検出領域抽出ブロック２４２に対して設定できるよう構成される。コントラスト評価値算出ブロック２４３は、焦点検出領域とその近傍の画像に対してデジタルフィルタ演算により所定の周波数成分を抽出して、コントラスト評価値としてシステムコントローラ２３０に送るためのブロックである。

次に、本実施例の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。特に説明しない限り、下記制御はシステムコントローラ２３０の制御により行われる。なお、このライブビュー要求がなされた場合には、一定のフレームレートで撮像素子２１２から画像が取得されているものとする。

まず、ライブビューモードスイッチ（２３５）が押下されて、ライブビュー表示がなされ、露光量調整が常時行われる状態に遷移することにより開始される。なお、デジタルカメラ２００は、あらかじめ電源が投入されているものとする。また、ライブビュー表示とは、取得された画像を随時モニタ表示部２２０へ表示することにより動画像を表示することを示し、その動画像を記録中であるか、記録せずに表示だけをしている状態であるかは問わない。なお、ライブビューモードスイッチ（２３５）の代わりに操作スイッチ２３２の押下であっても良い。

はじめに、ステップＳ４０１にて、ＳＷ１（２３３）での操作入力により、コントラストＡＦ要求が発生したか判断される。コントラストＡＦ要求が発生していれば、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整を行うため、ステップＳ４０２へ進む。コントラストＡＦ要求が発生していなければ、他の露光量調整動作を選択するため、ステップＳ４０４へ進む。

ステップＳ４０２では、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整を行うため、測光領域をコントラスト評価領域に略同一に対応させる。対応させた測光領域の撮像出力に基づいて公知の一般的な測光演算を行い、目標露光量との差異を算出する。算出後、システムコントローラ２３０に記憶されているプログラム線図に基づいて、露光量調整時の絞り変更量、撮像素子２１２の電荷蓄積時間、露光感度の各設定が決定される。決定後、ステップＳ４１９へ進む。ステップＳ４１９では、デジタルカメラ２００に装着されている撮影レンズ１００が、絞り駆動速度を変更できるレンズか否かが、撮影レンズ１００との通信で得られた性能情報から判断される。性能情報に設定可能な絞り駆動速度情報が含まれていることが検出され、撮影レンズ１００が変更できる対応レンズであれば、ステップＳ４０３へ進む。変更できない非対応レンズであれば、ステップＳ４２０へ進む。

ステップＳ４０３では、露光量調整で制御される絞り駆動速度について、俊敏に絞りを制御するため、絞り駆動速度の設定が高速な第１速に設定され、システムコントローラ２３０から電気接点ユニット１０７を通じてレンズコントローラ１０８へ通知される。また、絞り駆動速度が対応レンズコントローラ１０８は絞り速度設定の通知を受けて、絞り制御駆動部１０６へ絞り駆動速度が指示される。絞り駆動速度の設定後、ステップＳ４０６へ進む。ここで、絞り駆動速度の設定が高速な第１速は、例えば１フレームの画像を取得する時間以下の高速な駆動速度である。

ステップＳ４０４では、所定の測光領域の撮像出力に基づいて公知の一般的な測光演算を行い、目標露光量との差異を算出する。算出後、システムコントローラ２３０に記憶されているプログラム線図に基づいて、露光量調整時の絞り変更量、撮像素子２１２の電荷蓄積時間、露光感度の各設定が決定される。決定後、ステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０５では、デジタルカメラ２００に装着されている撮影レンズ１００が、絞り駆動速度を変更できるレンズか否かが、撮影レンズ１００装着時の初期通信で得られた性能情報から判断される。性能情報に設定可能な絞り駆動速度情報が含まれていることが検出され、撮影レンズ１００が変更できる対応レンズであれば、ステップＳ４１１へ進む。変更できない非対応レンズであれば、ステップＳ４２０へ進む。ステップＳ４２０では、ステップＳ４１９又はステップＳ４０５で絞り駆動速度が変更不可と判明したレンズのため絞り駆動速度の設定が固定速度とされる。絞り駆動速度の設定後、ステップＳ４０６へ進む。

ステップＳ４０６では、ステップＳ４０２あるいはステップＳ４０４で決定された電荷蓄積時間をシャッタ制御部２１５へ通知する。シャッタ制御部２１５は通知後のフォーカルプレーンシャッタ２１０による露光時間を、通知された電荷蓄積時間に応じて更新する。また、ステップＳ４０２あるいはステップＳ４０４で決定された露光感度を、ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６へ通知する。ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６は通知された露光感度に基づいて、撮像素子２１２で生成された画像信号の増幅値を更新する。更新後、ステップＳ４０７へ進む。

ステップＳ４０７では、ステップＳ４０２あるいはステップＳ４０４で決定された絞り変更量だけ、定められた絞り駆動速度で絞り開口が制御される。ここで、定められた絞り駆動速度は、ステップＳ４０３にて設定された第１速か、あるいはＳ４１９、Ｓ４０５で絞り駆動速度が変更不可と判明したレンズのため固定速度となる。絞り制御後、ステップＳ４０８へ進む。

ステップＳ４０８では、ＳＷ１（２３３）での操作入力により、コントラストＡＦ要求が発生したか判断される。コントラストＡＦ要求が発生していれば、コントラスト評価領域を測光領域とするＡＦ向けの測光が完了したことを受けて、ステップＳ４０９へ進み、コントラストＡＦが行われる。ＡＦ後、ステップＳ４１０へ進む。ここで、ステップＳ４０１のあとのステップＳ４０８で再びコントラストＡＦ要求が発生したか判断されるのは、ステップＳ４０５で絞り駆動速度を変更できない非対応レンズだった場合も含まれているためである。

ステップＳ４１０では、ライブビューモードスイッチ（２３５）の操作入力によりライブビュー終了要求が発生しているか判断する。終了要求があれば、本実施例の動作を終了する。終了要求がなければ、ライブビューを続けながら露光量調整を続けるため、ステップＳ４０１へ戻り、上述した本実施例の動作を再度行う。

ステップＳ４１１では、動画スイッチ２３６の操作入力によりデジタルカメラ２００が動画記録中かを判断する。動画記録中であれば、ステップＳ４１２へ進む。動画記録中でなければ、ステップＳ４１３へ進む。

ステップＳ４１２では、絞り駆動速度を動画向けに遅くした第２速に設定される。設定後、ステップＳ４１４へ進む。

ステップＳ４１３では、絞り駆動速度をライブビュー向けに第１速より遅く、第２速より速い第３速に設定される。設定後、ステップＳ４１４へ進む。

ステップＳ４１４では、ステップＳ４０４で決定された電荷蓄積時間をシャッタ制御部２１５へ通知する。シャッタ制御部２１５は通知後のフォーカルプレーンシャッタ２１０による露光時間を通知された電荷蓄積時間に応じて更新する。また、ステップＳ４０４で決定された露光感度をＣＤＳ／ＡＧＣ２１６へ通知する。ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６は通知された露光感度に基づいて、撮像素子２１２で生成された画像信号の増幅値を更新する。更新後、ステップＳ４１５へ進む。

ステップＳ４１５では、ステップＳ４０４で決定された絞り変更量だけ、定められた絞り駆動速度で絞り開口が制御される。ここで、定められた絞り駆動速度は、ステップＳ４１２にて設定された第２速か、あるいはＳ４１３にて設定された第３速となる。絞り制御後、ステップＳ４１６へ進む。

ステップＳ４１６では、設定された絞り駆動速度の絞り駆動制御で目標露光量に到達したか判断される。目標露光量に到達していれば、ステップＳ４１０へ進む。到達していなければ、ステップＳ４１７へ進む。

ステップＳ４１７では、ライブビューや動画記録の品位を考慮して、露光量調整が目標露光量に近づくにつれて露光量変動を遅くするにあたり、絞り駆動速度が既に設定下限値となっているか判断する。設定下限値であればその速度で引き続き目標露光量まで絞りを制御させるため、ステップＳ４１４へ戻る。設定下限値でなければ、ステップＳ４１８へ進む。

ステップＳ４１８では、現在の露光量と目標露光量との露光差を算出し、露光差に応じて設定可能な範囲内で絞り駆動速度を段階的、あるいは、連続的に低下させる。絞り駆動速度を低下させる例を図５に示す。図５（ａ）は露光量差に応じた絞り駆動速度の設定例を示すグラフである。図５（ｂ）は、ステップＳ４０２あるいはステップＳ４０４で測光された測光値と、測光値に応じて絞り駆動速度が更新されて露光量の制御値が変化していく様子を表したグラフである。図（ｂ）において、時間ｔ_１にて測光値が変化することで露光量の制御値が変化し始め、時間ｔ_２にて露光量の制御値が測光値に追いつく。時間ｔ_３にて測光値が再び変化することで、露光量の制御値が変化し始める。図５（ｂ）のグラフに示すように、露光量の制御値が目標とする測光値に近づくにつれて、制御量を低下させ、ライブビューの表示品位や動画記録品位を良好にする。絞り駆動速度の低下後、引き続き目標露光量まで絞りを制御させるため、ステップＳ４１４へ戻る。

図６は、焦点検出時、動画記録中、動画スタンバイ時の各カメラ状態における露光量制御を比較したグラフであり、縦軸に測光値との露光量差、横軸に時間経過を表したものである。図６において、露光量調整の要求が発生すると、ＡＦ時は第１速で絞り駆動が行われ、各カメラ状態の中で最短となる時間Ｔ_１で露光量が調整される。また、動画記録中は第１速より遅い第２速で絞り駆動が始まり、徐々に絞り駆動速度を低下させながら時間Ｔ_３（＞Ｔ_１）かけて露光量が調整される。また、動画スタンバイ時は第１速より遅く第２速より速い第３速で絞り駆動が始まり、徐々に絞り駆動速度を低下させながら時間Ｔ_２（Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３）かけて露光量が調整される。露光量を調整する際の動画記録中の絞り駆動速度（第２速）や、動画スタンバイ時の絞り駆動速度（第３速）は可変な速度であるが、露光量差がどんな値であっても、絞り駆動速度の速さの関係は、図６のような関係が保たれるよう制御される。

上述の動作を行うことにより、動画記録時、動画スタンバイ時、焦点検出時といったカメラの状態に応じて、露光量調整の追従性を最適化できるようになる。

（変形例）
本実施例では、焦点検出手段としてコントラストＡＦ方式のみ具備し、ステップＳ４０１にてコントラストＡＦ要求が発生した場合、ステップＳ４０５にて絞り駆動速度を高速な第１速に設定されていた。しかし、これに限らず、ＴＴＬ位相差方式、撮像面位相差方式といった他方式の焦点検出手段を追加で具備し、コントラストＡＦが選択的に実行される時あるいはコントラストＡＦとのハイブリッドで焦点検出される場合に、本実施例の動作を実行しても良い。このような動作を行うことにより、焦点検出完了までの時間を短くすることが出来るようになる。

また、本実施例において、さらに、ステップＳ４０１にてコントラストＡＦ要求が発生したことを検出した場合に、フレームメモリであるＤＲＡＭ２２９へのデータの更新を一時停止してモニタ表示部２２０の表示をフリーズさせても良い。また、モニタ表示部２２０の表示を黒画面化したり、モニタ表示部２２０を消灯させても良い。また、ＤＲＡＭ２２９へ書き込むデータを変更して、「静止画撮影のための露出制御中、又はＡＦ処理中」といった静止画撮影に係る情報を表示しても良い。このような動作を行うことにより、コントラストＡＦの要求が発生した場合に、表示品位を考慮することなく、最速で露光量調整を行うことが出来るようになる。

実施例１では、図４のステップＳ４０１にてコントラストＡＦ要求が発生した場合は、ステップＳ４０３にて絞り駆動速度を高速な第１速に必ず設定されていた。しかし、これに限らず、モニタ表示部２２０あるいは表示部２３１にメニュー画面を表示可能にし、操作スイッチ２３２からの操作入力によりメニュー操作することで、コントラストＡＦ要求が発生した場合に上記第１速に設定するか選択可能にしても差し支えない。以下、上述の実施例について説明する。

なお、本実施例のデジタルカメラの構成は、実施例１で図１を用いて説明した構成と同じであり、絞り制御を高速な第１速で制御する絞り高速モードと、絞り制御を第１速より低速で制御する絞り低速モードを、上述のメニュー操作で排他的に選択できる点が異なる。図７は、モニタ表示部２２０に露光量調整時の絞り制御モードを、高速な第１速で制御する絞り高速モード（上段）と、絞り制御を第１速より低速で制御する絞り低速モード（下段）を選択可能で、上段の絞り高速モードが選択されている様子を示す図である。

図８は、本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。特に説明しない限り、下記制御はシステムコントローラ２３０の制御により行われる。図４の実施例１の動作と同じ動作ステップには、同じ符号を与えている。実施例１の動作との差異は、ステップＳ４０２にて、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整が行われた後、ステップＳ８０１に進み、絞り制御を高速な第１速で行う絞り高速モードがメニュー操作で選択されているか否かを判断する点である。

ステップＳ８０１にて、絞り高速モードが選択されていれば、ステップＳ４１９へ進む。絞り高速モードが選択されていなければ、ステップＳ４０５へ進む。

このような動作を行うことにより、ユーザーの嗜好に応じて本実施例の動作を行うか否かを切り替えできるようになる。

（変形例）
本実施例では、ステップＳ４０２にて、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整を行うため、測光領域をコントラスト評価領域に略同一に対応させていた。しかし、これに限らず、図９に示すフローチャートのように、ステップＳ４０２とステップＳ８０１の動作順序を入れ替えて、絞り高速モードでなければ、測光領域を所定の露光量範囲にして、コントラストＡＦ向けの露光量調整動作を一切無くしても差し支えない。

このような動作を行うことにより、メニュー操作により絞り制御モードを選択することで、焦点検出時の露光量調整を行うか、動画記録中あるいは動画スタンバイ時の露光量調整を行うかを、明確に選択できるようになる。

実施例１では、動画記録されていないライブビュー表示中は、絞り駆動速度を第２速から徐々に低下させていた。しかし、これに限らず、レリーズスイッチＳＷ２（２３４）が操作されて静止画撮影の要求が発生した場合は、絞り駆動速度を高速な第１速に設定しても良い。以下、上述の実施例について説明する。

なお、本実施例のデジタルカメラの構成は、実施例１で図１を用いて説明した構成と同じであり、絞り制御を高速な第１速で制御する絞り高速モードと、絞り制御を第１速より低速で制御する絞り低速モードを有する。また、モニタ表示部２２０あるいは表示部２３１にメニュー画面を表示可能にし、操作スイッチ２３２からの操作入力によりメニュー操作することで、静止画撮影の要求が発生した場合に、絞り高速モードと絞り低速モードを排他的に選択できる点が異なる。

図１０は、本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。特に説明しない限り、下記制御はシステムコントローラ２３０の制御により行われる。図４の実施例１の動作と同じ動作ステップには、同じ符号を与えている。実施例１の動作との差異は、ステップＳ４０４にて、所定の測光領域の撮像出力に基づいて公知の一般的な測光演算を行った後、ステップＳ１００１に進み、静止画撮影の要求が発生したか否かを判断する点である。

ステップＳ１００１にて、静止画撮影の要求が発生していれば、ステップＳ４１９へ進む。静止画撮影の要求が発生していなければ、ステップＳ４０５へ進む。そして、Ｓ４０９でコントラストＡＦが行われた後、静止画撮影が行なわれる。

このような動作を行うことにより、静止画撮影のレリーズタイムラグを短くすることが出来るようになる。

（変形例）
本実施例において、さらに、静止画撮影の要求が発生した場合は、フレームメモリであるＤＲＡＭ２２９へのデータの更新を一時停止してモニタ表示部２２０の表示をフリーズさせても良い。また、モニタ表示部２２０の表示を黒画面化したり、モニタ表示部２２０を消灯させても良い。また、ＤＲＡＭ２２９へ書き込むデータを変更してモニタ表示部２２０へ静止画撮影に係る文字やイラストによる情報を表示させても良い。このような動作を行うことにより、静止画撮影の要求が発生した場合に、表示品位を考慮することなく、最速で露光量調整を行うことが出来るようになる。

実施例１では、図４のステップＳ４０８にてコントラストＡＦ要求が発生した場合に限り、ステップＳ４０９でコントラストＡＦを行っていた。言い換えると、一旦合焦状態であることを検出するとそれ以降の合焦のためのレンズ駆動をしない焦点検出動作である、いわゆるワンショットＡＦである。しかし、これに限らず、ライブビュー状態において、常に露光量調整を行うとともに、常にピントを追従し続ける動作、いわゆるコンティニュアスＡＦを行うようにしても良い。このＡＦの場合、被写体との距離変化に伴う結像面位置の変化を追従して焦点状態を補正し続ける。また、さらに、ライブビュー状態においてＳＷ１（２３３）での操作入力により明示的にコントラストＡＦ要求が発生した場合は、改めてワンショットＡＦを行うようにしても良い。このように、ワンショットＡＦ、コンティニュアスＡＦといった複数の焦点検出モードがある場合に、それに応じて絞りの制御動作を変更することも考えられる。以下、上述の実施例について説明する。

なお、本実施例のデジタルカメラの構成は、実施例１で図１を用いて説明した構成と同じである。

図１１は、本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。特に説明しない限り、下記制御はシステムコントローラ２３０の制御により行われる。まず、ライブビューモードスイッチ（２３５）が押下されて、ライブビュー表示がなされ、露光量調整が常時行われる状態に遷移することにより開始される。なお、デジタルカメラ２００は、あらかじめ電源が投入されているものとする。なお、ライブビューモードスイッチ（２３５）の代わりに操作スイッチ２３２の押下であっても良い。

はじめに、ステップＳ１１０１にて、ＳＷ１（２３３）での明示的な操作入力により、ワンショットＡＦ要求が発生したか判断される。ワンショットＡＦ要求が発生していれば、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整を行うため、ステップＳ１１０２へ進む。コントラストＡＦ要求が発生していなければ、他の露光量調整動作を選択するため、ステップＳ１１０４へ進む。

ステップＳ１１０２では、コントラスト評価を行う画像領域に特化した露光量調整を行うため、測光領域をコントラスト評価領域に略同一に対応させる。対応させた測光領域の撮像出力に基づいて公知の一般的な測光演算を行い、目標露光量との差異を算出する。算出後、システムコントローラ２３０に記憶されているプログラム線図に基づいて、露光量調整時の絞り変更量、撮像素子２１２の電荷蓄積時間、露光感度の各設定が決定される。決定後、ステップＳ１１２０へ進む。

ステップＳ１１２０では、デジタルカメラ２００に装着されている撮影レンズ１００が、絞り駆動速度を変更できるレンズか否かが、撮影レンズ１００との通信で得られた性能情報から判断される。性能情報に設定可能な絞り駆動速度情報が含まれていることが検出され、撮影レンズ１００が変更できる対応レンズであれば、ステップＳ１１０３へ進む。変更できない非対応レンズであれば、ステップＳ１１２１へ進む。

ステップＳ１１０３では、露光量調整で制御される絞り駆動速度について、俊敏に絞りを制御するため、絞り駆動速度の設定が高速な第１速に設定され、システムコントローラ２３０から電気接点ユニット１０７を通じてレンズコントローラ１０８へ通知される。また、絞り駆動速度が対応レンズコントローラ１０８は絞り速度設定の通知を受けて、絞り制御駆動部１０６へ絞り駆動速度が指示される。このような動作を行うことで、ワンショットＡＦ時の露光量調整のタイムラグが短縮されるようになる。絞り駆動速度の設定後、ステップＳ１１０６へ進む。

ステップＳ１１０４では、所定の測光領域の撮像出力に基づいて公知の一般的な測光演算を行い、目標露光量との差異を算出する。算出後、システムコントローラ２３０に記憶されているプログラム線図に基づいて、露光量調整時の絞り変更量、撮像素子２１２の電荷蓄積時間、露光感度の各設定が決定される。決定後、ステップＳ１１０５へ進む。

ステップＳ１１０５では、デジタルカメラ２００に装着されている撮影レンズ１００が、絞り駆動速度を変更できるレンズか否かが、撮影レンズ１００装着時の初期通信で得られた性能情報から判断される。性能情報に設定可能な絞り駆動速度情報が含まれていることが検出され、撮影レンズ１００が変更できる対応レンズであれば、ステップＳ１１１１へ進む。変更できない非対応レンズであれば、ステップＳ１１２１へ進む。

ステップＳ１１２１では、ステップＳ１１２０またはステップＳ１１０５で絞り駆動速度が変更不可と判明したレンズのため絞り駆動速度の設定が固定速度とされる。絞り駆動速度の設定後、ステップＳ１１０６へ進む。

ステップＳ１１０６では、ステップＳ１１０２あるいはステップＳ１１０４で決定された電荷蓄積時間をシャッタ制御部２１５へ通知する。シャッタ制御部２１５は通知後のフォーカルプレーンシャッタ２１０による露光時間を、通知された電荷蓄積時間に応じて更新する。また、ステップＳ１１０２あるいはステップＳ１１０４で決定された露光感度を、ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６へ通知する。ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６は通知された露光感度に基づいて、撮像素子２１２で生成された画像信号の増幅値を更新する。更新後、ステップＳ１１０７へ進む。

ステップＳ１１０７では、ステップＳ１１０２あるいはステップＳ１１０４で決定された絞り変更量だけ、定められた絞り駆動速度で絞り開口が制御される。ここで、定められた絞り駆動速度は、ステップＳ１１０３にて設定された第１速か、あるいはＳ１１０５で絞り駆動速度が変更不可と判明したレンズのため固定速度となる。絞り制御後、ステップＳ１１０８へ進む。

ステップＳ１１０８では、ＳＷ１（２３３）での明示的な操作入力により、ワンショットＡＦ要求が発生したか判断される。ワンショットＡＦ要求が発生していれば、コントラスト評価領域を測光領域とするＡＦ向けの測光が完了したことを受けて、ステップＳ１１０９へ進む。

ステップＳ１１０９では、ライブビュー表示品位を問わず、ＡＦタイムラグを考慮して高速にフォーカスを制御しながら最もコントラストの高いフォーカス位置を検出するワンショットＡＦが行われる。ＡＦ後、ステップＳ１１１０へ進む。

ステップＳ１１１０では、ライブビューモードスイッチ（２３５）の操作入力によりライブビュー終了要求が発生しているか判断する。終了要求があれば、本実施例の動作を終了する。終了要求がなければ、ライブビューを続けながら露光量調整およびコンティニュアスＡＦを続けるため、ステップＳ１１０１へ戻り、上述した本実施例の動作を再度行う。

ステップＳ１１１１では、動画スイッチ２３６の操作入力によりデジタルカメラ２００が動画記録中かを判断する。動画記録中であれば、ステップＳ１１１２へ進む。動画記録中でなければ、ステップＳ１１１３へ進む。

ステップＳ１１１２では、絞り駆動速度を動画向けに遅くした第２速に設定される。設定後、ステップＳ１１１４へ進む。

ステップＳ１１１３では、絞り駆動速度をライブビュー向けに第１速より遅く、第２速より速い第３速に設定される。設定後、ステップＳ１１１４へ進む。

ステップＳ１１１４では、ステップＳ１１０４で決定された電荷蓄積時間をシャッタ制御部２１５へ通知する。シャッタ制御部２１５は通知後のフォーカルプレーンシャッタ２１０による露光時間を通知された電荷蓄積時間に応じて更新する。また、ステップＳ１１０４で決定された露光感度をＣＤＳ／ＡＧＣ２１６へ通知する。ＣＤＳ／ＡＧＣ２１６は通知された露光感度に基づいて、撮像素子２１２で生成された画像信号の増幅値を更新する。更新後、ステップＳ１１１５へ進む。

ステップＳ１１１５では、ステップＳ１１０４で決定された絞り変更量だけ、定められた絞り駆動速度で絞り開口が制御される。ここで、定められた絞り駆動速度は、ステップＳ１１１２にて設定された第２速か、あるいはＳ１１１３にて設定された第３速となる。絞り制御後、ステップＳ１１１６へ進む。

ステップＳ１１１６では、設定された絞り駆動速度の絞り駆動制御で目標露光量に到達したか判断される。目標露光量に到達していれば、ステップＳ１１１９へ進む。到達していなければ、ステップＳ１１１６へ進む。

ステップＳ１１１７では、ライブビューや動画記録の品位を考慮して、露光量調整が目標露光量に近づくにつれて露光量変動を遅くするにあたり、絞り駆動速度が既に設定下限値となっているか判断する。設定下限値であればその速度で引き続き目標露光量まで絞りを制御させるため、ステップＳ１１１４へ戻る。設定下限値でなければ、ステップＳ１１１８へ進む。

ステップＳ１１１８では、現在の露光量と目標露光量との露光差を算出し、露光差に応じて設定可能な範囲内で絞り駆動速度を低下させる。絞り駆動速度の低下後、引き続き目標露光量まで絞りを制御させるため、ステップＳ１１１４へ戻る。

ステップＳ１１１９では、ライブビュー品位を考慮してワンショットＡＦ時より低速にフォーカスを移動させながら、一般的にウォブリング駆動と呼ばれるフォーカスレンズ１０１の微小な往復運動を行い、コントラストが高くなるフォーカス方向を検出する。検出したら、そのフォーカス方向へ低速で所定デフォーカス量だけフォーカスレンズ１０１を駆動させる。ライブビュー中に繰り返しステップＳ１１１８を行うことで、コンティニュアスＡＦを実現している。コンティニュアスＡＦの動作の一部を成す上述のフォーカスレンズ１０１の駆動が完了すれば、ステップＳ１１１０へ進む。

上述の動作を行うことにより、明示的な操作入力によりワンショットＡＦを行う場合と、露光量調整やコンティニュアスＡＦを常時行う場合で、露光量調整の追従性を最適化できるようになる。

１００撮影レンズ
１０１フォーカスレンズ
１０３レンズ駆動機構
１０４レンズ駆動制御部
１０８レンズコントローラ
１０９メモリ
１１０レンズ位置情報検出部
１１１タイマ
２１２撮像素子
２２０モニタ表示部
２２１ビデオメモリ
２２７カメラＤＳＰ
２３０システムコントローラ
２３１表示部
２３２操作スイッチ
２３３レリーズスイッチＳＷ１
２３４レリーズスイッチＳＷ２
２３５ライブビューモードスイッチ
２３６動画スイッチ
２４３コントラスト評価値算出ブロック

Claims

入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記装着されたレンズ装置の種類に応じて、絞りの駆動速度を一定とする第１の制御動作と、前記絞りの駆動速度を可変とする第２の制御動作とを切り替え制御する露出制御手段と、
装着されたレンズ装置の合焦状態を検出する焦点検出手段とを有し、
前記露出制御手段は、前記第２の制御動作では前記撮像手段からの出力に応じて絞りの駆動速度を制御し、動画用の画像信号を生成する際の絞りの駆動速度の方が、前記焦点検出手段により合焦状態を検出するための絞りの駆動速度よりも遅いという関係を保つように制御することを特徴とする撮像装置。
前記絞りの駆動速度が可変なレンズ装置が装着されたことを検出する検出手段を有し、
前記露出制御手段は、前記検出手段の出力に基づいて、制御動作を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記露出制御手段は、前記第２の制御動作の際、動画記録中か否かに応じて駆動速度を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
前記露出制御手段は、前記第２の制御動作において絞り駆動速度を段階的あるいは連続的に低下させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
ユーザーの操作入力に基づいて絞りの駆動速度を可変とするか否かを選択する選択手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
静止画撮影のための露光量調整の際に、表示部への画像信号の表示の更新を停止、又は表示の黒画面化、又は表示の消灯、又は静止画撮影に係る情報の表示への切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記焦点検出手段により合焦状態を検出する際に、表示部への画像信号の表示の更新を停止又は表示の黒画面化、又は表示の消灯、又は静止画撮影に係る情報の表示への切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
入射光量を調整する絞りを備えたレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記装着されたレンズ装置の種類に応じて、絞りの駆動速度を一定とする第１の制御動作と、前記絞りの駆動速度を可変とする第２の制御動作とを切り替え制御する露出制御手段と、
装着されたレンズ装置の合焦状態を検出する焦点検出手段とを備え、
前記焦点検出手段は異なる複数の焦点検出モードを有し、
前記露出制御手段は、前記第２の制御動作では、前記撮像手段からの出力と、前記焦点検出手段の焦点検出モードに応じて、絞りの駆動速度を制御することを特徴とする撮像装置。
前記焦点検出手段は、一旦合焦状態であることを検出するとそれ以降の合焦のためのレンズ駆動をしない第１の焦点検出モードと、被写体との距離変化に伴う結像面位置の変化を追従して補正する第２の焦点検出モードとを有することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。